CN107256940A - 带安全机构的电池串联片和配置该串联片的电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种带安全机构的电池串联片，包括：底片，一体形成于所述底片四周、且位于所述底片上侧的若干个弹爪，设于在所述底片下侧的PTC元件；所述PTC元件包括位于该PTC元件上表面的上电极片、位于该PTC元件下表面的下电极片、连接所述上电极片和下电极片的热敏电阻层；所述PTC元件的上表面开设有向下延伸至所述下电极片上表面处的盲孔，所述底片上贯通开设有与所述盲孔直接连通的通孔，所述底片的下表面与所述上电极片的上表面紧贴布置且焊接固定。本申请在电池串联片上焊接PTC元件，而且电池串联片本体结构和PTC元件上设置了十分巧妙的通孔和盲孔结构，使得PTC元件能够十分顺利地与电池焊接。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是一种带安全机构的电池串联片和配置该串联片的电池。
背景技术
锂离子电池是当今世界上比能量最高，适用的条件宽广而使用寿命最长的电池系列。更可贵的是它不使用有毒有害的材料，对环境友善，得到了越来越广泛的应用。但是它也有根本的缺陷，安全性不好，有起火爆炸的危险。各研究单位和生产厂都做了大量工作改善其安全性。苏州安靠电源公司的负极免焊接工艺就是比较成功的一例。
负极免焊接工艺的核心是用带有多个弹爪的金属片(电池串联片)代替通用的薄金属连接片，金属片的多个弹爪抱住电池壳，实现接触电连接。从而取消了对电池壳底的焊接，消除了焊接热对靠近底的内部核心构件的伤害，提高了安全性。
然而，上述结构的电池串联片过流能力很强，电阻低。但是对太大的电流没有阻挡，不能抵御大电流对电池的伤害。
发明内容
本申请目的是：针对上述技术问题，本申请提出一种带安全机构的电池串联片，同时还提出一种配置这种串联片的电池。
本申请的技术方案是：一种带安全机构的电池串联片，包括：
底片，
一体形成于所述底片四周、且位于所述底片上侧的若干个弹爪，以及
设于在所述底片下侧的PTC元件；
所述PTC元件包括位于该PTC元件上表面的上电极片、位于该PTC元件下表面的下电极片、连接所述上电极片和下电极片的热敏电阻层；
所述PTC元件的上表面开设有向下延伸至所述下电极片上表面处的盲孔，所述底片上贯通开设有与所述盲孔直接连通的通孔，所述底片的下表面与所述上电极片的上表面紧贴布置且焊接固定。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述PTC元件的外轮廓为圆形。
所述盲孔仅设置有一个，且该盲孔设置在所述PTC元件中心位置。
所述通孔仅设置有一个，且该通孔设置在所述底片中心位置。
所述盲孔设置有至少两个，并且这些盲孔以所述PTC元件的几何中心点为对称中心对称分布。
所述盲孔共设置四个。
所述通孔共设置有四个，且这四个通孔与四个所述盲孔一一对应设置。
所述盲孔为圆孔或方孔。
一种电池，包括设于该电池两相对端的正极端和负极端，其特征在于，还包括上述结构的电池串联片，所述下电极片与所述正极端或所述负极端紧贴布置且焊接固定。
该电池为圆柱形锂离子电池，所述下电极片与所述正极端紧贴布置且焊接固定。
本申请的优点是：
1、本申请在电池串联片上焊接PTC元件，而且电池串联片本体结构和PTC元件上设置了十分巧妙的通孔和盲孔结构，使得PTC元件能够十分顺利地与电池焊接。
2、本申请在电池串联片上焊接PTC元件，在发生外短路状态下，大电流通过电池，有引起热失控起火爆炸的危险。PTC元件可阻断大电流保护了电池的安全。外短路等故障消除后，PTC元件又能够自动恢复正常工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一中带安全机构的电池串联片的剖面结构示意图；
图2为本申请实施例一中带安全机构的电池串联片的立体结构示意图；
图3为本申请实施例一中PTC元件的立体结构示意图；
图4为本申请实施例二中带安全机构的电池串联片的立体结构示意图；
图5为本申请实施例三中带安全机构的电池串联片的立体结构示意图；
其中：1-底片，1a-通孔，2-弹爪，3-PTC元件，301-上电极，302-下电极，303-热敏电阻层，3a-盲孔。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例一：
图1和图2示出了本申请这种带安全机构的电池串联片的一个具体实施例，其包括：圆形的底片1，一体形成于底片四周、且位于底片上侧的多个弹爪2，设于底片下侧的PTC元件3。底片1和弹爪2通常为钢质。
PTC元件3包括位于该PTC元件上表面的上电极片301、位于该PTC元件下表面的下电极片302、连接所述上电极片和下电极片的热敏电阻层303(通常为热聚合物质)。实际应用时，电流必须经过热敏电阻层303才能由下电极片302流向上电极片301。
本实施例的关键改进在于：PTC元件3的上表面开设有向下延伸至下电极片3b上表面处的盲孔3a，底片1上贯通开设有与所述盲孔3a直接连通的通孔1a，底片1的下表面与上电极片301的上表面紧贴布置且焊接固定。
之所以在PTC元件3和底片1上分别设置上述的盲孔3a和通孔1a，是为了方便该串联片与电池的焊接连接。实际应用时，将该电池串联片布置在电池(通常为圆柱形结构的锂离子电池)的正极端(或负极端，通常为正极端，负极免焊)，并使PTC元件3上下电极片302的下表面与电池的正极端紧贴布置，激光焊机发出的焊接激光束穿过上述通孔1a和盲孔3a而照射在下电极片302下表面和电池正极端的接合处，从而使下电极片302下表面和电池正极端焊接固定在一起。另一根电池的负极端插设在各弹爪2之间并与弹爪2接触连接。如此，通过底片1和弹爪2的电流必须经过圆形PTC元件才能到达另一个电池，如果电流超过PTC元件的临界电流，PTC元件动作，阻断电流，保护了电池的安全。大电流消除后，PTC元件恢复导通，电池又可回复正常工作。
如图3所示，本实施例中，PTC元件3的外轮廓为圆形，该PTC元件3上的盲孔3a仅设置有一个，且该盲孔3a设置在PTC元件3中心位置。该盲孔3a为圆孔，对应地，底片2上的通孔也为圆孔。
实施例二：
图4示出了本申请这种带安全机构的电池串联片的第二个具体实施例，其结构与实施例一中电池串联片的结构基本一致，唯一不同在于，PTC元件3上的盲孔3a以及底片2上的通孔均为方孔。
实施例三：
图5示出了本申请这种带安全机构的电池串联片的第三个具体实施例，其结构与实施例一中电池串联片的结构基本一致，唯一不同在于，PTC元件3上的盲孔3a共设置有四个，并且这四个盲孔3a以PTC元件3的几何中心点为对称中心对称分布。对应地，底片1上通孔1a也共设置有四个，且这四个通孔1a与四个盲孔3a一一对应设置。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带安全机构的电池串联片，包括：
底片(1)，
一体形成于所述底片四周、且位于所述底片上侧的若干个弹爪(2)，以及
设于在所述底片下侧的PTC元件(3)；
所述PTC元件(3)包括位于该PTC元件上表面的上电极片(301)、位于该PTC元件下表面的下电极片(302)、连接所述上电极片和下电极片的热敏电阻层(303)；
其特征在于，所述PTC元件(3)的上表面开设有向下延伸至所述下电极片(3b)上表面处的盲孔(3a)，所述底片(1)上贯通开设有与所述盲孔(3a)直接连通的通孔(1a)，所述底片(1)的下表面与所述上电极片(301)的上表面紧贴布置且焊接固定。
2.根据权利要求1所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述PTC元件(3)的外轮廓为圆形。
3.根据权利要求1所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述盲孔(3a)仅设置有一个，且该盲孔(3a)设置在所述PTC元件(3)中心位置。
4.根据权利要求3所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述通孔(1a)仅设置有一个，且该通孔(1a)设置在所述底片(1)中心位置。
5.根据权利要求1所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述盲孔(3a)设置有至少两个，并且这些盲孔(3a)以所述PTC元件(3)的几何中心点为对称中心对称分布。
6.根据权利要求5所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述盲孔(3a)共设置四个。
7.根据权利要求6所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述通孔(1a)共设置有四个，且这四个通孔(1a)与四个所述盲孔(3a)一一对应设置。
8.根据权利要求1至7中任一所述的带安全机构的电池串联片，其特征在于，所述盲孔(3a)为圆孔或方孔。
9.一种电池，包括设于该电池两相对端的正极端和负极端，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一所述的电池串联片，所述下电极片(302)与所述正极端或所述负极端紧贴布置且焊接固定。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，该电池为圆柱形锂离子电池，所述下电极片(302)与所述正极端紧贴布置且焊接固定。
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