CN107293655A - 一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构及电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构及电池。电池盖板结构包括盖板和负极柱结构。盖板上设置有翻转阀，所述翻转阀的翻转片在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出。负极柱结构与所述盖板固定且绝缘，所述负极柱结构包括间隔设置于所述盖板外侧的极柱覆盖部，所述极柱覆盖部的内侧设置有容置区，所述容置区内设置有热熔绝缘材料，所述容置区与所述翻转片的位置对应。电池外部温度超过阈值后，盖板受热至温度超过所述热熔绝缘材料的熔点，所述热熔绝缘材料熔化并位于所述翻转片与所述极柱覆盖部之间，避免所述翻转片与所述极柱覆盖部接触，使得翻转阀失效，不会产生主动短路，防止短路引起的二次发热，提升电池的安全性能。

Description

一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构及电池

技术领域

本发明涉及电池的技术领域，尤其涉及一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构及电池。

背景技术

电池一般包括电池盖板结构、盒体和电芯，电池盖板结构与盒体形成容纳电芯的容置空间。如图1和图2所示，电池盖板结构包括盖板1′，盖板1′的两端分别设置有正极柱结构4′和负极柱结构3′，正极柱结构4′与盖板1′电连接，负极柱结构3′与盖板1′绝缘。正极柱结构4′和负极柱结构3′分别与电芯中的正负极材料中引出，在盖板1′上形成正负极。盖板1′上设置有翻转阀2′，负极柱结构3′在盖板2′外侧间隔设置有极柱覆盖部31′，翻转阀2′位于极柱覆盖部31′内侧。当翻转阀2′的内外压差达到阈值时，翻转阀2′上的翻转片21′被顶出，向外翻转后抵接在极柱覆盖部31′的内侧，将盖板1′和负极柱结构3′短路。电池的正极柱结构4′与电芯的连接线上会设置熔断区41′，当电池的正负极连通短路时，大电流通过熔断区41′会将熔断区41′熔断，使得电池被断电保护。电池在工作时，可能由于某些原因，比如撞击、意外短路等，会导致电池内部出现故障，内部反应剧烈，温度升高，甚至导致电池爆炸。因此，现有技术中的电池通过设置翻转阀2′，在电池内部出现故障、内部气压升高后，可以通过翻转阀2′翻转主动短路，将熔断区41′熔断，避免电池内部故障加剧。

但是，翻转阀2′一般适用于由电池内部故障的情况。而有些情况是电池外部的环境发生变化，比如电池外部的温度升高，导致电池内部受热过高，气压迅速增大。此时如果翻转阀2′翻转主动短路，很容易引起二次发热，对周边环境造成更严重的安全隐患。

发明内容

本发明的第一目的在于提出一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构，能在电池外部温度很高时避免翻转阀生效，防止短路引起的二次发热。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构，包括：

盖板，设置有翻转阀，所述翻转阀的翻转片在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出；

负极柱结构，与所述盖板固定且绝缘，所述负极柱结构包括间隔设置于所述盖板外侧的极柱覆盖部，所述极柱覆盖部的内侧设置有容置区，所述容置区内设置有热熔绝缘材料，所述容置区与所述翻转片的位置对应；

当所述盖板受热至温度超过所述热熔绝缘材料的熔点时，所述热熔绝缘材料熔化并位于所述翻转片与所述极柱覆盖部之间，避免所述翻转片与所述极柱覆盖部接触。

其中，所述容置区为贯通所述盖板的容置孔。

其中，所述容置孔为台阶孔，所述台阶孔的大孔径端位于所述极柱覆盖部的外侧。

其中，所述热熔绝缘材料通过注塑或压铸固定于所述容置区内。

其中，所述热熔绝缘材料的熔点为100摄氏度～150摄氏度。

其中，所述热熔绝缘材料为塑胶。

其中，电池盖板结构还包括：

正极柱结构，固定于所述盖板，且与所述盖板导通；

所述正极柱结构与电芯的连接线上设置有熔断区，所述熔断区经过大电流的时间超过阈值后被熔断。

其中，所述盖板设置有排气孔，所述排气孔内填充有热熔材料，以使得所述排气孔密封；

当所述盖板受热至温度超过所述热熔材料的熔点时，所述热熔材料熔化，以使所述排气孔导通。

本发明的第二目的在于提出一种电池，其电池盖板结构能在电池外部温度很高时避免翻转阀生效，防止短路引起的二次发热。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池，包括盒体和上述的高温下翻转阀失效的电池盖板结构，所述盒体与所述电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，所述电芯容纳部内容纳有电芯，所述电芯的正极材料通过连接线与所述正极柱结构连接，负极材料通过连接线与所述负极柱结构连接。

有益效果：本发明提供了一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构，包括盖板和负极柱结构。盖板上设置有翻转阀，所述翻转阀的翻转片在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出。负极柱结构与所述盖板固定且绝缘，所述负极柱结构包括间隔设置于所述盖板外侧的极柱覆盖部，所述极柱覆盖部的内侧设置有容置区，所述容置区内设置有热熔绝缘材料，所述容置区与所述翻转片的位置对应。电池外部温度超过阈值后，盖板受热至温度超过所述热熔绝缘材料的熔点，所述热熔绝缘材料熔化并位于所述翻转片与所述极柱覆盖部之间，避免所述翻转片与所述极柱覆盖部接触，使得翻转阀失效，不会产生主动短路，防止短路引起的二次发热，提升电池的安全性能。

附图说明

图1是现有技术的电池盖板结构的结构示意图。

图2是现有技术的电池盖板结构在翻转阀处的局部放大图。

图3是本发明的电池盖板结构的结构示意图。

图4是本发明的电池盖板结构未受热时在热熔材料和热熔绝缘材料处的局部放大图。

图5是本发明的电池盖板结构受热后在热熔材料和热熔绝缘材料处的局部放大图。

其中：

1-盖板，11-排气孔，12-热熔材料，13-防爆阀，2-翻转阀，21-翻转片，3-负极柱结构，31-极柱覆盖部，32-容置区，33-热熔绝缘材料，4-正极柱结构，41-熔断区；

1＇-盖板，13＇-防爆阀，2＇-翻转阀，21＇-翻转片，3＇-负极柱结构，31＇-极柱覆盖部，4＇-正极柱结构，41＇-熔断区。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图3-图5所示，本实施例提供了一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构，包括盖板1和负极柱结构3和正极柱结构4。在本实施例中，内侧是指靠近电池内部的一侧，外侧是指靠近外部环境的一侧，内侧是指靠近电池内部的一端，外侧是指靠近外部环境的一端。以图3为例，内侧是指相应部件的下表面，外侧是指相应部件的上表面。正极柱结构4与盖板1固定且电连接(即处于导通状态)，正极柱结构4与电芯的连接线上设置有熔断区41，熔断区41经过大电流的时间超过阈值后被熔断。盖板1设置有翻转阀2，翻转阀2的主体与盖板1固定，翻转阀2的中心区域设置有翻转片21，翻转片21的中部形成有圆柱形的抵接部。翻转阀2的翻转片21在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出，使得抵接部与外侧的部件抵接。

负极柱结构3与盖板1固定且绝缘，负极柱结构3包括穿过盖板1的负极柱和位于负极柱两端的固定部，负极柱和固定部配合将负极柱结构3与盖板1固定，负极柱3和盖板1之间还设置有绝缘板等用于绝缘。负极柱结构3中位于盖板1外侧的固定部为间隔设置于盖板1外侧的极柱覆盖部31，极柱覆盖部31的内侧设置有容置区32，容置区32内设置有热熔绝缘材料33，容置区32与翻转片21的位置对应。如果是电池内部出现故障，导致电池内部气压增大至超过翻转阀2的预设值，翻转片21会向外翻转顶出，与负极柱3的极柱覆盖部31抵接，触发主动短路保护机制，将正极柱结构4的连接线上的熔断区41熔断。

而针对外部环境变热超过安全温度时，盖板1受热至温度超过热熔绝缘材料33的熔点，热熔绝缘材料33熔化并位于翻转片21与极柱覆盖部31之间，避免翻转片21与极柱覆盖部31接触。因此，针对外部环境变热的情况，本实施例的电池盖板结构通过在盖板1上设置热熔绝缘材料33，可以在翻转片21和极柱覆盖部31之间形成绝缘层，避免翻转片21和极柱覆盖部31导通，无法再触发主动短路保护机制，防止短路引起的二次发热，提升电池的安全性能。

热熔绝缘材料33的熔点如果太低，会导致此机制容易被误触发，温度稍高就开始生效，对电池造成不好的影响。热熔绝缘材料33的熔点也不能太高，否则外部环境温度已经引起电池内部的气压增大，主动短路保护机制已经生效时，热熔绝缘材料33尚未熔化，则已经失去作用。一般而言，热熔绝缘材料33的熔点在100摄氏度～150摄氏度比较合适，比如设置在120摄氏度、130摄氏度等。本实施例中，热熔绝缘材料33可以选用熔点在上述范围的塑胶制作，比如熔点在120摄氏度左右的聚乙烯和聚苯乙烯等。

在本申请中，高温下翻转阀失效的电池盖板结构中，高温是指不低于热熔绝缘材料33的熔点的温度。比如，如果热熔绝缘材料33的熔点为120摄氏度，高温则指不低于120摄氏度的温度。

热熔绝缘材料33可以通过注塑或压铸的方式固定于容置区32内，制造快捷方便。对于塑胶材料而言，也可以通过滴胶等方式固定。

在本实施例中，容置区32为贯通盖板1的容置孔，在熔化时，便于热熔绝缘材料33从容置区32内流出。容置孔可以设置为台阶孔的形式，台阶孔的大孔径端位于极柱覆盖部31的外侧。台阶孔的台阶结构便于热熔绝缘材料33封存在台阶孔中，避免掉落。台阶孔的大孔径端还可以存储较多的热熔绝缘材料33，确保阻止翻转片21与极柱覆盖部31接触。

在本实施例中，盖板1还可以设置排气孔11，排气孔11内填充有热熔材料12，以使得排气孔11密封。当盖板1受热至温度超过热熔材料12的熔点时，热熔材料12熔化，以使排气孔11导通。热熔材料12可以为绝缘材料，也可以为非绝缘材料。热熔材料12可以与热熔绝缘材料33为同一种物质，比如均为塑胶类材料等。通过设置热熔材料12，当外界环境温度太高时，可以将热熔材料12熔化，使得排气孔11导通，避免电池内部气压过高而发生爆炸。并且，通过同时设置热熔绝缘材料33和热熔材料12，可以在外部环境温度过高时，既避免电池发生主动短路机制，避免短路过热加剧危险程度。还可以主动打开排气孔11，释放压力，避免爆炸。

盖板1上还设置有防爆阀13，防爆阀13一般为比较薄的薄片，在电池的内部气压超过阈值后，防爆阀13会被冲破，释放电池内部的压力。与防爆阀13不同的是，热熔材料12在超过阈值的温度下直接熔化，不需要等到内部气压积聚到阈值即可释放压力。热熔材料12和排气孔11主要针对外部环境过热的情况设置，而防爆阀13主要针对内部环境气压增大而设置。两者分别从电池的外部环境和内部环境对电池进行保护，提高电池的安全性能。

本实施例还提供了一种电池，包括盒体和上述的电池盖板结构，盒体与电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，电芯容纳部内容纳有电芯，电芯的正极材料通过连接线与正极柱结构4连接，负极材料通过连接线与负极柱结构3连接。此种电池的电池盖板结构在外部环境变热超过安全温度时，盖板1受热至温度超过热熔绝缘材料33的熔点，热熔绝缘材料33熔化并位于翻转片21与极柱覆盖部31之间，避免翻转片21与极柱覆盖部31接触导通，无法再触发主动短路保护机制，防止短路引起的二次发热，提升电池的安全性能。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种高温下翻转阀失效的电池盖板结构，其特征在于，包括：

盖板(1)，设置有翻转阀(2)，所述翻转阀(2)的翻转片(21)在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出；

负极柱结构(3)，与所述盖板(1)固定且绝缘，所述负极柱结构(3)包括间隔设置于所述盖板(1)外侧的极柱覆盖部(31)，所述极柱覆盖部(31)的内侧设置有容置区(32)，所述容置区(32)内设置有热熔绝缘材料(33)，所述容置区(32)与所述翻转片(21)的位置对应；

当所述盖板(1)受热至温度超过所述热熔绝缘材料(33)的熔点时，所述热熔绝缘材料(33)熔化并位于所述翻转片(21)与所述极柱覆盖部(31)之间，避免所述翻转片(21)与所述极柱覆盖部(31)接触。

2.如权利要求1所述的电池盖板结构，其特征在于，所述容置区(32)为贯通所述盖板(1)的容置孔。

3.如权利要求2所述的电池盖板结构，其特征在于，所述容置孔为台阶孔，所述台阶孔的大孔径端位于极柱覆盖部(31)的外侧。

4.如权利要求1～3任一项所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔绝缘材料(33)通过注塑或压铸固定于所述容置区(32)内。

5.如权利要求4所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔绝缘材料(33)的熔点为100摄氏度～150摄氏度。

6.如权利要求5所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔绝缘材料(33)为塑胶。

7.如权利要求1～3任一项所述的电池盖板结构，其特征在于，还包括：

正极柱结构(4)，固定于所述盖板(1)，且与所述盖板(1)导通；

所述正极柱结构(4)与电芯的连接线上设置有熔断区(41)，所述熔断区(41)经过大电流的时间超过阈值后被熔断。

8.如权利要求7所述的电池盖板结构，其特征在于，所述盖板(1)设置有排气孔(11)，所述排气孔(11)内填充有热熔材料(12)，以使得所述排气孔(11)密封；

当所述盖板(1)受热至温度超过所述热熔材料(12)的熔点时，所述热熔材料(12)熔化，以使所述排气孔(11)导通。

9.一种电池，其特征在于，包括盒体和权利要求1～8任一项的电池盖板结构，盒体与电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，电芯容纳部内容纳有电芯，电芯的正极材料通过连接线与正极柱结构连接，负极材料通过连接线与负极柱结构连接。