CN107403885A - 二次电池安全顶盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次电池安全顶盖，其包括顶盖板、第一极柱、第二极柱、翻转阀和短路导电片，第一极柱安装于顶盖板且与其绝缘，第二极柱安装于顶盖板且与其电连接；短路导电片与第一极柱电连接且与顶盖板绝缘，翻转阀与顶盖板电连接，翻转阀与短路导电片之间存在间隙而彼此绝缘；翻转阀包括受力后向短路导电片方向翻转的翻转片和设置于翻转片的凸包；短路导电片包括与翻转阀的凸包对齐的凸包收容部；当二次电池内部压力增大到预定值时，翻转片向短路导电片方向翻转，凸包将嵌入凸包收容部而实现第一极柱和第二极柱的电连接。与现有技术相比，本发明利用通过凸包收容部与凸包的配合，达到了有效增大翻转阀与短路导电片导通结构的熔断时间的目的。
Description
技术领域
本发明属于二次电池领域，更具体地说，本发明涉及一种二次电池安全顶盖。
背景技术
二次电池由于具有高能量、高容量及高功率，已被用于混合动力汽车和电动汽车。对于用做汽车电源的动力电池来说，其安全性为重中之重，过充测试就是动力电池三个最极端的安全测试之一。
由于二次电池具有高能量及高活性，因此其在过充时往往会发生着火爆炸。目前，二次电池的过充测试大部分是利用外短路原理，在电池失控前将电芯外短路，以避免电芯内部急剧产热而导致失控。但是，现有二次电池顶盖的翻转阀和短路导电片是通过平面接触实现二次电池的外短路的，当短路后通过的电流过大时，翻转片上用于实现短路的凸台会在非常短的时间内就被熔化掉一部分，导致熔融金属飞溅跑出而断开回路，二次电池的安全保护也就宣告失效，存在起火或爆炸的危险。
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的二次电池安全顶盖。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种安全可靠的二次电池安全顶盖，以确保二次电池外短路能够耐受较大电流的冲击，避免安全事故的发生。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种二次电池安全顶盖，其包括顶盖板、第一极柱、第二极柱、翻转阀和短路导电片，第一极柱安装于顶盖板且与顶盖板绝缘，第二极柱安装于顶盖板且与顶盖板电连接；短路导电片与第一极柱电连接且与顶盖板绝缘，翻转阀与顶盖板电连接，翻转阀与短路导电片之间存在间隙而彼此绝缘；所述翻转阀包括受力后向短路导电片方向翻转的翻转片和设置于翻转片的凸包；短路导电片包括与翻转阀的凸包对齐的凸包收容部；当二次电池内部压力增大到预定值时，翻转片向短路导电片方向翻转，凸包将嵌入凸包收容部而实现第一极柱和第二极柱的电连接。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述凸包收容部的内表面设置镍、锡或锌镀层，或凸包外表面设置镍、锡或锌镀层。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述翻转阀的凸包顶面为曲面或平面。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述翻转阀还包括固定部，凸包设置在翻转片的中央位置，固定部设置在翻转片的外边缘。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述顶盖板上设置有翻转阀孔，短路导电片延伸至翻转阀孔的上方，固定部焊接固定在顶盖板上使得翻转阀密封翻转阀孔。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述短路导电片还包括与第一极柱电连接的极柱连接片；极柱连接片安装在顶盖板远离电芯的一侧，凸包收容部位于极柱连接片朝向电芯一侧的表面。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述极柱连接片和凸包收容部通过第一极柱上绝缘块与顶盖板绝缘；第一极柱上绝缘块开设有与顶盖板的翻转阀孔对齐的穿孔，短路导电片的凸包收容部穿过第一极柱上绝缘块的穿孔与翻转阀的凸包对齐。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述第一极柱通过第一极柱上绝缘块、第一极柱下绝缘块和密封圈密封安装于顶盖板。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述凸包为实心或空心结构。
作为本发明二次电池安全顶盖的一种改进，所述翻转片和凸包为一体式结构或分体式结构。
与现有技术相比，本发明二次电池安全顶盖利用通过凸包收容部与凸包的配合，起到了增加翻转阀凸包质量、增加过流时接触面积、避免熔融金属飞溅等作用，达到了有效增大翻转阀与短路导电片导通结构的熔断时间的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施例，对本发明二次电池安全顶盖及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明二次电池安全顶盖的分解结构示意图。
图2为本发明二次电池安全顶盖的组装剖视示意图。
图3为图1中翻转阀的剖视图。
图4为图1中短路导电片的背面结构示意图。
图5为图1中短路导电片的剖视图。
图6为本发明二次电池安全顶盖的翻转阀和短路导电片的安装结构示意图。
具体实施例
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1和图2，本发明二次电池安全顶盖包括顶盖板10、第一极柱20、第二极柱30、防爆阀40、翻转阀50和短路导电片60。第一极柱20通过第一极柱上绝缘块22、第一极柱下绝缘块24和密封圈26密封安装于顶盖板10，且与顶盖板10绝缘。第二极柱30通过第二极柱块32、第二极柱下绝缘块34和密封圈36密封安装于顶盖板10，且与顶盖板10电连接。短路导电片60与第一极柱20电连接且与顶盖板10绝缘。翻转阀50与顶盖板10电连接。翻转阀50翻转前与短路导电片60之间存在间隙而彼此绝缘。
顶盖板10设置有第一极柱孔12、第二极柱孔14、防爆阀孔16、翻转阀孔18以及可密封的注液孔19。第一极柱20密封安装于第一极柱孔12中，第二极柱30密封安装于第二极柱孔14中，防爆阀40密封安装于防爆阀孔16中，翻转阀50密封安装于翻转阀孔18中。
第一极柱20可以是正极柱或者负极柱，相应地，第二极柱30为负极柱或者正极柱。
请参阅图3，翻转阀50为片状结构，其包括翻转片52、凸包54和固定部56。翻转片52为中部朝电池电芯方向凸出的片体(优选为圆片)，固定部56设置在翻转片52的外边缘，其通过焊接、机械配合或胶接固定在顶盖板10上，使得翻转阀50密封顶盖板10的翻转阀孔18并与顶盖板10电连接。凸包54设置在翻转片52的中央位置，且朝远离电芯的方向凸出并部分伸入翻转阀孔18中。凸包54的顶部为曲面或平面，优选为半球形。凸包54为实心或空心结构，其与翻转片52可以是一体式结构，也可以是分别制造后再彼此固定的分体式结构。
请参阅图4至图6，短路导电片60包括极柱连接片62和凸包收容部64。极柱连接片62安装在顶盖板10远离电芯的一侧，其一端套住第一极柱22的外周壁而与第一极柱22电连接，另一端延伸至顶盖板10的翻转阀孔18上方；凸包收容部64位于极柱连接片62朝向电芯一侧的表面，且与翻转阀50的凸包54对齐。极柱连接片62和凸包收容部64通过第一极柱上绝缘块22与顶盖板10绝缘，第一极柱上绝缘块22开设有与顶盖板10的翻转阀孔18对齐的穿孔，短路导电片60的凸包收容部64穿过第一极柱上绝缘块22的穿孔与翻转阀50的凸包54对齐。凸包收容部64为圆柱形，其底部设置有与凸包54的顶部形状相适配的凹入640。
当二次电池处于正常环境和状态时，翻转片52的形态为图2、6所示的未翻转状态。此时，凸包54与凸包收容部64之间存在间隙而彼此绝缘，二次电池不会发生外短路。
当二次电池发生过充时，其电芯内部将会急剧发热而产气，在气压大于预定值时，翻转片52将受力而向短路导电片60方向翻转，使得凸包54部分或整体嵌入凸包收容部64中，并与凸包收容部64紧密接触。此时，凸包54的顶部卡入凸包收容部64的凹入640中，第一极柱20经由短路导电片60、翻转阀50、顶盖板10与和第二极柱30实现电连通，二次电池的电芯被外短路。
与现有技术相比，本发明二次电池安全顶盖至少具有以下优点：
1)短路导电片60设有凸包收容部64，短路时翻转阀50的凸包54嵌入短路导电片60的凹入640中而被短路导电片60的凸包收容部64包住，这样的结构能够防止熔融金属飞溅跑出而断开回路；
2)凸包54顶部的曲面与短路导电片60的凹入640相配合的连接方式，增大了翻转阀50和短路导电片60短路时的接触面积，因此能够降低短路时在接触位置产生的热量；
3)凸包54的顶部在原有平面结构的基础上增加一个曲面结构，增加了翻转阀50过流处的质量，因此能够延长金属发热的熔融时间。
综上所述，本发明二次电池安全顶盖的翻转阀50翻转而与短路导电片60导通短路后，能够耐受较大电流的冲击，当翻转阀50在规定的压力范围内瞬间突变翻转形成外短路时，翻转阀50可以安全工作而不会发生熔穿，一方面可以防止二次电池在出现意外时引发的安全隐患，另一方面可以通过外短路释放出二次电池的能量，避免引起更大的安全事故。
另外，为了进一步减小短路导电片60和翻转阀50之间的接触电阻，还可以在短路导电片60的凸包收容部64内表面(也就是凹入640的内壁上)设置镍、锡或锌等低电阻率镀层，或者在凸包54的外表面设置镍、锡或锌镀层，通过减小接触电阻来减小过流时产生的热量。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施例进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施例，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种二次电池安全顶盖，其包括顶盖板、第一极柱、第二极柱、翻转阀和短路导电片，第一极柱安装于顶盖板且与顶盖板绝缘，第二极柱安装于顶盖板且与顶盖板电连接；短路导电片与第一极柱电连接且与顶盖板绝缘，翻转阀与顶盖板电连接，翻转阀与短路导电片之间存在间隙而彼此绝缘；其特征在于：所述翻转阀包括受力后向短路导电片方向翻转的翻转片和设置于翻转片的凸包；短路导电片包括与翻转阀的凸包对齐的凸包收容部；当二次电池内部压力增大到预定值时，翻转片向短路导电片方向翻转，凸包将嵌入凸包收容部而实现第一极柱和第二极柱的电连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述凸包收容部的内表面设置镍、锡或锌镀层，或凸包外表面设置镍、锡或锌镀层。
3.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述翻转阀的凸包顶面为曲面或平面。
4.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述翻转阀还包括固定部，凸包设置在翻转片的中央位置，固定部设置在翻转片的外边缘。
5.根据权利要求4所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述顶盖板上设置有翻转阀孔，短路导电片延伸至翻转阀孔的上方，固定部焊接固定在顶盖板上使得翻转阀密封翻转阀孔。
6.根据权利要求5所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述短路导电片还包括与第一极柱电连接的极柱连接片；极柱连接片安装在顶盖板远离电芯的一侧，凸包收容部位于极柱连接片朝向电芯一侧的表面。
7.根据权利要求6所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述极柱连接片和凸包收容部通过第一极柱上绝缘块与顶盖板绝缘；第一极柱上绝缘块开设有与顶盖板的翻转阀孔对齐的穿孔，短路导电片的凸包收容部穿过第一极柱上绝缘块的穿孔与翻转阀的凸包对齐。
8.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述第一极柱通过第一极柱上绝缘块、第一极柱下绝缘块和密封圈密封安装于顶盖板。
9.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述凸包为实心或空心结构。
10.根据权利要求1所述的二次电池安全顶盖，其特征在于：所述翻转片和凸包为一体式结构或分体式结构。
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