CN107425150A - 一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，包括基板、顶板、负极上塑料、正极上塑料、负极密封圈、正极密封圈、负极极柱、正极极柱、负极绝缘板、正极绝缘板、负极引片、正极引片、自动断电装置、多级防爆装置。该锂电池顶盖板成本低廉、使用方便，安全性高。

Description

一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板及应用
技术领域
本发明属于动力电池领域，特别涉及一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板及应用。
背景技术
目前，随着电子产品的日益小型化、轻便化及便携带化，如摄像机、笔记本以及手机等，这些电子产品的驱动电源也向着高容量、高安全性以及轻便化的方向发展，锂电池以其高容量等优良特性，广泛地运用在电子产品中。锂电池包括壳体、盖板以及电芯等，其中电芯置于壳体的内部，壳体的上端具有上端开口，盖板则封闭在壳体的上端的开口，再通过形成在盖板上的极柱，则可以将锂电池与外部的电子元件电性连接，实现供电。锂电池在使用时会因充电器故障和过分充电等因素而随着电池内部化学反应而产生异常气体，导致电池内部压力过大，从而发生电池爆炸事故。然而，现有电池防过冲安全盖板存在可靠性差，耐压范围下，结构复杂，加工要求高等不足之处。
现有的锂电池盖板在使用时存在一定的弊端，不能在电池电量达到饱和时，使电池内部断路消耗电能，不能吸收电池过冲时内部产生的气体，并且不能增加电池气密性，难以防止外界气体进入，可能引发电池爆炸，对使用者造成伤害，使用过程中带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种防止锂电池过充的安全盖板。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板。
技术方案：本发明提供的一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，包括基板、顶板、负极上塑料、正极上塑料、负极密封圈、正极密封圈、负极极柱、正极极柱、负极绝缘板、正极绝缘板、负极引片、正极引片、自动断电装置、多级防爆装置；
所述顶板固定于基板上；所述负极极柱依次穿过负极密封圈、基板、顶板、负极上塑料；所述正极极柱依次穿过正极密封圈、基板、顶板、正极上塑料；所述负极极柱底部设有负极绝缘板，正极极柱底部设有正极绝缘板，负极绝缘板和正极绝缘板分别固定于自动断电装置顶部，负极引片、正极引片分别固定于自动断电装置底部；所述多级防爆装置设于基板、顶板的中部；
所述自动断电装置包括壳体、负极端进气口、负极上连接片、负极下连接片、负极中连接片、正极端进气口、正极上连接片、正极下连接片、正极中连接片，所述负极端进气口设于壳体的端部且靠近负极极柱，所述正极端进气口设于壳体的端部且靠近正极极柱；所述负极上连接片与负极极柱连接、负极下连接片与负极引片相连，负极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与负极上连接片、负极下连接片靠接；所述正极上连接片与正极极柱连接、正极下连接片与正极引片相连，正极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与正极上连接片、正极下连接片靠接，且沿进气方向负极中连接片、正极中连接片分别设于负极上连接片、正极上连接片后方；
所述多级防爆装置包括防爆箱以及自上而下依次设于防爆箱内的上防爆膜、刺破装置、下防爆膜；所述刺破装置包括一对通过热熔部连接的变形片，所述变形片包括固定部和翘起部，所述固定部固定在基板、顶板之间，所述翘起部上表面设有一组上尖刺、下表面设有一组下尖刺。
作为改进，所述负极极柱、正极极柱上分别设有螺纹，所述负极上塑料、正极上塑料上设有与负极极柱、正极极柱配合的螺纹。
作为另一种改进，所述固定部和翘起部连接处设有下凹槽。
本发明还提供了一种用于锂电池的多级防爆装置，所述多级防爆装置包括防爆箱以及自上而下依次设于防爆箱内的上防爆膜、刺破装置、下防爆膜；所述刺破装置包括一对通过热熔部连接的变形片，所述变形片包括固定部和翘起部，所述固定部固定在基板、顶板之间，所述翘起部上表面设有一组上尖刺、下表面设有一组下尖刺。
作为改进，所述固定部和翘起部连接处设有下凹槽。
本发明还提供了一种用于锂电池的自动断电装置，包括壳体、负极端进气口、负极上连接片、负极下连接片、负极中连接片、正极端进气口、正极上连接片、正极下连接片、正极中连接片，所述负极端进气口设于壳体的端部且靠近负极极柱，所述正极端进气口设于壳体的端部且靠近正极极柱；所述负极上连接片与负极极柱连接、负极下连接片与负极引片相连，负极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与负极上连接片、负极下连接片靠接；所述正极上连接片与正极极柱连接、正极下连接片与正极引片相连，正极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与正极上连接片、正极下连接片靠接，且沿进气方向负极中连接片、正极中连接片分别设于负极上连接片、正极上连接片后方。
本发明还提供了一种防爆安全锂电池，包括壳体、与壳体配合的顶盖板、设于壳体底部的吸液室；
所述顶盖板包括基板、顶板、负极上塑料、正极上塑料、负极密封圈、正极密封圈、负极极柱、正极极柱、负极绝缘板、正极绝缘板、负极引片、正极引片、自动断电装置、多级防爆装置；
所述顶板固定于基板上；所述负极极柱依次穿过负极密封圈、基板、顶板、负极上塑料；所述正极极柱依次穿过正极密封圈、基板、顶板、正极上塑料；所述负极极柱底部设有负极绝缘板，正极极柱底部设有正极绝缘板，负极绝缘板和正极绝缘板分别固定于自动断电装置顶部，负极引片、正极引片分别固定于自动断电装置底部；所述多级防爆装置设于基板、顶板的中部；
所述自动断电装置包括壳体、负极端进气口、负极上连接片、负极下连接片、负极中连接片、正极端进气口、正极上连接片、正极下连接片、正极中连接片，所述负极端进气口设于壳体的端部且靠近负极极柱，所述正极端进气口设于壳体的端部且靠近正极极柱；所述负极上连接片与负极极柱连接、负极下连接片与负极引片相连，负极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与负极上连接片、负极下连接片靠接；所述正极上连接片与正极极柱连接、正极下连接片与正极引片相连，正极中连接片两端为固定部、中部为凹陷部，固定部固定于壳体内，凹陷部与正极上连接片、正极下连接片靠接，且沿进气方向负极中连接片、正极中连接片分别设于负极上连接片、正极上连接片后方；
所述多级防爆装置包括防爆箱以及自上而下依次设于防爆箱内的上防爆膜、刺破装置、下防爆膜；所述刺破装置包括一对通过热熔部连接的变形片，所述变形片包括固定部和翘起部，所述固定部固定在基板、顶板之间，所述翘起部上表面设有一组上尖刺、下表面设有一组下尖刺；
所述壳体和吸液室之间设有连通室，连通室内自上而上设有隔膜和破坏装置，所述破环装置上设有一组通孔、顶部设有底尖刺。
作为改进，所述负极极柱、正极极柱上分别设有螺纹，所述负极上塑料、正极上塑料上设有与负极极柱、正极极柱配合的螺纹。
作为另一种改进，所述固定部和翘起部连接处设有下凹槽。
有益效果：本发明提供的锂电池顶盖板成本低廉、使用方便，安全性高。
附图说明
图1为本发明自动断电防过充防爆锂电池顶盖板的爆炸图。
图2为本发明自动断电防过充防爆锂电池顶盖板的侧视图。
图3为防爆装置的结构示意图。
图4为防爆装置的局部放大图。
图5为防爆安全锂电池的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明自动断电防过充防爆锂电池顶盖板作出进一步说明。
实施例1
自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，见图1至4，包括基板1、顶板2、负极上塑料3、正极上塑料4、负极密封圈5、正极密封圈6、负极极柱7、正极极柱8、负极绝缘板9、正极绝缘板10、负极引片11、正极引片12、自动断电装置13、多级防爆装置14；
顶板2固定于基板1上；负极极柱7依次穿过负极密封圈5、基板1、顶板2、负极上塑料3；正极极柱8依次穿过正极密封圈6、基板1、顶板2、正极上塑料4；负极极柱7底部设有负极绝缘板9，正极极柱8底部设有正极绝缘板10，负极绝缘板9和正极绝缘板10分别固定于自动断电装置13顶部，负极引片11、正极引片12分别固定于自动断电装置13底部；多级防爆装置14设于基板1、顶板2的中部；
自动断电装置13包括壳体15、负极端进气口16、负极上连接片17、负极下连接片18、负极中连接片19、正极端进气口20、正极上连接片21、正极下连接片22、正极中连接片23，负极端进气口16设于壳体15的端部且靠近负极极柱7，正极端进气口20设于壳体15的端部且靠近正极极柱8；负极上连接片17与负极极柱7连接、负极下连接片18与负极引片11相连，负极中连接片19两端为固定部24、中部为凹陷部25，固定部24固定于壳体15内，凹陷部25与负极上连接片17、负极下连接片18靠接；正极上连接片21与正极极柱8连接、正极下连接片22与正极引片12相连，正极中连接片23两端为固定部24、中部为凹陷部25，固定部24固定于壳体15内，凹陷部25与正极上连接片21、正极下连接片22靠接，且沿进气方向负极中连接片19、正极中连接片23分别设于负极上连接片17、正极上连接片21后方；
多级防爆装置14包括防爆箱26以及自上而下依次设于防爆箱26内的上防爆膜27、刺破装置28、下防爆膜29；刺破装置28包括一对通过热熔部30连接的变形片31，变形片31包括固定部32和翘起部33，固定部32固定在基板1、顶板2之间，翘起部33上表面设有一组上尖刺34、下表面设有一组下尖刺35。
负极极柱7、正极极柱8上分别设有螺纹，负极上塑料3、正极上塑料4上设有与负极极柱7、正极极柱8配合的螺纹。
固定部32和翘起部33连接处设有下凹槽36。
实施例2
防爆安全锂电池，见图5，包括壳体200、与壳体200配合的顶盖板100、设于壳体200底部的吸液室300；
顶盖板100包括基板1、顶板2、负极上塑料3、正极上塑料4、负极密封圈5、正极密封圈6、负极极柱7、正极极柱8、负极绝缘板9、正极绝缘板10、负极引片11、正极引片12、自动断电装置13、多级防爆装置14；
顶板2固定于基板1上；负极极柱7依次穿过负极密封圈5、基板1、顶板2、负极上塑料3；正极极柱8依次穿过正极密封圈6、基板1、顶板2、正极上塑料4；负极极柱7底部设有负极绝缘板9，正极极柱8底部设有正极绝缘板10，负极绝缘板9和正极绝缘板10分别固定于自动断电装置13顶部，负极引片11、正极引片12分别固定于自动断电装置13底部；多级防爆装置14设于基板1、顶板2的中部；负极极柱7、正极极柱8上分别设有螺纹，负极上塑料3、正极上塑料4上设有与负极极柱7、正极极柱8配合的螺纹；
自动断电装置13包括壳体15、负极端进气口16、负极上连接片17、负极下连接片18、负极中连接片19、正极端进气口20、正极上连接片21、正极下连接片22、正极中连接片23，负极端进气口16设于壳体15的端部且靠近负极极柱7，正极端进气口20设于壳体15的端部且靠近正极极柱8；负极上连接片17与负极极柱7连接、负极下连接片18与负极引片11相连，负极中连接片19两端为固定部24、中部为凹陷部25，固定部24固定于壳体15内，凹陷部25与负极上连接片17、负极下连接片18靠接；正极上连接片21与正极极柱8连接、正极下连接片22与正极引片12相连，正极中连接片23两端为固定部24、中部为凹陷部25，固定部24固定于壳体15内，凹陷部25与正极上连接片21、正极下连接片22靠接，且沿进气方向负极中连接片19、正极中连接片23分别设于负极上连接片17、正极上连接片21后方；
多级防爆装置14包括防爆箱26以及自上而下依次设于防爆箱26内的上防爆膜27、刺破装置28、下防爆膜29；刺破装置28包括一对通过热熔部30连接的变形片31，变形片31包括固定部32和翘起部33，固定部32固定在基板1、顶板2之间，翘起部33上表面设有一组上尖刺34、下表面设有一组下尖刺35；固定部32和翘起部33连接处设有下凹槽36；
壳体200和吸液室300之间设有连通室301，连通室301内自上而上设有隔膜302和破坏装置303，破环装置303上设有一组通孔、顶部设有底尖刺304。
本发明的工作原理：
(1)电池下部的吸液室300内填充吸收电解液的材料，当电池内部发生短路或其他情况导致温度升高、气压升高时首先气体顶起隔膜302，隔膜302接触底尖刺304，刺破隔膜302，从而使电解液流入吸液室300内，避免温度进一步升高；
(2)当电池内部发生短路或其他情况导致温度进一步升高、气压进一步升高时，首先气体顶起负极中连接片19使负极中连接片19与负极上连接片17、负极下连接片18分离、顶起正极中连接片23使正极中连接片23与正极上连接片21、正极下连接片22分离，从而实现自动断电保护；
(3)当电池内部发生短路或其他情况导致温度进一步升高、气压进一步升高时，气体顶起下防爆膜29使其接触下尖刺35，从而导致下防爆膜29被破坏，气体进入防爆箱26内，使防爆箱26内温度升高、气压升高，在刺破装置28受到气体冲击和热熔部30受热的双重作用下，热熔部30断开，变形片31弹起，上尖刺34刺破上防爆膜27，使气体冲出电池，从而起到防爆的作用。

Claims (9)

1.一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，其特征在于：包括基板(1)、顶板(2)、负极上塑料(3)、正极上塑料(4)、负极密封圈(5)、正极密封圈(6)、负极极柱(7)、正极极柱(8)、负极绝缘板(9)、正极绝缘板(10)、负极引片(11)、正极引片(12)、自动断电装置(13)、多级防爆装置(14)；所述顶板(2)固定于基板(1)上；所述负极极柱(7)依次穿过负极密封圈(5)、基板(1)、顶板(2)、负极上塑料(3)；所述正极极柱(8)依次穿过正极密封圈(6)、基板(1)、顶板(2)、正极上塑料(4)；所述负极极柱(7)底部设有负极绝缘板(9)，正极极柱(8)底部设有正极绝缘板(10)，负极绝缘板(9)和正极绝缘板(10)分别固定于自动断电装置(13)顶部，负极引片(11)、正极引片(12)分别固定于自动断电装置(13)底部；所述多级防爆装置(14)设于基板(1)、顶板(2)的中部；所述自动断电装置(13)包括壳体(15)、负极端进气口(16)、负极上连接片(17)、负极下连接片(18)、负极中连接片(19)、正极端进气口(20)、正极上连接片(21)、正极下连接片(22)、正极中连接片(23)，所述负极端进气口(16)设于壳体(15)的端部且靠近负极极柱(7)，所述正极端进气口(20)设于壳体(15)的端部且靠近正极极柱(8)；所述负极上连接片(17)与负极极柱(7)连接、负极下连接片(18)与负极引片(11)相连，负极中连接片(19)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与负极上连接片(17)、负极下连接片(18)靠接；所述正极上连接片(21)与正极极柱(8)连接、正极下连接片(22)与正极引片(12)相连，正极中连接片(23)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与正极上连接片(21)、正极下连接片(22)靠接，且沿进气方向负极中连接片(19)、正极中连接片(23)分别设于负极上连接片(17)、正极上连接片(21)后方；
所述多级防爆装置(14)包括防爆箱(26)以及自上而下依次设于防爆箱(26)内的上防爆膜(27)、刺破装置(28)、下防爆膜(29)；所述刺破装置(28)包括一对通过热熔部(30)连接的变形片(31)，所述变形片(31)包括固定部(32)和翘起部(33)，所述固定部(32)固定在基板(1)、顶板(2)之间，所述翘起部(33)上表面设有一组上尖刺(34)、下表面设有一组下尖刺(35)。
2.根据权利要求1所述的一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，其特征在于：所述负极极柱(7)、正极极柱(8)上分别设有螺纹，所述负极上塑料(3)、正极上塑料(4)上设有与负极极柱(7)、正极极柱(8)配合的螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种自动断电防过充防爆锂电池顶盖板，其特征在于：所述固定部(32)和翘起部(33)连接处设有下凹槽(36)。
4.一种用于锂电池的多级防爆装置，其特征在于：包括防爆箱(26)以及自上而下依次设于防爆箱(26)内的上防爆膜(27)、刺破装置(28)、下防爆膜(29)；所述刺破装置(28)包括一对通过热熔部(30)连接的变形片(31)，所述变形片(31)包括固定部(32)和翘起部(33)，所述固定部(32)固定在基板(1)、顶板(2)之间，所述翘起部(33)上表面设有一组上尖刺(34)、下表面设有一组下尖刺(35)。
5.根据权利要求4所述的一种用于锂电池的多级防爆装置，其特征在于：所述固定部(32)和翘起部(33)连接处设有下凹槽(36)。
6.一种用于锂电池的自动断电装置，其特征在于：包括壳体(15)、负极端进气口(16)、负极上连接片(17)、负极下连接片(18)、负极中连接片(19)、正极端进气口(20)、正极上连接片(21)、正极下连接片(22)、正极中连接片(23)，所述负极端进气口(16)设于壳体(15)的端部且靠近负极极柱(7)，所述正极端进气口(20)设于壳体(15)的端部且靠近正极极柱(8)；所述负极上连接片(17)与负极极柱(7)连接、负极下连接片(18)与负极引片(11)相连，负极中连接片(19)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与负极上连接片(17)、负极下连接片(18)靠接；所述正极上连接片(21)与正极极柱(8)连接、正极下连接片(22)与正极引片(12)相连，正极中连接片(23)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与正极上连接片(21)、正极下连接片(22)靠接，且沿进气方向负极中连接片(19)、正极中连接片(23)分别设于负极上连接片(17)、正极上连接片(21)后方。
7.一种防爆安全锂电池，其特征在于：包括壳体(200)、与壳体(200)配合的顶盖板(100)、设于壳体(200)底部的吸液室(300)；
所述顶盖板(100)包括基板(1)、顶板(2)、负极上塑料(3)、正极上塑料(4)、负极密封圈(5)、正极密封圈(6)、负极极柱(7)、正极极柱(8)、负极绝缘板(9)、正极绝缘板(10)、负极引片(11)、正极引片(12)、自动断电装置(13)、多级防爆装置(14)；
所述顶板(2)固定于基板(1)上；所述负极极柱(7)依次穿过负极密封圈(5)、基板(1)、顶板(2)、负极上塑料(3)；所述正极极柱(8)依次穿过正极密封圈(6)、基板(1)、顶板(2)、正极上塑料(4)；所述负极极柱(7)底部设有负极绝缘板(9)，正极极柱(8)底部设有正极绝缘板(10)，负极绝缘板(9)和正极绝缘板(10)分别固定于自动断电装置(13)顶部，负极引片(11)、正极引片(12)分别固定于自动断电装置(13)底部；所述多级防爆装置(14)设于基板(1)、顶板(2)的中部；所述自动断电装置(13)包括壳体(15)、负极端进气口(16)、负极上连接片(17)、负极下连接片(18)、负极中连接片(19)、正极端进气口(20)、正极上连接片(21)、正极下连接片(22)、正极中连接片(23)，所述负极端进气口(16)设于壳体(15)的端部且靠近负极极柱(7)，所述正极端进气口(20)设于壳体(15)的端部且靠近正极极柱(8)；所述负极上连接片(17)与负极极柱(7)连接、负极下连接片(18)与负极引片(11)相连，负极中连接片(19)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与负极上连接片(17)、负极下连接片(18)靠接；所述正极上连接片(21)与正极极柱(8)连接、正极下连接片(22)与正极引片(12)相连，正极中连接片(23)两端为固定部(24)、中部为凹陷部(25)，固定部(24)固定于壳体(15)内，凹陷部(25)与正极上连接片(21)、正极下连接片(22)靠接，且沿进气方向负极中连接片(19)、正极中连接片(23)分别设于负极上连接片(17)、正极上连接片(21)后方；
所述多级防爆装置(14)包括防爆箱(26)以及自上而下依次设于防爆箱(26)内的上防爆膜(27)、刺破装置(28)、下防爆膜(29)；所述刺破装置(28)包括一对通过热熔部(30)连接的变形片(31)，所述变形片(31)包括固定部(32)和翘起部(33)，所述固定部(32)固定在基板(1)、顶板(2)之间，所述翘起部(33)上表面设有一组上尖刺(34)、下表面设有一组下尖刺(35)；
所述壳体(200)和吸液室(300)之间设有连通室(301)，连通室(301)内自上而上设有隔膜(302)和破坏装置(303)，所述破环装置(303)上设有一组通孔、顶部设有底尖刺(304)。
8.根据权利要求7所述的一种防爆安全锂电池，其特征在于：所述负极极柱(7)、正极极柱(8)上分别设有螺纹，所述负极上塑料(3)、正极上塑料(4)上设有与负极极柱(7)、正极极柱(8)配合的螺纹。
9.根据权利要求7所述的一种防爆安全锂电池，其特征在于：所述固定部(32)和翘起部(33)连接处设有下凹槽(36)。
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