CN108075054A - 动力电池顶盖结构及动力电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种动力电池顶盖结构，包括第一电极组件、第二电极组件、第一电阻、第二电阻、第三电阻、顶盖片、第一短路部件和第二短路部件，第一电极组件与顶盖片始终通过第一电阻电连接，第一短路部件以及第二短路部件均附接到顶盖片上，当动力电池内部压力超过基准压力时，第一短路部件和第二短路部件能够在压力作用下动作，从而形成第一电连接路径以及第二电连接路径，第二电阻和第三电阻串联在第一电连接路径中。动力电池包括裸电芯以及动力电池顶盖结构，第一短路部件和第二短路部件动作后能形成第一电连接回路以及第二电连接回路。本申请动力电池顶盖结构能够在穿钉和过充情况下分别能够形成具有适合阻值的电路。

Description

动力电池顶盖结构及动力电池

技术领域

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种动力电池顶盖结构及动力电池。

背景技术

电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池作为电源。这些动力电池除了具有高容量，还应当具有良好的安全性及较长的循环寿命等，才能达到使用的标准和满足人们的需求。

现有技术中，当动力电池过充时，动力电池的电解液分解会使动力电池内部产生过量的热造成电池起火，或者会使动力电池内部压力增大导致电池爆炸(只要动力电池不停止充电，内部压力会一直增加，直至发生爆炸)。因此在动力电池失控之前，需要借助于一个外部短路结构来切断正极极耳和正极极柱之间(或者负极极耳和负极极柱之间)的连接部件，从而阻止动力电池继续充电。通常，为了解决电池穿钉滥用问题，在正极极柱和顶盖片之间设置有电阻，使正极极柱通过该电阻与顶盖片电连接。

当动力电池在穿钉的情况下，如果正极极柱与顶盖片间的电阻过小，则穿钉时外短路的电流过大，穿钉点容易打火，造成电芯失控，因此穿钉时，正极极柱和顶盖片之间需要一个大电阻。

当动力电池过充时，当电芯内部气压增大一定值，短路部件向上动作，使电芯正负极连通短路，利用较大的回路电流来熔断连接部件，从而切断主回路。然而，如果直接将正负极连通短路，由于回路中的电阻过小，则回路中的电流会过大(例如，超过10000A)，短路部件很容易熔掉，短路部件在连接部件熔断之前就熔掉了，使得回路电流消失，无法熔断连接部件；但如果回路中的电阻过大，则又会造成回路中的电流过小(例如，小于500A)，连接部件不会熔断，起不到阻止动力电池继续充电的作用，因此在应对动力电池过充时，显然无法直接采用接入大电阻的方式降低电流。

基于以上原因，为了同时满足动力电池过充与穿钉问题，需要重新优化动力电池顶盖结构，使动力电池在过充和穿钉情况下均能够构成具有合适阻值的回路。

发明内容

本申请提供了一种动力电池顶盖结构及动力电池，能够解决上述问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种动力电池顶盖结构，其特征在于，包括第一电极组件、第二电极组件、第一电阻、第二电阻、第三电阻、顶盖片、第一短路部件和第二短路部件，

所述第一电极组件与所述顶盖片始终通过所述第一电阻电连接，所述第二电极组件常态下与所述顶盖片之间电绝缘，

所述第一短路部件以及所述第二短路部件均附接到所述顶盖片上，

当动力电池内部压力超过基准压力时，所述第一短路部件和所述第二短路部件能够在压力作用下动作，从而形成由所述第一电极组件经过所述第一短路部件、所述顶盖片、所述第二短路部件抵达所述第二电极组件的第一电连接路径，并且形成由所述第一电极组件经过所述第一电阻、所述顶盖片、所述第二短路部件抵达所述第二电极组件的第二电连接路径，所述第二电阻和所述第三电阻串联在所述第一电连接路径中；

所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值。

优选地，所述第一电阻与所述第二电阻始终存在串联关系。

优选地，所述第二电阻集成或设置于所述第一电极组件内；

所述第一短路部件始终经由所述顶盖片、所述第一电阻、所述第二电阻与所述第一电极组件电连接。

优选地，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一导电片包括相互连接的第一连接部和第一延伸部，所述第二电阻串联于所述第一连接部与所述第一极柱之间，

所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触；

所述第一电阻串联于所述第二电阻与所述顶盖片之间，或者所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间。

优选地，当所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间时，

所述第二电阻至少为以下形式中的一种：

形式一、所述第二电阻为电阻层；

形式二、所述第二电阻集成或设置于所述第一导电片上。

优选地，所述第二电阻集成于所述第一连接部上，所述第一导电片为以下结构：

所述第一导电片包括第一导电层以及第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层层叠设置，所述第一导电层用于与所述第二短路部件接触，且所述第一导电层的电阻率和所述第二短路部件的电阻率均小于所述第二导电层的电阻率。

优选地，所述第二电阻与所述第一电阻并联。

优选地，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一导电片包括相互连接的第一连接部和第一延伸部，所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触，

所述第二电阻串联于所述第一连接部和所述第一延伸部之间；

所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间，或者所述第一电阻串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间。

优选地，所述第一导电片上至少所述第一延伸部与所述第一短路部件采用相同的材质。

优选地，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一电阻串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间，所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触，

所述第二电阻串联于所述第一极柱和所述第一导电片之间。

优选地，所述第一电阻位于所述顶盖片的下方，所述第二电阻位于所述顶盖片的上方。

优选地，所述第三电阻集成或设置于所述第二电极组件内。

优选地，所述第二电极组件包括第二极柱以及第二导电片，所述第二极柱穿过所述顶盖片，并与所述顶盖片绝缘连接，

所述第二导电片也与所述顶盖片绝缘连接，所述第二导电片包括相互连接的第二连接部和第二延伸部，

所述第二短路部件在压力作用下动作后能够与所述第二延伸部相接触；

所述第三电阻串联于所述第二连接部与与所述第二极柱之间，或者所述第三电阻串联于所述第二连接部和所述第二延伸部之间。

优选地，所述第二导电片上至少所述第二延伸部与所述第二短路部件采用相同的材质。

优选地，

所述第三电阻至少为以下形式中的一种：

形式一、所述第三电阻为电阻层；

形式二、所述第三电阻集成或设置于所述第二导电片上。

优选地，所述第三电阻集成于所述第二导电片上，所述第二导电片为以下结构：

所述第二导电片包括第一导电层以及第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层层叠设置，所述第一导电层用于与所述第二短路部件接触，且所述第一导电层的电阻率和所述第二短路部件的电阻率均小于所述第二导电层的电阻率。

优选地，所述第一电阻的阻值比所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值之和至少大1000倍。

优选地，

所述第一电阻的阻值为1～100000Ω，

或

所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值之和为0.1～100mΩ。

本申请实施例的第二方面提供了一种动力电池，其特征在于，包括裸电芯以及所述的动力电池顶盖结构，

所述裸电芯具有电性相反的两极，所述两极中的一极与所述第一电极组件电连接，所述两极中的另一极与所述第二电极组件电连接，当所述动力电池内部压力超过基准压力时，所述第一短路部件和所述第二短路部件能够在压力作用下动作，从而形成由所述裸电芯经过所述第一电连接路径返回所述裸电芯的第一电连接回路，并且形成由所述裸电芯经过所述第二电连接路径返回所述裸电芯的第二电连接回路。

优选地，还包括第一连接件和第二连接件，

所述两极中的一极通过所述第一连接件与所述第一电极组件电连接，所述两极中的另一极通过所述第二连接件与所述第二电极组件电连接，

所述第一连接件和/或所述第二连接件上形成有熔断构件。

优选地，所述熔断构件通过在第一连接件上和/或第二连接件上开设缺口和/或孔形成。

本申请实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的动力电池顶盖结构通过同时设置第一电阻、第二电阻、第三电阻以及相应的电连接结构，使动力电池在穿钉和过充情况下分别能够形成具有适合阻值的电路。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的动力电池顶盖结构的爆炸结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的动力电池顶盖结构的俯视结构示意图；

图3为图2中沿A-A的侧剖结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的第一种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图5为本申请实施例所提供的第二种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图6为本申请实施例所提供的第三种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图7为本申请实施例所提供的第四种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图8为本申请实施例所提供的第五种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图9为本申请实施例所提供的第六种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图10为本申请实施例所提供的第七种第二电阻集成在第一电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中B部分的局部放大示意图；

图11为本申请实施例所提供的第一种第三电阻集成在第二电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中C部分的局部放大示意图；

图12为本申请实施例所提供的第二种第三电阻集成在第二电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中C部分的局部放大示意图；

图13为本申请实施例所提供的第三种第三电阻集成在第二电极组件内的动力电池顶盖结构在图3中C部分的局部放大示意图；

图14为采用表面喷涂有铁氟龙层作为第二电阻的第一连接块的俯视结构示意图；

图15为第二导电片的一种结构示意图；

图16为第一导电片的一种结构示意图；

图17为本申请实施例所提供的动力电池的整体结构示意图。

附图标记：

2-裸电芯；

2a-正极极耳；

2b-负极极耳；

3-外壳；

4-第一连接件；

5-第二连接件；

6-熔断构件；

10-第一电极组件；

100-第一极柱；

102-第一连接块；

104-第一导电片；

104a-第一连接部；

104b-第一延伸部；

104c-第一低过流面积区域；

104d-第一导电层；

104e-第二导电层；

106-第一绝缘件；

20-第二电极组件；

200-第二极柱；

202-第二连接块；

204-第二导电片；

204a-第二连接部；

204b-第二延伸部；

204c-第二低过流面积区域；

30-第一电阻；

40-第二电阻；

50-顶盖片；

500-第一安装孔；

502-第二安装孔；

60-第一短路部件；

70-第二短路部件；

80-第三电阻。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的动力电池顶盖结构为参照。

本申请实施例提供了一种动力电池，如图17所示，包括动力电池顶盖结构1、裸电芯2、外壳3、第一连接件4以及第二连接件5，裸电芯2通常由正极片、负极片以及隔膜通过绕卷或层叠方式形成，在正极片以及负极片上分别引出正极极耳2a以及负极极耳2b。外壳3一般为金属材质，并与动力电池顶盖结构1共同组成用于容纳裸电芯2的腔体，裸电芯2便设于该腔体内。

如图1至3所示，动力电池顶盖结构包括第一电极组件10、第二电极组件20、第一电阻30、第二电阻40、顶盖片50、第一短路部件60、第二短路部件70以及第三电阻80。其中，第一电极组件10以及第二电极组件20均要附接到顶盖片50上，并且，第一电极组件10和第二电极组件20二者之一通过第一连接件4连接裸电芯的正极极耳2a或负极极耳2b，剩下的一个电极组件则通过第二连接件5连接裸电芯的另一个极耳。例如，如图17所示，在图17中，第一电极组件10通过第一连接件4与裸电芯2的正极极耳2a电连接，同时，第二电极组件20通过第二连接件5与裸电芯2的负极极耳2b电连接，用于将动力电池的正极以及负极分别引出。在第二连接件5上形成有缺口或孔形的熔断构件6，当然熔断构件6也可以同时或单独设置在第一连接件4上。

一般情况下，第一电极组件10包括第一极柱100，第一极柱100的底部位于顶盖片50的下方，第一极柱100的顶端则会穿过顶盖片50，需要注意的是，第一极柱100不能与顶盖片50直接接触电连接，二者之间需要通过第一绝缘件102进行固定，并且，第一极柱100需要通过第一电阻30与顶盖片50之间始终保持电连接关系。

为了便于外部用电设备与动力电池进行电连接，通常还可将第一极柱100设计成包括第一极柱本体100a和第一连接块100b两部分，第一极柱本体100a负责穿过顶盖片50，而第一连接块100b能够与第一极柱本体100a的顶端通过焊接或铆接等方式固定在一起，以增大接触面积并改善接触面结构，从而提供更为优越的连接环境。在本实施例中，第一短路部件60以及第二短路部件70是两个重要的电路开关，第一短路部件60不发生动作时，该动力电池顶盖结构1的电路结构为穿钉保护电路，当发生穿钉时，该穿钉保护电路能够进行有效应对；而当第一短路部件60以及第二短路部件70同时接入电路时，该动力电池顶盖结构1的电路结构将会转变为过充保护电路，从而产生较为合适的电流使第一连接件4和/或第二连接件5在熔断构件6附近熔断，从而切断正极极耳2a与第一电极组件10之间的电连接状态，和/或负极极耳2b与第二电极组件20之间的电连接状态。

由于动力电池顶盖的空间有限，尤其是两极附近由于需要设置大量的连接件和绝缘件，因此空间非常拥挤，在这种情况下，将第一短路部件60也设置在此处对结构设计以及加工工艺的要求较高。

如图4至10所示，为了能够使第一短路部件60顺利地接入电路，在本实施例中的第一电极组件10内还具有第一导电片104，第一导电片104包括相互连接的第一连接部104a和第一延伸部104b，第一连接部104a用于与第一极柱100的第一极柱本体100a或者第一连接块100b电连接，而第一延伸部104b则向外延伸一段距离，同时，第一导电片104与顶盖片50之间也通过第一绝缘件102进行固定。在本实施例中，第一短路部件60一般采用翻转片形式，当然也不排除采用其它能够在动力电池内部压力增加后能够进行动作的部件。

参见图1，顶盖片50在距第一极柱100一定距离的位置上开设有第一安装孔500，第一短路部件60装配在第一安装孔500内并且密封第一安装孔500，而第一延伸部104b则一直延伸至第一安装孔500的上方。当第一短路部件60向上翻起后便能够与第一延伸部104b接触并实现电连接。

请继续参见图1，第二电极组件20的结构可以与第一电极组件10相同，也可以不同。考虑到为了便于与外部用电设备以及第二短路部件70连接，第二电极组件20也可以采用与第一电极组件10相类似的结构，具体包括第二极柱200、第二绝缘件202以及第二导电片，第二极柱200包括第二极柱本体200a以及第二导电块200b，第二极柱本体200a穿过顶盖片50并与第二连接块200b连接，如图11至13所示，第二导电片204包括相互连接的第二连接部204a和第二延伸部204b，第二连接部204a用于与第二极柱200的第二极柱本体200a或者第二连接块200b电连接，而第二延伸部204b则向外延伸一段距离，在顶盖片50在距第二极柱200一定距离的位置上开设有第二安装孔502，第二短路部件70装配在第二安装孔502内并且密封第二安装孔502，而第二延伸部204b则一直延伸至第二安装孔502的上方。当第二短路部件70向上翻起后便能够与第二延伸部204b接触并实现电连接。在第二短路部件70与第二延伸部204b接触之前，第二电极组件20与顶盖片50之间在常态下仅通过第二绝缘件202相连，因此处于绝缘状态。

在上述结构中，第一短路部件60翻转后会与第一导电片104接触，如果第一短路部件60与第一导电片104的接触位置处二者的电阻率相差比较大，则第一短路部件60有可能直接熔化掉，但是如果在接触位置处两者的电阻率差不多则会有效避免这种情况的发生。因此，第一导电片104上至少第一延伸部104b的材料与第一短路部件60是相同的，实际生产时推荐采用金属铝。同样的，第二导电片204上至少第二延伸部204b的材料与第二短路部件70相同。

下面对着两种保护电路的构成进行详细描述。

一般情况下，为了防止动力电池的顶盖片50以及外壳3被腐蚀，需要将裸电芯的正极极耳2a与顶盖片50以及外壳3时刻接通，使顶盖片50和外壳3带正电。

下面的实施例全部以第一电极组件10连接正极极耳2a，第二电极组件20连接负极极耳2b为例，第一极柱100与顶盖片50之间始终通过第一电阻30电连接，从而使顶盖片50始终带正电。

当发生穿钉现象时，壳体内部气压不足以使第一短路部件60发生动作时，钉子会将动力电池内部的负极片与外壳以及顶盖片50导通，顶盖片50又通过第一电阻30与第一电极组件10的第一极柱100导通，再通过正极极耳2a最终回到裸电芯内部的正极片，形成穿钉回路。第一电阻30的阻值一般为1～100000Ω。在穿钉回路中，由于有第一电阻30的存在，能够有效减小穿钉回路当中的电流，有效避免因电流过大，导致穿钉点打火，引燃电解液，最终导致动力电池起火的情况发生。第一电阻30可以采用电阻块(参见图4、8、9、10)、导电塑胶(参见图5、6、7)等结构，当采用导电塑胶时，第一电阻30可以替代或部分替代第一绝缘件102。

而当发生过充现象时，由于电路中需要产生较大的电流来熔断熔断构件6，而第一电阻30的阻值过大，因此此时的过充保护电路中应避免将第一电阻30直接串联到电路中。与此同时，为了避免电流过大而先造成第一短路部件60以及第二短路部件70削顶或熔断，此时的电路中又需要接入一个第二电阻40，这个第二电阻40的阻值不能过大，一般不能超过第一电阻30阻值的1/1000，较为优选的是在0.1～100mΩ范围内。为了满足上述要求，本实施例对第一电阻30以及第二电阻40的设置位置进行了仔细考虑，下面将进行详细描述。

在本实施例中，当第一短路部件60与第一延伸部104b接触并电连接后，能够形成一条低电阻支路和一条高电阻支路，而第一电阻30则位于高电阻支路中，从而降低整个过充保护电路中的阻值。

为了满足这一要求，第一电阻30至少有以下两种连接结构：

结构一、第一电阻30可以串联于第一连接部104a与顶盖片50之间(参见图4、5、7、8)，这样，由第一连接部104a经第一电阻30至顶盖片50构成一条支路，由第一连接部104a经第一延伸部104b、第一短路部件60至顶盖片50形成第二条支路，两条支路呈并联关系。

结构二、也可以直接将第一极柱本体100a或第一连接块100b经第一电阻30与顶盖片50进行电连接，与此同时，第一连接部104a也与第一极柱本体100a或第一连接块100b电连接(参见图6、9、10)。也就是说，此时的第一电阻30与第一连接部104a同时与第一极柱100电连接。如此一来，由第一极柱100经第一电阻30至顶盖片50构成一条支路，由第一极柱100经第一连接部104a、第一延伸部104b、第一短路部件60至顶盖片50形成第二条支路，两条支路仍然呈并联关系。

动力电池发生过充时，内部压力超过基准压力，第一短路部件60以及第二短路部件70发生动作分别与第一电极组件10以及第二电极组件20接触后，能够形成第一电连接路径以及第二电连接路径。第一电连接路径由第一电极组件10经过第一短路部件60、顶盖片50、第二短路部件70抵达第二电极组件20，第二电连接路径则由第一电极组件10经过第一电阻30、顶盖片50、第二短路部件60抵达第二电极组件20。第二电阻40此时需要能够串联接入这条第一电连接路径中。

由于第一电极组件10以及第二电极组件20又分别连接着裸电芯2的正极片和负极片，因此当第一电连接路径以及第二电连接路径形成后，同时会形成两条回路，即由裸电芯经过第一电连接路径又返回裸电芯2的第一电连接回路，以及由裸电芯2经过第二电连接路径又返回裸电芯的第二电连接回路，第一电连接回路与第二电连接回路便共同构成过充保护电路。由于第一电连接路径的阻值远小于第二电连接路径的阻值，因为此时第一电连接回路上可形成更大电流，同时由于设置了第二电阻40，使得第一短路部件60以及第二短路部件70削顶或熔断，从而保证熔断构件6先熔断，防止动力电池继续过充。

对此，第二电阻40有以下几种接入方式：

第一种接入方式：第二电阻40与第一电阻30之间始终存在串联关系。此时，第二电阻40可以集成于第一电极组件10内(参见图4、5、6、8)。

第二种接入方式：第二电阻40与第一电阻30并联，这种情况下第二电阻40一般也集成于第一电极组件10内(参见图7、9、10)。

下面首先详细说明第一种接入方式。

在第一种接入方式中，对于第二电阻40与第一电阻30采用串联关系集成于第一电极组件10内的方案，要保证第一短路部件60与第一电极组件10接触后由第二电阻40或者第一电阻30与第二电阻40之间接入电路中，以便在第一短路部件60翻转后形成一条低电阻支路和一条包含第一电阻30的高电阻支路，而第二电阻40则始终处于主路上。

具体地，第二电阻40串联于第一连接部104a与第一极柱100之间。也就是说，第二电阻40可以串联于第一极柱本体100a与第一连接部104a之间，也可以串联于第一连接块100b与第一连接部104a之间。

此时，如图4和图5所示，第一电阻30可以采用结构一，这样，第一电阻30与第二电阻40便分别位于第一连接部104a的两侧，当第一短路部件60与第一延伸部104b相接触之后，便可经由第一延伸部104b导通至第一连接部104a，也就是接入了第一电阻30与第二电阻40之间的电路中。

在上述方案中，第二电阻40可以为以下几种形式：

形式一、第二电阻40直接采用电阻层结构，例如对第一极柱本体100a、第一连接块100b或者第一连接部104a的表面进行绝缘处理，喷涂一层铁氟龙材料(参见图14)，以提高阻值。

形式二、第二电阻40设置或集成于第一导电片104上。这两种方式比较接近，主要是看第二电阻40与第一导电片104之间能够独立辨识出来。例如在第一连接部104a上嵌入第二电阻40便可被视为是一种设置方式，而如果采用镍铬合金等具有较高电阻率的材料制造第一连接部104a，而第一延伸部104b则采用铝材制造则可被视为是一种集成方式。

此外，还有一种更为优选的方案，如图8所示，在这一方案中，第一导电片104采用双层结构设计，包括层叠设置的第一导电层104d以及第二导电层104e，其中，在装配时，第一导电层104d需要朝向第一短路部件60，并用于与第一短路部件60相接触，第二导电层104e则背离第一短路部件60。并且在这种结构中，第一导电层104d和第一短路部件60的电阻率均要小于第二导电层104e的电阻率，最好使第一导电层104d与第一短路部件60的电阻率相同或接近，而第二导电层104e的一部分便可作为第二电阻40。

由于第一导电片104本身为片状结构，因此过于复杂的结构会大幅增加加工难度，从而导致成本的大幅提升。而采用双层结构设计是一种较为简单的结构。虽然这种结构在使用时第二导电层104e实际上仅有一部分能够作为第二电阻40，其余部分均已经被第一导电层104d短路了，但由于双层层叠结构便于加工，因此能够节省大量的加工成本，同时由于结构较为规整，也能够简化装配工艺，综合成本依然较低。

除此之外，如图6所示，第一电阻30还可以采用结构二，需要注意的是，由于增加了第二电阻40，因此，此时第一电阻30与第一极柱100之间的电连接也需要通过第二电阻40，也就是说，此时无论是第一电阻30还是第一连接部104a，均通过第二电阻40与第一极柱100电连接，当第一短路部件60与第一延伸部104b相接触之后，便可经由第一延伸部104b、第一连接部104a导通至第二电阻40。

本实施例下面将对第二种接入方式，也就是将第一电阻30与第二电阻40并联的接入方式进行详细说明。第一电阻30依然采用结构一或者结构二。此时，第二电阻40可以串联于第一连接部104a与第一延伸部104b之间(参见图7)。这样，第一短路部件60便能够作为控制第二电阻40接入状态的开关。在正常状态或穿钉状态下，第二电阻40处于断路状态，不接入电路，而当第一短路部件60在动力电池内部压力作用下向上翻转并与第一延伸部104b接触后，将使第二电阻40接入电路，此时第二电阻40便与第一电阻30之间呈并联关系。

如图16所示，第二电阻40可以直接集成在第一导电片104上，具体地，在第一连接部104a与第一延伸部104b之间设置一个第一低过流面积区域104c，第一低过流面积区域104c的过流面积小于第一连接部104a，这样，第一低过流面积区域104c便能够具有更大的电阻，从而作为第二电阻40。

除此之外，当第一电阻30采用结构二时，第二电阻40还可以串联于第一极柱本体100a或者第一连接块100b与第一导电片104之间。

例如，如图9所示，第一电阻30位于顶盖片50的下方，并分别与第一极柱本体100a以及顶盖片50电连接，第二电阻40位于顶盖片50的上方，且分别与第一连接块100b以及第一导电片104的第一连接部104a电连接。

又例如，如图10所示，第一电阻30与第二电阻40均位于顶盖片50与第一连接块100b之间，第一电阻30与第二电阻40之间不接触或填充绝缘材料进行绝缘，且第一电阻30与第二电阻40均与第一连接块100b电连接，除此之外，第一电阻30向下与顶盖片50连接，而第二电阻40的侧部与第一导电片104的第一连接部104a连接。

这两种方案在正常状态或穿钉状态下，第二电阻40仍处于断路状态，不接入电路，而当第一短路部件60在动力电池内部压力作用下向上翻转并与第一延伸部104b接触后，将使第二电阻40接入电路，此时第二电阻40仍然与第一电阻30之间呈并联关系。

对于将第二电阻40集成到第一电极组件10之内的方案而言，并联接入方式中第二电阻40可以沿着第一导电片104的长度方向设置，因此位置相对更加宽敞，因此较串联接入方案更加便于调整第二电阻40的阻值，同时也更加便于散热。

在形成过充保护电路后，第一短路部件60、第二短路部件70以及第二电阻40这三者是热量集中释放区域，而相对于并联方式，串联接入方式中的第二电阻40的设置位置更为灵活，因此可以设置在距第一短路部件60以及第二短路部件70较远的位置，从而使产热区域分散，更加便于散热。

在上述方案中，第三电阻80可以为以下几种形式：

如图11至13所示，可以将第三电阻80集成于第二电极组件20内，具体可以串联于第二极柱本体200a与第二连接部204a之间，也可以串联于第二连接块200b与第二连接部204a之间(参见图11和图12)，或者串联于第二连接部204a与第二延伸部204b之间(参见图13)。

对于这一方案，第三电阻80可以为以下几种形式：

形式一、第三电阻80直接采用电阻层结构，例如对第二极柱本体200a、第二连接块200b或者第二连接部204a的表面进行绝缘处理，喷涂一层铁氟龙材料，以提高阻值。

形式二、第三电阻80集成或设置于第二导电片204上。

对于方式二，可以通过对结构的改进来实现，如图15所示，可以在第二延伸部204b上设置一个第二低过流面积区域204c，第二低过流面积区域204c的过流面积小于第二连接部204a，这样，第二低过流面积区域204c便能够具有更大的电阻，从而作为第三电阻80。

此外，作为一种优选方案，第二导电片204也可以采用双层结构设计，其具体结构和第一导电片104基本相同，与第二短路部件70的连接关系也与第一导电片104与第一短路部件60的连接关系一致，在此不再赘述。

为了保证第一短路部件60和第二短路部件70不熔断，需要在第一电连接路径上串联一个合适的阻值。假设仅仅增加一个电阻(例如仅增加第二电阻40或第三电阻80)，如果这个电阻的阻值太小，那么将起不到防止第一短路部件60和第二短路部件70熔断的作用，但是如果这个电阻的阻值太大，会因为此电阻发热量太大而直接将此电阻熔化，也起不到阻止动力电池继续充电的作用。在本实施例中，将第二电阻40和第三电阻80分别集成在第一电极组件10以及第二电极组件20之内的设计可以降低动力电池顶盖，尤其是第一电极组件10的结构集成度，同时通过分散设置电阻也能够充分分散热量，以达到更好的效果。本申请实施例所提供的动力电池顶盖结构能够使动力电池在穿钉和过充情况下分别能够形成具有适合阻值的电路。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种动力电池顶盖结构，其特征在于，包括第一电极组件、第二电极组件、第一电阻、第二电阻、第三电阻、顶盖片、第一短路部件和第二短路部件，

所述第一电极组件与所述顶盖片始终通过所述第一电阻电连接，所述第二电极组件常态下与所述顶盖片之间电绝缘，

所述第一短路部件以及所述第二短路部件均附接到所述顶盖片上，

当动力电池内部压力超过基准压力时，所述第一短路部件和所述第二短路部件能够在压力作用下动作，从而形成由所述第一电极组件经过所述第一短路部件、所述顶盖片、所述第二短路部件抵达所述第二电极组件的第一电连接路径，并且形成由所述第一电极组件经过所述第一电阻、所述顶盖片、所述第二短路部件抵达所述第二电极组件的第二电连接路径，所述第二电阻和所述第三电阻串联在所述第一电连接路径中；

所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值。

2.如权利要求1所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻始终存在串联关系。

3.如权利要求2所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第二电阻集成或设置于所述第一电极组件内；

所述第一短路部件始终经由所述顶盖片、所述第一电阻、所述第二电阻与所述第一电极组件电连接。

4.如权利要求3所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一导电片包括相互连接的第一连接部和第一延伸部，所述第二电阻串联于所述第一连接部与所述第一极柱之间，

所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触；

所述第一电阻串联于所述第二电阻与所述顶盖片之间，或者所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间。

5.如权利要求4所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，当所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间时，

所述第二电阻至少为以下形式中的一种：

形式一、所述第二电阻为电阻层；

形式二、所述第二电阻集成或设置于所述第一导电片上。

6.如权利要求5所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第二电阻集成于所述第一连接部上，所述第一导电片为以下结构：

所述第一导电片包括第一导电层以及第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层层叠设置，所述第一导电层用于与所述第二短路部件接触，且所述第一导电层的电阻率和所述第二短路部件的电阻率均小于所述第二导电层的电阻率。

7.如权利要求1所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第二电阻与所述第一电阻并联。

8.如权利要求7所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一导电片包括相互连接的第一连接部和第一延伸部，所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触，

所述第二电阻串联于所述第一连接部和所述第一延伸部之间；

所述第一电阻串联于所述第一连接部与所述顶盖片之间，或者所述第一电阻串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间。

9.如权利要求4或8所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一导电片上至少所述第一延伸部与所述第一短路部件采用相同的材质。

10.如权利要求7所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电极组件包括第一极柱以及第一导电片，所述第一极柱穿过所述顶盖片，

所述第一电阻串联于所述第一极柱与所述顶盖片之间，所述第一短路部件在压力作用下动作后能够与所述第一延伸部相接触，

所述第二电阻串联于所述第一极柱和所述第一导电片之间。

11.如权利要求10所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电阻位于所述顶盖片的下方，所述第二电阻位于所述顶盖片的上方。

12.如权利要求2至8任一项所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第三电阻集成或设置于所述第二电极组件内。

13.如权利要求12所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第二电极组件包括第二极柱以及第二导电片，所述第二极柱穿过所述顶盖片，并与所述顶盖片绝缘连接，

所述第二导电片也与所述顶盖片绝缘连接，所述第二导电片包括相互连接的第二连接部和第二延伸部，

所述第二短路部件在压力作用下动作后能够与所述第二延伸部相接触；

所述第三电阻串联于所述第二连接部与与所述第二极柱之间，或者所述第三电阻串联于所述第二连接部和所述第二延伸部之间。

14.如权利要求13所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第二导电片上至少所述第二延伸部与所述第二短路部件采用相同的材质。

15.如权利要求13所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，

所述第三电阻至少为以下形式中的一种：

形式一、所述第三电阻为电阻层；

形式二、所述第三电阻集成或设置于所述第二导电片上。

16.如权利要求15所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第三电阻集成于所述第二导电片上，所述第二导电片为以下结构：

所述第二导电片包括第一导电层以及第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层层叠设置，所述第一导电层用于与所述第二短路部件接触，且所述第一导电层的电阻率和所述第二短路部件的电阻率均小于所述第二导电层的电阻率。

17.如权利要求1至8任一项所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，所述第一电阻的阻值比所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值之和至少大1000倍。

18.如权利要求17所述的动力电池顶盖结构，其特征在于，

所述第一电阻的阻值为1～100000Ω，

或

所述第二电阻以及所述第三电阻的阻值之和为0.1～100mΩ。

19.一种动力电池，其特征在于，包括裸电芯以及权利要求1至18任一项所述的动力电池顶盖结构，

所述裸电芯具有电性相反的两极，所述两极中的一极与所述第一电极组件电连接，所述两极中的另一极与所述第二电极组件电连接，当所述动力电池内部压力超过基准压力时，所述第一短路部件和所述第二短路部件能够在压力作用下动作，从而形成由所述裸电芯经过所述第一电连接路径返回所述裸电芯的第一电连接回路，并且形成由所述裸电芯经过所述第二电连接路径返回所述裸电芯的第二电连接回路。

20.根据权利要求19所述的二次电池，其特征在于，还包括第一连接件和第二连接件，

所述两极中的一极通过所述第一连接件与所述第一电极组件电连接，所述两极中的另一极通过所述第二连接件与所述第二电极组件电连接，

所述第一连接件和/或所述第二连接件上形成有熔断构件。

21.根据权利要求20所述的二次电池，其特征在于，所述熔断构件通过在第一连接件上和/或第二连接件上开设缺口和/或孔形成。