CN109148813B - 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池包和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池包和电动汽车，该电池盖板组件包括盖板、电极端子、电流中断结构和导热石墨部，电极端子设置在盖板上，包括电极内端子和电极外端子，电极内端子和电极外端子通过电流中断结构电连接，该电流中断结构能够在气体的气压作用下断开电极内端子和电极外端子之间的电连接，导热石墨部用于对电流中断结构进行散热。由于石墨材料的导热性具有优良的导热性，其导热性一般超过例如钢、铁、铝等金属材料，当电流中断结构有电流流经时，该电流中断结构因自身内阻产生的焦耳热通过该导热石墨部迅速分散到周围，降低电流中断结构的工作温度，避免电流中断结构上的薄弱位置熔断而造成电池误失效。

Description

电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池包和电动汽车

技术领域

本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电池盖板组件、使用该电池盖板组件的单体电池、包括该单体电池的电池模组、包括该电池模组的动力电池和包括该动力电池的电动汽车。

背景技术

现有的电池的电极端子可以分为电极内端子和电极外端子，其中电极内端子用于与电芯电连接，电极外端子用于与负载或者其他单体电池等相连，实现单体电池的电芯的电流的输入和输出。为了提高电池的安全性能，防止过充等引起电池热失控而引发电池燃烧、爆炸等严重的安全问题，现有的电池在电极内端子和电极外端子之间通过电流中断结构电连接，该电流中断结构能够在气压作用下被拉断，从而断开单体电池的电流的输入和输出。

为了更灵敏地响应电池内部的变化，可以通过在电流中断结构上设置薄弱部或者连接点例如焊接点面积减少的方式等，以便于电流中断结构的拉断，但电池在正常充放电或快速充放电时，其本身及其结构件均会因自身内阻而出现发热，导致温度升高，特别是动力电池，过电流中断结构的电流较大，薄弱部及连接点电阻大，发热现象更严重，如果控制不好，易造成电流中断结构在正常充放电时熔断失效。

发明内容

本公开的目的是提供一种能够避免电流中断结构流经大电流时造成电池误失效的电池盖板组件、使用该电池盖板组件的单体电池、包括该单体电池的电池模组、包括该电池模组的动力电池包和包括该动力电池包的电动汽车。

本公开提供一种电池盖板组件，包括盖板、电极端子、电流中断结构和导热石墨部，所述电极端子设置在所述盖板上，并包括电极内端子和电极外端子，所述电极内端子和所述电极外端子通过所述电流中断结构电连接，该电流中断结构能够在气体的气压作用下断开所述电极内端子和所述电极外端子之间的电连接，其中，所述导热石墨部用于对所述电流中断结构进行散热。

可选地，所述导热石墨部靠近所述电流中断结构设置，和/或，所述导热石墨部设置在所述电流中断结构上。

可选地，所述电流中断结构包括电连接在所述电极内端子和所述电极外端子之间的翻转件，在所述气压作用下，所述翻转件动作以断开所述电极内端子和所述电极外端子之间的电连接，所述翻转件的外周缘密封安装到所述盖板上。

可选地，所述翻转件通过过渡环与所述盖板密封连接，所述翻转件的外周缘封接在所述过渡环的外端面上，所述导热石墨部包括位于所述过渡环上的第一导热石墨部。

可选地，所述过渡环的外环面上形成有第一凹槽，所述第一导热石墨部容纳于所述第一凹槽中。

可选地，所述第一凹槽形成为与所述翻转件同轴设置的第一环形凹槽，所述第一导热石墨部容纳于所述第一环形凹槽中。

可选地，所述第一环形凹槽与所述过渡环同轴设置。

可选地，所述第一导热石墨部由导热石墨片和/或石墨烯片制成。

可选地，所述第一导热石墨部为导热石墨片，该导热石墨片的平均片厚为1mm至2mm。

可选地，所述翻转件上还覆盖有覆盖件，所述覆盖件与所述翻转件电连接以形成所述电极外端子。

可选地，所述过渡环的外端面形成有L型止口，所述翻转件的外周缘嵌入支撑在所述L型止口上，且所述覆盖件密封连接到所述L型止口上。

可选地，所述导热石墨部包括位于所述电极内端子上的第二导热石墨部。

可选地，所述电极内端子的外端面上形成有第二凹槽，所述第二导热石墨部容纳于所述第二凹槽中。

可选地，所述电流中断结构还包括固定在所述电极内端子的外端面上的导电件，所述翻转件电连接在所述导电件上，所述导电件上形成有能够在所述气体的气压作用下断开的刻痕，该刻痕围绕所述导电件和所述翻转件的连接点设置，所述第二导热石墨部与所述刻痕接触换热。

可选地，所述第二凹槽形成为与所述刻痕同轴设置的第二环形凹槽。

可选地，所述导电件的内端面封盖所述第二凹槽。

可选地，所述电极内端子由沿内外方向延伸的极柱形成。

可选地，所述第二导热石墨部为填充在所述第二凹槽中的石墨粉。

可选地，所述石墨粉的粒径为800至1000钼。

本公开还提供一种单体电池，该单体电池包括外壳、容纳于该外壳内的电芯，所述单体电池为本公开提供的电池盖板组件，所述电池盖板组件封装所述外壳。

本公开还提供一种电池模组，所述电池模组内设置有本公开提供的所述的单体电池。

本公开还提供一种动力电池包，包括包体和设置在该包体内的电池模组，所述电池模组为本公开提供的电池模组。

本公开还提供一种电动汽车，该电动汽车设置有本公开提供的动力电池包。

通过上述技术方案，由于石墨材料的导热性具有优良的导热性，其导热性一般超过例如钢、铁、铝等金属材料，这样，当电流中断结构有电流流经时，该电流中断结构因自身内阻产生的焦耳热可以通过该导热石墨部迅速分散到周围，降低电流中断结构的工作温度，避免电流中断结构上的薄弱位置熔断，进而避免在车辆急加速等工况下电流中断结构流经大电流时使电池误失效。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的第一种示例性实施方式提供的电池盖板组件的立体剖视图；

图2是根据本公开的第二种示例性实施方式提供的电池盖板组件的立体剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以相应附图的图面方向为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。其中，本文中涉及外端、内端、内外方向的描述，例如内端子、外端子，内端面、外端面是沿极柱的轴向方向相对于电池的内外而言的，而相对于环状件的“内、外”，例如外周缘则是沿径向方向相对于该环状件的中心而定义的。

如图1和图2所示，本公开提供了电池盖板组件、使用该电池盖板组件的单体电池、使用该单体电池的电池模组、使用该电池模组的动力电池包和使用该动力电池包的电动汽车的技术方案。其中，单体电池还包括外壳、容纳于该外壳内的电芯，并且该盖板组件封装该外壳，多个单体电池通过串联或并联成电池模组，并可以置于电池包内而形成动力电池包。此外，除动力电池包领域外，本中提供的各种技术方案还可以广泛应用于其他的电池领域中。另外，本公开中的电池盖板组件既可以为能够装配到单体电池的壳体上以构成单体电池的组件总成，也可以为与单体电池内的例如电芯的其他部分构成不可分割的整体结构的局部结构，本公开对此不作限制，均属于本公开的保护范围之中。

为了清楚本公开的技术方案，本公开通过两种实施方式进行说明。但不限于这两种实施方式，并且该两种实施方式中的特征可以继续任意组合或替换。其中在本公开的第一种和第二种实施方式中，所提供的电池盖板组件可以包括盖板100、200以及设置于盖板100、200上的电极端子，电极端子又可以包括电极内端子101、201和电极外端子102、202，其中电极内端子101、201用于与电芯电连接，电极外端子102、202用于与其他单体电池或电池模组等相连，实现单体电池的电芯的电流的输入和输出。为了起到安全作用，在电极内端子101、201和电极外端子102、202之间通过电流中断结构电连接，该电流中断结构能够在气压作用下断开电极内端子101、201和电极外端子102、202之间的电连接，从而断开单体电池的电流的输入和输出。

在本公开的各种示例性实施方式中，该电流中断结构可以直接安装在电极端子上。具体地，该电流中断结构位于电极内端子101、201和电极外端子102、202之间，此时可以将电流中断结构或者电极内端子101、201或者电极外端子102、202固定在盖板上以实现电极端子在盖板上的固定。另外，该电流中断结构也可以直接安装在盖板上，即，此时电流中断结构与电极端子错位设置，具体地，可以通过一些导电部件与安装在盖板上的电极内端子101、201或电极外端子102、202电连接。

本公开的第一种和第二种实施方式中的盖板组件所利用的气压来源可以为独立于电池内部的气源，从而通过及时产生气体为电流中断结构建立气压，从而及时拉断电流中断结构，提升电池的安全性。具体地，该气体的产生可以通过事先在电池盖板组件中储存可产气介质，例如建立密封腔来储存可产气介质，并且使得该可产气介质位于电池的正负极中间，即为可产气介质建立电压，由于在电池出现过充等意外时，电池的正负极之间的电压差会逐渐升高，这样只需设计可产气介质能够在作用在电池正负极之间的电压差超过额定值时，能够产生气体，即可以在该气体的气压作用下及时断开电极内端子和电极外端子之间的电流中断结构的电连接。

另外，本公开的第一种和第二种实施方式中的电池盖板组件所利用的气压来源还可以为电池出现过充等危险状态时电池内部例如电解液发生电化学反应时所释放的气体等，电池内部产生大量气体继而使得外壳内部的气压升高，或者当电池在使用过程中出现异常导致电池温度升高而使得电池内部气压升高，从而产生驱动电流中断装置的气压动力。

在本公开的第一种和第二种实施方式中的电流中断结构均为能够感应气压的机械结构，该电流中断结构能够在气压的作用下断开流经的电流。具体地，可以通过断开内部的部件连接来中断电流的传递，从而及时切断电池的充放电。

为了实现本公开的目的，在本公开的第一种和第二种实施方式中，该电池盖板组件还包括散热部，该散热部用于对电流中断结构进行散热。其中，该散热部可以为任意能够对电流中断结构进行散热的散热结构，特别是能够对电流中断结构上过流较大的薄弱部位进行散热的散热结构，例如，该散热结构可以为散热材料，也可以为散热材料和零部件构成的组件，本公开对此不作限制，均属于本公开的保护范围之中。

这样，通过在电池盖板组件上设置散热部，当电流中断结构有电流流经时，该散热部能迅速将电流中断装置上的因其自身内阻产生的焦耳热分散到周围，降低该电流中断结构的自身的工作温度，避免电流中断结构上的薄弱的连接位置因高温熔断，进而避免在车辆急加速等工况下电流中断结构流经大电流时使电池误失效。

在本公开提供的第一种和第二种实施方式中，为保证最佳的散热效率，该散热部可以设置在电流中断结构上。具体地，当散热部为下述的固-固相变材料、石墨粉、石墨烯片、导热石墨片中的至少一者时，该散热部可以例如粘贴到该电流中断结构的表面上。这样，当电流中断结构有电流流经时，一旦电流中断结构因自身内阻产生焦耳热时，该散热部能够及时地将该焦耳热快速分散到周围，降低该电流中断结构的自身的工作温度，避免电流中断结构上的薄弱的连接位置因高温熔断，进而避免在车辆急加速等工况下电流中断结构流经大电流时使电池误失效。

在本公开提供的第一种和第二种实施方式中，为保证较好的散热效率，散热部也可以靠近所述电流中断结构设置，从而使得该散热部能够尽快地感受到电流中断结构的焦耳热，并将该焦耳热迅速分散到周围。具体地，如图1和图2所示，该散热部可以设置在盖板100、200的靠近电流中断结构的位置上，和/或该散热部可以设置在电极端子的靠近电流中断结构的位置上。即，散热部可以设置在盖板100、200上，以将电流中断结构因自身内阻产生的焦耳热传递到电池的外部；散热部也可以设置在电极端子上，其中当散热部设置在电极内端子上，以将电流中断结构因自身内阻产生的焦耳热传递到电池的内部，当散热部设置在电极外端子上，以将该焦耳热传递到电池的外部，当散热部同时设置在电极内端子和电极外端子上，以将该焦耳热同时传递到电池的内部和电池的外部；散热部还可以同时设置在盖板100、200和电极端子上。

另外，需要说明的是，该散热部可以单独设置在电流中断结构上，或者，该散热部可以单独设置在靠近电流中断结构的位置上，另外，该散热部可以同时设置在电流中断结构上和靠近电流中断结构的位置上。

另外，在本公开的第一种和第二种实施方式中，当电流中断结构与电极内端子的例如焊点等连接结构较弱时，或者当电流中断结构与电极外端子的例如焊点等连接结构较弱时，该连接结构可能在电流中断结构产生的焦耳热的作用下熔断，导致电流中断结构误失效。为保护电流中断结构，该散热部也可以靠近该连接结构设置，或者该散热部可以设置在该连接结构上，从而通过该散热部及时为连接结构处的热量分散到周围，避免连接结构连接不可靠时因高温而熔断失效。由于散热部可能会弱化连接结构的电流传递功能，例如当散热部为石墨材料时，由于石墨材料的导电性通常弱于金属的导电性能，此时散热部可以靠近该连接结构设置，从而在不影响电流中断结构传递电流的情况下，可以对电流中断结构和导电内端子，或者电流中断结构和导电外端子之间的连接结构起到保护作用。

在本公开提供的第一种和第二种实施方式中，为了实现保护电池，如图1和图2所示，电流中断结构可以包括电连接在电极内端子101、201和电极外端子102、202之间的翻转件104、204，在气压作用下，翻转件104、204动作以断开电极内端子101、201和电极外端子102、202之间的电连接，翻转件104、204的外周缘密封安装到盖板100、200上。这样，当电池出现过充等危险状态时，电池内部例如电解液发生电化学反应时所产生的气体使得内部气压升高，从而在该气压作用下，翻转件104、204通过翻转动作而断开电极内端子101、201和电极外端子102、202之间的电连接，停止电池的充电，避免电池内部的气压继续升高，保证电池的安全。具体地，翻转件104、204动作可以断开其与电极内端子之间的电连接，也可以断开其与电极外端子之间的电连接，或者翻转件104、204动作使得其本身结构上的薄弱部断裂。

进一步地，翻转件104、204动作为断开翻转件104、204和电极内端子101、201的电连接。具体地，为方便加工电极内端子101、201，同时便于翻转件104、204与电极内端子101、201电连接，如图1和图2所示，该电流中断结构还包括固定在电极内端子101、201的外端面上的导电件108、208，翻转件104、204电连接在到导电件108、208上，这样可以将一些断裂结构设置在导电件108、208上，以避免对电极内端子101、201的加工繁琐。另外，由于翻转件104、204通过导电件108、208实现与电极内端子101、201相互电连接，使得翻转件可以不与电极内端子101、201直接装配，不会对翻转件104、204的面积由于需要与电极内端子直接装配而造成限制，并且不需要对翻转件104、204进行特殊的设计，制造和装配方便。

例如，如图1和图2所示，导电件108、208上可以形成有能够在气体的气压作用下断开的刻痕109、209，该刻痕109、209围绕导电件108、208和翻转件104、204的连接点设置。其中，需要说明的是，该刻痕109、209可以在气压的直接作用下断开，也可以在气压的间接作用下断开，例如，在气压作用下使得翻转件动作，进而使得翻转件拉断该刻痕109、209，即该刻痕在翻转件的拉力下断开。另外还可以同时在气压的直接作用下和间接作用下断开。这样在气压的直接作用下和/或翻转件的拉力下，导电件108、208的本身结构将沿刻痕109、209断开，从而使得翻转件和电极内端子断开连接。除这种通过刻痕等减弱方式将本身结构的断开的实施方式外，还可以通过例如将连接在电极内端子101、201和电极外端子102、202之间的焊点拉脱或断裂片拉断以实现电连接的断开的方式，具体地，在一种示例性实施方式中，该电流中断结构形成为连接在电极内端子和电极外端子之间的焊点结构，这样，在气压作用下，电极内端子朝向电池内侧凸出，进而拉脱该焊点结构。在另一种示例性实施方式中，该电流中断结构形成为连接在电极内端子和电极外端子之间的较薄的断裂片，这样，在气压作用下，电极内端子朝向电池内侧凸出，继而拉断该断裂片。

为方便翻转件104、204密封装配到盖板100、200上，如图1和图2所示，翻转件104、204通过过渡环105、205与盖板100、200密封连接，翻转件104、204的外周缘封接在过渡环105、205上，这样，厚度较薄的翻转件104、204可以避免直接与盖板100、200进行焊接，而是可以首先将翻转件104、204预先焊接到过渡环105、205上，再由过渡环105、205装配到盖板100、200上，保证焊接的可靠性，也方便电池盖板组件的装配。进一步地，为提高电流中断结构的散热效率，该散热部包括位于过渡环105、205上的第一散热部，即第一散热部和过渡环105、205接触换热。这样，翻转件104、204上的热量仅通过过渡环105、205传递给该散热部，从而能够减少热量传递路径，提高导热效率。另外，由于电池盖板组件的内部空间有限，将第一散热部设置在过渡环105、205上，也更易于装配。

为对电流中断结构可以起到保护作用，该翻转件104、204上还可以覆盖有覆盖件107、207，如图1和图2所示，在电流中断结构位于电极内端子与电极外端子之间时，该覆盖件107、207可以与翻转件104、204电连接以形成电极外端子102、202。即，该覆盖件107、207同时作为传递电流的导电端子，以及遮挡电流中断结构的保护件。其中覆盖件107、207可以由金属等导电材料制成，具体地覆盖件107、207的外端面上可以形成有与电极引出片等导电传输件连接的凸起。其中，电极引出片可以在例如与相邻的单体电池之间，或者相邻电池模组之间或者与负载等建立电流路径。在其他的变形方式中，覆盖件和电极外端子也可以为两个独立的零部件。例如，在上述的电流中断结构直接安装到盖板上时，该翻转件和电极外端子通过该覆盖件实现电连接。

进一步地，为实现上述气体泄出到电池外部，该覆盖件107、207上可以形成有连通外界的气孔，以使得翻转件翻转动作后，气体穿过电流中断结构后可以最终经由该气孔外泄，防止电池爆炸。另外，覆盖件上的气孔还可以使得电流中断结构与大气直接建立压差，从而利于实现翻转件的动作。

进一步地，为实现翻转件104、204和过渡环105、205的可靠的密封装配，过渡环105、205的外端面形成有L型止口106、206，翻转件104、204的外周缘嵌入支撑在L型止口106、206上，且覆盖件107、207密封连接到L型止口106、206上。这样，通过该翻转件104、204和覆盖件107、207均密封于该L型止口106、206上，实现双重密封，提升了翻转件104、204的外周缘的密封可靠性。另外，该L型止口106、206也易于翻转件104、204和覆盖件107、207的定位和装配，提高装配效率。

在本公开中，电极内端子101、201可以由沿内外方向延伸的极柱形成。其中需要说明的是，此处的“内向方向”是指极柱的轴向的内外方向。

下面，本公开通过结合图1和图2对第一种和第二种实施方式介绍所涉及的电池盖板组件。

首先，如图1所示，在本公开的第一种实施方式中，该散热部103可以为具有导热性的散热材料，具体地，该散热部103可以为相变材料。相变材料(PCM-Phase ChangeMaterial)是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料包括固-液相变材料、固-固相变材料和固-气相变材料，下面以固-液相变材料举例说明该相变材料的蓄热机理。该固-液相变材料在一定温度范围内可发生可逆的相变，当相变材料所处的环境温度高于该相变材料的相变温度时，吸收热量，物相由固态变为液态，当环境温度下降至低于该相变温度时，物相由液态变成固态，释放热量。这样，当电池盖板组件中设置有用于对电流中断结构散热的相变材料时，当电流中断结构有电流流经时，电流中断结构上部分部位温度较高，相变材料从温度较高的电流中断结构上吸收热量，物相由固态变成液态，实现对电流中断结构的降温，防止电池的误失效。另外，相变材料还可以从温度较低的周围环境中释放热量，再从液态到固态发生逆相变。这样，只要电流中断结构的温度上升，即可被相变材料吸收，从而避免在大电流的作用下电流中断结构的温度急剧上升，导致电流中断结构熔断失效。

具体地，该相变材料可以为碱及碱土卤化物、硫酸盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、醋酸盐、Al-Si、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu、无机熔盐、石蜡、聚烯烃、聚烯醇、聚烯酸中的至少一者，此时，相变材料由固态转变成液态以吸收电流中断结构上的热量，即相变材料为固-液相变材料。

另外，该相变材料还可以为层状钙铁矿、Li₂SO₄、KHF₂、季戊四醇、新戊二醇、三羟甲氨基乙烷和交联高密度聚乙烯(例如HDPE、LLPE)中的至少一者，此时，相变材料由固态转变为固态以吸收电流中断结构的热量，即相变材料为固-固相变材料。

当然，该散热部103也可以同时包括上述列举的固-液相变材料和固-固相变材料中的任意一者，本公开对此不作限制。

如上所述，该翻转件104的热量可以通过过渡环105传递给散热部103，该过渡环105可以通过多种方式将热量传递给散热部，例如，在一种实施方式中，该第一散热部1031可以设计为与该过渡环105同轴设置的散热环，并且散热环围绕该过渡环105设置。为提高空间利用率，并且降低电池盖板组件的重量，节省原料，如图1所示，过渡环105上形成有空腔，该第一散热部1031容纳于空腔中。由于第一散热部1031设置在过渡环105的内部，因此不会占用电池盖板组件额外的空间，利于电池盖板组件的空间布置，另外过渡环设计为空心结构，也减少了制造过渡环所需的原料，节省成本，且降低重量。

该空腔可以形成为开放式的空间，例如该空腔可以与电池内部或电池外部相连通，具体地，该过渡环的外环面或内环面上可以形成有容纳该第一散热部1031的环形凹槽，从而方便将第一散热部1031直接从该环形凹槽的开口中塞入该环形凹槽中。此时为保证电流中断结构稳定的散热效果，该第一散热部1031为固态的散热结构。例如，该第一散热部1031可以为上述的固-固相变材料，或者下述的石墨导热材料。

当第一散热部1031为例如固-液相变材料等需要封闭保存的散热材料时，该过渡环105形成有封闭的该空腔。这样，当相变材料的物相由固态转变成液态时，该液态的相变材料可以永久地保存于该封闭的空腔中，而不会流失到其他位置，保证散热部的稳定地发挥散热功能。当需要将固-液相变材料装配到该空腔时，可以在该过渡环105的面向盖板一侧的表面上预留注入孔，在高于该固-液相变材料的相变温度下将液态的相变材料注入到该空腔中，然后将过渡环的面向盖板一侧的表面密封焊接到盖板上，从而封堵该注入孔，以形成该封闭的空腔。可以理解的是，当散热部为其他的散热材料时，也可以按照上述固-液相变材料的填充方法装配到该过渡环的空腔中。

进一步地，为方便加工，同时加快翻转件和环形空腔内的第一散热部1031的之间传热效率，空腔可以形成为与翻转件104同轴设置的环形空腔，第一散热部1031填充于环形空腔内，即第一散热部1031形成为与该翻转件104同轴设置的环状结构。这样，一方面该环形空腔易于制造成型，另外，该第一散热部1031与翻转件104同轴设置，且翻转件104的外周缘密封连接到过渡环105上，使得翻转件104的外周缘将热量均匀地传递给形成为环状结构的第一散热部1031的周向各个位置，从而提高翻转件104和散热部的传热效率。

更进一步地，为方便过渡环105的整体形状的加工，该环形空腔与过渡环105同轴设置。即，该过渡环105的任意横截面形状均相同，不仅方便过渡环105自身结构的生产加工，而且能利于该散热材料尽可能多地填充于该环形空腔内，提高导热效率。

如上，该导电件108上可以形成在气体的气压作用下断开的刻痕109。为避免车辆在急加速等工况下因电流中断结构流经大电流时使得该刻痕因高温熔断，该散热部103还可以包括靠近刻痕109设置且与刻痕109同轴设置的第二散热部(未示出)，即该第二散热部形成为环状结构。具体地，该第二散热部可以设置在电极内端子上。进一步地，该电极内端子的外端面上可以形成有环形凹槽结构，该第二散热部可以容纳于该环形凹槽结构中。更进一步地，该导电件的内端面可以封盖该环形凹槽结构。在其他的变形方式中，该第二散热部也可以形成为环绕该刻痕109设置的环状结构，和/或，该刻痕109环绕该第二散热部设置。

上述介绍了根据本公开的第一种实施方式提供的电池盖板组件，在不脱离本构思下，第一实施方式中的特征例如，相变材料、环形空腔等均可以应用于本公开下述的第二种实施方式中，下面结合图2介绍本公开的第二种实施方式提供的电池盖板组件。

如图2所示，本公开的第二种实施方式提供一种电池盖板组件，包括盖板200、电极端子、电流中断结构和散热部，不同于第一种实施方式中用相变材料作为散热材料，在本公开的第二种实施方式中，该散热部为导热石墨部203，导热石墨部203用于对电流中断结构进行散热。

由于石墨材料的导热性具有优良的导热性，其导热性一般超过例如钢、铁、铝等金属材料，这样，当电流中断结构有电流流经时，该电流中断结构因自身内阻产生的焦耳热可以通过该导热石墨部203迅速分散到周围，降低电流中断结构的工作温度，避免电流中断结构上的薄弱位置熔断，进而避免在车辆急加速等工况下电流中断结构流经大电流时使电池误失效。

具体地，该导热石墨材料可以为导热石墨片(又称导热石墨膜)或石墨烯片或石墨粉中的至少一者。其中，导热石墨片的导热率比纯铝导热率高出五倍多，具有高导热率。石墨烯的导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低。当然，导热石墨材料还可以为其他的具有优良导热性能的石墨材料，本公开对此不作限制，均属于本公开的保护范围之中。

进一步地，当导热石墨材料为导热石墨片时，为保证最佳的散热效果，该导热石墨片的平均片厚为1mm至2mm。

进一步地，当导热石墨材料为石墨粉时，为保证最佳的散热效果，同时兼顾石墨粉的加工难度和制作成本，所述石墨粉的粒径为800至1000钼。其中，石墨粉的粒径越大，颗粒越细，比表面积越大，导热系统越高，但相应地对加工设备要求更高，制作成本更大。

如上所述，为提高电流中断结构的散热效率，在一种实施方式中，该散热部可以设置在盖板200和/或电极端子的靠近电流中断结构的位置上，即该导热石墨部203可以设置在盖板200和/或电极端子的靠近电流中断结构的位置上。在本公开提供的第二种电池盖板组件中，为提高翻转件204和导热石墨部203的换热效率，如图2所示，该导热石墨部203包括位于过渡环205上的第一导热石墨部2031，即第一导热石墨部2031和过渡环205接触换热。因此，翻转件204上的热量仅通过过渡环205传递给该第一导热石墨部2031，从而能够减少热量传递路径，提高导热效率。

该过渡环205可以通过多种方式将热量传递给第一导热石墨部2031，例如，在一种实施方式中，该第一导热石墨部2031可以设计为与该过渡环205同轴设置的散热环，并且该散热环围绕该过渡环205设置。为提高空间利用率，并降低电池盖板组件的重量，节省原料，如图2所示，该过渡环205上形成有空腔，该第一导热石墨部2031容纳于该空腔内。由于第一导热石墨部2031设置在过渡环205的内部，不会占用电池盖板组件额外的空间，利于电池盖板组件的空间布置，另外，该过渡环205设置为空心结构，也减少了制造过渡环所需的原料，节省成本，降低重量。

该空腔可以形成为开放式的空间，例如该空腔可以形成为电池内部或电池外部相连通。具体地，在一种实施方式中，如图2所示，该过渡环的外环面上形成有第一凹槽，该第一导热石墨部2031容纳于该第一凹槽中，这样不仅使得电流中断结构产生的焦耳热可以迅速地分散到电池的外部，而且也便于该第一导热石墨部2031从电池外部装配到该第一凹槽中。或者在另一种实施方式中，该第一凹槽形成于该第一导热石墨部2031的内环面上。这样便于第一导热石墨部2031从该第一凹槽的开口中塞入该第一凹槽中。

在第一凹槽形成于该过渡环205的外环面时，为方便加工，如图2所示，同时加快第一凹槽形成为与翻转件同轴设置的第一环形凹槽，第一导热石墨部2031容纳于第一环形凹槽中，即第一导热石墨部2031形成为与该翻转件同轴设置的环状结构。这样，一方面该第一环形凹槽易于制造成型，另外，该第一导热石墨部2031与翻转件同轴设置，且翻转件的外周缘密封连接到过渡环205上，使得翻转件205的外周缘将热量均匀地传递给形成为环状结构的第一导热石墨部2031的周向各个位置，从而提高翻转件204和第一导热石墨部2031的传热效率。

更进一步地，为方便过渡环205的整体形状的加工，如图2所示，第一环形凹槽与过渡环205同轴设置。即，该过渡环205的任意横截面形状均相同，不仅方便过渡环205自身结构的生产加工，而且能利于该第一导热石墨部2031尽可能多地填充于该第一环形凹槽中，提高导热效率。

另外，该空腔还可以形成为封闭式的空腔，例如，当第一导热石墨部为石墨粉时，可以在该过渡环205的面向盖板一侧的表面上预留填料口，当石墨粉从该填料口填充到该过渡环205中后，然后将过渡环的面向盖板一侧的表面密封焊接到盖板上，从而封堵该填料口，以形成该封闭的空腔。

当第一导热石墨部为导热石墨片和/或石墨烯片制成时，该过渡环205的面向盖板一侧的表面上形成有环形凹槽，该导热石墨片或石墨烯片从该环形凹槽的开口中填充到环形凹槽中，然后过渡环的面向盖板一侧的表面密封焊接到盖板上，从而封堵该环形凹槽，形成该封闭的空腔。

在本公开的各示例性实施方式中，该第一导热石墨部为导热石墨片或石墨烯片。

导热石墨部203除了可以设置在上述的过渡环205上，该导热石墨部203还可以设置在电极端子上。具体地，如图2所示，该导热石墨部203包括位于电极内端子201上的第二导热石墨部2032。其中，当电极内端子201由极柱形成时，该电极内端子201具有足够大的表面积，从而可以将电流中断结构的焦耳热迅速地分散到极柱上，保证较高的换热效率。

进一步地，为节省空间，利于空间布置，如图2所示，电极内端子201的外端面上形成有第二凹槽，第二导热石墨部2032容纳于第二凹槽中，当第二导热石墨部2032由石墨粉构成时，则该石墨粉填充在该第二凹槽中。由于第二导热石墨部2032设置在电极内端子201的内部，因此不会占用电池盖板组件内部的额外空间，利于电池盖板组件内部的零部件的布置，且使得整个电池盖板组件结构紧凑。另外电极内端子上形成有凹槽，也减少了制造电极内端子所需的原料，节省成本，降低重量。

如上，为提高电流中断结构的灵敏度，该电流中断结构还包括固定在电极内端子201的外端面上的导电件208，该导电件208上形成有能够在气压作用下断开的刻痕209，该刻痕209围绕该导电件208和翻转件204的连接点设置。这样，当电池异常工作时，在气压的作用下该导电件208上的局部减弱的刻痕209首先断开，从而及时断开电极内端子和电极外端子之间的电连接，保证电池的安全。进一步地，为保证电流中断结构最佳的散热效率，避免该薄弱位置的刻痕209因高温熔断，该第二导热石墨部2032与刻痕209接触换热，换言之，该刻痕209在电极内端子的外端面上的投影位于第二凹槽中。这样，当电流中断结构有电流流经时，导电件因其内阻而产生的焦耳热可以尤其是刻痕位置处的热量可以迅速地传递给第二导热石墨部2032，并由第二导热石墨部2032传递给电极内端子，降低该刻痕处的温度，避免电流中断结构上的刻痕因高温熔断，进而避免在车辆急加速等工况下电流中断结构流经大电流时使电池误失效。当然，在其他变形方式中，该第二导热石墨部2032还可以靠近该刻痕209设置，也能够起到对刻痕的保护作用。另外，该第二导热石墨部2032也可以靠近翻转件204和导电件208的连接点设置，以在该连接点连接不可靠的情况下，起到对该连接点的过流熔断保护的作用。相类似地，该第二导热石墨部2032也可以靠近电极内端子201和导电件208的连接点设置，以在该连接点连接不可靠的情况下，起到对该连接点的过流熔断保护的作用。

为进一步提高对刻痕209的散热效率，且方便第二凹槽的加工成形，如图2所示，第二凹槽形成为与刻痕209同轴设置的第二环形凹槽，即第二导热石墨部2032形成为与该刻痕209同轴设置的环状结构。一方面，环形凹槽更易于加工，保证加工工艺简单，另一方面，该第二环形凹槽与刻痕209同轴设置，使得刻痕209沿其周向的任意位置均能够通过该第二导热石墨部2032分散焦耳热，保证刻痕209散热均匀，提高散热效率。

该第二导热石墨部2032可以与电池内部或盖板组件内的密封腔相连通，为保证电池盖板组件以各种方式放置到车辆上，该第二导热石墨部2032均能够稳定地保持在第二凹槽中，如图2所示，导电件208的内端面封盖第二凹槽。这样，通过导电件208将第二导热石墨部2032“封锁”在第二凹槽中，可以保证第二导热石墨部2032稳定地发挥其散热功能。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (19)

1.一种电池盖板组件，其特征在于，包括盖板(200)、电极端子、电流中断结构和导热石墨部(203)，所述电极端子设置在所述盖板(200)上，并包括电极内端子(201)和电极外端子(202)，所述电极内端子(201)和所述电极外端子(202)通过所述电流中断结构电连接，该电流中断结构能够在气体的气压作用下断开所述电极内端子(201)和所述电极外端子(202)之间的电连接，其中，所述导热石墨部(203)用于对所述电流中断结构进行散热；

所述导热石墨部(203)靠近所述电流中断结构设置，和/或，所述导热石墨部(203)设置在所述电流中断结构上；

所述电流中断结构包括电连接在所述电极内端子(201)和所述电极外端子(202)之间的翻转件(204)，在所述气压作用下，所述翻转件(204)动作以断开所述电极内端子(201)和所述电极外端子(202)之间的电连接，所述翻转件(204)的外周缘密封安装到所述盖板(200)上；

所述翻转件(204)通过过渡环(205)与所述盖板(200)密封连接，所述翻转件(204)的外周缘封接在所述过渡环(205)的外端面上，所述导热石墨部(203)包括位于所述过渡环(205)上的第一导热石墨部(2031)；

所述过渡环(205)的外环面上形成有第一凹槽，所述第一导热石墨部(2031)容纳于所述第一凹槽中。

2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凹槽形成为与所述翻转件同轴设置的第一环形凹槽，所述第一导热石墨部(2031)容纳于所述第一环形凹槽中。

3.根据权利要求2所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一环形凹槽与所述过渡环(205)同轴设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一导热石墨部由导热石墨片和/或石墨烯片制成。

5.根据权利要求4所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一导热石墨部(203)为导热石墨片，该导热石墨片的平均片厚为1mm至2mm。

6.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述翻转件(204)上还覆盖有覆盖件(207)，所述覆盖件(207)与所述翻转件(204)电连接以形成所述电极外端子(202)。

7.根据权利要求6所述的电池盖板组件，其特征在于，所述过渡环(205)的外端面形成有L型止口(206)，所述翻转件(204)的外周缘嵌入支撑在所述L型止口(206)上，且所述覆盖件(207)密封连接到所述L型止口(206)上。

8.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述导热石墨部(203)包括位于所述电极内端子(201)上的第二导热石墨部(2032)。

9.根据权利要求8所述的电池盖板组件，其特征在于，所述电极内端子(201)的外端面上形成有第二凹槽，所述第二导热石墨部(2032)容纳于所述第二凹槽中。

10.根据权利要求9所述的电池盖板组件，其特征在于，所述电流中断结构还包括固定在所述电极内端子(201)的外端面上的导电件(208)，所述翻转件(204)电连接在所述导电件(208)上，所述导电件(208)上形成有能够在所述气体的气压作用下断开的刻痕(209)，该刻痕(209)围绕所述导电件(208)和所述翻转件(204)的连接点设置，所述第二导热石墨部(2032)与所述刻痕(209)接触换热。

11.根据权利要求10所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第二凹槽形成为与所述刻痕(209)同轴设置的第二环形凹槽。

12.根据权利要求10所述的电池盖板组件，其特征在于，所述导电件(208)的内端面封盖所述第二凹槽。

13.根据权利要求8所述的电池盖板组件，其特征在于，所述电极内端子(201)由沿内外方向延伸的极柱形成。

14.根据权利要求9至12中任一项所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第二导热石墨部(2032)为填充在所述第二凹槽中的石墨粉。

15.根据权利要求14所述的电池盖板组件，其特征在于，所述石墨粉的粒径为800至1000钼。

16.一种单体电池，其特征在于，该单体电池包括外壳、容纳于该外壳内的电芯，其特征在于，所述单体电池还包括根据权利要求1至15中任一项所述的电池盖板组件，所述电池盖板组件封装所述外壳。

17.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组内设置有根据权利要求16所述的单体电池。

18.一种动力电池包，包括包体和设置在该包体内的电池模组，其特征在于，所述电池模组为根据权利要求17所述的电池模组。

19.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车设置有根据权利要求18所述的动力电池包。

Images