CN110492050B - 一种内置于锂电单体的可切断电流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内置于锂电单体的可切断电流装置，包括电池盖、应变片、非金属推杆、金属推杆、弹簧、调节件、正极柱、固定导电环、活动导电环、底部绝缘环、中部绝缘环、顶部绝缘环、镀镍螺母、螺母。本例结构的工作原理为：当电池内短路时，其产生的气体达到临界气压时会促使应变片动作，从而推动推杆和活动导电环运动，切断活动导电环与固定导电环的连接，进而中止正极与外部电路的电连接，最终达到切断单体电流的目的。本发明提供的结构方式原理清晰，所需要的零部件较少，零件加工简单；可消除由单体失效引起的安全隐患，此装置内置于锂离子蓄电池单体中，可应用于民用锂电行业，特别适用于对密闭要求比较高的宇航领域。

Description

一种内置于锂电单体的可切断电流装置
技术领域
本发明涉及电源领域，具体涉及一种内置于锂电单体的可切断电流装置。
背景技术
锂离子蓄电池是一种应用极为广泛的产品，典型的民用应用产品如手机、手电筒、蓝牙耳机、计算器；工业产品如储能电站、心脏起搏器、电动汽车、无人机；军用领域如卫星、火箭、飞机等，锂离子蓄电池作为储能设备，为各种产品的稳定使用发挥了不可替代的作用。
但锂离子蓄电池作为一种携带能量设备，其安全性一直是用户关注的焦点，而电池失效通常分外部开路、外部短路、内短路，外部开路通常可通过电压信号进行检测和干预，外部短路可通过电池组的多重冗余设计加以防范，但电池的内短路防控措施通常不能采用以上两种方式，其内短路产生的危害常常引起极大的灾难，因此锂离子蓄电池防内短路装置是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置于锂电单体的可切断电流装置，能够解决传统的锂离子蓄电池发生失控时不能自动切断电流的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种内置于锂电单体的可切断电流装置，包括：电池盖、应变片、非金属推杆、金属推杆、弹簧、调节件、正极柱、固定导电环、活动导电环、底部绝缘环、中部绝缘环、顶部绝缘环、镀镍螺母、螺母，其中，应变片四周焊接于电池盖之上，非金属推杆、活动导电环、金属推杆固定一起，并通过弹簧固定于应变片和调节件之间，固定导电环、底部绝缘环、中部绝缘环通过螺母固定于电池盖之内，正极柱和顶部绝缘环通过镀镍螺母紧固一起。
当电池内短路时，其产生的气体达到临界气压时会促使应变片动作，从而推动推杆和活动导电环运动，切断活动导电环与固定导电环的连接，进而中止正极与外部电路的电连接，最终达到切断单体电流的目的。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述电池盖的材料为铝合金。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述应变片的材料为铝合金。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述非金属推杆的材料为聚酰亚胺。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述金属推杆的材料为铝合金、不锈钢的一种。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述弹簧的材料为不锈钢。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述调节件的材料为铝合金。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述正极柱的材料为铝合金。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述镀镍螺母的材料为铜，表面镀镍处理。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述底部绝缘环、中部绝缘环、顶部绝缘环的材料为聚酰亚胺。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述螺母的材料为铜。
进一步的，在上述一种内置于锂电单体的可切断电流装置中，所述固定导电环、活动导电环的材料为铜，表面镀金处理。
此装置特别适用于航天用锂离子蓄电池，既能继承传统航天用锂离子蓄电池高密封的特性，又能实现现有锂离子蓄电池的防内短路功能。
附图说明
图1是本发明一实施例的所组装的一种内置于锂电单体的可切断电流装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种内置于锂电单体的可切断电流装置，包括：
电池盖13、应变片12、非金属推杆8、金属推杆7、弹簧2、调节件9、正极柱1、固定导电环6、活动导电环14、底部绝缘环11、中部绝缘环5、顶部绝缘环4、镀镍螺母3、螺母10，其中，所述应变片12四周焊接于所述电池盖13之上，所述非金属推杆8、所述活动导电环14、所述金属推杆7固定一起，并通过所述弹簧2固定于所述应变片12和所述调节件9之间，所述固定导电环6、所述底部绝缘环11、所述中部绝缘环5通过所述螺母10固定于所述电池盖13之内，所述正极柱1和所述顶部绝缘环4通过所述镀镍螺母3紧固一起。
其工作原理：当电池内短路时，其产生的气体达到临界气压时会促使所述应变片12动作，从而推动所述非金属推杆8、金属推杆7和所述活动导电环14运动，切断所述活动导电环14与所述固定导电环6的连接，进而中止正极与外部电路的电连接，最终达到切断单体电流的目的。
传统的航天用锂离子蓄电池并不具备自动切断电流的功能，为了应对电池内短路失效，通常在单体内部冗余设计，多种试验工况来提高电池的安全性，但这种设计思路并不能有效解除电池发生内短路后的隐患，本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置就是为了解决这一棘手的问题，兼顾外部真空的要求。
本发明公开了一种内置于锂电单体的可切断电流装置。当电池正常工况下，正极处电流通过正极片、固定导电环、活动导电环到正极柱，对外输出功率；当电池发生内短路时，内部气压推动应变片发生翻转，从而推动活动导电环与固定导电环分离，进而切断内部电路。本发明提供的结构方式原理非常清晰，布局简单，零部件较少，体积小，可同步拓展于带极柱式锂离子蓄电池单体中。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述电池盖13的材料为铝合金。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述应变片12的材料为铝合金。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述非金属推杆8的材料为聚酰亚胺。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述金属推杆7的材料为铝合金、不锈钢的一种。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述弹簧2的材料为不锈钢。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述调节件9的材料为铝合金。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述正极柱1的材料为铝合金。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述镀镍螺母3的材料为铜，表面镀镍处理。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述底部绝缘环11、中部绝缘环5、顶部绝缘环4的材料为聚酰亚胺。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述螺母10的材料为铜。
本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置一实施例中，所述固定导电环6、活动导电环14的材料为铜，表面镀金处理。
综上所述，本发明的一种内置于锂电单体的可切断电流装置具有以下特点：
1)原理清晰，结构明了，所需的零部件较少，维修方便；
2)兼顾密闭性要求，特别适合真空环境下的密闭性要求比较高的航天领域；
3)能有效减小电池内短路后引起的危害；
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，包括：电池盖、应变片、非金属推杆、金属推杆、弹簧、调节件、正极柱、固定导电环、活动导电环、底部绝缘环、中部绝缘环、顶部绝缘环、镀镍螺母、螺母，其中，应变片四周焊接于电池盖之上，非金属推杆、活动导电环、金属推杆固定一起，并通过弹簧固定于应变片和调节件之间，固定导电环、底部绝缘环、中部绝缘环通过螺母固定于电池盖之内，正极柱和顶部绝缘环通过镀镍螺母紧固一起。
2.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述电池盖的材料为铝合金。
3.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述应变片的材料为铝合金。
4.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述非金属推杆的材料为聚酰亚胺。
5.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述金属推杆的材料为铝合金、不锈钢的一种。
6.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述弹簧的材料为不锈钢。
7.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述调节件的材料为铝合金。
8.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述正极柱的材料为铝合金，所述螺母的材料为铜。
9.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述镀镍螺母的材料为铜，表面镀镍处理。
10.如权利要求1所述的一种内置于锂电单体的可切断电流装置，其特征在于，所述底部绝缘环、中部绝缘环、顶部绝缘环的材料为聚酰亚胺，所述固定导电环、活动导电环的材料为铜，表面镀金处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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