CN111816801A - 一种电池盖帽及使用该盖帽的电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动力电池技术领域，特别为一种电池盖帽及使用该盖帽的电池。顶盖，设置于所述电池盖帽的外层，中部向上隆起，用作电池的电极；防爆膜片，设置于所述电池盖帽的内层，所述防爆膜片的中心部位向远离所述顶盖的一侧凹陷；以及连接层，设置于所述顶盖与所述防爆膜片之间，所述连接层为PTC材料制作，PTC材料上包覆一层钴粉，用于减小所述顶盖与所述防爆膜片连接处的电阻值；同时稳定性良好，保持低阻值；密封圈，用于所述电池盖帽与电池本体的密封连接，所述密封圈设置有环形槽，所述顶盖、防爆膜片与所述连接层的边缘均设置于所述环形槽内。本发明通过设置PTC材料的连接层，可以有效减小顶盖与防爆膜片连接处的电阻，且电流过大电池温度升高时，连接层可阻断电路保护电池，延长电池寿命。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种电池盖帽及使用该盖帽的电池。
背景技术
近年来，随着新能源技术的蓬勃发展，与新能源相关的产品也迎来了发展的一个高潮。其中，新能源汽车的发展最为引人注目，也是各类新能源中发展较为完善，技术较为成熟的一个产业。
此外，还有电动列车、电动自行车等也获得了较好的发展。这些产业的发展均离不开蓄电池技术的进步，其中应用最为广泛的蓄电池类型有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、磷酸铁锂蓄电池、镍氢蓄电池等。而在蓄电池中，电池盖帽的结构对于电池的安全可靠尤为关键。现有技术中的电池盖帽通常包括顶盖、防爆膜片以及密封圈等结构。
但是，现有电池盖帽顶盖与防爆膜片的连接均是靠封口时利用密封圈包边的压力实现接触连接，这样对电池本身有效利用体积有所浪费，同时也会因为顶盖与防爆膜片之间的接触不紧密造成电池内阻过大、电流不稳定、电池漏液等情况，可能会引起的一些安全问题。
发明内容
本发明提供一种电池盖帽，能够解决现有技术由于顶盖与防爆膜片之间的接触不紧密造成电池内阻过大、电流不稳定、电池漏液等情况，可能会带来安全隐患的问题。
本发明是这样实现的，一种电池盖帽，包括：
顶盖，设置于所述电池盖帽的外层，中部向上隆起，用作电池的电极；
防爆膜片，设置于所述电池盖帽的内层，所述防爆膜片的中心部位向远离所述顶盖的一侧凹陷；以及
连接层，设置于所述顶盖与所述防爆膜片之间，所述连接层为PTC材料制作，PTC材料上包覆一层钴粉，用于减小所述顶盖与所述防爆膜片连接处的电阻值；同时稳定性良好，保持低阻值。
密封圈，用于所述电池盖帽与电池本体的密封连接，所述密封圈设置有环形槽，所述顶盖、防爆膜片与所述连接层的边缘均设置于所述环形槽内。
本发明实施例还提供了一种电池，包括：
如以上所述的电池盖帽；以及
电池本体，与所述电池盖帽通过所述密封圈连接为一体。
本发明提供一种电池盖帽及使用该盖帽的电池。本发明通过在顶盖及防爆膜片之间设置PTC材料的连接层，PTC材料上包覆一层钴粉，可以有效减小顶盖与防爆膜片连接处的电阻，且电流过大电池温度升高时，利用PTC连接层本身的对温度的敏感特性，可以阻断电路保护电池，延长电池寿命，且温度下降后，短时间内可恢复使用，可靠性高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电池盖帽的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的一种电池盖帽的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的连接层一侧隆起的电池盖结构示意图；
图4为本发明实施例提供的具有挤压结构的电池盖结构示意图；
图5为本发明实施例提供的连接层的结构示意图；
图6为图5仰视图；
图7为本发明实施例提供的一种电池盖帽俯视图。
附图中：1、顶盖；2、防爆膜片；3、连接层；31、上连接层；32、下连接层；4、密封圈；5、排气孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种电池盖帽，能够解决现有技术由于顶盖与防爆膜片之间的接触不紧密造成电池内阻过大、电流不稳定、电池漏液等情况，可能会带来安全隐患的问题。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种电池盖帽的结构示意图，包括：
顶盖1，设置于所述电池盖帽的外层，中部向上隆起，用作电池的电极；
防爆膜片2，设置于所述电池盖帽的内层，所述防爆膜片2的中心部位向远离所述顶盖1的一侧凹陷；以及
连接层3，设置于所述顶盖1与所述防爆膜片2之间，所述连接层为PTC材料制作，PTC材料上包覆一层钴粉，用于减小所述顶盖1与所述防爆膜片2连接处的电阻值；同时稳定性良好，保持低阻值。
密封圈4，用于所述电池盖帽与电池本体的密封连接，所述密封圈设置有环形槽，所述顶盖1、防爆膜片2与所述连接层3的边缘均设置于所述环形槽内。
在本发明实施例中，所述顶盖1用作电池的电极，与外接电路相连，对于盖帽1作为电极的极性，本发明不作限制。
在本发明实施例中，所述防爆膜片2的作用在于，在电池放电，内部产生过多热量时，可以通过变形调节电池内部气压，防止电池爆裂。
在本发明实施例中，所述连接层3设置于所述顶盖1与所述防爆膜片2之间，作用在于减小因顶盖1与防爆膜片2连接不牢固额外产生的电阻，即减小电池的内阻；通常而言，电池顶盖1与防爆膜片2的最大边缘为圆形，因此，设置于顶盖1与防爆膜片2之间的连接层3的最大边缘也可以设置为圆形。
在本发明实施例中，所述连接层3为PCT材料制作。所述连接层3使用PTC(PositiveTemperature Coefficient，即正的温度系数，指具有正温度系数的半导体材料)材料制作，PTC材料具有典型的温度敏感性，当温度低于该材料的居里温度时，PTC材料具有小电阻特性，当温度达到该材料的居里温度时，其电阻发生阶跃性增大，可增大至原电阻的1000～百万倍，从而阻断电路，对电池进行保护，温度下降后，短时间内又可以恢复小电阻值。
在本发明实施例中，所述电池盖帽还包括密封圈4，用于所述电池盖帽与电池本体的密封连接；所述密封圈4设置有环形槽，所述顶盖1与所述防爆膜片2的边缘都设置于所述环形槽内。可以理解，由于连接层3是设置于顶盖1所防爆膜片2之间的，连接层3的边缘剖分也必定设置于所述环形槽内，环形槽的挤压有利于各层之间的紧密接触。而电池本体与本发明提供的电池盖之间是通过密封圈4相连接的，此剖分内容不是本发明的重点，可以参考现有技术实现。
在本发明实施例提供了一种电池盖帽，通过在顶盖1及防爆膜片2之间设置PTC材料的连接层3，可以有效减小顶盖1与防爆膜片2连接处的电阻，且电流过大电池温度升高时，利用PTC连接层本身的对温度的敏感特性，可以阻断电路保护电池，延长电池寿命，且温度下降后，短时间内可恢复使用，可靠性高。
在本发明一个实施例中，如图2所示，所述环形槽内，所述顶盖1、防爆膜片2与所述连接层3构成挤压结构，用于增大层与层之间的接触压力。
在本发明实施例中，所述挤压结构具体为：所述连接层3的与所述顶盖1、防爆膜片2接触的边缘，由所述连接层3的中心向外厚度逐渐减小，上下表面形成斜面，顶盖1、防爆膜片2与所述连接层3相接触的面形成相同的斜面，两两配合；进一步地，所述连接层3的环形端面与密封槽的环形槽不相接触，即预留了变形空间；顶盖1与防爆膜片2的环形端面均与密封圈环形凹槽的环形内表面压紧接触。
本发明实施例提供的一种电池盖帽，在所述环形槽内，所述顶盖1、防爆膜片2以及连接层3构成挤压结构，可以利用该挤压结构将层与层之间径向的推力转化为轴向的压力(注意，本发明描述的轴向、径向按如下方式确定：轴向是指所述电池盖对称中心线的方向，以所述电池盖各层俯视图为圆形为例；当各层俯视图非圆形时，轴向指图2所示各层几何中心线的方向；径向指与该轴向垂直的方向)，使各层更紧密地贴合，从而减小接触面上的电阻，减小电池发热，可以延长电池使用寿命。
作为上一实施例的一个优化方案，如图3所示，所述连接层3中部向所述顶盖1一侧隆起且与所述顶盖1接触，在所述顶盖1的作用下发生径向变形。
在本发明实施例中，所述连接层3中部向所述顶盖1一侧隆起且与所述顶盖1接触，在所述顶盖1的作用下发生径向变形。可以理解，本实施例描述的是组装完成后的情况，结合图3可以清楚地理解，在顶盖1的作用下，所述连接层3受到向下的压力，但是由于连接层3中部隆起是弧形结构，连接层受到来自顶盖1的压力，压力转化为径向分力，使连接层3发生径向变形，而径向变形作用于挤压结构，转化为层与层之间的轴向压力，使层与层之间更紧密地贴合，减小因接触面不牢固产生的电阻。
本发明实施例提供了一种电池盖，通过在连接层3中部设置与顶盖1接触的隆起结构，将顶盖1的压力转化为连接层3的径向变形，再通过挤压结构转化为层与层之间的压力，使各层之间更加紧密地贴合，从而减小接触面处的电阻，减小电池发热，提高电池使用的安全性。
作为上述实施例的另一个优化方案，如图4所示，所述连接层3为双层结构，所述双层结构的边缘设置有相互配合的缺口与凸缘。
在本发明实施例中，所述连接层设置为双层结构，结合图5-6可以看到，该双层结构具体为：上下层的基本形状为圆形薄片，在上下连接层的边缘剖分，上连接层31设置有扇形缺口，与上连接层31扇形缺对应的位置，下连接层32设置有扇形凸缘，所述缺口与所述凸缘相互嵌合。
本发明实施例提供了一种电池盖帽，通过将连接层3设置为相互嵌合的双层结构，使得连接层3的最大边缘线是非连续的，有利有增大连接层3的径向变形量，从而通过挤压结构增大层与层之间的压力，使贴合更为紧密；而设置为上下两层相互嵌合的结构，保证了顶盖1与防爆膜片2不会直接接触，保证了其阻断作用。
作为上述优化方案的进一步优化，所述双层结构与所述顶盖1接触的一层向所述顶盖1一侧隆起且与所述顶盖1接触，在所述顶盖1的作用下发生径向变形。
在本发明实施例中，所述双层结构与所述顶盖1接触的一层向所述顶盖1一侧隆起且与所述顶盖1接触，在所述顶盖的作用下发生径向变形。可以理解，本实施例描述的是组装完成后的情况，结合图4可以进一步理解，在顶盖1的作用下，上连接层31受到向下的压力，但是由于连接层3中部隆起是弧形结构，连接层3受到来自顶盖的压力，压力转化为径向分力，使连接层发生径向变形，而径向变形作用于挤压结构，转化为层与层之间的轴向压力，使层与层之间更紧密地贴合，减小因接触面不牢固产生的电阻。
本发明实施例提供了一种电池盖，通过在上连接层中部设置与顶盖接触的隆起结构，将顶盖的压力转化为连接层的径向变形，再通过挤压结构转化为层与层之间的压力，使各层之间更加紧密地贴合，从而减小接触面处的电阻，减小电池发热，提高电池使用的安全性；并且由于凸缘与缺口结构的存在，径向变形更容易发生，这种作用更明显。
作为上述优化方案的更进一步优化，如图4所示，所述双层结构与所述防爆膜片2接触的一层向所述防爆膜片2一侧隆起。
在本发明实施例中，所述双层结构与所述防爆膜片2接触的一层向所述防爆膜片2一侧隆起。在本发明中，防爆膜片2设置了向下隆起的结构，作用在于电池内部温度升高时，通过发生形变，保持电池内部压力在一个合适的范围，防止电池发生爆炸的危险。而与该结构相适应，在本实施例中，所述连接层3的下连接层32向防爆膜片2一侧隆起，当防爆膜片2发生变形时，若变形量足够大，将会挤压下连接层32，使之发生径向变形，最终转化为层与层间的压力，使层与层之间贴合更为紧密，能够有效地防止电池在内部温度较高时漏液的发生，使密封更为可靠。
在本发明一个实施例中，所述连接层为PPTC材料制作。
本实施例中，所述连接层3为PPTC(Polymeric Positive TemperatureCoefficient，即高分子聚合物正系数温度材料)材料制作。在低温时，PPTC材料内部聚合物结晶间的导电粒子构成导电网络，呈导通状态；当电流过大，致使温度升高时，PPTC材料体积膨胀，聚合物由结晶态转为非结晶态，使导电粒子的连系网络断裂，因而不导通或绝缘；当温度降低，且不再有大电流后，短时间内材料恢复结晶状态，又可重新导通。PPTC属于PTC材料的一种，其发生形变的性能更为优越。
本发明实施例提供的一种电池盖帽，顶盖1与防爆膜片2之间的设置有PPTC材料的连接层3，可以在电池电流大导致电池内部温度升高时，切断电池的供电，保证电池的安全，在电流恢复正常，电池内温度降低后，又可以短时间内恢复供电。
通过连接层3的设置，并未使得电池的内阻有显著的增大，且可以实现电池电路的自动通断，有效地保护电池的工作，安全可靠。
在本发明一个实施例中，如图7所示，所述顶盖1上开设有排气孔5。
在本发明实施例中，所述顶盖1上开设有排气孔5，用于电池内部温度升高，防爆膜片2发生变形时，实现防爆膜片2一侧与大气的沟通，减小防爆膜片2变形的阻力。所述排气孔5可以设置于所述顶盖1隆起的边缘，数量可以自行选定，如1～4个等，其数量、形状及具体位置并不会带来特殊的技术效果，属于本发明的保护范围；进一步地，为了保持防爆膜片与大气相通过，连接层3应开设有通气孔，例如在中部开设若干通孔，本发明其具体形式此不作限制。
本发明实施例提供的一种电池盖帽，所述顶盖1中部向远离防爆膜片2的一侧隆起，且顶盖1上开设有排气孔5，隆起部位利于与外接电路相连，而排气孔5的设置有利于防爆膜片2的变形，可以有效的保护电池。
本发明一个实施例还提供了一种电池，包括：
如以上任一个实施例所述的电池盖帽；以及
电池本体，与所述电池盖帽通过所述密封圈连接为一体。
在本发明实施例中，所述连接层3与顶盖1、防爆膜片2的连接面可以设置配合结构，用于增大接触面的面积。所述连接层3与顶盖1、防爆膜片2之间通过压合接触的，本发明通过挤压结构的设置，可以增大层与层之间的压力，使得接触更为紧密，减小电阻且有利于密封。
本发明实施例提供一种电池盖帽，通过在顶盖1与防爆膜片2之间设置连接层3，可以减小连接面的电阻，即减小电池的内阻，从而减小电池的发热，使电池工作更为可靠，有利于延长电池的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电池盖帽，其特征在于，所述电池盖帽包括：
顶盖，设置于所述电池盖帽的外层，中部向上隆起，用作电池的电极；
防爆膜片，设置于所述电池盖帽的内层，所述防爆膜片的中心部位向远离所述顶盖的一侧凹陷；以及
连接层，设置于所述顶盖与所述防爆膜片之间，所述连接层为PTC材料制作，PTC材料上包覆一层钴粉，用于减小所述顶盖与所述防爆膜片连接处的电阻值；同时稳定性良好，保持低阻值；
密封圈，用于所述电池盖帽与电池本体的密封连接，所述密封圈设置有环形槽，所述顶盖、防爆膜片与所述连接层的边缘均设置于所述环形槽内。
2.如权利要求1所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述环形槽内，所述顶盖、防爆膜片与所述连接层构成挤压结构，用于增大层与层之间的接触压力。
3.如权利要求2所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述连接层中部向所述顶盖一侧隆起且与所述顶盖接触，在所述顶盖有作用下发生径向变形。
4.如权利要求2所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述连接层为双层结构，所述双层结构的边缘设置有相互配合的缺口与凸缘。
5.如权利要求4所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述双层结构与所述顶盖接触的一层向所述顶盖一侧隆起且与所述顶盖接触，在所述顶盖的作用下发生径向变形。
6.如权利要求4所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述双层结构与所述防爆膜片接触的一层向所述防爆膜片一侧隆起。
7.如权利要求1所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述连接层为PPTC材料制作，PTC材料上包覆一层钴粉。
8.如权利要求1～7任一项所述的一种电池盖帽，其特征在于，所述顶盖上开设有排气孔。
9.一种电池，其特征在于，包括：
如权利要求1～8任一项所述的电池盖帽；以及
电池本体，与所述电池盖帽通过所述密封圈连接为一体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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