CN113054295B - 盖板组件、电池、电池模组、动力电池包和电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盖板组件、电池、电池模组、动力电池包和电动汽车，所述盖板组件包括：盖板本体、第一电极端子、第二电极端子和电阻涂层，所述第二电极端子与所述盖板本体之间绝缘连接，所述第一电极端子与所述盖板本体之间通过所述电阻涂层电连接，所述电阻涂层包括薄弱部，当流经所述电阻涂层的电流大于预定阈值时所述薄弱部熔断以将所述盖板本体和所述第一电极端子断开。根据本发明的盖板组件，当流经电阻涂层的电流大于预定阈值时，薄弱部可以通过自身产生的热量而熔断，从而可以切断短路回路，保证了电池模组的安全性。此外，电阻涂层可以减小整个盖板组件的占用空间，使盖板组件的结构更加紧凑，有利于增加电池模组的体积能量密度。

Description

盖板组件、电池、电池模组、动力电池包和电动汽车
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种盖板组件、电池、电池模组、动力电池包和电动汽车。
背景技术
相关技术中，电池正电极端子与盖板本体之间通过激光焊直接导通，电池壳体带正电，可以防止壳体低电压导致的壳体或防爆阀腐蚀，对于电极端子异端引出电芯，可以减少电池电压和温度采样线束数量，从而降低成本。然而，这种方式增加了电池漏电和短路的风险，短路易造成拉弧、起火甚至引起爆炸事故。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电池的盖板组件，所述电池的盖板组件可以在电池模组内部短路时切断短路回路，极大地提高了电池模组的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种具有上述盖板组件的电池。
本发明的第三个目的在于提出一种具有上述电池的电池模组。
本发明的第四个目的在于提出一种具有上述电池模组的动力电池包。
本发明的第五个目的在于提出一种具有上述动力电池包的电池汽车。
根据本发明第一方面实施例的电池，包括：盖板本体、第一电极端子、第二电极端子和电阻涂层，所述第二电极端子与所述盖板本体之间绝缘连接，所述第一电极端子与所述盖板本体之间通过所述电阻涂层电连接，所述电阻涂层包括薄弱部，当流经所述电阻涂层的电流大于预定阈值时所述薄弱部熔断以将所述盖板本体和所述第一电极端子断开。
根据本发明实施例的电池，通过使第一电极端子与盖板本体之间通过电阻涂层电连接，并使电阻涂层包括薄弱部且当流经电阻涂层的电流大于预定阈值时薄弱部熔断以将盖板本体和第一电极端子断开，电阻涂层可以导通第一电极端子与盖板本体，使盖板本体带电，从而可以防止盖板本体或防爆阀被腐蚀，且可以减少电池的电压及温度采样线束的数量，进而降低成本。而且，当电池模组内部短路时，电阻涂层可以极大地减小短路电流，从而可以防止拉弧、起火甚至爆炸事故的发生，提高了电池模组的安全性。另外，当流经电阻涂层的电流大于预定阈值时，薄弱部可以通过自身产生的热量而熔断，从而可以切断短路回路，进一步保证了电池模组的安全性。此外，电阻涂层可以减小整个盖板组件的占用空间，使盖板组件的结构更加紧凑，有利于增加电池模组的体积能量密度。
根据本发明的一些实施例，所述薄弱部的尺寸小于所述电阻涂层的其它部分的尺寸。
根据本发明的一些实施例，所述盖板本体上设有安装孔，所述第一电极端子穿过所述安装孔安装在所述盖板本体上，所述安装孔的孔壁和所述第一电极端子之间彼此间隔开，所述第一电极端子外端的周壁上套设有第一绝缘件，所述电阻涂层设在所述第一绝缘件上。
根据本发明的一些实施例，所述安装孔的孔壁和所述第一电极端子之间设有第二绝缘件。
根据本发明的一些实施例，所述第一电极端子包括极柱和从所述极柱沿所述极柱的径向向外延伸的极帽；所述电阻涂层包括第一段、第二段和第三段，所述第一段设在所述极帽和所述第一绝缘件之间，所述第二段设在所述第一绝缘件和所述盖板本体之间，所述第三段连接在所述第一段和所述第二段之间。
根据本发明的一些实施例，所述薄弱部设在所述第三段上，所述第三段包括：第一涂层部，所述第一涂层部设在所述第一绝缘件的外表面上，所述第一涂层部与所述第一段连接；第二涂层部，所述第二涂层部设在所述第一绝缘件的外表面上，所述第二涂层部与所述第二段连接，所述薄弱部连接在所述第一涂层部和所述第二涂层部之间。
根据本发明的一些实施例，所述盖板组件还包括：环形碟片，所述环形碟片配合设在所述安装孔中且与所述盖板本体电连接，所述第一绝缘件支撑在所述环形碟片上，所述极柱依次穿过所述第一绝缘件和所述环形碟片安装在所述盖板本体上，所述第一绝缘件设在所述环形碟片与所述极帽之间，且所述电阻涂层的所述第二段设在所述第一绝缘件和环形碟片之间。
根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘件为陶瓷环。
根据本发明的一些实施例，电阻涂层包括镀镍层。
根据本发明第二方面实施例的电池，包括根据本发明上述第一方面实施例的盖板组件。
根据本发明第三方面实施例的电池模组，包括根据本发明上述第二方面实施例的电池。
根据本发明第四方面实施例的动力电池包，包括根据本发明上述第三方面实施例的电池模组。
根据本发明第五方面实施例的电动汽车，包括根据本发明上述第四方面实施例的动力电池包。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电池的局部示意图；
图2是图1中所示的电池的剖面图；
图3是图2中圈示的A部的放大图。
附图标记：
100：盖板组件；
1：盖板本体；11：安装孔；111：环形碟片；
1111：顶部；1112：底部；1113：连接部；
2：第一电极端子；21：极柱；22：极帽；
3：电阻涂层；31：第一段；32：第二段；
33：第三段；331：薄弱部；4：第一绝缘件；
5：盖板绝缘件；6：内引出片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图3描述根据本发明第一方面实施例的电池(图未示出)的盖板组件100。盖板组件100可以应用于电池模组(图未示出)。在本申请下面的描述中，以盖板组件100应用于电池模组为例进行说明。
如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的电池的盖板组件100，包括：盖板本体1、第一电极端子2、第二电极端子(图未示出)和电阻涂层3，第二电极端子与盖板本体1之间绝缘连接，第一电极端子2与盖板本体1之间通过电阻涂层3电连接，电阻涂层3包括薄弱部331，当流经电阻涂层3的电流大于预定阈值时薄弱部331熔断以将盖板本体1和第一电极端子2断开。其中，“预定阈值”包括短路电流。
例如，在图1和图2的示例中，第一电极端子2和第二电极端子的极性可以相反，电阻涂层3电连接在第一电极端子2和盖板本体1之间。由此，通过设置电阻涂层3，电阻涂层3可以导通第一电极端子2与盖板本体1，使盖板本体1带电，从而可以防止盖板本体1或防爆阀被腐蚀，且可以减少电池的电压及温度采样线束的数量，进而降低成本。而且，当电池模组内部短路时，电阻涂层3可以极大地减小短路电流，从而可以防止拉弧、起火甚至爆炸事故的发生，提高了电池模组的安全性。另外，当流经电阻涂层3的电流大于预定阈值时，薄弱部331可以通过自身产生的热量而熔断，从而可以切断短路回路，进一步保证了电池模组的安全性。此外，电阻涂层3可以减小整个盖板组件100的占用空间，使盖板组件100的结构更加紧凑，有利于增加电池模组的体积能量密度。
第一电极端子2和第二电极端子电性相反，例如第一电极端子2为正电极端子，则第二电极端子为负电极端子，此时，盖板本体1带正电；第一电极端子为负电极端子，则第二电极端子为正电极端子，此时盖板本体1带负电。第一电极端子2和第二电极端子中的“第一、第二”仅用于区分电芯，不用于限定数量，例如，第一电极端子2和第二电极端子分别可以设置多个。
根据本发明实施例的电池的盖板组件100，通过使第一电极端子2与盖板本体1之间通过电阻涂层3电连接，并使电阻涂层3包括薄弱部331且当流经电阻涂层3的电流大于预定阈值时薄弱部331熔断以将盖板本体1和第一电极端子2断开，电阻涂层3可以导通第一电极端子2与盖板本体1，使盖板本体1带电，从而可以防止盖板本体1或防爆阀被腐蚀，且可以减少电池的电压及温度采样线束的数量，进而降低成本。而且，当电池模组内部短路时，电阻涂层3可以极大地减小短路电流，从而可以防止拉弧、起火甚至爆炸事故的发生，提高了电池模组的安全性。另外，当流经电阻涂层3的电流大于预定阈值时，薄弱部331可以通过自身产生的热量而熔断，从而可以切断短路回路，进一步保证了电池模组的安全性。此外，电阻涂层3可以减小整个盖板组件100的占用空间，使盖板组件100的结构更加紧凑，有利于增加电池模组的体积能量密度。
在本发明的一些实施例中，参照图1，薄弱部331的尺寸小于电阻涂层3的其它部分的尺寸。例如，从图1中可以明显看出，薄弱部331的宽度小于电阻涂层3的其它部分的宽度。由此，通过使薄弱部331的尺寸小于电阻涂层3的其它部分的尺寸，使薄弱部331的电阻值小于电阻涂层3的其它部分的电阻值，从而当电池模组内部发生短路时，薄弱部331可以通过自身产生的热量而熔断，从而可以切断短路回路，保证了电池模组的安全性。需要说明的是，“尺寸”可以指图1中的宽度，也可以指厚度、长度或直径等。可以理解的是，“尺寸”的含义可以根据电阻涂层3的形状具体定义，而不仅仅指代宽度。
在本发明的一些具体实施例中，结合图2和图3，盖板本体1上设有安装孔11，第一电极端子2穿过安装孔11安装在盖板本体1上，安装孔11的孔壁和第一电极端子2之间彼此间隔开，第一电极端子2外端的周壁上套设有第一绝缘件4，电阻涂层3设在第一绝缘件4上。其中，“第一电极端子2外端”是指第一电极端子2伸出盖板本体1外表面的部分，也就是第一电极端子2的除配合在安装孔11内以外的部分。由此，通过在第一电极端子2外端的周壁上套设有第一绝缘件4且使安装孔11的孔壁和第一电极端子2之间彼此间隔开，可以隔开第一电极端子2和盖板本体1，避免第一电极端子2和盖板本体1直接导通；通过将电阻涂层3设在第一绝缘件4上，电阻涂层3在实现第一电极端子2和盖板本体1的电连接的同时，可以减小占用空间，使电池模组的结构更加紧凑，有利于增加电池模组的体积能量密度。
可选地,安装孔11的孔壁和第一电极端子2之间可以设有第二绝缘件(图未示出)。如此设置，可以避免第一电极端子2与盖板本体1直接电连接。当然，本发明不限于此，安装孔11的孔壁和第一电极端子2之间也可以预定一定的间距，以防止第一电极端子2与盖板本体1直接导通。
在本发明的一些实施例中，参照图1并结合图2，第一电极端子2包括极柱21和从极柱21沿极柱21的径向向外延伸的极帽22。电阻涂层3包括第一段31、第二段32和第三段33，第一段31设在极帽22和第一绝缘件4之间，第二段32设在第一绝缘件4和盖板本体1之间，第三段33连接在第一段31和第二段32之间。例如，在图1的示例中，第一绝缘件4套设在极柱21外，电阻涂层3大致呈“工”字型，第一段31和第二段32均沿第一绝缘件4的周向延伸，且第一段31和第二段32分别与第一电极端子2和盖板本体1电连接，第一段31和第二段32之间连接有第三段33。加工时，可以先将第一段31加工在第一绝缘件4的外周面及顶面，并将第二段32加工在第一绝缘件4的外周面以及底面，安装时，使极帽22支撑在第一绝缘件4上且与第一段31接触，使第一绝缘件4支撑在盖板本体1上且使第二段32与盖板本体1接触，从而实现第一电极端子2与盖板本体1的电连接。当然，也可以在第一电极端子2、第一绝缘件4以及盖板本体1安装完成后加工电阻涂层3，使第一段31覆盖第一绝缘件4和极帽22的外表面，且第二段32覆盖第一绝缘件4和盖板本体1的外表面，同样可以实现第一电极端子2与盖板本体1的电连接。由此，通过上述设置，结构简单，操作方便，且可以很好地实现第一电极端子2与盖板本体1的电连接。
进一步地，结合图1，薄弱部331设在第三段33上，第三段33包括第一涂层部和第二涂层部。具体地，第一涂层部设在第一绝缘件4的外表面上，第一涂层部与第一段31连接。第二涂层部设在第一绝缘件4的外表面上，第二涂层部与第二段32连接，薄弱部331连接在第一涂层部和第二涂层部之间。由此，通过设置上述的第三段33，使第三段33与第一段31、第二段32实现了可靠连接，从而实现第一电极端子2与盖板本体1的电连接。而且，当电池模组内部短路时，第三段33上的薄弱部331可以切断短路回路，防止产生热失控。
在本发明的进一步实施例中，如图1-图3所示，盖板组件100还包括环形碟片111，环形碟片111配合设在安装孔11中且与盖板本体1电连接，第一绝缘件4支撑在环形碟片111上，极柱21依次穿过第一绝缘件4和环形碟片111安装在盖板本体1上，第一绝缘件4设在环形碟片111与极帽22之间，且电阻涂层3的第二段32设在第一绝缘件4和环形碟片111之间。例如，在图2的示例中，环形碟片111安装在盖板本体1上的安装孔11内。第一绝缘件4支撑在极帽22与环形碟片111之间。由此，通过设置上述的环形碟片111，环形碟片111更好地实现了第一电极端子2与盖板本体1的电连接，且方便整个盖板组件100的安装。
可选地，参照图3，环形碟片111可以包括顶部1111、底部1112和连接部1113，连接部1113倾斜地连接在顶部1111和底部1112之间，也就是说，连接部1113和顶部1111的夹角以及连接部1113与底部1112的夹角不为90°。具体地，顶部1111与底部1112相互平行，顶部1111的一端与连接部1113的一端相连，顶部1111的另一端沿远离极柱21的方向延伸，底部1112的一端与连接部1113的另一端相连，底部1112的另一端沿朝向极柱21的方向延伸。其中，环形碟片111的顶部1111、底部1112和连接部1113均设在极柱21与盖板本体1之间，环形碟片111的底部1112与盖板本体1接触以实现环形碟片111与盖板本体1的电连接，顶部1111的上表面支撑有第一绝缘件4，第一绝缘件4的上表面与极帽22连接。当然，环形碟片111的结构不限于此。可以理解的是，环形碟片111的具体结构可以根据实际需求具体布置，以更好地满足实际应用。
可选地，参照图1和图2，第一绝缘件4为陶瓷环。例如，在图1和图2的示例中，第一绝缘件4为环状结构，第一绝缘件4环绕在极柱21的外周，以隔开极柱21与盖板本体1。由此，由于陶瓷环的成本较低，通过使第一绝缘件4为陶瓷环，在保证第一绝缘件4可以隔开极柱21与盖板本体1的同时，降低了整个盖板组件100的成本。
可选地，电阻涂层3包括镀镍层。由此，由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀，使镀镍层在空气中的稳定性很高，且具有较好的导电性能。
可选地，第一绝缘件4与极柱21之间、第一绝缘件4与环形碟片111之间均通过钎焊连接。如此设置，可以实现第一绝缘件4与极柱21、第一绝缘件4与环形碟片111的牢靠连接，从而可以增加整个盖板组件100的结构稳定性，延长电池的使用寿命。
可选地，如图1和图2所示，盖板组件100还包括盖板绝缘件5和内引出片6。
根据本发明第二方面实施例的电池，包括根据本发明上述第一方面实施例的盖板组件100。
根据本发明实施例的电池，通过采用上述的盖板组件100，可以防止盖板或防爆阀被腐蚀，且可以减少电池的电压采样线束及温度采样线束的数量，进而降低成本。另外，可以提高电池的安全性。
根据本发明第三方面实施例的电池模组，包括根据本发明上述第二方面实施例的电池。
根据本发明实施例的电池模组，通过采用上述电池，电阻涂层3可以在电池模组内部短路时减小短路电流，从而可以防止拉弧、起火甚至爆炸事故的发生，极大地提高了电池模组的安全性。
根据本发明第四方面实施例的动力电池包(图未示出)，包括根据本发明上述第三方面实施例的电池模组。
根据本发明实施例的动力电池包，通过采用上述电池模组，电池模组的安全性较高，可以防止热失控的产生，从而提高了整个动力电池包的安全性。
根据本发明第五方面实施例的电动汽车(图未示出)，包括根据本发明上述第四方面实施例的动力电池包。
根据本发明实施例的电动汽车，通过采用上述动力电池包，提高了电动汽车的整体性能，可以防止拉弧、起火甚至爆炸事故的发生，充分保证了车内乘客的安全。
根据本发明实施例的电动汽车的其他构成例如车身等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种电池的盖板组件，其特征在于，包括：盖板本体、第一电极端子、第二电极端子和电阻涂层，所述第二电极端子与所述盖板本体之间绝缘连接，所述第一电极端子与所述盖板本体之间通过所述电阻涂层电连接，所述电阻涂层包括薄弱部，所述薄弱部的尺寸小于所述电阻涂层的其它部分的尺寸，当流经所述电阻涂层的电流大于预定阈值时所述薄弱部熔断以将所述盖板本体和所述第一电极端子断开。
2.根据权利要求1所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述盖板本体上设有安装孔，所述第一电极端子穿过所述安装孔安装在所述盖板本体上，所述安装孔的孔壁和所述第一电极端子之间彼此间隔开，
所述第一电极端子外端的周壁上套设有第一绝缘件，所述电阻涂层设在所述第一绝缘件上。
3.根据权利要求2所述的电池的盖板组件，所述安装孔的孔壁和所述第一电极端子之间设有第二绝缘件。
4.根据权利要求2所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述第一电极端子包括极柱和从所述极柱沿所述极柱的径向向外延伸的极帽；
所述电阻涂层包括第一段、第二段和第三段，所述第一段设在所述极帽和所述第一绝缘件之间，所述第二段设在所述第一绝缘件和所述盖板本体之间，所述第三段连接在所述第一段和所述第二段之间。
5.根据权利要求4所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述薄弱部设在所述第三段上，所述第三段包括：
第一涂层部，所述第一涂层部设在所述第一绝缘件的外表面上，所述第一涂层部与所述第一段连接；
第二涂层部，所述第二涂层部设在所述第一绝缘件的外表面上，所述第二涂层部与所述第二段连接，所述薄弱部连接在所述第一涂层部和所述第二涂层部之间。
6.根据权利要求4所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述盖板组件还包括：
环形碟片，所述环形碟片配合设在所述安装孔中且与所述盖板本体电连接，所述第一绝缘件支撑在所述环形碟片上，所述极柱依次穿过所述第一绝缘件和所述环形碟片安装在所述盖板本体上，所述第一绝缘件设在所述环形碟片与所述极帽之间，且所述电阻涂层的所述第二段设在所述第一绝缘件和环形碟片之间。
7.根据权利要求2所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述第一绝缘件为陶瓷环。
8.根据权利要求1所述的电池的盖板组件，其特征在于，所述电阻涂层包括镀镍层。
9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-8中任一项所述的盖板组件。
10.一种电池模组，包括根据权利要求9所述的电池。
11.一种动力电池包，包括根据权利要求10所述的电池模组或权利要求9所述的电池。
12.一种电动汽车，包括根据权利要求11所述的动力电池包。
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