CN115084797A - 电池热保护装置及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池热保护装置及其制作工艺，利用外壳侧部设置开口，将动作弹片与热反应弹片结合固定且从外壳的侧部插入，进而再利用储热元件进行封堵开口，在保障各个元件接触的前提下，尽量减少了层叠结构中各个元件之间可能存在缝隙，避免了由于这些缝隙渗入杂质到导致的接触不良和阻抗变动，同时，本申请中放弃现有技术采用PTC元件回路的方案，采用相变材料来作为储热材料，避免了有PTC回路的时候,以后会有一定电流流过回路而造成的安全隐患，提高了安全性。

Description

电池热保护装置及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种热保护装置，具体而言是涉及一种电池热保护装置及其制作工艺。

背景技术

电池热保护装置是电池在充放电的过程中，由于温度过度上升为了保护电池而截断电流的装置，对于现今社会而言，对搭载于移动电话、笔记本电脑等便携电子设备的电池中使用的热保护装置的需求不断增加。尤其在近年的电子设备中，由于先进的信号处理和图像处理等高级功能，使用电子设备时所需的电流量趋于增加，因此需要使用高容量电池,其电流也相应增大,因此急需一款小尺寸大电流之热温度保护器。

现有技术中公开号CN103999180A的中国发明专利公开了一种断路器，具有固定触点的固定片、具有在前端部的可动触点的可动片、随着温度变化而变形的热应变元件、PTC热敏电阻、以及树脂壳体层层依次堆叠等构成。

在现有技术中存在如下缺陷：1.现有技术这种结构采用的是PTC热敏电阻，但在有PTC回路的时候,造成开关关断时无法完全切断两端点物理接触,以后会有一定电流流过回路，这样使这个热保护装置在断路情况依然带电，存在安全隐患；2.现有技术内部器件采用叠放方式进行组装后再封盖，但这样叠放结构让整个热保护装置各个零件之间会留有空隙，这些空隙中会容易进入湿气或者灰尘，造成内部各个元件的腐蚀以及触点接触不良，而且由于存在空隙，也会导致造成元件位置(尤其是热应元件)容易挪动，而导致接触阻抗变动，进而造成产品的失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池热保护装置及其制作工艺，提供一种更加安全且组装起来性能更加稳定的电池热保护装置。

为了实现上述的目的提供一种电池热保护装置，包括：一体成型的外壳，所述外壳的侧部设有开口，及其：固定弹片，所述固定弹片上具有固定触点；动作弹片，所述动作弹片与固定弹片相对设置，所述动作弹片具有弹性部和设置在弹性部前端的动作触点，所述动作弹片通过弹性部将动作触点与固定触点相互接触；热反应弹片，所述热反应弹片设置有固定弹片与动作弹片之间，所述热反应弹片的一端收拢固定在动作弹片上形成固定部，所述热反应弹片的另一端紧贴动作弹片，所述热反应弹片通过温度的变化而变形使其动作触点与固定触点脱离接触；储热元件，所述储热元件包裹在固定部四周，且封堵住所述外壳的开口。

进一步而言，所述储热元件由固固相变材料构成，在所述储热元件的外侧设有树脂密封盖。

进一步而言，所述动作弹片上设有固定扣环，所述固定扣环从两侧夹持住热反应弹片的固定部。

进一步而言，所述动作弹片上设有突出部，所述突出部与所述热反应弹片轻微接触。

进一步而言，所述动作弹片的弹性部背离热反应弹片的一面上设有向上凸起的应力加强筋。

进一步而言，所述外壳内远离开口的一端设有定位滑坡。

进一步而言，所述外壳外表面还设置有温度传导片，所述温度传导片的两端伸入外壳内分别与储热元件和固定弹片接触。

此外，本申请还提供一种生产上述电池热保护装置的制作工艺，包括一下步骤：

步骤一，将固定弹片铺设在外壳的底部，使其固定触点面向外壳内部；

步骤二，将热反应弹片的固定部插入动作弹片的固定扣环内，使热反应弹片和动作弹片紧密接触；

步骤三，在固定部外部四周套上储热元件，从外壳侧面的开口处伸入内部的适当位置，使其动作触点与固定触点相接触，储热元件与温度传导片接触，然后在储热元件外部盖上树脂密封盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本申请取消了PTC元件，并且修改了储热元件设置的位置，在保障了安全的情况前提下，可以通过储热元件来保持温度能在热反应弹片上维持一段时间用以确保切断的电流不要太早恢复接通，然后等待环境温度或电池温度降到所设定的回复温度(具体数值特性可依据调整储热元件的相变材料配方来进行控制)时才会再次接通。

2.本申请改进了整个结构，从而改变现有技术各个元件叠放结构和安装方式，避免了整个热保护装置各个零件之间的出现空隙，从而减少了各个元件之间由于接触不良而导致的阻抗变动。

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

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的电池热保护装置的整体结构示意图；

图2为本申请的电池热保护装置的整体结构分解图；

图3为本申请的电池热保护装置的动作弹片和热反应弹片的结构分解图；

图4为本申请的电池热保护装置的动作弹片的仰视图；

图5为本申请的电池热保护装置的整体结构剖视图；

图6为本申请的电池热保护装置的另一种整体结构示意图；

图7为本申请的电池热保护装置的第三种整体结构示意图；

图中的附图标记及名称如下：

外壳100、开口110、固定弹片200、固定触点210、动作弹片300、弹性部310、动作触点320、热反应弹片400、固定部410、储热元件500、树脂密封盖510、固定扣环330、突出部340、应力加强筋350、温度传导片130、定位滑坡120。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照附图1-4对申请的电池热保护装置进行说明，如图1和2所示，一种电池热保护装置，包括一在侧部设置有开口110的外壳100，所述外壳100为聚苯硫醚材料经过一体成型而成，所述外壳100内具有固定弹片200，所述固定弹片200为一体冲压而成，所述固定弹片200的材质为导电性良好的铜合金，优选的情况下，以重量百分比而言，所述固定弹片200的铜合金中锡含量为6％-7％、磷含量为0.1％-0.25％、锌含量为0.1％，其余含量为铜，所述固定弹片200从远离外壳100的开口110一侧部分的插入外壳100内部，所述固定弹片200在外壳100外部的一端用于连接电路中的负载，所述固定弹片200插入外壳100内部的一端面向外壳100内部设有固定触点210，所述固定触点210的材质为银镍合金，优选的情况下，以重量百分比而言，所述固定触点210的银镍合金中银含量为90％-85％，镍含量为10％-15％，纯银具有很高的导电性和导热性，较低而稳定的接触电阻，加工性能良好，而且加入了少量镍，可以大大细化了材料组织晶粒，在接触电阻几乎相同的条件下，其机械强度与耐温性能均高于纯银，因此采用银镍合金的抗熔焊性和耐电弧烧损能力更好，所述固定触点210与固定弹片200之间采用热压工艺结合，此工艺让固定弹片200中的铜与固定触点210中银能够很好的结合在一起,不易脱离不会破坏各自材料的金属属性，方便安装作业，避免现有用焊接(不牢靠,易脱落,难焊接,难生产,接触阻抗高)及铆接(难作业,接触不良,接触阻抗高)等所产生的生产及影响性能等问题。

所述外壳100内还设有动作弹片300，所述动作弹片300从外壳100的开口110伸入部分的伸入外壳100内，且与固定弹片200相对设置，所述动作弹片300在外壳100外部的一端用于连接电路中的电池电芯，所述动作弹片300在外壳100的内部一端具有弹性部310和设置在弹性部310前端的动作触点320，所述动作弹片300通过弹性部310将动作触点320与固定触点210相互接触。优选的情况下，以重量百分比而言，所述动作弹片300的铜合金中锡含量为6％-7％、磷含量为0.1％-0.25％、锌含量为0.1％，其余含量为铜，所述固定触点210的材质为银镍合金，以重量百分比而言，所述固定触点210的银镍合金中银含量为90％-85％，镍含量为10％-15％，所述动作触点320与动作弹片300之间采用热压工艺结合。

所述外壳100内部还具有热反应弹片400，所述热反应弹片400呈弯曲状的设置在固定弹片200与动作弹片300之间，在优选的情况，所述热反应弹片400由双金属片构成，所述双金属片由高膨胀率的钼镍铜合金和低膨胀率的镍铁金属压合而成，所述热反应弹片400的一端收拢固定在动作弹片300上形成固定部410，优选的，所述动作弹片300上设有固定扣环330，所述固定扣环330从两侧夹持住热反应弹片400的固定部410从而将其固定，所述热反应弹片400的另一端紧贴动作弹片300，所述热反应弹片400在过热而达到动作温度时，所述热反应弹片400的弯曲形状随着快速运动而逆弯曲，导致动作弹片300的弹性部310发生弯曲，从而使其动作触点320与固定触点210脱离接触，如果温度通过冷却而低于复原温度时，所述热反应弹片400的则会快速恢复初始弯曲状。

所述外壳100内部还具有储热元件500，所述储热元件500包裹在固定部410四周，在热保护装置由于过热而通过热反应弹片400使动作弹片300和固定弹片200脱离接触的时候，所述储热元件500通过蓄热-放热以保持温度能在热反应弹片400维持一段时间逆弯曲用以确保切断的电流不要太早恢复接通。所述储热元件500的材质优选的由固固相变材料构成，其形状与其外壳100的开口110相匹配，当所述动作弹片300从外壳100的开口110伸入部分的伸入外壳100内的时候，所述储热元件500可以用于封堵住所述外壳100的开口110。

如图5所示，在正常情况下，所述动作触点320与固定触点210相互接触，所述动作弹片300在外壳100以外的一端用于接受电池电芯流过的电流，同时也将电池内部所产生的温度带出，然后通过动作触点320与固定触点210再经过固定弹片200传输到负载上，当由电芯内部或产品外界温度过高(超过产品额定温度)或因流过触点电流过大(造成固定触点210和动作触点320温度过高)时,热量通过固定部410传导到热反应弹片400上，所述热反应弹片400在过热而达到动作温度时，所述热反应弹片400的弯曲形状随着快速运动而逆弯曲，导致动作弹片300的弹性部310发生弯曲，从而顶开动作触点320使其与固定触点210脱离接触，此时从电芯传向负载的电流将会被强行断开,以起到安全保护作用，此时储热元件500可以保持温度能在热反应弹片400维持一段时间逆弯曲用以确保切断的电流不要太早(约1-2分钟)恢复接通，当电芯或外界温度下降到设计时的恢复温度时(通常是在50度以下)，所述热反应弹片400由于低于复原温度则会快速恢复初始弯曲状，此时电路将恢复成导通状态，从上述实施例可以看到，本申请与现有技术中采用层叠的结构不同，利用外壳100侧部设置开口110，将动作弹片300与热反应弹片400结合固定且从外壳100的侧部插入，进而再利用储热元件500进行封堵开口110，在保障各个元件接触的前提下，尽量减少了层叠结构中各个元件之间可能存在缝隙，避免了由于这些缝隙渗入杂质到导致的接触不良和阻抗变动，同时，本申请中放弃现有技术采用PTC元件回路的方案，采用相变材料来作为储热材料，避免了有PTC回路的时候,以后会有一定电流流过回路而造成的安全隐患，提高了安全性。

在上述实施例中进一步而言，如图4所示，所述动作弹片300上设有突出部340，所述突出部340与所述热反应弹片400紧密接触，所述突出部340可以进一步增强所述热反应弹片400的弯曲程度，让所述热反应弹片400在过热进行逆弯曲的时候，可以更好驱动动作弹片300的弹性不发生弯曲，此外，在所述动作弹片300的弹性部310设有向上凸起的应力加强筋350，具体而言，所述应力加强筋350设置背离热反应弹片400的一面上，所述应力加强筋350可以对弹性不施加一个面向固定弹片200的应力，使其动作弹片300可以具有一个初始的相面固定弹片200的弯曲，这样可以让所述固定触点210和动作弹片300之间的接触更加紧密。

在上述实施例中进一步而言，如图5所示，所述外壳100内远离开口110的一端设有定位滑坡120，所述定位滑坡120的尽头为固定弹片200上的固定触点210，这样在动作弹片300在从侧面安装的时候，可以顺着定位滑坡120伸入外壳100内部，让动作触点320与固定触点210接触，此外，所述外壳100外表面还设置有温度传导片130，所述温度传导片130的两端伸入外壳100内分别与储热元件500和固定弹片200接触。在电池热保护装置安装的时候，可以让外壳100其具有温度传导片130的一面贴紧电池，这样电池本身温度还可以通过温度传导片130传导至储热元年和固定弹片200上，进一步增强热保护装置对电池温度的感知，由于本申请电池热保护装置的体积过于微小，安装的时候几乎无法进行视觉上确认，所以所述温度传导片130在外壳100的内部可以起到限位的作用，让温度传导片130的长度与动作弹片300在外壳100内部的部分长度相同，这样当这样在动作弹片300在从侧面安装的时候，所述储热元件500抵触到温度传导片130一端的时候，保证动作触点320正好与固定触点210接触，从而保证安装到位，解决了从侧面安装时候，不容易进行视觉确认的问题。

在上述实施例中进一步而言，如图6-7所示，所述固定弹片200和动作弹片300还可以设置成L型，这样使其不需要进行二次加工从而可以固定弹片200和动作弹片300直接和外接负载(通常是电池)相连接。

申请还提供了一种生产上述电池热保护装置的制作工艺，包括一下步骤：

步骤一，将固定弹片200铺设在外壳100的底部，使其固定触点210面向外壳100内部；

步骤二，将热反应弹片400的固定部410插入动作弹片300的固定扣环330内，使热反应弹片400和动作弹片300紧密接触；

步骤三，在固定部410外部四周套上储热元件500，从外壳100侧面的开口110处伸入内部的适当位置，使其动作触点320与固定触点210相接触，储热元件500与温度传导片130接触，然后在储热元件500外部盖上树脂密封盖510。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.电池热保护装置，其特征在于，包括，一体成型的外壳(100)，所述外壳(100)的侧部设有开口(110)，及其：

固定弹片(200)，所述固定弹片(200)上具有固定触点(210)；

动作弹片(300)，所述动作弹片(300)与固定弹片(200)相对设置，所述动作弹片(300)具有弹性部(310)和设置在弹性部(310)前端的动作触点(320)，所述动作弹片(300)通过弹性部(310)将动作触点(320)与固定触点(210)相互接触；

热反应弹片(400)，所述热反应弹片(400)设置有固定弹片(200)与动作弹片(300)之间，所述热反应弹片(400)的一端收拢固定在动作弹片(300)上形成固定部(410)，所述热反应弹片(400)的另一端紧贴动作弹片(300)，所述热反应弹片(400)通过温度的变化而变形使其动作触点(320)与固定触点(210)脱离接触；

储热元件(500)，所述储热元件(500)包裹在固定部(410)四周，且封堵住所述外壳(100)的开口(110)。

2.根据权利要求1所述的电池热保护装置，其特征在于，所述储热元件(500)由固固相变材料构成，在所述储热元件(500)的外侧设有树脂密封盖(510)。

3.根据权利要求2所述的电池热保护装置，其特征在于，所述动作弹片(300)上设有固定扣环(330)，所述固定扣环(330)从两侧夹持住热反应弹片(400)的固定部(410)。

4.根据权利要求3所述的电池热保护装置，其特征在于，所述动作弹片(300)上设有突出部(340)，所述突出部(340)与所述热反应弹片(400)轻微接触。

5.根据权利要求4所述的电池热保护装置，其特征在于，所述动作弹片(300)的弹性部(310)背离热反应弹片(400)的一面上设有向上凸起的应力加强筋(350)。

6.根据权利要求5所述的电池热保护装置，其特征在于，所述外壳(100)内远离开口(110)的一端设有定位滑坡(120)。

7.根据权利要求6所述的电池热保护装置，其特征在于，所述外壳(100)外表面还设置有温度传导片(130)，所述温度传导片(130)的两端伸入外壳(100)内分别与储热元件(500)和固定弹片(200)接触。

8.一种用于生产所述权利要求7所述的电池热保护装置的制作工艺，其特征在于，包括一下步骤：

步骤一，将固定弹片(200)铺设在外壳(100)的底部，使其固定触点(210)面向外壳(100)内部；

步骤二，将热反应弹片(400)的固定部(410)插入动作弹片(300)的固定扣环(330)内，使热反应弹片(400)和动作弹片(300)紧密接触；

步骤三，在固定部(410)外部四周套上储热元件(500)，从外壳(100)侧面的开口(110)处伸入内部的适当位置，使其动作触点(320)与固定触点(210)相接触，储热元件(500)与温度传导片(130)接触，然后在储热元件(500)外部盖上树脂密封盖(510)。

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