CN117878536B - 连接片及电池结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池连接片技术领域，公开了连接片及电池结构，包括：极耳连接部；极柱连接部，与所述极耳连接部间隔设置；过渡连接部，连接于所述极耳连接部与所述极柱连接部之间，所述过渡连接部形成有开槽区，以在所述过渡连接部的剩余部分形成熔断结构；所述熔断结构的截面积为x，所述过渡连接部的总截面积为y，电池结构的容量为C，电池结构的充放电倍率为N，M=x/y，满足C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%。本发明通过在过渡连接部进行开槽，从而在过渡连接部形成开槽区和熔断结构，使得电池短路时连接片能够在熔断结构处及时熔断；并且，保证连接片的结构强度，提升连接片的可靠性。

Description

连接片及电池结构

技术领域

本发明涉及电池连接片技术领域，具体涉及连接片及电池结构。

背景技术

在电池结构中，通常需要使用连接片将极芯的极耳与极柱进行连接，实现电连接，以使电池结构的供电回路连通。连接片作为连接极柱和极耳的关键元器件，起着非常重要的桥梁作用。在电池短路时，连接片及时断开可以提高电池的安全性能。现有技术中，通过减小连接片局部横截面积，以实现在电池短路时及时熔断。但是在减小连接片局部横截面积时，会导致连接片的强度不足，连接片的可靠性低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种连接片及电池结构，以解决现有技术中的连接片无法兼顾安全性和可靠性的问题。

第一方面，本发明提供了一种连接片，应用于电池结构，包括：极耳连接部；极柱连接部，与所述极耳连接部间隔设置；过渡连接部，连接于所述极耳连接部与所述极柱连接部之间，所述过渡连接部形成有开槽区，以在所述过渡连接部的剩余部分形成熔断结构；沿垂直于所述极耳连接部、所述过渡连接部和所述极柱连接部的连接方向的方向上，所述熔断结构的截面积为x，所述过渡连接部的总截面积为y，所述电池结构的容量为C，所述电池结构的充放电倍率为N，M=x/y，满足C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%。

有益效果：通过在过渡连接部进行开槽，从而在过渡连接部形成开槽区和熔断结构，使得电池短路时连接片能够在熔断结构处及时熔断；并且，通过使C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%，保证连接片的结构强度，提升连接片的可靠性。

在一种可选的实施方式中，所述熔断结构的截面积x的取值范围为3mm²≤x＜y。

有益效果：在保证连接片的安全性的同时，保证连接片的可靠性。

在一种可选的实施方式中，所述熔断结构的截面积x为0.5mm²的整数倍。

有益效果：增大具有不同截面积的熔断结构的熔断时间差异，便于电池结构的设计选取。

在一种可选的实施方式中，所述熔断结构设置有一个或者至少设置有两个。

在一种可选的实施方式中，相邻所述熔断结构之间形成第一开槽区，所述熔断结构至所述过渡连接部的边沿形成第二开槽区。

在一种可选的实施方式中，沿垂直于所述极耳连接部、所述过渡连接部和所述极柱连接部的连接方向的方向上，所述第二开槽区的开槽长度l≥2mm。

在一种可选的实施方式中，所述开槽区的槽壁具有圆角结构，所述圆角结构的半径r≥0.5mm。

在一种可选的实施方式中，所述连接片还包括包胶结构，所述包胶结构对应所述过渡连接部设置，并包覆所述熔断结构和所述开槽区。

有益效果：通过设置包胶结构，防止熔断结构处金属掉落至电池结构内部损伤极组，从而避免造成极组短路，保证电池结构安全运行。

在一种可选的实施方式中，所述包胶结构的包胶厚度e≥0.5mm。

有益效果：满足包胶结构的工艺要求，保证包胶结构对熔断结构处的防护效果。

第二方面，本发明还提供了一种电池结构，包括上述的连接片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的第一种连接片的整体结构示意图；

图2为图1所示的连接片的俯视图（包胶结构处透视）；

图3为图1所示的连接片去除包胶结构后的结构示意图；

图4为本发明实施例的第二种连接片的整体结构示意图；

图5为本发明实施例的第三种连接片的整体结构示意图；

图6为本发明实施例的第四种连接片的整体结构示意图；

图7为本发明实施例的第五种连接片的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、极耳连接部；2、极柱连接部；3、过渡连接部；31、开槽区；311、第一开槽区；312、第二开槽区；32、熔断结构；4、包胶结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。

下面结合图1至图7，描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种连接片，包括：极耳连接部1、极柱连接部2和过渡连接部3。极柱连接部2与极耳连接部1间隔设置，过渡连接部3连接于极耳连接部1与极柱连接部2之间。过渡连接部3形成有开槽区31，以在过渡连接部3的剩余部分形成熔断结构32。沿垂直于极耳连接部1、过渡连接部3和极柱连接部2的连接方向的方向上，熔断结构32的截面积为x，过渡连接部3的总截面积为y，电池结构的容量为C，电池结构的充放电倍率为N，M=x/y，满足C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%。

通过在过渡连接部3进行开槽，从而在过渡连接部3形成开槽区31和熔断结构32，使得电池短路时连接片能够在熔断结构32处及时熔断；并且，通过使C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%，保证连接片的结构强度，提升连接片的可靠性。

值得说明的是，在本实施例中，x和y的单位均为mm²；C为单位为Ah时所对应的数值（当C的单位为mAh时转化为Ah后再取值）；充放电倍率=充放电电流/额定容量，并且N取最大充放电倍率，N为单位为A/Ah时所对应的数值。进一步的，N的取值可以为0.5、1、1.2、4等。

需要说明的是，当熔断结构32的截面积过大，电池发生短路时，不易于在熔断结构32处进行熔断，导致电池存在爆炸的风险，影响电池的安全性；当熔断结构32的截面积过小，连接片在熔断结构32处易于发生变形甚至断裂，导致连接片在生产过程中的良率降低，并且连接片在来料以及使用过程中的可靠性低。

值得说明的是，请参阅图3，熔断结构32的截面积x可以理解为在图3中A-A处熔断结构32的截面积，过渡连接部3的总截面积y可以理解为在图3中B-B处过渡连接部3的截面积。

需要说明的是，本实施例的连接片为正极连接片，采用铜材质，通过模具冲压成型。

值得说明的是，极耳连接部1通过超声焊接与极耳进行连接，极柱连接部2通过激光焊接与极柱进行连接。

需要进一步说明的是，极耳连接部1和极柱连接部2（也即两个焊接区域）不允许弯曲，极耳连接部1和极柱连接部2的平面度不大于0.1mm。

值得说明的是，在将连接片进行焊接装配后，连接片上由于冲压产生的毛刺的方向需要背离极组，并且毛刺高度不大于0.1mm。从而，防止电池生产过程中极组被刺穿，提高电池安全性。

值得说明的是，极耳连接部1和极柱连接部2分别连接于过渡连接部3的相对两侧，因此，“垂直于极耳连接部1、过渡连接部3和极柱连接部2的连接方向的方向”即为垂直于过渡连接部3的相对两侧的排列方向的方向。例如，请参阅图3，极耳连接部1和极柱连接部2分设于过渡连接部3的左右两侧，因此连接方向即为左右方向，垂直于连接方向的方向即为上下方向。

在一个实施例中，熔断结构32的截面积x的取值范围为3mm²≤x＜y。在保证连接片的安全性的同时，保证连接片的可靠性。

在一个实施例中，熔断结构32的截面积x为0.5mm²的整数倍 。从而能够增大具有不同截面积的熔断结构32的熔断时间差异，便于电池结构的设计选取。可选地，x的取值可以为6mm²、6.5 mm²、7 mm²、7.5 mm²、8 mm²等。

当然，在其他可替代的实施方式中，熔断结构32的截面积x也可以根据实际需要进行设计。

在一个实施例中，如图2和图3所示，熔断结构32至少设置有两个。具体的，在本实施例中，请参阅图2和图3，熔断结构32设置有两个。

当然，在其他可替代的实施方式中，熔断结构32也可以设置为三个、四个……等。

值得说明的是，熔断结构32的截面积x即为若干个熔断结构32的截面积之和。

当然，在其他可替代的实施方式中，熔断结构32也可以设置为一个。

需要说明的是，将熔断结构32设置为若干个，在保证了熔断结构32的截面积满足要求的同时，提高连接片的结构强度，并且便于每个熔断结构32单独进行熔断。若是将熔断结构32设置为一个，连接片的结构强度相对较差，并且，单独一个熔断结构32的截面积较大，导致熔断结构32的熔断时间增加，影响电池结构的安全设计。

在一个实施例中，如图2和图3所示，相邻熔断结构32之间形成第一开槽区311，熔断结构32至过渡连接部3的边沿形成第二开槽区312。

值得说明的是，如图2和图3所示，第一开槽区311设置有一个，第二开槽区312设置有两个。

在一个实施例中，如图3所示，沿垂直于极耳连接部1、过渡连接部3和极柱连接部2的连接方向的方向上，第二开槽区312的开槽长度l≥2mm 。

在一个实施例中，如图3所示，开槽区31的槽壁具有圆角结构，圆角结构的半径r≥0.5mm 。

值得说明的是，请参阅图2和图3，第一开槽区311呈长圆形槽体，也即，沿垂直于极耳连接部1、过渡连接部3和极柱连接部2的连接方向的方向上，第一开槽区311的两端形成两个圆角结构（半圆形结构）；第二开槽区312包括连通设置的长方形槽体和半圆形槽体，也即，沿垂直于极耳连接部1、过渡连接部3和极柱连接部2的连接方向的方向上，第二开槽区312的一端形成一个圆角结构（半圆形结构）。

在一个实施例中，如图1和图2所示，连接片还包括包胶结构4，包胶结构4对应过渡连接部3设置，并包覆熔断结构32和开槽区31。通过设置包胶结构4，防止熔断结构32处金属掉落至电池结构内部损伤极组，从而避免造成极组短路，保证电池结构安全运行。

在一个实施例中，如图2所示，包胶结构4的包胶厚度e≥0.5mm。满足包胶结构4的工艺要求，保证包胶结构4对熔断结构32处的防护效果。

值得说明的是，在注塑包胶结构4过程中，披风长度不大于2.5mm,进胶口残余不大于1.5mm，溢胶高度不大于2.5mm。

需要说明的是，在本实施例中，通过对正极连接片的生产技术需求、材料要求及外观质量要求进行限定，保证了连接片来料及生产可靠性，提升结构强度以及产品安全性，提升了正极连接片安全测试可靠性，防止生产过程极组刺穿、装配干涉问题发生，提升了生产效率，降低了电芯生产成本，提升了电池安全性。

值得说明的是，请参阅图1至图7，连接片可呈不同的形状结构，以与不同类型的电池结构相适配，例如方壳电池、刀片电池等。

以下对安装有不同的连接片的电芯进行安全性能测试，测试结果如表1所示，其中，实施例是指安装有满足本实施例要求的连接片的电芯，相应的，比较例则为安装有不满足本实施例要求的连接片的电芯。

表1 实施例和比较例测试结果

值得说明的是，实施例和比较例的电芯均按照GB 38031-2020进行安全性能测试。外部短路测试要求满电电芯正负极经外部短路10min，外部短路电阻应小于5mΩ，观察1h，应不爆炸，不起火。

由表1可以看出，在实施例1至实施例5中，x的取值在C×N/100+3至C×N/100+5范围内，M的取值不大于65%，因此，实施例1至实施例5的电芯测试通过。

由表1可以看出，在比较例1中，x=3.5，C×N/100+3=4.82，因此，x＜C×N/100+3，熔断结构32的截面积过小，不满足本实施例要求。在试验过程中，熔断结构32熔断过快，熔断结构32处过流能力差，短路测试中优先于整包级别保护短路防护，不满足电芯安全防护要求。

由表1可以看出，在比较例2中，x=10，C×N/100+5=6.248，M=69%，因此，x＞C×N/100+5，M＞65%，熔断结构32的截面积过大，不满足本实施例要求。在试验过程中，电芯发生起火爆炸，电芯短路安全测试不通过。

由表1可以看出，在比较例3中，M=66%，因此，M＞65%，熔断结构32所占面积过大，不满足本实施例要求。在试验过程中，电芯充放电过程中局部温度过高，过流能力不足，不满足设计要求。

由表1可以看出，在比较例4中，x=7，C×N/100+3=9.2，因此，x＜C×N/100+3，熔断结构32的截面积过小，不满足本实施例要求。在试验过程中，熔断结构32熔断过快，熔断结构32处过流能力差，短路测试中优先于整包级别保护短路防护，不满足电芯安全防护要求。

根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种电池结构，包括上述的连接片。

值得说明的是，在本实施例中，电池结构可以为电池单体、电池包等。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种连接片，应用于电池结构，其特征在于，包括：

极耳连接部；

极柱连接部，与所述极耳连接部间隔设置；

过渡连接部，连接于所述极耳连接部与所述极柱连接部之间，所述过渡连接部形成有开槽区，以在所述过渡连接部的剩余部分形成熔断结构；沿垂直于所述极耳连接部、所述过渡连接部和所述极柱连接部的连接方向的方向上，所述熔断结构的截面积为x，所述过渡连接部的总截面积为y，所述电池结构的容量为C，所述电池结构的充放电倍率为N，M=x/y，满足C×N/100+3≤x≤C×N/100+5，M≤65%；x和y均为单位为mm²时所对应的数值；C为单位为Ah时所对应的数值； N取最大充放电倍率，N为单位为A/Ah时所对应的数值。

2.根据权利要求1所述的连接片，其特征在于，所述熔断结构的截面积x的取值范围为3mm²≤x＜y。

3.根据权利要求1或2所述的连接片，其特征在于，所述熔断结构的截面积x为0.5mm²的整数倍。

4.根据权利要求1或2所述的连接片，其特征在于，所述熔断结构设置有一个或者至少设置有两个。

5.根据权利要求4所述的连接片，其特征在于，相邻所述熔断结构之间形成第一开槽区，所述熔断结构至所述过渡连接部的边沿形成第二开槽区。

6.根据权利要求5所述的连接片，其特征在于，沿垂直于所述极耳连接部、所述过渡连接部和所述极柱连接部的连接方向的方向上，所述第二开槽区的开槽长度l≥2mm。

7.根据权利要求1或2所述的连接片，其特征在于，所述开槽区的槽壁具有圆角结构，所述圆角结构的半径r≥0.5mm。

8.根据权利要求1或2所述的连接片，其特征在于，所述连接片还包括包胶结构，所述包胶结构对应所述过渡连接部设置，并包覆所述熔断结构和所述开槽区。

9.根据权利要求8所述的连接片，其特征在于，所述包胶结构的包胶厚度e≥0.5mm。

10.一种电池结构，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的连接片。