CN201194237Y

CN201194237Y - 一种电池盖板及含有该盖板的锂离子电池

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Publication number: CN201194237Y
Application number: CNU2008200936666U
Authority: CN
Inventors: 王涌; 司雷; 雷磊
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-04-26
Filing date: 2008-04-26
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2018-04-26

Abstract

本实用新型提供了一种电池盖板，包括一盖体、绝缘件、电极极柱；所述盖体上设有一通孔，所述绝缘件为一中间有孔的部件；所述绝缘件穿过所述通孔，所述电极极柱位于绝缘件的孔中，其特征是，该电极极柱处设置温度保护装置。本实用新型在电极极柱处增加温度保护装置夹层，制成一体电极极柱的结构，相对于外置温度保护装置，本实用新型提供的结构温度保护装置对温度感应灵敏，提高了电池的安全性能；相对于目前的内置温度保护装置，更好的节约了电池内部空间，满足现在对薄型电池的需求，且这种结构温度保护装置不会接触到电解液，更好的保护了温度保护装置的性能，同时也提高了电池的性能；此种结构可以采用注塑一体的结构，减少了焊接，增强了电池的安全性能，且工艺简单，操作方便。

Description

一种电池盖板及含有该盖板的锂离子电池

【技术领域】

本实用新型涉及一种电池盖板及含有该盖板的锂离子电池。

【背景技术】

目前，锂离子电池以其体积小、能量高、无污染等优点，越来越广泛地用于移动电话、数码相机等便携电子产品中。随着锂离子电池的广泛应用，其安全性能也越来越受到重视。

锂离子电池在储存、运输过程中会发生因外部短路等意外情况下受到大电流的冲击产生过热，导致电池的爆炸；电池在进行充放电时受到大电流的冲击，也可能会导致电池的爆炸，同时电池在过充和过放电的状态下也会大大降低电池的安全性能和可靠性。

为了解决上述问题，现有技术是在电池板中外线路加入PTC(热敏电阻)，在电池正常情况下，呈低阻状态，保证电路正常工作；当电路发生短路或电流异常大时，保护装置自热使其阻抗增加把电流限制到足够小，起到过电流保护作用，使电池的电流受到控制从而提高电池的安全性能和可靠性。

CN200976370Y的专利公开了一种外置PTC的锂离子电池，将PTC焊接在上盖和电极极柱之间即紧贴电池外壁焊接在电池正负极之间，当发生外部短路时，PTC由于电流作用内阻会急剧升高，从而减小短路电流，防止电池过热。当发生过充时，由于电池表面的温度升高，使PTC受热内阻升高，分担了过充电压，阻止了电池的进一步过充。但此种外置PTC结构，占用外部PACK的空间，对温度的敏感性不高，反应较迟缓，安全性不高。

为了改善此种情况，公开号为CN2762362等许多专利均提到了内置PTC的锂离子电池，将PTC放置于电池盖体的内侧，一端焊接或铆接于盖体的负极柱，作为组合盖体的一个部件，在装配电池时，极组的镍极耳焊在盖体上PTC另一端。但这种内置PTC结构，使PTC完全浸泡在电解液侵蚀的环境下，随着电池使用时间的增长，PTC难免发生劣化，而且占用电池内部的空间，对电池的容量设计有影响。另外，PTC内置的方式需要比普通工艺增加焊点，对极耳的强度会有影响，另外，在大规模生产中，增加一个焊接点会降低产率和增加不良成本。

【实用新型内容】

本实用新型为解决上述内置PTC结构占用电池内部空间、PTC易劣化及工艺难度大，不良率高等问题，提供了一种节约电池内部空间、降低工艺成本的电池盖板。

一种电池盖板，包括一盖体、绝缘件、电极极柱；所述盖体上设有一通孔，所述绝缘件为一中间有孔的部件；所述绝缘件穿过所述通孔，所述电极极柱位于绝缘件的孔中，该电极极柱处设置温度保护装置。

优选，温度保护装置位于电极极柱顶部，一导电层覆盖在温度保护装置上。

另一种优选，温度保护装置位于电极极柱底部，一导电层覆盖在温度保护装置上。

另一种优选，电极极柱为两部分，温度保护装置位于两部分之间。

优选，电池盖体上设有一注液孔。

优选，温度保护装置为一热敏电阻。

另一种优选，温度保护装置为一温度保险丝。

本实用新型还提供了一种锂离子电池，包括电芯、电池盖板和电池壳体，所述电芯放置于电池壳体内，所述电池盖板与电池壳体密封连接，所述电芯引出的正负极端子与所述的电池盖板的盖体和电极极柱相连接，所述电池盖板为上述电池盖板。

本实用新型的有益效果是，本实用新型在电极极柱处增加温度保护装置夹层，制成一体电极极柱的结构，相对于外置温度保护装置，本实用新型提供的结构温度保护装置对温度感应灵敏，提高了电池的安全性能；相对于目前的内置温度保护装置，更好的节约了电池内部空间，满足现在对薄型电池的需求，且这种结构温度保护装置不会接触到电解液，更好的保护了温度保护装置的性能，同时也提高了电池的性能；此种结构可以采用注塑一体的结构，减少了焊接，增强了电池的安全性能，且工艺简单，操作方便。

【附图说明】

图1是本实用新型一种实施方式电池盖板的俯视结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式电池盖板的剖面结构示意图；

图3是本实用新型一种实施方式电池盖板的A处结构放大示意图。

1-盖体；2-注液孔；3-电极极柱；4-温度保护装置；5-金属片；6-电连接片；7-绝缘件。

【具体实施方式】

本实用新型提供了一种电池盖板，在电极极柱处增加温度保护装置夹层，制成一体电极极柱的结构，此种盖板制成的电池大大节约了电池内部空间、简化了工艺等。

本实用新型提供了一种盖板，包括一盖体、绝缘件、电极极柱；所述盖体上设有一通孔，所述绝缘件为一中间有孔的部件；所述绝缘件穿过所述通孔，所述电极极柱位于绝缘件的孔中，该电极极柱处设置温度保护装置。

温度保护装置可以位于电极极柱顶部，也可以位于电极极柱底部，再在温度保护装置上覆盖一导电层，保证温度保护装置不外露，电极极柱也可以分成两部分，温度保护装置位于这两部分之间，最后再制成一体结构。

其中导电层为本领域人员公知的技术，如可为金属片等。

温度保护装置为本领域技术人员公知的技术，可以为热敏电阻(PTC)、温度保险丝等。

绝缘件用于密封盖体与电极极柱之间的微小间隙，以确保二者之间的密封具有较高的可靠性。它是通过在模具中注塑成型的方法制得，把有一通孔的盖体放在上模和下模中间，然后注塑，得到中间有电极极柱孔的注塑件，此注塑件即为绝缘件，在绝缘件下面还可有一电连接片，电连接片上同样有一电极极柱孔，然后在电极极柱孔中插入电极极柱，电极极柱与电连接片电连接，形成一盖板。

电极极柱可以是圆柱形，也可以是方形，优选为对应所述电极极柱孔的圆柱形。对电极极柱材料的要求为：较好的导电性、足够的抗腐蚀性和强度，同时具有延展性，因而可以根据不同的工作场合选择：铜、铝、镍、不锈钢以及铝合金中的一种或多种。

电池盖板还含有注液孔。注液孔可以方便在组装成电池后电解液注入电池。

电极极柱与盖体连接采用本领域人员公知的技术，如铆接。待铆接件的通孔的位置为本领域技术人员公知，一般来说，所述通孔的位置应位于欲铆接的位置，待铆接件可以如上所述注塑时留有通孔，或者在铆接前加工有通孔，以进行铆接，加工通孔的方法可以采用任何现有的方法，如使用摇臂钻床、数控加工中心、通用机床上进行钻孔加工。

下面结合附图对本实用新型一种实施方式的盖板作更详细的说明。

如图1、图2、图3所示，电池盖板包括一盖体1、绝缘件7、电极极柱3，盖体1上设有一通孔，绝缘件7穿过此通孔，绝缘件7为一中间有孔的部件，电极极柱3位于绝缘件7的孔中，并与电连接片6电连接。电极极柱3顶部与绝缘件7形成凹槽，温度保护装置4放入凹槽，覆盖金属片5，与绝缘件7形成密封的结构，电极极柱3与金属片5不直接接触，且温度保护装置4周围预留有一定的膨胀空间，空间的大小跟温度保护装置4本身有关，同时盖体1上还含有注液用的注液孔2。

绝缘件7中间孔的形状尺寸与电极极柱3的形状尺寸对应，以便于装入电极极柱3。

连接方式采用本领域公知的技术。电极极柱3的尺寸大小根据电池的要求变化，一般电池电极极柱3的纵向长度范围优选2-5mm，电极极柱3的直径的范围优选3-7mm。

盖体1的形状对应于锂离子电池外壳的形状，盖体厚度的范围一般优选0.5-3mm，盖体的具体形状以及尺寸参数根据所制得的电池的应用场合和设计参数来决定，盖体形状及尺寸的确定为本领域普通技术人员所熟知。

盖体可以是多种具有较高强度和耐腐蚀的材料，例如，各种碳钢、合金钢、铝以及各种铝合金等。为了在保证刚度和强度足够的情况下，尽可能地降低锂离子电池的重量，优选采用密度较低的铝或铝合金材料。

由于电极极柱3用作锂离子电池的电极极柱，因而电极极柱3必须由电的良导体和耐腐蚀材料制成，如铜、铝或铝合金、不锈钢、镍。电极极柱3的设计制造为普通机械技术人员所熟知。

温度保护装置4为当电池发生异常情况时，电池发热，保护装置自热使其阻抗增加把电流限制到足够小，起到过电流保护作用，使电池的电流受到控制从而提高电池的安全性能和可靠性。因此可以为温度保险丝、热敏电阻等本领域人员公知的温度保护装置。

绝缘件7安置在盖体1通孔的内壁，位于盖体1与电极极柱3之间，并有部分延伸在盖板位于电池壳内部的一面上，以确保电极极柱3与盖板之间的完好绝缘。绝缘件7的形状与孔和电极极柱3的形状尺寸相适应，当完成铆接后，电极极柱3和盖体1以及二者之间的绝缘件7紧密结合。若盖体1为金属材料，则需要在盖体1与作为电极极柱3的金属材料之间确保绝缘，因而在这种情况下，密封绝缘垫7必须由绝缘材料(如聚乙烯、四氟乙烯)制成，以使盖体1与电极极柱3彼此绝缘。

电极极柱3需要与锂离子电池壳内的电极极片相连接，但一般电极极柱3尺寸较小，在连接电极极柱3与电极极片时操作费劲。为了便于实现电极极柱3与电极极片的电连接，优选地，在电池壳内部装有电连接片6，该电连接片6的安装如下：在将电极极柱3与盖体1铆接前，在盖体1的一面叠置包括通孔的电连接片6，所述电极极柱3穿过内壁放置有绝缘件7的所述通孔和电连接片6上的通孔，所述铆接将该电连接片6和盖体1铆接在一起。

电连接片6与电极极柱3电连接。电连接片6为电的良导体材料制成，如：铜、铝、镍。电连接片的尺寸大小不大于绝缘件1即可，以免电连接片6与盖体1之间形成电连接。

电池的两极耳分别叫做第一极耳和第二极耳。当电池外壳为铝壳时，第一极耳为负极极耳，负极极耳与电连接片6电连接。第二极耳为正极极耳，正极极耳与盖体1电连接。当电池外壳为钢壳时，第一极耳为正极极耳，正极极耳与电连接片6电连接，第二极耳为负极极耳，负极极耳与盖体1电连接。

本实用新型还提供了一种含有该盖板的电池，将正极/隔膜/负极依次卷绕好后装入电池壳中，然后将上面所描述的盖板电池壳配合，极耳与盖板上的电极极柱以及电连接片相电连接。后续工序有压盖板、注液等本领域技术人员熟知的工序，不再熬叙。

具体实施例：

实施例1

盖板的制备

选取含有注液孔和一直径2.1mm通孔的32*5*2.5mm盖体放在上模和下模中间，然后注塑，得到中间有3*1.5*2.5mm电极极柱孔的注塑件，此注塑件即为绝缘件，在绝缘件下面还可有一电连接片，电连接片上同样有一电极极柱孔，然后在电极极柱孔中插入电极极柱，电极极柱与电连接片电连接，形成一盖板。

选取极柱与连接片铆接好且已经注塑成型的盖板，顶部含有绝缘件与极柱形成的4*3*1.5mm的凹槽，将3.5*2.5*0.7mm的PTC材料放入凹槽，再用镍制的4.2*2.2*0.8mm金属片压顶，与绝缘件形成密封的结构。极柱、PTC、金属片通过PTC材料中添加的粘结剂粘合在一起，极柱与金属片不直接接触，通过PTC形成电导通。且PTC周围预留有一定的膨胀空间。

电池的制备

将正极/隔膜/负极依次卷绕好后装入电池壳中，然后将上面所描述的盖板电池壳配合，极耳与盖板上的电极极柱以及电连接片相电连接。后续工序有压盖板、注液等。

对比例1

如专利CN200976370Y所述制备外置PTC结构的电池，电池基本参数与实施例1相同。

对比例2

如专利CN2762362所述制备内置PTC结构的电池，电池基本参数与实施例1相同。

对比例3

如专利CN2762362所述制备内置PTC结构的电池，电池基本参数与实施例1相同。所不同的是电池经过6个月时间的储存。(电解液浸泡PTC时间较长)

性能测试：

过充测试：以0.95A的电流将满电态电池充到12V；

外部短路测试：用电阻小于5毫欧的导线将满电态电池正负极短接。测试结果

测试结果如表1所示

表1

从上测试结果我们可以看出，相对于外置温度保护装置结构的电池本实用新型的结构的电池对温度感应更灵敏，大大提高了电池安全性。相对于常规的内置温度保护装置结构的电池，本实用新型的结构的电池不仅节约了电池内部空间，满足现在对超薄电池的要求，同时避免了内置式PTC材料被电解液腐蚀的风险，而且此种结构的电池制备工艺简单，不仅节约了成本，而且降低了不良率。

Claims

1.一种电池盖板，包括一盖体、绝缘件、电极极柱；所述盖体上设有一通孔，所述绝缘件为一中间有孔的部件；所述绝缘件穿过所述通孔，所述电极极柱位于绝缘件的孔中，其特征是，该电极极柱处设置温度保护装置。

2.如权利要求1所述的电池盖板，其特征是，温度保护装置位于电极极柱顶部，一导电层覆盖在所述温度保护装置上。

3.如权利要求1所述的电池盖板，其特征是，温度保护装置位于电极极柱底部，一导电层覆盖在所述温度保护装置上。

4.如权利要求1所述的电池盖板，其特征是，所述电极极柱为两部分，所述温度保护装置位于两部分之间。

5.如权利要求1所述的电池盖板，其特征是，电池盖体上设有一注液孔。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的电池盖板，其特征是，所述温度保护装置为一热敏电阻，或温度保险丝。

7.一种锂离子电池，包括如权利要求1至6任意一项所述的电池盖板，还包括电芯和电池壳体，所述电芯放置于电池壳体内，所述电池盖板与电池壳体密封连接，所述电芯引出的正负极端子与所述的电池盖板的盖体和电极极柱相连接。