CN201355616Y - 圆柱形锂电池保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种圆柱形锂电池保护装置，包括正极帽、过流保护圈、塑料圈、爆破片及连接组件，该连接组件包含连接片和支撑环套，连接片设置于支撑环套内；所述塑料圈内设上腔室和直径较小的下腔室，下腔室下口处向内延伸出环形托边，所述连接组件设置于塑料圈的下腔室内，所述爆破片过流保护圈以及正极帽依次设置在塑料圈的上腔室内，通过塑料圈上口的热熔压合边向内折合压紧，爆破片中部的向下突出部伸入所述连接组件的支撑环套内，且预先与连接片焊接。其采用整体连接组件，整体连接组件设置于塑料圈的下腔室内，爆破片与连接片分离断开电路时，连接片和极耳不会脱落，有效避免了传统产品连接片和极耳脱落后触碰到钢壳负极造成锂电池正负极短路问题。

Description

圆柱形锂电池保护装置
技术领域
本实用新型涉及锂电池配件，特别是一种改进结构的圆柱形锂电池保护装置。
背景技术
锂离子电池是近20年来发展最快的电池系列，目前被广泛用于手机、笔记本计算机等电子产品。但当锂电池出现过充电、过放电、短路等情况时，电池内部活化过程所产生的气体迅速膨胀，使电池内部压力导致电池爆炸。
为了避免电池爆炸的发生，在单体锂离子电池内通常采取三种保护措施。一是采用开关组件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电。二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止。三是设置保护部件，当内部压力或温度上升到一定数值时，保护装置自动切断电路，进一步自动打开排气阀，以释放内部气体压力。
前两种保护措施结构较复杂，效果欠理想。第三种保护措施结构较简单，容易实施。但目前产品在过流充放电的过程中，内压升高达到一定的数值，已经预拉伸的爆破片在电池内压的作用下与焊接在一起的连接片分离，断开电路。由于连接片位于绝缘胶圈的下面，连接片又是裸体结构，连接片与爆破片分离后无胶圈的禁锢，连接片和极耳会脱落，脱落过程中可能发生与电池负极短路的问题，使内压急剧升高到爆破设定值，爆破片破裂，使得原有的电路断路防爆保护功能失效。
发明内容
为避免现有锂电池保护技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种改进的圆柱形锂电池保护装置，它具有电涌过流保护、断路保护以及爆破片破裂泄压防爆功能，作为锂电池的正极使用以确保锂电池的使用安全。
本实用新型的圆柱形锂电池保护装置，包括正极帽、过流保护圈、塑料圈以及爆破片，还包括：
一连接组件，该连接组件包含带若干通孔的连接片和支撑环套，连接片设置于支撑环套内近下口处；
所述塑料圈内设上腔室和直径较小的下腔室，下腔室下口处向内延伸出环形托边，所述连接组件设置于塑料圈的下腔室内，所述爆破片、过流保护圈以及正极帽依次设置在塑料圈的上腔室内，通过塑料圈上口的热熔压合边向内折合压紧，爆破片中部的向下突出部伸入所述连接组件的支撑环套内，且预先与连接片焊接。
其中，所述连接片与塑料的支撑环套是通过嵌件注塑工艺结合成一个整体连接组件。所述连接组件的连接片下表面焊接有极耳，用于连接电池芯的正极片。
一种圆柱形锂电池保护装置，包括：正极帽、过流保护圈、塑料圈以及爆破片，其进一步包括：一个连接组件，该连接组件包含带若干通孔和薄焊接区的连接片以及支撑环套，连接片设置于支撑环套内近下口处；所述塑料圈内设上腔室和直径较小的下腔室，下腔室下口处向内延伸出环形托边；所述连接组件设置于塑料圈的下腔室内，连接组件与下腔室壁之间有0.2-1mm间隙；所述爆破片、过流保护圈以及正极帽依次设置于塑料圈的上腔室内，通过塑料圈上口的热熔压合边向内折合压紧，爆破片中部的向下突出部伸入所述连接组件的支撑环套内，且与连接片焊接；其中，所述连接片与塑料支撑环套是通过嵌件注塑工艺结合成整体连接组件。
本实用新型圆柱形锂电池保护装置，将裸态的连接片和塑料支撑环套结合成一整体连接组件，在塑料圈内设上、下腔室，预先焊接有连接组件之连接片的爆破片、过流保护圈以及正极帽依次设置在塑料圈内，并使连接组件位于塑料圈的下腔室内。它作为锂电池的正极使用，能够实现锂电池的电涌过流保护、断路保护以及爆破片破裂泄压防爆功能。
电池内压升高到一定值，已经预拉伸的爆破片在电池内压的作用下与、焊接在一起的连接片分离，断开电路，由于连接组件被禁锢在塑料圈的下腔室内，连接片和极耳不会脱落，有效避免了传统连接片和极耳脱落后触碰到钢壳负极造成锂电池正负极短路问题。
附图说明
图1为圆柱形锂电池保护装置一实施例结构示意图；
图2为图1实施例用塑封机封装后的示意图；
图3为图1实施例与圆柱形锂电池结合示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
参照图1、2，圆柱形锂电池保护装置实施例包括：正极帽1、过流保护圈2、爆破片3、塑料圈5以及一个连接组件4。
连接组件4包含带若干通孔411的连接片41和支撑环套42，连接片41设置于支撑环套42内近下口处。连接片41为圆形，采用铝片冲制而成，其中心区域为薄焊接区412，薄焊接区412周围设若干通孔411。支撑环套42采用塑料制成，连接片41与塑料的支撑环套42是通过嵌件注塑工艺结合成一个整体连接组件4。
塑料圈5内设上腔室51和直径较小的下腔室52，下腔室52下口处向内延伸出环形托边55，上腔室51的底面设支撑凸环54，上腔室51的周壁上设限位环肋53，塑料圈5上口边为热熔压合边56。塑料圈5采用PP等材料模制成。
正极帽1是金属材料冲制成，正极帽1包括向上凸起的顶部13和环形边11，在顶部13和环形边11的连接部间隔开有若干排气孔12。过流保护圈2是正温度特性的镍环片或PTC环片。爆破片3为采用铝片模压成型，爆破片3中部为向下突出部32，周围为支撑环形边31，向下突出部32呈圆台状、球壳状等，向下突出部32周围有环形刻痕。
装配时，首先将爆破片3放置在连接组件4上，使爆破片3中部的向下突出部32伸入连接组件4的支撑环套42内，与连接片41中心区域的薄焊接区412接触并采用激光焊接。焊接有连接组件4的爆破片3、过流保护圈2以及正极帽1依次设置在塑料圈5的上腔室内，由上腔室51周壁上的限位环肋53卡住，采用塑封机封装通过塑料圈5上口的热熔压合边56向内折合压紧。装配后，和爆破片3焊接的连接组件4位于塑料圈5的下腔室52内，下腔室52直径略大于连接组件4的支撑环套42外径，连接组件4与下腔室壁之间有0.2-1mm活动间隙，支撑环套42的上端可抵接爆破片3的支撑环形边31。其中，连接组件4与下腔室壁之间的活动间隙优选0.4-0.6mm。
爆破片3的支撑环形边31与塑料圈5的上腔室51的底面结合部(即支撑凸环54所在面)粘接有密封胶层，密封胶层的厚度同支撑凸环54高度。连接组件4的连接片41下表面焊接极耳6，用于连接电池芯的正极片。
图3为图1、2实施例与圆柱形锂电池结合示意图。本保护装置与电池壳体7压封前，在连接组件4的连接片41下表面激光焊接极耳6，与电池芯正极片连接，然后如图3以传统工艺将本保护装置与电池壳体7压封成一体。
本保护装置在电池中作为电池正极使用。过流保护圈2采用正温度的特性的镍环片或PTC环片，在过流充放电时其阻值升高减小充放电电流，起到过流保护的作用。
当过流导致电池内压升高到一定的数值，已经预拉伸的爆破片3在电池内压的作用下与焊接在一起的连接片41分离，断开电路，使电池内气体停止膨胀，由于连接片41和支撑环套42为一个整体连接组件4，并被禁锢在塑料圈5的下腔室52内，连接组件4和极耳6不会脱落，避免了传统结构的连接片和极耳脱落后触碰到电池壳体7等造成锂离子电池正负极短路的问题。
当电池内压继续升高或过大，达另一设定数值时，爆破片3从其环形刻痕处破裂，气体经正极帽1上的排气孔12排出，达到了泄压防爆的目的。
如图1、2的一种圆柱形锂电池保护装置，包括：正极帽1、过流保护圈2、塑料圈5以及爆破片3，其进一步包括一个连接组件4，该连接组件4包含带若干通孔411和薄焊接区412的连接片41以及支撑环套42，连接片41设置于支撑环套42内近下口处；所述塑料圈5内设上腔室51和直径较小的下腔室52，下腔室52下口处向内延伸出环形托边55；连接组件4设置于塑料圈的下腔室52内，连接组件4与下腔室壁之间有0.2-1mm间隙；所述爆破片3、过流保护圈2以及正极帽1依次设置于塑料圈5的上腔室51内，通过塑料圈上口的热熔压合边56向内折合压紧，爆破片3中部的向下突出部32伸入所述连接组件4的支撑环套42内，且与连接片41焊接；所述连接片41与塑料支撑环套42是通过嵌件注塑工艺结合成一个整体连接组件。
其中，爆破片3的支撑环形边31与塑料圈5的上腔室51的底面结合部可涂敷密封胶层。连接组件4的连接片41下表面焊接极耳，用于连接电池芯的正极片。

Claims (9)

1、一种圆柱形锂电池保护装置，包括：正极帽、过流保护圈、塑料圈、以及爆破片；其特征是进一步包括：
一个连接组件，该连接组件包含带若干通孔的连接片和支撑环套，连接片设置于支撑环套内近下口处；
所述塑料圈内设上腔室和直径较小的下腔室，下腔室下口处向内延伸出环形托边；所述连接组件设置于塑料圈的下腔室内，所述爆破片、过流保护圈以及正极帽依次设置于塑料圈的上腔室内，通过塑料圈上口的热熔压合边向内折合压紧，爆破片中部的向下突出部伸入所述连接组件的支撑环套内，且与连接片焊接。
2、根据权利要求1的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：位于塑料圈下腔室内的连接组件与下腔室壁之间有0.2-1mm间隙。
3、根据权利要求1的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述连接片与塑料的支撑环套是通过嵌件注塑工艺结合成一个整体连接组件。
4、根据权利要求1的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述爆破片的支撑环形边与塑料圈的结合面涂敷有密封胶层。
5、根据权利要求1或2或3或4的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述过流保护圈是正温度特性的镍环片或PTC环片。
6、根据权利要求1或2或3或4的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述连接组件的连接片下表面焊接极耳，用于连接电池芯的正极片。
7、圆柱形锂电池保护装置，包括：正极帽、过流保护圈、塑料圈以及爆破片，其特征是进一步包括：
一个连接组件，该连接组件包含带若干通孔和薄焊接区的连接片以及支撑环套，连接片设置于支撑环套内近下口处；
所述塑料圈内设上腔室和直径较小的下腔室，下腔室下口处向内延伸出环形托边；所述连接组件设置于塑料圈的下腔室内，连接组件与下腔室壁之间有0.2-1mm间隙；所述爆破片、过流保护圈以及正极帽依次设置于塑料圈的上腔室内，通过塑料圈上口的热熔压合边向内折合压紧，爆破片中部的向下突出部伸入所述连接组件的支撑环套内，且与连接片焊接；
其中，所述连接片与塑料支撑环套是通过嵌件注塑工艺结合成整体连接组件。
8、根据权利要求7的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述爆破片的支撑环形边与塑料圈的上腔室的底面结合部涂敷有密封胶层
9、根据权利要求7或8的圆柱形锂电池保护装置，其特征是：所述连接组件的连接片下表面焊接极耳，用于连接电池芯的正极片。
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