CN201413838Y - 锂离子电池组合盖帽 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、电流熔断器、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片以焊点连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板，电流熔断器电连接于防爆片和顶盖之间，当锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器熔断而切断电路。相对于现有技术，本实用新型锂离子电池组合盖帽通过电流熔断器来保证电池的安全，在电池大电流放电时，电流熔断器熔断而切断电流，以保护电池在外电路短路、并联电池组中一个电池内短路等情况下的安全性。

Description

锂离子电池组合盖帽
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池组合盖帽，尤其是一种圆柱形锂离子电池组合盖帽。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度和各种优异性能，因此应用越来越普及。圆柱形锂离子电池由于其标准化的尺寸、成熟的工艺和设备，在锂离子电池市场中占有重要的份额。
锂离子电池的大量应用，使其安全性越来越成为人们关注、研究的课题。对于能量型锂离子电池，通常可以设计热敏电阻来保护其安全，当电池内、外部出现短路而产生大电流，热敏电阻可以防止发生安全事故。
但是，对于现在使用越来越多的电动工具电池，如电动汽车的电池，由于其需要大倍率放电，热敏电阻已经不能继续使用，因此目前大倍率放电电池的组合盖帽没有安全保护装置，放电时易于发生安全事故。
有鉴于此，确有必要提供一种能够保证大功率锂离子电池安全的组合盖帽。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种能够保证大功率锂离子电池安全的组合盖帽。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、电流熔断器、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片以焊点连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板，电流熔断器电连接于防爆片和顶盖之间，当锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器熔断而切断电路。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述电流熔断器包括环形的绝缘片和“U”形的金属片。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述金属片包括两个通过熔断片连接的环形导电片，金属片在侧面绕过绝缘片，两个导电片分别贴合于绝缘片的两面，熔断片位于绝缘片的一侧。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述电流熔断器包括金属片和环形的绝缘片，所述金属片包括熔断片和通过熔断片彼此连接的两片环形导电片。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述绝缘片的内环边缘开设插槽，熔断片穿过绝缘片的插槽将分别贴合于绝缘片两面的两片导电片连接为一体。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述绝缘片的一面设有凸出的限位部，贴合于此面的导电片套设于限位部而将金属片相对于绝缘片定位。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述绝缘片的环形内圆直径小于任一导电片的环形内圆直径，绝缘片的环形外圆直径大于任一导电片的环形外圆直径，绝缘片将两个导电片完全隔开，使二者仅通过熔断片电连接，其他部分完全绝缘。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述金属片的两个导电片未与绝缘片贴合的面分别贴合于防爆片和顶盖。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述电流熔断器的熔断电流在50A～500A之间。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述金属片为低熔点的锡片或锌片。
相对于现有技术，本实用新型锂离子电池组合盖帽通过电流熔断器来保证电池的安全，在电池大电流放电时，电流熔断器熔断而切断电流，以保护电池在外电路短路、并联电池组中一个电池内短路等情况下的安全性。
附图说明
下面结合附图和各个具体实施方式，对本实用新型锂离子电池组合盖帽及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1为本实用新型锂离子电池组合盖帽第一实施方式的剖视示意图。
图2为本实用新型锂离子电池组合盖帽第一实施方式中，电流熔断器的示意图。
图3为沿图2中A-A线的剖视示意图。
图4为图3中圆圈部B的放大示意图。
图5为本实用新型锂离子电池组合盖帽第一实施方式安装在锂离子电池上的剖视示意图。
图6为本实用新型锂离子电池组合盖帽第二实施方式中，电流熔断器的示意图。
图7为沿图6中C-C线的剖视放大图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型锂离子电池组合盖帽第一实施方式包括：顶盖1、胶圈2、电流熔断器3、防爆片4、孔板5和绝缘垫片6。
顶盖1为台阶形圆片，其设有一个环形的基部10，基部10的环形内侧边缘向上凸起形成倾斜部12和圆形顶部14，倾斜部12上开设有若干透气孔16。
胶圈2为台阶形空心圆柱，其中直径较大的为封闭端22，直径较小的为保持端24。封闭端22靠近保持端24处的外壁略向内收缩形成收缩部220。胶圈2的内部开设台阶形通孔26，封闭端22处的通孔26直径与顶盖1的外径相适配。通孔26周围的侧壁上设有一圈向内的凸环262。封闭端22向保持端24过度的台阶部28的内壁上设有向上的环形密封圈264。保持端24在远离封闭端22处的顶部设有向内的环形凸缘242。
请参阅图2至4，电流熔断器3包括环形的绝缘片31和“U”形的金属片33。金属片33使用熔点较低的材料制成，如锡、锌等。金属片33包括两个通过熔断片331连接的环形导电片332、333，其在侧面绕过绝缘片31，两个导电片332、333分别贴合于绝缘片31的上下表面，熔断片331则位于绝缘片31的一侧。绝缘片31的一面设有凸出的环形限位部311，导电片333套设于限位部311，使金属片33不能相对于绝缘片31平移。由于绝缘片31的环形内圆直径小于导电片332、333的环形内圆直径，绝缘片31的环形外圆直径大于导电片332、333的环形外圆直径，因此绝缘片31能够将两个导电片332、333完全隔开，使二者仅通过熔断片331电连接，其他部分完全绝缘。
请继续参阅图1，防爆片4的形状与顶盖1近似，其外环42与连接部44的弯折处设有双向刻痕46，受力后很容易在双向刻痕46处断开。位于防爆片4中央的凸起部48为圆形。
孔板5为圆形片体，其下表面的中心向上凹陷形成一个凹槽52，孔板5的中部为厚度很小的焊点54。孔板5上还设有至少一个气孔56。
绝缘垫片6为空心圆柱，其外径小于胶圈2的保持端24处的通孔直径。绝缘垫片6的中心设有通孔62，通孔62周围的侧壁上设有能够收容孔板5的环形凹槽(未标示)。
安装时，首先将孔板5镶嵌于绝缘垫片6的环形凹槽内。然后，将绝缘垫片6、防爆片4、电流熔断器3和顶盖1依次装入胶圈2的通孔26中，并将防爆片4的凸起部48与孔板5的焊点54以点焊的方式焊接在一起。装设有孔板5的绝缘垫片6被限制在防爆片4和胶圈2所围成的空间内，孔板5与防爆片4在焊点54以外的区域相互绝缘。电流在组合盖帽中的路径为：经孔板5通过焊点54流向防爆片4、再从导电片332经熔断片331流至导电片333、最后经顶盖1流至外电路。
请继续参阅图5，钳口时，胶圈2的封闭端22在钢壳8的挤压下将弯折变形，从而牢牢卡住顶盖1的环形基部10，此时防爆片4紧贴于胶圈2的台阶部28的内壁上，环形密封圈264紧贴于防爆片4的外环42，从而将电池内部和外界隔绝。在钳口过程中，胶圈2变形时可能会推动防爆片4移动，如果绝缘垫片6是固定的，则防爆片4和孔板5之间的焊点54就有可能被破坏，而本实用新型的绝缘垫片6在胶圈2中有一定的移动空间7，因此绝缘垫片6和孔板5都能够随防爆片4一起移动，避免焊点因受力而断开。
请参阅图6和图7，本实用新型锂离子电池组合盖帽第二实施方式的电流熔断器3a包括金属片33a和环形的绝缘片31a。金属片33a包括熔断片331a和通过熔断片331a彼此连接的两片环形导电片332a、333a。与第一实施方式的不同仅在于：绝缘片31a的内环边缘开设一个插槽310a，熔断片331a是穿过插槽310a而将导电片332a、333a连接为一体的。生产时，熔断片331a可与导电片332a或333a一体成型，并在穿过插槽310a后与另一导电片333a或332a焊接为一体。
在锂离子电池正常工作时，所述电流熔断器3、3a发热不高。当锂离子电池充放电过程中，内部或外部短路而产生大电流时，组合盖帽中最为薄弱的电流熔断器3、3a的熔断片331、331a将熔断而切断电流，起到保护电池安全的作用。根据锂离子电池的充放电需要，电流熔断器3、3a的熔断电流可以设置在50A～500A之间。
当电池内部的温度过高以致气体膨胀时，气体将从孔板5的气孔56进入孔板5与防爆片4之间；压力达到一定值时，防爆片4和孔板5之间的焊点54将被断开，使锂离子电池电路断路而停止升温；如果气体压力继续增大，则会推动防爆片4在双向刻痕46处断开，使气体能够从顶盖1的透气孔16排出，以保证锂离子电池不发生着火或爆炸。此时，虽然孔板5已经与防爆片4断开，但是由于胶圈2的凸缘242的存在，孔板5不会从组合盖帽中脱离出来掉到电芯9里，与钢壳8或电芯9的正负极材料接触而发生危险。
需要说明的是，本实用新型锂离子电池组合盖帽可应用于功率型锂离子电池中，尤其是由许多电池串并联而成的电池组中的锂离子电池，如电动工具、电动汽车中的电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1、一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片以焊点连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板，其特征在于：所述锂离子电池组合盖帽还包括电流熔断器，电流熔断器电连接于防爆片和顶盖之间，锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器熔断而切断电路。
2、根据权利要求1所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述电流熔断器包括环形的绝缘片和“U”形的金属片。
3、根据权利要求2所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述金属片包括两个通过熔断片连接的环形导电片，金属片在侧面绕过绝缘片，两个导电片分别贴合于绝缘片的两面，熔断片位于绝缘片的一侧。
4、根据权利要求1所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述电流熔断器包括金属片和环形的绝缘片，所述金属片包括熔断片和通过熔断片彼此连接的两片导电片。
5、根据权利要求4所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述绝缘片的内环边缘开设插槽，熔断片穿过绝缘片的插槽将分别贴合于绝缘片两面的两片导电片连接为一体。
6、根据权利要求3或5所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述绝缘片的一面设有凸出的限位部，贴合于此面的导电片套设于限位部而将金属片相对于绝缘片定位。
7、根据权利要求3或5所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述绝缘片的环形内圆直径小于任一导电片的环形内圆直径，绝缘片的环形外圆直径大于任一导电片的环形外圆直径，绝缘片将两个导电片完全隔开，使二者仅通过熔断片电连接，其他部分完全绝缘。
8、根据权利要求3或5所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述金属片的两个导电片未与绝缘片贴合的面分别贴合于防爆片和顶盖。
9、根据权利要求1至5中任意一项所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述电流熔断器的熔断电流在50A～500A之间。
10、根据权利要求2至5中任意一项所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述金属片为低熔点的锡片或锌片。
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