CN205921041U - 一种动力电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池，包括壳体、收容于壳体内的电芯以及安装于壳体上的顶盖，电芯焊接有正极极耳和负极极耳，顶盖包括正极极柱、负极极柱和顶盖片，正极极柱与顶盖片电连接，负极极柱与顶盖片绝缘装配，还包括NTC热敏电阻，正极极柱和负极极柱分别与NTC热敏电阻导通。相对于现有技术，本实用新型通过NTC热敏电阻将正极极柱和负极极柱导通，利用NTC热敏电阻随温度的变化特性，保证动力电池在发生过充时，能及时断开内部电路，避免电池内部温度过高带来的热失控等问题。

Description

一种动力电池
技术领域
本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池。
背景技术
随着现代社会的发展和环保意识的增强，越来越多的设备选择以电池作为电源，尤其是电动汽车等更是需要大容量的动力电池。
在动力电池中，通常将过渡金属氧化物作为活性物质涂覆在正极铝箔上，负极铜箔上则涂覆的是石墨材料。当电池发生过充时，正极电位升高，电解液在正极活性物质表面被氧化并产生大量气体；同时正极的过渡金属氧化物结构破坏释放出氧气，与负极的碳锂化合物剧烈反应产生大量的热，引起电池的热失控，甚至导致电池爆炸。
为了解决动力电池过充电带来的安全问题，目前通常采用以下技术方案：一是在电解液中加入添加剂以防止过充；二是动力电池顶盖上设置压痕、安全阀、翻转片和破裂膜等。然而研究表明，防过充添加剂的加入会带来一些负面影响，如添加量过多会造成电池容量下降和循环寿命缩短等；另外，对顶盖片采取的各种安全措施也并不理想，上述装置对过充导致的温度升高控制都不够及时准确。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种动力电池，在不影响电池容量和循环寿命的情况下，有效地解决电池的过充电问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种动力电池，包括壳体、收容于所述壳体内的电芯以及安装于所述壳体上的顶盖，所述电芯焊接有正极极耳和负极极耳，所述顶盖包括正极极柱、负极极柱和顶盖片，所述正极极柱与所述顶盖片电连接，所述负极极柱与所述顶盖片绝缘装配，还包括NTC热敏电阻，所述正极极柱和所述负极极柱分别与所述NTC热敏电阻导通。NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述NTC热敏电阻的两端均设置有金属导线，所述金属导线分别焊接于所述正极极柱和所述负极极柱上。电池正常工作时，温度没有达到NTC的作用温度，NTC阻值可以达到106Ω，NTC热敏电阻相当于断路，不影响电池的正常使用；电池发生过充时，电芯内部温度升高，达到NTC热敏电阻的作用温度，NTC电阻值突降，内部电芯通过NTC热敏电阻与正负极柱回路发生外短，短路电流熔断铝质导流体形成断路从而切断外部电流，阻止内部温度的继续上升，避免电池的热失控。需要说明的是，NTC热敏电阻的作用温度是根据其组分构成进行调节的，结合电池实用温度及安全可靠性，本发明中将NTC热敏电阻的作用温度设定为85~100℃。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述NTC热敏电阻设置为条状结构、椭圆状结构或棍状结构。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，还包括定位槽，所述定位槽位于所述顶盖片，所述定位槽包括镂空部和镶嵌部。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述NTC热敏电阻固定于所述镂空部。镂空部起到了固定NTC热敏电阻的作用。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述镶嵌部设置有两个，所述正极极柱和所述负极极柱分别镶嵌于两个所述镶嵌部。正极极柱和负极极柱都起到了固定定位槽的作用。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，还包括铝质导流体，所述正极极柱通过所述铝质导流体与所述正极极耳连接。由于正极极耳一般都是铝质，所以在正极极柱和正极极耳之间采用铝质导流体进行导流。另外，当具有过载大电流时，铝质导流体具有可熔断的特性。由于金属导线具有比铝质导流体更高的过载电流能力，所以当短路电流通过时，铝质导流体先熔断，而金属导线后熔断。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，还包括铜质导流体，所述负极极柱通过所述铜质导流体与所述负极极耳连接。通常情况下，负极极耳都是铜质，故在负极极柱和负极极耳之间采用铝质导流体进行导流。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述正极极柱通过焊接、铆接或粘接的方式与所述顶盖片电连接。
作为本实用新型所述的动力电池的一种改进，所述负极极柱通过注塑的方式与所述顶盖片绝缘装配。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种动力电池，包括壳体、收容于壳体内的电芯以及安装于壳体上的顶盖，电芯焊接有正极极耳和负极极耳，顶盖包括正极极柱、负极极柱和顶盖片，正极极柱与顶盖片电连接，负极极柱与顶盖片绝缘装配，还包括NTC热敏电阻，正极极柱和负极极柱分别与NTC热敏电阻导通。相对于现有技术，本实用新型通过NTC热敏电阻将正极极柱和负极极柱导通，利用NTC热敏电阻随温度的变化特性，保证动力电池在发生过充时，能及时断开内部电路，避免电池内部温度过高带来的热失控等问题。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1-壳体，2-负极极耳，3-铜质导流体，4-顶盖片，5-负极极柱，6-定位槽，7-NTC热敏电阻，8-正极极柱，9-金属导线，10-铝质导流体，11-正极极耳，12-电芯，13-镂空部，14-镶嵌部。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
如图1所示，一种动力电池，包括壳体1、收容于壳体1内的电芯12以及安装于壳体1上的顶盖，电芯12焊接有正极极耳11和负极极耳2，顶盖包括正极极柱8、负极极柱5和顶盖片4，正极极柱8通过焊接、铆接或粘接的方式与顶盖片4电连接，负极极柱5通过注塑的方式与顶盖片4绝缘装配。
本实用新型还包括NTC热敏电阻7，正极极柱8和负极极柱5分别与NTC热敏电阻7导通。NTC热敏电阻7的两端均设置有金属导线9，金属导线9分别焊接于正极极柱8和负极极柱5上。NTC热敏电阻7设置为条状结构。
本实用新型还包括定位槽6，定位槽6位于顶盖片4，定位槽6包括镂空部13和镶嵌部14。NTC热敏电阻7固定于镂空部13。镶嵌部14设置有两个，正极极柱8和负极极柱5分别固定于两个镶嵌部14。
本实用新型还包括铝质导流体10和铜质导流体3，正极极柱8通过铝质导流体10与正极极耳11连接，负极极柱5通过铜质导流体3与负极极耳2连接。
本实用新型的操作过程是：在现有技术中动力电池的基础上，首先在顶盖片4上安装定位槽6，然后在正极极柱8和负极极柱5之间安装NTC热敏电阻7，最后用铝质导流体10连通正极极柱8和正极极耳11，并用铜质导流体3连通负极极柱5和负极极耳2。
完成动力电池的安装后，对其进行1C电流过充实验。多次实验发现：当电池内部温升达到95℃左右时，达到NTC热敏电阻7的作用温度点，阻值由初始的兆欧级别突降到近毫欧级别（几百毫欧），电芯12通过NTC热敏电阻7与正极极柱8和负极极柱5导通形成外短路，短路电流熔断铝质导流体10切断过充回路。也就是说，NTC热敏电阻7用于正极极柱8和负极极柱5之间，有效防止电池过充带来的热失控，提高了电池安全性。
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能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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)

1.一种动力电池，包括壳体、收容于所述壳体内的电芯以及安装于所述壳体上的顶盖，所述电芯焊接有正极极耳和负极极耳，所述顶盖包括正极极柱、负极极柱和顶盖片，所述正极极柱与所述顶盖片电连接，所述负极极柱与所述顶盖片绝缘装配，其特征在于：还包括NTC热敏电阻，所述正极极柱和所述负极极柱分别与所述NTC热敏电阻导通。
2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述NTC热敏电阻的两端均设置有金属导线，所述金属导线分别焊接于所述正极极柱和所述负极极柱上。
3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于：所述NTC热敏电阻设置为条状结构、椭圆状结构或棍状结构。
4.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：还包括定位槽，所述定位槽位于所述顶盖片，所述定位槽包括镂空部和镶嵌部。
5.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于：所述NTC热敏电阻固定于所述镂空部。
6.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于：所述镶嵌部设置有两个，所述正极极柱和所述负极极柱分别镶嵌于两个所述镶嵌部。
7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：还包括铝质导流体，所述正极极柱通过所述铝质导流体与所述正极极耳连接。
8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：还包括铜质导流体，所述负极极柱通过所述铜质导流体与所述负极极耳连接。
9.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述正极极柱通过焊接、铆接或粘接的方式与所述顶盖片电连接。
10.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于：所述负极极柱通过注塑的方式与所述顶盖片绝缘装配。
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