CN208923210U - 电池过充保护结构及电池盖 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池过充保护结构，用于设置在电池的顶盖上，具有一可在所述顶盖上翻转的翻转机构、弹性部件以及绝缘部件，所述翻转机构固定安装在所述顶盖上，所述翻转机构上端安装弹性部件，所述绝缘部件套设在所述弹性部件上，当所述电池过充时，电芯内产生的气压促使所述翻转机构翻转，所述弹性部件压缩，所述翻转机构与所述顶盖抵接，使得所述电芯外短路，停止充电。本实用新型能使过充保护可恢复重复使用，避免电芯在过充情况下直接报废，降低使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及电池过充保护结构及电池盖。
背景技术
动力电池由于具有高能量、高容量及高功率，已被广泛应用于电动汽车和储能电站。对于动力电池而言，由于其具有高能量和高活性，因此在过充时往往会发生着火爆炸，对此动力电池还应当具有良好的安全性能和较长的循环寿命等，才能达到使用标准和满足人们的需求。
目前，动力电池通常包括壳体、盖板以及电芯等，其中，电芯至于壳体的内部，壳体的上端具有开口，盖板则封闭在壳体的上端的开口，再通过形成在盖板上的电极端子，则可以将动力电池与外部的电子元件电性连接，以实现供电。当前三元高镍体系电芯均需设置过充保护结构，其原理是利用电芯内部产气促使翻转片翻转并接触负极铆接块，令电芯外短路，电芯放电，在回路中设置熔断保险丝(一般称为fuse)，fuse被大电流熔断，该方式要求翻转片和保险丝过流能力匹配且要求翻转片稳定性高，一旦作用电芯即报废。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种电池过充保护结构及电池盖，解决了电芯在过程情况下直接报废，使用成本较高的缺陷。
技术方案：本实用新型所述的一种电池过充保护结构，用于设置在电池的顶盖上，具有一可在所述顶盖上翻转的翻转机构、弹性部件以及绝缘部件，所述翻转机构固定安装在所述顶盖上，所述翻转机构上安装弹性部件，所述绝缘部件套设在所述弹性部件上，当所述电池过充时，电芯内产生的气压促使所述翻转机构翻转，所述弹性部件压缩，所述翻转机构与所述顶盖抵接，使得所述电芯外短路，停止充电。
作为可选，所述翻转机构包括固定部和翻转片，所述固定部安装在所述顶盖上，所述翻转片在电芯内气压差超过一定值时会向外翻转顶出。
作为可选，所述绝缘部件是材质PP为绝缘套。
作为可选，所述弹性部件为弹簧。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池盖，包括顶盖，所述顶盖包括顶盖片、第一极柱单元，所述顶盖上还设有上述任一项所述的电池过充保护结构，当电池正常充电时，所述电池过充保护结构的翻转机构在开合状态，所述翻转机构与所述第一极柱单元断开；当电池在过充时，所述电池过充保护结构的翻转机构受力翻转，所述弹性部件压缩，所述翻转机构与所述第一极柱单元抵接，使得所述电池外短路，停止充电。
作为可选，所述第一极柱单元包括第一绝缘部、第一铆接块，所述第一绝缘部安装在所述顶盖片的外表面，所述第一铆接块设置在所述第一绝缘部上，所述第一绝缘部对应于所述电池过充保护结构开设有贯穿的连接孔，所述翻转机构安装在所述连接孔上，所述弹性部件固定在所述翻转机构上。
作为可选，所述第一铆接块背面开设可放入所述绝缘部件和弹性部件的收容孔，所述收容孔的深度小于所述弹性部件在无压力时的高度；当所述翻转机构处于非翻转状态时，所述翻转机构与所述第一铆接块间距设置；当所述翻转机构处于翻转状态，所述翻转机构与所述第一铆接块接触。
作为可选，所述第一极柱单元还包括密封圈，所述密封圈套在所述翻转机构底部和所述连接孔之间的连接间隙中。
作为可选，所述电池盖还包括密封设置在顶盖上的第二极柱单元，所述第二极柱单元包括第二铆接块、电阻片、第二绝缘部；电阻片设置在所述第二铆接块和所述第二绝缘部之间，均固定在所述顶盖片上。
有益效果：本实用新型提供电池过程保护结构以及具有其的电池盖，由于电池过充保护结构翻转阀上设置弹簧和绝缘套，取消回路中熔断保险丝；电芯在过充情况下，电芯内部产气促使翻转片受力，弹簧压缩，翻转片上移并接触铆接块，令电芯外短路，外电源无法继续给电芯充电，外电源切断后电芯温度逐渐降低，电芯内部气压减小，翻转片受力减小，弹簧将翻转片复位，使过充保护可恢复重复使用，避免电芯在过充情况下直接报废，降低使用成本。
附图说明
图1为本实用新型所述的电芯结构爆炸图；
图2为本实用新型所述的电池盖俯视图；
图3为本实用新型所述的电芯结构爆炸图；
图4是本实用新型所述的翻转机构结构示意图；
图5为本实用新型所述的电芯结构正视图；
图6是图4所示电芯正常充电时顶盖A区域的放大图；
图7是图4所示电芯过充时顶盖A区域的放大图。
图中包括：顶盖10，翻转机构101，固定部1011，翻转片1012，弹性部件102，绝缘部件103，顶盖片104，第二连接孔1041，PIN1042，密封胶钉1043，防爆阀保护片1044，第一通孔1045，第二通孔1046，第一极柱单元105，第一绝缘部1051，第一连接孔10511，第一铆接块1052，收容孔10521，第一极柱1053，密封圈1054，第一极耳 1055，第一极柱密封圈1056，绝缘板106，第三连接孔1061、第三通孔1062，第四通孔1063，第二极柱单元107，第二铆接块1071，电阻片1072，第二绝缘部1073，第二极柱1074，第二极耳1075，第二极柱密封圈1076，电芯20，铝壳30，下垫片40，极耳保护罩50，外垫片60。
具体实施方式
如图1和图2所示，电池一般包括顶盖10，顶盖10上设有外垫片60，顶盖10 两侧安装极耳保护罩50，电芯20通过下垫片40放置在铝壳30中，铝壳30安装在两极耳之间，顶盖上有密封设置的第一极柱单元105和第二极柱单元107，还有第一极柱单元105和第二极柱单元107共同使用的绝缘板106，以及密封盖合在绝缘板106 上的顶盖片104，其中，顶盖片104为长条状，顶盖上还设有上述电池过充保护结构。
如图3、图4和图5所示，顶盖片104的一端设置有贯穿顶盖片的第二连接孔1041 和第一通孔1045，顶盖片的另一端设置有贯穿顶盖片的第二通孔1046，绝缘板的对应于第二连接孔1041、第一通孔1045和第二通孔1046，分别设置有贯穿的第三连接孔1061、第三通孔1062和第四通孔1063，第三通孔和第四通孔下方分别插设有第一极柱密封圈1056和第二极柱密封圈1076。
第一极柱单元105包括第一绝缘部1051、第一铆接块1052和第一极柱1053，第一绝缘部1051安装在顶盖片104的外表面，第一铆接块1052卡扣在第一绝缘部1051 上，电池过充保护结构固定第一铆接块1052和第一绝缘部1051之间，第一铆接块背面开设可放入绝缘套和弹簧的收容孔10521，收容孔10521的深度小于弹簧在无压力时的高度；并且绝缘套和弹簧的下表面的面积，均小于翻转机构101对应的翻转片1012 的表面面积，当翻转机构101处于非翻转状态时，翻转机构101与第一铆接块1052 间距设置；当翻转机构101处于翻转状态，翻转机构101与第一铆接块接触。
第一绝缘部对应于电池过充保护结构开设有贯穿的第一连接孔10511，翻转机构
101安装在第一连接孔10511上，翻转机构底部和连接孔之间的连接间隙中设有密封圈1054，密封圈1054确保第一铆接块1052和顶盖片104保持密封。第一极柱1053 自绝缘板106上背离顶盖片104的一侧通过第三通孔1062穿过绝缘板，通过第一通过1045穿过顶盖片104，最终与第二铆接块1071电性连接。
第二极柱单元107包括电阻片1072，电阻片1072设置在第二铆接块1071和第二绝缘部1073之间，第二极柱1074自绝缘板106上背离顶盖片104的一侧通过第四通孔1063穿过绝缘板，通过第二通过穿过顶盖片，最终与第二铆接块1071电性连接。
电池过充保护机构具有可在顶盖10上翻转的翻转机构101，安装在翻转机构上端的弹性部件102，弹性部件102优选为弹簧，套住弹性部件102的绝缘部件103，优选PP材质的绝缘套，如图5和6所示，当电池正常充电时，电池过充保护结构的翻转机构101在开合状态，翻转机构101与第一极柱单元105断开；当电池在过充时，电池过充保护结构的翻转机构101受力翻转，弹性部件102压缩，翻转机构101与第一极柱单元105抵接，使得所述电池外短路，停止充电。充电电源被切断后，电芯温度逐渐降低，翻转机构101受力减小，弹性部件102将翻转机构101复位，避免电芯在过充情况下直接报废，降低使用成本。
翻转机构101对应第一绝缘部的第一连接孔10511、第二连接孔1041和第三连接孔1061，优选可选择翻转阀，其包括固定部1011和翻转片1012，固定部1011安装在顶盖10上，翻转片102在电芯内的气压超过一定值时会向外翻转顶出，弹簧设于翻转片102上，弹簧上还设置与第一铆接块接触的绝缘套，该绝缘套可以保证在弹簧压缩时不与第一铆接块1052接触，避免发生电性连接。
为了方便理解，基于电池盖的结构，电芯短路的原理可描述为：为电芯充电过程中，导线一端与翻转机构101连接，并依次连接电芯的第二极柱单元107中的电阻片1072、第二极柱1074以及电芯20的第一极柱单元105中的第一极柱1053，另一端与第一铆接块1052连接，电芯20中存在电芯内阻；
当电芯正常充电时，翻转机构101在开合状态，翻转机构101与第一极柱单元105有间距；当电池在过充时，翻转机构101受力翻转，弹性部件压缩，翻转机构101与第一铆接块1052接触，导致正负极直接连接，使得电池外短路，停止充电；充电电源被切断后，电芯温度逐渐降低，翻转机构101受力减小，弹簧将翻转机构101复位。
Claims (9)
1.一种电池过充保护结构，用于设置在电池的顶盖(10)上，其特征在于，具有一可在所述顶盖(10)上翻转的翻转机构(101)、弹性部件(102)以及绝缘部件(103)，所述翻转机构(101)固定安装在所述顶盖(10)上，所述翻转机构(101)上端安装弹性部件(102)，所述绝缘部件(103)套设在所述弹性部件(102)上，当所述电池过充时，电芯(20)内产生的气压促使所述翻转机构(101)翻转，所述弹性部件(102)压缩，所述翻转机构(101)与所述顶盖(10)抵接，使得所述电芯外短路，停止充电。
2.根据权利要求1所述的电池过充保护结构，其特征在于，所述翻转机构(101)包括固定部(1011)和翻转片(1012)，所述固定部(1011)安装在所述顶盖(10)上，所述弹性部件(102)固定在所述翻转片(1012)上，翻转片(1012)在电芯内气压超过一定值时会向外翻转顶出。
3.根据权利要求1所述的电池过充保护结构，其特征在于，所述绝缘部件(103)是材质PP为绝缘套。
4.根据权利要求1所述的电池过充保护结构，其特征在于，所述弹性部件(102)为弹簧。
5.一种电池盖，包括顶盖(10)，所述顶盖(10)包括绝缘板(106)、第一极柱单元(105)和密封盖合在所述绝缘板(106)上的顶盖片(104)，其特征在于，所述顶盖(10)上还设有权利要求1-4中任一项所述的电池过充保护结构，当电池正常充电时，所述电池过充保护结构的翻转机构(101)在开合状态，所述翻转机构(101)与所述第一极柱单元(105)断开；当电池在过充时，所述电池过充保护结构的翻转机构(101)受力翻转，所述弹性部件(102)压缩，翻转机构(101)与所述第一极柱单元(105)抵接，使得所述电池外短路，停止充电。
6.根据权利要求5所述的电池盖，其特征在于，所述第一极柱单元(105)包括第一绝缘部(1051)、第一铆接块(1052)和第一极柱(1053)，所述第一绝缘部(1051)安装在所述顶盖片(104)的外表面，所述第一铆接块(1052)卡扣在所述第一绝缘部(1051)上，所述电池过充保护结构置于所述第一铆接块(1052)和第一绝缘部(1051)之间，所述第一极柱(1053)自所述绝缘板(106)上背离所述顶盖片(104)的一侧穿过所述顶盖(10)和所述第一绝缘部(1051)，并与所述第一铆接块(1052)电性连接所述第一绝缘部(1051)对应于所述电池过充保护结构开设有贯穿的连接孔(10511)，所述翻转机构(101)安装在所述连接孔(10511)上，所述弹性部件(102)固定在所述翻转机构(101)上。
7.根据权利要求6所述的电池盖，其特征在于，所述第一铆接块(1052)背面开设可放入所述绝缘部件(103)和弹性部件(102)的收容孔(10521)，所述收容孔(10521)的深度小于所述弹性部件(102)在无压力时的高度；当所述翻转机构(101)处于非翻转状态时，所述翻转机构(101)与所述第一铆接块(1052)间距设置；当所述翻转机构(101)处于翻转状态，所述翻转机构与所述第一铆接块(1052)接触。
8.根据权利要求6所述的电池盖，其特征在于，所述第一极柱单元(105)还包括密封圈(1054)，所述密封圈(1054)套在所述翻转机构(101)底部和所述连接孔(10511)之间的连接间隙中。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的电池盖，其特征在于，还包括密封设置在顶盖上的第二极柱单元(107)，所述第二极柱单元(107)包括第二铆接块(1071)、电阻片(1072)、第二绝缘部(1073)和第二极柱(1074)；电阻片(1072)设置在所述第二铆接块(1071)和所述第二绝缘部之间(1073)，所述第二极柱单元(107)自所述绝缘板(106)上背离所述顶盖片(104)的一侧穿过所述顶盖(10)，并与所述第二铆接块(1071)电性连接。
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| CN201821431370.0U CN208923210U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 电池过充保护结构及电池盖 |
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