CN210576195U - 一种改善电池过充性能的保护元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种改善电池过充性能的保护元件，包括第一发热体、第二发热体及保护部件，第一发热体的一端和第二发热体的一端均与保护部件连接，第一发热体的另一端用于与正极片电连接，第二发热体的另一端用于与正极耳电连接，保护部件用于控制正极片和正极耳的导通及断开。本实用新型的保护元件尺寸小、发热效率高、安全性强，有效地减小了电池的电芯本体和保护元件之间的温度差异，促使了保护元件提前达到动作温度而断开电路，从而显著地改善了电池的过充性能，保障了电芯的正常使用，提高了电池过充测试的安全性。

Description

一种改善电池过充性能的保护元件

技术领域

本实用新型属于电池的技术领域，具体涉及一种改善电池过充性能的保护元件。

背景技术

电池包括干电池、铅蓄电池和锂离子电池。其中，随着移动计算技术和无线通讯技术的发展，手持移动终端设备在移动数据采集、传输、处理及个人信息服务等领域得到越来越多的应用。而锂离子电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、电压平台高和自放电率低等优点，近年来已经成为电子消费产品的首选电池。

目前，占市场上主流的是圆柱形的18650锂离子电池，但是，由于其能量密度低、安全性差、电芯较厚和尺寸单一，商家越来越倾向于聚合物软包电池。聚合物软包电池的安全性，需要满足日本PSE认证里1C-10V的过充要求。

而在1C-10V过充性能测试中，申请人发现：1）电芯本体温度达到90°C以上时起火风险大；2）锂离子电池的铝塑膜为塑料属性，不导热，使得电芯本体温度与外界温度存在差异，难以使锂离子电池通过1C-10V的过充性能测试。

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，提供一种改善电池过充性能的保护元件，该保护元件尺寸小、发热效率高、安全性强，有效地减小了电池的电芯本体和保护元件之间的温度差异，促使了保护元件提前达到动作温度而断开电路，从而显著地改善了电池的过充性能，保障了电芯的正常使用，提高了电池过充测试的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种改善电池过充性能的保护元件，包括第一发热体、第二发热体及保护部件，所述第一发热体的一端和所述第二发热体的一端均与所述保护部件连接，所述第一发热体的另一端用于与正极片电连接，所述第二发热体的另一端用于与正极耳电连接，所述保护部件用于控制所述正极片和所述正极耳的导通及断开。

进一步地，所述第一发热体的另一端也可以用于与负极片电连接，所述第二发热体的另一端用于与负极耳电连接，所述保护部件用于控制所述负极片和所述负极耳的导通及断开。

进一步地，所述保护元件的长度为K，所述保护元件的长度K由第一发热体、保护部件及第二发热体连接后的水平方向总长度所组成，27mm≤K≤34mm。

进一步地，所述保护部件的内部包括导电部、绝缘部、滑动导电体和感温体，所述第一发热体和所述第二发热体均与所述导电部连接，所述绝缘部连接于所述导电部，所述滑动导电体与所述导电部及所述绝缘部滑动连接，所述感温体设置于所述导电部及所述滑动导电体之间。

进一步地，所述保护部件的内部还包括弹簧，所述弹簧的一端固定于所述绝缘部，所述弹簧的另一端连接所述滑动导电体。

进一步地，所述第一发热体、所述导电部、所述滑动导电体及所述第二发热体串联的总电阻为2~15mΩ。

进一步地，所述保护部件的动作温度为70~75°C，所述保护部件的动作温度为控制正极片和正极耳的断开所达到的温度。

进一步地，所述第一发热体和所述第二发热体均为片状结构。

进一步地，所述第一发热体的长度为L₁、宽度为D₁、厚度为H₁，所述第二发热体的长度为L₂、宽度为D₂、厚度为H₂，分别满足关系式：L₁<L₂，D₁=D₂，H₁=H₂。

进一步地，所述第一发热体的长度L₁为9~9.5mm，宽度D₁为2.3~2.9mm，厚度H₁为0.06~0.12mm。

进一步地，所述第一发热体和所述第二发热体的材料为镍片或铜片。

本实用新型的有益效果在于：1）本实用新型包括第一发热体、第二发热体及保护部件，所述第一发热体的一端和所述第二发热体的一端均与所述保护部件连接，所述第一发热体的另一端用于与正极片电连接，所述第二发热体的另一端用于与正极耳电连接，所述保护部件用于控制所述正极片和所述正极耳的导通及断开，保护部件的动作温度为70~75°C，避免了电芯本体温度达到90°C以上时产生起火的风险；2）本实用新型的保护元件尺寸小、发热效率高、安全性强，有效地减小了电池的电芯本体和保护元件之间的温度差异，促使了保护元件提前达到动作温度而断开电路，从而显著地改善了电池的过充性能，保障了电芯的正常使用，提高了电池过充测试的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构图。

图2为本实用新型中实施例1的保护部件的结构图。

其中：1-第一发热体；2-第二发热体；3-保护部件；31-导电部；32-绝缘部；33-滑动导电体；34-感温体；35-弹簧；4-正极片；5-正极耳。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种改善电池过充性能的保护元件，包括第一发热体1、第二发热体2及保护部件3，第一发热体1的一端和第二发热体2的一端均焊接于保护部件3，各机构的焊接拉力均大于2.5kgf，第一发热体1的另一端用于与正极片4电连接，第二发热体2的另一端用于与正极耳5电连接，保护部件3用于控制正极片4和正极耳5的导通及断开。

优选地，保护元件的长度为K₁，K₁=28mm，保护元件的长度K₁由第一发热体1、保护部件3及第二发热体2焊接后的水平方向总长度所组成，正极耳5的宽度为Q₁，6mm≤Q₁≤6.5mm，正极耳5与第二发热体2连接，第一发热体1、保护部件3、第二发热体2及正极耳5连接后的水平方向总长度为Q₁K₁，Q₁K₁=33mm。

优选地，如图2所示，保护部件3的内部包括导电部31、绝缘部32、滑动导电体33和感温体34，第一发热体1和第二发热体2均与导电部31连接，绝缘部32连接于导电部31，滑动导电体33与导电部31及绝缘部32滑动连接，感温体34设置于导电部31及滑动导电体33之间。

优选地，保护部件3的内部还包括弹簧35，弹簧35的一端固定于绝缘部32，弹簧35的另一端连接滑动导电体33，通过弹簧35的拉伸和压缩能够使保护部件3可恢复性地控制正极片4和正极耳5的电流导通及断开。

感温体34为若干个有机高分子颗粒，这些有机高分子颗粒能够受热膨胀，有机高分子颗粒的材料主要为N-异丙基丙烯酰胺，其温度变化区间为60~80°C，在过充测试前，弹簧35拉伸使滑动导电体33将感温体34压于导电部31和滑动导电体33所形成的空间，正极片4和正极耳5导通；在过充测试时，感温体34受热膨胀，当感温体34达到70~75°C，即达到保护部件3的动作温度，感温体34推动滑动导电体33从导电部31滑向绝缘部32，正极片4和正极耳5的电流断开，弹簧35受力收缩。

优选地，第一发热体1和第二发热体2的材料均为镍片，第一发热体的长度L₁为9.2mm，宽度D₁为2.5mm，厚度H₁为0.08mm，第二发热体的长度L₂为15mm，宽度D₂为2.5mm，厚度H₂为0.08mm，第一发热体1、导电部31、滑动导电体33及第二发热体2串联的总电阻为8mΩ。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例的保护元件的长度为K₂，K₂=28.5mm，保护元件的长度K₂由第一发热体1、保护部件3及第二发热体2焊接后的水平方向总长度所组成，正极耳5的宽度为Q₂，6mm≤Q₂≤6.5mm，正极耳5与第二发热体2连接，第一发热体1、保护部件3、第二发热体2及正极耳5连接后的水平方向总长度为Q₂K₂，Q₂K₂=33.5mm，第一发热体1和第二发热体2的材料均为镍片，第一发热体的长度L₁’为9.3mm，宽度D₁’为2.6mm，厚度H₁’为0.08mm，第二发热体的长度L₂’为15.5mm，宽度D₂’为2.6mm，厚度H₂’为0.08mm，第一发热体1、保护部件3的导电部31、滑动导电体33及第二发热体2串联的总电阻为10mΩ。

其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

与实施例2不同的是，本实施例的保护部件3为温度保护组件，其型号为OT77C。

其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例1~3的结构提高了保护部件3或OT77C温度保护组件达到动作温度的效率，缩短了保护元件的动作时间，不仅避免了电芯起火的风险，还提高了保护部件3或OT77C温度保护组件的发热效率，降低了电芯本体温度与外界温度的差异，使得锂离子电池的过充通过率为10Pass/10，有效地通过了1C-10V的过充性能测试。

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)

1.一种改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：包括第一发热体(1)、第二发热体(2)及保护部件(3)，所述第一发热体(1)的一端和所述第二发热体(2)的一端均与所述保护部件(3)连接，所述第一发热体(1)的另一端用于与正极片(4)电连接，所述第二发热体(2)的另一端用于与正极耳(5)电连接，所述保护部件(3)用于控制所述正极片(4)和所述正极耳(5)的导通及断开。

2.如权利要求1所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述保护元件的长度为K，27mm≤K≤34mm。

3.如权利要求1所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述保护部件(3)的内部包括导电部(31)、绝缘部(32)、滑动导电体(33)和感温体(34)，所述第一发热体(1)和所述第二发热体(2)均与所述导电部(31)连接，所述绝缘部(32)连接于所述导电部(31)，所述滑动导电体(33)与所述导电部(31)及所述绝缘部(32)滑动连接，所述感温体(34)设置于所述导电部(31)及所述滑动导电体(33)之间。

4.如权利要求3所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述保护部件(3)的内部还包括弹簧(35)，所述弹簧(35)的一端固定于所述绝缘部(32)，所述弹簧(35)的另一端连接所述滑动导电体(33)。

5.如权利要求3所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述第一发热体(1)、所述导电部(31)、所述滑动导电体(33)及所述第二发热体(2)串联的总电阻为2~15mΩ。

6.如权利要求1或3所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述保护部件(3)的动作温度为70~75°C。

7.如权利要求5所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述第一发热体(1)和所述第二发热体(2)均为片状结构。

8.如权利要求7所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述第一发热体(1)的长度为L₁，宽度为D₁，厚度为H₁，所述第二发热体(2)的长度为L₂，宽度为D₂，厚度为H₂，分别满足关系式：L₁<L₂，D₁=D₂，H₁=H₂。

9.如权利要求8所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述第一发热体(1)的长度L₁为9~9.5mm，宽度D₁为2.3~2.9mm，厚度H₁为0.06~0.12mm。

10.如权利要求8所述的改善电池过充性能的保护元件，其特征在于：所述第一发热体(1)和所述第二发热体(2)的材料均为镍片或铜片。

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