CN214153033U - 一种锂电池防短路热失控盖板及动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池防短路热失控盖板及动力电池，属于动力电池技术领域。所述锂电池防短路热失控盖板，包括本体、正极柱组件、负极柱组件、绝缘组件和导电塑料层，正极柱组件和负极柱组件分别设置于本体；绝缘组件设置在负极柱组件和本体之间，绝缘组件用于隔绝负极柱组件和本体；导电塑料层设置在正极柱组件和本体之间，正极柱组件和本体至少部分通过导电塑料层连接。所述动力电池包括上述锂电池防短路热失控盖板。本实用新型的锂电池防短路热失控盖板及动力电池，通过设置导电塑料层，保证了本体带正电防腐蚀，有效降低了锂电池发生内、外短路带来的热失控风险，提高了锂电池的安全性，从而提高了动力电池的使用寿命和安全性。

Description

一种锂电池防短路热失控盖板及动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种锂电池防短路热失控盖板及动力电池。

背景技术

锂电池作为一种常见的能量存储装置，已渗入到生活中的各个领域，锂电池的安全与人们的生活息息相关。目前常用的锂电池按外形及外壳材质分类通常分为圆柱电池、方形电池及软包电池。

对于方形电池，常用的外部保护壳为铝壳，由于锂离子电池内部的电解液含有锂离子，而铝壳在低电位下容易与锂离子反应形成铝锂合金，造成壳体腐蚀，影响了锂离子电池的安全使用。为防止壳体腐蚀，通常使壳体与正极导通而带正电，正常情况下，壳体与正极为等势体，从而避免了铝壳的腐蚀。现有技术中，铝壳与正极柱使用金属片连接使铝壳导通带正电。

目前锂电池一般由正极、负极、电解液、隔膜及相应结构件组成，在实际生产过程中，在各工序均可能引入异物，如构成正、负极涂层的粒径极小的活性物质可能会脱落形成粉尘异物，正、负极片的生产过程也可能会产生异物，结构件表面也可能存在加工时产生的金属异物，锂电池中存在异物。壳体与正极导通时，铝壳与正极柱间的电阻值为毫欧级别，当异物存在于负极片与铝壳之间时，极易造成负极片与铝壳内短路，产生极大电流，从而导致电池热失控。为提高锂电池的安全性，需加强异物管控以降低异物引入电芯的风险，但仍难以从根本上避免因异物造成的内短路问题。

另外，由于壳体与正极导通，负极柱与壳体间遇到导电异物搭接时，容易造成外短路，使电池存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种锂电池防短路热失控盖板，有效降低锂电池发生短路带来的热失控风险，同时防止铝壳腐蚀。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂电池防短路热失控盖板，包括：

本体、正极柱组件和负极柱组件，所述正极柱组件和所述负极柱组件分别设置于所述本体；

绝缘组件，所述绝缘组件设置在所述负极柱组件和所述本体之间，所述绝缘组件用于隔绝所述负极柱组件和所述本体；

导电塑料层，所述导电塑料层设置在所述正极柱组件和所述本体之间，所述正极柱组件和所述本体至少部分通过所述导电塑料层连接。

可选地，所述正极柱组件包括正极柱和所述正极柱的输出端沿径向凸出设置的正极端子，所述正极端子设置在所述本体的外部，所述正极柱以绝缘的方式贯穿所述本体，所述导电塑料层设置在所述正极端子和所述本体之间；

所述负极柱组件包括负极柱和所述负极柱的输出端沿径向凸出设置的负极端子，所述负极端子设置在所述本体的外部，所述负极柱以绝缘的方式贯穿所述本体，所述绝缘组件包括绝缘塑料层，所述绝缘塑料层设置在所述负极端子和所述本体之间。

可选地，所述导电塑料层为环形垫片，所述导电塑料层套设在所述正极柱上，且所述导电塑料层设置在所述本体的外端面上；

所述绝缘塑料层为环形垫片，所述绝缘塑料层套设在所述负极柱上，且所述绝缘塑料层设置在所述本体的外端面上。

可选地，所述导电塑料层的外周设置有绝缘层。

可选地，所述本体包括第一安装孔和第二安装孔，所述锂电池防短路热失控盖板还包括第一绝缘密封环，所述绝缘组件还包括第二绝缘密封环，

所述第一绝缘密封环，套设在所述正极柱上，所述第一绝缘密封环设置在所述正极柱和所述第一安装孔之间以及延伸设置在所述本体的内端面上；

所述第二绝缘密封环，套设在所述负极柱上，所述第二绝缘密封环设置在所述负极柱和所述第二安装孔之间以及延伸设置在所述本体的内端面上。

可选地，所述第一绝缘密封环与所述导电塑料层为一体结构；或所述第二绝缘密封环与所述绝缘塑料层为分体结构。

可选地，所述导电塑料层与所述正极柱组件注塑成型，所述绝缘组件与所述负极柱组件注塑成型。

可选地，所述本体包括盖板和与所述盖板连接的铝壳，所述正极柱组件和所述负极柱组件分别设置于所述盖板。

可选地，所述导电塑料层的电阻值为2Ω-70Ω。

本实用新型的另一个目的在于提供一种动力电池，提高安全性和使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池，包括上述的锂电池防短路热失控盖板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种锂电池防短路热失控盖板，导电塑料层由导电塑料制成，导电塑料具有电阻率或电阻值可调节的特点，导电塑料层连接正极柱组件和本体能使正极柱组件和本体处于半导通状态，即本体带正电的同时，正极柱组件与本体之间具有一定的电阻值；具体地，本体为铝制本体，在保证正极柱组件与本体能够导通的情况下，正极柱组件与本体之间的电势差处于铝锂合金形成的电势范围外，从而在避免了本体腐蚀；导电塑料层在保证本体带正电防腐蚀的前提下，当锂电池发生负极柱组件与本体发生短路时，导电塑料层能提供较大电阻而使短路电流控制在较小范围内，有效降低了锂电池发生内、外短路带来的热失控风险，提高了锂电池的安全性。负极柱组件和本体通过绝缘组件绝缘连接，防止负极柱组件与本体之间导电，进一步提高了锂电池的安全性。

本实用新型提供的一种动力电池，通过采用上述的锂电池防短路热失控盖板，通过提高本体的使用寿命和安全性，从而提高了动力电池的使用寿命和安全性。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施方式提供的锂电池防短路热失控盖板的结构示意图；

图2是图1是的A处放大图；

图3是本实用新型的具体实施方式提供的导电塑料层的结构示意图。

图中：

11、盖板；12、铝壳；

21、正极柱；22、正极端子；

31、负极柱；32、负极端子；

41、绝缘塑料层；42、第二绝缘密封环；

5、导电塑料层；51、绝缘层；

6、第一绝缘密封环。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种锂电池防短路热失控盖板，其包括本体、正极柱组件、负极柱组件、绝缘组件和导电塑料层5；具体地，如图1所示，正极柱组件和负极柱组件分别设置于本体，绝缘组件设置在负极柱组件和本体之间，绝缘组件用于隔绝负极柱组件和本体，导电塑料层5设置在正极柱组件和本体之间，正极柱组件和本体至少部分通过导电塑料层5连接。

导电塑料层5由导电塑料制成，导电塑料具有电阻率或电阻值可调节的特点，导电塑料层5连接正极柱组件和本体能使正极柱组件和本体处于半导通状态，即本体带正电的同时，正极柱组件与本体之间具有一定的电阻值；具体地，本体为铝制本体，在保证正极柱组件与本体能够导通的情况下，正极柱组件与本体之间的电势差处于铝锂合金形成的电势范围外，从而避免了本体腐蚀；导电塑料层5在保证本体带正电防腐蚀的前提下，当锂电池发生负极柱组件与本体发生短路时，导电塑料层5能提供较大电阻而使短路电流控制在较小范围内，有效降低了锂电池发生内、外短路带来的热失控风险，提高了锂电池的安全性。可选地，绝缘组件由绝缘塑料制成，其具有绝缘性，负极柱组件和本体通过绝缘组件绝缘连接，防止负极柱组件与本体之间导电，进一步提高了锂电池的安全性。

具体地，导电塑料由绝缘料掺混5％-90％导电料制成，其中，绝缘料为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜或氟树脂中的一种或多种，导电料为碳黑、碳粉、石墨、短切碳纤维、碳纳米管、碳纳米棒或碳纳米线。通过改变导电塑料中导电料的掺混比例或形状，调整正极柱组件与本体之间的电阻值，可选地，导电塑料层5的电阻值为2Ω-70Ω。

可选地，如图1和图2所示，正极柱组件包括正极柱21和正极柱21的输出端沿径向凸出设置的正极端子22，正极端子22设置在本体的外部，正极柱21以绝缘的方式贯穿本体，导电塑料层5设置在正极端子22和本体之间，通过正极端子22和本体实现导通。进一步可选地，导电塑料层5为环形垫片，导电塑料层5套设在正极柱21上，且导电塑料层5设置在本体的外端面上，环形垫片的结构简单，便于加工和组装，环形垫片的两个端面分别与正极端子22的端面和本体的外部端面连接，连接可靠，提高了正极端子22和本体之间的导通可靠性。

同理，可选地，负极柱组件包括负极柱31和负极柱31的输出端沿径向凸出设置的负极端子32，负极端子32设置在本体的外部，负极柱31以绝缘的方式贯穿本体，绝缘组件包括绝缘塑料层41，绝缘塑料层41设置在负极端子32和本体之间，由于负极端子32和负极柱31连接，为防止负极端子32与本体导电，通过绝缘塑料层41隔绝负极端子32和本体，提高了负极柱组件与本体之间的绝缘性。同理，进一步可选地，绝缘塑料层41为环形垫片，绝缘塑料层41套设在负极柱31上，且绝缘塑料层41设置在本体的外端面上，环形垫片的结构简单，便于加工和组装，环形垫片的两个端面分别与负极端子32的端面和本体的外部端面连接，连接可靠，提高了负极端子32和本体之间的隔绝可靠性。为进一步提高隔绝可靠性，可选地，绝缘塑料层41的横截面积大于负极端子32的横截面积，以完全隔绝负极端子32和本体，优选地，绝缘塑料层41能包覆在负极端子32的四周。

可选地，如图3所示，导电塑料层5的外周设置有绝缘层51，绝缘层51可以是绝缘塑料或橡胶，用于绝缘防护导电塑料层5的结构，防止外部导电杂质置于正极端子22和本体之间增加了正极端子22和本体之间的导电性，影响了导电塑料层5对正极柱组件和本体之间的导通或隔绝使用效果。

可选地，本体包括第一安装孔，锂电池防短路热失控盖板还包括第一绝缘密封环6，第一绝缘密封环6套设在正极柱21上，第一绝缘密封环6设置在正极柱21和第一安装孔之间以及延伸设置在本体的内端面上，使本体与正极柱21绝缘设置，提高了锂电池的安全性。同理，可选地，本体包括第二安装孔，绝缘组件还包括第二绝缘密封环42，第二绝缘密封环42套设在负极柱31上，第二绝缘密封环42设置在负极柱31和第二安装孔之间以及延伸设置在本体的内端面上，使本体与负极柱31绝缘设置，提高了锂电池的安全性。

可选地，第一绝缘密封环6与导电塑料层5为一体结构，减少组装工序；可选地，第二绝缘密封环42与绝缘塑料层41也可以为分体结构，便于组装。

可选地，导电塑料层5与正极柱组件注塑成型，提高导电塑料层5与正极组件的连接稳定性和连接可靠性，具体地，导电塑料层5可以与正极端子22注塑成型，或者，导电塑料层5与正极柱21注塑成型，如果正极端子22和正极柱21为一体结构时，导电塑料层5也可以同时与正极端子22和正极柱21注塑成型；可选地，绝缘组件与负极柱组件注塑成型，提高绝缘组件与负极柱组件连接稳定性和连接可靠性，具体地，绝缘组件可以与负极端子32注塑成型，绝缘组件可以与负极柱31注塑成型，负极端子32和负极柱31为一体结构时，绝缘组件也可以同时与负极端子32和负极柱31一体成型。

可选地，本体包括盖板11和与盖板11连接的铝壳12，正极柱组件和负极柱组件分别设置于盖板11，盖板11与铝壳12通过分体式设置，便于加工成型，以及便于铝壳12内部的电芯以及盖板11上的正极柱组件和负极柱组件等结构的组装。

本实施例提供了一种动力电池，其包括上述的锂电池防短路热失控盖板，通过提高本体的使用寿命和安全性，从而提高了动力电池的使用寿命和安全性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，包括：

本体、正极柱组件和负极柱组件，所述正极柱组件和所述负极柱组件分别设置于所述本体；

绝缘组件，所述绝缘组件设置在所述负极柱组件和所述本体之间，所述绝缘组件用于隔绝所述负极柱组件和所述本体；

导电塑料层(5)，所述导电塑料层(5)设置在所述正极柱组件和所述本体之间，所述正极柱组件和所述本体至少部分通过所述导电塑料层(5)连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，

所述正极柱组件包括正极柱(21)和所述正极柱(21)的输出端沿径向凸出设置的正极端子(22)，所述正极端子(22)设置在所述本体的外部，所述正极柱(21)以绝缘的方式贯穿所述本体，所述导电塑料层(5)设置在所述正极端子(22)和所述本体之间；

所述负极柱组件包括负极柱(31)和所述负极柱(31)的输出端沿径向凸出设置的负极端子(32)，所述负极端子(32)设置在所述本体的外部，所述负极柱(31)以绝缘的方式贯穿所述本体，所述绝缘组件包括绝缘塑料层(41)，所述绝缘塑料层(41)设置在所述负极端子(32)和所述本体之间。

3.根据权利要求2所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，

所述导电塑料层(5)为环形垫片，所述导电塑料层(5)套设在所述正极柱(21)上，且所述导电塑料层(5)设置在所述本体的外端面上；

所述绝缘塑料层(41)为环形垫片，所述绝缘塑料层(41)套设在所述负极柱(31)上，且所述绝缘塑料层(41)设置在所述本体的外端面上。

4.根据权利要求3所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述导电塑料层(5)的外周设置有绝缘层(51)。

5.根据权利要求2所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述本体包括第一安装孔和第二安装孔，所述锂电池防短路热失控盖板还包括第一绝缘密封环(6)，所述绝缘组件还包括第二绝缘密封环(42)，

所述第一绝缘密封环(6)，套设在所述正极柱(21)上，所述第一绝缘密封环(6)设置在所述正极柱(21)和所述第一安装孔之间以及延伸设置在所述本体的内端面上；

所述第二绝缘密封环(42)，套设在所述负极柱(31)上，所述第二绝缘密封环(42)设置在所述负极柱(31)和所述第二安装孔之间以及延伸设置在所述本体的内端面上。

6.根据权利要求5所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述第一绝缘密封环(6)与所述导电塑料层(5)为一体结构；或所述第二绝缘密封环(42)与所述绝缘塑料层(41)为分体结构。

7.根据权利要求1所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述导电塑料层(5)与所述正极柱组件注塑成型，所述绝缘组件与所述负极柱组件注塑成型。

8.根据权利要求1-7任一项所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述本体包括盖板(11)和与所述盖板(11)连接的铝壳(12)，所述正极柱组件和所述负极柱组件分别设置于所述盖板(11)。

9.根据权利要求1-7任一项所述的锂电池防短路热失控盖板，其特征在于，所述导电塑料层(5)的电阻值为2Ω-70Ω。

10.一种动力电池，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的锂电池防短路热失控盖板。

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