CN216054936U - 一种电池盖板组件及锂二次电池、电池包 - Google Patents

Abstract

一种电池盖板组件，包括盖板本体，盖板本体包括相对的第一表面和第二表面，所述盖板本体设有贯穿第一表面和第二表面的第一通孔，绝缘隔板临近第二表面设置，绝缘隔板设有与第一通孔对应的第二通孔，引出片位于述绝缘隔板远离第二表面的一侧，极柱端子与盖板本体绝缘连接，极柱端子与引出片电连接，断路装置包括主体部和与主体部电连接的连接部，盖板本体和引出片通过连接部电连接，断路装置在主体部的温度或通过主体部的电流中的任一者大于预定值时断开盖板本体和引出片间的电连接。该电池盖板组件能够在电池壳体导致的电池短路发生时，及时切断电池壳体与电池正负极间的电连接，降低电池发生热失控的风险。

Description

一种电池盖板组件及锂二次电池、电池包

技术领域

本申请涉及锂二次电池领域，尤其涉及一种电池盖板组件及锂二次电池、电池包。

背景技术

随着新能源汽车的发展，作为新能源汽车的核心组成部件之一的锂二次电池，其安全性能、循环寿命等将直接影响着新能源汽车的安全性、使用寿命等。现有的用于新能源汽车中的锂二次电池的壳体通常采用铝壳，铝壳密度小有助于提高锂二次电池的能量密度，进而有助于提高汽车的续航里程。然而，由于铝的对锂电位高于石墨的对锂电位，石墨又是目前常用的锂二次电池负极材料，因而当锂二次电池使用中出现铝壳与负极接触的情况时，就会产生铝先于石墨发生嵌锂反应，造成铝壳腐蚀的现象。为了应对铝壳腐蚀情况的发生，就需要保持铝壳的电位在其嵌锂电位之上，通常采用的是将铝壳与电池正极电连接，使得铝壳带上与正极一样的电，从而可避免铝壳腐蚀。

然而对于铝壳带正电的锂二次电池，虽然有效防止了铝壳腐蚀，但是更容易发生电池短路，带来电池热失控的问题。比如，当电池遇到碰撞、冲击等情况时，容易导致负极与铝壳接触，而由于铝壳带正电，即相当于发生了电池正负极短接，使得电池温度升高，易引发热失控；此外，当这种铝壳带电的锂二次电池用于组装电池模组或者电池包时，如果发生铝壳外绝缘膜的破损，使得多个单体电池的铝壳接触，由于铝壳均带正电，从而造成多个单体电池均发生短路，极易引发热失控。

因而，对于铝壳带正电的锂二次电池，其易导致短路的安全问题不可忽视。

发明内容

为解决现有技术中铝壳带正电的锂二次电池易发生短路使得电池存在安全隐患的技术问题，本申请提供了一种电池盖板组件及锂二次电池、电池包，该电池盖板组件能够在电池壳体导致的电池短路发生时，及时切断电池壳体与电池正负极间的电连接，降低电池发生热失控的风险。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种电池盖板组件，包括盖板本体，所述盖板本体包括相对的第一表面和第二表面，所述盖板本体设有第一通孔，所述第一通孔贯穿所述第一表面和所述第二表面；绝缘隔板，所述绝缘隔板临近所述第二表面设置，所述绝缘隔板设有与所述第一通孔对应的第二通孔；引出片，位于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧；极柱端子，所述极柱端子与所述盖板本体绝缘连接，所述极柱端子从所述第一表面穿过所述第一通孔和所述第二通孔与所述引出片电连接，其特征在于，还包括断路装置，所述断路装置包括主体部和与所述主体部电连接的连接部，所述主体部固定于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧，所述盖板本体和所述引出片通过所述连接部电连接，所述断路装置在所述主体部的温度或通过所述主体部的电流中的任一者大于预定值时断开所述盖板本体和所述引出片间的电连接。

在本申请一实施例中，所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧设置第一卡扣，所述主体部通过所述第一卡扣固定在所述绝缘隔板上。

在本申请一实施例中，还包括保护盖，所述保护盖位于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧，所述保护盖与所述绝缘隔板连接以容纳所述断路装置。

在本申请一实施例中，所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧设有第二卡扣，所述保护盖设有与所述第二卡扣配合的卡扣孔，所述绝缘隔板通过所述第二卡扣和卡扣孔的配合以连接所述保护盖。

在本申请一实施例中，所述主体部包括熔断丝和包覆在熔断丝表面的陶瓷壳体，所述连接部与所述熔断丝电连接，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述绝缘隔板设有引出口，所述第一连接部穿过所述引出口与所述盖板本体连接，所述第二连接部与所述引出片连接。

在本申请一实施例中，所述陶瓷壳体内部设有空腔，所述空腔中填充有石英砂。

在本申请一实施例中，所述断路装置为记忆金属片，所述记忆金属片具有预定的记忆形态，所述记忆金属片适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与所述盖板本体和所述引出片连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与所述盖板本体连接且与所述引出片断开；或者，所述记忆金属片适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与所述盖板本体和所述引出片连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与所述引出片连接且与所述盖板本体断开。

在本申请一实施例中，所述引出片设有与所述极柱端子底部匹配的第三通孔，所述极柱端子穿过所述第二通孔后插入所述第三通孔中与所述引出片连接。

第二方面，本申请提供了一种锂二次电池，包括电芯、电池壳体和上所述的电池盖板组件，所述电池盖板组件将所述电芯封装在所述电池壳体中，所述盖板本体与所述电池壳体焊接，所述电芯设有正极，所述正极与所述引出片电连接。

第三方面，本申请提供了一种电池包，包括上所述锂二次电池。

本申请所提供的电池盖板组件中设有断路装置，通过断路装置可电连接盖板本体和引出片，从而可使得电池盖板带电，即电池壳体带电，进而可防止电池壳体的腐蚀；此外，断路装置在主体部的温度或者通过主体部的电流中的任一者大于预设值时可断开盖板本体和引出片间的电连接，使得壳体不再带电，从而又可避免壳体导致的电池短路带来的热失控的风险，提高了壳体带电的电池的使用安全性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1为本申请一实施例中锂二次电池的爆炸图；

图2为本申请一实施例中电池盖板组件的示意图；

图3为本申请一实施例中电池盖板组件的爆炸图；

图4为本申请一实施例中绝缘隔板的示意图；

图5为本申请一实施例中断路装置的示意图；

图6为本申请另一实施例中断路装置的示意图，（a）为第一温度形态下，（b）为第二温度形态下；

图7为本申请一实施例中保护盖的示意图；

附图标记：

锂二次电池 100，电池盖板组件 1，盖板本体 11，第一通孔 111，第一表面112，第二表面113，绝缘隔板 12，第二通孔 121，第一卡扣 122，第二卡扣 123，引出口 124，引出片 13，第三通孔 131，极柱端子 14，断路装置 15，主体部 151，熔断丝 1511，陶瓷壳体1512，连接部 152，第一连接部 1521，第二连接部1522，记忆金属片 153，保护壳 16，卡扣孔 161，电芯 2，电池壳体 3。

具体实施方式

为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1-7所示，本申请提供了一种电池包，包括多个串联和/或并联的锂二次电池100，其中，锂二次电池100包括电芯2、电解液、电池壳体3和电池盖板组件1，电池壳体3包括一端开口的容纳腔，电芯2和电解液位于容纳腔中，电池盖板组件1密封容纳腔的开口以将电芯2和电解液封装在电池壳体3中。电池盖板组件1包括盖板本体11、绝缘隔板12、引出片13和断路装置15，电芯2包括正极耳，正极耳与引出片13电连接，盖板本体11与电池壳体3电连接。

如图2-3所示，在本申请一实施例中，盖板本体11包括相对的第一表面112和第二表面113，且第一表面112和第二表面113位于盖板本体厚度方向上，盖板本体11上设有第一通孔111，第一通孔11贯穿第一表面112和第二表面113。绝缘隔板12临近第二表面113设置，且绝缘隔板12上设有第二通孔121，第二通孔121与第一通孔111对应，换言之，绝缘隔板12与第一通孔111对应的位置处开设有第二通孔121，第二通孔121为在绝缘隔板12厚度方向上贯穿绝缘隔板12的通孔。引出片13位于绝缘隔板12远离盖板本体第二表面113的一侧，即绝缘隔板12位于引出片13和盖板本体11之间，在绝缘隔板12厚度方向上，引出片13和盖板本体11设置在绝缘隔板12的不同侧。极柱端子14从盖板本体11的第一表面112穿过第一通孔111和第二通孔131后与引出片13电连接，且极柱端子14与盖板本体11间绝缘连接。通过极柱端子14分别与盖板本体11和引出片13的连接，可将盖板本体11、绝缘隔板12和引出片13三者固定在一起。断路装置15包括主体部151和与主体部电连接的连接部152，其中，主体部151固定于绝缘隔板12远离盖板本体第二表面113的一侧，盖板本体11和引出片13通过连接部152进行电连接，且断路装置15在主体部151的温度或者通过主体部151的电流大于预设值时可断开盖板本体11和引出片13间的电连接。

本申请的电池盖板本体11中设有断路装置15，在锂二次电池正常使用情况下，断路装置15电连接引出片13和盖板本体11，由于引出片13与电芯2正极耳电连接，盖板本体11与电池壳体3电连接，从而电池壳体3可带上与电池正极相同电性的电即正电。又由于极柱端子14与盖板本体11间是绝缘连接的，因而电池壳体3能带电只是因为盖板本体11通过断路装置15与引出片13进行了电连接。这种设置不仅可以使得壳体带电，避免了在锂二次电池使用中壳体腐蚀的发生，还可以降低由于壳体带电导致的电池短路引发的热失控风险，因为当电池壳体带正电的锂二次电池，发生电池壳体与电池负极接触或者不同锂二次电池间壳体相互接触时，将导致电池短路，此时的短路回路为正极-断路装置-电池壳体-负极或者正极-断路装置-电池壳体-另一电池壳体-断路装置-正极-负极，由于短路将导致该回路中的电流较大，大电流流过也会导致各部件温度升高，由于该回路中设有断路装置，其在主体部的温度或者通过主体部的电流大于预设值时可断开盖板本体和引出片间的电连接，因而在发生这种短路情况时，断路装置15会断开电池壳体3与引出片13间的电连接，从而使得该短路情况终止，阻止了热扩散的发生，大大提高了电池的安全性。

进一步地，断路装置15在主体部151的温度高于80℃或者通过主体部151的电流大于1A时可断开盖板本体11和引出片13间的电连接。

因为锂二次电池在正常工作状态下，断路装置的主体部151的温度是不会高于80℃的，通过主体部151的电流也不会大于1A，而当壳体导致的电池短路发生时，温度和/或电流会增大，而此时断路装置15会切断盖板本体11和引出片13间的电连接，从而可保证电池安全。

进一步地，关于主体部151在绝缘隔板12上的固定形式可根据实际需要进行选择，如图4所示，可为在绝缘隔板12远离第二表面113的一侧设置第一卡扣122，主体部151通过第一卡扣122固定在绝缘隔板12上。

第一卡扣122可为多个，分别位于主体部151的不同侧，这样可以更好的固定住主体部151，使得在电池组装以及后期使用中保证断路装置15的牢固性，从而保证了连接部152与盖板本体11和引出片13间的连接。关于第一卡扣122的类型本申请中并不做严格限定，只要满足能够固定住主体部151即可，例如，第一卡扣122可为沿远离绝缘隔板12方向延伸的柱状体，且远离绝缘隔板12的一端向主体部151方向凸出，凸出部位可很好的将主体部151固定，使其不易脱落。

如图3和图7所示，在本申请一实施例中，电池盖板组件1还包括保护盖16，保护盖16位于绝缘隔板12远离第二表面113的一侧，保护盖16与绝缘隔板12连接以容纳断路装置15。

也即保护盖16与断路装置15位于绝缘隔板12的同一侧，保护盖16是用于保护断路装置15的，使其在电池组配等环节中免受碰撞等损害，进一步保证了断路装置15能够正常的进行工作。保护盖16与绝缘隔板12连接后可形成容纳空间，断路装置15即位于容纳空间中。

进一步地，如图4所示，绝缘隔板12远离第二表面113的一侧设有第二卡扣123，保护盖16设有与第二卡扣123配合的卡扣孔161，绝缘隔板12通过第二卡扣123和卡扣孔161的配合以连接保护盖16。

关于绝缘隔板12和保护盖16的连接并不限于卡扣和卡扣孔的连接方式，其他有效的方式连接均可以。

如图5所示，在本申请一实施例中，主体部151包括熔断丝1511和包覆在熔断丝表面的陶瓷壳体1512，其中，连接部152与熔断丝1511电连接，连接部152包括第一连接部1521和第二连接部1522，第一连接部1521与盖板本体11连接，第二连接部1522与引出片13连接。进一步地，绝缘隔板12上设有引出口124，引出口124为在绝缘隔板12厚度方向上贯穿绝缘隔板12的通孔，第一连接部1521穿过引出口124与绝缘隔板12连接。

陶瓷壳体1512不仅能保证断路装置15整体的强度，使得在电池在受到碰撞等外来冲击时，能够完好无损，不影响其正常工作；而且陶瓷壳体1512还耐电解液腐蚀，这样就能够保证在电池正常工作时，断路装置15不会受到损害，可满足电池正常工作的要求，此外，耐电解液腐蚀还确保了不会有杂质进入电解液中，而影响电池正常工作。

当锂二次电池发生壳体与负极接触等由于壳体带电而导致的电池短路时，由于短路回路中的电流较大，当大电流流经熔断丝时，熔断丝的温度升高而断开，熔断丝断开使得电池壳体不再带电，从而可中断电池短路，避免了更严重的危害发生。

进一步地，陶瓷壳体1512内部设有空腔，空腔内填充有石英砂。

石英砂的填充，可以阻断和冷却高压电弧，防止引出片13与电池壳体3间出现拉弧的现象，进一步保证了电池的安全性。进一步地，空腔可围绕熔断丝1511设置。

如图6所示，在本申请一实施例中，断路装置15为记忆金属片153，记忆金属片153具有预定的记忆形态，记忆金属片153适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与盖板本体11和引出片13连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与盖板本体11断开且与引出片13连接。

所述记忆金属片153包括第一温度形态和第二温度形态，记忆金属片153的一端与引出片连接，记忆金属片的另一端在第一温度形态下与盖板本体连接，以及在第二温度形态下与盖板本体断开，其中，第一温度为不高于80℃，第二温度为高于80℃。

也就是说记忆金属片153有两端，即第一端和第二端，第一端和第二端为连接部152分别与盖板本体11和引出片13电连接，记忆金属片153连接第一端和第二端的中间部分为主体部，用于将记忆金属片固定在绝缘隔板上。如图6（a）所示，在记忆金属片153的温度不高于预设温度时，记忆金属片153的一端与引出片13连接，另一端与盖板本体11连接，如图6（b）所示，在记忆金属片153的温度高于预设温度时，与引出片13连接的记忆金属片153的一端仍然与引出片13连接，与盖板本体11连接的另一端与盖板本体11断开。

或者，在本申请一实施例中，记忆金属片153适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与盖板本体11和引出片13连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与盖板本体11连接且与引出片13断开。

即在温度不高于预设温度下，记忆金属片153的一端与盖板本体11连接，另一端与引出片13连接，在温度高于预设温度下，与盖板本体11连接的记忆金属片153的一端仍然与盖板本体11连接，与引出片13连接的另一端与引出片13断开。

进一步地，预设温度可为80℃，锂二次电池正常工作时的温度不高于80℃，在此温度下，记忆金属片153是保持分别与盖板本体11和引出片13均电连接的状态的，即电池壳体3是带电的，因而并不会存在壳体腐蚀的问题。在高于预设温度即高于80℃，也就高于锂二次电池正常工作时的温度，壳体带电导致的电池短路发生时的温度通常高于80℃，因而在短路发生时，记忆金属片153会断开与盖板本体11间的电连接或者断开与引出片13间的电连接，从而可切断短路回路，终止短路的进行，阻止更严重的危害发生。

如图3所示，在本申请一实施例中，引出片13设有与极柱端子14底部相匹配的第三通孔131，极柱端子14穿过第二通孔121后插入第三通孔131中与引出片13连接。

极柱端子14的底部即极柱端子连接引出片的一端。第三通孔131即在引出片13厚度方向上贯穿引出片13的通孔，第三通孔131的设置，既给引出片13的安装提供了定位作用，便于极柱端子14与引出片13间的安装，又便于极柱端子14与引出片13间的焊接连接。

优选极柱端子14底部不突出引出片13的表面，这样就不会额外占用锂二次电池内部的空间，有助于提高电池能量密度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池盖板组件，包括

盖板本体，所述盖板本体包括相对的第一表面和第二表面，所述盖板本体设有第一通孔，所述第一通孔贯穿所述第一表面和所述第二表面，

绝缘隔板，所述绝缘隔板临近所述第二表面设置，所述绝缘隔板设有与所述第一通孔对应的第二通孔，

引出片，位于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧，

极柱端子，所述极柱端子与所述盖板本体绝缘连接，所述极柱端子从所述第一表面穿过所述第一通孔和所述第二通孔与所述引出片电连接，

其特征在于，还包括断路装置，所述断路装置包括主体部和与所述主体部电连接的连接部，所述主体部固定于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧，所述盖板本体和所述引出片通过所述连接部电连接，所述断路装置在所述主体部的温度或通过所述主体部的电流中的任一者大于预定值时断开所述盖板本体和所述引出片间的电连接。

2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧设置第一卡扣，所述主体部通过所述第一卡扣固定在所述绝缘隔板上。

3.根据权利要求1-2任一项所述的电池盖板组件，其特征在于，还包括保护盖，所述保护盖位于所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧，所述保护盖与所述绝缘隔板连接以容纳所述断路装置。

4.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述绝缘隔板远离所述第二表面的一侧设有第二卡扣，所述保护盖设有与所述第二卡扣配合的卡扣孔，所述绝缘隔板通过所述第二卡扣和卡扣孔的配合以连接所述保护盖。

5.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述主体部包括熔断丝和包覆在熔断丝表面的陶瓷壳体，所述连接部与所述熔断丝电连接，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述绝缘隔板设有引出口，所述第一连接部穿过所述引出口与所述盖板本体连接，所述第二连接部与所述引出片连接。

6.根据权利要求5所述的电池盖板组件，其特征在于，所述陶瓷壳体内部设有空腔，所述空腔中填充有石英砂。

7.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述断路装置为记忆金属片，所述记忆金属片具有预定的记忆形态，所述记忆金属片适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与所述盖板本体和所述引出片连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与所述盖板本体连接且与所述引出片断开；或者，所述记忆金属片适于在温度不高于预设温度时处于变形形态以分别与所述盖板本体和所述引出片连接，并在温度高于预设温度时处于记忆形态以与所述引出片连接且与所述盖板本体断开。

8.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述引出片设有与所述极柱端子底部匹配的第三通孔，所述极柱端子穿过所述第二通孔后插入所述第三通孔中与所述引出片连接。

9.一种锂二次电池，其特征在于，包括电芯、电池壳体和权利要求1-8任一项所述的电池盖板组件，所述电池盖板组件将所述电芯封装在所述电池壳体中，所述盖板本体与所述电池壳体焊接，所述电芯设有正极，所述正极与所述引出片电连接。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求9所述的锂二次电池。

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