CN216563461U - 安全保护结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种安全保护结构，包括电芯和电连接件，所述安全保护结构还包括PTC元件和固定件，所述电芯和所述电连接件相互不接触，所述PTC元件同时与所述电芯和所述电连接件相接触，所述固定件采用绝缘材质制成，所述电芯、所述电连接件和所述PTC元件通过所述固定件固定。本实用新型的安全保护结构通过在电芯和电连接件之间设置PTC元件以起到安全保护的作用，提高电池的安全性能，同时利用绝缘的固定件固定电芯、电连接件和PTC元件，以实现PTC元件结构上的固定。本实用新型还提供一种电池。

Description

安全保护结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种安全保护结构及电池。

背景技术

随着电子技术的发展，锂离子电池具有的比功率高、循环寿命长、安全性能好以及无污染等优点使其得到广泛地应用。

当锂离子电池中通过大电流时会存在一定的安全隐患。圆柱电池一般通过在盖帽中设置PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)元件来起到过流保护的作用。但在软包电池和方形电池中，要在电流通路中加入PTC元件结构上较难实现，其原因在于：为达到汇集、引出电流的目的，软包电池和方形电池都需要先将多层铝箔或铜箔经过预焊固定形成电池极片，然后再采用激光焊接或超声焊接的方式将多层铜铝箔与外部极耳连接起来。但是由于PTC元件的材质是聚合物和导电颗粒的混合物，故PTC元件无法采用焊接的方式与铜铝箔和外部极耳进行连接，故在软包电池和方形电池中加入PTC元件结构上难以实现。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种安全保护结构及电池，旨在解决上述背景技术存在的不足，通过在电芯和电连接件之间设置PTC元件以起到安全保护的作用，提高电池的安全性能，同时利用绝缘的固定件固定电芯、电连接件和PTC元件，以实现PTC元件结构上的固定。

本实用新型的一种实施例提供一种安全保护结构，包括电芯和电连接件，所述安全保护结构还包括PTC元件和固定件，所述电芯和所述电连接件相互不接触，所述PTC元件同时与所述电芯和所述电连接件相接触，所述固定件采用绝缘材质制成，所述电芯、所述电连接件和所述PTC元件通过所述固定件固定。

在一种可实现的方式中，所述电连接件位于所述电芯的一侧，所述PTC元件设置于所述电芯和所述电连接件之间。

在一种可实现的方式中，所述固定件的数量为至少两个，至少两个所述固定件分别设置于所述PTC元件的相对两侧，以更好地固定PTC元件。

在一种可实现的方式中，所述电芯上设有第一通孔，所述电连接件上设有第二通孔，所述固定件同时穿过所述第一通孔和所述第二通孔并将所述PTC元件、所述电芯和所述电连接件固定。在一种可实现的方式中，固定件固定所述电芯、所述电连接件和所述PTC元件的方式为铆接。

在一种可实现的方式中，固定件的两端设有凸起，固定件两端的凸起分别与电芯的底壁和电连接件的顶壁相抵靠，从而使得固定件与电芯和电连接件相固定。

在一种可实现的方式中，所述PTC元件与所述电芯之间和/或所述PTC元件与所述电连接件之间设有导电胶。

在一种可实现的方式中，所述电芯设有电芯极耳，所述电芯极耳和所述电连接件相互不接触，所述PTC元件同时与所述电芯极耳和所述电连接件相接触，所述电芯极耳、所述电连接件和所述PTC元件通过所述固定件固定。在一种可实现的方式中，固定件固定所述电芯极耳、所述电连接件和所述PTC元件的方式为铆接。

在一种可实现的方式中，所述电连接件位于所述电芯极耳的一侧，所述PTC元件设置于所述电芯极耳和所述电连接件之间。

在一种可实现的方式中，所述PTC元件与所述电芯极耳之间和/或所述PTC元件与所述电连接件之间设有导电胶。

本实用新型的另一种实施例还提供一种电池，包括以上所述的安全保护结构。

在一种可实现的方式中，所述电池为软包电池，所述软包电池包括包装膜，所述PTC元件位于包装膜内的或包装膜外。

在一种可实现的方式中，所述电池为软包电池，所述软包电池包括包装膜，所述电芯和所述PTC元件均设置于所述包装膜内，所述电连接件于靠近所述电芯的一端位于所述包装膜内，所述电连接件于远离所述电芯的一端露出在所述包装膜外。

在一种可实现的方式中，所述电芯设有电芯极耳，所述包装膜于对应所述电芯极耳的位置设有顶封区域，所述PTC元件设置于所述顶封区域内。

在一种可实现的方式中，所述电池为方壳电池，所述电连接件为盖帽连接片，所述电芯设有电芯极耳；所述PTC元件同时与所述电芯极耳和所述盖帽连接片相接触，所述电芯极耳、所述盖帽连接片和所述PTC元件通过所述固定件固定。

本实用新型提供的安全保护结构，通过在电芯和电连接件之间设置PTC元件，当流过PTC元件的电流超过设定范围时，PTC元件的温度升高，电阻增大，从而使电流降低，以起到安全保护(过流保护)的作用，提高了电池的安全性能。同时利用固定件固定电芯、电连接件和PTC元件，以实现PTC元件结构上的固定，而且固定件采用绝缘材质制成，不影响PTC元件正常的安全保护作用(即电芯和电连接件无法通过固定件导通，电流必须流经PTC元件)。

附图说明

图1为本实用新型实施例中安全保护结构的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2的局部剖视图。

图4为本实用新型实施例中电池的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的安全保护结构，包括电芯1和电连接件2。该安全保护结构还包括PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)元件3和固定件4，电芯1和电连接件2相互不接触，以避免电芯1和电连接件2直接电性连接。PTC元件3同时与电芯1和电连接件2相接触，即电芯1和电连接件2通过PTC元件3电性连接，电流必须流经PTC元件3。固定件4采用绝缘材质制成，电芯1、电连接件2和PTC元件3通过固定件4固定。

具体地，PTC元件3一般为聚合物PTC。PTC元件3的电阻会随着温度的升高而增大。固定件4可以采用塑料、绝缘硅胶等材质。电连接件2可以为外部极耳、引流连接片或盖板连接片等结构，用于连接电芯1与外部电路。本实施例通过在电芯1和电连接件2之间设置PTC元件3，当流过PTC元件3的电流超过设定范围时，PTC元件3的温度升高，电阻增大，从而使电流降低，以起到安全保护(过流保护)的作用，提高了电池的安全性能。同时利用固定件4固定电芯1、电连接件2和PTC元件3，以实现PTC元件3结构上的固定，解决了PTC元件3无法通过焊接固定的问题。而且固定件4采用绝缘材质制成，不影响PTC元件3正常的安全保护作用(即电芯1和电连接件2无法通过固定件4导通，电流必须流经PTC元件3)。

如图2及图3所示，作为一种实施方式，电连接件2位于电芯1的一侧，电芯1和电连接件2于相互靠近的一端相互间隔且重叠设置，PTC元件3设置于电芯1和电连接件2之间。通过将PTC元件3设置于电芯1和电连接件2之间，既能够保证PTC元件3与电芯1和电连接件2之间的良好接触，还能够增大PTC元件3与电芯1和电连接件2之间接触面积，以降低电池正常使用时的电阻。

如图3所示，作为一种实施方式，固定件4的数量为至少两个，至少两个固定件4分别设置于PTC元件3的相对两侧，以更好地固定PTC元件3。具体地，至少两个固定件4包括第一固定件41和第二固定件42，第一固定件41和第二固定件42均分别与电芯1和电连接件2固定连接，第一固定件41和第二固定件42分别设置于PTC元件3的相对两侧。

如图1所示，作为一种实施方式，PTC元件3为方形结构，固定件4的数量为四个，该四个固定件4分别对应PTC元件3的四个顶角位置设置。

如图3所示，作为一种实施方式，固定件4为绝缘铆钉(例如塑料铆钉)，电芯1和电连接件2通过固定件4铆接固定。电芯1上设有第一通孔13，电连接件2上设有第二通孔21，固定件4同时穿过第一通孔13和第二通孔21，固定件4的两端设有凸起40，固定件4两端的凸起40分别与电芯1的底壁和电连接件2的顶壁相抵靠，从而使得固定件4与电芯1和电连接件2相固定。当然，在其它实施例中，固定件4也可以为夹持装置(图未示)等，利用夹持装置将电芯1和电连接件2夹紧固定。

作为一种实施方式，PTC元件3与电芯1之间和/或PTC元件3与电连接件2之间设有适量的导电胶(图未示)。通过在PTC元件3与电芯1之间和PTC元件3与电连接件2之间设置导电胶，使得PTC元件3与电芯1和电连接件2能够精密接触，同时降低PTC元件3与电芯1之间和PTC元件3与电连接件2之间的接触电阻，从而降低电池正常使用时的电阻。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，电芯1包括本体部12，电芯1设有电芯极耳11，电芯极耳11与本体部12相连。电芯1可由多层正极片、负极片和隔膜(图未示)叠合后通过热复合形成。电芯极耳11和电连接件2相互不接触，PTC元件3同时与电芯极耳11和电连接件2相接触，电芯极耳11、电连接件2和PTC元件3通过固定件4固定。

如图1至图3所示，作为一种实施方式，电芯极耳11、电连接件2和PTC元件3均为片状结构。电连接件2位于电芯极耳11的一侧，电芯极耳11和电连接件2于相互靠近的一端相互间隔且重叠设置，PTC元件3设置于电芯极耳11和电连接件2之间。

如图3所示，作为一种实施方式，第一通孔13设置于电芯极耳11上。

作为一种实施方式，PTC元件3与电芯极耳11之间和/或PTC元件3与电连接件2之间设有适量的导电胶。

如图4所示，本实用新型实施例还提供一种电池，包括以上所述的安全保护结构。该电池可以为软包电池、方壳电池等。

如图4所示，作为一种实施方式，该电池为软包电池，软包电池包括包装膜5，包装膜5一般为铝塑膜。电芯1和PTC元件3均设置于包装膜5内，电连接件2于靠近电芯1的一端位于包装膜5内，电连接件2于远离电芯1的一端露出在包装膜5外。

如图4所示，并结合图1及图2，作为一种实施方式，电芯1设有电芯极耳11，包装膜5于对应电芯极耳11的位置设有顶封区域51(即包装膜5进行封装的区域)，PTC元件3设置于顶封区域51内。其中，电芯1的本体部12位于包装膜5内，电芯极耳11的一端与本体部12相连，电芯极耳11的另一端位于顶封区域51内；电连接件2于靠近电芯1的一端位于顶封区域51内。此外，在一种可实现的方式中，所述PTC元件位于包装膜内的或包装膜外。

如图4所示，作为一种实施方式，该软包电池采用两侧出极耳的方式，电芯极耳11设置于电芯1沿软包电池的长度方向L的相对两侧，顶封区域51设置于包装膜5沿软包电池的长度方向L的相对两侧。电芯1其中一侧的电芯极耳11为正极耳，电芯1另外一侧的电芯极耳11为负极耳。

作为另一种实施方式，该电池为方壳电池(图未示)，电连接件2为盖帽连接片，电芯1设有电芯极耳11。PTC元件3同时与电芯极耳11和盖帽连接片相接触，电芯极耳11、盖帽连接片和PTC元件3通过固定件4固定。

本实用新型实施例提供的安全保护结构，通过在电芯1和电连接件2之间设置PTC元件3，当流过PTC元件3的电流超过设定范围时，PTC元件3的温度升高，电阻增大，从而使电流降低，以起到安全保护(过流保护)的作用，提高了电池的安全性能。同时，本实施例采用非焊接的固定方式，利用固定件4固定电芯1、电连接件2和PTC元件3，以实现PTC元件3结构上的固定，解决了PTC元件3无法通过焊接固定的问题。而且固定件4采用绝缘材质制成，不影响PTC元件3正常的安全保护作用(即电芯1和电连接件2无法通过固定件4导通，电流必须流经PTC元件3)。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种安全保护结构，包括电芯(1)和电连接件(2)，其特征在于，所述安全保护结构还包括PTC元件(3)和固定件(4)，所述电芯(1)和所述电连接件(2)相互不接触，所述PTC元件(3)同时与所述电芯(1)和所述电连接件(2)相接触，所述固定件(4)采用绝缘材质制成，所述电芯(1)、所述电连接件(2)和所述PTC元件(3)通过所述固定件(4)固定。

2.如权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述电连接件(2)位于所述电芯(1)的一侧，所述PTC元件(3)设置于所述电芯(1)和所述电连接件(2)之间。

3.如权利要求2所述的安全保护结构，其特征在于，所述固定件(4)的数量为至少两个，至少两个所述固定件(4)分别设置于所述PTC元件(3)的相对两侧。

4.如权利要求2所述的安全保护结构，其特征在于，所述电芯(1)上设有第一通孔(13)，所述电连接件(2)上设有第二通孔(21)，所述固定件(4)同时穿过所述第一通孔(13)和所述第二通孔(21)并将所述PTC元件(3)、所述电芯(1)和所述电连接件(2)固定。

5.如权利要求1-4中任一项所述的安全保护结构，其特征在于，所述PTC元件(3)与所述电芯(1)之间和/或所述PTC元件(3)与所述电连接件(2)之间设有导电胶。

6.如权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述电芯(1)设有电芯极耳(11)，所述电芯极耳(11)和所述电连接件(2)相互不接触，所述PTC元件(3)同时与所述电芯极耳(11)和所述电连接件(2)相接触，所述电芯极耳(11)、所述电连接件(2)和所述PTC元件(3)通过所述固定件(4)固定。

7.如权利要求6所述的安全保护结构，其特征在于，所述电连接件(2)位于所述电芯极耳(11)的一侧，所述PTC元件(3)设置于所述电芯极耳(11)和所述电连接件(2)之间。

8.如权利要求6或7所述的安全保护结构，其特征在于，所述PTC元件(3)与所述电芯极耳(11)之间和/或所述PTC元件(3)与所述电连接件(2)之间设有导电胶。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的安全保护结构。

10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池为软包电池，所述软包电池包括包装膜(5)，所述电芯(1)和所述PTC元件(3)均设置于所述包装膜(5)内，所述电连接件(2)于靠近所述电芯(1)的一端位于所述包装膜(5)内，所述电连接件(2)于远离所述电芯(1)的一端露出在所述包装膜(5)外。

11.如权利要求10所述的电池，其特征在于，所述电芯(1)设有电芯极耳(11)，所述包装膜(5)于对应所述电芯极耳(11)的位置设有顶封区域(51)，所述PTC元件(3)设置于所述顶封区域(51)内。

12.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池为方壳电池，所述电连接件(2)为盖帽连接片，所述电芯(1)设有电芯极耳(11)；所述PTC元件(3)同时与所述电芯极耳(11)和所述盖帽连接片相接触，所述电芯极耳(11)、所述盖帽连接片和所述PTC元件(3)通过所述固定件(4)固定。

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