CN218300161U - 一种电池集流盘及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电池集流盘及电池，电池集流盘包括极耳连接部、极柱连接部及保险丝，极耳连接部用于电连接于电池的极耳，所述极耳连接部呈环状结构；极柱连接部用于电连接于所述电池的极柱，所述极柱连接部设置于所述极耳连接部的中心处，且所述极柱连接部的周向边沿与所述极耳连接部的内周边沿之间形成环形间隔；保险丝两端分别连接于所述极柱连接部的周向边沿与所述极耳连接部的内周边沿。电池包括壳体、卷芯和极柱，还包括上述的电池集流盘，电池发生短路时，电池内部温度升高，保险丝熔断，极柱连接部和极耳连接部的电连接断开，避免了电池由于短路而发生爆炸或者防爆阀开阀的现象。

Description

一种电池集流盘及电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池集流盘及电池。

背景技术

圆柱型锂离子电池的壳体内部设置有卷芯，正极柱通过正极集流盘与卷芯的正极极耳连接，和/或，负极柱通过负极集流盘与卷芯的负极极耳连接，实现正极柱带正电，负极柱带负电。

目前，电池的集流盘为一体成型的片状结构，当电池发生短路时，电池内部结构件长时间在大电流工况下发热严重，在高温下电池内部气压增大，最终导致电池爆炸或者防爆阀开阀。

因此，亟需一种电池集流盘及电池解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种电池集流盘及电池，用于避免电池由于短路而发生爆炸或者防爆阀开阀的现象。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池集流盘，包括：

极耳连接部，用于电连接于电池的极耳，所述极耳连接部呈环状结构；

极柱连接部，用于电连接于所述电池的极柱，所述极柱连接部设置于所述极耳连接部的中心处，且所述极柱连接部的周向边沿与所述极耳连接部的内周边沿之间形成环形间隔；

保险丝，其两端分别连接于所述极柱连接部的周向边沿与所述极耳连接部的内周边沿。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，还包括绝缘部，所述绝缘部设置于所述极柱连接部、所述极耳连接部和所述保险丝形成的空间内。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述极柱连接部的外周边沿朝向背离所述极耳的一侧弯折形成第一折边，所述极耳连接部的内周边沿朝向背离所述极耳的一侧弯折形成第二折边，所述第一折边和所述第二折边之间连接有所述保险丝，且二者和所述保险丝围成的空间内设置有所述绝缘部。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，在朝向所述极耳的一侧，所述极耳连接部的表面、所述极柱连接部的表面和所述绝缘部的表面共平面。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，在背离所述极耳的一侧，所述第二折边的端面、所述绝缘部的表面和所述保险丝的表面平齐。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述极柱连接部包括极柱连接主体，所述第一折边连接于所述极柱连接主体的外周边沿，所述极柱连接主体用于电连接于所述极柱；

所述极耳连接部包括环状的极耳连接主体，所述第二折边连接于所述极耳连接主体的内周边沿，所述极耳连接主体用于电连接所述极耳。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述极耳连接主体的外径a的取值范围为：18mm≤a≤50mm；

所述极柱连接主体的直径c的取值范围为：0≤c≤0.5a；

所述保险丝的宽度d的取值范围为：0＜d≤0.6c。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，还包括若干层绝缘层，若干层所述绝缘层依次重叠设置于所述极柱连接部背离所述极柱的侧面上。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述保险丝设置有多个，多个所述保险丝绕着所述极柱连接部圆周均布设置。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述绝缘部由耐高温塑胶制成。

作为上述电池集流盘的一种优选技术方案，所述耐高温塑胶为PP、PET或者PI。

一种电池，包括壳体、卷芯和极柱，还包括上述的电池集流盘，所述电池集流盘设置于所述壳体内，且位于所述卷芯和所述极柱之间，所述电池集流盘的极耳连接部电连接于所述卷芯的极耳，所述电池集流盘的极柱连接部电连接于所述极柱。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的电池集流盘，在使用时，将电池集流盘的极耳连接部电连接于电池的极耳，电池集流盘的极柱连接部电连接于电池的极柱，由于极柱连接部和极耳连接部通过保险丝形成电连接，以使得极柱带电，电池发生短路时，电池内部温度升高，保险丝熔断，极柱连接部和极耳连接部的电连接断开，避免了电池由于短路而发生爆炸或者防爆阀开阀的现象，从而保证了电池的安全性。

本实用新型提供的电池，包括壳体、卷芯、极柱及上述的电池集流盘，电池集流盘设置于壳体内，且位于卷芯和极柱之间，电池集流盘的极耳连接部电连接于卷芯的极耳，电池集流盘的极柱连接部电连接于极柱，由于电池集流盘的极柱连接部和极耳连接部通过保险丝形成电连接，以使得极柱带电，电池发生短路时，电池内部温度升高，保险丝熔断，避免了电池由于短路而发生爆炸或者防爆阀开阀的现象，从而保证了电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电池的部分剖视图；

图2是本实用新型实施例提供的电池集流盘的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电池集流盘的背视图；

图4是本实用新型实施例提供的电池集流盘的正视图；

图5是图4中A-A处的部分剖视图。

图中：

10、壳体；20、卷芯；30、极柱；

1、极耳连接部；2、极柱连接部；3、保险丝；4、绝缘部；5、绝缘层；

11、第二折边；12、极耳连接主体；21、第一折边；22、极柱连接主体。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

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”、“安装”应做广义理解，例如，可以是安装连接，也可以是可拆卸连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，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”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在现有技术中，圆柱型锂离子电池的集流盘为一体成型的片状结构，当电池发生短路时，集流盘上的电路持续导通，卷芯的极耳和极柱持续电连接，电池内部持续通电，致使电池内部结构件长时间在大电流工况下发热严重，从而导致电池爆炸或者防爆阀开阀。

为此，本实施例提供了一种电池，在电池发生短路时，其内部的电池集流盘发生断路，使得卷芯的极耳和极柱的电连接断开，使得电路断开，从而避免电池内部发热严重而导致电池爆炸或者防爆阀开阀。

具体地，电池的正极和负极从电池的同一端输出。

本实施例中，如图1所示，本实施例提供的电池包括壳体10、卷芯20、极柱30及电池集流盘，电池集流盘设置于壳体10内，且位于卷芯20和极柱30之间，电池集流盘的一侧面电连接于极柱30，另一侧面电连接于卷芯20的极耳。

可选地，电池包括一个电池集流盘，极柱30为正极柱，该电池集流盘设置于卷芯20的正极极耳和极柱30之间，以使极柱30带正电，卷芯20的负极极耳与壳体10连接，以使壳体10带负电。

可选地，电池包括一个电池集流盘，极柱30为负极柱，该电池集流盘设置于卷芯20的负极极耳和极柱30之间，以使极柱30带负电，卷芯20的正极极耳与壳体10连接，以使壳体10带正电。

可选地，电池包括两个电池集流盘和两个极柱30，两个极柱30分别为正极柱和负极柱，其中，一个电池集流盘设置于卷芯20的正极极耳和正极柱之间，以使正极柱带正电，另一个电池集流盘设置于卷芯20的负极极耳和负极柱之间，以使负极柱带负电。

具体地，如图2所示，本实施例提供的电池集流盘包括极耳连接部1、极柱连接部2及保险丝3，极耳连接部1电连接于卷芯20的极耳，极耳连接部1呈环状结构；极柱连接部2电连接于电池的极柱30，极柱连接部2设置于极耳连接部1的中心处，且极柱连接部2的周向边沿与极耳连接部1的内周边沿之间形成环形间隔；保险丝3的两端分别连接于极柱连接部2的周向边沿与极耳连接部1的内周边沿。

电池集流盘的极柱连接部2和极耳连接部1通过保险丝3实现电连接，以使得极柱30带正电，电池发生短路时，电池内部温度升高，保险丝3熔断，避免了电池由于短路而发生爆炸或者防爆阀开阀的现象，从而保证了电池的安全性。同时，本实施例中的电池集流盘的厚度并没有增加，即增加保险丝3后没有以牺牲卷芯20的高度作为代价，满足GB规定的电气间隙要求。

本实施例提供的电池集流盘还包括绝缘部4，绝缘部4设置于极柱连接部2、极耳连接部1和保险丝3形成的空间内。绝缘部4的设置不仅提高了极柱连接部2和极耳连接部1连接的稳定性，而且，绝缘部4作为绝缘保护，能够防止保险丝3在熔断后再次搭上旁边的金属件，导致电路再次导通。如图1所示，极柱连接部2与极耳连接部1之间的环形间隔的一小段设置保险丝3，其余部分设置有绝缘部4。

可选地，保险丝3设置有多个，多个保险丝3绕着极柱连接部2圆周均布设置。优选地，在本实施例中，保险丝3的数量为1-3个。

具体地，如图2和图5所示，极柱连接部2的外周边沿朝向背离极耳的一侧弯折形成第一折边21，极耳连接部1的内周边沿朝向背离极耳的一侧弯折形成第二折边11，第一折边21和第二折边11之间连接有保险丝3，且二者和保险丝3围成的空间内设置有绝缘部4。保险丝3连接于第一折边21的端部和第二折边11的端部，第一折边21和第二折边11的设置使得保险丝3的朝向卷芯20的一侧设置有绝缘部4，进一步防止保险丝3在熔断后再次搭上旁边的金属件，导致电路再次导通。

如图2和图5所示，极柱连接部2包括极柱连接主体22，第一折边21连接于极柱连接主体22的外周边沿，极柱连接主体22电连接于极柱；极耳连接部1包括环状的极耳连接主体12，第二折边11连接于极耳连接主体12的内周边沿，极耳连接主体12电连接极耳。在本实施例中，极柱连接主体22和第一折边21一体成型，极耳连接主体12和第二折边11一体成型。极柱连接主体22焊接于极柱30的端部，极耳连接主体12焊接于卷芯20的极耳。

如图5所示，在朝向极耳的一侧，极耳连接部1的表面、极柱连接部2的表面和绝缘部4的表面共平面。可以理解的是，极耳连接部1朝向极耳的表面为极耳连接主体12朝向极耳的表面，极柱连接部2朝向极耳的表面为极柱连接主体22朝向极耳的表面。如此设置，保证了壳体10内部部件的合理布置，而且，使得绝缘部4尽可能厚，从而保证了极柱连接部2和极耳连接部1连接的稳定性。在本实施例中，保险丝3连接于第一折边21和第二折边11的边沿。

更具体地，如图5所示，在背离极耳的一侧，第二折边11的端面、绝缘部4的表面和保险丝3的表面平齐。如此设置，进一步保证了壳体10内部部件的合理布置，而且使得绝缘部4尽可能厚，从而保证了极柱连接部2和极耳连接部1连接的稳定性。

在本实施例中，绝缘部4由耐高温塑胶制成。耐高温塑胶注塑于第一折边21、第二折边11和保险丝3围成的空间内形成绝缘部4。

可选地，耐高温塑胶为PP、PET或者PI。可以为其中的任意一种，也可以为其中两种或三种的混合材料。

如图3和图5所示，本实施例提供的电池集流盘还包括若干层绝缘层5，若干层绝缘层5依次重叠设置于极柱连接部2背离极柱30的侧面上。位于最外层的绝缘层5抵接于卷芯20的端部，绝缘层5由茶色耐高温胶制成。绝缘层5的设置避免了卷芯20的极耳与极柱连接部2接触而使得保险丝3起不到保护作用。在本实施例中，绝缘层5设置有两层。

优选地，极柱连接主体22为圆形结构，第一折边21为圆环形结构，第一折边21投影到绝缘层5所在平面的图形不超出绝缘层5的边线，也就是说绝缘层5完全绝缘阻隔在极柱连接部2和卷芯20之间，更加确保了保险丝3的保护作用。如图1所示，在该种情况下，绝缘层5的中部贴合于极柱连接主体22背离极柱30的侧面上，绝缘层5的边部贴合于绝缘部4的背离极柱30的侧面上。

具体地，如图4和图5所示，极耳连接主体12的外径a的取值范围为：18mm≤a≤50mm。

极柱连接主体22的直径c的取值范围为：0≤c≤0.5a。

保险丝3的宽度d的取值范围为：0＜d≤0.6c。

第二折边11的外圆直径b的取值范围为：0.2a≤b≤0.8a。

电池集流盘的保险丝3处的厚度f的取值范围为：0＜f≤2mm。

极耳连接主体12的厚度g的取值范围为：0＜g≤1mm。

极柱连接主体22的厚度h的取值范围为：0＜h≤2mm。在本实施例中，保险丝3、第一折边21和第二折边11的厚度均与极柱连接主体22相等。

本实施例提供的电池集流盘的保险丝3的具体设计过程如下：

1、计算电池集流盘的材料的载流能力，以及在短路条件下的温升；

2、通过步骤1中的计算结果来确定保险丝3的横截面积，从而确定出保险丝3的宽度d，来让保险丝3在一定的短路条件下能实现熔断，并且保证整个电池集流盘在正常工况下的载流能力；

3、通过电磁热仿真来确定保险丝3的设计结构和位置；

4、通过电池制样和安全性测试来验证保险丝3设计的合理性。

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 (12)

1.一种电池集流盘，其特征在于，包括：

极耳连接部(1)，用于电连接于电池的极耳，所述极耳连接部(1)呈环状结构；

极柱连接部(2)，用于电连接于所述电池的极柱(30)，所述极柱连接部(2)设置于所述极耳连接部(1)的中心处，且所述极柱连接部(2)的周向边沿与所述极耳连接部(1)的内周边沿之间形成环形间隔；

保险丝(3)，其两端分别连接于所述极柱连接部(2)的周向边沿与所述极耳连接部(1)的内周边沿。

2.根据权利要求1所述的电池集流盘，其特征在于，还包括绝缘部(4)，所述绝缘部(4)设置于所述极柱连接部(2)、所述极耳连接部(1)和所述保险丝(3)形成的空间内。

3.根据权利要求2所述的电池集流盘，其特征在于，所述极柱连接部(2)的外周边沿朝向背离所述极耳的一侧弯折形成第一折边(21)，所述极耳连接部(1)的内周边沿朝向背离所述极耳的一侧弯折形成第二折边(11)，所述第一折边(21)和所述第二折边(11)之间连接有所述保险丝(3)，且二者和所述保险丝(3)围成的空间内设置有所述绝缘部(4)。

4.根据权利要求3所述的电池集流盘，其特征在于，在朝向所述极耳的一侧，所述极耳连接部(1)的表面、所述极柱连接部(2)的表面和所述绝缘部(4)的表面共平面。

5.根据权利要求3所述的电池集流盘，其特征在于，在背离所述极耳的一侧，所述第二折边(11)的端面、所述绝缘部(4)的表面和所述保险丝(3)的表面平齐。

6.根据权利要求3所述的电池集流盘，其特征在于，所述极柱连接部(2)包括极柱连接主体(22)，所述第一折边(21)连接于所述极柱连接主体(22)的外周边沿，所述极柱连接主体(22)用于电连接于所述极柱；

所述极耳连接部(1)包括环状的极耳连接主体(12)，所述第二折边(11)连接于所述极耳连接主体(12)的内周边沿，所述极耳连接主体(12)用于电连接所述极耳。

7.根据权利要求6所述的电池集流盘，其特征在于，所述极耳连接主体(12)的外径a的取值范围为：18mm≤a≤50mm；

所述极柱连接主体(22)的直径c的取值范围为：0≤c≤0.5a；

所述保险丝(3)的宽度d的取值范围为：0＜d≤0.6c。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池集流盘，其特征在于，还包括若干层绝缘层(5)，若干层所述绝缘层(5)依次重叠设置于所述极柱连接部(2)背离所述极柱(30)的侧面上。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电池集流盘，其特征在于，所述保险丝(3)设置有多个，多个所述保险丝(3)绕着所述极柱连接部(2)圆周均布设置。

10.根据权利要求2-7任一项所述的电池集流盘，其特征在于，所述绝缘部(4)由耐高温塑胶制成。

11.根据权利要求10所述的电池集流盘，其特征在于，所述耐高温塑胶为PP、PET或者PI。

12.一种电池，包括壳体(10)、卷芯(20)和极柱(30)，其特征在于，还包括如权利要求1-11任一项所述的电池集流盘，所述电池集流盘设置于所述壳体(10)内，且位于所述卷芯(20)和所述极柱(30)之间，所述电池集流盘的极耳连接部(1)电连接于所述卷芯(20)的极耳，所述电池集流盘的极柱连接部(2)电连接于所述极柱(30)。

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