CN219811640U - 一种配置cid和外置ptc的高安全性锂动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，属于锂离子动力电池技术领域。其主要针对现有产品缺乏防护结构的问题，提出如下技术方案，包括由壳体、卷芯、正极部件与负极部件所构成的电池主体，所述正极部件包括设置于壳体内部的正极汇流条，正极汇流条的上方依次设置有正极下顶板、正极上托板与正极塑胶隔板，其中，正极上托板上安装有CID件，正极上盖板上安装有正极柱与防爆阀，所述负极部件包括设置于壳体内部的负极汇流条，负极汇流条的下方设有封盖件，封盖件的底部设置有导电组件。本实用新型通过PTC片和CID件的组合设置，其可以有效的阻止电池因短路、过流等异常而产生自燃、爆炸等现象的出现，进而提升电池的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池。
背景技术
在能源过度被消耗和环境污染愈加严重的今天，全国各地提倡“节能减排、低碳出行”，新能源行业拥有了优越的发展前景。新能源电池经历了一次又一次的市场选择与淘汰，应用广泛的高性能圆柱锂动力电池获得市场的认可。它不但节能环保、容量大，而且能量密度高、使用寿命长。
锂动力电池的安全问题虽早已被提上日程，但因为锂动力电池造成的事故却接连不断。漏液、鼓包、冒烟、自燃甚至爆炸等现象都有可能发生，造成这些问题的原因可能是电池内部短路、过电流充放电、过充过放等。在充放电过程中，内部短路的电池会导致内部温度,压力持续上升，引发爆炸等风险。
因此，如何对锂离子动力电池进行处理是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池。
本实用新型的技术方案：一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，包括由壳体、卷芯、正极部件与负极部件所构成的电池主体，所述正极部件包括设置于壳体内部的正极汇流条，正极汇流条的上方依次设置有正极下顶板、正极上托板与正极塑胶隔板，其中，正极上托板上安装有CID件，正极上盖板上安装有正极柱与防爆阀；
所述负极部件包括设置于壳体内部的负极汇流条，负极汇流条的下方设有封盖件，封盖件的底部设置有导电组件，导电组件与负极汇流条之间通过多个铆钉进行固定，并实现电路的联通；
所述导电组件包括负极塑胶托板，负极塑胶托板的内部自上而下依次设置有下导电片、PTC片、上导电片、负极上塑胶板与负极上盖板，其中，负极上盖板的圆心处设置有用于导电的负极柱。
优选的，所述正极部件与负极部件分别设置于壳体的两端，所述卷芯设置于壳体的内部，且卷芯的两端分别联通于正极汇流条和负极汇流条上。
优选的，所述正极上盖板的圆心处开设有孔洞，所述正极柱设置于孔洞中，且正极柱中设置有用于绝缘的正极密封圈，所述正极柱的底端穿过正极塑胶隔板，并连接于正极上托板上。
优选的，所述孔洞的侧边设置有位于正极上盖板上的槽孔与通孔，所述槽孔位于CID件的正上方，所述防爆阀设置于通孔中，且通孔的下方设置有贯穿正极塑胶隔板、正极上托板与正极下顶板的贯穿孔。
优选的，所述封盖件包括设置于壳体底端上的负极下塑胶板，负极下塑胶板的底部设置有负极下盖板，其中，负极下塑胶板与负极汇流条之间进行联通。
优选的，所述负极塑胶托板设置于负极下盖板的顶部外壁上，所述负极上盖板的圆心处开设有连接孔，所述负极柱设置于连接孔中，且负极柱的顶端穿过负极上塑胶板，并接触于上导电片上。
优选的，所述连接孔中设置有用于绝缘的负极密封圈。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：
通过PTC片和CID件的组合设置，其可以有效的阻止电池因短路、过流等异常而产生自燃、爆炸等现象的出现，进而提升电池的安全性能。
附图说明
图1给出本实用新型一种实施例的立体结构示意图；
图2为图1的正面剖视结构示意图。
附图标记：1、电池主体；11、壳体；12、卷芯；13、正极部件；131、正极汇流条；132、正极下顶板、133、正极上托板；134、CID件；135、正极塑胶隔板；136、正极上盖板；137、正极柱；138、防爆阀；14、负极部件；141、负极汇流条；142、负极下塑胶板；143、负极下盖板；144、负极塑胶托板；145、下导电片；146、PTC片；147、上导电片；148、负极上塑胶板；149、负极上盖板；1410、铆钉；1411、负极柱。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。
实施例一
如图1-2所示，本实用新型提出的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，包括由壳体11、卷芯12、正极部件13与负极部件14所构成的电池主体1。正极部件13包括设置于壳体11内部的正极汇流条131。正极汇流条131的上方依次设置有正极下顶板132、正极上托板133与正极塑胶隔板135。其中，正极上托板133上安装有CID件134，正极上盖板136上安装有正极柱137与防爆阀138。
负极部件14包括设置于壳体11内部的负极汇流条141，负极汇流条141的下方设有封盖件。封盖件的底部设置有导电组件，导电组件与负极汇流条141之间通过多个铆钉1410进行固定，并实现电路的联通。
导电组件包括负极塑胶托板144，负极塑胶托板144的内部自上而下依次设置有下导电片145、PTC片146、上导电片147、负极上塑胶板148与负极上盖板149。其中，负极上盖板149的圆心处设置有用于导电的负极柱1411。
本实施例中，PTC片146会在大电流作用下升高阻值使回路中电流降低，并且片状的PTC片146可以很好地与电池其它元件相连接。CID件134在受到高压时切断电流，阻止电池主体1内反应持续进行。在PTC片146与CID件134的双重保护下，电池主体1拥有了高安全性能，大大降低了风险。
本实施例中，。PTC片146是一种升温快、散热快的正温度系数热敏电阻，其内部是高分子结构材料，两面采用镀镍铜箔进行焊接，紧密压实，压制成厚度0.1-3mm的薄片。此PTC材料耐受电压达4-5V，最大电流为200A。
本实施例中，CID件134是一种只能一次性使用的电流切断装置，类似碗状的结构。想要触发CID件134装置须在一定大的电池内压下。
基于实施例一的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池工作原理是：当电池主体1内的电流在0-80A之间时，PTC片146阻值较小，不超过0.5mΩ，并且PTC片146温度变化△t≤20℃，电池主体1可正常使用。当电池主体1出现异常，触发动作，动作电流范围值是100A-160A，PTC片146会在短时间内不断升温，一般不超过120℃，阻值急剧变大，与此同时电路中的电流迅速下降至之前的十分之一以内，阻止了大的电流损坏电池主体1。而当电池主体1的异常解除后，电池主体1重新通过不超过0-80A电流时，PTC片146会回到低于0.5mΩ的阻值，电池可继续正常使用。另外，PTC片146设计在封盖件的外侧，不仅节省了电池主体1的内部空间，提升能量密度，还可以在电池主体1异常时使高温的PTC片146不损坏电池主体1的内部其它元器件和不影响电解液。
电池主体1正常使用时，CID件134作为导体连接电路，使电池形成完整回路。当电池主体1的内部异常反应持续进行时，CID件134可以起到切断电流的作用，阻止危险进一步发生。在电池主体1的内部反应持续进行时会产生大量气体，电池主体1的内压会不断增大，随时有爆炸的风险，当内压达到5-15公斤范围时，CID件134会向上翻转断开与正极汇流条131的连接，并且CID件134翻转片从中间断开，切断电池主体1内部电流的同时释放内部压力，从而使电池主体1不会自燃或爆炸，保障了安全。
实施例二
如图2所示，基于实施例一的基础上，本实施例还包括：正极部件13与负极部件14分别设置于壳体11的两端。卷芯12设置于壳体11的内部，且卷芯12的两端分别联通于正极汇流条131和负极汇流条141上。正极上盖板136的圆心处开设有孔洞，正极柱137设置于孔洞中，且正极柱137中设置有用于绝缘的正极密封圈。正极柱137的底端穿过正极塑胶隔板135，并连接于正极上托板133上。孔洞的侧边设置有位于正极上盖板136上的槽孔与通孔，槽孔位于CID件134的正上方。防爆阀138设置于通孔中，且通孔的下方设置有贯穿正极塑胶隔板135、正极上托板133与正极下顶板132的贯穿孔。
本实施例中，CID件134翻转片的爆破压力小于防爆阀138，保护动作在防爆阀138之前，与防爆阀138一起对电池形成双重保护。
本实施例中，正极上盖板136与正极上托板133之间通过正极塑胶隔板135进行绝缘。同时，正极塑胶隔板135向下延伸一周，阻断正极上托板133和正极下顶板132分别与壳体11的内壁接触。
实施例三
如图2所示，基于上述实施例一或二，本实施例还包括：封盖件包括设置于壳体11底端上的负极下塑胶板142，负极下塑胶板142的底部设置有负极下盖板143。其中，负极下塑胶板142与负极汇流条141之间进行联通。负极塑胶托板144设置于负极下盖板143的顶部外壁上，负极上盖板149的圆心处开设有连接孔。负极柱1411设置于连接孔中，且负极柱1411的顶端穿过负极上塑胶板148，并接触于上导电片147上。连接孔中设置有用于绝缘的负极密封圈。
本实施例中，铆钉1410的设置范围为二至六个，在本实施例中采用两个，且铆钉1410带有台阶结构。铆钉1410的台阶上部分不导电，台阶以下部分导电。
本实施例中，负极上盖板149、上导电片147与PTC片146上均设置有用于对铆钉1410进行绝缘的绝缘圈一，负极下盖板143上设置有用于对铆钉1410进行绝缘的绝缘圈二。
上述具体实施例仅仅是本实用新型的几种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。
Claims (7)
1.一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，包括由壳体(11)、卷芯(12)、正极部件(13)与负极部件(14)所构成的电池主体(1)，其特征在于：所述正极部件(13)包括设置于壳体(11)内部的正极汇流条(131)，正极汇流条(131)的上方依次设置有正极下顶板(132)、正极上托板(133)与正极塑胶隔板(135)，其中，正极上托板(133)上安装有CID件(134)，正极上盖板(136)上安装有正极柱(137)与防爆阀(138)；
所述负极部件(14)包括设置于壳体(11)内部的负极汇流条(141)，负极汇流条(141)的下方设有封盖件，封盖件的底部设置有导电组件，导电组件与负极汇流条(141)之间通过多个铆钉(1410)进行固定，并实现电路的联通；
所述导电组件包括负极塑胶托板(144)，负极塑胶托板(144)的内部自上而下依次设置有下导电片(145)、PTC片(146)、上导电片(147)、负极上塑胶板(148)与负极上盖板(149)，其中，负极上盖板(149)的圆心处设置有用于导电的负极柱(1411)。
2.根据权利要求1所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述正极部件(13)与负极部件(14)分别设置于壳体(11)的两端，所述卷芯(12)设置于壳体(11)的内部，且卷芯(12)的两端分别联通于正极汇流条(131)和负极汇流条(141)上。
3.根据权利要求1所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述正极上盖板(136)的圆心处开设有孔洞，所述正极柱(137)设置于孔洞中，且正极柱(137)中设置有用于绝缘的正极密封圈，所述正极柱(137)的底端穿过正极塑胶隔板(135)，并连接于正极上托板(133)上。
4.根据权利要求3所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述孔洞的侧边设置有位于正极上盖板(136)上的槽孔与通孔，所述槽孔位于CID件(134)的正上方，所述防爆阀(138)设置于通孔中，且通孔的下方设置有贯穿正极塑胶隔板(135)、正极上托板(133)与正极下顶板(132)的贯穿孔。
5.根据权利要求1所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述封盖件包括设置于壳体(11)底端上的负极下塑胶板(142)，负极下塑胶板(142)的底部设置有负极下盖板(143)，其中，负极下塑胶板(142)与负极汇流条(141)之间进行联通。
6.根据权利要求5所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述负极塑胶托板(144)设置于负极下盖板(143)的顶部外壁上，所述负极上盖板(149)的圆心处开设有连接孔，所述负极柱(1411)设置于连接孔中，且负极柱(1411)的顶端穿过负极上塑胶板(148)，并接触于上导电片(147)上。
7.根据权利要求6所述的一种配置CID和外置PTC的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述连接孔中设置有用于绝缘的负极密封圈。
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