CN220672814U - 电池盖帽和锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池盖帽和锂离子电池，该电池盖帽包括：防爆电极，该防爆电极包括电极片和防爆片，该防爆片可导电地连接于该电极片，并在该电极片和该防爆片之间形成防爆腔；连接片，该连接片包括与该防爆片可导电地连接的导通片和环绕着该导通片且具有透气孔的陶瓷环片；该陶瓷环片的内边缘固定连接于该导通片，该陶瓷环片的外边缘连接于该防爆电极；以及胶圈，该胶圈环绕地设置于该防爆电极和该连接片的周围。该电池盖帽通过将导通片固定于高熔点的陶瓷环片上，能够避免由于胶圈熔化而导致连接片和防爆片重新连接的问题，降低外部短路导致的热失控的风险。

Description

电池盖帽和锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池盖帽技术领域，特别是涉及一种电池盖帽和锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池市场在不断发展和演进，新的锂离子电池应用和技术正在不断涌现，圆柱型锂离子电池在各个领域中的应用在持续的扩大。圆柱型锂离子电池能够应用于电动汽车和混合动力汽车中，被作为汽车的动力源或储能设备。锂离子电池还能够被用于其他储能系统，例如家庭能源储存系统、商业和工业储能系统以及电网储能系统等，这些储能系统能够储存太阳能或风能等可再生能源，以供电峰平谷调峰、备用电源和应急用电等。

虽然锂离子电池具有循环寿命长、额定电压高、能量密度高和自放电率低等优点，但是锂离子电池的安全问题仍是制约锂离子电池的大规模应用的一个重要限制，特别是锂离子电池的热失控问题。产生锂离子电池的热失控问题的原因有许多，例如过度充电、过度放电、短路、过热、针刺、重物冲击等原因。其中最常见的原因为外部短路，由于圆柱型锂离子电池的外部金属壳和正负极直接接触，导致电流直接流过短路路径，绕过电池内部的正常回路，引发严重的安全问题。外部短路可能会导致产生多种安全性问题，一个是高电流流过电池，导致电池内部迅速升温，引发电池的热失控，产生大量热量并释放有害气体，导致电池发生爆炸、燃烧等安全事故；另一个是导致电池外壳破裂，造成电解质泄漏，由于电解液通常为具有挥发性和易燃性的有机溶剂，具有引发火灾或化学物质泄漏的风险；还有一个是损坏与电池直接连接的动力工具。

为了解决目前圆柱型锂离子电池外部短路问题，现有技术中通常通过电池盖帽保护电池的内部结构，电池盖帽能够提高电池的安全性、稳定性、密封性和防漏能力，在电池的散热和热管理方面都起着重要的作用。电池盖帽的防爆片能够在电池发生外部短路时，与电池盖帽的连接片断开连接，以切断该电池的电流，解决外部短路问题。

目前现有的电池盖帽主要通过胶圈将电池盖帽的防爆片和连接片隔开，当外部短路问题发生时，电池盖帽会产生大量的热量，导致胶圈熔化，产生漏液问题，或使该防爆片和该连接片产生重新连接，而进一步扩大电池热失控的风险。

实用新型内容

基于此，有必要针对电池盖帽的胶圈在外部短路发生时容易熔化的问题，提供一种电池盖帽。

一种电池盖帽，包括：

防爆电极，所述防爆电极包括电极片和防爆片，所述防爆片可导电地连接于所述电极片，并在所述电极片和所述防爆片之间形成防爆腔；

连接片，所述连接片包括与所述防爆片可导电地连接的导通片和环绕着所述导通片且具有透气孔的陶瓷环片；所述陶瓷环片的内边缘固定连接于所述导通片，所述陶瓷环片的外边缘连接于所述防爆电极；以及

胶圈，所述胶圈环绕地设置于所述防爆电极和所述连接片的周围。

在其中一个实施例中，所述防爆片具有变形部和环绕于所述变形部周围的固定部，所述固定部与所述电极片接触，所述变形部向所述连接片凸起以形成所述防爆腔，所述导通片可导电地固接于所述变形部。

在其中一个实施例中，所述陶瓷环片包括限位部，环绕地抵接于所述固定部的抵接部和连接所述限位部和所述抵接部的连接部，所述连接部自所述限位部倾斜地向所述限位部延伸，所述导通片固设于所述限位部。

在其中一个实施例中，所述陶瓷环片的内边缘向所述防爆片的方向凹陷，以形成内嵌凹槽，所述导通片内嵌于所述内嵌凹槽内。

在其中一个实施例中，所述导通片固接于所述变形部的部分的厚度小于所述导通片未片固接于所述变形部的部分的厚度。

在其中一个实施例中，所述导通片焊接于所述防爆片。

在其中一个实施例中，所述陶瓷环片具有多个所述透气孔，多个所述透气环绕地布置于所述连接部。

在其中一个实施例中，所述胶圈包括压盖部和环绕地连接于所述压盖部周围的环绕部，所述环绕部环绕地设置于所述防爆片和所述电极片的周围，所述压盖部盖设于所述抵接部。

在其中一个实施例中，所述陶瓷环片为氧化铝制件、氮化硅制件、氧化锆制件、氧化铝质陶瓷纤维制件、氧化镁制件中的一种。

上述电池盖帽重新设计了连接片的结构，取消了连接片和防爆片之间的胶圈，通过将导通片固定于高熔点的陶瓷环片上，不仅减少了盖帽配件的数量，还能够避免由于胶圈熔化而导致连接片和防爆片重新连接的问题，降低外部短路导致的热失控的风险。此外，还能够大幅降低连接片到胶圈的热传递，降低外部短路时的漏液风险。

进一步地，本实用新型提供了一种锂离子电池，包括：

电池主体；以及

如上述任一所述的电池盖帽，所述电池盖帽可导电地固接于所述电池主体。

上述锂离子电池在发生外部短路时，能够通过该防爆片快速切断该电流，并且该陶瓷环片具有较高的耐热性能，不会被该电池主体产生的热量熔化，能够避免该导通片和该防爆片重新接通的风险，从而大幅降低了锂离子电池的热失控风险。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的锂离子电池的剖视示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的电池盖帽的剖视示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的电池盖帽的连接片的俯视示意图。

附图标记：10、电池盖帽；11、防爆电极；111、电极片；112、防爆片；1121、变形部；1122、固定部；113、防爆腔；12、连接片；121、导通片；122、陶瓷环片；1221、透气孔；1222、限位部；1223、抵接部；1224、连接部；1225、内嵌凹槽；13、胶圈；131、压盖部；132、环绕部；20、电池主体。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

具体地，请参照图1至图3，本申请提供了一种电池盖帽10，该电池盖帽10可以包括防爆电极11、连接片12和胶圈13。该防爆电极11可以包括电极片111和防爆片112。该防爆片112可导电地连接于该电极片111，并在该电极片111和该防爆片112之间形成防爆腔113。该连接片12可以包括与该防爆片112可导电地连接的导通片121和环绕这该导通片121且具有透气孔1221的陶瓷环片122，该陶瓷环片122的内边缘固定连接于该导通片121，该陶瓷环片122的外边缘连接于该防爆电极11。该胶圈13环绕地设置于该防爆电极11和该连接片12的周围。该电池盖帽10能够被安装于电池主体20以组成锂离子电池，该连接片12的该导通片121能够将该防爆片112和该电池主体20接通，该电极片111能够作为该锂离子电池的电极来传输该电池主体20的电流；该胶圈13能够将该防爆电极11和该连接片12与该锂离子电池的电池主体20隔开，避免该电池主体20直接与该电极片111接通而导致该防爆片112失效。

可以理解的是，当该锂离子电池发生外部短路时，该电池主体20产生大量的热量，使得该电池主体20内部气体膨胀而增加该电池主体20内部的压力，该电池主体20内部的气体穿过该陶瓷环片122的透气孔1221将压力施加于该防爆片112，使得该防爆片112受到该电池主体20内部产生的压力而向该防爆腔113内变形，由于该陶瓷环片122的材料为绝热陶瓷材料，具有较高的熔点，即使电池主体20产生大量的热量，该陶瓷环片122也不会发生变形，该导通片121则在该陶瓷环片122的限制下保持不变，如此一来，该防爆片112与该导通片121被切断，使得该电池盖帽10自身成为断路状态，该电池主体20无法再输出电流，从而解决外部短路的问题。并且，由于该陶瓷环片122具有较高的熔点，不会被该电池主体20产生的热量融化，能够避免出现该陶瓷环片122熔化而导致该导通片121和该防爆片112重新接通的情况。此外，该陶瓷环片122还具有较低的传热性，能够大幅降低传递至该胶圈13的热量，降低该胶圈13熔融的风险，降低外部短路时的漏液风险。

示例性地，在其中一个实施例中，该陶瓷环片122为氧化铝制件、氮化硅制件、氧化锆制件、氧化铝质陶瓷纤维制件、氧化镁制件中的一种。这些绝缘陶瓷材料制件均具有较高的绝缘电阻，较高的机械强度以及较高的耐热性能，能够满足该陶瓷环片122的设计需求。

可选地，如图2所示，在其中一个实施例中，该防爆片112具有变形部1121和环绕于该变形部1121周围的固定部1122，该固定部1122与该电极片111接触，该变形部1121向该连接片12凸起以形成该防爆腔113，该导通片121可导电地固接于该变形部1121。在该锂离子电池正常工作时，该变形部1121和该导通片121接通，该固定部1122和该电极片111接通，以输出该电池主体20的电流。当该锂离子电池发生外部短路时，该电池主体20产生的压力挤压该变形部1121，使得该变形部1121向该防爆腔113内变形，从而将该防爆片112和该导通片121断开。

可选地，如图2所示，在其中一个实施例中，该陶瓷环片122包括限位部1222，环绕地抵接于该固定部1122的抵接部1223和连接该限位部1222和该抵接部1223的连接部1224，该连接部1224自该限位部1222倾斜地向该限位部1222延伸，该导通片121固设于该限位部1222。换而言之，该陶瓷环片122通过该倾斜地延伸的该连接部1224，将该限位部1222凸出于该抵接部1223，当该抵接部1223抵接于该固定部1122时，该限位部1222和该连接部1224能够避开凸起的该变形部1121，避免该陶瓷环片122和该防爆片112产生干涉。此外，该导通片121固设于该限位部1222远离该防爆片112的一侧，当该锂离子电池发生外部短路时，该限位部1222能够限制该导通片121，避免该导通片121被该电池主体20产生的压力推向该防爆片112，而使该防爆片112和该导通片121无法切断连接。

优选地，如图2所示，在其中一个实施例中，该陶瓷环片122的内边缘向该防爆片112的方向凹陷，以形成内嵌凹槽1225，该导通片121内嵌于该内嵌凹槽1225内。如此设置，一方面，该内嵌凹槽1225能够在该锂离子电池发生外部短路时，更好地限制该导通片121；另一方面，该陶瓷环片122的内嵌凹槽1225处的厚度更薄，使得该导通片121能够更轻易的接触到该防爆片112，有利于缩小该电池盖帽10的整体厚度，使得该电池盖帽10的结构更简洁。

值得注意的是，在其中一个实施例中，该导通片121固接于该变形部1121的部分的厚度小于该导通片121未片固接于该变形部1121的部分的厚度。如此设置，该导通片121固接于该变形部1121的部分的结构强度更低，当该锂离子电池发生外部短路时，该导通片121与该变形部1121固接的部分能够直接断裂，以断开与该防爆片112的连接。

示例性地，如图2所示，在其中一个实施例中，该导通片121焊接于该防爆片112。该导通片121和该变形部1121之间存在多个焊接点，当该锂离子电池发生外部短路时，该电池主体20产生的压力能够推动该防爆片112的变形部1121，该变形部1121向该防爆腔113内变形后，该变形部1121与该导通片121的焊接点断开，从而实现切断该防爆片112和该导通片121的连接。

优选地，如图2和图3所示，在其中一个实施例中，该陶瓷环片122具有多个该透气孔1221，多个该透气环绕地布置于该连接部1224，如此设置，该电池主体20由于外部短路而产生的压力能够穿过该透气孔1221作用于该防爆片112的变形部1121，从而减少该陶瓷环片122受到的压力，并且该透气孔1221被开设于该连接部1224，能够加强该限位部1222的结构，避免该限位部1222在压力的作用下折弯，而导致该导通片121与该防爆片112重新接通。

优选地，如图1和图2所示，在其中一个实施例中，该胶圈13包括压盖部131和环绕地连接于该压盖部131周围的环绕部132，该环绕部132环绕地设置于该防爆片112和该电极片111的周围，该压盖部131盖设于该抵接部1223。该电池主体20的外壳能够将该环绕部132折弯，使该环绕部132能够包裹该电极片111和该防爆片112，该电池主体20的外壳还能够将该压盖部131夹紧，使该压盖部131能够包裹该防爆片112和该陶瓷环片122的抵接部1223。如此设置，该胶圈13的该环绕部132能够将该防爆片112和该电极片111与该电池主体20隔开，该压盖部131能够遮盖该防爆片112的该固定部1122和该陶瓷环片122的该抵接部1223，避免该固定部1122和该抵接部1223暴露于该电池主体20。如此一来，该胶圈13能够将该防爆片112和该电极片111与该电池主体20完全隔开，该防爆片112只能通过该导通片121与该电池主体20接通，避免出现该电极片111直接与该电池主体20接通，而导致该防爆片112失效，从而无法在该锂离子电池发生外部短路时，切断该电池主体20的电流。

进一步地，如图1所示，本申请还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池可以包括电池主体20以及如上述任一所述的电池盖帽10，该电池盖帽10可导电地固接于该电池主体20。该锂离子电池在发生外部短路时，能够通过该防爆片112快速切断该电流，并且该陶瓷环片122具有较高的耐热性能，不会被该电池主体20产生的热量熔化，能够避免该导通片121和该防爆片112重新接通的风险，从而大幅降低了锂离子电池的热失控风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池盖帽，其特征在于，包括：

防爆电极，所述防爆电极包括电极片和防爆片，所述防爆片可导电地连接于所述电极片，并在所述电极片和所述防爆片之间形成防爆腔；

连接片，所述连接片包括与所述防爆片可导电地连接的导通片和环绕着所述导通片且具有透气孔的陶瓷环片；所述陶瓷环片的内边缘固定连接于所述导通片，所述陶瓷环片的外边缘连接于所述防爆电极；以及

胶圈，所述胶圈环绕地设置于所述防爆电极和所述连接片的周围。

2.根据权利要求1所述的电池盖帽，其特征在于，所述防爆片具有变形部和环绕于所述变形部周围的固定部，所述固定部与所述电极片接触，所述变形部向所述连接片凸起以形成所述防爆腔，所述导通片可导电地固接于所述变形部。

3.根据权利要求2所述的电池盖帽，其特征在于，所述陶瓷环片包括限位部，环绕地抵接于所述固定部的抵接部和连接所述限位部和所述抵接部的连接部，所述连接部自所述限位部倾斜地向所述限位部延伸，所述导通片固设于所述限位部。

4.根据权利要求3所述的电池盖帽，其特征在于，所述陶瓷环片的内边缘向所述防爆片的方向凹陷，以形成内嵌凹槽，所述导通片内嵌于所述内嵌凹槽内。

5.根据权利要求3所述的电池盖帽，其特征在于，所述导通片固接于所述变形部的部分的厚度小于所述导通片未片固接于所述变形部的部分的厚度。

6.根据权利要求5所述的电池盖帽，其特征在于，所述导通片焊接于所述防爆片。

7.根据权利要求3所述的电池盖帽，其特征在于，所述陶瓷环片具有多个所述透气孔，多个所述透气环绕地布置于所述连接部。

8.根据权利要求3至7中任意一项所述的电池盖帽，其特征在于，所述胶圈包括压盖部和环绕地连接于所述压盖部周围的环绕部，所述环绕部环绕地设置于所述防爆片和所述电极片的周围，所述压盖部盖设于所述抵接部。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的电池盖帽，其特征在于，所述陶瓷环片为氧化铝制件、氮化硅制件、氧化锆制件、氧化铝质陶瓷纤维制件、氧化镁制件中的一种。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括：

电池主体；以及

如权利要求1至9中任意一项所述的电池盖帽，所述电池盖帽可导电地固接于所述电池主体。