ES2966649T3 - Conjunto de cubierta de batería, celda de batería, módulo de batería, paquete de baterías de energía y vehículo eléctrico - Google Patents

Conjunto de cubierta de batería, celda de batería, módulo de batería, paquete de baterías de energía y vehículo eléctrico Download PDF

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Abstract

Se proporcionan un conjunto de tapa de batería, una batería de una sola celda, un módulo de batería, un paquete de batería y un vehículo eléctrico. El conjunto de tapa de batería comprende una tapa (104), un terminal interno de electrodo (101) y un terminal externo de electrodo (110). El terminal interno del electrodo (101) y el terminal externo del electrodo (110) están conectados eléctricamente por medio de una estructura de interrupción de corriente (100) instalada en la cubierta (104). La estructura de interrupción de corriente (100) tiene una cavidad sellada (103) llena con un medio productor de gas. La cavidad sellada (103) está configurada de manera que el medio productor de gas esté conectado eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, respectivamente. Si una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio puede producir un gas, y la presión del gas provoca una interrupción de una conexión eléctrica entre el terminal interno del electrodo (101) y un terminal externo del electrodo. (110). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de cubierta de batería, celda de batería, módulo de batería, paquete de baterías de energía y vehículo eléctrico
REFERENCIA CRUZADA A APLICACIONES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica prioridad y beneficios de la Solicitud de Patente China No. de Serie 201710210920.X, depositada en la Oficina Estatal de la Propiedad Intelectual de la R. P. China el 31 de marzo de 2017 y titulada ''Battery cover assembly, battery cell, battery module, power battery pack and electric vehicle".
CAMPO
La presente solicitud se refiere al campo de las baterías, y se refiere específicamente a un conjunto de cubierta de batería, una celda de batería que utiliza el conjunto de cubierta de batería, un módulo de batería que incluye la celda de batería, un paquete de baterías de energía que incluye el módulo de batería y un vehículo eléctrico que incluye el paquete de baterías de energía.
ANTECEDENTES
En la solución técnica de un dispositivo de interrupción de corriente (CID), una batería generalmente está provista de una estructura desmontable capaz de detectar la presión del gas. En casos extremos, como la fuga térmica, la reacción entre una solución electrolítica y los materiales de los electrodos produce una gran cantidad de gas dentro de la batería. A medida que aumenta el volumen de gas, aumenta la presión dentro de la batería, y el aumento de presión hace que una lámina abatible de la estructura separable gire hacia afuera, de modo que se separe una lámina de fractura que está parcialmente adelgazada.
La técnica anterior tiene las siguientes tres desventajas principales:
1. En la etapa inicial de sobrecarga de la batería, se produce una pequeña cantidad de gas dentro de la batería y la estructura desmontable no puede romperse a tiempo.
2. Cuando la presión dentro de la batería es alta, la batería está en fuga térmica y no se puede proteger incluso si la estructura desmontable está rota.
3. Cuando la presión de separación de la batería es grande, la presión inicial aumenta y la estructura desmontable no se puede romper a tiempo; cuando la presión de separación es pequeña, la estructura desmontable puede romperse en el caso de que se inyecte líquido a la batería y se almacene a alta temperatura.
La estructura anterior no es particularmente adecuada para materiales ternarios. Debido a la alta actividad de los materiales ternarios, la batería es propensa a sufrir una fuga térmica en un corto período de tiempo en casos extremos. En la etapa inicial de la sobrecarga de la batería, cuando se produce una pequeña cantidad de gas dentro de la batería, la presión no es suficiente para hacer que la lámina abatible gire para separar la lámina de fractura. Cuando la presión dentro de la batería es excesivamente alta, la batería ha estado en un estado de fuga térmica y, en este caso, aunque el circuito se puede desconectar, las reacciones entre los materiales dentro de la batería no se pueden detener y la batería aún no puede ser protegida.
El documento US 2011/086261 A1 está relacionado con una batería con un conjunto de electrodos que tiene un pasador central y una lata, así como un conjunto de cubierta, que se deforma debido a un impacto causado por una colisión de un extremo deformado del pin con una superficie interna de la lata y/o el conjunto de cubierta. Se pueden derivar baterías similares de los documentos EP 2219247 A1 y EP 2911 220 A1.
SUMARIO
Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar un conjunto de cubierta de batería, una celda de batería que utiliza el conjunto de cubierta de batería, un módulo de batería que incluye la celda de batería, un paquete de baterías de energía que incluye el módulo de batería y un vehículo eléctrico que incluye el paquete de baterías de energía, que puede mejorar la seguridad de la batería.
La presente divulgación proporciona un conjunto de cubierta de batería, que incluye una placa de cubierta, un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo, donde el terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente al terminal externo de electrodo a través de una estructura de interrupción de corriente montada en la placa de cubierta, la estructura de interrupción de corriente incluye una cámara sellada configurada para llenar un medio productor de gas en su interior, la cámara sellada está construida para hacer que el medio productor de gas se conecte eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando se produce una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería que excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo la acción de la presión del gas.
Opcionalmente, el valor nominal está en un intervalo de 4,5 V a 5 V.
Opcionalmente, el medio productor de gas incluye al menos uno de bifenilo, terc-amilbenceno, ciclohexilbenceno, terfenilo, ciclohexilbifenilos o dibenzofurano.
Según la invención, el conjunto de cubierta de batería incluye un primer miembro polar y un segundo miembro polar respectivamente en contacto con el medio productor de gas, uno del primer miembro polar y el segundo miembro polar está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la batería, el primer miembro polar está formado por el terminal interno de electrodo y aislado de la placa de cubierta, y el segundo miembro polar está conectado de manera sellada y aislante a la placa de cubierta.
Según la invención, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante configurado para servir como parte de una pared de la cámara sellada, el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante, y bajo la acción de la presión del gas, el miembro basculante actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo.
Opcionalmente, un miembro conductor está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante está conectado eléctricamente al miembro conductor, el miembro conductor está provisto de una muesca que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante.
Opcionalmente, uno del miembro basculante y el miembro conductor está provisto de una protuberancia y el otro está provisto de un orificio de conexión configurado para acomodar la protuberancia, estando conectada la protuberancia al orificio de conexión a través de un punto de soldadura anular.
Opcionalmente, el terminal interno de electrodo está formado por un borne de batería que se extiende a lo largo de una dirección medial-lateral, el miembro basculante está dispuesto coaxialmente con el borne de batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de batería, y una superficie lateral del borne de batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante, de modo que la cámara sellada esté formada como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería.
Opcionalmente, una porción de extremo interior del borne de batería incluye una brida radial, una superficie de extremo exterior de la brida radial está conectada de forma sellada con un anillo de aislamiento interior, y la placa de cubierta está conectada de forma sellada a una superficie de extremo exterior del anillo de aislamiento interior de modo que quede aislada del borne de la batería.
Opcionalmente, la brida radial está provista de un orificio de inyección de medio configurado para comunicarse con la cavidad anular.
Opcionalmente, la superficie extrema exterior de la brida radial está formada como una estructura escalonada, la estructura escalonada incluye un anillo interior cerca del eje del borne de la batería y un anillo exterior alejado del eje del borne de la batería, un espesor del anillo interior es mayor que el espesor del anillo exterior, el anillo de aislamiento interior se fija al anillo exterior, y el orificio de inyección de medio se extiende desde una superficie extrema interior de la brida radial hasta el anillo interior.
Opcionalmente, el segundo miembro polar está formado como una lámina conductora anular que rodea la cavidad anular, una superficie extrema interior de la lámina conductora anular está sellada conectada con un primer anillo aislante exterior, la placa de cubierta está sellada conectada a una superficie extrema interior del primer anillo aislante exterior para aislarse de la lámina conductora anular, una superficie extrema exterior de la lámina conductora anular está sellada conectada con un segundo anillo aislante exterior, y la periferia exterior del miembro basculante está sellada conectada a una superficie extrema exterior del segundo anillo aislante exterior para quedar aislada de la lámina conductora anular.
Opcionalmente, la superficie extrema exterior del segundo anillo de aislamiento exterior está sellada conectada con un anillo de sellado, la periferia exterior del miembro basculante está sellada conectada al anillo de sellado, el miembro basculante está cubierto además por un miembro de cubierta, y el miembro de cubierta está conectado eléctricamente al miembro basculante para formar el terminal externo de electrodo.
Opcionalmente, el miembro de cubierta está provisto de un orificio de ventilación que se comunica con el exterior.
La presente divulgación proporciona además una celda de batería, que incluye una carcasa y una celda alojada en la carcasa, donde la celda de batería incluye además el conjunto de cubierta de batería de la presente divulgación, la placa de cubierta empaqueta la carcasa y la celda está conectada eléctricamente al terminal interno de electrodo.
La presente divulgación proporciona además un módulo de batería, que incluye la celda de batería de la presente divulgación dispuesta en el mismo.
La presente divulgación proporciona además un paquete de baterías de energía, que incluye un cuerpo del paquete y un módulo de batería dispuesto dentro del cuerpo del paquete. El módulo de batería es el módulo de batería de la presente divulgación.
La presente divulgación proporciona además un vehículo eléctrico, equipado con el paquete de baterías de energía de la presente divulgación.
Por medio de las soluciones técnicas anteriores, la producción de gas en la cámara sellada en el conjunto de cubierta es independiente de la producción de gas dentro de la batería, de modo que se puede formar presión de gas para la estructura de interrupción de corriente a tiempo para activar la estructura de interrupción de corriente a tiempo, mejorando así la seguridad de la batería.
Otras características y ventajas de la presente divulgación se describen en detalle en la parte de Descripción detallada a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los dibujos adjuntos se utilizan para proporcionar una mayor comprensión de la presente divulgación, constituyen una parte de esta especificación y se usan, junto con las siguientes implementaciones específicas, para explicar la presente divulgación, pero no constituyen limitaciones a la presente divulgación. En los dibujos adjuntos:
FIG. 1 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según una primera implementación de la presente divulgación;
FIG. 2 es una vista superior estructural esquemática de un segundo miembro polar según la primera implementación de la presente divulgación;
FIG. 3 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según una segunda implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar no excede un valor nominal;
FIG. 4 es una vista superior estructural esquemática de un anillo aislante según la segunda implementación de la presente divulgación;
FIG. 5 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según la segunda implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar excede un valor nominal;
FIG. 6 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según la segunda implementación de la presente divulgación, donde una cámara sellada está llena con un medio productor de gas;
FIG. 7 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según una tercera implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar no excede un valor nominal;
FIG. 8 es una vista superior estructural esquemática de un anillo aislante interior según la tercera implementación de la presente divulgación;
FIG. 9 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según la tercera implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar excede un valor nominal;
FIG. 10 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según la tercera implementación de la presente divulgación, donde una cámara sellada está llena con un medio productor de gas; FIG. 11 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según una cuarta implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar no excede un valor nominal;
FIG. 12 es una vista esquemática en sección transversal de una estructura de interrupción de corriente según la cuarta implementación de la presente divulgación, donde una diferencia de voltaje entre un primer miembro polar y un segundo miembro polar excede un valor nominal;
FIG. 13 es una vista esquemática en sección transversal de una primera realización de una estructura de interrupción de corriente según la quinta implementación de la presente divulgación;
FIG. 14 es una vista esquemática en sección transversal de una segunda realización de una estructura de interrupción de corriente según la quinta implementación de la presente divulgación;
FIG. 15 es una vista en sección transversal parcial de una celda de batería ubicada en una posición según la sexta implementación de la presente divulgación;
FIG. 16 es un diagrama parcial ampliado de una parte A en la FIG. 15;
FIG. 17 es una vista en sección transversal parcial de una celda de batería ubicada en otra posición según la sexta implementación de la presente divulgación;
FIG. 18 es una vista tridimensional parcial de la sección longitudinal de una celda de batería según la sexta implementación de la presente divulgación;
FIG. 19 es una vista tridimensional parcial de una celda de batería según la sexta implementación de la presente divulgación;
FIG. 20 es un diagrama estructural esquemático tridimensional de una pieza de alivio de presión según la sexta implementación de la presente divulgación;
FIG. 21 es una vista en sección transversal parcial de la sección longitudinal de una celda de batería según la séptima implementación de la presente divulgación;
FIG. 22 es una vista esquemática parcial en un extremo izquierdo de la FIG. 21;
FIG. 23 es una vista esquemática parcial en un extremo derecho de la FIG. 21;
FIG. 24 es una vista lateral esquemática de un paquete sellado según la séptima implementación de la presente divulgación; y
FIG. 25 es una vista esquemática en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A en la FIG. 24.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Implementaciones específicas de la presente divulgación se describen en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Debe entenderse que las implementaciones específicas descritas en el presente documento se utilizan simplemente para describir y explicar la presente divulgación en lugar de limitar la presente divulgación.
A menos que se especifique lo contrario, los sustantivos de ubicaciones tales como "arriba, abajo, izquierda y derecha" utilizados en la presente divulgación se definen generalmente basándose en las direcciones del plano de las figuras de los dibujos adjuntos correspondientes, e "interior y exterior" se refiere a una parte interior y una parte exterior de un componente correspondiente. El extremo exterior, el extremo interior, la dirección medio-lateral mencionados en esta especificación, por ejemplo, el terminal interior, el terminal externo, la superficie del extremo interior y la superficie del extremo exterior, se describen en una dirección axial de un borne de batería con respecto al interior y al exterior de una batería, y "dentro y fuera" de una pieza de anillo, por ejemplo, periferia exterior, anillo exterior y anillo interior, se define en una dirección radial con respecto al centro de la pieza de anillo.
Como se muestra en la FIG. 1 a la FIG. 25, la presente divulgación proporciona soluciones técnicas de un conjunto de cubierta de batería, una celda de batería que usa el conjunto de cubierta de batería, un módulo de batería que usa la celda de batería, un paquete de baterías de energía que usa el módulo de batería y un vehículo eléctrico que usa el paquete de baterías de energía. El conjunto de cubierta de batería está dispuesto sobre la celda de batería, y una pluralidad de celdas de batería están conectadas en serie o en paralelo para formar el módulo de batería, y pueden colocarse en el paquete de baterías para formar el paquete de baterías de energía. Adicionalmente, además del campo de los paquetes de baterías eléctricas, diversas soluciones técnicas proporcionadas en la presente divulgación se pueden aplicar ampliamente a otros campos de baterías. Además, el conjunto de cubierta de batería en la presente divulgación puede ser un conjunto que puede ensamblarse en una carcasa de la celda de batería para formar la celda de batería, o una estructura local que forma una estructura general inseparable con otras partes tales como una celda en la celda de la batería, que no está limitada en la presente divulgación y ambas caen dentro del alcance de protección de la presente divulgación.
Para aclarar las soluciones técnicas de la presente divulgación, en la presente divulgación se describen siete tipos de implementaciones. Sin embargo, la presente divulgación no se limita a estas siete implementaciones, y las características de cada implementación se pueden combinar o reemplazar continuamente. En varias implementaciones posibles de la presente divulgación, el conjunto de cubierta de batería puede incluir una placa de cubierta y un terminal de electrodo montado en la placa de cubierta, y el terminal de electrodo incluye además un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo, donde el terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente a una celda, y el terminal externo de electrodo está conectado a otras celdas de batería o módulos de batería, para lograr la entrada y salida de corriente de la celda de batería. Por motivos de seguridad, el terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente al terminal externo de electrodo a través de una estructura de interrupción de corriente, y la estructura de interrupción de corriente se puede separar bajo la acción de la presión del gas, desconectando así la entrada y salida de corriente de la celda de batería. El conjunto de cubierta proporcionado en la presente divulgación tiene un mecanismo de generación de gas que es independiente del interior de la batería, para crear presión de gas para la estructura de interrupción de corriente generando gas a tiempo, de modo que la estructura de interrupción de corriente se pueda separar a tiempo y se mejora la seguridad de la batería.
En diferentes implementaciones, para generar gas, se almacena de antemano un medio productor de gas en el conjunto de cubierta de batería, por ejemplo, se establece una cámara sellada para almacenar el medio productor de gas, y el medio productor de gas está ubicado en el medio de los electrodos positivo y negativo de la batería, es decir, se crea un voltaje para el medio productor de gas. En caso de que la batería esté sobrecargada, la diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería aumentará gradualmente. En este caso, si el medio productor de gas está diseñado para producir gas cuando la diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, la conexión eléctrica de la estructura de interrupción de corriente entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo puede ser interrumpida a tiempo bajo la acción de la presión del gas.
Específicamente, el valor nominal se puede establecer como un voltaje de funcionamiento de la batería en la etapa inicial de fuga térmica, es decir, el valor nominal se establece para que sea inferior al voltaje de descomposición de la solución electrolítica en la batería. Por ejemplo, el valor nominal puede estar en un intervalo de 4,5 V a 5 V. Por lo tanto, cuando la celda de la batería está en un estado normal, la diferencia de voltaje generada por el medio productor de gas no excede el valor nominal, de modo que el medio productor de gas no reacciona ni genera gas, y la celda de la batería puede cargarse y descargarse normalmente. Cuando la celda de la batería está a punto de acercarse a un estado peligroso, por ejemplo, la batería se encuentra en la etapa inicial de fuga térmica, la diferencia de voltaje generada por el medio productor de gas excede el valor nominal, de modo que el medio productor de gas puede descomponerse para generar una gran cantidad de gas, y la estructura de interrupción de corriente se separa bajo la acción de la presión del gas, desconectando así la entrada o salida de la corriente de la batería a tiempo. Específicamente, la estructura de cualquier componente o la relación de conexión eléctrica entre dos componentes vecinos cualesquiera en la estructura de interrupción de corriente puede desconectarse o interrumpirse.
Por lo tanto, el conjunto de cubierta de batería proporcionado en las implementaciones de la presente divulgación puede garantizar que la corriente de la batería pueda cortarse rápidamente en la etapa inicial de sobrecarga, lo cual es particularmente aplicable a materiales de electrodos con alta actividad (por ejemplo, materiales ternarios). En comparación con el procedimiento de agregar aditivo productor de gas a la solución electrolítica de la batería, el medio productor de gas proporcionado en la presente divulgación no entra en contacto con los materiales de los electrodos positivo y negativo y la solución electrolítica de la batería, no tiene reacciones secundarias y no tiene ningún efecto adverso sobre la capacidad y la vida útil de la batería. Además, la cantidad de medio productor de gas utilizado es pequeña, mucho menor que la solución electrolítica de la batería, lo que mejora aún más la seguridad de la batería.
En las implementaciones de la presente divulgación, para hacer que el voltaje de descomposición del medio productor de gas esté en un intervalo de 4,5 V a 5 V y hacer que el medio productor de gas genere una gran cantidad de gas cuando es menor que el voltaje de descomposición de la solución electrolítica, el medio productor de gas puede incluir específicamente al menos uno de bifenilo (voltaje de descomposición: 4,5 V), terc-amilbenceno (voltaje de descomposición: 4,7 V), ciclohexilbenceno (voltaje de descomposición: 4,7 V), terfenilo (voltaje de descomposición: 4,5 V), ciclohexilbifenilos (voltaje de descomposición: 4,5 V) y dibenzofurano (voltaje de descomposición: 4,5 V).
Además, para aumentar la velocidad de descomposición del medio productor de gas y mejorar la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente al interrumpir la corriente, el medio productor de gas y las sales de litio anteriores (por ejemplo, LiPF6) pueden disolverse como solutos en disolventes orgánicos cuando se utilizan, por ejemplo, disolverse en un disolvente de carbonato de dimetilo (DMC). Dado que las sales de litio aumentan la conductividad, la velocidad de descomposición del medio productor de gas mejora enormemente y aumenta la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente para interrumpir la corriente. Las sales de litio, el DMC y el medio productor de gas se pueden mezclar y llenar en una cámara sellada 103 en cualquier proporción adecuada. Preferiblemente, si el volumen de la cámara sellada 103 es del 100 %, el contenido de las sales de litio es del 5 % al 30 % y el contenido de DMC es del 5 % al 30 %. Además, la solución que incluye sales de litio, medio productor de gas y solventes orgánicos tiene una cierta conductividad térmica y puede reducir el calor y el aumento de temperatura por sobrecorriente en el punto de conexión entre dos componentes vecinos en la estructura de interrupción de corriente que la corriente necesita para fluir. Cuando aparece una corriente alta instantánea en la batería durante el uso, el efecto de transferencia de calor de la solución es particularmente obvio, mejorando así aún más la seguridad de la batería. Además, el medio productor de gas tiene una temperatura de producción de gas determinada. Por ejemplo, cuando la batería tiene un cortocircuito externo, el calor acumulado también puede hacer que el medio productor de gas produzca gas y la presión dentro de la cámara sellada aumente, de modo que la estructura mecánica interrumpe la transferencia de corriente de la batería y se logra la protección contra sobrecorriente. Cabe señalar que la solución anterior no se limita a líquido, sino que también puede ser una solución, por ejemplo, puede ser una solución en gel.
En las implementaciones de la presente divulgación, la estructura de interrupción de corriente puede ser una estructura mecánica capaz de detectar la presión del gas. Específicamente, cuando la batería se encuentra en la etapa inicial de fuga térmica, la estructura mecánica puede interrumpir la corriente que fluye a través de la estructura mecánica bajo la acción de la presión del gas generado por el medio productor de gas. Específicamente, las conexiones entre los componentes internos pueden interrumpirse para detener la transferencia de corriente, deteniendo así la carga/descarga de la batería de manera oportuna. El medio productor de gas puede generar gas de varias maneras. Por ejemplo, cuando la batería se encuentra en la etapa inicial de sobrecarga, el medio productor de gas genera gas bajo la acción de la diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería, lo que a su vez aumenta la presión dentro de la batería, o cuando la batería es anormal durante el uso y la temperatura de la batería aumenta, por ejemplo, cuando la corriente se cortocircuita externamente, dado que el medio productor de gas tiene una cierta temperatura de producción de gas, el calor acumulado durante el cortocircuito de la batería también puede causar que el medio productor de gas produzca gas, generando así la potencia de presión del gas que acciona la estructura de interrupción de corriente.
Además, las implementaciones de la presente divulgación proporcionan además una celda de batería. La celda de batería incluye una carcasa, una celda alojada en la carcasa y el conjunto de cubierta de batería en la presente divulgación. La placa de cubierta está configurada para encapsular la carcasa, y la celda está conectada a un terminal de electrodo correspondiente, para establecer rutas de corriente de entrada y salida de la celda de batería correspondiente. En el terminal de electrodo equipado con una estructura de interrupción de corriente, la celda está conectada a un terminal interno de electrodo por medio de una pieza de salida interna. En las implementaciones de la presente divulgación, el terminal de electrodo sin la estructura de interrupción de corriente puede conectarse eléctricamente a la placa de cubierta, y la placa de cubierta puede usarse para establecer un voltaje de uno de los electrodos para un medio productor de gas en una cámara sellada, es decir, una manera donde la placa de cubierta está electrificada, por ejemplo, la segunda implementación. Además, el terminal del electrodo sin la estructura de interrupción de corriente también puede estar conectado eléctricamente directamente al medio productor de gas en la cámara sellada mediante un conector de una tira conductora para establecer el voltaje de uno de los electrodos, por ejemplo, la primera implementación, donde la placa de cubierta no está electrificada. Además, las implementaciones proporcionan además un módulo de batería que usa la celda de batería, un paquete de baterías de energía que usa el módulo de batería y un vehículo eléctrico que usa el paquete de baterías de energía.
La presente divulgación presenta los conjuntos de cubierta de batería 100, 200, 300, 400, 500, 600 y 700 mencionados en las implementaciones primera a séptima en combinación con los dibujos correspondientes.
Primero, como se muestra en la FIG. 1 a la FIG. 2, en la primera implementación de la presente divulgación, el conjunto de cubierta de batería 100 incluye una cámara sellada 103 configurada para llenar el medio productor de gas en su interior, la cámara sellada 103 está construida para hacer que el medio productor de gas esté conectado eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, de modo que la conexión eléctrica de una estructura de interrupción de corriente entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo se rompen bajo la acción de la presión del gas, para mejorar la seguridad de la batería.
El conjunto de cubierta de batería incluye un primer miembro polar 101 y un segundo miembro polar 102 respectivamente en contacto con el medio productor de gas. Uno del primer miembro polar 101 y el segundo miembro polar 102 está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la batería, es decir, se puede establecer una diferencia de voltaje para el medio productor de gas a través de los dos miembros polares. En esta implementación, el primer miembro polar 101 está formado por el terminal interno de electrodo y aislado de una placa de cubierta 104, y el segundo miembro polar 102 está conectado de manera sellada y aislante a la placa de cubierta 104. Es decir, en esta implementación, a través del terminal interno de electrodo y el segundo miembro polar adicional, se puede establecer un voltaje para el medio productor de gas; en este caso, a través del segundo miembro polar adicional, no es necesario electrificar la placa de cubierta 104, para extender la vida útil de la placa de cubierta 104, y mejorar la seguridad de la batería.
Tomando la primera implementación en la FIG. 1 y FIG. 2 como ejemplo, en esta implementación, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante 105 configurado para servir como parte de una pared de la cámara sellada 103, el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante 105, y bajo la acción de la presión del gas, porque el gas comienza a acumularse en la cámara sellada 103, y la presión del gas aumenta, sirviendo el miembro basculante 105 como la pared de la cámara de la cámara sellada 103 actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo. Específicamente, el miembro basculante 105 puede actuar para interrumpir la conexión eléctrica entre el miembro basculante 105 y el terminal interno de electrodo, o puede interrumpir la conexión eléctrica entre el miembro basculante 105 y el terminal externo de electrodo, o interrumpir la estructura del miembro basculante 105. En esta implementación, es decir, el miembro basculante 105 actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el miembro basculante 105 y el terminal interno de electrodo.
En diferentes implementaciones de la presente solicitud, la conexión eléctrica entre el miembro basculante y el terminal interno de electrodo puede interrumpirse de diferentes maneras, por ejemplo, interrumpiendo una estructura conductora entre un miembro conductor y el miembro basculante, o interrumpiendo una estructura de al menos uno del miembro basculante y el terminal interno de electrodo. En esta implementación, para facilitar el procesamiento del terminal interno de electrodo, se fija un miembro conductor 106 en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante 105 está conectado eléctricamente al miembro conductor 106. En este caso, alguna estructura de fractura puede estar dispuesta en el miembro conductor 106, para evitar un procesamiento engorroso en el terminal interno de electrodo. Por ejemplo, el miembro conductor 106 puede estar provisto de una muesca 115 que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca 115 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 105.
De esta manera, bajo la acción de la presión del gas, la estructura del miembro conductor 106 se interrumpe a lo largo de la muesca 115, de modo que se interrumpe la conexión entre el miembro basculante 105 y el terminal interno de electrodo. Además de las implementaciones donde la estructura se interrumpe mediante formas de debilitamiento, como una muesca, la conexión eléctrica se puede interrumpir mediante medios tales como extraer un punto de soldadura entre el miembro basculante 105 y el terminal interno de electrodo. Alternativamente, la conexión eléctrica puede interrumpirse tirando de una lámina de fractura que conecta entre el miembro basculante 105 y el terminal interno de electrodo. Específicamente, los detalles se describen en la siguiente quinta implementación de la presente divulgación. Por tanto, según la presente divulgación, la transferencia de corriente puede interrumpirse desconectando la estructura mecánica bajo la acción de la presión del gas.
De esta manera, tomando como ejemplo la primera implementación, por ejemplo, cuando la batería se encuentra en la etapa inicial de sobrecarga, el medio productor de gas produce el gas bajo la acción de la diferencia de voltaje entre el primer miembro polar (el terminal interno de electrodo) y el segundo miembro polar, de modo que la presión del gas en la cámara sellada 103 aumenta. En este caso, bajo la cierta acción de la presión del gas, el miembro basculante 105 hace que el miembro conductor 106 se rompa a lo largo de la muesca a través de una acción basculante, de modo que la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo se interrumpe, para interrumpir una conexión de circuito entre una celda de batería y el exterior, y detener la carga de la batería, evitando así que la presión del gas siga aumentando debido a la descomposición de una solución electrolítica dentro de la batería, lo que garantiza la seguridad de la batería.
Como se muestra en la FIG. 1, en esta implementación, el terminal interno de electrodo que sirve como primer miembro polar 101 está formado por un borne de batería que se extiende a lo largo de una dirección medio-lateral, y el miembro conductor 106 está conectado a la superficie extrema exterior del borne de batería, por ejemplo, mediante soldadura, para conectarse eléctricamente entre sí. Específicamente, por ejemplo, el borne de la batería puede estar conectado eléctricamente a una celda a través de una pieza de salida interna, una lámina conductora de corriente y similares, para lograr la conexión del primer miembro polar 101 al electrodo positivo o al electrodo negativo de la batería. Además, debido a que la batería generalmente establece un bucle de corriente con un circuito externo a través del borne de la batería, dispuesto a través de la placa de cubierta, se requiere una estructura mecánica que está formada por el miembro conductor 106 y el miembro basculante 105 y que puede detectar la presión del gas está dispuesto en el borne de la batería, de modo que la presión del gas en la cámara sellada 103 pueda detectarse directamente a través del borne de la batería, proporcionando una alta sensibilidad, y se evita la conexión de la estructura mecánica al borne de la batería, facilitando el procesamiento.
En la presente divulgación, la manera en que se forma la cámara sellada puede variar en diferentes implementaciones. La cámara sellada puede formarse rodeando el primer miembro polar, el segundo miembro polar y/o la estructura mecánica configurada para detectar la presión del gas. Es decir, el primer miembro polar y el segundo miembro polar no sólo pueden servir como electrodos positivo y negativo aplicados al medio productor de gas, sino que también pueden ayudar a formar la cámara sellada; correspondientemente, la estructura mecánica que puede detectar la presión del gas también puede usarse para dos propósitos, que puede configurarse para interrumpir la entrada de corriente o la salida de corriente de la batería, y puede ayudar a formar la cámara sellada, para reducir el número de partes de la celda de la batería y reducir costos. Además, la cámara sellada puede estar formada además independientemente por partes adicionales, por ejemplo, una cavidad sellada formada en un paquete puede servir como cámara sellada.
Cuando la estructura mecánica que detecta la presión del gas está configurada para definir la cámara sellada, cuando la batería está en la etapa inicial de fuga térmica y en un estado normal, parte de la pared de la cámara sellada siempre está en contacto con la estructura mecánica para formar la cámara sellada cerrada. Cuando la cámara sellada no se forma rodeando la estructura mecánica que detecta la presión del gas, solo cuando la batería se encuentra en la etapa inicial de fuga térmica, bajo la acción de la presión del gas producida por el medio productor de gas, la estructura mecánica está en contacto con la pared de la cámara sellada, y cuando la batería está en estado normal, la estructura mecánica siempre está separada de la pared de la cámara sellada.
En la primera implementación de la presente divulgación, el miembro basculante 105 está dispuesto coaxialmente con el borne de la batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de la batería, y una superficie lateral del borne de la batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante 105, de modo que la cámara sellada 103 esté formada como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería. En consecuencia, cuando aumenta la presión del gas en la cámara sellada 103, el miembro basculante 105 actúa para interrumpir la conexión eléctrica con el borne de la batería. La conexión del borne de la batería al miembro basculante de manera sellada y aislante se puede lograr por medio de estructuras del borne de la batería y el miembro basculante, o se puede lograr mediante medios tales como agregar un anillo aislante o un miembro sellador. De esta manera, una estructura de batería existente se puede utilizar de manera razonable y completa, para interrumpir la corriente a tiempo en la etapa inicial de sobrecarga de la batería mientras se aplican la menor cantidad posible de mejoras posibles a la estructura de batería existente.
Específicamente, en esta implementación, el primer miembro polar 101 (el terminal interno de electrodo, o llamado borne de batería), el segundo miembro polar 102, el miembro basculante 105 y el miembro conductor 106 están todos configurados para definir la cámara sellada 103. Como mostrado en la FIG. 1, para evitar que la placa de cubierta 104 se electrifique, el borne de la batería debe aislarse de la placa de cubierta cuando el borne de la batería está conectado de forma segura a la placa de cubierta. Específicamente, la placa de cubierta 104 y una porción de extremo interior del borne de batería incluyen una brida radial 107, una superficie de extremo exterior de la brida radial 107 está conectada de manera sellada con un anillo de aislamiento interno 108, y la placa de cubierta 104 está conectada de manera sellada a una superficie del extremo exterior del anillo de aislamiento interior 108, de manera que quede aislado del borne de la batería. Es decir, en la FIG. 1, el anillo aislante interior 108 está situado en un lado inferior de la placa de cubierta.
El anillo aislante puede estar fabricado de cerámica o plástico. Cuando el anillo aislante está hecho de cerámica, la brida radial 107 y el anillo aislante interior 108 pueden conectarse mediante soldadura cerámica, y el anillo aislante interior 108 y la placa de cubierta pueden conectarse mediante soldadura cerámica. Esto logra una mayor confiabilidad y durabilidad que el aislamiento logrado mediante el uso de plásticos o caucho, y no solo se puede lograr una conexión estable y hermética de la estructura de interrupción de corriente, sino que también se puede lograr un aislamiento entre los bornes de la batería y la placa de cubierta. Cuando el anillo aislante está hecho de plástico, los plásticos pueden formarse integralmente en el borne de la batería mediante una tecnología de moldeo por inyección, reduciendo así el tiempo de montaje.
Para facilitar la inyección del medio productor de gas en la cavidad anular formada, en la primera implementación de la presente divulgación, como se muestra en la FIG. 1, la brida radial 107 está provista de un orificio de inyección de medio 109 configurado para comunicarse con la cavidad anular. Es decir, el medio productor de gas puede llenarse en la cámara sellada 103 en un extremo interior del borne de la batería. Durante el montaje, primero el primer miembro polar 101, el segundo miembro polar 102, el anillo de aislamiento interior 111, el anillo de aislamiento exterior 112, el miembro conductor 106 y el miembro basculante 105 se montan en la placa de cubierta, para definir una cavidad anular cerrada. Luego, el medio productor de gas se inyecta en la cavidad anular desde el extremo interior del borne de la batería a través del orificio de inyección de medio 109, y luego se sella el orificio de inyección de medio 109. Específicamente, el orificio de inyección de medio se puede bloquear usando un tapón de sellado tal como un cordón, o se puede soldar un miembro de bloqueo tal como una barra redonda en el orificio de inyección de medio. Por último, la placa de cubierta equipada con la estructura de interrupción de corriente se monta en la batería. En otras implementaciones, el orificio de inyección de medio puede diseñarse en un lado del miembro basculante, de modo que el medio productor de gas pueda inyectarse en la cámara sellada desde un extremo exterior del borne de la batería. Los detalles se describen en la segunda implementación.
Además, como se muestra en la FIG. 1, para mejorar la resistencia estructural de la brida radial 107 y mejorar aún más la firmeza de la conexión entre el borne de la batería y la placa de cubierta, la superficie extrema exterior de la brida radial 107 está formada como una estructura escalonada. La estructura escalonada incluye un anillo interior cerca del eje del borne de la batería y un anillo exterior alejado del eje del borne de la batería. El espesor del anillo interior es mayor que el espesor del anillo exterior. El espesor se refiere a un tamaño a lo largo de una dirección de extensión del borne de la batería. El anillo aislante interior 108 está fijado al anillo exterior, y el orificio de inyección de medio 109 se extiende desde una superficie extrema interior de la brida radial 107 hasta el anillo interior. Al diseñar la estructura escalonada, se aumenta el área de contacto del medio productor de gas y la superficie exterior del borne de la batería, se mejora la sensibilidad de la producción de gas y, además, se puede garantizar la resistencia del borne de la batería cuando la brida radial 107 está diseñada.
Siempre que la resistencia de la estructura de la brida radial 107 sea suficientemente confiable, el anillo aislante interior 108 se fija en un área con un espesor pequeño de la brida radial 107, para formar una cavidad anular con mayor volumen, de modo que el medio productor de gas llene la cavidad anular tanto como sea posible, para mejorar la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente. Además, en comparación con la formación del orificio de inyección de medio 109 en el área con un espesor pequeño de la brida radial 107, la formación del orificio de inyección de medio 109 en el anillo interior con un espesor mayor de la brida radial 107 puede extender la profundidad del orificio de inyección de medio 109, y hace que sea más fácil lograr el sellado confiable del orificio de inyección de medio 109 después de que el medio productor de gas se inyecta en la cámara sellada.
Como se muestra en la FIG. 1 y FIG. 2, en esta implementación, el segundo miembro polar 102 está formado como una lámina conductora anular que rodea la cavidad anular, una superficie extrema interior de la lámina conductora anular está conectada de forma sellada con un primer anillo aislante exterior 111, y la placa de cubierta 104 está sellada conectada a una superficie extrema interior del primer anillo aislante exterior 111 para quedar aislada de la lámina conductora anular. De manera similar al anillo aislante interior, el primer anillo aislante exterior 111 también puede estar hecho de cerámica o plástico. La tecnología de procesamiento para conectar de forma segura el primer anillo de aislamiento exterior 111 a las partes vecinas es la misma que para el anillo de aislamiento interior, los cuales pueden implementarse mediante soldadura cerámica o moldeo por inyección, por lo que los detalles no se describen aquí nuevamente. Además, como se muestra en la FIG. 2, para facilitar la conexión eléctrica de la lámina conductora anular que sirve como segundo miembro polar 102 a partes con una polaridad opuesta tal como otro borne de batería de la batería, se dispone además una lengüeta convexa 1020 en la lámina conductora anular, y específicamente, la lengüeta 1020 puede estar formada integralmente en la lámina conductora anular.
Además, para lograr el funcionamiento de la estructura de interrupción de corriente, como se muestra en la FIG. 1, una superficie de extremo exterior de la lámina conductora anular está conectada de forma sellada con un segundo anillo de aislamiento exterior 112, y la periferia exterior del miembro basculante 105 está conectada de forma sellada a una superficie de extremo exterior del segundo anillo de aislamiento exterior 112 para ser aislado de la lámina conductora anular. De esta manera, se puede lograr un aislamiento entre la periferia exterior del miembro basculante 105 y la lámina conductora anular con una polaridad opuesta, para evitar que la batería se cortocircuite, el miembro basculante 105 puede detectar además la acción de la presión del gas, para usar la periferia exterior del miembro basculante 105 como un punto de soporte para girar e interrumpir la conexión eléctrica con el miembro conductor 106, e interrumpir oportunamente la entrada y salida de corriente de la batería. De manera similar, el material del segundo anillo de aislamiento exterior 112 y el primer anillo de aislamiento exterior 111 pueden ser el mismo, y las formas del segundo anillo de aislamiento exterior 112 y el primer anillo de aislamiento exterior 111 pueden ser las mismas. La tecnología de procesamiento para conectar de forma segura el segundo anillo de aislamiento exterior 112 a las partes vecinas es la misma que para el primer anillo de aislamiento exterior 111, por lo que los detalles no se describen aquí nuevamente.
En esta implementación, como se muestra en la FIG. 1, la superficie del extremo exterior del segundo anillo de aislamiento exterior 112 está conectada de forma sellada con un anillo de sellado 110, la periferia exterior del miembro basculante 105 está conectada de manera sellada al anillo de sellado 110, es decir, el miembro basculante 105 está conectado al segundo anillo de aislamiento exterior 112 a través del anillo de sellado 110, de modo que se garantice el sellado de la cámara sellada 103, de modo que provoque que la presión del gas en la cámara sellada pueda actuar sobre el miembro basculante sin fugas de gas. Además, el anillo de sellado puede configurarse como un anillo conductor, de modo que se puede establecer un bucle de corriente entre el miembro basculante y el exterior a través del anillo de sellado, es decir, en este caso, el anillo de sellado 110 puede servir como terminal externo de electrodo en esta implementación.
Además, para proteger la estructura de interrupción de corriente cuando se logra un conjunto de sello estable del miembro basculante, el conjunto de cubierta de batería incluye además un miembro de cubierta 113 que conecta de manera sellada la periferia exterior del miembro basculante 105 al anillo de sellado 110. El miembro de cubierta puede estar hecho de un material conductor tal como metal, es decir, el terminal externo de electrodo en esta implementación está formado a través del miembro de cubierta 113, y específicamente, una protuberancia conectada a un miembro de transmisión conductor tal como una placa de salida del electrodo puede estar formado en la superficie del extremo exterior del miembro de cubierta 113. La placa de salida del electrodo puede establecer una ruta de corriente, por ejemplo, entre celdas de batería vecinas o entre módulos de batería vecinos.
En las implementaciones de la presente divulgación, como se muestra en la FIG. 1, la primera implementación se toma como ejemplo, para lograr la liberación de gas, el miembro de cubierta 113 está provisto de un orificio de ventilación 114 que comunica con el exterior, de modo que el gas en la cámara sellada pueda liberarse después de la conexión eléctrica entre el miembro basculante y el miembro conductor se interrumpen, para evitar que la batería explote. Además, el orificio de ventilación en el miembro de cubierta puede permitir además que la estructura de interrupción de corriente tenga una diferencia de presión con el aire atmosférico directamente, de modo que se logre una acción del miembro basculante.
Para lograr una conexión estable entre el anillo de sellado y el miembro basculante, el miembro de cubierta 113 está formado como una estructura de cubierta de cobertura, y la superficie del extremo exterior del anillo de sellado 110 está provista de un rebaje en forma de L, donde la superficie del extremo interior del rebaje en forma de L está configurada para conectar el segundo anillo aislante exterior 112. La periferia exterior del miembro basculante 105 está incrustada en el rebaje en forma de L y lo soporta. Además, la periferia exterior está conectada de forma sellada al rebaje en forma de L mediante el uso de una estructura de cubierta de cobertura que cubre el miembro basculante 105. Por lo tanto, cuando el miembro de cubierta 113 logra el conjunto de sellado estable del miembro basculante 105, la estructura de interrupción de corriente puede estar protegida.
En las diversas implementaciones de diseño del miembro basculante y el miembro conductor de la presente divulgación, debido a que la corriente es grande en campos tales como un paquete de batería, una estructura de soldadura del miembro conductor 106 y el miembro basculante 105 debe ser estable para evitar que una gran corriente fusione la estructura de soldadura. De esta manera, en esta implementación, como se muestra en la FIG. 1, uno del miembro basculante 105 y el miembro conductor 106 está provisto de una protuberancia 116 y el otro está provisto de un orificio de conexión 117 configurado para acomodar la protuberancia 116, estando conectada la protuberancia 116 al orificio de conexión 117 a través de un punto de soldadura anular. Es decir, por ejemplo, en esta implementación, la protuberancia 116 puede formarse en el miembro conductor 106, y el orificio de conexión 117 puede formarse en el miembro basculante 105. El punto de soldadura anular en el presente documento se refiere a cuando el orificio de conexión está enfundado afuera de la protuberancia, el orificio de conexión está completamente soldado a la protuberancia a través del punto de soldadura anular, de modo que se proporcionan la estabilidad de la soldadura y el sellado. De esta manera, a través de un contacto cercano entre la protuberancia y el orificio de conexión, en un aspecto, se asegura que el punto de soldadura anular pueda soldar de manera estable la protuberancia 116 incluida en el orificio de conexión 117, y pueda aumentar el área de flujo de corriente para garantizar que pueda pasar una gran corriente. En otro aspecto, se puede mejorar el sellado entre el orificio de conexión 117 y la protuberancia 116, es decir, cuando el miembro conductor y el miembro basculante juntos sirven como parte de la pared de la cámara sellada 103, el sellado entre el orificio de conexión 117 y la protuberancia 116 puede garantizarse aumentando el área de contacto entre el orificio de conexión 117 y la protuberancia 116, de modo que el miembro conductor 106 pueda separarse más fácilmente de la muesca 115. En algunas formas de otras implementaciones, formas tales como láser, se puede utilizar soldadura de penetración para soldar el miembro basculante y el miembro conductor.
En la implementación de la presente divulgación, como se muestra en la FIG. 1, la primera implementación se toma como ejemplo, la manera que interrumpe la conexión eléctrica entre el miembro basculante y el miembro conductor se puede lograr mediante la muesca. Es decir, se produce una porción débil con menos resistencia que otras áreas en una parte correspondiente, donde para finalizar una ruptura completa entre el miembro conductor y el miembro basculante, la muesca es generalmente el punto de conexión alrededor del miembro conductor y el miembro basculante, por ejemplo, la estructura anular de la estructura de soldadura de la protuberancia. De esta manera, la desconexión eléctrica se logra mediante la desconexión del miembro conductor o del miembro basculante. La muesca puede formarse en el miembro basculante o puede formarse en el miembro conductor. En una implementación, el miembro conductor 106 está provisto de una muesca 115. La muesca 115 está dispuesta rodeando un punto de conexión para conectarse al miembro basculante 105. Es decir, una muesca anular está dispuesta en el miembro conductor 106 y rodeando la protuberancia 116. De esta manera, cuando aumenta la presión interior del gas en la cámara sellada, la presión puede hacer que la muesca 115 se separe, de modo que parte del miembro conductor 106 rodeado por la muesca 115 se aparte del miembro conductor 106 con el miembro basculante 105, para lograr la interrupción de la corriente. En otra implementación, alternativamente, la muesca puede formarse en el miembro basculante 105.
Para garantizar que la muesca 115 en el miembro conductor 106 aún pueda separarse cuando el miembro conductor 106 esté fijado al borne de la batería, como se muestra en la FIG. 1, una superficie extrema exterior del borne de batería está provista de un orificio de acomodación 118, y la periferia exterior del miembro conductor 106 está fijada a la pared interior del orificio de acomodación 118. De esta manera, el miembro conductor 106 puede estar establemente fijado a través de la periferia anular, y una región dentro de la muesca 115 puede separarse bajo la acción de una fuerza externa tal como una fuerza de tracción del miembro basculante 105 o la presión directa del gas porque la región dentro de la muesca 115 no está conectada al borne de la batería.
El conjunto de cubierta de batería y la celda de batería proporcionados por la primera implementación según la presente solicitud se describen anteriormente. Sin apartarse del concepto de la presente solicitud, las características de la primera implementación, por ejemplo, la estructura de soldadura de protuberancia, el miembro basculante y el anillo aislante, se pueden aplicar todas a las implementaciones descritas en la presente divulgación u otras implementaciones posibles, y a continuación se describe el conjunto de cubierta de batería proporcionado por la segunda implementación de la presente divulgación con referencia a la FIG. 3 a la FIG. 6.
Como se muestra en la FIG. 3 a la FIG. 6, una segunda implementación de la presente divulgación proporciona un conjunto de cubierta de batería 200, una estructura de interrupción de corriente incluye una cámara sellada 203 configurada para llenar un medio productor de gas en ella, donde el conjunto de cubierta de batería incluye además un primer miembro polar 201 y un segundo miembro polar 202 que respectivamente entran en contacto con el medio productor de gas, uno del primer miembro polar 201 y el segundo miembro polar 202 está conectado a un electrodo positivo de una batería, y el otro está conectado a un electrodo negativo de la batería. Cuando la diferencia de voltaje entre el primer miembro polar 201 y el segundo miembro polar 202 excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, para interrumpir una conexión eléctrica entre un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo bajo la acción de la presión del gas. En esta implementación, el primer miembro polar 201 está formado por el terminal interno de electrodo y aislado de una placa de cubierta, y el segundo miembro polar 202 está formado por una placa de cubierta, que es una forma de electrificar la placa de cubierta adoptada en esta implementación. La manera de electrificar la placa de cubierta puede ser que la placa de cubierta esté conectada eléctricamente a otro terminal de electrodo que no tenga estructura de interrupción de corriente. De esta manera, se puede utilizar completamente la estructura de componentes existente de la batería y no es necesario utilizar ningún miembro polar adicional para aplicar una diferencia de voltaje al medio productor de gas.
En esta implementación, similar a la primera implementación, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante 205 configurado para servir como parte de una pared de la cámara sellada 203, el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante, y bajo la acción de la presión del gas, el miembro basculante actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo. Específicamente, la conexión eléctrica entre el miembro basculante y el terminal interno de electrodo, es decir, el primer miembro polar 201, puede verse interrumpida.
Al igual que en la primera implementación, un miembro conductor 206 está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante 205 está conectado eléctricamente al miembro conductor 206, el miembro conductor 206 está provisto de una muesca 215 que se puede romper bajo la acción de la presión del gas, y la muesca 215 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 205, es decir, el miembro conductor 206 se separa para lograr la conexión eléctrica entre el miembro basculante 205 y el terminal interno de electrodo. Además, uno del miembro basculante y el miembro conductor está provisto de una protuberancia y el otro está provisto de un orificio de conexión configurado para acomodar la protuberancia, estando conectada la protuberancia al orificio de conexión a través de un punto de soldadura anular, mejorando así la estabilidad y sellado cuando fluye la corriente.
Además, en la segunda implementación de la presente divulgación, el terminal interno de electrodo está formado por un borne de batería que se extiende a lo largo de una dirección medial-lateral, y está conectado de manera sellada y aislante a la placa de cubierta, el miembro basculante está dispuesto coaxialmente. con el borne de la batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de la batería, y una superficie lateral del borne de la batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante, de modo que la cámara sellada se forma como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería. Es decir, en esta implementación, similar a la primera implementación, el primer miembro polar (un borne de batería) 201, el segundo miembro polar 202, el miembro basculante 205 y el miembro conductor 206 están configurados para encerrar la cámara sellada 203. Como se muestra en la FIG. 3 y FIG. 6, una superficie lateral del borne de la batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante 205, de modo que la cámara sellada 203 se forma como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería. De esta manera, una estructura de batería existente se puede utilizar de manera razonable y completa, para interrumpir la corriente a tiempo en la etapa inicial de sobrecarga de la batería mientras se aplican la menor cantidad posible de mejoras posibles a la estructura de batería existente.
Para llenar el medio productor de gas en la cámara sellada cerrada 203, en esta implementación, una protuberancia 216 y el borne de la batería están provistos de un orificio de inyección de medio 209 de extremo a extremo que se comunica con la cámara sellada para inyectar el medio productor de gas en la cavidad anular desde un extremo exterior del borne de batería. Específicamente, el orificio de inyección de medio 209 incluye un primer segmento que se extiende desde la protuberancia 216 en una dirección axial del terminal interno de electrodo, y un segundo segmento que se extiende desde el primer segmento radialmente hasta una pared lateral del borne de la batería para comunicarse con un segundo segmento de la cámara sellada 203. Es decir, todo el orificio de inyección de medio 209 está formado como una estructura vertical en forma de L, y el miembro conductor tiene parte del primer segmento, y otra parte del primer segmento y el segundo segmento están formados en el borne de la batería.
Además, como se muestra en la FIG. 3, en la segunda implementación, se forma un orificio de acomodación 218 en una superficie extrema exterior del borne de batería, y una periferia exterior del miembro conductor 206 se fija en una pared interior del orificio de acomodación 218. De esta manera, el miembro conductor 206 puede fijarse de manera estable a través de la periferia anular, y una región dentro de la muesca 215 puede separarse bajo la acción de una fuerza externa tal como una fuerza de tracción del miembro basculante 205 o la presión directa del gas porque la región dentro la muesca 215 no está conectada al borne de la batería.
Para facilitar el procesamiento, el orificio de inyección de medio 209 está sustancialmente formado como un orificio pasante en forma de L que tiene un segmento vertical y un segmento horizontal. De esta manera, bajo la acción de la gravedad, el disolvente puede fluir rápidamente hacia la cámara sellada, mejorando así la eficiencia del montaje de la estructura de interrupción de corriente.
Debido a que la función de la placa de cubierta no es completamente la misma que en la primera implementación, en la segunda implementación de la presente divulgación, la placa de cubierta está electrificada, que puede servir además como un electrodo aplicado al medio productor de gas. Específicamente, como se muestra en la FIG. 3 y FIG. 6, la estructura de interrupción de corriente se fija en la placa de cubierta. Como segundo miembro polar 202, la placa de cubierta está conectada respectivamente de manera sellada y aislante al borne de la batería y a la periferia exterior del miembro basculante 205. De esta manera, debido a que la placa de cubierta puede lograr la función de embalaje de la carcasa de la batería y puede usarse como un electrodo que entra en contacto con el medio productor de gas, reduciendo así la cantidad de componentes en la estructura de interrupción de corriente y reduciendo el tiempo de ensamblaje de la batería.
En esta implementación, para reducir aún más el número de componentes en la estructura de interrupción de corriente y hacer que la estructura general de la estructura de interrupción de corriente sea más compacta, como se muestra en la FIG. 3 a la FIG. 6, una superficie exterior de la placa de cubierta está además conectada de forma sellada a un anillo de aislamiento 208, la periferia exterior del miembro basculante 205 y la superficie lateral del borne de la batería están conectadas de forma sellada al anillo de aislamiento 208 para aislarse respectivamente de la placa de cubierta, y la periferia exterior del miembro basculante 205 está aislada del borne de la batería usando el anillo aislante 208. Es decir, la cavidad anular está definida conjuntamente por la placa de cubierta, el borne de la batería, el miembro basculante 205 y el anillo de aislamiento 208. En la segunda implementación proporcionada por la presente divulgación, la estructura de interrupción de corriente puede realizar, a través del único anillo de aislamiento 208, la conexión de aislamiento y sellado entre el borne de la batería y la placa de cubierta, la placa de cubierta y la periferia exterior del miembro basculante, y la periferia exterior del miembro basculante y el borne de batería, reduciendo así significativamente el número de componentes en la estructura de interrupción de corriente, reduciendo el tiempo de ensamblaje de la batería y mejorando la compacidad de toda la estructura de interrupción de corriente. Además, el material de fabricación del anillo aislante 208 y el proceso de conectar fijamente el anillo aislante 208 a un componente vecino son los mismos que los del anillo aislante en la primera implementación, por lo que los detalles no se describen aquí nuevamente.
Para evitar que el anillo de sellado se conecte eléctricamente al borne de la batería y provoque la pérdida de la función de interrupción de corriente después de que el miembro conductor se desconecte del miembro basculante, como se muestra en la FIG. 3 y FIG. 6, una superficie extrema exterior del anillo aislante 208 está formada como una estructura escalonada que tiene un anillo interior y un anillo exterior, y la superficie lateral del borne de la batería está provista de un rebaje en forma de L incrustado en el anillo interior y que lo soporta, asegurando así que el anillo aislante 208 esté fijado de manera estable en el borne de la batería. La periferia exterior del miembro basculante 205 está conectada de forma sellada al anillo exterior para quedar aislada del borne de la batería, es decir, el borne de la batería está aislado del anillo de sellado 210 a través del anillo de aislamiento 208. Además, la conexión sellada del anillo de sellado 210 al anillo de aislamiento 208 puede sellar la periferia exterior del miembro basculante, de modo que la presión interna de la cámara sellada puede actuar sobre el miembro basculante sin fugas.
Además, para garantizar que cuando el anillo aislante 208 esté aislado respectivamente del borne de la batería y de la periferia exterior del miembro basculante, la placa de cubierta pueda entrar además en contacto con el medio productor de gas 207, como se muestra en la FIG. 3 y FIG. 4, el anillo aislante 208 está provisto de un orificio pasante 2080 configurado para comunicarse con la cavidad anular y la placa de cubierta, es decir, parte de la placa de cubierta puede quedar expuesta directamente a la cavidad anular. De esta manera, cuando el medio productor de gas 207 se inyecta en la cavidad anular, el medio productor de gas 207 se puede llenar en el orificio pasante 2080, y puede entrar en contacto directamente con la placa de cubierta, de modo que la placa de cubierta sirva como el primer miembro polar.
Para hacer que la estructura del conjunto de cubierta de batería sea más compacta, el orificio pasante 2080 se extiende desde una superficie extrema interior del anillo aislante 208 hasta el anillo interior. En otras variaciones, el orificio pasante también puede extenderse desde la superficie extrema interior del anillo aislante hasta el anillo exterior. Además, para asegurar un área de contacto suficiente entre el medio productor de gas y la placa de cubierta para aumentar la sensibilidad, hay una pluralidad de orificios pasantes 2080 dispuestos a intervalos a lo largo de la dirección circunferencial del anillo aislante. Además, para equilibrar la estabilidad de la conexión y el área de contacto suficiente entre la placa de cubierta y el medio productor de gas, se disponen cuatro orificios pasantes 2080 a intervalos iguales a lo largo de la dirección circunferencial. En otras realizaciones, el número de orificios pasantes puede ser otro número, por ejemplo, tres o más.
En esta implementación, para establecer una ruta de flujo de corriente con el exterior, como se muestra en la FIG. 3, la superficie extrema exterior del anillo aislante 208 está además conectada de forma sellada con un anillo de sellado 210, la periferia exterior del miembro basculante 205 está conectada de forma sellada al anillo de sellado 210, y el anillo de sellado 210 está conectado de forma sellada al anillo exterior para que quede aislado del borne de la batería. Es decir, el miembro basculante 205 está conectado al anillo aislante 208 a través del anillo de sellado, y el borne de la batería y la periferia exterior del miembro basculante están fijados respectivamente en el anillo interior y el anillo exterior ubicados en dos lados del orificio pasante 2080. De esta manera, se puede garantizar la confiabilidad del aislamiento entre el borne de la batería y la periferia exterior del miembro basculante, y cuando el anillo de sellado 210 está hecho de un material conductor, el anillo de sellado puede establecer un bucle de corriente entre el miembro basculante y el exterior, es decir, forman el terminal externo de electrodo. Además, el hecho de que el anillo de sellado 210 esté conectado de manera sellada al anillo de aislamiento 208 puede sellar la periferia exterior del miembro basculante, de modo que la presión interna del gas de la cámara sellada puede actuar sobre el miembro basculante sin fugas.
Además, para lograr un conjunto de sellado estable del miembro basculante y la protección de la estructura de interrupción de corriente, el miembro basculante 205 está cubierto además por un miembro de cubierta 213, y el miembro de cubierta está conectado eléctricamente al miembro basculante para formar el terminal externo de electrodo. De esta manera, el miembro de cubierta puede usarse como terminal externo de electrodo, es decir, puede disponerse una protuberancia terminal para establecer un bucle de corriente con el exterior a través de un miembro de conexión tal como una placa de salida de electrodo. Por ejemplo, se pueden conectar celdas de batería vecinas o módulos de batería vecinos a través de la placa de salida de electrodo.
Además, una periferia exterior del miembro de cubierta puede estar conectada de manera sellada al anillo de sellado 210. Para lograr el alivio de presión descrito anteriormente y garantizar la seguridad del uso de la batería, el miembro de cubierta 213 está provisto de un orificio de ventilación 214 que comunica con el exterior. Además, el orificio de ventilación en el miembro de cubierta puede permitir además que la estructura de interrupción de corriente tenga una diferencia de presión con el aire atmosférico directamente, de modo que se logre una acción del miembro basculante.
Para lograr una conexión estable entre el anillo de sellado y el miembro basculante, el miembro de cubierta 213 está formado como una estructura de cubierta de cobertura, la superficie del extremo exterior del anillo de sellado 210 está provista de un rebaje en forma de L, y la superficie del extremo interior del anillo de sellado 210 está configurada para conectarse al anillo aislante 208. La periferia exterior del miembro basculante 205 está incrustada y soporta el rebaje en forma de L. Además, la periferia exterior está conectada de forma sellada al rebaje en forma de L mediante el uso de la cubierta 210 que cubre el miembro basculante 205. Por lo tanto, cuando el miembro basculante 205 está sellado y ensamblado de manera estable, se puede proteger la estructura de interrupción de corriente.
Como se describió anteriormente, el orificio de inyección de medio 209 está formado en el miembro conductor 206 y, por lo tanto, puede ensamblarse de la siguiente manera: Primero, la placa de cubierta, el borne de la batería y el anillo de sellado 210 se fijan secuencialmente al anillo de aislamiento 208 a través de, por ejemplo, soldadura fuerte cerámica. Es decir, los cuatro pueden primero construirse en un conjunto independiente. Luego, el miembro conductor 206 puede fijarse al borne de la batería mediante soldadura láser, el miembro basculante puede conectarse al miembro conductor mediante soldadura tal como soldadura por penetración con láser o la estructura de soldadura de la protuberancia anterior, y el miembro basculante puede conectarse al anillo de sellado mediante soldadura láser. El medio productor de gas se puede inyectar en la cámara sellada a través del orificio de inyección de medio 209. Una vez completada la inyección, el orificio de inyección de medio 209 se puede sellar mediante soldadura o usando un tapón de sellado. Finalmente, la estructura de la cubierta de cobertura se conecta al miembro basculante mediante soldadura láser, completando así el montaje y el trabajo de todo el conjunto de cubierta de la batería.
Se describe el conjunto de cubierta de batería proporcionado en la segunda implementación de la presente divulgación. A continuación, se describirá un conjunto de cubierta de batería proporcionado en la tercera implementación de la presente divulgación con referencia a la FIG. 7 a la FIG. 10.
Como se muestra en la FIG. 7 a la FIG. 10, el conjunto de cubierta de batería 300 tiene una cámara sellada 303 configurada para llenar un medio productor de gas 308, la cámara sellada 303 está construida para permitir que el medio productor de gas 308 se conecte eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas 308 es capaz de producir gas, de modo que bajo la acción de la presión del gas, la conexión eléctrica entre un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo es roto. La superficie del extremo interior de la placa de cubierta está además conectada de forma sellada con un anillo de aislamiento interior 311 al terminal interno de electrodo, y la superficie del extremo exterior de la placa de cubierta está además conectada de forma sellada con un anillo de aislamiento exterior 312 al terminal externo de electrodo, de modo que la cámara sellada 303 forma una cavidad anular que rodea un eje del terminal interno de electrodo. Es decir, cuando el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están aislados respectivamente de la placa de cubierta, la cámara sellada 303 en la presente divulgación está cerrada.
En esta implementación, similar a la segunda implementación, el conjunto de cubierta de batería incluye un primer miembro polar 301 y un segundo miembro polar 302 respectivamente en contacto con el medio productor de gas, uno del primer miembro polar 301 y el segundo miembro polar 302 está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la batería, el primer miembro polar 301 está formado por el terminal interno de electrodo, y el segundo miembro polar 302 está formado por el placa de cubierta. Es decir, la placa de cubierta se electrifica y entra en contacto con el medio productor de gas. Opcionalmente, la placa de cubierta tiene una placa anular que sobresale radialmente del anillo de aislamiento interior 311 y del anillo de aislamiento exterior 312. De esta manera, se permite que la placa de cubierta entre en contacto con el medio productor de gas en la cámara sellada 303 a lo largo de un área más grande a través de la placa anular, mejorando así la sensibilidad a la producción de gas. Además, la placa anular puede incluir una porción irregular para aumentar la rugosidad de la superficie como se describe en las siguientes implementaciones, mejorando así aún más la sensibilidad a la producción de gas. Una porción irregular específica se describe en detalle en las siguientes implementaciones.
Específicamente, el borne de la batería como terminal interno de electrodo se extiende a lo largo de una dirección medial-lateral, la placa de cubierta está provista de un orificio pasante a través del cual pasa el borne de la batería, y el anillo de aislamiento interior 311 y el anillo de aislamiento exterior 312 están dispuestos rodeando el orificio pasante. Además, la superficie del anillo interior del anillo de aislamiento interior 311 y la superficie del anillo interior del anillo de aislamiento exterior 312 pueden diseñarse para estar alineadas en la dirección axial, de modo que pueda existir un área de contacto mayor entre la placa anular de la cubierta. placa y el medio productor de gas.
En esta implementación, similar a la primera implementación y la segunda implementación, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante 305 configurado para servir como parte de una pared de la cámara sellada 303, el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante 305, y bajo la acción de la presión del gas, el miembro basculante actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo. Un miembro conductor 306 está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante 305 está conectado eléctricamente al miembro conductor 306, el miembro conductor 306 está provisto de una muesca 315 que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca 315 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 305. Uno del miembro basculante 305 y el miembro conductor 306 está provisto de una protuberancia 316 y el otro está provisto de un orificio de conexión 317 configurado para acomodar la protuberancia 316, y la protuberancia 316 está conectada al orificio de conexión 317 a través de un punto de soldadura anular. Por lo tanto, la presión de la cámara sellada puede detectarse a tiempo, y la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo puede interrumpirse a tiempo.
En la tercera implementación de la presente divulgación, similar a la primera y segunda implementación, el miembro basculante 305 está dispuesto coaxialmente con el borne de la batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de la batería, la superficie lateral del borne de la batería está sellada y aislada para el anillo de aislamiento interior 311, la periferia exterior del miembro basculante 305 se fija entre el terminal externo de electrodo y el anillo de aislamiento exterior 312, y se conecta de forma sellada al anillo de aislamiento exterior 312 para quedar aislado de la placa de cubierta y formar la cavidad anular. Es decir, el primer miembro polar (el borne de la batería) 301, el segundo miembro polar 302, el miembro basculante 305 y el miembro conductor 306 están configurados para encerrar la cámara sellada 303. Como se muestra en la FIG. 7, específicamente, la superficie lateral del borne de la batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante 305, de modo que la cámara sellada 303 se forma como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería. De esta manera, una estructura de batería existente se puede utilizar de manera razonable y completa, para interrumpir la corriente a tiempo en la etapa inicial de sobrecarga de la batería mientras se aplican la menor cantidad posible de mejoras posibles a la estructura de batería existente.
Como se muestra en la FIG. 3 y FIG. 5, similar a la placa de cubierta en la segunda implementación, en la tercera implementación de la presente divulgación, la placa de cubierta puede ser además un electrodo aplicado al medio productor de gas, es decir, la placa de cubierta está electrificada. Específicamente, como se muestra en la FIG. 7 y FIG. 10, la estructura de interrupción de corriente se fija en la placa de cubierta de la batería. Como segundo miembro polar 302, la placa de cubierta está conectada respectivamente de manera sellada y aislante al borne de la batería y a la periferia exterior del miembro basculante 305. De esta manera, debido a que la placa de cubierta puede lograr la función de embalaje de la carcasa de la batería y puede usarse como un electrodo que entra en contacto con el medio productor de gas, reduciendo así el número de componentes en el conjunto de cubierta de batería y reduciendo el tiempo de montaje de la batería.
Además, para lograr el aislamiento del borne de la batería de la placa de cubierta cuando está conectado de manera estable a la placa de cubierta, específicamente, como se muestra en la FIG. 7, una porción de extremo interior del borne de batería incluye una brida radial 307, una superficie de extremo exterior de la brida radial 307 está conectada de forma sellada con un anillo de aislamiento interior 311, y la placa de cubierta está conectada de forma sellada a una superficie de extremo exterior del anillo aislante interior 311 para que quede aislado del borne de la batería. Es decir, en la FIG. 7, el anillo aislante interior 311 está situado en el lado interior de la placa de cubierta. Además, el material de fabricación del anillo aislante 311 aquí y el anillo aislante exterior 312 en lo siguiente y el proceso de conectar fijamente los dos a un componente vecino son los mismos que el anillo aislante en la primera implementación. Los detalles no se describen aquí nuevamente.
Para facilitar la inyección del medio productor de gas 308 en la cavidad anular, como se muestra en la FIG. 7, se forma un orificio de inyección de medio 309 en la brida radial 307, de modo que el medio productor de gas pueda inyectarse en la cavidad anular cerrada desde el extremo interior del borne de la batería.
En esta implementación, para lograr el funcionamiento de la estructura de interrupción de corriente, como se muestra en la FIG. 7, debido a que la periferia exterior del miembro basculante 305 está conectada de manera sellada con el anillo de aislamiento externo 312, la placa de cubierta está conectada de manera sellada a la superficie extrema interna del anillo de aislamiento externo 312 para aislarse de la periferia exterior del miembro basculante 305. De esta manera, se consigue el aislamiento de la periferia exterior del elemento basculante 305 de la placa de cubierta con una polaridad opuesta y se evita un cortocircuito de la batería. Además, el miembro basculante 305 puede detectar la función de presión, de modo que la periferia exterior del mismo puede usarse como punto de soporte para girar y romper la conexión eléctrica al miembro conductor 306, y la entrada y salida de la corriente de la batería se interrumpen a tiempo.
Para mejorar aún más la sensibilidad productora de gas del medio productor de gas, en una implementación ejemplificada en la presente divulgación, se adopta una tercera solución técnica. Es decir, como se muestra en la FIG.
7 y FIG. 10, la superficie del anillo interior del anillo de aislamiento interior 311 y la superficie del anillo interior del anillo de aislamiento exterior 312 están alineadas en la dirección axial, de modo que la placa de cubierta tiene la placa anular que sobresale radialmente del anillo de aislamiento interior 311 y el anillo aislante exterior 312. De esta manera, la pared del orificio pasante de la placa de cubierta y dos superficies extremas de la placa anular pueden entrar en contacto con el medio productor de gas, mejorando así la sensibilidad productora de gas del medio productor de gas. medio 308.
En esta implementación, como se muestra en la FIG. 7, la superficie del extremo exterior del anillo de aislamiento exterior 312 está además conectada de manera sellada con un anillo de sellado 310, la periferia exterior del miembro basculante 305 está conectada de manera sellada al anillo de sello 310, es decir, el miembro basculante 305 está conectado al anillo de aislamiento exterior 312 a través del anillo de sellado 310. De esta manera, cuando el anillo de sellado es un material conductor, el miembro basculante puede construir el bucle de corriente con el exterior, es decir, formar un terminal externo de electrodo. Además, el hecho de que el anillo de sellado 310 esté conectado de manera sellada al anillo de aislamiento exterior 312 puede sellar la periferia exterior del miembro basculante, de modo que la presión interna de la cámara sellada puede actuar sobre el miembro basculante sin fugas.
Además, para lograr un conjunto de sellado estable del miembro basculante y la protección de la estructura de interrupción de corriente, el miembro basculante 305 está cubierto además por un miembro de cubierta 313. El miembro de cubierta 313 está conectado eléctricamente al miembro basculante 305 para formar el terminal externo de electrodo. De esta manera se establece un bucle de corriente con el exterior a través de la placa de salida de electrodos. Por ejemplo, se pueden conectar celdas de batería vecinas o módulos de batería vecinos a través de la placa de salida de electrodos.
Además, la periferia exterior del miembro de cubierta está sellada con el miembro basculante, asegurando el sellado de la cámara sellada. Para lograr la fuga del gas, el miembro de cubierta 313 está provisto de un orificio de ventilación 314 que comunica con el exterior. De esta manera, el gas en la cámara sellada puede fugarse cuando se rompe la conexión eléctrica entre el miembro basculante y el miembro conductor, para evitar la explosión de la batería. Además, el orificio de ventilación en el miembro de cubierta puede permitir además que la estructura de interrupción de corriente tenga una diferencia de presión con el aire atmosférico directamente, de modo que se logre una acción del miembro basculante.
Para lograr una conexión estable entre el anillo de sellado y el miembro basculante, el miembro de cubierta 313 está formado como la estructura de cubierta de cobertura, la superficie del extremo exterior del anillo de sellado 310 está provista de un rebaje en forma de L, y la superficie del extremo interior del anillo de sellado 310 está configurada para conectarse al anillo de aislamiento exterior 312. La periferia exterior del miembro basculante 305 está incrustada y soporta el rebaje en forma de L. Además, la periferia exterior está conectada de forma sellada al rebaje en forma de L mediante el uso de la estructura de cubierta de cobertura que cubre el miembro basculante 305. Por lo tanto, cuando el miembro de cubierta 313 se ensambla de manera sellada al miembro basculante 305 de manera estable, la estructura de interrupción de corriente puede ser protegida.
Además, como se muestra en la FIG. 7, se forma un orificio de acomodación 318 en la superficie del extremo exterior del borne de la batería, y la periferia exterior del miembro conductor 306 se fija en la pared interior del orificio de acomodación 318. De esta manera, el miembro conductor 306 puede estar establemente fijado a través de la periferia anular, y una región dentro de la muesca 315 puede separarse bajo la acción de una fuerza externa tal como una fuerza de tracción del miembro basculante 305 o la presión directa del gas porque la región dentro de la muesca 315 no está conectado al borne de la batería.
Como se describió anteriormente, el orificio de inyección de medio 309 está formado en la brida radial 307 del borne de la batería, que puede ensamblarse de la siguiente manera: Primero, el extremo superior del borne de la batería se pasa a través de la placa de cubierta. El borne de la batería y el anillo aislante interior 311 se fijan a la placa de cubierta, por ejemplo, mediante soldadura fuerte cerámica. El anillo de sellado y el anillo de aislamiento exterior 312 se fijan a la placa de cubierta, por ejemplo, mediante soldadura fuerte cerámica. Luego, el miembro conductor 306 se fija al borne de la batería, por ejemplo, mediante soldadura láser. El miembro basculante puede conectarse al miembro conductor mediante soldadura tal como soldadura por penetración con láser o la estructura de soldadura de la protuberancia. El miembro basculante puede conectarse al anillo de sellado mediante soldadura láser. El medio productor de gas se puede inyectar en la cámara sellada a través del orificio de inyección de medio 309. Una vez completada la inyección, el orificio de inyección de medio 309 se puede sellar mediante soldadura o usando un tapón de sellado. Finalmente, la estructura de la placa de cubierta se conecta al miembro basculante, por ejemplo, mediante soldadura láser, completando así el montaje y el trabajo de todo el conjunto de cubierta de batería.
El conjunto de cubierta de batería proporcionado en la tercera implementación de la presente divulgación se describe anteriormente. A continuación, se describirá un conjunto de cubierta de batería proporcionado en la cuarta implementación de la presente divulgación con referencia a la FIG. 11 a la FIG. 12.
Como se muestra en la FIG. 11 y FIG. 12, el conjunto de cubierta de batería 400 incluye una cámara sellada 403 configurada para llenar un medio productor de gas. La cámara sellada 403 está construida para hacer que el medio productor de gas esté conectado eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo una presión del gas. Una pared de la cámara interior del miembro sellado 403 está provista de una porción irregular 408 para aumentar la rugosidad de la superficie. De esta manera, al aumentar la rugosidad dentro de la cámara sellada a través de la porción irregular 408, se puede expandir efectivamente un área de contacto entre el medio productor de gas y los electrodos, y se mejora la sensibilidad productora de gas.
Específicamente, en la cuarta implementación de la presente divulgación, la porción irregular 408 puede implementarse de varias maneras. Por ejemplo, la porción irregular 408 puede formarse en una estructura continua en forma de diente y/o estructuras microporosas distribuidas a intervalos. Una forma específica de la estructura continua en forma de diente puede formarse como al menos una estructura semicircular o una estructura rectangular mediante mecanizado, y está dispuesta en una estructura en forma de diente. Alternativamente, se pueden formar microporos en la parte irregular 408 mediante corrosión química. Por ejemplo, se puede rociar un disolvente químico corrosivo sobre una pared interior de la cámara sellada 403, por ejemplo, sobre superficies, que van a estar expuestas a la cámara sellada, del primer miembro polar y del segundo miembro polar, y el disolvente químico sufre reacciones químicas respectivamente con el primer miembro polar y el segundo miembro polar, para formar estructuras microporosas en superficies de componentes tales como el primer miembro polar 401 y el segundo miembro polar 402. La implementación de la porción irregular no está limitada en la presente divulgación.
Además, la porción irregular 408 puede formarse simplemente en una superficie que es del primer miembro polar 401 y que está expuesta en la cámara sellada 403, también puede formarse simplemente en una superficie que es del segundo miembro polar 402 y que está expuesta en la cámara sellada 403. Para mejorar la sensibilidad productora de gas, preferiblemente, la porción irregular 408 está formada tanto en la superficie que es del primer miembro polar 401 y que está expuesta en la cámara sellada 403 como en la superficie que está del segundo miembro polar 402 y que está expuesta en la cámara sellada 403.
De manera similar a al menos parte de la primera implementación, la segunda implementación y la tercera implementación, en una cuarta implementación, el conjunto de cubierta de batería incluye respectivamente un primer miembro polar 401 y un segundo miembro polar 402 que están en contacto respectivo con el medio productor de gas y construir al menos parte de una pared de cámara de una cámara sellada 4023. Uno del primer miembro polar 401 y el segundo miembro polar 402 está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la batería, y se forma una porción irregular 408 en una superficie del primer miembro polar 401 y/o una superficie del segundo miembro polar 402.
Opcionalmente, el terminal interno de electrodo está formado por un borne de batería que se extiende a lo largo de una dirección medial-lateral, el borne de batería sirve como el primer miembro polar 401 y está conectado de manera sellada y aislante a la placa de cubierta. Además, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante 405 de la cámara sellada 403. El borne de la batería y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante, y el miembro basculante interrumpe la conexión eléctrica entre el borne de la batería. y el terminal externo de electrodo bajo la presión del gas. Además, el miembro basculante 405 está dispuesto coaxialmente con el borne de la batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de la batería, y una periferia exterior del miembro basculante 305 está conectada de manera sellada y aislante a un lado del borne de la batería, de modo que la cámara sellada 303 está formada como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería.
Opcionalmente, un miembro conductor 406 está fijado en una superficie extrema exterior del borne de la batería, el miembro basculante 405 está conectado eléctricamente al miembro conductor 406, el miembro conductor 406 está provisto de una muesca 415 que puede romperse bajo la presión del gas, y la muesca 415 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 105. Uno del miembro basculante 405 y el miembro conductor 406 está provisto de una protuberancia 416 y el otro está provisto de un orificio de conexión 417 configurado para acomodar la protuberancia 416, y la protuberancia 416 está conectada al orificio de conexión 417 a través de un punto de soldadura anular. El segundo miembro polar 402 está formado por la placa de cubierta, y una periferia exterior del miembro basculante 405 está conectada de manera sellada y aislante a la placa de cubierta.
Además, una porción de extremo interior del borne de batería incluye una brida radial 407, una superficie de extremo exterior de la brida radial 407 está conectada de forma sellada con un anillo de aislamiento interior 411, y la placa de cubierta está conectada de forma sellada al anillo de aislamiento interior 411 de modo que quede aislado del borne de la batería. Además, el lado del borne de la batería incluye una superficie cilíndrica perpendicular a la brida radial 407, y la parte cilíndrica está cubierta por la porción irregular 408.
La brida radial 407 está provista de un orificio de inyección de medio 409 configurado para comunicarse con la cavidad anular para inyectar el medio productor de gas desde un extremo interior del borne de la batería a la cavidad anular. Además, la periferia exterior del miembro basculante 405 está además conectada de manera sellada con un anillo aislante externo 412, y la placa de cubierta está conectada herméticamente al anillo aislante externo 412, para quedar aislada de la periferia exterior del miembro basculante 405. La placa de cubierta está provista de un orificio pasante para que el borne de la batería pase a través de ella, y el anillo aislante interior 411 y/o el anillo aislante exterior 412 están dispuestos rodeando el orificio pasante. Además, una superficie de anillo interior del anillo de aislamiento interior 411 y una superficie de anillo interior del anillo de aislamiento exterior 412 están alineadas a lo largo de un eje, de modo que la placa de cubierta incluye una placa anular 404 que sobresale radialmente del anillo de aislamiento interior 411 y del anillo de aislamiento exterior 411y el anillo de aislamiento exterior 412, y una superficie que es de la placa anular 404 y que está expuesta en la cavidad anular está cubierta por la porción irregular 408.
Una superficie extrema exterior del anillo de aislamiento exterior 412 está conectada de forma sellada con un anillo de sellado 410, la periferia exterior del miembro basculante 405 está conectada de manera sellada al anillo de sellado 410, el miembro basculante 405 está cubierto además por un miembro de cubierta 413, y el miembro de cubierta 413 está conectado eléctricamente al miembro basculante 405 para formar un terminal externo de electrodo. Además, el miembro de cubierta 413 está provisto de un orificio de ventilación 414 que comunica con el exterior.
Para lograr una conexión estable entre el anillo de sellado y el miembro basculante, el miembro de cubierta 413 está formado como una estructura de cubierta de cobertura, una superficie extrema exterior del anillo de sellado 410 está provista de un rebaje en forma de L, y una superficie extrema interior del anillo de sellado 410 está configurada para conectarse al anillo de aislamiento exterior 412. La periferia exterior del miembro basculante 405 está incrustada y soporta el rebaje en forma de L. Además, la periferia exterior está conectada de forma sellada al rebaje en forma de L mediante el uso de una estructura de cubierta de cobertura del miembro basculante 413. De esta manera, el miembro de cubierta 413 puede lograr un conjunto de sellado estable del miembro basculante 405 y protección de la estructura de interrupción de la corriente al mismo tiempo.
Además, para garantizar que el miembro conductor 406 esté fijado con el borne de la batería, la muesca 415 en el miembro conductor 406 también se puede separar, como se muestra en la FIG. 11 y FIG. 12, una superficie extrema exterior del borne de la batería está provista de un orificio de acomodación 417, una periferia exterior del miembro conductor 406 está fijada en una pared interior del orificio de acomodación 417. De esta manera, el miembro conductor 406 puede fijarse de manera estable usando la periferia anular, mientras que una región dentro de la muesca 415 puede separarse bajo la acción de una fuerza externa tal como una fuerza de tracción del miembro basculante 405 o una presión directa del gas porque la región dentro de la muesca 415 no está conectada al borne de la batería.
La estructura y procedimiento de ensamblaje del conjunto de cubierta de batería en esta implementación es similar a los efectos y formas de deformación de las mismas partes de la primera implementación, la segunda implementación y la tercera implementación, y no se describe nuevamente en detalle.
El conjunto de cubierta de batería proporcionado por la cuarta implementación de la presente divulgación se describe anteriormente. Sin apartarse del concepto de la presente divulgación, las características de la cuarta implementación, por ejemplo, la porción irregular, se pueden aplicar a todas las demás implementaciones. Los conjuntos de cubierta de batería 500 proporcionados por dos realizaciones de la quinta implementación de la presente divulgación se describirán a continuación con referencia a la FIG. 13 y FIG. 14. Además, para simplificar la descripción, sólo se describen en detalle las características de la quinta implementación que son diferentes de las cuatro implementaciones anteriores, y los efectos y formas de deformación de las mismas características no se describen nuevamente.
Como se muestra en la FIG. 13 y FIG. 14, el conjunto de cubierta de batería 500 incluye una cámara sellada 503 configurada para llenar un medio productor de gas. El terminal interno de electrodo construye una parte de una pared de la cámara sellada 503, la cámara sellada 503 está construida para causar que el medio productor de gas se conecte eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, de modo que el terminal interno de electrodo actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo una presión del gas.
Es decir, en la quinta implementación, que es diferente de una manera de usar el miembro basculante para alterar el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo en las cuatro implementaciones anteriores, las dos realizaciones de la quinta implementación usan ambas el terminal interno de electrodo para actuar para interrumpir la conexión eléctrica con el terminal externo de electrodo. Opcionalmente, en las dos realizaciones, los terminales externos de electrodo 506 están diseñados para construir partes de las paredes de las cámaras selladas y para formar un orificio de inyección de medio 509 para comunicarse con el exterior y la cámara sellada. Tanto el terminal externo de electrodo como el terminal interno de electrodo sirven como paredes de la cámara sellada 503. La existencia del orificio de inyección de medio 509 resuelve el problema de que el medio productor de gas se inyecta desde el terminal externo.
Las dos realizaciones son iguales en los siguientes aspectos: el conjunto de cubierta de batería incluye un primer miembro polar 501 y un segundo miembro polar 502 respectivamente en contacto con el medio productor de gas, uno del primer miembro polar 501 y el segundo miembro polar 502 está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería, y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la batería. El primer miembro polar 501 está formado por el terminal interno de electrodo, el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través de una estructura conductora, una periferia del terminal interno de electrodo está conectada de manera sellada y aislante a una periferia del terminal externo de electrodo 506, de modo que la cámara sellada 503 forme una cavidad anular dispuesta rodeando la estructura conductora. De esta manera, cuando el medio productor de gas en la cavidad anular se acumula y la presión del gas aumenta, el terminal interno de electrodo puede actuar para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo separando la estructura conductora.
Para facilitar la separación del terminal interno de electrodo, el terminal interno de electrodo está formado como una estructura laminar, e incluye un anillo externo del terminal 504 conectado al terminal externo de electrodo de una manera sellada y aislante, y un anillo interno del terminal 517 que sirve como parte de la pared de la cámara de la cámara sellada 503. El anillo exterior terminal 504 está configurado para conectarse eléctricamente a una celda a través de un miembro de conexión tal como una pieza conductora, la estructura conductora está dispuesta entre el anillo interior terminal 517 y el electrodo exterior terminal, y puede deformarse bajo la presión del gas para ser separada. Debido a que se forma la estructura laminar, bajo la presión del gas desde el interior, el anillo interior terminal 517 puede deformarse para separar la estructura conductora. Para asegurar aún más la deformación del anillo interior terminal, el espesor del anillo interior terminal es menor que el espesor del anillo exterior terminal. Por un lado, se facilita la fuerza de conexión entre el anillo exterior del terminal y otros elementos. En otro aspecto, se garantiza que el anillo interior terminal se deforme y se separe, es decir, después de interrumpir la conexión eléctrica con el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo, el anillo interior terminal se puede separar, de modo que el gas en la cámara sellada se filtra hacia la batería, por ejemplo, a través de una válvula a prueba de explosiones montada en la placa de cubierta, evitando así que la batería explote.
Es decir, en esta implementación, debido a la falta del miembro basculante en las implementaciones anteriores, para asegurar el sellado de la cámara sellada, no se puede formar ningún orificio de ventilación en el terminal externo de electrodo. Por lo tanto, el anillo interior terminal puede diseñarse para separarse y filtrar el gas, y en esta implementación, el conjunto de cubierta de batería 500 incluye además una válvula a prueba de explosión montada en la placa de cubierta. La válvula a prueba de explosiones es un componente común en este campo y es un componente para evitar que la batería explote causada por una presión excesiva de gas desde el interior. La válvula a prueba de explosiones cuenta con una presión de apertura establecida, y cuando la presión dentro de la batería es mayor que la presión de apertura establecida, la válvula a prueba de explosiones se abre para liberar la presión, garantizando así la seguridad de la batería.
Como se muestra en la FIG. 13, en la primera realización, la estructura conductora incluye una lámina conductora terminal 516 conectada entre el anillo interior terminal y el terminal externo 506 del electrodo, y una resistencia a la ruptura de la lámina conductora terminal es menor que una resistencia a la ruptura del anillo interior terminal, la cámara anular sellada está dispuesta rodeando la lámina conductora terminal. Debido a que la resistencia a la ruptura de la lámina conductora terminal es menor que la resistencia a la ruptura del anillo interior terminal, la lámina conductora terminal puede hacer que primero, bajo la presión del gas desde el interior, el anillo interior terminal se deforme y luego se separe. la lámina conductora terminal, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo. A medida que la presión continúa aumentando, el anillo interior terminal se separa, de modo que el gas de la cámara sellada se fuga para garantizar la seguridad.
Como se muestra en la FIG. 13, la lámina conductora terminal puede formarse como una lámina en forma de Z, y una primera sección y una segunda sección de la lámina en forma de Z que son paralelas entre sí están soldadas respectivamente al terminal interno de electrodo y al terminal externo de electrodo. Además, se puede añadir una lámina en forma de L, y la lámina en forma de L forma una estructura en forma de T respectivamente con la primera sección y la segunda sección de la lámina en forma de Z para reforzar la resistencia de la soldadura y evitar que una porción extrema se la lámina conductora del terminal se desconecte por error y provoque una falla de la batería.
Como se muestra en la FIG. 14, en la segunda realización de esta implementación, el terminal externo de electrodo 506 forma una estructura de cubierta de cobertura, y la superficie del extremo interior del terminal externo de electrodo 506 incluye una protuberancia terminal 518 que se extiende dentro de la cámara sellada, una superficie del extremo interior de la protuberancia terminal 518 se fija al anillo interior terminal a través de un punto de soldadura 508 formado como estructura conductora. Es decir, la estructura conductora en esta realización es sólo el punto de soldadura 508. De esta manera, bajo la presión del gas, el punto de soldadura 508 se separa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo.
Específicamente, como se muestra en la FIG. 14, el terminal externo de electrodo 506 está formado como la estructura de cubierta de cobertura, la superficie del extremo interior de la estructura de placa de cubierta incluye la protuberancia terminal 518 que se extiende dentro de la cámara sellada, la superficie del extremo interior de la protuberancia terminal 518 está fijada al anillo interior terminal a través de un punto de soldadura 508 formado como la estructura conductora. De esta manera, cuando la batería está en la etapa inicial de sobrecarga, bajo la presión de un gas producido por disociación del medio productor de gas, el punto de soldadura 518 entre el anillo interior terminal y la protuberancia terminal 518 se separa, con lo que se separa el punto de soldadura 518 entre el anillo interior terminal y la protuberancia terminal 518, interrumpiendo la transferencia de corriente en la batería. Además, la presión del gas dentro de la cámara sellada 503 continúa aumentando hasta que se separa el anillo interior terminal. La cámara sellada se abre y el gas ingresa al interior de la batería y, por ejemplo, se escapa a través de la válvula a prueba de explosiones, evitando así que la batería explote. Además, lo que es diferente de la quinta implementación es que, en esta implementación, no hay necesidad de disponer de un miembro conductor terminal adicional 516, reduciendo así el número de componentes y piezas, y reduciendo el tiempo de montaje de la estructura de interrupción de corriente.
La protuberancia terminal 518 puede soldarse al miembro conductor 506, para reducir el tiempo de montaje y evitar que la conexión entre el terminal externo de electrodo y la protuberancia terminal se interrumpa bajo la presión del gas. La protuberancia terminal 518 puede formarse integralmente en el miembro conductor 506. Específicamente, para aprovechar al máximo una estructura actual de los componentes y piezas, el terminal externo de electrodo 506 incluye la estructura de cubierta de cobertura y la protuberancia terminal 518 formadas integralmente en la superficie extrema interior de la estructura de cubierta de cobertura.
Además, para facilitar la conexión entre el anillo interior terminal y la protuberancia terminal 518, como se muestra en la FIG. 14, el anillo interior terminal está formado como una estructura de cuenco 507 que sobresale frente a la protuberancia terminal 518. Específicamente, una superficie extrema exterior de un fondo de cuenco de la estructura de cuenco 507 es adyacente a la superficie extrema interior de la protuberancia terminal 518 a través del punto de soldadura 508. Más específicamente, la superficie del extremo exterior del fondo del cuenco forma una pared plana 507a del fondo del cuenco, y la estructura del cuenco incluye además una estructura de anillo cónico 507b que se extiende desde una periferia de la pared plana 507a del fondo del cuenco hasta el interior, y una brida radial 507c formada en la superficie del extremo interior de la estructura de anillo cónico 507b, y la brida radial está conectada con el anillo exterior terminal. Todas las partes de puntos de inflexión de la estructura de cuenco pueden servir como puntos de ajuste del anillo interior terminal. Las partes del punto de inflexión se pueden debilitar, por ejemplo, mediante el procesamiento de la muesca.
Además, como se muestra en la FIG. 14, el punto de soldadura 508 está formado como una estructura anular, y la estructura anular está situada en un lado interior de la periferia de la pared plana 507a del fondo del cuenco. Porque es más fácil para una periferia más grande de la estructura anular asegurar la estabilidad de la soldadura de la protuberancia terminal y el anillo interior terminal y evitar que una corriente elevada instantánea fusione la estructura soldada. En otro aspecto, cuando la estructura anular aumenta, bajo la presión del gas, es menos fácil que la estructura anular se separe, lo que influye en la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente. En base a esto, al disponer la estructura anular en el lado interior de la pared plana 507a del fondo del cuenco, es decir, una periferia exterior de la pared plana 507a del fondo del cuenco rodea la estructura anular, de modo que se garantizan tanto la sensibilidad como la estabilidad de la soldadura de la estructura de interrupción de corriente.
En la quinta implementación de la presente divulgación, la placa de cubierta sirve como segundo miembro polar 502, es decir, la placa de cubierta está electrificada para servir como un electrodo aplicado al medio productor de gas. Específicamente, como se muestra en la FIG. 13 y FIG. 14, la placa de cubierta también está conectada entre una periferia del terminal interno de electrodo y una periferia del terminal externo de electrodo 506 de una manera sellada y aislante. De esta manera, debido a que la placa de cubierta puede lograr la función de empaquetamiento de la carcasa de la batería y servir como un electrodo que puede estar en contacto con el medio productor de gas, se reduce el número de componentes y partes de la estructura de interrupción de corriente, y se reduce el tiempo de montaje de la batería.
Específicamente, para lograr una conexión sellada y aislante entre la placa de cubierta y los terminales interior y exterior de electrodo al mismo tiempo, como se muestra en la FIG. 14, un anillo de aislamiento interior 511 está conectado de forma sellada entre el terminal interno de electrodo y la placa de cubierta, un anillo de aislamiento exterior 512 está conectado de forma sellada entre el terminal externo de electrodo y la placa de cubierta, y el anillo de aislamiento interior 511 y el anillo de aislamiento exterior 512 están espaciados, de modo que la placa de cubierta quede expuesta en la cámara sellada para servir como segundo miembro polar.
El conjunto de cubierta de batería 500 según la quinta implementación de la presente divulgación se describe anteriormente. A continuación, se describe un conjunto de cubierta de batería 600 proporcionado por la sexta implementación de la presente divulgación con referencia a la FIG. 15 a la FIG. 20.
Como se muestra en la FIG. 15 a la FIG. 20, el conjunto de cubierta de batería 600 incluye una placa de cubierta, un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo. El terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente al terminal externo de electrodo a través de una estructura de interrupción de corriente montada en la placa de cubierta. El conjunto de cubierta de batería incluye además una cámara sellada 603 configurada para llenar un medio productor de gas 604 y montada en el lado exterior de la placa de cubierta 612. La cámara sellada 603 está construida para hacer que el medio productor de gas esté conectado eléctricamente a los electrodos positivo y negativo de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivo y negativo de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas 604 es capaz de producir gas, para atravesar la cámara sellada 603 bajo la acción de la presión del gas, permitiendo que el gas entre al interior de la batería y fluya hacia la estructura de interrupción de corriente, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo la acción de la presión del gas. Muy diferente de otras implementaciones en la presente divulgación, la cámara sellada 603 está formada en el exterior de la batería. De esta manera, debido a que la cámara sellada 603 no está dispuesta dentro de la batería y no ocupa espacio en la batería, se puede proporcionar suficiente espacio para disponer componentes tales como la celda dentro de la batería, aumentando así la densidad de energía de la batería. Además, debido a que la cámara sellada 603 está dispuesta fuera de la batería, es más fácil inyectar el medio productor de gas en la cámara sellada cerrada 603 desde el exterior de la batería. Además, a diferencia de las cinco implementaciones anteriores, en la sexta implementación y la séptima implementación siguiente, la estructura de interrupción de corriente y la cavidad que rodea la cámara sellada 603 son dos estructuras independientes, y la estructura de interrupción de corriente puede usar el dispositivo de interrupción de corriente en la técnica anterior.
El conjunto de cubierta de batería incluye un primer miembro polar 601 y un segundo miembro polar 602 respectivamente en contacto con el medio productor de gas. Uno del primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 está configurado para conectarse eléctricamente al electrodo positivo de la batería, y el otro está configurado para conectarse eléctricamente al electrodo negativo de la batería. A diferencia de otras implementaciones diversas de la presente divulgación, el primer miembro polar 601 está formado en el segundo miembro polar 602 de una manera sellada y aislante, de modo que los dos forman conjuntamente una estructura de capuchón orientada hacia la abertura interior de la batería. La abertura en la estructura del capuchón está además conectada de manera sellada con un miembro de alivio de presión 605 para definir la cámara sellada, y el miembro de alivio de presión 605 puede agrietarse bajo la acción de la presión del gas, para permitir que el gas fluya hacia el interior de la batería. Es decir, la estructura de capuchón está configurada no sólo para establecer dos electrodos con polaridades opuestas que tienen diferencia de voltaje para el medio productor de gas, sino también para proporcionar una cámara sellada que tiene un espacio más grande y capaz de llenar suficiente medio productor de gas, y aumentar las áreas de contacto entre el medio productor de gas y el primer miembro polar 601 y entre el medio productor de gas y el segundo miembro polar 602, mejorando así la sensibilidad de producción de gas.
Por lo tanto, cuando la batería está en la etapa inicial de sobrecarga, el medio productor de gas 604 se descompone para producir el gas bajo la acción de la diferencia de voltaje entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602, y luego la presión del gas en la cámara sellada 603 aumenta. En este caso, bajo la acción de una cierta presión de gas, el miembro de alivio de presión 605 alivia la presión y el gas ingresa al interior de la batería y se conecta a la estructura de interrupción de corriente. La presión del gas dentro de la batería continúa aumentando hasta que se interrumpe la conexión eléctrica entre el miembro conductor 615 y el miembro basculante 614, interrumpiendo así la transferencia de corriente de la batería.
Como se muestra en la FIG. 15, el miembro de alivio de presión 605 se puede implementar de varias maneras. Por ejemplo, el miembro de alivio de presión 605 puede ser una placa de sellado conectada de manera sellada a la estructura del capuchón, o una válvula de alivio de presión conectada de manera sellada a una placa de alivio de presión. Cuando la presión del gas producida por el gas es mayor o igual a la presión de apertura de la válvula de alivio de presión, la válvula de alivio de presión está en estado encendido, y cuando la presión del gas producida por el gas es menor que la presión de apertura de la válvula de alivio de presión, la válvula de alivio de presión se cierra.
En otra implementación del miembro de alivio de presión 605, para mejorar la sensibilidad de respuesta de la estructura de interrupción de corriente, como se muestra en la FIG. 16 y FIG. 20, el miembro de alivio de presión 605 está provisto de una primera muesca 606. La primera muesca 606 se desconecta bajo la acción de la presión del gas, de modo que el gas puede aliviarse a través del miembro de alivio de presión 605. Es decir, procesando una parte correspondiente del miembro de alivio de presión 605 a una parte débil de una región con menos resistencia que la de otras regiones, cuando la presión interna del gas en la cámara sellada 603 aumenta, la presión puede hacer que la primera muesca 606 se separe, permitiendo así que el gas fluya hacia el interior de la batería a través de un espacio abierto en el miembro de alivio de presión, y a medida que la presión del gas continúa aumentando, la transferencia de corriente se interrumpe usando la estructura de interrupción de corriente.
Para mejorar aún más la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente, como se muestra en la FIG. 16 y FIG. 20, el miembro de alivio de presión 605 está formado como una placa de alivio de presión que tiene la primera muesca 606. La placa de alivio de presión está provista de una ranura de debilitamiento 607, y la primera muesca 606 está ubicada en una pared inferior de la ranura de debilitamiento 607. de esta manera, al disponer la primera muesca 606 en la ranura de debilitamiento 607, debido a que la resistencia estructural de la ranura de debilitamiento 607 es menor que la de otras regiones, la resistencia estructural general en la primera muesca 606 se reduce aún más, mejorando así la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente.
Aún más, para simplificar los componentes en la estructura de interrupción de corriente y mejorar la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente, el miembro de alivio de presión 605 es un miembro conductor, aumentando así un área de contacto entre el medio productor de gas y su electrodo, y mejorando la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente.
Para evitar que la parte separable del miembro de alivio de presión caiga dentro de la batería después de que la presión del gas rompa la primera muesca 606, para causar un cortocircuito, como se muestra en la FIG. 20, la primera muesca 606 está formada como una estructura no lineal con dos extremos separados entre sí. Es decir, la primera muesca 606 está formada como una estructura no cerrada. De esta manera, aunque la primera muesca 606 se separa, la parte rodeada por la primera muesca 606 todavía está unida al miembro de alivio de presión 605, evitando así la aparición de un cortocircuito dentro de la batería debido a la caída de las piezas rotas y mejorando la seguridad de la batería.
La estructura no lineal puede tener la forma de una estructura curva. Preferiblemente, para mejorar la sensibilidad de la estructura de interrupción de corriente y la seguridad de la batería, la estructura no lineal se forma como una estructura de arco principal. En otra variante, la primera muesca 606 puede formarse como una estructura en forma de Y o una estructura de líneas en zigzag.
Además, para garantizar que la estructura del capuchón esté montada de manera estable en la placa de cubierta y facilitar que el medio productor de gas se conecte a un electrodo positivo o negativo de la batería, como se muestra en la FIG. 18 y FIG. 19, el segundo miembro polar 602 se fija en la placa de cubierta para conectarse eléctricamente al electrodo positivo de la batería o al electrodo negativo de la batería usando la placa de cubierta.
Además, para prolongar la vida útil de la placa de cubierta, como se muestra en la FIG. 15, FIG. 18 y FIG. 19, la placa de cubierta está provista de un orificio de montaje, y el segundo miembro polar 602 está montado en la pared interior del orificio de montaje, de modo que la abertura de la estructura del capuchón mira hacia el interior de la batería. De esta manera, cuando está dañado, el miembro de alivio de presión se puede reemplazar con un nuevo miembro de alivio de presión en el segundo miembro polar 602 sin dañar la estructura de la placa de cubierta, para mejorar la vida útil de la placa de cubierta. Definitivamente, en otra variante, la placa de cubierta puede usarse alternativamente como segundo miembro polar, y el primer miembro polar en su conjunto forma la estructura de capuchón, y está sellado sobre la placa de cubierta para formar la cámara sellada.
Para facilitar la conexión eléctrica entre el primer miembro polar y la batería, el primer miembro polar está conectado eléctricamente al terminal del electrodo que tiene la placa de cubierta descubierta mediante el uso de una lámina conectora conductora 625. Además, para evitar que la altura total de la celda de la batería esté elevada, la superficie del extremo exterior de la estructura de la cubierta está diseñada para ser básicamente plana, teniendo la superficie del extremo exterior del terminal del electrodo la placa de cubierta descubierta o ligeramente más baja que la cara exterior del borne de la batería, y el borne de la batería y la estructura de capuchón están dispuestos para estar espaciados entre sí a lo largo de una dirección de extensión de la placa de cubierta de la batería. De esta manera, sin aumentar la altura total de la batería, se aumenta el espacio interno de la cámara sellada 603, aumentando así la cantidad de llenado del medio productor de gas 604 y mejorando la sensibilidad de producción de gas.
En esta implementación, el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 pueden formar la estructura de capuchón de varias maneras. El primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 pueden combinarse en forma de tope izquierdo y derecho. Para facilitar el sellado de un extremo a tope entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602, como se muestra en la FIG. 15, el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 pueden formar la estructura de capuchón de manera apilada vertical.
Específicamente, como se muestra en la FIG. 15 y FIG. 18, se incluye una tira aislante en forma de anillo 608 con la sección transversal que tiene una estructura en forma de H entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602, para tener el primer miembro polar 601 aislado del segundo miembro polar 602. La estructura de capuchón incluye una estructura de cuerpo de cubierta como el primer miembro polar 601, y una estructura periférica de cubierta como el segundo miembro polar 602. Los bordes donde la estructura de cuerpo de cubierta y la estructura periférica de cubierta están cerca entre sí están incrustados y sellados respectivamente en la ranura en forma de U en los extremos opuestos de la estructura en forma de H, y la periferia exterior de la estructura periférica de la cubierta está conectada fijamente a la placa de cubierta. De esta manera, el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 están incrustados respectivamente en la ranura en forma de U, de modo que se garantiza la confiabilidad del aislamiento y sellado entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602.
La tira aislante en forma de anillo 608 se puede ensamblar entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602. Para reducir el tiempo de ensamblaje de la estructura de interrupción de corriente, la tira aislante en forma de anillo 608 está formada integralmente en el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602. Específicamente, la tira aislante en forma de anillo 608 puede formarse integralmente entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602 mediante moldeo por inyección.
Para facilitar la operación de inyección del medio productor de gas a la cámara sellada, como se muestra en la FIG.
15 y FIG. 19, la estructura del cuerpo de la cubierta está provista de un orificio de inyección de medio 609, y un tapón de sellado 610 está bloqueado en el orificio de inyección de medio 609. De esta manera, después de ensamblar la estructura de interrupción de corriente en la batería, la solución se inyecta desde fuera de la batería, y la manera de inyección de la solución es más flexible y más fácil de operar.
Para facilitar la disposición espacial y simplificar los componentes de la estructura de interrupción de corriente, el primer terminal de electrodo 611 y el segundo terminal de electrodo 613 están montados en la placa de cubierta. El primer miembro polar 601 está dispuesto cerca del primer terminal de electrodo 611 de la batería y está conectado eléctricamente al primer terminal de electrodo 611. La placa de cubierta 612 está conectada eléctricamente al segundo terminal de electrodo 613 de la batería. La estructura de interrupción de corriente está montada en el primer terminal de electrodo 611 o en el segundo terminal de electrodo 613. De esta manera, es más fácil establecer una relación de conexión eléctrica entre el primer miembro polar 601 y el primer terminal de electrodo 611. Además, el segundo miembro polar 602 puede conectarse eléctricamente al segundo terminal de electrodo 613 a través de la placa de cubierta, de modo que el medio productor de gas esté conectado eléctricamente al electrodo positivo de la batería o al electrodo negativo de la batería, simplificando así la estructura general del conjunto de la cubierta de la batería.
Específicamente, en una implementación donde una estructura de capuchón está rodeada por el primer terminal 611 de electrodo y el segundo terminal 613 de electrodo, como se muestra en la FIG. 15, FIG. 18 y FIG. 19, la estructura del cuerpo de la cubierta está conectada eléctricamente al primer terminal de electrodo 611 mediante el uso de una lámina conectora conductora 625. Además, la estructura periférica de la cubierta está fijada en la placa de cubierta 612 de la batería, para establecer una relación de conexión eléctrica con el segundo terminal del electrodo 613 utilizando la placa de cubierta.
De manera similar a la primera implementación y la segunda implementación, como se muestra en la FIG. 17 y FIG.
18, la estructura de interrupción de corriente incluye además un miembro basculante 614 conectado eléctricamente entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo. La periferia exterior del miembro basculante 614 está conectada de manera sellada y aislante a la placa de cubierta. El gas en un paquete de sellado se comunica con el gas en la superficie interior del miembro basculante, de modo que el miembro basculante 614 actúa para interrumpir la conexión eléctrica al terminal interno de electrodo bajo la acción de la presión del gas. Un miembro conductor 615 está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante 614 está conectado eléctricamente al miembro conductor 615, el miembro conductor 615 está provisto de una muesca 616 que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca 616 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 614. Uno del miembro basculante 614 y el miembro conductor 712 está provisto de una protuberancia 617 y el otro está provisto de un orificio de conexión 618 configurado para acomodar la protuberancia 617, estando conectada la protuberancia 617 al orificio de conexión 618 a través de un punto de soldadura anular. De esta manera, la presión del gas puede detectarse oportunamente cuando el gas fluye desde la cámara sellada al interior de la batería, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo.
Además, para lograr un conjunto de sellado estable del miembro basculante y la protección de la estructura de interrupción de corriente, el miembro basculante 614 está cubierto además por un miembro de cubierta 622, y el miembro de cubierta 622 está conectado eléctricamente al miembro basculante 614 para formar el terminal exterior de electrodo. De esta manera, el miembro de cubierta 622 puede usarse como terminal externo de electrodo, es decir, puede disponerse una protuberancia terminal para establecer un bucle de corriente con el exterior a través de un miembro de conexión tal como una placa de salida de electrodo. Por ejemplo, se pueden conectar celdas de batería vecinas o módulos de batería vecinos a través de la placa de salida de electrodo.
Además, la periferia exterior del miembro de cubierta se puede conectar de manera sellada al anillo de sellado 620. Para lograr la fuga de gas, el miembro de cubierta 622 está provisto de un orificio de ventilación 623 que se comunica con el exterior. Además, el orificio de ventilación en el miembro de cubierta puede permitir además que la estructura de interrupción de corriente tenga una diferencia de presión con el aire atmosférico directamente, de modo que se logre una acción del miembro basculante.
En la presente divulgación, para interrumpir la transferencia de corriente de la batería mediante la estructura de interrupción de corriente bajo la acción del gas producido por el medio productor de gas, como se muestra en la FIG.
17, la placa de cubierta 612 de la batería está provista de un orificio pasante para que el segundo terminal de electrodo 613 pase a través de ella. El segundo terminal de electrodo 613 se fija en la placa de cubierta 612 usando un anillo aislante 619 que pasa a través del orificio pasante, para quedar aislado de la placa de cubierta 612. La periferia exterior del miembro basculante 614 se sella y se conecta eléctricamente a la placa de cubierta 612 usando un anillo de sellado 620 que rodea el anillo de aislamiento 619, y la placa de cubierta 612 está provista de un orificio de gas 621 ubicado entre el anillo de sellado 620 y el anillo de aislamiento 619. Es decir, el segundo terminal de electrodo 613 está conectado eléctricamente a la placa de cubierta 612 pasando a través del miembro conductor 615, el miembro basculante 614 y el anillo de sellado 620 a su vez, y está aislada del segundo terminal de electrodo 613 usando el anillo de aislamiento 619. Además, la placa de cubierta 612 está provista del orificio de gas 621 que comunica el miembro basculante 614 con el interior de la batería. De esta manera, cuando la batería se sobrecarga y produce gas, el medio productor de gas 604 se descompone para producir gas bajo la acción de la diferencia de voltaje entre el primer miembro polar 601 y el segundo miembro polar 602, y luego la presión del gas en la cámara sellada 603 aumenta. En este caso, bajo la acción de una cierta presión de gas, el miembro de alivio de presión 605 alivia la presión y el gas ingresa a la batería y se comunica con el miembro basculante 614. La presión del gas dentro de la batería continúa aumentando hasta que se interrumpe la conexión eléctrica entre el miembro conductor 615 y el miembro basculante 614, de modo que el segundo terminal de electrodo 613 no puede establecer una conexión eléctrica con el anillo de sellado 620 y la placa de cubierta 612, es decir, el miembro basculante 614, el anillo de sello 620 y la placa de cubierta 612 no electrificados, interrumpiéndose así la transferencia de corriente de la batería.
El conjunto de cubierta de batería según la sexta implementación de la presente divulgación se describe anteriormente. A continuación, se describe un conjunto de interrupción de corriente proporcionado por la séptima implementación de la presente divulgación con referencia a la FIG. 21 a la FIG. 25.
Como se muestra en la FIG. 21 a la FIG. 25, la estructura de interrupción de corriente 700 incluye una placa de cubierta, un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo, el terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente al terminal externo de electrodo a través de una estructura de interrupción de corriente montada en la placa de cubierta, y el conjunto de cubierta de batería. incluye además una primera placa de salida del colector 705 y una segunda placa de salida del colector 709 que están configuradas para conectarse eléctricamente a electrodos positivo y negativo de una celda, y un paquete de sellado 704 configurado para llenar un medio productor de gas y ubicado en un lado interior de la placa de cubierta. El paquete sellado está provisto de un primer miembro polar 701 y un segundo miembro polar 702 que entran en contacto respectivamente con el medio productor de gas. El primer miembro polar está conectado eléctricamente a la primera placa de salida del colector. El segundo miembro polar está conectado eléctricamente a la segunda placa de salida del colector. Cuando una diferencia de voltaje entre el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas y rasgar el paquete sellado 704 bajo la acción de la presión del gas, para hacer que el gas se derrama del paquete sellado 704 y se comunica con la estructura de interrupción de corriente, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo la acción de la presión del gas. Es decir, una diferencia con el conjunto de cubierta de batería en las otras implementaciones anteriores radica en que una cámara sellada en la presente divulgación está rodeada por los paquetes sellados. De esta manera, la estructura del paquete sellado capaz de descomponerse para producir el gas puede producirse por separado y ensamblarse en una celda de batería, sin necesidad de utilizar la parte mecánica de la celda de batería para definir la cámara sellada, simplificando así el proceso de ensamblaje de la celda de la batería y simplificando la estructura general de la celda de la batería.
A diferencia de la manera en que se forma la cámara sellada en las implementaciones primera a quinta anteriores, en esta implementación, el paquete sellado que rodea la cámara sellada es independiente de la estructura de interrupción de corriente. Por lo tanto, cuando la celda de la batería está en un estado normal, como se muestra en la FIG. 21 a la FIG. 23, el medio productor de gas en el paquete sellado no reacciona, tiene una buena estabilidad química y no genera gas. En este caso, el paquete sellado se encuentra en un estado sellado; por lo tanto, la celda de batería normalmente puede realizar una operación de carga y descarga. Sin embargo, cuando la celda de la batería está cerca de un estado peligroso, por ejemplo, la batería está en un descontrol térmico temprano, el medio productor de gas 703 puede descomponerse para producir una gran cantidad de gas, para romper el paquete sellado 704 bajo la acción. de la presión del gas. En este caso, el paquete sellado está en un estado no sellado, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo a través de la estructura de interrupción de corriente bajo la acción de la presión del gas.
En el conjunto de cubierta de batería en la séptima implementación, para facilitar el procesamiento del paquete sellado 704, como se muestra en la FIG. 24 y FIG. 25, el paquete sellado 704 puede formarse como un paquete de encapsulación, y una abertura encapsulada del paquete encapsulado está configurada como un punto débil que puede romperse bajo la acción de la presión del gas. De esta manera, cuando bajo la acción de la presión del gas, el gas comienza a acumularse en el paquete sellado 704, y la presión del gas aumenta, de modo que primero se rompe el punto débil y el gas en el paquete sellado se libera dentro de la batería, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo a través de la estructura de interrupción de corriente bajo la acción de la presión del gas. Específicamente, el paquete sellado puede estar hecho además de un material tal como una película plástica de aluminio que no se disuelva en un electrolito. En otras formas de deformación, el punto débil que puede rasgarse bajo la acción de la presión del gas también puede ser una estructura de muesca que se forma en una posición cuyo espesor es menor que el de las otras áreas y que se encuentra en el paquete sellado.
Para facilitar el contacto completo entre el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 y el medio productor de gas y facilitar la conexión eléctrica del primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 a los electrodos positivo y negativo de la batería, como se muestra en la FIG. 24 y FIG. 25, el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 están ubicados ambos en un lado interior del paquete sellado. Específicamente, como se muestra en la FIG. 24, el primer miembro polar 701 incluye una primera lengüeta 707 que pasa a través del paquete sellado 704; el segundo miembro polar 702 incluye una segunda lengüeta 708 que pasa a través del paquete sellado 704. La primera lengüeta 707 está soldada a la primera placa de salida del colector 705 de la batería, para construir una relación de conexión eléctrica entre el primer miembro polar 701 y la primera placa de salida del colector 705, y la segunda lengüeta 708 está soldada a la segunda placa de salida del colector 709 de la batería, para construir una relación de conexión eléctrica entre el segundo miembro polar 702 y la segunda placa de salida del colector 709, logrando así la conexión del medio productor de gas en el paquete sellado a los electrodos positivo y negativo de la batería. La primera lengüeta 707 y la segunda lengüeta 708 pueden soldarse respectivamente al primer miembro polar 701 y al segundo miembro polar 702. Con el fin de simplificar el proceso de ensamblaje, la primera lengüeta 707 y la segunda lengüeta 708 pueden formarse respectivamente integralmente en el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702, por ejemplo, formando integralmente una estructura de lengüeta en el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702. De esta manera, al disponer tanto el primer miembro polar 701 como el segundo miembro polar 702 dentro del paquete sellado, se puede aumentar un área de contacto entre el medio productor de gas y el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702, mejorando así la sensibilidad del medio productor de gas. Además, siempre que el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 estén parcialmente sellados en el paquete sellado, el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 pueden entrar en contacto con el medio productor de gas en el paquete sellado. Por lo tanto, en otras formas de deformación, el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 pueden pasar además a través del paquete sellado para conectarse a los electrodos positivo y negativo de la batería, es decir, la parte del primer miembro polar 701 y del segundo miembro polar 702 está ubicada en el lado interior del paquete sellado.
Además, para facilitar el procesamiento del paquete sellado, la abertura sellada incluye una primera abertura sellada 706 y una segunda abertura sellada 716 que están ubicadas en dos extremos opuestos del paquete sellado 704. La primera lengüeta 707 pasa a través y está conectada de manera sellada a la primera abertura sellada 706. La segunda lengüeta 708 pasa a través y está conectada de forma sellada a la segunda abertura sellada 716. De esta manera, la primera abertura sellada 706 y la segunda abertura sellada 716 tienen funciones de una abertura de alivio de presión y para montar la lengüeta, simplificando así la estructura del paquete sellado 704.
Específicamente, para facilitar la disposición espacial, el paquete sellado forma una estructura de franjas que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal de la batería, y la primera abertura sellada 706 y la segunda abertura sellada 716 están ubicadas respectivamente en diferentes porciones extremas de la estructura de franjas. De esta manera, la dirección de extensión de la estructura de franjas y la dirección de longitud de la batería son las mismas, de modo que el espacio dentro de la batería se puede utilizar por completo y la franja no ocupa demasiado espacio dentro de la batería y no tiene efectos adversos. efectos en los componentes dentro de la batería.
Para facilitar la fijación firme del paquete sellado a la primera placa de salida del colector 705 y a la segunda placa de salida del colector 709, como se muestra en la FIG. 24, la primera lengüeta 707 y la segunda lengüeta 708 están formadas cada una como una placa conductora en forma de L que tiene un segmento horizontal y un segmento vertical. Un segmento vertical de la primera lengüeta 707 está unido y fijado a la primera placa de salida del colector 705. Un segmento vertical de la segunda lengüeta 708 está unido y fijado a la segunda placa de salida del colector 709. Los segmentos horizontales de la primera lengüeta 707 y la segunda lengüeta 708 están conectadas respectivamente al primer miembro polar 701 y al segundo miembro polar 702. De esta manera, la estructura de franjas puede conectarse perpendicularmente entre las placas de salida del colector en dos lados de la batería. El segmento vertical proporciona un contacto total entre las placas de salida del colector y la lengüeta, fijando así firmemente el paquete sellado a la placa de salida del colector.
Para evitar que el paquete sellado ocupe demasiado espacio dentro de la batería y garantizar una resistencia estructural confiable del paquete sellado, como se muestra en la FIG. 25, el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702 están formados respectivamente como una primera placa conductora controladora y una segunda placa conductora controladora que tienen polaridades opuestas. Un lado interior del paquete sellado incluye además un aislante 710. La primera placa conductora colectora, el aislante 710 y la segunda placa conductora colectora se apilan y enrollan secuencialmente para formar una estructura plana que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la batería. De esta manera, el aislante está dispuesto entre la primera placa conductora del colector y la segunda placa conductora del colector y se enrolla para formar la estructura plana que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la batería. Por un lado, la estructura plana puede aumentar toda la resistencia estructural del paquete sellado y, por otro lado, la estructura plana se extiende a lo largo de la dirección longitudinal de la batería, para utilizar completamente el espacio dentro de la batería y evitar la ocupación de demasiado espacio dentro de la batería, lo que hace que la estructura del paquete sellado sea más compacta.
Cabe señalar que la estructura interna del paquete sellado proporcionado en esta implementación es básicamente la misma que la estructura interna de una batería de iones de litio en la técnica anterior. Los componentes dentro de la batería de iones de litio en la técnica anterior también se pueden aplicar a la estructura del paquete sellado en esta implementación sin apartarse del concepto de la presente divulgación. En este documento sólo se describe la diferencia entre los dos. Específicamente, en esta implementación, no es necesario disponer materiales de electrodos positivos y negativos similares recubiertos sobre los electrodos positivos y negativos de la batería de iones de litio en el primer miembro polar 701 y el segundo miembro polar 702. Además, el paquete sellado de la presente divulgación se llena con la solución anterior que incluye el medio productor de gas y, por lo tanto, tiene una composición diferente a la de la solución electrolítica dentro de la batería de iones de litio en la técnica anterior.
Basándose en esto, en una implementación de ejemplo, la primera placa conductora colectora puede ser, por ejemplo, una lámina de cobre y la segunda placa conductora colectora puede ser, por ejemplo, una lámina de aluminio. El aislante puede ser, por ejemplo, una película compuesta de polietileno (PE) o una película compuesta de polipropileno (PP).
Además, el procedimiento de fabricación del paquete sellado proporcionado en la presente divulgación es básicamente el mismo que el procedimiento de fabricación de la batería de iones de litio. En el presente documento sólo se describe brevemente un procedimiento de fabricación. Específicamente, el aislante puede estar dispuesto entre la primera placa conductora del colector, tal como una lámina de cobre, y la segunda placa conductora del colector, como por ejemplo una lámina de aluminio, que no están recubiertas con los materiales de los electrodos positivo y negativo, y luego el aislante, la primera placa conductora colectora, y la segunda placa conductora colectora puede enrollarse como una estructura de núcleo conductor similar a la batería de iones de litio. Por ejemplo, la estructura del núcleo conductor está sellada por la película plástica de aluminio e incluye dos lengüetas soldadas respectivamente a las placas de salida del colector de la batería, logrando así una conexión paralela con una celda de batería externa. Además, a la película plástica de aluminio se le inyecta la solución formada al mezclar una sal de litio, un solvente orgánico y el medio productor de gas, de modo que el medio productor de gas pueda descomponerse para producir el gas bajo un voltaje nominal. De esta manera, cuando la diferencia de voltaje entre el primer miembro polar 705 y el segundo miembro polar 706 excede el valor nominal, el medio productor de gas genera una gran cantidad de gas, para abrir la abertura sellada de la película plástica de aluminio, y se libera gas del paquete sellado, lo que obliga a la estructura mecánica a interrumpir una transferencia de corriente de la batería, logrando un circuito abierto entre la batería y un circuito externo y mejorando la seguridad de la batería. Por ejemplo, la estructura mecánica puede ser un respiradero a prueba de explosiones dispuesto en la batería.
De manera similar a la primera implementación y la segunda implementación, como se muestra en la FIG. 21 y FIG.
23, la estructura de interrupción de corriente puede incluir además un miembro basculante 711 conectado eléctricamente entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo, una periferia exterior del miembro basculante está conectada de manera sellada y aislante a la placa de cubierta, y el paquete sellado está en comunicación de gas con una superficie interior del miembro basculante, de modo que bajo la acción de la presión del gas, el miembro basculante actúa para interrumpir la conexión eléctrica con el terminal interno de electrodo. Un miembro conductor 712 está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante 711 está conectado eléctricamente al miembro conductor 712, el miembro conductor 712 está provisto de una muesca 713 que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca 713 está dispuesta rodeando un punto de conexión configurado para conectarse al miembro basculante 711. Uno del miembro basculante 711 y el miembro conductor 712 está provisto de una protuberancia 714 y el otro está provisto de un orificio de conexión 715 configurado para acomodar la protuberancia 714, estando conectada la protuberancia 714 al orificio de conexión 715 a través de un punto de soldadura anular. Por lo tanto, la presión del gas que fluye desde el paquete sellado al interior de la batería se puede detectar a tiempo, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo.
Además, para lograr un conjunto sellado estable del miembro basculante y la protección de la estructura de interrupción de corriente, el miembro basculante 711 está cubierto además por un miembro de cubierta 716, y el miembro de cubierta 716 está conectado eléctricamente al miembro basculante 711 para formar el terminal exterior de electrodo.
Para lograr la liberación de gas anterior, el miembro de cubierta 716 está provisto de un orificio de ventilación 718 que se comunica con el exterior.
Aunque las implementaciones preferidas de la presente divulgación se describen en detalle anteriormente con referencia a los dibujos adjuntos, la presente divulgación no se limita a detalles específicos en las implementaciones anteriores. Se pueden realizar varias variaciones simples a las soluciones técnicas de la presente divulgación dentro del alcance de las reivindicaciones, siempre que dichas variaciones simples estén dentro del alcance de protección de las reivindicaciones.
Cabe señalar además que las características técnicas específicas descritas en las implementaciones específicas anteriores se pueden combinar de cualquier manera adecuada siempre que no se produzca ningún conflicto. Para evitar repeticiones innecesarias, en la presente divulgación no se describirán varias formas de combinación posibles. Además, alternativamente, se pueden combinar aleatoriamente varias implementaciones diferentes de la presente divulgación. Tales combinaciones también deben considerarse como el contenido revelado en la presente divulgación siempre que estas combinaciones no se aparten del alcance de las reivindicaciones.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de cubierta de batería, que comprende una placa de cubierta (104), un terminal interno de electrodo y un terminal externo de electrodo, donde el terminal interno de electrodo está conectado eléctricamente al terminal externo de electrodo a través de una estructura de interrupción de corriente dispuesta en la placa de cubierta (104), la estructura de interrupción de corriente comprende una cámara sellada (103) llena con un medio productor de gas, de manera que el medio productor de gas está conectado eléctricamente a electrodos positivos y electrodos negativos de una batería, y cuando una diferencia de voltaje entre los electrodos positivos y negativos de la batería excede un valor nominal, el medio productor de gas es capaz de producir gas, para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo bajo la acción de la presión del gas,
donde el conjunto de cubierta de batería comprende un primer miembro polar (101) y un segundo miembro polar (102) respectivamente en contacto con el medio productor de gas, uno del primer miembro polar (101) y el segundo miembro polar (102) está configurado para conectarse al electrodo positivo de la batería y el otro está configurado para conectarse al electrodo negativo de la+ batería, el primer miembro polar (101) está formado por el terminal interno de electrodo y aislado de la placa de cubierta (104), y el segundo miembro polar (102) está conectado de manera sellada y aislante a la placa de cubierta (104),
donde la estructura de interrupción de corriente comprende además un miembro basculante (105) configurado para servir como parte de una pared de la cámara sellada (103), el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo están conectados eléctricamente entre sí a través del miembro basculante (105), y bajo la acción de la presión del gas, el miembro basculante actúa para interrumpir la conexión eléctrica entre el terminal interno de electrodo y el terminal externo de electrodo.
2. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 1, donde el valor nominal está en un intervalo de 4,5 V a 5 V.
3. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 1 o 2, donde el medio productor de gas comprende al menos uno de bifenilo, terc-amilbenceno, ciclohexilbenceno, terfenilo, ciclohexilbifenilos o dibenzofurano.
4. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 1, donde la estructura de interrupción de corriente comprende además un miembro conductor (106), y el miembro conductor (106) está fijado en una superficie extrema exterior del terminal interno de electrodo, el miembro basculante (105) está conectado eléctricamente al miembro conductor (106), el miembro conductor (106) está provisto de una muesca (115) que puede romperse bajo la acción de la presión del gas, y la muesca (115) está dispuesta rodeando un punto de conexión. configurado para conectarse al miembro basculante (105).
5. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 4, donde uno del miembro basculante (105) y el miembro conductor (106) está provisto de una protuberancia (116) y el otro está provisto de un orificio de conexión (117) configurado para acomodar la protuberancia (116), estando conectada la protuberancia (116) al orificio de conexión (117) a través de un punto de soldadura anular.
6. El conjunto de cubierta de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el terminal interno de electrodo está formado por un borne de batería que se extiende a lo largo de una dirección medial-lateral, el miembro basculante (105) está dispuesto coaxialmente con el borne de batería y se extiende radialmente hacia afuera desde el borne de la batería, y una superficie lateral del borne de la batería está conectada de manera sellada y aislante a una periferia exterior del miembro basculante (105), de manera que la cámara sellada (103) se forma como una cavidad anular dispuesta alrededor de un eje del borne de la batería.
7. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 6, donde una porción extrema interior del borne de batería comprende una brida radial (107), una superficie extrema exterior de la brida radial (107) está conectada de forma sellada con un anillo aislante interior (108), y la placa de cubierta (104) está conectada de forma sellada a una superficie extrema exterior del anillo de aislamiento interior (108) para quedar aislada del borne de la batería.
8. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 7, donde la brida radial (107) está provista de un orificio de inyección de medio (109) configurado para comunicarse con la cavidad anular.
9. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 8, donde la superficie extrema exterior de la brida radial (107) está formada como una estructura escalonada, la estructura escalonada comprende un anillo interior cerca del eje del borne de la batería y un anillo exterior alejado del eje del borne de la batería, un espesor del anillo interior es mayor que un espesor del anillo exterior, el anillo de aislamiento interior (108) está fijado al anillo exterior, y el orificio de inyección de medio (109) se extiende desde una superficie extrema interior de la brida radial (107) al anillo interior.
10. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 6, donde el segundo miembro polar (102) está formado como una lámina conductora anular que rodea la cavidad anular, una superficie extrema interior de la lámina conductora anular está conectada de forma sellada con un primer anillo aislante exterior (111), la placa de cubierta (104) está conectada de forma sellada a una superficie de extremo interior del primer anillo de aislamiento exterior (111) para quedar aislada de la lámina conductora anular, una superficie de extremo exterior de la lámina conductora anular está conectada de forma sellada con una segunda anillo de aislamiento exterior (112), y la periferia exterior del miembro basculante (105) está conectada de forma sellada a una superficie extrema exterior del segundo anillo de aislamiento exterior (112) para quedar aislado de la lámina conductora anular.
11. El conjunto de cubierta de batería según la reivindicación 10, donde la superficie extrema exterior del segundo anillo de aislamiento exterior (112) está conectada de forma sellada con un anillo de sellado (110), la periferia exterior del miembro basculante está conectada de forma sellada al anillo de sellado (110), el miembro basculante (105) está cubierto además por un miembro de cubierta (113), y el miembro de cubierta (113) está conectado eléctricamente al miembro basculante (105) para formar el terminal externo de electrodo; particularmente donde el miembro de cubierta (113) está provisto de un orificio de ventilación (114) que comunica con el exterior.
12. Una celda de batería, que comprende una carcasa y una celda alojada en la carcasa, donde la celda de batería comprende además el conjunto de cubierta de batería (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, la placa de cubierta (104) empaqueta la carcasa, y la celda está conectada eléctricamente al terminal interno de electrodo.
13. Un módulo de batería, que comprende la celda de batería según la reivindicación 12, dispuesta en el mismo.
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