動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能器件領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池。動(dòng)力電池頂蓋包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，第一電極單元包括翻轉(zhuǎn)片、連接板以及導(dǎo)電片，頂蓋片上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)片連接孔，翻轉(zhuǎn)片密封翻轉(zhuǎn)片連接孔，所述連接板覆蓋所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，且與所述頂蓋片密封連接，所述連接板、所述頂蓋片以及所述翻轉(zhuǎn)片共同圍成所述密閉腔室，密閉腔室內(nèi)為負(fù)壓，導(dǎo)電片位于翻轉(zhuǎn)片的下方，并與翻轉(zhuǎn)片電連接，導(dǎo)電片與頂蓋片絕緣，第二電極單元設(shè)置在頂蓋片上。動(dòng)力電池包括動(dòng)力電池頂蓋。本申請(qǐng)所提供的動(dòng)力電池降低了翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)所需的壓力，使CID可以擁有更大的過(guò)流面積。
【專利說(shuō)明】
動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能器件領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于EV硬殼電池，為了解決過(guò)充問(wèn)題，業(yè)界普遍采用的方案是，在電芯失效之前切斷電池主回路，防止電池繼續(xù)充電以保證電池安全。
[0003]目前，對(duì)于方形的硬殼電池，有的采用CID(電流切斷結(jié)構(gòu))。即，在正極主回路有一個(gè)氣壓翻轉(zhuǎn)片及集成CID于一體的導(dǎo)電片。導(dǎo)電片四周與裸電芯及耳通過(guò)焊接連接，導(dǎo)電片的CID部分與翻轉(zhuǎn)片通過(guò)焊接連接于一體，翻轉(zhuǎn)片與正極柱或者頂蓋片通過(guò)焊接相連把電流導(dǎo)向正極端子。當(dāng)電池過(guò)充，內(nèi)部氣壓增大，推動(dòng)翻轉(zhuǎn)片扯斷CID，把翻轉(zhuǎn)片與導(dǎo)電片斷開(kāi)。
[0004]因?yàn)镃ID在主回路上，電池正常使用時(shí)候要通過(guò)電流，通常在0.1C?1C電流之間，比如30Ah的電池，1C電流就是300A。這樣就要求CID有足夠的過(guò)流能力而不至于導(dǎo)致電池溫升過(guò)高。
[0005]另外，CID結(jié)構(gòu)同時(shí)兼顧保險(xiǎn)絲功能，而將電池組成模組或者電池包后，模組或者電池包通常也有系統(tǒng)保險(xiǎn)，當(dāng)模組或者電池包發(fā)生外短路時(shí)，希望系統(tǒng)保險(xiǎn)先斷，因此要求CID的過(guò)流面積比系統(tǒng)保險(xiǎn)大。
[0006]然而，為了增大CID的過(guò)流能力，需要增加CID的過(guò)流面積，這樣使得在扯斷CID時(shí)所需的力量便也會(huì)相應(yīng)增大，可能造成翻轉(zhuǎn)片無(wú)法正常翻轉(zhuǎn)，從而無(wú)法及時(shí)切斷電流抑制產(chǎn)氣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池，能夠解決上述問(wèn)題。
[0008]本申請(qǐng)的第一方面提供了一種動(dòng)力電池頂蓋，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，
[0009]所述第一電極單元包括翻轉(zhuǎn)片、連接板以及導(dǎo)電片，
[0010]所述頂蓋片上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)片連接孔，所述翻轉(zhuǎn)片密封所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，所述連接板覆蓋所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，且與所述頂蓋片密封連接，所述連接板、所述頂蓋片以及所述翻轉(zhuǎn)片共同圍成所述密閉腔室，所述密閉腔室內(nèi)為負(fù)壓，
[0011]所述導(dǎo)電片位于所述翻轉(zhuǎn)片的下方，并與所述翻轉(zhuǎn)片電連接，所述導(dǎo)電片與所述頂蓋片絕緣，，
[0012]述第二電極單元設(shè)置在所述頂蓋片上，所述翻轉(zhuǎn)片能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并脫離與所述導(dǎo)電片的電連接狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一電極單元還包括連接板，
[0014]所述連接板覆蓋所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，且與所述頂蓋片密封連接，所述連接板、所述翻轉(zhuǎn)片連接孔以及所述翻轉(zhuǎn)片共同圍成所述密閉腔室。
[0015]優(yōu)選地，所述第一電極單元還包括密封件，所述連接板上設(shè)置有抽氣孔，所述抽氣孔連通所述密閉腔室與外界，所述密封件密封所述抽氣孔。
[0016]優(yōu)選地，所述抽氣孔的頂端設(shè)置有環(huán)形沉臺(tái)，所述密封件與所述環(huán)形沉臺(tái)配合密封。
[0017]優(yōu)選地，所述環(huán)形沉臺(tái)的側(cè)壁為內(nèi)傾面，所述密封件的外周面與所述內(nèi)傾面相配入口 ο
[0018]優(yōu)選地，所述密封件為金屬材質(zhì)，并與所述環(huán)形沉臺(tái)焊接密封。
[0019]優(yōu)選地，所述密封件為密封釘，所述密封釘為彈性材質(zhì)，所述密封釘塞入所述抽氣孔以及所述環(huán)形沉臺(tái)，并密封所述抽氣孔。
[0020]優(yōu)選地，所述密封件為熱熔膠，所述熱熔膠熱熔密封所述抽氣孔。
[0021 ]所述連接板與所述頂蓋片一體成型。
[0022]優(yōu)選地，所述翻轉(zhuǎn)片以及所述連接板均與所述頂蓋片電連接，所述第二電極單元與所述頂蓋片電絕緣。
[0023]優(yōu)選地，所述第一電極單元還包括絕緣件，所述絕緣件位于所述頂蓋片的下方，且固定所述導(dǎo)電片。
[0024]本申請(qǐng)的第二方面提供了一種動(dòng)力電池，包括所述的動(dòng)力電池頂蓋。
[0025]本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果:
[0026]本申請(qǐng)所提供的動(dòng)力電池通過(guò)在翻轉(zhuǎn)片的上方形成密閉腔室，并將密閉腔室內(nèi)形成負(fù)壓，使得翻轉(zhuǎn)片的兩側(cè)壓差增大，從而降低翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)所需的壓力，使CID可以擁有更大的過(guò)流面積。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。
【附圖說(shuō)明】

[0028]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的動(dòng)力電池頂蓋的整體側(cè)剖斷面圖；
[0029]圖2為采用金屬材質(zhì)的片狀密封件的動(dòng)力電池頂蓋在圖1中A部分的局部放大圖；
[0030]圖3為采用彈性材料的密封釘?shù)膭?dòng)力電池頂蓋在圖1中A部分的局部放大圖。
[0031]附圖標(biāo)記:
[0032]10-頂蓋片；
[0033]100-翻轉(zhuǎn)片連接孔；
[0034]20-第一電極單元；
[0035]200-絕緣件；
[0036]202-導(dǎo)電片；
[0037]204-翻轉(zhuǎn)片；
[0038]206-密閉腔室；
[0039]208-連接板；
[0040]208a-抽氣孔；
[0041 ]208b-環(huán)形沉臺(tái)；
[0042]209-密封件；
[0043]30-第二電極單元。
[0044]此處的附圖被并入說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池的放置狀態(tài)為參照。
[0046]如圖1至3所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池頂蓋，包括頂蓋片10、第一電極單元20以及第二電極單元30。其中，第一電極單元20包括絕緣件200、導(dǎo)電片202以及翻轉(zhuǎn)片204。在本實(shí)施例中，頂蓋片10上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)片連接孔100，翻轉(zhuǎn)片204密封該翻轉(zhuǎn)片連接孔100，同時(shí)，翻轉(zhuǎn)片連接孔100的頂部也需要進(jìn)行密封，使得翻轉(zhuǎn)片連接孔100的頂部與翻轉(zhuǎn)片204—起構(gòu)成一個(gè)密閉腔室206。需要注意的是，該密閉腔室206要處于負(fù)壓狀態(tài)，也就是說(shuō)其內(nèi)部的氣體壓力要小于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。翻轉(zhuǎn)片204與頂蓋片10可以是一體成型(例如采用沖壓方式從頂蓋片10上直接沖壓出翻轉(zhuǎn)片10)，也可以是分體成型。當(dāng)翻轉(zhuǎn)片204與頂蓋片10采用分體成型時(shí)，可以采用焊接的方式將翻轉(zhuǎn)片204密封固定在翻轉(zhuǎn)片連接孔100內(nèi)。
[0047]為了更加便于第一電極單元20與外部用電設(shè)備之間進(jìn)行電連接，本實(shí)施例中的第一電極單元20還包括連接板208，連接板208覆蓋翻轉(zhuǎn)片連接孔100。通過(guò)連接板208覆蓋翻轉(zhuǎn)片連接孔100能夠保護(hù)翻轉(zhuǎn)片204，防止其被外物刺破。同時(shí)，連接板208、頂蓋片10以及翻轉(zhuǎn)片204可以共同圍成密閉腔室。連接板208與頂蓋片10之間可以單獨(dú)成型再組裝在一起，也可以通過(guò)沖壓等方式一體成型。
[0048]為了保證電流經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)片204被順利傳遞至連接板208上，同時(shí)又不至正負(fù)極短路，本實(shí)施例中可以將第一電極單元20與第二電極單元30全部與頂蓋片10進(jìn)行絕緣連接。然而，作為一種簡(jiǎn)化方案，第一電極單元20與第二電極單元30 二者之一與頂蓋片10進(jìn)行絕緣連接即可。例如，可將第二電極單元30與頂蓋片10進(jìn)行電連接，而第一電極單元20中的導(dǎo)電片202、翻轉(zhuǎn)片204以及連接板208則均與頂蓋片10絕緣連接，翻轉(zhuǎn)片204與連接板208電連接(可以翻轉(zhuǎn)片204與連接板208直接接觸電連接，或者通過(guò)導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)兩者的電連接)。但這種方式需要分散設(shè)置多塊絕緣結(jié)構(gòu)，因此不建議采用。
[0049]較為優(yōu)選的方案是第二電極單元30與頂蓋片10絕緣連接，翻轉(zhuǎn)片204與頂蓋片10直接電連接，同時(shí)連接板208也與頂蓋片10電連接，從而將電能由翻轉(zhuǎn)片204經(jīng)頂蓋片10傳遞至連接板208上。集成有CID的導(dǎo)電片202位于翻轉(zhuǎn)片的下方，并與翻轉(zhuǎn)片204電連接，當(dāng)頂蓋片10參與電流傳輸時(shí)，導(dǎo)電片202與頂蓋片10之間需要保持絕緣。較為簡(jiǎn)單的一種方式是直接將導(dǎo)電片202通過(guò)翻轉(zhuǎn)片204以及極耳共同固定，使其不與頂蓋片10進(jìn)行物理接觸。然而，這種固定方式的牢固性不足，因此本實(shí)施例采用絕緣件200進(jìn)行固定，導(dǎo)電片202與頂蓋片10通過(guò)絕緣件200絕緣。絕緣件200位于頂蓋片10的下方，并固定導(dǎo)電片202。翻轉(zhuǎn)片204能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并脫離與導(dǎo)電片202的電連接狀態(tài)。
[0050]通過(guò)設(shè)置負(fù)壓的密閉腔室206，在動(dòng)力電池的內(nèi)部氣壓相同的情況下，相較于相關(guān)技術(shù)中翻轉(zhuǎn)片204的一側(cè)直接連通大氣的方案，本實(shí)施例能夠使翻轉(zhuǎn)片204的兩側(cè)形成更大的壓差，因此能夠提供更大的扯斷力來(lái)破壞CID。在這一前提下，本實(shí)施例中的CID便可擁有更大的過(guò)流面積，從而保證在發(fā)生短路時(shí)系統(tǒng)保險(xiǎn)先斷。
[0051]使密閉腔室206內(nèi)部形成負(fù)壓的方式有很多種，例如，將動(dòng)力電池頂蓋的各部件在負(fù)壓環(huán)境下進(jìn)行裝配，則裝配完成后密閉腔室206便可自然形成負(fù)壓環(huán)境。如圖2和圖3所示，還可以在連接板208上設(shè)置抽氣孔208a，通過(guò)抽氣孔208a連通密閉腔室206與外界。當(dāng)裝配完成后，通過(guò)抽氣孔208a進(jìn)行抽氣，形成負(fù)壓，之后采用一個(gè)密封件209密封抽氣孔208a，形成負(fù)壓環(huán)境。為為了提高密封性能，可以在抽氣孔208a的頂端設(shè)置一個(gè)環(huán)形沉臺(tái)208b，將密封件209設(shè)置在環(huán)形沉臺(tái)208b內(nèi)，并與環(huán)形沉臺(tái)208b進(jìn)行密封，通過(guò)提高接觸面積的方式來(lái)加強(qiáng)密封效果。還可以將環(huán)形沉臺(tái)208b的側(cè)壁設(shè)置為內(nèi)傾面，同時(shí)將密封件209的外周面與該內(nèi)傾面相配合，以進(jìn)一步提高密封效果。
[0052]如圖2所示，密封件209可以采用金屬材質(zhì)，并通過(guò)激光焊接或超聲波焊接等方式與環(huán)形沉臺(tái)焊接密封。密封片的材質(zhì)可以考慮采用鋁、鎳或不銹鋼等。由于主要的密封區(qū)域在焊接部分，因此密封件209可以采用片狀結(jié)構(gòu)。
[0053]如圖3所示，密封件209還可以采用密封釘結(jié)構(gòu)，并通過(guò)彈性材質(zhì)制造。將密封釘塞入抽氣孔208a以及環(huán)形沉臺(tái)208b，利用彈性力抵緊抽氣孔208a的內(nèi)壁，從而密封抽氣孔208a。密封釘?shù)牟馁|(zhì)可以采用橡膠、氟橡膠等橡膠材料，也可以采用PP、PFA或PE等具有彈性的塑膠材料。
[0054]此外，也可以采用環(huán)氧樹(shù)脂或者PP等材質(zhì)的熱熔膠充當(dāng)密封件，通過(guò)熱熔的方式使熱熔膠融化并密封抽氣孔。
[0055]本實(shí)施例還提供了一種動(dòng)力電池，該動(dòng)力電池采用本實(shí)施例所提供的動(dòng)力電池頂蓋。能夠?qū)崿F(xiàn)降低翻轉(zhuǎn)片204翻轉(zhuǎn)所需的壓力，使CID可以擁有更大的過(guò)流面積。
[0056]以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元， 所述第一電極單元包括翻轉(zhuǎn)片、連接板以及導(dǎo)電片， 所述頂蓋片上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)片連接孔，所述翻轉(zhuǎn)片密封所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，所述連接板覆蓋所述翻轉(zhuǎn)片連接孔，且與所述頂蓋片密封連接，所述連接板、所述頂蓋片以及所述翻轉(zhuǎn)片共同圍成密閉腔室，所述密閉腔室內(nèi)為負(fù)壓， 所述導(dǎo)電片位于所述翻轉(zhuǎn)片的下方，并與所述翻轉(zhuǎn)片電連接，所述導(dǎo)電片與所述頂蓋片絕緣， 所述第二電極單元設(shè)置在所述頂蓋片上，所述翻轉(zhuǎn)片能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并脫離與所述導(dǎo)電片的電連接狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述第一電極單元還包括密封件，所述連接板上設(shè)置有抽氣孔，所述抽氣孔連通所述密閉腔室與外界，所述密封件密封所述抽氣孔。3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述抽氣孔的頂端設(shè)置有環(huán)形沉臺(tái)，所述密封件與所述環(huán)形沉臺(tái)配合密封。4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述環(huán)形沉臺(tái)的側(cè)壁為內(nèi)傾面，所述密封件的外周面與所述內(nèi)傾面相配合。5.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述密封件為密封釘，所述密封釘為彈性材質(zhì)，所述密封釘塞入所述抽氣孔以及所述環(huán)形沉臺(tái)，并密封所述抽氣孔。6.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述密封件為熱熔膠，所述熱熔膠熱熔密封所述抽氣孔。7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述連接板與所述頂蓋片一體成型。8.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)片以及所述連接板均與所述頂蓋片電連接，所述第二電極單元與所述頂蓋片電絕緣。9.如權(quán)利要求8所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述第一電極單元還包括絕緣件，所述絕緣件位于所述頂蓋片的下方，且固定所述導(dǎo)電片，所述導(dǎo)電片與所述頂蓋片通過(guò)所述絕緣件絕緣。10.—種動(dòng)力電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋。
【文檔編號(hào)】H01M2/04GK205692871SQ201620548399
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日 公開(kāi)號(hào)201620548399.1, CN 201620548399, CN 205692871 U, CN 205692871U, CN-U-205692871, CN201620548399, CN201620548399.1, CN205692871 U, CN205692871U
【發(fā)明人】李全坤, 郭劍, 鄧平華, 王鵬, 朱凌波, 吳凱
【申請(qǐng)人】寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司