二次電池安全頂蓋的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉(zhuǎn)閥和短路導(dǎo)電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與其絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與其電連接；短路導(dǎo)電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉(zhuǎn)閥與頂蓋板電連接，翻轉(zhuǎn)閥與短路導(dǎo)電片之間存在間隙而彼此絕緣；翻轉(zhuǎn)閥包括受力后向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)片和設(shè)置于翻轉(zhuǎn)片的凸包；短路導(dǎo)電片包括與翻轉(zhuǎn)閥的凸包對(duì)齊的凸包收容部；當(dāng)二次電池內(nèi)部壓力增大到預(yù)定值時(shí)，翻轉(zhuǎn)片向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)，凸包將嵌入凸包收容部而實(shí)現(xiàn)第一極柱和第二極柱的電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型利用通過(guò)凸包收容部與凸包的配合，有效增大了翻轉(zhuǎn)閥與短路導(dǎo)電片導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的熔斷時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
二次電池安全頂蓋
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于二次電池領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種二次電池安全頂蓋。
【背景技術(shù)】
[0002]二次電池由于具有高能量、高容量及高功率，已被用于混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)。對(duì)于用做汽車(chē)電源的動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，其安全性為重中之重，過(guò)充測(cè)試就是動(dòng)力電池三個(gè)最極端的安全測(cè)試之一。
[0003]由于二次電池具有高能量及高活性，因此其在過(guò)充時(shí)往往會(huì)發(fā)生著火爆炸。目前，二次電池的過(guò)充測(cè)試大部分是利用外短路原理，在電池失控前將電芯外短路，以避免電芯內(nèi)部急劇產(chǎn)熱而導(dǎo)致失控。但是，現(xiàn)有二次電池頂蓋的翻轉(zhuǎn)閥和短路導(dǎo)電片是通過(guò)平面接觸實(shí)現(xiàn)二次電池的外短路的，當(dāng)短路后通過(guò)的電流過(guò)大時(shí)，翻轉(zhuǎn)片上用于實(shí)現(xiàn)短路的凸臺(tái)會(huì)在非常短的時(shí)間內(nèi)就被熔化掉一部分，導(dǎo)致熔融金屬飛濺跑出而斷開(kāi)回路，二次電池的安全保護(hù)也就宣告失效，存在起火或爆炸的危險(xiǎn)。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問(wèn)題的二次電池安全頂蓋。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種安全可靠的二次電池安全頂蓋，以確保二次電池外短路能夠耐受較大電流的沖擊，避免安全事故的發(fā)生。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉(zhuǎn)閥和短路導(dǎo)電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板電連接;短路導(dǎo)電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉(zhuǎn)閥與頂蓋板電連接，翻轉(zhuǎn)閥與短路導(dǎo)電片之間存在間隙而彼此絕緣;所述翻轉(zhuǎn)閥包括受力后向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)片和設(shè)置于翻轉(zhuǎn)片的凸包;短路導(dǎo)電片包括與翻轉(zhuǎn)閥的凸包對(duì)齊的凸包收容部；當(dāng)二次電池內(nèi)部壓力增大到預(yù)定值時(shí)，翻轉(zhuǎn)片向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)，凸包將嵌入凸包收容部而實(shí)現(xiàn)第一極柱和第二極柱的電連接。
[0007]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述凸包收容部的內(nèi)表面設(shè)置鎳、錫或鋅鍍層，或凸包外表面設(shè)置鎳、錫或鋅鍍層。
[0008]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)閥的凸包頂面為曲面或平面。
[0009]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)閥還包括固定部，凸包設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片的中央位置，固定部設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片的外邊緣。
[0010]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述頂蓋板上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)閥孔，短路導(dǎo)電片延伸至翻轉(zhuǎn)閥孔的上方，固定部焊接固定在頂蓋板上使得翻轉(zhuǎn)閥密封翻轉(zhuǎn)閥孔。
[0011]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述短路導(dǎo)電片還包括與第一極柱電連接的極柱連接片;極柱連接片安裝在頂蓋板遠(yuǎn)離電芯的一側(cè)，凸包收容部位于極柱連接片朝向電芯一側(cè)的表面。
[0012]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述極柱連接片和凸包收容部通過(guò)第一極柱上絕緣塊與頂蓋板絕緣;第一極柱上絕緣塊開(kāi)設(shè)有與頂蓋板的翻轉(zhuǎn)閥孔對(duì)齊的穿孔，短路導(dǎo)電片的凸包收容部穿過(guò)第一極柱上絕緣塊的穿孔與翻轉(zhuǎn)閥的凸包對(duì)齊。
[0013]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述第一極柱通過(guò)第一極柱上絕緣塊、第一極柱下絕緣塊和密封圈密封安裝于頂蓋板。
[0014]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述凸包為實(shí)心或空心結(jié)構(gòu)。
[0015]作為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)片和凸包為一體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋利用通過(guò)凸包收容部與凸包的配合，起到了增加翻轉(zhuǎn)閥凸包質(zhì)量、增加過(guò)流時(shí)接觸面積、避免熔融金屬飛濺等作用，達(dá)到了有效增大翻轉(zhuǎn)閥與短路導(dǎo)電片導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的熔斷時(shí)間的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖1為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的組裝剖視示意圖。
[0020]圖3為圖1中翻轉(zhuǎn)閥的剖視圖。
[0021]圖4為圖1中短路導(dǎo)電片的背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為圖1中短路導(dǎo)電片的剖視圖。
[0023]圖6為本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的翻轉(zhuǎn)閥和短路導(dǎo)電片的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)中描述的具體實(shí)施例僅僅是為了解釋本實(shí)用新型，并非為了限定本實(shí)用新型。
[0025]請(qǐng)參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋包括頂蓋板10、第一極柱20、第二極柱30、防爆閥40、翻轉(zhuǎn)閥50和短路導(dǎo)電片60。第一極柱20通過(guò)第一極柱上絕緣塊22、第一極柱下絕緣塊24和密封圈26密封安裝于頂蓋板10，且與頂蓋板10絕緣。第二極柱30通過(guò)第二極柱塊32、第二極柱下絕緣塊34和密封圈36密封安裝于頂蓋板10，且與頂蓋板10電連接。短路導(dǎo)電片60與第一極柱20電連接且與頂蓋板10絕緣。翻轉(zhuǎn)閥50與頂蓋板10電連接。翻轉(zhuǎn)閥50翻轉(zhuǎn)前與短路導(dǎo)電片60之間存在間隙而彼此絕緣。
[0026]頂蓋板10設(shè)置有第一極柱孔12、第二極柱孔14、防爆閥孔16、翻轉(zhuǎn)閥孔18以及可密封的注液孔19。第一極柱20密封安裝于第一極柱孔12中，第二極柱30密封安裝于第二極柱孔14中，防爆閥40密封安裝于防爆閥孔16中，翻轉(zhuǎn)閥50密封安裝于翻轉(zhuǎn)閥孔18中。
[0027]第一極柱20可以是正極柱或者負(fù)極柱，相應(yīng)地，第二極柱30為負(fù)極柱或者正極柱。
[0028]請(qǐng)參閱圖3，翻轉(zhuǎn)閥50為片狀結(jié)構(gòu)，其包括翻轉(zhuǎn)片52、凸包54和固定部56。翻轉(zhuǎn)片52為中部朝電池電芯方向凸出的片體(優(yōu)選為圓片)，固定部56設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片52的外邊緣，其通過(guò)焊接、機(jī)械配合或膠接固定在頂蓋板10上，使得翻轉(zhuǎn)閥50密封頂蓋板10的翻轉(zhuǎn)閥孔18并與頂蓋板10電連接。凸包54設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片52的中央位置，且朝遠(yuǎn)離電芯的方向凸出并部分伸入翻轉(zhuǎn)閥孔18中。凸包54的頂部為曲面或平面，優(yōu)選為半球形。凸包54為實(shí)心或空心結(jié)構(gòu)，其與翻轉(zhuǎn)片52可以是一體式結(jié)構(gòu)，也可以是分別制造后再彼此固定的分體式結(jié)構(gòu)。
[0029]請(qǐng)參閱圖4至圖6，短路導(dǎo)電片60包括極柱連接片62和凸包收容部64。極柱連接片62安裝在頂蓋板10遠(yuǎn)離電芯的一側(cè)，其一端套住第一極柱22的外周壁而與第一極柱22電連接，另一端延伸至頂蓋板10的翻轉(zhuǎn)閥孔18上方；凸包收容部64位于極柱連接片62朝向電芯一側(cè)的表面，且與翻轉(zhuǎn)閥50的凸包54對(duì)齊。極柱連接片62和凸包收容部64通過(guò)第一極柱上絕緣塊22與頂蓋板10絕緣，第一極柱上絕緣塊22開(kāi)設(shè)有與頂蓋板10的翻轉(zhuǎn)閥孔18對(duì)齊的穿孔，短路導(dǎo)電片60的凸包收容部64穿過(guò)第一極柱上絕緣塊22的穿孔與翻轉(zhuǎn)閥50的凸包54對(duì)齊。凸包收容部64為圓柱形，其底部設(shè)置有與凸包54的頂部形狀相適配的凹入640。
[0030]當(dāng)二次電池處于正常環(huán)境和狀態(tài)時(shí)，翻轉(zhuǎn)片52的形態(tài)為圖2、6所示的未翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，凸包54與凸包收容部64之間存在間隙而彼此絕緣，二次電池不會(huì)發(fā)生外短路。
[0031]當(dāng)二次電池發(fā)生過(guò)充時(shí)，其電芯內(nèi)部將會(huì)急劇發(fā)熱而產(chǎn)氣，在氣壓大于預(yù)定值時(shí)，翻轉(zhuǎn)片52將受力而向短路導(dǎo)電片60方向翻轉(zhuǎn)，使得凸包54部分或整體嵌入凸包收容部64中，并與凸包收容部64緊密接觸。此時(shí)，凸包54的頂部卡入凸包收容部64的凹入640中，第一極柱20經(jīng)由短路導(dǎo)電片60、翻轉(zhuǎn)閥50、頂蓋板10與和第二極柱30實(shí)現(xiàn)電連通，二次電池的電芯被外短路。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]I)短路導(dǎo)電片60設(shè)有凸包收容部64，短路時(shí)翻轉(zhuǎn)閥50的凸包54嵌入短路導(dǎo)電片60的凹入640中而被短路導(dǎo)電片60的凸包收容部64包住，這樣的結(jié)構(gòu)能夠防止熔融金屬飛濺跑出而斷開(kāi)回路；
[0034]2)凸包54頂部的曲面與短路導(dǎo)電片60的凹入640相配合的連接方式，增大了翻轉(zhuǎn)閥50和短路導(dǎo)電片60短路時(shí)的接觸面積，因此能夠降低短路時(shí)在接觸位置產(chǎn)生的熱量；
[0035]3)凸包54的頂部在原有平面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)曲面結(jié)構(gòu)，增加了翻轉(zhuǎn)閥50過(guò)流處的質(zhì)量，因此能夠延長(zhǎng)金屬發(fā)熱的熔融時(shí)間。
[0036]綜上所述，本實(shí)用新型二次電池安全頂蓋的翻轉(zhuǎn)閥50翻轉(zhuǎn)而與短路導(dǎo)電片60導(dǎo)通短路后，能夠耐受較大電流的沖擊，當(dāng)翻轉(zhuǎn)閥50在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)瞬間突變翻轉(zhuǎn)形成外短路時(shí)，翻轉(zhuǎn)閥50可以安全工作而不會(huì)發(fā)生熔穿，一方面可以防止二次電池在出現(xiàn)意外時(shí)引發(fā)的安全隱患，另一方面可以通過(guò)外短路釋放出二次電池的能量，避免引起更大的安全事故。
[0037]另外，為了進(jìn)一步減小短路導(dǎo)電片60和翻轉(zhuǎn)閥50之間的接觸電阻，還可以在短路導(dǎo)電片60的凸包收容部64內(nèi)表面(也就是凹入640的內(nèi)壁上)設(shè)置鎳、錫或鋅等低電阻率鍍層，或者在凸包54的外表面設(shè)置鎳、錫或鋅鍍層，通過(guò)減小接觸電阻來(lái)減小過(guò)流時(shí)產(chǎn)生的熱量。
[0038]根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉(zhuǎn)閥和短路導(dǎo)電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板電連接;短路導(dǎo)電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉(zhuǎn)閥與頂蓋板電連接，翻轉(zhuǎn)閥與短路導(dǎo)電片之間存在間隙而彼此絕緣;其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)閥包括受力后向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)片和設(shè)置于翻轉(zhuǎn)片的凸包;短路導(dǎo)電片包括與翻轉(zhuǎn)閥的凸包對(duì)齊的凸包收容部；當(dāng)二次電池內(nèi)部壓力增大到預(yù)定值時(shí)，翻轉(zhuǎn)片向短路導(dǎo)電片方向翻轉(zhuǎn)，凸包將嵌入凸包收容部而實(shí)現(xiàn)第一極柱和第二極柱的電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述凸包收容部的內(nèi)表面設(shè)置鎳、錫或鋅鍍層，或凸包外表面設(shè)置鎳、錫或鋅鍍層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)閥的凸包頂面為曲面或平面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)閥還包括固定部，凸包設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片的中央位置，固定部設(shè)置在翻轉(zhuǎn)片的外邊緣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述頂蓋板上設(shè)置有翻轉(zhuǎn)閥孔，短路導(dǎo)電片延伸至翻轉(zhuǎn)閥孔的上方，固定部焊接固定在頂蓋板上使得翻轉(zhuǎn)閥密封翻轉(zhuǎn)閥孔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述短路導(dǎo)電片還包括與第一極柱電連接的極柱連接片;極柱連接片安裝在頂蓋板遠(yuǎn)離電芯的一側(cè)，凸包收容部位于極柱連接片朝向電芯一側(cè)的表面。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述極柱連接片和凸包收容部通過(guò)第一極柱上絕緣塊與頂蓋板絕緣;第一極柱上絕緣塊開(kāi)設(shè)有與頂蓋板的翻轉(zhuǎn)閥孔對(duì)齊的穿孔，短路導(dǎo)電片的凸包收容部穿過(guò)第一極柱上絕緣塊的穿孔與翻轉(zhuǎn)閥的凸包對(duì)齊。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述第一極柱通過(guò)第一極柱上絕緣塊、第一極柱下絕緣塊和密封圈密封安裝于頂蓋板。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述凸包為實(shí)心或空心結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)片和凸包為一體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01M2/04GK205657097SQ201620466299
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日 公開(kāi)號(hào)201620466299.4, CN 201620466299, CN 205657097 U, CN 205657097U, CN-U-205657097, CN201620466299, CN201620466299.4, CN205657097 U, CN205657097U
【發(fā)明人】蔡如來(lái), 楊偉, 姜俊杰, 鄧平華, 王鵬, 鄭于煉
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