專利名稱：一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋰電池，具體涉及一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
由于鋰電池對環(huán)境污染小、無噪音、能量高等優(yōu)點，現(xiàn)被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、汽車等領(lǐng)域。尤其是近幾年作為一種新能源、倍受人關(guān)注的電動汽車，其主要工作原理是通過鋰電池向電動機(jī)提供電能，驅(qū)動電動機(jī)運轉(zhuǎn)，從而推動汽車前進(jìn)。作為電動汽車的動力裝置是由多個單體鋰電池串、并聯(lián)起來，形成大功率、大容量的鋰電池組。如果鋰電池外部短路、內(nèi)部短路及過充等都可難使鋰電池芯發(fā)生爆炸，對人身、經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)等均有一定的傷害。如當(dāng)鋰電池芯充電電壓高于4.2V或鋰電芯放電電壓低于2.4V時，會讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降，并使正負(fù)極發(fā)生短路，從而造成鋰電池發(fā)生爆炸。還有當(dāng)鋰電池的電流過大時，鋰離子來不及進(jìn)入儲存格，會聚集于材料表面，也會使鋰電池發(fā)生爆炸。鋰電池外部的短路指電芯的外部電流過大或電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計不良等所引起的短路，當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時，電芯內(nèi)部會產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將鋰電池外殼撐破而爆炸。特別是用作汽車動力能源的鋰電池組，一旦某一個鋰電池發(fā)生爆炸后， 會由于熱量的擴(kuò)散而引導(dǎo)與其相連的鋰電池相繼發(fā)生爆炸，不僅嚴(yán)重影響了車輛的行駛，還帶來安全隱患。雖然目前對鋰電池的過充與內(nèi)部短路情況均設(shè)計了柔性可熔斷電極與充電器來進(jìn)行避免鋰電池發(fā)生爆炸，但對于鋰電池外部過流而造成短路爆炸的情況仍存在。目前對電池組的保護(hù)一般是在其工作時通過軟件監(jiān)測和控制鋰電池的電壓、電流等參數(shù)。但如果軟件失效的時侯，則所有的鋰電池就處在失控的狀態(tài)，沒有一種有效的避免鋰電池外部短路時對其進(jìn)行保護(hù)的手段，所以鋰電池爆炸的現(xiàn)象仍是時有發(fā)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，避免鋰電池因電流過大而造成電池內(nèi)部產(chǎn)生巨大的熱量和爆炸現(xiàn)象。為了達(dá)到上述效果，本實用新型提供一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，所述鋰電池本體的至少一個電極端部固設(shè)有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過固定部與電極固定連接。上述方案的優(yōu)選方案是所述柔性可熔斷電極的材質(zhì)最好為鋁薄片，但其材質(zhì)又不局限于鋁材，如鎳等；所述鋁薄片的厚度為0.1-lmm。當(dāng)本裝置用于對電池組進(jìn)行保護(hù)時，可將多個柔性可熔斷電極連接成一個保護(hù)板，所述保護(hù)板的上端面焊接有集流板，所述集流板上相對于柔性可熔斷電極的位置設(shè)有孔。集流板作為電池組的大功率電流通道。為了保護(hù)鋰電池本體的安全性，所述的柔性可熔斷電極過流保護(hù)閥值是根據(jù)不同鋰電池特性以及成組后的鋰電池組的不同應(yīng)用要求而確定的，一般情況下，所述的柔性可熔斷電極的過流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。本設(shè)計保證在特定電流范圍下正常載流，超過特定電流范圍則可熔斷，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害或爆炸。所述柔性可熔斷電極通過固定部與鋰電池本體的電極焊接固定。本實用新型中的柔性可熔斷電極的形狀沒有限制，其大小和電池電極相當(dāng)，其形狀可以為螺旋狀、U型狀、L型等，其中螺旋狀、U型狀為最好，可以消除工作時的機(jī)械應(yīng)力。柔性可熔斷電極的固定部滿足焊接在鋰電池電極上時不宜斷裂與可靠性即可，自熔斷部是利用材料的熔點低，當(dāng)超過其設(shè)計的最大載流時能瞬間熔斷，充當(dāng)保險絲作用，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害。當(dāng)本保護(hù)裝置應(yīng)用在工作時最大的電流為20A以下時，將鋁材質(zhì)的柔性可熔斷電極上的固定部焊接到鋰電池本體的正極或負(fù)極上，也可以在鋰電池本體的正、負(fù)兩極上都焊接柔性可熔斷電極。工作時，電流通過柔性可熔斷電極傳輸?shù)叫桦娫O(shè)備上。當(dāng)其工作電流超過柔性可熔斷電極設(shè)計的最大載流時，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因過電流產(chǎn)生外部短路而造成鋰電池爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能。當(dāng)本保護(hù)裝置應(yīng)用在工作時最大的負(fù)載電流超過20A的情況時，即使用鋰電池組進(jìn)行供電時，將多個柔性可熔斷電極連接成的保護(hù)板先焊接到集流板上，再將集流板與保護(hù)板的焊合件安裝到電池組 上，并將每個柔性可熔斷電極上的固定部焊接到各個對應(yīng)的鋰電池單體上的任意一個電極，也可以安裝到正、負(fù)兩極上。工作時，如果通過某一個柔性可熔斷電極的電流超過其設(shè)計的最大載流時，柔性可熔斷電極的自熔斷部能瞬間熔斷，從而保護(hù)該單個鋰電池避免其爆炸情況的發(fā)生，并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。本實用新型具有以下有益效果:1、本實用新型對鋰電池(組)提供了一種機(jī)械式的保護(hù)裝置，通過在其電極上焊接柔性可熔斷電極，保護(hù)了鋰電池工作時的安全系數(shù)。2、當(dāng)對單個鋰電池進(jìn)行保護(hù)時，只要工作電流超過柔性可熔斷電極設(shè)計的最大載流時，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因過電流產(chǎn)生外部短路而造成鋰電池爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能。3、當(dāng)對鋰電池組進(jìn)行保護(hù)時，將多個柔性可熔斷電極連接成的保護(hù)板先焊接到集流板上，再將每個柔性可熔斷電極上的固定部焊接到各個對應(yīng)的鋰電池單體上的電極上，如果通過某一個柔性可熔斷電極的電流超過其設(shè)計的最大載流時，柔性可熔斷電極的自熔斷部能瞬間熔斷，從而保護(hù)該單個鋰電池避免其爆炸情況的發(fā)生，并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。4、本實用新型的柔性可熔斷電極能消除加工時的應(yīng)力，提高其使用壽命。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是柔性可熔斷電極第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是柔性可熔斷電極第二種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是保護(hù)板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是集流板的結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖5是本實用新型保護(hù)板與集流板的焊合件示意圖；圖6是本實用新型安裝在鋰電池組上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1_柔性可熔斷電極，11-固定部，12-自熔斷部，2-保護(hù)板，3-集流板，4-孔，5-鋰電體本體。
具體實施方式
如圖1所示是柔性可熔斷電極第一種結(jié)構(gòu)示意圖，柔性可熔斷電極I呈螺旋狀，由固定部11與自熔斷部12組成；所述柔性可熔斷電極I的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為0.1mm，柔性可熔斷電極I的過流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。如圖2所示是柔性可熔斷電極第二種結(jié)構(gòu)示意圖，柔性可熔斷電極I呈U型狀，由固定部11與自熔斷部12組成，所述柔性可熔斷電極I的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為1mm，柔性可熔斷電極I的過流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。如圖3所示是保護(hù)板的結(jié)構(gòu)示意圖，保護(hù)板2是由多個柔性可熔斷電極I連接成一個整體，柔性可熔斷電極I呈螺旋狀，由固定部11與自熔斷部12組成。如圖4所示是集流板的結(jié)構(gòu)示意圖，集流板3上相對于柔性可熔斷電極的位置設(shè)有孔4。如圖5所示是保護(hù)板與集流板焊合件示意圖，由多個柔性可熔斷電極I連接成一個整體形成保護(hù)板2，保護(hù)板2的上端面焊接有集流板3，所述集流板3上相對于柔性可熔斷電極I的位置設(shè)有孔4，集流板3作為電池組的大功率電流通道。如圖6所示是本實用新型安裝在鋰電池組上的結(jié)構(gòu)示意圖，鋰電池本體5組成的電池組。在多個柔性可熔斷電極I連接成一個保護(hù)板2的上端面焊接有作為電池組的大功率電流通道集流板3，所述集流板3上相對于柔性可熔斷電極I的位置設(shè)有孔4。先將保護(hù)板2焊接到集流板3上，再將集流板3與保護(hù)板2的焊合件安裝到電池組上，并將每個柔性可熔斷電極1上的 固定部焊接到各個對應(yīng)的鋰電池單體上的任意一個電極，也可以安裝到正、負(fù)兩極上。所述柔性可熔斷電極I的最大載流是電池本體放電倍率的5-20倍(5C-20C);當(dāng)上通過的電流超過其設(shè)計的最大載流時能瞬間熔斷，充當(dāng)了保險絲作用，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害或爆炸。以上實施例并非僅限于本實用新型的保護(hù)范圍，所有基于本實用新型的基本思想而進(jìn)行修改或變動的都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，其特征在于:所述鋰電池本體的至少一個電極端部焊有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過固定部與電池固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述柔性可熔斷電極的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為0.1-lmm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，其特征在于:多個柔性可熔斷電極連接成保護(hù)板，所述保護(hù)板的上端面焊接有集流板，所述集流板上相對于柔性可熔斷電極位置設(shè)有孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述的柔性可熔斷電極的過流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述柔性可熔斷電極通過 固定部與鋰電池本體的電極焊接固定。
專利摘要本實用新型提供一種鋰電池外部過電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，所述鋰電池本體的至少一個電極端部設(shè)有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過固定部與電池固定連接。本實用新型對鋰電池(組)提供了一種機(jī)械式的保護(hù)裝置，通過在其電極端上焊接柔性可熔斷電極，當(dāng)工作電流超過柔性可熔斷電極的最大載流時，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因外部短路而造成鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生巨大的熱量，甚至爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能；并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。
文檔編號H01M2/34GK203119024SQ20132010364
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者劉華棟, 周鵬, 王昌友, 保羅·曹 申請人:華霆(合肥)動力技術(shù)有限公司