本發(fā)明屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池頂蓋組件及使用該頂蓋組件的動(dòng)力電池。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電站等一般需要使用具有大容量的動(dòng)力電池作為電源。這些動(dòng)力電池除了具有高容量，還應(yīng)當(dāng)具有良好的安全性及較長的循環(huán)壽命等，才能達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)和滿足人們的需求。

其中，當(dāng)動(dòng)力電池過充時(shí)，動(dòng)力電池中的電解液的分解會(huì)使動(dòng)力電池內(nèi)部產(chǎn)生過量的熱造成電池起火；或者會(huì)使動(dòng)力電池內(nèi)部壓力增大導(dǎo)致電池爆炸。因此在動(dòng)力電池失控之前，需要借助于一個(gè)外短路結(jié)構(gòu)來切斷動(dòng)力電池的主回路中的保險(xiǎn)絲(fuse)結(jié)構(gòu)，阻止動(dòng)力電池繼續(xù)充電。例如，在動(dòng)力電池過充的時(shí)候，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部產(chǎn)生一定氣壓，外短路結(jié)構(gòu)起作用，使動(dòng)力電池本身形成一個(gè)回路，使得fuse熔斷，從而切斷主回路。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用翻轉(zhuǎn)片1’來實(shí)現(xiàn)該外短路結(jié)構(gòu)的功能，該翻轉(zhuǎn)片1’采用一塊圓盤，并在該圓盤中央設(shè)置一個(gè)柱狀凸臺(tái)。正常使用的時(shí)候，翻轉(zhuǎn)片1’與動(dòng)力電池頂蓋上的極柱2’是斷開絕緣的。當(dāng)動(dòng)力電池過充并產(chǎn)生一定氣壓時(shí)，氣壓會(huì)推動(dòng)翻轉(zhuǎn)片1’動(dòng)作，使得翻轉(zhuǎn)片1中的柱狀凸臺(tái)與導(dǎo)電塊3’連接，而導(dǎo)電塊3’又與極柱2’電連接，從而在動(dòng)力電池內(nèi)形成回路，使得fuse熔斷，切斷主回路，保護(hù)了動(dòng)力電池。

然而，現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)片結(jié)構(gòu)存在以下缺陷：一方面，現(xiàn)有的導(dǎo)電塊一般為鋁塊，這樣在翻轉(zhuǎn)片與鋁塊接觸的瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大電流，容易導(dǎo)致接觸位置局部熔化，另外，雖然可以通過fuse起到切斷回路的作用，但仍然會(huì)存在安全隱患，如果fuse結(jié)構(gòu)在發(fā)生熱失控前不能夠及時(shí)熔斷，極容易引發(fā)安全問題，導(dǎo)致動(dòng)力電池的安全性能無法得到有效保證；另一方面，fuse結(jié)構(gòu)的設(shè)置會(huì)占用動(dòng)力電池的內(nèi)部空間，大大降低動(dòng)力電池的能量密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠提高動(dòng)力電池安全性能和能量密度的動(dòng)力電池頂蓋組件，并提供使用這種頂蓋組件的動(dòng)力電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種動(dòng)力電池頂蓋組件，包括頂蓋片、負(fù)極柱和翻轉(zhuǎn)片，所述負(fù)極柱與所述頂蓋片絕緣裝配，所述頂蓋片設(shè)置有連接孔，所述翻轉(zhuǎn)片密封所述連接孔，所述負(fù)極柱包括基體部及由基體部向下延伸的柱體部，所述翻轉(zhuǎn)片設(shè)置有電阻塊，所述電阻塊與所述基體部相對設(shè)置，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過翻轉(zhuǎn)片的翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，所述翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)，使得所述電阻塊與所述基體部電連接。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)片包括焊接部、凸臺(tái)以及設(shè)置于所述焊接部與所述凸臺(tái)之間的連接部，所述凸臺(tái)設(shè)置有凹槽或凸緣，所述電阻塊設(shè)置有與所述凹槽相配合的凸起，或所述電阻塊設(shè)置有與所述凸緣相配合的凹槽。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述凸臺(tái)設(shè)置在所述連接部的中央位置，所述焊接部設(shè)置在所述連接部的外邊緣，所述焊接部與所述頂蓋片電連接。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述焊接部、所述凸臺(tái)以及所述連接部為一體化連接結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述連接部的厚度在從凸臺(tái)向焊接部的方向上逐漸減小。將連接部設(shè)計(jì)成變截面的結(jié)構(gòu)，不僅能夠確保翻轉(zhuǎn)片在特定壓力下向上翻轉(zhuǎn)，還有效地增加了連接部內(nèi)圈的過流面積，減少翻轉(zhuǎn)片被熔斷的概率，從而能夠有效地降低動(dòng)力電池起火或者爆炸的危險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了動(dòng)力電池的安全性能。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述凸臺(tái)為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述連接部為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，且所述凸臺(tái)的厚度大于所述連接部的厚度。由于翻轉(zhuǎn)片與基體部接觸的位置是過流的瓶頸區(qū)域，因此在翻轉(zhuǎn)片與基體部接觸瞬間電流很大，容易導(dǎo)致接觸位置局部熔化。因而通過實(shí)心凸臺(tái)加電阻塊的結(jié)構(gòu)，可以保證大電流下翻轉(zhuǎn)片不被熔斷，從而有效地降低動(dòng)力電池發(fā)生起火或者爆炸的危險(xiǎn)，極大地提高了動(dòng)力電池的安全性能。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)片的連接部與水平面形成的夾角為6～60°，優(yōu)選為10～30°。其中α的具體取值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，而不同的設(shè)置角度會(huì)影響翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作。當(dāng)α值過小時(shí)，導(dǎo)致凸臺(tái)與電阻塊的距離過近，這樣正常情況下翻轉(zhuǎn)片極易與電阻塊發(fā)生誤接而使電池失效；當(dāng)α值過大時(shí)，使得翻轉(zhuǎn)片的重心降低，一定程度上增加了翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作的阻力，這樣可能導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作發(fā)生滯后，從而影響電池的安全性能。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述電阻塊的材質(zhì)為碳化硅、石墨和聚苯硫醚中的至少一種；該材質(zhì)制作的電阻塊完全能夠滿足電化學(xué)性能需求。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述電阻塊的阻值大小為0.1～1000mω。若電阻塊的阻值過低，會(huì)大大降低電阻塊的過流能力，這樣無法滿足導(dǎo)電性能需求，起不到有效的保護(hù)作用；若電阻塊的阻值過高，會(huì)大大增加電阻塊的過流能力，這樣無法使電池在發(fā)生熱失控前將電流瞬間釋放，同時(shí)也無法取消fuse結(jié)構(gòu)，進(jìn)而無法提高動(dòng)力電池的能量密度。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)片的翻轉(zhuǎn)壓力為0.01～1.2mpa，優(yōu)選為0.1～0.8mpa。若翻轉(zhuǎn)壓力過大，起不到安全防護(hù)作用；若翻轉(zhuǎn)壓力過小，影響動(dòng)力電池的正常使用。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述頂蓋片還設(shè)置有極柱安裝孔，所述負(fù)極柱穿過所述極柱安裝孔與導(dǎo)電基塊電連接，所述柱體部與所述頂蓋片之間設(shè)置有絕緣密封圈，所述基體部與所述頂蓋片之間設(shè)置有上絕緣塑膠件，所述電阻塊通過所述上絕緣塑膠件固定于所述凹槽，所述頂蓋片、所述絕緣密封圈和所述導(dǎo)電基塊之間設(shè)置有下絕緣塑膠件。

作為本發(fā)明動(dòng)力電池頂蓋組件的一種改進(jìn)，所述頂蓋片設(shè)置有凸出于上表面的凸包，所述凸包在所述頂蓋片的下表面形成凸包收容部，所述極柱安裝孔和所述連接孔均設(shè)置于所述凸包內(nèi)。安裝時(shí)將極柱上移入頂蓋片的凸包收容部中，在保證動(dòng)力電池基本性能的同時(shí)，減小了極柱在殼體內(nèi)部的高度，給電芯騰出了更大的安裝空間，從而使動(dòng)力電池的能量密度得到提升。

此外，本發(fā)明還提供了一種動(dòng)力電池，包括電芯、殼體和頂蓋組件，所述電芯置于所述殼體內(nèi)，所述頂蓋組件密封安裝在所述殼體上，所述頂蓋組件為上述任一段落所述的頂蓋組件。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明使翻轉(zhuǎn)片加設(shè)電阻塊，通過調(diào)設(shè)電阻塊的阻值控制保護(hù)電流，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力增加到翻轉(zhuǎn)片的翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)，使電阻塊與極柱的基體部電連接，形成小電流放電，降低電池的電容量，使聚集的能量得到釋放，從而避免電池發(fā)生熱失控，保證電池的安全性能；此外，本發(fā)明的頂蓋組件還可省卻保險(xiǎn)絲(fuse)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，減少其在電池內(nèi)部的占用空間，有效提高了動(dòng)力電池的能量密度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)力電池頂蓋的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中a的局部放大圖。

圖4為本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖5為本發(fā)明中動(dòng)力電池頂蓋組件的電阻塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中動(dòng)力電池頂蓋組件的翻轉(zhuǎn)片的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖7為本發(fā)明中動(dòng)力電池頂蓋組件的翻轉(zhuǎn)片的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖中：1-頂蓋片；11-極柱安裝孔；2-負(fù)極柱；21-基體部；22-柱體部；3-翻轉(zhuǎn)片；31-凸臺(tái)；32-連接部；33-焊接部；4-電阻塊；41-凸起；5-導(dǎo)電基塊；6-絕緣密封圈；7-上絕緣塑膠件；8-下絕緣塑膠件；9-正極柱。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合具體實(shí)施方式和說明書附圖，對本發(fā)明及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖2～7所示，一種動(dòng)力電池頂蓋組件，包括頂蓋片1、負(fù)極柱2、正極柱9和翻轉(zhuǎn)片3，負(fù)極柱2與頂蓋片1絕緣裝配，正極柱9與頂蓋片1導(dǎo)電連接，頂蓋片1設(shè)置有極柱安裝孔11和連接孔，翻轉(zhuǎn)片3密封連接孔，負(fù)極柱2和正極柱9均包括基體部21及由基體部21向下延伸的柱體部22，負(fù)極柱2和正極柱9分別穿過極柱安裝孔11與導(dǎo)電基塊5電連接，柱體部22與頂蓋片1之間設(shè)置有絕緣密封圈6，其中，負(fù)極柱2的基體部21與頂蓋片1之間設(shè)置有上絕緣塑膠件7，正極柱9的基體部21與頂蓋片1之間設(shè)置有電阻片，頂蓋片1、絕緣密封圈6和導(dǎo)電基塊5之間設(shè)置有下絕緣塑膠件8。

其中，負(fù)極柱2為銅鋁復(fù)合柱，正極柱9為鋁柱；為更好區(qū)分正負(fù)極柱，可在負(fù)極柱2的表面刻印負(fù)極標(biāo)識(shí)，在正極柱9的表面刻印正極標(biāo)識(shí)；翻轉(zhuǎn)片3設(shè)置有電阻塊4，電阻塊4與基體部21相對設(shè)置，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過翻轉(zhuǎn)片3的翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，翻轉(zhuǎn)片3向上翻轉(zhuǎn)，使得電阻塊4與基體部21電連接，形成小電流放電，降低電池的soc，使聚集的能量得到釋放，從而避免電池發(fā)生熱失控，保證電池的安全性能。

其中，電阻塊4的材質(zhì)為碳化硅、石墨和聚苯硫醚中的至少一種；該材質(zhì)制作的電阻塊4可以很好滿足電化學(xué)性能需求。

其中，翻轉(zhuǎn)片3包括焊接部33、凸臺(tái)3以及設(shè)置于焊接部33與凸臺(tái)3之間的連接部32，焊接部33、凸臺(tái)3以及連接部32為一體化連接結(jié)構(gòu)；凸臺(tái)3設(shè)置有凹槽，電阻塊4設(shè)置有與凹槽相配合的凸起41；或凸臺(tái)3設(shè)置有凸緣，電阻塊4設(shè)置有與凸緣相配合的凹槽。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，凸臺(tái)3設(shè)置在連接部32的中央位置，焊接部33設(shè)置在連接部32的外邊緣，焊接部33與頂蓋片1電連接。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，連接部32的厚度在從凸臺(tái)3向焊接部33的方向上逐漸減小。將連接部32設(shè)計(jì)成變截面的結(jié)構(gòu)，不僅能夠確保翻轉(zhuǎn)片3在特定壓力下向上翻轉(zhuǎn)，還有效地增加了連接部32內(nèi)圈的過流面積，減少翻轉(zhuǎn)片3被熔斷的概率，從而能夠有效地降低動(dòng)力電池起火或者爆炸的危險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了動(dòng)力電池的安全性能。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，凸臺(tái)3為實(shí)心結(jié)構(gòu)，連接部32為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，且凸臺(tái)3的厚度大于連接部32的厚度。由于翻轉(zhuǎn)片3與基體部21接觸的位置是過流的瓶頸區(qū)域，因此在翻轉(zhuǎn)片3與基體部21接觸瞬間電流很大，容易導(dǎo)致接觸位置局部熔化。因而通過實(shí)心凸臺(tái)3加電阻塊4的結(jié)構(gòu)，可以保證大電流下翻轉(zhuǎn)片3不被熔斷，從而有效地降低動(dòng)力電池發(fā)生起火或者爆炸的危險(xiǎn)，極大地提高了動(dòng)力電池的安全性能。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，翻轉(zhuǎn)片3的連接部32與水平面形成的夾角為6～60°，優(yōu)選為10～30°。其中α的具體取值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，而不同的設(shè)置角度會(huì)影響翻轉(zhuǎn)片3向上翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作。當(dāng)α值過小時(shí)，導(dǎo)致凸臺(tái)3與電阻塊4的距離過近，這樣正常情況下翻轉(zhuǎn)片3極易與電阻塊4發(fā)生誤接而使電池失效；當(dāng)α值過大時(shí)，使得翻轉(zhuǎn)片3的重心降低，一定程度上增加了翻轉(zhuǎn)片3向上動(dòng)作的阻力，這樣可能導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)片3向上動(dòng)作發(fā)生滯后，從而影響電池的安全性能。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，電阻塊4的阻值大小為0.1～1000mω。若電阻塊4的阻值過低，會(huì)大大降低電阻塊4的過流能力，這樣無法滿足導(dǎo)電性能需求，起不到有效的保護(hù)作用；若電阻塊4的阻值過高，會(huì)大大增加電阻塊4的過流能力，這樣無法使電池在發(fā)生熱失控前將電流瞬間釋放，同時(shí)也無法取消fuse結(jié)構(gòu)，進(jìn)而無法提高動(dòng)力電池的能量密度。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，翻轉(zhuǎn)片3的翻轉(zhuǎn)壓力為0.01～1.2mpa，優(yōu)選為0.1～0.8mpa。若翻轉(zhuǎn)壓力過大，起不到安全防護(hù)作用；若翻轉(zhuǎn)壓力過小，影響動(dòng)力電池的正常使用。

在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力電池頂蓋組件的一實(shí)施例中，頂蓋片1設(shè)置有凸出于上表面的凸包，凸包在頂蓋片1的下表面形成凸包收容部，極柱安裝孔11和連接孔均設(shè)置于凸包內(nèi)。安裝時(shí)將負(fù)極柱2和正極柱9上移入頂蓋片1的凸包收容部中，在保證動(dòng)力電池基本性能的同時(shí)，減小了負(fù)極柱2和正極柱9在殼體內(nèi)部的高度，給電芯騰出了更大的安裝空間，從而使動(dòng)力電池的能量密度得到提升。

此外，本發(fā)明還提供一種采用上述頂蓋組件的動(dòng)力電池，包括電芯、殼體和頂蓋組件，電芯置于殼體內(nèi)，頂蓋組件密封安裝在殼體上。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使翻轉(zhuǎn)片3加設(shè)電阻塊4，通過調(diào)設(shè)電阻塊4的阻值控制保護(hù)電流，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力增加到翻轉(zhuǎn)片3的翻轉(zhuǎn)壓力時(shí)，翻轉(zhuǎn)片3向上翻轉(zhuǎn)，使電阻塊4與極柱的基體部21電連接，形成小電流放電，降低電池的電容量，使聚集的能量得到釋放，從而避免電池發(fā)生熱失控，保證電池的安全性能；此外，本發(fā)明的頂蓋組件還可省卻保險(xiǎn)絲(fuse)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，減少其在電池內(nèi)部的占用空間，有效提高了動(dòng)力電池的能量密度。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。