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、絕緣件以及電流切斷結(jié)構(gòu)，電流切斷結(jié)構(gòu)固定在裝配孔的徑向投影范圍內(nèi)，且與頂蓋片電連接，所述翻轉(zhuǎn)片通過所述絕緣件固定在所述頂蓋片的下方，所述翻轉(zhuǎn)片通過所述電流切斷結(jié)構(gòu)才能與所述頂蓋片電連接，翻轉(zhuǎn)片能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并將電流切斷結(jié)構(gòu)破壞，使所述電流切斷結(jié)構(gòu)斷開與頂蓋片的電連接狀態(tài)。動(dòng)力電池包括動(dòng)力電池頂蓋。本申請(qǐng)所提供的動(dòng)力電池能夠提高電池的能量密度。
【專利說明】
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，為了解決過充問題，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，一般在電池的內(nèi)部設(shè)置CID(電流切斷結(jié)構(gòu))進(jìn)行過充保護(hù)。同時(shí)，一般的電流切斷結(jié)構(gòu)均需要配合翻轉(zhuǎn)片使用，因此，相關(guān)技術(shù)中會(huì)將電流切斷結(jié)構(gòu)以及翻轉(zhuǎn)片均設(shè)置在電池的內(nèi)部。但這樣電流切斷結(jié)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)片會(huì)占用電池內(nèi)部的較大空間。
[0004]考慮到目前對(duì)動(dòng)力電池的容量密度要求越來越高，對(duì)電池內(nèi)部的空間利用率要求越來越高。
[0005]有鑒于此，我們有必須設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)，盡量少的占用電池內(nèi)部空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N動(dòng)力電池頂蓋及動(dòng)力電池，能夠解決上述問題。
[0007]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，
[0008]所述第一電極單元包括翻轉(zhuǎn)片、絕緣件以及電流切斷結(jié)構(gòu)，
[0009]所述頂蓋片上設(shè)置有裝配孔，所述電流切斷結(jié)構(gòu)固定在所述裝配孔的徑向投影范圍內(nèi)，且與所述頂蓋片電連接，
[0010]所述翻轉(zhuǎn)片通過所述絕緣件固定在所述頂蓋片的下方，所述翻轉(zhuǎn)片通過所述電流切斷結(jié)構(gòu)才能與所述頂蓋片電連接，
[0011]所述第二電極單元與所述頂蓋片電絕緣，所述翻轉(zhuǎn)片能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并將所述電流切斷結(jié)構(gòu)破壞，使所述電流切斷結(jié)構(gòu)斷開與所述頂蓋片的電連接狀態(tài)。
[0012 ]優(yōu)選地，所述翻轉(zhuǎn)片與所述電流切斷結(jié)構(gòu)的底部直接接觸。
[0013]優(yōu)選地，所述電流切斷結(jié)構(gòu)密封所述裝配孔。
[0014]優(yōu)選地，所述絕緣件與所述頂蓋片密封固定，所述翻轉(zhuǎn)片與所述絕緣件密封固定。
[0015]優(yōu)選地，所述第一電極單元還包括密封圈，所述密封圈設(shè)置在所述絕緣件與所述頂蓋片之間，且密封所述絕緣件與所述頂蓋片之間的間隙。
[0016]優(yōu)選地，所述第一電極單元還包括連接板，
[0017]所述連接板覆蓋所述裝配孔并與所述頂蓋片電連接。
[0018]優(yōu)選地，所述連接板的底部設(shè)置有凹槽，所述凹槽與所述裝配孔相對(duì)。
[0019]優(yōu)選地，所述裝配孔在垂直于所述頂蓋片厚度方向的投影與所述凹槽在該方向的投影重合或處于其內(nèi)部。
[0020]優(yōu)選地，所述翻轉(zhuǎn)片包括固定部、連接凸頭以及翻轉(zhuǎn)部，
[0021]所述翻轉(zhuǎn)部為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，所述固定部與所述翻轉(zhuǎn)部的邊緣固定連接，所述連接凸頭位于所述翻轉(zhuǎn)部的中部，所述連接凸頭朝所述電流切斷結(jié)構(gòu)的下表面凸出，且與所述電流切斷結(jié)構(gòu)相接觸。
[0022]優(yōu)選地，所述電流切斷結(jié)構(gòu)與所述頂蓋片一體設(shè)置。
[0023]優(yōu)選地，所述絕緣件與所述頂蓋片粘接。
[0024]優(yōu)選地，還包括連接件，所述絕緣件與所述頂蓋片通過所述連接件相連。
[0025]優(yōu)選地，所述絕緣件和/或所述頂蓋片上設(shè)置有連接件配合部，所述連接件與所述連接件配合部配合固定。
[0026]優(yōu)選地，所述絕緣件上設(shè)置有嵌槽，所述翻轉(zhuǎn)片的邊緣嵌入所述嵌槽內(nèi)，并與其密封連接。
[0027]本申請(qǐng)的第二方面提供了一種動(dòng)力電池，包括電芯以及所述的動(dòng)力電池頂蓋，所述電芯與所述翻轉(zhuǎn)片電連接。
[0028]本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果:
[0029]本申請(qǐng)所提供的動(dòng)力電池通過設(shè)置裝配孔，并將電流切斷結(jié)構(gòu)設(shè)置在裝配孔內(nèi)，能夠減少電流切斷結(jié)構(gòu)對(duì)電池內(nèi)部空間的占用，從而提高電池的能量密度。
[0030]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)。
【附圖說明】
[0031 ]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)斷面圖；
[0032]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例中電流切斷結(jié)構(gòu)在裝配孔的底端時(shí)動(dòng)力電池頂蓋正常狀態(tài)下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0033]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中電流切斷結(jié)構(gòu)在裝配孔的底端時(shí)動(dòng)力電池頂蓋過充保護(hù)狀態(tài)下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0034]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例中電流切斷結(jié)構(gòu)在裝配孔的中部時(shí)動(dòng)力電池頂蓋正常狀態(tài)下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0035]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例中電流切斷結(jié)構(gòu)在裝配孔的頂端時(shí)動(dòng)力電池頂蓋正常狀態(tài)下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0036]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例中采用密封圈以及連接件的動(dòng)力電池頂蓋正常狀態(tài)下載圖1中A部分的局部放大圖；
[0037]圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的動(dòng)力電池的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]附圖標(biāo)記:
[0039]10-頂蓋片；
[0040]100-裝配孔；
[0041]20-第一電極單元；
[0042]200-絕緣件；
[0043]201-連接件；
[0044]203-密封圈；
[0045]204-翻轉(zhuǎn)片；
[0046]204a-連接凸頭；
[0047]204b-翻轉(zhuǎn)部；
[0048]204c-固定部；
[0049]206-電流切斷結(jié)構(gòu)；
[0050]208-連接板；
[0051]208a-凹槽；
[0052]30-第二電極單元；
[0053]40-電芯。
[0054]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面通過具體的實(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。
[0056]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，第二電極單元30與頂蓋片10之間電絕緣。第一電極單元20包括絕緣件200、翻轉(zhuǎn)片204以及電流切斷結(jié)構(gòu)206。在本實(shí)施例中，頂蓋片10上設(shè)置有裝配孔100，電流切斷結(jié)構(gòu)206固定在裝配孔100的徑向投影范圍內(nèi)，可以在裝配孔100的內(nèi)部、端部甚至凸出于裝配孔100，并與頂蓋片10進(jìn)行電連接。電流切斷結(jié)構(gòu)206上會(huì)設(shè)置一些薄弱區(qū)，例如設(shè)置一圈刻痕，以便在外力作用下導(dǎo)致電流切斷結(jié)構(gòu)206沿著這些薄弱區(qū)損壞，而中斷電流傳輸。
[0057]翻轉(zhuǎn)片204通過絕緣件200固定在頂蓋片10的下方，在電路連接上，翻轉(zhuǎn)片204與電流切斷結(jié)構(gòu)206的底部直接接觸，二者為電連接。這樣，在正常狀態(tài)下，電流僅能夠通過翻轉(zhuǎn)片204以及電流切斷結(jié)構(gòu)206傳遞至頂蓋片10上。而在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過基準(zhǔn)壓力時(shí)，翻轉(zhuǎn)片204能夠在壓力作用下向上翻轉(zhuǎn)，同時(shí)推動(dòng)電流切斷結(jié)構(gòu)206，直至將電流切斷結(jié)構(gòu)206沿著薄弱區(qū)破壞，使其喪失電流傳輸能力，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)功能。
[0058]在本實(shí)施例中，由于電流切換結(jié)構(gòu)206設(shè)置在頂蓋片10的裝配孔100內(nèi)，而無需占用動(dòng)力電池的內(nèi)部空間，因此能夠大幅提高動(dòng)力電池的體積能量密度。
[0059]為了保證翻轉(zhuǎn)片204能夠順利翻轉(zhuǎn)，要防止翻轉(zhuǎn)片204兩側(cè)的環(huán)境相連通。本實(shí)施例提供下列兩種方案實(shí)現(xiàn)。
[0060]在第一種方案中，電流切斷結(jié)構(gòu)206密封裝配孔100。此時(shí)電流切斷結(jié)構(gòu)206的兩側(cè)處于相互不連通的環(huán)境下，當(dāng)內(nèi)部氣壓增大時(shí)，翻轉(zhuǎn)片204與電流切斷結(jié)構(gòu)206接觸的部位所受到的壓力與翻轉(zhuǎn)片204的其它部位不同，因此能夠促使翻轉(zhuǎn)片204進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。
[0061 ]在第二種方案中，翻轉(zhuǎn)片204要能夠與絕緣件200密封，與此同時(shí)，絕緣件200與頂蓋片10之間采用密封固定，防止漏氣。這樣便可直接使翻轉(zhuǎn)片204兩側(cè)處于相互不連通的環(huán)境下，翻轉(zhuǎn)片204能夠獲得更大的翻轉(zhuǎn)力。絕緣件200上可以設(shè)置嵌槽200a，翻轉(zhuǎn)片204的邊緣則嵌入嵌槽200a內(nèi)，完成與絕緣件200的密封連接。
[0062]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覆蓋裝配孔100。通過連接板208覆蓋裝配孔100能夠保護(hù)電流切斷結(jié)構(gòu)206，防止其被外物刺破。但連接板208的存在可能會(huì)使電流切斷結(jié)構(gòu)206的破壞動(dòng)作受到限制，造成無法完全切斷電流。為了避免這種情況發(fā)生，如圖4和圖5所示，本實(shí)施例在連接板208的底部設(shè)置有凹槽208a，凹槽208a與裝配孔100相對(duì)，為電流切斷結(jié)構(gòu)206留出足夠的空間，電流切斷結(jié)構(gòu)206在受翻轉(zhuǎn)片204的推動(dòng)而沿著薄弱區(qū)撕裂時(shí)，被撕裂的部分能夠進(jìn)入凹槽208a中，而不會(huì)被連接板208所阻擋。
[0063]為了保證電流切斷結(jié)構(gòu)206有足夠的空間，裝配孔100在垂直于頂蓋片10厚度方向的投影最好與凹槽208a在該方向的投影重合或者處于其內(nèi)部。
[0064]在本實(shí)施例中，為了便于制造和裝配，電流切斷結(jié)構(gòu)206可以與頂蓋片10進(jìn)行一體成型。電流切斷結(jié)構(gòu)206在裝配孔100內(nèi)的位置可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，例如在裝配孔100的底端(參見圖2和圖3)、中部(參見圖4)或頂端(參見圖5)均可。
[0065]如圖2所示，本實(shí)施例所提供的翻轉(zhuǎn)片204包括連接凸頭204a、翻轉(zhuǎn)部204b以及固定部204c，翻轉(zhuǎn)部204b為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，固定部204c與翻轉(zhuǎn)部204b的邊緣固定連接，固定部204c可以圍繞翻轉(zhuǎn)部204b設(shè)置一圈，用于提高與動(dòng)力電池的接觸面積，同時(shí)也能夠使翻轉(zhuǎn)片204與絕緣件200之間連接的更為牢固、緊密。
[0066]連接凸頭204a位于翻轉(zhuǎn)部204b的中部。連接凸頭204a朝電流切斷結(jié)構(gòu)206的下表面凸出，且與電流切斷結(jié)構(gòu)206相接觸。連接凸頭204a的主要作用是克服翻轉(zhuǎn)片204與電流切斷結(jié)構(gòu)206之間的距離，使二者能夠順利地進(jìn)行緊密接觸。翻轉(zhuǎn)片204與電流切斷結(jié)構(gòu)206之間的間距越大，則連接凸頭204a的長度也就越大。連接凸頭204a的頂端面最好采用平面，這樣與電流切斷結(jié)構(gòu)206的接觸更為緊密，無論是作用力還是電流的傳遞均更為有效。
[0067]在本實(shí)施例中，由于要保證絕緣件200與頂蓋片10之間的密封，絕緣件200與頂蓋片10之間的連接結(jié)構(gòu)極為重要。較為簡單的方式是直接將絕緣件200與頂蓋片10進(jìn)行粘接固定。此外，如圖6所示，還可以通過連接件201來連接絕緣件200以及頂蓋片10。在采用連接件201進(jìn)行連接時(shí)，可以在絕緣件200或頂蓋片10上設(shè)置連接件配合部(圖中未標(biāo)號(hào))，例如階梯孔、卡槽、卡孔、鉚接孔等結(jié)構(gòu)(圖6中采用鉚接孔)，而連接件201可以采用鉚釘、卡扣件甚至熱熔柱等結(jié)構(gòu)(圖6中采用鉚釘)與這些連接件配合部進(jìn)行配合連接，從而實(shí)現(xiàn)配合固定。在有些實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高密封效果，還會(huì)在絕緣件200與頂蓋片10之間設(shè)置密封圈203等密封結(jié)構(gòu)輔助密封絕緣件200與頂蓋片10之間的間隙。
[0068]本實(shí)施例還提供了一種動(dòng)力電池，如圖7所示，包括電芯40以及上述實(shí)施例中的動(dòng)力電池頂蓋，電芯40需要與翻轉(zhuǎn)片204進(jìn)行電連接。該動(dòng)力電池頂蓋能夠提高動(dòng)力電池的能量密度。
[0069]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)人員來說，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、絕緣件以及電流切斷結(jié)構(gòu)， 所述頂蓋片上設(shè)置有裝配孔，所述電流切斷結(jié)構(gòu)固定在所述裝配孔的徑向投影范圍內(nèi)，且與所述頂蓋片電連接， 所述翻轉(zhuǎn)片通過所述絕緣件固定在所述頂蓋片的下方，所述翻轉(zhuǎn)片通過所述電流切斷結(jié)構(gòu)才能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，所述翻轉(zhuǎn)片能夠在動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過基準(zhǔn)壓力時(shí)翻轉(zhuǎn)并將所述電流切斷結(jié)構(gòu)破壞，使所述電流切斷結(jié)構(gòu)斷開與所述頂蓋片的電連接狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)片與所述電流切斷結(jié)構(gòu)的底部直接接觸。3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述電流切斷結(jié)構(gòu)密封所述裝配孔。4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述絕緣件與所述頂蓋片密封固定，所述翻轉(zhuǎn)片與所述絕緣件密封固定。5.如權(quán)利要求4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圈，所述密封圈設(shè)置在所述絕緣件與所述頂蓋片之間，且密封所述絕緣件與所述頂蓋片之間的間隙。6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)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連接板， 所述連接板覆蓋所述裝配孔并與所述頂蓋片電連接。7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述連接板的底部設(shè)置有凹槽，所述凹槽與所述裝配孔相對(duì)。8.如權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述裝配孔在垂直于所述頂蓋片厚度方向的投影與所述凹槽在該方向的投影重合或處于其內(nèi)部。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)片包括固定部，連接凸頭以及翻轉(zhuǎn)部， 所述翻轉(zhuǎn)部為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，所述固定部與所述翻轉(zhuǎn)部的邊緣固定連接，所述連接凸頭位于所述翻轉(zhuǎn)部的中部，所述連接凸頭朝所述電流切斷結(jié)構(gòu)的下表面凸出，且與所述電流切斷結(jié)構(gòu)相接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述電流切斷結(jié)構(gòu)與所述頂蓋片一體設(shè)置。11.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述絕緣件與所述頂蓋片粘接。12.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，還包括連接件，所述絕緣件與所述頂蓋片通過所述連接件相連。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述絕緣件和/或所述頂蓋片上設(shè)置有連接件配合部，所述連接件與所述連接件配合部配合固定。14.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，其特征在于，所述絕緣件上設(shè)置有嵌槽，所述翻轉(zhuǎn)片的邊緣嵌入所述嵌槽內(nèi)，并與其密封連接。15.—種動(dòng)力電池，其特征在于，包括電芯以及權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池頂蓋，所述電芯與所述翻轉(zhuǎn)片電連接。
【文檔編號(hào)】H01M2/04GK105895836SQ201610482498
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】李全坤, 王鵬, 鄧平華, 朱凌波, 郭劍
【申請(qǐng)人】寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司