[發明專利]動力電池頂蓋組件及動力電池

在審

• 申請號: 201710502917.5
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107240650A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 李勇軍;王程;姜斌;江柯成;何波
• 申請（專利權）人: 東莞塔菲爾新能源科技有限公司;深圳塔菲爾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/04
• 分類號: H01M2/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 潘俊達

技術領域

本發明屬于動力電池技術領域，尤其涉及一種動力電池頂蓋組件及使用該頂蓋組件的動力電池。

背景技術

電動汽車和儲能電站等一般需要使用具有大容量的動力電池作為電源。這些動力電池除了具有高容量，還應當具有良好的安全性及較長的循環壽命等，才能達到使用的標準和滿足人們的需求。

其中，當動力電池過充時，動力電池中的電解液的分解會使動力電池內部產生過量的熱造成電池起火；或者會使動力電池內部壓力增大導致電池爆炸。因此在動力電池失控之前，需要借助于一個外短路結構來切斷動力電池的主回路中的保險絲(Fuse)結構，阻止動力電池繼續充電。例如，在動力電池過充的時候，當動力電池內部產生一定氣壓，外短路結構起作用，使動力電池本身形成一個回路，使得Fuse熔斷，從而切斷主回路。如圖1所示，現有技術中采用翻轉片1’來實現該外短路結構的功能，該翻轉片1’采用一塊圓盤，并在該圓盤中央設置一個柱狀凸臺。正常使用的時候，翻轉片1’與動力電池頂蓋上的極柱2’是斷開絕緣的。當動力電池過充并產生一定氣壓時，氣壓會推動翻轉片1’動作，使得翻轉片1中的柱狀凸臺與導電塊3’連接，而導電塊3’又與極柱2’電連接，從而在動力電池內形成回路，使得Fuse熔斷，切斷主回路，保護了動力電池。

然而，現有的翻轉片結構存在以下缺陷：一方面，現有的導電塊一般為鋁塊，這樣在翻轉片與鋁塊接觸的瞬間會產生一個大電流，容易導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，但仍然會存在安全隱患，如果Fuse結構在發生熱失控前不能夠及時熔斷，極容易引發安全問題，導致動力電池的安全性能無法得到有效保證；另一方面，Fuse結構的設置會占用動力電池的內部空間，大大降低動力電池的能量密度。

發明內容

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

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種動力電池頂蓋組件，包括頂蓋片、負極柱和翻轉片，所述負極柱與所述頂蓋片絕緣裝配，所述頂蓋片設置有連接孔，所述翻轉片密封所述連接孔，所述負極柱包括基體部及由基體部向下延伸的柱體部，所述翻轉片設置有電阻塊，所述電阻塊與所述基體部相對設置，當動力電池內部壓力超過翻轉片的翻轉壓力時，所述翻轉片向上翻轉，使得所述電阻塊與所述基體部電連接。

作為本發明動力電池頂蓋組件的一種改進，所述翻轉片包括焊接部、凸臺以及設置于所述焊接部與所述凸臺之間的連接部，所述凸臺設置有凹槽或凸緣，所述電阻塊設置有與所述凹槽相配合的凸起，或所述電阻塊設置有與所述凸緣相配合的凹槽。

作為本發明動力電池頂蓋組件的一種改進，所述凸臺設置在所述連接部的中央位置，所述焊接部設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。

作為本發明動力電池頂蓋組件的一種改進，所述焊接部、所述凸臺以及所述連接部為一體化連接結構。

作為本發明動力電池頂蓋組件的一種改進，所述連接部的厚度在從凸臺向焊接部的方向上逐漸減小。將連接部設計成變截面的結構，不僅能夠確保翻轉片在特定壓力下向上翻轉，還有效地增加了連接部內圈的過流面積，減少翻轉片被熔斷的概率，從而能夠有效地降低動力電池起火或者爆炸的危險，進一步增強了動力電池的安全性能。

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

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

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