[發明專利]棱柱形鋰離子電池單元的具有雙重螺旋圓盤特征的過充電保護系統

有效

• 申請號: 201780047376.X
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109564996B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張旭剛
• 申請（專利權）人: CPS科技控股有限公司
• 主分類號: H01M50/186
• 分類號: H01M50/186;H01M50/30;H01M50/188;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

1.一種棱柱形鋰離子電池單元，包括：

封裝，所述封裝包含密封到罐的蓋；

電力組裝件，所述電力組裝件設置在所述封裝內；以及

第一端子焊盤和第二端子焊盤，所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤分別設置在所述蓋上方并電耦接到所述電力組裝件，其中所述蓋包含：

設置在所述第一端子焊盤下方的第一螺旋圓盤特征；

設置在所述第二端子焊盤下方的第二螺旋圓盤特征；

設置在所述第一螺旋圓盤特征下方的第一反向圓盤；以及

設置在所述第二螺旋圓盤特征下方的第二反向圓盤，

其中所述第一螺旋圓盤特征和所述第二螺旋圓盤特征中的每一個包括中心部分和多個腿部，所述中心部分通過相應的所述多個腿部直接耦接到所述蓋，其中所述第一反向圓盤和所述第二反向圓盤被配置成響應于所述封裝內的壓力大于預定義壓力閾值而向上偏轉以使所述第一螺旋圓盤特征和所述第二螺旋圓盤特征的至少所述中心部分移位并導致至少所述中心部分分別接觸所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤，其中當所述中心部分與所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤接觸時，所述中心部分經由所述第一螺旋圓盤特征和所述第二螺旋圓盤特征在所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤之間形成外部短路，并且其中所述電力組裝件的部分響應于所述外部短路而出現故障，并中斷所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤之間的電流流動。

2.根據權利要求1所述的電池單元，其中所述第一螺旋圓盤特征和所述第二螺旋圓盤特征集成到所述蓋中并以浮雕形成。

3.根據權利要求1所述的電池單元，其中所述蓋包括通氣圓盤，所述通氣圓盤被配置成在第二預定義壓力閾值下激活以從所述封裝的內部釋放排出物，并且其中第一壓力閾值顯著小于第二壓力閾值。

4.根據權利要求3所述的電池單元，其中所述第二預定義壓力閾值比第一預定義壓力閾值大至少50%。

5.根據權利要求1所述的電池單元，其中所述外部短路的部分橫越至少所述第一端子焊盤、所述第一螺旋圓盤特征、所述蓋、所述第二螺旋圓盤特征以及所述第二端子焊盤。

6.根據權利要求1所述的電池單元，包括設置在所述蓋與所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤之間并將所述蓋從所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤電隔離的端子絕緣體，其中所述端子絕緣體限定開口，所述開口允許所述第一螺旋圓盤特征的至少所述中心部分穿過所述開口移位以接觸所述第一端子焊盤。

7.根據權利要求1所述的電池單元，其中所述電力組裝件包括：

具有至少一個卷的卷堆疊；

第一集電器，所述第一集電器耦接到所述至少一個卷的第一電極；

第二集電器，所述第二集電器耦接到所述至少一個卷的第二電極；

第一端子柱，所述第一端子柱延伸穿過所述蓋并耦接到所述第一集電器和所述第一端子焊盤；以及

第二端子柱，所述第二端子柱延伸穿過所述蓋并耦接到所述第二集電器和所述第二端子焊盤。

8.根據權利要求7所述的電池單元，其中所述至少一個卷包括具有兩個或更多個卷的卷堆疊。

9.根據權利要求7所述的電池單元，其中所述第一集電器或所述第二集電器是響應于所述外部短路而出現故障以中斷所述第一端子焊盤與所述第二端子焊盤之間的電流流動的所述電力組裝件的所述部分。

10.根據權利要求9所述的電池單元，其中出現故障的所述第一集電器或所述第二集電器包含熔斷器，所述熔斷器被設計成響應于所述外部短路而在所述電力組裝件的其它部分之前熔斷并出現故障以中斷所述第一端子焊盤與所述第二端子焊盤之間的電流流動。

11.根據權利要求7所述的電池單元，其中在響應于所述封裝內的所述壓力而形成所述外部短路之前，所述第一端子焊盤和所述第二端子焊盤以及所述第一端子柱和所述第二端子柱從所述蓋電隔離。