[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

一種棱柱形鋰離子電池單元包含具有蓋的封裝。蓋包含：設置在第一端子焊盤下方的第一螺旋圓盤特征；設置在第二端子焊盤下方的第二螺旋圓盤特征；設置在第一螺旋圓盤特征下方的第一反向圓盤；以及設置在第二螺旋圓盤特征下方的第二反向圓盤。第一和第二反向圓盤被配置成響應于封裝內的壓力大于預定義壓力閾值而向上偏轉以使第一和第二螺旋圓盤特征移位來分別接觸第一和第二端子焊盤，并且經由第一和第二螺旋圓盤特征在第一與第二端子焊盤之間形成外部短路。隨后，電力組裝件的部分響應于外部短路而出現故障，并中斷第一和第二端子焊盤之間的電流流動。

相關申請的交叉引用

本申請主張2016年8月1日申請的名為“OVERCHARGE PROTECTION DEVICES FORPRISMATIC CELLS”的第62/369,718號美國臨時申請的優先權和權益，并且主張2016年8月1日申請的名為“OVERCHARGE PROTECTION DEVICES FOR CELLS WITH NEUTRAL CANS”的第62/369,720號美國臨時申請的優先權和益處，所述美國臨時申請出于所有目的而全文援引并入本文中。

背景技術

本公開總的來說涉及電池和電池模塊的領域。更具體來說，本公開涉及棱柱形鋰離子電池單元的過充電保護系統。

本部分意在向讀者介紹可能與下文所述的本公開的各方面相關的技術的各方面。此論述被認為有助于向讀者提供背景信息以便于較好地理解本公開的各方面。因此，應理解，這些陳述應以此角度來閱讀，而不是對現有技術的承認。

電池系統可以向基于化石燃料燃燒而操作的系統提供可行的替代或補充。某些機動車輛(例如，全電動車輛、混合動力電動車輛、微混合動力電動車輛或其它類型的“xEV”)包含電池系統以提供其全部或部分車輛動力。例如，家庭、辦公室、建筑和類似場所通常包含可在中央電力故障(例如，由于惡劣天氣)的情形下使用的備用電源，例如，燃氣動力發電機。類似地，某些環境(例如，臨時辦公室、臨時住房或遠離電網的其它環境)可能未必連接到電網，并且可能反而依賴于由相對便攜的電源(例如，發動機驅動式發電機)供應的能量。對這些環境而言，固定電池系統可以是具有吸引力的替代，不僅因為它們與燃燒過程相比，可以排放相對少的排放物，而且因為其它能源例如風能和太陽能可以耦接到這些固定電池系統以實現能量捕獲供稍后使用。

鋰離子電池模塊通常包含許多鋰離子電池單元，所述鋰離子電池單元以適當方式電連接在一起以例如在固定或汽車電池系統內存儲并提供電荷。在電池模塊接收電力時，模塊的電池單元充電供稍后使用。然而，在此過程期間，電池單元可以變得過充電，從而在電池單元中以及電池單元周圍導致不穩定的狀況，潛在地包含電池單元的熱失控、破裂、著火和/或爆炸。因此，希望降低對鋰離子電池單元過充電的風險，以便降低因這些不穩定的電池單元狀況而對電池模塊或固定/汽車電力系統造成損壞的風險。

發明內容

下文闡述本文公開的某些實施例的概述。應理解，呈現這些方面僅是為了向讀者提供這些實施例的簡要概述，并且這些方面意在不限制本公開的范圍。實際上，本公開可以涵蓋下文可能沒有闡述的各方面。

在實施例中，一種棱柱形鋰離子電池單元包含封裝，該封裝具有密封到罐的蓋。電力組裝件設置在封裝內，并且第一端子焊盤(terminal pad)和第二端子焊盤分別設置在蓋上方并電耦接到電力組裝件。蓋包含：設置在第一端子焊盤下方的第一螺旋圓盤特征；設置在第二端子焊盤下方的第二螺旋圓盤特征；設置在第一螺旋圓盤特征下方的第一反向圓盤；以及設置在第二螺旋圓盤特征下方的第二反向圓盤。第一反向圓盤和第二反向圓盤被配置成響應于封裝內的壓力大于預定義壓力閾值而向上偏轉以使第一螺旋圓盤特征和第二螺旋圓盤特征移位來分別接觸第一端子焊盤和第二端子焊盤，并且經由第一螺旋圓盤特征和第二螺旋圓盤特征在第一端子焊盤與第二端子焊盤之間形成外部短路。隨后，電力組裝件的部分響應于外部短路而出現故障，并中斷第一端子焊盤和第二端子焊盤之間的電流流動。