[發明專利]電池單元的過充保護組件

在審

• 申請號: 201780047387.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN109565013A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張旭剛
• 申請（專利權）人: 江森自控科技公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M2/34
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種電池模塊包含多個棱柱形電池單元。每一棱柱形電池單元包含殼體和蓋組件，所述殼體容納電化學活性成份。蓋組件包含：蓋；端子(96)，穿過蓋突起；集流器，電耦接到端子；以及過充保護組件，處于端子與集流器之間。過充保護組件包含物理耦接且電耦接的螺旋圓盤(120)和通氣圓盤(117)，其中通氣圓盤處于螺旋圓盤與端子之間并且包含凹入結構，由此在通氣圓盤與端子之間形成空腔。通氣圓盤被配置成在殼體內的壓力超過閾值時變形到空腔中并斷裂。螺旋圓盤被配置成在通氣圓盤變形時將剪切力施加到通氣圓盤以有助于通氣圓盤斷裂而中斷電流流動。

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“鋰離子棱柱形電池單元的電流中斷(CURRENT INTERRUPT FOR LITHIUM ION PRISMATIC CELL)”的第62/369,716號美國臨時申請的優先權和權益，所述美國臨時申請出于所有目的而全文以引用方式并入本文中。

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，本公開涉及可在過充事件期間保護電池單元免受熱失控的電池單元的特征。

本章希望向讀者介紹可與下文所述的本公開的各方面相關的技術的各方面。此論述內容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，這些陳述應從這個角度予以解讀，而并不被承認為是現有技術。

固定電池系統可提供對基于化石燃料燃燒而操作的系統的可行替代或補充。例如，住宅、辦公室、大樓和類似場所通常包含在中央電力故障(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、臨時房屋或遠離電網的其它環境)可不一定連接到電網，而是依賴于來自相對便攜的電源(例如，發動機驅動式發電機)的能量源。固定電池系統可以是對這些環境具有吸引力的替代物，這不僅因為它們與燃燒過程相比可排放相對少的排放物，而且因為風和太陽能等其它能源可作用于這些固定電池系統以實現能量捕獲供之后使用。

隨著技術繼續發展，需要對這些應用提供改進的電源(明確地說，電池模塊)。例如，電池模塊可經受過充測試以確定電池模塊及其個別電池單元的邊界和/或限制。然而，在某些情形下，對電池模塊過充可導致因電池單元的過熱或過壓而造成的熱失控。熱失控可使電池模塊永久失效，并且因此，需要可防止或阻斷熱失控的裝置。此外，這些電池系統的個別電池單元可特別隨著老化而對充電作出不同反應，并且可在操作中在過充事件的情形下容易遭受熱失控的影響。因電池單元的過熱和/或過壓而造成的熱失控可產生不穩定工況，所述不穩定工況可傳播到電池模塊內的鄰近電池單元。過充保護機構可保護電池單元和電池模塊免受此過熱和/或過壓影響。

發明內容

下文闡述本文所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，并且這些方面不希望限制本公開的范圍。實際上，本公開可涵蓋下文可能沒有闡述的多個方面。

本公開涉及一種電池模塊。電池模塊包含外殼以及設置在外殼內的多個電池單元。多個電池單元中的每一電池單元包含容納電池單元的電化學活性成份的殼體以及緊固到殼體的蓋組件。蓋組件包含：蓋；端子，穿過蓋突出；集流器，電耦接到端子；以及過充保護組件，設置在端子與集流器之間。過充保護組件包含螺旋圓盤以及物理耦接并電耦接到螺旋圓盤的通氣圓盤，其中通氣圓盤設置在螺旋圓盤與端子之間并包含凹入結構，由此通過通氣圓盤的凹入結構在通氣圓盤與端子之間形成空腔，其中通氣圓盤經由螺旋圓盤而電耦接到集流器，其中通氣圓盤被配置成在殼體內的壓力超過閾值時變形到空腔中并斷裂，并且其中螺旋圓盤被配置成在通氣圓盤變形到空腔中時將剪切力施加到通氣圓盤以有助于通氣圓盤的斷裂并因此中斷集流器與端子之間的電流流動。