專利名稱：一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池，具體涉及一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
由于鋰電池對(duì)環(huán)境污染小、無(wú)噪音、能量高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、汽車(chē)等領(lǐng)域。尤其是近幾年作為一種新能源、倍受人關(guān)注的電動(dòng)汽車(chē)，其主要工作原理是通過(guò)鋰電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力裝置是由多個(gè)單體鋰電池串、并聯(lián)起來(lái)，形成大功率、大容量的鋰電池組。如果鋰電池外部短路、內(nèi)部短路及過(guò)充等都可難使鋰電池芯發(fā)生爆炸，對(duì)人身、經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)等均有一定的傷害。如當(dāng)鋰電池芯充電電壓高于4.2V或鋰電芯放電電壓低于2.4V時(shí)，會(huì)讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降，并使正負(fù)極發(fā)生短路，從而造成鋰電池發(fā)生爆炸。還有當(dāng)鋰電池的電流過(guò)大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存格，會(huì)聚集于材料表面，也會(huì)使鋰電池發(fā)生爆炸。鋰電池外部的短路指電芯的外部電流過(guò)大或電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)不良等所引起的短路，當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時(shí)，電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將鋰電池外殼撐破而爆炸。特別是用作汽車(chē)動(dòng)力能源的鋰電池組，一旦某一個(gè)鋰電池發(fā)生爆炸后，會(huì)由于熱量的擴(kuò)散而引導(dǎo)與其相連的鋰電池相繼發(fā)生爆炸，不僅嚴(yán)重影響了車(chē)輛的行駛，還帶來(lái)安全隱患。雖然目前對(duì)鋰電池的過(guò)充與內(nèi)部短路情況均設(shè)計(jì)了柔性可熔斷電極與充電器來(lái)進(jìn)行避免鋰電池發(fā)生爆炸，但對(duì)于鋰電池外部過(guò)流而造成短路爆炸的情況仍存在。目前對(duì)電池組的保護(hù)一般是在其工作時(shí)通過(guò)軟件監(jiān)測(cè)和控制鋰電池的電壓、電流等參數(shù)。但如果軟件失效的時(shí)侯，則所有的鋰電池就處在失控的狀態(tài)，沒(méi)有一種有效的避免鋰電池外部短路時(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的手段，所以鋰電池爆炸的現(xiàn)象仍是時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，避免鋰電池因電流過(guò)大而造成電池內(nèi)部產(chǎn)生巨大的熱量和爆炸現(xiàn)象。為了達(dá)到上述效果，本發(fā)明提供一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，所述鋰電池本體的至少一個(gè)電極端部固設(shè)有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過(guò)固定部與電極固定連接。上述方案的優(yōu)選方案是所述柔性可熔斷電極的材質(zhì)最好為鋁薄片，但其材質(zhì)又不局限于鋁材，如鎳等；所述鋁薄片的厚度為0.1-lmm。當(dāng)本裝置用于對(duì)電池組進(jìn)行保護(hù)時(shí)，可將多個(gè)柔性可熔斷電極連接成一個(gè)保護(hù)板，所述保護(hù)板的上端面焊接有集流板，所述集流板上相對(duì)于柔性可熔斷電極的位置設(shè)有孔。集流板作為電池組的大功率電流通道。
為了保護(hù)鋰電池本體的安全性，所述的柔性可熔斷電極過(guò)流保護(hù)閥值是根據(jù)不同鋰電池特性以及成組后的鋰電池組的不同應(yīng)用要求而確定的，一般情況下，所述的柔性可熔斷電極的過(guò)流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。本設(shè)計(jì)保證在特定電流范圍下正常載流，超過(guò)特定電流范圍則可熔斷，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害或爆炸。
所述柔性可熔斷電極通過(guò)固定部與鋰電池本體的電極焊接固定。
本發(fā)明中的柔性可熔斷電極的形狀沒(méi)有限制，其大小和電池電極相當(dāng)，其形狀可以為螺旋狀、U型狀、L型等，其中螺旋狀、U型狀為最好，可以消除工作時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。柔性可熔斷電極的固定部滿足焊接在鋰電池電極上時(shí)不宜斷裂與可靠性即可，自熔斷部是利用材料的熔點(diǎn)低，當(dāng)超過(guò)其設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)能瞬間熔斷，充當(dāng)保險(xiǎn)絲作用，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害。
當(dāng)本保護(hù)裝置應(yīng)用在工作時(shí)最大的電流為20A以下時(shí)，將鋁材質(zhì)的柔性可熔斷電極上的固定部焊接到鋰電池本體的正極或負(fù)極上，也可以在鋰電池本體的正、負(fù)兩極上都焊接柔性可熔斷電極。工作時(shí)，電流通過(guò)柔性可熔斷電極傳輸?shù)叫桦娫O(shè)備上。當(dāng)其工作電流超過(guò)柔性可熔斷電極設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因過(guò)電流產(chǎn)生外部短路而造成鋰電池爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能。
當(dāng)本保護(hù)裝置應(yīng)用在工作時(shí)最大的負(fù)載電流超過(guò)20A的情況時(shí)，即使用鋰電池組進(jìn)行供電時(shí)，將多個(gè)柔性可熔斷電極連接成的保護(hù)板先焊接到集流板上，再將集流板與保護(hù)板的焊合件安裝到電池組上，并將每個(gè)柔性可熔斷電極上的固定部焊接到各個(gè)對(duì)應(yīng)的鋰電池單體上的任意一個(gè)電極，也可以安裝到正、負(fù)兩極上。工作時(shí)，如果通過(guò)某一個(gè)柔性可熔斷電極的電流超過(guò)其設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)，柔性可熔斷電極的自熔斷部能瞬間熔斷，從而保護(hù)該單個(gè)鋰電池避免其爆炸情況的發(fā)生，并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。
本發(fā)明具有以下有益效果: 1、本發(fā)明對(duì)鋰電池(組)提供了 一種機(jī)械式的保護(hù)裝置，通過(guò)在其電極上焊接柔性可熔斷電極，保護(hù)了鋰電池工作時(shí)的安全系數(shù)。
2、當(dāng)對(duì)單個(gè)鋰電池進(jìn)行保護(hù)時(shí)，只要工作電流超過(guò)柔性可熔斷電極設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因過(guò)電流產(chǎn)生外部短路而造成鋰電池爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能。
3、當(dāng)對(duì)鋰電池組進(jìn)行保護(hù)時(shí)，將多個(gè)柔性可熔斷電極連接成的保護(hù)板先焊接到集流板上，再將每個(gè)柔性可熔斷電極上的固定部焊接到各個(gè)對(duì)應(yīng)的鋰電池單體上的電極上，如果通過(guò)某一個(gè)柔性可熔斷電極的電流超過(guò)其設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)，柔性可熔斷電極的自熔斷部能瞬間熔斷，從而保護(hù)該單個(gè)鋰電池避免其爆炸情況的發(fā)生，并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。
4、本發(fā)明的柔性可熔斷電極能消除加工時(shí)的應(yīng)力，提高其使用壽命。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是柔性可熔斷電極第一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是柔性可熔斷電極第二種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是保護(hù)板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是集流板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明保護(hù)板與集流板的焊合件示意圖； 圖6是本發(fā)明安裝在鋰電池組上的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中:1_柔性可熔斷電極，11-固定部，12-自熔斷部，2-保護(hù)板，3-集流板，4-孔，5-鋰電體本體。
具體實(shí)施方式
如圖1所示是柔性可熔斷電極第一種結(jié)構(gòu)示意圖，柔性可熔斷電極I呈螺旋狀，由固定部11與自熔斷部12組成；所述柔性可熔斷電極I的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為0.1mm，柔性可熔斷電極I的過(guò)流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。
如圖2所示是柔性可熔斷電極第二種結(jié)構(gòu)示意圖，柔性可熔斷電極I呈U型狀，由固定部11與自熔斷部12組成，所述柔性可熔斷電極I的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為1mm，柔性可熔斷電極I的過(guò)流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。
如圖3所示是保護(hù)板的結(jié)構(gòu)示意圖，保護(hù)板2是由多個(gè)柔性可熔斷電極I連接成一個(gè)整體，柔性可熔斷電極I呈螺旋狀，由固定部11與自熔斷部12組成。
如圖4所示是集流板的結(jié)構(gòu)示意圖，集流板3上相對(duì)于柔性可熔斷電極的位置設(shè)有孔4。
如圖5所示是保護(hù)板與集流板焊合件示意圖，由多個(gè)柔性可熔斷電極I連接成一個(gè)整體形成保護(hù)板2，保護(hù)板2的上端面焊接有集流板3，所述集流板3上相對(duì)于柔性可熔斷電極I的位置設(shè)有孔4，集流板3作為電池組的大功率電流通道。
如圖6所示是本發(fā)明安裝在鋰電池組上的結(jié)構(gòu)示意圖，鋰電池本體5組成的電池組。在多個(gè)柔性可熔斷電極I連接成一個(gè)保護(hù)板2的上端面焊接有作為電池組的大功率電流通道集流板3，所述集流板3上相對(duì)于柔性可熔斷電極I的位置設(shè)有孔4。先將保護(hù)板2焊接到集流板3上，再將集流板3與保護(hù)板2的焊合件安裝到電池組上，并將每個(gè)柔性可熔斷電極I上的固定部焊接到各個(gè)對(duì)應(yīng)的鋰電池單體上的任意一個(gè)電極，也可以安裝到正、負(fù)兩極上。所述柔性可熔斷電極I的最大載流是電池本體放電倍率的5-20倍(5C-20C);當(dāng)上通過(guò)的電流超過(guò)其設(shè)計(jì)的最大載流時(shí)能瞬間熔斷，充當(dāng)了保險(xiǎn)絲作用，從而保護(hù)了鋰電池本體不受損害或爆炸。
以上實(shí)施例并非僅限于本發(fā)明的保護(hù)范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，其特征在于:所述鋰電池本體的至少一個(gè)電極端部焊有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過(guò)固定部與電池固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述柔性可熔斷電極的材質(zhì)為鋁薄片，所述鋁薄片的厚度為0.1-lmm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，其特征在于:多個(gè)柔性可熔斷電極連接成保護(hù)板，所述保護(hù)板的上端面焊接有集流板，所述集流板上相對(duì)于柔性可熔斷電極位置設(shè)有孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述的柔性可熔斷電極的過(guò)流保護(hù)閥值為鋰電池本體放電倍率的5-20倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，其特征在于:所述柔性可熔斷電極通過(guò)固定部與鋰電池本體的電極焊接固定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋰電池外部過(guò)電流的保護(hù)裝置，包括鋰電池本體，所述鋰電池本體的至少一個(gè)電極端部設(shè)有柔性可熔斷電極，所述柔性可熔斷電極由固定部與自熔斷部組成，所述柔性可熔斷電極通過(guò)固定部與電池固定連接。本發(fā)明對(duì)鋰電池(組)提供了一種機(jī)械式的保護(hù)裝置，通過(guò)在其電極端上焊接柔性可熔斷電極，當(dāng)工作電流超過(guò)柔性可熔斷電極的最大載流時(shí)，其自熔斷部瞬間熔斷，避免了鋰電池因外部短路而造成鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生巨大的熱量，甚至爆炸的情況，保護(hù)了鋰電池與使用設(shè)備的安全性能；并隔斷了電池組中其他鋰電池之間的聯(lián)系，不影響其他鋰電池的工作。
文檔編號(hào)H01M2/34GK103178236SQ201310072558
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者劉華棟, 周鵬, 王昌友, 保羅·曹 申請(qǐng)人:華霆(合肥)動(dòng)力技術(shù)有限公司