本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體地，涉及一種單體電池、包括該單體電池的電池模組，包括該電池模組的動(dòng)力電池和包括該動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車(chē)。。

背景技術(shù)：

電池作為儲(chǔ)能單元在各行各業(yè)均有重要作用，例如動(dòng)力電池廣泛用于新能源汽車(chē)等領(lǐng)域，其中動(dòng)力電池的電池包內(nèi)可以具有由多個(gè)單體電池相互串聯(lián)或并聯(lián)成電池模組以實(shí)現(xiàn)充放電的工作。其中，動(dòng)力電池在充放電過(guò)程中，通常通過(guò)bms(電池管理系統(tǒng))監(jiān)控電壓和電流的變化計(jì)算荷電態(tài)。如果電壓采樣出現(xiàn)問(wèn)題，就可能導(dǎo)致電池過(guò)充，特別是對(duì)于三元體系來(lái)說(shuō)，如過(guò)充達(dá)到一定程度更會(huì)出現(xiàn)電池燃燒爆炸的危險(xiǎn)。

現(xiàn)有的技術(shù)方案：對(duì)電池的電壓和電流的監(jiān)測(cè)，通過(guò)電流積分法和開(kāi)路電壓法計(jì)算電池電量，并以此控制電池的充放管理。但是也存在不足，例如電池電壓采樣或者電流采樣失效，或者軟件失效，導(dǎo)致電池長(zhǎng)時(shí)間充電得不到控制，特別是在充電樁充電的情況下，充電樁與電池管理器通訊失效時(shí)，過(guò)充無(wú)法控制，電池過(guò)充到一定程度，會(huì)引起電池鼓漲甚至爆炸起火。

因此，提供一種能夠自身能夠強(qiáng)制斷開(kāi)的電流中斷技術(shù)具有積極意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種單體電池，該單體電池結(jié)構(gòu)巧妙能夠在危險(xiǎn)時(shí)強(qiáng)制斷開(kāi)電路從而避免電池爆炸等危險(xiǎn)發(fā)生并且靈敏度高。

本發(fā)明的目的還在于提供一種使用該使用該單體電池的電池模組，使用該電池模組的動(dòng)力電池和使用該動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車(chē)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種單體電池，該單體電池包括外殼、容納在外殼內(nèi)的電芯、與該電芯電連接的電極端子以及封裝所述外殼的蓋板，所述電極端子設(shè)置在所述蓋板上，所述單體電池包括與所述電極端子電連接的電流中斷裝置，該電流中斷裝置與所述外殼的內(nèi)部氣體連通以能夠在氣壓作用下斷開(kāi)所述單體電池的輸入或輸出電流，其中，所述電流中斷裝置沿徑向延伸出所述蓋板。

可選地，所述電流中斷裝置具有導(dǎo)電件和與該導(dǎo)電件相連以相互電連接的翻轉(zhuǎn)件，并且所述翻轉(zhuǎn)件與所述導(dǎo)電件能夠在氣壓作用下斷開(kāi)電連接。

可選地，所述導(dǎo)電件上形成有刻痕，該刻痕圍繞用于連接所述翻轉(zhuǎn)件的連接點(diǎn)設(shè)置。

可選地，所述電極端子包括穿過(guò)所述蓋板并與所述電芯電連接的極柱，所述電流中斷裝置安裝在所述極柱上，其中所述導(dǎo)電件連接在所述極柱的外端端面上以相互電連接。

可選地，所述極柱與所述蓋板固定連接，并且所述極柱上形成有連通所述外殼內(nèi)部和所述電流中斷裝置的導(dǎo)氣孔道。

可選地，所述電流中斷裝置安裝在所述蓋板上，其中所述導(dǎo)電件具有與所述翻轉(zhuǎn)件相連的本體部和從該本體部延伸至所述電極端子并與該電極端子相連的連接部，所述本體部與所述外殼內(nèi)部氣體連通。

可選地，述翻轉(zhuǎn)件與所述導(dǎo)電件通過(guò)凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)相連，該凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)包括凸臺(tái)、容納該凸臺(tái)的連接孔以及位于該凸臺(tái)和連接孔之間的環(huán)形焊點(diǎn)。

可選地，所述翻轉(zhuǎn)件形成為第一片狀結(jié)構(gòu)，該第一片狀結(jié)構(gòu)形成有所述連接孔，所述導(dǎo)電件形成為第二片狀結(jié)構(gòu)，該第二片狀結(jié)構(gòu)上形成有所述凸臺(tái)。

可選地，所述刻痕為橢圓形，所述連接點(diǎn)為圓形連接點(diǎn)，并且所述刻痕 的圓心與所述連接點(diǎn)的圓心沿所述橢圓形的長(zhǎng)軸方向錯(cuò)開(kāi)。

可選地，所述翻轉(zhuǎn)件與所述電極端子同軸設(shè)置，所述導(dǎo)電件相對(duì)于所述電極端子的軸線傾斜設(shè)置。

可選地，所述翻轉(zhuǎn)件的外周緣和所述蓋板之間密封連接有陶瓷環(huán)。

本發(fā)明還提供一種電池模組，包括多個(gè)單體電池，其特征在于，至少一個(gè)單體電池為本發(fā)明提供的單體電池，其中在相鄰的所述單體電池之間，所述電流中斷裝置在高度方向和/或所述蓋板的延伸方向上與相鄰的電極端子相互錯(cuò)開(kāi)。

可選地，在相鄰的所述單體電池之間，所述電流中斷裝置在所述蓋板的延伸方向上與相鄰的電極端子相互錯(cuò)開(kāi)，并且所述電流中斷裝置與所述相鄰的電極端子之間通過(guò)l型連接件連接。

可選地，所述l型連接件具有覆蓋部和引出部，所述覆蓋部覆蓋連接在所述電流中斷裝置上，所述引出部延伸到所述相鄰的電極端子。

可選地，在相鄰的所述單體電池之間，所述電流中斷裝置在所述蓋板的延伸方向上與相鄰的電極端子相互錯(cuò)開(kāi)，所述電流中斷裝置包括覆蓋所述翻轉(zhuǎn)件的蓋帽，該蓋帽沿所述蓋板延伸到與所述相鄰的電極端子對(duì)齊，并且通過(guò)i型連接件與該相鄰的電極端子相連。

可選地，設(shè)置有所述電流中斷裝置的單體電池的數(shù)量不超過(guò)三個(gè)。

本發(fā)明還提供一種動(dòng)力電池，包括包體和設(shè)置在該包體內(nèi)的電池模組，其特征在于，所述電池模組為本發(fā)明提供的電池模組。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)汽車(chē)，該電動(dòng)汽車(chē)設(shè)置有本發(fā)明提供的動(dòng)力電池。

通過(guò)上述技術(shù)方案，在電池出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，電池內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體，因此隨著氣壓的升高，電流中斷裝置可以在氣壓作用下斷開(kāi)電池的充放電電路，繼而避免電池氣壓繼續(xù)增高而爆炸。并且由于受力面積大，靈敏度高。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中動(dòng)力電池的部分分解立體示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式中相鄰兩個(gè)單體電池的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是從圖2中的線a-a截取的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式中電流中斷裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明第一實(shí)施方式中翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件裝配狀態(tài)下的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明第一實(shí)施方式中導(dǎo)電件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明第一實(shí)施實(shí)施中極柱另一實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明第一實(shí)施方式中極柱另一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明第一實(shí)施方式中極柱與陶瓷環(huán)另一實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明第一實(shí)施方式中極柱與陶瓷環(huán)另一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明第一實(shí)施方式中相鄰兩個(gè)單體電池另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明第二實(shí)施方式中動(dòng)力電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本發(fā)明第二實(shí)施方式中單體電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是本發(fā)明第二實(shí)施方式中單體電池的分解立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是本發(fā)明第二實(shí)施方式中翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件的分解立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17是本發(fā)明第二實(shí)施方式中單體電池的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18是本發(fā)明第三實(shí)施方式中單體電池的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的控制系統(tǒng)的原理框圖；

圖20是本發(fā)明一種實(shí)施例的單體電池的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21是圖20中的單體電池組裝后的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22是本發(fā)明第四實(shí)施方式中單體電池的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23是本發(fā)明第四實(shí)施方式中電流中斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24是本發(fā)明第五實(shí)施方式中單體電池的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是以相應(yīng)附圖的圖面方向?yàn)榛鶞?zhǔn)定義的，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外。

如圖1至圖24所示，本發(fā)明提供了電流中斷裝置、單體電池、電池模組、動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)方案。其中電流中斷裝置設(shè)置在單體電池中，多個(gè)單體電池通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)成電池模組，并可以置入電池包內(nèi)而形成動(dòng)力電池。此外，除動(dòng)力電池領(lǐng)域外，本發(fā)明中提供的各種技術(shù)方案還可以廣泛應(yīng)用于其他的電池領(lǐng)域中。具體地，本發(fā)明通過(guò)第一至第五實(shí)施方式介紹所涉及單體電池100、1100、2100、3100、4100，其中涉及電流中斷裝置200、1200、3200、4200以及防爆閥2200，另外本發(fā)明還涉及一種具有動(dòng)力電池充放電保護(hù)系統(tǒng)。下面將結(jié)合附圖對(duì)各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

首先，如圖1至圖24所示，本發(fā)明各實(shí)施方式中均提供一種電池模組，包括多個(gè)單體電池100、1100、2100、3100、4100，其中，單體電池可以包括外殼、容納在外殼內(nèi)的電芯、與該電芯電連接的電極端子101、1101、2101、3101、4101以及封裝外殼的蓋板102、1102、2102、3102、4102，其中電極端子設(shè)置在蓋板上，以用于完成電流的輸入和輸出。其中，單體電池內(nèi)包括電流中斷裝置200、1200、3200、4200或者防爆閥2200，該電流中斷裝置或者防爆閥與電極端子電連接，因此通過(guò)電流中斷裝置的作用，可以控制電極端子的電流的輸入和輸出。即電流中斷裝置或者防爆閥在單體電池中常規(guī)狀態(tài)下為電芯導(dǎo)通的狀態(tài)，此時(shí)電極端子可以正常進(jìn)行電流的輸入和輸出，以完成單體電池的充放電工作，而在危險(xiǎn)狀態(tài)下，例如電池出現(xiàn)過(guò)充時(shí)，電流中斷裝置或者防爆閥可以中斷電極端子的電流輸入和電流輸出，從而避免電池出現(xiàn)過(guò)充等問(wèn)題。因此，作為重要的安全措施，電流中斷裝置的可靠性至關(guān)重要，即需要電流中斷裝置可以快速響應(yīng)。另外，在各實(shí)施方式中，其中電流中斷裝置或防爆閥還可以相對(duì)于蓋板固定，即電流中斷裝置或防爆閥可以直接固定在蓋板上，也可以固定在任意與蓋板相連或與蓋板相對(duì)固定的部件上，例如安裝在設(shè)置與蓋板上的電極端子上。

在本發(fā)明中，各實(shí)施方式中的電流中斷裝置或防爆閥均為感應(yīng)氣壓的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體地，電流中斷裝置與單體電池的外殼內(nèi)部氣體連通并能夠在氣壓下作用斷開(kāi)流經(jīng)的電流。具體地可以通過(guò)斷開(kāi)內(nèi)部的部件連接來(lái)中斷電流的傳遞，從而及時(shí)切斷電池的充放電。其中所利用的氣壓來(lái)源為：當(dāng)例如電池出現(xiàn)過(guò)充時(shí)等危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣體繼而使得外殼內(nèi)部的氣壓升高，或者當(dāng)電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)異常導(dǎo)致電池溫度升高而使得電池內(nèi)部氣壓升高，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流中斷裝置或防爆閥的氣壓動(dòng)力。

以如圖1至圖12的第一實(shí)施方式為例，該電流中斷裝置具有導(dǎo)電件201和與該導(dǎo)電件201相連以相互電連接的翻轉(zhuǎn)件202，并且翻轉(zhuǎn)件202與導(dǎo)電 件201能夠在氣壓作用下斷開(kāi)電連接，其中本發(fā)明中的不同實(shí)施方式中，斷開(kāi)電連接的方式可以不同，其中可以為導(dǎo)電件和翻轉(zhuǎn)件之間的連接點(diǎn)斷開(kāi)，例如將二者之間的焊點(diǎn)拉脫以實(shí)現(xiàn)電連接的斷開(kāi)，另外，也可以為二者中至少一個(gè)的本身斷開(kāi)，例如通過(guò)在相應(yīng)部件上加工出薄弱的刻痕來(lái)實(shí)現(xiàn)本身結(jié)構(gòu)的斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)電連接的斷開(kāi)。即，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中在氣壓作用下斷開(kāi)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)切斷電流的傳遞的目的。

這樣，以第一實(shí)施方式為例，當(dāng)例如電池出現(xiàn)過(guò)充時(shí)，電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣體繼而氣壓升高，此時(shí)在一定的氣壓作用下，翻轉(zhuǎn)件202通過(guò)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作而與導(dǎo)電件201斷開(kāi)電連接，從而中斷電極端子101和外界的電路，停止電池的充電，從而避免電池內(nèi)部的氣壓繼續(xù)升高，保證電池的安全。

在本實(shí)施方式中，電極端子101包括與電芯電連接的極柱104，例如通過(guò)內(nèi)引出件與電芯相連，其中極柱104從蓋板102中穿過(guò)以將電流從外殼中引出。其中，在本實(shí)施方式中，可以將電流中斷裝置200安裝在極柱104上。這樣可以直接通過(guò)極柱104感受電池內(nèi)部的氣壓，靈敏度高，另外可以避免另行將電流中斷裝置200與電極端子進(jìn)行連接，方便加工。

其中，由于在例如動(dòng)力電池的領(lǐng)域中，需要通過(guò)的電流較大，因此需要保證導(dǎo)電件201和翻轉(zhuǎn)件202的焊接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，避免大電流熔斷焊接結(jié)構(gòu)。這樣，在本實(shí)施方式中，如圖5和圖6所示，翻轉(zhuǎn)件202與導(dǎo)電件201通過(guò)凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)相連，該凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)包括凸臺(tái)203、容納該凸臺(tái)203的連接孔204以及位于該凸臺(tái)203和連接孔204之間的環(huán)形焊點(diǎn)217。即凸臺(tái)203和連接孔204中的一者位于翻轉(zhuǎn)件202上，另一種位于導(dǎo)電件201上。因此保證環(huán)形焊點(diǎn)217可以穩(wěn)定地將容納在連接孔204中的凸臺(tái)203焊接牢固，并且可以增加電流的流通面積保證大電流的通過(guò)。具體地，作為一種實(shí)施例，凸臺(tái)203可以形成在導(dǎo)電件201上，連接孔204可以形成在翻轉(zhuǎn)件202上，更具體地，翻轉(zhuǎn)件202形成為第一片狀結(jié)構(gòu)，該第一片狀結(jié)構(gòu)上形成有連接 孔204，導(dǎo)電件201形成為第二片狀結(jié)構(gòu)，該第二片狀結(jié)構(gòu)上形成有凸臺(tái)203。在其他實(shí)施方式中，二者可以互換位置。另外在一些方式中，還可以采用激光穿透焊等方式將翻轉(zhuǎn)件202和導(dǎo)電件201進(jìn)行焊接。

其中，在本實(shí)施方式中，翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件之間實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)電連接的方式可以由刻痕實(shí)現(xiàn)，即在相應(yīng)部分加工出強(qiáng)度小于其他區(qū)域的薄弱部，其中為了完成導(dǎo)電件和翻轉(zhuǎn)件的完全斷開(kāi)，刻痕通常為圍繞導(dǎo)電件和翻轉(zhuǎn)件的連接點(diǎn)，例如上述凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)的環(huán)形結(jié)構(gòu)。從而通過(guò)導(dǎo)電件或翻轉(zhuǎn)件本身的斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接的斷開(kāi)，其中刻痕可以形成在翻轉(zhuǎn)件上也可以形成在導(dǎo)電件上，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電件201上形成有刻痕205，該刻痕205圍繞用于連接翻轉(zhuǎn)件202的連接點(diǎn)，即在導(dǎo)電件201設(shè)置圍繞凸臺(tái)203的環(huán)形刻痕。這樣，當(dāng)電池的內(nèi)部氣壓上升時(shí)，受到的氣壓，可以促使刻痕205被拉斷，從而使得被刻痕205圍繞的導(dǎo)電件203部分會(huì)隨翻轉(zhuǎn)件202脫離導(dǎo)電件201，從而實(shí)現(xiàn)電流的斷開(kāi)。在其他實(shí)施方式中，刻痕也可以形成在翻轉(zhuǎn)件202上。

如圖7所示，為了便于拉斷刻痕205，優(yōu)選地，刻痕205可以為橢圓形。這樣在受到氣壓作用時(shí)，由于輪廓的曲率不同，曲率較大的區(qū)域更易集中應(yīng)力而受力較大，這樣能夠被首先撕開(kāi)，從而增加刻痕205被拉斷的靈敏度。進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中，凸臺(tái)203為圓形，并且橢圓形的刻痕205的圓心與凸臺(tái)203的圓心沿該橢圓形的長(zhǎng)軸方向錯(cuò)開(kāi)。這樣可以使得橢圓形長(zhǎng)軸兩端的區(qū)域受力不均，從而便于從局部點(diǎn)上拉斷刻痕205，進(jìn)而提升刻痕205的靈敏度。

另外，還可以設(shè)置導(dǎo)電件翻轉(zhuǎn)件202與電極端子101同軸設(shè)置，導(dǎo)電件203相對(duì)于電極端子101的軸線傾斜設(shè)置。這樣，可以使得較低位置的刻痕可以首先被拉斷，從而增加刻痕205被拉斷的靈敏度。進(jìn)一步地，當(dāng)刻痕205為橢圓形時(shí)，可以設(shè)計(jì)橢圓形的長(zhǎng)軸與導(dǎo)電件的軸線傾斜設(shè)置，當(dāng)導(dǎo)電件安裝在極柱104上時(shí)也與極柱的軸線傾斜。從而便于長(zhǎng)軸端部的曲率較大的區(qū) 域首先被撕裂，從而保證刻痕205在需要時(shí)能夠被正常拉斷，保證電流中斷裝置200的正常工作。

另外，為了進(jìn)一步保證刻痕205被拉斷，還可以如圖7所示中，設(shè)計(jì)在刻痕205上開(kāi)設(shè)有減弱孔206。從而使得刻痕205易于從該減弱孔206處被拉斷，其中的減弱孔206的尺寸以及個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。優(yōu)選地，減弱孔206為多個(gè)且沿刻痕205間隔設(shè)置。除減弱作用外，當(dāng)刻痕被設(shè)計(jì)在導(dǎo)電件201上時(shí)，該減弱孔206還可以作為導(dǎo)氣之用，使得從而電池內(nèi)部的氣體能夠通過(guò)該減弱孔206將氣壓作用在翻轉(zhuǎn)件202上。

其中，當(dāng)電流中斷裝置200安裝在極柱104上時(shí)，導(dǎo)電件201連接在極柱104的外端端面上，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣相對(duì)于蓋板102固定。這樣，在氣壓作用下，以翻轉(zhuǎn)件202的外周緣作為支撐點(diǎn)，形成在導(dǎo)電件201上的刻痕205能夠被拉斷。另外，為了使得翻轉(zhuǎn)件202能夠受到氣壓作用，可以將翻轉(zhuǎn)件的外周緣密封，例如采用焊接方式密封連接在蓋板上，以使得內(nèi)部氣壓可以對(duì)翻轉(zhuǎn)件施力而拉斷刻痕205。其中此處以及類似描述中外端、內(nèi)端是沿極柱的軸向方向相對(duì)于外殼而定義的，而相對(duì)于環(huán)狀件的“內(nèi)、外”，如外周緣則是沿徑向方向相對(duì)于該環(huán)狀件的中心而定義的。

為了保證導(dǎo)電件201與極柱104的固定的情況下，其上的刻痕205還能夠被拉斷，優(yōu)選地，該極柱104的外端端面上形成有容納孔218，導(dǎo)電件201的外周緣固定在該容納孔的內(nèi)壁上。這樣，導(dǎo)電件201可以通過(guò)環(huán)形外周進(jìn)行穩(wěn)定固定，而刻痕205內(nèi)部的區(qū)域未與極柱104發(fā)生連接從而能夠在外力，例如翻轉(zhuǎn)件202的拉力、或者氣體直接的壓力作用下被拉斷。

在本發(fā)明中，電流中斷裝置200與電池內(nèi)部氣體連通的方式有多種，在本實(shí)施方式中，極柱104上形成有連通外殼內(nèi)部和電流中斷裝置200的導(dǎo)氣孔道。從而，直接通過(guò)極柱104的內(nèi)部結(jié)構(gòu)向電流中斷裝置施加氣壓。使得結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。

其中，上述的導(dǎo)氣孔道在本實(shí)施方式中包括兩種導(dǎo)氣孔103，其中第一種導(dǎo)氣孔103用于連通上述的容納孔218和外殼內(nèi)部，即直接向?qū)щ娂?01施壓而沖斷刻痕205。即，導(dǎo)氣孔道包括用于連通上述的容納孔218和外殼內(nèi)部的導(dǎo)氣孔103。第二種導(dǎo)氣孔103用于連通翻轉(zhuǎn)件202和外殼內(nèi)部，從而向翻轉(zhuǎn)件施壓而拉斷刻痕205。其中為了使得翻轉(zhuǎn)件202受力效率提升，該導(dǎo)氣孔103可以為圍繞容納孔的多個(gè)。因此，在兩種導(dǎo)氣孔103的共同作用下，可以增加電流中斷裝置的靈敏度。

其中具體地，如圖2和圖8所示，極柱104與蓋板102固定連接，以使得電極端子結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。其中，極柱104的外端周緣具有徑向凸臺(tái)105，該徑向凸臺(tái)105固定連接于蓋板102，可以在其上加工出第二種導(dǎo)氣孔103，使得氣體流動(dòng)到翻轉(zhuǎn)件202。此外，在本實(shí)施方式中，第一種導(dǎo)氣孔103沿周向形成于極柱104內(nèi)。即，位于徑向凸臺(tái)105上的導(dǎo)氣孔103是為對(duì)翻轉(zhuǎn)件202施壓，而容納孔218下方的導(dǎo)氣孔103則可以直接對(duì)導(dǎo)電件201施壓。如圖9所示，在本發(fā)明實(shí)施例中的極柱104的徑向凸臺(tái)105和本體上均形成有導(dǎo)氣孔103，其中本體上的第一種導(dǎo)氣孔103與端面上的容納孔218連通，并且個(gè)數(shù)為四個(gè)且沿周向等間隔設(shè)置。在其他實(shí)施例中，第一種導(dǎo)氣孔103的個(gè)數(shù)還可以為其他數(shù)量，本發(fā)明對(duì)此不做限制。

如圖2、圖3、圖8和圖10所示，為了避免蓋板帶電，優(yōu)選地，極柱104在于蓋板固定連接的同時(shí)需要與蓋板絕緣，因此，極柱104固定連接在密封連接于蓋板102的陶瓷環(huán)207上，例如通過(guò)陶瓷釬焊進(jìn)行連接。這樣，相比塑料、橡膠等實(shí)現(xiàn)的絕緣，可靠性和耐候性更強(qiáng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)電流中斷裝置的穩(wěn)固密封連接，還能夠?qū)崿F(xiàn)二者的絕緣。具體地，極柱104的外端周緣具有徑向凸臺(tái)105，陶瓷環(huán)207的內(nèi)緣具有支撐連接該徑向凸臺(tái)105的徑向支撐208，其中徑向凸臺(tái)105可以嵌入陶瓷環(huán)207中并與徑向支撐208相連，即，徑向支撐208的厚度較薄以形成用于極柱104嵌入的臺(tái)階型容納空間。

如圖11所示，在本實(shí)施方式的另一實(shí)施例中，不同于上述通過(guò)在極柱上開(kāi)設(shè)導(dǎo)氣孔103的通氣方式，徑向凸臺(tái)105和徑向支撐208分別為沿周向間隔設(shè)置的多個(gè)，即徑向凸臺(tái)105為多個(gè)且沿周向間隔設(shè)置，徑向支撐208也為多個(gè)且沿周向間隔設(shè)置，并且多個(gè)徑向凸臺(tái)和多個(gè)徑向支撐一一對(duì)應(yīng)。這樣，可以通過(guò)相鄰徑向凸臺(tái)105之間和徑向支撐208之間的間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)通氣，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單巧妙，加工方便，無(wú)需在極柱104上額外開(kāi)設(shè)導(dǎo)氣孔道，從而不會(huì)影響極柱104裝配導(dǎo)電件201的區(qū)域，可以將導(dǎo)電件201的尺寸最大化，從而增加刻痕尺寸而保證拉斷的靈敏度。在該實(shí)施例中，徑向凸臺(tái)104為等間距布置的三個(gè)，以兼顧連接穩(wěn)定性和透氣性。在其他實(shí)施例中，徑向凸臺(tái)的個(gè)數(shù)還可以為其他數(shù)量，例如四個(gè)或更多。

其中在這兩種實(shí)施例中，陶瓷環(huán)207的外端面均形成為具有內(nèi)圈和外圈的階梯結(jié)構(gòu)，極柱104嵌入連接在內(nèi)圈上。其中不同的是，整體式徑向凸臺(tái)105的實(shí)施例中，內(nèi)圈形成為整體的環(huán)狀徑向支撐，而在分體式徑向凸臺(tái)的實(shí)施例中，內(nèi)圈則形成上述的多個(gè)間隔設(shè)置的徑向支撐208，從而使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，連接更加穩(wěn)固。

在本實(shí)施方式中，為了與外界建立電流流動(dòng)路徑，優(yōu)選地，陶瓷環(huán)207的外端面上密封連接有導(dǎo)電環(huán)216，具體地連接在外圈上，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣固定連接在該導(dǎo)電環(huán)216上，即翻轉(zhuǎn)件202通過(guò)導(dǎo)電環(huán)連接在陶瓷環(huán)207上，導(dǎo)電環(huán)可以將翻轉(zhuǎn)件與外界建立電流回路。其中為了避免拉斷刻痕后導(dǎo)電環(huán)仍然與極柱電連接，而失去電流中斷的作用。優(yōu)選地，導(dǎo)電環(huán)216密封連接在陶瓷環(huán)的外圈上以與極柱絕緣，即極柱104和導(dǎo)電環(huán)216通過(guò)陶瓷環(huán)絕緣。另外，導(dǎo)電環(huán)216密封連接在陶瓷環(huán)上可以使得翻轉(zhuǎn)件的外周緣得到密封，從而使得外殼內(nèi)部氣壓能夠作用于翻轉(zhuǎn)件上而不會(huì)漏氣。

其中，為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電環(huán)和翻轉(zhuǎn)件的穩(wěn)定連接，導(dǎo)電環(huán)216的外端面形成有l(wèi)型止口，其內(nèi)端面用于連接陶瓷環(huán)的外圈。翻轉(zhuǎn)件202的外周緣嵌入支 撐在該l型止口中，并且該外周緣通過(guò)罩設(shè)該翻轉(zhuǎn)件202的蓋帽210密封連接在該l型止口上。從而在實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)件202的穩(wěn)定的密封裝配的同時(shí)，對(duì)電流中斷裝置200可以起到保護(hù)作用。另外，導(dǎo)電環(huán)216可以通過(guò)與蓋帽相連或者直接相連的電極引出片與外界建立電流回路，例如與相鄰的單體電池100之間，或者相鄰電池模組之間均可以通過(guò)電極引出片相連。

為了方便密封連接陶瓷環(huán)207與蓋板102，優(yōu)選地，陶瓷環(huán)207的內(nèi)端面上密封連接有過(guò)渡環(huán)209，該過(guò)渡環(huán)209可以與陶瓷環(huán)207通過(guò)陶瓷釬焊相連，并且該過(guò)渡環(huán)209密封連接在蓋板102上。其中過(guò)渡環(huán)209還可以使得陶瓷環(huán)207與蓋板102間隔設(shè)置。由于陶瓷環(huán)207不與蓋板102直接裝配，避免了蓋板102在于陶瓷環(huán)進(jìn)行釬焊時(shí)的高溫，另外不會(huì)對(duì)陶瓷環(huán)207的面積由于需要與蓋板102直接裝配而造成限制，并且不需對(duì)陶瓷環(huán)207進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，制造和裝配方便。

其中，如圖8所示，優(yōu)選地，過(guò)渡環(huán)209具有形成z型結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈和外圈，蓋板102形成有供極柱104穿過(guò)的通孔，該通孔的端面為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，過(guò)渡環(huán)的內(nèi)圈嵌入支撐在臺(tái)階結(jié)構(gòu)中。即在圖8中，內(nèi)圈的位于下方且嵌入通孔中，從而增加二者的接觸面積保證連接穩(wěn)定。

因此，在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)電流中斷裝置的工作，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣需要被密封，具體地翻轉(zhuǎn)件的外周緣和蓋板之間密封連接有陶瓷環(huán)207，從而通過(guò)陶瓷結(jié)構(gòu)的密封實(shí)現(xiàn)電流中斷裝置的穩(wěn)定和可靠的工作。在這種陶瓷密封結(jié)構(gòu)中，具體地通過(guò)蓋板與過(guò)渡環(huán)、過(guò)渡環(huán)與陶瓷環(huán)、陶瓷環(huán)與導(dǎo)電環(huán)以及導(dǎo)電環(huán)與翻轉(zhuǎn)件之間的各自密封，使得外殼內(nèi)部的氣壓能夠有效作用于電流中斷裝置，從而使得電流中斷裝置工作可靠。在進(jìn)行裝配時(shí)，為了保證電流中斷裝置的密封性，陶瓷環(huán)207分別與導(dǎo)電環(huán)216、極柱104和過(guò)渡環(huán)209之間通過(guò)陶瓷釬焊密封連接。即可以首先將這四者構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的裝配體，然后在通過(guò)將過(guò)渡環(huán)209通激光焊裝配到蓋板102上，裝配方 便而不需直接將陶瓷焊釬焊的蓋板上。另外，導(dǎo)電件201和極柱104可以采用激光焊相連，翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件可以采用激光穿透焊或上述的凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)等焊接方式相連，蓋帽210可以與導(dǎo)電環(huán)通過(guò)激光焊相連。此外，極柱104可以與電芯的引出片激光焊接在一起，從而完成整體電流中斷裝置的組裝和工作。

上述主要介紹了第一實(shí)施方式中的電流中斷裝置的結(jié)構(gòu)，下面將介紹第一實(shí)施方式中的電流中斷裝置的布置方式。

為了保證上述氣壓驅(qū)動(dòng)型的電流中斷裝置的正常及時(shí)的工作，可以將電流中斷裝置的尺寸設(shè)計(jì)的較大，這樣而在氣壓不可變的情況下，通過(guò)增加受力面積來(lái)增加拉斷力。例如設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)件的面積較大來(lái)提升翻轉(zhuǎn)件的拉斷力。在本實(shí)施方式中，如圖1所示，設(shè)計(jì)電流中斷裝置200沿徑向延伸出蓋板102，從而增加尺寸。此時(shí)在電池模組中，單體電池100為多個(gè)，在相鄰單體電池100之間，為了避免延伸出的電流中斷裝置100妨礙相鄰單體電池100上的電極端子，優(yōu)選地，電流中斷裝置200在高度方向和/或蓋板的延伸方向上與相鄰的電極端子相互錯(cuò)開(kāi)。這樣可以充分利用蓋板102不設(shè)置電極端子101的區(qū)域，使得凸出的電流中斷裝置不會(huì)干涉到相鄰蓋板上的結(jié)構(gòu)，充分節(jié)約電池包內(nèi)的空間，提高包體內(nèi)的能量密度。其中需要說(shuō)明的是，本發(fā)明此處和下述中的在相鄰單體電池之間，電流中斷裝置與相鄰的電極端子，或者電極端子與相鄰的電極端子的含義均是指不同單體電池之間相鄰特征的連接，而不是在同一單體電池上相鄰特征的連接。

在本實(shí)施方式中，電流中斷裝置200與相鄰的電極端子101在蓋板延伸方向上相互錯(cuò)開(kāi)。在其他實(shí)施方式中，二者還可以在高度方向上相互錯(cuò)開(kāi)。

作為一種實(shí)施例，如圖1所示，在相鄰的單體電池100之間，電流中斷裝置200與相鄰電極端子之間通過(guò)l型連接件214連接，該l型連接件214具有覆蓋部211和引出部212，覆蓋部211覆蓋連接在電流中斷裝置200上， 引出部212延伸到相鄰的電極端子以與之相鄰。其中，如圖1所述的l型的拐折結(jié)構(gòu)可以首先延伸到與相鄰的電極端子在蓋板的延伸方向上對(duì)齊然后再延伸到該電極端子，在其他實(shí)施方式中，l型連接件也可以首先延伸到相鄰蓋板上，然后在延伸到電極端子，從而實(shí)現(xiàn)二者的電連接。

作為另一種實(shí)施例，如圖2所示，在相鄰的單體電池100之間，電流中斷裝置200包括覆蓋翻轉(zhuǎn)件202的蓋帽210，該蓋帽210沿蓋板102延伸到與相鄰的電極端子對(duì)齊，即具有直線布置的覆蓋部211和引出部212，并且通過(guò)直線型的i型連接件215與相鄰的電極端子相連。該i型連接件215還可以用于連接其他單體電池100之間不設(shè)置電流中斷裝置200的電極端子101，這樣，通過(guò)這種形狀的蓋帽210，可以使得整體電池模組內(nèi)基本只需使用這一種連接件即可。

不同于圖2所示的上述實(shí)施方式，如圖12所示，還可以通過(guò)增加單體電池100的方式來(lái)適配較大的電流中斷裝置。具體地，在相鄰單體電池100之間，設(shè)置有電流中斷裝置200的單體電池100的寬度大于不設(shè)置電流中斷裝置200的單體電池的寬度，并且電流中斷裝置200接近蓋板102的寬度邊緣延伸，從而同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流中斷裝置200的適配。

另外由于相應(yīng)的單體電池的寬度較大，可以使得電流中斷裝置不凸出與蓋板，因此可以使得相鄰的電極端子相互對(duì)齊。這樣同樣可以避免延伸出蓋板102的電流中斷裝置200對(duì)相連蓋板102上的焊接結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)造成影響。并且優(yōu)選地，可以使得電流中斷裝置和相鄰的電極端子通過(guò)直線型的i型連接件215相連。

另外在使用時(shí)，雖然加大了單體電池100的寬度，但是并沒(méi)有增加電芯容量，即，設(shè)置有電流中斷裝置200的單體電池100中的電芯容量與不設(shè)置電流中斷裝置的單體電池100中的電芯容量相同，從而避免在同一模組下存在不同容量的單體電池，而避免對(duì)bms的影響。其中，由于電芯容量相同， 外殼內(nèi)部的超出的尺寸可以采用隔板進(jìn)行填充，即，電芯周?chē)畛溆懈舭濉Ｒ允沟秒娦镜难b配結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。其中綜合考慮電池模組的尺寸和單體的尺寸，電芯和隔板的體積之比可以為1：1-2：1，其中，隔板可以由耐電解液的材質(zhì)制成。

另外，從電流中斷效果和成本以及裝配上來(lái)考慮，在同一模組的多個(gè)單體電池100中，設(shè)置電流中斷裝置200的單體電池的數(shù)量不超過(guò)三個(gè)即可；優(yōu)選地，設(shè)置電流中斷裝置200的單體電池的數(shù)量為3個(gè)；優(yōu)選地，設(shè)置電流中斷裝置200的單體電池為位于電池模組的端部和中央部位的單體電池；其中，若電池模組包括n個(gè)依次排列的單體電池，則池模組的端部的單體電池為電池模組的第1個(gè)單體電池和電池模組的第n個(gè)單體電池；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，所述電池模組的中央部位的單體電池為電池模組的第n+1/2個(gè)單體電池；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，所述電池模組的中央部位的單體電池為電池模組的第n/2個(gè)單體電池或第n+2/2個(gè)單體電池，其中n≥3。

上述介紹了本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的電流中斷裝置、單體電池、電池模組，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思下，第一實(shí)施方式中的特征例如，凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)、橢圓形刻痕、陶瓷環(huán)等均可以應(yīng)用與下述的其他實(shí)施方式中，下面結(jié)合圖13至圖17介紹本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的動(dòng)力電池。

如圖13和圖14所示，本發(fā)明的第二實(shí)施方式提供一種單體電池1100，該單體電池1100包括外殼、容納在外殼內(nèi)的電芯、與該電芯電連接的電極端子1101以及封裝外殼的蓋板1102，所述電極端子1101設(shè)置在蓋板1102上以用于電流的輸入和輸出。其中該單體單純1100還包括與外殼的內(nèi)部氣體連通的電流中斷裝置1200，與第一實(shí)施方式中安裝在電極端子上的方式不同的是，電流中斷裝置1200設(shè)置在蓋板上并與外殼的內(nèi)部氣體連通，其中該電流中斷裝置1200具有導(dǎo)電件1201和與該導(dǎo)電件1201相連以相互電連接的翻轉(zhuǎn)件1202，翻轉(zhuǎn)件1202與導(dǎo)電件1201能夠在氣壓作用下斷開(kāi)電連接。 即，該電流中斷裝置1200的工作原理與第一實(shí)施方式中的電流中斷裝置基本相同，均是通過(guò)感受單體電池內(nèi)的氣壓實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)件的翻轉(zhuǎn)而斷開(kāi)電路。

其中，由于不設(shè)置在電極端子上，導(dǎo)電件1201具有與翻轉(zhuǎn)件1202相連的本體部1299和從該本體部1299延伸至電極端子1101并與該電極端子1101相連的連接部1298，因此通過(guò)第二實(shí)施方式中，將電流中斷裝置1200設(shè)置在蓋板上，這樣可以避免加高電極端子1101的高度，從而通過(guò)利用蓋板的長(zhǎng)度空間而增加電池容量密度。

如圖15至圖17所示，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電件1201的本體部1299與外殼的內(nèi)部氣體連通并且形成有刻痕1205，該刻痕1205圍繞用于連接翻轉(zhuǎn)件1202的連接點(diǎn)設(shè)置。從而能夠在內(nèi)部氣壓作用下拉斷該刻痕，從而斷開(kāi)翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件之間的電連接。進(jìn)一步地，刻痕1205上設(shè)置有通氣孔1206。這樣，不僅可以通過(guò)通氣孔1206使得氣壓能夠作用到翻轉(zhuǎn)件1202上，而通過(guò)翻轉(zhuǎn)件對(duì)刻痕實(shí)際拉力，而且可以方便在該通氣孔1206的位置拉斷殼體1205，起到提升翻轉(zhuǎn)件1202的靈敏度的作用，此時(shí)刻痕也可以設(shè)置在翻轉(zhuǎn)件上。其中通氣孔1206可以為多個(gè)且沿刻痕1205間隔設(shè)置。此外對(duì)于刻痕和通氣孔等特征，第一實(shí)施方式中的特征均可以應(yīng)用到本實(shí)施方式中。在其他實(shí)施方式中，導(dǎo)電件的本體部和翻轉(zhuǎn)件上可以分別設(shè)置有刻痕。這樣，當(dāng)外殼內(nèi)部的氣壓不斷上升時(shí)，除拉斷導(dǎo)電件上的刻痕來(lái)中斷電流之外，還可以繼續(xù)拉斷翻轉(zhuǎn)件上的刻痕，此時(shí)電池內(nèi)部的氣體能夠充翻轉(zhuǎn)件處向外泄出，而避免單體電池的外殼內(nèi)的氣壓繼續(xù)增大而保證。另外，還可以讓電池包體內(nèi)的氣敏傳感器感應(yīng)報(bào)警或切斷電路。這一部分將在后續(xù)中詳細(xì)介紹。

具體地，本體部上的刻痕1205能夠在外殼內(nèi)的第一氣壓作用下拉斷，翻轉(zhuǎn)件上的刻痕夠在外殼內(nèi)的第二氣壓的作用下拉斷，并且第二氣壓大于第一氣壓。即第一刻痕的強(qiáng)度小于第二刻痕，以能夠被較小的第一氣壓拉斷。只有當(dāng)氣壓繼續(xù)升高時(shí)才繼續(xù)拉斷第二刻痕而泄壓。

在本實(shí)施方式中，為了保證翻轉(zhuǎn)件1202能夠接收內(nèi)部的氣壓施力，翻轉(zhuǎn)件1202的外周緣與導(dǎo)電件1201密封連接，以防止氣體從翻轉(zhuǎn)件外周緣泄壓。具體地，蓋板1102上開(kāi)設(shè)有與外殼內(nèi)部氣體連通的通氣孔，并且蓋板上密封連接有圍繞通氣孔的第一陶瓷環(huán)1207，本體部1299密封連接在該第一陶瓷環(huán)1207上，從而使得內(nèi)部氣壓能夠作用在本體部1299上而不外泄。另外為了穩(wěn)定裝配翻轉(zhuǎn)件1202，翻轉(zhuǎn)件1202的外周緣密封連接在第二陶瓷環(huán)1296上，并且該第二陶瓷環(huán)密封連接在導(dǎo)電件1201上。因此通過(guò)第二陶瓷環(huán)的絕緣特性，既能夠穩(wěn)定地支撐該翻轉(zhuǎn)件1202的外周緣還能夠使得導(dǎo)電件和翻轉(zhuǎn)件1202的外周緣通過(guò)第二陶瓷環(huán)1296絕緣，這樣在翻轉(zhuǎn)件1202和導(dǎo)電件1201通過(guò)刻痕1205拉斷后能夠保持?jǐn)嚅_(kāi)電流連接，從而起到電流中斷的作用。

具體地，作為一種實(shí)施例，如圖17所示，導(dǎo)電件1201的本體部1299上形成有圍繞刻痕1205的環(huán)狀凸臺(tái)1297，這樣，通過(guò)該環(huán)狀凸臺(tái)1297的結(jié)構(gòu)，其徑向的內(nèi)側(cè)可以用于形成刻痕1205等特征，并且可以使得該環(huán)狀凸臺(tái)1297的背面凹入部密封容納有第一陶瓷環(huán)1207，另外，環(huán)狀凸臺(tái)1297的外側(cè)可以用于密封支撐有第二陶瓷環(huán)1296。這樣，本發(fā)明第二實(shí)施方式中通過(guò)圖16所述的導(dǎo)電件的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，能夠使得電流中斷裝置1200的更便利的安裝。

另外，第一陶瓷環(huán)1207通過(guò)過(guò)渡環(huán)1209密封連接在蓋板1102上，如圖17所示，該過(guò)渡環(huán)1209具有嵌入通氣孔內(nèi)壁的連接主體以及用于連接第一陶瓷環(huán)1207的法蘭環(huán)。該法蘭環(huán)從連接主體沿徑向凸出并與蓋板貼合。從而保證電流中斷裝置200的穩(wěn)定安裝，而不需第一陶瓷環(huán)1207直接與蓋板1102連接。

在本實(shí)施方式中，為了方便連接，優(yōu)選地，電極端子1101包括穿過(guò)蓋板1102并與電芯電連接的極柱1104，導(dǎo)電件1201的連接部1298形成有插 槽1295，極柱1104穿入該插槽1295內(nèi)并相互焊接，從而實(shí)現(xiàn)二者的穩(wěn)定連接。另外，電流中斷裝置1200包括覆蓋在翻轉(zhuǎn)件1202上且與該翻轉(zhuǎn)件1202電連接的連接件1210，該連接件1210具有覆蓋翻轉(zhuǎn)件1202的覆蓋部1294和從該覆蓋部1294延伸出的引出部1293。其中該連接件1210可以形成為與第一實(shí)施方式中的l型連接件214相同的結(jié)構(gòu)，即覆蓋部和引出部形成為l型拐折結(jié)構(gòu)。從而便于將電流從電流中斷裝置1200中引出到相鄰電極端子或模組外。

其中在至少一個(gè)單體電池為上述單體電池1100的電池模組中，電流中斷裝置沿徑向延伸出所述蓋板，從而增加受力面積而增加拉斷力。在相鄰單體電池之間，電流中斷裝置與相鄰的電極端子在蓋板1102延伸方向上相互錯(cuò)開(kāi)，從而避免干擾相鄰的蓋板上的結(jié)構(gòu)。另外與第一實(shí)施方式相同的是，設(shè)置有電流中斷裝置1200的單體電池1100的數(shù)量不超過(guò)三個(gè)。

上述介紹了本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的動(dòng)力電池，其中主要描述了與第一實(shí)施方式不同的特征，在不矛盾的情況下兩個(gè)實(shí)施方式的特征可以相互替換、結(jié)合，對(duì)此本發(fā)明對(duì)此不做過(guò)多贅述。

下面結(jié)合圖18介紹本發(fā)明第三實(shí)施方式提供的單體電池2100，該包括外殼、容納在該外殼內(nèi)的電芯、與該電芯電連接的電極端子2101以及封裝外殼的蓋板2102，電極端子2101設(shè)置在蓋板2102上，其中單體電池包括與電芯電連接的第一電極引出件2298，以及與電極端子2101電連接的第二電極引出件2297，蓋板2102上還設(shè)置有與外殼的內(nèi)部氣體連通的防爆閥2200，該防爆閥2200具有連接第一電極引出件2298和第二電極引出件2297的翻轉(zhuǎn)件2202，即，兩個(gè)電極引出件通過(guò)該翻轉(zhuǎn)件2202相連。

其中，第一電極引出件2298和/或第二電極引出件2297上形成有第一刻痕2205，該第一刻痕2205能夠在外殼內(nèi)的氣壓作用下斷開(kāi)以中斷第一電極引出件2298和/或第二電極引出件2297上的電流，即該第一刻痕的作用在 于使得設(shè)置其的電極引出件斷開(kāi)從而中斷電流的傳遞，因此兩個(gè)電極引出件中的至少一個(gè)設(shè)置有第一刻痕即可實(shí)現(xiàn)電芯和電極端子的電連接的斷開(kāi)，繼而使得單體電池與外界的電流傳遞斷開(kāi)。另外，翻轉(zhuǎn)件2202上還設(shè)置有第二刻痕2299，該第二刻痕2299能夠在外殼內(nèi)的氣壓作用下斷開(kāi)以使得外殼內(nèi)的氣體經(jīng)由翻轉(zhuǎn)件2202向外泄出，即第二刻痕的作用在于通氣，在斷開(kāi)后可以使得內(nèi)部氣體外泄，從而避免電池內(nèi)部氣壓繼續(xù)升高導(dǎo)致爆炸，以起到防爆作用。

具體地，第一刻痕能夠在外殼內(nèi)的第一氣壓作用下拉斷，第二刻痕能夠在外殼內(nèi)的第二氣壓的作用下拉斷，并且第二氣壓大于第一氣壓。即第一刻痕2205的強(qiáng)度小于第二刻痕2205的刻痕，以能夠被較小的第一氣壓拉斷。只有當(dāng)氣壓繼續(xù)升高時(shí)才繼續(xù)拉斷第二刻痕2205而泄壓。

如圖18所示，在本實(shí)施方式中，兩個(gè)電極引出件可以為長(zhǎng)片結(jié)構(gòu)，這樣為了能夠斷開(kāi)電流，第一刻痕225沿該長(zhǎng)片結(jié)構(gòu)的寬度方向從一側(cè)邊緣延伸到另一側(cè)邊緣，這樣可以使得長(zhǎng)片結(jié)構(gòu)可以更及時(shí)地沿第一刻痕斷裂。其中翻轉(zhuǎn)件2202可以形成有環(huán)狀外壁，兩個(gè)電極引出件可以固定連接在環(huán)狀外側(cè)壁上，以實(shí)現(xiàn)電流傳遞。具體地，在本發(fā)明中，該翻轉(zhuǎn)件的環(huán)狀外壁可以通過(guò)例如凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)中的凸臺(tái)形成，此外翻轉(zhuǎn)件還形成有錐環(huán)結(jié)構(gòu)，該錐環(huán)從凸臺(tái)向外傾斜延伸到翻轉(zhuǎn)件的外周緣，以形成呈碗狀的翻轉(zhuǎn)件。另外，第二刻痕可以環(huán)繞翻轉(zhuǎn)件的周向形成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以在氣壓作用下徹底斷開(kāi)，增加氣體泄壓效率。具體地第二刻痕可形成在錐環(huán)結(jié)構(gòu)上。為了使得翻轉(zhuǎn)件可以有效受氣壓作用而拉斷第一刻痕和第二刻痕，翻轉(zhuǎn)件2202的外周緣與所述蓋板相對(duì)固定的絕緣密封，這樣一方面可以避免氣體在沒(méi)有拉斷第一刻痕和第二刻痕的情況下就外泄而使得兩個(gè)刻痕失去作用。另一方面，通過(guò)絕緣連接可以避免蓋板帶電。

在本實(shí)施方式中，電極端子2101包括穿過(guò)蓋板的極柱，該極柱通過(guò)第 二陶瓷環(huán)與蓋板的外側(cè)絕緣相連，以便于與外界建立電流回路。即相鄰的單體電池之間是通過(guò)電極端子的相互連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中通過(guò)陶瓷環(huán)可以避免蓋板帶電。另外，翻轉(zhuǎn)件2202的外周緣與蓋板之間密封連接有第一陶瓷環(huán)2207，同樣起到密封和絕緣的作用。

另外，為了便于連接翻轉(zhuǎn)件2202，蓋板2102上固定連接有第一過(guò)渡片2295，翻轉(zhuǎn)件2202的外周固定連接有第二過(guò)渡片2296，第一過(guò)渡片和第二過(guò)渡片可以為鋁片。第一過(guò)渡片2295與第二過(guò)渡片2296與第一陶瓷環(huán)2207同軸地釬焊相連。這樣，在進(jìn)行裝配時(shí)，可以首先將兩個(gè)過(guò)渡片通過(guò)釬焊方式焊接到陶瓷環(huán)上，然后在將兩個(gè)固定片與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，這樣可以避免陶瓷環(huán)與蓋板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行之間釬焊而產(chǎn)生的高溫等，從而裝配方便并通過(guò)第一陶瓷環(huán)2207實(shí)現(xiàn)密封、穩(wěn)固和絕緣的密封，并且可以防止蓋板2102帶電。

具體地第一過(guò)渡片2295和第二過(guò)渡片2296可以分別為環(huán)狀結(jié)構(gòu)以適應(yīng)陶瓷環(huán)的兩個(gè)環(huán)狀端面。另外，優(yōu)選地，蓋板2102形成有環(huán)狀凸臺(tái)，第一過(guò)渡片2205支撐在該環(huán)狀凸臺(tái)上，陶瓷環(huán)緊貼該環(huán)狀凸臺(tái)的內(nèi)壁朝向第二過(guò)渡片2296延伸，從而通過(guò)將陶瓷環(huán)穩(wěn)定地連接在蓋板2102內(nèi)。

另外，防爆閥還包括可由氣壓沖破的保護(hù)膜2099，該保護(hù)膜密封覆蓋在翻轉(zhuǎn)件2202上方，具體地為連接在遠(yuǎn)離翻轉(zhuǎn)件的第一過(guò)渡片2295上。這樣正常情況下保護(hù)膜2099可以起到對(duì)防爆閥2200內(nèi)部的防護(hù)作用，而在需要防爆時(shí)，可以由一定的氣壓沖破，例如第二氣壓，從而避免影響防爆閥的防爆效果。

另外，本發(fā)明中為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)刻痕的先后被拉斷，第一刻痕的殘余厚度和第二刻痕的殘余厚度之比為1:3-1:1.2。更進(jìn)一步地為1:2-1:1.3。

上述介紹了本發(fā)明第三實(shí)施方式提供的單體電池。下面結(jié)合圖22介紹本發(fā)明提供的第四實(shí)施方式。

本發(fā)明的第四實(shí)施方式提供了一種單體電池3100和使用該單體電池的電池模組。該單體電池3100包括外殼、容納在該外殼內(nèi)的電芯、封裝外殼的蓋板3102、以及設(shè)置在蓋板3102上的電極端子3101，其中，單體電池3100還包括與電芯電連接的內(nèi)引出件3299以及連接在內(nèi)引出件3299和電極端子3101之間的電流中斷裝置3200，其中，不同于第一實(shí)施方式中安裝在極柱上外端的方式，本實(shí)施方式中的電流中斷裝置3200位于蓋板3102內(nèi)側(cè)并且與外殼的內(nèi)部氣體連通以能夠在氣壓作用下斷開(kāi)流經(jīng)的電流，其中，電極端子3101上連接有從外周緣沿徑向向外延伸的轉(zhuǎn)接件3298，以通過(guò)該轉(zhuǎn)接件3298連接電流中斷裝置的外周緣。

這樣，由于具有從電極端子的外周緣向外徑向延伸的轉(zhuǎn)接件3298，使得與轉(zhuǎn)接件3298徑向外側(cè)相連的電流中斷裝置，相比直接與電極端子相連的方式，其面積能夠設(shè)計(jì)的更大，從而增加內(nèi)部氣壓對(duì)電極中斷裝置的施力面積，從而在氣壓不變的情況下能夠提升電極中斷裝置的受力，而提升電流中斷裝置3200的靈敏度，及時(shí)完成電流的切斷。其中尤其是在本發(fā)明的電池應(yīng)用在動(dòng)力電池等大電池領(lǐng)域中，由于往往需要傳遞大電流，因此增加轉(zhuǎn)接件并且加大電流中斷裝置的尺寸都有利用大電流的傳遞。

在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)接件3298形成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)周緣與電極端子的外周緣相連，外周緣與電流中斷裝置的外周緣相連，從而起到增加電流中斷裝置面積的作用，在其他實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)接件3298還可以為沿徑向延伸且沿周向間隔設(shè)置的多個(gè)連接柱的結(jié)構(gòu)，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)增加電流中斷裝置的面積的作用。

在本實(shí)施方式中，為了增加轉(zhuǎn)接件和電極端子以及電流中斷裝置的牢固度，保證電流傳遞穩(wěn)定。優(yōu)選地，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)周緣與所述電極端子內(nèi)端的外周緣止口配合，具體地可以在電極端子的內(nèi)端外周緣上形成有止口，而轉(zhuǎn)接件的內(nèi)周緣嵌入該止口中并相連，從而增加連接面積在保證連接穩(wěn)定 的同時(shí)能夠增加電流傳遞效率。其中電極端子的內(nèi)外端是沿其軸向方向相對(duì)于外殼而定義的，即，接近外殼內(nèi)部的為內(nèi)端。

另外，在本實(shí)施方式中，環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外周緣朝向所述外殼內(nèi)凸出，即使得環(huán)狀結(jié)構(gòu)本身形成為環(huán)帽的結(jié)構(gòu)，并且電流中斷裝置與該外周緣的內(nèi)側(cè)止口配合，從而不僅保證連接穩(wěn)固增加電流傳遞效率而且能夠間隔開(kāi)電流中斷裝置和電極端子，從而使得為電流中斷裝置在氣壓作用下的斷開(kāi)提供空間。

在本實(shí)施方式中，內(nèi)引出件3299包括與電芯連接的連接片(未顯示)，該連接片從電芯朝向蓋板方向延伸。另外內(nèi)引出件還包括用于容納安裝電流中斷裝置的支撐槽，以及從該支撐槽朝向相反方向延伸的連接板，連接板分別與蓋板絕緣相連，從而避免蓋板帶電，具體地，連接板可以和連接槽形成為整體片狀結(jié)構(gòu)，即連接槽包括兩個(gè)側(cè)壁和一個(gè)底壁，兩個(gè)側(cè)壁分別與兩側(cè)的連接板相連。另外，為了使得電流中斷裝置與外殼內(nèi)部氣體連通，可以設(shè)計(jì)支撐槽的底壁上形成有與外殼內(nèi)部氣體連通的過(guò)氣孔。

在本實(shí)施方式中，為了避免蓋板帶電，內(nèi)引出件3299通過(guò)陶瓷件3296絕緣連接在蓋板3102的內(nèi)側(cè)。具體地，陶瓷件3296可以形成為陶瓷片，并分別通過(guò)過(guò)渡片3294與內(nèi)引出件3299和蓋板焊接相連，即過(guò)渡片3294為兩片，該過(guò)渡片可以為鋁片，分別位于陶瓷件3296的上下表面，陶瓷件3296通過(guò)位于陶瓷件3296上表面的過(guò)渡片3294與蓋板3102焊接連接，同時(shí)陶瓷件3296還通過(guò)位于陶瓷件3296下表面的過(guò)渡片3294與內(nèi)引出件3299焊接連接，從而使得陶瓷件3296與蓋板3102以及內(nèi)引出件3299之間的焊接連接更易實(shí)現(xiàn)，并且焊接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。其中陶瓷件3296與位于其上下表面的過(guò)渡片3294之間可以通過(guò)陶瓷釬焊相連，位于陶瓷件3296上表面的過(guò)渡片3294與蓋板3102之間可以通過(guò)激光焊接相連，位于陶瓷件3296下表面的過(guò)渡片3294與內(nèi)引出件3299之間可以通過(guò)激光焊接相連。

在本實(shí)施方式中，電流中斷裝置3200具有導(dǎo)電件3201和與該導(dǎo)電件 3201相連以相互電連接的翻轉(zhuǎn)件3202，并且翻轉(zhuǎn)件3202與導(dǎo)電件3201能夠在氣壓作用下斷開(kāi)電連接，其中導(dǎo)電件3201連接在內(nèi)引出件3299上并形成有與外殼內(nèi)部氣體連通的導(dǎo)氣孔3203，具體地，導(dǎo)電件3201嵌入連接在內(nèi)引出件的支撐槽中，這樣支撐槽內(nèi)形成的過(guò)氣孔可以與導(dǎo)氣孔3203氣體連通，從而使得翻轉(zhuǎn)件3202能夠感受到外殼的內(nèi)部氣體施壓，從而在內(nèi)部氣壓作用下而斷開(kāi)翻轉(zhuǎn)件3202和導(dǎo)電件3201的電連接。其中，翻轉(zhuǎn)件3202的外周緣與轉(zhuǎn)接件3298的外周緣相連以建立電流連接路徑。

其中，在本實(shí)施方式中，作為一種斷開(kāi)電連接的方式，導(dǎo)電件3201上形成有刻痕，該刻痕圍繞用于連接翻轉(zhuǎn)件3202的連接點(diǎn)設(shè)置。這樣，在內(nèi)部氣壓的作用下，該刻痕會(huì)被拉斷從而斷開(kāi)與翻轉(zhuǎn)件的電連接。在其他實(shí)施方式中，刻痕也可以形成在翻轉(zhuǎn)件上或者采用拉斷二者連接點(diǎn)的方式。為了實(shí)現(xiàn)氣壓對(duì)翻轉(zhuǎn)件3202的施壓，翻轉(zhuǎn)件3202的外周緣通過(guò)絕緣件3295支撐連接在導(dǎo)電件3201和/或內(nèi)引出件3299上，從而通過(guò)絕緣件3295實(shí)現(xiàn)對(duì)翻轉(zhuǎn)件3202的裝配，這樣能夠保證翻轉(zhuǎn)件的外周緣與內(nèi)引出件3299和導(dǎo)電件絕緣，從而避免沒(méi)有在翻轉(zhuǎn)件在氣壓作用下與導(dǎo)電件斷開(kāi)電連接后還會(huì)在外周緣與導(dǎo)電件或內(nèi)引出件電連接。

具體地，絕緣件可以為陶瓷環(huán)、密封圈等環(huán)狀絕緣件，其中絕緣件具有三種連接方式，第一為密封支撐在導(dǎo)電件3201上，具體地為支撐在導(dǎo)電件3201圍繞被拉斷區(qū)域的區(qū)域，第二為支撐在內(nèi)引出件3299上，具體地為支撐在內(nèi)引出件3299圍繞導(dǎo)電件3201的區(qū)域上，第三為同時(shí)支撐在內(nèi)引出件3299和導(dǎo)電件3201上，即如圖23所示，絕緣件支撐在內(nèi)引出件3299和導(dǎo)電件3201的連接區(qū)域上。

其中，為了保證導(dǎo)電件和翻轉(zhuǎn)件的電流傳遞穩(wěn)定，尤其是適用于大電流的動(dòng)力電池，與第一實(shí)施方式類似，在導(dǎo)電件設(shè)置刻痕3205的情況下，如圖23所示，翻轉(zhuǎn)件3202與導(dǎo)電件3201通過(guò)由刻痕3205圍繞的凸臺(tái)焊接結(jié) 構(gòu)相連，該凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)包括凸臺(tái)3203、容納該凸臺(tái)3203的連接孔3204以及位于該凸臺(tái)3203和連接孔3204之間的環(huán)形焊點(diǎn)3217，從而保證大電流的有效通過(guò)。其中具體地，如圖23所示，與第一實(shí)施方式中圖6所示的不同，凸臺(tái)3203形成在翻轉(zhuǎn)件3202上，而連接孔3204形成在導(dǎo)電件3201上。此外，也可以與第一實(shí)施方式相同，凸臺(tái)形成在導(dǎo)電件3201上，連接孔3204形成翻轉(zhuǎn)件上。

另外，如圖22所示，作為一種實(shí)施例，導(dǎo)電件3201可以形成為帽狀結(jié)構(gòu)，該帽狀結(jié)構(gòu)包括與翻轉(zhuǎn)件相連的帽體和環(huán)繞該帽體的帽檐，其中帽檐上形成有上述導(dǎo)氣孔并與內(nèi)引出件相連，并且帽體朝向翻轉(zhuǎn)件凸出，翻轉(zhuǎn)件形成為片狀結(jié)構(gòu)，并且該片狀結(jié)構(gòu)的外周緣與帽檐之間連接有上述絕緣件3295。從而使得本發(fā)明提供的電流中斷裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，裝配穩(wěn)定。

在本實(shí)施方式中，為了和外界建立電流回路，優(yōu)選地，電極端子3101包括穿過(guò)蓋板的極柱3104，該極柱通過(guò)陶瓷環(huán)3293與蓋板絕緣相連，從而避免蓋板帶電，另外轉(zhuǎn)接件3298連接在該極柱的內(nèi)端上以通過(guò)露出蓋板外的部分與外界建立電流回路。具體地，陶瓷環(huán)3293密封連接在蓋板的外表面上，并與極柱3104密封相連，以保證蓋板內(nèi)部的密封效果。其中，極柱上沿軸向貫穿形成有氣孔3292。這樣，在電流中斷裝置3200受壓中斷的電連接的過(guò)程中不會(huì)受到蓋板內(nèi)密閉腔氣壓的影響而是能夠與外界大氣建立壓差從而能夠使得翻轉(zhuǎn)件3202在內(nèi)外壓差的作用下動(dòng)作而拉斷刻痕3205。

上述介紹了本發(fā)明第四實(shí)施方式提供的單體電池。下面結(jié)合圖24介紹本發(fā)明提供的第五實(shí)施方式。

本發(fā)明的第五實(shí)施方式提供一種單體電池4100以及使用該單體電池的電池模組，其中該單體電池4100包括外殼、容納在外殼內(nèi)的電芯、與該電芯電連接的電極端子4101以及封裝外殼的蓋板4102，電極端子4101設(shè)置在蓋板4102上，其中，電極端子包括穿過(guò)蓋板4102并與電芯通過(guò)內(nèi)引出件4196 電連接的極柱4104，單體電池還包括安裝在極柱4104上的電流中斷裝置4200，該電流中斷裝置4200具有相對(duì)于蓋板4102固定且與外殼的內(nèi)部氣體連通的翻轉(zhuǎn)件4202，并且翻轉(zhuǎn)件4202與極柱4104的外端面通過(guò)連接點(diǎn)相連，該連接點(diǎn)能夠在氣壓作用下斷開(kāi)。這樣，本實(shí)施方式中電流中斷裝置的工作原理在于通過(guò)氣壓直接將翻轉(zhuǎn)件4202和極柱4104的連接點(diǎn)拉開(kāi)，從而中斷二者的電連接。

為了提升靈敏度，優(yōu)選地，翻轉(zhuǎn)件4202通過(guò)單一焊點(diǎn)4199與極柱相連。例如通過(guò)點(diǎn)焊完成的焊點(diǎn)4199，此外還可以通過(guò)激光焊等其他焊接手段實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)施方式中可以通過(guò)對(duì)焊點(diǎn)的熔深、熔寬進(jìn)行合理的實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)拉斷壓力的控制。

在本實(shí)施方式中，類似于第一實(shí)施方式，極柱4104上形成有與外殼的內(nèi)部連通的導(dǎo)氣孔4103，從而可以方便地將內(nèi)部氣壓引導(dǎo)到電流中斷裝置上。另外，為了進(jìn)一步提升電流中斷裝置的可靠性，優(yōu)選地，翻轉(zhuǎn)件4202上形成有刻痕4205，該刻痕4205圍繞連接點(diǎn)設(shè)置。這樣，除上述拉斷連接點(diǎn)外，還可以通過(guò)拉斷刻痕4205來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的中斷。在本實(shí)施方式中，連接點(diǎn)和刻痕的拉斷氣壓具有先后性，具體地，連接點(diǎn)能夠在外殼內(nèi)的第一氣壓作用下拉斷，刻痕4205能夠在第二氣壓的作用下拉斷，第二氣壓大于第一氣壓。從而使得刻痕4205能夠作為連接點(diǎn)的后備措施，確保電池的安全。更優(yōu)選地，翻轉(zhuǎn)件4202上覆蓋有蓋帽4210，該蓋帽4210上形成有氣孔4197。這樣，當(dāng)刻痕4205被拉斷后，外殼內(nèi)部的氣體會(huì)通過(guò)通過(guò)翻轉(zhuǎn)件再?gòu)臍饪?197中排出，繼而實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部的泄壓，防止電池內(nèi)部發(fā)生爆炸，此原理與第三實(shí)施方式的防爆閥類似。

在本實(shí)施方式中，極柱4104與蓋板4102之間連接有第一陶瓷環(huán)4207，從而通過(guò)陶瓷結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)極柱的穩(wěn)定安裝并且同時(shí)避免蓋板4102帶電。另外，極柱4104與翻轉(zhuǎn)件的外周緣之間密封連連接有第二陶瓷環(huán)4198，從而可以 通過(guò)該陶瓷結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)件的外周緣的密封，保證內(nèi)氣體能夠有效對(duì)翻轉(zhuǎn)件施壓，并且同時(shí)保證極柱和翻轉(zhuǎn)件的外周緣之間絕緣，避免拉斷連接點(diǎn)或刻痕之后的翻轉(zhuǎn)件仍然能夠?qū)щ姟?/p>

具體地作為一種實(shí)施例，極柱4104具有形成有圍繞連接點(diǎn)的環(huán)狀凸臺(tái)4297，從而通過(guò)該環(huán)狀凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該環(huán)狀凸臺(tái)4297的背面凹入部密封容納有第一陶瓷環(huán)4207，該第一陶瓷環(huán)4207密封連接在蓋板4102上，環(huán)狀凸臺(tái)4297的徑向外側(cè)密封支撐有第二陶瓷環(huán)4198，該第二陶瓷環(huán)4198密封支撐翻轉(zhuǎn)件4202的外周緣。使得整體電流中斷裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且裝配穩(wěn)定。為了便于裝配，第一陶瓷環(huán)4207通過(guò)過(guò)渡環(huán)4209密封連接在蓋板4102上。具體地可以通過(guò)過(guò)渡環(huán)與第一陶瓷環(huán)4207進(jìn)行陶瓷釬焊而密封連接。

上述介紹了本發(fā)明第一至第五實(shí)施方式，下面，結(jié)合圖20和圖21介紹一種本發(fā)明提供的單體電池和電池模組的實(shí)施例，其中與上述結(jié)構(gòu)實(shí)施方式相同特征的效果在此不做過(guò)多贅述。

在本實(shí)施例中，提供一種單體電池，該單體電池100包括外殼109、容納在外殼109內(nèi)的電芯108、與該電芯108電連接的電極端子101以及封裝外殼的蓋板102，電極端子101設(shè)置在蓋板102上，電極端子包括穿過(guò)蓋板102并與電芯電連接的極柱104，單體電池還包括安裝在極柱104上的電流中斷裝置200，該電流中斷裝置200與外殼的內(nèi)部氣體連通，其中電流中斷裝置200具有導(dǎo)電件201和與該導(dǎo)電件201相連以相互電連接的翻轉(zhuǎn)件202，并且翻轉(zhuǎn)件202與導(dǎo)電件201能夠在氣壓作用下斷開(kāi)電連接，其中導(dǎo)電件201連接在極柱104上以相互電連接，翻轉(zhuǎn)件202與導(dǎo)電件201通過(guò)凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)相連，該凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)包括凸臺(tái)203、容納該凸臺(tái)203的連接孔204以及位于該凸臺(tái)203和連接孔204之間的環(huán)形焊點(diǎn)217，翻轉(zhuǎn)件202形成為第一片狀結(jié)構(gòu)，該第一片狀結(jié)構(gòu)上形成有連接孔204，導(dǎo)電件201形成為第二片 狀結(jié)構(gòu)，該第二片狀結(jié)構(gòu)上形成有凸臺(tái)203，導(dǎo)電件203上形成有刻痕205，該刻痕205圍繞凸臺(tái)203設(shè)置，并且導(dǎo)電件201連接在極柱104的外端端面上，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣相對(duì)于蓋板102固定，極柱104與蓋板102固定連接，并且極柱104上形成有連通外殼內(nèi)部和電流中斷裝置200的導(dǎo)氣孔道，極柱104安裝在密封連接于蓋板102上的陶瓷環(huán)207上，陶瓷環(huán)207的外端面上密封連接有導(dǎo)電環(huán)216，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣密封連接在該導(dǎo)電環(huán)216上，極柱104與導(dǎo)電環(huán)216通過(guò)陶瓷環(huán)207絕緣。從而穩(wěn)定地完成電流的傳遞和中斷。

在本實(shí)施例中，極柱104的外端端面上形成有容納孔218，導(dǎo)電件201的外周緣固定在該容納孔的內(nèi)壁上。

在本實(shí)施例中，刻痕205為橢圓形，凸臺(tái)203為圓形，并且刻痕205的圓心與凸臺(tái)203的圓心沿該橢圓形的長(zhǎng)軸方向錯(cuò)開(kāi)，并且橢圓形的長(zhǎng)軸與電極端子的軸線傾斜設(shè)置。

在本實(shí)施例中，并且極柱104的外端周緣具有徑向凸臺(tái)105，陶瓷環(huán)207的內(nèi)緣具有支撐連接該徑向凸臺(tái)105的徑向支撐208，徑向凸臺(tái)105為沿周向間隔設(shè)置的多個(gè)，徑向支撐208為沿周向間隔設(shè)置的多個(gè)，且該多個(gè)徑向凸臺(tái)和多個(gè)徑向支撐一一對(duì)應(yīng)。

在本實(shí)施例中，陶瓷環(huán)207的外端面形成為具有內(nèi)圈和外圈的階梯結(jié)構(gòu)，極柱104嵌入連接在內(nèi)圈上，外圈上密封連接有與極柱絕緣的導(dǎo)電環(huán)216，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣固定連接在該導(dǎo)電環(huán)216上，陶瓷環(huán)207的內(nèi)端面上密封連接有過(guò)渡環(huán)209，該過(guò)渡環(huán)209密封連接在蓋板102上以使得陶瓷環(huán)207與蓋板102間隔設(shè)置。

在本實(shí)施例中，陶瓷環(huán)207分別與導(dǎo)電環(huán)216、極柱104和過(guò)渡環(huán)209之間通過(guò)陶瓷釬焊密封連接。

在本實(shí)施例中，過(guò)渡環(huán)209具有形成z型結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈和外圈，蓋板形成 有供極柱104穿過(guò)的通孔，該通孔的端面為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，過(guò)渡環(huán)的內(nèi)圈嵌入支撐在臺(tái)階結(jié)構(gòu)中。

在本實(shí)施例中，導(dǎo)電環(huán)216的外端面形成有l(wèi)型止口，翻轉(zhuǎn)件202的外周緣嵌入支撐在該l型止口中，并且該外周緣通過(guò)罩設(shè)該翻轉(zhuǎn)件202的蓋帽210密封連接在該l型止口上。

其中，為了完成該單體電池的組裝，如圖20和21所示，電芯108上連接有下隔圈107，蓋板102下方連接有上隔圈106，上下隔圈可采用絕緣材質(zhì)制成。其中，單體電池100還包括與電芯相連的內(nèi)連接片110，該內(nèi)連接片110延伸進(jìn)入上隔圈107和下隔圈106之間，為了傳遞電流，極柱104的下表面形成有階梯部，該接階梯部穿過(guò)蓋板102和上隔圈106與內(nèi)連接片110的端部卡接。從而完成電流的從電芯108到極柱104的傳遞并且使得蓋板102和外殼109得到絕緣，避免帶電。

在本實(shí)施例提供的電池模組中，該電池模組包括多個(gè)單體電池，至少一個(gè)單體電池為上述的單體電池，電流中斷裝置200沿徑向延伸出蓋板102，在相鄰的單體電池100之間，電流中斷裝置200在蓋板的延伸方向上與相鄰的電極端子相互錯(cuò)開(kāi)。另外，在相鄰的單體電池100之間，電流中斷裝置200與相鄰的電極端子之間通過(guò)l型連接件214連接，該l型連接件214具有覆蓋部211和引出部212，覆蓋部211覆蓋連接在電流中斷裝置200上，引出部212延伸到相鄰的電極端子。

此外，本實(shí)施例還提供一種動(dòng)力電池，其特征在于，該動(dòng)力電池包括包體和容納在該包體內(nèi)的電池模組，電池模組為上述的電池模組，并且包體內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)可燃?xì)怏w的氣體檢測(cè)裝置，該氣體檢測(cè)裝置鄰近電流中斷裝置設(shè)置，以用于為充放電保護(hù)系統(tǒng)提供可燃?xì)怏w信號(hào)。另外，考慮到成本和效果，該電池模組中具有一個(gè)電流中斷裝置即可。

上述介紹了具有電流中斷裝置或防爆閥的單體電池，其中的電流中斷裝 置或防爆閥均是通過(guò)本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的安全措施。下面本發(fā)明將詳細(xì)介紹包括充放電保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)力電池，以通過(guò)電控方式提升安全性。

如圖19所示，本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池，該動(dòng)力電池可以是上述具有電流中斷裝置、防爆閥或其他類型的動(dòng)力電池。其中，動(dòng)力電池包括包體和容納在該包體內(nèi)的多個(gè)單體電池100，其中該多個(gè)單體電池100例如以串聯(lián)方式或并聯(lián)方式組成電池模組，其中所述包體內(nèi)設(shè)置有用于檢測(cè)動(dòng)力電池內(nèi)的可燃?xì)怏w的氣體檢測(cè)裝置300，例如氣敏傳感器，從而為是否切斷動(dòng)力電池的充放電電路提供信號(hào)。

其中，該動(dòng)力電池包括的充放電保護(hù)系統(tǒng)除包括上述位于動(dòng)力電池內(nèi)的氣體檢測(cè)裝置300外，還包括控制裝置400和電流通斷裝置。

其中，氣體檢測(cè)裝置300將可燃?xì)怏w信號(hào)反饋給控制裝置400，該控制裝置400用于根據(jù)可燃?xì)怏w信號(hào)控制電流通道裝置切斷動(dòng)力電池的充放電電路。即，本發(fā)明中的的安全性是通過(guò)檢測(cè)包體內(nèi)是否存在可燃?xì)怏w而進(jìn)行的自動(dòng)控制。其中，在電池發(fā)生過(guò)充等危險(xiǎn)狀態(tài)是，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，這部分氣體會(huì)通過(guò)各種方式或多或少地泄漏到包體內(nèi)，此時(shí)氣體檢測(cè)裝置，例如氣密傳感器能夠檢測(cè)到可燃?xì)怏w，并反饋給控制裝置，控制裝置根據(jù)是否檢測(cè)到的可燃?xì)怏w或檢測(cè)到的可燃?xì)怏w的量來(lái)來(lái)決定是否切斷動(dòng)力電池的充放電電路。當(dāng)檢測(cè)到可燃?xì)怏w時(shí)，或者可燃?xì)怏w的量超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，可以控制電路通道裝置切斷動(dòng)力電池的充放電電路，以保證動(dòng)力電池的安全。

為了進(jìn)一步減少安全隱患。動(dòng)力電池還包括由控制裝置400控制的的報(bào)警裝置500，這樣可以通過(guò)語(yǔ)音、閃燈、警笛等報(bào)警裝置來(lái)提示相關(guān)人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，而降低安全隱患。

如圖19所示，控制裝置400包括動(dòng)力電池的上位機(jī)主控芯片401和與該主控芯片信號(hào)連接的控制模塊402，控制模塊402與電路通斷裝置信號(hào)連接。其中電流通斷裝置可以為位于充放電電路中的繼電器403，以由控制模 塊402控制來(lái)切斷充放電電路，另外報(bào)警裝置500可以直接與上位機(jī)控制芯片401信號(hào)連接，從而接收?qǐng)?bào)警指令報(bào)警。

在具體的工作過(guò)程中，對(duì)于氣敏傳感器的采集信號(hào)可以做數(shù)模轉(zhuǎn)換、采樣保存等處理，另外還可以進(jìn)行系統(tǒng)的故障判斷，當(dāng)系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)生故障時(shí)，可以進(jìn)一步將采集信號(hào)進(jìn)行氣體濃度的處理從而判斷是否發(fā)生了可燃?xì)怏w的泄漏，當(dāng)發(fā)生可燃?xì)怏w的泄漏濃度超過(guò)閾值時(shí)，由上位機(jī)主控芯片401進(jìn)行切斷電流和報(bào)警的操作。

其中，在這種實(shí)施方式中，氣體檢測(cè)裝置設(shè)置在單體電池外，可燃?xì)怏w可以通過(guò)上述的電流中斷裝置或防爆閥中的刻痕被拉斷后而泄出，此外只要能夠泄出氣體，亦可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種常規(guī)防爆閥泄出。即，在電池模組中，至少一個(gè)單體電池上設(shè)置有在單體電池內(nèi)部氣體壓力作用下切斷充放電電路的電流中斷裝置，即前述的各電流中斷裝置。并且電流中斷裝置能夠在切斷狀態(tài)下使得外殼內(nèi)的氣體能夠外泄。從而使得包體內(nèi)的氣體檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)到外泄的可燃?xì)怏w，此時(shí)表示電池已經(jīng)出現(xiàn)了過(guò)充等危險(xiǎn)情況。此外，為了提升系統(tǒng)的靈敏度，優(yōu)選地，氣體檢測(cè)裝置鄰近電流中斷裝置設(shè)置，從而在可燃?xì)怏w釋放后能夠及時(shí)檢測(cè)到相應(yīng)信號(hào)并反饋給控制裝置。另外，除電流中斷裝置外，在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)單體電池上設(shè)置有能夠在所述單體電池內(nèi)部氣體壓力作用下泄出氣體的防爆閥，例如第三實(shí)施方式中的防爆閥，此時(shí)，氣體檢測(cè)裝置可以鄰近所述防爆閥設(shè)置。

在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)上述的氣體外泄，上述各實(shí)施方式中的電流中斷裝置具有覆蓋件，該覆蓋件上形成有氣孔213以使得所述外殼內(nèi)的氣體能夠在翻轉(zhuǎn)件和導(dǎo)電件斷開(kāi)電連接后外泄。另外，覆蓋件上的氣孔還可以使得電流中斷裝置與大氣直接建立壓差，從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)件的動(dòng)作。其中此處的覆蓋件可以是第一實(shí)施方式中的蓋帽210，也可以是第二實(shí)施方式中的連接件1210，又或者是第三實(shí)施方式中的保護(hù)膜2099等。從而能夠在相應(yīng)的刻 痕被拉斷后，使得氣體能夠通過(guò)例如第一實(shí)施方式中的氣孔213泄出，從而通過(guò)氣體檢測(cè)裝置及時(shí)檢測(cè)泄漏到包內(nèi)的可燃?xì)怏w。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的五種實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。

最后，對(duì)介紹本發(fā)明上述發(fā)明構(gòu)思的研發(fā)背景進(jìn)行描述：

隨著環(huán)境污染的日益加劇，新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)成了國(guó)家新的戰(zhàn)略規(guī)劃，而新能源汽車(chē)中的混動(dòng)或純電動(dòng)汽車(chē)占據(jù)了目前汽車(chē)市場(chǎng)上的主流，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，續(xù)航里程目前是制約發(fā)展的主要因素，而此取決于電芯的能量密度，目前市場(chǎng)主要的電芯材料為三元和磷酸鐵鋰兩個(gè)陣營(yíng)，前者的能量密度高，但是安全性能差，尤其是過(guò)充會(huì)導(dǎo)致起火爆炸，這對(duì)于安全性能要求嚴(yán)格的汽車(chē)行業(yè)是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

但是電池容量的增大會(huì)帶來(lái)更高的續(xù)航里程，這就使得大家對(duì)三元材料的安全性能需要采取一定的改進(jìn)方案來(lái)保證其安全性，但由于材料的性能很難再做進(jìn)一步的改進(jìn)，只能從結(jié)構(gòu)上邊去想辦法。

如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有的電池包設(shè)計(jì)基本是通過(guò)bms(電池管理系統(tǒng))來(lái)對(duì)模組內(nèi)的電芯進(jìn)行電壓和電流溫度管控，但實(shí)際使用過(guò)程中，電芯的一致性及管理軟件的可靠性還是有一定偶發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。具體地，參考人們對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的使用習(xí)慣，對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，大眾一般也會(huì)存在將車(chē)體插上電源一直充電的情況，雖然有bms軟件進(jìn)行控制，單這種電池長(zhǎng)時(shí)間充電，若軟件 檢測(cè)失效或其他異常就會(huì)出現(xiàn)包體回路中電芯過(guò)充的風(fēng)險(xiǎn)。因此，本發(fā)明的發(fā)明人想到可以為電池設(shè)計(jì)一種機(jī)械性的保護(hù)設(shè)計(jì)，以避免軟件失效后導(dǎo)致的電池安全性風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于機(jī)械性的保護(hù)措施，本發(fā)明的發(fā)明人創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)，電池在過(guò)充等危險(xiǎn)狀態(tài)下的電流中斷時(shí)機(jī)其實(shí)是有規(guī)律可循的，即，可以利用在過(guò)充等危險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生時(shí)內(nèi)部氣壓上升的原理，設(shè)計(jì)出可以中斷電極端子的電流的電流中斷裝置或防爆閥，從而能夠控制電極端子的輸入或輸出，以保證安全。

另外，由于汽車(chē)上使用的動(dòng)力電池容量一般為3c電池類的十幾倍，而且通過(guò)電流更是小電池類的幾十甚至上百倍，所以還要求這個(gè)片必須要能通過(guò)很大的電流，而且由于使用環(huán)境的原因，其耐候性和密封性要求更加嚴(yán)格，這些問(wèn)題匯集起來(lái)之后才形成了本發(fā)明上述的各個(gè)實(shí)施方式中技術(shù)方案。并且通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中的電流中斷裝置或防爆閥均能夠及時(shí)斷開(kāi)電池的電流，從而有效提升安全性。

例如，因此動(dòng)力電池的過(guò)電流大，對(duì)焊接部位和翻轉(zhuǎn)片的過(guò)電流要求大，因此本發(fā)明第一實(shí)施方式也提及了凸臺(tái)焊接結(jié)構(gòu)，以提升焊接強(qiáng)度，這樣將使得翻轉(zhuǎn)片和導(dǎo)電件之間的斷開(kāi)難度大。這樣考慮到這些問(wèn)題后，才能夠想出增大電流中斷裝置的面積來(lái)使翻轉(zhuǎn)片容易翻轉(zhuǎn)。例如，本發(fā)明在第一實(shí)施方式中提及的通過(guò)加大單體電池尺寸(圖12)，或者將電流中斷裝置設(shè)計(jì)為延伸出蓋板(圖2)，以及第四實(shí)施方式中增加轉(zhuǎn)接件(圖22)，均是為了能夠?qū)㈦娏髦袛嘌b置設(shè)計(jì)的較大以提升受力面積，從而提升靈敏度，使得翻轉(zhuǎn)件更易動(dòng)作而起到中斷電流的目的，尤其適用于動(dòng)力電池。