電池過充電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種設(shè)計(jì)用于在電池單元因諸如過充電等異常狀況而膨脹時，通過電池單元的體積變化斷開電路從而避免安全事故的電池過充電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種電子產(chǎn)品的開發(fā)和廣泛使用，作為這種電子產(chǎn)品的能量源，二次電池正在引起大量的關(guān)注。作為代表性的二次電池，鋰離子二次電池已得到使用。由于這種二次電池中含有多種可燃物質(zhì)，因此在諸如發(fā)熱和爆炸的安全性方面可存在風(fēng)險。
[0003]作為示例，當(dāng)發(fā)生過充電時(一種電池單元的異常行為)，由于電池單元材料的化學(xué)反應(yīng),過充電導(dǎo)致在電池單元中產(chǎn)生氣體。由于電池的內(nèi)部容積和溫度的增加,這對電池的安全性產(chǎn)生不利的影響。特別地，由于袋型電池具有低物理強(qiáng)度的外殼，并且沒有電池單元的安全特征(電路中斷裝置(CID)、正溫度系數(shù)(PTC)、熔斷器等)，因此需要提供一種解決過充電問題的解決方案。
[0004]為了解決這些問題，已作出努力通過改進(jìn)電池模塊或電池組的結(jié)構(gòu)來防止由過充電引起的安全事故。然而，這種二次電池仍然存在故障問題。此外，盡管所述改進(jìn)能夠完全防止袋型電池異常膨脹時的安全事故，然而隨著膨脹后袋的體積逐漸減小，會再次建立電連接，從而導(dǎo)致由于電流的流動引起的安全事故。
[0005]因而，需要提供一種能夠確保袋型二次電池中的高過充電保護(hù)能力的改進(jìn)技術(shù)。
[0006]上述說明僅意圖幫助理解本公開的背景，而并不意圖表示本公開落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]已鑒于現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的以上問題做出了本公開。本公開提供一種設(shè)計(jì)用于在電池單元因諸如過充電等異常狀況而膨脹時，通過電池單元的體積變化斷開電路從而避免安全事故的電池過充電保護(hù)裝置。
[0008]根據(jù)本公開的一個方面，電池過充電保護(hù)裝置包括其中封裝有電池單元的袋。電極極耳從電池單元的端部延伸以允許電流流過，并且由第一和第二電極極耳部構(gòu)成。在袋中設(shè)置有斷路器，并且斷路器連接于第一和第二電極極耳部，以便在電池單元膨脹時使第一和第二電極極耳部相互分離。
[0009]斷路器可包括安裝于袋的一個內(nèi)表面、并連接于第一電極極耳部的第一斷路部。安裝于袋的另一內(nèi)表面以面對第一斷路部、并連接于第二電極極耳部的第二斷路部，第二斷路部與第一斷路部電連接。
[0010]第一斷路部可包括牢固地安裝于袋的所述一個內(nèi)表面的第一頭部，和延伸自第一頭部并電連接于第一電極極耳部的第一連接器。第二斷路部可包括牢固地安裝于袋的所述另一內(nèi)表面的第二頭部，和延伸自第二頭部并電連接于第二電極極耳部的第二連接器。當(dāng)?shù)谝缓偷诙^部相互接觸時，第一和第二斷路部可相互電連接。
[0011]第一斷路部的第一頭部可包括朝向第二頭部延伸的端子針，并且第二斷路部的第二頭部可包括與第一頭部的端子針對應(yīng)的端子孔。
[0012]第一頭部的端子針可包括多個端子針，并且第二頭部的端子孔可包括與多個端子針的數(shù)目相同數(shù)目的端子孔。
[0013]第一和第二連接器可配置成當(dāng)?shù)谝缓偷诙嗦凡肯嗷ル娺B接時，不相互接觸。
[0014]第一斷路部的第一連接器可從第一頭部的側(cè)表面延伸，并且第二斷路部的第二連接器可從第二頭部的側(cè)表面延伸，使得第一連接器平行于第二連接器布置。
[0015]電池過充電保護(hù)裝置還可包括再耦合防止器，再耦合防止器在其一端連接于第一斷路部而在其另一端連接于第二斷路部，以便在與第一和第二頭部的裝配方向垂直的方向上推壓第一和第二頭部相互遠(yuǎn)離。
[0016]再耦合防止器可以是在其一端連接于第一斷路部的第一頭部而在其另一端連接于第二斷路部的第二頭部、以便推壓第一和第二頭部相互遠(yuǎn)離的彈性構(gòu)件。
【附圖說明】
[0017]根據(jù)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的以上和其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將會更清楚地理解。
[0018]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的透視圖。
[0019]圖2是示出圖1中所示的電池過充電保護(hù)裝置的俯視圖。
[0020]圖3和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的斷路器的透視圖。
[0021]圖5和圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的斷路器的操作的首1J視圖。
[0022]圖7和圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的斷路器和再耦合防止器的操作的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在下文中，將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置。
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的透視圖。圖2是示出圖1中所示的電池過充電保護(hù)裝置的俯視圖。圖3和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的斷路器的透視圖。圖5和圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置的斷路器的操作的剖視圖。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置包括其中封裝有電池單元的袋1000。電極極耳200從電池單元100的端部延伸以允許電流流過，并且由第一電極極耳部220和第二電極極耳部240構(gòu)成。在袋1000中設(shè)置有斷路器，并且其連接至電極極耳200的第一和第二電極極耳部220、240，使得第一和第二電極極耳部220、240在電池單元膨脹時相互斷開連接。
[0026]本實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置可應(yīng)用于汽車燃料電池以及二次電池，并可應(yīng)用于確保安全結(jié)構(gòu)的各種電池技術(shù)領(lǐng)域。
[0027]在袋式電池結(jié)構(gòu)中，當(dāng)由于電池單元的通常行為而發(fā)生過充電時，在電池單元100中產(chǎn)生由化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的氣體，這引起體積膨脹并使電池單元100的壓力和溫度增加，從而導(dǎo)致由發(fā)熱且因而爆炸所引起的安全事故。
[0028]根據(jù)示例性實(shí)施例，在袋1000中設(shè)置通過在電池單元100膨脹時由袋1000的體積變化引起的電路斷開和電流中斷來避免安全事故的過充電保護(hù)裝置，這在電池單元的布局方面有利。此外，本實(shí)施例由于能夠在電池模塊或封裝型電池中使用的常規(guī)過充電保護(hù)技術(shù)中的電流中斷操作之前中斷電流，而提供了安全保證。
[0029]如圖1和圖2中所示，根據(jù)本實(shí)施例的過充電保護(hù)裝置包括配備有封裝于其中的電池單元100的袋1000。由于電池單元100和袋1000的結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見，因此將省略其詳細(xì)說明。
[0030]根據(jù)本實(shí)施例，從電池單元100的端部延伸以允許電流流過的電極極耳200由第一和第二電極極耳部220、240構(gòu)成。具體地，第一和第二電極極耳部220、240之間的連接使電流能夠流過，而當(dāng)電池單元100因過充電而膨脹時，通過由斷路器300引起的第一和第二電極極耳部220、240之間的斷開使電流中斷。以這種方式分開構(gòu)造的第一和第二電極極耳部220、240通過斷路器300相互連接或者相互斷開，從而使得能夠在電池單元膨脹時中斷電流的流動。
[0031]電極極耳200的第一和第二電極極耳部220、240相互分離的部分位于袋1000中。根據(jù)本實(shí)施例的電池過充電保護(hù)裝置被配置成通過袋1000的體積膨脹來中斷電流的流動。具體地，斷路器300被配置成在袋1000膨脹時執(zhí)行中斷功能。第一和第二電極極耳部220,240之間的分離部分位于袋1000中。設(shè)置在袋1000中的斷路器300連接于電極極耳200的第一和第二電極極耳部220、240之間，使得第一和第二電極極耳部220、240在電池單元100膨脹時相互斷開。
[0032]更具體地，第一和第二電極極耳部220、240通過斷路器300相互電連接并借助于斷路器300相互斷開，該斷路器300用于在電池單元100膨脹時中斷第一和第二電極極耳部220、240之間的電流的流動，從而斷開兩者之間的電連接。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的斷路器300被配置成在正常狀況下使第一和第二電極極耳部220、240能夠相互電連接，而在電池單元100膨脹時使第一和第二電極極耳部220、240相互斷開，從而斷開兩者之間的電連接。
[0033]如圖3和圖4中所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的斷路器300包括安裝于袋1000的內(nèi)表面A(參見圖5-8)并連接于第一電極極耳部220的第一斷路部320。第二斷路部340與第一斷路部320相對地安裝于袋1000的另一內(nèi)表面B，并連接于第二電極極耳部240，其中第二斷路部340電連接至第一斷路部320。具體地，根據(jù)本實(shí)施例的斷路器300由分離的第一和第二斷路部320、340構(gòu)成。參照圖5，第一斷路部320牢固地安裝于袋1000的內(nèi)表面A，而第二斷路部340牢固地安裝于相對的內(nèi)表面B從而面對第一斷路部320。
[0034]在這種情況下，第一電極極耳部220連接于第一斷路部320，并且第二電極極耳部240連接于第二斷路部340。在電池單元100正常工作的正常情況下，第一和第二斷路部320,340相互接觸并因此相互電連接，從而允許電流在第一和第二電極極耳部220、240之間流動。
[0035]當(dāng)電池單元100因過充電而膨脹時，袋1000的體積增加。此時，隨著袋1000的體積增加，第一和第二斷路部320、340在袋1000膨脹的方向上相互分隔開，從而斷開第一和第二電極極耳部220、240之間的電連接，如圖6中所示。
[0036]現(xiàn)在將更具體地說明斷路器300。第一斷路部320由牢固地安裝于袋1000的內(nèi)表面A的第一頭部322和延伸自第一頭部322并電連接于第一電極極耳部220的第一連接器324構(gòu)成。第二斷路部340由牢固地安裝于袋1000的相對的內(nèi)表面B的第二頭部342和延伸自第二頭部342并電連接于第二電極極耳部240的第二連接器344構(gòu)成。當(dāng)?shù)谝缓偷诙^部322、342相互接觸時，第一和第二斷路部320、340相互電連接。
[0037]第一斷路部320的第一頭部322和第二斷路部340的第二頭部342各自具有預(yù)定的表面積，使得第一和第二頭部322、342牢固地安裝于袋1000的內(nèi)表面。在第一和第二頭部322、342的配合面上設(shè)置有電氣端子，使得當(dāng)電氣