動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)及動力電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于動力電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)及動力電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車和儲能電站等一般需要使用具有大容量的動力電池作為電源。這些動力電池除了具有高容量，還應(yīng)當(dāng)具有良好的安全性及較長的循環(huán)壽命等，才能達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)和滿足人們的需求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)動力電池過充時，動力電池中的電解液的分解會使動力電池內(nèi)部產(chǎn)生過量的熱造成電池起火；或者會使動力電池內(nèi)部壓力增大導(dǎo)致電池爆炸。因此在動力電池失控之前，需要借助于一個外短路結(jié)構(gòu)來切斷動力電池的主回路中的保險(xiǎn)絲(Fuse)結(jié)構(gòu)，阻止動力電池繼續(xù)充電。例如，在動力電池過充的時候，當(dāng)動力電池內(nèi)部產(chǎn)生一定氣壓，外短路結(jié)構(gòu)起作用，使動力電池本身形成一個回路，使得Fuse熔斷，從而切斷主回路。該外短路結(jié)構(gòu)需要在一定氣壓下起作用，且過流能力比Fuse強(qiáng)，不能在大電流下先于Fuse熔斷。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的動力電池頂蓋的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用翻轉(zhuǎn)片I來實(shí)現(xiàn)該外短路結(jié)構(gòu)的功能，該翻轉(zhuǎn)片I采用一塊薄厚均勻的圓盤，并在該圓盤中央設(shè)置一個空心的凸起的頂面。正常使用的時候，翻轉(zhuǎn)片I與動力電池頂蓋上的負(fù)極柱2是斷開絕緣的。當(dāng)動力電池過充并產(chǎn)生一定氣壓時，氣壓會推動翻轉(zhuǎn)片I動作，使得翻轉(zhuǎn)片I中的凸起的頂面與導(dǎo)電片3連接，而導(dǎo)電片3又與負(fù)極柱2電連接，從而在動力電池內(nèi)形成回路，使得Fuse熔斷，切斷主回路，保護(hù)了動力電池。
[0004]但是，當(dāng)動力電池過充并產(chǎn)生一定氣壓時，氣壓推動翻轉(zhuǎn)片I動作之后，翻轉(zhuǎn)片I中的凸起的頂面與導(dǎo)電片3接觸，而凸起為空心結(jié)構(gòu)，過流面積較小，在翻轉(zhuǎn)片I的凸起與導(dǎo)電片3的接觸位置會產(chǎn)生較大電流，當(dāng)電流大到一定程度，會使得翻轉(zhuǎn)片I被熔斷，導(dǎo)致動力電池存在起火或者爆炸的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)及動力電池，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于翻轉(zhuǎn)片壁厚均勻?qū)е碌膬?nèi)圈過流面積小，大電流通過時容易熔斷，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)片失去作用，動力電池起火或爆炸的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供一種動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)，所述動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)包括頂蓋片、負(fù)極柱、導(dǎo)電片以及翻轉(zhuǎn)片，其中所述導(dǎo)電片與所述負(fù)極柱電連接，所述負(fù)極柱和所述頂蓋片絕緣裝配；所述翻轉(zhuǎn)片包括焊接部、實(shí)心結(jié)構(gòu)的凸臺以及位于所述焊接部和所述凸臺之間的連接部，所述凸臺設(shè)置在所述連接部的中央位置，所述焊接部設(shè)置在所述連接部的外邊緣；所述焊接部與所述頂蓋片電連接，所述凸臺與所述導(dǎo)電片不接觸，且在動力電池內(nèi)部壓力增大時，所述翻轉(zhuǎn)片受到所述動力電池內(nèi)部的壓力，向上動作，能夠使得所述凸臺與所述導(dǎo)電片電連接。
[0007]進(jìn)一步地，上述動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)中，所述連接部的厚度在從內(nèi)而外的方向上逐漸減小。
[0008]進(jìn)一步地，上述動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)中，所述凸臺的厚度大于所述連接部的厚度。
[0009]進(jìn)一步地，上述動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)中，所述凸臺為圓柱體結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，上述動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)中，所述翻轉(zhuǎn)片的所述焊接部、所述凸臺以及所述連接部為一體化結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明還提供一種動力電池，所述動力電池的頂蓋結(jié)構(gòu)采用如上所述的動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)及動力電池，通過設(shè)置實(shí)心結(jié)構(gòu)的凸臺，可以有效地增加凸臺與導(dǎo)電片接觸面的過流面積，減少過流電流，減少翻轉(zhuǎn)片被熔斷的概率，從而能夠有效地降低了動力電池起火或者爆炸的危險(xiǎn)，極大地提高了動力電池的安全性能。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為現(xiàn)有動力電池頂蓋的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的電池頂蓋結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖2中區(qū)域A的放大示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明的動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為圖4中區(qū)域A的放大示意圖。
[0019]圖6A為本發(fā)明的動力電池蓋結(jié)構(gòu)中的翻轉(zhuǎn)片的俯視圖。
[0020]圖6B為圖6A中F-F方向的剖面圖。
[0021]圖6C為圖6B中區(qū)域E的放大示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的動力電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合現(xiàn)有動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]采用圖1所示的動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)，當(dāng)動力電池內(nèi)部壓力產(chǎn)生一定氣壓時，翻轉(zhuǎn)片I與導(dǎo)電片3電連接，而導(dǎo)電片3又與動力電池負(fù)極柱2電連接，從而使動力電池本身形成一個回路，如果將回路電阻控制在4mohm以內(nèi)，回路電流I =動力電池電壓(4-5V)/回路電阻(0.8-4mohm)，回路電流可達(dá)1000-6400A，也就是說，回路的電流會非常大。這樣，當(dāng)動力電池過充電流通常為1C，正常工作時電流能夠達(dá)到3C以上，所以主回路中不能設(shè)置過流僅為IC的Fuse。常用的動力電池Fuse都要求能夠持續(xù)過流1C以上。例如:30Ah的動力電池Fuse需要能持續(xù)過流300A，而能否持續(xù)過流，則恪斷電流至少要600A以上。這樣動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)才可以瞬間熔斷Fuse，切斷主回路，從而達(dá)到保護(hù)動力電池的目的。
[0025]動力電池基本是窄長結(jié)構(gòu)，不會太厚，限制了翻轉(zhuǎn)片I的尺寸，為了確保翻轉(zhuǎn)片I能夠在一定壓力下動作(如圖1所示為向上動作)，需要將翻轉(zhuǎn)片I的動作區(qū)域壓薄，通常為0.1-0.3mm左右。為了確保翻轉(zhuǎn)片I過流能力比Fuse強(qiáng)，需要翻轉(zhuǎn)片I動作后與導(dǎo)電片3接觸位置面積大而且非接觸位置的環(huán)形截面積大。翻轉(zhuǎn)片I向上動作之后與導(dǎo)電片3接觸瞬間有很大的電阻，所以，即使翻轉(zhuǎn)片I的過流面積與Fuse的過流面積相等，大電流流過時翻轉(zhuǎn)片I也會先熔斷，導(dǎo)致電芯起火。所以，翻轉(zhuǎn)片I的過流面積至少達(dá)到Fuse的過流面積的1.2倍以上，才可以對動力電池進(jìn)行有效保護(hù)。而動力電池正常工作時，電芯的正常使用溫升不能太高，單電芯的Fuse在相同電流下要比整個動力電池電池模組的Fuse后熔斷，所以Fuse的過流面積不能太小。例如在30Ah時Fuse的過流面積至少在3.5mm2以上，所以翻轉(zhuǎn)片I的過流面積至少在4.2_2以上。對于圓形翻轉(zhuǎn)片I每個位置的截面積=3.14*直徑D*截面厚度T。如果翻轉(zhuǎn)片I做成壁厚均勻的，為了確保翻轉(zhuǎn)片I能夠在一定壓力下向上動作，翻轉(zhuǎn)片I的壁厚為0.1-0.3mm左右，這樣翻轉(zhuǎn)片I內(nèi)圈截面積就很小，如過流位置截面積=3.14*4*0.3 ^ 3.77mm2，這樣電流較大時，翻轉(zhuǎn)片I就會在Fuse熔斷之前先熔斷，引起電池起火或爆炸。
[0026]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種方案能夠保證翻轉(zhuǎn)片I在Fuse熔斷之前不會熔斷，保證了動力電池的安全。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案詳細(xì)如下。
[0027]圖2為本發(fā)明的動力電池頂蓋結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中區(qū)域A的放大示意圖。如圖2和圖3所示，本發(fā)明包括翻轉(zhuǎn)片11，負(fù)極柱12，導(dǎo)電片13，正極柱14以及頂蓋片15。正極柱14與頂蓋片15電連接，負(fù)極柱12與頂蓋片15絕緣裝配，負(fù)極柱12與導(dǎo)電片13電連接，其中，翻轉(zhuǎn)片11具體包括焊接部16、實(shí)心結(jié)構(gòu)的凸臺18以及位于焊接部16和凸臺18之間的連接部17，凸臺18設(shè)置在連接部17的中央位置，焊接部16設(shè)置在連接部17的外邊緣；翻轉(zhuǎn)片1