一种锂离子电池的外短路保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种锂离子电池的外短路保护装置，包括电芯和汇流排，所述电芯上设有导电极耳，所述导电极耳与汇流排相邻，在外力作用下，汇流排与导电极耳之间相接触或分离以实现两者间电连接的导通或断开。所述汇流排上设置有弹性折弯部，在盖板作用下，汇流排的弹性折弯部与导电极耳之间相接触或分离以实现两者间电连接的导通或断开。本实用新型专利技术通过热敏材料制成的盖板卡柱来挤压导电极耳和汇流排，产生接触导电回路；一旦电池发生外部短路，挤压区域温度快速升高，卡柱软化或分解，挤压力消失，导电极耳和汇流排分离而断开电路，电池外短路中止，保护电池安全使用。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的外短路保护装置
本技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池的外短路保护装置。
技术介绍
锂离子电池在新能源汽车及储能系统中应用越来越广泛，锂电池系统包含若干个电池模组，而电池模组由若干个单个电芯进行串并联组成。即电池在组装为电池模组时，需要将电池进行串并联，其中相邻电池的电路连接通常有两种方式，一种是采用超声焊接方式把导电极耳直接连接起来，第二种是采用汇流排做转接，即把所有导电极耳用激光焊接到汇流排上，形成导电通道。这两种连接方式都需要把导电极耳焊接起来，其需要的设备多、工艺较复杂，并且后期若要更换电池时不方便拆卸，会造成浪费。另外，在出现异常情况时，如外部短路，因导电回路中一般没有明显的薄弱环节，电池将持续大电流放电，容易引起电池热聚集，进而可能发生热失控，热扩散，对电池系统安全带来很大安全风险。因此在电池及模组结构上设置过流自保护功能是非常有必要的，解决这个问题将大幅提高锂电池的安全应用水平。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种锂离子电池的外短路保护装置，使其在外部发生短路时，能自动断开电路达到保护的目的，解决了上述
技术介绍
中提出的安全风险问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种锂离子电池的外短路保护装置，包括电芯和汇流排，所述电芯上设有导电极耳，所述导电极耳与汇流排相邻，在外力作用下，汇流排与导电极耳之间相接触或分离以实现两者间电连接的导通或断开。进一步方案，还包括用于固定汇流排的支架，所述支架上开设有与导电极耳相匹配的极耳孔，所述导电极耳穿过所述的极耳孔后与汇流排相邻。更进一步方案，还包括盖板，所述盖板安装在汇流排的上方，所述汇流排上设置有弹性折弯部，盖板压力作用实现导电极耳与汇流排的弹性折弯部之间电连接的导通或断开。进一步方案，所述盖板上设置有卡柱，所述卡柱将汇流排的弹性弯折部与导电极耳进行压紧或松开，所述卡柱的全部或者局部是由热敏材料制成。其中卡柱全部是由热敏材料制成，或在卡柱的外周或卡柱的端部涂覆一层热敏材料层，热敏材料可选择为聚碳酸酯、聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯，或其中之一与能提高该可分解的热敏树脂的导电性能或降低其热分解的温度的改性材料混合构成；其中改性材料为碳材料和催化剂的混合物或为玻璃纤维和催化剂的混合物。其中聚碳酸酯在215℃开始软化、340℃分解，如果加入改性材料还可降低其热分解的温度到230℃左右。即当温度上升到215℃时，卡柱会软化，继续升高后会分解。也就卡柱对汇流排与导电极耳的挤压力变小，直到消失。本申请仅保护产品的结构，不涉及其具体的材料组成，而具体的热敏材料及其改性材料的选择可参考本申请人同日布局的系列专利《一种电芯电连接的无焊接式接插件及含有该接插件的锂离子电池》中对热分解材料层的材料的选择。即当电池发生外部短路时，温度快速升高，温度升高到热敏材料的软化或分解温度时，卡柱软化或分解为二氧化碳、水和碳材料。即卡柱对汇流排与导电极耳的挤压力变小或消失，而断开电芯极耳与连接片的连接，从而可以断开电芯之间的连接，防止热失控的发生，可大大提高电池的安全性。电池按不同的串并联关系，组成电池模组，相邻电池之间通过支架、汇流排和盖板进行连接，即电池的导电极耳穿过支架后与汇流排上的弹性弯折部相接触导通电路、分离而断开电路；并通过盖板上的卡柱将导电极耳与弹性弯折部进行压紧保持导通状态；另外，卡柱全部或局部是由热敏材料制成的，在温度较高的时候，能快速软化，使汇流排与极耳接触从紧压到松开直至断开，从而使电流回路中断，起到自断路，自保护功能。即本技术的汇流排通过其弹性弯折部与导电极耳直接通过接触实现电流的导通，无需将导电极耳与汇流排进行焊接操作，连接简单且操作方便。进一步方案，所述汇流排包括基板，所述基板的两端向同一侧折弯分别形成一侧边，所述侧边的端部继续折弯形成用于与导电极耳连接的弹性弯折部，所述弹性弯折部将相邻导电极耳通过接触导通。本技术因汇流排的结构不同，从而导致盖板的结构相适应的变化，其中一种实现方式为：所述侧边位于基板的上方，所述弹性弯折部是由侧边向外侧下方折弯形成的，弹性弯折部与侧边之间形成用于插设导电极耳的开口向下的极耳槽；所述卡柱位于弹性弯折部、侧边的外侧，将插设在极耳槽中导电极耳压紧。进一步方案，所述弹性弯折部的端部向侧边方向凸起形成弧形卡扣部。第二种实现方式为：所述侧边位于汇流排本体的上方，所述弹性弯折部是由侧边向内侧下方折弯形成的，弹性弯折部与侧边之间形成开口向下的空腔；所述导电极耳的顶端折弯成与所述弹性弯折部相适配的钩状结构卡套在弹性弯折部上。进一步方案，所述弹性弯折部为波浪状，在其外端面形成连续的凸棱。进一步方案，所述汇流排为导电材料制成的，所述导电材料为铜或铝。所述支架为非金属材料制成的，非金属材料为塑料，如ABS+PC，PA6，PC等。本技术的汇流排是导电材料制成的，其与导电极耳通过接触导通，避免了焊接操作。并且本技术将汇流排设计成折弯形，利用其自身的弹性和特殊的结构，使其与导电极耳能保持始终的接触状态，而不需要把导电极耳再焊接在汇流排上，从而大幅简化了工艺，对后期的维护，包括梯次利用都有很大益处。本技术通过盖板上相适配的卡柱将导电极耳与汇流排上的弹性弯折部进行挤压，使二者之间始终保持接触状态，即使在使用过程中发生振动也不会发生松开、脱落等现象。另外，本技术中的盖板上的卡柱采用热敏材料制成，当某个电池发生外部短路时，温度快速升高，使卡柱软化或分解，对导电极耳与汇流排的挤压力从大到小，直到松开，从而将外部短路电路断开，达到保护电池的目的，也保障了电池系统的安全性能。本技术的有益效果如下：通过热敏材料制成的盖板上的卡柱来挤压导电极耳和汇流排，产生接触导电回路，电池正常充放电，各结构件稳定，正常工作；一旦电池发生外部短路，挤压区域温度快速升高，卡柱软化或分解，对导电极耳和汇流排的挤压力消失，即挤压接触破坏，电路中断，电池外短路中止，保护电池安全使用。附图说明图1为实施例1的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为图1中盖板热熔后的示意图；图4为图1中盖板的结构示意图；图5为图1中汇流排的结构示意图；图6为实施例2的结构示意图；图7为图6的侧视图；图8为图6中盖板的结构示意图；图9为图6中汇流排的结构示意图。图中：1A-第一盖板、1B-第二盖板、11-顶板，12-卡柱；2A-第一汇流排、2B-第二汇流排、21-基板、22-侧边、23-弹性弯折部、24-弧形卡扣部、25-凸棱；3-支架、31-极耳孔；4-导电极耳、5-电池。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池的外短路保护装置，其特征在于,包括电芯和汇流排，所述电芯上设有导电极耳，所述导电极耳与汇流排相邻，在外力作用下，汇流排与导电极耳之间相接触或分离以实现两者间电连接的导通或断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的外短路保护装置，其特征在于,包括电芯和汇流排，所述电芯上设有导电极耳，所述导电极耳与汇流排相邻，在外力作用下，汇流排与导电极耳之间相接触或分离以实现两者间电连接的导通或断开。


2.根据权利要求1所述的外短路保护装置，其特征在于，还包括用于固定汇流排的支架，所述支架上开设有与导电极耳相匹配的极耳孔，所述导电极耳穿过所述的极耳孔后与汇流排相邻。


3.根据权利要求1所述的外短路保护装置，其特征在于，还包括盖板，所述盖板安装在汇流排的上方，所述汇流排上设置有弹性折弯部，盖板压力作用实现导电极耳与汇流排的弹性折弯部之间电连接的导通或断开。


4.根据权利要求3所述的外短路保护装置，其特征在于，所述盖板上设置有卡柱，所述卡柱将汇流排的弹性弯折部与导电极耳压紧或松开，所述卡柱的全部或者局部是由热敏材料制成。


5.根据权利要求4所述的外短路保护装置，其特征在于，所述汇流排包括基板，所述基板的两端向同一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈炳杰，蔡毅，程骞，李小辉，张雅，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34