一种顶盖、电池和用电设备制造技术

本发明专利技术涉及一种顶盖、电池和用电设备，其中顶盖包括：一顶盖片，沿其厚度方向形成有至少一第一通孔；至少一极柱，每一极柱对应安装于一个第一通孔中；极柱包括极柱本体和柱状部，极柱本体形成于柱状部的一端，且极柱本体的截面积大于柱状部的截面积，柱状部伸入第一通孔；第一通孔与柱状部之间具有容纳空间；至少一阻燃模块，每一阻燃模块对应设置于一个容纳空间中，阻燃模块具有容纳腔体，容纳腔体内容置有阻燃材料，设定温度和/或压力下，容纳腔体打开并向电池内释放阻燃材料。本发明专利技术通过将熔断结构和阻燃结构配合使用，能够尽可能地防止电池起火爆炸等事故发生，大大提高电池安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种顶盖、电池和用电设备


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其是指一种顶盖、电池和用电设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池主要由正极、隔膜、电解液、负极组成，其中电解液在电池中扮演着必不可少的角色，它可以润湿电池的正负极及隔膜从而可以使锂离子在整个电池中传输来实现正常的充放电循环。常用的液体电解液一般是基于锂盐溶于环状或线性的碳酸酯中组成的，例如：碳酸乙烯酯（EC）+碳酸二甲酯（DMC），然而，这些酯类电解液具有高度挥发性、可燃性和接近室温的闪点。在电池的热失控状态下，会引发电解液的燃烧并使电池有爆炸的危险。
[0003]行业内普遍的做法如下：添加锂离子电池电解液阻燃剂能提高电解液的氧指数，降低电解液的可燃性，对电池放电比容量影响小，提高电池安全性能；但这会对电池的性能带来不利影响，比如促使电池的容量衰减周期加快、输出功率降低以及低温性能变差。
[0004]在电池内设计保险熔断结构；电池的保险熔断结构一般设置在转接片上，但发生撞车或电池遭外力后变形时，现有的保险熔断结构可能出现二次连接，导致起火爆炸等问题发生，带来新的安全隐患。
[0005]因此，如何可靠有效地防止电池发生起火爆炸等事故是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种顶盖、电池和用电设备。
[0007]本专利技术所采用的技术方案如下：一种顶盖，包括：一顶盖片，沿其厚度方向形成有至少一第一通孔；至少一极柱，每一所述极柱对应安装于一个第一通孔中；所述极柱包括极柱本体和柱状部，所述极柱本体形成于所述柱状部的一端，且所述极柱本体的截面积大于所述柱状部的截面积，所述柱状部伸入所述第一通孔；所述第一通孔与所述柱状部之间具有容纳空间；至少一阻燃模块，每一所述阻燃模块对应设置于一个容纳空间中，所述阻燃模块具有容纳腔体，所述容纳腔体内容置有阻燃材料，在设定温度和/或压力下，所述容纳腔体打开并向电池内释放阻燃材料。
[0008]在一些实施例中，所述柱状部上设置有第一熔断部，所述第一熔断部的截面积小于所述柱状部的其余部分的截面积。
[0009]在一些实施例中，还包括连接元件，所述柱状部的另一端与所述连接元件连接，所述第一通孔、所述柱状部和所述连接元件之间形成所述容纳空间，所述连接元件具有避让所述阻燃模块的避让区域。
[0010]在一些实施例中，所述连接元件沿其厚度方向形成有连接孔，所述柱状部伸入所述连接孔且与所述连接元件连接，所述第一熔断部位于所述连接元件靠近所述顶盖片的一
侧；围绕所述连接孔，所述连接元件形成向所述顶盖片凸出的凸起部，所述凸起部位于所述阻燃模块和所述柱状部之间且绝缘抵接于所述极柱本体。
[0011]在一些实施例中，还包括支撑件，套设于所述柱状部且位于所述阻燃模块和所述柱状部之间；所述支撑件具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面绝缘抵接于所述极柱本体，所述第二表面抵接所述连接元件。
[0012]在一些实施例中，所述支撑件的材质为氮化铝、氧化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁、氧化锌、氧化锆中的一种或多种；或者，所述支撑件的材质为耐高温塑胶。
[0013]在一些实施例中，所述连接元件为转接片，用于电芯和所述极柱电连接，所述转接片包括：连接部，包括一极柱连接区和至少一极耳连接区，所述柱状部的另一端固定于所述极柱连接区；保险部，位于所述极柱连接区或所述极耳连接区，且所述保险部包括至少一第二熔断部，所述第二熔断部的截面积S1小于所述极柱连接区或所述极耳连接区的截面积；设所有第二熔断部的截面积S1之和为 S1'，所述第一熔断部的截面积为S2，S1'＜S2。
[0014]在一些实施例中， S1'和 S2满足关系式：S2= (1.15~1.6）
×
S1'。
[0015]在一些实施例中，所述阻燃模块包括：壳体，具有开口，所述壳体内设有所述容纳腔体；刺破组件，安装于所述容纳腔体内；开阀片，密封所述开口；其中，在设定温度和/或压力下，所述刺破组件刺破所述开阀片，向所述电池内释放所述阻燃材料。
[0016]一种电池，包括：外壳，具有开口端；电芯，容置于所述外壳内；以如上述所述的顶盖，所述顶盖扣合所述开口。一种用电设备，包括如上述所述的电池。
[0017]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术所述的顶盖当电池发生热失控时，电芯内部出现高温高压压迫开阀片，容纳腔体内的阻燃材料经刺破组件刺破开阀片后流入电芯，从而使阻燃材料会先于易燃易爆气体释放到含氧的环境中，阻断可燃物与氧气的进一步接触；阻燃材料在高温环境进一步汽化也会带走大量的热，从而保证单体电池温度急剧下降，达到避免电池包热失控的发生。
[0018]2、本专利技术所述的顶盖中极柱底部的闲置区为阻燃材料提供储存空间，从而可以减少电解液中阻燃材料的用量，进而提升锂电池的性能，减少电池容量衰减周期加快、输出功率降低以及低温性能变差等问题发生。
[0019]4、本专利技术所述的顶盖通过将熔断结构和阻燃结构配合使用，能够尽可能地防止电池起火爆炸等事故发生，大大提高电池安全性。
[0020]5、本专利技术所述的顶盖通过将熔断结构设置为多级熔断部，既保证了第一熔断部和第二熔断部的触发灵敏性，也保证了第一熔断部和第二熔断部的的触发安全性，在多级熔断保护结构和阻燃结构的共同作用下，能够更进一步防止电池起火爆炸等事故发生，充分保障电池的安全性能。
附图说明
[0021]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0022]图1是本专利技术中顶盖的爆炸图之一。
[0023]图2是本专利技术中顶盖的爆炸图之二。
[0024]图3是本专利技术中顶盖的爆炸图之三。
[0025]图4是本专利技术中顶盖的爆炸图之四。
[0026]图5是图4中的部分剖面图。
[0027]图6是本专利技术中顶盖的爆炸图之五。
[0028]图7是本专利技术中极柱的第一种结构示意图。
[0029]图8是本专利技术中极柱的第二种结构示意图。
[0030]图9是本专利技术中顶盖片的第一种结构示意图。
[0031]图10是图9中A处的放大示意图。
[0032]图11是本专利技术中顶盖片的第二种结构示意图。
[0033]图12是本专利技术中阻燃模块的结构示意图。
[0034]图13是本专利技术中阻燃模块的爆炸图。
[0035]图14是本专利技术中阻燃模块的剖面图。
[0036]图15是本专利技术中保护元件的第一视角的结构示意图。
[0037]图16是本专利技术中保护元件的第二视角的结构示意图。
[0038]图17是本专利技术中转接片的第一种结构示意图。
[0039]图18是本专利技术中转接片的第二种结构示意图。
[0040]说明书附图标记说明：极柱；101、极柱本体；102、柱状部；1021、第一熔断部；1022、非熔断部；1023、第一台阶；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶盖，其特征在于，包括：一顶盖片（3），沿其厚度方向形成有至少一第一通孔；至少一极柱（1），每一所述极柱（1）对应安装于一个第一通孔中；所述极柱（1）包括极柱本体（101）和柱状部（102），所述极柱本体（101）形成于所述柱状部（102）的一端，且所述极柱本体（101）的截面积大于所述柱状部（102）的截面积，所述柱状部（102）伸入所述第一通孔；所述第一通孔与所述柱状部（102）之间具有容纳空间；至少一阻燃模块（5），每一所述阻燃模块（5）对应设置于一个容纳空间中，所述阻燃模块（5）具有容纳腔体（504），所述容纳腔体（504）内容置有阻燃材料，在设定温度和/或压力下，所述容纳腔体（504）打开并向电池内释放阻燃材料。2.根据权利要求1所述的顶盖，其特征在于，所述柱状部（102）上设置有第一熔断部（1021），所述第一熔断部（1021）的截面积小于所述柱状部的其余部分的截面积。3.根据权利要求2所述的顶盖，其特征在于，还包括连接元件，所述柱状部的另一端与所述连接元件连接，所述第一通孔、所述柱状部（102）和所述连接元件之间形成所述容纳空间，所述连接元件具有避让所述阻燃模块（5）的避让区域。4.根据权利要求3所述的顶盖，其特征在于，所述连接元件沿其厚度方向形成有连接孔，所述柱状部（102）伸入所述连接孔且与所述连接元件连接，所述第一熔断部（1021）位于所述连接元件靠近所述顶盖片（3）的一侧；围绕所述连接孔，所述连接元件形成向所述顶盖片（3）凸出的凸起部，所述凸起部位于所述阻燃模块（5）和所述柱状部（102）之间且绝缘抵接于所述极柱本体（101）。5.根据权利要求3所述的顶盖，其特征在于，还包括支撑件，套设于所述柱状部且位于所述阻燃模块（5）和所述柱状部（102）之间；所述支撑件具有相对的第一表面和第二表面，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：林法稳，房森基，黄婷，张瑞朋，李勇军，陈圣立，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：