二次電池安全頂蓋的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉閥和短路導電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與其絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與其電連接；短路導電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉閥與頂蓋板電連接，翻轉閥與短路導電片之間存在間隙而彼此絕緣；翻轉閥包括受力后向短路導電片方向翻轉的翻轉片和設置于翻轉片的凸包；短路導電片包括與翻轉閥的凸包對齊的凸包收容部；當二次電池內部壓力增大到預定值時，翻轉片向短路導電片方向翻轉，凸包將嵌入凸包收容部而實現第一極柱和第二極柱的電連接。與現有技術相比，本實用新型利用通過凸包收容部與凸包的配合，有效增大了翻轉閥與短路導電片導通結構的熔斷時間。
【專利說明】
二次電池安全頂蓋
技術領域
[0001]本實用新型屬于二次電池領域，更具體地說，本實用新型涉及一種二次電池安全頂蓋。
【背景技術】
[0002]二次電池由于具有高能量、高容量及高功率，已被用于混合動力汽車和電動汽車。對于用做汽車電源的動力電池來說，其安全性為重中之重，過充測試就是動力電池三個最極端的安全測試之一。
[0003]由于二次電池具有高能量及高活性，因此其在過充時往往會發生著火爆炸。目前，二次電池的過充測試大部分是利用外短路原理，在電池失控前將電芯外短路，以避免電芯內部急劇產熱而導致失控。但是，現有二次電池頂蓋的翻轉閥和短路導電片是通過平面接觸實現二次電池的外短路的，當短路后通過的電流過大時，翻轉片上用于實現短路的凸臺會在非常短的時間內就被熔化掉一部分，導致熔融金屬飛濺跑出而斷開回路，二次電池的安全保護也就宣告失效，存在起火或爆炸的危險。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問題的二次電池安全頂蓋。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于:提供一種安全可靠的二次電池安全頂蓋，以確保二次電池外短路能夠耐受較大電流的沖擊，避免安全事故的發生。
[0006]為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉閥和短路導電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板電連接;短路導電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉閥與頂蓋板電連接，翻轉閥與短路導電片之間存在間隙而彼此絕緣;所述翻轉閥包括受力后向短路導電片方向翻轉的翻轉片和設置于翻轉片的凸包;短路導電片包括與翻轉閥的凸包對齊的凸包收容部；當二次電池內部壓力增大到預定值時，翻轉片向短路導電片方向翻轉，凸包將嵌入凸包收容部而實現第一極柱和第二極柱的電連接。
[0007]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述凸包收容部的內表面設置鎳、錫或鋅鍍層，或凸包外表面設置鎳、錫或鋅鍍層。
[0008]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述翻轉閥的凸包頂面為曲面或平面。
[0009]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述翻轉閥還包括固定部，凸包設置在翻轉片的中央位置，固定部設置在翻轉片的外邊緣。
[0010]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述頂蓋板上設置有翻轉閥孔，短路導電片延伸至翻轉閥孔的上方，固定部焊接固定在頂蓋板上使得翻轉閥密封翻轉閥孔。
[0011]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述短路導電片還包括與第一極柱電連接的極柱連接片;極柱連接片安裝在頂蓋板遠離電芯的一側，凸包收容部位于極柱連接片朝向電芯一側的表面。
[0012]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述極柱連接片和凸包收容部通過第一極柱上絕緣塊與頂蓋板絕緣;第一極柱上絕緣塊開設有與頂蓋板的翻轉閥孔對齊的穿孔，短路導電片的凸包收容部穿過第一極柱上絕緣塊的穿孔與翻轉閥的凸包對齊。
[0013]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述第一極柱通過第一極柱上絕緣塊、第一極柱下絕緣塊和密封圈密封安裝于頂蓋板。
[0014]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述凸包為實心或空心結構。
[0015]作為本實用新型二次電池安全頂蓋的一種改進，所述翻轉片和凸包為一體式結構或分體式結構。
[0016]與現有技術相比，本實用新型二次電池安全頂蓋利用通過凸包收容部與凸包的配合，起到了增加翻轉閥凸包質量、增加過流時接觸面積、避免熔融金屬飛濺等作用，達到了有效增大翻轉閥與短路導電片導通結構的熔斷時間的目的。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型二次電池安全頂蓋及其有益效果進行詳細說明。
[0018]圖1為本實用新型二次電池安全頂蓋的分解結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型二次電池安全頂蓋的組裝剖視示意圖。
[0020]圖3為圖1中翻轉閥的剖視圖。
[0021]圖4為圖1中短路導電片的背面結構示意圖。
[0022]圖5為圖1中短路導電片的剖視圖。
[0023]圖6為本實用新型二次電池安全頂蓋的翻轉閥和短路導電片的安裝結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施例僅僅是為了解釋本實用新型，并非為了限定本實用新型。
[0025]請參閱圖1和圖2，本實用新型二次電池安全頂蓋包括頂蓋板10、第一極柱20、第二極柱30、防爆閥40、翻轉閥50和短路導電片60。第一極柱20通過第一極柱上絕緣塊22、第一極柱下絕緣塊24和密封圈26密封安裝于頂蓋板10，且與頂蓋板10絕緣。第二極柱30通過第二極柱塊32、第二極柱下絕緣塊34和密封圈36密封安裝于頂蓋板10，且與頂蓋板10電連接。短路導電片60與第一極柱20電連接且與頂蓋板10絕緣。翻轉閥50與頂蓋板10電連接。翻轉閥50翻轉前與短路導電片60之間存在間隙而彼此絕緣。
[0026]頂蓋板10設置有第一極柱孔12、第二極柱孔14、防爆閥孔16、翻轉閥孔18以及可密封的注液孔19。第一極柱20密封安裝于第一極柱孔12中，第二極柱30密封安裝于第二極柱孔14中，防爆閥40密封安裝于防爆閥孔16中，翻轉閥50密封安裝于翻轉閥孔18中。
[0027]第一極柱20可以是正極柱或者負極柱，相應地，第二極柱30為負極柱或者正極柱。
[0028]請參閱圖3，翻轉閥50為片狀結構，其包括翻轉片52、凸包54和固定部56。翻轉片52為中部朝電池電芯方向凸出的片體(優選為圓片)，固定部56設置在翻轉片52的外邊緣，其通過焊接、機械配合或膠接固定在頂蓋板10上，使得翻轉閥50密封頂蓋板10的翻轉閥孔18并與頂蓋板10電連接。凸包54設置在翻轉片52的中央位置，且朝遠離電芯的方向凸出并部分伸入翻轉閥孔18中。凸包54的頂部為曲面或平面，優選為半球形。凸包54為實心或空心結構，其與翻轉片52可以是一體式結構，也可以是分別制造后再彼此固定的分體式結構。
[0029]請參閱圖4至圖6，短路導電片60包括極柱連接片62和凸包收容部64。極柱連接片62安裝在頂蓋板10遠離電芯的一側，其一端套住第一極柱22的外周壁而與第一極柱22電連接，另一端延伸至頂蓋板10的翻轉閥孔18上方；凸包收容部64位于極柱連接片62朝向電芯一側的表面，且與翻轉閥50的凸包54對齊。極柱連接片62和凸包收容部64通過第一極柱上絕緣塊22與頂蓋板10絕緣，第一極柱上絕緣塊22開設有與頂蓋板10的翻轉閥孔18對齊的穿孔，短路導電片60的凸包收容部64穿過第一極柱上絕緣塊22的穿孔與翻轉閥50的凸包54對齊。凸包收容部64為圓柱形，其底部設置有與凸包54的頂部形狀相適配的凹入640。
[0030]當二次電池處于正常環境和狀態時，翻轉片52的形態為圖2、6所示的未翻轉狀態。此時，凸包54與凸包收容部64之間存在間隙而彼此絕緣，二次電池不會發生外短路。
[0031]當二次電池發生過充時，其電芯內部將會急劇發熱而產氣，在氣壓大于預定值時，翻轉片52將受力而向短路導電片60方向翻轉，使得凸包54部分或整體嵌入凸包收容部64中，并與凸包收容部64緊密接觸。此時，凸包54的頂部卡入凸包收容部64的凹入640中，第一極柱20經由短路導電片60、翻轉閥50、頂蓋板10與和第二極柱30實現電連通，二次電池的電芯被外短路。
[0032]與現有技術相比，本實用新型二次電池安全頂蓋至少具有以下優點:
[0033]I)短路導電片60設有凸包收容部64，短路時翻轉閥50的凸包54嵌入短路導電片60的凹入640中而被短路導電片60的凸包收容部64包住，這樣的結構能夠防止熔融金屬飛濺跑出而斷開回路；
[0034]2)凸包54頂部的曲面與短路導電片60的凹入640相配合的連接方式，增大了翻轉閥50和短路導電片60短路時的接觸面積，因此能夠降低短路時在接觸位置產生的熱量；
[0035]3)凸包54的頂部在原有平面結構的基礎上增加一個曲面結構，增加了翻轉閥50過流處的質量，因此能夠延長金屬發熱的熔融時間。
[0036]綜上所述，本實用新型二次電池安全頂蓋的翻轉閥50翻轉而與短路導電片60導通短路后，能夠耐受較大電流的沖擊，當翻轉閥50在規定的壓力范圍內瞬間突變翻轉形成外短路時，翻轉閥50可以安全工作而不會發生熔穿，一方面可以防止二次電池在出現意外時引發的安全隱患，另一方面可以通過外短路釋放出二次電池的能量，避免引起更大的安全事故。
[0037]另外，為了進一步減小短路導電片60和翻轉閥50之間的接觸電阻，還可以在短路導電片60的凸包收容部64內表面(也就是凹入640的內壁上)設置鎳、錫或鋅等低電阻率鍍層，或者在凸包54的外表面設置鎳、錫或鋅鍍層，通過減小接觸電阻來減小過流時產生的熱量。
[0038]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施例進行適當的變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施例，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【主權項】
1.一種二次電池安全頂蓋，其包括頂蓋板、第一極柱、第二極柱、翻轉閥和短路導電片，第一極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板絕緣，第二極柱安裝于頂蓋板且與頂蓋板電連接;短路導電片與第一極柱電連接且與頂蓋板絕緣，翻轉閥與頂蓋板電連接，翻轉閥與短路導電片之間存在間隙而彼此絕緣;其特征在于:所述翻轉閥包括受力后向短路導電片方向翻轉的翻轉片和設置于翻轉片的凸包;短路導電片包括與翻轉閥的凸包對齊的凸包收容部；當二次電池內部壓力增大到預定值時，翻轉片向短路導電片方向翻轉，凸包將嵌入凸包收容部而實現第一極柱和第二極柱的電連接。2.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述凸包收容部的內表面設置鎳、錫或鋅鍍層，或凸包外表面設置鎳、錫或鋅鍍層。3.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉閥的凸包頂面為曲面或平面。4.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉閥還包括固定部，凸包設置在翻轉片的中央位置，固定部設置在翻轉片的外邊緣。5.根據權利要求4所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述頂蓋板上設置有翻轉閥孔，短路導電片延伸至翻轉閥孔的上方，固定部焊接固定在頂蓋板上使得翻轉閥密封翻轉閥孔。6.根據權利要求5所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述短路導電片還包括與第一極柱電連接的極柱連接片;極柱連接片安裝在頂蓋板遠離電芯的一側，凸包收容部位于極柱連接片朝向電芯一側的表面。7.根據權利要求6所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述極柱連接片和凸包收容部通過第一極柱上絕緣塊與頂蓋板絕緣;第一極柱上絕緣塊開設有與頂蓋板的翻轉閥孔對齊的穿孔，短路導電片的凸包收容部穿過第一極柱上絕緣塊的穿孔與翻轉閥的凸包對齊。8.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述第一極柱通過第一極柱上絕緣塊、第一極柱下絕緣塊和密封圈密封安裝于頂蓋板。9.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述凸包為實心或空心結構。10.根據權利要求1所述的二次電池安全頂蓋，其特征在于:所述翻轉片和凸包為一體式結構或分體式結構。
【文檔編號】H01M2/04GK205657097SQ201620466299
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月20日 公開號201620466299.4, CN 201620466299, CN 205657097 U, CN 205657097U, CN-U-205657097, CN201620466299, CN201620466299.4, CN205657097 U, CN205657097U
【發明人】蔡如來, 楊偉, 姜俊杰, 鄧平華, 王鵬, 鄭于煉
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司