CN112216934A - 电池盖板组件及单体电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池盖板组件及单体电池，其中，电池盖板组件包括导电板、正极端子、负极端子和复合安全组件；复合安全组件串联连接于导电板的上表面与负极端子之间；复合安全组件包括能够相互串联的记忆合金件和限流元件，记忆合金件用于在温度升高至第一温度时由压缩态转变为伸展态，以导通负极端子与导电板，使得电池形成外短路，限流元件用于限制短路电流；其中，当温度低于第一温度时，记忆合金件为压缩态，负极端子与导电板之间存在间隔并且绝缘。本发明的电池盖板组件及单体电池，电池极片中不用添加碳酸锂等产气添加剂，因而不影响电池的循环和存储性能；另外，通过在复合安全组件中设置限流元件，还能够有效限制短路放电电流。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池盖板组件及单体电池。
背景技术
随着汽车电动化的普及，电动汽车续航里程不断提升，动力电池的能量密度越来越高，由于过充过热导致的电动汽车起火的事故越发频繁。如果电池能量得不到及时可控的释放，极有可能引发更恶劣的事故。
目前普通的动力电池盖板设置有机械翻转片或类似装置，使得过充过热时电池正负极短路，通过外短路释放出电池的能量，起到保护作用。要使翻转片正常翻转，通常需要在电池正极中添加一定量的碳酸锂，碳酸锂在电池达到其分解电压或温度时分解产生大量气体，或者在电解液中添加联苯等过充添加剂，在电池过充到一定电压或温度时，联苯发生聚合反应产生大量气体，使电池内部气压增大从而使翻转片发生翻转。碳酸锂或联苯等添加剂的加入不仅降低了整个电芯的能量密度，而且对电池循环和存储性能有较大的负面影响。
发明内容
基于此，有必要提供一种电池盖板组件及单体电池，以解决上述问题。
本发明的电池盖板组件，包括导电板、正极端子、负极端子和复合安全组件；所述正极端子能够与电芯的正极极耳电连接，所述负极端子能够与电芯的负极极耳电连接；所述正极端子电连接于所述导电板的上方，所述复合安全组件串联连接于所述导电板的上表面与负极端子之间；所述复合安全组件包括能够相互串联的记忆合金件和限流元件，所述记忆合金件用于在温度升高至第一温度时由压缩态转变为伸展态，以导通负极端子与导电板，使得电池形成外短路，所述限流元件用于限制短路电流；其中，当温度低于第一温度时，所述记忆合金件为压缩态，所述负极端子与导电板之间存在间隔并且绝缘；当所述记忆合金件转变为伸展态时，所述间隔消失并且所述负极端子与导电板导通。
在一个实施例中，所述记忆合金件为Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-M(M＝Al,Sn,Si,Ga,Au)、In-Ti、Ni-Al、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb、Fe-Mn-Si中的至少一种或组合；所述第一温度的范围为40℃-80℃。
在一个实施例中，所述记忆合金件具有双程形状记忆效应，当温度降低至所述第一温度以下时，所述记忆合金件由伸展态回复到压缩态，以使所述负极端子与导电板之间恢复到存在间隔并且绝缘的状态。
在一个实施例中，所述限流元件为定值电阻元件或者PTC元件；所述定值电阻元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω；所述PTC元件在第二温度时电阻骤增，以限制短路电流，所述第二温度大于第一温度，电阻骤增后，所述PTC元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω。
在一个实施例中，所述第二温度的范围为70℃-150℃。
在一个实施例中，所述复合安全组件包括内部元件和外部元件，所述内部元件包括所述记忆合金件和限流元件；所述外部元件包括上导电片、下导电片和绝缘密封圈，所述绝缘密封圈内设置有安装孔，所述上导电片设置在所述安装孔的上方，并且与所述负极端子电连接；所述下导电片设置在所述安装孔的下方，并且与所述导电板电连接；所述内部元件设置在所述安装孔内，并且所述内部元件的一端与所述上导电片或者下导电片固定连接。
在一个实施例中，所述绝缘密封圈的上表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述安装孔相连通，所述上导电片镶嵌在第一凹槽内，并且所述上导电片的上表面凸出于所述绝缘密封圈的上表面；所述绝缘密封圈的下表面开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述安装孔相连通，所述下导电片镶嵌在第二凹槽内，并且所述下导电片的下表面凸出于所述绝缘密封圈的下表面。
在一个实施例中，电池盖板组件还包括绝缘垫片、正极柱、负极柱和绝缘密封塞；绝缘垫片设置在导电板与负极端子之间，所述导电板上开设有相互间隔的第一导通孔和第二导通孔，绝缘垫片上开设有相互间隔的第三导通孔和第四导通孔，所述复合安全组件设置在所述第四导通孔内，所述正极柱穿设在第一导通孔内，用于电连接电芯的正极极耳与正极端子；所述第二导通孔、第三导通孔的位置相对应，所述负极柱依次穿设在第二导通孔、第三导通孔内，用于电连接电芯的负极极耳与负极端子；所述绝缘密封塞密封设置在所述导电板的孔壁与正极柱、负极柱之间。
在一个实施例中，所述记忆合金件呈Z字型折叠片状；并且所述限流元件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，另一端与所述记忆合金件固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与导电板、负极端子中的其中之另一之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与导电板、负极端子中的其中之另一接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板；或者，所述限流元件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，所述记忆合金件的一端与导电板、负极端子中的其中之另一固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与所述限流元件的另一端之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与所述限流元件的另一端接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板；或者，所述限流元件包括第一电阻件和第二电阻件，所述第一电阻件为PTC元件或定值电阻元件，所述第二电阻件为PTC元件或定值电阻元件，所述PTC元件用于在第二温度时电阻骤增，以限制短路电流，所述第二温度大于第一温度；所述第一电阻件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，另一端与所述记忆合金件的一端固定电连接；所述第二电阻件的一端与导电板、负极端子中的其中之另一固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与所述第二电阻件的另一端之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与所述第二电阻件的另一端接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板。
本发明还提出一种单体电池，包括电芯、绝缘膜、壳体和上面任一所述的电池盖板组件，所述电芯上设置有正极极耳和负极极耳，所述正极极耳用于与所述正极端子电连接，所述负极极耳用于与所述负极端子电连接；所述绝缘膜包覆在所述电芯的外部，所述电芯和绝缘膜均设置在所述壳体内，所述壳体的上方开口，所述电池盖板组件盖设于所述壳体的开口处。
本发明的电池盖板组件及单体电池，其有益效果为：
本发明的电池盖板组件及单体电池，通过在负极端子与导电板之间串联接入复合安全组件，电池极片中不用添加碳酸锂等产气添加剂，因而不影响电池的循环和存储性能；另外，通过在复合安全组件中设置限流元件，能够有效限制短路放电电流，避免电池温度持续升高而导致电芯起火爆炸的风险。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的单体电池的结构示意图。
图2为本发明一个实施例提供的电池盖板组件的爆炸结构示意图。
图3为本发明一个实施例提供的复合安全组件的立体结构示意图。
图4为本发明一个实施例提供的复合安全组件的爆炸结构示意图。
图5为本发明一个实施例提供的复合安全组件中的记忆合金件处于压缩态时的纵向截面剖视图。
图6为本发明一个实施例提供的复合安全组件中的记忆合金件处于伸展态时的纵向截面剖视图。
图7为本发明一个实施例提供的复合安全组件设置在绝缘垫片的第四导通孔内的局部纵向截面剖视图。
图8为本发明另一个实施例提供的复合安全组件中的记忆合金件处于压缩态时的纵向截面剖视图。
图9为本发明另一个实施例提供的复合安全组件中的记忆合金件处于压缩态时的纵向截面剖视图。
图10为本发明又一个实施例提供的复合安全组件中的记忆合金件处于压缩态时的纵向截面剖视图。
图11为本发明又一个实施例提供的复合安全组件设置在绝缘垫片的第四导通孔内的局部纵向截面剖视图。
附图标记：
单体电池10，电芯100，正极极耳110，负极极耳120，绝缘膜200，壳体300，电池盖板组件400，导电板410，第一导通孔411，第二导通孔412，正极端子421，负极端子422，绝缘垫片430，第三导通孔431，第四导通孔432，绝缘板440，第五导通孔441，第六导通孔442，正极柱451，负极柱452，绝缘密封塞460，电阻片470，第七导通孔471，正极转接片481，负极转接片482；
复合安全组件500，内部元件510，记忆合金件511，限流元件512，第一电阻件513，第二电阻件514，外部元件520，上导电片521，下导电片522，绝缘密封圈523，安装孔524，第一凹槽525，第二凹槽526，第一凸出端531，第二凸出端532，第一镶嵌槽533，第二镶嵌槽534；间隔600
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明提出一种电池盖板组件及单体电池，其中，在一个实施例中，单体电池10的结构如图1所示，包括电芯100、绝缘膜200、壳体300和电池盖板组件400，电芯100上设置有正极极耳110和负极极耳120，正极极耳110用于与电池盖板组件400上的正极端子421电连接，负极极耳120用于与电池盖板组件400上的负极端子422电连接；电芯100和绝缘膜200均设置在壳体300内，绝缘膜200包覆在电芯100的外部，以避免电芯100与壳体300的内壁直接接触而短路。另外，如图1所示，壳体300的上方开口，电池盖板组件400盖设于壳体300的开口处。
在一个实施例中，电池盖板组件400的爆炸结构如图2所示，包括导电板410、正极端子421、负极端子422、绝缘垫片430、复合安全组件500、绝缘板440、正极柱451、负极柱452和绝缘密封塞460。正极端子421电连接于导电板410的上方，正极端子421与导电板410之间还串联有电阻片470。绝缘板440设置在导电板410的下方，用于防止电芯100与导电板410接触而短路。绝缘垫片430设置在导电板410与负极端子422之间，导电板410上开设有相互间隔的第一导通孔411和第二导通孔412，绝缘垫片430上开设有相互间隔的第三导通孔431和第四导通孔432，绝缘板440上开设有相互间隔的第五导通孔441和第六导通孔442，电阻片470上开设有第七导通孔471。复合安全组件500设置在第四导通孔432内。第一导通孔411、第五导通孔441和第七导通孔471的位置相对应，正极柱451依次穿设在第五导通孔441、第一导通孔411和第七导通孔471内，用于电连接电芯100的正极极耳110与正极端子421；第二导通孔412、第三导通孔431和第六导通孔442的位置相对应，负极柱452依次穿设在第六导通孔442、第二导通孔412和第三导通孔431内，用于电连接电芯100的负极极耳120与负极端子422；绝缘密封塞460密封设置在导电板410的孔壁与正极柱451、负极柱452之间，以避免正极柱451、负极柱452直接接触导电板410而造成短路。另外，绝缘密封塞460还用于密封第一导通孔411与正极柱451之间、第二导通孔412与负极柱452之间的间隙。
在一个具体的实施例中，如图2所示，电池盖板组件400还包括正极转接片481和负极转接片482，正极转接片481用于电连接电芯100的正极极耳110与正极柱451，负极转接片482用于电连接电芯100的负极极耳120与负极柱452。具体地，电芯100的正极极耳110焊接固定在正极转接片481的一面上(图中未示出)，正极柱451的一端焊接固定在正极转接片481的另一面上，正极柱451的另一端依次穿过第五导通孔441、第一导通孔411和第七导通孔471与正极端子421电连接。电芯100的负极极耳120焊接固定在负极转接片482的一面上(图中未示出)，负极柱452的一端焊接固定在负极转接片482的另一面上，负极柱452的另一端依次穿过第六导通孔442、第二导通孔412和第三导通孔431与负极端子422电连接。另外，需要说明的是，串联在正极端子421与导电板410之间的电阻片470，用于降低电池外短路时的短路电流，在其他实施例中，电阻片470可以省去。
在一个实施例中，复合安全组件500的结构如图3至图6所示，其中，图3为复合安全组件500的立体结构示意图，图4为复合安全组件500的爆炸结构示意图，图5为复合安全组件500中的记忆合金件511处于压缩态时的纵向截面剖视图，图6为复合安全组件500中的记忆合金件511处于伸展态时的纵向截面剖视图。复合安全组件500设置在绝缘垫片430的第四导通孔432内的结构如图7所示，复合安全组件500串联连接于导电板410的上表面与负极端子422之间。如图3至图7所示，复合安全组件500包括内部元件510和外部元件520，内部元件510包括相互串联的记忆合金件511和限流元件512；外部元件520包括上导电片521、下导电片522和绝缘密封圈523，绝缘密封圈523内设置有安装孔524，上导电片521设置在安装孔524的上方，并且与负极端子422电连接；下导电片522设置在安装孔524的下方，并且与导电板410电连接；内部元件510设置在安装孔524内，并且内部元件510的一端与上导电片521或者下导电片522固定连接。
另外，如图3-图7所示，绝缘密封圈523的上表面开设有第一凹槽525，第一凹槽525与安装孔524相连通，上导电片521镶嵌在第一凹槽525内，并且上导电片521的上表面凸出于绝缘密封圈523的上表面，形成第一凸出端531；绝缘密封圈523的下表面开设有第二凹槽526，第二凹槽526与安装孔524相连通，下导电片522镶嵌在第二凹槽526内，并且下导电片522的下表面凸出于绝缘密封圈523的下表面，形成第二凸出端532。如图7所示，负极端子422的下表面对应第一凸出端531的位置开设有第一镶嵌槽533，第一凸出端531能够镶嵌在第一镶嵌槽533内，导电板410的上表面对应第二凸出端532的位置开设有第二镶嵌槽534，第二凸出端532能够镶嵌在第二镶嵌槽534内。如此设计复合安全组件500的结构，便于复合安全组件500自身的组装，并且便于将复合安全组件500装配在电池盖板组件400内。另外，通过将上导电片521的上表面设计为凸出于绝缘密封圈523的上表面，将下导电片522的下表面设计为凸出于绝缘密封圈523的下表面，从而方便将复合安全组件500串联连接在导电板410的上表面与负极端子422之间。
在一个实施例中，如图4至图7所示，记忆合金件511呈Z字型折叠片状，并且，限流元件512的一端与下导电片522固定电连接，另一端与记忆合金件511固定电连接。如图5和图7所示，当温度低于第一温度时，记忆合金件511处于压缩态，记忆合金片的另一端与上导电片521之间存在间隔600，导电板410与负极端子422之间相互绝缘；当温度升高至第一温度时，如图6所示，记忆合金件511由压缩态转变为伸展态，记忆合金件511的另一端与上导电片521接触，以消除间隔600并且导通负极端子422与导电板410，使得电池形成外短路，与记忆合金件511串联的限流元件512用于限制短路电流。另外，需要说明的是，在其他实施例中，限流元件512的一端还可以与上导电片521固定电连接，另一端与记忆合金件511固定电连接，当记忆合金件511处于压缩态时，记忆合金片的另一端与下导电片522之间存在间隔600，当记忆合金件511处于伸展态时，记忆合金片的另一端与下导电片522接触。
在另一个实施例中，复合安全组件500的结构如图8所示，限流元件512的一端与下导电片522固定连接，记忆合金件511的一端与上导电片521固定电连接，当记忆合金件511处于压缩态时，记忆合金片的另一端与限流元件512的另一端之间存在间隔600，当记忆合金件511处于伸展态时，记忆合金片的另一端与限流元件512的另一端接触，以消除间隔600并且导通负极端子422与导电板410。需要说明的是，在其他实施例中，记忆合金件511与限流元件512的位置还可以相互颠倒，在此不再赘述。
在又一个实施例中，复合安全组件500的结构如图9所示，限流元件512包括第一电阻件513和第二电阻件514，第一电阻件513为PTC元件或定值电阻元件，第二电阻件514为PTC元件或定值电阻元件；第一电阻件513的一端与上导电片521固定电连接；第二电阻件514的一端与下导电片522固定电连接，另一端与记忆合金件511的一端固定电连接，当记忆合金件511处于压缩态时，记忆合金片的另一端与第一电阻件513的另一端之间存在间隔600，当记忆合金件511处于伸展态时，记忆合金片的另一端与第一电阻件513的另一端接触，以消除间隔600并且导通负极端子422与导电板410。需要说明的是，在其他实施例中，第一电阻件513与第二电阻件514的位置还可以相互颠倒，在此不再赘述。
另外，在一个实施例中，复合安全组件500的结构如图10和图11所示，复合安全组件500可以仅包括内部元件510，即复合安全组件500可以仅包括相互串联的记忆合金件511和限流元件512，限流元件512的一端直接与导电板410固定电连接，限流元件512的另一端与记忆合金件511固定电连接，当记忆合金件511处于压缩态时，记忆合金片的另一端与负极端子422之间存在间隔600，当记忆合金件511处于伸展态时，记忆合金件511的另一端与负极端子422接触，以消除间隔600并且导通负极端子422与导电板410。另外，需要说明的是，本发明对两个部件之间的固定电连接的方式不进行限定，可以通过导电胶粘接的方式，也可以通过焊接等其他方式。另外，当复合安全组件500包括外部元件520时，由于上导电片521已经与负极端子422固定电连接，下导电片522已经与导电板410固定电连接，因此，限流元件512或者记忆合金件511的一端与上导电片521固定电连接，即是指限流元件512或者记忆合金件511的一端与负极端子422间接地固定电连接，限流元件512或者记忆合金件511的一端与下导电片522固定电连接，即是指限流元件512或者记忆合金件511的一端与导电板410间接地固定电连接。
在一个具体的实施例中，记忆合金件511为Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-M(M＝Al,Sn,Si,Ga,Au)、In-Ti、Ni-Al、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb、Fe-Mn-Si中的至少一种或组合；第一温度的范围为40℃-80℃。不同材料制成的记忆合金件511，进行状态转变的温度不同，在具体的应用场景中，可以根据需要合理地选择记忆合金件511的具体材料。在一个实施例中，记忆合金件511具有单程形状记忆效应，记忆合金件511在高于第一温度的环境下被制作成伸展态，在低于第一温度时被压缩成压缩态，使得导电板410与负极端子422之间存在间隔600而相互绝缘，如图5和图7所示；当温度升高至第一温度后，记忆合金件511由压缩态恢复至伸展态，使得负极端子422与导电板410之间的间隔600消除并且相互导通，电池形成外短路，如图6所示。
在另一个实施例中，记忆合金件511具有双程形状记忆效应，在低于第一温度时被制作成压缩态，在高于第一温度时被制作成伸展态。当温度低于第一温度时，记忆合金件511处于压缩态，使得导电板410与负极端子422之间存在间隔600而相互绝缘，如图5和图7所示。当温度升高至第一温度后，记忆合金件511由压缩态转变为伸展态，使得负极端子422与导电板410之间的间隔600消除并且相互导通，电池形成外短路，如图6所示。当温度降低至第一温度以下时，记忆合金件511由伸展态转变为压缩态，以使负极端子422与导电板410之间恢复到存在间隔600并且绝缘的状态，如图5和图7所示。
在一个实施例中，复合安全组件500中的限流元件512为定值电阻元件或者PTC元件；定值电阻元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω；PTC元件在第二温度时电阻骤增，以限制短路电流，第二温度大于第一温度，电阻骤增后，PTC元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω。在一个具体的实施例中，第二温度的范围为70℃-150℃。另外，在另一个具体的实施例中，记忆合金件511的材质为Ni-Ti合金，记忆合金件511由发生状态转变的第一温度的范围为55℃-75℃；限流元件512为PTC元件，PTC元件发生阻值骤增的第二温度的范围为80℃-120℃。
在一个具体的实施例中，导电板410为光铝片，复合安全组件500中的限流元件512为PTC元件。当电池的充电温度正常时，记忆合金件511处于压缩态，此处所说的正常充电温度是指温度小于40℃的常温环境，导电板410与负极端子422之间存在间隔600并且相互绝缘，即常温下的记忆合金件511能够防止负极端子422与导电板410导通，进而避免电池形成外短路。而当发生过充电时，电池内部产热及负极柱452自身焦耳热作用下，当复合安全组件500中的记忆合金件511的温度达到第一温度，例如68℃时，由压缩态转变为伸展态，导电板410与负极端子422之间的间隔600消除，使负极端子422和导电板410之间导通，形成外短路，及时释放电池内部能量；同时随着短路放电进行，负极柱452温度进一步升高，当复合安全组件500中PTC元件的温度达到第二温度，例如，100℃时，PTC部件的电阻迅速增大，从而能够有效限制短路电路，防止动力电池发生热失控，由此实现对锂离子电池的过充过热保护，提高了动力电池充电时的安全性。
在另一个具体的实施例中，记忆合金件511具有双程形状记忆效应，当电池静置暴露在高温环境中，外部环境通过负极端子422和光铝片向复合安全组件500传热，当复合安全组件500中记忆合金件511的温度达到第一温度，例如68℃时，由压缩态转变为伸展态，导电板410与负极端子422之间的间隔600消除，使负极端子422和导电板410之间导通，形成外短路，及时释放电池内部能量；同时随着短路放电进行，负极柱452温度进一步升高，当复合安全组件500中PTC部件的温度达到其转变温度，例如，100℃时，PTC部件的电阻迅速增大，从而能够有效限制短路电路，防止动力电池发生热失控，由此实现对锂离子电池的过热环境保护，提高了动力电池过热时的安全性。当外部环境的温度降低至第一温度以下时，复合安全组件500中记忆合金件511由伸展态转变为压缩态，以使负极端子422与导电板410之间恢复到存在间隔600并且绝缘的状态，如图5和图7所示，从而使得电池能够恢复到正常状态。
在又一个具体的实施例中，复合安全组件500中的限流元件512为定值电阻元件，当电池温度正常时，复合安全组件500中记忆合金件511处于压缩态，导电板410与负极端子422之间存在间隔600并且相互绝缘；而当电池发生外短路时，电池内部产热及负极柱452自身焦耳热作用下复合安全组件500中记忆合金件511的温度迅速达到第一温度，例如68℃时，记忆合金件511由压缩态转变为伸展态，导电板410与负极端子422之间的间隔600消除，使负极端子422和导电板410之间导通，形成外短路，及时释放电池内部能量，定值电阻元件能够有效限制短路电路，防止动力电池发生热失控，由此对锂离子电池的短路实现过热保护，提高了动力电池充电时的安全性。
本发明的电池盖板组件400及单体电池10，通过在负极端子422与导电板410之间串联接入复合安全组件500，电池极片中不用添加碳酸锂等产气添加剂，因而不影响电池的循环和存储性能；另外，通过在复合安全组件500中设置限流元件512，能够有效限制短路放电电流，避免电池温度持续升高而导致电芯100起火爆炸的风险。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池盖板组件，其特征在于，包括导电板、正极端子、负极端子和复合安全组件；所述正极端子能够与电芯的正极极耳电连接，所述负极端子能够与电芯的负极极耳电连接；所述正极端子电连接于所述导电板的上方，所述复合安全组件串联连接于所述导电板的上表面与负极端子之间；
所述复合安全组件包括能够相互串联的记忆合金件和限流元件，所述记忆合金件用于在温度升高至第一温度时由压缩态转变为伸展态，以导通负极端子与导电板，使得电池形成外短路，所述限流元件用于限制短路电流；
其中，当温度低于第一温度时，所述记忆合金件为压缩态，所述负极端子与导电板之间存在间隔并且绝缘；当所述记忆合金件转变为伸展态时，所述间隔消失并且所述负极端子与导电板导通。
2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述记忆合金件为Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-M(M＝Al,Sn,Si,Ga,Au)、In-Ti、Ni-Al、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb、Fe-Mn-Si中的至少一种或组合；所述第一温度的范围为40℃-80℃。
3.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述记忆合金件具有双程形状记忆效应，当温度降低至所述第一温度以下时，所述记忆合金件由伸展态回复到压缩态，以使所述负极端子与导电板之间恢复到存在间隔并且绝缘的状态。
4.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述限流元件为定值电阻元件或者PTC元件；所述定值电阻元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω；所述PTC元件在第二温度时电阻骤增，以限制短路电流，所述第二温度大于第一温度，电阻骤增后，所述PTC元件的阻值范围为1*10-3Ω-1*103Ω。
5.根据权利要求4所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第二温度的范围为70℃-150℃。
6.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述复合安全组件包括内部元件和外部元件，所述内部元件包括所述记忆合金件和限流元件；所述外部元件包括上导电片、下导电片和绝缘密封圈，所述绝缘密封圈内设置有安装孔，所述上导电片设置在所述安装孔的上方，并且与所述负极端子电连接；所述下导电片设置在所述安装孔的下方，并且与所述导电板电连接；所述内部元件设置在所述安装孔内，并且所述内部元件的一端与所述上导电片或者下导电片固定连接。
7.根据权利要求6所述的电池盖板组件，其特征在于，所述绝缘密封圈的上表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述安装孔相连通，所述上导电片镶嵌在第一凹槽内，并且所述上导电片的上表面凸出于所述绝缘密封圈的上表面；所述绝缘密封圈的下表面开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述安装孔相连通，所述下导电片镶嵌在第二凹槽内，并且所述下导电片的下表面凸出于所述绝缘密封圈的下表面。
8.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，还包括绝缘垫片、正极柱、负极柱和绝缘密封塞；绝缘垫片设置在导电板与负极端子之间，所述导电板上开设有相互间隔的第一导通孔和第二导通孔，绝缘垫片上开设有相互间隔的第三导通孔和第四导通孔，所述复合安全组件设置在所述第四导通孔内，所述正极柱穿设在第一导通孔内，用于电连接电芯的正极极耳与正极端子；所述第二导通孔、第三导通孔的位置相对应，所述负极柱依次穿设在第二导通孔、第三导通孔内，用于电连接电芯的负极极耳与负极端子；所述绝缘密封塞密封设置在所述导电板的孔壁与正极柱、负极柱之间。
9.根据权利要求1-8任一所述的电池盖板组件，其特征在于，所述记忆合金件呈Z字型折叠片状；并且，
所述限流元件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，另一端与所述记忆合金件固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与导电板、负极端子中的其中之另一之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与导电板、负极端子中的其中之另一接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板；
或者，所述限流元件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，所述记忆合金件的一端与导电板、负极端子中的其中之另一固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与所述限流元件的另一端之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与所述限流元件的另一端接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板；
或者，所述限流元件包括第一电阻件和第二电阻件，所述第一电阻件为PTC元件或定值电阻元件，所述第二电阻件为PTC元件或定值电阻元件，所述PTC元件用于在第二温度时电阻骤增，以限制短路电流，所述第二温度大于第一温度；所述第一电阻件的一端与导电板、负极端子中的其中之一固定电连接，另一端与所述记忆合金件的一端固定电连接；所述第二电阻件的一端与导电板、负极端子中的其中之另一固定电连接，当所述记忆合金件处于压缩态时，所述记忆合金片的另一端与所述第二电阻件的另一端之间存在间隔，当所述记忆合金件处于伸展态时，所述记忆合金片的另一端与所述第二电阻件的另一端接触，以消除所述间隔并且导通负极端子与导电板。
10.一种单体电池，其特征在于，包括电芯、绝缘膜、壳体和权利要求1-9任一所述的电池盖板组件，所述电芯上设置有正极极耳和负极极耳，所述正极极耳用于与所述正极端子电连接，所述负极极耳用于与所述负极端子电连接；所述绝缘膜包覆在所述电芯的外部，所述电芯和绝缘膜均设置在所述壳体内，所述壳体的上方开口，所述电池盖板组件盖设于所述壳体的开口处。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023082689A1 (zh) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 用于电池盖的密封圈及具有其的电池盖、电池模组 |
| EP4481936A1 (en) | 2023-06-20 | 2024-12-25 | Röchling Automotive SE | Cell contact system and manufacturing method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0700109A1 (en) * | 1994-08-23 | 1996-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | A battery and a method for the manufacture of such a battery |
| JPH10154530A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Ngk Insulators Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2013235814A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN205376629U (zh) * | 2016-02-02 | 2016-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池 |
| CN109148748A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-04 | 天津中聚新能源科技有限公司 | 一种防过充电池盖板及其应用的锂电池 |
| CN213459900U (zh) * | 2020-10-14 | 2021-06-15 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 电池盖板组件及单体电池 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0700109A1 (en) * | 1994-08-23 | 1996-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | A battery and a method for the manufacture of such a battery |
| JPH10154530A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Ngk Insulators Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2013235814A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN205376629U (zh) * | 2016-02-02 | 2016-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池 |
| CN109148748A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-04 | 天津中聚新能源科技有限公司 | 一种防过充电池盖板及其应用的锂电池 |
| CN213459900U (zh) * | 2020-10-14 | 2021-06-15 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 电池盖板组件及单体电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 中国汽车技术研究中心 等: "《节能与新能源汽车年鉴 2012》", 31 December 2012, 中国经济出版社, pages: 31 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023082689A1 (zh) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 用于电池盖的密封圈及具有其的电池盖、电池模组 |
| EP4481936A1 (en) | 2023-06-20 | 2024-12-25 | Röchling Automotive SE | Cell contact system and manufacturing method |
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