CN107516748B - 一种电池保护装置及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池保护装置及保护方法，其中保护装置包括壳体，壳体的材质为导热绝缘材料；壳体的内侧设有导电片、弹片和金属丝，导电片与弹片接触，弹片与金属丝的一端固定连接，金属丝的另一端固设在壳体上；金属丝为记忆合金制成；壳体外侧设有两根导线，一根与导电片电连接，另一根与弹片电连接；其中保护方法利用保护装置去吸收电池的热量，将一根导线与电池正极电连接，另一根作为电池正极输出导线。电池发热后使记忆合金变形，使电池正极与电池正极输出导线断开，电池正极短路；当电池降温后记忆合金还原，电池正极与电池正极输出导线接通，电池正极投入使用。因此本发明有效的保护了电池，且成本低，感应灵敏，体积小，使用方便。

Description

一种电池保护装置及保护方法

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种电池保护装置及保护方法。

背景技术

目前在电子行业中，锂电池的使用越来越广泛，所以电池安全问题也日益突出。针对上述电池安全的技术问题，目前采取的措施主要是在单体锂离子电池内设置三重保护机构。一是采用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电；二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止；三是设置安全阀(就是电池顶部的放气孔)，电池内部压力上升到一定数值时，安全阀自动打开，保证电池的使用安全性。

但是，在长期的使用过程中发现，由于电池外部电路短路引起的电池发热，甚至***，是重要风险、隐患。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的第一技术问题是：提供一种电池保护装置，该保护装置在电池发热时，可将电池正极短路，从而保护了电池，避免带来的***等风险，并且该保护装置还具有成本低，体积小以及使用方便的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种电池保护装置,包括壳体，所述壳体的材质为导热绝缘材料；所述壳体的内侧设有弧形的金属丝，所述金属丝由记忆合金制成；所述金属丝的一端固设在所述壳体上，另一端连接有导电的弹片，所述弹片还与固设在所述壳体内的导电片相接触，通过接触实现所述弹片和所述导电片的电连接；所述壳体的外侧设有两根导线，其中一根与所述导电片电连接，另一根与所述弹片电连接。

优选方式为，所述记忆合金为镍钛记忆合金。

优选方式为，所述壳体的材质为导热塑料，所述导热塑料为填有陶瓷粉的塑料。

优选方式为，所述导电片为铜片，所述铜片固设在所述壳体的内壁上。

优选方式为，所述弹片为三角形导电片，所述弹片的一个角与所述导电片相接触，另一边与所述导线和所述金属丝连接。

基于同一发明构思，本发明所要解决的第二技术问题是：提供一种电池保护方法，该保护方法感应灵敏，使用方便，有效的保护了电池。

一种电池保护方法，利用上述的电池保护装置去吸收电池的热量，并将所述电池保护装置的所述壳体外的一根所述导线与电池正极电连接，另一根所述导线作为电池正极输出导线；当所述电池发热时，所述电池保护装置将所述电池正极与所述电池正极输出导线断开；当所述电池降温后，所述电池保护装置再将所述电池正极与所述电池正极输出导线接通。

优选方式为，所述电池保护装置的所述壳体贴附在所述电池的表面上去吸收所述电池的热量。

优选方式为，与所述弹片电连接的所述导线与所述电池正极电连接，与所述铜片电连接的所述导线作为所述电池正极输出导线。

优选方式为，所述电池保护装置的所述金属丝由镍钛记忆合金制成；当所述电池保护装置吸收所述电池的热量温度不小于60℃时，所述金属丝的弧形弯曲角度减小带着所述弹片与所述导电片分离，实现所述电池正极与所述电池正极输出导线的断开；当所述电池保护装置温度低于60℃时，所述金属丝的弧形弯曲角度还原带着所述弹片再与所述导电片相接触，实现所述电池正极与所述电池正极输出导线的接通。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的电池保护装置及保护方法，其中保护装置包括壳体，该壳体壳体的内侧设有导电片、弹片和金属丝，导电片与弹片通过接触实现电连接，弹片与金属丝的一端固定连接，该金属丝的另一端固设在壳体上；其中金属丝为记忆合金制成；壳体的外侧设有两根导线，一根与导电片电连接，另一根与弹片电连接；其中保护方法是利用本发明的保护装置去吸收电池的热量，并将保护装置壳体外的一根导线与电池正极电连接，另一根为电池正极输出导线使用。当电池发热时保护装置吸收热量，温度升至记忆合金的***温度后，金属丝的弧线弯曲角度减小，将电池正极与电池正极输出导线断开；当电池降温后，保护装置的温度低于记忆合金的***温度后，金属丝恢复还原弧形弯曲角度，将电池正极与电池正极输出导线接通，让电池正极投入使用。可见，本发明的保护装置及保护方法，在电池因外部电路短路等故障发热时将电池正极短路，有效的保护了电池；而且还具有成本低，感应灵敏，体积小以及使用方便的优点。

由于壳体的材质为导热塑料，该导热塑料为填有陶瓷粉的塑料；该材质的壳体具有更好的导热性和绝缘性，还具有成本低的优点。

由于电池保护装置的壳体贴附在电池的表面上去吸收电池的热量；使保护装置能够灵敏的感应到电池的发热状态，有效及时的保护电池。

由于电池保护装置的金属丝由镍钛记忆合金制成；当电池保护装置吸收电池的热量温度不小于60℃时，金属丝的弧形弯曲角度减小带着弹片与导电片分离，实现电池正极与电池正极输出导线的断开；当电池保护装置温度低于60℃时，金属丝的弧形弯曲角度还原带着弹片再与导电片相接触，实现电池正极与电池正极输出导线的接通；本发明所使用的镍钛记忆合金的***温度，与电池最高安全温度值相接近，使本保护装置既能保护电池，又能够不影响电池的正常使用。

附图说明

图1是本发明电池保护装置的结构示意图；

图2是本发明电池保护装置将电池正极短路时的结构示意图；

图3是本发明电池保护装置将电池正极接通时的结构示意图；

图中：1—壳体、2—记忆合金钢丝、3—弹片、4—铜片、5—导线、6—电池、60—电池正极、7—电池正极输出导线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2和图3所示，一种电池保护装置，包括壳体1，壳体1的材质为导热绝缘材料；壳体1的内侧设有弧形的金属丝，金属丝为记忆合金制成记忆合金钢丝2；金属丝的一端固设在壳体1上，另一端连接有导电的弹片3，弹片3还与固设在壳体1内的导电片相接触，通过接触实现弹片3和导电片的电连接。壳体1的外侧设有两根导线5，其中一根与导电片电连接，另一根与弹片3电连接。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，记忆合金钢丝2可为镍钛记忆合金，该镍钛记忆合金的***温度为60℃。本发明所使用的记忆合金，是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有"记忆"效应的合金。

如图1所示，壳体1的材质为导热塑料，导热塑料为填有陶瓷粉的塑料，导热塑料具有成本低，导热绝缘性好的优点。另外本实施例中，壳体1为长方体，其长、宽、高分别优选20mm、10mm，3mm。上述尺寸的保护装置，具有体积小的优点，使本发明的电池保护装置，在极小的空间下就可保护电池6，不影响电池6原有的体积、结构以及性能等。

另外本发明中的导电片为铜片4，弹片3也为三角形导电片。其中铜片4固定在壳体1的内壁上，而三角形的弹片3的一个角与铜片4相接触，相对的一边分别与导线5和记忆合金钢丝2的一端连接，其中导线5引出壳体1外，记忆合金钢丝2的另一端固定在壳体1内壁上。记忆合金钢丝2的弧线弯曲角度可根据实际使用选定，只要在***温度以下，其能够拉着弹片3与铜片4接触实现弹片3和铜片4的短接即可。

如图1所示，本发明的电池保护装置使用时，吸收了电池的热量后，温度升高达到记忆合金的***温度后，可使壳体1内弧形的、记忆合金制成的金属丝发生变形，具体是减小弧形的弯曲角度。而金属丝的弯曲角度减小后，其拉着端部的弹片3与铜片4分离，使壳体1外的两根导线5断开；当降温后，金属丝会恢复还原弧形的弯曲角度，又拉着弹片3再与铜片4相接触，使壳体1外的两根导线5接通，最终实现电池正极的短路和投入使用。

如图1、图2和图3所示，一种电池保护方法，利用上述电池保护装置去吸收电池6的热量，将电池保护装置壳体1外的一根导线5与电池正极60电连接，另一根导线作为电池正极输出导线7；当电池6发热时，电池保护装置吸收热量温度升至一定后，电池正极60与电池正极输出导线7断开；当电池6降温后，将电池正极60与电池正极输出导线7接通。

如图2和图3所示，为了更好的吸收电池6的热量，感应更加灵敏，让电池保护装置的壳体1贴附在电池6的表面上。还将与弹片3电连接的导线5与电池正极60电连接，与铜片4电连接的导线作为电池正极输出导线7；金属丝选用由镍钛记忆合金制成的记忆合金钢丝2。

本发明的电池保护方法具体为：当电池6因外部电路短路等故障发热时，其上的热量传递给电池保护装置的壳体1，使壳体1以及壳体1内的温度升高，记忆合金钢丝2的温度也逐渐升高。当温度达到60℃时，达到了镍钛记忆合金的***温度时，记忆合金钢丝2的弧形弯曲角度开始减小，带着弹片3与导电片分离，实现电池正极60与电池正极输出导线7的断开，将电池正极60与外接断开，也就是在电池6内部将电池正极60短路；降温后当温度低于60℃时，记忆合金钢丝2的弧形弯曲角度，还原带着弹片3再与导电片相接触，实现电池正极60与电池正极输出导线7的接通，将电池正极60重新投入使用。

综上所述，本发明的电池保护方法，是利用本发明的电池保护装置有效的保护了电池6，避免电池6因外部电路短路发热所带来的***等风险；与现有技术相比，有效的保护了电池；另外本发明还具有成本低，体积小以及使用方便的优点，还具有感应灵敏，有效防护的优点。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种增强现实电池保护装置及保护方法结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池保护装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体的材质为导热绝缘材料；

所述壳体的内侧设有弧形的金属丝，所述金属丝由记忆合金制成；所述金属丝的一端固设在所述壳体上，另一端连接有导电的弹片，所述弹片还与固设在所述壳体内的导电片相接触，通过接触实现所述弹片和所述导电片的电连接；

所述壳体的外侧设有两根导线，其中一根与所述导电片电连接，另一根与所述弹片电连接；

所述壳体通过贴在电池表面吸取所述电池热量，所述电池热量达到所述金属丝变形温度，所述金属丝带动所述弹片与所述导电片分离，所述弹片通过对应导线短接所述电池实现保护。

2.根据权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，所述记忆合金为镍钛记忆合金。

3.根据权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，所述壳体的材质为导热塑料，所述导热塑料为填有陶瓷粉的塑料。

4.根据权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，所述导电片为铜片，所述铜片固设在所述壳体的内壁上。

5.根据权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，所述弹片为三角形导电片，所述弹片的一个角与所述导电片相接触，另一边与所述导线和所述金属丝连接。

6.一种电池保护方法，其特征在于，利用权利要求1至5任一项所述的电池保护装置去吸收电池的热量，且所述壳体通过贴在所述电池表面吸取所述电池热量；并将所述电池保护装置的所述壳体外的一根所述导线与电池正极电连接，另一根所述导线作为电池正极输出导线；

当所述电池发热热量达到所述金属丝变形时，所述电池正极与所述电池正极输出导线断开；当所述电池降温后，所述金属丝恢复将所述电池正极与所述电池正极输出导线接通。

7.根据权利要求6所述的电池保护方法，其特征在于，所述导电片为铜片，所述铜片固设在所述壳体的内壁上；

与所述弹片电连接的所述导线与所述电池正极电连接，与所述铜片电连接的所述导线作为所述电池正极输出导线。

8.根据权利要求6所述的电池保护方法，其特征在于，所述电池保护装置的所述金属丝由镍钛记忆合金制成；当所述电池保护装置吸收所述电池的热量温度不小于60℃时，所述金属丝的弧形弯曲角度减小带着所述弹片与所述导电片分离，实现所述电池正极与所述电池正极输出导线的断开；当所述电池保护装置温度低于60℃时，所述金属丝的弧形弯曲角度还原，带着所述弹片再与所述导电片相接触，实现所述电池正极与所述电池正极输出导线的接通。

Images