CN208690338U - 一种锂电池过充保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其为一种锂电池过充保护装置，包括电池芯，电池芯的前侧面上并排设有第一接线柱和第二接线柱，电池芯的正反面上相对立设有第一铜片和第二铜片，电池芯的正面上还设有温度继电器，电池芯外设有电池外壳。本实用新型结构简单，生产成本低廉，不需复杂的电路结构，只需从外部通过对锂电池的体积膨胀和温度变化来自动开闭充电电路，解决了现有的电池过充保护装置结构复杂、需使用大量电子元器件的问题，节约成本，通过锂电池体积和温度的双重控制，在锂电池未达到过充但电池芯出现发热发胀的情况也能起到保护作用，提高了锂电池充电过程的安全性，且延长了锂电池的使用寿命。

Description

一种锂电池过充保护装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体为一种锂电池过充保护装置。

背景技术

锂电池是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为锂金属电池和锂离子电池两类。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的，可充电的锂电池当前已广泛应用于各个领域。但是锂电池在充电过程中容易出现过充的问题，即正极与电解液发生反应，积聚的反应热使得电芯处于热失控状态，使得电池热量急剧增加，从而使得电池发烫发胀甚至炸裂，非常危险。

一般大部分锂电池都不具备过充保护装置，只有少部分锂电池具有过充保护装置，但现有的电池过充保护装置结构复杂，需使用多个电子元器件通过监控电池充电过程中电压的变化来判断电池是否过充并及时断开电路以达到保护的作用，但是在炎热天气下对电池充电，可能会出现电池发热发胀而电压变化并未达到过充电压的情况，此时一般的过充保护装置并不能断开电路，电池持续发热发胀仍然存在较大的危险隐患，鉴于此，我们提出一种锂电池过充保护装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池过充保护装置，以解决上述背景技术中提出的现有的电池过充保护装置结构复杂、需用到多种电子元器件以及无法对电压正常但自身发热发胀的电池进行保护的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种锂电池过充保护装置，包括电池芯，所述电池芯的前侧面上并排设有第一接线柱和第二接线柱，所述电池芯的正反面上相对立设有第一铜片和第二铜片，所述第一铜片延伸到所述电池芯外的一端下侧面设有第一触块，所述第一铜片的另一端上侧面设有第一接线点，所述第二铜片延伸到所述电池芯外的一端上侧面设有第二触块，所述第二铜片的另一端下侧面设有第二接线点，所述第二接线点通过导线电性连接到所述第一接线柱上；

所述电池芯的正面上还设有温度继电器，所述温度继电器的后端设有金属片，所述温度继电器的前端相对立设有两根导线柱，其中一根所述导线柱通过导线电性连接到所述第二接线柱上；

所述电池芯外设有电池外壳，所述电池外壳的前侧面上并排设有两个充电线柱，所述充电线柱上设有接线孔，两个所述充电线柱分别通过导线电性连接到所述第一接线点和另一根所述导线柱上。

优选的，所述第一铜片、所述第一触块以及所述第一接线点为一体成型结构。

优选的，所述第一铜片和所述第二铜片的形状、大小均相同，所述第一铜片和所述第二铜片分别粘连固定在所述电池芯的正反面上。

优选的，所述第一触块的高度等于所述电池芯厚度的一半，所述第一触块与所述第二触块电性接触。

优选的，所述金属片粘连固定在所述电池芯的正面上，所述电池芯与所述金属片相接触的正面上涂有导热硅脂。

优选的，所述电池外壳内部中空，所述电池芯的后端粘连固定在所述电池外壳后壁的内侧上。

优选的，所述电池芯的正面与所述电池外壳的顶壁之间、所述电池芯的反面与所述电池外壳的底壁之间以及所述电池芯的前面与所述电池外壳的前壁之间均留有空隙。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过在电池芯正反面上设置相对立的铜片，使铜片的触块互相接触以实现电路流通，在锂电池出现过充或发热时，电池芯受热膨胀，使两个铜片间距扩大，触块分离断开电路，避免锂电池继续发热发胀以致可能发生炸裂的情况；

2.本实用新型通过在电池芯的外侧面上设置温度继电器，锂电池充电过程中出现发热发烫的情况，当温度达到温度继电器的动作温度时，温度继电器自动断开，避免锂电池过热导致烧坏；

3.本实用新型在电池芯外设置电池外壳，电池外壳的中空部空间大于电池芯的体积，使电池外壳将电池芯和过充保护装置都包裹在其内以起到防护的作用。综上所述，本实用新型结构简单，生产成本低廉，不需复杂的电路结构，只需从外部通过对锂电池的体积膨胀和温度变化来自动开闭充电电路，解决了现有的电池过充保护装置结构复杂、需使用大量电子元器件的问题，节约成本，通过锂电池体积和温度的双重控制，在锂电池未达到过充但电池芯出现发热发胀的情况也能起到保护作用，提高了锂电池充电过程的安全性，且延长了锂电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型锂电池过充保护装置的正面结构示意图；

图2为本实用新型的反面结构示意图；

图3为本实用新型的温度继电器的结构示意图；

图4为本实用新型的电池外壳的剖面结构示意图。

图中：1、电池芯；11、第一接线柱；12、第二接线柱；21、第一铜片；211、第一触块；212、第一接线点；22、第二铜片；221、第二触块；222、第二接线点；3、温度继电器；31、金属片；32、导线柱；4、电池外壳；41、充电线柱；411、接线孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“正面”、“反面”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种锂电池过充保护装置，如图1-2所示，包括电池芯1，电池芯1的前侧面上并排设有第一接线柱11和第二接线柱12，电池芯1的正反面上相对立设有第一铜片21和第二铜片22，第一铜片21延伸到电池芯1外的一端下侧面设有第一触块211，第一铜片21的另一端上侧面设有第一接线点212，第二铜片22延伸到电池芯1外的一端上侧面设有第二触块221，第二铜片22的另一端下侧面设有第二接线点222，第二接线点222通过导线电性连接到第一接线柱11上。

本实施例中，第一铜片21、第一触块211以及第一接线点212为一体成型结构，进一步地，第一铜片21和第二铜片22的形状、大小均相同，第一铜片21和第二铜片22分别粘连固定在电池芯1的正反面上，使两个铜片位置固定不偏移。

本实施例中，第一触块211的高度等于电池芯1厚度的一半，第一触块211与第二触块221电性接触，使两个铜片刚好平整地触碰，在通电时两个铜片之间可以直接传递电流，以保证电路形成闭合回路。

进一步地，本实施例中，第一铜片21和第二铜片22的外侧还应设有绝缘层，避免电池出现漏电的情况。

如图3所示，电池芯1的正面上还设有温度继电器3，温度继电器3的后端设有金属片31，温度继电器3的前端相对立设有两根导线柱32，其中一根导线柱32通过导线电性连接到第二接线柱12上。

本实施例中，金属片31粘连固定在电池芯1的正面上，电池芯1与金属片31相接触的正面上涂有导热硅脂，便于提高金属片31的导热效果，进而提高温度继电器3的灵敏度。

值得说明的是，本实施例中涉及到的温度继电器3采用的是常州胜名电子有限公司(盛威尔电子)生产的型号为KSD-01FD050的温控开关热保护器，其配套的导线与配件也由该厂商提供，该温度继电器3的动作温度为50+5摄氏度。此外，本实施例中涉及到的温度继电器3为现有技术，本领域的技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对温度继电器3的结构和工作原理的改进。

此外，温度继电器3有常开或常闭两种工作状态，两种工作状态的温度继电器3都可适用于本实用新型，本实施例中优选常闭的温度继电器3，另外，可以根据锂电池的性能选取不同动作温度的温度继电器3。

如图4所示，电池芯1外设有电池外壳4，电池外壳4的前侧面上并排设有两个充电线柱41，充电线柱41上设有接线孔411，两个充电线柱41分别通过导线电性连接到第一接线点212和另一根导线柱32上。

本实施例中，电池外壳4内部中空，电池芯1的后端粘连固定在电池外壳4后壁的内侧上，使电池芯1固定，避免其在电池外壳4内晃动可能导致导线松脱断裂或铜片、金属片变形的问题。

本实施例中，电池芯1的正面与电池外壳4的顶壁之间、电池芯1的反面与电池外壳4的底壁之间以及电池芯1的前面与电池外壳4的前壁之间均留有空隙，给电池芯1上的接线柱、铜片以及温度继电器3留有足够的空间，避免因挤压影响其工作效果。

本实施例中，电池外壳4采用聚丙烯塑料制成，其材质具有良好的绝缘性，耐磨耐用，造价低廉。

本实用新型的锂电池过充保护装置在工作时，首先通过充电电源线将充电线柱41连接到电源上，此时在电源-充电线柱41-第一铜片21-第二铜片22-第一接线柱11-电池芯1-第二接线柱12-温度继电器3-充电线柱41-电源之间形成闭合回路，电池芯1进行充电，待电池芯1电量充满而电源未断开，则电池芯1内久形成了过充，此时电池芯1内正极与电解液发生反应，积聚起大量的热量，会使电池芯1发热，且电池芯1的外部因热胀冷缩而发生膨胀，当电池芯1的外壳膨胀，使得第一触块211和第二触块212分离，或者电池芯1的温度达到了温度继电器3的动作温度(如本实施例中的50摄氏度)，则闭合电路断开，电池芯1停止充电，待电池芯1的不再发热，即电池芯1恢复原装且温度降到温度继电器3的动作温度以下，则电路恢复闭合状态，电池芯1继续开始充电；此外在炎热天气或高温环境下对锂电池进行充电，可能出现锂电池还未充满电而锂电池自身开始发热的情况，只需电池芯1的体积变化或温度变化任一条件达到保护条件，该过充保护装置就会重复上述过程对锂电池进行充电保护，避免锂电池因过度发热导致烧坏或出现其他危险的情况。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种锂电池过充保护装置，包括电池芯(1)，其特征在于：所述电池芯(1)的前侧面上并排设有第一接线柱(11)和第二接线柱(12)，所述电池芯(1)的正反面上相对立设有第一铜片(21)和第二铜片(22)，所述第一铜片(21)延伸到所述电池芯(1)外的一端下侧面设有第一触块(211)，所述第一铜片(21)的另一端上侧面设有第一接线点(212)，所述第二铜片(22)延伸到所述电池芯(1)外的一端上侧面设有第二触块(221)，所述第二铜片(22)的另一端下侧面设有第二接线点(222)，所述第二接线点(222)通过导线电性连接到所述第一接线柱(11)上；

所述电池芯(1)的正面上还设有温度继电器(3)，所述温度继电器(3)的后端设有金属片(31)，所述温度继电器(3)的前端相对立设有两根导线柱(32)，其中一根所述导线柱(32)通过导线电性连接到所述第二接线柱(12)上；

所述电池芯(1)外设有电池外壳(4)，所述电池外壳(4)的前侧面上并排设有两个充电线柱(41)，所述充电线柱(41)上设有接线孔(411)，两个所述充电线柱(41)分别通过导线电性连接到所述第一接线点(212)和另一根所述导线柱(32)上。

2.根据权利要求1所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述第一铜片(21)、所述第一触块(211)以及所述第一接线点(212)为一体成型结构。

3.根据权利要求2所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述第一铜片(21)和所述第二铜片(22)的形状、大小均相同，所述第一铜片(21)和所述第二铜片(22)分别粘连固定在所述电池芯(1)的正反面上。

4.根据权利要求3所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述第一触块(211)的高度等于所述电池芯(1)厚度的一半，所述第一触块(211)与所述第二触块(221)电性接触。

5.根据权利要求1所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述金属片(31)粘连固定在所述电池芯(1)的正面上，所述电池芯(1)与所述金属片(31)相接触的正面上涂有导热硅脂。

6.根据权利要求1所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述电池外壳(4)内部中空，所述电池芯(1)的后端粘连固定在所述电池外壳(4)后壁的内侧上。

7.根据权利要求6所述的锂电池过充保护装置，其特征在于：所述电池芯(1)的正面与所述电池外壳(4)的顶壁之间、所述电池芯(1)的反面与所述电池外壳(4)的底壁之间以及所述电池芯(1)的前面与所述电池外壳(4)的前壁之间均留有空隙。