CN209169322U - 用于电芯的盖板组件和具有其的电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于电芯的盖板组件和具有其的电芯，所述盖板组件包括：盖板主体，所述盖板主体设在所述电芯上方；第一极柱单元，所述第一极柱单元与所述盖板主体相连且其至少一部分位于所述盖板主体下方；保护装置，所述保护装置分别所述第一极柱单元和所述电芯电连接；第二极柱单元，所述第二极柱单元设在所述盖板主体上；检测触发装置，所述检测触发装置设置于所述第二极柱单元内，所述检测触发装置在所述电芯的电性参数达到预设值时使所述第二极柱单元与所述盖板主体之间形成短路、以触发所述保护装置。由此，可以对电芯起到良好的保护作用，防止发生过充而损坏电芯的问题发生。

Description

用于电芯的盖板组件和具有其的电芯

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种用于电芯的盖板组件和具有其的电芯。

背景技术

锂离子电池是一种高效的能量存储装置，从微型机器人、蓝牙耳机、智能手表、手机、笔记本电脑到电动汽车、储能电站等，锂离子电池已经应用在人类生活中的方方面面。在享受锂离子电池带来的便利的同时，锂离子电池的安全问题一直是备受消费者关注的焦点。手机电池***、电动汽车电池***起火等涉及锂离子电池的安全事故一次次的刺痛消费者的神经。导致锂离子电池安全事故的原因有很多，碰撞、高温、外短路、过充、过放、内短路等均能引起电池内部发生热失控，进而导致锂离子电池安全事故的发生。

相关技术中，过充常常是消费者无意识产生的锂离子电池滥用行为。在给电池充电过程中，消费者往往不能及时跟踪电池的荷电状态，经常是在电池已经充满后的一段时间内才切断外接电源。电池满电态至与外界电源断开的时间段内，电池管理***(BMS)会阻止外接电源对电池的过度充电。一旦电池管理***发生故障，不能及时阻止外接电源对电池的过度充电，就将发生电池的过充。以目前主流的三元锂离子电池为例，在过充过程中，电池内部会发生电解液分解、SEI膜分解等副反应，导致电池内部气压、温度增大，出现隔离膜收缩，正负极内短路等问题，最终发生热失控，造成电池起火、***等后果。

目前，为了降低电池管理***失效带来的过充风险，设计者们在电池层级也进行了过充防护。但多采用通过气压信号对电池内部的情况进行判断，相比于电压信号和温度信号，电池内部的气压信号受化学体系、电池内部装配比、电池温度等多方面的影响，不能精准的反应电池过充状态。另外，受限于现有加工工艺，目前尚不能对依靠气压信号触发的保护装置进行特别精准的控制，从而导致保护装置的可靠性较低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于电芯的盖板组件，以提高电芯的安全性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于电芯的盖板组件，包括：盖板主体，所述盖板主体设在所述电芯上方；第一极柱单元，所述第一极柱单元与所述盖板主体相连且其至少一部分位于所述盖板主体下方；保护装置，所述保护装置分别与所述第一极柱单元和所述电芯电连接；第二极柱单元，所述第二极柱单元设在所述盖板主体上；检测触发装置，所述检测触发装置设置于所述第二极柱单元内，所述检测触发装置在所述电芯的电性参数达到预设值时使所述第二极柱单元与所述盖板主体之间形成短路、以触发所述保护装置。

根据本实用新型的一些实施例，所述检测触发装置包括：检测器，检测器用于检测所述电芯的电性参数以得到检测值；触发装置，所述触发装置分别与所述盖板主体和所述第二极柱单元电连接，所述触发装置和所述检测器配合且所述触发装置被构造成在所述检测值达到预设值时使所述第二极柱单元与所述盖板主体之间形成短路。

根据本实用新型的一些实施例，所述触发装置包括：电磁铁，所述电磁铁分别与所述检测器和所述第二极柱单元电连接；衔铁，所述电磁铁被构造成在所述检测值达到预设值时适于吸附所述衔铁；接触器，所述接触器包括金属触片、第一触点、第二触点，所述第一触点与所述盖板主体电连接，所述第二触点与所述第二极柱单元电连接，所述金属触片与所述衔铁相连且在所述衔铁被吸附时连通所述第一触点和所述第二触点。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一极柱单元包括：第一极柱单元极柱块和第一极柱单元主体，所述第一极柱单元主体和所示第一极柱单元极柱块电连接，且所述保护装置与所述第一极柱单元主体电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述保护装置为熔断器，所述熔断器上设置有冲孔，所述冲孔横向贯穿所述熔断器，且所述冲孔位于所述熔断器的中部。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二极柱单元包括：第二极柱单元极柱块和第二极柱单元主体，且所述第二极柱单元极柱块和所述第二极柱单元主体电连接，所述第二极柱单元极柱块的下表面设置有向上凹入的安装槽，所述检测触发装置设置于所述安装槽内。

根据本实用新型的一些实施例，还包括绝缘件，所述绝缘件设在所述盖板主体且围绕所述安装槽设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述检测器为比较器。

根据本实用新型的一些实施例，所述比较器为三极管、热敏电阻和压敏电阻中的至少一个。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于电芯的盖板组件具有以下优势：

通过在第二极柱单元内设置检测触发装置，检测触发装置可以对电芯的电性参数检测，并在电性参数达到预设值时触发保护装置对电芯进行保护，从而可以对电芯起到良好的保护作用，防止发生过充而损坏电芯的问题发生。

本实用新型的另一目的在于提出一种电芯。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电芯，所述电芯包括上述的盖板组件

所述电芯与上述盖板组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电芯的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图。

附图标记说明：

电芯1000、

盖板组件100、极耳200、

盖板主体10、

第一极柱单元20、第一极柱单元极柱块21、第一极柱单元主体22、

保护装置30、冲孔31、

第二极柱单元40、第二极柱单元极柱块41、安装槽411、第二极柱单元主体42、

检测触发装置50、检测器51、触发装置52、电磁铁521、衔铁522、接触器523、金属触片5231、第一触点5232、第二触点5233、

绝缘件60。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图1-2并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型实施例的用于电芯1000的盖板组件100包括：盖板主体10、第一极柱单元20、保护装置30、第二极柱单元40和检测触发装置50。

具体地，盖板主体10设在电芯1000上方，第一极柱单元20与盖板主体10相连且第一极柱单元20至少一部分位于盖板主体10的下方，保护装置30分别与第一极柱单元20和电芯1000电连接。第二极柱单元40设在盖板主体10上，检测触发装置50设置于第二极柱单元40内，检测触发装置50在电芯1000的电性参数达到预设值时是第二极柱单元40与盖板主体10之间形成短路，触发保护装置30。

进一步地，检测触发装置50可以对电芯1000检测，当检测触发装置50检测的电性参数达到预设值说明电芯1000在充电过程中存在安全隐患，可能存在过充现象，从而检测触发装置50可以通过是第二极柱单元40和盖板主体10之间形成短路以触发保护装置30对电芯1000起到良好的保护作用。

可以理解的是，检测触发装置50具有检测和触发两种功能，当电芯1000发生过充时，电芯1000的温度参数、电压参数等参数将发生变化，检测触发装置50可以用于检测电芯1000的实时电性参数，而且当电性参数达到预设值时触发保护装置30。

具体地，由于保护装置30分别与第一极柱单元20和电芯1000电连接，当保护装置30触发时，第一极柱单元20和电芯1000将断开，以防止第一极柱单元20和第二极柱单元40长时间连通而损坏电芯1000，同时可以防止电芯1000由于过充而损坏。

根据本实用新型实施例的盖板组件100，通过在第二极柱单元40内设置检测触发装置50，检测触发装置50可以对电芯1000的电性参数检测，并在电性参数达到预设值时触发保护装置30对电芯1000进行保护，从而可以对电芯1000起到良好的保护作用，防止发生过充而损坏电芯1000的问题发生。

在本实用新型进一步的实施例中，检测触发装置50包括：检测器51和触发装置52，检测器51用于检测电芯1000的电性参数以得到检测值。触发装置52分别与盖板主体10和第二极柱单元40电连接，触发装置52和检测器51配合，而且触发装置52被构造成在检测值达到预设值时使第二极柱单元40与盖板主体10之间形成短路。

具体地，当检测器51的检测值小于预设值时，触发装置52不触发保护装置30，第二极柱单元40和盖板主体10不连通；当检测器51的检测值达到预设值时，触发装置52触发保护装置30，第二极柱单元40和盖板主体10连通形成短路。

可选地，检测器51可以用于检测电压信号、温度信号等可以直观地反映出电芯1000状态的电性参数。

如图2所示，在本实用新型进一步的实施例中，触发装置52包括：电磁铁521、衔铁522和接触器523。

具体地，电磁铁521分别与检测器51和第二极柱单元40电连接，电磁铁521被构造成在检测值达到预设值时可以吸附衔铁522。接触器523包括金属触片5231、第一触点5232、第二触点5233，第一触点5232与盖板主体10电连接，第二触点5233与第二极柱单元40电连接，金属触片5231与衔铁522相连，而且金属触片5231在衔铁522被吸附时连通第一触点5232和第二触点5233。

参照图2，进一步地，当触发装置52触发时，电磁铁521将吸附衔铁522，衔铁522可以朝向电磁铁521移动，而且在远离衔铁522的一端设置有金属触片5231，金属触片5231随着衔铁522移动。当金属触片5231位移一定的距离时，金属触片5231与第一触点5232和第二触点5233接触，由于金属触片5231具有良好的导电性，从而通过金属触片5231可以将第一触点5232和第二触点5233连通，进而可以将第二极柱单元40和盖板主体10电连接。

可以理解的是，盖板主体10与第一极柱单元20电连接，从而盖板主体10和第二极柱单元40带有的电荷不同，当盖板主体10和第二极柱单元40电连接时，第一极柱单元20和第二极柱单元40连通，电芯1000短路。

优选地，金属触片5231、第一触点5232和第二触点5233优选为导电性能良好的金属材料，如：银、铜等。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，第一极柱单元20包括：第一极柱单元极柱块21和第一极柱单元主体22，第一极柱单元主体22和所示第一极柱单元极柱块21电连接，而且保护装置30与第一极柱单元主体22电连接。

具体地，保护装置30设置在第一极柱单元主体22和电芯1000的极耳200之间，当触发装置52触发并连通第二极柱单元40和盖板主体10时，第一极柱单元20与第二极柱单元40连通，保护装置30可以通过断开第一极柱单元主体22和电芯1000的极耳200的连接以切断通过第二极柱单元40和盖板主体10形成的短路回路，从而在电芯1000发生过充现象时，保护装置30及时切断电芯1000所在的回路，以对电芯1000起到良好的保护作用。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，保护装置30为熔断器，熔断器上设置有冲孔31，冲孔31横向贯穿熔断器，而且冲孔31位于熔断器的中部。

可以理解的是，通过在熔断器上设置冲孔31可以合理地减小过流面积，可以保证在检测触发装置50触发保护装置30时，保护装置30可以及时地熔断，以提升保护装置30的可靠性。

需要说明的是，熔断器可以构造为片状结构等，优选为铝材质。

在本实用新型的一些实施例中，熔断器可以进行包胶处理，从而可以有效地防止熔断器在熔断时产生的高温金属损坏电芯1000的其他部件。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，第二极柱单元40包括：第二极柱单元极柱块41和第二极柱单元主体42，且第二极柱单元极柱块41和第二极柱单元主体42电连接，第二极柱单元极柱块41的下表面设置有向上凹入的安装槽411，检测触发装置50设置于安装槽411内。

具体地，检测触发装置50占用的空间小，可以保证盖板组件100的结构紧凑，而且将检测触发装置50布置在安装槽411内的设置便于检测触发装置50对电芯1000的电性参数检测，同时还便于检测触发装置50触发保护装置30。

如图2所示，在本实用新型进一步的实施例中，盖板组件100还包括绝缘件60，绝缘件60设在盖板主体10，而且绝缘件60围绕安装槽411设置。

具体地，绝缘件60具有良好的绝缘效果，绝缘件60对安装槽411具有良好的遮挡作用，而且可以理解的是，检测触发装置50中包括多个部件，部分部件可以与盖板主体10相连，部分部件不可以与盖板组件100相连，通过绝缘件60将不可以与盖板主体10相连的部件与盖板主体10间隔开设置，可以提升检测触发装置50的可靠性，而且便于检测触发装置50中的多个部件的布置。

在本实用新型一些可选的实施例中，检测器51为比较器。比较器可以设定预设值，当检测器51的检测值达到预设值时，比较器可以向触发装置52传递信号，触发装置52可以触发。

在本实用新型的一些实施例中，比较器为三极管、热敏电阻和压敏电阻中的至少一个。

可以理解的是，当比较器为三极管和压敏电阻时，比较器可以对电压参数检测，从而根据电性参数中的电压参数对电芯1000的状态检测；当比较器为热敏电阻时，比较器可以对温度参数检测，从而根据电芯1000的实时温度参数对电芯1000检测。

需要说明的是，电芯1000的电压参数和温度参数可以更直观地反映出电芯1000的内部状态，从而检测触发装置50对电芯1000的检测效果更好。

在本实用新型一些可选的实施例中，三极管和压敏电阻的导通电压预设为3V-6V，当检测器51的检测值达到预设值时，可以将检测器51和触发装置52连通，触发装置52可以触发。

在本实用新型一些可选的实施例中，热敏电阻的工作温度为65℃-80℃，当检测器51所处的环境温度达到工作温度时，可以将检测器51和触发装置52连通，触发装置52可以触发。

下面参照附图1-图2描述根据本实用新型实施例的盖板组件100触发保护装置30的过程：

检测器51对电芯1000的温度信号、电压信号实时监测，当满足检测器51的工作温度时，检测器51可以驱动触发装置52工作，触发装置52可以将盖板主体10和第二极柱单元40连通，从而将第一极柱单元20和第二极柱单元40连通，以构成短路回路，由于构成短路回路，连接在第一极柱单元极柱块21和电芯1000的极耳200之间的保护装置30触发，保护装置30可以及时切断短路回路，以对电芯1000起到良好的保护作用。

根据本实用新型实施例的电芯1000，电芯1000包括上述的盖板组件100。盖板组件100可以根据电芯1000的温度参数、电压参数，实时对电芯1000检测，当存在安全隐患时，可以及时对电芯1000起到保护作用，从而可以提高电芯1000的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电芯的盖板组件，其特征在于，包括：

盖板主体，所述盖板主体设在所述电芯上方；

第一极柱单元，所述第一极柱单元与所述盖板主体相连且其至少一部分位于所述盖板主体下方；

保护装置，所述保护装置分别与所述第一极柱单元和所述电芯电连接；

第二极柱单元，所述第二极柱单元设在所述盖板主体上；

检测触发装置，所述检测触发装置设置于所述第二极柱单元内，所述检测触发装置在所述电芯的电性参数达到预设值时使所述第二极柱单元与所述盖板主体之间形成短路、以触发所述保护装置。

2.根据权利要求1所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述检测触发装置包括：

检测器，检测器用于检测所述电芯的电性参数以得到检测值；

触发装置，所述触发装置分别与所述盖板主体和所述第二极柱单元电连接，所述触发装置和所述检测器配合且所述触发装置被构造成在所述检测值达到预设值时使所述第二极柱单元与所述盖板主体之间形成短路。

3.根据权利要求2所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述触发装置包括：

电磁铁，所述电磁铁分别与所述检测器和所述第二极柱单元电连接；

衔铁，所述电磁铁被构造成在所述检测值达到预设值时适于吸附所述衔铁；

接触器，所述接触器包括金属触片、第一触点、第二触点，所述第一触点与所述盖板主体电连接，所述第二触点与所述第二极柱单元电连接，所述金属触片与所述衔铁相连且在所述衔铁被吸附时连通所述第一触点和所述第二触点。

4.根据权利要求2所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述第一极柱单元包括：第一极柱单元极柱块和第一极柱单元主体，所述第一极柱单元主体和所示第一极柱单元极柱块电连接，且所述保护装置与所述第一极柱单元主体电连接。

5.根据权利要求1所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述保护装置为熔断器，所述熔断器上设置有冲孔，所述冲孔横向贯穿所述熔断器，且所述冲孔位于所述熔断器的中部。

6.根据权利要求1所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述第二极柱单元包括：第二极柱单元极柱块和第二极柱单元主体，且所述第二极柱单元极柱块和所述第二极柱单元主体电连接，所述第二极柱单元极柱块的下表面设置有向上凹入的安装槽，所述检测触发装置设置于所述安装槽内。

7.根据权利要求6所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，还包括绝缘件，所述绝缘件设在所述盖板主体且围绕所述安装槽设置。

8.根据权利要求2所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述检测器为比较器。

9.根据权利要求8所述的用于电芯的盖板组件，其特征在于，所述比较器为三极管、热敏电阻和压敏电阻中的至少一个。

10.一种电芯，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的盖板组件。