一种具有安全保护功能的并联网和大容量电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有安全保护功能的并联网和大容量电池，其中并联网包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫，任意相邻的两个电芯连接垫均通过保险丝相连。所述大容量电池，包括电池夹具、制于所述电池夹具上的电芯安装孔、置于所述电芯安装孔中的弹片、插设在所述电芯安装孔中的电芯以及上述的并联网。本实用新型这种并联网能够防止大容量电池发生热失控，有效保护大容量电池中的电芯，避免发生电池安全事故。
【专利说明】
一种具有安全保护功能的并联网和大容量电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种具有安全保护功能的并联网以及使用该并联网的大容量电池，属于锂电池组安全防控技术领域。
【背景技术】
[0002]锂离子电池是当今比能量最高，循环寿命最长，又不含有害物质的新型蓄电池品种。它的许多特性都达到了历来电池产品的最高水平。所以得到了日益广泛的应用，从小到手机和玩具，大到汽车动力模块和电站储能电源，处处都有它的市场。但是它也有自己的短板，就是安全隐患。此类电池储存能量高，又使用有机电解液，从根本上存在着起火爆炸的危险。各电池生产厂和科研设计单位都采取多种措施提高其安全性，取得了很好的效果。却没有根本解决。安全问题仍是模块设计制造的重点问题。
[0003]大电池模块往往需要很大的容量，仅用单只大电池串联通常是达不到要求的，总要由很多个小容量电池并联联接后再串联成组。在并联时用连接片或并联网将每一个小容量电池连起，构成一个大容量电池。
[0004]大容量电池模块(或称电池组)一般包括电池夹具、制于电池夹具上的众多电芯安装孔、置于各个电芯安装孔中的众多弹片、插设在各个电芯安装孔中的众多电芯(即上述的小容量电池)、以及将处于同一层的各个电芯并联连接的并联网，其中，并联网包括布置在同一平面上且相互间隔分布的众多电芯连接垫、以及连接在各电芯连接垫之间的众多连接片(金属片)，所述的各个电芯连接垫对应布置在各个电芯安装孔中并与相应的电芯相连，从而将同一层的各个电芯并联起来。
[0005]上述并联联接的小容量电池(即电芯)的电压都是经过仔细挑选均衡过的，并联在一起时并没有明显的互充电流。但是，一旦有一只电芯出现内部短路，它的电压就降到接近0V，与其他并联在一起的电芯产生了很大的电压差，周围的电芯就给它充电。由于此类电芯内阻很低仅有几个毫欧到几十个毫欧，在3V左右的电压差推动下，其反充电流是可观的。本来此电池的电压下降，短路电流也应下降，短路的发热量也应下降。却因为巨大的反充电流使发热继续或加剧。这不仅是这一个电池发热，周围电池也因输出反充电电流也同样发热。这样，反复循环推动，发热越加严重，甚至出现热失控，引起火灾。所以如何阻止出现高反充电流，保护周围电芯就成为一个提高电池安全性的重要的问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型目的是:为了克服上述问题，提供一种具有安全保护功能的并联网以及使用该并联网的大容量电池，以防止大容量电池发生热失控，有效保护大容量电池中的电芯，避免发生电池安全事故。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种具有安全保护功能的并联网，包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫，任意相邻的两个电芯连接垫均通过保险丝相连。
[0008]本实用新型这种并联网在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案:
[0009]所述保险丝为自恢复保险丝。
[0010]所述自恢复保险丝为PTC元件。
[0011]所述保险丝为细长形状的温度保险丝。
[0012]本实用新型所公布的这种大容量电池，包括电池夹具、制于所述电池夹具上的电芯安装孔、置于所述电芯安装孔中的弹片、插设在所述电芯安装孔中的电芯，还包括上述所述的并联网，在所述电池夹具上、于任意相邻两电芯安装孔之间均开设有一条保险丝布置槽，所述并联网的电芯连接垫布置在所述电芯安装孔中并与所述电芯相连，所述并联网的连接片布置在所述保险丝布置槽中。
[0013]本实用新型的优点是:本实用新型在并联网中巧妙地应用保险丝结构，从而有效保护大容量电池中的电芯，避免发生电池安全事故。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本实用新型实施例一中大容量电池的装配图；
[0016]图2为本实用新型实施例一中并联网的装配图；
[0017]图3为图2的A部放大图；
[0018]图4为本实用新型实施例二中并联网的局部结构示意图；
[0019]其中:1-电池夹具，2-弹片，3-并联网，3a_电芯连接垫，4_电芯，5_自恢复保险丝，6-温度保险丝，7-电芯安装孔，7a_保险丝布置槽。
【具体实施方式】
[0020]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0021]实施例一:
[0022]图1示出了本实用新型这种大容量电池的一个具体实施例，与传统大容量电池相同的是，它也包括电池夹具1、制于所述电池夹具上的众多电芯安装孔7、分别置于所述各电芯安装孔中的众多弹片2、分别插设在所述电芯安装孔中的众多电芯4、以及并联网3。其中，并联网3包括布置在同一平面上且相互间隔分布的众多电芯连接垫，所述电芯为圆柱形的锂离子电芯。
[0023]参照图2和图3所示，本实施例的关键改进在于:任意相邻的两个电芯连接垫3a均通过保险丝(而不是传统技术中的纯金属连接片)相连，本例中所述保险丝为自恢复保险丝5，该自恢复保险丝5优选为PTC元件。
[0024]当处于同一并联组中的某一只电芯4发生短路时，在电压差的推动下，巨大的反充电流向该电芯涌来，流向该电芯的大电流使该电芯附近的自恢复保险丝5的温度急剧升高，在此阶段，很小的温度变化会造成自恢复保险丝5阻值的大幅提高，这时自恢复保险丝5处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电池受损坏。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电池的保护，无须人工更换。如果故障不排除，长时间后会将周围电芯容量全部放光，但不会造成大的损伤。
[0025]为了方便所述并联网3的布置，本例在所述电池夹具I上、于任意相邻两电芯安装孔7之间均开设有一条保险丝布置槽7a，所述并联网上的各个保险丝分别布置在这些保险丝布置槽7a中。
[0026]实施例二:
[0027]参照图4所示，本实施例这种大容量电池的结构与实施例一相似，唯一区别在于本例中的保险丝为细长形状的普通的温度保险丝6，其不具有自恢复能力。
[0028]当处于同一并联组中的某一只电芯发生短路时，在电压差的推动下，巨大的反充电流向此电芯涌来，流向该电芯的大电流使该电芯附近的某根温度保险丝6的温度急剧升高，从而迅速烧断该温度保险丝6，断路，从此阻断此路电流。这路的断开更加大了周围其他路的负担，电流进一步加大，促成周围另外的温度保险丝6熔断断开。如此反复动作，终于将短路电池周围的熔断保护结构全部断开，将短路电芯孤立起来，从而达到保护周围电芯的效果，避免电池安全事故。
[0029]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有安全保护功能的并联网(3)，包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫(3a)，其特征在于:任意相邻的两个电芯连接垫(3a)均通过保险丝相连。2.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于:所述保险丝为自恢复保险丝(5)。3.根据权利要求2所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于:所述自恢复保险丝(5)为PTC元件。4.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于:所述保险丝为细长形状的温度保险丝(6)。5.—种大容量电池，包括电池夹具(1)、制于所述电池夹具上的电芯安装孔(7)、置于所述电芯安装孔中的弹片(2)、插设在所述电芯安装孔中的电芯(4)，其特征在于:还包括如权利要求I?4中任一所述的并联网，在所述电池夹具(I)上、于任意相邻两电芯安装孔(7)之间均开设有一条保险丝布置槽(7a)，所述并联网(3)的电芯连接垫(3a)布置在所述电芯安装孔(7)中并与所述电芯(4)相连，所述保险丝布置在所述保险丝布置槽(7a)中。
【文档编号】H01M2/34GK205488326SQ201620094391
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】许玉林, 王爱淑
【申请人】苏州安靠电源有限公司