动力电池顶盖及动力电池的制作方法
【专利摘要】本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种动力电池顶盖及动力电池。动力电池顶盖包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元，第一电极单元包括翻转片、连接板以及导电片，顶盖片上设置有翻转片连接孔，翻转片密封翻转片连接孔，所述连接板覆盖所述翻转片连接孔，且与所述顶盖片密封连接，所述连接板、所述顶盖片以及所述翻转片共同围成所述密闭腔室，密闭腔室内为负压，导电片位于翻转片的下方，并与翻转片电连接，导电片与顶盖片绝缘，第二电极单元设置在顶盖片上。动力电池包括动力电池顶盖。本申请所提供的动力电池降低了翻转片翻转所需的压力，使CID可以拥有更大的过流面积。
【专利说明】
动力电池顶盖及动力电池
技术领域
[0001]本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种动力电池顶盖及动力电池。
【背景技术】
[0002]对于EV硬壳电池，为了解决过充问题，业界普遍采用的方案是，在电芯失效之前切断电池主回路，防止电池继续充电以保证电池安全。
[0003]目前，对于方形的硬壳电池，有的采用CID(电流切断结构)。即，在正极主回路有一个气压翻转片及集成CID于一体的导电片。导电片四周与裸电芯及耳通过焊接连接，导电片的CID部分与翻转片通过焊接连接于一体，翻转片与正极柱或者顶盖片通过焊接相连把电流导向正极端子。当电池过充，内部气压增大，推动翻转片扯断CID，把翻转片与导电片断开。
[0004]因为CID在主回路上，电池正常使用时候要通过电流，通常在0.1C?1C电流之间，比如30Ah的电池，1C电流就是300A。这样就要求CID有足够的过流能力而不至于导致电池温升过高。
[0005]另外，CID结构同时兼顾保险丝功能，而将电池组成模组或者电池包后，模组或者电池包通常也有系统保险，当模组或者电池包发生外短路时，希望系统保险先断，因此要求CID的过流面积比系统保险大。
[0006]然而，为了增大CID的过流能力，需要增加CID的过流面积，这样使得在扯断CID时所需的力量便也会相应增大，可能造成翻转片无法正常翻转，从而无法及时切断电流抑制产气。
【实用新型内容】
[0007]本申请提供了一种动力电池顶盖及动力电池，能够解决上述问题。
[0008]本申请的第一方面提供了一种动力电池顶盖，包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元，
[0009]所述第一电极单元包括翻转片、连接板以及导电片，
[0010]所述顶盖片上设置有翻转片连接孔，所述翻转片密封所述翻转片连接孔，所述连接板覆盖所述翻转片连接孔，且与所述顶盖片密封连接，所述连接板、所述顶盖片以及所述翻转片共同围成所述密闭腔室，所述密闭腔室内为负压，
[0011]所述导电片位于所述翻转片的下方，并与所述翻转片电连接，所述导电片与所述顶盖片绝缘，，
[0012]述第二电极单元设置在所述顶盖片上，所述翻转片能够在动力电池内部压力超过基准压力时翻转并脱离与所述导电片的电连接状态。
[0013]优选地，所述第一电极单元还包括连接板，
[0014]所述连接板覆盖所述翻转片连接孔，且与所述顶盖片密封连接，所述连接板、所述翻转片连接孔以及所述翻转片共同围成所述密闭腔室。
[0015]优选地，所述第一电极单元还包括密封件，所述连接板上设置有抽气孔，所述抽气孔连通所述密闭腔室与外界，所述密封件密封所述抽气孔。
[0016]优选地，所述抽气孔的顶端设置有环形沉台，所述密封件与所述环形沉台配合密封。
[0017]优选地，所述环形沉台的侧壁为内倾面，所述密封件的外周面与所述内倾面相配入口 ο
[0018]优选地，所述密封件为金属材质，并与所述环形沉台焊接密封。
[0019]优选地，所述密封件为密封钉，所述密封钉为弹性材质，所述密封钉塞入所述抽气孔以及所述环形沉台，并密封所述抽气孔。
[0020]优选地，所述密封件为热熔胶，所述热熔胶热熔密封所述抽气孔。
[0021 ]所述连接板与所述顶盖片一体成型。
[0022]优选地，所述翻转片以及所述连接板均与所述顶盖片电连接，所述第二电极单元与所述顶盖片电绝缘。
[0023]优选地，所述第一电极单元还包括绝缘件，所述绝缘件位于所述顶盖片的下方，且固定所述导电片。
[0024]本申请的第二方面提供了一种动力电池，包括所述的动力电池顶盖。
[0025]本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:
[0026]本申请所提供的动力电池通过在翻转片的上方形成密闭腔室，并将密闭腔室内形成负压，使得翻转片的两侧压差增大，从而降低翻转片翻转所需的压力，使CID可以拥有更大的过流面积。
[0027]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
【附图说明】
[0028]图1为本申请实施例所提供的动力电池顶盖的整体侧剖断面图；
[0029]图2为采用金属材质的片状密封件的动力电池顶盖在图1中A部分的局部放大图；
[0030]图3为采用弹性材料的密封钉的动力电池顶盖在图1中A部分的局部放大图。
[0031]附图标记:
[0032]10-顶盖片；
[0033]100-翻转片连接孔；
[0034]20-第一电极单元；
[0035]200-绝缘件；
[0036]202-导电片；
[0037]204-翻转片；
[0038]206-密闭腔室；
[0039]208-连接板；
[0040]208a-抽气孔；
[0041 ]208b-环形沉台；
[0042]209-密封件；
[0043]30-第二电极单元。
[0044]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
【具体实施方式】
[0045]下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的动力电池顶盖及动力电池的放置状态为参照。
[0046]如图1至3所示，本申请实施例提供了一种动力电池顶盖，包括顶盖片10、第一电极单元20以及第二电极单元30。其中，第一电极单元20包括绝缘件200、导电片202以及翻转片204。在本实施例中，顶盖片10上设置有翻转片连接孔100，翻转片204密封该翻转片连接孔100，同时，翻转片连接孔100的顶部也需要进行密封，使得翻转片连接孔100的顶部与翻转片204—起构成一个密闭腔室206。需要注意的是，该密闭腔室206要处于负压状态，也就是说其内部的气体压力要小于标准大气压。翻转片204与顶盖片10可以是一体成型(例如采用冲压方式从顶盖片10上直接冲压出翻转片10)，也可以是分体成型。当翻转片204与顶盖片10采用分体成型时，可以采用焊接的方式将翻转片204密封固定在翻转片连接孔100内。
[0047]为了更加便于第一电极单元20与外部用电设备之间进行电连接，本实施例中的第一电极单元20还包括连接板208，连接板208覆盖翻转片连接孔100。通过连接板208覆盖翻转片连接孔100能够保护翻转片204，防止其被外物刺破。同时，连接板208、顶盖片10以及翻转片204可以共同围成密闭腔室。连接板208与顶盖片10之间可以单独成型再组装在一起，也可以通过冲压等方式一体成型。
[0048]为了保证电流经过翻转片204被顺利传递至连接板208上，同时又不至正负极短路，本实施例中可以将第一电极单元20与第二电极单元30全部与顶盖片10进行绝缘连接。然而，作为一种简化方案，第一电极单元20与第二电极单元30 二者之一与顶盖片10进行绝缘连接即可。例如，可将第二电极单元30与顶盖片10进行电连接，而第一电极单元20中的导电片202、翻转片204以及连接板208则均与顶盖片10绝缘连接，翻转片204与连接板208电连接(可以翻转片204与连接板208直接接触电连接，或者通过导体实现两者的电连接)。但这种方式需要分散设置多块绝缘结构，因此不建议采用。
[0049]较为优选的方案是第二电极单元30与顶盖片10绝缘连接，翻转片204与顶盖片10直接电连接，同时连接板208也与顶盖片10电连接，从而将电能由翻转片204经顶盖片10传递至连接板208上。集成有CID的导电片202位于翻转片的下方，并与翻转片204电连接，当顶盖片10参与电流传输时，导电片202与顶盖片10之间需要保持绝缘。较为简单的一种方式是直接将导电片202通过翻转片204以及极耳共同固定，使其不与顶盖片10进行物理接触。然而，这种固定方式的牢固性不足，因此本实施例采用绝缘件200进行固定，导电片202与顶盖片10通过绝缘件200绝缘。绝缘件200位于顶盖片10的下方，并固定导电片202。翻转片204能够在动力电池内部压力超过基准压力时翻转并脱离与导电片202的电连接状态。
[0050]通过设置负压的密闭腔室206，在动力电池的内部气压相同的情况下，相较于相关技术中翻转片204的一侧直接连通大气的方案，本实施例能够使翻转片204的两侧形成更大的压差，因此能够提供更大的扯断力来破坏CID。在这一前提下，本实施例中的CID便可拥有更大的过流面积，从而保证在发生短路时系统保险先断。
[0051]使密闭腔室206内部形成负压的方式有很多种，例如，将动力电池顶盖的各部件在负压环境下进行装配，则装配完成后密闭腔室206便可自然形成负压环境。如图2和图3所示，还可以在连接板208上设置抽气孔208a，通过抽气孔208a连通密闭腔室206与外界。当装配完成后，通过抽气孔208a进行抽气，形成负压，之后采用一个密封件209密封抽气孔208a，形成负压环境。为为了提高密封性能，可以在抽气孔208a的顶端设置一个环形沉台208b，将密封件209设置在环形沉台208b内，并与环形沉台208b进行密封，通过提高接触面积的方式来加强密封效果。还可以将环形沉台208b的侧壁设置为内倾面，同时将密封件209的外周面与该内倾面相配合，以进一步提高密封效果。
[0052]如图2所示，密封件209可以采用金属材质，并通过激光焊接或超声波焊接等方式与环形沉台焊接密封。密封片的材质可以考虑采用铝、镍或不锈钢等。由于主要的密封区域在焊接部分，因此密封件209可以采用片状结构。
[0053]如图3所示，密封件209还可以采用密封钉结构，并通过弹性材质制造。将密封钉塞入抽气孔208a以及环形沉台208b，利用弹性力抵紧抽气孔208a的内壁，从而密封抽气孔208a。密封钉的材质可以采用橡胶、氟橡胶等橡胶材料，也可以采用PP、PFA或PE等具有弹性的塑胶材料。
[0054]此外，也可以采用环氧树脂或者PP等材质的热熔胶充当密封件，通过热熔的方式使热熔胶融化并密封抽气孔。
[0055]本实施例还提供了一种动力电池，该动力电池采用本实施例所提供的动力电池顶盖。能够实现降低翻转片204翻转所需的压力，使CID可以拥有更大的过流面积。
[0056]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动力电池顶盖，其特征在于，包括顶盖片、第一电极单元以及第二电极单元， 所述第一电极单元包括翻转片、连接板以及导电片， 所述顶盖片上设置有翻转片连接孔，所述翻转片密封所述翻转片连接孔，所述连接板覆盖所述翻转片连接孔，且与所述顶盖片密封连接，所述连接板、所述顶盖片以及所述翻转片共同围成密闭腔室，所述密闭腔室内为负压， 所述导电片位于所述翻转片的下方，并与所述翻转片电连接，所述导电片与所述顶盖片绝缘， 所述第二电极单元设置在所述顶盖片上，所述翻转片能够在动力电池内部压力超过基准压力时翻转并脱离与所述导电片的电连接状态。2.如权利要求1所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述第一电极单元还包括密封件，所述连接板上设置有抽气孔，所述抽气孔连通所述密闭腔室与外界，所述密封件密封所述抽气孔。3.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述抽气孔的顶端设置有环形沉台，所述密封件与所述环形沉台配合密封。4.如权利要求3所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述环形沉台的侧壁为内倾面，所述密封件的外周面与所述内倾面相配合。5.如权利要求3所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述密封件为密封钉，所述密封钉为弹性材质，所述密封钉塞入所述抽气孔以及所述环形沉台，并密封所述抽气孔。6.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述密封件为热熔胶，所述热熔胶热熔密封所述抽气孔。7.如权利要求1至6任一项所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述连接板与所述顶盖片一体成型。8.如权利要求1至6任一项所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述翻转片以及所述连接板均与所述顶盖片电连接，所述第二电极单元与所述顶盖片电绝缘。9.如权利要求8所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述第一电极单元还包括绝缘件，所述绝缘件位于所述顶盖片的下方，且固定所述导电片，所述导电片与所述顶盖片通过所述绝缘件绝缘。10.—种动力电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的动力电池顶盖。
【文档编号】H01M2/04GK205692871SQ201620548399
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月7日 公开号201620548399.1, CN 201620548399, CN 205692871 U, CN 205692871U, CN-U-205692871, CN201620548399, CN201620548399.1, CN205692871 U, CN205692871U
【发明人】李全坤, 郭剑, 邓平华, 王鹏, 朱凌波, 吴凯
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司