电连接组件、电池与用电设备的制作方法

    专利2022-07-07  123


    本申请涉及电池技术领域,尤其是涉及电连接组件、电池与用电设备。



    背景技术:

    为了提高锂离子二次电池的安全性能,锂离子二次电池一般都会有保险丝(fuse)。保险丝为高导电率低熔点的合金薄片,内阻极低,在大电流下会迅速熔断以切断卷芯与电池顶盖板的电连接,然而,保险丝熔断时产生的碎屑可能落入电池中,导致存在安全隐患。



    技术实现要素:

    本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电连接组件,能够避免碎屑落入电池内部,降低安全隐患。

    本申请还提出一种包括上述电连接组件的电池,以及包括电池的用电设备。

    根据本申请第一方面实施例的电连接组件,包括:

    保险丝,包括依次设置的第一连接部、熔断部与第二连接部;

    ptc保护装置,包括与所述熔断部并联的主体,所述主体具有贯通的容纳腔,至少所述熔断部位于所述容纳腔内,且所述熔断部与所述ptc保护装置之间形成有容纳空间。

    根据本申请实施例的电连接组件,至少具有如下有益效果:

    主体具有贯通的容纳腔,熔断部位于容纳腔内,熔断部与ptc保护装置之间形成有容纳空间,当熔断部熔断后,产生的碎屑会保留在容纳空间内,避免碎屑落入电池而导致存在安全隐患。

    根据本申请的一些实施例,所述主体套接在所述熔断部的外侧,所述第一连接部位于所述主体的一侧,所述第二连接部位于所述主体相对的另一侧。

    根据本申请的一些实施例,所述熔断部沿所述主体的厚度方向的两侧,以及沿所述主体的宽度方向的两侧均具有所述容纳空间。

    根据本申请的一些实施例,沿所述主体的宽度方向,所述容纳腔宽于所述熔断部,沿所述主体的厚度方向,所述容纳腔的腔壁上具有第一凹槽与第二凹槽,所述第一凹槽位于所述熔断部的上方,所述第二凹槽位于所述熔断部的下方。

    根据本申请的一些实施例,所述保险丝还包括第三连接部与第四连接部,所述第三连接部的一端与所述第一连接部连接,另一端伸入所述容纳腔内,与所述熔断部连接,并与所述容纳腔的腔壁贴合,所述第四连接部的一端与所述第二连接部连接,另一端伸入所述容纳腔内,与所述熔断部连接,并与所述容纳腔的腔壁贴合。

    根据本申请的一些实施例,所述熔断部包括多个子熔断部,沿所述主体的宽度方向,各所述子熔断部并列分布,且相邻所述子熔断部之间具有间隙。

    根据本申请的一些实施例,各所述子熔断部沿所述主体的厚度方向的两侧,及沿所述主体的宽度方向的两侧均具有所述容纳空间。

    根据本申请的一些实施例,所述ptc保护装置还包括加强部,所述加强部位于所述间隙内,且沿所述主体的厚度方向,所述加强部的两端均与所述主体连接。

    根据本申请第二方面实施例的电池,包括:

    电芯,具有极耳;

    电池顶盖,具有与所述极耳对应的极柱;

    所述电连接组件,所述第一连接部与所述极柱连接,所述第二连接部与所述对应的所述极耳连接。

    根据本申请第三方面实施例的用电设备,包括所述电池。

    本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

    附图说明

    下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明,其中:

    图1为本申请实施例的电连接组件的立体示意图;

    图2为图1中a-a截面的剖视图;

    图3为图1中b-b截面的剖视图;

    图4为本申请实施例的电池的分解示意图;

    图5为图4中电池隐藏电芯和壳体的剖面示意图。

    具体实施方式

    下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

    在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述,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申请的限制。

    在本申请的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

    本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

    本申请的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

    相关技术中,卷芯和电池顶盖之间通常具有保险丝,保险丝内通过大电流时会迅速熔断,从而切断卷芯与电池顶盖板的电连接,然而,保险丝熔断时会产生碎屑,碎屑可能落入电池中,存在安全风险。基于上述,本申请提出了一种电连接组件,保险丝熔断后产生的碎屑将保留在ptc与保险丝之间的容纳空间内,避免碎屑落入电池中而导致存在安全隐患。以下结合附图对本申请实施例的电连接组件进行具体描述。

    参照图1至图3,本申请实施例的电连接组件包括保险丝100与ptc保护装置200,其中,保险丝100包括依次设置的第一连接部110、熔断部120与第二连接部130,第一连接部110与第二连接部130用于实现电连接组件与电芯、电池顶盖的连接,当保险丝100内通过较大的电流时,保险丝100将在熔断部120处发生熔断,断开电芯与电池顶盖之间的电连接。ptc保护装置200包括主体210,主体210具有贯通的容纳腔220,至少熔断部120位于容纳腔220内,且熔断部120与ptc保护装置200之间形成有容纳空间230,当熔断部120发生熔断后,产生的碎屑将存放在容纳空间230内,避免碎屑落入电池中,造成安全隐患。

    保险丝100为高导电率低熔点的合金制成的薄片结构,保险丝的材料可以采用公知技术。图1所示实施例中的保险丝100大致为矩形结构,包括位于保险丝100一端(例如图1所示的后端)的第一连接部110,位于另一端(例如图1所示的前端)的第二连接部130,以及位于第一连接部110与第二连接部130之间的熔断部120。第一连接部110可以用于与电芯的极耳连接,为适应于具有两个连接部位的极耳形状,第一连接部包括两个连接端111。第二连接部130可以用于与电池顶盖的极柱连接。

    ptc保护装置200(正温度系数热敏电阻)可以采用公知的对温度敏感的高分子复合材料,其电阻值随着温度的增加而瞬间增大数百倍甚至数千倍。主体210可以是适应于熔断部120形状的套筒结构,例如截面为矩形的套筒结构,熔断部120位于容纳腔220内,且ptc保护装置200的一端(例如图1所示的后端)与第一连接部110连接,另一端(例如图1所示的前端)与第二连接部130连接,从而实现与熔断部120的并联。由于ptc保护装置200的内阻远大于保险丝,因此电池正常工作时,保险丝100将ptc保护装置200短接,电流主要通过保险丝100进行导通,因此即使温度升高导致ptc保护装置200的阻值发生变化,也不会对电池内阻产生影响。当电池出现异常,使得通过保险丝100的电流增大时,保险丝100发生熔断,此时电流从ptc保护装置200中通过,受保险丝100熔断的热量与电流通过时产生的热量的影响,ptc保护装置200的温度急剧升高,导致电阻值急剧升高,起到限流作用,实现对电池的保护。此外,上述的ptc保护装置200可以选择合适的高分子复合材料,在保险丝100熔断后,ptc保护装置200可以允许较小的电流通过,而不会完全切断电流,如此可以实现电芯的放电,避免处于高过冲态的电芯在后续转运或者处理过程中面临的安全失效风险。

    当熔断部120位于容纳腔220内时,熔断部120与主体210之间形成有容纳空间230,例如,可以是熔断部120与容纳腔220的腔壁之间形成容纳空间230。由于主体210包覆在熔断部120的外侧,且熔断部120与主体210具有容纳空间230,因此熔断后产生的碎屑也会保留在主体210的内部,能够减少甚至避免碎屑落入电池中。

    参照图1,在上述的电连接组件中,主体210套接在熔断部120的外侧,第一连接部110位于主体210的一端(例如图1所示的后端),第二连接部130位于所述主体相对的另一端(例如图1所示的前端),便于第一连接部110、第二连接部130连接电芯、电池顶盖。

    参照图2、图3,在上述的电连接组件中,熔断部120沿主体210的厚度方向的两侧(例如图3所示中的上下两侧),以及沿主体210的宽度方向的两侧(例如图2所示中的左右两侧)均具有容纳空间230,如此,既能够实现主体210与熔断部120的并联,同时也能够扩大碎屑存放空间的容积。

    参照图2、图3,在上述的电连接组件中,沿主体210的宽度方向,容纳腔220宽于熔断部120,当熔断部120居中放置在容纳腔220内时,容纳腔220的左右腔壁与熔断部120之间均能够形成容纳空间230。容纳腔220的上侧腔壁上具有第一凹槽240,下侧腔壁上具有第二凹槽250,当熔断部120放置在容纳腔220内时,第一凹槽240位于熔断部120的上方,第二凹槽250位于熔断部120的下方,即沿主体210的厚度方向,熔断部120的两侧也均具有容纳空间230。第一凹槽240与第二凹槽250均可以是矩形槽,沿主体210的宽度方向,第一凹槽240、第二凹槽250的尺寸与容纳腔220的尺寸相等,沿主体210的长度方向(例如图3所示的前后方向),第一凹槽240、第二凹槽250的尺寸宽于熔断部120的尺寸,从而能够完全覆盖熔断部120。

    参照图1、图3,在上述的电连接组件中,为了实现主体210与第一连接部110、第二连接部130的连接,保险丝100还包括第三连接部140与第四连接部150,其中,第三连接部140的后端与第一连接部110连接,前端伸入至容纳腔220内,与熔断部120的后端连接,并与容纳腔220的腔壁贴合。第四连接部150的前端与第二连接部130连接,后端伸入至容纳腔220内,与熔断部120的前端连接,并与容纳腔220的腔壁贴合。如此,既可以实现主体210与第一连接部110、第二连接部130的连接,又能够实现主体210与熔断部120的并联,且第三连接部140与第四连接部150能够封堵容纳腔220的前后端开口,使得容纳腔220整体为密封状态,进一步避免碎屑掉落到电池中。

    为实现上述ptc保护装置200与保险丝100的连接,可以将主体210设置为分体结构,例如分成上壳体与下壳体,当上壳体与下壳体均套接在保险丝100上后,在通过热压等方式将上壳体与下壳体连接为一体。

    参照图1,在上述的电连接组件中,第二连接部130、第三连接部140与第四连接部150的宽度相等,且小于第一连接部110的宽度,主体210套接在熔断部120与部分第三连接部140、部分第四连接部150的外侧,且主体210的宽度不大于第一连接部110的宽度,避免电连接组件在宽度方向上形成突出结构。

    参照图1,在上述的电连接组件中,熔断部120包括多个子熔断部121,以图2所示为例,包括两个子熔断部121。沿主体210的宽度方向,各子熔断部121并列分布,且相邻子熔断部121之间具有间隙122。如此,子熔断部121的横截面积得以缩小,便于加速熔断,且间隙122也可以作为容纳空间230存放碎屑,也即,在本实施例中,部分容纳空间230形成在相邻子熔断部121之间。能够理解的是,子熔断部121也可以是其他数量,例如三个等。

    参照图2、图3,在上述的电连接组件中,各子熔断部121沿主体210的厚度方向的两侧,及沿主体210的宽度方向的两侧均具有容纳空间230,即能实现子熔断部121与主体210的并联,分布于子熔断部121四周的容纳空间230也能存放熔断时的碎屑。

    参照图2,在上述的电连接组件中,ptc保护装置200还包括加强部260,加强部260位于间隙122内,且沿主体210的厚度方向,加强部260的两端均与主体210连接,从而增加电连接组件的强度,也即,在本实施例中,部分容纳空间230形成在子熔断部121与加强部260之间。本实施例中,熔断部120包括两个子熔断部121,加强部260位于间隙122的中间。

    参照图4、图5,本申请还公开了一种典型的电池,包括电芯300、电池顶盖400、壳体500、cid装置600、极耳连接片700、防爆阀800与密封钉900,其中,电芯300位于壳体500的内部,防爆阀800、密封钉900连接于电池顶盖400上,电池顶盖400用于封闭壳体500的开口。电芯300上具有极耳,具体为第一极耳310与第二极耳320。电池顶盖400具有极柱,具体为第一极柱410与第二极柱420,此外,电池顶盖400还具有第一极柱铆接块430、第二极柱铆接块440,第一极柱410与第一极柱铆接块430导电连接,第二极柱420与第二极柱铆接块440导电连接,cid装置600的左端与右端均固定,且右端通过顶盖400与第一极柱410导电连接,左端则与第二极柱420、第二极柱铆接块440绝缘。如此,当电池处于图5所示状态时,第一极柱410与第二极柱420之间未短接,电池可以正常工作。当电池出现异常,导致内部气压增加而驱动cid装置600向上翻转直至接触第二极柱铆接块440后,第一极柱410与第二极柱420通过cid装置600、顶盖400短接。能够理解的是,除上述的电池结构之外,本实施例还可以采用其他公知的电池结构。

    电池还包括上述的电连接组件,其中,电连接组件连接于一组极柱与极耳之间,极耳连接片700连接于另一组极柱与极耳之间,例如,第一连接部110与第一极耳310连接,第二连接部130与第一极柱410连接,极耳连接片700的一端(例如图4示的前端)与第二极耳320连接,另一端(例如图4示的后端)与第二极柱420连接,当第一极柱410与第二极柱420短接后,熔断部120发生熔断,ptc保护装置200的温度急剧升高,导致电阻值急剧升高,起到限流作用,实现对电池的保护。

    本申请还公开了一种应用上述电池的用电设备,用电设备可以是汽车等。

    上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。


    技术特征:

    1.电连接组件,其特征在于,包括:

    保险丝,包括依次设置的第一连接部、熔断部与第二连接部;

    ptc保护装置,包括与所述熔断部并联的主体,所述主体具有贯通的容纳腔,至少所述熔断部位于所述容纳腔内,且所述熔断部与所述ptc保护装置之间形成有容纳空间。

    2.根据权利要求1所述的电连接组件,其特征在于,所述主体套接在所述熔断部的外侧,所述第一连接部位于所述主体的一侧,所述第二连接部位于所述主体相对的另一侧。

    3.根据权利要求1所述的电连接组件,其特征在于,所述熔断部沿所述主体的厚度方向的两侧,以及沿所述主体的宽度方向的两侧均具有所述容纳空间。

    4.根据权利要求3所述的电连接组件,其特征在于,沿所述主体的宽度方向,所述容纳腔宽于所述熔断部,沿所述主体的厚度方向,所述容纳腔的腔壁上具有第一凹槽与第二凹槽,所述第一凹槽位于所述熔断部的上方,所述第二凹槽位于所述熔断部的下方。

    5.根据权利要求4所述的电连接组件,其特征在于,所述保险丝还包括第三连接部与第四连接部,所述第三连接部的一端与所述第一连接部连接,另一端伸入所述容纳腔内,与所述熔断部连接,并与所述容纳腔的腔壁贴合,所述第四连接部的一端与所述第二连接部连接,另一端伸入所述容纳腔内,与所述熔断部连接,并与所述容纳腔的腔壁贴合。

    6.根据权利要求1所述的电连接组件,其特征在于,所述熔断部包括多个子熔断部,沿所述主体的宽度方向,各所述子熔断部并列分布,且相邻所述子熔断部之间具有间隙。

    7.根据权利要求6所述的电连接组件,其特征在于,各所述子熔断部沿所述主体的厚度方向的两侧,及沿所述主体的宽度方向的两侧均具有所述容纳空间。

    8.根据权利要求6所述的电连接组件,其特征在于,所述ptc保护装置还包括加强部,所述加强部位于所述间隙内,且沿所述主体的厚度方向,所述加强部的两端均与所述主体连接。

    9.电池,其特征在于,包括:

    电芯,具有极耳;

    电池顶盖,具有与所述极耳对应的极柱;

    权利要求1至8中任一项所述的电连接组件,所述第一连接部与所述极耳连接,所述第二连接部与所述对应的所述极柱连接。

    10.用电设备,其特征在于,包括权利要求9所述的电池。

    技术总结
    本申请公开了一种电连接组件、电池与用电设备,电连接组件包括保险丝与PTC保护装置,保险丝包括依次设置的第一连接部、熔断部与第二连接部;PTC保护装置包括与熔断部并联的主体,主体具有贯通的容纳腔,至少熔断部位于容纳腔内,且熔断部与PTC保护装置之间形成有容纳空间。本申请实施例的电连接组件中,主体具有贯通的容纳腔,熔断部位于容纳腔内,熔断部与PTC保护装置之间形成有容纳空间,当熔断部熔断后,产生的碎屑会保留在容纳空间内,避免碎屑落入电池而导致存在安全隐患。

    技术研发人员:喻聪;冷利民;陈代松;徐中领
    受保护的技术使用者:欣旺达电动汽车电池有限公司
    技术研发日:2020.11.06
    技术公布日:2021.03.12

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