一种动力电池及电池模组的制作方法

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一种动力电池及电池模组的制作方法

本实用新型涉及车用二次电池领域,尤其涉及一种动力电池及电池模组。



背景技术:

近年,新能源车正在进行着突飞猛进的发展,各车辆领域都在由传动的燃油车向新能源车进行转换。但是,在新能源车的不断发展过程中,对新能源车的安全要求也变得越来越高;其中,作为新能源车动力核心的动力电池,其安全性能尤为重要。

在新能源车的动力电池使用中,由于动力电池储电量较大、使用环境也较为多变;如此,则动力电池对使用环境的适应程度,就很大程度上左右了动力电池的安全性能。动力电池在使用过程中、充放电过程中,都是其内部不断发生反应的过程;过程中,难免会出现动力电池过热、过充或过放等情况,而一旦上述情况发生,则对动力电池会带来很大的负面影响,发热、甚至爆炸。而一旦发生过热或者爆炸等不利情况,则是对新能源车安全的极大挑战,甚至会影响到驾驶员或乘客的人生安全。

当动力电池发生过充、过放或在车辆行驶过程中出现极端情况(比如碰撞)时,动力电池的反应都会加剧;而在现有的动力电池中,其结构都不能很好的将过充、过放或极端情况下,动力电池产生的热量释放出去,将造成动力电池的燃烧甚至爆炸。在一些现有技术中的动力电池中,一般都是采用翻转片的方式,在极端的情况下,由动力电池内部发热、气体膨胀,进而将翻转片向上翻转,实现盖板与电极端子的导通,通过盖板将动力电池内部的能量释放,一定程度上,减少动力电池出现极端情况的发生,保证动力电池的安全。

但是,上述翻转片的方案中,一方面,翻转片与盖板的接触电阻不稳定,大电流通过时触点容易烧熔,造成接触失效,起不到安全保护的作用;另一方面,上述翻转片并不能实现动力电池与外部电路的断开,起不到断路功能,动作后,动力电池还是会对外部电路进行放电,其对安全性能的保护有限,极端情况下(大电流放电),还是会对动力电池带来很大的安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型旨在一定程度上解决上述至少一个技术问题,提供一种接触稳定性好,并且在发生极端情况时,能够将动力电池与外部电路断开的动力电池及电池模组。

为此,本实用新型提供了一种动力电池,包括电芯、壳体、用于将所述电芯封装在所述壳体内的第一盖板组件和第二盖板组件,所述第一盖板组件设置在所述壳体的一端,所述第二盖板组件设置在所述壳体的另一端;所述第一盖板组件包括第一盖板本体、正极端子以及用于绝缘所述第一盖板本体与所述正极端子的正极绝缘密封件;所述第二盖板组件包括第二盖板本体、负极端子以及用于绝缘所述第二盖板本体与所述负极端子的负极绝缘密封件;其中,所述第一盖板组件上设置有正极导电通道,所述正极导电通道内设置有正极导电体,所述正极导电体在第一位置和第二位置之间可移动的设置在所述正极导电通道内;所述正极端子包括相互绝缘的正极内端子和正极外端子;所述正极导电体位于第一位置时,所述正极内端子通过所述正极导电体与所述正极外端子电连接,所述第一盖板本体与所述正极端子绝缘;所述正极导电体位于第二位置时,所述第一盖板本体通过所述正极导电体与所述正极内端子电连接,所述正极外端子和所述正极内端子绝缘。

本实用新型提供的动力电池,通过正极导电体的移动来实现第一盖板本体与正极内端子的电连接,无需翻转,能够在极端情况下,很好的实现第一盖板本体与正极内端子的电连接,不会发生接触失效的情况;并且,本实用新型中,正极端子包括相互绝缘的正极内端子和正极外端子,正极内端子和正极外端子也通过正极导电体电连接,如此,在极端情况下,当正极导电体移动到第二位置时,第一盖板本体通过正极导电体与正极内端子电连接,同时正极内端子与负极外端子断开电连接(绝缘),能够在通过第一盖板本体释放能量的同时,使得动力电池与外部电路断开,进一步提高了动力电池的安全性。

优选地,所述正极导电通道包括位于所述正极内端子和正极外端子之间的第一正极腔体,所述正极导电体位于第一位置时,所述正极导电体的至少部分位于所述第一正极腔体内。

进一步,所述第一盖板本体上设置有第一盖板开孔,所述正极绝缘密封件包括套设在所述正极外端子外部、并且位于所述第一盖板开孔的内侧面与所述正极外端子的侧面之间的第一正极绝缘部,所述正极导电通道包括位于所述第一盖板开孔的内侧面与所述第一正极绝缘部之间的第二正极腔体,所述正极导电体位于第二位置时,所述正极导电体的至少部分位于所述第二正极腔体内。

进一步,所述第二正极腔体与电池外部环境连通,所述第一正极腔体与第二正极腔体连通,所述正极内端子上设置有连通所述第一正极腔体与电池内部空间的正极通孔。

优选地,所述正极内端子靠近电池内部空间的一侧设置有正极封装薄片,所述正极封装薄片与所述正极内端子之间形成正极密封腔体,所述正极通孔的开口位于所述正极密封腔体内。

进一步,所述正极内端子靠近电池内部空间的一侧设置有正极安装凹槽,所述正极封装薄片设置在所述正极安装凹槽内。

进一步,所述正极绝缘密封件包括设置在所述正极内端子与正极外端子之间的第二正极绝缘部。

优选地,所述正极内端子的外径大于所述第一盖板开孔的孔径。

进一步,所述正极绝缘密封件包括设置在所述第一盖板本体下表面与所述正极内端子上表面之间的第三正极绝缘部。

进一步,所述第一正极绝缘部、第二正极绝缘部和第三正极绝缘部一体成型。

优选地,所述第三正极绝缘部为环状体,所述第二正极绝缘部为饼状体,所述第一正极绝缘部为筒状体。

进一步,所述第一正极绝缘部、第二正极绝缘部和第三正极绝缘部的下表面平齐,沿竖直方向,所述第三正极绝缘部的厚度大于第二正极绝缘部的厚度,所述第一正极绝缘部的厚度大于第三正极绝缘部的厚度。

优选地,所述正极导电通道包括位于所述第一正极腔体和第二正极腔体之间的正极缓冲腔体,所述正极导电体的体积小于正极缓冲腔体的体积。

优选地,所述第二正极腔体与电池外部环境连通,所述第二正极腔体与正极缓冲腔体连通,所述正极缓冲腔体与第一正极腔体连通,所述正极内端子上设置有连通所述第一正极腔体与电池内部空间的正极通孔。

进一步,所述正极导电体为液态金属。

进一步,所述正极绝缘密封件为陶瓷密封件。

此外,本实用新型还提供了一种电池模组,包括若干相互串/并联的动力电池,其中,所述动力电池为本实用新型提供的动力电池。

本实用新型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,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本实用新型提供的无正极导电体的第一盖板组件或无负极导电体的第二盖板组件的结构示意图。

图2是本实用新型提供的正极导电体位于第一位置时第一盖板组件或负极导电体位于第三位置时第二盖板组件的结构示意图。

图3是本实用新型提供的正极导电体位于第二位置时第一盖板组件或负极导电体位于第四位置时第二盖板组件的结构示意图。

图4是本实用新型提供的正极绝缘密封件或负极绝缘密封件的结构示意图。

图5是本实用新型提供的正极内端子或负极内端子的结构示意图。

附图标记:

第一盖板本体 10;第二盖板本体 11;正极内端子 211;正极外端子 212;正极通孔 213;正极安装凹槽 215;正极绝缘密封件 31;第一正极绝缘部 311;第二正极绝缘部 312;第三正极绝缘部 313;正极导电通道 41;第一正极腔体 411;第二正极腔体 412;正极缓冲腔体 413;正极导电体 51;正极封装薄片 61;负极封装薄片 62;正极密封腔体 71;负极密封腔体 72;负极内端子 221;负极外端子 222;负极通孔 223;负极安装凹槽 225;负极绝缘密封件 32;第一负极绝缘部 321;第二负极绝缘部 322;第三负极绝缘部 323;负极导电通道 42;第一负极腔体 421;第二负极腔体 422;负极缓冲腔体 423;负极导电体 52。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,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,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图1至图5说明一下本实用新型提供的动力电池和电池模组。

本实用新型中,由于在一些实施例中(本实用新型的具体实用新型点),正极端子与第一盖板本体的位置、结构关系和负极端子与第二盖板本体的位置、结构关系相同,所以在本实用新型的附图中,通过图1至图5来统一表示正极端子和负极端子的结构,因此在上述附图说明中,才将一个附图同时说明成两个部件之间或的关系,同时,附图标记也是用括号的方式同时表示两个部件;其中,括号外为正极端子相关的结构附图标记,而括号内为负极端子相关的结构附图标记。

另外,动力电池和电池模组的整体外形图,如本实用新型中提到的壳体两端设置第一盖板组件和第二盖板组件的电池,在电池领域中都是常见的,即使没有相关附图,本领域技术人员也能清楚的知道具体的结构;因此,在本实用新型中,就没有具体给出整体动力电池或电池模组的整体结构示意图,只给出局部配合结构示意图。

如图2、图3所示,本实用新型提供了一种动力电池,包括电芯(未示出)、壳体、用于将所述电芯封装在所述壳体内的第一盖板组件和第二盖板组件,所述第一盖板组件设置在所述壳体的一端,所述第二盖板组件设置在所述壳体的另一端;所述第一盖板组件包括第一盖板本体10、正极端子以及用于绝缘所述第一盖板本体10与所述正极端子的正极绝缘密封件31;所述第二盖板组件包括第二盖板本体11、负极端子以及用于绝缘所述第二盖板本体11与所述负极端子的负极绝缘密封件32。结合图示,本领域技术人员很容易理解,上述第一盖板本体10、正极端子和正极绝缘密封件31之间的位置关系即为本领域常用的位置关系;更具体的,比如在第一盖板本体10上设置有第一盖板开孔(未示出),正极端子和正极绝缘密封件31穿插在上述第一盖板开孔内部,正极绝缘密封件31位于正极端子和第一盖板本体10之间,用于绝缘正极端子和第一盖板本体10;同理,第二盖板本体11、负极端子和负极绝缘密封件32之间的位置关系也和上述第一盖板本体10、正极端子和正极绝缘密封件31之间的位置关系类似。

上述方案中,壳体的两端开口,第一盖板组件和第二盖板组件用来密封壳体两端的开口,进而将电芯密封在壳体内部。

在本实用新型中,若没有特殊条件限制或说明,本实用新型中描述的状态,都是动力电池或电池模组的正常使用状态,即没有发生极端情况的状态。例如,上述正极绝缘密封件31用于绝缘第一盖板本体10与正极端子,理解为,在盖板组件正常使用过程、常规状态中,第一盖板本体10和正极端子是通过正极绝缘密封件31绝缘隔离的;但是,在极端情况下,正极导电体51又能将正极端子的正极内端子211与第一盖板本体10电导通,这种情况仅限于极端情况下,正常使用状态中,正极端子(无论是正极内端子211或正极外端子212)是与第一盖板本体10绝缘隔离的。

在本实用新型中,上述第一盖板组件上设置有正极导电通道41,正极导电通道41内设置有正极导电体51,正极导电体51在第一位置和第二位置之间可移动的设置在正极导电通道41内。为了使得正极导电体51能够实现在正常使用状态时,导通正极内端子211和负极外端子222;同时,在极端情况下,实现对第一盖板本体10与正极内端子211之间的导通;就需要,在正常使用状态下,正极导电体51位于第一位置,而在极端情况下,需要对动力电池进行能量释放时,使其处于第二位置。因此,在本实用新型中,对正极导电体51的设置,必须是可移动的;更具体的,正极导电通道41可以是一个贯通动力电池内部与外部环境的通道,如此,位于正极导电通道41内部的正极导电体51,就可以在动力电池内部气体压力的作用下,实现在正极导电通道41中的移动。例如,在正常使用状态下,正极导电体51位于第一位置,实现正极内端子211与负极外端子222的导通;当动力电池受到撞击或者过充、过放等极端状况时,需要快速进行能量卸载时,动力电池内部就会产生大量热量,导致动力电池内部气压上升,将推动正极导电体51由第一位置移动到第二位置,实现第一盖板本体10与正极内端子211之间的导通,达到通过第一盖板本体10或壳体释放能量的目的。

在本实用新型中,由于不同款式或者储能大小的动力电池,其动作温度或者气压都是不同的;并且,对某一款式或储能大小的动力电池极端状况下内部气压的测定,是本领域技术人员很容易实现的。因此,本领域技术人员可以根据具体的情况,通过测定动力电池极端状况下的内部压力;来选择正极导电体51的重量或者大小,通过动力电池极端状况下内部压力与正极导电体51的重量或大小的匹配,来实现在动力电池正常工作时,正极导电体51位于第一位置,而在极端状况时,正极导电体51由内部气压推至第二位置。本实用新型中,此部分对具体参数的选择和设置,是本领域技术人员可以做到的,在此不再赘述。

为了在实现第一盖板本体10与正极内端子211之间电连接的同时,断开动力电池与外部电路的连接;本实用新型中,正极端子包括相互绝缘的正极内端子211和正极外端子212,正极导电体51位于第一位置时,正极内端子211通过正极导电体51与正极外端子212电连接,第一盖板本体10与正极端子绝缘。

上述正极内端子211与正极外端子212相互绝缘,是指正极内端子211和正极外端子212之间没有直接电连接,只是两个部件之间的相互绝缘;这里并不代表正极内端子211和正极外端子212之间一直是绝缘的。由正极导电体51位于第一位置时,正极内端子211通过正极导电体51与正极外端子212电连接,也可以看出,正极内端子211与正极外端子212之间相互绝缘,并不是说两者时间永久的绝缘;而是可以有条件的,通过其他部件(比如正极导电体51)进行电连接。在本实用新型中,当正极导电体51位于第一位置时,即动力电池处于正常工作状态时,正极内端子211和正极外端子212通过正极导电体51电连接,同时,第一盖板本体10与正极端子绝缘;这里正极端子包括正极内端子211和正极外端子212,即正极内端子211和正极外端子212都与第一盖板本体10绝缘,动力电池处于正常的工作状态。

为了实现在极端状况下,通过第一盖板本体10或壳体为动力电池进行能量释放,当正极导电体51位于第二位置时,第一盖板本体10通过正极导电体51与正极内端子211电连接,同时正极外端子212与正极内端子211绝缘。一方面,通过第一盖板本体10与正极内端子211的电连接,实现第一盖板本体10或壳体对动力电池能量的卸载或释放,另一方面,正极外端子212和正极内端子211绝缘,即断开正极外端子212和正极内端子211的电连接,实现动力电池与外部电路的断开,进一步提高动力电池的安全性。

本实用新型提供的盖板组件,通过正极导电体51的移动来实现第一盖板本体10与正极内端子211的电连接,无需翻转,能够在极端情况下,很好的实现第一盖板本体10与正极内端子211的电连接,不会发生接触失效的情况;并且,本实用新型中,正极端子包括相互绝缘的正极内端子211和正极外端子212,正极内端子211和正极外端子212也通过正极导电体51电连接,如此,在极端情况下,当正极导电体51移动到第二位置时,第一盖板本体10通过正极导电体51与正极内端子211电连接,同时正极内端子211与负极外端子222断开电连接(绝缘),能够在通过第一盖板本体10释放能量的同时,使得动力电池与外部电路断开,进一步提高了动力电池的安全性。

第一盖板本体10或壳体,不仅增加了过电流面积,一定程度上防止动力电池因局部过热而造成损坏;并且,第一盖板本体10或壳体的接入,增加了整个动力电池的散热面积,能够将热量迅速散出,进行快速能量卸载,进一步提高了动力电池的安全性。

在本实用新型中,一般情况下,包括现有技术的大部分方案中,第一盖板本体10与壳体都是焊接连接,或者至少都是电导通的;因此,在本实用新型提供的盖板组件的基础上,极端状况下,不仅能够通过第一盖板本体10进行散热或能量释放,而且能够利用到整个动力电池的壳体进行散热,极大的增加了散热面积,更进一步提高了动力电池的散热效果和安全性。

如图1所示,为了更好的实现正极导电体51位于第一位置时的导通作用,正极导电通道41包括位于所述正极内端子211和正极外端子212之间的第一正极腔体411,所述正极导电体51位于第一位置时,所述正极导电体51的至少部分位于所述第一正极腔体411内。在本实用新型中,当正极导电体51位于第一位置时,只要部分位于第一正极腔体411内,就能够实现将正极内端子211和正极外端子212连接并导通的目的;当然,为了更好的实现正极内端子211与正极外端子212之间的接触稳定性,或者增加正极导电体51的过流面积,降低电阻,正极导电体51也可以全部或者大部分位于第一正极腔体411内。其中,最好的实施方式就是,在正极导电体51位于第一位置时,正极导电体51刚好能够和正极内端子211或正极外端子212的水平横截面积相同,实现最好的搭配关系,在达到稳定接触的同时,最大化的降低内阻。

同理,所述第一盖板本体上设置有第一盖板开孔,所述正极绝缘密封件31包括套设在所述正极外端子212外部、并且位于所述第一盖板开孔的内侧面与所述正极外端子212的侧面之间的第一正极绝缘部311,所述正极导电通道41包括位于所述第一盖板开孔的内侧面与所述第一正极绝缘部311之间的第二正极腔体412,所述正极导电体51位于第二位置时,所述正极导电体51的至少部分位于所述第二正极腔体412内。为了更好的实现第一盖板本体10与正极内端子211之间的电导通,增加接触稳定性并降低局部电阻,防止因局部电阻过大而发生过热或燃烧;正极导电体51也可以全部或者大部分位于第二正极腔体412内。其中,最好的实施方式就是,在正极导电体51位于第二位置时,正极导电体51刚好能够和第一盖板本体10面向正极外端子212的侧面面积重合,实现最好的搭配关系,在达到稳定接触的同时,最大化的降低内阻。

在本领域常用的动力电池结构中,在盖板本体上都要设置开孔,如上文中的第一盖板开孔或下文中的第二盖板开孔;将正极端子和正极绝缘密封件穿插在所述第一盖板开孔内,或将负极端子和负极绝缘密封件穿插在第二盖板开孔内,以形成从外至内依次为第一盖板本体、正极绝缘密封件和正极端子或第二盖板本体、负极绝缘密封件和负极端子的组合结构。

为了实现通过动力电池内部发热、气体膨胀,进而推动正极导电体51由第一位置移动到第二位置,本实用新型中,第二正极腔体412与电池外部环境连通,第一正极腔体411与第二正极腔体412连通,正极内端子211上设置有连通所述第一正极腔体411与电池内部空间的正极通孔213。首先,正常状态下,正极导电体51位于第一位置,电连接正极内端子211和正极外端子212;其次,在极端状况下,动力电池内部温度上升、气体膨胀,气体通过正极通孔213传递到正极导电体51所处的第一位置,推动正极导电体51由第一位置移动到第二位置。

第二正极腔体412与电池外部环境连通,仅仅是针对整个腔体而言;若对于动力电池来说,虽然第二正极腔体412与电池外部环境连通,但是由于正极导电体51的存在,也能够保证动力电池内部与外部环境之间的隔离或密封。另外,由于正极导电体51本身存在重量,以及在设置时与动力电池内部气压的搭配,能够实现即使在第二正极腔体412与外部环境连通的开孔处不做密封处理,也不会使正极导电体51由该开孔处溢出。此外,为了更好的实现本实用新型提供的盖板组件的作用,实现动力电池内部与外部环境之间的隔离和密封,也可以在第二正极腔体412与外部环境连通的开孔处设置防爆阀,比如单向阀。

当然,第二正极腔体412与电池外部环境之间也可以是隔离、封闭的;在此前提下,就需要对第二正极腔体412内的气体压力进行相应的控制,保证在动力电池发生异常时,正极导电体51可以在正极导电通道41内移动。本实用新型只是提供一种可实施的结构组成,对于具体压力的控制及几个腔体之间压力的配合关系,本领域技术人员根据具体动力电池的性能参数或检测,都是可以进行设置或者搭配来实现的。

在本实用新型中,为了更好的实现正极导电体51在第一位置和第二位置之间的移动,最终达到想要的通断效果;本实用新型中的正极导电体51可以选择使用液态金属。一些实施例中,可以使用无论在何种情况下,均为液态的金属;如此,就可以通过正极导电体51实现动力电池内部与外部环境的良好密封和隔离,同时,也可以在极端情况下,通过其内部气压推动为液态金属的正极导电体51由第一位置移动到第二位置。另一些实施例中,正极导电体51可以选择在正常状态下(一般温度范围内)为固态的液态金属,该液态金属在动力电池极端状况(过充、过热、过放或碰撞)下,随着动力电池温度的升高,由固态变为液态;同时,在内部气压的作用下,由第一位置移动到第二位置。当电池温度下降到安全范围内时,该液态金属又能由第二位置返回到第一位置,同时由液态变为固态。

以上是本实用新型的可选实施方式之一,其材料的选择,温度与气压的匹配,本领域技术人员都可以根据动力电池的大小、型号来设置。

结合图1和图5所示,为了更好的将正极导电体51与动力电池内部进行隔离,即使正极导电体51为液态状态或压力设置不稳定,也不至于让液态的正极导电体51倒流至动力电池内部;本实用新型的一些实施例中,所述正极内端子211靠近电池内部空间的一侧设置有正极封装薄片61,所述正极封装薄片61与所述正极内端子211之间形成正极密封腔体71,所述正极通孔213的开口位于所述正极密封腔体71内。通过设置正极封装薄片61,一方面将正极导电体51与动力电池内部空间隔离,形成一个最后的隔离屏障,防止正极导电体51为液态时倒流入动力电池内部;另一方面,该正极封装薄片61形成一个储气腔体,能够使得到动力电池内部气压过高时,动作更加敏捷,即使改变正极导电体51的位置。

更进一步,如图5所示,为了更好的设置上述正极封装薄片61,所述正极内端子211靠近电池内部空间的一侧设置有正极安装凹槽215,所述正极封装薄片61设置在所述正极安装凹槽215内。通过设置正极安装凹槽215,再将正极封装薄片61设置在正极安装凹槽215内部,给正极封装薄片61一个安装空间,使得正极封装薄片61的安装不会影响到动力电池内部引出或电连接。

为了实现正极内端子211和正极外端子212之间的绝缘,本实用新型中,正极绝缘密封件31包括设置在正极内端子211与正极外端子212之间的第二正极绝缘部312。通过第二正极绝缘部312的设置,将正极内端子211和正极外端子212绝缘,在正极内端子211和正极外端子212之间支撑起一个隔离空间,以实现正极内端子211和正极外端子212之间的绝缘。更具体的,如图1所示,第二正极绝缘部312设置在正极内端子211的上表面与正极外端子212的下表面之间。

为了更加方便的组装,所述正极内端子211的外径大于所述第一盖板开孔的孔径。更具体的,在与第一盖板本体10下表面平行的平面内,正极内端子211的外径大于第一盖板本体10上第一盖板开孔的孔径。通过如此设置,使得正极内端子211的外围延伸至第一盖板本体10的下方。

进一步,如图1或图4所示,正极绝缘密封件31包括设置在第一盖板本体10下表面与正极内端子211上表面之间的第三正极绝缘部313。通过第三正极绝缘部313的设置,实现延伸到第一盖板本体10下方的正极内端子211与第一盖板本体10之间的绝缘。

为了在实现第一盖板本体10与正极内端子211电连接的同时,达到正极内端子211与正极外端子212之间绝缘的目的,在本实用新型中,如图1所示,所述正极导电通道41包括位于所述第一正极腔体411和第二正极腔体412之间的正极缓冲腔体413,所述正极导电体51的体积小于正极缓冲腔体413的体积。由于正极导电体51的体积小于正极缓冲腔体413的体积,如此,当正极导电体51至少部分位于第一正极腔体411内时,正极导电体51能够与第二正极腔体412分离;同理,当正极导电体51至少部分位于第二正极腔体412内时,正极导电体51能够与第一正极腔体411分离。最终实现当正极导电体51电连接第一盖板本体10与正极内端子211时,正极内端子211与正极外端子212绝缘;同时,当正极导电体51电连接正极内端子211和正极外端子212时,正极内端子211与第一盖板本体10绝缘。

本实用新型中,正极导电体51的体积小于正极缓冲腔体413的体积;但是,为了实现第一盖板本体10与正极内端子211之间的电连接,该正极导电体51的体积还要大于从第一盖板本体10至正极内端子211处的腔体的体积。如此,是为了实现正极导电体51能够顺利的导通第一盖板本体10和正极内端子211。更具体的,如图1所示,正极缓冲腔体413呈L型,L型的竖直边与第三正极绝缘部313的厚度对应,而L型的水平边与第一正极绝缘部311的水平截面右侧对应。也就是说,正极导电体51的体积,要大于L型竖直边方向的腔体的体积,才能够使得正极导电体51能够电连接第一盖板本体10和正极内端子211。

在本实用新型中,为了更好的实现通断控制过程,所述第二正极腔体412与电池外部环境连通,所述第二正极腔体412与正极缓冲腔体413连通,所述正极缓冲腔体413与第一正极腔体411连通,所述正极内端子211上设置有连通所述第一正极腔体411与电池内部空间的正极通孔213。

正极缓冲腔体413的设置,使得第一正极腔体411与第二正极腔体412有一个过渡缓冲区域;正极导电体51在第一正极腔体411和第二正极腔体412之间移动时,有一个运动的控制过程。另外,正极缓冲腔体413的设置,也实现了当正极导电体51电连接第一盖板本体10与正极内端子211的同时,正极导电体51不会继续连接或导通正极内端子211和正极外端子212,实现正极内端子211和正极外端子212之间的绝缘。

本实用新型的一个实施例中,如图4所示,所述第一正极绝缘部311、第二正极绝缘部312和第三正极绝缘部313一体成型。第一正极绝缘部311、第二正极绝缘部312和第三正极绝缘部313一体成型,构成本实用新型中的正极绝缘密封件31,简化了制作工艺,同时使得第一正极腔体411、第二正极腔体412和正极缓冲腔体413之间的过渡更加平滑。

更进一步,为了实现良好的绝缘密封效果,本实用新型中的正极绝缘密封件31优选陶瓷密封件。

更具体的,为了适应盖板组件的制作和成型要求,如图4所示,所述第三正极绝缘部313为环状体,所述第二正极绝缘部312为饼状体,所述第一正极绝缘部311为筒状体。

更具体的,沿与第一盖板本体平行的方向,所述第三正极绝缘部313位于第一正极绝缘部311外侧,所述第二正极绝缘部312位于所述第一正极绝缘部311的内侧。

为了更好的实现整个结构的组装和配合精度,所述第一正极绝缘部311、第二正极绝缘部312和第三正极绝缘部313的下表面平齐,沿竖直方向,所述第三正极绝缘部313的厚度大于第二正极绝缘部312的厚度,所述第一正极绝缘部311的厚度大于第三正极绝缘部313的厚度。当然,其他的配合关系在本实用新型中也是可用的,上述方案只是本实用新型的一个优选方式。具体的,竖直方向即为垂直于第一盖板本体上下表面的方向,在该方向上,第三正极绝缘部313的高度大于第二正极绝缘部312的高度,第一正积绝缘部311的高度大于第三正极绝缘部313的高度。

如图2或图3所示,在本实用新型的一个优选实施例中,优选动力电池的第二盖板组件包括第二盖板本体11、负极端子以及用于绝缘所述第二盖板本体11与负极端子的负极绝缘密封件32。结合图示,本领域技术人员很容易理解,上述第二盖板本体11、负极端子和负极绝缘密封件32之间的位置关系即为本领域常用的位置关系;更具体的,比如在第二盖板本体11上设置有盖板开孔(未示出),负极端子和负极绝缘密封件32穿插在上述盖板开孔内部,负极绝缘密封件32位于负极端子和第二盖板本体11之间,用于绝缘负极端子和第二盖板本体11。

在本实用新型中,若没有特殊条件限制或说明,本实用新型中描述的状态,都是盖板组件、动力电池或电池模组的正常使用状态,即没有发生极端情况的状态。例如,上述负极绝缘密封件32用于绝缘第二盖板本体11与负极端子,理解为,在盖板组件正常使用过程、常规状态中,第二盖板本体11和负极端子是通过负极绝缘密封件32绝缘隔离的;但是,在极端情况下,负极导电体52又能将负极端子的负极内端子221与第二盖板本体11电导通,这种情况仅限于极端情况下,正常使用状态中,负极端子(无论是负极内端子221或负极外端子222)是与第二盖板本体11绝缘隔离的。

在本实用新型中,上述盖板组件上设置有负极导电通道42,负极导电通道42内设置有负极导电体52,负极导电体52在第三位置和第四位置之间可移动的设置在负极导电通道42内。为了使得负极导电体52能够实现在正常使用状态时,导通负极内端子221和负极外端子222;同时,在极端情况下,实现对第二盖板本体11与负极内端子221之间的导通;就需要,在正常使用状态下,负极导电体52位于第三位置,而在极端情况下,需要对动力电池进行能量释放时,使其处于第四位置。因此,在本实用新型中,对负极导电体52的设置,必须是可移动的;更具体的,负极导电通道42可以是一个贯通动力电池内部与外部环境的通道,如此,位于负极导电通道42内部的负极导电体52,就可以在动力电池内部气体压力的作用下,实现在负极导电通道42中的移动。例如,在正常使用状态下,负极导电体52位于第三位置,实现负极内端子221与负极外端子222的导通;当动力电池受到撞击或者过充、过放时,需要快速进行能量卸载时,动力电池内部就会产生大量热量,导致动力电池内部气压上升,将推动负极导电体52由第三位置移动到第四位置,实现第二盖板本体11与负极内端子221之间的导通,达到通过第二盖板本体11或壳体释放能量的目的。

在本实用新型中,由于不同款式或者储能大小的动力电池,其动作温度或者气压都是不同的;并且,对某一款式或储能大小的动力电池极端状况下内部气压的测定,是本领域技术人员很容易实现的。因此,本领域技术人员可以根据具体的情况,通过测定动力电池极端状况下的内部压力;来选择负极导电体52的重量或者大小,通过动力电池极端状况下内部压力与负极导电体52的重量或大小的匹配,来实现在动力电池正常工作时,负极导电体52位于第三位置,而在极端状况时,负极导电体52由内部气压推至第四位置。本实用新型中,此部分对具体参数的选择和设置,是本领域技术人员可以做到的,在此不再赘述。

为了在实现第二盖板本体11与负极内端子221之间电连接的同时,断开动力电池与外部电路的连接;本实用新型中,负极端子包括相互绝缘的负极内端子221和负极外端子222,负极导电体52位于第三位置时,负极内端子221通过负极导电体52与负极外端子222电连接,第二盖板本体11与负极端子绝缘。

上述负极内端子221与负极外端子222相互绝缘,是指负极内端子221和负极外端子222之间没有直接电连接,只是两个部件之间的相互绝缘;这里并不代表负极内端子221和负极外端子222之间一直是绝缘的。由负极导电体52位于第三位置时,负极内端子221通过负极导电体52与负极外端子222电连接,也可以看出,负极内端子221与负极外端子222之间相互绝缘,并不是说两者时间永久的绝缘;而是可以有条件的,通过其他部件(比如负极导电体52)进行电连接。在本实用新型中,当负极导电体52位于第三位置时,即动力电池处于正常工作状态时,负极内端子221和负极外端子222通过负极导电体52电连接,同时,第二盖板本体11与负极端子绝缘;这里负极端子包括负极内端子221和负极外端子222,即负极内端子221和负极外端子222都与第二盖板本体11绝缘,动力电池处于正常的工作状态。

为了实现在极端状况下,通过第二盖板本体11或壳体为动力电池进行能量释放,当负极导电体52位于第四位置时,第二盖板本体11通过负极导电体52与负极内端子221电连接,同时负极外端子222与负极内端子221绝缘。一方面,通过第二盖板本体11与负极内端子221的电连接,实现第二盖板本体11或外壳对动力电池能量的卸载或释放,另一方面,负极外端子222和负极内端子221绝缘,即断开负极外端子222和负极内端子221的电连接,实现动力电池与外部电路的断开,进一步提高动力电池的安全性。

本实用新型提供的盖板组件,通过负极导电体52的移动来实现第二盖板本体11与负极内端子221的电连接,无需翻转,能够在极端情况下,很好的实现第二盖板本体11与负极内端子221的电连接,不会发生接触失效的情况;并且,本实用新型中,负极端子包括相互绝缘的负极内端子221和负极外端子222,负极内端子221和负极外端子222也通过负极导电体52电连接,如此,在极端情况下,当负极导电体52移动到第四位置时,第二盖板本体11通过负极导电体52与负极内端子221电连接,同时负极内端子221与负极外端子222断开电连接(绝缘),能够在通过第二盖板本体11释放能量的同时,使得动力电池与外部电路断开,进一步提高了动力电池的安全性。

第二盖板本体11或壳体,不仅增加了过电流面积,一定程度上防止动力电池因局部过热而造成损坏;并且,第二盖板本体11或壳体的接入,增加了整个动力电池的散热面积,能够将热量迅速散出,进行快速能量卸载,进一步提高了动力电池的安全性。

在本实用新型中,一般情况下,包括现有技术的大部分方案中,第二盖板本体11与壳体都是焊接连接,或者至少都是电导通的;因此,在本实用新型提供的盖板组件的基础上,极端状况下,不仅能够通过第二盖板本体11进行散热或能量释放,而且能够利用到整个动力电池的壳体进行散热,极大的增加了散热面积,更进一步提高了动力电池的散热效果和安全性。

如图1所示,为了更好的实现负极导电体52位于第三位置时的导通作用,负极导电通道42包括位于所述负极内端子221和负极外端子222之间的第一负极腔体421,所述负极导电体52位于第三位置时,所述负极导电体52的至少部分位于所述第一负极腔体421内。在本实用新型中,当负极导电体52位于第三位置时,只要部分位于第一负极腔体421内,就能够实现将负极内端子221和负极外端子222连接并导通的目的;当然,为了更好的实现负极内端子221与负极外端子222之间的接触稳定性,或者增加负极导电体52的过流面积,降低电阻,负极导电体52也可以全部或者大部分位于第一负极腔体421内。其中,最好的实施方式就是,在负极导电体52位于第三位置时,负极导电体52刚好能够和负极内端子221或负极外端子222的水平横截面积相同,实现最好的搭配关系,在达到稳定接触的同时,最大化的降低内阻。

同理,所述第二盖板本体11上设置有第二盖板开孔,所述负极绝缘密封件32包括套设在所述负极外端子222外部、并且位于所述第二盖板开孔的内侧面与所述负极外端子222的侧面之间的第一负极绝缘部321,所述负极导电通道42包括位于所述第二盖板开孔的内侧面与所述第一负极绝缘部321之间的第二负极腔体422,所述负极导电体52位于第四位置时,所述负极导电体52的至少部分位于所述第二负极腔体422内。为了更好的实现第二盖板本体11与负极内端子221之间的电导通,增加接触稳定性并降低局部电阻,防止因局部电阻过大而发生过热或燃烧;负极导电体52也可以全部或者大部分位于第二负极腔体422内。其中,最好的实施方式就是,在负极导电体52位于第四位置时,负极导电体52刚好能够和第二盖板本体11面向负极外端子222的侧面面积重合,实现最好的搭配关系,在达到稳定接触的同时,最大化的降低内阻。

为了实现通过动力电池内部发热、气体膨胀,进而推动负极导电体52由第三位置移动到第四位置,本实用新型中,第二负极腔体422与电池外部环境连通,第一负极腔体421与第二负极腔体422连通,负极内端子221上设置有连通所述第一负极腔体421与电池内部空间的负极通孔223。首先,正常状态下,负极导电体52位于第三位置,电连接负极内端子221和负极外端子222;其次,在极端状况下,动力电池内部温度上升、气体膨胀,气体通过负极通孔223传递到负极导电体52所处的第三位置,推动负极导电体52由第三位置移动到第四位置。

第二负极腔体422与电池外部环境连通,仅仅是针对整个腔体而言;若对于动力电池来说,虽然第二负极腔体422与电池外部环境连通,但是由于负极导电体52的存在,也能够保证动力电池内部与外部环境之间的隔离或密封。另外,由于负极导电体52本身存在重量,以及在设置时与动力电池内部气压的搭配,能够实现即使在第二负极腔体422与外部环境连通的开孔处不做密封处理,也不会使负极导电体52由该开孔处溢出。此外,为了更好的实现本实用新型提供的盖板组件的作用,实现动力电池内部与外部环境之间的隔离和密封,也可以在第二负极腔体422与外部环境连通的开孔处设置防爆阀,比如单向阀。

当然,第二负极腔体422与电池外部环境之间也可以是隔离、封闭的;在此前提下,就需要对第二负极腔体422内的气体压力进行相应的控制,保证在动力电池发生异常时,负极导电体51可以在负极导电通道41内移动。本实用新型只是提供一种可实施的结构组成,对于具体压力的控制及几个腔体之间压力的配合关系,本领域技术人员根据具体动力电池的性能参数或检测,都是可以进行设置或者搭配来实现的。

在本实用新型中,为了更好的实现负极导电体52在第三位置和第四位置之间的移动,最终达到想要的通断效果;本实用新型中的负极导电体52可以选择使用液态金属。一些实施例中,可以使用无论在何种情况下,均为液态的金属;如此,就可以通过负极导电体52实现动力电池内部与外部环境的良好密封和隔离,同时,也可以在极端情况下,通过其内部气压推动为液态金属的负极导电体52由第三位置移动到第四位置。另一些实施例中,负极导电体52可以选择在正常状态下(一般温度范围内)为固态的液态金属,该液态金属在动力电池极端状况(过充、过热、过放或碰撞)下,随着动力电池温度的升高,由固态变为液态;同时,在内部气压的作用下,由第三位置移动到第四位置。当电池温度下降到安全范围内时,该液态金属又能由第四位置返回到第三位置,同时由液态变为固态。

以上是本实用新型的可选实施方式之一,其材料的选择,温度与气压的匹配,本领域技术人员都可以根据动力电池的大小、型号来设置。

如图1和图5所示,为了更好的将负极导电体52与动力电池内部进行隔离,即使负极导电体52为液态状态或压力设置不稳定,也不至于让液态的负极导电体52倒流至动力电池内部;本实用新型的一些实施例中,所述负极内端子221靠近电池内部空间的一侧设置有负极封装薄片62,所述负极封装薄片62与所述负极内端子221之间形成负极密封腔体72,所述负极通孔223的开口位于所述负极密封腔体72内。通过设置负极封装薄片62,一方面将负极导电体52与动力电池内部空间隔离,形成一个最后的隔离屏障,防止负极导电体52为液态时倒流入动力电池内部;另一方面,该负极封装薄片62形成一个储气腔体,能够使得到动力电池内部气压过高时,动作更加敏捷,即使改变负极导电体52的位置。

更进一步,如图5所示,为了更好的设置上述负极封装薄片62,所述负极内端子221靠近电池内部空间的一侧设置有负极安装凹槽225,所述负极封装薄片62设置在所述负极安装凹槽225内。通过设置负极安装凹槽225,再将负极封装薄片62设置在负极安装凹槽225内部,给负极封装薄片62一个安装空间,使得负极封装薄片62的安装不会影响到动力电池内部引出或电连接。

为了实现负极内端子221和负极外端子222之间的绝缘,本实用新型中,负极绝缘密封件32包括设置在负极内端子221与负极外端子222之间的第二负极绝缘部322。通过第二负极绝缘部322的设置,将负极内端子221和负极外端子222绝缘,在负极内端子221和负极外端子222之间支撑起一个隔离空间,以实现负极内端子221和负极外端子222之间的绝缘。更具体的,如图1所示,,第二负极绝缘部322设置在负极内端子221的上表面与负极外端子222的下表面之间。

为了更加方便的组装,所述负极内端子221的外径大于第二盖板开孔的孔径。更具体的,在与第二盖板本体11下表面平行的平面内,负极内端子221的外径大于第二盖板本体11上第二盖板开孔的孔径。通过如此设置,使得负极内端子221的外围延伸至第二盖板本体11的下方。

进一步,如图1或图4所示,负极绝缘密封件32包括设置在第二盖板本体11下表面与负极内端子221上表面之间的第三负极绝缘部323。通过第三负极绝缘部323的设置,实现延伸到第二盖板本体11下方的负极内端子221与第二盖板本体11之间的绝缘。

为了在实现第二盖板本体11与负极内端子221电连接的同时,达到负极内端子221与负极外端子222之间绝缘的目的,在本实用新型中,如图1所示,所述负极导电通道42包括位于所述第一负极腔体421和第二负极腔体422之间的负极缓冲腔体423,所述负极导电体52的体积小于负极缓冲腔体423的体积。由于负极导电体52的体积小于负极缓冲腔体423的体积,如此,当负极导电体52至少部分位于第一负极腔体421内时,负极导电体52能够与第二负极腔体422分离;同理,当负极导电体52至少部分位于第二负极腔体422内时,负极导电体52能够与第一负极腔体421分离。最终实现当负极导电体52电连接第二盖板本体11与负极内端子221时,负极内端子221与负极外端子222绝缘;同时,当负极导电体52电连接负极内端子221和负极外端子222时,负极内端子221与第二盖板本体11绝缘。

本实用新型中,负极导电体52的体积小于负极缓冲腔体423的体积;但是,为了实现第二盖板本体11与负极内端子221之间的电连接,该负极导电体52的体积还要大于从第二盖板本体11至负极内端子221处的腔体的体积。如此,是为了实现负极导电体52能够顺利的导通第二盖板本体11和负极内端子221。更具体的,如图1所示,负极缓冲腔体423呈L型,L型的竖直边与第三负极绝缘部323的厚度对应,而L型的水平边与第一负极绝缘部321的水平截面右侧对应。也就是说,负极导电体52的体积,要大于L型竖直边方向的腔体的体积,才能够使得负极导电体52能够电连接第二盖板本体11和负极内端子221。

在本实用新型中,为了更好的实现通断控制过程,所述第二负极腔体422与电池外部环境连通,所述第二负极腔体422与负极缓冲腔体423连通,所述负极缓冲腔体423与第一负极腔体421连通,所述负极内端子221上设置有连通所述第一负极腔体421与电池内部空间的负极通孔223。

负极缓冲腔体423的设置,使得第一负极腔体421与第二负极腔体422有一个过渡缓冲区域;负极导电体52在第一负极腔体421和第二负极腔体422之间移动时,有一个运动的控制过程。另外,负极缓冲腔体423的设置,也实现了当负极导电体52电连接第二盖板本体11与负极内端子221的同时,负极导电体52不会继续连接或导通负极内端子221和负极外端子222,实现负极内端子221和负极外端子222之间的绝缘。

本实用新型的一个实施例中,如图4所示,所述第一负极绝缘部321、第二负极绝缘部322和第三负极绝缘部323一体成型。第一负极绝缘部321、第二负极绝缘部322和第三负极绝缘部323一体成型,构成本实用新型中的负极绝缘密封件32,简化了制作工艺,同时使得第一负极腔体421、第二负极腔体422和负极缓冲腔体423之间的过渡更加平滑。

更进一步,为了实现良好的绝缘密封效果,本实用新型中的负极绝缘密封件32优选陶瓷密封件。

更具体的,为了适应盖板组件的制作和成型要求,如图4所示,所述第三负极绝缘部323为环状体,所述第二负极绝缘部322为饼状体,所述第一负极绝缘部321为筒状体。

更具体的,沿与盖板本体平行的方向,所述第三负极绝缘部323位于第一负极绝缘部321外侧,所述第二负极绝缘部322位于所述第一负极绝缘部321的内侧。

为了更好的实现整个结构的组装和配合精度,所述第一负极绝缘部321、第二负极绝缘部322和第三负极绝缘部323的下表面平齐,沿竖直方向,所述第三负极绝缘部323的厚度大于第二负极绝缘部322的厚度,所述第一负极绝缘部321的厚度大于第三负极绝缘部323的厚度。当然,其他的配合关系在本实用新型中也是可用的,上述方案只是本实用新型的一个优选方式。具体的,竖直方向即为垂直于第二盖板本体上下表面的方向,在该方向上,第三负极绝缘部323的高度大于第二负极绝缘部322的高度,第一负极绝缘部321的高度大于第三负极绝缘部323的高度。

进一步,本实用新型还提供了一种电池模组,包括若干相互串/并联的动力电池,该动力电池为本实用新型提供的含有本实用新型提供的盖板组件的动力电池。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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