一种防过充电池盖板及其应用的锂电池的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种防过充电池盖板及其应用的锂电池。

背景技术：

目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。

随着新能源行业的不断发展，人们对锂电池的应用也越来越广泛。当锂电池出现过充电的情况时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，使电池温度和内压急剧增加，从而存在爆炸、燃烧等隐患。

有鉴于此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够有效防止由于电池过充电而造成的爆炸、起火等安全隐患，从而极大地提高电池安全性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种防过充电池盖板及其应用的锂电池，其安全、可靠，能够有效防止由于电池过充电而造成的爆炸、起火等安全隐患，从而极大地提高电池安全性，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种防过充电池盖板，包括电池盖板主体；

所述电池盖板主体的左右两端分别贯穿设置有正极柱和负极柱；

所述正极柱和负极柱分别与所述电池盖板主体相互绝缘；

所述正极柱与电池盖板主体之间，以及负极柱与电池盖板主体之间，分别设置有第一温控记忆弹簧和第二温控记忆弹簧；

所述第一温控记忆弹簧，用于当电池盖板主体上的温度上升达到第一温控记忆弹簧自身的触发变形温度时，由收缩状态变为伸长状态，使得所述正极柱与电池盖板主体相接触导通；

所述第二温控记忆弹簧，用于当电池盖板主体上的温度上升达到第二温控记忆弹簧自身的触发变形温度时，由收缩状态变为伸长状态，使得所述负极柱与电池盖板主体相接触导通。

其中，所述正极柱包括从上到下依次叠置的正极上塑胶件、第一密封圈、正极下塑胶件和正极柱底盘，其中：

所述正极柱底盘的顶部垂直设置有正极圆柱凸台；

所述正极圆柱凸台贯穿通过所述电池盖板主体的左端；

所述正极圆柱凸台的外壁从上到下依次套有正极上塑胶件、第一密封圈和正极下塑胶件；

所述正极上塑胶件位于电池盖板主体的顶面；

所述第一密封圈和正极下塑胶件位于电池盖板主体与所述正极柱底盘之间；

所述正极柱底盘上开有一个第一弹簧设置凹孔，所述第一弹簧设置凹孔内垂直设置有第一温控记忆弹簧；

所述正极下塑胶件在与所述第一弹簧设置凹孔相对应的位置垂直开有第一弹簧导向孔，所述第一弹簧导向孔的顶部为所述电池盖板主体的底面；

当电池处于自然非过充状态下，第一温控记忆弹簧处于收缩状态时，所述第一温控记忆弹簧的顶端高度低于第一弹簧导向孔顶部开口的高度；

当电池处于过充状态下，使得电池盖板主体上的温度上升达到第一温控记忆弹簧自身的触发变形温度，第一温控记忆弹簧处于伸长状态时，所述第一温控记忆弹簧的顶部通过第一弹簧导向孔与所述电池盖板主体底面相导电接触。

其中，所述正极上塑胶件的中心与所述正极柱底盘顶部的正极圆柱凸台同轴，所述正极上塑胶件包裹固定正极圆柱凸台。

其中，所述第一密封圈为圆形的回转结构，其中心与所述正极柱底盘顶部的正极圆柱凸台同轴，套装在所述正极圆柱凸台的底部；

所述正极下塑胶件上设置有第一通孔，第一通孔用于穿过所述正极圆柱凸台。

其中，所述负极柱包括从上到下依次叠置的负极上塑胶件、第二密封圈、负极下塑胶件和负极柱底盘，其中：

所述负极柱底盘的顶部垂直设置有负极圆柱凸台；

所述负极圆柱凸台贯穿通过所述电池盖板主体的右端；

所述负极圆柱凸台的外壁从上到下依次套有负极上塑胶件、第二密封圈和负极下塑胶件；

所述负极上塑胶件位于电池盖板主体的顶面；

所述第二密封圈和负极下塑胶件位于电池盖板主体与所述负极柱底盘之间；

所述负极柱底盘上开有一个第二弹簧设置凹孔，所述第二弹簧设置凹孔内垂直设置有第二温控记忆弹簧；

所述负极下塑胶件在与所述第二弹簧设置凹孔相对应的位置垂直开有第二弹簧导向孔，所述第二弹簧导向孔的顶部为所述电池盖板主体的底面；

当电池处于自然非过充状态下，第二温控记忆弹簧处于收缩状态时，所述第二温控记忆弹簧的顶端高度低于第二弹簧导向孔顶部开口的高度；

当电池处于过充状态下，使得电池盖板主体上的温度上升达到第二温控记忆弹簧自身的触发变形温度，第二温控记忆弹簧处于伸长状态时，所述第二温控记忆弹簧的顶部通过第二弹簧导向孔与所述电池盖板主体底面相导电接触。

其中，所述负极上塑胶件的中心与所述负极柱底盘顶部的负极圆柱凸台同轴，所述负极上塑胶件包裹固定负极圆柱凸台。

其中，所述第二密封圈为圆形的回转结构，其中心与所述负极柱底盘顶部的负极圆柱凸台同轴，套装在所述负极圆柱凸台的底部；

所述负极下塑胶件上设置有第二通孔，第二通孔用于穿过所述负极圆柱凸台。

其中，当电池处于自然非过充状态下，所述第一温控记忆弹簧的顶端与所述正极柱底盘的上表面平齐，并且所述第二温控记忆弹簧的顶端与所述负极柱底盘的上表面平齐。

其中，所述电池盖板主体的中部开有一个防爆片通孔；

所述防爆片通孔处密封设置有安全阀；

所述安全阀包括防爆片和保护贴膜，所述防爆片设置于防爆片通孔的底部；

所述保护贴膜设置于所述防爆片通孔的顶部；

所述防爆片与防爆片通孔同轴，所述保护贴膜与防爆片通孔同轴。

此外，本实用新型还提供了一种锂离子电池，其上安装有前面所述的防过充电池盖板。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种防过充电池盖板及其应用的锂电池，其安全、可靠，能够有效防止由于电池过充电而造成的爆炸、起火等安全隐患，从而极大地提高电池安全性，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种防过充电池盖板的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种防过充电池盖板的立体爆炸结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种防过充电池盖板的剖面结构示意图；

图4为当本实用新型提供的一种防过充电池盖板在自然非过充状态下，第一温控记忆弹簧处于收缩状态时，图3所示A部分(即第一温控记忆弹簧周边结构)的放大示意图；

图5为本实用新型提供的一种防过充电池盖板在过充状态下，第一温控记忆弹簧处于伸长状态时，图3所示A部分(即第一温控记忆弹簧周边结构)的放大示意图；

图中，10、电池盖板主体，20、正极柱，30、负极柱，40、安全阀；

21、正极上塑胶件，22、第一密封圈，23、正极下塑胶件，24、第一温控记忆弹簧，25、正极柱底盘；

31、负极上塑胶件，32、第二密封圈，33、负极下塑胶件，34、第二温控记忆弹簧，35、负极柱底盘；

41、保护贴膜，42、防爆片；

250、正极圆柱凸台，350、负极圆柱凸台；

241、第一弹簧设置凹孔，242第一弹簧导向孔；

341、第二弹簧设置凹孔，342第二弹簧导向孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图5，本实用新型提供了一种防过充电池盖板，应用于对锂离子电池的安全防护，包括能够导电的电池盖板主体10(例如由铜或铝导电金属制成)；

所述电池盖板主体10的左右两端分别贯穿设置有正极柱20和负极柱30；

所述正极柱20和负极柱30分别与所述电池盖板主体10相互绝缘；

所述正极柱20与电池盖板主体10之间，以及负极柱30与电池盖板主体10之间，分别设置有第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34；

所述第一温控记忆弹簧24，用于当电池盖板主体10上的温度上升达到第一温控记忆弹簧24自身的触发变形温度时(例如由于过充电导致的电池升温)，由收缩状态变为伸长状态，使得所述正极柱20与电池盖板主体10相接触导通；

所述第二温控记忆弹簧34，用于当电池盖板主体10上的温度上升达到第二温控记忆弹簧34自身的触发变形温度时(例如由于过充电导致的电池升温)，由收缩状态变为伸长状态，使得所述负极柱20与电池盖板主体10相接触导通。

因此，在正极柱20与电池盖板主体10相接触导通，以及负极柱20与电池盖板主体10相接触导通后，外部的充电装置通过正极柱、电池盖板本体和负极柱形成回路，避免了继续给电池进行过充电。

在本实用新型中，所述电池盖板主体10的左右两端分别开有用于安装所述正极柱20和负极柱30的通孔。

在本实用新型中，所述正极柱20包括从上到下依次叠置的正极上塑胶件21、第一密封圈22、正极下塑胶件23和正极柱底盘25，其中：

所述正极柱底盘25的顶部垂直设置有正极圆柱凸台250；

所述正极圆柱凸台250贯穿通过所述电池盖板主体10的左端；

所述正极圆柱凸台250的外壁从上到下依次套有正极上塑胶件21、第一密封圈22和正极下塑胶件23；

所述正极上塑胶件21位于电池盖板主体10的顶面；

所述第一密封圈22和正极下塑胶件23位于电池盖板主体10与所述正极柱底盘25之间；

所述正极柱底盘25上开有一个第一弹簧设置凹孔241，所述第一弹簧设置凹孔241内垂直设置有第一温控记忆弹簧24；

所述正极下塑胶件23在与所述第一弹簧设置凹孔241相对应的位置(具体为正上方的位置)垂直开有第一弹簧导向孔242，所述第一弹簧导向孔242的顶部为所述电池盖板主体10的底面；

当电池处于自然非过充状态下(此时没有达到第一温控记忆弹簧24自身的触发变形温度)，第一温控记忆弹簧24处于收缩状态时，所述第一温控记忆弹簧24的顶端高度低于第一弹簧导向孔242顶部开口的高度；

当电池处于过充状态下，正极柱底盘25的温度过热，使得电池盖板主体10上的温度上升达到第一温控记忆弹簧24自身的触发变形温度，第一温控记忆弹簧处于伸长状态时，所述第一温控记忆弹簧24的顶部通过第一弹簧导向孔242与所述电池盖板主体10底面相导电接触(即相导通)。

具体实现上，当电池处于自然非过充状态下，所述第一温控记忆弹簧24的顶端与所述正极柱底盘25的上表面平齐(即位于同一平面高度)。

具体实现上，所述正极上塑胶件21的中心与所述正极柱底盘25顶部的正极圆柱凸台250同轴，所述正极上塑胶件21包裹固定正极圆柱凸台250。

具体实现上，所述第一密封圈22为圆形的回转结构，其中心与所述正极柱底盘25顶部的正极圆柱凸台250同轴，套装在所述正极圆柱凸台250的底部，起到密封的作用。

具体实现上，所述正极下塑胶件23设置于所述电池盖板主体10的底部。所述正极下塑胶件23上设置有第一通孔，第一通孔用于穿过所述正极圆柱凸台250。

具体实现上，所述正极柱底盘25为方形底板结构。

在本实用新型中，所述负极柱30包括从上到下依次叠置的负极上塑胶件31、第二密封圈32、负极下塑胶件33和负极柱底盘35，其中：

所述负极柱底盘35的顶部垂直设置有负极圆柱凸台350；

所述负极圆柱凸台350贯穿通过所述电池盖板主体10的右端；

所述负极圆柱凸台350的外壁从上到下依次套有负极上塑胶件31、第二密封圈32和负极下塑胶件33；

所述负极上塑胶件31位于电池盖板主体10的顶面；

所述第二密封圈32和负极下塑胶件33位于电池盖板主体10与所述负极柱底盘35之间；

所述负极柱底盘35上开有一个第二弹簧设置凹孔341，所述第二弹簧设置凹孔341内垂直设置有第二温控记忆弹簧34；

所述负极下塑胶件33在与所述第二弹簧设置凹孔341相对应的位置(具体为正上方的位置)垂直开有第二弹簧导向孔342，所述第二弹簧导向孔342的顶部为所述电池盖板主体10的底面；

当电池处于自然非过充状态下(此时没有达到第二温控记忆弹簧34自身的触发变形温度)，第二温控记忆弹簧34处于收缩状态时，所述第二温控记忆弹簧34的顶端高度低于第二弹簧导向孔342顶部开口的高度；

当电池处于过充状态下，负极柱底盘35的温度过热，使得电池盖板主体10上的温度上升达到第二温控记忆弹簧34自身的触发变形温度，第二温控记忆弹簧34处于伸长状态时，所述第二温控记忆弹簧34的顶部通过第二弹簧导向孔342与所述电池盖板主体10底面相导电接触(即相导通)。

具体实现上，当电池处于自然非过充状态下，所述第二温控记忆弹簧34的顶端与所述负极柱底盘35的上表面平齐(即位于同一平面高度)。

具体实现上，所述负极上塑胶件31的中心与所述负极柱底盘35顶部的负极圆柱凸台350同轴，所述负极上塑胶件31包裹固定负极圆柱凸台350。

具体实现上，所述第二密封圈32为圆形的回转结构，其中心与所述负极柱底盘35顶部的负极圆柱凸台350同轴，套装在所述负极圆柱凸台350的底部，起到密封的作用。

具体实现上，所述负极下塑胶件33置于所述电池盖板主体10的底部。所述负极下塑胶件33上设置有第二通孔，第二通孔用于穿过所述负极圆柱凸台350。

具体实现上，所述负极柱底盘35为方形底板结构。

在本实用新型中，具体实现上，所述负极柱底盘35和负极圆柱凸台350，以及所述正极柱底盘25和正极圆柱凸台250，为导电材料制成，可以为一体成型。

在本实用新型中，具体实现上，所述第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34均为导电材料制成，具体可以为导电的记忆合金制成。

在本实用新型中，具体实现上，所述电池盖板主体10的中部开有一个防爆片通孔；

所述防爆片通孔处密封设置有安全阀40。

具体实现上，所述安全阀40包括防爆片42和保护贴膜41，所述防爆片42设置于防爆片通孔的底部；

所述保护贴膜41设置于所述防爆片通孔的顶部。

具体实现上，所述防爆片42与防爆片通孔同轴，所述保护贴膜41与防爆片通孔同轴。

需要说明的是，对于本实用新型，所述第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34的工作原理相同，其起到作用所需要的配合结构也相同。

需要说明的是，第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34，作为温控记忆弹簧，它们是一种温控记忆元件，其特点在于在正常充电状态下，温控记忆弹簧处于收缩状态，尺寸小，不会将极柱与电池盖导通。而在电池过充时，电池温度会急剧上升，温度到达某一特定触发点(即达到温度记忆弹簧的触发形变温度，例如80℃)时，引起温度记忆弹簧的温度记忆效应，其状态由收缩状态迅速变为伸长状态，尺寸变大，从而能够将所在正极柱(具体为正极柱底盘25)和负极柱(具体为负极柱底盘35)分别与电池盖板主体导通。

在本实用新型中，第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34，均具有一定的电阻值，避免电池直接短路。

需要说明的是，在本实用新型中，正极柱底盘和负极柱底盘处设置的温度记忆弹簧，在电池发生过充时，电池温度会急剧上升，由于电池温度上升到某一特定触发点(即达到温度记忆弹簧的触发形变温度，例如80℃)，引起温度记忆弹簧的温度记忆效应，弹簧由收缩状态变为伸长状态，从而将电池的正极柱和负极柱同时与电池盖主体导通，形成回路，避免外部的电源继续对电池内部进行过充电，起到防止电池过充的作用，避免了电池由于过充造成的起火和爆炸的风险，具有重大生产实践意义。

基于上述本实用新型提供的防过充电池盖板，本实用新型还提供了一种锂电池，其上安装有前面所述的防过充电池盖板。

在本实用新型中，所述锂电池可以为本领域技术人员所熟知的各种形状的电池，例如可以为圆形、方形等形状的电池。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。

对于具有本实用新型的防过充电池盖的电池，其在被外部充电装置进行正常充电时，如图4所示，电池温度低于温控记忆弹簧的触发变形温度，温控记忆弹簧处于收缩状态，尺寸小，温控记忆弹簧不会将极柱与电池盖导通。

而在电池被过充时，如图5所示，电池温度会急剧上升，正极柱底盘以及负极柱底盘上的温度随之上升，温度到达某一特定触发点(即达到温度记忆弹簧的触发形变温度)时，引起温度记忆弹簧的温度记忆效应，其状态由收缩状态迅速变为伸长状态，尺寸变大，从而能够将正极柱和负极柱分别与电池盖板主体导通。在导通后，外部的充电装置通过正极柱、电池盖板本体和负极柱形成回路，避免了继续给电池进行过充电。其中，需要指出的是，第一温控记忆弹簧24和第二温控记忆弹簧34是具有一定的电阻值，避免电池直接短路。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种防过充电池盖板及其应用的锂电池，其安全、可靠，能够有效防止由于电池过充电而造成的爆炸、起火等安全隐患，从而极大地提高电池安全性，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。