一种用于锂离子电池的顶盖的制作方法

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种用于锂离子电池的顶盖。

背景技术：

随着全球经济的发展，尤其是汽车产业的发展，人们对传统能源的消耗越来越大，能源供给与需求矛盾不断升级，人们迫切希望开发出新的清洁能源替代传统能源，以满足人们日常生活的需求，同时又能减少对环境的污染。在这种需求的推动下，锂离子动力电池应运而生。

电动汽车或储能电站中使用的锂离子动力电池一般采用铝壳或钢壳方形电池，该种电池结构稳定可靠，轻便，能量密度高，在锂离子动力电池实际使用的过程中，一般是将多个方形电池串联或并联后连接保护电路板使用，以保证锂离子电池能够正常充放电，但由于锂离子动力电池一般用在汽车上，其在使用过程中容易受到较大的震动，甚至巨大冲击，使用环境非常复杂，容易导致保护电路失效。一旦保护电路失效，在对锂离子电池进行充电时，就容易发生过充，使得锂离子电池内的电解液发生分解，在锂离子电池内部产生气体，一旦气体集聚过多，电池内部气压过大，就容易导致锂离子电池发生爆炸，由于锂离子动力电池外壳一般为铝壳或钢壳结构，一旦发生爆炸，会对周围环境产生巨大伤害。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于锂离子电池的顶盖，其能在锂离子电池充放电保护电路失效的情况下，有效降低锂离子电池因过充导致电解液分解，进而发生爆炸的问题。

一种用于锂离子电池的顶盖，包括顶盖盖板、设置于所述顶盖盖板上的注液孔、防爆孔，以及分别穿过所述顶盖盖板并且固定于所述顶盖盖板上的第一电极极柱和第二电极极柱；其中，所述第一电极极柱与所述顶盖盖板导电连接；所述第二电极极柱与所述顶盖盖板绝缘连接，并且，所述第二电极极柱上设置有与所述第二电极极柱导电连接的电连接片；所述顶盖盖板上还设置有测压孔，所述测压孔上方设置有防过充装置，并且，所述防过充装置与所述顶盖盖板电连接，且位于所述电连接片的下方；当所述电池内部气压大于等于预设值时，所述防过充装置与所述电连接片电连接；当所述电池内部气压小于预设值时，所述防过充装置与所述电连接片绝缘装配。

通过设置防过充装置，当电池发生过充时，由于电解液会分解产生气体，使电池内部气压上升，由于防过充装置设置于测压孔上方，当电池内部气压大于等于预设值时，防过充装置会与电连接片导电连接，另外，由于在自然状态下，第一电极极柱与顶盖盖板导电连接，顶盖盖板与防过充装置电连接，因此，一旦防过充装置与第二极柱上设置的电连接片电连接，就可以实现对锂离子电池的短路，进而阻断对该电池的继续充电，从而能够有效防止锂离子电池发生过充。

作为本发明所述的一种用于锂离子电池的顶盖的改进，所述防过充装置包括密封于所述测压孔上方，并且底面与所述测压孔连通的的密封导电套筒以及套设于所述密封导电套筒内的导电活塞。

采用此设计，当锂离子电池内部因过充发生电解液分解而产气时，由于密封导电套筒与测压孔连通，锂电池内部气压增大会使防过充装置中的导电活塞向上伸出，进而与设置在第二电极极柱上的电连接片接触，从而实现对该锂离子电池的短路，防止锂离子电池发生过充，进而防止锂离子电池发生爆炸。

作为本发明所述的一种用于锂离子电池的顶盖的改进，所述导电活塞包括活塞压板以及活塞杆，所述活塞压板通过弹簧与所述顶盖盖板弹性连接。

通过设置弹簧，发生过充的锂离子电池经过后期维护，更换充放电保护电路，并将其内部的气体排出后，弹簧能够引导活塞杆回缩，从而使得活塞杆与电连接片分离，破坏短路结构，使得锂离子电池能够正常充放电，有效降低了锂离子电池因过充而报废的概率。

作为本发明所述的一种用于锂离子电池的顶盖的改进，所述导电活塞上还设置有至少一个弧形金属弹片。

通过设置弧形金属弹片，当锂离子电池内部发生过充，导电活塞向上伸出时，能够防止因内部气压过大，使得导电活塞与密封导电套筒顶面发生猛烈碰撞，同时还能在一定程度上降低导电活塞因受力不均发生轻微倾斜，无法与密封导电套筒形成良好的电连接的风险。

作为本发明所述的一种用于锂离子电池的顶盖的改进，所述活塞杆与所述密封导电套筒之间还设置有密封圈。

通过设置密封圈一方面可以保证导电活塞与密封导电套筒之间的密封，保证锂离子电池内部体系的密封，同时，还能有效缓冲导电活塞因气压冲击不均导致的晃动，另外，还能减少导电活塞在伸出或回缩时发生的磨损。

作为本发明所述的一种用于锂离子电池的顶盖的改进，所述活塞压板侧壁与所述密封导电套筒之间还设置有万向滚珠。

通过设置万向滚珠，一方面可以使得导电活塞向外伸出或回缩的灵活性得到提高，同时，由于锂离子电池内部气压增大，气体向外喷出时不是均匀喷出，如果活塞压板与密封导电套筒侧壁为滑动接触，由于滑动摩擦较大，导电活塞因气流不匀发生倾斜后不容易恢复平衡，通过设置万向滚珠，使得活塞压板与密封导电套筒之间的接触变为滚动接触，由于滚动摩擦极小，导电活塞因气流不匀发生倾斜后很容易恢复平衡。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1、通过设置防过充装置，当电池发生过充时，由于电解液会分解产生气体，使电池内部气压上升，由于防过充装置设置于测压孔上方，当电池内部气压大于等于预设值时，防过充装置会与电连接片导电连接，另外，由于在自然状态下，第一电极极柱与顶盖盖板导电连接，顶盖盖板与防过充装置电连接，因此，一旦防过充装置与第二极柱上设置的电连接片电连接，就可以实现对锂离子电池的短路，进而阻断对该电池的继续充电，从而能够有效防止锂离子电池发生过充。

2、通过设置弹簧，发生过充的锂离子电池经过后期维护，更换充放电保护电路，并将其内部的气体排出后，弹簧能够引导活塞杆回缩，从而使得活塞杆与电连接片分离，破坏短路结构，使得锂离子电池能够正常充放电，有效降低了锂离子电池因过充而报废的概率。

附图说明

图1为本发明的顶盖整体剖面图。

图2为本发明的顶盖盖板局部放大图。

图3为本发明的顶盖盖板另一局部放大图。

1-顶盖盖板，2-防爆孔，3-注液孔，4-第二电极极柱，5-第一电极极柱，6-电连接片，7-防过充装置，8-注塑件，9-绝缘挡块，10-导电挡块，11-测压孔，12-绝缘垫，71-弹簧，72-密封导电套筒，73-活塞压板，74-活塞杆，75-弧形金属弹片，76-密封圈，77-万向滚珠。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

如图1-2所示，一种用于锂离子电池的顶盖，包括顶盖盖板1、设置于所述顶盖盖板1上的注液孔3、防爆孔2，以及分别穿过所述顶盖盖板1并且固定于所述顶盖盖板1上的第一电极极柱5和第二电极极柱4；其中，所述第一电极极柱5与所述顶盖盖板1导电连接，在本实施例中，第一电极极柱5上部通过注塑件8与所述顶盖盖板1固定连接，第一电极极柱5下部与顶盖盖板1底面之间还设置有导电挡块10，防止第一电极极柱5发生左右晃动；所述第二电极极柱4与所述顶盖盖板1绝缘连接，并且，所述第二电极极柱4上设置有与所述第二电极极柱4导电连接的电连接片6，具体地，在本实施例中，第二电极极柱4通过注塑件8与顶盖盖板1固定连接，并且，第二电极极柱4上部通过包裹在其侧壁上的绝缘垫12实现与与顶盖盖板1的绝缘装配，第二电极极柱4下部还设置有绝缘挡块9，该绝缘挡块9一方面可以实现第二电极极柱4与顶盖盖板1之间的绝缘装配，同时还能防止第二电极极柱4发生作用晃动；所述顶盖盖板1上还设置有测压孔11，所述测压孔11上方设置有防过充装置7，并且，所述防过充装置7与所述顶盖盖板1电连接，且位于所述电连接片6的下方；当所述电池内部气压大于等于预设值时，所述防过充装置7与所述电连接片6电连接；当所述电池内部气压小于预设值时，所述防过充装置7与所述电连接片6绝缘装配。

通过设置防过充装置7，当电池发生过充时，由于电解液会分解产生气体，使电池内部气压上升，由于防过充装置7设置于测压孔11上方，当电池内部气压大于等于预设值时，防过充装置7会与电连接片6导电连接，另外，由于在自然状态下，第一电极极柱5与顶盖盖板1导电连接，顶盖盖板1与防过充装置7电连接，因此，一旦防过充装置7与第二极柱上设置的电连接片6电连接，就可以实现对锂离子电池的短路，进而阻断对该电池的继续充电，从而能够有效防止锂离子电池发生过充。

在本发明的另一实施例中，如图2-3所示，所述防过充装置7包括密封于所述测压孔11上方，并且底面与所述测压孔11连通的的密封导电套筒72以及套设于所述密封导电套筒72内的导电活塞。

采用此设计，当锂离子电池内部因过充发生电解液分解而产气时，由于密封导电套筒72与测压孔11连通，锂电池内部气压增大会使防过充装置7中的导电活塞向上伸出，进而与设置在第二电极极柱4上的电连接片6接触，从而实现对该锂离子电池的短路，防止锂离子电池发生过充，进而防止锂离子电池发生爆炸。

在本发明的另一实施例中，如图2-3所示，所述导电活塞包括活塞压板73以及活塞杆74，所述活塞压板73通过弹簧71与所述顶盖盖板1弹性连接。

通过设置弹簧71，发生过充的锂离子电池经过后期维护，更换充放电保护电路，并将其内部的气体排出后，弹簧71能够引导活塞杆74回缩，从而使得活塞杆74与电连接片6分离，破坏短路结构，使得锂离子电池能够正常充放电，有效降低了锂离子电池因过充而报废的概率。

在本发明的另一实施例中，如图3所示，所述导电活塞上还设置有至少一个弧形金属弹片75。

通过设置弧形金属弹片75，当锂离子电池内部发生过充，导电活塞向上伸出时，能够防止因内部气压过大，使得导电活塞与密封导电套筒72顶面发生猛烈碰撞，同时还能在一定程度上降低导电活塞因受力不均发生轻微倾斜，无法与密封导电套筒72形成良好的电连接的风险。

在本发明的另一实施例中，如图3所示，所述活塞杆74与所述密封导电套筒72之间还设置有密封圈76。

通过设置密封圈76一方面可以保证导电活塞与密封导电套筒72之间的密封，保证锂离子电池内部体系的密封，同时，还能有效缓冲导电活塞因气压冲击不均导致的晃动，另外，还能减少导电活塞在伸出或回缩时发生的磨损。

在本发明的另一实施例中，如图3所示，所述活塞压板73侧壁与所述密封导电套筒72之间还设置有万向滚珠77。

通过设置万向滚珠77，一方面可以使得导电活塞向外伸出或回缩的灵活性得到提高，同时，由于锂离子电池内部气压增大，气体向外喷出时不是均匀喷出，如果活塞压板73与密封导电套筒72侧壁为滑动接触，由于滑动摩擦较大，导电活塞因气流不匀发生倾斜后不容易恢复平衡，通过设置万向滚珠77，使得活塞压板73与密封导电套筒72之间的接触变为滚动接触，由于滚动摩擦极小，导电活塞因气流不匀发生倾斜后很容易恢复平衡。