[发明专利]动力电池顶盖结构及动力电池

说明书

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池顶盖结构及使用该顶盖结构的动力电池。

背景技术

电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池作为电源。这些动力电池除了具有高容量，还应当具有良好的安全性及较长的循环寿命等，才能达到使用的标准和满足人们的需求。

其中，当动力电池过充时，动力电池中的电解液的分解会使动力电池内部产生过量的热造成电池起火；或者会使动力电池内部压力增大导致电池爆炸。因此在动力电池失控之前，需要借助于一个外短路结构来切断动力电池的主回路中的保险丝(Fuse)结构，阻止动力电池继续充电。例如，在动力电池过充的时候，当动力电池内部产生一定气压，外短路结构起作用，使动力电池本身形成一个回路，使得Fuse熔断，从而切断主回路。如图1所示，现有技术中采用翻转片1’来实现该外短路结构的功能，该翻转片1’采用一块圆盘，并在该圆盘中央设置一个柱状凸台。正常使用的时候，翻转片1’与动力电池顶盖上的极柱2’是断开绝缘的。当动力电池过充并产生一定气压时，气压会推动翻转片1’动作，使得翻转片1中的柱状凸台与导电块3’连接，而导电块3’又与极柱2’电连接，从而在动力电池内形成回路，使得Fuse熔断，切断主回路，保护了动力电池。

然而，现有的翻转片结构存在以下缺陷：一方面，现有的导电块一般为铝块，这样在翻转片与铝块接触的瞬间会产生一个大电流，容易导致接触位置局部熔化，另外，虽然可以通过Fuse起到切断回路的作用，但仍然会存在安全隐患，如果Fuse结构在发生热失控前不能够及时熔断，极容易引发安全问题，导致动力电池的安全性能无法得到有效保证；另一方面，Fuse结构的设置会占用动力电池的内部空间，大大降低动力电池的能量密度。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够提高动力电池安全性能和能量密度的动力电池顶盖结构，并提供使用这种顶盖结构的动力电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种动力电池顶盖结构，包括顶盖片、负极柱和翻转片，所述负极柱与所述顶盖片绝缘装配，所述顶盖片设置有连接孔，所述翻转片密封所述连接孔，所述负极柱包括基体部及由基体部向下延伸的柱体部，所述基体部设置有与所述连接孔相对应的凹槽，所述凹槽设置有电阻块，所述电阻块与所述翻转片相对设置，当动力电池内部压力超过翻转片的翻转压力时，所述翻转片向上翻转，使得所述翻转片与所述电阻块电连接。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述电阻块的材质为碳化硅、石墨和聚苯硫醚中的至少一种；该材质制作的电阻块完全能够满足电化学性能需求。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述电阻块的阻值大小为0.1～1000mΩ。若电阻块的阻值过低，会大大降低电阻块的过流能力，这样无法满足导电性能需求，起不到有效的保护作用；若电阻块的阻值过高，会大大增加电阻块的过流能力，这样无法使电池在发生热失控前将电流瞬间释放，同时也无法取消Fuse结构，进而无法提高动力电池的能量密度。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述翻转片的翻转压力为0.01～1.2Mpa，优选为0.1～0.8Mpa。若翻转压力过大，起不到安全防护作用；若翻转压力过小，影响动力电池的正常使用。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述电阻块的厚度大小为0.1～15mm。若电阻块的厚度过薄，会使电阻块的过流能力变低，而无法满足导电性能需求，起不到有效的保护作用；若电阻块的厚度过厚，会导致电阻块的过流能力过高，这样无法使电池在发生热失控前将聚集的能量瞬间释放，同时也无法取消Fuse结构，进而无法提高动力电池的能量密度。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述顶盖片还设置有极柱安装孔，所述负极柱穿过所述极柱安装孔与导电基块电连接，所述柱体部与所述顶盖片之间设置有绝缘密封圈，所述基体部与所述顶盖片之间设置有上绝缘塑胶件，所述电阻块通过所述上绝缘塑胶件固定于所述凹槽，所述顶盖片、所述绝缘密封圈和所述导电基块之间设置有下绝缘塑胶件。

作为本发明动力电池顶盖结构的一种改进，所述顶盖片设置有凸出于上表面的凸包，所述凸包在所述顶盖片的下表面形成凸包收容部，所述极柱安装孔和所述连接孔均设置于所述凸包内。安装时将极柱上移入顶盖片的凸包收容部中，在保证动力电池基本性能的同时，减小了极柱在壳体内部的高度，给电芯腾出了更大的安装空间，从而使动力电池的能量密度得到提升。