锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂电池短路保护结构。该锂电池短路保护结构包括第一连接片、保护元件、第二连接片及灌封元件，该第一连接片与锂电池的一个电极连接；该保护元件相对锂电池的一侧与该第一连接片连接，该保护元件远离锂电池的一侧与该第二连接片连接；该第一连接片、该保护元件以及该第二连接片的部分均设置在该灌封元件的内部，该灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间；及该第二连接片的剩余部分裸露于密封空间外，以作为所述锂电池的所述电极的引线。本发明专利技术还包括一种具有该保护结构的锂电池及制备方法。通过本发明专利技术可显著提高锂电池使用过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法
本专利技术涉及一种锂电池，尤其涉及一种锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法。
技术介绍
锂元素是元素周期表中最轻、标准化学电位最低的金属元素。以金属锂作为负极的锂电池具有高比能量、高功率、低自放电率等特点，并早在上世纪90年代就开始在民用军用等各个领域得到广泛的应用。锂作为一种活泼金属，在空气中或者遇水会发生剧烈反应，甚至着火，并放出大量热量。因此，锂电池一旦发生短路，将会造成电池剧烈发热，严重的会导致电池膨胀爆裂，并引发进一步的安全隐患。对于安全可靠性要求较高的医疗电子行业，锂电池因其自身存在的安全隐患要么对器件自身安全可靠性设计提出更高的要求，要么则限制其应用。但是随着医疗电子行业的快速发展，尤其对于植入性医疗电子器械，例如胶囊内窥镜，目前广泛使用的氧化银电池已经无法满足器械对高性能电池的需求。因此，将锂电池安全化，尤其是确保短路状态下锂电池的安全性具有重要意义，也是目前市场的迫切需求。然而，现有的小尺寸高功率锂电池，例如市面上广泛使用的纽扣状或圆柱形小尺寸锂电池，由于本身结构设计的紧凑性以及空间受限等原因，并无任何电池短路保护设计。这种无短路保护设计的高功率锂电池，尤其是定制加工的锂电池，一旦发生短路电池本身的温度会上升至120度甚至更高。过高的温升除了直接影响器械的使用性能以外，还会引发诸如电池爆裂等次生安全隐患。另一方面，目前市面上较为成熟的锂电池短路保护方案均无法应用于小尺寸的锂电池中，且工艺方面也不具兼容性。因此，必须设计一种锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，其目的在于提供一种锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法，其提出了一种工艺兼容且方法简单的锂电池保护方法，推广了锂电池的应用范围，显著提高了锂电池使用过程中的安全性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种锂电池短路保护结构，该锂电池短路保护结构包括第一连接片、保护元件、第二连接片及灌封元件，该第一连接片与锂电池的一个电极连接；该保护元件相对锂电池的一侧与该第一连接片连接，该保护元件远离锂电池的一侧与该第二连接片连接；该第一连接片、该保护元件以及该第二连接片的部分均设置在该灌封元件的内部，该灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间；及该第二连接片的剩余部分裸露于密封空间外，以作为所述锂电池的所述电极的引线。作为本专利技术的进一步改进，所述第一连接片与所述锂电池的所述电极、所述保护元件与所述第一连接片、所述保护元件与所述第二连接片均通过铆接、焊接、或者结合铆接与焊接的工艺进行连接。作为本专利技术的进一步改进，所述保护元件为聚合物正温度系数器件或电流保险丝。作为本专利技术的进一步改进，所述灌封元件为灌封胶，所述灌封元件将所述第一连接片、所述保护元件以及所述第二连接片灌封于所述锂电池的所述电极表面，与所述第一连接片、所述保护元件以及所述第二连接片均形成接触式密封。作为本专利技术的进一步改进，所述保护元件的厚度范围为0.1mm~2mm之间。作为本专利技术的进一步改进，所述锂电池短路保护结构还包括上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件，所述下覆盖隔热元件设置于所述锂电池及所述保护元件之间，并开设有通孔以供所述第一连接片通过；所述上覆盖隔热元件与所述保护元件远离锂电池的一侧相邻，并开设有通孔以供所述第二连接片通过；及所述上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件设置在所述灌封元件的内部，所述灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间。作为本专利技术的进一步改进，所述上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件的表面面积均大于或等于所述保护元件的表面面积，以实现对所述保护元件的覆盖隔离。作为本专利技术的进一步改进，所述上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件的厚度范围均为0.1mm~0.5mm之间。作为本专利技术的进一步改进，所述第一连接片与所述锂电池的所述电极表面的中心连接，所述保护元件相对锂电池的一侧的中心与所述第一连接片连接，所述保护元件远离锂电池的一侧的中心与所述第二连接片连接；及所述上覆盖隔热元件、保护元件及下覆盖隔热元件的表面尺寸及形状与所述锂电池的所述电极表面的尺寸及形状相同。作为本专利技术的进一步改进，所述灌封元件为根据所述锂电池及所述锂电池短路保护结构的形状及尺寸一体成型的热封套。为实现上述目的，一种锂电池，包括如上任意一项所述的锂电池短路保护结构。为实现上述目的，一种锂电池的制备方法，包括如下步骤：在锂电池的一个电极连接第一连接片的一端；在所述第一连接片的另一端连接保护元件的一侧；在所述保护元件的另一侧连接第二连接片的一端，所述第二连接片的另一端作为所述锂电池的所述电极的引线；及灌封元件将所述第一连接片、所述保护元件及所述第二连接片连接保护元件的一端灌封至所述锂电池的所述电极的表面。作为本专利技术的进一步改进，在所述第一连接片的另一端连接所述保护元件的一侧前，将下覆盖隔热元件的通孔对准所述第一连接片放置于所述锂电池的所述电极表面上；在所述保护元件的另一侧连接所述第二连接片的一端后，将上覆盖隔热元件的通孔对准所述第二连接片放置于所述保护元件上；及所述灌封元件将所述上覆盖隔热元件及所述下覆盖隔热元件与所述第一连接片、所述保护元件及所述第二连接片连接保护元件的一端一起灌封至所述锂电池的所述电极的表面。作为本专利技术的进一步改进，所述第一连接片与所述锂电池的所述电极表面的中心连接，所述保护元件相对锂电池的一侧的中心与所述第一连接片连接，所述保护元件远离锂电池的一侧的中心与所述第二连接片连接；及所述上覆盖隔热元件、保护元件及下覆盖隔热元件的表面尺寸及形状与所述锂电池的所述电极表面的尺寸及形状相同。利用本专利技术所述的锂电池短路保护结构、具有该保护结构的锂电池及其制备方法，在锂电池发生短路时，保护元件在电流增大的情况下可以迅速切断或增大自身电阻，以降低短路后的电流，从而抑制锂电池温度的上升并避免短路后果的进一步恶化，显著提高了锂电池使用过程中的安全性；本专利技术结构简单，封装过程操作简便，封装之后的锂电池尺寸变化不大，具有很高的可行性，且易于进行规模化生产。附图说明图1为本专利技术实施例具有短路保护功能的锂电池的第一结构示意图；图2为本专利技术实施例具有短路保护功能的锂电池的第二结构示意图；图3为本专利技术实施例具有短路保护功能的锂电池的第三结构示意图；图4为本专利技术实施例锂离子电池的直接短路电流曲线示意图；图5为本专利技术实施例锂离子电池的直接短路表面温度曲线示意图；图6为本专利技术实施例具有保护结构的锂离子电池短路电流曲线示意图；图7为本专利技术实施例具有保护结构的锂离子电池短路表面温度曲线示意图；图8为本专利技术实施例不具有保护结构的锂电池短路温度及电流示意图；图9为本专利技术实施例具有保护结构的锂电池短路温度及电流示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池短路保护结构，其特征在于，该锂电池短路保护结构包括第一连接片、保护元件、第二连接片及灌封元件，该第一连接片与锂电池的一个电极连接；该保护元件相对锂电池的一侧与该第一连接片连接，该保护元件远离锂电池的一侧与该第二连接片连接；该第一连接片、该保护元件以及该第二连接片的部分均设置在该灌封元件的内部，该灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间；及该第二连接片的剩余部分裸露于密封空间外，以作为所述锂电池的所述电极的引线。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池短路保护结构，其特征在于，该锂电池短路保护结构包括第一连接片、保护元件、第二连接片及灌封元件，该第一连接片与锂电池的一个电极连接；该保护元件相对锂电池的一侧与该第一连接片连接，该保护元件远离锂电池的一侧与该第二连接片连接；该第一连接片、该保护元件以及该第二连接片的部分均设置在该灌封元件的内部，该灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间；及该第二连接片的剩余部分裸露于密封空间外，以作为所述锂电池的所述电极的引线。2.根据权利要求1所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述第一连接片与所述锂电池的所述电极、所述保护元件与所述第一连接片、所述保护元件与所述第二连接片均通过铆接、焊接、或者结合铆接与焊接的工艺进行连接。3.根据权利要求1所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述保护元件为聚合物正温度系数器件或电流保险丝。4.根据权利要求1所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述灌封元件为灌封胶，所述灌封元件将所述第一连接片、所述保护元件以及所述第二连接片灌封于所述锂电池的所述电极表面，与所述第一连接片、所述保护元件以及所述第二连接片均形成接触式密封。5.根据权利要求1所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述保护元件的厚度范围为0.1mm~2mm之间。6.根据权利要求1所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述锂电池短路保护结构还包括上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件，所述下覆盖隔热元件设置于所述锂电池及所述保护元件之间，并开设有通孔以供所述第一连接片通过；所述上覆盖隔热元件与所述保护元件远离锂电池的一侧相邻，并开设有通孔以供所述第二连接片通过；及所述上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件设置在所述灌封元件的内部，所述灌封元件与所述锂电池的所述电极表面形成接触式的密封空间。7.根据权利要求6所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述上覆盖隔热元件及下覆盖隔热元件的表面面积均大于或等于所述保护元件的表面面积，以实现对所述保护元件的覆盖隔离。8.根据权利要求6所述的锂电池短路保护结构，其特征在于：所述上覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓东，刘雷，
申请(专利权)人：无锡市华焯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32