过充保护装置及锂离子电池制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了过充保护装置及锂离子电池，过充保护装置包括：与正极组件电连接的正极保护电极、与负极组件电连接的负极保护电极、设置于正极保护电极与负极保护电极之间的导电结构、包覆导电结构的绝缘热融层；导电结构在绝缘热融层受热熔化后导通正极保护电极与负极保护电极。导电结构包括夹持在正极保护电极与负极保护电极之间的多个热熔导电颗粒，每个热熔导电颗粒的外层均包覆有绝缘热融层。本实用新型专利技术设计有绝缘热融层，该绝缘热融层在锂离子电池过充发热时融化，通过导电结构导通正极保护电极和负极保护电极进行放电，同时旁通正极组件和负极组件之间的过充电流，结构简单且可靠性高。单且可靠性高。单且可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
过充保护装置及锂离子电池


[0001]本技术涉及电池滥用安全保护
，尤其涉及过充保护装置及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池是由锂金属、锂合金或碳材料作为为负极材料，锂化合物如钴酸锂，锰酸锂，磷酸亚铁锂，镍钴锰酸锂等作为正极、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池过度充电会使电解液发热并分解产生气体，气体在密封的电池内部形成压力，导致锂离子电池膨胀，容易引发爆炸并起火。
[0003]现有技术中的过充保护方案通常是设计保护电路或者锂离子电池外部设计过充保护结构，例如名称为锂离子电池充电保护电路的技术专利，充电保护电路包括一级过充保护电路和二级过程保护电路，一级过充保护电路的一端与电源的正极连接，二级过充保护电路的一端与一级过充保护电路另一端连接、另一端与电池的正极连接，二级过充保护电路包括控制单元、检测单元和触发信号锁存单元，这种充电保护电路设计复杂，用到的元器件数量多，存在较大的故障隐患，可靠性低。
[0004]再例如名称为一种带过充保护结构的锂离子电池的技术专利，锂离子电池本体和过充保护结构均安装在安装架内，过充保护结构包括夹持组件、驱动组件以及电量检测组件，过充保护结构在电充满后，使得充电器与锂离子电池本体分离，这种过充保护结构会大幅增加锂离子电池的体积，夹持组件和驱动组件之间都存在难度较大的配合关系，同样存在可靠性低的缺陷，而且对充电器的形状及体积等都有限制，实用性差。
[0005]因此，如何设计安全可靠的过充保护装置及锂离子电池是业界亟待解决的技术问题。
技术内容
[0006]为了解决现有过充保护方案存在结构复杂、可靠性低的缺陷，本技术提出过充保护装置及锂离子电池，具有结构简单、成本低、且可靠性高的优点。
[0007]本技术采用的技术方案是，设计过充保护装置，包括：与正极组件电连接的正极保护电极、与负极组件电连接的负极保护电极、设置于正极保护电极与负极保护电极之间的导电结构、包覆导电结构的绝缘热融层；导电结构在绝缘热融层受热熔化后导通正极保护电极与负极保护电极。
[0008]其中，正极保护电极和/或负极保护电极设有电阻层。
[0009]在一些实施例中，绝缘热融层是由PP、PE、PVC、PET、PBT、亚克力、PS中的一种或多种复合而成，绝缘热融层在温度达到120℃以上时熔化以露出所述导电结构。
[0010]在一些实施例中，导电结构包括夹持在正极保护电极与负极保护电极之间的多个热熔导电颗粒，每个热熔导电颗粒均具有金属层，金属层包覆有绝缘热融层。
[0011]在一些实施例中，所述金属层包含Al、Cu、Ni、Ti、Fe、不锈钢、Au、Ag、石墨、CNT中的
一种或多种，相邻的热熔导电颗粒通过粘接固定。
[0012]在一些实施例中，热熔导电颗粒还具有非金属层，所述金属层包覆所述非金属层，所述金属层包含Al、Cu、Ni、Ti、Fe、不锈钢、Au、Ag、石墨、CNT中的一种或多种，所述非金属层包含CaO2、Al2O3、TiO2、SiO2、MgO、Fe2O3、MnO2、Mn3O4、Fe3O4中的一种或多种。
[0013]优选的，导电结构具有磁性，正极保护电极和负极保护电极通过导电结构吸合连接。
[0014]优选的，过充保护装置还包括：加热装置，加热装置安装在正极保护电极和/或负极保护电极的表面，加热装置工作时给绝缘热融层提供热量。
[0015]本技术还提供了锂离子电池，包括：壳体、设于壳体内部的正极组件和负极组件、设于正极组件和负极组件之间的隔膜，正极组件和负极组件与上述的过充保护装置连接；过充保护装置在锂离子电池过充时，接通正极保护电极和负极保护电极进行放电、并旁通正极组件和负极组件之间的过充电流。
[0016]优选的，过充保护装置设于壳体内部，且过充保护装置与其相邻的正极组件或负极组件之间设有隔膜。
[0017]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0018]1、设计有绝缘热融层，该绝缘热融层在锂离子电池过充时融化，通过导电结构接通正极保护电极和负极保护电极进行放电，同时旁通正极组件和负极组件之间的过充电流，结构简单且可靠性高；
[0019]2、过充保护装置设于壳体内部，利用过充时锂离子电池内部温度升高、压力增大的特性，使正极保护电极和负极保护电极导通，锂离子电池结构紧凑、体积变化小，实用性高。
附图说明
[0020]下面结合实施例和附图对本技术进行详细说明，其中：
[0021]图1是本技术的锂离子电池内部结构示意图；
[0022]图2是本技术一部分实施例的热熔导电颗粒剖面示意图；
[0023]图3是本技术另一部分实施例的热熔导电颗粒剖面示意图；
[0024]图4是本技术的电阻层安装示意图；
[0025]图5是本技术的加热装置安装示意图；
[0026]图6是本技术的加热装置正面示意图；
[0027]图7是本技术的加热装置剖面示意图；
[0028]附图标记：
[0029]1、正极组件；11、正极集流体；12、正极材料；2、负极组件；21、负极集流体；22、负极材料；3、隔膜；4、过充保护装置；41、正极保护电极；42、负极保护电极；43、绝缘热融层；44、电阻层；45、热熔导电颗粒；451、金属层；452、非金属层；46、加热装置；461、电阻丝；462、绝缘膜。
具体实施方式
[0030]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以
下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0031]如图1所示，本技术提出的过充保护装置4适合应用在电池中，尤其是锂离子电池。以锂离子电池为例，锂离子电池具有壳体、至少一个正极组件1、至少一个负极组件2以及隔膜3等，壳体内填充有电解质，正极组件1和负极组件2均安装在壳体内，相邻的正极组件1和负极组件2相对设置，隔膜3分隔在正极组件1和负极组件2之间，正极组件1由正极集流体11和设于正极集流体11上的正极材料12构成，负极组件2由负极集流体21和设于负极集流体21上的负极材料22构成。以磷酸铁锂离子电池为例，正极集流体11为铝箔，正极材料12为磷酸铁锂等，负极集流体21为铜箔，负极材料22为石墨。
[0032]如图1至3所示，过充保护装置4包括正极保护电极41、负极保护电极42、导电结构以及绝缘热融层43，正极保护电极41与正极组件1并联连接，负极保护电极42与负极组件2并联连接，导电结构设置于正极保护电极41与负极保护电极42之间，绝缘热融层43包覆在导电结构的外部，导电结构在绝缘热融层43受热熔化后导通正极保护电极41与负极保护电极42进行放电，同时旁通正极组件1和负极组件2之间的过充电流，有效起到过充保护的作用。需要说明的是，在一些可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.过充保护装置，其特征在于，包括：与正极组件电连接的正极保护电极、与负极组件电连接的负极保护电极、设置于所述正极保护电极与所述负极保护电极之间的导电结构、包覆所述导电结构的绝缘热融层；所述导电结构在所述绝缘热融层受热熔化后导通所述正极保护电极与所述负极保护电极。2.根据权利要求1所述的过充保护装置，其特征在于，所述正极保护电极和/或所述负极保护电极设有电阻层。3.根据权利要求1所述的过充保护装置，其特征在于，所述绝缘热融层在温度达到120℃以上时熔化以露出所述导电结构。4.根据权利要求1所述的过充保护装置，其特征在于，所述导电结构包括夹持在所述正极保护电极与所述负极保护电极之间的多个热熔导电颗粒，每个所述热熔导电颗粒均具有金属层，所述金属层包覆有所述绝缘热融层。5.根据权利要求4所述的过充保护装置，其特征在于，相邻的热熔导电颗粒通过粘接固定。6.根据权利要求4所述的过充保护装置，其特征在于，所述热熔导电颗粒还具有非金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：余玉英，
申请(专利权)人：邦泰宏图深圳科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：