一種鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰電池模組，尤其涉及一種用于該鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
[0003]一般來說，為了避免因使用不當(dāng)造成電池過放電或者過充電，在單體鋰離子電池(諸如，圓筒型的鋰電池)內(nèi)設(shè)有三重保護機構(gòu):一是采用開關(guān)元件，當(dāng)電池內(nèi)的溫度上升時，它的正溫度系數(shù)(positive temperature coefficient)阻值隨之上升，當(dāng)溫度過高時，會自動停止供電以抑制短路電流發(fā)生；二是選擇適當(dāng)?shù)母舭宀牧?，?dāng)溫度上升到一定數(shù)值時，隔板上的微米級微孔會自動溶解掉，從而使鋰離子不能通過，電池內(nèi)部反應(yīng)停止；三是設(shè)置安全泄壓閥(pressure release valve)，當(dāng)電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時，泄壓閥自動打開從而將電池內(nèi)部的壓力導(dǎo)出，以保證電池的使用安全性。鋰電池組是串/并聯(lián)的多個電芯組成，如筆記本電腦的電壓為1V以上，容量較大，一般采用3?4個單電池串聯(lián)就可以滿足電壓要求，然后再將2?3個串聯(lián)的電池組并聯(lián)，以保證較大的容量。同樣地，電池組主要透過電源管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)防止電池過充電、過放電、過溫度、過電流和熔斷保護；也可設(shè)置固定于電芯本體表面的壓力傳感器，當(dāng)電芯異常而致殼體膨脹時，壓力傳感器產(chǎn)生訊號而進一步予以保護。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，不同于圓筒型18650電池，大尺寸、高容量的鋰電池并不具備PTC或CID(Current Interrupt1n Device，電流切斷器件)等整合于電芯內(nèi)部的安全保護裝置，一般僅配備有泄壓閥。當(dāng)電池發(fā)生內(nèi)部短路異常致使電芯內(nèi)部產(chǎn)生高溫，雖然透過溫度偵測或泄壓閥能夠獲得保護，但是電池組間的串并結(jié)構(gòu)并未完全開路，因而可能繼續(xù)維持充放電回路，使得電池組依舊處于可持續(xù)充放電的環(huán)境，造成更大的安全問題。
[0005]有鑒于此，如何設(shè)id 種適用于大尺寸方型鋰電池模組(prismatic cellmodule)的安全防護結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的大尺寸方型鋰電池模組所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的、鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)，所述鋰電池模組包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的一第一電芯和一第二電芯，該安全防護結(jié)構(gòu)包括:
[0008]一匯流排，設(shè)置在所述鋰電池模組的上方，所述匯流排具有一第一端和一第二端，所述第一端電性耦接至所述第一電芯的電極，所述第二端電性耦接至所述第二電芯的電極，
[0009]其中，所述匯流排還橫跨于泄壓閥的上方或側(cè)邊，當(dāng)所述泄壓閥因電芯內(nèi)部壓力而作用時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體或固體將所述匯流排熔斷從而實現(xiàn)斷路保護。
[0010]在其中的一實施例，所述匯流排為高導(dǎo)電、低熔點的金屬或金屬合金。
[0011]在其中的一實施例，所述匯流排為U型結(jié)構(gòu)，其包括一第一側(cè)邊、一連接部和一第二側(cè)邊，其中，所述第一側(cè)邊和所述第二側(cè)邊分別電性耦接至所述第一電芯的電極和所述第二電芯的電極，所述連接部位于所述第一側(cè)邊和所述第二側(cè)邊之間。
[0012]在其中的一實施例，所述連接部的下表面具有刻痕或溝槽。
[0013]在其中的一實施例，所述安全防護結(jié)構(gòu)還包括一壓力感應(yīng)裝置，位于所述連接部的下表面，當(dāng)所述泄壓閥作用時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體使壓力感應(yīng)裝置作動以進行安全保護。
[0014]在其中的一實施例，所述第一側(cè)邊和所述第二側(cè)邊為第一金屬合金材，所述連接部為第二金屬合金材，所述第二金屬合金材不同于所述第一金屬合金材。
[0015]在其中的一實施例，所述連接部還開設(shè)有多個孔洞，位于所述泄壓閥的正上方以增加匯流排熔斷的破壞點。
[0016]在其中的一實施例，所述匯流排還包括V型槽，設(shè)置在所述第一側(cè)邊與所述連接部的交界位置，和/或所述第二側(cè)邊與所述連接部的交界位置。
[0017]在其中的一實施例，所述匯流排包括多個V型槽，間隔設(shè)置于所述匯流排的上表面。
[0018]在其中的一實施例，所述匯流排以螺絲鎖附或鉚接方式進行固定。
[0019]采用本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)，其匯流排設(shè)置在鋰電池模組的上方，匯流排的第一端電性耦接至第一電芯的電極，匯流排的第二端電性耦接至第二電芯的電極，匯流排橫跨于泄壓閥的上方或側(cè)邊，當(dāng)泄壓閥因電芯內(nèi)部壓力而作用時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體或固體將匯流排熔斷從而實現(xiàn)斷路保護。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可采用高導(dǎo)電、低熔點的金屬或金屬合金作為匯流排，利用必備的安全泄壓閥并整合其他監(jiān)測組件、保護組件來提供有效的安全防護和斷路保護。當(dāng)泄壓閥因電芯內(nèi)部壓力膨脹而作用時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體或固體將上方的匯流排熔斷，使電池組間的串聯(lián)和/或并聯(lián)結(jié)構(gòu)完全開路。
【附圖說明】
[0020]讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中，
[0021]圖1示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第一實施例；
[0022]圖2A示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第二實施例；
[0023]圖2B示出圖2A的安全防護結(jié)構(gòu)的下表面包含溝槽的示意圖；
[0024]圖3示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第三實施例；
[0025]圖4示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第四實施例；
[0026]圖5示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第五實施例；
[0027]圖6示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第六實施例；以及
[0028]圖7示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第七實施例。
【具體實施方式】
[0029]為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0030]下面參照附圖，對本發(fā)明各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0031]圖1示出本發(fā)明的鋰電池模組的安全防護結(jié)構(gòu)的第一實施例。參照圖1，該鋰電池模組I包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的一第一電芯10和一第二電芯20。本發(fā)明的安全防護結(jié)構(gòu)包括一匯流排32。匯流排32設(shè)置在鋰電池模組I的上方。匯流排32具有一第一端和一第二端，其第一端電性耦接至第一電芯10的電極(諸如，正極P)，第二端電性耦接至第二電芯12的電極(諸如，負極N)。并且，匯流排32還橫跨于泄壓閥(pressure release valve) 30的上方或側(cè)邊，如此一來，當(dāng)泄壓閥30因電芯內(nèi)部壓力膨脹而作用時，產(chǎn)生的高溫高壓氣體或固體將匯流排32熔斷從而實現(xiàn)鋰電池模組I的完全開路保護。
[0032]在一具體實施例中，匯流排32為高導(dǎo)電、低熔點的金屬或金