一种PTC外置结构的高安全性锂动力电池的制作方法

一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池
技术领域
1.本实用新型涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池。


背景技术：

2.近年来，新能源汽车产销量迎来爆发式增长，带动了动力电池行业的快速发展。锂动力电池作为新能源汽车的“心脏”，高能量密度一直是电池行业的追求，而随着电池能量密度的提高所带来的安全问题受到了行业人员的重视。
3.锂动力电池不仅有着能量密度高、使用寿命长的主流特点，还在绿色环保、安全稳定方面有突出表现。锂动力电池的充放电在绝大部分时间里表现稳定，然而电池的内部组成和充放电时的化学反应也注定会有一定的安全风险。短路是锂离子动力电池最常见的故障，当短路发生时，大电流导致回路中热量快速积累，烧毁线路，引起失火。同时大电流导致电池内部同样产生高温，进而使电池内部压力骤增，甚至发生爆炸等风险。
4.因此，提升锂离子动力电池的安全性能，尤其是对短路的针对性防护方面显得尤为重要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池。
6.本实用新型的技术方案：一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，包括由壳体、卷芯、端盖与导电组件所构成的电池主体，所述导电组件包括设置于壳体内部的汇流条及设置于壳体外部的塑胶托板，所述塑胶托板的内部自下而上依次设置有下导电片、ptc片、上导电片与上塑胶板，所述塑胶托板的顶端安装有上盖板，上盖板的圆心处设置有极柱，所述上盖板上设置有多个用于固定的铆钉，且铆钉的底端延伸入壳体的内部，并设置于汇流条上。
7.优选的，所述卷芯设置于壳体的内部，且卷芯位于汇流条的下方。
8.优选的，所述端盖包括有下塑胶板与下盖板，所述下塑胶板设置于汇流条的顶部，所述下盖板设置于下塑胶板的顶部，并完成对壳体的末端封盖。
9.优选的，所述塑胶托板固定连接于下盖板的顶部外壁上，所述上盖板的圆心处开设有孔洞，所述极柱设置于孔洞中，且孔洞中设置有用于绝缘的密封圈一，所述极柱的底端穿过上塑胶板，并接触于上导电片上。
10.优选的，所述孔洞的四周设置有多个位于上盖板上的通孔，通孔的底部依次贯穿上塑胶板、上导电片、ptc片、下导电片及塑胶托板的底部壳壁，所述通孔的下方开设有位于端盖上的贯穿孔。
11.优选的，所述铆钉的顶端穿过贯穿孔与通孔，所述贯穿孔中设置有密封圈三，所述通孔中设置有密封圈二。
12.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：
13.通过外置的ptc片结构，其锂动力电池内部电流过大时起到降流作用，进而有效的防止因电流过大而导致的电池爆炸、起火、漏液等现象的出现。同时ptc片结构的外置，避免了ptc片发热对电池内部的影响。
附图说明
14.图1给出本实用新型一种实施例的立体结构示意图；
15.图2为图1的局部正面剖视结构示意图；
16.图3为图2的a处局部结构放大示意图。
17.附图标记：1、电池主体；11、壳体；12、卷芯；13、端盖；131、下塑胶板；132、下盖板；14、导电组件；141、汇流条；142、塑胶托板；143、下导电片；144、ptc片；145、上导电片；146、上塑胶板；147、上盖板；148、铆钉；149、极柱。
具体实施方式
18.下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。
19.实施例一
20.如图1-3所示，本实用新型提出的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，包括由壳体11、卷芯12、端盖13与导电组件14所构成的电池主体1。导电组件14包括设置于壳体11内部的汇流条141及设置于壳体11外部的塑胶托板142。塑胶托板142的内部自下而上依次设置有下导电片143、ptc片144、上导电片145与上塑胶板146。塑胶托板142的顶端安装有上盖板147，上盖板147的圆心处设置有极柱149。上盖板147上设置有多个用于固定的铆钉148，且铆钉148的底端延伸入壳体11的内部，并设置于汇流条141上。
21.本实施例中，铆钉148的设置范围为二至六个，在本实施例中采用两个。
22.本实施例中，铆钉148采用通过带有台阶结构的铆钉进行固定，铆钉148的台阶上部分不导电，台阶以下部分导电。
23.本实施例中，ptc片144(厚度在0.1-3mm之间)，是一种两面焊接镀镍铜箔的具有高分子结构的材料。ptc片144采用串联的方式紧密贴合导电金属片，设计在端盖13的外部以避免ptc片144产生的热量对电池内部结构和电解液，隔膜及活性等物质的影响，有利于散热，保护电池性能。
24.基于实施例一的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池工作原理是：在电池主体1正常工作时，工作电流不超过80a，此时ptc片144不启动，电阻不超过0.5mω，温升不超过20℃。当出现短路或其他异常情况，比如电池主体1内的电流达到120a时，ptc片144电阻快速增大，最终阻值增加了1000倍以上，阻止电流通过，实现对电池主体1和回路的保护。ptc片144的动作电流在100a-160a之间，动作温度达到90℃-120℃。ptc片144保护可以反复使用，电池回路断开后ptc片温度下降至环境温度，就恢复到低阻值的状态，可以在电池主体1达到动作电流时再次启动保护电池主体1。
25.实施例二
26.如图2-3所示，基于实施例一的基础上，本实施例还包括：卷芯12设置于壳体11的内部，且卷芯12位于汇流条141的下方。端盖13包括有下塑胶板131与下盖板132，下塑胶板
131设置于汇流条141的顶部，下盖板132设置于下塑胶板131的顶部，并完成对壳体11的末端封盖。塑胶托板142固定连接于下盖板132的顶部外壁上，上盖板147的圆心处开设有孔洞。极柱149设置于孔洞中，且孔洞中设置有用于绝缘的密封圈一。极柱149的底端穿过上塑胶板146，并接触于上导电片145上。
27.本实施例中，ptc片144的上下通过绝缘的上塑胶板146和塑胶托板142进行密封，上塑胶板146和塑胶托板144耐电解液，耐高温150℃以上，安全可靠。
28.实施例三
29.如图3所示，基于上述实施例一或二，本实施例还包括：孔洞的四周设置有多个位于上盖板147上的通孔。通孔的底部依次贯穿上塑胶板146、上导电片145、ptc片144、下导电片143及塑胶托板142的底部壳壁，通孔的下方开设有位于端盖13上的贯穿孔。铆钉148的顶端穿过贯穿孔与通孔，贯穿孔中设置有密封圈三，通孔中设置有密封圈二。
30.本实施例中，密封圈一、密封圈二与密封圈三都是用于体现绝缘效果的材料，进而其均采用橡胶材料制成。
31.本实施例中，上导电片145与下导电片143分别位于ptc片144的上下侧面，与ptc片144紧密结合，用于将对接的电流均匀传导至ptc片144上，同时对ptc片144具有支撑的作用。
32.上述具体实施例仅仅是本实用新型的几种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

技术特征：
1.一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，包括由壳体(11)、卷芯(12)、端盖(13)与导电组件(14)所构成的电池主体(1)，其特征在于：所述导电组件(14)包括设置于壳体(11)内部的汇流条(141)及设置于壳体(11)外部的塑胶托板(142)，所述塑胶托板(142)的内部自下而上依次设置有下导电片(143)、ptc片(144)、上导电片(145)与上塑胶板(146)，所述塑胶托板(142)的顶端安装有上盖板(147)，上盖板(147)的圆心处设置有极柱(149)，所述上盖板(147)上设置有多个用于固定的铆钉(148)，且铆钉(148)的底端延伸入壳体(11)的内部，并设置于汇流条(141)上。2.根据权利要求1所述的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述卷芯(12)设置于壳体(11)的内部，且卷芯(12)位于汇流条(141)的下方。3.根据权利要求1所述的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述端盖(13)包括有下塑胶板(131)与下盖板(132)，所述下塑胶板(131)设置于汇流条(141)的顶部，所述下盖板(132)设置于下塑胶板(131)的顶部，并完成对壳体(11)的末端封盖。4.根据权利要求3所述的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述塑胶托板(142)固定连接于下盖板(132)的顶部外壁上，所述上盖板(147)的圆心处开设有孔洞，所述极柱(149)设置于孔洞中，且孔洞中设置有用于绝缘的密封圈一，所述极柱(149)的底端穿过上塑胶板(146)，并接触于上导电片(145)上。5.根据权利要求4所述的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述孔洞的四周设置有多个位于上盖板(147)上的通孔，通孔的底部依次贯穿上塑胶板(146)、上导电片(145)、ptc片(144)、下导电片(143)及塑胶托板(142)的底部壳壁，所述通孔的下方开设有位于端盖(13)上的贯穿孔。6.根据权利要求5所述的一种ptc外置结构的高安全性锂动力电池，其特征在于：所述铆钉(148)的顶端穿过贯穿孔与通孔，所述贯穿孔中设置有密封圈三，所述通孔中设置有密封圈二。

技术总结
本实用新型涉及一种PTC外置结构的高安全性锂动力电池，属于锂离子动力电池技术领域。其主要针对现有产品中缺乏短路保护的问题，提出如下技术方案，包括由壳体、卷芯、端盖与导电组件所构成的电池主体，所述导电组件包括设置于壳体内部的汇流条及设置于壳体外部的塑胶托板，所述塑胶托板的内部自下而上依次设置有下导电片、PTC片、上导电片与上塑胶板，所述塑胶托板的顶端安装有上盖板，上盖板的圆心处设置有极柱。本实用新型通过外置的PTC片结构，其锂动力电池内部电流过大时起到降流作用，进而有效的防止因电流过大而导致的电池爆炸、起火、漏液等现象的出现。同时PTC片结构的外置，避免了PTC片发热对电池内部的影响。避免了PTC片发热对电池内部的影响。避免了PTC片发热对电池内部的影响。


技术研发人员：李宝玉 谢群 徐爽
受保护的技术使用者：实联长宜淮安科技有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/9/16