專利名稱：帶有過壓保護(hù)裝置的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有過壓保護(hù)裝置的電池，并且更具體地涉及諸如鋰離子充電電池等具有過壓電流斷路裝置或組件的充電電池。本發(fā)明還涉及一種用于充電電池的過壓斷路裝置。
背景技術(shù)：
電池是廣泛使用的存儲能量源的形式。一只典型的電池包括正極板組和負(fù)極板組，其中正極板組和負(fù)極板組通過它們各自的電極分別連接到正極輸出端子和負(fù)極輸出端子。這對正極板組和負(fù)極板組包含在電池單元內(nèi)并且浸入在電解質(zhì)中。當(dāng)電池的輸出端子電氣連接時，存儲的能量釋放并在轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)換成電能。當(dāng)電池充電時，電能通過相反的過程被轉(zhuǎn)換成存儲的能量。在這些能量的轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生熱量和氣體，并且電池單元的內(nèi)部壓力可能增加并超過安全極限。為了避免安全風(fēng)險，例如，防止由于過壓引起的爆炸，已知帶有過壓保護(hù)的電池。由于充電鋰電池能量密度高、電池電壓高和保質(zhì)期長，因此對于眾多電子消費品而言，充電鋰電池是優(yōu)選的，并且目前在諸如電動工具、動力自行車和電動汽車等電力應(yīng)用中正變得越來越流行。然而，眾所周知的是，過壓保護(hù)對于維持充電鋰電池的安全使用而言是至關(guān)重要的。專利公開US5，418，082和US4，943，497描述了具有過壓電流斷路裝置的密封電池，其中，電極和端子之間的電流連接是通過焊接組件形成的。當(dāng)內(nèi)部電池的內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時，安全構(gòu)件運轉(zhuǎn)以中斷該焊接連接，從而斷開電池的電流連接。專利公開US5，750, 277描述了具有另一類型的過壓電流斷路裝置的密封電池。在該裝置中，電極和端子之間的電流連接是通過使彈性導(dǎo)電部件推壓在另一導(dǎo)電部件上而形成的。當(dāng)該內(nèi)部電池的內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時，安全構(gòu)件變形并運轉(zhuǎn)以中斷電流連接，從而斷開電池的電流連接。專利公開US7, 186，477描述了具有過壓保護(hù)頂蓋的充電鋰電池，該頂蓋基本上包括安全膜(31)，該安全膜與環(huán)形焊接薄片(33)鉚接以形成電流連接。當(dāng)電池的內(nèi)部壓力超過閾值時，安全膜迅速彈出來中斷電流連接。然而，已知的過壓電流斷路裝置不是很令人滿意。例如，在上面首先提到的焊接式裝置中，因為通常需要大的焊接區(qū)來實現(xiàn)非常低的電阻，所以需要非常高的內(nèi)部壓力來中斷焊接連接并因此斷開電流連接。在彈簧推動裝置中，接觸電阻在電磁壽命期間可以是可變的并且不一致的，以及裝有此種裝置的電池在振動試驗之前表現(xiàn)的不是很好，該振動試驗在電池即將推向消費市場時是必須的。在US7，186，477的鉚接式裝置中，如果安全膜和環(huán)形焊接薄片之間的接觸電阻太低，那么就需要非常高的內(nèi)部壓力來迅速彈出安全膜。因此，有利的是可以為密封電池提供一種改進(jìn)的過壓電流斷路裝置以減少已知裝置中的至少一些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，在此提供包括過壓斷路組件的電池單元或電池，該組件提供電池電極和電池的相應(yīng)電池端子之間的電氣連接，使得電池電流在正常工作條件下能在電池電極和相應(yīng)電池端子之間流動，并且在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力閾值時被設(shè)置成中斷該電氣連接，其中，過壓斷路組件包括在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力閾值時被設(shè)置成變形并中斷電氣連接的壓力傳感表面；其特征在于，該壓力傳感表面包括適用于在檢測到過壓時實現(xiàn)電氣連接中斷變形的預(yù)設(shè)機械薄弱區(qū)圖案。包括此種機械薄弱區(qū)的過壓斷路組件在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)水平時提供快速的電氣斷路。預(yù)設(shè)機械薄弱區(qū)圖案可包括分布在壓力傳感表面上的薄弱線。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值壓力時，該薄弱線提供更敏感和更快速的響應(yīng)。壓力傳感表面可構(gòu)造成:電氣連接中斷變形最初發(fā)生在機械薄弱區(qū)、沿機械薄弱區(qū)發(fā)生或在機械薄弱區(qū)周圍發(fā)生。此種方式在變形發(fā)生時增加了可預(yù)測性。機械薄弱區(qū)圖案可包括刻在壓力傳感表面上的薄弱線。該薄弱線提供了一種圖案，變形可沿該圖案或在該圖案上面發(fā)生。例如，薄弱線可以以徑向方式分布。該徑向分布提供了更有效的壓力傳感表面橫向收縮來實現(xiàn)分離。通過過壓斷路組件的導(dǎo)電部分的緊密機械接合可實現(xiàn)電氣連接，當(dāng)壓力傳感表面由于過壓而變形時，該導(dǎo)電部分脫離機械接合。此種方式適合于實現(xiàn)低接觸電阻和快速分離之間的平衡，以在達(dá)到閾值壓力時實現(xiàn)電流斷路。薄弱區(qū)可設(shè)置成:在由于電池內(nèi)部過壓而變形時通過在薄弱區(qū)周圍使壓力傳感表面變褶皺、擠壓或破碎來減少壓力傳感表面的有效底部面積。有效底部面積的減少引起導(dǎo)電部分之間的分離。此種方式在達(dá)到閾值壓力時便于快速的分離。機械接合可以是導(dǎo)電部分的緊密機械環(huán)抱、壓接或緊扣。這提供了簡單且有效的接合方式。機械接合的接合強度適合于:在電池正常工作條件下將導(dǎo)電部分的接觸電阻限制在適當(dāng)?shù)念A(yù)設(shè)值之下，而在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時允許接合的導(dǎo)電部分的快速分離。薄弱區(qū)設(shè)置成在變形時使壓力傳感表面塌陷或破碎，從而在檢測到電池過壓時中斷電氣連接。壓力傳感表面可在檢測到電池過壓時變形為高低不平、褶皺或部分破碎的狀態(tài)以中斷電氣連接。壓力傳感表面的變形可以是永久的、塑性的或非彈性的。電池單元可包括具有承壓壁的密封金屬罐，該承壓壁為電池單元輸出端子的一部分，以及壓力傳感表面可形成金屬罐承壓壁的一部分。過壓斷路組件可包括第一導(dǎo)電部分，該第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分緊密機械接合，該第一導(dǎo)電部分包括壓力傳感表面，壓力傳感表面的外周被第二導(dǎo)電部分緊密環(huán)抱以形成電流連接。第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分可通過摩擦、擠壓、壓縮接合、補償接合或齒接合進(jìn)行機械接合。
第一導(dǎo)電部分可包括中空凸起或中空突出構(gòu)件，該中空凸起或中空突出構(gòu)件延伸進(jìn)由第二導(dǎo)電部分限定的凹槽，該中空凸起或中空突出構(gòu)件沿其外周側(cè)與限定了凹槽的第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周機械接合以形成機械互鎖。中空突出構(gòu)件的端部表面可以是壓力傳感平面。第一導(dǎo)電部分可包括空心柱塞，該空心柱塞伸進(jìn)由第二導(dǎo)電部分所限定的孔中，第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分之間的機械接合形成在空心柱塞外周側(cè)和第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周之間。該空心柱塞可以是可收縮的或可塌陷的以減少其有效的橫向面積，當(dāng)空心柱塞收縮或塌陷時，該柱塞脫離與第二導(dǎo)電部分的機械接合。第一導(dǎo)電部分的壓力傳感表面可適合于變形，以便增加密封金屬罐的體積來響應(yīng)電池內(nèi)部壓力朝預(yù)設(shè)閾值的增加。該變形是朝同一個方向的，以便中斷機械接合和電流連接。第一導(dǎo)電部分可包括從肩部伸出的頭部，壓力傳感平面形成在頭部的端部上；以及第二導(dǎo)電部分可包括具有內(nèi)周并且限定了孔的墊圈；以及第一導(dǎo)電部分的頭部與第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周可緊密機械接合，并且在第一導(dǎo)電部分的肩部和第二導(dǎo)電部分的墊圈之間可設(shè)置有絕緣隔離片。第一導(dǎo)電構(gòu)件的頭部可設(shè)置成遠(yuǎn)離第二導(dǎo)電部分的周邊橫向收縮以脫離機械接
口 ο第一導(dǎo)電部分可以永久地附接在電池端子上，以及第二導(dǎo)電部分永久地附接在電池電極上。第一導(dǎo)電部分和第二導(dǎo)電部分可由絕緣隔離片隔開。


通過示例和參考附圖，將在下文描述本發(fā)明的示例性實施例，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的充電鋰電池的局部剖視圖，圖2是圖1所示電池的局部分解視圖，圖3、3A和3B分別是圖1所示電池的俯視圖、仰視圖和沿頂帽部分的線A-A截取的縱向截面圖，圖4和4A分別是圖1所示頂帽部分的絕緣墊圈的俯視圖和縱向截面圖，圖5和5A分別是圖1所示頂帽部分的夾緊擋圈的俯視圖和縱向截面圖，圖6是在裝配有墊圈和夾緊擋圈時圖1所示頂帽部分的剖切透視圖，圖6A是圖6所示頂帽部分的局部剖切的正視圖，圖7A至圖7C是示出安全罩從正常狀態(tài)過渡到塌陷狀態(tài)的示意圖，圖8是裝有本發(fā)明電流斷路組件第二實施例的電池的局部剖切透視圖，以及圖9是圖8所示電池的分解視圖，以及圖1OA至IOC是示出圖8所示電池從正常狀態(tài)過渡到塌陷狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式示例性充電鋰電池單元100(作為在圖1至圖7C中示出的充電電池的示例性實施例)包括容納在金屬罐112內(nèi)的電極板組110。金屬罐112由鋁板或鋁合金制成，其包括與上端部140和下端部160互相連接的周壁，并填充有非水電解質(zhì)。該電極板組包括由絕緣隔離片118隔開的正極板114和負(fù)極板116。電極板114、116和隔離片118共同形成了電池100的電極板組。鋰的過渡金屬氧化物(例如，LiCoO2和LiMnO4)是用作陰極或正極材料的合適材料，而許多碳質(zhì)化合物(例如，焦炭和非石墨化的硬碳)是用作陽極或負(fù)極材料的合適材料。電解質(zhì)是非水電解質(zhì)，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的例如LiBF4或LiPF6鹽和溶劑的混合物。電極板組通過圍繞電極板組的一個縱向端部卷繞而形成滾筒或卷狀并且以緊密配合的方式插入電池殼體，使得其橫截面還遵循金屬罐的內(nèi)部橫截面輪廓。如圖2更具體地示出，正極板114和負(fù)極板116各自的導(dǎo)電電極接線片120、122分別從卷繞的電極板組的上端和下端突出，并且分別與電池單元的頂端部140和底端部160連接以進(jìn)行外部電接觸。更具體地，正極接線片120的自由端通過焊接連接在頂端部140的底面上，以在電池的正極板和正極端子之間形成電氣連接，而負(fù)極接線片122的自由端也通過焊接連接在電池底端部160的上表面上，以在電池的負(fù)極板和負(fù)極端子之間形成電氣連接。在底端部160已經(jīng)焊接在周壁下邊緣之后，在殼體內(nèi)填充電解質(zhì)，然后，通過將頂端部140焊接或壓接在周壁的頂端部來密封金屬罐。良好的密封確保了電解質(zhì)在殼體內(nèi)良好的保存，從而確保較長的電池保質(zhì)期和工作壽命。參考圖1至圖6，頂端部140包括同軸裝配的安全罩(或安全帽)142、絕緣墊圈144和夾緊擋圈146。安全罩142包括朝電極板軸向延伸并且被肩部154周向環(huán)繞的中空突出頭部152。肩部的外周被邊緣154和環(huán)繞邊緣的直立圓周圍欄環(huán)繞，并且在遠(yuǎn)離頭部152的自由端的相反方向上軸向延伸。當(dāng)頂端部140附接在金屬罐體上并形成完整的電池金屬罐時，安全罩142在電池工作期間還限定了電池單元的氣體內(nèi)部的最上面邊界。結(jié)果，安全罩142的外表面(面向電極板和電解質(zhì)的表面)暴露在電池單元內(nèi)部的氣體環(huán)境中并且直接受到電池的內(nèi)部壓力。包括安全罩142、絕緣墊圈144和夾緊擋圈146的組件示出了將在下文中更詳細(xì)說明的過壓斷路組件的實施例。夾緊擋圈146是包括套環(huán)部156的剛性金屬墊圈，該套環(huán)部156限定了適于與頭部152緊密機械耦合的中心孔158。夾緊擋圈中心孔的尺寸略小于頭部152的橫截面尺寸，使得在將頭部152推入或壓入到夾緊擋圈中時，通過鉚接在夾緊擋圈146和安全罩頭部152之間能夠形成緊密的機械夾持。絕緣墊圈144由橡膠或硬塑料制造而成并且被設(shè)置為安全罩142的肩部154和夾緊擋圈146的套環(huán)部156之間的絕緣隔離片。為了增強頭部152和套環(huán)部156之間的機械接合，從而能夠增加接觸可靠性并降低接觸電阻，在套環(huán)部156的內(nèi)部形成徑向貫穿切口，即，在套環(huán)部156的緊鄰中心孔的內(nèi)部形成徑向貫穿切口。分布和設(shè)置徑向切口，使得夾緊擋圈146的內(nèi)部被分成具有可獨立移動的齒的相等部分，當(dāng)將頭部152推入夾緊擋圈146時，可獨立移動的齒用于獨立“咬入”頭部的周壁中。通常，計算或憑經(jīng)驗調(diào)整夾緊擋圈146和安全罩142的頭部152之間的機械接合(或咬合)強度，使得機械夾持足夠緊以能夠經(jīng)受正常的工作內(nèi)部壓力，而在達(dá)到閾值壓力時頭部152橫向塌陷時，“咬入”深度不會過大而阻礙頭部152與夾緊擋圈146的分離。安全罩142是通過將金屬薄片沖壓成倒置的帽子形狀而由一塊金屬薄片一體形成的。帽子的中空、突起且和圓筒形的頭(或凸起)部設(shè)置成頭部朝電池內(nèi)部軸向突出以用作壓力傳感構(gòu)件，其中外表面是壓力傳感表面。此外，中空頭部還用作致動構(gòu)件以在電池內(nèi)部壓力達(dá)到安全或預(yù)設(shè)水平時使電池電流斷開。為了在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)水平時使頭部152能夠與夾緊擋圈迅速分離，如圖3-3A更具體地示出，在安全罩142的頭部152上形成了分布的薄弱區(qū)，其中，實線代表在頭部152的內(nèi)表面上形成的薄弱線，以及虛線代表在頭部152的外表面(面向電池內(nèi)部)上形成的薄弱線。具體地說，每根徑向薄弱線都從頭部中心處開始并且橫向延伸通過頭部而到達(dá)肩部154的邊緣。在本實例中，該徑向薄弱線以均勻的45°夾角交替地刻在頭部152的內(nèi)表面和外表面上。交替分布的薄弱線設(shè)計成:當(dāng)達(dá)到閾值壓力水平時，使頭部152易于圍繞其中心并沿薄弱線折疊變形。更具體地說，頭部152將由于閾值壓力而受到橫向或徑向的收縮，由此,安全罩142與夾緊擋圈146電氣分離以中斷電池電流。如圖1和圖7A所示，正極接線片120經(jīng)由電池頂端部140連接在電池正極端子上。更具體地說，正極接線片120連接在夾緊擋圈146上，而夾緊擋圈146又通過如上所述的機械接合與安全罩142和正極端子連接。因此，只要正極接線片120連接在電池正極端子上，就將保持正常的電池電流連接。另一方面，當(dāng)過壓引起的安全罩142變形破壞了夾緊擋圈146與安全罩142之間的機械接合時，電池的電流連接將會被斷開，其中安全罩的變形將導(dǎo)致夾緊擋圈146與安全罩按照下述方式分離。將參考圖7A至圖7C描述該電池的電流斷路組件的工作。當(dāng)帶有裝配的頂端部140的電池在正常的工作壓力下工作時，電流斷路組件的狀態(tài)是圖7A那樣的狀態(tài)。然而，當(dāng)電池的內(nèi)部壓力例如由于任何原因的過充電、過放電或過熱而上升時，作用在安全罩142外表面上的壓力也上升。當(dāng)內(nèi)部電池上升到預(yù)設(shè)閾值時，安全罩142將開始變形，并且更具體地說，將在分布的薄弱線處或其周圍變形。如圖7B和圖7C所示，由于薄弱線在安全罩142的內(nèi)表面和外表面上的交替設(shè)置，因此當(dāng)由于內(nèi)部壓力增加而引起安全罩142的壓力傳感表面變形時，將形成折痕和褶皺。由于徑向且交替分布的薄弱線，頭部152端部表面的鄰近頭部152外表面上的薄弱線的部分將朝頭部152內(nèi)表面上的薄弱線折疊，從而也朝正極端子向上推動內(nèi)表面上的薄弱線。當(dāng)頭部152的壓力傳感表面充分變形時，頭部152的橫向收縮將足以釋放由夾緊擋圈146機械鎖定的頭部152。結(jié)果，將釋放機械接合和電氣連接,從而導(dǎo)致電池電流的斷開。對于這種2200mAh的示例性鋰電池，閾值壓力被設(shè)定為大約7-9bar。作為比較,在沒有薄弱區(qū)的情況下,釋放機械接合所需的壓力大于lObars。在圖8和圖9中示出了本發(fā)明的充電鋰電池200的第二實施例，其中，相同、類似或等同部件被指定用與第一實施例等同部件的標(biāo)號加上100來表示。在該實施例中，頂端部240通過絕緣帽288與金屬罐212絕緣以連接到電池正極端子上。電流斷路組件(“CIA”)的工作類似于第一實施的工作，并且參考圖1OA至圖1OC而一目了然?？傊?，當(dāng)電池內(nèi)部壓力上升到預(yù)設(shè)閾值時，安全罩142的壓力傳感表面將開始在薄弱區(qū)或其周圍經(jīng)受折痕或折疊變形，從而導(dǎo)致安全罩頭部152的底部面積(footprint)的減少以便于與夾緊擋圈146分離。在以上實施例中，包括安全罩142、242和夾緊擋圈146、246的頂端部140、240組件用來形成電流斷路組件(“CIA”)，該電流斷路組件在電池正常工作時在電池正極端子和正極之間提供正常的電流連接路徑，并且在電池內(nèi)部壓力上升到預(yù)設(shè)閾值時被設(shè)計成破壞電流連接路徑。通常，CIA包括機械接合以在電極和輸出端子之間形成電流連接的第一和第二導(dǎo)電部分。該機械接合適合于使第一和第二導(dǎo)電部分之間的接觸電阻很低以在額定工作電流時降低散熱量，并且機械接合的強度設(shè)置成在電池正常工作期間受到正常內(nèi)部壓力。雖然安全罩142、242和夾緊擋圈146、246分別連接在電池端子和電極板上，但是應(yīng)當(dāng)理解，該連接可以是相反的，這樣安全罩142、242和夾緊擋圈146、246分別連接在電極板和電池端子上。此外，雖然安全罩142、242連接在電池正極端子上，但是安全罩在一般情況下可以連接在電池的負(fù)極端子上。雖然薄弱區(qū)是以刻在安全罩上的徑向線的形式出現(xiàn)，但是應(yīng)認(rèn)識到，可以使用其它形式的機械薄弱區(qū)，例如，分布的凹部或凹槽。此外，雖然夾緊擋圈具有平滑的圓形內(nèi)部邊緣，但是其內(nèi)部邊緣可以是有牙的或鋸齒形的以增強更堅固而又有彈性的夾持。同樣，突出頭部的外周可以制作得與鎖環(huán)的內(nèi)部邊緣補充以獲得更好的夾持。此外，雖然選擇45°的角度間隔作為相鄰薄弱線之間的夾角示例，但是應(yīng)認(rèn)識到，可使用其它的夾角，盡管優(yōu)選的是至少45°的夾角。此外，雖然以上實施例是鋰電池，但是應(yīng)認(rèn)識到，CIA設(shè)計在一般情況下可以在其它類型的電池上，特別是在充電電池上使用。此外，雖然以上描述的是圓柱形電池，但是應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明可應(yīng)用在其它結(jié)構(gòu)的電池上，例如，橢圓形和棱柱形電池。此外，應(yīng)認(rèn)識到，即使對于充電鋰電池，也可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員隨時已知的其它合適的電極板和電解質(zhì)材料。附圖標(biāo)記列表
權(quán)利要求
1.一種包括過壓斷路組件的電池單元，所述組件提供電池電極和電池的相應(yīng)電池端子之間的電氣連接，使得電池電流在正常工作條件下能在所述電池電極和所述相應(yīng)電池端子之間流動，并且被設(shè)置成在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力閾值時中斷所述電氣連接，其中，所述過壓斷路組件包括被設(shè)置成在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力閾值時變形并中斷所述電氣連接的壓力傳感表面；其特征在于，所述壓力傳感表面包括適用于在檢測到過壓時實現(xiàn)所述電氣連接中斷變形的預(yù)設(shè)機械薄弱區(qū)圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述預(yù)設(shè)機械薄弱區(qū)圖案包括分布在所述壓力傳感表面上的薄弱線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池單元，其中，所述壓力傳感表面構(gòu)造成:所述電氣連接中斷變形最初發(fā)生在所述機械薄弱區(qū)、沿所述機械薄弱區(qū)發(fā)生或在所述機械薄弱區(qū)周圍發(fā)生。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述機械薄弱區(qū)圖案包括刻在所述壓力傳感表面上的薄弱線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池單元，其中，所述薄弱線以徑向方式分布。
6.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，通過所述過壓斷路組件的導(dǎo)電部分的緊密機械接合實現(xiàn)所述電氣連接，當(dāng)所述壓力傳感表面由于過壓而變形時，所述導(dǎo)電部分的機械接合分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池單元，其中，所述薄弱區(qū)設(shè)置成:在由于電池內(nèi)部過壓而變形時通過在薄弱區(qū)周圍使所述壓力傳感表面變皺、擠壓或破碎來減少所述壓力傳感表面的有效底部面積，有效底部面積的減少引起所述導(dǎo)電部分之間的分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電池單元，其中，所述機械接合是所述導(dǎo)電部分的緊密機械環(huán)抱、壓接或緊扣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項權(quán)利要求所述的電池，其中，所述機械接合的接合強度適合于；在電池正常工作條件下將所述導(dǎo)電部分的接觸電阻限制在適當(dāng)?shù)念A(yù)設(shè)值之下，而在電池內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時允許接合的導(dǎo)電部分的快速分離。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述薄弱區(qū)設(shè)置成在變形時使所述壓力傳感表面塌陷或破碎，從而在檢測到電池過壓時中斷所述電氣連接。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述壓力傳感表面在檢測到電池過壓時變形為高低不平、褶皺或部分破碎的狀態(tài)以中斷所述電氣連接。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述壓力傳感表面的變形是永久的、塑性的或非彈性的。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述電池單元包括具有承壓壁的密封金屬罐，所述承壓壁為電池單元輸出端子的一部分，其中，所述壓力傳感表面形成所述金屬罐承壓壁的一部分。
14.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述過壓斷路組件包括第一導(dǎo)電部分，所述第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分緊密機械接合，所述第一導(dǎo)電部分包括壓力傳感表面，所述壓力傳感表面的外周被所述第二導(dǎo)電部分緊密環(huán)抱以形成所述電流連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其中，所述第一導(dǎo)電部分和所述第二導(dǎo)電部分通過摩擦、擠壓、壓縮接合、補償接合或齒接合進(jìn)行機械接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的電池單元，其中，所述第一導(dǎo)電部分包括中空凸起或中空突出構(gòu)件，所述中空凸起或中空突出構(gòu)件延伸進(jìn)由所述第二導(dǎo)電部分限定的凹槽，所述中空凸起或中空突出構(gòu)件沿其外周側(cè)與限定了凹槽的所述第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周機械接合以形成機械互鎖。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池單元，其中，所述中空突出構(gòu)件的端部表面是所述壓力傳感平面。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述第一導(dǎo)電部分包括空心柱塞，所述空心柱塞伸進(jìn)由所述第二導(dǎo)電部分所限定的孔中，所述第一導(dǎo)電部分和所述第二導(dǎo)電部分之間的機械接合形成在所述空心柱塞外周側(cè)和所述第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池，其中，所述空心柱塞是可收縮的或可塌陷的以減少其有效的橫向面積，當(dāng)所述空心柱塞收縮或塌陷時，所述柱塞脫離與所述第二導(dǎo)電部分的機械接合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池單元，其中，所述第一導(dǎo)電部分的所述壓力傳感表面適合于變形，以便增加所述密封金屬罐的體積來響應(yīng)電池內(nèi)部壓力朝預(yù)設(shè)閾值的增加，所述變形是朝同一個方向的，以便中斷所述機械接合和所述電流連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求14至20中任一項權(quán)利要求所述的電池單元，其中，所述第一導(dǎo)電部分包括從肩部伸出的頭部，所述壓力傳感平面形成在頭部的端部上；以及所述第二導(dǎo)電部分包括具有內(nèi)周并且限定了孔的墊圈；其中，所述第一導(dǎo)電部分的頭部與所述第二導(dǎo)電部分的內(nèi)周緊密機械接合，并且在所述第一導(dǎo)電部分的肩部和所述第二導(dǎo)電部分的墊圈之間設(shè)置有絕緣隔離片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池單元，其中，所述第一導(dǎo)電構(gòu)件的頭部設(shè)置成遠(yuǎn)離所述第二導(dǎo)電部分的周邊橫向收縮以脫離所述機械接合。
23.根據(jù)權(quán)利要求14至22中任一項權(quán)利要求所述的電池，其中，所述第一導(dǎo)電部分永久地附接在電池端子上，以及所述第二導(dǎo)電部分永久地附接在電池電極上。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至23中任一權(quán)利要求所述的電池，其中，所述第一導(dǎo)電部分和所述第二導(dǎo)電部分由絕緣隔離片隔開。
25.—種電池,包括多個根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電池單兀。
26.—種電池或基本上參考附圖描述的電池單元。
全文摘要
一種包括過壓斷路組件的電池，該過壓斷路組件具有壓力傳感表面，該壓力傳感表面被設(shè)置成當(dāng)電池的內(nèi)部壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力閾值時，其變形并中斷電氣連接。該壓力傳感表面包括適合于在檢測到過壓時實現(xiàn)電氣連接中斷變形的預(yù)設(shè)機械薄弱區(qū)圖案。該組件在電池正常工作條件下具有低接觸電阻，而當(dāng)電池內(nèi)部壓力達(dá)到或超過預(yù)設(shè)壓力閾值時允許快速的電流斷路。
文檔編號H01M2/04GK103155211SQ201080068364
公開日2013年6月12日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者凌沛錚 申請人:凌沛錚