車輛用高壓電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來說涉及一種車輛用高壓電池，其可以利用具有旁路功能的袋裝斷流裝置(CID，作為過充電安全裝置)，實(shí)現(xiàn)袋裝電池的安全性，從而提高車輛用電池的可銷售性。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著袋裝鋰離子蓄電池的應(yīng)用日益擴(kuò)大，電池的能量密度和單元電池的能量儲存容量逐漸增大。特別地，為了滿足車輛里程的增加所帶來的需求，近年來積極地進(jìn)行研究，以提高車輛用鋰離子蓄電池的能量存儲能力。然而，傳統(tǒng)的袋裝鋰離子蓄電池的問題在于，電池的護(hù)套具有較低的物理強(qiáng)度，并且電池不具備電池等級的安全裝置(CID、PTC、保險絲等)，因此難以實(shí)現(xiàn)具有高能量存儲能力的電池所需的安全性。具體地，當(dāng)車輛電池過充電時，在電池中產(chǎn)生氣體，并且電池內(nèi)的溫度升高，因此在電池內(nèi)部的材料中可能會產(chǎn)生熱失控，從而造成火災(zāi)。此外，在車輛的操作過程中，即使只在一個單元電池中產(chǎn)生異常電池反應(yīng)，在電池組中也可能很容易地產(chǎn)生異常電壓，從而降低車輛的行駛安全性。
[0003]【背景技術(shù)】的內(nèi)容僅僅旨在幫助理解本發(fā)明的背景，并不意圖表示本發(fā)明落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍之內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明牢記相關(guān)技術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明旨在提出一種車輛用高壓電池，其可以利用具有旁路功能的袋裝斷流裝置(CID，作為過充電安全裝置)實(shí)現(xiàn)袋裝電池的安全性，從而提高車輛用電池的可銷售性。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例，一種車輛用高壓電池，包括:陽極片，其被分成靠近電池單元放置的第一部分和靠近端子放置的第二部分；第一部分延伸部，其從第一部分延伸，并被固定到下袋；第二部分延伸部，其從第二部分延伸，并與第一部分延伸部接觸，并且第二部分延伸部的上端被固定到上袋；陰極延伸部，其從陰極片延伸，并與第二部分延伸部的上端間隔開；襯墊，其置于第二部分延伸部與陰極延伸部之間，在襯墊中形成具有參考水平的壓力。
[0006]在上袋與下袋之間的空間可被抽成真空。
[0007]當(dāng)電池單元擴(kuò)大時，上袋與下袋之間的空間擴(kuò)大，并且第二部分延伸部從第一部分延伸部移開，并與陰極延伸部接觸，同時壓縮襯墊。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的車輛用高壓電池，還可包括:殼體，其包圍第一部分延伸部、第二部分延伸部、襯墊以及陰極延伸部。
[0009]第一部分延伸部與第二部分延伸部可位于殼體的下部，陰極延伸部可位于殼體的上部，并且襯墊置于第二部分延伸部與陰極延伸部之間。
[0010]第二部分延伸部的中央部向上突出，并被固定到殼體的上部的中央部，并且殼體的上部的中央部以狹縫狀態(tài)被固定到上袋。
[0011]陰極延伸部和襯墊以此方式，即陰極延伸部和襯墊基于第二部分延伸部的突出的中央部被分為兩側(cè)的方式被形成。
[0012]陰極延伸部具有覆蓋電池單元的板狀，其中陰極延伸部的第一端連接到陰極片，并且陰極延伸部的第二端與第二部分延伸部的上端間隔開。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的車輛用高壓電池，還可包括:陽極延伸部，其具有板狀，并與陰極延伸部表面接觸，其中陽極延伸部的一端連接到陽極片。
[0014]在本發(fā)明中，陰極延伸部或陽極延伸部可以由鋁制成，并且陰極延伸部或陽極延伸部的接觸表面可以經(jīng)陽極化處理。
[0015]在本發(fā)明中，陰極延伸部可以由銅制成，陽極延伸部可以由鋁制成，并且與陰極延伸部接觸的陽極延伸部的接觸表面可經(jīng)陽極化處理。
[0016]根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實(shí)施例的一種車輛用高壓電池，包括:陰極片，其被分成靠近電池單元放置的第一部分和靠近端子放置的第二部分；第一部分延伸部，其從第一部分延伸，并被固定到下袋；第二部分延伸部，其從第二部分延伸，并與第一部分延伸部接觸，并且第二延伸部的上端被固定到上袋；陽極延伸部，其從陽極片延伸，并且與第二部分延伸部的上端間隔開；襯墊，其置于第二部分延伸部和陽極延伸部之間，在襯墊中形成具有參考水平的壓力。
[0017]具有上述結(jié)構(gòu)的車輛用高壓電池具有很多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電池單元的體積異常地擴(kuò)大，并且電池內(nèi)的壓力發(fā)生變化時，在等于或高于預(yù)定水平的壓力下，電池的電路在物理上短接。因此，外部電流中斷，并且電路繞行，因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)電池等級安全和電池組電壓安全。
[0018]與常規(guī)袋裝電池不同，其中，為了避免過充電，使用被設(shè)計成在模塊單元或封裝電池組中限制地使用的安全裝置，本發(fā)明提供一種可以在單個電池中實(shí)現(xiàn)電池等級安全的過充電安全裝置，并可以中斷在單元電池中的異常電池反應(yīng)。
[0019]此外，本發(fā)明在袋裝電池單元內(nèi)部的凝膠卷和引線片之間的剩余空間中增加過充電安全裝置，從而無論是模塊類型電池還是電池組封裝型電池，都能實(shí)現(xiàn)電池等級安全性。
[0020]在本發(fā)明中，由通過袋裝電池的穿透引起的異常內(nèi)部短路由安全性功能板以金屬板內(nèi)部的內(nèi)部短路的形式繞開，從而限制電極材料的燃燒，實(shí)現(xiàn)電池等級安全性。
[0021 ] 此外，本發(fā)明增大袋裝電池的物理強(qiáng)度，從而提高電池的組裝效率和耐久性。
[0022]此外，當(dāng)電池單元中的溫度因電池的內(nèi)部反應(yīng)而升高時，本發(fā)明可以通過利用金屬板有效地進(jìn)行散熱。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，通過下面的【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖，將更加顯而易見，其中:
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛用高壓電池的透視圖；
[0025]圖2和3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛用高壓電池的操作的剖視圖；
[0026]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛用高壓電池的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0028]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的車輛用高壓電池的透視圖。圖2和3是示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的車輛用高壓電池的操作的剖視圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的車輛用高壓電池的剖視圖。
[0029]提供本發(fā)明以實(shí)現(xiàn)袋裝電池的電池等級安全以及車輛的行駛安全。在本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)電池等級的安全性，使用能夠中斷電流以防止電池的過充電引起燃燒的斷流裝置(CID，作為過充電安全裝置)。此外，為實(shí)現(xiàn)穿透的安全性，使用功能安全板。此外，為實(shí)現(xiàn)駕駛安全性，使用3路CID，以繞過已經(jīng)因異常的電池反應(yīng)而通過功能安全板中斷的電流流動，從而防止可能因由短路引起的電池組操作電壓的中斷。因此，本發(fā)明使用具有旁路功能的袋裝CID來實(shí)現(xiàn)袋裝電池的安全性，從而提高車輛用電池的可銷售性。
[0030]如圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的車輛用高壓電池包括陽極片200，其被分成靠近電池單元放置的第一部分202和靠近端子(未示出)放置的第二部分203。第一部分延伸部220從第一部分202延伸，并被固定到下袋420。第二部分延伸部230從第二部分203延伸，與第一部分延伸部220接觸，并且其上端被固定到上袋410。陰極延伸部510從陰極片500延伸，并且與第二部分延伸部230的上端間隔開。襯墊600介于第二部分延伸部230與陰極延伸部510之間，在襯墊600中形成具有參考水平的壓力。
[0031]本發(fā)明的CID是由壓力球操作的3路CID。該3路CID具有三條電路:陽極連接器；陽極凝膠卷連接器(jelly roll connector);以及陰極連接器。在正常電池狀態(tài)下，由于壓力球的膨脹力，陽極被連接到陽極凝膠卷(jelly roll)。然而，在異常的電池狀態(tài)下，在袋中產(chǎn)生氣體，袋的內(nèi)部壓力增大，使得壓力球收縮，并且袋膨脹，從而將陽極連接到陰極，并中斷流經(jīng)袋凝膠卷的電流。
[0032]功能安全板形成在凝膠卷的上、下兩側(cè)，其具有包括連接到陽極的鋁層的層狀結(jié)構(gòu)，并具有經(jīng)陽極化處理的表面以及連接到陰極的銅層。因此，當(dāng)電池被意外穿透時，由陽極和陰極金屬板形成短路路徑，從而從電池單元釋放能量，并防止因穿透引起的電池燃燒。此外，在3路CID被操作時，功能安全板形成將陽極和陰極彼此連接的金屬電路。
[0033]具體地，如圖2所示，本發(fā)明的陽極片200被分成靠近電池單元放置的第一部分202，與靠近端子放置的第二部分203。
[0034]第一部分延伸部220從第一部分202延伸，并被固定到下袋420。第二部分延伸部230從第二部分203延伸，與第一部分延伸部220接觸，在其上端被固定到上袋410。
[0035]陰極延伸部510從陰極片500延伸，并且與第二部分延伸部230的上端間隔開。此夕卜，襯墊600介于第二部分延伸部230與陰極延伸部510之