[发明专利]一种锂电池模组的安全防护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池模组，尤其涉及一种用于该锂电池模组的安全防护结构。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

一般来说，为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电，在单体锂离子电池(诸如，圆筒型的锂电池)内设有三重保护机构：一是采用开关元件，当电池内的温度上升时，它的正温度系数(positive temperature coefficient)阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电以抑制短路电流发生；二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止；三是设置安全泄压阀(pressure release valve)，当电池内部压力上升到一定数值时，泄压阀自动打开从而将电池内部的压力导出，以保证电池的使用安全性。锂电池组是串/并联的多个电芯组成，如笔记本电脑的电压为10V以上，容量较大，一般采用3～4个单电池串联就可以满足电压要求，然后再将2～3个串联的电池组并联，以保证较大的容量。同样地，电池组主要透过电源管理系统(Battery Management System，BMS)防止电池过充电、过放电、过温度、过电流和熔断保护；也可设置固定于电芯本体表面的压力传感器，当电芯异常而致壳体膨胀时，压力传感器产生讯号而进一步予以保护。

然而，在现有技术中，不同于圆筒型18650电池，大尺寸、高容量的锂电池并不具备PTC或CID(Current Interruption Device，电流切断器件)等整合于电芯内部的安全保护装置，一般仅配备有泄压阀。当电池发生内部短路异常致使电芯内部产生高温，虽然透过温度侦测或泄压阀能够获得保护，但是电池组间的串并结构并未完全开路，因而可能继续维持充放电回路，使得电池组依旧处于可持续充放电的环境，造成更大的安全问题。

有鉴于此，如何设计一种适用于大尺寸方型锂电池模组(prismatic cell module)的安全防护结构，以解决现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的大尺寸方型锂电池模组所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、锂电池模组的安全防护结构。

依据本发明的一个方面，提供了一种锂电池模组的安全防护结构，所述锂电池模组包括串联或并联连接的一第一电芯和一第二电芯，该安全防护结构包括：

一汇流排，设置在所述锂电池模组的上方，所述汇流排具有一第一端和一第二端，所述第一端电性耦接至所述第一电芯的电极，所述第二端电性耦接至所述第二电芯的电极，

其中，所述汇流排还横跨于泄压阀的上方或侧边，当所述泄压阀因电芯内部压力而作用时，产生的高温高压气体或固体将所述汇流排熔断从而实现断路保护。

在其中的一实施例，所述汇流排为高导电、低熔点的金属或金属合金。

在其中的一实施例，所述汇流排为U型结构，其包括一第一侧边、一连接部和一第二侧边，其中，所述第一侧边和所述第二侧边分别电性耦接至所述第一电芯的电极和所述第二电芯的电极，所述连接部位于所述第一侧边和所述第二侧边之间。

在其中的一实施例，所述连接部的下表面具有刻痕或沟槽。

在其中的一实施例，所述安全防护结构还包括一压力感应装置，位于所述连接部的下表面，当所述泄压阀作用时，产生的高温高压气体使压力感应装置作动以进行安全保护。

在其中的一实施例，所述第一侧边和所述第二侧边为第一金属合金材，所述连接部为第二金属合金材，所述第二金属合金材不同于所述第一金属合金材。

在其中的一实施例，所述连接部还开设有多个孔洞，位于所述泄压阀的正上方以增加汇流排熔断的破坏点。

在其中的一实施例，所述汇流排还包括V型槽，设置在所述第一侧边与所述连接部的交界位置，和/或所述第二侧边与所述连接部的交界位置。

在其中的一实施例，所述汇流排包括多个V型槽，间隔设置于所述汇流排的上表面。

在其中的一实施例，所述汇流排以螺丝锁附或铆接方式进行固定。