[发明专利]电池单元的过充保护组件

说明书

一种电池模块包含多个棱柱形电池单元。每一棱柱形电池单元包含壳体和盖组件，所述壳体容纳电化学活性成份。盖组件包含：盖；端子(96)，穿过盖突起；集流器，电耦接到端子；以及过充保护组件，处于端子与集流器之间。过充保护组件包含物理耦接且电耦接的螺旋圆盘(120)和通气圆盘(117)，其中通气圆盘处于螺旋圆盘与端子之间并且包含凹入结构，由此在通气圆盘与端子之间形成空腔。通气圆盘被配置成在壳体内的压力超过阈值时变形到空腔中并断裂。螺旋圆盘被配置成在通气圆盘变形时将剪切力施加到通气圆盘以有助于通气圆盘断裂而中断电流流动。

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年8月1日申请的名为“锂离子棱柱形电池单元的电流中断(CURRENT INTERRUPT FOR LITHIUM ION PRISMATIC CELL)”的第62/369,716号美国临时申请的优先权和权益，所述美国临时申请出于所有目的而全文以引用方式并入本文中。

背景技术

本公开总的来说涉及电池和电池模块的领域。更具体来说，本公开涉及可在过充事件期间保护电池单元免受热失控的电池单元的特征。

本章希望向读者介绍可与下文所述的本公开的各方面相关的技术的各方面。此论述内容被认为有助于向读者提供背景信息以便于较好地理解本公开的各方面。因此，应理解，这些陈述应从这个角度予以解读，而并不被承认为是现有技术。

固定电池系统可提供对基于化石燃料燃烧而操作的系统的可行替代或补充。例如，住宅、办公室、大楼和类似场所通常包含在中央电力故障(例如，由于恶劣天气)的情形下使用的备用电源，例如，燃气动力发电机。类似地，某些环境(例如，临时办公室、临时房屋或远离电网的其它环境)可不一定连接到电网，而是依赖于来自相对便携的电源(例如，发动机驱动式发电机)的能量源。固定电池系统可以是对这些环境具有吸引力的替代物，这不仅因为它们与燃烧过程相比可排放相对少的排放物，而且因为风和太阳能等其它能源可作用于这些固定电池系统以实现能量捕获供之后使用。

随着技术继续发展，需要对这些应用提供改进的电源(明确地说，电池模块)。例如，电池模块可经受过充测试以确定电池模块及其个别电池单元的边界和/或限制。然而，在某些情形下，对电池模块过充可导致因电池单元的过热或过压而造成的热失控。热失控可使电池模块永久失效，并且因此，需要可防止或阻断热失控的装置。此外，这些电池系统的个别电池单元可特别随着老化而对充电作出不同反应，并且可在操作中在过充事件的情形下容易遭受热失控的影响。因电池单元的过热和/或过压而造成的热失控可产生不稳定工况，所述不稳定工况可传播到电池模块内的邻近电池单元。过充保护机构可保护电池单元和电池模块免受此过热和/或过压影响。

发明内容

下文阐述本文所公开的某些实施例的概述。应理解，呈现这些方面仅是为了向读者提供这些实施例的简要概述，并且这些方面不希望限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能没有阐述的多个方面。

本公开涉及一种电池模块。电池模块包含外壳以及设置在外壳内的多个电池单元。多个电池单元中的每一电池单元包含容纳电池单元的电化学活性成份的壳体以及紧固到壳体的盖组件。盖组件包含：盖；端子，穿过盖突出；集流器，电耦接到端子；以及过充保护组件，设置在端子与集流器之间。过充保护组件包含螺旋圆盘以及物理耦接并电耦接到螺旋圆盘的通气圆盘，其中通气圆盘设置在螺旋圆盘与端子之间并包含凹入结构，由此通过通气圆盘的凹入结构在通气圆盘与端子之间形成空腔，其中通气圆盘经由螺旋圆盘而电耦接到集流器，其中通气圆盘被配置成在壳体内的压力超过阈值时变形到空腔中并断裂，并且其中螺旋圆盘被配置成在通气圆盘变形到空腔中时将剪切力施加到通气圆盘以有助于通气圆盘的断裂并因此中断集流器与端子之间的电流流动。