專利名稱：用于蓄電池的保險(xiǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于蓄電池的保險(xiǎn)裝置，此蓄電池具有設(shè)置在彈性電池封皮中的
電極組件，還具有至少一個(gè)電接頭。
背景技術(shù)：
蓄電池組通常由多個(gè)、共同連成組或模塊的、任意類型的蓄電池構(gòu)成，例如NiCd、NiMh和Li-Ion，因此也被稱為電池組或電池模塊。由于它特有的高功率以及它特別的高內(nèi)能，具有Li-Ion電池的蓄電池尤其應(yīng)用廣泛。Li-Ion電池(例如應(yīng)用在電動(dòng)工具中)通常構(gòu)成為具有堅(jiān)硬金屬圓筒的圓電池，其借助蓋板進(jìn)行封閉，此蓋板構(gòu)成為電池的極。因?yàn)樵谶@種Li-Ion圓電池工作時(shí)，由于電池內(nèi)部的電化學(xué)進(jìn)程(例如電過載)會(huì)生成氣體，可能會(huì)產(chǎn)生過壓，所以Li-Ion電池可以配備合適的保險(xiǎn)裝置。例如可在其蓋板上設(shè)置保險(xiǎn)閥，在過壓時(shí)為吹掉蒸發(fā)的電解液將此保險(xiǎn)閥打開；和/或設(shè)置斷裂板，在過壓時(shí)將此斷裂板打碎，并中斷圓電池中所屬的電連接。 Li-Ion電池由于金屬圓筒的質(zhì)量會(huì)增大其整個(gè)質(zhì)量，這對(duì)能量的供應(yīng)沒有貢獻(xiàn)，并在相應(yīng)的電池組或電池模塊中由于它的圓形構(gòu)型會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)死區(qū)，因此已知的是，為避免所述的質(zhì)量增大及結(jié)構(gòu)死區(qū)，必要時(shí)動(dòng)用鋰聚合物電池(LiPo電池)。它通常具有電極組件，此電極組件由相互重疊的、片狀的電極構(gòu)成，它們分別通過相應(yīng)的分離器彼此分離，并設(shè)置在彈性的電池封皮中。這種LiPo電池通常是棱柱形的，因此可節(jié)省空間地設(shè)置在所屬電池組或電池模塊的殼體中。 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，與堅(jiān)硬的金屬圓筒相比，這種彈性的電池封皮在蓄電池的體積發(fā)生變化時(shí)(例如上面所述的氣體生成)由于產(chǎn)生的過壓會(huì)膨脹。但這種膨脹是在不可控壓力建立下發(fā)生的，這對(duì)觸發(fā)上述的保險(xiǎn)裝置是必須的，并可能會(huì)損壞或破壞電池封皮，并因此損壞或破壞電或從屬的電池組或電池模塊。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種保險(xiǎn)裝置，其在電池內(nèi)部出現(xiàn)過壓時(shí)，可中斷從屬于蓄電池(其具有彈性電池封皮)的電路，從而避免在工作時(shí)損壞或破壞電池封皮和蓄電池。 此問題通過用于蓄電池的保險(xiǎn)裝置得以解決，此蓄電池具有設(shè)置在彈性電池封皮中的電極組件，還具有至少一個(gè)電接頭。設(shè)置有閉鎖件，此閉鎖件把至少一個(gè)從屬于所述電接頭的第一電觸頭與至少一個(gè)第二電觸頭在可松開的電連接閉鎖。閉鎖件為此這樣構(gòu)成，即在工作時(shí)由于蓄電池的體積變化而使電池封皮膨脹時(shí)，使所述可松開的電連接實(shí)現(xiàn)分離，用來使第二觸頭與第一觸頭分開。 因此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了，在蓄電池電過載時(shí)，在電池內(nèi)部產(chǎn)生過壓且電池封皮因此膨脹時(shí)，可中斷由第一和第二觸頭的可松開的電連接閉合的電路并因此消除過載的后果。
優(yōu)選設(shè)置有支承框架，其具有保持元件，用來固定閉鎖件，其中保持元件把閉鎖件固定在預(yù)定的起始位置上，用來構(gòu)成所述可松開的電連接。第二電觸頭優(yōu)選構(gòu)成為有彈性
的，并通過由閉鎖件施加的擠壓力以預(yù)定的預(yù)應(yīng)力在第一電觸頭的方向上擠壓。在可松開
的電連接分離時(shí)，第二電觸頭通過所述預(yù)定的預(yù)應(yīng)力從第一電觸頭上彈離。 因此，為具有彈性電池封皮的蓄電池提供了一種簡(jiǎn)單且劃算的保險(xiǎn)裝置，借助它
在電池封皮膨脹時(shí)，可安全地將第一觸頭和第二觸頭分離開來。 依照一個(gè)實(shí)施例，支承框架具有彈性的材料并與電池封皮固定相連，支承框架為 此這樣構(gòu)成，即它在電池封皮膨脹時(shí)彈性地變形，以使閉鎖件把所述可松開的電連接分離 開來。 因此本發(fā)明提供了一種構(gòu)造簡(jiǎn)單的保險(xiǎn)裝置，其中電池封皮在膨脹時(shí)通過支承框 架作用在閉鎖件上。 按另一實(shí)施例，支承框架具有預(yù)定數(shù)量的間隔件，它們把支承框架與電池封皮分 隔開來，其中設(shè)置有操縱件，它這樣構(gòu)成，即在電池封皮膨脹時(shí)為了分離可松開的電連接， 此操縱件可以操縱閉鎖件。 因此，在基本剛性的支承框架中，在使用了成本低廉的附加元件的情況下，可使可 松開的電連接實(shí)現(xiàn)分離。 閉鎖件可具有額定斷裂位置并這樣構(gòu)成，即在電池封皮膨脹時(shí)為了分離可松開的
電連接，此閉鎖件可在此額定斷裂位置斷裂。為此可選的是，保持元件為此這樣構(gòu)成，即卡
住閉鎖件，并在電池封皮膨脹時(shí)可使閉鎖件彈出，用來使可松開的電連接實(shí)現(xiàn)分離。 因此，本發(fā)明可使閉鎖件和保持件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且成本有利的構(gòu)造。 依照一個(gè)實(shí)施例，支承框架具有至少一個(gè)固定元件，用來把第一電觸頭固定在支
承框架上。 因此，第一電觸頭可安全且穩(wěn)定地保持在支承框架上。
蓄電池優(yōu)選是鋰聚合物電池。 此外，上面提到的問題還通過這樣的蓄電池得以解決，即此蓄電池具有設(shè)置在彈 性電池封皮中的電極組件和至少一個(gè)電接頭，其中設(shè)置有保險(xiǎn)裝置，用來防止蓄電池的過 載。此保險(xiǎn)裝置具有閉鎖件，此閉鎖件把至少一個(gè)從屬于所述電接頭的第一電觸頭與至少 一個(gè)第二電觸頭在可松開的電連接處閉鎖。閉鎖件為此這樣構(gòu)成，即在工作時(shí)由于蓄電池 的體積變化而使電池封皮膨脹時(shí)，使可松開的電連接實(shí)現(xiàn)分離，用來使第二觸頭與第一觸 頭分開。


借助在附圖中示出的實(shí)施例，在下面的描述中詳細(xì)闡述了本發(fā)明。其中 圖1在剖視圖中示出了在安裝時(shí)的、按第一實(shí)施例所示的具有保險(xiǎn)裝置和蓄電池
的設(shè)備，此蓄電池具有彈性的電池封皮； 圖2示出了圖1的設(shè)備在安裝后的剖視圖； 圖3在剖視圖中示出了在保險(xiǎn)裝置觸發(fā)情況下的、按圖2的設(shè)備； 圖4在剖視圖中示出了安裝后的、按第二實(shí)施例所示的具有保險(xiǎn)裝置和蓄電池的
設(shè)備，此蓄電池具有彈性的電池封皮； 圖5在剖視圖中示出了在保險(xiǎn)裝置松開時(shí)的、按圖4的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了按第一實(shí)施例所示的具有蓄電池110(優(yōu)選LiPo電池)和保險(xiǎn)裝置 120的設(shè)備100，此保險(xiǎn)裝置120是用來防止蓄電池110的過載。蓄電池110具有彈性的電 池封皮114，保險(xiǎn)裝置120如箭頭105所示的一樣固定在此電池封皮114上。電池封皮114 優(yōu)選由具有鋁涂層的塑料膜構(gòu)成。合適的塑料膜例如由三層構(gòu)成，其中在兩個(gè)外部塑料層 之間設(shè)置有內(nèi)部鋁涂層。這三層優(yōu)選彼此焊接。 為了使蓄電池110與其它蓄電池實(shí)現(xiàn)電觸通并構(gòu)成電池組或電池模塊，或?yàn)榱藢?shí) 現(xiàn)蓄電池110的外部觸通，設(shè)置有至少一個(gè)電接頭116。此電接頭116與設(shè)置在電池封皮 114中的電極組件112導(dǎo)電地相連，并通過電池封皮114朝電極組件引導(dǎo)或從電極組件引 出。 依照一個(gè)實(shí)施例，電極組件112具有兩個(gè)或多個(gè)四邊形的、片狀的電極，它們分別 通過合適的分離器彼此分隔。在圖1中，示例性地示出了兩個(gè)借助分離器102彼此分離的 電極101、 103。電極組件112優(yōu)選完全被電池封皮114包圍，其中電池封皮114在電極組件 112的所有棱邊上都具有折邊，它們優(yōu)選粘接在一起。電池封皮114在電極組件112的棱邊 170上優(yōu)選具有至少一個(gè)折邊狀的延長(zhǎng)部172，其從電極組件112延伸出來。為了簡(jiǎn)化，在 下面的附圖中沒有示出電極組件112。 保險(xiǎn)裝置120示例性地具有由彈性材料構(gòu)成的支承框架125，此支承框架125具有 保持元件。此保持元件優(yōu)選具有兩個(gè)彼此相對(duì)置的、爪狀的保持件132、134，它們固定在支 承框架125上，并與它示例性地大致形成U形的構(gòu)造。依照一個(gè)實(shí)施例，支承框架125和保 持件132、 134 —體地由塑料材料制成。 銷釘狀或板狀的固定元件143或144構(gòu)造在保持件132、 134上。此外，至少保持 件132具有槽口 133(例如凹槽)，用來容納或夾持閉鎖件140的端部部位139，此閉鎖件 140構(gòu)成為接板狀。此閉鎖件140設(shè)在保持件132、 134之間，并示例性地具有額定斷裂部位 142。保持件134示例性地具有隆起135，用來固定閉鎖件140。此外，保持件132、 134還具 有從屬的通穿口 137或138。 依照第一實(shí)施例，支承框架125以面向蓄電池110的表面141固定在電池封皮114 上，此表面141為了簡(jiǎn)單后面被稱為底面。底面141在此優(yōu)選粘接在電池封皮114上。但 還需指出，只要在安裝保險(xiǎn)裝置120時(shí)可以避免損壞電池封皮114，則其它的固定方式也是 適合的。 圖2示出了按圖1的設(shè)備IOO，保險(xiǎn)裝置120已在起始位置或閉鎖位置上安裝到 蓄電池110上，閉鎖件140在所述位置上設(shè)置在保持件132、 134之間，并一方面被隆起135 固定住，另一方面保持在槽口 133中。在所述起始位置上，閉鎖件140在可松開的連接225 處將第一電觸頭251和第二電觸頭250閉鎖。 第一電觸頭251通過通穿口 137與第一連接導(dǎo)線216的一個(gè)端部相連，它的另一 個(gè)端部在連接點(diǎn)290上與蓄電池110的電接頭116相連。第二電觸頭250通過通穿口 138 與第二連接導(dǎo)線220的一個(gè)端部相連，它的另一個(gè)端部例如與其它蓄電池的外部觸頭或電 接頭相連，從而例如與其它蓄電池連成電池組或電池模塊。 在此指出，連接導(dǎo)線216、220只是示意性地示出，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的框架內(nèi)，其它的構(gòu)造方案也是可能的。例如，電觸頭251 、250可由連接導(dǎo)線216、220的 端部部位構(gòu)成，它們通過通穿口 137或138導(dǎo)入支承框架125中。電觸頭116也可以具有 這樣的長(zhǎng)度，使得它可以構(gòu)成連接導(dǎo)線216和電觸頭251。 依照一個(gè)實(shí)施例，第一電觸頭251至少局部地借助固定元件143、 144固定在支承 框架125中，優(yōu)選被它們夾住，以防止從支承框架125中滑落。第二電觸頭250優(yōu)選具有彈 性的材料，并在箭頭288的方向上構(gòu)成得有彈性。通過由閉鎖件140在其起始位置上施加 的擠壓力，第二電觸頭250以預(yù)定的預(yù)應(yīng)力在第一電觸頭251的方向上擠壓，在此構(gòu)成可松 開的連接225。第二電觸頭250在此可夾在閉鎖件140和固定元件144之間，以防止從支承 框架125中滑落。 圖3示出了圖2的設(shè)備IOO，其中在工作過程中蓄電池110的體積發(fā)生變化，這會(huì) 導(dǎo)致電池封皮114的膨脹。在此，固定在電池封皮114上的支承框架125優(yōu)選這樣彈性地 變形，即它的底面141基本彎成凹形。 在支承框架125變形時(shí)，閉鎖件140在額定斷裂位置142上斷裂，此閉鎖件140由 保持件134、132保持在隆起135或槽口 133中。可松開的電連接(圖2中的225)在第一 電觸頭和第二電觸頭251、250之間分離，因此第二電觸頭250通過所述預(yù)定的預(yù)應(yīng)力在箭 頭310的方向上從第一電觸頭251上彈離。從而分開了可松開的電連接(圖2中的225)， 從而中斷了通過其閉合的從屬于蓄電池110的電路，以避免蓄電池110在工作過程中的電 過載。 但需指出，在閉鎖件140上應(yīng)用額定斷裂位置142只是示例性，并不是限制本發(fā) 明。在本發(fā)明的框架中，其它相似的可松開的連接處同樣可實(shí)現(xiàn)分離的實(shí)現(xiàn)方式也是可能 的。具有保持件132U34的保持元件例如可這樣構(gòu)成，即閉鎖件140卡鎖在它的起始位置 上，以便在電池封皮114膨脹時(shí)為了分離所述可松開的連接，閉鎖件140可彈出來。
圖4示出了按第二實(shí)施例所示的設(shè)備400，其具有圖1至3所示的蓄電池IIO，還 具有帶操縱件480的保險(xiǎn)裝置420。此保險(xiǎn)裝置420示例性地具有由彈性材料構(gòu)成的支承 框架425，此支承框架425具有保持元件432和壁體元件434，它們固定在支承框架425上 并與支承框架示例性大致形成U形結(jié)構(gòu)。依照一個(gè)實(shí)施例，支承框架425、保持元件432和 壁體元件434是一體地由塑料材料制成。 保持元件432和壁體元件434具有從屬的通穿口 437或438，其中第一電觸頭251 通過通穿口 437與第一連接導(dǎo)線216的一個(gè)端部相連，而第二電觸頭通過通穿口 438與第 二連接導(dǎo)線220的一個(gè)端部相連，如同上面在圖2中所述的一樣。依照一個(gè)實(shí)施例，通穿口 437的尺寸這樣確定，即例如構(gòu)成為接板狀的、具有額定斷裂位置442的閉鎖件440可穿過 此通穿口 437，其中閉鎖件440優(yōu)選把連接導(dǎo)線216夾持在開口 437中。
與圖1至3所示的支承框架125不同的是，支承框架425具有預(yù)定數(shù)量的間隔件 452、454，它們把支承框架425的底面441與蓄電池110的電池封皮114分隔開來。這些間 隔件452、454在圖4中優(yōu)選是底面441上的凸起，在其面向電池封皮114的一側(cè)上粘在電 池封皮114上。但還需指出，只要在安裝保險(xiǎn)裝置420時(shí)可以避免損壞電池封皮114，則其 它的固定方式也是適合的。此外，保險(xiǎn)裝置420可以與蓄電池IIO有預(yù)定的間隔地固定在 所屬的電池組或電池模塊的蓄電池殼體中。 依照一個(gè)實(shí)施例，操縱件480具有固定在底板480上的挺桿484，此挺桿484在起始位置或閉鎖位置上以其自由端部頂靠在閉鎖件440上，而沒有使閉鎖件從起始位置上偏 轉(zhuǎn)出來。底板480優(yōu)選在可松開的連接中位于電池封皮114上，但也可選地固定(例中粘 接)在電池封皮114上。在此起始位置上，閉鎖件440在可松開的電連接225處閉鎖第一 和第二電觸頭251、250，如同在圖2中所述的一樣。 圖3示出了圖4的設(shè)備400，其中在工作過程中蓄電池110的體積發(fā)生變化，這會(huì) 導(dǎo)致電池封皮114的膨脹。在此，操縱件480由電池封皮114在箭頭510的方向上朝閉鎖 件440擠壓，以對(duì)它進(jìn)行操縱，其中閉鎖件440從起始位置偏移出來，直到它在額定斷裂位 置上斷裂。因此，可松開的電連接(圖2中的225)在第一電觸頭和第二電觸頭251、250之 間分離，如同在圖3中所述的一樣。 但需指出，在閉鎖件440上應(yīng)用額定斷裂位置442同樣只是示例性，并不是限制本 發(fā)明。為此可選地，閉鎖件440例如可這樣構(gòu)成，即它通過由操縱件480產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)只是彈 性地變形，因而可松開的連接(圖2中的225)可實(shí)現(xiàn)分離。
權(quán)利要求
一種用于蓄電池(110)的保險(xiǎn)裝置(120)，此蓄電池具有設(shè)置在彈性電池封皮(114)中的電極組件(112)和至少一個(gè)電接頭(116)，其特征在于，設(shè)置有閉鎖件(140)，此閉鎖件把至少一個(gè)從屬于所述電接頭(116)的第一電觸頭(251)與至少一個(gè)第二電觸頭(250)在可松開的電連接(225)處閉鎖，其中此閉鎖件(140)為此這樣構(gòu)成，即在工作時(shí)由于蓄電池(110)的體積變化而使電池封皮(114)膨脹時(shí)，使所述可松開的電連接(225)實(shí)現(xiàn)分離，用來使所述第二觸頭(250)與第一觸頭(251)分開。
2. 按權(quán)利要求l所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，設(shè)置有支承框架(125)，該支承框架具 有保持元件(132、134)，用來固定所述閉鎖件(140)，其中所述保持元件(132、 134)把閉鎖 件(140)固定在預(yù)定的起始位置上，用來構(gòu)成所述可松開的電連接(225)。
3. 按權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述第二電觸頭(250)構(gòu)成為有彈性 的，并通過由閉鎖件(140)施加的擠壓力以預(yù)定的預(yù)應(yīng)力朝第一電觸頭(251)的方向擠壓， 其中在所述可松開的電連接(225)分離時(shí)，第二電觸頭(250)通過所述預(yù)定的預(yù)應(yīng)力從第 一電觸頭(251)上彈離。
4. 按權(quán)利要求2或3所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述支承框架(125)具有彈性的材 料并與電池封皮(114)固定相連，其中支承框架(125)為此這樣構(gòu)成，即支承框架在電池封 皮(114)膨脹時(shí)彈性地變形，以使閉鎖件(140)把所述可松開的電連接(225)分離開來。
5. 按權(quán)利要求2或3所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述支承框架(425)具有預(yù)定數(shù)量 的間隔件(452、454)，所述間隔件把支承框架(425)與電池封皮(114)分隔開來，其中設(shè)置 有操縱件(480)，該操縱件這樣構(gòu)成，即在電池封皮(114)膨脹時(shí)為了分離所述可松開的電 連接(225)，此操縱件(480)能夠操縱閉鎖件(440)。
6. 按權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述閉鎖件(140)具有額 定斷裂位置(142)，其中閉鎖件(140)為此這樣構(gòu)成，即在電池封皮(114)膨脹時(shí)為了分離 所述可松開的電連接(225)，此閉鎖件能在此額定斷裂位置(142)斷裂。
7. 按權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述保持元件(132U34) 為此這樣構(gòu)成，即卡住閉鎖件(140)，并在電池封皮(114)膨脹時(shí)能使閉鎖件(140)彈開，用 來使所述可松開的電連接(225)實(shí)現(xiàn)分離。
8. 按權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，所述支承框架(125)具有 至少一個(gè)固定元件(143、144)，用來把所述第一電觸頭(251)固定在支承框架(125)中。
9. 按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)裝置，其特征在于，蓄電池(110)是鋰聚合物 電池。
10. 蓄電池(IIO)，其具有設(shè)置在彈性電池封皮(114)中的電極組件(112)和至少一 個(gè)電接頭(116)，其特征在于，設(shè)置有保險(xiǎn)裝置(120)，用來防止蓄電池的過載，此保險(xiǎn)裝 置(120)具有閉鎖件(140)，此閉鎖件把至少一個(gè)從屬于所述電接頭(116)的第一電觸頭 (251)與至少一個(gè)第二電觸頭(250)在可松開的電連接(225)處閉鎖，其中此閉鎖件(140) 為此這樣構(gòu)成，即在工作時(shí)由于蓄電池(110)的體積變化而使電池封皮(114)膨脹時(shí)，使所 述可松開的電連接(225)實(shí)現(xiàn)分離，用來使所述第二觸頭(250)與第一觸頭(251)分隔開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于蓄電池(110)的保險(xiǎn)裝置(120)，此蓄電池具有設(shè)置在彈性電池封皮(114)中的電極組件(112)和至少一個(gè)電接頭(116)，其中設(shè)置有閉鎖件(140)，此閉鎖件把至少一個(gè)從屬于所述電接頭(116)的第一電觸頭(251)與至少一個(gè)第二電觸頭(250)在可松開的電連接(225)處閉鎖，其中此閉鎖件(140)為此這樣構(gòu)成，即在工作時(shí)由于蓄電池(110)的體積變化而使電池封皮(114)膨脹時(shí)，使所述可松開的電連接(225)實(shí)現(xiàn)分離，用來使所述第二觸頭(250)與第一觸頭(251)分開。
文檔編號(hào)H01M10/0565GK101740746SQ20091022282
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者W·馬賽厄斯 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司