一种安全保护结构和自平衡帽体的制作方法

1.本发明涉及锂电池领域，具体是涉及一种安全保护结构和自平衡帽体。


背景技术：

2.在锂电池的正常使用生命周期中，为了保障锂电池使用过程中的安全，在锂电池的盖帽处设计有防爆片用于泄压，防爆片设置一定的压力阀值，当锂电池内部的压力超过防爆片的压力阀值时，防爆片会断裂，锂电池的寿命完结。防爆片断裂的情况细分为两种，一种是锂电池未发生异常，锂电池内部的压力是缓慢上升，即随着每次的充放电，锂电池内部的压力以一定的规律提升，直至该内部压力值突破防爆片上的压力阀值，防爆片断裂；另一种是锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升并突破防爆片上的压力阀值，防爆片断裂泄压保证锂电池的使用安全。
3.随着新能源汽车的不断发展，终端用户对于新能源汽车的电池组的使用寿命的要求也在不断提升，致使各大 oem厂商对锂电池的使用寿命也提出了更高的要求。这就出现了一个矛盾点，如果要提升锂电池的使用寿命，就要把防爆片断裂时的压力阀值调高，但是防爆片断裂时的压力阀值调高，也就意味着当锂电池内部的压力在短时间内急剧上升时，防爆片不能及时断裂起到安全保护的作用。例如原压力阀值为1mpa,调高后的压力阀值为3mpa，那么当锂电池内部压力短时间内迅速提升2 mpa（已产生危险，但是锂电池内部压力又没有达到压力阀值3mpa，防爆片不会断裂泄压）时，防爆片就不能及时断裂起到安全保护的作用。也就是说现有技术中的锂电池无法在保证安全性的前提下提升电池寿命。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的锂电池无法在保证安全性的前提下提升电池寿命的技术问题，本技术提出了一种安全保护结构和自平衡帽体，解决了上述技术问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明一方面提供了一种安全保护结构，用于锂电池，包括：连接片，所述连接片的第一侧与锂电池内部的卷芯连接，所述连接片的部分形成焊接区，且所述连接片与卷芯的连接处远离所述焊接区；第一防爆片，所述第一防爆片的第一侧仅通过所述焊接区与所述连接片的第二侧连接，所述第一防爆片的第二侧连接第二防爆片；第二防爆片，所述第二防爆片的第一侧与所述第一防爆片连接，所述第二防爆片的第二侧与锂电池外部连通，使所述焊接区与所述第一防爆片脱离的脱离力阀值小于所述第一防爆片的防爆压力阀值，且所述脱离力阀值也小于所述第二防爆片的防爆压力阀值；平衡腔，所述平衡腔形成在所述第一防爆片和所述第二防爆片之间，所述平衡腔与锂电池内部连通以使锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔并作用在所述平衡腔的内壁，同时，所述连接片上开设过气孔以使锂电池内部气体穿过所述连接片后直接快速地作用在所述平衡腔的外壁。
6.本发明的安全保护结构，连接片的焊接区与第一防爆片断开连接，即焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电，保证安全，同时，第二防爆片和第一防爆片也可以断
裂泄压。实际使用中，分两种情况讨论，第一种情况是锂电池未发生异常，随着锂电池的每一次正常充放电，锂电池内部的气体缓慢膨胀，膨胀的气体缓慢漏入平衡腔，以维持焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡，具体而言，就是锂电池内部的气体作用在焊接区的压力与平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力相同，焊接区就不会从第一防爆片上脱离，即使锂电池内部的气体作用在焊接区的压力值大于焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值，焊接区也不会从第一防爆片上脱离，锂电池内部的气体继续缓慢膨胀，直至平衡腔内的气体作用在第二防爆片的第一侧的压力大于第二防爆片的防爆压力阀值，第二防爆片断裂，平衡腔内的气体压力快速泄去，此时，焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡被打破，锂电池内部的气体作用在焊接区的压力明显大于平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力，第一防爆片产生向平衡腔处弯曲的形变，焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电，实现断电保护，而后第一防爆片断裂，锂电池内部的气体被泄出并完成泄压保护的动作；第二种情况是锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升，由于平衡腔与锂电池内部连通处只能让锂电池内部的气体缓慢漏入，锂电池内部急剧膨胀的气体无法及时进入到平衡腔内以维持焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡，锂电池内部的气体作用在焊接区的压力明显大于平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力，当压差达到焊接区的脱离力阀值，第一防爆片产生向平衡腔处弯曲的形变，焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电以起到保护作用，断电后的锂电池一般内部气体也不再膨胀，即本发明的安全保护结构可以在锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升时，防爆片不断裂就能起到安全保护的作用，即使锂电池内部气体继续膨胀，第一防爆片和第二防爆片也能断裂实现泄压保护作用。在实际运用中，本发明的安全保护结构的焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值的大小与现有技术中的锂电池盖帽的防爆片的防爆压力的大小相同，本发明的安全保护结构的第一防爆片和第二防爆片的防爆压力阀值则大于焊接区的脱离力阀值。综上，本发明的安全保护结构延长了锂电池的正常使用周期，同时，又能在锂电池发生异常时提供足够的安全保护，解决了现有技术中的锂电池无法在保证安全性的前提下提升电池寿命的技术问题。
7.进一步地，所述第一防爆片的防爆压力阀值不小于所述第二防爆片的防爆压力阀值。
8.进一步地，所述第一防爆片的防爆压力阀值大于所述第二防爆片的防爆压力阀值。
9.进一步地，所述连接片的焊接区通过激光焊接的方式与所述第一防爆片连接进一步地，所述连接片的焊接区处打薄。
10.进一步地，所述连接片与第一防爆片的堆叠处通过隔离片5隔离。
11.进一步地，所述第二防爆片与所述第一防爆片通过折弯包边的方式连接，且在连接处留用供锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔的缝隙。
12.进一步地，所述第二防爆片与所述第一防爆片的折弯包边处配置有利于控制缝隙大小的夹层填充材料。
13.进一步地，所述第一防爆片的第一侧上开设有供锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔的微孔。
14.进一步地，所述第一防爆片上开设有易于断裂的第一刻线，所述第一刻线正对所
述连接片上的过气孔，且所述微孔开设在所述第一刻线处。
15.进一步地，所述微孔通过先冲压后挤压缩小的方式开设而成。
16.进一步地，所述第二防爆片与所述第一防爆片通过环形焊接的方式连接，且留有一定角度未焊接以使锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔。
17.进一步地，所述第二防爆片开设有易于断裂的第二刻线，且锂电池内部的气体直接快速地作用在第二刻线处。
18.进一步地，所述第二防爆片的第二侧设置有向电池外部延伸而成的凸起，所述凸起的顶部配置有镍片。
19.本发明的另一方面还提供了一种自平衡帽体，包括上述的安全保护结构。
20.基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：1、本发明的安全保护结构，连接片的焊接区与第一防爆片断开连接，即焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电，保证安全，同时，第二防爆片和第一防爆片也可以断裂泄压。实际使用中，分两种情况讨论，第一种情况是锂电池未发生异常，随着锂电池的每一次正常充放电，锂电池内部的气体缓慢膨胀，膨胀的气体缓慢漏入平衡腔，以维持焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡，具体而言，就是锂电池内部的气体作用在焊接区的压力与平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力相同，焊接区就不会从第一防爆片上脱离，即使锂电池内部的气体作用在焊接区的压力值大于焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值，焊接区也不会从第一防爆片上脱离，锂电池内部的气体继续缓慢膨胀，直至平衡腔内的气体作用在第二防爆片的第一侧的压力大于第二防爆片的防爆压力阀值，第二防爆片断裂，平衡腔内的气体压力快速泄去，此时，焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡被打破，锂电池内部的气体作用在焊接区的压力明显大于平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力，第一防爆片产生向平衡腔处弯曲的形变，焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电，实现断电保护，而后第一防爆片断裂，锂电池内部的气体被泄出并完成泄压保护的动作；第二种情况是锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升，由于平衡腔与锂电池内部连通处只能让锂电池内部的气体缓慢漏入，锂电池内部急剧膨胀的气体无法及时进入到平衡腔内以维持焊接区与第一防爆片连接点的受力平衡，锂电池内部的气体作用在焊接区的压力明显大于平衡腔内的气体作用在第一防爆片的第二侧的压力，当压差达到焊接区的脱离力阀值，第一防爆片产生向平衡腔处弯曲的形变，焊接区从第一防爆片上脱离时，锂电池内部断电以起到保护作用，断电后的锂电池一般内部气体也不再膨胀，即本发明的安全保护结构可以在锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升时，防爆片不断裂就能起到安全保护的作用，即使锂电池内部气体继续膨胀，第一防爆片和第二防爆片也能断裂实现泄压保护作用。在实际运用中，本发明的安全保护结构的焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值的大小与现有技术中的锂电池盖帽的防爆片的防爆压力的大小相同，本发明的安全保护结构的第一防爆片和第二防爆片的防爆压力阀值则大于焊接区的脱离力阀值。综上，本发明的安全保护结构延长了锂电池的正常使用周期，同时，又能在锂电池发生异常时提供足够的安全保护，解决了现有技术中的锂电池无法在保证安全性的前提下提升电池寿命的技术问题。
21.2、本发明的安全保护结构，第一防爆片的防爆压力阀值大于第二防爆片的防爆压力阀值。这样在锂电池未发生异常，锂电池的正常使用寿命到期时，会出现仅第二防爆片断
裂泄压的情形，由于锂电池内部与平衡腔之间的缝隙小，如果仅通过第二防爆片的断裂就可以实现泄压的话，锂电池内部的电解液泄露的也会相应变少，较少的电解液暴露在空气中的话只会慢慢氧化而不会直接起火，从而进一步提高了泄压过程的安全性。
22.3、本发明的安全保护结构，连接片的焊接区处打薄，连接片与第一防爆片之间采用激光焊接的方式进行焊接，且激光焊接后的焊接区与第一防爆片的连接点之间的牢固度是一个直接关系焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值的，焊接区越薄越有利于激光焊接时的牢固度，连接片的焊接区处打薄后设置的脱离力阀值的值会更准确，从而提高了安全防爆的稳定性。
23.4、本发明的安全保护结构，第二防爆片与第一防爆片通过折弯包边的方式连接，且在连接处留用供锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔的缝隙。由于第二防爆片与第一防爆片都是金属材质制成的，在本实施例中被优选为铝，铝和铝之间配合时，过渡配合、甚至是略微挤压的过盈配合仍然无法做到密封，本实施例就是通过这种铝和铝之间的过渡配合或者轻度过盈配合来留出供锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔的缝隙的。
24.5、本发明的安全保护结构，微孔通过先冲压后挤压缩小的方式开设而成。由于微孔的孔径非常小，小于等于一微米，采用直接冲压的方式很难实现，故在生产工艺上采用先冲压后挤压缩小的方式在第一防爆片上开设微孔，从而解决了无法在铝质的防爆片上开设微孔的技术问题。
25.6、本发明的安全保护结构，对于平衡腔与电池内部的连接方式，提供了可选方案，具体地，第二防爆片与第一防爆片通过环形焊接的方式连接，且留有一定角度未焊接以使锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔。第二防爆片与第一防爆片如果是三百六十度焊接，那么平衡腔就变成了密封状态，本实施例中在焊接时留出一定的度数不焊接，以使锂电池内部的气体可以从没有焊接的位置缓慢漏入平衡腔。
26.7、本发明的安全保护结构，对于是否设置连接钢帽，提供了可选的技术方案，第二防爆片的第二侧设置有向电池外部延伸而成的凸起，凸起的顶部配置有连接镍片。在本实施例中，省去了电池盖帽上的连接钢帽，由连接镍片替代连接钢帽用于外部的连接。单粒电池在连接成电池组时，电极处需要连接，连接时主要采用两种工艺，一种是激光焊，通过激光加热焊接，另一种是电阻焊，通过大电流发热焊接，在电阻焊时如果连接的材料都是铝，那么用电阻焊的工艺是无法实现连接的，故本发明提供可选的技术方案，在铝质的第二防爆片上先连接镍片，这样即使通过电阻焊的连接方式，镍材料和铝材料也可以实现连接。
附图说明
27.图1为本技术的安全保护结构的第一个实施例的整体结构示意图；图2为本技术的安全保护结构的第二个实施例的整体结构示意图；图3为本技术的安全保护结构的第三个实施例的整体结构示意图；图4为本技术的安全保护结构的第四个实施例的整体结构示意图。
28.其中：1-连接片，11-焊接区，12-过气孔；2-第一防爆片，21-第一刻线；3-第二防爆片，31-第二刻线，32-凸起；4-平衡腔；5-隔离片；6-连接钢帽。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1-4所示，本发明提供了一种安全保护结构，用于锂电池，包括连接片1、第一防爆片2、第二防爆片3和平衡腔4，连接片1的第一侧与锂电池内部的卷芯连接，连接片1的部分形成焊接区11，且连接片1与卷芯的连接处远离焊接区11，第一防爆片2的第一侧仅通过焊接区11与连接片1的第二侧连接，第一防爆片2的第二侧连接第二防爆片3，第二防爆片3的第一侧与第一防爆片2连接，第二防爆片3的第二侧与锂电池外部连通，使焊接区11与第一防爆片2脱离的脱离力阀值小于第一防爆片2的防爆压力阀值，且脱离力阀值也小于第二防爆片3的防爆压力阀值，平衡腔4形成在第一防爆片2和第二防爆片3之间，平衡腔4与锂电池内部连通以使锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔4并作用在平衡腔4的内壁，同时，连接片1上开设过气孔12以使锂电池内部气体穿过连接片1后直接快速地作用在平衡腔4的外壁。
31.本发明的安全保护结构，连接片1的焊接区11与第一防爆片2断开连接，即焊接区11从第一防爆片2上脱离时，锂电池内部断电，保证安全，同时，第二防爆片3和第一防爆片2也可以断裂泄压。 实际使用中，分两种情况讨论，第一种情况是锂电池未发生异常，随着锂电池的每一次正常充放电，锂电池内部的气体缓慢膨胀，膨胀的气体缓慢漏入平衡腔4，以维持焊接区11与第一防爆片2连接点的受力平衡，具体而言，就是锂电池内部的气体作用在焊接区11的压力与平衡腔4内的气体作用在第一防爆片2的第二侧的压力相同，焊接区11就不会从第一防爆片2上脱离，即使锂电池内部的气体作用在焊接区11的压力值大于焊接区11与第一防爆片2脱离的脱离力阀值，焊接区11也不会从第一防爆片2上脱离，锂电池内部的气体继续缓慢膨胀，直至平衡腔4内的气体作用在第二防爆片3的第一侧的压力大于第二防爆片3的防爆压力阀值，第二防爆片3断裂，平衡腔4内的气体压力快速泄去，此时，焊接区11与第一防爆片2连接点的受力平衡被打破，锂电池内部的气体作用在焊接区11的压力明显大于平衡腔4内的气体作用在第一防爆片2的第二侧的压力，第一防爆片2产生向平衡腔4处弯曲的形变，焊接区11从第一防爆片2上脱离时，锂电池内部断电，实现断电保护，而后第一防爆片2断裂，锂电池内部的气体被泄出并完成泄压保护的动作；第二种情况是锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升，由于平衡腔4与锂电池内部连通处只能让锂电池内部的气体缓慢漏入，锂电池内部急剧膨胀的气体无法及时进入到平衡腔4内以维持焊接区11与第一防爆片2连接点的受力平衡，锂电池内部的气体作用在焊接区11的压力明显大于平衡腔4内的气体作用在第一防爆片2的第二侧的压力，当压差达到焊接区11的脱离力阀值，第一防爆片2产生向平衡腔4处弯曲的形变，焊接区11从第一防爆片2上脱离时，锂电池内部断电以起到保护作用，断电后的锂电池一般内部气体也不再膨胀，即本发明的安全保护结构可以在锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升时，防爆片不断裂就能起到安全保护的作用，即使锂电池内部气体继续膨胀，第一防爆片2和第二防爆片3也能断裂实现泄压保护作用。在实际运用中，本发明的安全保护结构的焊接区11与第一
防爆片2脱离的脱离力阀值的大小与现有技术中的锂电池盖帽的防爆片的防爆压力的大小相同，本发明的安全保护结构的第一防爆片2和第二防爆片3的防爆压力阀值则大于焊接区11的脱离力阀值。综上，本发明的安全保护结构延长了锂电池的正常使用周期，同时，又能在锂电池发生异常时提供足够的安全保护，解决了现有技术中的锂电池无法在保证安全性的前提下提升电池寿命的技术问题。
32.需要说明的是，本发明的安全保护结构可以在锂电池发生异常，锂电池内部的压力在短时间内急剧上升时，防爆片不断裂就能起到安全保护的作用的意义在于：防爆片断裂，锂电池内部的电解液就会泄露，泄露的电解液中含有锂，一旦泄露的电解液过多，遇到空气就会着火，对于锂电池的外部环境也会产生危险因素。随着新能源车的崛起，锂电池的各项指标都对新能源车的终端用户产生着极大的影响。新能源车的整装电池包含串联组和并联组，独立的一粒电池坏，那么必定会影响到整个串联组，但是并联组所受影响则较少，此时新能源车仍旧可以行使一段距离以方便用户将车行驶至就近的站点进行电池维护，但若是损坏的那一粒锂电池伴随着电解液的大量泄露以致整装电池内部起火（整装电池有外部保护层，火苗一般不会直接窜出来），那么车主只能理解停车等待救援了。故在防爆片不断裂的前提下就能实现安全保护对于新能源车领域是有重大意义的。
33.在发明的优选方案中，第一防爆片2的防爆压力阀值不小于第二防爆片3的防爆压力阀值。这样，在上述第一种情况，锂电池未发生异常，锂电池的正常使用寿命到期时，第二防爆片3不会晚于第一防爆片2断裂，会在锂电池上形成一个二段泄压的过程，使得锂电池的泄压过程更为安全。
34.在本发明的进一步优选方案中，第一防爆片2的防爆压力阀值大于第二防爆片3的防爆压力阀值。这样，在上述第一种情况，锂电池未发生异常，锂电池的正常使用寿命到期时，会出现仅第二防爆片3断裂泄压的情形，由于锂电池内部与平衡腔4之间的缝隙小，如果仅通过第二防爆片3的断裂就可以实现泄压的话，锂电池内部的电解液泄露的也会相应变少，较少的电解液暴露在空气中的话只会慢慢氧化而不会直接起火，从而进一步提高了泄压过程的安全性。
35.在本发明的一个优选实施例中，连接片1的焊接区11通过激光焊接的方式与第一防爆片2连接，连接片1和第一防爆片2的材料都为铝，采用电阻焊不易连接，激光焊接则可以较好地实现铝材之间的连接，使得装配工艺更为可靠。具体而言，激光焊接时可采用整圈焊或者是点焊。
36.在本发明的一个优选实施例中，连接片1的焊接区11处打薄，连接片1与第一防爆片2之间采用激光焊接的方式进行焊接，且激光焊接后的焊接区11与第一防爆片2的连接点之间的牢固度是一个直接关系焊接区11与第一防爆片2脱离的脱离力阀值的，焊接区11越薄越有利于激光焊接时的牢固度，即脱离力阀值的值会更准确，从而提高了安全防爆的稳定性。
37.需要说明的是，锂电池的卷芯的极耳是连接在连接片1上的，且极耳是软性的，故极耳必须连接在硬质材料制成的连接片1上，且不能连接在焊接区11，否则极耳会跟随焊接区11一起形变，两者之间无法在物理上分离，起不到断电的作用。同理，极耳如果是直接连接在第一防爆片2上，第一防爆片2翻转时，极耳会形变并跟随第一防爆翻转，两者之间也无法在物理上分离，起不到断电的作用。
38.在本发明的一个具体实施例中，连接片1与第一防爆片2的堆叠处通过隔离片5隔离。这样可以确保连接片1与第一防爆片2只在焊接区11这一处有连接关系，只要焊接区11处断开连接，连接片1与第一防爆片2便断开了连接，连接片1与第一防爆片2在物理上就没有连接点了，从而通过连接片1与第一防爆片2的断开而实现断路。
39.第二防爆片3与第一防爆片2通过折弯包边的方式连接，且在连接处留用供锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔4的缝隙。由于第二防爆片3与第一防爆片2都是金属材质制成的，在本实施例中被优选为铝，铝和铝之间配合时，过渡配合、甚至是略微挤压的过盈配合仍然无法做到密封，本实施例就是通过这种铝和铝之间的过渡配合或者轻度过盈配合来留出供锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔4的缝隙的。
40.在本发明的一个具体实施例中，第二防爆片3与第一防爆片2的折弯包边处配置有利于控制缝隙大小的夹层填充材料，夹层填充材料可以为铝箔、塑料膜等夹层填充材料，由于铝箔、塑料膜等夹层填充材料为柔性材料，具体装配时，更易控制缝隙大小。
41.如图2所示，在本发明的第二个实施例中，第一防爆片2的第一侧上开设有供锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔4的微孔。
42.进一步地，第一防爆片2上开设有易于断裂的第一刻线21，第一刻线21正对连接片1上的过气孔12，且微孔开设在第一刻线21处。一方面第一刻线21正对连接片1上的过气孔12，让锂电池内部的气体可以更为直接快速的作用到第一防爆片2的第一侧，另一方面，微孔开设在第一刻线21处，可以简化加工工艺，节约生产成本。
43.在本发明的一个具体实施例中，微孔通过先冲压后挤压缩小的方式开设而成。由于微孔的孔径非常小，小于等于一微米，采用直接冲压的方式很难实现，故在生产工艺上采用先冲压后挤压缩小的方式在第一防爆片2上开设微孔。
44.如图3所示，在本发明第三个实施例中，第二防爆片3与第一防爆片2通过环形焊接的方式连接，且留有一定角度未焊接以使锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔4。第二防爆片3与第一防爆片2如果是三百六十度焊接，那么平衡腔4就变成了密封状态，本实施例中在焊接时留出一定的度数不焊接，以使锂电池内部的气体可以从没有焊接的位置缓慢漏入平衡腔4。
45.如图3所示，在本发明第三个实施例中，第二防爆片3开设有易于断裂的第二刻线31，且锂电池内部的气体直接快速地作用在第二刻线31处。第二防爆片3的第二刻线31处可以开设在锂电池内部的气体无法直接作用的位置，但缺点是必须等到第一防爆片2的第一刻线21断裂，锂电池内部的气体才能作用到第二防爆片3上，对于防爆泄压，会有一点动作延迟，但是本实施例中，第二防爆片3的第二刻线31处开设在锂电池内部的气体直接作用的位置，提高了泄压速率，增加了锂电池的安全性。
46.如图4所示，在本发明第四个实施例中，第二防爆片3的第二侧设置有向电池外部延伸而成的凸起32，凸起32的顶部配置有连接镍片。在本实施例中，省去了第一个至第三个实施例中电池帽体上的连接钢帽6（如图1-3所示），由连接镍片替代连接钢帽6用于外部的连接。单粒电池在连接成电池组时，电极处需要连接，连接时主要采用两种工艺，一种是激光焊，通过激光加热焊接，另一种是电阻焊，通过大电流发热焊接，在电阻焊时如果连接的材料都是铝，那么用电阻焊的工艺是无法实现连接的，故本发明提供可选的技术方案，在铝质的第二防爆片3上先连接镍片，这样即使通过电阻焊的连接方式，镍材料和铝材料也可以
实现连接。
47.本发明的另一方面还提供了一种自平衡帽体，包括上述的安全保护结构，从而有效地在保证锂电池帽体的前提下提升锂电池的实用寿命。
48.应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种安全保护结构，用于锂电池，其特征在于，包括：连接片（1），所述连接片（1）的第一侧与锂电池内部的卷芯连接，所述连接片（1）的部分形成焊接区（11），且所述连接片（1）与卷芯的连接处远离所述焊接区（11）；第一防爆片（2），所述第一防爆片（2）的第一侧仅通过所述焊接区（11）与所述连接片（1）的第二侧连接，所述第一防爆片（2）的第二侧连接第二防爆片（3）；第二防爆片（3），所述第二防爆片（3）的第一侧与所述第一防爆片（2）连接，所述第二防爆片（3）的第二侧与锂电池外部连通，使所述焊接区（11）与所述第一防爆片（2）脱离的脱离力阀值小于所述第一防爆片（2）的防爆压力阀值，且所述脱离力阀值也小于所述第二防爆片（3）的防爆压力阀值；平衡腔（4），所述平衡腔（4）形成在所述第一防爆片（2）和所述第二防爆片（3）之间，所述平衡腔（4）与锂电池内部连通以使锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔（4）并作用在所述平衡腔（4）的内壁，同时，所述连接片（1）上开设过气孔（12）以使锂电池内部气体穿过所述连接片（1）后直接快速地作用在所述平衡腔（4）的外壁。2.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第一防爆片（2）的防爆压力阀值不小于所述第二防爆片（3）的防爆压力阀值。3.根据权利要求2所述的安全保护结构，其特征在于，所述第一防爆片（2）的防爆压力阀值大于所述第二防爆片（3）的防爆压力阀值。4.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述连接片（1）的焊接区（11）通过激光焊接的方式与所述第一防爆片（2）连接。5.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述连接片（1）的焊接区（11）处打薄。6.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述连接片（1）与第一防爆片（2）的堆叠处通过隔离片（5）隔离。7.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第二防爆片（3）与所述第一防爆片（2）通过折弯包边的方式连接，且在连接处留用供锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔（4）的缝隙。8.根据权利要求7所述的安全保护结构，其特征在于，所述第二防爆片（3）与所述第一防爆片（2）的折弯包边处配置有利于控制缝隙大小的夹层填充材料。9.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第一防爆片（2）的第一侧上开设有供锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔（4）的微孔。10.根据权利要求9所述的安全保护结构，其特征在于，所述第一防爆片（2）上开设有易于断裂的第一刻线（21），所述第一刻线（21）正对所述连接片（1）上的过气孔（12），且所述微孔开设在所述第一刻线（21）处。11.根据权利要求9或10所述的安全保护结构，其特征在于，所述微孔通过先冲压后挤压缩小的方式开设而成。12.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第二防爆片（3）与所述第一防爆片（2）通过环形焊接的方式连接，且留有一定角度未焊接以使锂电池内部的气体缓慢漏入所述平衡腔（4）。13.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第二防爆片（3）开设有易于
断裂的第二刻线（31），且锂电池内部的气体直接快速地作用在第二刻线（31）处。14.根据权利要求1所述的安全保护结构，其特征在于，所述第二防爆片（3）的第二侧设置有向电池外部延伸而成的凸起，所述凸起的顶部配置有镍片。15.一种自平衡帽体，其特征在于，包括如权利要求1-14任意一项所述的安全保护结构。

技术总结
本发明涉及锂电池领域，具体是一种安全保护结构和自平衡帽体，安全保护结构用于锂电池，包括连接片、第一防爆片、第二防爆片和平衡腔，连接片的第一侧与锂电池内部的卷芯连接，连接片的部分形成焊接区，第一防爆片的第一侧仅通过焊接区与连接片的第二侧连接，第一防爆片的第二侧连接第二防爆片，使焊接区与第一防爆片脱离的脱离力阀值小于第一防爆片的防爆压力阀值，且脱离力阀值也小于第二防爆片的防爆压力阀值，平衡腔与锂电池内部连通以使锂电池内部的气体缓慢漏入平衡腔并作用在平衡腔的内壁，连接片上开设过气孔以使锂电池内部气体穿过连接片后直接快速地作用在平衡腔的外壁，解决了锂电池无法在保证安全性的前提下提升寿命的技术问题。升寿命的技术问题。升寿命的技术问题。


技术研发人员：魏文艳 郝世洪 刘元成
受保护的技术使用者：常州武进中瑞电子科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/7/12