[发明专利]棱柱形锂离子电池单元的具有双重螺旋圆盘特征的过充电保护系统

说明书

一种棱柱形锂离子电池单元包含具有盖的封装。盖包含：设置在第一端子焊盘下方的第一螺旋圆盘特征；设置在第二端子焊盘下方的第二螺旋圆盘特征；设置在第一螺旋圆盘特征下方的第一反向圆盘；以及设置在第二螺旋圆盘特征下方的第二反向圆盘。第一和第二反向圆盘被配置成响应于封装内的压力大于预定义压力阈值而向上偏转以使第一和第二螺旋圆盘特征移位来分别接触第一和第二端子焊盘，并且经由第一和第二螺旋圆盘特征在第一与第二端子焊盘之间形成外部短路。随后，电力组装件的部分响应于外部短路而出现故障，并中断第一和第二端子焊盘之间的电流流动。

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“OVERCHARGE PROTECTION DEVICES FORPRISMATIC CELLS”的第62/369,718号美国临时申请的优先权和权益，并且主张2016年8月1日申请的名为“OVERCHARGE PROTECTION DEVICES FOR CELLS WITH NEUTRAL CANS”的第62/369,720号美国临时申请的优先权和益处，所述美国临时申请出于所有目的而全文援引并入本文中。

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，本公开涉及棱柱形锂离子电池单元的过充电保护系统。

本部分意在向读者介绍可能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，这些陈述应以此角度来阅读，而不是对现有技术的承认。

电池系统可以向基于化石燃料燃烧而操作的系统提供可行的替代或补充。某些机动车辆(例如，全电动车辆、混合动力电动车辆、微混合动力电动车辆或其它类型的“xEV”)包含电池系统以提供其全部或部分车辆动力。例如，家庭、办公室、建筑和类似场所通常包含可在中央电力故障(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、临时住房或远离电网的其它环境)可能未必连接到电网，并且可能反而依赖于由相对便携的电源(例如，发动机驱动式发电机)供应的能量。对这些环境而言，固定电池系统可以是具有吸引力的替代，不仅因为它们与燃烧过程相比，可以排放相对少的排放物，而且因为其它能源例如风能和太阳能可以耦接到这些固定电池系统以实现能量捕获供稍后使用。

锂离子电池模块通常包含许多锂离子电池单元，所述锂离子电池单元以适当方式电连接在一起以例如在固定或汽车电池系统内存储并提供电荷。在电池模块接收电力时，模块的电池单元充电供稍后使用。然而，在此过程期间，电池单元可以变得过充电，从而在电池单元中以及电池单元周围导致不稳定的状况，潜在地包含电池单元的热失控、破裂、着火和/或爆炸。因此，希望降低对锂离子电池单元过充电的风险，以便降低因这些不稳定的电池单元状况而对电池模块或固定/汽车电力系统造成损坏的风险。

发明内容

下文阐述本文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，并且这些方面意在不限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文可能没有阐述的各方面。

在实施例中，一种棱柱形锂离子电池单元包含封装，该封装具有密封到罐的盖。电力组装件设置在封装内，并且第一端子焊盘(terminal pad)和第二端子焊盘分别设置在盖上方并电耦接到电力组装件。盖包含：设置在第一端子焊盘下方的第一螺旋圆盘特征；设置在第二端子焊盘下方的第二螺旋圆盘特征；设置在第一螺旋圆盘特征下方的第一反向圆盘；以及设置在第二螺旋圆盘特征下方的第二反向圆盘。第一反向圆盘和第二反向圆盘被配置成响应于封装内的压力大于预定义压力阈值而向上偏转以使第一螺旋圆盘特征和第二螺旋圆盘特征移位来分别接触第一端子焊盘和第二端子焊盘，并且经由第一螺旋圆盘特征和第二螺旋圆盘特征在第一端子焊盘与第二端子焊盘之间形成外部短路。随后，电力组装件的部分响应于外部短路而出现故障，并中断第一端子焊盘和第二端子焊盘之间的电流流动。