一种触片组件及基于该触片组件的保护器
阅读说明：本技术 一种触片组件及基于该触片组件的保护器 (Contact piece assembly and protector based on contact piece assembly ) 是由 成明生 顾杰 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于锂电池用敏感保护元器件技术领域,特别涉及一种触片组件及基于该触片组件的保护器,触片组件包括触片和触点,触点为片状结构,触点的片面在尺寸上小于触片的片面,触点整体面面贴合复合于触片的其中一个片面上,触点的片厚为0.03～0.07mm,对触点和触片所形成的整体进行冲顶,从而使该整体形成凸起。保护器包括绝缘座、动触片组件、静触片组件、PTC放置槽、PTC发热元件、感温元件、盖板,其中,动触片组件采用本申请中的触片组件。(The invention belongs to the technical field of sensitive protection components for lithium batteries, and particularly relates to a contact piece assembly and a protector based on the contact piece assembly, wherein the contact piece assembly comprises a contact piece and a contact, the contact is of a sheet structure, the sheet surface of the contact is smaller than the sheet surface of the contact piece in size, the whole surface of the contact is laminated and compounded on one sheet surface of the contact piece, the sheet thickness of the contact is 0.03-0.07 mm, and the whole formed by the contact piece and the contact piece is punched to form a bulge. The protector includes insulator foot, movable contact piece subassembly, quiet contact piece subassembly, PTC standing groove, PTC heating element, temperature-sensing element, apron, and wherein, movable contact piece subassembly adopts the contact piece subassembly in this application.)
技术领域
本发明属于锂电池用敏感保护元器件技术领域，特别涉及一种触片组件及基于该触片组件的保护器。
背景技术
电路中一般将负载与保护器进行串联以对负载进行保护，负载正常工作，即电流流通正常时，保护器内部的静触片上的静触点和动触片上的动触点彼此抵靠接触，当电流过载时，保护器温度升高并通过感温元件的形变推动静触点和动触点相互分离开。
现有技术中，很多都是将触点焊接到触片上从而实现固定，但由于焊接工艺的限制，要求触点自身具有一定厚度，一般触点厚度最少在0.2mm以上，因为太薄会导致触点焊接或铆接变形，但是触点厚度的增加，相应导致了整个保护器厚度及体积的增加，这样的保护器不适合锂电池使用，特别是手机、笔记本等便捷式电子产品用电池，因为这类电池的体积小，导致保护器存在安装不便的问题。此外由于电池充分电流会较大，最大会达25A以上，焊接连接时，触点与触片之间的接触面积却较小，限制了流经电流的能力，导致保护器自身发热，出现保护器动作温度异常，影响电池的正常使用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种触片组件，包括触片和触点，触点为片状结构，触点的片面在尺寸上小于触片的片面，触点整体面面贴合复合于触片的其中一个片面上，触点的片厚为0.03～0.07mm，触点与触片可通过热复合的方式(如温轧等)结合到一起，
触点的材质为银镍合金(AgNi10)，以下简称“银层”，低电压大电流(如DC9V－25A)下具有较好的抗拉弧能力，对于触片，可以采用高导铜，具有价格低廉、温升低、导电性能好的优点；
作为优选：触点和触片复合后，对触点和触片所形成的整体进行冲顶，从而使该整体形成凸起，凸起朝向银层方向，且凸起方向垂直于触点和/或触片的片面，
凸起的形成，有利于保持动触点和静触点之间形成点面或线面接触形式，以保证对接触点有足够的压力(相比于平面与平面之间接触)，提高接触可靠性，这也减少了动触点和静触点分离后再接触时接触位置上的不稳定性，从而减少了打火现象的出现，避免烧坏，
结合附图所示，凸起部的高度在0.1mm～0.12mm，相比于传统焊接型触点的厚度(最少0.2mm以上)还是有明显减小的，这也相应有利于整个保护器厚度及体积的减小，
触点银层与触片通过温轧工艺复合后再经过冲顶，触点银层与触片发生同步的弯曲凸起，同时，申请人实践发现，经过冲顶变形后，银层和触片之间的结合力不会减弱，而是有所增强，进一步保证了使用寿命，
本方案中具体采用滚动式延压实现温轧复合，温轧复合温度为550～700℃，温轧复合的压力为10吨左右，优选8～12吨；冲顶操作是基于平滑挤压半拉伸的原理进行的，采用球面结构的冲头，冲顶压力为25～30吨。
本发明还提供了一种基于上述触片组件的保护器，包括绝缘座、动触片组件、静触片组件、PTC放置槽、PTC发热元件、感温元件、盖板，其中，动触片组件和静触片组件可均采用本发明中的触片组件，也可以是动触片组件和静触片组件中的其中之一采用本发明中的触片组件，
静触片的部分段位于绝缘座的底部并与绝缘座固定连接在一起(与绝缘座为一体注塑成型)，PTC放置槽开设于绝缘座上且位于静触片上方，PTC放置槽的槽底与静触片的上片面相连通，PTC发热元件配合放置于PTC放置槽中，
感温元件设置于PTC发热元件上方，动触片设置在感温元件上方，在感温元件对动触片的支撑状态下，动触点与静触点相互抵靠接触或分离，
盖板设置在动触片的上方，盖板配合绝缘座形成封闭空间，
作为优选：盖板包括支撑片，支撑片固定在盖板的下部，支撑片的片面上设置有两个向下凸起的点，两个向下凸起的点分别为第一点和第二点，第一点在凸起程度上大于第二点，第一点抵靠于动触片的第一段，第二点抵靠或断开动触片的第二段，
作为优选：静触片为折弯结构，与绝缘座固定连接在一起(与绝缘座为一体注塑成型)，折弯结构包括第一边、第二边和第三边，第一边沿自身长度方向的一端经第二边连接第三边长度方向的一端，第一边位于绝缘座的底部，
作为优选：静触片位于第一边区域的片面上设置有向上凸起的支撑点，支撑点向上抵靠至PTC发热元件的底部，
作为优选：动触片上远离动触点的片面上设置有两个沿动触片长度方向排列分布的向下凸起的点，分别为第一接触点和第二接触点，第一接触点和第二接触点分别抵靠或断开感温元件的上部，第一接触点和第二接触点在体积上均小于动触点，
作为优选：动触片上，沿动触片长度方向位于第一接触点和第二接触点之间设置有活动连接点，
作为优选：盖板的周边设置有用于超声波焊接的微小凸起焊接点，绝缘座为船形结构，盖板与绝缘座通过超声波焊接形成封闭空间，盖板通过定位销与动触片进行定位并将动触片卡接在盖板的定位槽内。
本发明的主要设计要点在于：
采用片状结构的银镍合金型材热压复合到触片的片面上作为触点，来替代传统的焊接型触点，即便是在冲顶形成凸起后，触点厚度也是有明显减小，从而相应减小了该触片组件所属的保护器的厚度和体积，增加了保护器安装到设备电路中时的可操作性；
触点银层与触片通过温轧工艺复合后再经过冲顶变形，层间结合力稳固，保证了使用寿命，上述基于这种触片组件所制造出的保护器能通过DC9V－25A 10000次电寿命的检测试验，并且在检测试验后触点银层与触片之间的接触部无异常；
同时由于本发明中的触点以片状形式复合到触片上，相比于传统的焊接型触点，与触片片面之间的接触面积大大增加了，从而增加了触点和触片接触部的导电流能力(由于该处的导电流能力受到触点和触片之间的接触面积的影响，对于传统的焊接型触点来说，触点的水平尺寸足够大时，也能实现与触片的大面积接触，但是如前文所述，焊接对触点的厚度本身有要求，那么在此基础上再增加触点水平尺寸的话，会导致触点的材料用量大大上升，相应增加了材料成本。而使用本方案的触点与触片进行大面积接触时，则不存在这一问题)。
附图说明
图1为本发明的触片组件上，触片与触点所形成的整体层结构经冲顶前的结构示意图(正面剖视)，
图2为本发明的触片组件上，触片与触点所形成的整体层结构经冲顶形成凸起的结构示意图(正面剖视)，
图3为本发明的保护器闭合状态下的内部结构示意图(正视)，
图4为本发明的保护器断开状态下的内部结构示意图(正视)，
图5为本发明的保护器中，动触片组件的结构示意图(正视)。
其中，1─触片，2─触点，3─绝缘座，31─PTC放置槽，4─动触片组件，41─第一接触点，42─第二接触点，43─活动连接点，44─动触片的第一段，45─动触片的第二段，5─静触片组件，51─静触片，511─支撑点，52─静触点，6─PTC发热元件，7─感温元件，8─盖板，81─支撑片，811─第一点，812─第二点。
具体实施方式
需要说明的是，本发明的描述中使用的词语“左”、“右”指的是附图3、4、5中的方向，“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，这些仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如附图1、2所示，本发明的触片组件包括触片1和触点2，触片1为传统片状结构触片，不同的是，触点2也为片状结构(以下也简称为“银层”)，触点2的片面在尺寸上小于触片1的片面，触点2整体面面贴合复合于触片1的其中一个片面上靠近边沿处，成品触片组件中，触点2的片厚为0.05mm，
复合工艺为采用滚动式延压实现温轧复合，温轧复合温度为600℃，温轧复合的压力为10吨，在此基础上，再对触点2和触片1所形成的整体进行冲顶使该整体形成向外的凸起，凸起朝向银层方向，且凸起方向垂直于触点2和/或触片1的片面，冲头为球面结构，面积为0.75*1，冲顶压力为25吨，通过冲顶深度控制凸起高度在0.1mm。
对上述冲顶后所得的复合层凸起结构进行热震试验：
将所得的触片组件置于250℃的加热炉中(惰性气体保护下)热处理60分钟后，取出触片组件并立即浸没于常温水(25℃)中10分钟(常温水用量明显过量)，从水中取出触片组件并擦拭干水分。如此循环，直至观察到银层出现起泡(即出现脱落的迹象)为止，记录下循环次数。
上述触片组件的复合层凸起结构能通过500次上述的热震试验，(放大镜观察)银层无异常。
如附图所示，本发明的保护器包括绝缘座3、动触片组件4、静触片组件5、PTC放置槽31、PTC发热元件6、感温元件7、盖板8，其中，仅动触片组件4采用本实施例中上述的触片组件，即动触片组件4中的触片1(高导铜片)为动触片、触点2(银镍合金)为动触点，静触片组件5包括静触片51和静触点52，
静触片51为折弯结构，与绝缘座3固定连接在一起(与绝缘座3为一体注塑成型)，折弯结构从左到右依次包括第一边、第二边和第三边，第一边沿自身长度方向(左右向)的一端经第二边连接第三边长度方向(左右向)的一端，第一边位于绝缘座3的底部，
PTC放置槽31开设于绝缘座3上且位于静触片51上方，PTC放置槽31的槽底与静触片51的上片面相连通，PTC发热元件6配合放置于PTC放置槽31中，静触片51位于第一边区域的片面上设置有向上凸起的支撑点511，支撑点511向上抵靠支撑着PTC发热元件6，使PTC发热元件6与静触片51更好地接触，
感温元件7设置于PTC发热元件6上方，在左右向尺寸上，感温元件7大于PTC发热元件6及PTC放置槽31，动触片设置在感温元件7上方，动触片沿自身长度方向(左右向)靠右处向下凸起形成动触点，动触片上远离动触点的片面上设置有两个沿动触片长度方向(左右向)排列分布的向下凸起的点，分别为第一接触点41和第二接触点42，第一接触点41和第二接触点42在体积上均小于动触点，第一接触点41和第二接触点42分别向下抵靠支撑或断开感温元件7的上部，反过来也使感温元件7支撑控制动触点与静触点52相互抵靠接触或分离，
动触片上沿动触片长度方向(左右向)位于第一接触点41和第二接触点42之间设置有活动连接点43，当电路出现过流和/或过温，感温元件7发生形变，从而将动触片的第二段抬升，使得动触点和静触点52断开连接，从而使电路开路，从而起到保护电路的作用，
盖板8设置在动触片的上方，盖板8包括支撑片81，支撑片81固定在盖板8的下部(支撑片81与盖板8为一体注塑成型)，支撑片81的片面上设置有两个向下凸起的点，两个向下凸起的点分别为第一点811和第二点812，第一点811抵靠于动触片的第一段，第二点812抵靠或断开动触片的第二段，第一点811在凸起程度上大于第二点812，这为动触片第二段提供了活动空间，
盖板8的周边设置有用于超声波焊接的微小凸起焊接点，绝缘座3为船形结构，盖板8配合绝缘座3通过超声波焊接形成封闭空间，
盖板8通过定位销与动触片进行定位并将动触片卡接在盖板8的定位槽内。
静触片51上穿出绝缘座3的一端连接有外导线，同时，动触片上穿出绝缘座3的一端也连接有外导线(图中未画出)，这样，动触片、动触点、静触点52、静触片51之间形成导电回路。
感温元件7放置在PTC放置槽31中，感温元件5在左右向长度上大于PTC发热元件6及PTC放置槽31，当电路因故障而出现过电流时，PTC发热元件6由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过预设温度时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流迅速减小到安全值，同时，由于PTC发热元件6加热并将热量传递给感温元件7，当温度达到感温元件7的制定温度时，感温元件7发生形变，从而顶起动触片使电路开路，因而可同时起到过温保护和过流保护；
当电路断电后，温度下降，感温元件7恢复形变前的状态，动触片下降，从而使动触点与静触点52恢复到常闭通路状态。
实施例1的保护器能通过DC9V－25A 10000次电寿命的检测试验，并且在检测试验后触点银层与触片之间的接触部无异常。
对照试样检测：
对实施例1中经温轧复合后、但未进行冲顶处理的触片组件(复合部为平面结构，如附图1)直接进行热震试验(试验操作同实施例1中)，在热震试验进行了441次后，就观察到银层出现起泡现象，即银层脱落的迹象；同时，未经过冲顶处理的该触片组件实际用于保护器中时，通电后的开合动作是平面状的接触方式，容易打火烧坏。
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