軟包裝電池組及電芯極耳連接結構的製作方法
2023-10-18 05:32:04 4
軟包裝電池組及電芯極耳連接結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軟包裝電池組及其電芯極耳連接結構。電芯極耳連接結構包括電芯極耳、金屬板、金屬導電板和線束隔離板；線束隔離板封裝在鋰電芯的極耳伸出面上，金屬板固定在線束隔離板背向鋰電芯的表面上；線束隔離板和金屬板上開設有彼此對應的通槽，電芯極耳穿出線束隔離板和金屬板的通槽，彎折後貼合於金屬板背向線束隔離板的表面上；金屬導電板壓緊在金屬板上而將電芯極耳緊密夾持於金屬板和金屬導電板之間。本實用新型通過夾持鎖緊的方式實現電芯極耳的連接，不僅連接穩固、操作簡單，提高了軟包電芯連接的工藝性，而且可以方便快捷地對其中任何一個或多個電芯進行拆卸和更換，大大提高了軟包裝電池組的使用和維護性能。
【專利說明】軟包裝電池組及電芯極耳連接結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電池領域，更具體地說，本實用新型涉及一種電池組電芯極耳連接結構。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會對低碳生活的呼聲高漲，鋰電池的應用也越來越廣泛。軟包裝鋰電池因具有質量小、能量密度高、成本低等優勢，已被模塊化組裝後應用於儲能基站及電動車上。軟包裝鋰電池主要包括鋁塑膜軟包裝鋰電池和異型軟包裝鋰電池，傳統的模塊化組裝是指將多個軟包裝電芯串並聯而組成鋰電池組。
[0003]軟包裝鋰電池的基體厚度較小，其極耳通常為導電性能較好的金屬薄片，如銅片、鋁片和鎳片等。目前，軟包裝鋰電池的串並聯是通過將電芯極耳相互疊加後，通過雷射焊接、超聲波焊接或焊錫等方式進行連接。焊接連接具有連接可靠、結構穩定、自動化程度高等優點，但是，用在電芯極耳的連接上卻存在很多問題，例如:1)焊錫很容易造成極耳表面溫度過高，而且由於熱傳遞作用，鋰電芯內部的溫度也會隨之升高，從而導致電芯的循環性能和穩定性能下降；2)雷射焊接和超聲波焊接都屬於不可逆焊接，焊接後不可拆裝，因此當鋰電池組投入使用後，即使發現其中的某個鋰電芯存在性能差異或是不能正常使用，也無法對問題鋰電芯進行更換，只能任其影響電池組內其它鋰電芯的正常使用，直至導致整個電池組報廢，這無疑會造成資源的浪費，同時也增加了使用成本；3)軟包裝鋰電池的厚度較小，其極耳與極耳的間距也很小，很難滿足雷射焊接和超聲波焊接所需要的空間，這不僅給焊接操作帶來不便，而且電芯極耳也易於在焊接時受到損傷。
[0004]有鑑於此，確有必要提供一種便於拆裝的電池組電芯極耳連接結構。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於:提供一種便於拆裝的電池組電芯極耳連接結構，以解決現有技術中存在的問題。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種電池組電芯極耳連接結構，其包括電芯極耳、金屬板、金屬導電板和線束隔離板；所述線束隔離板封裝在電芯的極耳伸出面上，金屬板固定在線束隔離板背向電芯的表面上；線束隔離板和金屬板上開設有彼此對應的通槽，電芯極耳穿出線束隔離板和金屬板的通槽，彎折後貼合於金屬板背向線束隔離板的表面上；金屬導電板壓緊在金屬板上而將電芯極耳緊密夾持於金屬板和金屬導電板之間。
[0007]作為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的一種改進，所述金屬板和金屬導電板朝向對方的表面上，分別設有相對應的凹陷和凸起，電芯極耳的一部分被夾持在這些彼此咬合的凹陷和凸起之間。
[0008]作為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的一種改進，所述線束隔離板上開設有凹槽，金屬板和金屬導電板收容並緊固於線束隔離板的凹槽中。
[0009]作為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的一種改進，所述金屬板和線束隔離板、金屬導電板和金屬板之間都是通過卡扣和螺釘進行雙重連接的。
[0010]作為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的一種改進，所述線束隔離板上成型有對金屬板的第一端進行限位的限位部，並開設有與金屬板的第二端相對應的螺釘孔；金屬板的第一端成型有與金屬導電板第一端相適配的收容部，第二端開設有螺釘孔；金屬導電板的第二端也開設有與金屬板第二端的螺釘孔相對應的螺釘孔；金屬板的第一端被線束隔離板的限位部限制住水平和豎直移動，金屬導電板的第一端插入金屬板的收容部中而被限位，金屬板和金屬導電板的第二端通過螺釘固定在線束隔離板上。
[0011]為了實現上述目的，本實用新型還提供了一種軟包裝電池組，其包括兩個或更多個電芯、與電芯數量相同的電芯殼體、至少一個金屬板、與金屬板數量相同的金屬導電板和一個線束隔離板；電芯分別收容於電芯殼體中，電芯殼體之間通過連接元件緊固，線束隔離板封裝在鋰電芯的極耳伸出面上；所述金屬板固定在線束隔離板的外表面上，線束隔離板和金屬板開設有彼此對應的通槽，電芯的電芯極耳穿出線束隔離板和金屬板的通槽，彎折後貼合於金屬板背向線束隔離板的表面上，金屬導電板壓緊在金屬板上而將電芯極耳緊密夾持於金屬板和金屬導電板之間。
[0012]作為本實用新型軟包裝電池組的一種改進，所述金屬板和金屬導電板朝向對方的表面上，分別設有相對應的凹陷和凸起，電芯極耳的一部分被夾持在這些彼此咬合的凹陷和凸起之間。
[0013]作為本實用新型軟包裝電池組的一種改進，所述線束隔離板上開設有凹槽，金屬板和金屬導電板收容並緊固於線束隔離板的凹槽中；金屬板和線束隔離板、金屬導電板和金屬板之間都是通過卡扣和螺釘進行雙重連接的。
[0014]作為本實用新型軟包裝電池組的一種改進，所述線束隔離板上成型有對金屬板的第一端進行限位的限位部，並開設有與金屬板的第二端相對應的螺釘孔；金屬板的第一端成型有與金屬導電板第一端相適配的收容部，第二端開設有螺釘孔；金屬導電板的第二端也開設有與金屬板第二端的螺釘孔相對應的螺釘孔；金屬板的第一端被線束隔離板的限位部限制住水平和豎直移動，金屬導電板的第一端插入金屬板的收容部中而被限位，金屬板和金屬導電板的第二端通過螺釘固定在線束隔離板上。
[0015]作為本實用新型軟包裝電池組的一種改進，所述金屬導電板為剛性板。
[0016]與現有技術相比，本實用新型通過金屬板和金屬導電板夾持鎖緊的方式實現電芯極耳的連接，這種方式不僅連接穩固、操作簡單，提高了軟包電芯連接的工藝性，而且可以方便快捷地對其中任何一個或多個鋰電芯進行拆卸和更換，充分保證了整個電池組的使用壽命和使用質量不會受制於其中某一個電芯，大大提高了軟包裝電池組的使用和維護性能，降低了電池組的使用成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型軟包裝電池組、電芯極耳連接結構及其有益效果進行詳細說明。
[0018]圖1為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的金屬板結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的金屬導電板結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型軟包裝電池組的部分組裝示意圖，其中，金屬導電板尚未安裝。[0021]圖4為本實用新型電池組電芯極耳連接結構的一個金屬板在線束隔離板上的組裝結構放大圖。
[0022]圖5為本實用新型軟包裝電池組的完全組裝結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的發明目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，並非為了限定本實用新型。
[0024]請參閱圖1至圖5，本實用新型軟包裝鋰電池組包括兩個或更多個鋰電芯10、與鋰電芯10數量相同的電芯殼體20以及電芯極耳連接結構。其中，電芯極耳連接結構包括一個線束隔離板30、至少一個金屬板40、至少一個金屬導電板50和多個螺釘60。
[0025]鋰電芯10設有向外伸出的電芯極耳，包括正極耳12和負極耳14。正極耳12為厚度0.1mm?0.5mm的招金屬片，負極耳14為厚度0.1mm?0.5mm的銅金屬片。
[0026]電芯殼體20為頂面開口的塑料膠殼，其內的空間用於收容鋰電芯10 ;電芯殼體20上開設有用於固定塑料膠殼的螺釘孔。
[0027]請參閱圖3和圖4，線束隔離板30的材質為ABS+PC，具有較強的阻燃性和絕緣性。線束隔離板30的上表面開設有用於收容金屬板40的凹槽34 ;凹槽34的第一端成型有限制金屬板40水平和豎直位移的限位部，第二端開設有螺釘孔(圖中被金屬板40遮蓋而未示出)，中部則開設有可供鋰電芯10的正極耳12和負極耳14穿出的通槽。
[0028]在圖示實施方式中，第一端的限位部包括水平限位部36和豎直限位部38，水平限位部36是自凹槽34第一端的兩側壁伸入凹槽34內的兩塊凸塊，豎直限位部38為凸伸於第一端兩個槽角上方的兩個四分之一圓形凸片；在其他替換的實施方式中，限位部的形狀和具體位置還可以有所變化，例如，直接成型為與金屬板40的第一端形狀相適配的收容孔；總之，限位部只要能夠限制住金屬板40的水平和豎直移動，避免其在凹槽34中發生位移即可。
[0029]請參閱圖1，金屬板40為長方形，其第一端向上凸起後內部挖空，從而形成一個與金屬導電板50的第一端52相適配的收容部42 ;金屬板40的第二端開設有兩個螺釘孔44。位於金屬板40兩端之間的主體則在中部挖空形成通槽46，通槽46兩側的板體上表面還分別設有一個條形的凹陷48。
[0030]請參閱圖2，金屬導電板50為剛度較強的長方體金屬板，其第一端52與金屬板40的收容部42相適配，第二端則開設有與金屬板40的螺釘孔44相對應的兩個螺釘孔54。金屬導電板50的下表面靠近兩側處各成型有一個條形的凸起56，凸起56的位置和形狀與金屬板40的凹陷48相對應。
[0031]螺釘60為直徑3mm的螺釘。
[0032]請參閱圖3至圖5，組裝時，將鋰電芯10的表面通過超聲波清洗乾淨後，一一對應地裝入電芯殼體20內；然後，按照鋰電芯串並聯設計要求整齊排列電芯殼體20，在兩端放置端板22後，將螺杆依次穿過端板22和電芯殼體20預設的螺釘孔，利用螺母24鎖緊固定，從而將所有電芯殼體20緊固為一體，實現鋰電芯10的固定。之後，將線束隔離板30封裝在鋰電芯10的極耳伸出面上，使鋰電芯10的正極耳12和負極耳14分別通過通槽伸出線束隔離板30 ;將金屬板40 —一對應裝入線束隔離板30的凹槽34中，金屬板40的第一端插入線束隔離板30的豎直限位部38下，其上表面貼合於豎直限位部38的下表面，端壁和兩側壁分別貼合於凹槽34的第一端壁和水平限位部36，因此被牢牢限位在凹槽34中；將自通槽46穿出的正極耳12和負極耳14彎折後貼合在金屬板40的表面上並覆蓋住凹陷48 ；將金屬導電板50放在金屬板40的上表面,其第一端52插入金屬板40的收容部42中，第二端的螺釘孔54與金屬板40的螺釘孔44對齊，此時，金屬導電板50的凸起56也恰好與金屬板40的凹陷48對齊；最後,利用螺釘60將金屬導電板50和金屬板40緊固在線束隔離板30上，完成鋰電池組的組裝。
[0033]金屬導電板50使用剛度較強的長方體金屬板是為了避免其兩端受力時中間上翹，以充分保證金屬導電板50被螺釘60及卡扣鎖緊時能夠以剛體的形式壓住電芯極耳上表面，使得凸起56能夠與金屬板40的凹陷48凸凹鑲嵌，保證電芯極耳連接的緊密性和穩定性。
[0034]在組裝好的鋰電池組中，鋰電芯10的電芯極耳因被緊密夾持於金屬板40和金屬導電板50之間而互相連接，實現鋰電芯10的串聯和/或並聯；而金屬板40和金屬導電板50配合面之間的凹陷48和凸起56咬合結構，也能使得電芯極耳與金屬板40、金屬導電板50之間的接觸更為緊密和充分，有效地保證了連接的穩固性。
[0035]同時，由於電芯極耳連接結構的各元件之間採用的都是卡扣、螺釘等可拆卸的組合方式，因此在鋰電池組使用過程中，如果發現某個鋰電芯10的質量出現問題或是不能正常工作，即可通過拆開螺釘60來取下與該鋰電芯10有關的金屬板40、金屬導電板50,再拆開螺母24抽出固定電芯殼體20的螺杆，便可以輕鬆地取出並更換有問題的鋰電芯10。
[0036]可以預見的是，本實用新型的電芯極耳連接結構不僅能夠應用在軟包裝鋰電池組上，同樣也可以應用在鎳氫、鎳鎘等電池的電芯的組串並聯中。
[0037]通過以上描述可知，本實用新型至少具有以下有益效果:
[0038]I)與錫焊相比，避免了電芯高溫損壞的問題，而且在電芯極耳連接過程中無需額外的原材料，既環保又低成本；
[0039]2)與雷射焊接和超聲波焊接相比，本實用新型電芯極耳連接結構的卡扣和螺釘操作簡單，而且所需空間較小，不會因空間幹涉而導致電芯極耳受損；
[0040]3)可拆卸連接使得鋰電芯的更換變得簡單快捷，提高了軟包裝鋰電池組的使用和維護性能，避免了現有鋰電池組焊接連接後不能對鋰電芯進行更換，出現問題後只能整體報廢的弊端，大大節約了成本。
[0041]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種電池組電芯極耳連接結構，其包括電芯極耳、金屬板、金屬導電板和線束隔離板，其特徵在於:所述線束隔離板封裝在電芯的極耳伸出面上，金屬板固定在線束隔離板背向電芯的表面上；線束隔離板和金屬板上開設有彼此對應的通槽，電芯極耳穿出線束隔離板和金屬板的通槽，彎折後貼合於金屬板背向線束隔離板的表面上；金屬導電板壓緊在金屬板上而將電芯極耳緊密夾持於金屬板和金屬導電板之間。
2.根據權利要求1所述的電池組電芯極耳連接結構，其特徵在於:所述金屬板和金屬導電板朝向對方的表面上，分別設有相對應的凹陷和凸起，電芯極耳的一部分被夾持在這些彼此咬合的凹陷和凸起之間。
3.根據權利要求1或2所述的電池組電芯極耳連接結構，其特徵在於:所述線束隔離板上開設有凹槽，金屬板和金屬導電板收容並緊固於線束隔離板的凹槽中。
4.根據權利要求1或2所述的電池組電芯極耳連接結構，其特徵在於:所述金屬板和線束隔離板、金屬導電板和金屬板之間都是通過卡扣和螺釘進行雙重連接的。
5.根據權利要求1或2所述的電池組電芯極耳連接結構，其特徵在於:所述線束隔離板上成型有對金屬板的第一端進行限位的限位部，並開設有與金屬板的第二端相對應的螺釘孔；金屬板的第一端成型有與金屬導電板第一端相適配的收容部，第二端開設有螺釘孔；金屬導電板的第二端也開設有與金屬板第二端的螺釘孔相對應的螺釘孔；金屬板的第一端被線束隔離板的限位部限制住水平和豎直移動，金屬導電板的第一端插入金屬板的收容部中而被限位，金屬板和金屬導電板的第二端通過螺釘固定在線束隔離板上。
6.一種軟包裝電池組，其包括兩個或更多個電芯、與電芯數量相同的電芯殼體、至少一個金屬板、與金屬板數量相同的金屬導電板和一個線束隔離板；電芯分別收容於電芯殼體中，電芯殼體之間通過連接元件緊固，線束隔離板封裝在電芯的極耳伸出面上；其特徵在於:所述金屬板固定在線束隔離板的外表面上，線束隔離板和金屬板開設有彼此對應的通槽，電芯的電芯極耳穿出線束隔離板和金屬板的通槽，彎折後貼合於金屬板背向線束隔離板的表面上，金屬導電板壓緊在金屬板上而將電芯極耳緊密夾持於金屬板和金屬導電板之間。
7.根據權利要求6所述的軟包裝電池組，其特徵在於:所述金屬板和金屬導電板朝向對方的表面上，分別設有相對應的凹陷和凸起，電芯極耳的一部分被夾持在這些彼此咬合的凹陷和凸起之間。
8.根據權利要求6或7所述的軟包裝電池組，其特徵在於:所述線束隔離板上開設有凹槽，金屬板和金屬導電板收容並緊固於線束隔離板的凹槽中；金屬板和線束隔離板、金屬導電板和金屬板之間都是通過卡扣和螺釘進行雙重連接的。
9.根據權利要求6或7所述的軟包裝電池組，其特徵在於:所述線束隔離板上成型有對金屬板的第一端進行限位的限位部，並開設有與金屬板的第二端相對應的螺釘孔；金屬板的第一端成型有與金屬導電板第一端相適配的收容部，第二端開設有螺釘孔；金屬導電板的第二端也開設有與金屬板第二端的螺釘孔相對應的螺釘孔；金屬板的第一端被線束隔離板的限位部限制住水平和豎直移動，金屬導電板的第一端插入金屬板的收容部中而被限位，金屬板和金屬導電板的第二端通過螺釘固定在線束隔離板上。
10.根據權利要求6或7所述的軟包裝電池組，其特徵在於:所述金屬導電板為剛性板。
【文檔編號】H01M2/26GK203733874SQ201420122187
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】陳亞傑, 鄒微波, 楊彥剛 申請人:寧德時代新能源科技有限公司