免焊接電池模組及免焊接電池模組系統的製作方法

2023-07-25 06:36:36

本發明涉及電池技術領域，具體而言，涉及一種免焊接電池模組及免焊接電池模組系統。

背景技術：

電池系統中，為了組成較大的能量系統，需要將各個能量較小的電池單體通過串並聯的方式組合起來。實現串聯或者並聯關係是通過集電板分別與電芯實現有效接觸，通過集電板對不同電芯的連接從而實現串並聯關係。因此，集電板與電芯的有效接觸成為重要的研究對象。

現有技術大多採用集電板與電芯焊接或免焊接的方式實現集電板與電芯的電接觸，但免焊接形式無法有效控制集電板與電芯之間的接觸電阻以及接觸電阻的均一性，對於免焊接電池模組後期使用影響較大。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供了一種免焊接電池模組及免焊接電池模組系統，用以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明實施例採用如下技術方案：

本發明提供的免焊接電池模組，包括固定件、多個集電電池體和多個壓力可調的控制組件。其中，多個壓力控制組件與多個集電電池體交替設置、並固定於固定件中。

可選地，集電電池體包括集電組件和電池模塊。其中，集電組件固定於電池模塊、並與電池模塊電連接。

可選地，集電組件包括集電板和電極片。其中，集電板設置有多個安置部。電極片設置有具有彈性結構的多個極耳。極耳固定於安置部，從而實現電極片與集電板的固定連接。

可選地，極耳為螺旋狀，極耳的一端設置有凸起，凸起的頂端為平面。

可選地，極耳通過焊接固定於安置部。

可選地，電池模塊包括夾持部、結構件和多個電芯。其中，夾持部設置有安裝部，集電組件通過安裝部固定於夾持部。結構件包括固定軸和固定板，多個電芯通過固定軸和固定板固定於夾持部。

可選地，壓力控制組件包括壓力平衡袋和壓力平衡管。其中，壓力平衡袋的形狀與電極片的形狀相匹配，壓力平衡袋與電極片機械接觸。壓力平衡管與壓力平衡袋連通，通過壓力平衡管向壓力平衡袋注入不同量的液體從而實現壓力調節。

可選地，固定件包括至少兩個壓板。

本發明還提供了一種免焊接電池模組系統，該免焊接電池模組系統包括平衡液體和上述免焊接電池模組。將平衡液體注入壓力平衡組件以實現壓力調節。

本發明提供的免焊接電池模組及免焊接電池模組系統，通過將平衡液體注入壓力平衡組件實現壓力調節，並保證接觸電阻的均勻統一性。

進一步地，本發明提供的免焊接電池模組及免焊接電池模組系統，壓力平衡組件與電極片的極耳接觸能有效地進行降溫。

進一步地，本發明提供的免焊接電池模組及免焊接電池模組系統，極耳的凸起的頂端為平面，增大了與電芯的接觸面積，從而增大載流。

附圖說明

為了更清楚地說明本實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例所提供的一種免焊接電池模組的結構示意圖。

圖2為本發明實施例所提供的一種集電電池體的結構示意圖。

圖3為本發明實施例所提供的一種集電組件的結構示意圖。

圖4為本發明實施例所提供的一種電極片的結構示意圖。

圖5為本發明實施例所提供的一種電池模塊的結構示意圖。

圖6為本發明實施例所提供的一種壓力平衡袋的結構示意圖。

圖7為本發明實施例所提供的一種壓力平衡組件的結構示意圖。

圖8為本發明實施例所提供的一種免焊接電池模組系統的結構示意圖。

圖標：100-免焊接電池模組；200-免焊接電池模組系統；1-固定件；2-集電電池體；21-集電組件；211-集電板；2111-安置部；212-電極片；2121-極耳；2122-凸起；22-電池模塊；221-夾持部；2211-安裝部；222-結構件；2221-固定軸；2222-固定板；223-電芯；3-壓力控制組件；31-壓力平衡袋；311-接口；32-壓力平衡管；321-注液口；4-平衡液體。

具體實施方式

經調查發現，現有技術主要採用集電板與電芯焊接的方式實現集電板與電芯的電接觸，部分技術採用免焊接的方式實現集電板與電芯的電接觸。但無法有效的控制集電板與電芯之間的接觸電阻以及接觸電阻的均一性，對於免焊接電池模組後期使用影響較大。

基於上述研究，本發明實施例提供了一種免焊接電池模組及免焊接電池模組系統，通過將平衡液體注入壓力平衡組件實現壓力調節，並保證集電板與電芯之間的接觸電阻的均勻統一性。

為使本實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實施例中的附圖，對本實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本的一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本的範圍，而是僅僅表示本的選定實施例。基於本中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本中的具體含義。

請參照圖1，一種免焊接電池模組100，包括固定件1、多個集電電池體2和多個壓力可調的壓力控制組件3。其中，多個壓力控制組件3與多個集電電池體2交替設置，並固定於固定件1中。

請繼續參照圖1，由圖可知，多個壓力控制組件3與多個集電電池體2交替設置。例如，第一層設置壓力控制組件3，第二層設置集電電池體2，第三層設置壓力控制組件3，第四層設置集電電池體2，以此類推，在本實施例中，集電電池體2的數量為兩個。相應地，壓力控制組件3的數量為六個。可選地，第一層設置兩個壓力控制組件3，第二層設置一個集電電池體2，第三層設置兩個壓力控制組件3，第四層設置一個集電電池體2，第五層設置兩個壓力控制組件3。本實施例僅提供了一種免焊接電池模組100，並不是對集電電池體2和壓力控制組件3數量的限制，針對不同的能量系統，集電電池體2和壓力控制組件3的數量可作相應增加或減少。

可選地，集電電池體2的形狀選用但不限於立方體。在本實施例中，固定件1為兩個壓板，兩個壓板的形狀與集電電池體2的形狀相匹配。兩個集電電池體2和六個壓力控制組件3組成的疊層結構固定於兩個壓板中。

圖2示出了本發明實施例所提供的一種集電電池體2的結構示意圖。由圖可見，集電電池體2包括集電組件21和電池模塊22。其中，集電組件21固定於電池模塊22、並與電池模塊22電連接。上述電連接用於說明集電組件21與電池模塊22的連接形式，並不是對集電組件21與電池模塊22連接狀態的限定。在實際情況中，當壓力控制組件施加壓力時，集電組件21與電池模塊22的電連接狀態開啟，當壓力控制組件沒有施加壓力時，集電組件21與電池模塊22的電連接狀態可能關閉。

圖3示出了本發明實施例所提供的一種集電組件21的結構示意圖。由圖可見，集電組件21包括集電板211和電極片212。其中，集電組件21設置有安置部2111，電極片212設置有具有彈性結構的極耳2121，極耳2121固定於安置部2111，從而實現電極片212與集電板211的固定連接。可選地，極耳2121與安置部2111通過焊接的方法固定。可選地，集電板211和電極片212的製作材料可選用導電金屬。

請參照圖4，圖4示出了本發明實施例所提供的一種電極片212的結構示意圖。由圖可見，極耳2121的彈性結構選用但不限於螺旋狀彈性結構，該彈性結構能提供足夠的彈性空間。可選地，極耳2121的螺旋狀彈性結構的中央設置有凸起2122，凸起2122的頂端為平面。彈性結構提供的彈性空間能讓極耳2121和電芯有效接觸，同時，頂端為平面的凸起2122能增大極耳與電芯的有效接觸面積，從而增大載流，降低接觸電阻。

圖5示出了本發明實施例所提供的一種電池模塊22的結構示意圖，由圖可見，電池模塊22包括夾持部221、結構件222和多個電芯223。其中，夾持部221為兩個長方形板，夾持部221設置有安裝部2211。請結合參照圖2，集電組件21的形狀與安裝部2211的形狀相匹配，集電組件21通過安裝部2211固定於夾持部221。

請繼續參照圖5，結構件222包括固定軸2221和固定板2222。多個電芯223通過固定軸2221和固定板2222固定於夾持部221。例如，多個電芯223置於夾持部221之間的相應位置處，固定板2222通過螺母固定於夾持部221、並固定處於夾持部221之間的多個電芯223，固定軸2221固定於夾持部221、並固定處於夾持部221之間的多個電芯223。可選地，固定軸2221和固定板2222的數量和安裝位置可根據實際情況做相應調整。結構件222也可以採用其他具有固定功能的器件，只要能保證結構件222將多個電芯223固定於夾持部221之間即可。

圖6示出了本發明實施例所提供的一種壓力平衡袋31的結構示意圖，結合圖3可以看出，壓力平衡袋31的形狀與電極片212的形狀相匹配，壓力平衡袋31設置有接口311，接口311用於連通壓力平衡管。壓力平衡袋31置於電極片212的極耳2121的相應位置處以提供壓力。

請參照圖7，圖7示出了本發明實施例所提供的一種壓力平衡組件3的結構示意圖，由圖可見，壓力平衡組件3包括壓力平衡袋31和壓力平衡管32。壓力平衡管32通過接口311與壓力平衡袋31連通，壓力平衡袋31置於電極片的極耳的相應位置處以提供壓力。例如，固定於夾持部221每側的電極片為兩個，相應地，夾持部221的每側設置與兩個電極片相對應的兩個壓力平衡袋31，由圖可見，兩個壓力平衡件31一上一下設置。

可選地，壓力平衡管32設置有注液口321，用以注射平衡液體，實現壓力平衡袋31的壓力調節。由圖7可見，壓力平衡管32通過接口311與壓力平衡袋31連通。壓力平衡管32分為兩部分，第一部分與位置相對較高的三個壓力平衡袋31連通，第二部分與位置相對較低的壓力平衡袋31連通，第一部分與第二部分通過「工」字型的管連通，注液口321位於「工」字型管的中央。該結構使各個壓力平衡袋31和壓力平衡管32相同，利於壓力的傳導和調節。

密閉液體上的壓強能夠大小不變地向各個方向傳遞。置於密閉容器內的液體，當外加壓強發生變化時，只要液體仍保持其原來的靜止狀態不變，液體中任一點的壓強均發生同樣的變化。因此，在密閉容器內，施加於靜止液體上的壓強將以等值同時傳到各點。基於上述靜壓傳遞原理，本發明實施例提供了一種壓力可調的免焊接電池模組系統200。

圖8示出了本發明實施例所提供的一種免焊接電池模組系統200的結構示意圖。由圖可見，該免焊接電池模組系統200包括平衡液體4和上述免焊接電池模組100。通過注液口321將平衡液體4注入壓力平衡管32和壓力平衡袋31，並封閉注液口321。利用液體良好的壓力傳導性，保證各個壓力平衡袋31內的壓力相等。壓力平衡袋31各個位置壓力相等，能間接為多個凸起與多個電芯的接觸提供相等的壓力，從而保證接觸電阻的均勻統一性。

當免焊接電池模組系統200需要較小的接觸電阻時，可通過注液口321增加注入壓力平衡袋31的平衡液體4的量，增大壓力平衡袋31內部的壓力，從而減小接觸電阻。

當免焊接電池模組系統200需要較大的接觸電阻時，可通過注液口321減少注入壓力平衡袋31的平衡液體4的量，減小壓力平衡袋31內部的壓力，從而增大接觸電阻。

由於液體的壓力傳導性需要在封閉的容器中才能實現，因此在調節壓力平衡袋31內的平衡液體4的過程中，免焊接電池模組系統200應脫離工作狀態。在增加或減少壓力平衡袋31內的平衡液體4的過程中，打開注液口321時，壓力平衡袋31和壓力平衡管32與外界連通，此時壓力平衡袋31內部的平衡液體4不具有壓力傳導性，導致多個凸起與多個電芯之間的接觸壓力不同，進而導致免焊接電池模組系統200的接觸電阻大小分布不均勻，影響免焊接電池模組系統200的正常運行。

進一步地，免焊接電池模組系統200在工作時，極耳處發熱較大，壓力平衡袋31與極耳接觸能有效地對極耳處進行降溫，增加免焊接電池模組系統200的使用壽命。

可選地，平衡液體4選用絕緣液體，能有效避免內部導通短路，影響免焊接電池模組系統200的正常運行。

綜上，本發明實施例提供了一種免焊接電池模組100及免焊接電池模組系統200，通過對結構進行了巧妙設計，使得免焊接電池模組系統200可以調整接觸電阻的大小，並保證接觸電阻的均勻統一性。進一步地，該免焊接電池模組系統200可進行免焊接式組裝，結構可靠，便於製造和組裝。進一步地，壓力平衡袋31與極耳2121的接觸能進行降溫，增大該免焊接電池模組系統200的使用壽命和可靠性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。