一種電池連接片及使用該電池連接片的動力電池的製作方法

2023-05-08 09:00:41

一種電池連接片及使用該電池連接片的動力電池的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電池連接片及使用該電池連接片的動力電池，其中電池連接片包括鋁連接部、銅連接部以及鉚釘，所述鋁連接部與電池的鋁端子連接，所述銅連接部與電池的銅端子連接，所述鋁連接部與銅連接部之間先焊接後再通過鉚釘連接；同時，本實用新型還提供了一種動力電池，該動力電池的單體電池之間通過電池連接片連接，所述電池連接片為本實用新型提供的電池連接片。使用本實用新型提供的電池連接片，解決了連接片與電極端子之間銅鋁焊接困難、焊接不牢靠的問題，同時降低了焊接成本。
【專利說明】一種電池連接片及使用該電池連接片的動力電池

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電池連接片及使用該電池連接片的動力電池。

【背景技術】
[0002]當今社會，隨著人們生活水平的提高，汽車的保有量也在逐年遞增。由於燃油車帶來的尾氣排放問題是目前環境汙染的一個重要因素。因此，電動汽車或混合動力車等新能源汽車應運而生，它們代表著未來汽車的一個發展方向。
[0003]在電動汽車中，最為核心的就是作為動力來源的動力電池組。目前，鋰離子電池由於其具有能量密度高、安全、體積小等優點而成為人們的首選動力能源。動力電池組的各單體電池之間通過串聯或並聯即可形成動力電池組，以此滿足汽車的各種動力需求。各個單體電池的電極端子進行相應的連接以使單體電池之間形成串聯或並聯，從而形成動力電池組。顯而易見，由於動力電池的電力輸出極端地依賴於電極端子的連接結構，因而各個單體電池的電極端子之間的連接結構對於動力電池的性能影響較大，該連接結構的可靠性、內阻等與動力電池的穩定性和電力輸出性能密切相關。
[0004]現有技術中，動力電池組的各單體電池之間的連接是通過鋁連接片與電池的兩個極柱分別雷射焊接而完成，由於電池極柱一邊是銅，一邊是鋁，而鋁連接片和銅極柱之間的焊接因為是異種金屬間的焊接，因此焊接困難，採用雷射焊接效果差。針對上述問題，現有技術提出了各單體電池之間通過雙金屬焊接，即將銅連接片與銅極柱焊接，鋁連接片與鋁極柱焊接，銅連接片與鋁連接片之間通過爆炸焊銜接，但是此種方法存在焊接成本高、材料利用率低、焊接不牢靠的問題。
[0005]同時，實用新型專利CN201120477094提出了一種動力電池連接板，該動力電池連接板包括用於連接動力電池的電池極柱的第一連接板和第二連接板，第一連接板和第二連接板之間通過相互靠近的端部之間設置的由易熔合金焊接材料構成的焊接段固定連接；實用新型專利CN200820179656提出了一種動力電池組，所述單體電池之間通過電極端子串聯或並聯連接，所述電極端子為片狀體，所述電極端子之間通過具有緩衝功能的中間連接件進行連接，並且所述電極端子與中間連接件的連接關係為貼合連接。上述專利所述的兩種單體電池連接方式均存在焊接不牢固的問題，進而使得動力電池在受到外力撞擊時，電極端子之間的連接容易出現鬆動甚至斷開的現象，大大影響電池性能，而且，其焊接成本也比較聞O
實用新型內容
[0006]本實用新型為了解決現有技術中電池連接片與電池的端子之間銅鋁焊接困難、焊接效果差等問題，提供了一種焊接成本低、連接性能好的電池連接片及使用該電池連接片的動力電池。
[0007]本實用新型首先提供一種電池連接片，其中包括鋁連接部、銅連接部以及鉚釘，所述鋁連接部與電池的鋁端子連接，所述銅連接部與電池的銅端子連接，所述鋁連接部與銅連接部之間先焊接後再通過鉚釘連接。
[0008]優選，所述鋁連接部包括與電池的鋁端子連接的第一連接部、中間緩衝部以及與銅連接部連接的第二連接部；所述第一連接部、中間緩衝部、第二連接部一體成型。
[0009]優選，所述鋁連接部由一層以上的鋁箔構成。
[0010]優選，所述鋁連接部的第一連接部和第二連接部均由多層鋁箔構成，且所述第一連接部和第二連接部的多層鋁箔呈壓合狀態；所述中間緩衝部也由多層鋁箔構成，所述中間緩衝部的鋁箔呈自由拱起狀態。
[0011]優選，所述鋁連接部與銅連接部之間通過超聲波焊接。
[0012]優選，所述鋁連接部的第一連接部的底面與第二連接部的底面的高度差為銅連接部的厚度。
[0013]優選，所述鋁連接部的第二連接部上設置有超聲波焊接槽。
[0014]優選，所述超聲波焊接槽為「L」型。
[0015]優選，所述鋁連接部的第一連接部上設置有與電池的鋁端子形狀相配合的第一焊接孔，所述電池的鋁端子穿過第一焊接孔並與第一連接部焊接在一起。
[0016]優選，所述銅連接部上設置有與電池的銅端子形狀相配合的第二焊接孔，所述電池的銅端子穿過第二焊接孔並與銅連接部焊接在一起。
[0017]優選，所述鋁連接部的第二連接部上還設置有焊接通孔；所述焊接通孔的位置與第二焊接孔的位置相對應；所述焊接通孔的內徑大於第二焊接孔的直徑。
[0018]優選，所述焊接通孔為「U」型。
[0019]優選，所述鋁連接部的第二連接部上設置有第一鉚接孔，所述銅連接部上設置有與第一鉚接孔對應的第二鉚接孔，所述鉚釘穿過所述第一鉚接孔和第二鉚接孔將第二連接部和銅連接部鉚接在一起。
[0020]優選，所述第一鉚接孔的數量為2個，且對稱分布在焊接通孔的兩側，所述第二鉚接孔的數量和位置均與第一鉚接孔的數量和位置相對應。
[0021]本實用新型還提供一種動力電池，所述動力電池各單體電池之間通過電池連接片連接，所述電池連接片為上述電池連接片。
[0022]採用本實用新型中提出的電池連接片用於動力電池的單體電池之間的連接，不僅使得電池連接片與電池端子之間的焊接工藝簡單，而且降低了焊接成本，同時，將銅連接部與鋁連接部焊接後再通過鉚釘連接，即保證了電池連接片與電池端子之間連接的牢固性，同時還降低了電池的內阻，提高電池的安全性及穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為電池連接片的結構爆炸圖；
[0024]圖2為鋁箔的結構示意圖；
[0025]圖3為鋁箔的截面示意圖；
[0026]圖4為本實用新型的實施例的動力電池連接結構示意圖。

【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0028]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0029]如圖1、圖2所示，本實用新型中的電池連接片包括鉚釘1、鋁連接部2以及銅連接部3，鋁連接部2與銅連接部3之間先通過焊接的方式連接，再通過鉚釘I固定連接。焊接方法為現有技術中常規焊接方法，優選為超聲波焊接方法。其中，鋁連接部2上與銅連接部3上分別設置有與鉚釘I形狀相配合的第一鉚接孔233和第二鉚接孔32，第一鉚接孔233和第二鉚接孔32的孔徑大小依據鉚釘直徑而定。鋁連接部2與銅連接部3焊接連接後再通過鉚釘I固定連接，焊接連接可以降低電池連接片的內阻，而鉚釘I固定連接使得鋁連接部2與銅連接部3之間的連接更牢固穩定，可避免動力電池在使用過程中因晃動較大而導致銅連接部與鋁連接部之間出現脫落分離的現象，從而影響電池性能。
[0030]如圖2所示，本實用新型所述鋁連接部2包括第一連接部21、中間緩衝部22以及第二連接部23，其中第一連接部21、中間緩衝部22、第二連接部23優選為一體成型。鋁連接部2的第一連接部21上還包括有與電池的鋁端子形狀相配合的第一焊接孔211，孔徑大小依據電池的鋁端子的直徑而定，電池的鋁端子穿過第一焊接孔211，電池的鋁端子與第一焊接孔211之間通過焊接方式連接，焊接方法為現有技術中常規焊接方法，優選為雷射焊接。
[0031]本實用新型中鋁連接部2可由一層以上的鋁箔構成，多層鋁箔較單層鋁片不僅彈性更大，而且強度也更大，將包括多層鋁箔的電池連接片用於動力電池，緩衝性能更好。上述銅連接部3由銅片構成，在銅連接部3上還設置有與電池的銅端子形狀相配合的第二焊接孔31，如圖1所示，第二焊接孔31的孔徑大小依據電池的銅端子直徑而定，電池的銅端子穿過第二焊接孔31，電池的銅端子與第二焊接孔31之間通過焊接方式連接，焊接方法為現有技術中常規焊接方法，優選為雷射焊接。在本實施例中，鋁連接部2由20片0.1mm厚的薄鋁箔構成，銅連接部3為厚度為Imm的銅片。
[0032]本實用新型中鋁連接部2的第一連接部21和第二連接部23均由多層鋁箔構成，且第一連接部21和第二連接部23的多層鋁箔均呈壓合狀態，中間緩衝部22也由多層鋁箔構成，中間緩衝部的鋁箔呈自由拱起狀態，如圖3所示，上述第一連接部21和第二連接部23為壓合區域，壓合區域是採用現有技術中的熱壓工藝或者其他常規壓合工藝，將多層鋁箔壓合到一起，以提高第一連接部21和第二連接部23的強度，便於衝孔和焊接。上述中間緩衝部22為多層薄鋁箔的自由拱起區域，多層薄鋁箔呈自由拱起狀態，保留了薄鋁箔原始較軟的特性。在第一連接部和第二連接部的壓合區域固定後，中間的緩衝部呈自由拱起狀態，因鋁箔具有較軟的特性，因此自由拱起區域能夠起到很好的緩衝作用，可以防止電池與電池之間因外界條件所致產生劇烈震動而對電池造成損壞。
[0033]如圖3所示，鋁連接部2的第一連接部21的底面與第二連接部23的底面不在同一平面，優選地，第一連接部21的底面與第二連接部23的底面的高度差為d，其中d為銅連接部3的厚度，這樣可以保證鋁連接部2的第二連接部23與銅連接部3連接後，銅連接部3的底面與第一連接部21的底面處在同一平面，從而便於電池連接片與電池端子更好的焊接。
[0034]如圖2所示，在鋁連接部2的第二連接部23上設置有超聲波焊接槽231，超聲波焊接槽231可以是在焊接前設置在第二連接部23上，以便進行超聲波焊接，超聲波焊頭壓過焊接槽231將第二連接部23與銅連接部3通過超聲波焊連接，同時，也可以是在完成鋁連接部2與銅連接部3的焊接後，在鋁連接部2的表面上存在有超聲波焊接槽231超聲波焊接槽231優選為「L」型。在鋁連接部2的第二連接部23上還包括有焊接通孔232，所述焊接通孔232的位置與銅連接部上的第二焊接孔31的位置相對應，本實用新型中對焊接通孔232的形狀沒有要求，焊接通孔232的內徑大於銅連接部上第二焊接孔31的直徑，焊接通孔232的存在使得銅連接部3與電池的銅端子之間的焊接更方便。優選的，焊接通孔232為「U」型，「U」型焊接通孔232不僅使得銅連接部3與電池的銅端子之間的焊接更方便，還避免了在鋁連接部2與銅連接部3之間進行超聲波焊接時鋁連接部2邊緣因受力過大出現斷裂的情況。
[0035]如圖1、圖2所示，在所述鋁連接部2的第二連接部23上設置有與鉚釘I形狀相配合的第一鉚接孔233，在所述銅連接部3上設置有與第一鉚接孔233相對應的第二鉚接孔32，鉚釘I穿過所述第一鉚接孔233和第二鉚接孔32將第二連接部23和銅連接部3鉚接在一起。優選的，所述第一鉚接孔233的數量為2個，且對稱分布在焊接通孔232的兩側，，所述第二鉚接孔32的數量和位置均與第一鉚接孔233的數量和位置相對應對稱設置鉚接孔，可避免在通過鉚釘I固定連接時，因受力不平衡導致第二連接部2與銅連接3部之間出現脫開現象，而影響鋁連接部與銅連接部之間的連接效果，從而使得電池電阻增大，影響電池性能。
[0036]同時，本實用新型還提供了一種動力電池，所述動力電池由單體電池相互之間通過串並聯連接而成，相鄰的兩單體電池之間通過本實用新型提供的電池連接片進行連接。如圖1、圖2、圖4所示，電池連接片的鋁連接部2與其中單體電池的鋁端子連接，單體電池的鋁端子穿過鋁連接部2上的第一焊接孔211與鋁連接部2焊接在一起，焊接方式優選為雷射焊接，電池連接片的銅連接部3與相鄰單體電池的銅端子連接，單體電池的銅端子穿過銅連接部3上的第二焊接孔31與銅連接部3焊接在一起，焊接方式優選為雷射焊接。本實用新型所述動力電池的其他結構、組成、組裝與現有技術類似，在此不再贅述。採用本實用新型提供的電池連接片用於動力單體電池之間的連接，解決了連接片與電池極柱焊接時異種金屬之間焊接困難、焊接不牢靠的問題，同時還降低了焊接成本、降低了電池內阻、提高了電池的安全性及穩定性。
[0037]本領域技術人員容易知道，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍由權利要求書確定。
【權利要求】
1.一種電池連接片，其特徵在於，包括鋁連接部、銅連接部以及鉚釘，所述鋁連接部與電池的鋁端子連接，所述銅連接部與電池的銅端子連接，所述鋁連接部與銅連接部之間焊接後再通過鉚釘連接，所述銅連接部由銅片構成。
2.根據權利要求1所述的電池連接片，其特徵在於，所述鋁連接部包括與電池的鋁端子連接的第一連接部、中間緩衝部以及與銅連接部連接的第二連接部； 所述第一連接部、中間緩衝部、第二連接部一體成型。
3.根據權利要求1所述的電池連接片，其特徵在於，所述鋁連接部由一層以上的鋁箔構成。
4.根據權利要求2所述的電池連接片，其特徵在於，所述第一連接部和第二連接部均由多層鋁箔構成，且所述多層鋁箔呈壓合狀態； 所述中間緩衝部由多層鋁箔構成，且所述多層鋁箔呈自由拱起狀態。
5.根據權利要求1所述的電池連接片，其特徵在於，所述焊接為超聲波焊接。
6.根據權利要求2所述的電池連接片，其特徵在於，所述第一連接部的底面與第二連接部的底面之間的高度差為銅連接部的厚度。
7.根據權利要求2所述的電池連接片，其特徵在於，所述第二連接部的上面設置有超聲波焊接槽。
8.根據權利要求7所述的電池連接片，其特徵在於，所述超聲波焊接槽為「L」型。
9.根據權利要求2所述的電池連接片，其特徵在於，所述第一連接部上設置有與電池的鋁端子形狀相配合的第一焊接孔，所述電池的鋁端子穿過第一焊接孔並與第一連接部焊接在一起。
10.根據權利要求1所述的電池連接片，其特徵在於，所述銅連接部上設置有與電池的銅端子形狀相配合的第二焊接孔，所述電池的銅端子穿過第二焊接孔並與銅連接部焊接在一起。
11.根據權利要求2所述的電池連接片，其特徵在於，所述第二連接部上開有焊接通孔； 所述焊接通孔的位置與第二焊接孔的位置相對應； 所述焊接通孔的內徑大於第二焊接孔的直徑。
12.根據權利要求11所述的電池連接片，其特徵在於，所述焊接通孔為「U」型。
13.根據權利要求11所述的電池連接片，其特徵在於，所述第二連接部上設置有第一鉚接孔，所述銅連接部上設置有與第一鉚接孔對應的第二鉚接孔，所述鉚釘穿過所述第一鉚接孔和第二鉚接孔將第二連接部和銅連接部鉚接在一起。
14.根據權利要求13所述的電池連接片，其特徵在於，所述第一鉚接孔的數量為2個，且對稱分布在焊接通孔的兩側，所述第二鉚接孔的數量和位置均與第一鉚接孔的數量和位置相對應。
15.一種動力電池，其特徵在於，動力電池的單體電池之間通過電池連接片連接，所述電池連接片為權利要求1-14任意一項所述的電池連接片。
【文檔編號】H01M2/20GK203932170SQ201320624107
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】姚莉, 張中林, 周燕飛, 公緒斌, 王先平, 王世民 申請人:比亞迪股份有限公司