一種新型電池模塊的製作方法

2023-04-24 09:10:41 1

專利名稱：一種新型電池模塊的製作方法
技術領域：
本發明屬於電池領域，特別涉及一種適合電動汽車和儲能系統用的新型電池模 塊。
背景技術：
隨著一次能源如石油、天然氣等資源變得越來越緊缺，人類面臨著生存環境可能 不斷惡化的嚴峻挑戰。為降低能源成本並實現世界的可持續發展，世界各國都開展了電動 汽車和儲能技術的研究，其思路就是採用大容量的電池作為動力系統和能量儲存系統。因 此選擇合適的電池也成為發展電動車技術和儲能技術的關鍵之一。目前，在電動汽車和儲能系統中使用的電池中，主要是大容量的鋰離子電池。鋰離 子電池具有能量密度高、壽命長、無記憶效應、無汙染等優點，已經越來越多的在電動汽車 和儲能系統中得到廣泛的應用。軟包裝鋰離子電池因其具有較好的安全性及製作成本低等 優點已經成為鋰離子動力電池的主流產品，但由於其外殼較軟，當電池在不同力學環境下 使用時，容易劃傷、刺破表面的殼體。另外，軟包裝的殼體不能有效阻止電池在充放電過程 中的膨脹，致使在長期使用過程中電化學性能不穩定，電池的使用壽命降低。因此，在軟包 裝鋰離子電池成組使用時，必須要在電池外側與電池正負極平面垂直的方向施加一定的壓 緊力，使電池的膨脹受到限制。由於在電動汽車和儲能系統中需要高電壓高容量的電池組，因此需要首先對鋰離 子電池進行串並聯，然後才能使用。鋰離子電池在充放電過程中都產生熱量，當電池串並聯 以後，由於電池之間間隙小、箱體通風量不夠，造成單體之間出現較大的溫度差異。而鋰離 子電池受溫度影響較大，當電池的使用溫度不同時，就會造成整箱電池中的不一致，從而影 響整組電池的使用壽命，並且留下安全隱患。現有的電池模塊，通常將所有電池並排放置在 電池箱中並通過電池隔板進行夾緊和固定，這種結構的電池模塊散熱效果較差，難以保證 所有電池使用條件的一致性。

發明內容
為克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的在於提供一種通風散熱性良好、且可 以提高電池模塊的安全性和使用壽命的新型電池模塊。本發明是通過以下技術方案實現的一種新型電池模塊，包括由電池組成的電池組和設在電池組外面的電池箱，所述 電池的頂端設有正極耳和負極耳，所述電池箱由四個側板和一個底板組成，其特徵在於所 述電池箱的底板上設有底座，所述底座內設有凹槽，每個凹槽中插設一電池，每兩個電池之 間均設有縫隙，與縫隙所在平面相垂直的一個側板上設有風扇，與風扇所在側板相平行的 另一側板上設有通風孔，將每個電池的正極耳固定在一連接件上構成該電池模塊的正極， 將每個電池的負極耳固定在另一連接件上構成該電池模塊的負極，兩個連接件上各設有一 接線柱。
其中，所述電池由軟包裝鋰離子電池和套設在其外面的硬質絕緣外殼組成。其中，所述連接件採用條狀銅排，所述銅排的下端設有內凹槽，在每個內凹槽上均 設有一通孔，所述正極耳和負極耳上設有安裝孔，將正極耳和負極耳彎折後卡接到與其對 應的內凹槽中，用緊固件將每個電池的正極耳連接在一個連接件上，將負極耳連接在另一 連接件上。其中，所述電池箱呈上開口的立方體形狀。本發明的有益效果是1)本發明將所有電池通過一帶有凹槽的底座固定在電池箱中，增加了各鋰離子電 池之間的縫隙，同時在縫隙所在平面的相對兩個側板上設置風扇和通風孔，使每個鋰離子 電池各處散熱都很均勻且工作環境保持統一，使電池組的散熱性能更加良好，不但可提高 了所有電池之間的一致性，還能延長整個電池模塊的使用壽命；2)本發明在每個軟包裝鋰離子電池的外面包裹一層硬質絕緣外殼，對所有軟包裝 鋰離子電池起到很好的保護作用，提高了電池模塊在使用過程中的安全性；


圖1為軟包裝鋰離子電池的結構示意圖；圖2為單個電池的結構示意圖；圖3為底座的結構示意圖；圖4為連接件的結構示意圖；圖5為拆掉帶有通風孔的側板後本發明電池模塊的內部結構示意圖；圖6為本發明電池模塊的正面結構示意圖；圖7為本發明電池模塊的後面結構示意圖； 圖中，1-電池，2-正極耳，3-負極耳，4-電池箱，5-底座，6-凹槽，7-縫隙，8_風扇， 9-通風孔，10-連接件，11-軟包裝鋰離子電池，12-硬質絕緣外殼，13-內凹槽，14-通孔， 15-安裝孔，16-接線柱。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明中的新型電池模塊做進一步詳細的說明。如圖2所示，本例中的電池1由軟包裝鋰離子電池11和硬質絕緣外殼組成，將軟 包裝鋰離子電池11放入硬質絕緣外殼12內，正極耳2和負極耳3露在硬質絕緣外殼12外。 該硬質絕緣外殼對軟包裝鋰離子電池起到壓緊作用，防止軟包裝鋰離子電池在充放電過程 中的膨脹，硬質絕緣外殼12可採用經過絕緣處理的鋼板製成。如圖1所示，軟包裝鋰離子 電池11為具有一定厚度的扁平狀，在其頂端具有兩個極耳為正極耳2和負極耳3，每個極 耳上都開有一個圓形安裝孔15。如圖3所示，置於電池箱內底部的底座5呈矩形，其內設有與鋰離子電池相適應的 凹槽6，每個凹槽6中插入一電池1，凹槽對鋰離子電池的底部起到固定作用。如圖4所示，連接件10採用條狀銅排，其下端設有與鋰離子電池1相對應的內凹 槽13，在每個內凹槽上均設有一個用於連接極耳的通孔14，在連接件10上還設有用於實現 各電池模塊之間串並聯的接線柱16。
4
如圖5-7所示，本例所述的新型電池模塊包括七個電池1和一個電池箱4電池箱 為立方體、其由四個側板和一個與側板相垂直的底板組成，電池箱內的底板上設有底座5， 底座內設有七個凹槽6，每個凹槽中插設一電池1，由於凹槽與凹槽之間間隔一定距離，所 以每兩個電池1之間均設有縫隙7，與縫隙所在平面相垂直的一個側板上設有風扇8.與風 扇所在側板相平行的另一側板上設有通風孔9。在實際使用時，先將軟包裝鋰離子電池11裝入硬質絕緣外殼12中，然後依次插在 電池箱中底座5的凹槽6中，再將七個電池1的正極耳2折彎後卡接到連接件的內凹槽13 中，用螺栓依次穿過連接件上的通孔14和正極耳上的安裝孔15後，將七個電池1的正極耳 2固定到一個連接件10上構成該電池模塊的正極；同樣的，將七個電池1的負極耳3折彎 後卡接到連接件的內凹槽13中，用螺栓依次穿過連接件上的通孔14和負極耳上的安裝孔 15後，將七個的負極耳3固定到另一連接件10上構成該電池模塊的負極，在兩個連接件10 上各設有一接線柱16 安裝在連接正極耳的連接件10上的稱為正極接線柱，安裝在連接負 極耳的連接件10上的稱為負極接線柱，通過該正、負極接線柱可以實現各電池模塊之間的 串並聯。使用時，風扇8向電池箱中各電池1之間的縫隙7吹風，使各電池產生的熱量從另 一側的通風孔散出。採用上述結構的電池模塊不僅結構簡單，而且散熱性能良好，可提高電 池之間的一致性和整體電池模塊的使用壽命，具有廣闊的市場前景。最後應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然 可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何 修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
一種新型電池模塊，包括由電池(1)組成的電池組和設在電池組外面的電池箱(4)，所述電池(1)的頂端設有正極耳(2)和負極耳(3)，所述電池箱(4)由四個側板和一個底板組成，其特徵在於所述電池箱的底板上設有底座(5)，所述底座內設有凹槽(6)，每個凹槽中插設一電池(1)，每兩個電池之間均設有縫隙(7)，與縫隙所在平面相垂直的一個側板上設有風扇(8)，與風扇所在側板相平行的另一側板上設有通風孔(9)，將每個電池的正極耳(2)固定在一連接件(10)上構成該電池模塊的正極，將每個電池的負極耳(3)固定在另一連接件(10)上構成該電池模塊的負極，兩個連接件(10)上各設有一接線柱(16)。
2.如權利要求1所述的新型電池模塊，其特徵在於所述電池(1)由軟包裝鋰離子電 池(11)和套設在其外面的硬質絕緣外殼(12)組成。
3.如權利要求1或2所述的新型電池模塊，其特徵在於所述連接件(10)採用條狀銅 排，所述銅排的下端設有內凹槽(13)，在每個內凹槽上均設有一通孔(14)，所述正極耳(2) 和負極耳(3)上設有安裝孔(15)，將正極耳(2)和負極耳(3)彎折後卡接到與其對應的內 凹槽(13)中，用緊固件將每個電池(1)的正極耳連接在一個連接件(10)上，將負極耳連接 在另一連接件(10)上。
4.如權利要求1所述的新型電池模塊，其特徵在於所述電池箱(4)呈上開口的立方 體形狀。
全文摘要
本發明屬於電池領域，具體涉及一種新型電池模塊，包括由電池組成的電池組和設在電池組外面的電池箱，所述電池的頂端設有正極耳和負極耳，所述電池箱由四個側板和一個底板組成，其特徵在於所述電池箱的底板上設有底座，所述底座內設有凹槽，每個凹槽中插設一電池，每兩個電池之間均設有縫隙，與縫隙所在平面相垂直的一個側板上設有風扇，與風扇所在側板相平行的另一側板上設有通風孔，將每個電池的正極耳固定在一連接件上構成該電池模塊的正極，將每個電池的負極耳固定在另一連接件上構成該電池模塊的負極，兩個連接件上各設有一接線柱。該電池模塊不僅結構簡單，而且散熱性能良好，不但可提高每個電池之間的一致性，還可延長整體電池模塊的使用壽命，具有廣闊的市場前景。
文檔編號H01M10/00GK101894968SQ20101021463
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者劉皓, 惠東, 來小康, 楊凱, 王麗娜, 範茂松 申請人:中國電力科學研究院