一種軟包電池極耳連接結構及電池組的製作方法與工藝

2023-12-03 19:09:01 1

本發明涉及軟包電池組裝技術領域，特別涉及一種軟包電池極耳連接結構，以及一種軟包電池組。

背景技術：
在儲能領域，受加工工藝、質量控制等因素限制，目前市場上的軟包電池單體容量均較小，為了得到較大的容量和較高的電壓，必須將電芯串並聯使用。目前常用的軟包電池組裝方式主要有三種：第一種：將疊置在一起的多片電池極耳用超聲波焊接，再用夾具和螺絲固定，從夾具上引出導線以對外供電。使用這種方式對多個極耳疊加焊接時，需要增加極耳的長度，容易形成虛焊，當單個電池出現故障時難以更換；第二種：直接在極耳上打孔，用夾具和螺絲固定，在夾具上引出導線。此種方式需要進行打孔定位，夾具與極耳的接觸面積和導電阻抗難以控制，且材料成本高，工序多，費時費力。第三種：用烙鐵將極耳焊接在定製的PCB板上，從PCB板上引出導線以對外供電。該連接方式在焊接過程中使用的高溫烙鐵容易損壞軟包電池封口，長時間使用會造成電池漏氣鼓脹；同時，這種方式加工工序複雜，耗時長，PCB板需要專門定製，成本高，且通用性差，難以維護和擴展。可見，現有的軟包電池極耳連接方式以及電池組的組裝方式有待改進。

技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明的目的之一是提出一種軟包電池極耳連接結構，以使極耳連接和拆卸更方便，減小連接阻抗，降低發熱與電能耗損。技術方案如下：一種軟包電池極耳連接結構，設置在電池的電芯上，包括導電的連接件、夾具，所述連接件包括固定相連的兩部分，第一部分置於所述電芯上並開設有貫穿連接件的狹縫，第二部分用於對外供電，從所述電芯上引出極耳，該極耳穿過所述狹縫之後卷繞在連接件上，並由所述夾具將極耳夾持在連接件上。上述的軟包電池極耳連接結構，將電芯引出的極耳緊固的纏繞在連接件的一部分上並由夾具緊固，而連接件的另一部分形成對外供電的電極，單塊電池的極耳方便安裝與拆卸，多塊電池之間的極耳便於疊加在一起形成電池組，易於電池組的維護和擴展，提高了靈活性，並且極耳與連接件的接觸緊密，減小了接觸阻抗，進而能減小電池在使用過程中的發熱，降低了電能耗損，維持電池良好的工作狀態。所述狹縫在連接件的橫截面上呈現為一字形或十字形。便於穿過極耳，並使極耳與連接件能更緊密的卷繞在一起，減小接觸阻抗。所述連接件為I形銅管或L形銅管。採用銅金屬，其導電性好，設置為I形或L形，便於將外露的部分作為電極，以連接外部的導線。本發明的另一個目的是提出了一種靈活性強、可靠性高、易於擴展與維護的軟包電池極耳連接結構。技術方案如下：一種軟包電池組，包括多塊疊置在一起的軟包電池，各塊軟包電池的極耳連接結構包括導電的連接件、夾具，所述連接件包括固定相連的兩部分，第一部分置於所述電芯上並開設有貫穿連接件的狹縫，第二部分用於對外供電，從所述電芯上引出極耳，該極耳穿過所述狹縫之後卷繞在連接件上，並由所述夾具將極耳夾持在連接件上；還包括至少一根導電條，位於多塊疊置軟包電池的同一側的連接件第二部分分別與所述導電條固定連接。上述的軟包電池組，電芯引出的極耳卷繞在連接件的一部分上，連接件的另一部分形成該軟包電池的電極，再用導電條將多塊疊置在一起的軟包電池的正極或負極連接在一起，形成軟包電池組。由於各塊軟包電池的極耳連接結構方便安裝與拆卸、接觸緊密、阻抗小，易於電池組的維護和擴展，靈活性好、可靠性高。所述的軟包電池組還包括連接導線，連接導線的一端夾持在所述導電條與螺栓之間，另一端夾持在另一軟包電池組的導電條與螺栓之間。通過連接導線，可將多個軟包電池組串聯或並聯起來，以取得較大的容量或獲得較高的電壓。各塊軟包電池的連接件第二部分的端部設有內牙，所述導電條上設有與各個內牙匹配的通孔，由螺栓穿過所述通孔並旋入內牙中。能使導電條與各塊軟包電池上引出的電極連接更緊密、牢固、方便，提高軟包電池組的可靠性，並且易於從軟包電池組上接線，把多個軟包電池組間並聯或串聯起來使用。本發明的優點是：第一，結構簡單合理，極耳方便安裝與拆卸，易於維護與擴展；第二，能夠縮短加工時間，節約成本；第三，避免了烙鐵高溫焊接等工序，能防止電芯極耳封口被破壞；第四，電池中的極耳部分接觸阻抗小，能減小發熱損耗，提高電池組的可靠性。附圖說明圖1是本發明軟包電池極耳連接結構的示意圖之一；圖2是本發明軟包電池極耳連接結構的示意圖之二；圖3是本發明軟包電池極耳連接結構的示意圖之三；圖4是本發明中的連接件的示意圖之一；圖5是本發明中的連接件的示意圖之二；圖6是軟包電池極耳連接結構中的連接件的示意圖之三；圖7是本發明中軟包電池組的連接示意圖；圖8(a)是本發明中極耳與一字形的狹縫的卷繞方式示意圖；圖8(b)是本發明中極耳與十字形的狹縫的卷繞方式示意圖；附圖標記說明：1、連接件；2、夾具；3、極耳；4、狹縫；5、電芯；6、內牙；7、導電條；8、連接導線；9、螺栓。具體實施方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。實施例如圖1至圖8所示，一種軟包電池極耳連接結構，設置在電池的電芯5上，包括導電的連接件1、夾具2，所述連接件1包括固定相連的兩部分，第一部分置於所述電芯5上並開設有貫穿連接件1的狹縫4，第二部分用於對外供電，從所述電芯5上引出極耳3，該極耳3穿過所述狹縫4之後卷繞在連接件1上，並由所述夾具2將極耳3夾持在連接件1上。上述的軟包電池極耳3連接結構，將電芯5引出的極耳3緊固的纏繞在連接件1的一部分上並由夾具2緊固，而連接件1的另一部分形成對外供電的電極，單塊電池的極耳3方便安裝與拆卸，多塊電池之間的極耳3便於疊加在一起形成電池組，易於電池組的維護和擴展，提高了靈活性，並且極耳3與連接件1的接觸緊密，減小了接觸阻抗，進而能減小電池在使用過程中的發熱，降低了電能耗損，維持電池良好的工作狀態。進一步地，所述連接件1為I形銅管或L形銅管，分別如圖4、圖5所示。採用銅金屬，其導電性好，設置為I形或L形，便於將外露的部分作為電極，以連接外部的導線。進一步地，所述狹縫4在連接件1的橫截面上呈現為一字形或十字形；具體的卷繞方式可參閱圖8(a)、(b)，相對而言，十字形狹縫卷繞的緊密度比一字性狹縫更好一些。以圖5、圖6所示的L形圓管作為一種示例，可從圖6看出，其第一部分上開設了一個一字形的狹縫4，由此可方便的將極耳3穿過該狹縫4之後卷繞在第一部分上，使極耳3與作為連接件1的L形圓管充分地、緊密地接觸，減小接觸阻抗；而該L形圓管的第二部分作為對外供電的電極，可從軟包電池的電芯5上翹出，並在第二部分的端部設置內牙6，方便接入連接導線8等。基於上述的軟包電池極耳連接結構，本發明還提出了一種軟包電池組，包括多塊疊置在一起的軟包電池，各塊軟包電池的極耳3連接結構包括導電的連接件1、夾具2，所述連接件1包括固定相連的兩部分，第一部分置於所述電芯5上並開設有貫穿連接件1的狹縫4，第二部分用於對外供電，從所述電芯5上引出極耳3，該極耳3穿過所述狹縫4之後卷繞在連接件1上，並由所述夾具2將極耳3夾持在連接件1上；還包括至少一根導電條7，位於多塊疊置軟包電池的同一側的連接件1第二部分分別與所述導電條7固定連接。上述的軟包電池組，電芯5引出的極耳3卷繞在連接件1的一部分上，連接件1的另一部分形成該軟包電池的電極，再用導電條7將多塊疊置在一起的軟包電池的正極或負極連接在一起，形成軟包電池組。由於各塊軟包電池的極耳3連接結構方便安裝與拆卸、接觸緊密、阻抗小，易於電池組的維護和擴展，靈活性好、可靠性高。在需要獲得較高的電池容量時，可將多個軟包電池組並聯起來使用；為獲得較高的電壓時，可將多個軟包電池組串聯起來使用。具體地，可採用連接導線8，其一端夾持在一個軟包電池組的導電條7與螺栓9之間，另一端夾持在另一個軟包電池組的導電條7與螺栓9之間；根據實際需要，將多個軟包電池組並聯或串聯起來。例如，磷酸鐵鋰單體電池電壓只有3.2V，鈷酸鋰單體電池電壓3.6V，在規模儲電系統和電動汽車中，總線電壓達到300-500V，在移動基站中，通訊設備電池側電壓需要達到48V，由此必須用連接導線將電池串聯起來使用。同樣地，可以設置狹縫4在連接件1的橫截面上呈現為一字形或十字形；連接件1選用I形銅管或L形銅管。進一步地，各塊軟包電池的連接件1第二部分的端部設有內牙6，所述導電條7上設有與各個內牙6匹配的通孔，由螺栓9穿過所述通孔並旋入內牙6中。能使導電條7與各塊軟包電池上引出的電極連接更緊密、牢固、方便，提高軟包電池組的可靠性，並且易於從軟包電池組上接線，把多個軟包電池組間並聯或串聯起來使用。參閱圖1、圖2、圖3、圖7，軟包電池組的組裝方式及步驟如下：1)對極耳3、連接件1、導電條7的表面進行預處理，除掉其表面汙垢和金屬氧化膜；2)將單個軟包電池極耳3(如圖2)或多個軟包電池引出的疊置在一起的極耳3(如圖3)穿入連接件1第一部分開設的狹縫4中，接著將極耳3緊密卷繞在連接件1的第一部分上；3)極耳3卷繞完畢後用夾具2固定；4)對多個疊置在一起的軟包電池，在它們同一側的連接件1第二部端部開設內牙6，再用螺栓9穿過導電條7上的通孔並旋入內牙6中；5)如圖7所示，還可以在軟包電池組的導電條7和螺栓9之間夾持連接導線8，由連接導線8連入到另一個軟包電池組上，從而將多個軟包電池組並聯或串聯起來使用。下面給出一組具體設置的參數作為示例。可以設置L形銅管的第一部分為95mm、直徑為6mm，第二部分長為32mm、直徑為10mm，I形銅管長為95mm、開設的狹縫寬為1mm、縱向深為5mm，內牙為M6、深為15mm；導電條7為銅片，長60mm，寬為15mm，厚為1mm，導電條7上開設的通孔直徑為7mm；連接導線8兩端帶有O型銅端子，以使其更好的連接在導電條7與螺栓9之間；軟包電池極耳3卷繞在連接件1的第一部分上，用夾具2固定，而作為電極的連接件第二部分固定在導電條7上，實現多個軟包電池之間的並聯，形成軟包電池組，再通過連接導線8將各並聯的軟包電池組串聯起來。上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。