一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰電池的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組。
【背景技術(shù)】
[0002]軟包疊片型鋰電池在存儲(chǔ)和使用過(guò)程中，會(huì)發(fā)生變形、漲氣等問(wèn)題，如果不對(duì)外形進(jìn)行控制，電芯內(nèi)部隔膜間隙將增大，導(dǎo)致電芯的內(nèi)阻增加，將影響電芯的一致性及使用壽命。對(duì)于電芯漲氣及變形等問(wèn)題，傳統(tǒng)PACK技術(shù)采用將多片電芯疊起，整體施加預(yù)壓力的方式。為了盡可能降低電芯串并聯(lián)時(shí)的連接電阻，通常采用焊接工藝，將需要串并聯(lián)的電芯極耳焊接在整體金屬連接塊上。
[0003]將多片電芯疊起，整體施加預(yù)壓力的方式，并不能對(duì)每片軟包電芯的尺寸進(jìn)行一致性控制。電芯之間的熱量并不能很好的導(dǎo)出和散發(fā)。多個(gè)極耳焊接在整體金屬塊的方式，一旦某個(gè)電芯出現(xiàn)問(wèn)題，有兩種維護(hù)的方式:一、更換電芯，模組維修后繼續(xù)使用；二、不更換電芯，模組報(bào)廢。如果要更換電芯，需要將故障電芯拆除，更換合格的電芯。由于采用焊接方式，金屬連接塊是一個(gè)整體，更換過(guò)程涉及到專(zhuān)業(yè)焊接工具，并需要對(duì)整個(gè)模組進(jìn)行操作，無(wú)法在工程現(xiàn)場(chǎng)完成。需要對(duì)模塊整體進(jìn)行運(yùn)輸及維護(hù)，由于鋰電池模塊屬于危險(xiǎn)品，整體運(yùn)輸維護(hù)成本高、維護(hù)周期長(zhǎng)。金屬連接塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)一次焊接，表面有刮傷破損，必然影響更換新電芯時(shí)的焊接質(zhì)量。
[0004]一個(gè)鋰電池模塊通常有十幾到幾十片鋰電池電芯，模塊的故障概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單片電芯的故障概率，如果電芯不進(jìn)行更換，將導(dǎo)致剩余的好的電芯不可使用，造成資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組，以解決軟包電池電芯的預(yù)壓力控制和厚度尺寸一致性控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電芯的可更換，以及更換時(shí)的連接保持低接觸電阻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)散熱且使電芯表面溫度均勻的問(wèn)題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，包括電芯和金屬托盤(pán)，其中，
[0008]所述電芯為片狀電芯，所述電芯頂部具有兩個(gè)極耳，每一所述極耳焊接一轉(zhuǎn)接金屬塊；
[0009]所述金屬托盤(pán)具有與所述電芯結(jié)構(gòu)相匹配的安裝空間，頂部可拆卸的卡接安裝兩個(gè)絕緣裝置，所述金屬托盤(pán)的四個(gè)角上各具有一側(cè)耳，所述側(cè)耳中開(kāi)孔；
[0010]所述電芯的所述轉(zhuǎn)接金屬塊鑲嵌于所述絕緣裝置內(nèi)，所述金屬托盤(pán)將所述電芯包覆，所述轉(zhuǎn)接金屬塊與所述絕緣裝置之間具有間隙并相對(duì)于所述絕緣裝置可浮動(dòng)安裝。
[0011]上述鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬托盤(pán)頂部具有兩對(duì)卡接支架，所述卡接支架上開(kāi)設(shè)有與所述絕緣裝置兩端結(jié)構(gòu)相匹配的卡槽，所述轉(zhuǎn)接金屬塊上開(kāi)設(shè)螺紋孔。
[0012]上述鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，其中，所述電芯外部套設(shè)一圈絕緣膠帶，所述轉(zhuǎn)接金屬塊的材質(zhì)為鋁。
[0013]還包括一種電芯組結(jié)構(gòu)，包括若干所述單電芯、正極側(cè)壓板、負(fù)極側(cè)壓板、中間壓板、四根螺栓、四個(gè)螺母和若干限位零件，其中，
[0014]所述電芯組的安裝順序?yàn)?正極側(cè)壓板-若干單電芯-中間壓板-若干單電芯-負(fù)極側(cè)壓板；
[0015]四根所述螺栓貫穿所述正極側(cè)壓板、若干所述單電芯、所述中間壓板和所述負(fù)極側(cè)壓板，并于所述負(fù)極側(cè)壓板的外部與所述螺母連接，每一所述單電芯的四個(gè)所述側(cè)耳連接一個(gè)所述限位零件；
[0016]所述電芯組的底面安裝一底面塑料件，側(cè)面分別安裝兩個(gè)側(cè)面塑料件，頂部通過(guò)若干螺釘固定兩塊短連接排和一塊長(zhǎng)連接排。
[0017]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，所述正極側(cè)壓板、所述中間壓板和所述負(fù)極側(cè)壓板的頂部皆具有長(zhǎng)條形凸起，對(duì)所述中間壓板兩側(cè)的若干所述單電芯起到了絕緣隔離的作用。
[0018]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，每一所述正極側(cè)壓板的四個(gè)角的通孔處具有限位凸臺(tái)，所述限位凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)與所述限位零件的外形機(jī)構(gòu)相匹配。
[0019]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，所述短連接排、所述長(zhǎng)連接排上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)腰型孔，所述長(zhǎng)腰型孔的位置與所述轉(zhuǎn)接金屬塊上的螺紋孔位置相對(duì)應(yīng)。
[0020]還包括一種電芯模組結(jié)構(gòu)，包括若干所述電芯組、模組保護(hù)蓋和連接銅排，其中，
[0021]若干所述電芯組之間通過(guò)所述連接銅排連接，所述模組保護(hù)蓋蓋設(shè)于若干所述電芯組的頂部。
[0022]上述電芯模組結(jié)構(gòu)，其中，若干所述電芯組的所述短連接排和所述長(zhǎng)連接排之間形成走線通道。
[0023]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，產(chǎn)生的積極效果是:
[0024](I)實(shí)現(xiàn)了電芯厚度尺寸的一致性控制和預(yù)壓力控制。并且對(duì)于不同的電芯厚度，只需要更換少量零件即可實(shí)現(xiàn)安裝，提升制造和裝配的靈活度。
[0025](2)實(shí)現(xiàn)了電芯的現(xiàn)場(chǎng)可更換，可維護(hù)。設(shè)計(jì)了連接系統(tǒng)，利用軟包電芯極耳的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接鋁塊的浮動(dòng)安裝，通過(guò)連接工藝控制接觸電阻，確?，F(xiàn)場(chǎng)更換的連接質(zhì)量。
[0026](3)實(shí)現(xiàn)了每片電芯的傳導(dǎo)散熱，提升了散熱能力，并使電芯表面溫度均勻，考慮模塊的進(jìn)一步擴(kuò)展，為進(jìn)一步擴(kuò)展預(yù)留了走線通道，并且連接方便。
【附圖說(shuō)明】
[0027]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1為本發(fā)明中單電芯的爆炸圖；
[0029]圖2為本發(fā)明中電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明中電芯與金屬托盤(pán)的裝配示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明中電芯組的一個(gè)視角的爆炸圖；
[0032]圖5為本發(fā)明中電芯組的另一個(gè)視角的爆炸圖；
[0033]圖6為本發(fā)明中電芯組的整體裝配示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中正極側(cè)壓板的部分放大圖；
[0035]圖8為本發(fā)明中電芯模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0037]實(shí)施例一
[0038]請(qǐng)結(jié)合圖1至圖8所示，本發(fā)明的一種鋰電池的單電芯100結(jié)構(gòu)，包括電芯I和金屬托盤(pán)2，其中，
[0039]電芯I為片狀電芯，電芯I頂部具有兩個(gè)極耳8，每一極耳8焊接一轉(zhuǎn)接金屬塊3 ;
[0040]金屬托盤(pán)2具有與電芯I結(jié)構(gòu)相匹配的安裝空間5，頂部可拆卸的卡接安裝兩個(gè)絕緣裝置4，金屬托盤(pán)2的四個(gè)角上各具有一側(cè)耳7，側(cè)耳7中開(kāi)孔9 ;
[0041 ] 電芯I的轉(zhuǎn)接金屬塊3鑲嵌于絕緣裝置4內(nèi)，金屬托盤(pán)2將電芯I包覆，轉(zhuǎn)接金屬塊3與絕緣裝置4之間具有間隙并相對(duì)于絕緣裝置4可浮動(dòng)安裝。
[0042]本發(fā)明在上述基礎(chǔ)上還具有以下實(shí)施方式，請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖1至圖8所示，
[0043]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，金屬托盤(pán)2頂部具有兩對(duì)卡接支架6，卡接支架6上開(kāi)設(shè)有與絕緣裝置4兩端結(jié)構(gòu)相匹配的卡槽，轉(zhuǎn)接金屬塊3上開(kāi)設(shè)螺紋孔31。
[0044]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，電芯I外部套設(shè)一圈絕緣膠帶21，轉(zhuǎn)接金屬塊3的材質(zhì)為鋁。
[0045]本實(shí)施例中還包括一種電芯組200結(jié)構(gòu)，包括若干單電芯100、正極側(cè)壓板10、負(fù)極側(cè)壓板11、中間壓板12、四根螺栓13、四個(gè)螺母14和若干限位零件15，其中，
[0046]電芯組200的安裝順序?yàn)?正極側(cè)壓板10-若干單電芯-中間壓板12-若干單電芯-負(fù)極側(cè)壓板11 ;
[0047]四根螺栓13貫穿正極側(cè)壓板10、若干單電芯、中間壓板12和負(fù)極側(cè)壓板11，并于負(fù)極側(cè)壓板11的外部與螺母14連接，每一單電芯100的四個(gè)側(cè)耳7連接一個(gè)限位零件15 ;
[0048]電芯組200的底面安裝一底面塑料件16，側(cè)面分別安裝兩個(gè)側(cè)面塑料件17，頂部通過(guò)若干螺釘20固定兩塊短連接排18和一塊長(zhǎng)連接排19。
[0049]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，正極側(cè)壓板10、中間壓板12和負(fù)極側(cè)壓板11的頂部皆具有長(zhǎng)條形凸起30，對(duì)中間壓板12兩側(cè)的若干單電芯起到了絕緣隔離的作用。
[0050]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，每一正極側(cè)壓板10的四個(gè)角的通孔處具有限位凸臺(tái)26，限位凸臺(tái)26的結(jié)構(gòu)與限位零件15的外形機(jī)構(gòu)相匹配。
[0051]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，短連接排18、長(zhǎng)連接排19上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)腰型孔32，長(zhǎng)腰型孔32的位置與轉(zhuǎn)接金屬塊3上的螺紋孔31位置相對(duì)應(yīng)。
[0052]本實(shí)施例中還包括一種電芯模組300結(jié)構(gòu)，包括若干電芯組200、模組保護(hù)蓋27和連接銅排29，其中，
[0053]若干電芯組200之間通過(guò)連接銅排29連接，模組保護(hù)蓋27蓋設(shè)于若干電芯組200的頂部。
[0054]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，若干電芯