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一種電池串聯(lián)片的制作方法

文檔序號:11214439閱讀:1036來源:國知局
一種電池串聯(lián)片的制造方法與工藝

本申請涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電池串聯(lián)片。



背景技術(shù):

鋰離子電池是當(dāng)今世界上比能量最高,適用的條件寬廣而使用壽命最長的電池系列。更可貴的是它不使用有毒有害的材料,對環(huán)境友善,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是它也有根本的缺陷,安全性不好,有起火爆炸的危險。各研究單位和生產(chǎn)廠都做了大量工作改善其安全性。蘇州安靠電源公司的負(fù)極免焊接工藝就是比較成功的一例。

圓柱形鋰離子電池模組一般包括絕緣材質(zhì)的且其上開設(shè)眾多電池插裝孔的電池夾具、分別嵌入各個電池插裝孔中的眾多電池串聯(lián)片、同時嵌入各個電池插裝孔中且與各個電池串聯(lián)片接觸連接的一張并聯(lián)網(wǎng)、分別插設(shè)在各個電池插裝孔中且與對應(yīng)電池串聯(lián)片相連(直接接觸連接或焊接)的眾多電池單體。實(shí)際應(yīng)用時,這些電池單體依靠前述并聯(lián)網(wǎng)相互并聯(lián),依靠前述串聯(lián)片與插入電池夾具另一側(cè)的電池單體實(shí)現(xiàn)串聯(lián),如此將將多個電池模組組裝在一起而形成大容量的鋰離子電池。

負(fù)極免焊接工藝的核心是用帶有多個彈爪的金屬片(電池串聯(lián)片)代替通用的薄金屬連接片,金屬片的多個彈爪抱住電池殼,實(shí)現(xiàn)接觸電連接。從而取消了對電池殼底的焊接,消除了焊接熱對靠近底的內(nèi)部核心構(gòu)件的傷害,提高了安全性。

然而,傳統(tǒng)電池串聯(lián)片僅由底片以及一體設(shè)置在底片四周的眾多彈爪構(gòu)成,使用時,依靠彈爪抱住電池殼,實(shí)現(xiàn)接觸電連接。至少存在以下問題:

1、僅僅依靠彈爪,對電池的抱緊力不足,而且二者接觸面積較小,受到劇烈振動過程中彈爪和電池由脫開的風(fēng)險。

2、串聯(lián)片上彈爪的結(jié)構(gòu)還不夠合理,其不能夠很好地同時與電池夾具和電池單體的彈性緊壓接觸連接,容易出現(xiàn)串聯(lián)片從電池夾具上脫落或者電池與串聯(lián)片脫離的問題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本申請目的是:針對上述問題,本申請?zhí)岢鲆环N與電池接觸面積大、對電池抱緊力大且與電池夾具能夠穩(wěn)固結(jié)合的電池串聯(lián)片,并且該電池串聯(lián)片自身也具有很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

本申請的技術(shù)方案是:

一種電池串聯(lián)片,包括環(huán)形的環(huán)片以及固定連接在該環(huán)片軸向底端的底片,所述環(huán)片的四周形成有徑向向外凸出的若干個外翻彈片以及徑向向內(nèi)凸出的若干個內(nèi)翻彈片。

本申請?jiān)谏鲜黾夹g(shù)方案的基礎(chǔ)上,還包括以下優(yōu)選方案:

各個所述外翻彈片沿著所述環(huán)片的圓周方向均勻間隔分布。

各個所述內(nèi)翻彈片沿著所述環(huán)片的圓周方向均勻間隔分布。

所述外翻彈片和內(nèi)翻彈片通過對所述環(huán)片沖壓而形成,所述外翻彈片的長度兩端與所述環(huán)片的本體結(jié)構(gòu)連為一體,所述外翻彈片的中部徑向向外凸出,所述內(nèi)翻彈片的長度兩端與所述環(huán)片的本體結(jié)構(gòu)連為一體,所述內(nèi)翻彈片的中部徑向向內(nèi)凸出。

所述外翻彈片和所述內(nèi)翻彈片的數(shù)量相同,并且各個所述外翻彈片和各個所述內(nèi)翻彈片沿著所述環(huán)片的圓周方向彼此交替布置。

所述環(huán)片軸向頂端形成有若干個沿環(huán)片圓周方向間隔分布的電池插裝導(dǎo)向片。

所述環(huán)片和所述底片為分體式結(jié)構(gòu),二者焊接固定在一起。

所述環(huán)片軸向底端形成有若干個徑向向內(nèi)折彎的下爪片,所述下爪片與所述底片焊接固定。

各個所述下爪片沿著所述環(huán)片的圓周方向均勻間隔分布。

所述電池串聯(lián)片為鋼質(zhì)。

本申請的優(yōu)點(diǎn)是:

1、本申請這種電池串聯(lián)片上設(shè)置有多個外翻彈片和多個內(nèi)翻彈片,多個內(nèi)翻彈片和電池卡緊連接,接觸點(diǎn)很多,導(dǎo)電截面大,電阻很小。多個外翻彈片與電池夾具卡接連接,接觸點(diǎn)很多,導(dǎo)電截面和傳熱截面大,電阻很小,傳熱速度快。

2、本申請這種電池串聯(lián)片的環(huán)片和底片為分體式焊接結(jié)構(gòu),環(huán)片和底片單獨(dú)加工生產(chǎn),制作更加方便。

3、外翻彈片和內(nèi)翻彈片通過對環(huán)片沖壓而形成,外翻彈片的長度兩端與環(huán)片的本體結(jié)構(gòu)連為一體,僅其中部徑向向外凸出。內(nèi)翻彈片的長度兩端與環(huán)片的本體結(jié)構(gòu)連為一體,僅其中部徑向向內(nèi)凸出。如此保證了環(huán)片軸向頂端的結(jié)構(gòu)整體性——環(huán)片軸向頂端為完整的圓環(huán)結(jié)構(gòu),進(jìn)而增強(qiáng)了環(huán)片的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

4、外翻彈片和內(nèi)翻彈片的數(shù)量相同,且二者沿圓周方向彼此交替布置,方便加工。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實(shí)施例中電池模組的總裝圖;

圖2為本申請實(shí)施例中電池模組的分解圖;

圖3為本申請實(shí)施例中絕緣支架第一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本申請實(shí)施例中絕緣支架第二視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本申請實(shí)施例中并聯(lián)條的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本申請實(shí)施例中電池串聯(lián)片的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本申請實(shí)施例中壓緊連接塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

其中:1-電池串聯(lián)片,101-環(huán)片,101a-外翻彈片,101b-內(nèi)翻彈片,101c-電池插裝導(dǎo)向片,101d-下爪片,102-底片,102a-凸起,2-電池單體,3-絕緣支架,301-支架孔,302-塞孔,4-并聯(lián)條,401-并聯(lián)條孔,404-散熱引出片,5-壓緊連接塊,501-壓條,502-固定塞,502a-變形縫。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例是用于說明本申請而不限于限制本申請的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整,未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。

本文中所說的上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結(jié)構(gòu)在對應(yīng)附圖中位置而言。本文中為部件所編序號本身,例如“第一”、“第二”等,僅用于區(qū)分所描述的對象,不具有任何順序或技術(shù)含義。而本申請所說“連接”、“聯(lián)接”,如無特別說明,均包括直接和間接連接(聯(lián)接)。

圖1至圖7示出了本申請這種電池串聯(lián)片在電池模組中的一個具體應(yīng)用例,該電池模組為圓柱形的鋰離子電池模組,其與傳統(tǒng)電池模組相同的是,也包括電池夾具(行業(yè)內(nèi)也稱電池支架),電池夾具上制有呈矩陣分布的眾多電池插裝孔,每個電池插裝孔中均嵌設(shè)有一個電池串聯(lián)片1,而且每個電池插裝孔中均插設(shè)一顆圓柱形的鋰離子電池單體2。具體的,本實(shí)施例中,電池單體2的負(fù)極端插設(shè)在電池夾具的電池插裝孔中,并且與電池插裝孔中的電池串聯(lián)片1直接接觸連接(未焊接)。

上述電池夾具包括位于下層的絕緣層和位于上層的導(dǎo)電層。其中:絕緣層為近似矩形的絕緣支架3,該絕緣支架3上設(shè)置有呈矩陣分布的眾多支架孔301。導(dǎo)電層3由眾多并列布置且相互平行的金屬并聯(lián)條4構(gòu)成,金屬并聯(lián)條4上設(shè)置有一排沿著金屬并聯(lián)條長度方向間隔分布的并聯(lián)條孔。金屬并聯(lián)條4與絕緣支架3固定連接。支架孔301和并聯(lián)條孔共同形成所述電池插裝孔,電池串聯(lián)片1與并聯(lián)條孔的孔壁彈性接觸連接。

上述絕緣支架3通常采用塑料材質(zhì)。金屬并聯(lián)條4為導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能良好的鋁質(zhì)材料。

電池串聯(lián)片1與金屬并聯(lián)條4的孔壁接觸連接,而電池串聯(lián)片1又與對應(yīng)的電池單體2相連,如此使得連接在同一金屬并聯(lián)條4中的各個電池單體借助金屬并聯(lián)條4并聯(lián)連接,從而省去了傳統(tǒng)的并聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而且,由于金屬并聯(lián)條4為金屬材質(zhì)且具有一定的厚度,其具有很好的導(dǎo)熱和散熱能力,能夠快速吸收并向外傳遞各電池單體2的熱量,從而大大提高了該電池模組的散熱性能。

電池串聯(lián)片1為鋼質(zhì)材料。

金屬并聯(lián)條4的長度兩端部具帶有一平面結(jié)構(gòu)的散熱引出片404,實(shí)際應(yīng)用時將該散熱引出片404與外界散熱機(jī)構(gòu)(比如電池箱的箱體內(nèi)壁)相連,以將其吸收的熱量向外傳遞出去。而且,散熱引出片404采用平板狀結(jié)構(gòu),使得多個這種結(jié)構(gòu)的電池模組串并聯(lián)組合在一起而構(gòu)成大容量電池時,相鄰兩電池模組依靠散熱引出片相互支撐,保證大容量電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地,上述絕緣支架3的外輪廓為矩形,裝配完成后,上述散熱引出片404與絕緣支架3的外緣邊平齊布置。

為了進(jìn)一步提升該電池模組的散熱性能,最好將電池單體2與并聯(lián)條孔的孔壁接觸連接。而且最好保證金屬并聯(lián)條4的厚度(即在并聯(lián)條孔401軸線方向的厚度)不小于5mm。

為了使得圖1中連接在同一電池夾具上的各個電池單體均并聯(lián)連接,本實(shí)施例中,構(gòu)成所述導(dǎo)電層的各個金屬并聯(lián)條4相互電連接。這些金屬并聯(lián)條4具體是以下述方式相互電連接的:在相鄰金屬并聯(lián)條4之間的縫隙中填充有導(dǎo)電膠。

本實(shí)施例中,每一根金屬并聯(lián)條4均為一整體式結(jié)構(gòu),其由成排布置的多個金屬管燒結(jié)固定或者焊接固定而成。

金屬并聯(lián)條4的長度兩端部具帶有一平面結(jié)構(gòu)的散熱引出片404,實(shí)際應(yīng)用時將該散熱引出片404與外界散熱機(jī)構(gòu)(比如電池箱的箱體內(nèi)壁)相連,以將其吸收的熱量向外傳遞出去。而且,散熱引出片404采用平板狀結(jié)構(gòu),使得多個這種結(jié)構(gòu)的電池模組串并聯(lián)組合在一起而構(gòu)成大容量電池時,相鄰兩電池模組依靠散熱引出片相互支撐,保證大容量電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中,所述金屬并聯(lián)條4與絕緣支架3是通過壓緊連接塊5固定連接在一起的。具體地,所述壓緊連接塊5包括長條形的壓條501以及連接在該壓條同一側(cè)且沿壓條長度方向間隔分布的眾多固定塞502,絕緣支架3上開設(shè)多個塞孔302,所述固定塞502穿過相鄰金屬并聯(lián)條4之間的間隙而固定插設(shè)于所述塞孔302中,壓條501壓在金屬并聯(lián)條4的上部,從而實(shí)現(xiàn)金屬并聯(lián)條4與絕緣支架3的固定連接。

上述固定塞502的頭部為半球型結(jié)構(gòu),且該半球型結(jié)構(gòu)上開設(shè)有至少一條變形縫502a。半球型結(jié)構(gòu)的直徑略大于塞孔302孔徑。變形縫使得固定塞502頭部的半球型結(jié)構(gòu)具有一定的彈性變形能力,從而保證固定塞502頭部的半球型結(jié)構(gòu)能夠順利塞入塞孔內(nèi),而且使得半球型結(jié)構(gòu)與塞孔緊密結(jié)合而很難拔出。

固定塞502具有與金屬并聯(lián)條4外表面相對應(yīng)的外表面——內(nèi)凹弧形面,如此使得固定塞能夠與金屬并聯(lián)條4緊密貼合,固定塞剛好緊緊支撐在相鄰兩金屬并聯(lián)條4之間,以防止金屬并聯(lián)條4晃動。

上述壓緊連接塊5為塑料材質(zhì)。壓緊連接塊5和絕緣支架3均為注塑成型。

而且,本實(shí)施例中電池串聯(lián)片1也采用了一種全新的結(jié)構(gòu)形式,其包括環(huán)形的環(huán)片101以及固定連接在該環(huán)片軸向底端的底片102,所述環(huán)片101的四周形成有徑向向外凸出的多個外翻彈片101a以及徑向向內(nèi)凸出的多個內(nèi)翻彈片101b。環(huán)片101軸向頂端還形成有多個電池插裝導(dǎo)向片101c,這些電池插裝導(dǎo)向片101c沿著環(huán)片101的圓周方向均勻間隔分布。圖1中,所述外翻彈片101a與電池插裝孔的孔壁彈性抵靠連接,所述內(nèi)翻彈片101b與電池單體2的負(fù)極端彈性抵靠連接。電池插裝導(dǎo)向片101c用于引導(dǎo)電池單體的負(fù)極端插入電池插裝孔中。

更具體地,上述外翻彈片101a和內(nèi)翻彈片101b通過環(huán)片101沖壓而形成,外翻彈片101a和內(nèi)翻彈片101b的數(shù)量相同。外翻彈片101a的長度兩端與環(huán)片101的本體結(jié)構(gòu)連為一體,而外翻彈片101a的中部徑向向外凸出。內(nèi)翻彈片101b的長度兩端與環(huán)片101的本體結(jié)構(gòu)連為一體,而內(nèi)翻彈片101b的中部徑向向內(nèi)凸出。

本文所說的“徑向”,如無特別說明,均以環(huán)片101為參照。

上述的各個外翻彈片101a沿著環(huán)片101的圓周方向均勻間隔分布,上述的各個內(nèi)翻彈片101b也沿著環(huán)片101的圓周方向均勻間隔分布。而且上述的眾多外翻彈片101a和眾多內(nèi)翻彈片101b沿圓周方向彼此交替布置。

為了方便上述電池串聯(lián)片1的制作,本實(shí)施例中電池串聯(lián)片1的環(huán)片101和底片102為分體式焊接結(jié)構(gòu),即環(huán)片101和底片102并非整體式結(jié)構(gòu),二者通過焊接方式固定連接在一起。具體地,環(huán)片101軸向底端形成有多個徑向向內(nèi)折彎的下爪片101d,下爪片101d與底片102焊接固定。這些下爪片101d沿著環(huán)片101的圓周方向均勻間隔分布。

實(shí)際應(yīng)用時,可配置多個圖1所示的電池模組,將其中一個電池模組上各電池單體2的上端(正極端)插入另一個電池模組上電池夾具的下部、并與該另一個電池模組上電池夾具中的串聯(lián)片連接(必要時可將二者焊接固定),如此實(shí)現(xiàn)兩電池模組的串聯(lián)連接。多個圖1所示的電池模組串并聯(lián)組合在一起而構(gòu)成大容量鋰離子電池。

這些圖1中電池模組中的各個電池單體2依靠金屬并聯(lián)條4相互并聯(lián),依靠前述串聯(lián)片與插入電池夾具另一側(cè)的電池單體實(shí)現(xiàn)串聯(lián),如此將多個電池模組組裝在一起而形成大容量的鋰離子電池。

為了防止電池串聯(lián)片1受到電池單體2的軸向抵壓力而脫離電池插裝孔,本實(shí)施例中,絕緣支架3上的支架孔301的孔壁處形成有一圈徑向向內(nèi)凸起的凸緣(支架孔301一端孔徑較小而另一端孔徑較大,對比圖3和圖4),該凸緣用于對電池單體和電池串聯(lián)片進(jìn)行限位,防止電池串聯(lián)片1受到電池單體2的軸向抵壓力而脫離電池插裝孔。

因?yàn)樯鲜鐾咕壍拇嬖冢绻灼?02為平面結(jié)構(gòu),則其很難與電池正極端相接觸。對此,本實(shí)施例在底片102的中部沖制有向下凸出的凸起102a,該凸起為圓形,以便插入圖1中電池夾具下方的電池極端(通常為正極端)與該凸起102a良好接觸。

需要說明的是,這種電池串聯(lián)片1也可以應(yīng)用在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電池夾具上,而形成帶并聯(lián)網(wǎng)的電池模組。

上述實(shí)施例只為說明本申請的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓人們能夠了解本申請的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本申請的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本申請主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾,都應(yīng)涵蓋在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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