專利名稱:電池極耳連接結構及包含該連接結構的軟包裝電池模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于鋰離子電池【技術領域】，特別涉及一種電池極耳連接結構，包括至少兩個電池、設置于兩個相鄰電池之間的中間隔板及安裝于中間隔板的鋁連接條，中間隔板的頂部設置有卡槽，卡槽內卡設有鋁基板，中間隔板兩側的電池極耳向鋁基板的方向折彎堆疊于鋁基板的上表面，鋁連接條卡入卡槽后壓緊電池極耳，且電池極耳與鋁連接條焊接。上述結構保證了鋁基板和電池極耳表面平整貼合，使得鋁基板在后續(xù)激光焊接時為極耳底部提供安全防護，更重要的是該結構絕緣性能好、電氣連接可靠，很適合安裝在軟包裝電池模組內。此外，本實用新型還公開了一種包含上述電池極耳連接結構的軟包裝電池模組。
【專利說明】電池極耳連接結構及包含該連接結構的軟包裝電池模組

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鋰離子電池【技術領域】，特別涉及一種電池極耳連接結構及包含該連接結構的軟包裝電池模組。
技術背景
[0002]目前，環(huán)境能源問題使社會進步面臨嚴峻形勢，低碳環(huán)保成為未來經(jīng)濟發(fā)展的一大主題。能量的儲存和高效利用引起了各方面的重視，鋰離子電池作為能量儲存的最小單元而存在，電池模組是將鋰離子電池有效連接的一種結構形式，為電池提供有效的連接和牢靠的固定結構并將電池串聯(lián)成組，通過串聯(lián)電池提高工作電壓或者并聯(lián)電池提高總能量為用電設備供電，電池模組已經(jīng)成為當今儲能領域的主要部件和關鍵技術。
[0003]然而，電池模組在實際工作中的情況復雜，比如應用在電動汽車上時，由于行駛過程中存在的震動等問題，模組需要提供足夠的結構強度；同時由于電動汽車車身緊湊，空間包絡有限，所以模組需要實現(xiàn)體積小，儲存能量大的結構；而在大型儲能電柜上使用時，同樣需要提供一種可以有效將電池串聯(lián)成組并固定的結構形式，同時實現(xiàn)可靠的電氣連接。
[0004]電池包/電柜一般先由一定數(shù)量的電池以某種特定的形式相互連接組成電池模組，再根據(jù)不同的應用場合取一定數(shù)量的電池模組在電池包/電柜內固定連接而為工作單元提供動力或者儲存能量。目前，現(xiàn)在多數(shù)軟包電池模組電池的連接采用螺栓與導電金屬條串聯(lián)，裝配過程中由于操作失誤等原因造成返工，而且裝配扭力過大時，容易出現(xiàn)電池螺紋滑牙的現(xiàn)象，從而導致電池和模組的報廢；然而在復雜動載工況下，比如電動汽車的行駛中震動時，會存在著螺栓脫落、電池短路和連接條失效的風險；另外，少數(shù)采用接觸連接串聯(lián)相鄰電池極耳的做法，不僅占用操作的空間，在車載震動等惡劣使用環(huán)境下無法實現(xiàn)可靠電氣連接，造成接觸電阻變化大，影響使用效果。同時電池包/電柜內部電池模組排列緊張，難以實現(xiàn)有效的冷卻，電池在復雜工況下溫度上升，無法有效散熱，不僅影響電池使用壽命和功能，同時也增加了電池包/電柜的安全隱患。
[0005]再次，由于電池包/電柜空間有所限制，不同電池包內部電池固定方式不一，電池存在橫向平躺、豎直放置等多種布置方式，造成電池間連接各式各樣，不易絕緣防護，存在短路風險，而且考慮到電磁干擾問題也不利于低壓控制線的排布。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的之一在于:針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種連接牢固、絕緣性能好、電氣連接可靠的電池極耳連接結構。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種電池極耳連接結構，包括至少兩個電池、設置于兩個相鄰電池之間的中間隔板及安裝于所述中間隔板的鋁連接條，所述中間隔板的頂部設置有卡槽，所述卡槽內卡設有鋁基板，所述中間隔板兩側的所述電池極耳向所述鋁基板的方向折彎堆疊于所述鋁基板的上表面，所述鋁連接條卡入所述卡槽后壓緊所述電池極耳，且所述電池極耳與所述鋁連接條焊接。
[0008]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的電池極耳連接結構的有益效果在于:通過上述結構保證了鋁基板和電池極耳表面平整貼合，使得鋁基板在后續(xù)激光焊接時為極耳底部提供安全防護，防止激光焊接功率過大熔化穿透中間隔板并損害到軟包電池。同時由于鋁連接條卡入卡槽后壓緊電池極耳，所以有效地解決相鄰電池極耳接觸面不平整導致極耳之間間隙太大無法焊接的問題，在進行激光焊接時，激光束沿著鋁連接條長度方向居中連續(xù)焊接，熔透多層金屬，實現(xiàn)可靠的電氣連接。
[0009]作為本實用新型所述的電池極耳連接結構的一種改進，所述中間隔板兩側的所述電池的極耳向所述鋁基板的方向折彎90度堆疊于所述鋁基板的上表面。通過90度的彎折使得鋁基板和電池極耳表面貼合更平整，為后面的焊接工作提供了保障。
[0010]作為本實用新型所述的電池極耳連接結構的一種改進，所述中間隔板包括中間隔板本體、開設于所述中間隔板本體的凹槽、前后貫通的矩形槽、設置于所述中間隔板本體頂部的凸條、及設置于所述中間隔板本體頂部兩端的預定位凸臺和預定位凹槽。
[0011]其中，所述凹槽用于容置電池的，并且通過固體雙面膠帶將其固定在凹槽內部，可以有效保護軟包電池角位。由于軟包電池正常使用下會有一定程度的鼓脹現(xiàn)象，所以將所述矩形槽設置為前后貫通結構，這樣可以為電池鼓脹留出空間；同時，還兼顧了模組在正常使用情況時的散熱問題，為冷卻空氣留出通道。所述凸條有效隔離了各鋁連接條，為電池成組過程提供了有效的絕緣防護。具體地，在裝配的時候由于兩個相鄰電池正負極靠的很近，單側做絕緣以后就不會出現(xiàn)兩個電池的正負極連成一個回路造成短路。由于兩個相鄰的中間隔板正反交替裝配，使得相鄰的中間隔板之間的預定位凸臺和預定位凹槽相互銜接，方便定位簡化裝配過程，同時，在后期模組工作過程中，當軟包模組受力或振動時，此處結構加強了相鄰隔板之間的相互作用。
[0012]作為本實用新型所述的電池極耳連接結構的一種改進，所述凸條的一端設置有股位橫梁，所述股位橫梁和所述中間隔板本體形成有布線槽。所述股位橫梁為采樣線束提供布線的通道，采樣線束可順著布線槽布置到模組一側的端部隔板。
[0013]本實用新型的另一個目的在于提供一種軟包裝電池模組，包括上述的電池極耳連接結構、端部隔板、鋁端板、頂部固定條組件、底部固定條組件、模組上蓋、信號線束和銅連接片組件，所述端部隔板設置于所述電池和所述鋁端板之間，所述頂部固定條組件、所述底部固定條組件及模組上蓋均與所述電池極耳連接結構進行裝配，所述信號線束連通所有的電池，所述銅連接片組件與位于端部的電池焊接。
[0014]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的軟包裝電池模組的有益效果在于:上述電池模組的結構緊湊、裝配便捷，并提供了有效的冷卻通道和電氣連接，有利于批量生產，使電池可以在不同工況下工作在最佳溫度，有效延長電池使用壽命，同時降低了電池在熱積聚情況下失控的風險。
[0015]作為本實用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進，所述電池、所述中間隔板、所述端部隔板和所述鋁端板相互貼合的面上均粘貼有固體雙面膠帶。所述固體雙面膠帶實現(xiàn)電池與中間隔板、電池與端部隔板及端部隔板與鋁端板之間的有效固定，提高了模組的結構強度。
[0016]作為本實用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進，所述頂部固定條組件包括頂部固定條和第一絕緣墊片，所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過一體成型方式連接；所述底部固定條組件包括底部固定條和第二絕緣墊片，所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過一體成型方式連接。所述頂部固定條組件和所述底部固定條組件實現(xiàn)所有電池、中間隔板以及端部隔板的固定，通過兩端的螺栓固定在鋁端板上。
[0017]作為本實用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進，所述模組上蓋包括上蓋本體、設置于所述上蓋本體兩側的連接部、及設置于所述上蓋本體另外兩側的孔和槽，兩個所述連接部均設置有圓腰孔。所述模組上蓋采用塑料制造，成本低重量輕；通過腰圓孔與螺栓固定連接，實現(xiàn)了模組上蓋的固定，從而防止模組外部導電金屬接觸電池極耳。
[0018]作為本實用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進，所述信號線束與所述鋁連接條連接，所述信號線束的一端連接有電氣插接件。首先，所述信號線束實現(xiàn)模組電壓溫度的實時采樣，同時監(jiān)控電池工作電壓，及時發(fā)現(xiàn)異常，有效地及時地調整控制策略均衡各個電池電壓，延長模組使用壽命，保證模組工作性能。再次，所述信號線束集成于電池模組之上，信號檢測可靠，無須額外增加零件采樣及均衡，易于與控制單元連接。
[0019]作為本實用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進，所述銅連接片組件包括銅板及與所述銅板固定連接壓鉚螺釘，所述銅板與所述端部隔板卡接。所述銅連接片組件通過超聲波焊接于端部電池極耳上，保證電池與銅連接片的可靠電氣連接，銅材料表面鍍銀，保證銅連接片組件上的螺釘與其他模塊電氣連接時的有效接觸。

【附圖說明】

[0020]圖1為【具體實施方式】I的中間隔板的部分結構截面圖。
[0021 ] 圖2為【具體實施方式】I的結構示意圖。
[0022]圖3為【具體實施方式】I中中間隔板的結構示意圖。
[0023]圖4為【具體實施方式】2的結構示意圖。
[0024]圖5為【具體實施方式】2的分解示意圖。
[0025]圖6為【具體實施方式】2中電池、端部隔板和鋁端板的結構示意圖。
[0026]圖7為【具體實施方式】2中鋁端板的結構示意圖。
[0027]圖8為【具體實施方式】2中模組上蓋的結構示意圖。
[0028]其中，1-電池、2-中間隔板、3-鋁連接條、4-鋁基板、5-端部隔板、6-鋁端板、7-頂部固定條組件、8-底部固定條組件、9-模組上蓋、10-信號線束、11-電池極耳、12-銅連接片組件、13-電氣插接件、14-固體雙面膠帶、21-卡槽、22-中間隔板本體、23-凹槽、24-矩形槽、25-凸條、26-預定位凸臺、27-預定位凹槽、51-固定孔、61-過孔、62-圓孔、71-頂部固定條、72-第一絕緣墊片、81-底部固定條、82-第二絕緣墊片、91-上蓋本體、92-連接部、93-孔、94-槽、921-圓腰孔、121-銅板、122-壓鉚螺釘。

【具體實施方式】
[0029]下面結合【具體實施方式】和說明書附圖，對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0030]【具體實施方式】1，如圖1~3所示，一種電池極耳連接結構，包括至少兩個電池1、設置于兩個相鄰電池I之間的中間隔板2及安裝于中間隔板2的鋁連接條3，中間隔板2的頂部設置有卡槽21，卡槽21內卡設有鋁基板4，中間隔板2兩側的電池極耳11向鋁基板4的方向折彎堆疊于鋁基板4的上表面，鋁連接條3卡入卡槽21后壓緊電池極耳11，且電池極耳11與鋁連接條3焊接。
[0031 ] 優(yōu)選地，中間隔板2兩側的電池極耳11向鋁基板4的方向折彎90度堆疊于鋁基板4的上表面，保證了電池極耳11與鋁基板4表面平整貼合。中間隔板2包括中間隔板本體22、開設于中間隔板本體22的凹槽23、前后貫通的矩形槽24、設置于中間隔板本體22頂部的凸條25、及設置于中間隔板本體22頂部兩端的預定位凸臺26和預定位凹槽27。中間隔板2的數(shù)量設置為多個，多個中間隔板2交叉設置(即正、反交替設置)，從而實現(xiàn)電池I之間的串聯(lián)，所以，在圖2中的中間那個中間隔板2呈“T”型結構。凸條25的一端設置有股位橫梁251，股位橫梁251和中間隔板本體22形成有布線槽252。
[0032]【具體實施方式】2，如圖1~8所示，一種軟包裝電池模組，包括【具體實施方式】I的電池極耳連接結構、端部隔板5、鋁端板6、頂部固定條組件7、底部固定條組件8、模組上蓋9、信號線束10和銅連接片組件12，端部隔板5設置于電池I和鋁端板6之間，頂部固定條組件7、底部固定條組件8及模組上蓋9均與電池極耳11連接結構進行裝配，信號線束10連通所有的電池1，銅連接片組件12與位于端部的電池I焊接。
[0033]其中，端部隔板5實現(xiàn)模組兩端電池I與鋁端板6的絕緣，保證電池I極柱與鋁端板6有效隔離，提供了保證安全的爬電距離，而且可以作為端部電池I的固定框架，重要的是還可以固定模組輸出銅連接條組件，同時為電池I冷卻留出通道。鋁端板6用于固定模組，與頂部固定條組件7和底部固定條組件8通過螺栓連接固定中間隔板2和端部隔板5，進而實現(xiàn)固定電池I的目的。鋁端板6結構上設計有上下貫通的過孔61，主要用于模組在電池包/電柜內的固定，側面開有圓孔62便于裝配過程中夾具的使用。重要的是鋁端板6的零件采用鋁材料，重量輕價格便宜，加工方便。
[0034]優(yōu)選地，電池1、中間隔板2、端部隔板5和鋁端板6相互貼合的面上均粘貼有固體雙面膠帶，實現(xiàn)電池I與中間隔板2、電池I與端部隔板5及端部隔板5與鋁端板6之間的有效固定，提高了模組的結構強度。另外，將電池1、中間隔板2、端部隔板5和鋁端板6以一定的順序放入夾具中，以鋁端板6的裝配圓孔62定位在夾具上，再施加一定的作用力使得以上零件相互壓緊，達到設計尺寸。
[0035]優(yōu)選地，頂部固定條組件7包括頂部固定條71和第一絕緣墊片，頂部固定條71和第一絕緣墊片72通過扣接方式連接，或者頂部固定條71和第一絕緣墊片72通過一體成型方式連接；底部固定條組件8包括底部固定條81和第二絕緣墊片82，底部固定條81和第二絕緣墊片82通過扣接方式連接，或者底部固定條81和第二絕緣墊片82通過一體成型方式連接。頂部固定條組件7和底部固定條組件8可在四個方向扣入且固定在鋁端板6的周圍，從而使得模組的所有零件抱緊，加強了整體結構強度。
[0036]優(yōu)選地，模組上蓋9包括上蓋本體91、設置于上蓋本體91兩側的連接部92、及設置于上蓋本體91另外兩側的孔93和槽94，該孔93作為模組之間連接的通道，該槽94作為低壓線束的出線口。兩個連接部92均設置有圓腰孔921，圓腰孔921的數(shù)量為八個，每四個為一組均勻分布于兩個連接部92。模組上蓋9通過頂部固定條組件7上的壓鉚螺釘與螺母緊密配合固定在軟包模組之上。
[0037]優(yōu)選地，信號線束10包括采樣線(圖未示)和均衡線(圖未示)，在鋁連接條3上按順序焊接好采樣線和均衡線，然后將信號線束10的一端連接電氣插接件13，最后形成線束組件。信號線束10通過扎帶與端部隔板5的固定孔51固定，并引出到模組外端，通過扎帶的固定可以有效防止信號線束10受外力時線束從鋁連接片上脫落，從而有效地保障了在軟包模組的鋁連接條3上指定位置進行從上到下的激光穿透焊接，實現(xiàn)所有電池I間的可靠電氣連接，而且相對于現(xiàn)有技術，激光焊接相比螺栓連接擁有更小的電阻，連接更加牢固。
[0038]優(yōu)選地，銅連接片組件12包括銅板121及與銅板121固定連接壓鉚螺釘122，銅板121與端部隔板5卡接。端部位置的電池I事先與銅連接片組件12按設計的位置要求通過超聲波焊接成一體，裝配時，銅連接片組件12從一側卡入端部隔板5的卡槽中，實現(xiàn)銅連接片組件12的定位，同時端部隔板5有效將銅連接片組件12和鋁端板6絕緣隔離，從而實現(xiàn)安全防護。
[0039]可以預見的是，【具體實施方式】I的電池極耳連接結構不僅能夠應用在軟包裝鋰電池組上，同樣也可以應用在鎳氫、鎳鎘等電池的串并聯(lián)中。
[0040]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領域技術人員在本實用新型的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本實用新型的保護范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種電池極耳連接結構，其特征在于:包括至少兩個電池、設置于兩個相鄰電池之間的中間隔板及安裝于所述中間隔板的鋁連接條，所述中間隔板的頂部設置有卡槽，所述卡槽內卡設有鋁基板，所述中間隔板兩側的電池極耳向所述鋁基板的方向折彎堆疊于所述鋁基板的上表面，所述鋁連接條卡入所述卡槽后壓緊所述電池極耳，且所述電池極耳與所述鋁連接條焊接。2.根據(jù)權利要求1所述的電池極耳連接結構，其特征在于:所述中間隔板兩側的所述電池的極耳向所述鋁基板的方向折彎90度堆疊于所述鋁基板的上表面。3.根據(jù)權利要求1所述的電池極耳連接結構，其特征在于:所述中間隔板包括中間隔板本體、開設于所述中間隔板本體的凹槽、前后貫通的矩形槽、設置于所述中間隔板本體頂部的凸條、及設置于所述中間隔板本體頂部兩端的預定位凸臺和預定位凹槽。4.根據(jù)權利要求3所述的電池極耳連接結構，其特征在于:所述凸條的一端設置有股位橫梁，所述股位橫梁和所述中間隔板本體形成有布線槽。5.一種軟包裝電池模組，其特征在于:包括權利要求1~4任意一項所述的電池極耳連接結構、端部隔板、鋁端板、頂部固定條組件、底部固定條組件、模組上蓋、信號線束和銅連接片組件，所述端部隔板設置于所述電池和所述鋁端板之間，所述頂部固定條組件、所述底部固定條組件及模組上蓋均與所述電池極耳連接結構進行裝配，所述信號線束連通所有的電池，所述銅連接片組件與位于端部的電池焊接。6.根據(jù)權利要求5所述的軟包裝電池模組，其特征在于:所述電池、所述中間隔板、所述端部隔板和所述鋁端板相互貼合的面上均粘貼有固體雙面膠帶。7.根據(jù)權利要求5所述的軟包裝電池模組，其特征在于:所述頂部固定條組件包括頂部固定條和第一絕緣墊片，所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過一體成型方式連接；所述底部固定條組件包括底部固定條和第二絕緣墊片，所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過一體成型方式連接。8.根據(jù)權利要求5所述的軟包裝電池模組，其特征在于:所述模組上蓋包括上蓋本體、設置于所述上蓋本體兩側的連接部、及設置于所述上蓋本體另外兩側的孔和槽，兩個所述連接部均設置有圓腰孔。9.根據(jù)權利要求5所述的軟包裝電池模組，其特征在于:所述信號線束與所述鋁連接條連接，所述信號線束的一端連接有電氣插接件。10.根據(jù)權利要求5所述的軟包裝電池模組，其特征在于:所述銅連接片組件包括銅板及與所述銅板固定連接壓鉚螺釘，所述銅板與所述端部隔板卡接。
【文檔編號】H01M10-613GK204303901SQ201420714190
【發(fā)明者】陳德坤, 項延火, 趙賓 [申請人]寧德時代新能源科技有限公司