一種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)及其形成的電池組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了屬于鋰離子電池的極耳連接【技術(shù)領(lǐng)域】的一種激光焊接結(jié)構(gòu)及其形成的電池組，該結(jié)構(gòu)包括下列零部件：端部夾板、電池框架、方鋁條、采集安裝板、極耳連接板、與極耳引出板和極柱等，該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的極耳串并聯(lián)連接和電池的成組連接。該結(jié)構(gòu)相對(duì)以往的鎖螺栓連接極耳的方式可靠性更高，組裝便捷，效率高，連接內(nèi)阻更小，穩(wěn)定性更好而且連接更牢固，在組成電池模組時(shí)還可以有效的防止電池的松動(dòng)，可耐受道路車輛等情況下的振動(dòng)和沖擊。
【專利說(shuō)明】一種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)及其形成的電池組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鋰離子電池組合和電池組，該結(jié)構(gòu)適用于鋁塑膜外殼鋰離子電池的組裝，也適宜于其它動(dòng)力電池的組裝。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，在節(jié)能減排、綠色信貸、綠色證券等產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)的推動(dòng)下，電動(dòng)汽車正在漸漸的引起社會(huì)和政府的重視，電動(dòng)汽車也將成為未來(lái)汽車行業(yè)的一大分支。電動(dòng)汽車核心技術(shù)之一是電池系統(tǒng)。而電池的成組技術(shù)是決定該系統(tǒng)是否可用的技術(shù)關(guān)鍵。
[0003]從現(xiàn)有電池技術(shù)和成本考慮，目前鋰離子電池最適合用于電動(dòng)汽車，所以鋰離子電池的發(fā)展影響著電動(dòng)汽車今后的發(fā)展趨勢(shì)。這也讓鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)的便攜式消費(fèi)電子類的小功率產(chǎn)品逐步擴(kuò)展到電動(dòng)汽車等大功率產(chǎn)品。
[0004]然而目前，鋰離子電池極耳基本都是通過(guò)鎖螺栓的方式連接，這樣繁瑣的工藝不僅浪費(fèi)了大量的人力物力，連接內(nèi)阻也很大，而且極耳連接板的材料也很單一，基本都是采用銅板連接，因?yàn)殇囯姵貑误w本身的重量問(wèn)題也一直是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題，再采用幾個(gè)毫米厚的銅板和螺栓連接更加大了整個(gè)電池系統(tǒng)的重量。
[0005]由于新能源汽車行駛工況復(fù)雜，而且經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)和沖擊現(xiàn)象，車輛的壽命要在5年以上，因此對(duì)于電池系統(tǒng)的耐振動(dòng)和耐沖擊等要求較高，本實(shí)用新型重點(diǎn)研宄電池系統(tǒng)中電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，解決了在車輛運(yùn)行中電池容易因?yàn)槁菟ǖ乃蓜?dòng)而松動(dòng)的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，用于將數(shù)個(gè)單體電池連接成電池組，該結(jié)構(gòu)包括:
[0007]電池框架、端部夾板、固定部件、方鋁條、采集安裝板、極耳連接板，其中電池框架為多個(gè)，每?jī)蓚€(gè)電池框架之間設(shè)置有單體電池，在最外側(cè)的電池框架的外端部設(shè)置端部夾板，電池框架和端部夾板通過(guò)固定部件串聯(lián)固定，在每?jī)蓪?duì)電池組合框架之間形成的卡槽處裝上方鋁條，用于連接單體電池的極耳，每?jī)蓚€(gè)單體電池之間裝上采集安裝板，在每個(gè)采集安裝板的上方設(shè)置有極耳連接板，該極耳連接板具有可覆蓋所述采集安裝板兩側(cè)的兩個(gè)方鋁條的寬度，相鄰單體電池的極耳通過(guò)方鋁條和極耳連接板激光焊接在一起。
[0008]其中，將極耳向方鋁條的方向垂直折彎90度并疊壓在方鋁條上；極耳連接板疊壓覆蓋在折彎后的極耳上用于激光焊接；極耳連接板包括:采集安裝板上方設(shè)置的極耳連接板，可覆蓋采集安裝板兩側(cè)的兩個(gè)方鋁條；和，最外側(cè)的兩個(gè)極耳連接板，覆蓋最外側(cè)的方鋁條和端部夾板；固定部件優(yōu)選為絲桿以及鎖螺母。
[0009]其中，該結(jié)構(gòu)還包括極耳引出板、極耳引出板墊板、極耳引出板壓板，最外側(cè)的極耳連接板連接有極耳引出板，極耳引出板上面和下面分別有極耳引出板墊板和極耳引出板壓板通過(guò)鎖螺栓的方式支撐和固定并且將極柱壓合使其固定不動(dòng)。
[0010]一種鋰離子電池成組的激光焊接結(jié)構(gòu)，用于將數(shù)個(gè)單體電池連接成電池組，具體方法是將多個(gè)已經(jīng)內(nèi)置在每對(duì)組合框架之間的單體電池通過(guò)端部夾板和絲桿串聯(lián)連接起來(lái)并夾緊固定成組，并使每個(gè)單體電池的正、負(fù)極極耳彎折90°，然后按照具體的串并聯(lián)要求將相鄰單體電池的正極極耳、負(fù)極極耳通過(guò)安裝方鋁條極耳連接板等零件焊接在一起。所述的極耳連接板材料為MATER1N公司生產(chǎn)的銅鋁復(fù)合材料，其組分構(gòu)成為50%的銅板，50%的鋁板，焊接時(shí)銅極耳對(duì)銅板焊接，鋁極耳對(duì)鋁板焊接。極耳引出板的材料優(yōu)選為銅板。
[0011]本實(shí)用新型還提供了一種使用上述的鋰離子電池極耳激光焊接結(jié)構(gòu)形成的電池組。
[0012]本實(shí)用新型的鋰離子電池組合框架為二片電池框架夾一個(gè)單體電池的組合方式，將電池夾在了外框架內(nèi)，電池與電池之間不直接接觸，保證了電池在極端條件下也不會(huì)通過(guò)鋁塑膜外殼鋰離子電池外框架短路而造成危險(xiǎn)。電池框架之間有定位銷及安裝孔，可以保證鋁塑膜外殼鋰離子電池任意的組合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]由于新能源車輛的不同，對(duì)電池的規(guī)格需求也不盡相同，可由單一電池通過(guò)不同的串并聯(lián)組合組成不同規(guī)格的電池模塊和電池系統(tǒng)，以滿足不同車輛的要求，本實(shí)用新型采用的鋰離子電池外框架組裝電池可以使一種鋰離子電池任意的進(jìn)行串、并聯(lián)組合，同時(shí)保證生產(chǎn)的連續(xù)性和工藝的可操作性。這樣易形成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)一種有效的設(shè)計(jì)，利用鋰離子電池組合框架組成的電池模塊具有良好的散熱功能。
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)計(jì)，利用鋰離子電池組合框架保證可有效吸收電池的膨脹。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中的激光焊接工藝，不僅能夠解決很多難焊的材料，并且構(gòu)件的變形小，接頭質(zhì)量高，重現(xiàn)性好，激光焊能夠?qū)嵤┚植课⑿》秶募訜?，特別適用于不同材料之間的焊接，它具有能量密度高，焊接速度快，熱影響區(qū)小和工件變形小等一系列優(yōu)點(diǎn)，可以滿足鋰電池的特殊的焊接要求。采用這樣的電池成組連接方法，由于可以盡量減少螺栓的使用量，因此，可以實(shí)現(xiàn)單體電池的可靠、穩(wěn)定的連接，不僅為以后的完全自動(dòng)化生產(chǎn)做好了充足的準(zhǔn)備，同樣這也解決了鋰電池的安全使用問(wèn)題。這樣的成組方式非常方便簡(jiǎn)潔，利于維護(hù)，充分的延長(zhǎng)了電池的壽命，適合車輛的充電、放電，進(jìn)一步滿足了新能源電動(dòng)汽車的要求；對(duì)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化、綠色化和高新化起到了重要的推進(jìn)作用。該結(jié)構(gòu)相對(duì)以往的鎖螺栓連接極耳的方式可靠性更高，組裝便捷，效率高，連接內(nèi)阻更小，穩(wěn)定性更好而且連接更牢固，在組成電池模組時(shí)還可以有效的防止電池的松動(dòng)，可耐受道路車輛等情況下的振動(dòng)和沖擊。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1: 一對(duì)鋰離子電池框架內(nèi)置一支單體電池的示意圖。
[0018]圖2:經(jīng)端部夾板固定的2P24S的電池模塊示意圖。
[0019]圖3:安裝方鋁條并且極耳折90度示意圖。
[0020]圖4:安裝采集安裝板示意圖。
[0021]圖5:安裝極耳引出板和極耳連接板示意圖。
[0022]圖6:—種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖中標(biāo)號(hào):1.電池框架；2.方鋁條；3.采集安裝板；4.極耳連接板；5.極耳引出板；6.極耳引出板墊板；7.極耳引出板壓板；8.端部夾板；9.絲桿。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面的實(shí)施例(以2P24S 8Ah電池為例)可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本實(shí)用新型，但不以任何方式限制本實(shí)用新型。
[0025]實(shí)施例1 一種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其主要包括如下零部件:
[0026]1.電池框架
[0027]2.方鋁條
[0028]3.采集安裝板
[0029]4.極耳連接板
[0030]5.極耳引出板
[0031]6.極耳引出板墊板
[0032]7.極耳引出板壓板
[0033]8.端部夾板
[0034]9.絲桿
[0035]10.極柱
[0036]如圖1所示，兩個(gè)電池框架I組合起來(lái)內(nèi)置一支單體電池；48對(duì)電池框架用四根絲桿9串聯(lián)起來(lái)，并在最外側(cè)的電池框架的外側(cè)用兩個(gè)端部夾板8用鎖螺母以鎖螺栓的方式夾緊固定成組，如圖2所示。在每?jī)蓪?duì)電池框架之間形成的卡槽處裝上方鋁條2，為了將兩支單體電池并聯(lián)起來(lái)，將極耳向方鋁條的方向垂直折彎90度并疊壓在方鋁條上，以此類推，如圖3所示，在每?jī)蓚€(gè)單體電池之間裝上采集安裝板3，如圖4所示，最后，在每個(gè)采集安裝板3的上方設(shè)置有極耳連接板4，覆蓋兩側(cè)的方鋁條2 ;最外側(cè)的極耳連接板4覆蓋最外側(cè)的方鋁條2和端部夾板8、并連接有極耳引出板5 (如圖5所示)，極耳引出板5上面和下面分別有極耳引出板墊板6和極耳引出板壓板7通過(guò)鎖螺栓的方式支撐和固定并且將極柱壓合使其固定不動(dòng)。
[0037]本實(shí)用新型系統(tǒng)中的鋰離子電池組合框架在組裝電池時(shí)保證電池有效固定，可防止振動(dòng)沖擊對(duì)電池的傷害，同時(shí)將電池包裹在電池模塊內(nèi)避免電池組裝過(guò)程中及在電池系統(tǒng)內(nèi)安裝時(shí)對(duì)電池本體的傷害。
[0038]電池組主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車上，因此本系統(tǒng)要滿足車輛的安全要求，保證足夠好的絕緣及防火、防振性能，本實(shí)用新型通過(guò)合理的選材和工藝，保證符合車輛及電池的安全要求。
[0039]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，用于將數(shù)個(gè)單體電池連接成電池組，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括: 電池框架(I)、端部夾板(8)、固定部件、方鋁條(2)、采集安裝板(3)、極耳連接板(4)，其中電池框架(I)為多個(gè)，每?jī)蓚€(gè)電池框架之間設(shè)置有單體電池，在最外側(cè)的電池框架的外端部設(shè)置端部夾板(8)，電池框架(I)和端部夾板(8)通過(guò)固定部件串聯(lián)固定，在每?jī)蓚€(gè)電池框架之間形成的卡槽處裝上方鋁條(2)，用于連接單體電池的極耳，每?jī)纱畣误w電池之間裝上采集安裝板(3)，采集安裝板(3)的上方設(shè)置有極耳連接板(4)，相鄰單體電池的極耳通過(guò)方鋁條(2)和極耳連接板(4)激光焊接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于，將極耳向方鋁條(2)的方向垂直折彎90度并疊壓在方鋁條(2)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于，極耳連接板(4)包括:采集安裝板上方設(shè)置的極耳連接板(4)，可覆蓋采集安裝板(3)兩側(cè)的兩個(gè)方鋁條(2);和，最外側(cè)的兩個(gè)極耳連接板(4)，覆蓋最外側(cè)的方鋁條(2)和端部夾板(8);其中，極耳連接板(4)疊壓在折彎后的極耳上用于激光焊接。
4.如權(quán)利要求1所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于，固定部件為絲桿(9)以及鎖螺母。
5.如權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括極耳引出板(5)、極耳引出板墊板(6)、極耳引出板壓板(7)，最外側(cè)的極耳連接板(4)連接有極耳引出板(5)，極耳引出板(5)上面和下面分別有極耳引出板墊板(6)和極耳引出板壓板(7)通過(guò)鎖螺栓的方式支撐和固定并且將極柱壓合使其固定不動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述極耳連接板(4)材料為銅鋁復(fù)合材料，其組分構(gòu)成為50 %的銅板，50 %的鋁板，焊接時(shí)銅極耳對(duì)其銅板部分焊接，鋁極耳對(duì)其鋁板部分焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極耳激光焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于:極耳引出板材料(5)為銅板。
8.使用權(quán)利要求1至7任意一個(gè)權(quán)利要求所述的鋰離子電池極耳激光焊接結(jié)構(gòu)形成電池組。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK204230338SQ201420561699
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】王海波, 毛永志, 王瑞軍, 胡春霞, 張重德 申請(qǐng)人:中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司