專利名稱：鋰離子電池模塊及電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池模塊及包括該鋰離子電池模塊的電池組。
背景技術(shù)：
新聞采訪攝像、電影拍攝或電視劇拍攝時(shí)使用的設(shè)備因拍攝場(chǎng)景和角度 的變換需頻繁移動(dòng)，其使用的電池也隨之頻繁移動(dòng)，目前這些設(shè)備使用的電 池大多數(shù)為鉛酸電池，鉛酸電池相對(duì)于鋰離子電池能量較低，密度高，也就 是說(shuō)相同體積的鉛酸電池和鋰離子電池相比，鉛酸電池的能量要小很多而重 量卻要大很多，因設(shè)備需頻繁移動(dòng)，所以使用的電池不能太笨重，受到重量、 鉛酸電池的技術(shù)發(fā)展成熟度及其容質(zhì)比等因素的制約，鉛酸電池的能量不能
做大了；再加上世人對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，鉛酸電池因其含鉛太高不環(huán)保 正在被淘汰中。
目前，市面上已經(jīng)有了一些小容量鋰離子電池替代了部分酸鉛電池，但 因鋰離子電池中含有化學(xué)性質(zhì)非?；钴S的鋰，鋰離子電池總存在一定的安全 隱患，因此現(xiàn)有的鋰離子電池容量做不太高，很多設(shè)備只有使用小容量鋰離子 電池。由于上述攝像設(shè)備對(duì)工作電源的要求較高，而市場(chǎng)上現(xiàn)有的鋰離子電 池容量較低，另外由于這些攝像設(shè)備的相對(duì)放電電流是固定的，因此現(xiàn)有的 鋰離子電池供攝像設(shè)備工作時(shí)間較短，電池的放電電壓下降較快，電池的工 作電壓不穩(wěn)定，不符合用戶的客觀使用要求；另外，小容量電池相對(duì)于大容 量電池的放電倍數(shù)要大很多，使得現(xiàn)有的鋰離子電池工作時(shí)，電池內(nèi)部升溫 速度較快，造成溫度較高，電壓不穩(wěn)定，也會(huì)直接影響電池的使用壽命；而 且會(huì)造成這些攝像設(shè)備關(guān)機(jī)換電池較頻繁，在更換電池時(shí)可能會(huì)錯(cuò)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拍 攝機(jī)會(huì)或延誤拍攝時(shí)間，也會(huì)直接影響設(shè)備的使用壽命。
4目前，二次鋰離子電池作為一種新型無(wú)污染二次電池，已廣泛用于許多 領(lǐng)域，尤其是在專業(yè)級(jí)移動(dòng)電源領(lǐng)域，二次鋰離子電池已用于電動(dòng)車、電動(dòng) 工具、專業(yè)攝像機(jī)及專業(yè)攝像燈、電影膠片機(jī)、電影編輯機(jī)等多種移動(dòng)設(shè)備。
目前廣泛使用的單體二次鋰離子電池的額定電壓為3. 7V，在用于移動(dòng)電源時(shí)， 為了達(dá)到設(shè)備的工作電壓，需要將多節(jié)單體二次鋰離子電池串聯(lián)；為了達(dá)到 電池組的輸出總功率及提高電池組的安全性和電壓的穩(wěn)定性，還需要并聯(lián)多 個(gè)單體二次鋰離子電池。目前一般是將電池串并聯(lián)接后直接放于組裝箱體中， 所有單體二次鋰離子電池緊密排列靠合在一起，或在各單體二次鋰離子電池
之間隔一層很薄的塑膠片。電池在充放電時(shí)放出的熱量很集中而難以散發(fā)， 因此會(huì)減少電池組的使用壽命；另外，在電池組中一旦有一顆單體二次鋰離 子電池發(fā)生高溫起火爆炸等異常狀況時(shí)，會(huì)直接影響其周圍的單體二次鋰離 子電池，進(jìn)而容易發(fā)生連續(xù)性高溫起火爆炸現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)電池組在短時(shí)間 內(nèi)相繼發(fā)生高溫起火爆炸；使用二次鋰離子電池組的專業(yè)攝像機(jī)及專業(yè)攝像 燈、電影膠片機(jī)、電影編輯機(jī)等移動(dòng)設(shè)備是和人體直接緊密接觸的，若其使 用的二次鋰離子電池組一旦發(fā)生高溫起火爆炸，可能直接燒傷人體并弓I發(fā)火 災(zāi)等災(zāi)難性事故，嚴(yán)重威脅著人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 安全性高、可靠性好的鋰離子電池模塊。
本發(fā)明還提供一種包括該鋰離子電池模塊的電池組。
本發(fā)明鋰離子電池模塊所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明鋰離子電池模塊包 括單體二次鋰離子電池、采用耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體，所述殼體
的前后兩個(gè)底面之間設(shè)有通孔，所述通孔呈陣列式排列，每個(gè)所述通孔固定
裝有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池。所述殼體為立方體，所述殼體的側(cè)面上分別設(shè)有卡柱、卡槽，所述卡柱 與所述卡槽的形狀及大小相適配。
所述殼體的前后兩個(gè)底面上各設(shè)有一網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片，所述網(wǎng)狀導(dǎo)電金 屬片將各所述單體二次鋰離子電池的正極和負(fù)極分別連接。
所述通孔的直徑為18mm，各所述通孔的邊緣間隔至少為lmm。
本發(fā)明鋰離子電池組所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明鋰離子電池組包括若 干個(gè)鋰離子電池模塊，各所述鋰離子電池模塊相連接，所述鋰離子電池模塊 包括單體二次鋰離子電池、采用耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體，所述殼 體的前后兩個(gè)底面之間設(shè)有通孔，所述通孔呈陣列式排列，每個(gè)所述通孔固 定裝有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池。
所述殼體為立方體，所述殼體的側(cè)面上分別設(shè)有卡柱、卡槽，所述卡柱 與所述卡槽的形狀及大小相適配，各所述鋰離子電池模塊之間通過(guò)所述卡柱 與所述卡槽相插接。
所述殼體的前后兩個(gè)底面上各設(shè)有一網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片，所述網(wǎng)狀導(dǎo)電金 屬片將各所述單體二次鋰離子電池的正極和負(fù)極分別連接。
所述通孔的直徑為18mm，各所述通孔的邊緣間隔至少為lmm。
所述電池組還包括外殼下蓋、外殼上蓋、電路板，所述鋰離子電池模塊 及所述電路板置于所述外殼下蓋與所述外殼上蓋圍成的箱體內(nèi)，所述鋰離子 電池模塊與所述外殼下蓋4、所述外殼上蓋5之間填充彈性防火膠。
所述外殼下蓋上設(shè)有提手，所述外殼上蓋上設(shè)有充電接口、放電端口、 電量顯示面板、開關(guān)。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明所述鋰離子電池模塊包括采用耐高溫 強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體，所述殼體的前后兩個(gè)底面之間設(shè)有通孔，所述 通孔呈陣列式排列，每個(gè)所述通孔固定裝有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池， 因鋰離子電池材料中含化學(xué)性能非?；钴S的鋰，其安全隱患總是存在的，將 所述單體二次鋰離子電池裝入所述通孔后，各所述單體二次鋰離子電池之間被耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的所述殼體的所述通孔之間的側(cè)壁隔離，當(dāng)某 個(gè)所述單體二次鋰離子電池發(fā)生異常如發(fā)熱、起火甚至爆炸時(shí)均不會(huì)影響所 述鋰離子電池模塊中其它的單體二次鋰離子電池，避免了鋰離子電池組中某 一個(gè)單體二次鋰離子電池因自身原因或外部熱源而引起整個(gè)電池組的發(fā)熱、
起火或爆炸等災(zāi)難性事故的發(fā)生，解決了鋰離子電池組使用中的安全性問(wèn)題； 另外，本發(fā)明所述鋰離子電池組采用模塊式組裝，各所述單體二次鋰離子電 池間不易發(fā)生短路，大大改善了生產(chǎn)過(guò)程中的安全性問(wèn)題；模塊式的組裝提 高了生產(chǎn)率，減小了生產(chǎn)不良品率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和管理成本；采 用模塊式組裝，因模塊韌性極強(qiáng)，電池裝入模塊后與模塊成為一體，外部的 振動(dòng)、跌落、碰撞和高溫不會(huì)直接影響到所述鋰離子電池模塊內(nèi)的所述單體 二次鋰離子電池，從而提高了鋰離子電池組的安全性、可靠性和易用性，故 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、可靠性好；
由于本發(fā)明所述殼體為立方體，所述殼體的側(cè)面上分別設(shè)有卡柱、卡槽， 所述卡柱與所述卡槽的形狀及大小相適配，各所述鋰離子電池模塊之間通過(guò) 所述卡柱與所述卡槽相插接，即模塊與模塊間組裝只需將所述卡柱插入另一 個(gè)模塊的所述卡槽內(nèi)即可，故本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組裝工藝簡(jiǎn)單且可靠。


圖1是本發(fā)明鋰離子電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明殼體的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明鋰離子電池模塊的組合結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明鋰離子電池組的整體結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明鋰離子電池組的分解結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明電路板的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明鋰離子電池組包括 外殼下蓋4、外殼上蓋5、用于功能轉(zhuǎn)換及控制電路的電路板6、八個(gè)鋰離子 電池模塊，各所述鋰離子電池模塊相連接，所述鋰離子電池模塊及所述電路 板6置于所述外殼下蓋4與所述外殼上蓋5圍成的箱體內(nèi)，所述鋰離子電池 模塊與所述外殼下蓋4、所述外殼上蓋5之間填充彈性防火膠，這樣在使用 過(guò)程中一旦發(fā)生振動(dòng)、碰撞跌落時(shí)可起到緩沖作用；所述電路板6上包含電 池模塊保護(hù)電路、轉(zhuǎn)換控制電路、容量檢測(cè)電路，所述電池模塊保護(hù)電路具 有過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)溫度保護(hù)等多方面保護(hù)功能， 對(duì)電池組起到了過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)載、過(guò)溫度等多層保護(hù)；所述鋰離子電 池模塊包括十二個(gè)型號(hào)為18650的單體二次鋰離子電池1即通常所說(shuō)的電芯、 采用耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體2，所述殼體2的前后兩個(gè)底面之間 設(shè)有十二個(gè)通孔21，所述通孔21呈矩陣陣列式排列，每個(gè)所述通孔21固定 架有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池1，各所述單體二次鋰離子電池1裝入所 述通孔21后，打絕緣硅膠分別固定，使所述單體二次鋰離子電池l與所述殼 體2成為一體；所述殼體2為立方體，所述殼體2的側(cè)面上分別設(shè)有兩個(gè)平 行的卡柱22、兩個(gè)平行的卡槽23，所述卡柱22與所述卡槽23的形狀及大小 相適配，各所述鋰離子電池模塊之間通過(guò)所述卡柱22與所述卡槽23相插接； 所述殼體2的前后兩個(gè)底面上各設(shè)有一網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片3，所述網(wǎng)狀導(dǎo)電金 屬片3將各所述單體二次鋰離子電池1的正極和負(fù)極分別焊接固定；所述通 孔21的直徑為18mm，各所述通孔21的邊緣間隔至少為lmm;所述外殼下 蓋4上設(shè)有提手41，所述外殼上蓋5上設(shè)有充電接口 51、 15V放電端口52、 30V放電端口53、四級(jí)電量顯示面板54、切換開關(guān)55。
本發(fā)明的電池組是一種高能量多功能攝像機(jī)專業(yè)電池組，該電池組容量 高，是現(xiàn)行多種常用12V/10Ah鉛酸電池容量的6倍以上，在相同設(shè)備上單
次連續(xù)使用時(shí)間相對(duì)市面上小容量鋰離子電池的單次連續(xù)使用時(shí)間提高了數(shù)倍，避免了頻繁更換電池帶來(lái)的麻煩和不便，用于拍攝時(shí)會(huì)爭(zhēng)取到更多的精
彩拍攝機(jī)會(huì)和更多的拍攝時(shí)間，增強(qiáng)了攝像機(jī)的使用性能；而且有兩路輸出 電壓可供選擇，通過(guò)所述切換開關(guān)55可選擇15V和30V兩檔輸出，兩路輸 出均可以大電流輸出，適用范圍更廣；而且能通過(guò)所述四級(jí)電量顯示面板54 方便的查看電池剩余電量，電池在充電、放電或儲(chǔ)存時(shí)均有準(zhǔn)確的電量顯示， 充電或供電在靜置狀態(tài)下只要按下電量的顯示開關(guān)即可準(zhǔn)確顯示電池電量； 充電可通過(guò)220V交流電源，通過(guò)交流適配器接入所述充電接口 51對(duì)電池充 電，也可利用汽車內(nèi)部的電池，通過(guò)12V汽車點(diǎn)煙器連接，通過(guò)轉(zhuǎn)換器接入 所述充電接口51對(duì)電池充電。其性能參數(shù)如下
(1) DC OUTPUT 1 15V/l 5A(MAX);
(2 ) DC OUTPUT 230V/15A(MAX);
(3) DC INPUT 16.8V/0A 10A(MAX);
(4) 充電溫度0°C 45°C;
(5) 放電溫度20°C 60°C;
(6) 容量范圍24Ah 32Ah。
本發(fā)明可通過(guò)相關(guān)轉(zhuǎn)換裝置或直接對(duì)其它電池組充電或?qū)ζ渌O(shè)備如電 影膠片機(jī)、電影編輯機(jī)等設(shè)備供電。
當(dāng)然，本發(fā)明所述鋰離子電池模塊可在上下左右四個(gè)方向任意擴(kuò)展，從 而組合成不同形狀的鋰離子電池組；所述通孔21也可以采用其他的陣列式排 列，比如蜂窩狀陣列等；每個(gè)所述鋰離子電池模塊裝入所述單體二次鋰離子 電池1的數(shù)量不限，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇；所述鋰離子電池模塊的串并聯(lián)的 數(shù)量可根據(jù)設(shè)計(jì)要求選定。
本發(fā)明有效解決了二次鋰離子電池組中一個(gè)單體二次鋰離子電池發(fā)生異 常如高溫、起火、爆炸等現(xiàn)象時(shí)直接影響其周邊的單體二次鋰離子電池的情 況，從而避免引起整個(gè)電池組損壞甚至引發(fā)災(zāi)難性事故的問(wèn)題，提高了電池 組的穩(wěn)定性和安全性，且采用矩陣式模塊的組裝方法組裝的二次鋰離子電池電池組具有簡(jiǎn)潔的組裝工藝，減小了電池組裝成本，電池的可靠性及機(jī)械性 能穩(wěn)定，安全性能良好。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電源領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子電池模塊，包括單體二次鋰離子電池(1)，其特征在于所述鋰離子電池模塊還包括采用耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體(2)，所述殼體(2)的前后兩個(gè)底面之間設(shè)有通孔(21)，所述通孔(21)呈陣列式排列，每個(gè)所述通孔(21)固定裝有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池(1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于所述殼體(2)為立方體，所述殼體(2)的側(cè)面上分別設(shè)有卡柱(22)、卡槽(23)，所述 卡柱(22)與所述卡槽(23)的形狀及大小相適配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于所述殼體(2)的 前后兩個(gè)底面上各設(shè)有一網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片(3)，所述網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片(3) 將各所述單體二次鋰離子電池(1)的正極和負(fù)極分別連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池模塊，其特征在于所述通孔(21)的 直徑為18mm，各所述通孔(21)的邊緣間隔至少為lmm。
5、 一種鋰離子電池組，其特征在于包括若干個(gè)權(quán)利要求1所述的鋰離子電 池模塊，各所述鋰離子電池模塊相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池組，其特征在于所述殼體(2)為立 方體，所述殼體(2)的側(cè)面上分別設(shè)有卡柱(22)、卡槽(23)，所述卡 柱(22)與所述卡槽(23)的形狀及大小相適配，各所述鋰離子電池模塊 之間通過(guò)所述卡柱(22)與所述卡槽(23)相插接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池組，其特征在于所述殼體(2)的前 后兩個(gè)底面上各設(shè)有一網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片(3)，所述網(wǎng)狀導(dǎo)電金屬片(3) 將各所述單體二次鋰離子電池(1)的正極和負(fù)極分別連接。'
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池組，其特征在于所述通孔(21)的直 徑為18mm，各所述通孔(21)的邊緣間隔至少為lmm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5至8任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池組，其特征在于所述電池組還包括外殼下蓋(4)、外殼上蓋(5)、電路板(6)，所述鋰離子電池 模塊及所述電路板(6)置于所述外殼下蓋(4)與所述外殼上蓋(5)圍 成的箱體內(nèi)，所述鋰離子電池模塊與所述外殼下蓋(4)、所述外殼上蓋(5) 之間填充彈性防火膠。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池組，其特征在于所述外殼下蓋(4) 上設(shè)有提手(41)，所述外殼上蓋(5)上設(shè)有充電接口 (51)、放電端口 (52、 53)、電量顯示面板(54)、開關(guān)(55)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、可靠性好的鋰離子電池模塊及包括該鋰離子電池模塊的電池組。本發(fā)明鋰離子電池模塊包括單體二次鋰離子電池(1)，采用耐高溫強(qiáng)韌性阻燃材料制成的殼體(2)，所述殼體(2)的前后兩個(gè)底面之間設(shè)有通孔(21)，所述通孔(21)呈陣列式排列，每個(gè)所述通孔(21)固定裝有一個(gè)所述單體二次鋰離子電池(1)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電源領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01M2/02GK101504973SQ20081002633
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者剛 余, 曾錦輝, 李紀(jì)洲, 羅禮新 申請(qǐng)人:珠海市嘉德電能科技有限公司