一種新型電池模組的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型電池模組。其特征在于包括電池模組保護(hù)殼體和設(shè)置在電池模組保護(hù)殼體內(nèi)的若干電芯模塊，所述電芯模塊由電池單體電芯和單體電芯保護(hù)殼體構(gòu)成，單體電芯保護(hù)殼體設(shè)置在電池單體電芯外部；所述電芯模塊呈矩陣結(jié)構(gòu)排列，相鄰的電芯模塊之間以及電芯模塊與電池模組保護(hù)殼體之間均設(shè)置有間隙，所述間隙內(nèi)填充設(shè)置填充物；所述電池單體電芯的正極連接端子和負(fù)極連接端子交替排列并且串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池模組的總正極和總負(fù)極。本實(shí)用新型的電池模組的外部有電池模組保護(hù)殼體，內(nèi)部有填充物，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且牢固，提高整個(gè)電池模塊的堅(jiān)固性，提高抗外力能力。
【專利說明】—種新型電池模組【技術(shù)領(lǐng)域】[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種新型電池模組。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球能源與環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻的情況下，以燃油為動(dòng)力源的交通工具，已存在越來越多的資源和環(huán)保問題。
[0003]鋰離子電池具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)、體積小、重量輕及無公害等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過10多年的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品中，目前已逐漸替代鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池，有成為動(dòng)力電池主流的趨勢。但鋰電池一直未能在高功率、大能量的設(shè)備中大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，關(guān)鍵原因是大容量電芯生產(chǎn)沒有及時(shí)跟進(jìn)，保護(hù)配套也不完善，以及電池成本的制約。
[0004]隨著市場需求的發(fā)展，對動(dòng)力電池有較大的電壓和電流要求，如要求達(dá)到80V，60Ah的要求，而電池單體的電壓多為3-4V，電流1-8A。為了滿足市場需求，用先將電池單體并聯(lián)/串聯(lián)成電池模塊，再將電池模塊并聯(lián)/串聯(lián)成動(dòng)力電池的方法，這導(dǎo)致了動(dòng)力電池制造工藝的復(fù)雜性和加工的困難性。
[0005]另外鋰電池采用金屬材料，如鋁等，作為外殼保護(hù)材料，雖然保證了外殼的剛度，但是也造成了重量增加等的問題。而且由于鋁材質(zhì)空氣中加熱能猛烈燃燒，在特性環(huán)境，能量釋放發(fā)生燃燒時(shí)，鋁外殼成為燃燒物質(zhì)，導(dǎo)致燃燒進(jìn)一步增加，是安全使用的一大隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型電池模組的技術(shù)方案。
[0007]所述的一種新型電池模組，其特征在于包括電池模組保護(hù)殼體和設(shè)置在電池模組保護(hù)殼體內(nèi)的若干電芯模塊，所述電芯模塊由電池單體電芯和單體電芯保護(hù)殼體構(gòu)成，單體電芯保護(hù)殼體設(shè)置在電池單體電芯外部；相鄰的電芯模塊之間以及電芯模塊與電池模組保護(hù)殼體之間均設(shè)置有間隙，所述間隙內(nèi)填充設(shè)置填充物；所述電池單體電芯的正極連接端子和負(fù)極連接端子分別串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池模組的總正極和總負(fù)極；所述的電池模組保護(hù)殼體和單體電芯保護(hù)殼體均為非金屬材料。
[0008]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電池單體電芯為可充放電的二次電池電芯。
[0009]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電芯模塊設(shè)置為72個(gè)，72個(gè)電芯模塊排列成6行12列的矩陣結(jié)構(gòu)。
[0010]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電池模組保護(hù)殼體和單體電芯保護(hù)殼體為熱固性材料、熱塑性材料中的一種或兩種。
[0011]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電池模組保護(hù)殼體和單體電芯保護(hù)殼體為有機(jī)硅、環(huán)氧、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、有機(jī)氟、聚醚、醇酸、酚醛、丙烯酰胺、天然橡膠、合成橡膠中的一種或兩種以上的組合。
[0012]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述填充物為有機(jī)硅、環(huán)氧、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、有機(jī)氟、聚醚、醇酸、酚醛、丙烯酰胺、天然橡膠、合成橡膠中的一種材料或兩種以上的組合材料。
[0013]所述的一種新型電池模組，其特征在于所述可充放電的二次電池電芯為鉛酸蓄電池、鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、釩電池、鈉硫電池中的一種或兩種以上的組合。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:該電池模組的外部有電池模組保護(hù)殼體，內(nèi)部有填充物，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且牢固，提高整個(gè)電池模塊的堅(jiān)固性，提高抗外力能力，在受到高低頻率震動(dòng)和沖擊時(shí)，電池單體電芯以及連接用金屬零部件不會(huì)產(chǎn)生短路、漏液等引起的燃燒和爆炸，使電池模塊能在惡劣環(huán)境中長期工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1-電池單體電芯，2-單體電芯保護(hù)殼體，3-填充物，4-電池模組保護(hù)殼體，5-總正極，6-總負(fù)極。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0018]一種新型電池模組，包括電池模組保護(hù)殼體4和設(shè)置在電池模組保護(hù)殼體4內(nèi)的若干電芯模塊，電芯模塊由電池單體電芯I和單體電芯保護(hù)殼體2構(gòu)成，單體電芯保護(hù)殼體2設(shè)置在電池單體電芯I外部；電芯模塊呈矩陣結(jié)構(gòu)排列，相鄰的電芯模塊之間以及電芯模塊與電池模組保護(hù)殼體之間均設(shè)置有間隙，間隙內(nèi)填充設(shè)置填充物3 ;電池單體電芯I的正極連接端子和負(fù)極連接端子交替排列并且串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池模組的總正極5和總負(fù)極6。
[0019]本實(shí)用新型的電芯模塊由正極、負(fù)極、電解液、隔膜、保護(hù)板等構(gòu)成，該電芯模塊為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0020]本實(shí)用新型針對傳統(tǒng)動(dòng)力鋰電池組存在的安全隱患，采用優(yōu)化的電池模組結(jié)構(gòu)，一次成型，并使用絕緣、導(dǎo)熱、阻燃非金屬材料作為保護(hù)，使其成為穩(wěn)定可靠的新型安全大功率動(dòng)力電源。
[0021]本實(shí)用新型主要解決原有電池模組安裝結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)固和牢固，堅(jiān)固性不夠理想，抗外力的能力不夠強(qiáng)，影響電池組的使用壽命的技術(shù)問題；提供一種安全電池模塊，其安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且牢固，提高整個(gè)電池組的堅(jiān)固性，提高抗外力能力，延長電池組的使用壽命。
[0022]本實(shí)用新型同時(shí)解決原有電池模塊內(nèi)單體電芯殼體采用金屬材料，導(dǎo)致易燃燒和易傳熱等問題；本實(shí)用新型采用阻燃的高分子材料作為單體電池保護(hù)殼體，并采用耐壓、抗沖的高分子材料作為電池模組保護(hù)殼體，最終提高電池組的整體性能。
[0023]本實(shí)用新型包括電池模組保護(hù)殼體及安裝于電池模組保護(hù)殼體中的多個(gè)電芯模塊，多個(gè)電芯模塊相并聯(lián)或串聯(lián)，電芯模塊包括電芯保護(hù)殼體及安放在電芯保護(hù)殼體內(nèi)的電池單體電芯，在電池模組保護(hù)殼體和若干電芯模塊之間形成的空隙中設(shè)有填充物。先將電池單體電芯安裝成電芯模塊，再將電芯模塊安裝成電池模組，實(shí)現(xiàn)電池模組的大功率輸出，安裝方便，根據(jù)所需要的功率大小，可方便地改變電芯模塊的數(shù)量，具有很好的靈活性和適應(yīng)性。電芯模塊安裝在電池模組保護(hù)殼體中，內(nèi)部空隙再用填充物填充，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且牢固，大大提高整個(gè)電池模塊的堅(jiān)固性，提高抗外力能力，延長電池組的使用壽命。電池單體電芯指所有可充放電的二次電池電芯，如鉛酸蓄電池、鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、釩電池或鈉硫電池等,也可以是鉛酸蓄電池、鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、釩電池和鈉硫電池中不同種類二次電池電芯的組合。本實(shí)用新型有效降低了單一大功率電池的泄露、短路等造成燃燒、爆炸的危險(xiǎn)性，提高了電池模組的總體安全性。
[0024]電池模組保護(hù)殼體中的多個(gè)電芯模塊排列成矩陣結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)電芯模塊之間有間距。電芯模塊根據(jù)需要，可以排列成一行或一列或多行多列，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和牢固。電芯模塊之間有間距，減少互相之間的影響，同時(shí)間距部分用填充物填充，提高結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。
[0025]電池模組保護(hù)殼體、單體電芯保護(hù)殼體起到高強(qiáng)度的外部支撐作用和保護(hù)作用，還起到均衡熱場、散熱、保護(hù)、防沖擊和安全釋放等作用。填充物起到導(dǎo)熱、減震、緩沖、絕緣、阻燃及防護(hù)等作用。作為優(yōu)選，電池模組保護(hù)殼體、單體電芯保護(hù)殼體和填充物均采用熱固性材料、熱塑性材料中的一種材料或兩種以上的組合材料。電池模組保護(hù)殼體、單體電芯保護(hù)殼體和填充物可以是相同的材料，也可以是不同的材料。
[0026]電池模組保護(hù)殼體、單體電芯保護(hù)殼體和填充物為有機(jī)硅、環(huán)氧、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、有機(jī)氟、聚醚、醇酸、酚醛、丙烯酰胺、天然橡膠、合成橡膠中的一種材料或兩種以上的組合材料。其中，各類材料均可采用相應(yīng)的改性材料?？梢圆捎脻仓?、灌封或填充等方法實(shí)現(xiàn)，也可通過澆筑、灌封及填充的組合加工方法實(shí)現(xiàn)。填充形式可以是全部和部分填充入電池空隙中，全部或部分包裹電池單體電芯。
[0027]可以將電芯模塊設(shè)置為72個(gè)，72個(gè)電芯模塊排列成6行12列的矩陣結(jié)構(gòu)，如圖1所示，72個(gè)電芯模塊中電池單體電芯的正極連接端子和負(fù)極連接端子交替排列并且相串聯(lián)連接構(gòu)成電池模組的總正極和總負(fù)極。本實(shí)施例中，單體電芯保護(hù)殼體及電池模組保護(hù)殼體均采用熱固性環(huán)氧材料制成，電池模組保護(hù)殼體內(nèi)的空隙中灌充有填充物，填充物采用阻燃的邵氏硬度50的有機(jī)硅材料進(jìn)行單層灌封加工，加工工藝為常溫，固化時(shí)間24小時(shí)。
[0028]本實(shí)用新型外部有高強(qiáng)度的保護(hù)殼體，內(nèi)部有絕緣、導(dǎo)熱且阻燃的填充物，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且牢固，提高整個(gè)電池組的堅(jiān)固性，提高抗外力能力，在受到高低頻率震動(dòng)和沖擊時(shí)，電池單體電芯以及連接用金屬零部件不會(huì)產(chǎn)生短路、漏液等引起的燃燒和爆炸，使電池組能在惡劣環(huán)境中長期工作，最終提高電池組的整體性能，維護(hù)方便，提高可靠性，延長電池組的使用壽命。
[0029]本實(shí)用新型適用于純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、電瓶車和電動(dòng)自行車等產(chǎn)品，也可用于各種相關(guān)領(lǐng)域，如船舶、飛機(jī)等交通工具領(lǐng)域，也可用于儲能、發(fā)電、UPS等電源領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種新型電池模組，其特征在于包括電池模組保護(hù)殼體和設(shè)置在電池模組保護(hù)殼體內(nèi)的若干電芯模塊，所述電芯模塊由電池單體電芯和單體電芯保護(hù)殼體構(gòu)成，單體電芯保護(hù)殼體設(shè)置在電池單體電芯外部；相鄰的電芯模塊之間以及電芯模塊與電池模組保護(hù)殼體之間均設(shè)置有間隙，所述間隙內(nèi)填充設(shè)置填充物；所述電池單體電芯的正極連接端子和負(fù)極連接端子分別串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池模組的總正極和總負(fù)極；所述的電池模組保護(hù)殼體和單體電芯保護(hù)殼體均為非金屬材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電池單體電芯為可充放電的二次電池電芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型電池模組，其特征在于所述電芯模塊設(shè)置為72個(gè)，72個(gè)電芯模塊排列成6行12列的矩陣結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型電池模組，其特征在于所述可充放電的二次電池電芯為鉛酸蓄電池、鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、釩電池、鈉硫電池中的一種或兩種以上的組口 ο
【文檔編號】H01M2/10GK203481295SQ201320549659
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】田軍昊 申請人:杭州普山科技有限公司