蓄電池、蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)和蓄電池的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),蓄電池包括一蓄電池本體,保護罩結(jié)構(gòu)包括包覆并貼設(shè)于蓄電池本體、用以保護蓄電池本體并使該蓄電池本體散熱、絕緣及防止該蓄電池本體爆裂的第一保護層及至少一個包覆第一保護層、用以加強保護蓄電池本體的第二保護層。其中,借由該第一保護層可以保護蓄電池本體并使該蓄電池本體散熱、絕緣及防止該蓄電池本體爆裂,而借由該第二保護層,可以進一步加強保護蓄電池本體,由此,不但提高蓄電池的可靠性并延長其使用壽命,而且通過設(shè)置第一保護層和第二保護層的功用,既達到預(yù)期保護蓄電池的目的,又能物盡其用,省材省料。本發(fā)明還提供蓄電池和蓄電池的制造方法。
【專利說明】蓄電池、蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)和蓄電池的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及蓄電池的【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及應(yīng)用在電動汽車上的蓄電池、蓄電池的 保護罩結(jié)構(gòu)和蓄電池的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前,發(fā)展清潔無污染的電動汽車已成為世界各國汽車工業(yè)的未來發(fā)展方向。其 中,車用蓄電池的研發(fā)一直是電動汽車的研發(fā)核心,然而,目前的車用蓄電池存在可靠性 差、穩(wěn)定性不足、循環(huán)壽命短的問題。
[0003] 因此,有必要提供一種技術(shù)手段以解決上述缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷,提供一種蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),以解決 現(xiàn)有技術(shù)中的蓄電池存在可靠性差、穩(wěn)定性不足、循環(huán)壽命短的問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),所述蓄電池包括一蓄電池本體,所述 保護罩結(jié)構(gòu)包括:
[0006] 包覆并貼設(shè)于所述蓄電池本體、用以保護所述蓄電池本體并使該蓄電池本體散 熱、絕緣及防止該蓄電池本體爆裂的第一保護層;及
[0007] 至少一個包覆所述第一保護層、用以加強保護所述蓄電池本體的第二保護層。
[0008] 具體地,所述第一保護層為陶瓷板層,且所述陶瓷板層的材質(zhì)為精細(xì)陶瓷、氧化物 陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
[0009] 具體地,所述第二保護層為金屬板層,且所述金屬板層的材質(zhì)為鋁合金板、鋼、合 金鋼、鋁、銅或銅合金。
[0010] 本發(fā)明的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)的技術(shù)效果為:由于該保護罩結(jié)構(gòu)包括有第一保 護層及第二保護層,其中,借由該第一保護層可以保護蓄電池本體并使該蓄電池本體散熱、 絕緣及防止該蓄電池本體爆裂,而借由該第二保護層,可以進一步加強保護蓄電池本體,由 此,不但提高蓄電池的可靠性并延長其使用壽命,而且通過設(shè)置第一保護層和第二保護層 的功用,既達到預(yù)期保護蓄電池的目的,又能物盡其用,省材省料。
[0011] 本發(fā)明還提供蓄電池,具有上述的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)。
[0012] 具體地,所述蓄電池本體包括若干個單體電池、供所述若干個單體電池以其正極 方向固定設(shè)置的固定件及與所述若干個單體電池的正極連接固定的導(dǎo)電體,所述第一保護 層貼設(shè)于所述導(dǎo)電體。
[0013] 優(yōu)選地,所述導(dǎo)電體為紫銅板、銅板、銅合金板、鎳板或鎳合金板。
[0014] 優(yōu)選地,所述若干個單體電池均為鋰離子單體電池。
[0015] 本發(fā)明的蓄電池的技術(shù)效果為:由于本發(fā)明的蓄電池具有上述的保護罩結(jié)構(gòu),不 但提高其可靠性,延長其使用壽命,還能降低蓄電池的生產(chǎn)成本。再有,通過設(shè)置有該保護 罩,既大大增強了蓄電池的耐擠壓、刺穿、沖擊的性能,又能成為蓄電池之間的獨立防火墻, 以此提高了蓄電池的絕緣安全性能。
[0016] 本發(fā)明還提供蓄電池制造方法,包括步驟如下:
[0017] S10、準(zhǔn)備用以組成蓄電池本體的若干個單體電池、供該若干個單體電池以其正極 方向固定設(shè)置的固定件以及與該若干個單體電池的正極連接固定的導(dǎo)電體,還準(zhǔn)備由用以 保護蓄電池本體并使蓄電池本體散熱、絕緣及防止蓄電池本體爆裂的第一保護層和至少一 個包覆該第一保護層、用以加強保護蓄電池本體的第二保護層組成的保護罩;
[0018] S20、將若干個所述單體電池以其正極方向固定在所述固定件上;
[0019] S30、將導(dǎo)電體連接于已固定在所述固定件上的若干個所述單體電池的正極,以組 成蓄電池本體;
[0020] S40、將所述保護罩包覆所述蓄電池本體,并使所述保護罩的第一保護層貼設(shè)于蓄 電池本體的導(dǎo)電體上。
[0021] 具體地,所述第一保護層為陶瓷板層,且所述陶瓷板層的材質(zhì)為精細(xì)陶瓷、氧化物 陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
[0022] 具體地,所述第二保護層為金屬板層,且所述金屬板層的材質(zhì)為鋁合金板、鋼、合 金鋼、鋁、銅或銅合金。
[0023] 本發(fā)明的蓄電池的制造方法的技術(shù)效果為:首先,將若干個單體電池、固定件及導(dǎo) 電體組裝起來,以組裝成蓄電池本體,然后再用保護罩包覆該蓄電池本體,并使到保護罩的 第一保護層貼設(shè)于蓄電池本體的導(dǎo)電體上,由此,不但簡化制造工藝,而且該保護罩可以通 過第一保護層將蓄電池產(chǎn)生的熱量散去,同時,該第一保護層還可以對蓄電池起到絕緣、防 爆的功能,從而大大提高了蓄電池的可靠性、穩(wěn)定性,并延長其循環(huán)使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實施例的蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025] 圖2為本發(fā)明實施例的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對 本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并 不用于限定本發(fā)明。
[0027] 蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)的實施例
[0028] 請參閱圖1和圖2,下面對本發(fā)明提供蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)的最佳實施例進行闡 述。
[0029] 本發(fā)明實施例的蓄電池100包括一蓄電池本體10,其中該蓄電池本體10主要由若 干個單體電池20、供該若干個單體電池20以其正極方向固定設(shè)置的固定件30及與該若干 個單體電池10的正極連接固定的導(dǎo)電體40,而保護罩50結(jié)構(gòu)包括第一保護層51及至少一 個第二保護層52,下面對該保護罩50結(jié)構(gòu)的各部件作進一步的描述:
[0030] 第一保護層51包覆并貼設(shè)于蓄電池本體10,其用以保護蓄電池本體10并使該蓄 電池本體10散熱、絕緣及防止該蓄電池本體10爆裂,其中,該第一保護層51貼設(shè)于蓄電池 本體10的導(dǎo)電體40 ;
[0031] 第二保護層52包覆第一保護層51,其用以加強保護蓄電池本體10。
[0032] 其中,本實施例的第二保護層52具有一個,當(dāng)然,亦可根據(jù)實際需要及強度要求, 設(shè)置二個、三個或以上的第二保護層52,而該第二保護層52與第一保護層51之間為粘貼或 焊接一起。
[0033] 由于該保護罩50結(jié)構(gòu)包括有第一保護層51及第二保護層52,其中,借由該第一保 護層51可以保護蓄電池本體10并使該蓄電池本體10散熱、絕緣及防止該蓄電池本體10 爆裂,而借由該第二保護層52,可以進一步加強保護蓄電池本體10,由此,不但提高蓄電池 100的可靠性并延長其使用壽命,而且通過設(shè)置第一保護層51和第二保護層52的功用,既 達到預(yù)期保護蓄電池100的目的,又能物盡其用,省材省料。
[0034] 請參閱圖1,具體地,本實施例的第一保護層51為陶瓷板層,而陶瓷板層的材質(zhì)為 精細(xì)陶瓷、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
[0035] 其中,精細(xì)陶瓷又稱高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷,其具有高硬度、高熔點、耐磨損、耐 腐蝕、散熱及絕緣的性能。而該精細(xì)陶瓷的成分主要為BeO、SiC、AlN-種或二種以上。
[0036] 氧化物陶瓷,由一種或數(shù)種氧化物制成的陶瓷,通常具有較高的熔融溫度,在氧化 氣氛中非常穩(wěn)定,且具有較高的機械強度、電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。該氧化物的成分主要 為氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣一種或二種以上。若該氧化物陶瓷包括有氧化硅、氧化 鋁、氧化鐵、氧化鈣,則氧化硅的配比為65. 94%、氧化鋁的配比32. 85%、氧化鐵的配比為 0. 57%、氧化鈣的配比為0. 31%。
[0037] 氮化物陶瓷,氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結(jié)合的難熔化合物為主要成分的 陶瓷,應(yīng)用較廣的陶瓷有四氮化三硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化鋁(A1N)等陶瓷。該氮化物 陶瓷的成分主要為四氮化三硅、氮化硼、氮化鋁一種或二種以上。
[0038] 碳化物陶瓷,含碳難熔化合物為主要成分的陶瓷,其中,很多碳化物軟化點都在 3000°C以上。大多數(shù)碳化物都比碳和石墨具有較強的抗氧化能力,而且很多碳化物具有很 高的硬度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。該氮化物陶瓷的成分主要為SiC、WC、TiC、B 4C、ZrC -種或 二種以上。
[0039] 請繼續(xù)參閱圖1,本實施例的第二保護層52為金屬板層,而金屬板層的材質(zhì)為鋁 合金、鋼、合金鋼、鋁、銅或銅合金,不但具有較好的剛性,而且取材方便,性價比高。
[0040] 蓄電池的實施例
[0041] 請參閱圖1及圖2,下面對本發(fā)明提供的蓄電池100的最佳實施例進行具體闡述。
[0042] 本發(fā)明實施例的蓄電池100包括蓄電池本體10及具有上述的保護罩50結(jié)構(gòu),其 中,蓄電池本體10包括若干個單體電池20、供該若干個單體電池20以其正極方向固定設(shè)置 的固定件30及與該若干個單體電池20的正極連接固定的導(dǎo)電體40,第一保護層51貼設(shè)于 導(dǎo)電體40,而通過將第一保護層51與導(dǎo)電體40貼合設(shè)置,不但迅速地將蓄電池100本身產(chǎn) 生的熱量散去,而且也能對導(dǎo)電體40進行絕緣,繼而對蓄電池100進行絕緣,同時,也可借 由第一保護層51本身的特性,防止外界異物對蓄電池100造成爆裂的情況;此外,也由于第 一保護層51與導(dǎo)電體40貼合設(shè)置,可以減少第一防護層51變彎而碎裂的系數(shù)。
[0043] 具體地,該若干個單體電池20的型號為18650, 一共54顆,每顆容量2600mAh、直 徑為18mm、高度為65mm,而且若干個單體電池20均為圓柱、方形或其它形狀;固定件30設(shè) 有若干個與若干個單體電池20對應(yīng)插接的插接孔,因此,在將若干個單體電池20固定在固 定件30上時,只要將該若干個單體電池20插在對應(yīng)的插接孔即可。
[0044] 綜上,由于本發(fā)明實施例的蓄電池具有上述的保護罩50,不但提高其可靠性,延長 其使用壽命,還能降低蓄電池1〇〇的生產(chǎn)成本。再有,通過設(shè)置有該保護罩50,既大大增強 了蓄電池100的耐擠壓、刺穿、沖擊的性能,又能成為蓄電池100之間的獨立防火墻,以此提 高了蓄電池100的絕緣安全性能。
[0045] 請參閱圖1及圖2,優(yōu)選地,本實施例的導(dǎo)電體40為紫銅板、銅板、銅合金板、鎳板 或鎳合金板。其中,紫銅板具有良好的機械性能,熱態(tài)下塑性良好,冷態(tài)下塑性尚可,可切削 性好,易纖焊和焊接,耐蝕,此外價格便宜,是應(yīng)用廣泛的一個普通黃銅品種。而銅板、銅合 金板、鎳板或鎳合金板也是相對其他材質(zhì)的導(dǎo)電體40,不但具有較好的導(dǎo)電性,而且便于取 材,性價比高。
[0046] 本實施例的若干個單體電池 20均為鋰離子單體電池,鋰離子單體電池是一種二 次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中, Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極 處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。鋰離子單體電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極。
[0047] 蓄電池的制造方法的實施例
[0048] 請參閱圖1及圖2,下面對本發(fā)明提供的蓄電池的制造方法的最佳實施例進行闡 述。
[0049] 本實施例的電池制造方法,包括步驟如下:
[0050] S10、準(zhǔn)備用以組成蓄電池本體10的若干個單體電池20、供該若干個單體電池20 以其正極方向固定設(shè)置的固定件30以及與該若干個單體電池20的正極連接固定的導(dǎo)電體 40,還準(zhǔn)備由用以保護蓄電池本體10并使蓄電池本體10散熱、絕緣及防止蓄電池本體10 爆裂的第一保護層51和至少一個包覆該第一保護層51、用以加強保護蓄電池本體10的第 二保護層52組成的保護罩50 ;
[0051] S20、將若干個單體電池20以其正極方向插于固定件30上,其中,該若干個單體電 池20的型號為18650, 一共54顆,每顆容量2600mAh、直徑為18mm、高度為65mm,而且若干 個單體電池20均為圓柱、方形或其它形狀;固定件30設(shè)有若干個與若干個單體電池20對 應(yīng)插接的插接孔,因此,在將若干個單體電池20固定在固定件30上時,只要將該若干個單 體電池20插在對應(yīng)的插接孔即可;
[0052] S30、將導(dǎo)電體40連接于已固定在所述固定件30上的若干個所述單體電池20的 正極,以組成蓄電池本體10,較佳地,導(dǎo)電體40與該若干個單體電池20的正極的連接為焊 接或貼合連接;
[0053] S40、將保護罩50包覆所述蓄電池本體10,并使所述保護罩50的第一保護層51貼 設(shè)于所述蓄電池本體10的導(dǎo)電體40上,而通過將第一保護層51與導(dǎo)電體40貼合設(shè)置,不 但迅速地將蓄電池100本身產(chǎn)生的熱量散去,而且也能對導(dǎo)電體40進行絕緣,繼而對蓄電 池100進行絕緣,同時,也可借由第一保護層51本身的特性,防止外界異物對蓄電池100造 成爆裂的情況,此外,也由于第一保護層51與導(dǎo)電體40貼合設(shè)置,可以減少第一防護層51 變彎而碎裂的系數(shù)。
[0054] 首先,將若干個單體電池20、固定件30及導(dǎo)電體40組裝起來,以組裝成蓄電池本 體10,然后再用保護罩50包覆該蓄電池本體10,并使到保護罩50的第一保護層51貼設(shè)于 蓄電池本體10的導(dǎo)電體40上,由此,不但簡化制造工藝,而且該保護罩50可以通過第一保 護層51將蓄電池100產(chǎn)生的熱量散去,同時,該第一保護層51還可以對蓄電池100起到絕 緣、防爆的功能,從而大大提高了蓄電池100的可靠性、穩(wěn)定性,并延長其循環(huán)使用壽命。而 且與傳統(tǒng)蓄電池制造方法相比,本實施例的方法既降低了材料成本,又減輕了材料重量和 體積,有利于提高蓄電池100的比能量。
[0055] 請參閱圖1,具體地,本實施例的第一保護層51為陶瓷板層,而陶瓷板層的材質(zhì)為 精細(xì)陶瓷、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
[0056] 其中,精細(xì)陶瓷又稱高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷,其具有高硬度、高熔點、耐磨損、耐 腐蝕、散熱及絕緣的性能。
[0057] 氧化物陶瓷,由一種或數(shù)種氧化物制成的陶瓷,通常具有較高的熔融溫度,在氧化 氣氛中非常穩(wěn)定,且具有較高的機械強度、電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
[0058] 氮化物陶瓷,氮與金屬或非金屬元素以共價鍵相結(jié)合的難熔化合物為主要成分的 陶瓷,應(yīng)用較廣的陶瓷有四氮化三硅(Si 3N4)、氮化硼(BN)、氮化鋁(A1N)等陶瓷。
[0059] 碳化物陶瓷,含碳難熔化合物為主要成分的陶瓷,其中,很多碳化物軟化點都在 3000°C以上。大多數(shù)碳化物都比碳和石墨具有較強的抗氧化能力,而且很多碳化物具有很 高的硬度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
[0060] 請繼續(xù)參閱圖1,本實施例的第二保護層52為金屬板層,而金屬板層的材質(zhì)為鋁 合金板、鋼、合金鋼、鋁、銅或銅合金,不但具有較好的剛性,而且取材方便,性價比高。
[0061] 請參閱圖1和圖2,本實施例的導(dǎo)電體40為紫銅板、銅板、銅合金板、鎳板或鎳合金 板。其中,紫銅板具有良好的機械性能,熱態(tài)下塑性良好,冷態(tài)下塑性尚可,可切削性好,易 纖焊和焊接,耐蝕,此外價格便宜,是應(yīng)用廣泛的一個普通黃銅品種。而銅板、銅合金板、鎳 板或鎳合金板也是相對其他材質(zhì)的導(dǎo)電體40,不但具有較好的導(dǎo)電性,而且便于取材,性價 比商。
[0062] 進一步地,本實施例的若干個單體電池20均為鋰離子單體電池,鋰離子單體電池 是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電 過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù) 極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。鋰離子單體電池一般采用含有鋰元素的材料作為電 極。
[〇〇63] 以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例而已,其結(jié)構(gòu)并不限于上述列舉的形狀,凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),所述蓄電池包括一蓄電池本體,其特征在于,所述保護罩結(jié)構(gòu) 包括: 包覆并貼設(shè)于所述蓄電池本體、用以保護所述蓄電池本體并使該蓄電池本體散熱、絕 緣及防止該蓄電池本體爆裂的第一保護層;及 至少一個包覆所述第一保護層、用以加強保護所述蓄電池本體的第二保護層。
2. 如權(quán)利要求1所述的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一保護層為陶瓷板 層,且所述陶瓷板層的材質(zhì)為精細(xì)陶瓷、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第二保護層為金 屬板層,且所述金屬板層的材質(zhì)為鋁合金板、鋼、合金鋼、鋁、銅或銅合金。
4. 蓄電池,其特征在于:具有權(quán)利要求1-3任一項所述的蓄電池的保護罩結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的蓄電池,其特征在于:所述蓄電池本體包括若干個單體電池、供 所述若干個單體電池以其正極方向固定設(shè)置的固定件及與所述若干個單體電池的正極連 接固定的導(dǎo)電體,所述第一保護層貼設(shè)于所述導(dǎo)電體。
6. 如權(quán)利要求5所述的蓄電池,其特征在于:所述導(dǎo)電體為紫銅板、銅板、銅合金板、鎳 板或鎳合金板。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的蓄電池,其特征在于:所述若干個單體電池均為鋰離子單 體電池。
8. 蓄電池的制造方法,其特征在于,包括步驟如下: S10、準(zhǔn)備用以組成蓄電池本體的若干個單體電池、供該若干個單體電池以其正極方向 固定設(shè)置的固定件以及與該若干個單體電池的正極連接固定的導(dǎo)電體,還準(zhǔn)備由用以保護 蓄電池本體并使蓄電池本體散熱、絕緣及防止蓄電池本體爆裂的第一保護層和至少一個包 覆該第一保護層、用以加強保護蓄電池本體的第二保護層組成的保護罩; S20、將若干個所述單體電池以其正極方向固定在所述固定件上; S30、將導(dǎo)電體連接于已固定在所述固定件上的若干個所述單體電池的正極,以組成蓄 電池本體; S40、將所述保護罩包覆所述蓄電池本體,并使所述保護罩的第一保護層貼設(shè)于蓄電池 本體的導(dǎo)電體上。
9. 如權(quán)利要求8所述的蓄電池的制造方法,其特征在于:所述第一保護層為陶瓷板層, 所述陶瓷板層的材質(zhì)為精細(xì)陶瓷、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的蓄電池的制造方法,其特征在于:所述第二保護層為金屬 板層,所述金屬板層的材質(zhì)為鋁合金板、鋼、合金鋼、鋁、銅或銅合金。
【文檔編號】H01M10/04GK104103789SQ201410328507
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】梁華敬, 李榮芬, 程建良 申請人:東莞市創(chuàng)明電池技術(shù)有限公司