本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)和電池模組。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的電池模組主要通過(guò)端板將多個(gè)電芯固定，并在端板兩側(cè)焊接集流板及極耳。經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電池模組中設(shè)置的端板，雖然具有良好的絕緣性能，但高溫情況下會(huì)迅速軟化、變形，甚至碳化，如當(dāng)單電芯發(fā)生短路爆噴后，該電芯周圍的溫度急劇上升到600℃以上，甚至可高達(dá)1000℃，電芯噴出的高溫銅屑會(huì)搭接到集流板與故障電芯上，使整串電池外部短路(二次短路)，極易引發(fā)周邊大量電芯集體放電，溫度急劇升高，造成電池模組起火甚至爆炸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)和電池模組，通過(guò)對(duì)疊層集流板的巧妙設(shè)計(jì)，能夠有效防止電池模組的二次短路故障，極大地降低了電池模組起火、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于電池模組，所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)包括電芯夾板和疊層集流板，所述電池模組包括多個(gè)電芯；

所述電芯夾板的一面設(shè)置有凹槽，所述凹槽上設(shè)置有多個(gè)用于電芯穿過(guò)的第一通孔，所述疊層集流板開(kāi)設(shè)有與所述第一通孔相匹配的第二通孔，所述疊層集流板包括第一絕緣層、第二絕緣層和集流板，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層分別設(shè)置于所述集流板的兩面；

所述疊層集流板嵌套于所述凹槽內(nèi)，且所述第二絕緣層貼合于所述凹槽的槽底，所述疊層集流板能夠有效防止所述電池模組中的電芯爆噴時(shí)導(dǎo)致的二次短路現(xiàn)象。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述位于所述第一絕緣層上的通孔設(shè)置有凸緣。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述第一絕緣層和所述第二絕緣層與所述集流板接觸的一面分別設(shè)置有膠層，所述膠層用于將所述第一絕緣層和所述第二絕緣層固定于所述集流板的兩面。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述集流板為導(dǎo)電集流板。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述集流板為鋁板。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述第一絕緣層和所述第二絕緣層為云母層。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述第一通孔和所述第二通孔為圓孔。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述第一絕緣層、第二絕緣層和集流板的形狀大小相同。

在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的選擇中，上述所述第一絕緣層遠(yuǎn)離所述集流板的一面與所述電芯夾板開(kāi)設(shè)有凹槽的一面共面。

本實(shí)用新型較佳實(shí)施例還提供一種電池模組，所述電池模組包括電芯、第一極耳、第二極耳和兩個(gè)上述所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)；

兩個(gè)所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于所述電芯的兩端，所述電芯的正極通過(guò)第一極耳與位于所述電芯正極端的所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)中的集流板連接，所述電芯的負(fù)極通過(guò)第二極耳與位于所述電芯負(fù)極端的所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)中的集流板連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型給出了一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)和電池模組，其中，通過(guò)疊層集流板的巧妙設(shè)計(jì)，能夠有效防止所述電池模組中的電芯爆噴時(shí)導(dǎo)致的二次短路現(xiàn)象。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)的爆炸視圖。

圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的疊層集流板的爆炸視圖。

圖4為圖3中所示的第一絕緣層的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的一種電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：10-電池模組；100-疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)；110-電芯夾板；112-凹槽；114-第一通孔；120-疊層集流板；1202-第二通孔；122-第一絕緣層；1222-凸緣；124-集流板；126-第二絕緣層；200-電芯；300-極耳。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一、第二、第三、第四等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為只是或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100的結(jié)構(gòu)示意圖。所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100包括電芯夾板110和疊層集流板120。

具體地，請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，所述電芯夾板110的一面設(shè)置有凹槽112，所述凹槽112上設(shè)置有多個(gè)第一通孔114，所述疊層集流板120嵌套于所述凹槽112內(nèi)?？蛇x地，所述凹槽112的大小、形狀可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述疊層集流板120開(kāi)設(shè)有與所述第一通孔114相匹配的第二通孔1202。所述第二通孔1202貫穿所述疊層集流板120。其中，如圖3所示，所述疊層集流板120包括第一絕緣層122、集流板124和第二絕緣層126，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126分別設(shè)置于所述集流板124的兩面。其中，所述第二絕緣層126貼合于所述凹槽112的槽底，從而使得所述疊層集流板120能夠有效防止所述電池模組10發(fā)生二次短路現(xiàn)象。

其中，所述第一絕緣層122遠(yuǎn)離所述集流板124的一面與所述電芯夾板110開(kāi)設(shè)有凹槽112的一面共面。在實(shí)際應(yīng)用中，所述疊層集流板120位于所述凹槽112中的高度以及是否共面，可根據(jù)具體情況進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126具有良好的絕緣性能，即在高溫條件下，不容易發(fā)生變形、軟化等，例如當(dāng)局部溫度迅速上升至1000度以上，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126依然能夠保持穩(wěn)定性能。

可選地，由于云母具有非常高的絕緣、絕熱性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和抗壓能力，因此，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126可以采用云母制成。其中，所述云母是云母族礦物的統(tǒng)稱，為層狀結(jié)構(gòu)，單斜晶系，層狀解理非常完全，有玻璃光澤，薄片具有彈性，同時(shí)，云母是鉀、鋁、鎂、鐵、鋰等金屬的鋁硅酸鹽。

可選地，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126可以為相同的絕緣材料制成，也可分別為不同的絕緣材料制成。

進(jìn)一步地，如圖4所示，位于所述第一絕緣層122上的所述第一通孔114上設(shè)置有凸緣1222，所述凸緣1222用于集流板124上圓孔厚度方向提供絕緣防護(hù)。可選地，所述凸緣1222可以是，但不限于采用沖壓方式形成。

進(jìn)一步地，所述集流板124作為一種導(dǎo)電介質(zhì)，通常采用導(dǎo)電材料制備而成，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述集流板124為鋁板。

進(jìn)一步地，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126與所述集流板124接觸的一面設(shè)置有膠層，所述膠層用于將所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126與所述集流板124進(jìn)行良好固定。

可選地，在保證將所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126與所述集流板124進(jìn)行良好固定的前提下，也可采用其他方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

可選地，所述第一絕緣層122、所述第二絕緣層126和所述集流板124的形狀大小相同，三者上面均設(shè)置有多個(gè)第一通孔114，且一一對(duì)應(yīng)。其中，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一絕緣層122和所述第二絕緣層126均為0.2mm厚度的高溫絕緣薄片。

進(jìn)一步地，所述第一通孔114和所述第二通孔1202的大小、形狀可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，在本實(shí)用新型中，所述第一通孔114和所述第二通孔1202為圓孔。

基于對(duì)上述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100的描述，如圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例還給出了一種電池模組10，所述電池模組10包括電芯200、極耳300和兩個(gè)上述的疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100。

進(jìn)一步地，所述電芯200是指單個(gè)含有正、負(fù)極的電化學(xué)電芯，一般不直接使用。由于所述電芯200作為充電電池中的蓄電部分，因此，所述電芯200的質(zhì)量直接決定了充電電池的質(zhì)量。一把情況下，所述電芯200分為鋁殼電芯、軟包電芯(又稱“聚合物電芯”)、圓柱電芯三種。通常手機(jī)電池采用的為鋁殼電芯，藍(lán)牙等數(shù)碼產(chǎn)品多采用軟包電芯，筆記本電腦的電池采用圓柱電芯的串并聯(lián)組合。

應(yīng)注意，所述電芯200與電池的區(qū)別為所述電池含有保護(hù)電路和外殼，可以直接使用?？蛇x地，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述電芯200為多個(gè)圓柱電芯并聯(lián)構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述極耳300包括第一極耳和第二極耳，所述電芯200的正極通過(guò)所述第一極耳與位于所述電芯200正極端的所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100中的集流板124連接，所述電芯200的負(fù)極通過(guò)第二極耳與位于所述電芯200負(fù)極端的所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100中的集流板124連接。即所述第一極耳用于將所述電芯200的正極與所述集流板124連接，所述第二極耳用于將所述電芯200的負(fù)極與所述集流板124連接。

可選地，所述第一極耳和所述第二極耳可以采用焊接的方式分別固定于所述電芯200的正負(fù)極與所述集流板124上。一般情況下，在進(jìn)行焊接時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同焊接方式，如電阻焊或激光焊。

具體地，所述電阻焊是利用電流通過(guò)焊件及其接觸處所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力形成焊接接頭的焊接方法。所述生產(chǎn)效率高，焊接變形小，勞動(dòng)條件好，不需另加焊接材料，操作簡(jiǎn)便，但是設(shè)備復(fù)雜度高，耗電量大，適用的接頭形式與可焊工件厚度受到限制。而激光焊能量密度高，熱量集中，作用時(shí)間很短，激光可用反射鏡或偏轉(zhuǎn)棱鏡將其在任何方向上彎曲或聚焦，可以用光導(dǎo)纖維引導(dǎo)到難以接近的部位；激光可對(duì)絕緣材料直接焊接。但是該激光焊好的的成本高，一般適用于排列非常密集和熱敏感材料的焊件。

進(jìn)一步地，請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D5，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述電池模組10的具體結(jié)構(gòu)為：所述電芯200的正負(fù)極兩端分別設(shè)置有所述疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100，所述第一通孔114和所述第二通孔1202用于所述電芯200的正負(fù)極穿過(guò)，并在所述電芯200的軸向上將所述電芯200固定住。其中，所述電芯200的正極通過(guò)第一極耳焊接所述集流板124上，負(fù)極通過(guò)所述第二極耳焊接于所述集流板124上。從而通過(guò)對(duì)所述疊層集流板120的巧妙設(shè)計(jì)和運(yùn)用，即便是在所述電池模組10的使用過(guò)程中，所述電芯200中的單個(gè)電芯發(fā)生爆噴的情況下，該單個(gè)電芯噴出的高溫銅屑也不會(huì)與所述集流板124有直接接觸，以使得所述電芯200處于斷路狀態(tài)，避免引發(fā)所述電芯200短路。除此之外，所述疊層集流板120中的所述第一絕緣層122和所述第二絕緣采用高溫絕緣材料制成，進(jìn)一步從根源上避免了所述電池模組10二次短路而引發(fā)起火、爆炸等惡劣安全事故。應(yīng)理解，位于所述電芯200兩端的疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100完全相同。

綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100和電池模組10，其中，通過(guò)對(duì)該疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100的巧妙設(shè)計(jì)，能夠有效防止電池模組10在使用過(guò)程中，可能由于單個(gè)電芯200的爆噴導(dǎo)致電池模組10起火等安全事故，同時(shí)，該疊層式防護(hù)結(jié)構(gòu)100設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，適于大規(guī)模量產(chǎn)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本實(shí)用新型實(shí)施例的功能可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的現(xiàn)有程序代碼或算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本實(shí)用新型的功能實(shí)現(xiàn)不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。