一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰電池的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組。
【背景技術(shù)】
[0002]軟包疊片型鋰電池在存儲和使用過程中，會發(fā)生變形、漲氣等問題，如果不對外形進行控制，電芯內(nèi)部隔膜間隙將增大，導(dǎo)致電芯的內(nèi)阻增加，將影響電芯的一致性及使用壽命。對于電芯漲氣及變形等問題，傳統(tǒng)PACK技術(shù)采用將多片電芯疊起，整體施加預(yù)壓力的方式。為了盡可能降低電芯串并聯(lián)時的連接電阻，通常采用焊接工藝，將需要串并聯(lián)的電芯極耳焊接在整體金屬連接塊上。
[0003]將多片電芯疊起，整體施加預(yù)壓力的方式，并不能對每片軟包電芯的尺寸進行一致性控制。電芯之間的熱量并不能很好的導(dǎo)出和散發(fā)。多個極耳焊接在整體金屬塊的方式，一旦某個電芯出現(xiàn)問題，有兩種維護的方式:一、更換電芯，模組維修后繼續(xù)使用；二、不更換電芯，模組報廢。如果要更換電芯，需要將故障電芯拆除，更換合格的電芯。由于采用焊接方式，金屬連接塊是一個整體，更換過程涉及到專業(yè)焊接工具，并需要對整個模組進行操作，無法在工程現(xiàn)場完成。需要對模塊整體進行運輸及維護，由于鋰電池模塊屬于危險品，整體運輸維護成本高、維護周期長。金屬連接塊已經(jīng)經(jīng)過一次焊接，表面有刮傷破損，必然影響更換新電芯時的焊接質(zhì)量。
[0004]一個鋰電池模塊通常有十幾到幾十片鋰電池電芯，模塊的故障概率遠遠大于單片電芯的故障概率，如果電芯不進行更換，將導(dǎo)致剩余的好的電芯不可使用，造成資源浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)及電芯組及電芯模組，以解決軟包電池電芯的預(yù)壓力控制和厚度尺寸一致性控制，同時實現(xiàn)電芯的可更換，以及更換時的連接保持低接觸電阻，同時實現(xiàn)傳導(dǎo)散熱且使電芯表面溫度均勻的問題。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，包括電芯和金屬托盤，其中，
[0008]所述電芯為片狀電芯，所述電芯頂部具有兩個極耳，每一所述極耳焊接一轉(zhuǎn)接金屬塊；
[0009]所述金屬托盤具有與所述電芯結(jié)構(gòu)相匹配的安裝空間，頂部可拆卸的卡接安裝兩個絕緣裝置，所述金屬托盤的四個角上各具有一側(cè)耳，所述側(cè)耳中開孔；
[0010]所述電芯的所述轉(zhuǎn)接金屬塊鑲嵌于所述絕緣裝置內(nèi)，所述金屬托盤將所述電芯包覆，所述轉(zhuǎn)接金屬塊與所述絕緣裝置之間具有間隙并相對于所述絕緣裝置可浮動安裝。
[0011]上述鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬托盤頂部具有兩對卡接支架，所述卡接支架上開設(shè)有與所述絕緣裝置兩端結(jié)構(gòu)相匹配的卡槽，所述轉(zhuǎn)接金屬塊上開設(shè)螺紋孔。
[0012]上述鋰電池的單電芯結(jié)構(gòu)，其中，所述電芯外部套設(shè)一圈絕緣膠帶，所述轉(zhuǎn)接金屬塊的材質(zhì)為鋁。
[0013]還包括一種電芯組結(jié)構(gòu)，包括若干所述單電芯、正極側(cè)壓板、負極側(cè)壓板、中間壓板、四根螺栓、四個螺母和若干限位零件，其中，
[0014]所述電芯組的安裝順序為:正極側(cè)壓板-若干單電芯-中間壓板-若干單電芯-負極側(cè)壓板；
[0015]四根所述螺栓貫穿所述正極側(cè)壓板、若干所述單電芯、所述中間壓板和所述負極側(cè)壓板，并于所述負極側(cè)壓板的外部與所述螺母連接，每一所述單電芯的四個所述側(cè)耳連接一個所述限位零件；
[0016]所述電芯組的底面安裝一底面塑料件，側(cè)面分別安裝兩個側(cè)面塑料件，頂部通過若干螺釘固定兩塊短連接排和一塊長連接排。
[0017]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，所述正極側(cè)壓板、所述中間壓板和所述負極側(cè)壓板的頂部皆具有長條形凸起，對所述中間壓板兩側(cè)的若干所述單電芯起到了絕緣隔離的作用。
[0018]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，每一所述正極側(cè)壓板的四個角的通孔處具有限位凸臺，所述限位凸臺的結(jié)構(gòu)與所述限位零件的外形機構(gòu)相匹配。
[0019]上述電芯組結(jié)構(gòu)，其中，所述短連接排、所述長連接排上開設(shè)有長腰型孔，所述長腰型孔的位置與所述轉(zhuǎn)接金屬塊上的螺紋孔位置相對應(yīng)。
[0020]還包括一種電芯模組結(jié)構(gòu)，包括若干所述電芯組、模組保護蓋和連接銅排，其中，
[0021]若干所述電芯組之間通過所述連接銅排連接，所述模組保護蓋蓋設(shè)于若干所述電芯組的頂部。
[0022]上述電芯模組結(jié)構(gòu)，其中，若干所述電芯組的所述短連接排和所述長連接排之間形成走線通道。
[0023]本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，產(chǎn)生的積極效果是:
[0024](I)實現(xiàn)了電芯厚度尺寸的一致性控制和預(yù)壓力控制。并且對于不同的電芯厚度，只需要更換少量零件即可實現(xiàn)安裝，提升制造和裝配的靈活度。
[0025](2)實現(xiàn)了電芯的現(xiàn)場可更換，可維護。設(shè)計了連接系統(tǒng)，利用軟包電芯極耳的特點，實現(xiàn)轉(zhuǎn)接鋁塊的浮動安裝，通過連接工藝控制接觸電阻，確?，F(xiàn)場更換的連接質(zhì)量。
[0026](3)實現(xiàn)了每片電芯的傳導(dǎo)散熱，提升了散熱能力，并使電芯表面溫度均勻，考慮模塊的進一步擴展，為進一步擴展預(yù)留了走線通道，并且連接方便。
【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1為本發(fā)明中單電芯的爆炸圖；
[0029]圖2為本發(fā)明中電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明中電芯與金屬托盤的裝配示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明中電芯組的一個視角的爆炸圖；
[0032]圖5為本發(fā)明中電芯組的另一個視角的爆炸圖；
[0033]圖6為本發(fā)明中電芯組的整體裝配示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中正極側(cè)壓板的部分放大圖；
[0035]圖8為本發(fā)明中電芯模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0037]實施例一
[0038]請結(jié)合圖1至圖8所示，本發(fā)明的一種鋰電池的單電芯100結(jié)構(gòu)，包括電芯I和金屬托盤2，其中，
[0039]電芯I為片狀電芯，電芯I頂部具有兩個極耳8，每一極耳8焊接一轉(zhuǎn)接金屬塊3 ;
[0040]金屬托盤2具有與電芯I結(jié)構(gòu)相匹配的安裝空間5，頂部可拆卸的卡接安裝兩個絕緣裝置4，金屬托盤2的四個角上各具有一側(cè)耳7，側(cè)耳7中開孔9 ;
[0041 ] 電芯I的轉(zhuǎn)接金屬塊3鑲嵌于絕緣裝置4內(nèi)，金屬托盤2將電芯I包覆，轉(zhuǎn)接金屬塊3與絕緣裝置4之間具有間隙并相對于絕緣裝置4可浮動安裝。
[0042]本發(fā)明在上述基礎(chǔ)上還具有以下實施方式，請繼續(xù)參見圖1至圖8所示，
[0043]本發(fā)明的進一步實施例中，金屬托盤2頂部具有兩對卡接支架6，卡接支架6上開設(shè)有與絕緣裝置4兩端結(jié)構(gòu)相匹配的卡槽，轉(zhuǎn)接金屬塊3上開設(shè)螺紋孔31。
[0044]本發(fā)明的進一步實施例中，電芯I外部套設(shè)一圈絕緣膠帶21，轉(zhuǎn)接金屬塊3的材質(zhì)為鋁。
[0045]本實施例中還包括一種電芯組200結(jié)構(gòu)，包括若干單電芯100、正極側(cè)壓板10、負極側(cè)壓板11、中間壓板12、四根螺栓13、四個螺母14和若干限位零件15，其中，
[0046]電芯組200的安裝順序為:正極側(cè)壓板10-若干單電芯-中間壓板12-若干單電芯-負極側(cè)壓板11 ;
[0047]四根螺栓13貫穿正極側(cè)壓板10、若干單電芯、中間壓板12和負極側(cè)壓板11，并于負極側(cè)壓板11的外部與螺母14連接，每一單電芯100的四個側(cè)耳7連接一個限位零件15 ;
[0048]電芯組200的底面安裝一底面塑料件16，側(cè)面分別安裝兩個側(cè)面塑料件17，頂部通過若干螺釘20固定兩塊短連接排18和一塊長連接排19。
[0049]本發(fā)明的進一步實施例中，正極側(cè)壓板10、中間壓板12和負極側(cè)壓板11的頂部皆具有長條形凸起30，對中間壓板12兩側(cè)的若干單電芯起到了絕緣隔離的作用。
[0050]本發(fā)明的進一步實施例中，每一正極側(cè)壓板10的四個角的通孔處具有限位凸臺26，限位凸臺26的結(jié)構(gòu)與限位零件15的外形機構(gòu)相匹配。
[0051]本發(fā)明的進一步實施例中，短連接排18、長連接排19上開設(shè)有長腰型孔32，長腰型孔32的位置與轉(zhuǎn)接金屬塊3上的螺紋孔31位置相對應(yīng)。
[0052]本實施例中還包括一種電芯模組300結(jié)構(gòu)，包括若干電芯組200、模組保護蓋27和連接銅排29，其中，
[0053]若干電芯組200之間通過連接銅排29連接，模組保護蓋27蓋設(shè)于若干電芯組200的頂部。
[0054]本發(fā)明的進一步實施例中，若干電芯