CN101593820A - 一种锂离子电池组合模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池组合模块，包括：壳体[1]内插入多节软包装电池单体[2]，每节电池单体[2]套有导热板，并列排列组成电池组体；电池组体顶部具有环氧板[6]，其上具有两排极耳孔[5]，每块电池单体的铜极耳[3]和铝极耳[4]分别穿过对应的极耳孔[5]固定串接；环氧板[6]上方具有盖板[10]，其上的正极柱[7]和负极柱[9]分别与第一节电池的负极、最后一节电池的正极连接；正极柱[7]和负极柱[9]之间设置有若干个电流引出线端子[8]。本发明解决了现有技术存在的软包装锂离子电池组散热困难、容易被刺破、电流无法均恒、密封不严等问题，取得了比能量高，轻便、存放灵活等有益效果。

Description

一种锂离子电池组合模块

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及用作电动车动力的锂离子电池组合模块。

背景技术

随着一次能源如石油、天然气等资源变得越来越紧缺，人类面临着生存环境可能不断恶化的严峻挑战。为降低能源成本并实现世界的可持续发展，世界各国都开展了电动汽车的研究，其思路就是采用大功率的电池作为动力系统，全部或部分取代燃油发动机。选择合适的动力电池也成了发展电动车技术的关键之一。

为降低汽车的重量并提高电动汽车的机动性，倾向于选择能量密度高、功率特性好的动力电源。为此，软包装锂离子电池(聚合物锂离子电池)以其更高的能量密度、更低的价格得到了越来越多的客户的认可。但是必须指出，软包装(聚合物)锂离子电池因其壳体的脆弱容易划伤或刺破表面，影响电池性能，同时，在散热不利的情况下，大倍率放电条件下温度的升高可能引发电池的安全性问题。这些都是限制其推广使用的重要因素。

目前，常见的锂离子电池组采用外联式电路对电池进行串并联，其外接电路复杂且因外来物质的接触或应力导致短路、断路等情况发生，尤其是对于聚合物电池或者软包装锂离子电池，当电池(组)在不同力学环境下使用，尤其是车载条件下使用时，容易划伤、刺破表面的壳体；此外，混合电动车用锂离子电池组会经常做大电流放电工作，产生大量热量，这些热量若不能及时释放出去则对电池寿命产生相当大的影响，并且留下安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术存在的采用软包装电池组合复杂、安全性和力学性能较差等问题，本发明提供了一种适合软包装(聚合物)锂离子电池组合的模块，其特点在于克服了软包装结构的强度缺陷，同时设计了玻璃烧结的电池组盖结构，通过内部连接有效避免了外接电路的影响，同时，外部仍可采用均衡电路进行均衡，有效提高电池的散热特性和电池组比能量。利用本发明，不仅方便电池的储存和运输，也确保储存和运输过程中的安全性，防止因碰撞而受损或因外物接触引至短路。而且使用者可以根据需要以串联或并联方式自由组合。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种锂离子电池组合模块，该装置包括若干软包装锂离子电池单体：根据本发明，该装置还包括：

壳体，其内插入6～10节彼此并列的软包装锂离子电池单体，每个电池单体上套有一块导热板；导热板两侧按电池单体的大小折边，其凹面贴有绝缘材料，电池单体放入导热板的凹面，与之紧密贴合；电池单体具有作为电池单体“+”极的铜极耳和作为电池单体“-”极的铝极耳；电池单体的6～10节电池按“+”“-”、“-”“+”顺序并列贴合，它们的上部和下部具有耐高温胶带，各缠绕一周固定成为电池组体；电池组体的顶部设置有一个环氧板，环氧板上按极耳尺寸和位置具有两排极耳孔，每块电池单体的铜极耳和铝极耳分别穿过对应的极耳孔固定；第一节电池的铜极耳和第二节电池的铝极耳焊到一起作为电流引出线，第二节电池的铜极耳与第三节电池的铝极耳焊到一起作为另一个电流引出线，以此类推；环氧板的上方设置有盖板，其两端分别设置有正极柱和负极柱；第一节电池的铝极耳与盖板上的负极柱连接；最后一节电池的铜极耳与盖板上的正极柱连接；正极柱和负极柱与盖板密封绝缘连接；正极柱和负极柱之间设置有若干个电流引出线端子，分别与上述电流引出线连接；电流引出线端子与盖板密封绝缘连接；电池组体与壳体之间灌注有导热硅胶；盖板与壳体密封连接。

上述电池单体的极耳与盖板上的极柱采用铆接连接；极柱与盖板采用压缩密封连接。电流引出线端子与盖板采用玻璃烧结密封。盖板与壳体采用激光焊或亚弧焊密封。

本发明一种锂离子电池组合模块，由于采取上述的技术方案，由6～10节软包装锂离子电池串联提供高电压，每节锂电池配备具有散热作用的铝板，铝板上贴有绝缘聚酰亚胺膜，极耳套环氧板，并用锡焊串联焊到一起，组成组合结构入钢壳并灌注导热硅橡胶，每节电池具有电流引出线端子，方便单独控制；采用多个模块组合可以提供大容量高电压。因此，解决了现有技术存在的软包装锂离子电池组散热困难、容易被刺破、电流无法均恒、密封不严等问题，取得了比能量高，轻便、存放灵活等有益效果。本发明的电池模块可用于电动自行车、电动摩托车或微型小汽车作动力电源，也可以用于特定环境作动力或照明之用。

附图说明

图1为本发明锂离子电池组合模块的结构示意图；

图2为本发明中电池单体与导热板的组合方式。

图中标记：1--壳体、2--电池单体、3--铜极耳、4--铝极耳、5--极耳孔、6--环氧板、7--正极柱、8--电流引出线端子、9--负极柱、10--盖板、11--导热板。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1为本发明锂离子电池组合模块的结构示意图，如图1的实施例所示，该装置包括：壳体1，其内插入6～10节彼此并列的软包装锂离子电池单体2，每个电池单体2具有作为电池单体“+”极的铜极耳3和作为电池单体“-”极的铝极耳4；电池单体2的6～10节电池按“+”“-”、“-”“+”顺序并列贴合，它们的上部和下部具有耐高温胶带，各缠绕一周固定成为电池组体。电池组体的顶部设置有一个环氧板6，环氧板6上按极耳尺寸和位置设置有两排极耳孔5，每个电池单体2上的铜极耳3和铝极耳4分别穿过对应的极耳孔5固定。用锡焊将第一节电池的铜极耳和第二节电池的铝极耳焊到一起作为电流引出线，再将第二节电池的铜极耳与第三节电池的铝极耳焊到一起作为另一个电流引出线，以此类推。环氧板6的上方设置有盖板10，其两端分别设置有正极柱7和负极柱9；第一节电池的铝极耳4与盖板10上的负极柱9铆接连接；最后一节电池的铜极耳3与盖板10上的正极柱7铆接连接；正极柱7和负极柱9与盖板10采用压缩密封连接。正极柱7和负极柱9之间设置有若干个电流引出线端子8，分别与上述电流引出线连接，电流引出线端子8与盖板10密封绝缘连接，本实施例采用玻璃烧结密封。电流引出线端子8可以用来单独控制每节电池的充放电，便于各节电池之间的电流均衡。电流引出线端子8的数量比电池组体中电池单体2的数量少一个。

电池组体装进壳体10后，灌注导热硅胶以防振动引起断线、短路等问题。盖板10与壳体1采用激光或氩弧焊密封。

为便于电池工作时散热，每个电池单体2上套有一块导热板。图2为本发明中电池单体2与导热板的组合方式，如图2的实施例所示，每块电池单体2都具有一块导热板11，用于工作时散热。导热板11两侧按电池单体2的大小折边，其凹面贴有绝缘聚酰亚胺薄膜或其它绝缘薄膜，软包装锂离子电池单体2放入导热板11的凹面，与之紧密贴合。

本发明中，电池组壳体1及盖板10采用不锈钢材料制成，该壳体1为基本上对水分进入和电解质外流是不可透过的，有机电解液及水分不会对其产生腐蚀作用。当然也可采用能达到此性能的其它金属材料，例如采用将铝塑复合膜或多层聚乙烯膜、聚丙烯膜贴在铝箔的表面上的方式。本发明实施例中，电池单体2优先采用软包装锂离子电池，也可以是其它使用该包装的电池。

上述导热板11的材料可以是铝板、铜板或是其它导热性好的金属材料。导热板11上贴有绝缘的有机薄膜，也可以是其它具有绝缘作用的无机涂层或薄膜。

综上所述，本发明将6～10节电池按“+”“-”、“-”“+”顺序单层排列到一起，可以提供最大36V标称电压。具有比能量高，轻便、存放灵活，且拆卸、更换方便等优点。

Claims (10)

1、一种锂离子电池组合模块，包括软包装锂离子电池单体：其特征在于，该装置还包括：

壳体[1]，其内插入6～10节彼此并列的软包装锂离子电池单体[2]，每个电池单体[2]上套有一块导热板[11]；导热板[11]两侧按电池单体[2]的大小折边，其凹面贴有绝缘材料，电池单体[2]放入导热板[11]的凹面，与之紧密贴合；电池单体[2]具有作为电池单体“+”极的铜极耳[3]和作为电池单体“-”极的铝极耳[4]；电池单体[2]按“+”“-”、“-”“+”顺序并列贴合，它们的上部和下部具有耐高温胶带，各缠绕一周固定成为电池组体；电池组体的顶部设置有一个环氧板[6]，环氧板[6]上按极耳尺寸和位置具有两排极耳孔[5]，每块电池单体的铜极耳[3]和铝极耳[4]分别穿过对应的极耳孔[5]固定；第一节电池的铜极耳[3]和第二节电池的铝极耳[4]焊到一起作为电流引出线，第二节电池的铜极耳[3]与第三节电池的铝极耳[4]焊到一起作为另一个电流引出线，以此类推；环氧板[6]的上方设置有盖板[10]，其两端分别设置有正极柱[7]和负极柱[9]；第一节电池的铝极耳[4]与盖板[10]上的负极柱[9]连接；最后一节电池的铜极耳[3]与盖板[10]上的正极柱[7]连接；正极柱[7]和负极柱[9]与盖板[10]密封绝缘连接；正极柱[7]和负极柱[9]之间设置有若干个电流引出线端子[8]，分别与上述电流引出线连接；电流引出线端子[8]与盖板[10]密封绝缘连接；电池组体与壳体[10]之间灌注有导热硅胶；盖板[10]与壳体[1]密封连接。

2、根据权利要求1所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的第一节电池的铝极耳[4]与盖板[10]上的负极柱[9]铆接连接；最后一节电池的的铜极耳[3]与盖板[10]上的正极柱[7]铆接连接。

3、根据权利要求1或2所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的正极柱[7]和负极柱[9]与盖板[10]采用压缩密封连接。

4、根据权利要求1所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的电流引出线端子[8]的数量比电池组体中电池单体[2]的数量少一个。

5、根据权利要求1或4所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的电流引出线端子[8]与盖板[10]采用玻璃烧结密封。

6、根据权利要求1所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的导热板[11]的材料可以是铝板、铜板或是其它导热性好的金属材料；导热板[11]上贴有的有机薄膜，也可以是其它具有绝缘作用的无机涂层或薄膜。

7、根据权利要求1所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的盖板[10]与壳体[1]采用激光焊或亚弧焊密封。

8、根据权利要求1或7所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的壳体[1]及盖板[10]采用不锈钢材料。

9、根据权利要求8所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的壳体[1]采用铝塑复合膜，或多层聚乙烯膜、聚丙烯膜贴在铝箔的表面上。

10、根据权利要求1所述的锂离子电池组合模块，其特征在于：所述的电池单体[2]优先采用软包装锂离子电池，也可以是其它使用该包装的电池。

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