CN102956852B - 一种汽车用锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用锂离子电池。现在没有结构设计合理，性能稳定的汽车用锂离子电池。本发明包括电池芯、上盖、正极端子、负极端子和外壳，其特点是：还包括正极导电金属片、负极导电金属片、正极盖片、负极盖片、温度检测保护板和金属隔离槽，正极端子包括正极端子本体、正极凸台和正极温度测试头，正极导电金属片固定在电池芯的电芯正极耳上，正极端子本体固定在正极导电金属片上；负极端子包括负极端子本体、负极凸台和负极温度测试头，负极导电金属片固定在电池芯的电芯负极耳上，负极端子本体固定在负极导电金属片上；外壳的壁面设有数列散热孔，外壳中设有散热孔的壁面的内壁均设有数根导热槽。本发明结构设计合理，散热好，性能稳定。

Description

一种汽车用锂离子电池

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是涉及一种汽车用锂离子电池，专用于电动汽车中，给电动汽车提供能源。 

背景技术

目前常用的汽车锂离子电池的结构设计不够合理，性能不够可靠，材料消耗量较大，生产成本较高，在电池的外壳中设置有一个电芯安装腔，上盖直接固定在外壳上，该类外壳的结构设计不够合理，散热性能差，由于汽车电池在使用时，放电电流大，产生的温度高，大量的热量难以散发，从而大大影响了汽车锂离子电池的整体性能，缩短了汽车锂离子电池的使用寿命。 

现在的汽车用锂离子电池包括电池芯、电池芯极耳、导线和外接金属端子，其中，电池芯极耳固定在电池芯上，导线的一端连接在电池芯极耳上，导线的另一端连接在外接金属端子上，由于导线与电池芯极耳，以及导线与外接金属端子之间的接触面较小，汽车用锂离子电池的放电电流大，大大增加了接触电阻，导致电池充放电过程中发热量较大，从而大大降低了汽车用锂离子电池的整体性能。 

目前还没有一种散热性能良好的汽车用锂离子电池，对于锂离子电池的散热性能，人们也在不断研究中，如2010年出版的《电源技术》第34卷第9期中，公开了一篇聚合物锂离子电池温升及散热特性研究，聚合物锂离子电池组在大功率输出过程中，由于内阻功耗引起的温升特性建立最大温升和最小温升模型，并对叠片式散热建立数学模型并进行了数值计算，通过分析研究得知，电池组的温升效应明显，采用适当散热布置时，电池内部的温升效应可以得到有效抑制，但是，该文章中为提供一种解决锂离子电池散热问题的方案。 

综上所述，现在还没有一种结构设计合理，散热好，性能稳定，有利于降低生产成本的汽车用锂离子电池。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，散热好，性能稳定，有利于降低生产成本的汽车用锂离子电池。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该汽车用锂离子电池包括电池芯、上盖、正极端子、负极端子和外壳，所述外壳中设置有电芯安装腔，所述电池芯上设置有电芯正极耳和电芯负极耳，其结构特点在于：还包括正极导电金属片、负极导电金属片、正极盖片、负极盖片、温度检测保护板和金属隔离槽，所述正极端子包括正极端子本体、正极凸台和正极温度测试头，所述正极端子本体为方形结构，所述方形结构的正极端子本体的四个角上均设置有一个正极螺丝孔；所述正极凸台固定在正极端子本体上，该正极凸台上设置有正极连接孔；所述正极温度测试头固定在方形结构的正极端子本体的一侧；所述正极导电金属片固定在电池芯的电芯正极耳上，所述正极端子本体固定在正极导电金属片上；所述负极端子包括负极端子本体、负极凸台和负极温度测试头，所述负极端子本体为方形结构，所述方形结构的负极端子本体的四个角上均设置有一个负极螺丝孔；所述负极凸台固定在负极端子本体上，该负极凸台上设置有负极连接孔；所述负极温度测试头固定在方形结构的负极端子本体的一侧；所述负极导电金属片固定在电池芯的电芯负极耳上，所述负极端子本体固定在负极导电金属片上；所述金属隔离槽安装在外壳的电芯安装腔中，所述电池芯安装在金属隔离槽中，所述上盖上设置有正极凸台口、负极凸台口、四个上盖正极螺丝孔、四个上盖负极螺丝孔、温度检测孔和保护板槽，所述上盖固定在外壳上，所述正极凸台口套装在正极端子的正极凸台上，所述四个上盖正极螺丝孔分别和正极端子本体上的四个正极螺丝孔对齐，上盖和正极端子之间通过螺丝固定，所述负极凸台口套装在负极端子的负极凸台上，所述四个上盖负极螺丝孔分别和负极端子本体上的四个负极螺丝孔对齐，上盖和负极端子之间通过螺丝固定，所述负极端子上的负极温度测试头位于上盖的温度检测孔中；所述外壳的壁面设置有数列散热孔，散热孔为通孔结构，该外壳中设置有散热孔的壁面的内壁均设置有数根导热槽，一根导热槽与一列散热孔对应，散热孔的一端位于相对应的导热槽中；所述正极盖片和负极盖片均固定在上盖上，所述正极盖片上的正极盖片凸台口套装在正极端子的正极凸台上，该正极盖片位于上盖正极螺丝孔的正上方，所述负极盖片上的负极盖片凸台口套装在负极端子的负极凸台上，该负极盖片位于上盖负极螺丝孔的正上方；所述温度检测保护板安装在上盖的保护板槽中，该温度检测保护板位于正极温度测试头的正上方。 

作为优选，本发明所述负极端子中，方形结构的负极端子本体的另外三侧均设置有负极缺口；所述正极端子中，方形结构的正极端子本体的另外三侧均设置有正极缺口。 

作为优选，本发明所述负极端子中，负极端子本体、负极凸台和负极温度测试头为一体式结构；所述正极端子中，正极端子本体、正极凸台和正极温度测试头为一体式结构。 

作为优选，本发明所述负极端子为铜材质、铝材质或铜合金材质，所述正极端子为铜材质、铝材质或铜合金材质。 

作为优选，本发明所述负极端子中，负极凸台中的负极连接孔为螺纹孔结构；所述正极端子中，正极凸台中的正极连接孔为螺纹孔结构。 

作为优选，本发明散热孔的形状为圆形结构，散热孔的直径和导热槽的宽度相等。

作为优选，本发明所述外壳中的导热槽的形状为长方体结构。 

作为优选，本发明所述外壳中的导热槽的上端与外壳的顶部齐平。 

作为优选，本发明所述外壳为长方体结构，该长方体结构的外壳中，相对的两个壁面均设置有散热孔。 

作为优选，本发明所述正极导电金属片焊接固定在电池芯的电芯正极耳上，所述正极端子本体焊接固定在正极导电金属片上；所述负极导电金属片焊接固定在电池芯的电芯负极耳上，所述负极端子本体焊接固定在负极导电金属片上。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：采用了下沉式螺丝固定，保证了电池上盖与负极端子的高连接牢度；负极凸台固定在负极端子本体上，采用盖片设计，能够隐藏连接上盖与负极端子的四颗螺丝，起到绝缘作用，保证了电池外观的美观度，同理，正极凸台固定在正极端子本体上，采用盖片设计，能够隐藏连接上盖与正极端子的四颗螺丝，起到绝缘作用，保证了电池外观的美观度。结构形状在设计时，负极端子本体和正极端子本体的四周均可以采用多处缺口的结构，此可减少材料，降低成本，不影响接触、放电特性。负极温度测试头固定在方形结构的负极端子本体的一侧，采用舌头式伸出负极温度测试头，既保证了温度测试的功能，又降低了铜材的用量，减轻了电池的重量。 

因汽车电池放电电流大，温度高，外壳采用了多孔设计，便于散热。一根导热槽与一列散热孔对应，散热孔的一端位于相对应的导热槽中，散热孔形成了外大内小的结构，且内孔低于壳体内腔的表面，采用导热槽设计，使得散热孔的注塑毛边能够有效避开，不会直接损害壳体内电芯。 

导电金属片通常采用易弯折成型的金属制作而成；导电金属片符合电池芯极耳本身的扁宽形状，保证了电池芯极耳与导电金属片之间，以及端子与导电金属片之间的最大接触面积，减小了接触电阻，实现了最佳的导电连接效果。导电金属片扁宽的形状，在电池盒内部装配时，可以最大限度的减小内部空间占用，提高电池芯装配的有效体积，提高电池的容量。采用扁宽的导电金属片，有较大的表面积，可以防止电池充电过程中发热。导电金属片与端子之间，以及导电金属片与电池芯极耳之间通常采用焊接的方式固定，如可以采用超声波焊接、锡焊连接等方式。 

本发明中的电池芯可以采用软包装锂离子电芯，将该电芯极耳两头引出，大电流放电时，利于分流与避免热量聚集，放电电压平台高，利于高功率输出；该电芯可以采用铝塑复合膜软包装结构，结构灵活设计，相比于一般的铝壳或钢壳电芯，安全性能好，不会爆炸。 

本发明将金属薄片制作而成的金属隔离槽置于电池芯表面，将电池芯与多孔的外壳隔离，既可防护电池芯，又利于散热。本发明的结构可拆分，便于电池芯维修与更换。 

附图说明

图1是本发明实施例中汽车用锂离子电池的主视结构示意图。 

图2是图1的左视结构示意图。 

图3是图1的俯视结构示意图。 

图4是本发明实施例中汽车用锂离子电池的立体结构示意图。 

图5是本发明实施例中汽车用锂离子电池的分解结构示意图。 

图6是本发明实施例中的上盖和外壳分离后的立体结构示意图。 

图7是图6中A处放大后的结构示意图。 

图8是本发明实施例中用于汽车锂离子电池的负极端子放大后的主视结构示意图。 

图9是图8的后视结构示意图。 

图10是图8中A-A面的剖视结构示意图。 

图11是图8中B-B面的剖视结构示意图。 

图12是图8中C-C面的剖视结构示意图。 

图13是图8的左视结构示意图。 

图14是对图8中的负极端子的负极端子本体标明四个侧面后的结构示意图。 

图15是本发明实施例中用于汽车锂离子电池的正极端子放大后的主视结构示意图。 

图16是图15的后视结构示意图。 

图17是图15中D-D面的剖视结构示意图。 

图18是图15中E-E面的剖视结构示意图。 

图19是图15中F-F面的剖视结构示意图。 

图20是图15的左视结构示意图。 

图21是对图15中的正极端子的正极端子本体标明四个侧面后的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。 

实施例。 

参见图1至图21，本实施例中的汽车用锂离子电池包括电池芯1、正极导电金属片2、负极导电金属片3、上盖4、正极盖片5、负极盖片6、正极端子7、负极端子8、外壳9、温度检测保护板10和金属隔离槽11。 

本实施例中的外壳9为长方体结构，在外壳9中设置有电芯安装腔91，电池芯1上设置有电芯正极耳和电芯负极耳，金属隔离槽11安装在外壳9的电芯安装腔91中，电池芯1安装在金属隔离槽11中。 

本实施例中的正极端子7包括正极端子本体71、正极凸台72和正极温度测试头73，其中，正极端子本体71为方形结构，该方形结构的正极端子本体71存在四个侧面，这四个侧面分别为左侧7f、右侧7y、上侧7s和下侧7x，方形结构的正极端子本体71存在四个侧面对于本领域技术人员而言为公知常识。 

本实施例中的方形结构的正极端子本体71的四个角上均设置有一个正极螺丝孔711，即方形结构的正极端子本体71的每个角上均设置有一个正极螺丝孔711，这些正极螺丝孔711均为通孔结构，当需要将正极端子固定到电池上盖上时，采用螺丝穿接到正极螺丝孔711中，从而将正极端子和电池上盖连接，采用了下沉式螺丝固定，提高了正极端子和电池上盖之间的连接牢固度。 

本实施例中的正极凸台72固定在正极端子本体71上，该正极凸台72上设置有正极连接孔721，正极连接孔721为螺纹孔结构，通常情况下，该正极连接孔721为盲孔状结构。 

本实施例中的正极温度测试头73固定在方形结构的正极端子本体71的左侧7f，即正极温度测试头73固定在方形结构的正极端子本体71的一侧。本实施例中的方形结构的正极端子本体71的另外三侧均设置有正极缺口712，即方形结构的正极端子本体71的右侧7y、上侧7s和下侧7x设置有一个正极缺口712。 

正极导电金属片2固定在电池芯1的电芯正极耳上，正极端子本体71固定在正极导电金属片2上。 

本实施例中的正极端子本体71、正极凸台72和正极温度测试头73为一体式结构，正极端子7为铜材质，其导电性能好。本发明中的正极端子7可以采用铜材质、铝材质或铜合金材质制作，也可以采用其他导电性能良好的金属制作。 

本实施例中的负极端子6包括负极端子本体61、负极凸台62和负极温度测试头63，其中，负极端子本体61为方形结构，该方形结构的负极端子本体61存在四个侧面，这四个侧面分别为右侧6f、左侧6y、上侧6s和下侧6x，方形结构的负极端子本体61存在四个侧面对于本领域技术人员而言为公知常识。 

本实施例中的方形结构的负极端子本体61的四个角上均设置有一个负极螺丝孔611，即方形结构的负极端子本体61的每个角上均设置有一个负极螺丝孔611，这些负极螺丝孔611均为通孔结构，当需要将负极端子固定到电池上盖上时，采用螺丝穿接到负极螺丝孔611中，从而将负极端子和电池上盖连接，采用了下沉式螺丝固定，提高了负极端子和电池上盖之间的连接牢固度。 

本实施例中的负极凸台62固定在负极端子本体61上，该负极凸台62上设置有负极连接孔621，负极连接孔621为螺纹孔结构，通常情况下，该负极连接孔621为盲孔状结构。 

本实施例中的负极温度测试头63固定在方形结构的负极端子本体61的右侧6f，即负极温度测试头63固定在方形结构的负极端子本体61的一侧。本实施例中的方形结构的负极端子本体61的另外三侧均设置有负极缺口612，即方形结构的负极端子本体61的左侧6y、上侧6s和下侧6x设置有一个负极缺口612。 

负极导电金属片3固定在电池芯1的电芯负极耳上，负极端子本体61固定在负极导电金属片3上。 

本实施例中的负极端子本体61、负极凸台62和负极温度测试头63为一体式结构，负极端子8为铜材质，其导电性能好。本发明中的负极端子8可以采用铜材质、铝材质或铜合金材质制作，也可以采用其他导电性能良好的金属制作。 

本实施例中的上盖4上设置有正极凸台口41、负极凸台口42、四个上盖正极螺丝孔43、四个上盖负极螺丝孔44、温度检测孔45和保护板槽46，上盖4固定在外壳9上，该上盖4优选通过超声波焊接固定在外壳9上，由此有效的保证了外壳9和上盖4之间的牢固度和强度。正极凸台口41套装在正极端子7的正极凸台72上，四个上盖正极螺丝孔43分别和正极端子本体71上的四个正极螺丝孔711对齐，上盖4和正极端子7之间通过螺丝固定，即螺丝穿接在上盖正极螺丝孔43和正极螺丝孔711中。负极凸台口42套装在负极端子6的负极凸台62上，四个上盖负极螺丝孔44分别和负极端子本体61上的四个负极螺丝孔611对齐，上盖4和负极端子6之间通过螺丝固定，即螺丝穿接在上盖负极螺丝孔44和负极螺丝孔611中，负极端子6上的负极温度测试头63位于上盖4的温度检测孔45中。 

在本实施例的长方体结构的外壳9中总共存在四个壁面，其中，相对的两个壁面均设置有数列散热孔92，即没有相邻的两个壁面均设置有数列散热孔92。散热孔92为通孔结构。 

本实施例的外壳9中，在设置有散热孔92的壁面的内壁上，均设置有数根导热槽93，即，在设置有数列散热孔92的相对的两个壁面的内壁上，均设置有数根导热槽93；导热槽93的上端与外壳9的顶部齐平，即导热槽93的上端延伸到外壳9的顶部。本实施例中导热槽93的根数和散热孔92的列数相等，一根导热槽93与一列散热孔92对应。 

本实施例中散热孔92的一端位于相对应的导热槽93中，即散热孔92延伸到外壳9内壁上的一端位于相对应的导热槽93中。本实施例中的散热孔92的形状为圆形结构，导热槽93的形状为长方体结构，散热孔92的直径和导热槽93的宽度相等。 

本发明可以根据实际情况，在外壳9的壁面上设置数列散热孔92，如也可以在外壳9的四个壁面上均设置数列散热孔92。 

正极盖片5和负极盖片6均固定在上盖4上，正极盖片5上的正极盖片凸台口51套装在正极端子7的正极凸台72上，该正极盖片5位于上盖正极螺丝孔43的正上方，从而将穿接在上盖正极螺丝孔43和正极螺丝孔711中的螺丝遮挡住，达到隐藏上述螺丝的目的，负极盖片6上的负极盖片凸台口61套装在负极端子6的负极凸台62上，该负极盖片6位于上盖负极螺丝孔44的正上方，从而将穿接在上盖负极螺丝孔44和负极螺丝孔611中的螺丝遮挡住，达到隐藏上述螺丝的目的。温度检测保护板10安装在上盖4的保护板槽46中，该温度检测保护板10位于正极温度测试头73的正上方。 

本实施例中的正极导电金属片2和负极导电金属片3的材质均为铜，本发明中正极导电金属片2和负极导电金属片3也可以采用其他材质制造而成，如也可以为铝或镍。本发明中的正极导电金属片2和负极导电金属片3的形状均可以为L顺时针旋转180度的结构，正极导电金属片2和负极导电金属片3均可以通过超声波焊接的方式分别固定在电池芯1的电芯正极耳和电芯负极耳上，正极端子7和负极端子8也可以均通过超声波焊接的方式分别固定在正极导电金属片2和负极导电金属片3上。 

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种汽车用锂离子电池，包括电池芯、上盖、正极端子、负极端子和外壳，所述外壳中设置有电芯安装腔，所述电池芯上设置有电芯正极耳和电芯负极耳，其特征在于：还包括正极导电金属片、负极导电金属片、正极盖片、负极盖片、温度检测保护板和金属隔离槽，所述正极端子包括正极端子本体、正极凸台和正极温度测试头，所述正极端子本体为方形结构，所述方形结构的正极端子本体的四个角上均设置有一个正极螺丝孔；所述正极凸台固定在正极端子本体上，该正极凸台上设置有正极连接孔；所述正极温度测试头固定在方形结构的正极端子本体的一侧；所述正极导电金属片固定在电池芯的电芯正极耳上，所述正极端子本体固定在正极导电金属片上；所述负极端子包括负极端子本体、负极凸台和负极温度测试头，所述负极端子本体为方形结构，所述方形结构的负极端子本体的四个角上均设置有一个负极螺丝孔；所述负极凸台固定在负极端子本体上，该负极凸台上设置有负极连接孔；所述负极温度测试头固定在方形结构的负极端子本体的一侧；所述负极导电金属片固定在电池芯的电芯负极耳上，所述负极端子本体固定在负极导电金属片上；所述金属隔离槽安装在外壳的电芯安装腔中，所述电池芯安装在金属隔离槽中，所述上盖上设置有正极凸台口、负极凸台口、四个上盖正极螺丝孔、四个上盖负极螺丝孔、温度检测孔和保护板槽，所述上盖固定在外壳上，所述正极凸台口套装在正极端子的正极凸台上，所述四个上盖正极螺丝孔分别和正极端子本体上的四个正极螺丝孔对齐，上盖和正极端子之间通过螺丝固定，所述负极凸台口套装在负极端子的负极凸台上，所述四个上盖负极螺丝孔分别和负极端子本体上的四个负极螺丝孔对齐，上盖和负极端子之间通过螺丝固定，所述负极端子上的负极温度测试头位于上盖的温度检测孔中；所述外壳的壁面设置有数列散热孔，散热孔为通孔结构，该外壳中设置有散热孔的壁面的内壁均设置有数根导热槽，一根导热槽与一列散热孔对应，散热孔的一端位于相对应的导热槽中；所述正极盖片和负极盖片均固定在上盖上，所述正极盖片上的正极盖片凸台口套装在正极端子的正极凸台上，该正极盖片位于上盖正极螺丝孔的正上方，所述负极盖片上的负极盖片凸台口套装在负极端子的负极凸台上，该负极盖片位于上盖负极螺丝孔的正上方；所述温度检测保护板安装在上盖的保护板槽中，该温度检测保护板位于正极温度测试头的正上方。

2.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述负极端子中，方形结构的负极端子本体的另外三侧均设置有负极缺口；所述正极端子中，方形结构的正极端子本体的另外三侧均设置有正极缺口。

3.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述负极端子中，负极端子本体、负极凸台和负极温度测试头为一体式结构；所述正极端子中，正极端子本体、正极凸台和正极温度测试头为一体式结构。

4.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述负极端子为铜材质、铝材质或铜合金材质，所述正极端子为铜材质、铝材质或铜合金材质。

5.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述负极端子中，负极凸台中的负极连接孔为螺纹孔结构；所述正极端子中，正极凸台中的正极连接孔为螺纹孔结构。

6.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：散热孔的形状为圆形结构，散热孔的直径和导热槽的宽度相等。

7.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述外壳中的导热槽的形状为长方体结构。

8.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述外壳中的导热槽的上端与外壳的顶部齐平。

9.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述外壳为长方体结构，该长方体结构的外壳中，相对的两个壁面均设置有散热孔。

10.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池，其特征在于：所述正极导电金属片焊接固定在电池芯的电芯正极耳上，所述正极端子本体焊接固定在正极导电金属片上；所述负极导电金属片焊接固定在电池芯的电芯负极耳上，所述负极端子本体焊接固定在负极导电金属片上。