CN103346355A - 一种锂离子软包装电池组结构 - Google Patents

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王谌
张邦玲
冯毅
解晶莹
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上海空间电源研究所
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Abstract

本发明公开了一种锂离子软包装电池组结构,包含锂离子电池单体、塑料夹板、散热片,以及集流铜柱、集流罩、上盖板和下盖板;集流铜柱分别设在两个相对的侧面的外侧;集流罩罩在集流铜柱外;上盖板和下盖板分别位于顶端和底端,之间为锂离子电池单体、塑料夹板和散热片构成的若干重复单元;锂离子电池单体在与集流铜柱对应的侧边处分别设有对称的正负极耳;塑料夹板依次与锂离子电池单体间隔设置,塑料夹板在其边框的两个侧面内部分别设有镀锌铜块,内侧与极耳相连,外侧通过螺钉与集流铜柱连接,散热片分别夹置在每块锂离子电池单体与塑料夹板之间。本发明提供的锂离子软包装电池组结构,能量密度高,散热能力强,安全性高,可靠性好,装卸方便。

Description

一种锂离子软包装电池组结构
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种锂离子电池组结构,具体地,涉及一种锂离子软包装电池组结构。背景技术
[0002] 软包装锂离子电池由于有高的能量密度和安全性能,运用场合越来越广,目前在动力电池及储能领域内,软包装串并联模块设计大多只是简单的焊接在一起,没有良好的封装及不易拆卸等问题,同时这种结构在安全性上也易引起短路、接触电阻过大等问题。所以为大规模在动力及储能市场上运用,必须改善软包装锂离子电池结构。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种用于大型锂离子电池组的软包装结构,能量密度高,散热能力强,安全性高,可靠性好,装卸方便,适合大倍率使用的锂离子电池模块。
[0004] 为了达到上述目的,本发明提供了一种锂离子软包装电池组结构,其中,该结构包含若干的锂离子电池单体、塑料夹板、散热片,以及集流铜柱、集流罩、上盖板和下盖板;所述的集流铜柱分别设在该结构的两个相对的侧面的外侧;所述的集流罩罩在所述的集流铜柱之外;所述的上盖板和下盖板分别位于该结构的顶端和底端,上盖板和下盖板之间为锂离子电池单体、塑料夹板和散热片构成的若干重复单元;所述的锂离子电池单体边封后在其四周分别留有一段侧边,该锂离子电池单体在与集流铜柱对应的两个侧边处分别设有对称的正负极耳;所述的塑料夹板为中间挖空的框架结构,该塑料夹板依次与锂离子电池单体间隔设置,每块锂离子电池单体四周的侧边均被其上下两端的塑料夹板扣合固定;所述塑料夹板在其边框与所述极耳对应的两个侧面的内部分别设有镀锌铜块,该镀锌铜块的内侧分别与所述极耳相连,外侧则通过螺钉与集流铜柱连接,该螺钉分别压铆在镀锌铜块外侧,并通过极耳外侧的通孔后再与集流铜柱上的通孔固定,使电流能够通过铜块传导;所述的散热片分别夹置在每块锂离子电池单体与其下的塑料夹板之间。
[0005] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的上盖板和下盖板通过分别设在其四角的螺杆将锂离子电池单体、塑料夹板和散热片构成的若干重复单元固定。四个螺杆穿过多个塑料夹板,最终通过螺母垫片将上下盖板压合固定,形成三明治结构,保证结构的稳定和强度。
[0006] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的上盖板和下盖板的内侧分别设有若干弹簧,通过该固定在上盖板和下盖板内侧的弹簧,给锂离子电池组提供一定的压力。
[0007] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的塑料夹板采用ABS加玻璃纤维注塑成型,具有强度高、耐热性好、重量轻的特点。
[0008] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的塑料夹板在注塑过程中将所述镀锌铜块镶嵌在其内,以便集流铜柱的安装。
[0009] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的塑料夹板分别和其相邻的塑料夹板通过卡扣固定,卡扣处贴有橡胶条,防止压伤电池表面以及起到缓冲的作用。[0010] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的散热片分别紧贴锂离子电池单体的极片并卡置在塑料夹板上,该散热片在未设有集流铜柱的两个侧面处向外侧延伸并折弯成翅片,增加散热面积,以利于高倍率充放电时电池热量通过该延伸的翅片导出。
[0011] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的散热片采用铝1100材料制成,通过铝板冲压而成,其导热率高,重量轻。
[0012] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的集流铜柱分别将与正负两极相连的镀锌铜块连接,构成总正接口和总负接口,通过该接口能够与其他电池组结构进行串并联。该集流铜柱采用多层软排材料制成,在保证大倍率使用中的过大电流能力的同时能适当变形,保证与每一个极耳压合均足够充分。
[0013] 上述的锂离子软包装电池组结构,其中,所述的集流罩分别与上盖板和下盖板固定,起到绝缘保险的作用。
[0014] 本发明提供的锂离子软包装电池组结构具有以下优点:
在本发明中,一定数量的电池单体通过夹板固定形成模块,并且串并联方式均可,易构成不同规格的电池标准模块,增加了设计的灵活性。
[0015] 在本发明中,电池均被夹板包裹,且有上下盖板通过螺杆夹紧电池,保护电池不会受到震动及机械损伤。
[0016] 在本发明中,通过镶嵌铜块将电池正负极耳与集流铜柱压合在一起的方式,能避免铝片与铜片不易焊接的技术缺陷,同时省掉焊接工序,模块装卸方便,更换电池也简单。
[0017] 在本发明中,每个电池单体极片方向上均有散热板贴将热量传导出来,配合风冷或液冷系统能保证模块长时间,大倍率工作中不发生热积累。
[0018] 在本发明中,上下盖板上的弹簧压合在软包装电池上,会给电池一定压力,抑制电池发生产气等不利于电池性能的形变。
附图说明
[0019] 图1为本发明的锂离子软包装电池组结构的外观示意图。
[0020] 图2为本发明的锂离子软包装电池组结构的结构示意图。
[0021] 图3为本发明的锂离子软包装电池组结构的电池组合示意图。
具体实施方式
[0022] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
[0023] 如图f 3所示,本发明提供的锂离子软包装电池组结构,包含若干的锂离子电池单体1、塑料夹板2、散热片3,以及集流铜柱4、集流罩5、上盖板6和下盖板7。
[0024] 上盖板6和下盖板7分别位于该结构的顶端和底端,上盖板6和下盖板7之间为锂离子电池单体1、塑料夹板2和散热片3构成的若干重复单元。
[0025] 上盖板6和下盖板7通过分别设在其四角的螺杆12将锂离子电池单体1、塑料夹板2和散热片3构成的若干重复单元固定。四个螺杆12穿过多个塑料夹板2,最终通过螺母垫片将上盖板6和下盖板7压合固定,形成三明治结构,保证结构的稳定和强度。
[0026] 上盖板6和下盖板7的内侧分别设有若干弹簧13,通过该固定在上盖板6和下盖板7内侧的弹簧13,给锂离子电池组提供一定的压力。[0027] 锂离子电池单体I边封后在其四周分别留有一段侧边9,该锂离子电池单体I在相对的两个侧边9处分别设有对称的正负极耳8。
[0028] 塑料夹板2为中间挖空的框架结构,该塑料夹板2依次与锂离子电池单体I间隔设置,每块锂离子电池单体I四周的侧边9均被其上下两端的塑料夹板2扣合固定。
[0029] 塑料夹板2在其边框与极耳8对应的两个侧面的内部分别设有镀锌铜块10,该镀锌铜块10的内侧分别与极耳8相连,外侧则通过螺钉11与集流铜柱4连接,该螺钉11分别压铆在镀锌铜块10外侧,并通过极耳8外侧的通孔后再与集流铜柱4上的通孔固定,使电流能够通过铜块传导。
[0030] 塑料夹板2采用ABS加玻璃纤维注塑成型,具有强度高、耐热性好、重量轻的特点。
[0031] 塑料夹板2在注塑过程中将镀锌铜块10镶嵌在其内,以便集流铜柱4的安装。
[0032] 塑料夹板2分别和其相邻的塑料夹板2通过卡扣14固定,卡扣14处贴有橡胶条15,防止压伤电池表面以及起到缓冲的作用。
[0033] 散热片3分别夹置在每块锂离子电池单体I与其下的塑料夹板2之间。
[0034] 散热片3分别紧贴锂离子电池单体I的极片16并卡置在塑料夹板2上,该散热片3在未设有集流铜柱4的两个侧面处向外侧延伸并折弯成翅片17,增加散热面积,以利于高倍率充放电时电池热量通过该延伸的翅片17导出。
[0035] 散热片3采用铝1100材料制成,通过铝板冲压而成,其导热率高,重量轻。
[0036] 集流铜柱4分别设在该结构的两个相对的侧面的外侧。
[0037] 集流铜柱4分别将与正负两极相连的镀锌铜块10连接,构成总正接口和总负接口,通过该接口能够与其他电池组结构进行串并联。该集流铜柱4采用多层软排材料制成,在保证大倍率使用中的过大电流能力的同时能适当变形,保证与每一个极耳8压合均足够充分。
[0038] 集流罩5罩在集流铜柱4之外。集流罩5的上下分别与上盖板6和下盖板7固定,起到绝缘保险的作用。
[0039] 本发明提供的锂离子软包装电池组结构,可以通过电连接组合成不同能量要求的锂离子电池组。根据锂离子电池模块能量密度高、循环性能好等优点,可设计满足大功率,高比能量,高循环寿命的储能电池组,例如车用动力电池、风力太阳能储能电池、智能电网储能电池等。
[0040] 本发明的冷却设计有效的增加了锂离子电池模块的安全性和稳定性,适合于高倍率冲放电模式。本发明电池组排列紧密但集热不明显,电池间串并联合理使得各单体电一致性好且连接电阻低(模块连接电阻小于ΙπιΩ ),与其他同类型的锂离子电池模块比较,本发明具有体积小,重量轻,能量密度高等优势;本发明结构设计合理,组装简单,减小了电池的组装成本。可广泛运用于电源领域。
[0041] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种锂离子软包装电池组结构,其特征在于,该结构包含若干的锂离子电池单体(I)、塑料夹板(2)、散热片(3),以及集流铜柱(4)、集流罩(5)、上盖板(6)和下盖板(7);所述的集流铜柱(4)分别设在该结构的两个相对的侧面的外侧;所述的集流罩(5)罩在所述的集流铜柱(4)之外;所述的上盖板(6)和下盖板(7)分别位于该结构的顶端和底端,上盖板(6)和下盖板(7)之间为锂离子电池单体(I)、塑料夹板(2)和散热片(3)构成的若干重复单元;所述的锂离子电池单体(I)边封后在其四周分别留有一段侧边(9),该锂离子电池单体(I)在与集流铜柱(4)对应的两个侧边(9)处分别设有对称的正负极耳(8);所述的塑料夹板(2)为中间挖空的框架结构,该塑料夹板(2)依次与锂离子电池单体(I)间隔设置,每块锂离子电池单体(I)四周的侧边(9)均被其上下两端的塑料夹板(2)扣合固定;所述塑料夹板(2)在其边框与所述极耳(8)对应的两个侧面的内部分别设有镀锌铜块(10),该镀锌铜块(10)的内侧分别与所述极耳(8)相连,外侧则通过螺钉(11)与集流铜柱(4)连接;所述的散热片(3)分别夹置在每块锂离子电池单体(I)与其下的塑料夹板(2)之间。
2.如权利要求1所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的上盖板(6)和下盖板(7)通过分别设在其四角的螺杆(12)将锂离子电池单体(I)、塑料夹板(2)和散热片(3)构成的若干重复单元固定。
3.如权利要求2所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的上盖板(6)和下盖板(7)的内侧分别设有若干弹簧(13)。
4.如权利要求1所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的塑料夹板(2)采用ABS加玻璃纤维注塑成型。
5.如权利要求4所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的塑料夹板(2)在注塑过程中将所述镀锌铜块(10)镶嵌在其内。
6.如权利要求5所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的塑料夹板(2)分别和其相邻的塑料夹板(2)通过卡扣(14)固定,卡扣(14)处贴有橡胶条(15)。
7.如权利要求1所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的散热片(3)分别紧贴锂离子电池单体(I)的极片(16)并卡置在塑料夹板(2)上,该散热片(3)在未设有集流铜柱(4 )的两个侧面处向外侧延伸并折弯成翅片(17)。
8.如权利要求7所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的散热片(3)采用铝1100材料制成。
9.如权利要求1所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的集流铜柱(4)分别将与正负两极相连的镀锌铜块(10)连接,构成总正接口和总负接口。
10.如权利要求1所述的锂离子软包装电池组结构,其特征在于,所述的集流罩(5)分别与上盖板(6)和下盖板(7)固定。
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