CN104051698A - 具有极耳连接装置的电池组 - Google Patents

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Abstract

一种电池组，包括多个相互叠加的电池单体，该多个电池单体相互串联，该电池组进一步包括极耳连接装置，其特征在于，该极耳连接装置包括一绝缘连接板及多个导电连接柱，该绝缘连接板包括多个凹槽，该多个凹槽设置于该绝缘连接板背向该多个电池单体的一侧，在该多个相互叠加的电池单体中相邻的两个电池单体需要连接的正负极耳分别穿过该绝缘连接板后弯折置入同一凹槽中，并在该凹槽中相互叠合，该导电连接柱插入该凹槽中，将该正负极耳叠合的部分固定连接。

Description

具有极耳连接装置的电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组，尤其涉及一种具有极耳连接装置的电池组。
背景技术
锂电池是一种新型的储能电池，具有能量密度大、寿命长等优点，但也有技术难度大、危险性大等缺点。单个锂电池储能有限，对于要求用锂电池的大功率电源，必须用多个锂电池组成一个电池组，来实现高蓄能和大功率的要求，这就要求设计合理的机构把这些锂电池连接起来。由于电池组的电流很大，并且电池组在工作时可能受到震动而产生连接松动，因此要求电池极耳之间必需做到连接可靠，接触电阻很小。
常规的锂电池极耳连接采用焊接方式，也有采用螺栓或铆钉锁紧的方式，但是往往存在以下问题：采用焊接方式必需要有专用的焊接设备，主要是超声波焊接，较大容量的电池组的极耳层数较多，随着容量的提升，极耳层数多达百层以上，这对超声波焊机的功率要求非常高，对超过50层的极耳难以焊接牢固，而且多层极耳被超声波焊接后，容易变脆，很容易断裂，导致电池组报废，另外采用焊接方式很难引出导线用于电压测量，当其中一个电池损坏就无法拆卸，必须整体更换；采用螺栓或铆钉锁紧的方式是将多层极耳一起打孔后，用螺栓或铆钉一并锁紧，这种连接方式很笨拙，相互之间容易造成短路，也很难进行绝缘处理。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种连接牢固、易于拆卸以及易于封装和绝缘的极耳连接装置及其具有该极耳连接装置的电池组。
一种电池组，包括多个相互叠加的电池单体，该多个电池单体相互串联，该电池组进一步包括极耳连接装置，其特征在于，该极耳连接装置包括一绝缘连接板及多个导电连接柱，该绝缘连接板包括多个凹槽，该多个凹槽设置于该绝缘连接板背向该多个电池单体的一侧，在该多个相互叠加的电池单体中相邻的两个电池单体需要连接的正负极耳分别穿过该绝缘连接板后弯折置入同一凹槽中，并在该凹槽中相互叠合，该导电连接柱插入该凹槽中，将该正负极耳叠合的部分固定连接。
本发明电池组中的极耳连接装置不仅能紧密、牢固、简单的将多个电池单体的极耳连接在一起，而且还可以保证极耳之间的绝缘安全；该极耳连接装置易于封装也易于拆卸，该极耳连接装置的结构也比较简单，从而能大大降低该电池组的重量，提高该电池组的能量密度。
附图说明
图1是本发明实施例电池组的立体图。
图2是本发明实施例电池组的爆破图。
图3是图1的剖视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是本发明实施例绝缘连接板的立体图。
图6是本发明实施例电池单体的立体图。
图7是本发明实施例导线的立体图。
图8是本发明实施例绝缘盖板的立体图。
主要元件符号说明
电池组 1
电池单体 10
正极极耳 110
负极极耳 120
第一侧面 102
第一通孔 104
极耳连接装置 20
绝缘连接板 210
第一孔道 212
第二孔道 214
凹槽 216
导轨结构 218
导电连接柱 220
垫片 230
第二通孔 232
绝缘盖板 240
滑槽结构 242
凸台 244
第三通孔 246
缺口 248
导线 30
引线端子 32
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的具有极耳连接装置的电池组作进一步的详细说明。
请参阅图1至图5，本发明实施方式提供一种电池组1，该电池组1包括多个相互叠加的电池单体10及将该多个电池单体10的极耳相互连接的极耳连接装置20。该极耳连接装置20包括一绝缘连接板210及多个导电连接柱220。
该电池单体10可以为片状、面状、板状或层状结构，沿厚度方向进行叠加。每个电池单体10均为一能够独立进行充放电的电化学电池，如锂离子电池、锂硫电池或镍氢电池，更具体可以是软包装锂离子电池。该多个电池单体10可以具有基本一致的形状和尺寸，相互平行并叠加设置。
每个电池单体10包括两个极耳，分别为正极极耳110和负极极耳120，该两个极耳从该电池单体10的本体向外延伸，用于使多个电池单体10相互连接并与外电路连接进行充放电。
该正极极耳110和负极极耳120设置在该电池单体10的同一侧，且同一电池组1中所有电池单体10的正极极耳110和负极极耳120均设置在电池组1的同一侧，例如均设置在该电池组1的第一侧面102。同一电池组1中所有电池单体10的正极极耳110和负极极耳120间隔相等，使不同电池单体10的正极极耳110和负极极耳120在该多个电池单体10的叠加方向上相互重合。具体地，为使同一电池组1的多个电池单体10相互串联，每一电池单体10的正极极耳110与相邻的电池单体10的负极极耳120在该叠加方向上位置重合，每一电池单体10的负极极耳120与相邻的电池单体10的正极极耳110在该叠加方向上位置重合。该极耳连接装置20将多个电池单体10进行串联。在优选的实施例中，该多个电池单体10的正极极耳110及负极极耳120在该电池组1的第一侧面102可以沿叠加方向排成两列，该电池组1可以包括两组极耳连接装置20，分别将各列中的正极极耳110与负极极耳110相互连接。在另一实施例中，该多个电池单体10的正极极耳110及负极极耳120在该电池组的第一侧面102沿叠加方向排成一列，则仅需一组极耳链接装置20即可实现将多个电池单体10进行串联。
该绝缘连接板210及多个导电连接柱220与该正极极耳110及负极极耳120均位于该电池组1的第一侧面102。该绝缘连接板210包括多个位置与该正极极耳110对应的第一孔道212及多个位置与该负极极耳120对应的第二孔道214，能够分别使该正极极耳110及负极极耳120穿过。该第一孔道212及第二孔道214的形状可以分别与该正极极耳110和负极极耳120的形状对应。例如，该正极极耳110和负极极耳120为从该电池单体10延伸出的片状结构，该第一孔道212及第二孔道214的形状为扁的通孔。
该绝缘连接板210进一步包括多个凹槽216，设置在该绝缘连接板210背离该电池单体10的一侧。每一对需要进行连接的正极极耳110与负极极耳120分别与一个该凹槽216对应，该正极极耳110与负极极耳120穿出该绝缘连接板210的部分可弯折压入该对应的凹槽216中，并在该对应的凹槽216中相互叠合，以实现电连接。该凹槽216可设置在该第一孔道212与第二孔道214之间。该凹槽216可将该正极极耳110与负极极耳120穿出该绝缘连接板210的部分容纳其中。在一实施例中，该凹槽216为矩形凹槽。
优选地，该电池组1的所有电池单体10位于相同列的正极极耳和负极极耳均穿过同一绝缘连接板210。
在一实施例中，该正极极耳110与该负极极耳120在分别穿过不同的孔道并弯折压入该凹槽216后才相互叠合，即该正极极耳110与该负极极耳120分别穿过第一孔道212与第二孔道214，从而实现电绝缘。该绝缘连接板210的第一孔道212与第二孔道214的数量可分别与该正极极耳110及该负极极耳120的数量相等，该第一孔道212及第二孔道214的位置可分别与该正极极耳110及该负极极耳120的位置相对应。该凹槽216的数量可以与该正极极耳110或该负极极耳120的数量相等。
该导电连接柱220插入该凹槽216中，并可穿过该正极极耳110与负极极耳120的叠合部分使该正极极耳110与负极极耳120固定连接。请参阅图6，该正极极耳110与该负极极耳120的叠合部分可具有相互连通的第一通孔104，该导电连接柱220可穿过该叠合部分的第一通孔104，从而将该正极极耳110与该负极极耳120固定连接。该电池单体10的正极极耳110和负极极耳120可以具有较宽的宽度，以适应于大电流充放电。因此可以使用两个或多个导电连接柱220对该正极极耳110或该负极极耳120进行固定。具体地，该正极极耳110与该负极极耳120的叠合部分可以具有多个相互连通的第一通孔104，该多个第一通孔104相互间隔，多个该导电连接柱220可以分别穿过多个该第一通孔104，从而将该正极极耳110与该负极极耳120固定连接。
该极耳连接装置20可进一步包括多个垫片230。每个凹槽216中均设置有至少两个垫片230，该至少两个垫片230在该凹槽216中相互叠加设置，该正极极耳110及该负极极耳120的叠合部分设置于该至少两个垫片230之间，该至少两个垫片230可将该正极极耳110与该负极极耳120的叠合部分压实，使该正极极耳110与该负极极耳120的叠合部分具有足够的接触面，降低该正极极耳110与该负极极耳120的接触电阻，实现该正极极耳110与该负极极耳120之间稳定的电连接。该导电连接柱220可将该正极极耳110及该负极极耳120的叠合部分与该至少两个垫片230固定连接。具体地，该导电连接柱220可穿过至少一个垫片230与该正极极耳110和该负极极耳120的叠合部分后与另一个垫片230连接。在一实施例中，每个凹槽216中均设置有两个垫片230，该两个垫片230叠加设置于该凹槽216的底部，该正极极耳110与该负极极耳120的叠合部分设置在该两个垫片230之间。远离该凹槽124底部的垫片230上设置有第二通孔232，该导电连接柱220可穿过该该第二通孔232与第一通孔104，并与靠近该凹槽216底部的垫片230连接。靠近该凹槽216底部的垫片230上设置有安装孔，该导电连接柱220可通过该安装孔与靠近该凹槽216底部的垫片230连接。该垫片230可以由导电材料，如金属制造，并与该正极极耳110、该负极极耳120及该导电连接柱220均形成电接触，从而利于导电。
该导电连接柱220还可以将该两个需要连接的极耳进一步与外电路相连。虽然在实际使用中，只需要将电池组1首尾两个电池单体10与外电路相连，但可将每个电池单体10与外部的监测电路相连，从而对每个电池单体10的充放电情况进行监测，例如可以进行电压的测量。请参阅图7，该导电连接柱220可进一步与一导线30进行电连接，并通过该导线30与外电路相连。在一实施例中，该导电连接柱220端部可具有一柱头222，该导线30的端部可设置有U型引线端子32，该U型引线端子32可以夹持于该柱头222与该垫片230之间，从而使该导电连接柱220与该导线30连接。
请参阅图8，该极耳连接装置20可进一步包括一绝缘盖板240，该绝缘盖板240可以设置在该绝缘连接板210背离该电池单体10的一侧，该绝缘盖板240可对该电池单体10的正极极耳110与负极极耳120提供保护。
该绝缘盖板240可包括与该导电连接柱220的位置和数目相对应的第三通孔246。该导线30穿过该第三通孔246与该导电连接柱220连接。
该绝缘盖板240可进一步包括一滑槽结构242，该滑槽结构242可设置于该绝缘盖板242平行于该电池组1叠加方向的侧边上。该绝缘连接板210可进一步包括一导轨结构218，该导轨结构218可设置于绝缘连接板210平行于该电池组1叠加方向的侧边上。该滑槽结构242可在该导轨结构218的引导下沿该电池组1的叠加方向滑动，该导轨结构218可进一步承受和固定该滑槽结构242，使该绝缘盖板240和该绝缘连接板210连接在一起，从而实现对该电池单体10的极耳的保护。利用滑槽结构242和导轨结构218相配合的方法使该绝缘盖板240和该绝缘连接板210连接，不仅简单方便，也容易操作。具体地，该导轨结构218可容置于该滑槽结构254中，可将该绝缘盖板240的滑槽结构242从该绝缘连接板210的一端对准该导轨结构218插入，从而使该绝缘盖板240与该绝缘连接板210连接。在一实施例中，该绝缘盖板240的滑槽结构为一U形容置部，该U形容置部可由该绝缘盖板240平行于该电池组叠加方向的侧边进行弯折并延伸形成，该绝缘连接板210的导轨结构218可为一凸缘，该凸缘可由该绝缘连接板210平行于该电池组叠加方向的侧边的一部分向外延伸形成，该凸缘可容置于该U形容置部中，从而使该绝缘盖板240和该绝缘连接板210连接。
该绝缘盖板240可进一步包括一凸台244，该凸台244设置于该绝缘盖板240面向绝缘连接板210的一侧，并设置于该绝缘盖板240的中部，该凸台244可以保证该绝缘连接板210与该绝缘盖板240产生压紧作用，避免该绝缘连接板210与该绝缘盖板240连接后产生滑动。
该绝缘盖板240可进一步包括一缺口248，该缺口248可使该绝缘盖板240与该极耳连接板210连接后，该电池组最外侧电池单体的极耳可从该缺口暴露出来，该电池组最外侧电池单体的极耳可进一步与外电路相连。
该绝缘连接板210和该绝缘盖板240可均为轻质材料，从而可以进一步减轻整个电池组的总重量，提高该电池组的能量密度。
本发明电池组的极耳连接装置通过在一个绝缘连接板上开设多个孔道和凹槽从而将多个电池单体通过相同的绝缘连接板连接在一起，该连接方法不仅能简单方便的将需要连接的正负极耳连接在一起，而且还可以保证不需要连接的极耳之间的绝缘安全；另外，该连接装置的结构比较简单，从而能大大降低该电池组的重量，提高该电池组的能量密度。
通过导电连接柱进行固定的方法，可使电池单体的极耳紧密、牢固的连接在一起。通过使用垫片将两片极耳的重叠部分压实，能使两片极耳之间有较大的接触面积，降低了极耳之间的接触电阻。
通过绝缘盖板和绝缘连接板相互配合，可对电池单体的极耳起到保护的作用；通过在绝缘盖板和绝缘连接板上设置滑槽结构和导轨结构，能将绝缘盖板和绝缘连接板简洁快速的连接在一起；通过在绝缘盖板上开设通孔，可使每个电池单体通过该导电连接柱与该通孔进一步与外部的监测电路相连，从而对每个电池单体的充放电情况进行监测。
本发明的极耳连接装置可实现极耳可靠及封闭的连接，在保证电池单体极耳之间的绝缘安全的同时，可以紧密、牢固、简单的将极耳连接在一起。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组，包括多个相互叠加的电池单体，该多个电池单体相互串联，该电池组进一步包括极耳连接装置，其特征在于，该极耳连接装置包括一绝缘连接板及多个导电连接柱，该绝缘连接板包括多个凹槽，该多个凹槽设置于该绝缘连接板背向该多个电池单体的一侧，在该多个相互叠加的电池单体中相邻的两个电池单体需要连接的正负极耳分别穿过该绝缘连接板后弯折置入同一凹槽中，并在该凹槽中相互叠合，该导电连接柱插入该凹槽中，将该正负极耳叠合的部分固定连接。
2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，每一对该需要连接的正极极耳与负极极耳分别与一个该凹槽对应，该正极极耳与负极极耳穿出该绝缘连接板的部分可弯折置入该对应的凹槽中，并在该对应的凹槽中相互叠合。
3.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该绝缘连接板包括多个第一孔道及多个第二孔道，该正极极耳与该负极极耳分别通过该第一孔道及第二孔道穿过该绝缘连接板。
4.如权利要求3所述的电池组，其特征在于，该凹槽设置在该第一孔道与第二孔道之间。
5.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该正极极耳与该负极极耳的叠合部分具有相互连通的第一通孔，该导电连接柱穿过该叠合部分的第一通孔，从而将该正极极耳与该负极极耳固定连接。
6.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该极耳连接装置进一步包括多个垫片，每个该凹槽中均设置有至少两个该垫片，该至少两个垫片在该凹槽中相互叠加设置，该正极极耳及该负极极耳的叠合部分设置于该至少两个垫片之间。
7.如权利要求6所述的电池组，其特征在于，该导电连接柱穿过至少一个该垫片与该正极极耳和该负极极耳的叠合部分后与另一个该垫片连接。
8.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，该极耳连接装置进一步包括一绝缘盖板，该绝缘盖板设置在该绝缘连接板背离该电池单体的一侧，该绝缘盖板对该正极极耳与该负极极耳提供保护。
9.如权利要求8所述的电池组，其特征在于，该绝缘盖板包括与该导电连接柱的位置和数目相对应的第三通孔，一导线可穿过该第三通孔与该导电连接柱连接。
10.如权利要求8所述的电池组，其特征在于，该绝缘盖板进一步包括一滑槽结构，该滑槽结构设置于该绝缘盖板平行于该电池组叠加方向的侧边上，该绝缘连接板进一步包括一导轨结构，该导轨结构设置于绝缘连接板平行于该电池组叠加方向的侧边上，该滑槽结构可在该导轨结构的引导下沿该电池组的叠加方向滑动，该导轨结构可进一步承受和固定该滑槽结构，使该绝缘盖板和该绝缘连接板连接在一起。
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