CN104347825B - 电池单元框架结构体 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电池单元框架结构体。根据本发明一实施例的电池单元框架结构体包括：袋式电池单元，其一侧形成有一对电极引线；框架，分别配置在袋式电池单元的两面而相互结合，并容置袋式电池单元；而框架包括：第一单位框架，配置在袋式电池单元的一面；第二单位框架，具有与第一单位框架以袋式电池单元为基准按180°旋转对称的形状，并与第一单位框架相结合。

Description

电池单元框架结构体

技术领域

本发明涉及将多个在内部容置有电池单元的电池单元框架相结合而成的电池单元框架结构体。

背景技术

随着对各种电子设备的活跃使用，可充电及放电的二次电池作为驱动电源的重要性日益提高。尤其锂二次电池，与其他二次电池相比，其单位重量的能量密度相对高且可以急速充电，因此被最为广泛使用。

通常，二次电池由将多个电池单元以串联或并联方式连接的电池模块组件（CMA,Cell Module Assembly）所制造。

图1是概略示出现有技术之电池模块组件10的图。

参照图1，电池模块组件10包括：串联或并联连接的电池单元11；用于容置电池单元11的下部壳体12及上部壳体13（图1中，电池单元11是串联连接）。

电池单元11是层叠多个将起到阳极作用的单位电池（unit cell）和起到阴极作用的单位电池作为一对的单位模块而形成。下部壳体12形成为向上开放的结构，从而包住电池单元11的两侧面一部分及下面。上部壳体13形成为向下开放的结构，从而包住插入在下部壳体12的电池单元11的两侧面一部分及上面。

图2是概略示出图1所示电池单元11的图。

如图2所示，电池单元11是由多个单位模块11a至11d层叠（串联连接）而形成。所述单位模块11a至11d分别具有一对单位电池（+，-），在本说明书中，为了便于说明，假设右侧的单位电池为阳极单位电池（+），左侧的单位电池为阴极单位电池（-）。

一个单位模块11b的阳极单位电池（+）应当与相邻单位模块11c的阴极单位电池（-）相电连接。该种电连接是将阳极/阴极单位电池相互焊接而实现。因此如图2所示，在单位模块11b、11c的端部形成有用于连接两者的引线形状的焊接部L。并且，位于最外侧的单位模块11a、11d的单位电池（+，-）分别形成有端子部11e，以使外部设备（未图示）与电池单元11相电连接。端子部11e与汇流排（bus bar，未图示）相焊接并突出到外部。

在如上所述之现有技术的电池模块组件10中，电池单元11具有由多个单位电池相互焊接而结合的形状。因此，其制造本身并不简单，而且为了接合强度管理等维护而需要进行管理的部分相当之多。这也是对更加简单结构之电池单元组装结构的要求日益增大的原因。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种可更加简便地组装电池单元，且基于重量减轻和直接的放热效果而可以冷却电池单元的电池单元框架结构体。

解决问题的手段

根据本发明的一侧面，可以提供如下的电池单元框架结构体，包括：袋式电池单元，其一侧形成有一对电极引线；框架，分别配置在所述袋式电池单元的两面而相互结合，并容置所述袋式电池单元；而所述框架包括：第一单位框架，配置在所述袋式电池单元的一面；第二单位框架，具有所述第一单位框架以所述袋式电池单元为基准按180°旋转对称的形状，并与所述第一单位框架相结合。

此时，所述袋式电池单元在袋式壳体的内部内置有由阳极、阴极以及配置在该阳极与阴极之间的分离膜所构成的电极组装体，所述阳极和阴极连接在一对电极引线上而露在一侧。

并且，所述框架在其一面一侧部沿所述框架的长度方向形成有第一结合凸起和第二结合凸起，所述第一结合凸起具有以所述框架的中央为基准在上部相隔所定间隔而形成的一对结合凸起，所述第二结合凸起具有以所述框架的中央为基准在下部所形成的结合凸起。

此时，所述第一结合凸起的结合凸起与所述第二结合凸起的结合凸起具有相同的形状，并可形成为向前方突出所定尺寸，而所述第二结合凸起可以形成在与构成所述第一结合凸起的一对结合凸起之间的间隔相对应的位置。

另外，所述框架在其一面的另一侧部沿所述框架的长度方向可以形成有结合槽。

而且，在所述框架可以形成有一个以上的开口部。

并且，在所述框架的一面一侧部上端可以形成有台阶，在所述台阶可以形成有结合孔。

而且，在所述框架的一面一侧部下端可以形成有凸起部，所述凸起部可以在向所述框架的前方突出一定尺寸而形成的支撑部上沿垂直方向形成。

并且，所述框架包括第一框架以及与所述第一框架相结合的第二框架，所述第一框架的所述凸起部夹紧结合到所述第二框架的所述结合孔，而所述第二框架的所述凸起部夹紧结合到所述第一框架的所述结合孔，分别形成在所述第一、二框架上的所述第一、二结合凸起能以相互180°旋转对称的形式而夹紧结合。

此时，容置在所述第一框架的袋式电池单元与容置在所述第二框架的袋式电池单元可以呈180°旋转对称的形状。

而且，所述电极引线包括阳极和阴极，所述第一、二框架的阳极向右侧成形而可以压合在所述框架的一面，而阴极向左侧成形而可以压合在所述框架的另一面。

并且，连续结合多个所述第一、二框架而形成一个结构体，并且可以还包括固定部件，配置为把持所述结构体，并夹紧连接在形成于所述结构体的两面侧部的所述结合槽，而所述固定部件是具有“匚”形状的固定夹子，配置为从后方把持所述结构体，可以夹紧连接在形成于结构体的两面侧部上的结合槽。

发明的效果

本发明的实施例将两个相同形状的单一框架旋转对称而相结合，并在内部容置电池单元，从而能够以最少的部件成形也可以层叠组装多个电池单元。

并且，通过结合多个由两个单一框架所形成的框架，在无需根据4单元（cell）、8单元、12单元等所需要的电压来额外再设计模块的情况下，可以组装电池单元的扩张结构体。

而且，在结合多个框架时，由于电极受压合，因此降低了接触电阻而实现电流平衡，不仅发热量下降，而且减少了基于电池单元之间接触电阻的阻抗，能够提高充电/放电输出性能。

附图说明

图1是概略示出现有技术的电池模块组件的图。

图2是概略示出图1所示电池单元的图。

图3是概略示出本发明一实施例之电池单元框架结构体的分解立体图。

图4是从正面图示图3所示第一单位框架的前面左侧部的图。

图5是概略示出结合两个框架的情形的图。

图6是示出图5所示两个框架已结合情形的图。

图7是图6所示VII的放大图。

图8是示出在框架成形电极引线的一实施例的图。

图9是示出多个框架所结合情形的图。

*附图标记说明*

10：袋式电池单元 11：电极引线

11a：阳极 11b：阴极

100：框架 110：第一单位框架

120：第二单位框架 111、121：开口部

112、122：第一结合凸起 113、123：第二结合凸起

114、124：结合槽 115125：台阶

115a、125a：结合孔 116、126：凸起部

116a、126a：支撑部

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图3是概略示出本发明一实施例之电池单元框架结构体的分解立体图。

参照图3，电池单元框架结构体包括袋式电池单元10以及用于容置袋式电池单元10的框架100。

袋式电池单元10在袋式壳体的内部内置有由阳极、阴极以及该两者之间配置的分离膜所构成的电极组装体（未图示）。并且，所述阳极和阴极的各个端（tap）连接在一对电极引线11而露在袋式电池单元10的一侧。袋式电池单元10的详细结构与公知的内容相同或类似，因此省略其详细说明。电极引线11可以区分为阳极11a和阴极11b。

框架100包括第一单位框架110和第二单位框架120。第一单位框架110配置在袋式电池单元10的一面。第二单位框架120配置在袋式电池单元10的另一面。图3示出了第一单位框架110配置在袋式电池单元10的前面，而第二单位框架120配置在袋式电池单元10的背面的情形。

第一、二单位框架110、120通过相互结合而在内部容置袋式电池单元10。第一、二单位框架110、120之间的相互结合可以通过螺栓连接或粘贴等方法来实现。第一、二单位框架110、120构成一个框架100。并且可以结合多个该种框架100。框架100之间的结合将参照其他附图进行后述。

第一、二单位框架110、120具有相同的形状。只是在第一、二单位框架110、120相结合时，第二单位框架120以袋式电池单元10为基准由第一单位框架110按180°旋转对称的形式与第一单位框架110相结合。即，第一、二单位框架110、120相互以袋式电池单元10为基准，按180°旋转对称的形式相结合。因此，通过相互180°旋转对称两个相同形状的框架部件，从而可以形成在内部容置一个袋式电池单元10的框架100。据此，可由最少单位的部件能组装电池单元结构体。

第一、二单位框架110、120具有相同的形状，因此下面以第一单位框架110为基准说明其形状。如果对第一单位框架110进行180°旋转对称，则成为第二单位框架120的形状。为了便于说明，第一单位框架110的各构成其附图标记从11开始标注，而第二单位框架120的相同构成则由附图标记12开始进行标注。

第一单位框架110是面板（plate）形状，在其整个面上形成有一个以上的开口部111。即，第一单位框架110具有与窗框类似的形状。图3示出了在第一单位框架110形成有两个开口部111的情形，但是除图3所示的情形以外，还能以各种形式形成开口部111。

由于存在开口部111，因此可以减轻第一单位框架110的重量。并且，所容置的袋式电池单元10可以通过开口部111直接散热而有效。

在第一单位框架110的一面一侧部形成有第一结合凸起112和第二结合凸起113。图3中，在第一单位框架110的前面左侧部形成有第一结合凸起112和第二结合凸起113。

在第一单位框架110的一面另一侧部形成有结合槽114。图3中，在第一单位框架110的前面右侧部形成有结合槽114。结合槽114可以沿第一单位框架110的高度方向以较长形状形成，且具有一定大小的深度（参照放大图）。

图4从正面示出了图3所示第一单位框架110的前面左侧部（图3中用IV标注）。

参照图4，在第一单位框架110的中央划有用c表示的假想线。第一结合凸起112形成在假想线c的上部，而第二结合凸起113形成在假想线c的下部。

第一结合凸起112和第二结合凸起113具有相同形状的结合凸起a。所述结合凸起a沿第一框架110的高度方向以较长的形状形成，并向第一单位框架110的前方凸出一定尺寸。

第一结合凸起112是一对该种形状的结合凸起a相隔一定间隔d而配置的形态。即，第一结合凸起112具有两个结合凸起a。

第二结合凸起113是配置了一个具有相同形状的结合凸起a的形态。此时，第二结合凸起113的结合凸起a形成在与第一结合凸起112中一对结合凸起a所构成的间隔d相对应的位置上。如此形成的理由是，当结合相邻的框架100时，使得形成在一个框架100上的第二结合凸起113卡入到形成在另一框架100上的第一结合凸起112的所述间隔d里。对此，将参照其他附图进行后述。

在第一单位框架110的一面一侧部上端形成有台阶115，在台阶115上形成有具有所定深度的结合孔115a。图4中，在第一单位框架110的右侧部上端形成有台阶115和结合孔115a。

在第一单位框架110的一面一侧部下端形成有凸起部116。图4中，在第一单位框架110的右侧部下端形成有凸起部116。凸起部116在向第一单位框架110的前方突出一定尺寸而形成的支撑部116a上沿垂直方向形成。

凸起部116的大小（直径、高度）与结合孔115a的大小相对应。这是因为当结合相邻的框架100时，形成在一个框架100上的凸起部116会夹紧结合到形成在另一框架100上的结合孔115a。对此，将参照其他附图进行后述。

图5是概略示出结合两个框架A、B的情形的图。

参照图5，电池单元框架结构体是可以结合多个如上所述的框架100而构成。各框架100包括第一单位框架110和第二单位框架120，在其内部容置袋式电池单元10（参照图3）。以下，对两个该种框架100的结合进行说明。为了便于说明，在图5中，将一个框架100标记为A（第一框架，图5的右侧框架），将与A相结合的另一框架100标记为B（第二框架）。

为了结合A和B，需要对A的第二单位框架120和B的第一单位框架110进行接合（第一、二单位框架参照图3及图4）。因此，在图5中，仅示出了A的第二单位框架120和B的第一单位框架110。

具体来讲，存在于A的第二单位框架120上的凸起部126插入到存在于B的第一单位框架110上的结合孔115a（A、B的上部）。并且，存在于B的第一单位框架110上的凸起部116插入到存在于A的第二单位框架120上的结合孔125a（A、B的下部）。由此，A和B在一侧部实现铰链（hinge）连接。在上述结合中，存在于A的第二单位框架120上的支撑部126a容置到存在于B的第一单位框架110上的台阶115，存在于B的第一单位框架110上的支撑部116a容置到存在于B的第一单位框架110上的台阶125。

A的第二单位框架120具有与B的第一单位框架110构成180°旋转对称的形态。因此，在A的第二单位框架120，从上依次形成有第二结合凸起123、第一结合凸起122，而在B的第一单位框架110，从上依次形成有第一结合凸起112、第二结合凸起113。

第二结合凸起113、123形成在与形成于第一结合凸起112、122上的间隔相对应的位置。因此，形成在A的第二单位框架120上的第二结合凸起123夹紧结合到形成在B的第一单位框架110的第一结合凸起112上所存在的间隔中。同理，形成在B的第一单位框架110上的第二结合凸起113夹紧结合到形成在A的第一单位框架110的第一结合凸起122上所存在的间隔中。据此，基于第一、二结合凸起112、122、113、123的夹紧结合，A和B相坚固结合。

图6是示出图5所示两个框架A和B已结合情形的图，图7是图6所示VII的放大图。而且，图8是示出在框架B成形电极引线11的一实施例的图。

参照图6至图8，两个框架A和B相结合是指，容置在各框架内部的两个袋式电池单元10相串联连接。为了所述各电池单元之间的串联连接，在本发明的实施例中，采用了对形成在袋式电池单元10上的电极引线11（参照图3）进行成形而压合到框架的一面或另一面的方式。

为此，容置在A里的袋式电池单元10与容置在B里的袋式电池单元10可以是相互180°旋转对称的形态。

袋式电池单元10具有从阳极、阴极分别延伸而形成的电极引线11。为了便于说明，将阳极用11a表示，阴极用11b表示。如图7所示，在A中，阳极11a向A的前面成形，阴极11b向A的背面成形。此时，A的袋式电池单元10与B的袋式电池单元10为了相串联连接，需要A的阴极11b与B的阳极11a相连，而为此，B的袋式电池单元10需要以相比A的袋式电池单元10旋转对称的形式容置在B中。因为这样，如图7所示，B的阳极11a向B的前面成形，而阴极11b向B的背面成形，从而A、B的袋式电池单元10可以串联连接。

阳极11a和阴极11b的成形可按如图8所示而实现。图8示出了在图7的框架B成形阳极11a的情形。在容置于B中的袋式电池单元10上形成的电极引线是经由第一、二单位框架110、120之间的缝隙露到外部。此时，阳极11a向B的前面成形。在B的前面形成有第二结合凸起113，而阳极11a成形后成为压合第二结合凸起113的形态（参照图8b）。在图8未示出的其他电极也以相同的方式向框架的前面或背面成形，从而成为压合第一结合凸起112、122或第二结合凸起113、123的形态。

此时如已前述，若两个框架A和B按如图5所示相结合，则分别形成在所述框架A和B上的第一、二结合凸起112、122、113、123以相互180°旋转对称的形式而夹紧结合。从而，以压合第一结合凸起112、122或第二结合凸起113、123的形式所构成的电极会受相互对称的第一结合凸起112、122或第二结合凸起113、123的压迫。即，结合多个框架时，如上所述，由于电极受压合，因此降低了接触电阻而实现电流平衡，不仅发热量下降，而且减少了基于电池单元之间接触电阻的阻抗，能够提高充电/放电输出性能。

图9是示出多个框架（A至H）所结合之情形的图。

参照图9，电池单元框架结构体可以是结合多个如上所述的框架100而构成。各框架100包括第一单位框架110和第二单位框架120，在内部容置袋式电池单元10（参照图3）。图9示出了相互连接七个（A至H）图3所示之框架100而形成的电池单元框架结构体。

各框架100均具有相同的形状。即，本发明无需根据4单元、8单元、12单元等所需要的电压来额外再设计模块，而是如图9所示，可以组装电池单元的扩张结构体。各框架100之间的结合方式与对图5的说明相同，因此省略重复说明。

另外，电池单元框架结构体还可以包括配置为从后方把持所述结构体的固定部件200。固定部件200可以是具有“匚”形状的固定夹子，配置为从后方把持所述结构体，可以夹紧连接到形成在结构体的两面侧部的结合槽114、124。如图3所示，结合槽114可以形成在第一单位框架110的前面右侧部（第二单位框架为背面左侧部）。

如上所述，本发明的实施例将两个相同形状的单一框架旋转对称而相结合，在内部容置电池单元之后，可结合多个该种框架，从而能够简便地组装电池单元的扩张结构体。并且，在结合单个框架时，由于压迫电极而降低了接触电阻，因此能显现出实现电流平衡、减少发热量、降低阻抗、提高输出性能等效果。

以上，对本发明的实施例进行了说明，但只要是本领域的普通技术人员可以在不脱离权利要求书中记载的本发明思想的范围内，可通过构成要素的添加、变更、删除或追加等，能对本发明进行各种修改或变更，而这些也应当包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种电池单元框架结构体，包括：

袋式电池单元，其一侧形成有一对电极引线；

框架，分别配置在所述袋式电池单元的两面而相互结合，并容置所述袋式电池单元；

所述框架结构体还包括由上述框架构成的第一框架以及与所述第一框架相结合的由上述框架构成的第二框架，

所述框架包括：第一单位框架，配置在所述袋式电池单元的一面；第二单位框架，具有与所述第一单位框架以所述袋式电池单元为基准按180°旋转对称的形状，并与所述第一单位框架相结合，

所述框架在其一面一侧部沿所述框架的长度方向形成有第一结合凸起和第二结合凸起，

所述第一结合凸起具有以所述框架的中央为基准在上部相隔预定间隔而形成的一对结合凸起，

所述第二结合凸起具有以所述框架的中央为基准在下部所形成的结合凸起，

在所述框架的一面一侧部上端形成有台阶，在所述台阶形成有结合孔，

在所述框架的一面一侧部下端形成有凸起部，所述凸起部在向所述框架的前方突出一定尺寸而形成的支撑部上沿垂直方向形成，

所述第一框架的所述凸起部夹紧结合到所述第二框架的所述结合孔，而所述第二框架的所述凸起部夹紧结合到所述第一框架的所述结合孔，分别形成在所述第一框架、第二框架上的所述第一结合凸起、第二结合凸起以相互180°旋转对称的形式而夹紧结合。

2.如权利要求1所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述袋式电池单元在袋式壳体的内部内置有由阳极、阴极以及配置在该阳极与阴极之间的分离膜所构成的电极组装体，所述阳极和阴极连接在一对电极引线上而露在一侧。

3.如权利要求1所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述第一单位框架与所述第二单位框架通过螺栓连接或粘贴方式相结合。

4.如权利要求1所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述第一结合凸起的各个结合凸起与所述第二结合凸起的结合凸起具有相同的形状，并形成为向前方突出预定尺寸。

5.如权利要求1所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述第二结合凸起形成在与构成所述第一结合凸起的一对结合凸起之间的间隔相对应的位置。

6.如权利要求1所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述框架在其一面的另一侧部沿所述框架的长度方向形成有结合槽。

7.如权利要求6所述的电池单元框架结构体，其特征在于

在所述框架形成有一个以上的开口部。

8.如权利要求7所述的电池单元框架结构体，其特征在于

容置在所述第一框架的袋式电池单元与容置在所述第二框架的袋式电池单元呈180°旋转对称的形状。

9.如权利要求8所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述电极引线包括阳极和阴极，

容置在所述第一框架、第二框架的所述电极引线的阳极向右侧成形而压合在相应的所述第一框架、第二框架的一面，而容置在所述第一框架、第二框架的所述电极引线的阴极向左侧成形而压合在相应的所述第一框架、第二框架的另一面。

10.如权利要求9所述的电池单元框架结构体，其特征在于

连续结合多个所述第一、二框架而形成一个结构体，

并且还包括固定部件，配置为把持所述结构体，并夹紧连接在形成于所述结构体的两面侧部的所述结合槽。

11.如权利要求10所述的电池单元框架结构体，其特征在于

所述固定部件是具有“匚”形状的固定夹子，配置为从后方把持所述结构体，夹紧连接在形成于结构体的两面侧部上的结合槽。