CN105762308A - 一种电芯极片组固定架及具有该电芯极片组固定架的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电芯极片组固定架，其特征在于，电芯极片组固定架包括底板和上盖，底板下表面和上盖上表面设置有弹性片和加强筋，上盖还设置有抓取插孔和通孔，底板下表面还设置有底板凹孔，底板和上盖的连接方式为搭扣连接或外部夹紧装置连接，底板和上盖的材质为铝、镍、聚丙烯、聚乙烯等材料。本发明还公开了一种具有该电芯极片组固定架的电池。本发明可以防止电芯极片组在生产组装过程中电芯极片错位和间距增大，防止电池壳体膨胀变形，保证电池具有优异的电化学性能。另外，本发明还可以保证不同品种的电池具备高效的组装工艺和生产一致性，提高了电池的组装精度和生产效率，降低了制造成本。

Description

一种电芯极片组固定架及具有该电芯极片组固定架的电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯极片组固定架及具有该电芯极片组固定架的电池。
背景技术
对于采用叠片工艺制造的大容量矩形锂离子动力电池极片组，其极片数量较多，以一片正极、一片负极、两层隔膜作为一层计算，100层以上才能容量达标。因电芯极片组层数较多，在进行电芯极片组从叠片机上取下、电芯极片组进入电池壳体、电芯极耳与接线端子铆接、焊接或螺栓连接等一系列电池制造的组装操作过程中，电芯极片组的移动和装配动作极易导致电芯极片之间发生错位情况。即使是在全自动叠片机上叠片，也面临着每组电芯极片在允许误差范围内对齐的问题。另外，电池在充放电过程中，其内部电芯极片组的厚度会因晶格膨胀而增加数毫米以上，导致电池壳体受挤压变形。这将严重影响电池的生产一致性，降低成组动力电池的使用性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电芯极片组固定架及具有该电芯极片组固定架的电池。所述电芯极片组固定架可以保证被紧固的电芯极片在生产组装的过程中不会发生错位。具有所述电芯极片组固定架的电池既能保持内部电芯极片组处于压紧状态，防止电芯极片间距增大，减小电池内阻，又能防止电池壳体变形膨胀，获得优异的电池性能。另外，本发明也提高了电池组装精度和生产效率，保证了电池的生产一致性，进而获得品质优异、高性价比的成组动力电池。还可以保证不同品种的动力电池具备高效的组装工艺和优异的电化学性能。
本发明技术方案如下：
一种电芯极片组固定架，所述电芯极片组固定架包括底板和上盖，其特征在于，所述底板下表面和所述上盖上表面设置有弹性片；所述底板下表面和所述上盖的上表面还设置有加强筋，如图1、图2、图3、图6和图7所示。所述电芯极片组固定架保证所述电芯极片组被适当的外力夹紧，并使所述电芯极片组固定架进行电池入壳操作和极耳连接操作时，被紧固的所述电芯极片组不会发生错位。
所述上盖上表面和地板下表面设置的若干所述弹性片，处在所述固定架外表面与所述电池壳内表面之间，靠弹性胀紧，以保证所述电芯极片组固定架在所述电池壳体内的相对固定。所述弹性片在保持所述电芯极片组固定架胀紧的前提下还具有一定的压缩余量，这样在电池充放电过程中，可以消除由于电芯内部电极材料晶格伸缩导致的所述电芯极片组膨胀，从而既能保持所述电芯极片组处于压紧状态，防止极片间距离增大，减小电池内阻，又能防止电池壳体膨胀变形，从而获得满意的电池性能。
优选的，所述底板的下表面还设置有底板凹孔，如图13所示。所述底板凹孔可以与组装操作机械台上的突起进行配合，用于定位所述底板位置。
优选的，所述上盖还设置有抓取插孔，如图1、图2、图3、图4和图7所示。所述抓取插孔用于供组装操作机械手抓持，机械手上的插板从料仓中直接插入所述上盖的所述抓取插孔中，在将所述上盖与所述底板进行连接时可以精准定位，具有极高的连接精度与效率。优选的，所述抓取插孔可以为燕尾槽结构。
所述底板和所述上盖的连接方式可以是搭扣连接(见图1、图2、图6和图7)，也可以是外部夹紧装置连接(见图8、图9、图10、图11和图12)。
当所述底板和所述上盖通过搭扣连接时，所述底板四周边缘处设置有搭扣锁孔，可以与所述上盖上的搭扣挂钩紧密咬合，所述搭扣挂钩进入所述搭扣锁孔后自动锁紧，保证所述电芯极片组被适当的外力夹紧，这时可以从任何方向上拿起所述电芯极片组固定架进行电池入壳和极耳连接操作，被紧固的极片不会发生错位。如果在特殊情况下电芯极片组短路，可以用特定工具解除所述上盖与所述底板间的连接，保证所述电芯极片组和所述电芯极片组固定架都可以重新使用。
优选的，所述上盖设置有通孔。所述通孔的形状可以为圆形、方形、多边形或者其他形状，如图1、图7、图8和图12所示。根据所述电芯极片组的受力以及电解液浸润时间的要求，可以在所述上盖上设计不同形状和不同数量的通孔。
所述上盖的极耳引出口既可以设置在同侧，也可以设置在异侧，如图1、图7、图8和图12所示。电池可以在一侧同时引出正极和负极极耳，也可以从对应的两侧分别引出正极和负极极耳。
所述底板和所述上盖的材质可以为金属材料，所述金属材料为铝、铝合金、不锈钢、镍。所述底板和所述上盖的材质也可以为非金属材料，所述非金属材料为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、玻璃纤维增强聚丙烯、粉料增强聚丙烯。根据电池的容量、重量与尺寸要求，可以选择不同强度的金属材料或非金属材料来制备所述电芯极片组固定架。
一种具有电芯极片组固定架的电池，包括电芯极片组、电池外壳，其特征在于，所述电池还包括前述电芯极片组固定架。
优选的，所述电芯极片组的厚度≥20mm。
本发明技术方案，不仅可以保持电池内部电芯极片组处于压紧状态，防止电芯极片组在生产组装的过程中，电芯极片的错位和间距增大，减小了电池内阻，而且可以消除由于电池内部电极材料晶格伸缩导致的电芯极片组膨胀，防止电池壳体膨胀变形，因此可以保证电池具有优异的电化学性能。另外，本发明也可以保证不同品种的电池具备高效的组装工艺和生产一致性，提高了电池的组装精度和生产效率，降低了制造成本。
附图说明
图1是实施例1的电芯极片组固定架结构示意图；
图2是实施例1的电芯极片组固定架底板与上盖装配的轴视图；
图3是实施例1的电芯极片组固定架与电芯极片组装配的轴视图；
图4是实施例1的电芯极片组固定架底板与上盖配合的俯视图；
图5是图4中A--A剖面图；
图6是实施例1的底板下表面的结构示意图；
图7是实施例1的上盖的结构示意图；
图8是实施例2的电芯极片组固定架与电芯极片组装配的轴视图；
图9是实施例2的底板下表面的结构示意图；
图10是实施例2的底板上表面的结构示意图；
图11是实施例2的外部夹紧装置的结构示意图；
图12是实施例2的上盖的轴视图；
图13是实施例2的上盖的俯视图；
图14是实施例3的电池的装配图；
其中，附图标记说明如下：
10电芯极片组固定架
11上盖12底板13电芯极片组
14弹性片15加强筋16外部夹紧装置
111抓取插孔112搭扣挂钩113通孔
114上盖夹紧台阶115极耳引出口121搭扣锁孔
122底板凹孔123底板夹紧台阶20电池外壳
具体实施方式
实施例1
图1～图7给出了一个电芯极片组固定架的实施例。
如图1～图7所示，本例电芯极片组固定架10包括上盖11和底板12，上盖11的上表面和底板12的下表面上设置有弹性片14和加强筋15。上盖11设置有抓取插孔111和通孔113。
本例中，所述抓取插孔111为燕尾槽结构，如图2、图3和图7所示。
本例中，上盖11的极耳引出口115设置在同侧，如图3所示。
本例中，上盖11与底板12的连接方式为搭扣连接，上盖11上设置有与底板12的搭扣锁孔121相配合的搭扣挂钩112。底板12四周边缘处设置有搭扣锁孔121，可以与上盖11上的搭扣挂钩112紧密咬合，搭扣挂钩112进入底板12的搭扣锁孔121后自动锁紧，保证电芯极片组13被适当的外力夹紧，这时可以从任何方向上拿起电芯极片组固定架10进行电池入壳操作和极耳连接操作，被紧固的极片不会发生错位。如图2、图3、图5、图6和图7所示。
本例中，上盖11的通孔113为矩形，如图7所示。
本例中，底板12的下表面设置的加强筋15的形状为星形，如图6所示。
本例中，上盖11和底板12的制备材质均为铝合金材料。
本发明技术方案，不仅可以保持电池内部电芯极片组处于压紧状态，防止电芯极片组在生产组装的过程中，电芯极片的错位和间距增大，减小了电池内阻，而且可以消除由于电池内部电极材料晶格伸缩导致的电芯极片组膨胀，防止电池壳体变形膨胀，因此可以保证电池具有优异的电化学性能。另外，本发明也可以保证不同品种的电池具备高效的组装工艺和生产一致性，提高了电池的组装精度和生产效率，降低了制造成本。
实施例2
图8～图13给出了另一个电芯极片组固定架的实施例。
本例与实施例1的区别在于：
本例中，上盖11的极耳引出口115设置在异侧，如图8和图11所示。
本例中，上盖11和底板12的连接方式为外部夹紧装置连接，上盖11设置有便于外部夹紧装置16夹紧连接的上盖夹紧台阶114，底板12设置有便于外部夹紧装置16夹紧连接的底板夹紧台阶123，如图10、图11和图12所示。
本例中，上盖11的通孔113为圆形，如图8和图12所示。
本例中，底板12下表面设置有底板凹孔122，如图9、图13所示。
本例中，底板12的加强筋15的形状为井字形，如图9所示。
本例中，上盖11和底板12的制备材质均为玻璃纤维增强聚丙烯材料。
本发明技术方案，不仅可以保持电池内部电芯极片组处于压紧状态，防止电芯极片组在生产组装的过程中，电芯极片的错位和间距增大，减小了电池内阻，而且可以消除由于电池内部电极材料晶格伸缩导致的电芯极片组膨胀，防止电池壳体膨胀变形，因此可以保证电池具有优异的电化学性能。另外，本发明也可以保证不同品种的电池具备高效的组装工艺和生产一致性，提高了电池的组装精度和生产效率，降低了制造成本。
实施例3
图14给出了一个具有所述电芯极片组固定架的电池的实施例。
本例电池包括电芯极片组13、电池外壳20，本例电池还具有实施例1中所述电芯极片组固定架。
本例中，电芯极片组13的厚度为80mm。
本发明技术方案，不仅可以保持电池内部电芯极片组处于压紧状态，防止电芯极片组在生产组装的过程中，电芯极片的错位和间距增大，减小了电池内阻，而且可以消除由于电池内部电极材料晶格伸缩导致的电芯极片组膨胀，防止电池壳体膨胀变形，因此可以保证电池具有优异的电化学性能。另外，本发明也可以保证不同品种的电池具备高效的组装工艺和生产一致性，提高了电池的组装精度和生产效率，降低了制造成本。

Claims (10)

1.一种电芯极片组固定架，其特征在于，所述电芯极片组固定架包括底板和上盖；所述上盖上表面设置有弹性片；所述底板下表面设置有弹性片；所述上盖上表面还设置有加强筋；所述底板下表面还设置有加强筋。
2.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述上盖还设置有抓取插孔。
3.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述底板的下表面还设置有底板凹孔。
4.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述底板和所述上盖的连接方式为搭扣连接。
5.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述底板和所述上盖的连接方式为外部夹紧装置连接。
6.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述上盖设置有通孔。
7.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述上盖的极耳引出口设置在同侧。
8.根据权利要求1所述的电芯极片组固定架，其特征在于，所述上盖的极耳引出口设置在异侧。
9.一种具有电芯极片组固定架的电池，包括电芯极片组和电池外壳，其特征在于，所述电池包括具有权利要求1～6的任一项或其组合所述的电芯极片组固定架。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电芯极片组的厚度≥20mm。
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