CN107195842A - 电池极耳及电池模组 - Google Patents

Abstract

一种电池极耳及模组，极耳包括：本体、及设置在本体上并由本体延伸形成的极耳单元，极耳单元包括：由本体延伸形成的弹片、绕弹片形成的非规则螺旋状弹片槽，弹片包括：由本体延伸形成的狭长状弧形主体的引导部、及由引导部另一端延伸形成的主体部，引导部上设置有熔断部，主体部上设置有通孔；上述电池极耳及模组的极耳单元设置有由本体延伸形成的狭长状弧形主体的引导部，以使极耳单元具有弹性，兼容不同电芯的高度差或高度误差，提高焊接质量，通过主体部与电芯接触焊接，方便极耳单元与电芯的焊接连接，熔断部设置在高弹性的狭长状弧形主体的引导部上，易于设计及熔断，且为结构热的薄弱位置，熔断位置合理，利于保护模组。

Description

电池极耳及电池模组

技术领域

本发明涉及电池零部件，特别涉及一种电池极耳及电池模组。

背景技术

现在的电池负极极耳为不锈钢材质，对于电池的熔断技术做的不够好，甚至还有些模组没有设计熔断，不利于保护电池模组。有些电池极耳的熔断熔点过高，熔断设计不合理，电池极耳的熔断位置不合理，需要根据内阻以及强度来设计。且现有的电池极耳抗震性能不好，在电阻焊接的构成中偏位，整个模组的一致性较差。另现有的电池极耳在电阻焊焊接时候容易出现炸火花现象。

发明内容

基于此，有必要提供一种利于保护电池模组的电池极耳。

同时，提供一种提高保护能力的电池模组。

一种电池极耳，包括：本体、及设置在本体上并由所述本体延伸形成的极耳单元，所述极耳单元包括：由所述本体延伸形成的弹片、绕所述弹片形成的非规则螺旋状弹片槽，所述弹片包括：由所述本体延伸形成的狭长状弧形主体的引导部、及由所述引导部另一端延伸形成的主体部，所述引导部上设置有熔断部，所述主体部上设置有通孔。

在优选的实施例中，所述熔断部由所述引导部的部分段两侧相对靠拢收窄形成，所述弹片槽沿所述引导部一侧螺旋环绕进入该引导部另一侧。

在优选的实施例中，所述熔断部相对设置在弧形引导部的中部位置，所述引导部主体结构呈半圆或近半圆环状结构。

在优选的实施例中，所述主体部相对所述引导部设置为倒垂果实状的异形片、并相对设置在所述极耳单元的中心部位。

在优选的实施例中，所述主体部包括：与所述引导部连接的第一端、相对第一端设置并与所述引导部的开口处相应设置的第二端、相对靠近所述引导部一侧设置第一侧边、相对第一侧边设置的弧形第二侧边，所述第一侧边包括：依次连接的第一边段、第二边段、第三边段，所述第一边段为弧形边段、并通过拐角过渡弧与所述引导部连接，所述第三边段为弧形边段并与所述第二端连接，所述第二边段与所述熔断部相应设置、两者之间形成有避空位；所述第二侧边通过第一过渡弧与所述引导部连接。

在优选的实施例中，所述第二边段为直线边，所述第二侧边的弧心设置在所述极耳单元中心，所述主体部通孔为长条状通孔。

在优选的实施例中，所述第一边段与所述引导部的主体弧同心设置且弧心设置在所述极耳单元中心，所述第一过渡弧的弧心为远离所述极耳单元的中心方向，所述引导部端部弧段内收半径变小、并与所述第一过渡弧连接，所述主体部的通孔端部为圆弧过渡连接。

在优选的实施例中，所述弹片槽端部设置为圆弧过渡，所述弹片槽的外侧设置为未封口圆弧，所述引导部的弧形主体与所述弹片槽外圆弧同心设置且弧心位于所述极耳单元的中心，所述引导部的开口一端变大设置，所述熔断部宽度为1.0-1.2mm。

在优选的实施例中，所述极耳为镍片极耳，所述极耳单元成排设置，相邻排的极耳单元错位设置，所述本体上于任意一排上相邻两极耳单元与相邻排上横向位置错位设置在该两极耳单元之间一极耳单元形成三角排布单元，所述三角排布单元内的三个极耳单元中心依次连接形成排布三角形，所述本体上于所述排布三角形内设置有固定孔，所述极耳边缘与所述极耳单元对应位置设置有弧形主体的单元弧，所述单元弧之间通过单元过渡弧或过度曲线连接形成波浪状结构。

一种电池模组，包括：由多个电芯组成的电芯组、设置在所述电芯组一端的固定支架、设置在所述电芯组另一端的上支架、分别设置在所述固定支架与上支架上的电池极耳、设置在所述极耳上的汇流排，所述电芯组分块设置、包括：由多个正极靠近所述上支架设置且正极同向排布的电芯组成的正电芯组块、由多个负极靠近所述上支架设置且负极同向排布的电芯组成的负电芯组块，所述电池极耳为上述电池极耳，所述电池极耳的极耳单元与所述电芯对应设置。

上述的电池极耳及电池模组的极耳单元设置有由本体延伸形成的狭长状弧形主体的引导部，以使极耳单元具有弹性，兼容不同电芯的高度差或高度误差，提高焊接质量，通过主体部与电芯接触焊接，方便极耳单元与电芯的焊接连接，且引导部上设置有熔断部，熔断部设置在高弹性的狭长状弧形主体的引导部上，易于设计及熔断，且为结构热的薄弱位置，熔断位置合理，利于保护模组；另狭长状弧形主体的引导部的设计，使极耳单元的抗震性好；由引导部延伸形成的主体部，主体部上设置有通孔方便进行焊接操作，焊接时不易产生火花；整体结构成型方便，容易加工，成本低，且工艺简单可靠性高。

附图说明

图1为本发明一实施例的电池极耳的示意图；

图2为本发明一实施例的电池模组的部分结构示意图；

图3为本发明一实施例的电池模组的主视图；

图4为本发明一实施例的电池模组的侧视图；

图5为本发明一实施例的电池模组的仰视图；

图6为本发明一实施例的电池模组的结构部分分解示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例的电池极耳100，包括：本体20、及设置在本体20上并由本体20延伸形成的极耳单元40。极耳单元40包括：由本体20延伸形成的弹片60、绕弹片42形成的非规则螺旋状弹片槽80。

为了使极耳单元40具有更好的弹性，兼容电芯来料的高度差，本实施例的弹片60包括：由本体20延伸形成的狭长状弧形主体的引导部62、及由引导部62另一端延伸形成的主体部64。引导部62上设置有熔断部622。主体部64上设置有通孔640。优选的，主体部64上的通孔640的端部由圆弧过渡连接两侧，从而形成腰型长条通孔。

为了兼容不同电芯的高度误差，同时不影响极耳单元40的主体部64的焊接，进一步，本实施例的引导部62主体大致设置为半圆弧状。

进一步，本实施例的熔断部622由引导部62的部分段两侧相对靠拢收窄形成。弹片槽80沿引导部62一侧、经过主体部64，并螺旋环绕进入该引导部62另一侧。

进一步，为了熔断部622相对设置在弧形引导部62的中部位置，并由中间弧段切割收窄形成。根据极耳的发热量计算熔断的合理性，并进行短路仿真验证，优选的，本实施例的熔断部622宽度设计为1.0-1.2mm。进一步，优选的，本实施例的熔断部622宽度设计为1.2mm。

优选的，为了保证主体部64与电芯正极凸台的接触面积尽可能大，本实施例的主体部64相对引导部62设置为倒垂果实状的异形片，并相对设置在极耳单元40的中心部位。本实施例的极耳单元40外轮廓呈圆形设置。

主体部64包括：与引导部62连接的第一端、相对第一端设置并与引导部62的开口处相应设置的第二端644、相对靠近引导部62一侧设置第一侧边、相对第一侧边设置的弧形第二侧边648。第一侧边包括：依次连接的第一边段641、第二边段643、第三边段645。第一边段641为弧形边段、并通过拐角过渡弧65与引导部62连接。第三边段645为弧形边段，并与第二端644连接。为了避让引导部62开口端的扩大开口，同时方便设计加工，本实施例的第二端644设置为直边。

第二边段643与熔断部622相应设置、两者之间形成有避空位。第二侧边648通过第一过渡弧67与引导部62连接。

第二边段643可以设置为直线边，曲线边，弧形边，或其他形状，只要与熔断部622留出避让位或避让空间即可。优选的，为了保证主体部64与电芯正极凸台的接触面积尽可能大，并方便熔断部622熔断，同时不影响极耳单元40的其他部分，特别主体部64，且方便设计加工，本实施例的第二边段643为直线边。优选的，本实施例的第三边段645可与第一边段641设置为同心弧。进一步，第三边段645可与第一边段641设置为同心同半径弧。

为了方便设计、加工，且保证与电芯焊接接触面积尽可能大，同时方便定位焊接，本实施例的第二侧边648的弧心设置在极耳单元40的中心。

进一步，本实施例的主体部64的通孔640为长条状通孔。为了方便焊接，方便焊针的放置，本实施例的主体部64的通孔640相对设置在主体部64的中间部位。以成排设置的极耳单元设置方向为横向，交错列设置方向为纵向进行说明。本实施例的主体部64的通孔640可以横向设置，也可纵向设置，也可倾斜设置。为了进一步方便焊针进行焊接操作，同时方便加工，本实施例的主体部64的通孔640竖向设置，或条状通孔640的长度方向或两端方向相对沿主体部64的两端方向设置。

为了避免局部受力不均，避免应力集中效应，本实施例的主体部64的通孔640端部为圆弧过渡连接。

进一步，为了方便设计加工，同时方便定位，本实施例的第一边段641与引导部62的主体弧同心设置、且弧心设置在极耳单元40中心。弧心即为圆弧所在圆的圆心。优选的，为了方便设计加工，保证引导部62具有弹性且不易折断或破损，同时避免引导部局部受力不均，本实施例的引导部62的两侧的主体弧（除熔断部及两端的特殊设计部位）同心设置，且与第一边段641同心设置。

进一步，本实施例的引导部大致呈半圆弧或近半圆弧状，能够有效的抵消冲击，以增加极耳的抗震性。

进一步，本实施例的第一过渡弧67的弧心为远离极耳单元40的中心方向。本实施例的引导部62端部弧段内收半径变小、并与第一过渡弧67连接。

为了避免局部受力不均，避免应力集中效应，本实施例的弹片槽80端部设置为圆弧过渡。弹片槽80的外侧设置为未封口圆弧，由引导部62的开口端隔断。

优选的，本实施例的引导部62的弧形主体（除熔断部及两端的特殊设计部位）与弹片槽80外圆弧同心设置，且弧心位于极耳单元40的中心。本实施例的引导部62的弧形主体（除熔断部）的外圆弧与弹片槽80外圆弧同心设置，保证引导部62到边（即极耳单元40的边，也即弹片槽80外圆弧）的间距保持一致。

为了避免端部局部受力不均，避免应力集中效应，本实施例的引导部62的开口一端变大加宽设置。为了避免产生拐角导致应力集中等问题，引导部62的开口端内侧采用圆弧变大设计。引导部62的开口端的加宽圆弧的弧心远离极耳单元中心。

进一步，本实施例的极耳为镍片极耳。

进一步，本实施例的极耳单元40成排设置。同排设置的极耳单元40均匀间隔设置。以成排设置的极耳单元方向为横向进行说明。相邻排的极耳单元40之间错位设置，极耳单元40横向排布位置排布在相邻一排的两个极耳单元之间。

进一步，本实施例的本体20上于任意一排上相邻两极耳单元40与相邻排上横向位置错位设置在该两极耳单元之间40的一极耳单元40形成三角排布单元。三角排布单元内的三个极耳单元40中心依次连接形成排布三角形。优选的，本实施例的排布三角形为等腰对称三角形。本体20上于排布三角形内设置有固定孔25。优选的，固定孔25设置在排布三角形的内部大致中间位置如内心或重心位置。固定孔25通过装配铆钉进行固定。本实施例的间隔排之间的极耳单元40对应设置。

进一步，本实施例的极耳100边缘(即本体20的边缘位置)与极耳单元40对应位置设置有弧形主体的单元弧22。为了方便定位安装，同时节省材料，本实施例的单元弧22的弧形顶部切平或进行切割。

单元弧22之间通过单元过渡弧或过度曲线连接形成波浪状结构。优选的，为了方便定位、安装，与电芯、汇流排配合，本实施例的单元弧22与极耳单元40同心设置。

本发明的极耳单元40的引导部的设计，首先在熔断方面经过计算以及热分析，找出结构热的薄弱点，在薄弱点位置设计熔断点，按照计算的结果设计出结构，并且按照设计加工出来进行短路测试，验证设计参数。并在经过震动测试设计之前需要模拟震动仿真，拿到仿真数据之后优化设计并生产，之后再进行实验。并测试电池极耳在与电芯之间的电阻焊接过程中产生炸火花的概率。

本实施例的极耳为采用镍纯度很高镍片成型出的镍片极耳，及极耳单元的结构设置，以避免电池极耳在与电芯之间的电阻焊接过程中引起炸火花。

本实施例的电池极耳的引导部63的主体结构设置为半圆或近半圆圆弧，能够有效的抵消冲击，形成高弹性、高抗震性能的设计。

本实施例的电池极耳的熔断部622相对设置在半圆弧形环状引导部62的中部位置，形成结构热薄弱点；且熔断部622宽度设置为1.0-1.2mm，优选为1.2mm，方便快速进行熔断。电池极耳的半圆弧环状的引导部62使电池极耳能够更好的弹性，兼容电芯来料的高度差值，且不会影响到极尔的焊接。电池极耳的半圆弧环状的引导部62，能够保证到边的间距保持一致；中间的异形结构的主体部64是最大的保证极耳单元与电芯正极接触面积保持最大化；极耳单元40的主体部64中间的腰型长条通孔640，是为了电阻焊的时候正负极分开，且通过腰型长条通孔640，电阻焊焊针的正负极都与电芯接触，保证彼此之间过流；极耳单元的结构及形状设计能够确保焊接能够配合完成。

如图2至图6所示，本发明一实施例的电池模组102，包括：由多个电芯300组成的电芯组30、设置在电芯组30一端的固定支架50、设置在电芯组30另一端的上支架70，分别设置在固定支架50、上支架70上的电池极耳100、设置在电池极耳100上的汇流排90。汇流排90于设置在固定支架50上的电池极耳100上、及设置在上支架70上的电池极耳100上各设置有一个。

设置在固定支架50上的电池极耳100与设置在上支架70上的电池极耳100结构大致相同，即为上述电池极耳100，在此不再赘述。

电芯组30分块设置，包括：由多个正极相对靠近上支架70设置且正极同向排布的电芯组成的正电芯组块32、由多个负极相对靠近上支架70设置且负极同向排布的电芯组成的负电芯组块34。正电芯组块32、负电芯组块34分组交叉设置。

本实施例的电池模组102还包括：设置在固定支架50与上支架70之间并支撑上支架70的支撑柱52、设置在侧边的左侧板54、右侧板56、及与左侧板相应设置的走线盖板58。

电池极耳100上的极耳单元40与电芯300对应设置，极耳单元40的主体部64与电芯300正极的凸台对应设置，极耳单元40的中心与电芯300中心对应设置。

优选的，在误差范围内，本发明一实施例的电池极耳100上同排设置的极耳单元40之间的间距为21mm。相邻排电池极耳100之间的中心的垂直距离为19 mm，相邻排两相邻电池极耳100之间水平距离为10.5 mm。极耳单元40与电芯300对应设置，相应同排设置的电芯300中心之间的间距为21mm。相邻排电芯300之间的中心的垂直距离为19 mm，相邻排两相邻电芯300之间水平距离为10.5 mm。本实施例的电池极耳100优选的与截面半径小于11mm的电芯配合，进一步，优选的与截面半径为9mm的电芯配合，当然也可与截面半径小于9mm的电芯配合。以上电芯300的排布是经过实验，能够避免一颗电芯爆炸的时候有足够的安全距离，确保相临的电芯不会被影响到。

本发明的电池极耳100的极耳单元40采用电阻焊焊接方式与电芯电极焊接在一起，电池模组102在短路的过程中发生熔断，对电池进行保护作用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池极耳，其特征在于，包括：本体、及设置在本体上并由所述本体延伸形成的极耳单元，所述极耳单元包括：由所述本体延伸形成的弹片、绕所述弹片形成的非规则螺旋状弹片槽，所述弹片包括：由所述本体延伸形成的狭长状弧形主体的引导部、及由所述引导部另一端延伸形成的主体部，所述引导部上设置有熔断部，所述主体部上设置有通孔。

2.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于：所述熔断部由所述引导部的部分段两侧相对靠拢收窄形成，所述弹片槽沿所述引导部一侧螺旋环绕进入该引导部另一侧。

3.根据权利要求2所述的电池极耳，其特征在于：所述熔断部相对设置在弧形引导部的中部位置，所述引导部主体结构呈半圆或近半圆环状结构。

4.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于：所述主体部相对所述引导部设置为倒垂果实状的异形片、并相对设置在所述极耳单元的中心部位。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电池极耳，其特征在于：所述主体部包括：与所述引导部连接的第一端、相对第一端设置并与所述引导部的开口处相应设置的第二端、相对靠近所述引导部一侧设置第一侧边、相对第一侧边设置的弧形第二侧边，所述第一侧边包括：依次连接的第一边段、第二边段、第三边段，所述第一边段为弧形边段、并通过拐角过渡弧与所述引导部连接，所述第三边段为弧形边段并与所述第二端连接，所述第二边段与所述熔断部相应设置、两者之间形成有避空位；所述第二侧边通过第一过渡弧与所述引导部连接。

6.根据权利要求5所述的电池极耳，其特征在于：所述第二边段为直线边，所述第二侧边的弧心设置在所述极耳单元中心，所述主体部通孔为长条状通孔。

7.根据权利要求6所述的电池极耳，其特征在于：所述第一边段与所述引导部的主体弧同心设置且弧心设置在所述极耳单元中心，所述第一过渡弧的弧心为远离所述极耳单元的中心方向，所述引导部端部弧段内收半径变小、并与所述第一过渡弧连接，所述主体部的通孔端部为圆弧过渡连接。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的电池极耳，其特征在于：所述弹片槽端部设置为圆弧过渡，所述弹片槽的外侧设置为未封口圆弧，所述引导部的弧形主体与所述弹片槽外圆弧同心设置且弧心位于所述极耳单元的中心，所述引导部的开口一端变大设置，所述熔断部宽度为1.0-1.2mm。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的电池极耳，其特征在于：所述极耳为镍片极耳，所述极耳单元成排设置，相邻排的极耳单元错位设置，所述本体上于任意一排上相邻两极耳单元与相邻排上横向位置错位设置在该两极耳单元之间一极耳单元形成三角排布单元，所述三角排布单元内的三个极耳单元中心依次连接形成排布三角形，所述本体上于所述排布三角形内设置有固定孔，所述极耳边缘与所述极耳单元对应位置设置有弧形主体的单元弧，所述单元弧之间通过单元过渡弧或过度曲线连接形成波浪状结构。

10.一种电池模组，其特征在于，包括：由多个电芯组成的电芯组、设置在所述电芯组一端的固定支架、设置在所述电芯组另一端的上支架、分别设置在所述固定支架与上支架上的电池极耳、设置在所述极耳上的汇流排，所述电芯组分块设置、包括：由多个正极靠近所述上支架设置且正极同向排布的电芯组成的正电芯组块、由多个负极靠近所述上支架设置且负极同向排布的电芯组成的负电芯组块，所述电池极耳为权利要求1-9任意一项所述电池极耳，所述电池极耳的极耳单元与所述电芯对应设置。