CN108365154A - 软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池 - Google Patents

软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池，通过导电排连接相邻的电池芯体的正极耳和负极耳，导电排包括固定连接的第一导电排和第二导电排，第一导电排和第二导电排均包括本体及设置在本体上端的折弯部，折弯部延伸至极耳的上方。将负极耳的上端与第一导电排的折弯部连接，将正极耳的上端与第二导电排的折弯部连接，从而可以从极耳的上端与导电排进行焊接，降低了极耳与导电排的焊接难度，使得软包电池的制造更加容易。

Description

软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池
技术领域
本发明涉及锂离子材料电池技术，尤其涉及一种软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越大，但由于石油资源的枯竭，汽车行业正在面临变革，全世界均在大力发展新能源车型，其中，混合动力汽车/电动汽车是众多新能源车型中比较主流的车型。电池是混合动力汽车/电动汽车的动力来源，近年来，由于锂离子软包电池具有能量高、循环寿命长、无污染、无记忆效应等优点，开始逐步取代铅酸电池和镍氢电池，作为混合动力汽车/电动汽车的电池使用。
锂离子软包电池主要由软包电池芯及外部保护件组成，其中，软包电池芯是由多个软包电池芯单元串联或并联而成。软包电池芯单元包括两个电池芯体，在两个电池芯体之间设有导热板，电池芯体的两端分别设有正极耳和负极耳，为实现软包电池单元的内部串联，其中一个电池芯体的正极耳和另一个电池芯体的负极耳之间需要电连接。现有技术中一般通过导电排将正极耳和负极耳连接，具体为，首先将第一导电排与第二导电排在水平方向上搭接，将搭接部焊接或铆接固定；然后再将正极耳和负极耳分别与第一导电排和第二导电排焊接固定，从而实现正极耳和负极耳之间的连接，以使软包电池单元实现内部串联。
但是，由于软包电池具有较高的能量密度，其电池组件中相邻的电池芯体之间的间距很小，即相邻的正极耳和负极耳之间的间距很小，采用现有技术的方案当第一导电排与第二导电排搭接固定后，会占用很大的水平方向空间，造成极耳与第一导电排和第二导电排的焊接间隙非常小，使得焊接操作非常困难，增大了软包电池的制造难度。
发明内容
为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池，能够有效的解决现有技术下软包电池制造困难的问题。
本发明提供一种软包电池芯单元，包括平行设置的第一电池芯体和第二电池芯体，所述第一电池芯体和第二电池芯体之间设有导热板；
所述第一电池芯体和第二电池芯体的两端分别设有正极耳和负极耳，其中，所述第一电池芯体的负极耳与所述第二电池芯体的正极耳之间通过导电排相连，所述导电排包括固定连接的第一导电排和第二导电排，所述第一导电排和第二导电排均包括本体及设置在本体上端的折弯部，所述第一导电排的本体与所述第二导电排的本体连接，所述第二导电排的折弯部的折弯方向背离所述第一导电排、且延伸至所述正极耳的上方，所述第一导电排的折弯部的折弯方向背离所述第二导电排、且延伸至所述负极耳的上方，所述第一电池芯体的负极耳与所述第一导电排的折弯部连接，所述第二电池芯体的正极耳与所述第二导电排的折弯部连接。
如上所述的软包电池芯单元，可选的，所述折弯部朝向所述本体侧卷曲，所述折弯部与所述本体之间形成用于容纳所述正极耳或负极耳的容纳腔。
如上所述的软包电池芯单元，可选的，所述第一电池芯体的负极耳与所述第一导电排的折弯部焊接连接；所述第二电池芯体的正极耳与所述第二导电排的折弯部焊接连接。
如上所述的软包电池芯单元，可选的，所述第一导电排为铜排，所述第二导电排为铝排。
本发明还提供一种软包电池芯，包括多个如上任一项所述的软包电池芯单元，其中，相邻的所述软包电池芯单元的正极耳和负极耳之间通过所述软包电池芯单元中的导电排相连。
如上所述的软包电池芯，可选的，相邻的所述软包电池芯单元之间设有泡棉板。
如上所述的软包电池芯，可选的，在所述软包电池芯单元中，所述导热板与所述第一电池芯体和第二电池芯体之间均设有用于连接所述软包电池单元的连接件，所述连接件上设有螺栓孔，紧固螺栓穿过所述螺栓孔以将多个所述软包电池芯单元顺次连接固定。
如上所述的软包电池芯，可选的，所述连接件为塑料板。
本发明还提供一种软包电池，包括壳体和设置在所述壳体内的软包电池芯，其中，所述软包电池芯采用如上任一项所述的软包电池芯。
如上所述的软包电池，其可选的，所述壳体包括设置在所述软包电池芯上方和下方的端盖以及设置在所述软包电池芯左右两侧的保护板。
本发明提供的软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池，通过导电排连接相邻的电池芯体的正极耳和负极耳，导电排包括固定连接的第一导电排和第二导电排，第一导电排和第二导电排均包括本体及设置在本体上端的折弯部，折弯部延伸至极耳的上方。将负极耳的上端与第一导电排的折弯部连接，将正极耳的上端与第二导电排的折弯部连接，从而可以从极耳的上端与导电排进行焊接，降低了极耳与导电排的焊接难度，使得软包电池的制造更加容易。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的软包电池芯单元的结构简图；
图2为本发明一实施例提供的导电排的结构简图；
图3为本发明一实施例提供的第一导电排的结构简图；
图4为本发明一实施例提供的软包电池芯的结构简图；
图5为本发明一实施例提供的软包电池的结构简图。
附图标记：
1-第一电池芯体；
2-第二电池芯体；
3-导热板；
4-连接件；
5-导电排；
51-第一导电排；
511-本体；
512-折弯部；
52-第二导电排；
6-泡棉板；
7-紧固螺栓；
100-软包电池；
201-端盖；
202-保护板；
300-承载件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
随着人们生活水平的提高，人们对汽车的需求越来越大，但由于石油资源的枯竭，汽车行业正在面临变革，全世界均在大力发展新能源车型，其中，混合动力汽车/电动汽车是众多新能源车型中比较主流的车型。电池是混合动力汽车/电动汽车的动力来源，近年来，由于锂离子软包电池具有能量高、循环寿命长、无污染、无记忆效应等优点，开始逐步取代铅酸电池和镍氢电池，作为混合动力汽车/电动汽车的电池使用。
锂离子软包电池主要由软包电池芯及外部保护件组成，其中，软包电池芯是由多个软包电池芯单元串联而成。软包电池芯单元包括两个电池芯体，在两个电池芯体之间设有导热板，电池芯体的两端分别设有正极耳和负极耳，为实现软包电池单元的内部串联，其中一个电池芯体的正极耳和另一个电池芯体的负极耳之间需要电连接。现有技术中一般通过导电排将正极耳和负极耳连接，具体为，首先将第一导电排与第二导电排在水平方向上搭接，将搭接部焊接或铆接固定；然后再将正极耳和负极耳分别与第一导电排和第二导电排焊接固定，从而实现正极耳和负极耳之间的连接，以使软包电池单元实现内部串联。
软包电池具有安全性能好的优点，在结构上采用铝塑膜包装，当发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开，而不会发生爆炸。软包电池的重量轻，软包电池重量较同等容量的钢壳电池轻40％，较铝壳电池轻20％。软包电池的能量密度高，软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10％-15％，较铝壳电池高5％-10％。软包电池的内阻小，软包电池的内阻较小，极大的降低了电池的自耗电且一致性更好，循环寿命更长。
但是，由于软包电池具有较高的能量密度，其电池组件中相邻的电池芯体之间的间距很小，即相邻的正极耳和负极耳之间的间距很小，采用现有技术的方案当第一导电排与第二导电排搭接固定后，会占用很大的水平方向空间，造成极耳与第一导电排和第二导电排的焊接间隙非常小，使得焊接操作非常困难，增大了软包电池的制造难度。
为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种软包电池芯单元、软包电池芯及软包电池，能够有效的解决现有技术下软包电池制造困难的问题。
下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加详细的了解本发明的内容。
实施例一
图1为本发明一实施例提供的软包电池芯单元的结构简图；图2为本发明一实施例提供的导电排的结构简图；图3为本发明一实施例提供的第一导电排的结构简图；请参照图1-3。本实施例提供一种软包电池芯单元，包括平行设置的第一电池芯体1和第二电池芯体2，第一电池芯体1和第二电池芯体2之间设有导热板3，导热板3与第一电池芯体1和第二电池芯体2之间均设有用于串联软包电池单元的连接件4；
第一电池芯体1和第二电池芯体2的两端分别设有正极耳和负极耳，其中，第一电池芯体1的负极耳与第二电池芯体2的正极耳之间通过导电排5相连，导电排5包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，第一导电排51包括本体511及设置在本体511上端的折弯部512，第二导电排52与第一导电排51的结构相同。第一导电排51的本体511与第二导电排52的本体固定连接，第二导电排52的折弯部的折弯方向背离第一导电排51、且延伸至正极耳的上方，第一导电排51的折弯部512的折弯方向背离第二导电排52、且延伸至负极耳的上方，第一电池芯体1的负极耳与第一导电排51的折弯部512连接，第二电池芯体2的正极耳与第二导电排52的折弯部连接。
具体的，本实施例中的软包电池芯单元是构成软包电池的最小单元，一个软包电池中包括多个软包电池芯单元。第一电池芯体1和第二电池芯体2是软包电池芯单元的能量源，用于提供电能，导热板3设置在第一电池芯体1和第二电池芯体2之间，用于将工作时产生的热量散出，延长电池芯单元的使用寿命。在导热板3和第一电池芯体1和第二电池芯体2之间还设有连接件4，用于承载第一电池芯体1和第二电池芯体2，并为多个电池芯单元的连接提供基础。上述各部件均呈平板状，且平行设置，各部件之间可以采用粘接的方式连接。
在第一电池芯体1和第二电池芯体2的两端分别设有极性不同的正极耳和负极耳，在软包电池芯单元中，第一电池芯体1和第二电池芯体2平行设置，且第一电池芯体1的正极耳和第二电池芯体2的负极耳位于同一端，第一电池芯体1的负极耳和第二电池芯体2的正极耳位于同一端。为实现电池芯单元的内部串联，令第一电池芯体1的负极耳与第二电池芯体2的正极耳之间电连接，从而将第一电池芯体1和第二电池芯体2串联，第一电池芯体1的正极耳和第二电池芯体2的负极耳用于与相邻的电池芯单元中的相应极耳相连，或者作为整个软包电池芯的外接端使用。
本实施例中，第一电池芯体1的负极耳与第二电池芯体2的正极耳是通过导电排5实现电连接的，导电排5包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，第一导电排51包括本体511及设置在本体511上端的折弯部512，第二导电排52与第一导电排51的结构相同。第一导电排51的本体511与第二导电排52的本体固定连接，其连接方式可以采用焊接或铆接等现有技术下任意适宜的方式，连接固定后，第二导电排52的折弯部的折弯方向背离第一导电排51、且延伸至正极耳的上方，第一导电排51的折弯部512的折弯方向背离第二导电排52、且延伸至负极耳的上方。第一电池芯体1的负极耳的上端与第一导电排51的折弯部512连接，第二电池芯体2的正极耳的上端与第二导电排52的折弯部连接，从而将第一电池芯体1和第二电池芯体2电连接。
本实施例中，第一电池芯体1的负极耳的上端与第一导电排51的折弯部512焊接连接；第二电池芯体2的正极耳的上端与第二导电排52的折弯部焊接连接。通过先将第一导电排51和第二导电排52连接为一个整体的导电排5，再将整体的导电排5与极耳进行焊接，导电排5上的折弯部将极耳与导电排5的焊接位置由极耳的侧面变为顶面，使得焊接时有足够的焊接空间，从而降低了焊接的难度，使得电池芯体之间的间距可以进一步减小，在同样体积下能够放入更多的软包电池芯单元，有利于提高软包电池的能量密度。
可选的，极耳与导电排5之间的焊接可采用超声波焊接的方式进行，超声波焊接具有焊接材料不熔融，不脆弱金属特性；焊接后导电性好，电阻系数极低；对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接；焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料；焊接无火花，环保安全等优点。
本实施例提供的软包电池芯单元，通过导电排5连接相邻的正极耳和负极耳，导电排5包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，第一导电排51和第二导电排52均包括本体及设置在本体上端的折弯部，折弯部延伸至极耳的上方。将负极耳的上端与第一导电排51的折弯部连接，将正极耳的上端与第二导电排52的折弯部连接，从而可以从极耳的上端与导电排5进行焊接，降低了极耳与导电排的焊接难度，使得软包电池的制造更加容易。同时，采用本实施例的软包电池芯单元可以使得第一电池芯体1和第二电池芯体2之间的间距更加紧凑，从而减小软包电池芯单元整体的体积，有利于提高软包电池芯的能量密度。
进一步的，本实施例中折弯部512朝向本体511侧卷曲，折弯部512与本体511之间形成用于容纳正极耳或负极耳的容纳腔。这样，在可以使极耳的上端插入该容纳腔中从而使得极耳与导电排的连接更加可靠。
优选的，该折弯部512的形状呈“U”形。
更进一步的，由于电池芯体中正极耳和负极耳选用的材料不同，因此为实现极耳与导电排的焊接，需要根据不同的极耳材料选择不同材料的导电排，以使焊接更加容易实现。现有技术中，正极耳一般选用铝材制成，因此本实施例中与正极耳连接的第二导电排为铝排；负极耳一般选用铜或铜镀镍制成，本实施例中与负极耳连接的第一导电排为铜排。
实施例二
图4为本发明一实施例提供的软包电池芯的结构简图；请继续参照图1-4。本实施例提供一种软包电池芯100，包括多个如实施例一所述的软包电池芯单元，其中，相邻的软包电池芯单元的正极耳和负极耳之间通过导电排相连。该导电排与软包电池芯内的导电排5相同，即该导电排也包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，二者的结构相似，均包括本体和本体上端的折弯部。在连接时在其中一个软包电池芯体的正电极或负电极与相邻软包电池芯体的负电极或正电极之间设置一个该导电排，使得导电排中的铜排与负极耳焊接固定，铝排与正极耳焊接固定，以实现多个软包电池芯单元的串联，从而组成软包电池芯。
本实施例提供的软包电池芯，通过导电排5连接相邻的软包电池芯单元的正极耳和负极耳，导电排5包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，第一导电排51和第二导电排52均包括本体及设置在本体上端的折弯部，折弯部延伸至极耳的上方。将负极耳的上端与第一导电排51的折弯部连接，将正极耳的上端与第二导电排52的折弯部连接，从而可以从极耳的上端与导电排5进行焊接，降低了极耳与导电排的焊接难度，使得软包电池的制造更加容易。同时，采用本实施例的软包电池芯可以使得相邻的软包电池芯单元之间的间距更加紧凑，从而减小软包电池芯整体的体积，有利于提高软包电池芯的能量密度。
可选的，在相邻的软包电池芯单元之间设有泡棉板6，电池芯体工作时会发热，伴随温度的提高电池芯体本身也会发生一定的膨胀，泡棉板6可以在电池芯体膨胀时进行适量的压缩，以为电池芯体预留一定的压缩空间。
可选的，连接件4上设有螺栓孔，螺栓孔的数量为四个，分别位于连接件4的四角处；紧固螺栓7穿过螺栓孔以将多个软包电池芯单元顺次连接固定，组成软包电池芯。
可选的，该连接件4为塑料板。
实施例三
图5为本发明一实施例提供的软包电池的结构简图，请参照图5。本实施例提供一种软包电池，包括壳体和设置在壳体内的软包电池芯100，其中，软包电池芯100采用上实施例二所述的软包电池芯100。
本实施例提供的软包电池，通过导电排5连接相邻的软包电池芯单元的正极耳和负极耳，导电排5包括固定连接的第一导电排51和第二导电排52，第一导电排51和第二导电排52均包括本体及设置在本体上端的折弯部，折弯部延伸至极耳的上方。将负极耳的上端与第一导电排51的折弯部连接，将正极耳的上端与第二导电排52的折弯部连接，从而可以从极耳的上端与导电排5进行焊接，降低了极耳与导电排的焊接难度，使得软包电池的制造更加容易。同时，采用本实施例的软包电池可以使得相邻的软包电池芯单元之间的间距更加紧凑，从而减小软包电池芯整体的体积，有利于提高软包电池的能量密度。
可选的，壳体包括设置在软包电池芯100上方和下方的端盖201以及设置在软包电池芯100左右两侧的保护板202。保护板202为钣金件，其上也设有螺栓孔，可以与软包电池芯100上的紧固螺栓7连接，从而固定在软包电池芯100的左右两端。在端盖201与软包电池芯100之间还设有用于承载导电排5的承载件300，承载件300上设有多个平行设置的竖板，以将承载件300分隔成多个承载单元，导电排5设置在该承载单元中，利用承载件300可以对多个导电排5进行支撑和定位，利于后续的焊接作业；承载件300通过卡扣与保护板202和软包电池芯100卡接固定。端盖201本身为塑料盖体，用于保护内部的软包电池芯100，端盖201通过卡扣与承载件300和软包电池芯100卡接固定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种软包电池芯单元，其特征在于，包括平行设置的第一电池芯体和第二电池芯体，所述第一电池芯体和第二电池芯体之间设有导热板；
所述第一电池芯体和第二电池芯体的两端分别设有正极耳和负极耳，其中，所述第一电池芯体的负极耳与所述第二电池芯体的正极耳之间通过导电排相连，所述导电排包括固定连接的第一导电排和第二导电排，所述第一导电排和第二导电排均包括本体及设置在本体上端的折弯部，所述第一导电排的本体与所述第二导电排的本体连接，所述第二导电排的折弯部的折弯方向背离所述第一导电排、且延伸至所述正极耳的上方，所述第一导电排的折弯部的折弯方向背离所述第二导电排、且延伸至所述负极耳的上方，所述第一电池芯体的负极耳与所述第一导电排的折弯部连接，所述第二电池芯体的正极耳与所述第二导电排的折弯部连接。
2.根据权利要求1所述的软包电池芯单元，其特征在于，所述折弯部朝向所述本体侧卷曲，所述折弯部与所述本体之间形成用于容纳所述正极耳或负极耳的容纳腔。
3.根据权利要求2所述的软包电池芯单元，其特征在于，所述第一电池芯体的负极耳与所述第一导电排的折弯部焊接连接；所述第二电池芯体的正极耳与所述第二导电排的折弯部焊接连接。
4.根据权利要求3所述的软包电池芯单元，其特征在于，所述第一导电排为铜排，所述第二导电排为铝排。
5.一种软包电池芯，其特征在于，包括多个如权利要求1-4中任一项所述的软包电池芯单元，其中，相邻的所述软包电池芯单元的正极耳和负极耳之间通过所述软包电池芯单元中的导电排相连。
6.根据权利要求5所述的软包电池芯，其特征在于，相邻的所述软包电池芯单元之间设有泡棉板。
7.根据权利要求6所述的软包电池芯，其特征在于，在所述软包电池芯单元中，所述导热板与所述第一电池芯体和第二电池芯体之间均设有用于连接所述软包电池单元的连接件，所述连接件上设有螺栓孔，紧固螺栓穿过所述螺栓孔以将多个所述软包电池芯单元顺次连接固定。
8.根据权利要求7所述的软包电池芯，其特征在于，所述连接件为塑料板。
9.一种软包电池，其特征在于，包括壳体和设置在所述壳体内的软包电池芯，其中，所述软包电池芯采用如权利要求5-8中任一项所述的软包电池芯。
10.根据权利要求9所述的软包电池，其特征在于，所述壳体包括设置在所述软包电池芯上方和下方的端盖以及设置在所述软包电池芯左右两侧的保护板。
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