CN108832066B - 一种电池组连接结构及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池组连接结构及其加工方法，电池组连接结构包括：电池组和连接装置，电池组由至少两个电池构成，电池组内的电池通过至少一个连接装置连接，电池的电极和/或连接装置连接有超导电层，电流在电池的电极和连接装置之间传递时经过超导电层。本发明有效降低电池外围电路的阻值和发热，提高电池组使用寿命。

Description

一种电池组连接结构及其加工方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组连接结构及其加工方法。

背景技术

随着全球化石燃料的减少，全球面临着严重的能源危机和环境危机，中国、欧美发达国家等都把技术创新的焦点关注在新能源产业，锂离子电池作为新一代的二次电池显得尤为重要，因此加强锂离子电池技术的开发和应用具有现实的意义。

锂离子电池具有以下特征:(1)具有高能量密度，目前市场化的电源能量密度达到260Wh/Kg,是铅酸电源的能量密度的4倍以上；(2)工作电压是Ni/Cd或Ni/MH电池电压的3倍；(3)无污染，环保，锂离子电池中不含有镍、镉等有毒、有害物质，是绿色环保电池；(4)高负载能力，可以大电流连续放电，从而使这种电池可以被用于摄像机、手提电脑等大功率用电器上；(5)使用寿命长，现在电动汽车对电池的使用寿命要为4000次以上，即行驶10万公里以上，单体电池的使用寿命已没有问题。

新能源产业所用的锂离子电池是经过串并联后的电源，所以我们所使用电源是经过二次加工的电池组，现在主要的二次加工方式：一种通过连接片点焊在电池正负极上；另一种为通过镙帽、镙杆的形式连接在一起。而在单体电池上外加连接片或螺母等连接件，最终会导致电池供电两端的阻值升高30%，当电池在大电流放电时，电池自身没有发热，而外围连接件发热，使电池表面温度超过其工作温度55度，这样就会极大降低电池的循环寿命；

因此，如何设计一种减小电池组外围电路阻值的电池组连接结构是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种电池组连接结构及其加工方法。

本发明采用的技术方案是，设计一种电池组连接结构，包括：电池组和连接装置，电池组由至少两个电池构成，电池组内的电池通过至少一个连接装置连接，电池的电极和/或连接装置连接有超导电层，电流在电池的电极和连接装置之间传递时经过超导电层。

两个电池并联时，一连接装置连接该两个电池的正极、另一连接装置连接该两个电池的负极；两个电池串联时，连接装置连接一电池的正极和另一电池的负极。

优选的，超导电层由超导电液干燥形成，超导电液由下列重量百分含量的原料配置而成：超导乙炔炭黑 或者 石墨烯 60%～68 %、丁苯乳胶 3%～7 %、水 27%～34 %。

优选的，超导电层的厚度范围为1μm至100μm。

优选的，连接装置由至少一个部件构成，部件的表面和/或部件之间的连接处覆盖有超导电层。

在第一实施例中，连接装置由一个连接片构成，连接片的表面覆盖有超导电层，连接片焊接在电池的电极上。

在第二实施例中，连接装置包括连接板、垫片和螺母，电池的电极上设有螺柱，连接板、垫片和螺母依次套在螺柱上，且电池的电极与连接板接触。

本发明还提出了一种上述电池组连接结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制作超导电液，将连接装置中各部件的表面通过浸泡工艺均匀涂上超导电液；

步骤2、待超导电液干燥完全粘附在部件表面上形成超导电层；

步骤3、将连接装置固定在电池的电极上。

优选的，当连接装置由至少两个部件构成时，步骤3中在连接装置固定在电池的电极之前，还需要在部件之间的连接处涂上超导电液。

本发明还提出了另一种上述第二实施例中电池组连接结构的加工方法，包括以下步骤：

步骤1、制作超导电液，将连接板、垫片和螺母依次套在电池的螺柱上；

步骤2、在连接板、垫片和螺母之间的连接处涂上超导电液；

步骤3、锁紧螺母，待超导电液干燥形成超导电层。

与现有技术相比，本发明在电池正负极连接处或连接装置上设置超导电层，超导电层中含有乙炔炭黑或石墨烯等超导材料，因石墨烯的导电性是光速的1/300，远远大于铜银等其它金属材料的导电性，电池充放电时，电流可以通过超导材料表面快速导电，这样电池不会因充放电导致电池发热而影响其寿命，电池的外围电路阻值会降低30%以上，连接装置也不会发热而保持常温状态，这样电池的循环寿命就会大大延长到6000次以上。

附图说明

下面结合优选实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中第一实施例的连接示意图；

图2是本发明中第二实施例的连接示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提出的电池组连接结构，包括：电池组1和连接装置2，电池组1由至少两个电池11构成，电池组1内的电池11通过至少一个连接装置2进行连接。举例来说，两个电池11并联时，一连接装置2连接该两个电池11的正极、另一连接装置2连接该两个电池11的负极；两个电池11串联时，连接装置2连接一电池11的正极和另一电池11的负极。

为了减小电池的外围电路阻值，电池11的电极和/或连接装置2连接有超导电层，超导电层的厚度范围为1μm至100μm。实际应用时可选择在电池11的电极上覆盖超导电层，或者在连接装置2上设置超导电层，还可以将超导电层设置在电池11的电极和连接装置2之间的连接处，等等。电流在电池22的电极和连接装置3之间传递时经过超导电层，超导电层含有乙炔炭黑或石墨烯等超导材料，电流可以通过超导电层表面快速导电，降低电池11的外围电路电阻，电池大电流放电时，例如以3C以上的电流放电，外围电路的温度升高小于10度以内，比现有技术的电路温度降低30%以上，3、电池组1的循环寿命提高2%以上。

如图1、2所示，连接装置2由至少一个部件构成，部件的表面和/或部件之间的连接处覆盖有超导电层。实际应用时，可选择在部件的表面覆盖超导电层，或者在部件之间的连接处覆盖超导电层，也可以在部件的表面和部件之间的连接处均覆盖超导电层，不仅提高了部件表面的导电性，还增加了部件之间空隙导电，将现有技术中部件之间的金属材料点导电改为更为强大的超导电层面导电，电池外围电路的阻值降低且升温减少。

较优的，本发明中的超导电层由超导电液干燥形成，下面对超导电液的制作方法做详细说明。将超导乙炔炭黑或石墨烯与丁笨乳胶、水按90～95%、5～10%、40～50%的比例均匀的分散好，做成浆液后形成超导电液。换算成重量百分含量后，超导电液由下列重量百分含量的原料配置而成：超导材料 60%～68 %、丁苯乳胶 3%～7 %、水 27%～34 %，超导材料为超导乙炔炭黑或者石墨烯，将超导材料、丁苯乳胶、水按上述比例均匀分散制成浆液，该浆液即为超导电液。下方是制作超导电液的若干个实施例汇总表格：

本发明中电池组连接结构的加工方法有多种，以图1和图2示出的两个实施例为例进行介绍：

如图1所示，在第一实施例中，连接装置由一个连接片21构成，连接片21的表面覆盖有超导电层，连接片21焊接在电池11的电极上，连接片21可采用镍带。

在第一实施例中电池组连接结构的加工方法包括以下步骤：

步骤1、按上述比例制作超导电液，将连接片21的表面通过浸泡工艺均匀涂上超导电液；

步骤2、将连接片21放入80~120度的热风环境中，加热半小时以上，待超导电液干燥完全粘附在连接片21表面上形成超导电层；

步骤3、当电池11串联时，将连接片21搭在一电池11的正极和另一电池11的负极上，当电池11并联时，将一连接片21搭在两个电池11的正极上、另一连接片21搭在两个电池11的负极上，连接片21用点焊机或激光焊机焊接固定在电池11的电极上。

如图2所示，在第二实施例中，连接装置2包括连接板22、垫片23和螺母24，电池11的电极上设有螺柱12，连接板22、垫片23和螺母24依次套在螺柱12上，螺母24锁紧后，电池11的电极与连接板22接触。 当然，实际使用时还可以在垫片23与螺母24之间加设弹簧垫片25，以使连接装置2更稳定的锁紧在电池11的电极上。

在第二实施例中电池组连接结构的加工方法有两种，第一种加工方法包括以下步骤：

步骤1、制作超导电液，将连接装置2中连接板22、垫片23和螺母24等部件的表面通过浸泡工艺均匀涂上超导电液；

步骤2、将连接板22、垫片23和螺母24这些部件放入热风环境中，加热半小时以上，待超导电液干燥完全粘附在部件表面上形成超导电层；

步骤3、当电池11串联时，将连接板22套在一电池11的正极螺柱上和另一电池11的负极螺柱上，当电池11并联时，将一连接板22套在两个电池11的正极螺柱上、另以连接板22套在两个电池11的负极螺柱上，再将垫片23、螺母24套在螺柱12上，最后将螺母24锁紧固定在螺柱12上。

较优的，步骤3中在连接装置2固定在电池11的电极之前，还需要在连接板22、垫片23和螺母24这些部件之间的连接处涂上超导电液，以降低连接装置2的阻值、加快连接装置2的导电速度。

第二种加工方法包括以下步骤：

步骤1、制作超导电液，按照上面步骤3中电池11串并联的连接方式，将连接板22、垫片23和螺母24等部件依次套在电池的螺柱12上；

步骤2、在连接板22、垫片23和螺母24之间的连接处涂上超导电液；

步骤3、锁紧螺母24，再通过80~120度热风吹干超导电液形成超导电层。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电池组连接结构，包括：由至少两个电池构成的电池组、连接装置，所述电池组内的电池通过至少一个所述连接装置连接，其特征在于，所述电池的电极和/或所述连接装置连接有超导电层，电流在所述电池的电极和连接装置之间传递时经过所述超导电层；

所述连接装置包括连接板、垫片和螺母，所述电池的电极上设有螺柱，所述连接板、垫片和螺母依次套在所述螺柱上，且所述电池的电极与所述连接板接触，在电池的电极、连接板、垫片和螺母之间的连接处涂上超导电液；

所述超导电层由超导电液在热风环境中干燥形成，所述超导电液由下列重量百分含量的原料配置而成：超导乙炔炭黑或者石墨烯 60%～68 %、丁苯乳胶 3%～7 %、水27%～34 %。

2.如权利要求1所述的电池组连接结构，其特征在于，所述超导电层的厚度范围为1μm至100μm。

3.如权利要求1所述的电池组连接结构，其特征在于，所述连接装置由至少一个部件构成，所述部件的表面和/或部件之间的连接处覆盖有所述超导电层。

4.如权利要求1至3任一项所述的电池组连接结构，其特征在于，两个所述电池并联时，一所述连接装置连接该两个电池的正极、另一所述连接装置连接该两个电池的负极；两个所述电池串联时，所述连接装置连接一电池的正极和另一电池的负极。

5.一种如权利要求1所述电池组连接结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制作超导电液，将连接板、垫片和螺母依次套在电池的螺柱上；

步骤2、在电池的电极、连接板、垫片和螺母之间的连接处涂上超导电液；

步骤3、锁紧螺母，待超导电液干燥形成超导电层。

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