CN111244354A - 一种软包锂电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种软包锂电池，包括电池盒和模块化软包电池组，所述模块化软包电池组焊接在所述电池盒内，所述模块化软包电池组外壁以及所述电池盒与所述模块化软包电池组焊接的内壁均为可焊接材料，本发明还公开了包括上述软包锂电池的用电设备，本发明提供的软包锂电池及用电设备，软包锂电池体积小，便于安装，安装完成后软包电池组连接牢固，散热性好。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及软包锂电池及用电设备。
背景技术
软包锂电池具有电池容量大、体积小的优点。对于用电量大的用电设备的软包锂电池常包括电池盒和若干软包电池组，将若干软包电池组设置于电池盒内，再将电池盒固定在用电设备上。软包电池组是由多个电芯通过串并联形成的，如图1所示，现有的软包电池组的电芯1由框架6固定，各个电芯1的框架6再通过长的连接杆和螺栓串接固定，使各个电芯1重叠固定形成软包电池组，多个电芯1及其框架6串接形成软包电池组后，再将多个软包电池组通过螺栓、连接架等等固定在电池盒内。现有的软包锂电池主要存在以下问题：1、软包电池组通过螺栓、连接架等与电池盒连接，连接架需要占用大量空间，连接形成软包锂电池体积大，不便于安装和布置；2、各个软包电池组之间固定连接需要大量螺栓和连接架，各个软包电池组固定连接不方便且会增加形成的软包锂电池的重量；3、各个软包电池组及软包电池组与电池盒之间通过连接架和螺栓连接，连接后不稳固，发生震动时易发生错位；4、由于连接架的存在，安装于电池盒内的各个软包电池组之间以及软包电池组与电池盒之间间隙大，软包电池组工作时会发热，各个间隙中的空气会形成保温层，不利于工作时散热。
发明内容
本发明旨在提供一种软包锂电池及用电设备，软包锂电池体积小，便于安装，安装完成后软包电池组连接牢固，散热性好。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的软包锂电池，包括电池盒和模块化软包电池组，所述模块化软包电池组焊接在所述电池盒内，所述模块化软包电池组外壁以及所述电池盒与所述模块化软包电池组焊接的内壁均为可焊接材料。
本发明的有益效果是：模块化软包电池组外壁和电池盒与模块化软包电池组连接的内壁均为可焊接材料，模块化软包电池组直接通过其外壁焊接在电池盒内，模块化软包电池组之间也可以通过其外壁直接焊接，无须其他连接架等结构，形成的软包锂电池体积小，便于安装，安装完成后模块化软包电池组之间以及模块化软包电池组与电池盒之间连接牢固，无连接架，模块化软包电池组之间以及模块化软包电池组与电池盒之间的间隔可减小，甚至无间隔，减小或者去掉间隙处空气形成的保温层，散热性好。
进一步的，所述模块化软包电池组包括电芯和模块壳，所述电芯固定在所述模块壳内，所述模块壳内固定有多个所述电芯，所有的所述电芯之间通过对应的极耳电连接，所述模块壳为可焊接材料。
采用上述进一步方案的有益效果是：软包电池组模块化，不同的模块化软包电池组可通过模块壳直接焊接，便于拼接，无螺栓和其他连接架，可大大减小多个模块化软包电池组拼接后的体积，便于安装和布置，多个模块化软包电池组之间直接通过焊接连接，固定稳固，不同的模块化软包电池组之间不会发生错位，通过直接焊接的方式拼接的模块化软包电池组之间的间隙小甚至无间隙，可减小间隙间的空气层对散热的影响，提高散热性能。
进一步的，还包括导热填料，所述模块壳内具有所述导热填料，所述导热填料填充所述电芯之间以及所述电芯与所述模块壳之间的间隙，所述电芯由所述导热填料固定，所述模块壳和所述电池盒均为导热材质。
采用上述进一步方案的有益效果是：电芯通过模块壳及其内的导热填料固定，模块壳和电池盒均为导热材质，电芯工作产生的热量通过导热填料、模块壳和电池盒快速散去，散热性能好，即使电池颠簸或者晃动，电芯之间也不会发生摩擦而造成磨损，电芯无须框架固定连接，可减小模块化软包电池组的体积，便于安装和布置。
进一步的，所述导热填料采用真空浸渍的方法填充于所述模块壳内。
采用上述进一步方案的有益效果是：导热填料紧实，导热填料之间、导热填料与电芯之间以及导热填料与模块壳之间无空气残留，可避免间隙中残留的空气形成保温层不利于散热，散热效果好。
进一步的，还包括汇流排，所述模块壳内的所有的所述电芯连接的所述极耳均穿出所述模块壳，所述极耳在所述模块壳外通过所述汇流排电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：方便极耳之间以及不同模块化软包电池组之间的连接，极耳穿出模块壳，可减小模块壳的体积，与之对应的导热填料用量会减少，更加节约材料且重量更轻，极耳直接连接时，多个极耳连接不便，通过汇流排连接，可轻松将多个极耳并联，连接方便。
进一步的，所述汇流排上具有通孔，所述通孔与所述极耳对应设置，所述通孔与其对应的所述极耳适配，所述极耳的一端与其对应的所述电芯连接，所述极耳的另一端插入所述汇流排上对应的所述通孔中，所述极耳和所述汇流排在所述通孔处通过激光焊连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：现汇流排与极耳的连接，多通过极耳的上端从下方穿过汇流排上的通孔后进行折弯，极耳的折弯部分压在汇流排上方，用激光焊接进行焊接，此种连接方法主要存在的问题为：1、极耳与汇流排的通孔之间留有间隙，减小了汇流排有效的过流面积；2、极耳折弯以后压在汇流排上方，由于极耳为金属材质，金属折弯后存在弹性，极耳具有回弹的趋势，极耳折弯后朝向汇流排的侧面与汇流排之间具有间隙，进行激光焊时可能由于极耳与汇流排贴紧不够而造成虚焊，焊接完成后也极耳与汇流排也易分离；3、激光从折弯后的极耳的上方向下照射极耳，使极耳与其下方的汇流排焊接，极耳与汇流排的焊缝在极耳朝向汇流排的表面，焊缝被极耳遮挡，焊接后无法通过常用的外观检测等方法检测焊接质量；本方案中，焊缝填充通孔，汇流排过流面积不会被占用，焊缝暴露于汇流排远离电芯的表面，便于通过常用的外观检测等方法检测焊接质量，极耳不折弯，无回弹力，汇流排与极耳焊接牢固，可避免虚焊。
进一步的，所述极耳远离所述电芯的端部与所述汇流排远离所述电芯的侧面齐平，所述极耳远离所述电芯的端部与所述汇流排远离所述电芯的侧面在对应的所述通孔处通过所述激光焊连接，所述激光焊焊接完成后产生的焊缝在对应的所述极耳远离所述电芯的端部，所述焊缝覆盖对应的所述通孔在所述汇流排远离所述电芯的侧面的开口。
采用上述进一步方案的有益效果是：汇流排远离电芯的侧面无极耳凸出，便于模块化软包电池组的布置，通过截短极耳的长度，可减小焊接后模块化软包电池组的高度和体积，从而可减小需要的电池盒的高度和体积，极耳远离电芯的端部与汇流排在通孔处焊接，焊接面积大，焊接后连接稳固，且便于激光照射，焊接完成后的焊缝覆盖汇流排远离电芯的侧面的开口，汇流排表面无断流面积，可保证整个汇流排的过流面积，并且利于同一观察检测整个汇流排表面的焊缝，汇流排与极耳只需进行一次焊接，不必在极耳两侧进行两次焊接，汇流排远离电芯的表面无遮挡，可同时对多个极耳进行激光焊。
进一步的，所述汇流排与所述模块壳之间留有间隙。
采用上述进一步方案的有益效果是：汇流排和极耳焊接完成后，维修和拆卸不变，在焊接时出现差错或者在使用过程中出现故障时，可将汇流排和极耳连接部分切割掉后重新使极耳残留部分与新的汇流排焊接，便于维修和故障处理。
进一步的，所述汇流排、所述汇流排上连接的所述极耳以及所述汇流排上的所述焊缝材质相同。
采用上述进一步方案的有益效果是：保证电流过流效率。
本发明公开的用电设备，包括上述的软包锂电池。
本发明的有益效果是：软包锂电池体积小，便于安装，安装完成后软包电池组连接牢固，散热性好。
附图说明
图1为现有的软包电池组的示意图；
图2为本发明的软包锂电池的实施例电池盒内部俯视图；
图3为本发明的软包电池的实施例的竖直截面图；
图4为模块化软包电池组的实施例的俯视图
图5为图4中的A-A面剖视图；
图6为图5中的B-B面剖视图；
图7为极耳与汇流排连接的实施例的截面图；
图8为汇流排的实施例的截面图；
图中：1、电芯；2、汇流排；3、通孔；4、极耳；5、焊缝；6、框架；7、模块壳；8、导热填料；9、盒体；10、盒盖；11、电池盒；12、模块化软包电池组；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1-图8所示，本发明公开的软包锂电池的实施例，包括电池盒11和模块化软包电池组12，模块化软包电池组12焊接在电池盒11内，模块化软包电池组12外壁以及电池盒11与模块化软包电池组12焊接的内壁均为可焊接材料，电池盒11内的模块化软包电池组12有多个，所有的模块化软包电池组12之间相互通过各自的外壁直接焊接，所有的模块化软包电池组12均通过其外壁与电池盒11的内壁直接焊接。
具体的，电池盒11包括盒体9和盒盖10，盒体9顶部敞口，盒盖10与盒体9顶部适配，盒盖10可开合的盖接在盒体9顶部的敞口处，可螺栓连接或者卡接，盒体9底部为可焊接材质，所有的模块化软包电池组12均在盒体 9内与盒体9底部或者侧壁直接焊接，盒体9内设备安装完成后，通过盒盖10 封盖盒体9顶部的敞口。
具体的，模块化软包电池组12包括电芯1和模块壳7，电芯1固定在模块壳7内，每个模块壳7内固定有多个电芯1，所有的电芯1之间通过对应的极耳4电连接，电芯1之间可以串联或并联，不同的模块化软包电池组12之间也通过极耳4电连接，模块壳7为可焊接材料，不同的模块化软包电池组 12之间通过模块壳7焊接，模块化软包电池组12通过模块壳7与电池盒11 焊接，模块壳7和电池盒11均为立方体，模块壳7内的电芯1相互平行重叠设置，且与模块壳7的侧面平行。
作为上述实施例的进一步方案，还包括导热填料8，模块壳7内具有导热填料8，导热填料8填充电芯1之间以及电芯1与模块壳7之间的间隙，导热填料8在模块壳7内压紧压实，所有的电芯1由导热填料8固定，模块壳7 和电池盒11均为导热材质，模块壳7和电池盒11可均为金属材质，电池盒 11的盒体9和盒盖10均可为导热性良好的金属材质，便于快速散热，导热填料8可选用现有的各种导热材质。
作为上述实施例的进一步方案，导热填料8可采用真空浸渍的方法填充于模块壳7内，保证导热填料8在模块壳7内紧实，导热填料8之间、导热填料8与电芯1之间以及导热填料8与模块壳7之间无空气残留。
作为上述实施例的进一步方案，还包括汇流排2，模块壳7内的所有的电芯1连接的极耳4均从模块壳7的同一侧穿出模块壳7，极耳4在模块壳7外通过汇流排2电连接，所有的模块化软包电池组12内的极耳4均从模块壳7 顶部穿出，不同的模块化软包电池组12之间也可通过汇流排2和极耳4电连接，汇流排2与模块壳7顶面平行。
具体的，汇流排2上具有通孔3，通孔3与极耳4对应设置，通孔3与其对应的极耳4适配，极耳4的一端与其对应的电芯1连接，极耳4的另一端插入汇流排2上对应的通孔3中，极耳4不折弯，极耳4和汇流排2在通孔3 处通过激光焊连接。
作为上述实施例的进一步方案，极耳4远离电芯1的端部与汇流排2远离电芯1的侧面齐平，极耳4远离电芯1的端部与汇流排2远离电芯1的侧面在对应的通孔3处通过激光焊连接，激光焊焊接完成后产生的焊缝5在对应的极耳4远离电芯1的端部，焊缝5覆盖对应的通孔3在汇流排2远离电芯1的侧面的开口。
作为上述实施例的进一步方案，汇流排2与模块壳7之间留有间隙，在焊接的过程中出现差错时，可将插入汇流排22通孔3内部分截断，然后使用新的汇流排2重新与截断后残留的极耳4连接。
作为上述实施例的进一步方案，同一个汇流排2及其上连接的极耳4和其上的焊缝5材质相同，在进行激光焊时，可采用本体熔焊，也可通过增加与汇流排2和极耳4材质相同的焊料的方式焊接，焊料包括但不限于纯铝丝，铝合金丝等。
作为上述实施例的进一步方案，通孔3的宽度大于对应的极耳4的厚度，通孔3的内壁与其内的极耳4的外壁之间的间隙小于激光焊焊接要求的最小间隙。
极耳4连接时，将各个极耳4插入汇流排2上对应的通孔3内，保证极耳4两侧外壁与其对应的通孔3内壁之间的间隙小于激光焊要求的最小间隙，使极耳4上端与汇流排2上表面齐平，极耳4不折弯，激光由上向下照射，照射在极耳4上端和汇流排2上表面，在极耳4上端和对应的通孔3在汇流排2上表面的开口处形成焊接熔池，通过将极耳4上端、汇流排2对应通孔3 的内壁和焊料熔化后将汇流排2上表面的开口填满，冷却后完成极耳4与汇流排2的连接，极耳4与汇流排2焊接面积大，连接稳固，需要连接的各个极耳4通过连接的共同的汇流排2完成连接。
本发明公开的用电设备的实施例，包括上述的软包锂电池，用电设备可为电动车、电站等。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种软包锂电池，其特征在于：包括电池盒(11)和模块化软包电池组(12)，所述模块化软包电池组(12)焊接在所述电池盒(11)内，所述模块化软包电池组(12)外壁以及所述电池盒(11)与所述模块化软包电池组(12)焊接的内壁均为可焊接材料。
2.根据权利要求1所述的软包锂电池，其特征在于：所述模块化软包电池组(12)包括电芯(1)和模块壳(7)，所述电芯(1)固定在所述模块壳(7)内，所述模块壳(7)内固定有多个所述电芯(1)，所有的所述电芯(1)之间通过对应的极耳(4)电连接，所述模块壳(7)为可焊接材料。
3.根据权利要求2所述的软包锂电池，其特征在于：还包括导热填料(8)，所述模块壳(7)内具有所述导热填料(8)，所述导热填料(8)填充所述电芯(1)之间以及所述电芯(1)与所述模块壳(7)之间的间隙，所述电芯(1)由所述导热填料(8)固定，所述模块壳(7)和所述电池盒(11)均为导热材质。
4.根据权利要求3所述的软包锂电池，其特征在于：所述导热填料(8)采用真空浸渍的方法填充于所述模块壳(7)内。
5.根据权利要求2所述的软包锂电池，其特征在于：还包括汇流排(2)，所述模块壳(7)内的所有的所述电芯(1)连接的所述极耳(4)均穿出所述模块壳(7)，所述极耳(4)在所述模块壳(7)外通过所述汇流排(2)电连接。
6.根据权利要求5所述的软包锂电池，其特征在于：所述汇流排(2)上具有通孔(3)，所述通孔(3)与所述极耳(4)对应设置，所述通孔(3)与其对应的所述极耳(4)适配，所述极耳(4)的一端与其对应的所述电芯(1)连接，所述极耳(4)的另一端插入所述汇流排(2)上对应的所述通孔(3)中，所述极耳(4)和所述汇流排(2)在所述通孔(3)处通过激光焊连接。
7.根据权利要求6所述的软包锂电池，其特征在于：所述极耳(4)远离所述电芯(1)的端部与所述汇流排(2)远离所述电芯(1)的侧面齐平，所述极耳(4)远离所述电芯(1)的端部与所述汇流排(2)远离所述电芯(1)的侧面在对应的所述通孔(3)处通过所述激光焊连接，所述激光焊焊接完成后产生的焊缝(5)在对应的所述极耳(4)远离所述电芯(1)的端部，所述焊缝(5)覆盖对应的所述通孔(3)在所述汇流排(2)远离所述电芯(1)的侧面的开口。
8.根据权利要求6所述的软包锂电池，其特征在于：所述汇流排(2)与所述模块壳(7)之间留有间隙。
9.根据权利要求6所述的软包锂电池，其特征在于：所述汇流排(2)、所述汇流排(2)上连接的所述极耳(4)以及所述汇流排(2)上的所述焊缝(5)材质相同。
10.一种用电设备，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的软包锂电池。
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2020
- 2020-02-25 CN CN202010117591.6A patent/CN111244354A/zh active Pending
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