CN111341985A - 电池盖板以及包含该电池盖板的电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电池盖板，由串联连接的第一电池和第二电池共用，该电池盖板包括依次电连接的负极内引出端子、端板和正极内引出端子，所述负极内引出端子与所述第一电池的极芯的负极电连接，所述正极内引出端子与所述第二电池的极芯的正极电连接，所述端板与所述第一电池的壳体密封连接，也同时与所述第二电池的壳体密封连接。本发明还涉及包含该电池盖板的电池系统。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池盖板以及包含该电池盖板的电池系统。
背景技术
随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的电子设备选择可以充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等。但在大功率电池应用领域，例如新能源汽车和储能领域，往往需要许多单体电池串联或并联起来使用，同时也对电池成本提出了很高的要求。
以降低成本作为出发点，可以考虑提高电池系统的空间利用率和能量密度。目前许多业界人士致力于改进电池结构，但是基本都是基于单个电池本身去进行考虑，单个电池内部结构的改进对提高整个电池系统的空间利用率和重量能量密度作用有限。针对目前仍然存在的空间利用率低、能量密度低的问题，有必要从电池系统层面去考虑电池的结构设计，对单体电池的连接结构作出改进。
发明内容
针对目前电池系统空间利用率较低、能量密度低的问题，本发明提供如下解决方案。
一方面，本发明提供一种电池盖板，由串联连接的第一电池和第二电池共用，其特征在于，所述电池盖板包括依次电连接的负极内引出端子、端板和正极内引出端子，所述负极内引出端子与所述第一电池的极芯的负极电连接，所述正极内引出端子与所述第二电池的极芯的正极电连接，所述端板与所述第一电池的壳体密封连接，也同时与所述第二电池的壳体密封连接。
本发明的电池盖板的有益效果在于：所述电池盖板的负极内引出端子与第一电池的极芯的负极电连接，所述电池盖板的正极内引出端子与第二电池的极芯的正极电连接，所述电池盖板的端板与所述第一电池的壳体密封连接，也同时与所述第二电池的壳体密封连接，这样，所述电池盖板为所述第一电池与所述第二电池共用，与常规的电池盖板仅用于一个单体电池相比，本发明的电池盖板为相邻的两个单体电池共用，使两个单体电池串联的结构更加紧凑。
进一步地，所述端板可以包括依次电连接的第一端板、端板连接件和第二端板，所述第一端板与所述第一电池的壳体密封连接，所述第二端板与所述第二电池的壳体密封连接。这样设置两个端板的有益效果在于，第一端板与第二端板之间，即端板连接件处，可以提供一定的空间，用来容纳电池系统所需要的各种部件，例如固定元件、各种采样布线、液冷系统的冷却管道、以及电池系统的托盘的中间加强梁，从而提高电池系统的抗振动和冲击的能力。
进一步地，所述负极内引出端子与所述第一电池的极芯的负极的电连接，以及所述正极内引出端子与所述第二电池的极芯的正极的电连接，可以采用激光焊接、超声焊接或电阻焊接。
进一步地，所述端板与所述第一电池的壳体，以及所述端板与所述第二电池的壳体的密封连接可以采用焊接或热熔工艺。
进一步地，所述负极内引出端子和所述正极内引出端子是由金属材料制成。优选地，所述负极内引出端子包括铜材料，所述正极内引出端子包括铝材料。
进一步地，所述端板是由铝、钢和塑料中的一种或多种制成。
进一步地，所述第一电池的壳体和所述第二电池的壳体是由铝、钢、塑料和铝塑复合膜中的一种或多种制成。
进一步地，所述电池盖板还可以包括防爆阀、注液孔、采样装置和断流装置中的一种或多种。上述列举的防爆阀、注液孔、采样装置和断流装置是电池系统中的常见部件，将这些部件集成在本发明的电池盖板中，可以使电池系统的设计更加紧凑。
进一步地，所述第一电池和所述第二电池是锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池或铅酸电池。
另一方面，本发明提供一种电池系统，包括串联连接的第一电池和第二电池，以及如上所述的任意一种电池盖板。
本发明的电池系统的有益效果在于：所述电池系统包括串联连接的第一电池和第二电池，以及本发明的电池盖板，其中，所述电池盖板由第一电池和第二电池共用，这样的设计可以使电池系统的结构更加紧凑，降低了整个电池系统的重量和体积，提高了电池系统空间利用率，以及体积能量密度和重量能量密度。
附图说明
附图以及下面的详细描述用于帮助理解本发明的特征和优点。
图1所示为依据本发明一个实施例的电池盖板100的示意图；
图2所示为依据本发明另一个实施例的电池盖板110的示意图；
图3所示为依据本发明一个实施例的电池系统的拆分示意图；
图4所示为图3所示的电池系统装配后示意图；
图5所示为依据本发明另一个实施例的电池系统的装配后示意图。
具体实施方式
除非本申请中清楚地另行定义，所用到的科学和技术术语的含义为本申请所述技术领域的技术人员通常所理解的含义。本申请中使用的“包括”、“包含”、“具有”或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。
本申请中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”、“左右”等修饰一个数值，意为本发明不限于所述精确数值。在某些实施例中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。本发明中的数值范围可以合并及/或互换，除非另行清楚说明，数值范围包括其所涵盖的所有数值子范围。
在说明书和权利要求中，除非清楚地另行指出，所有项目的单复数不加以限制。本申请说明书及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的材料或实施例等。
除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。
本说明书中提及“一些实施例”等，表示所述与本发明相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其它实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以以任何适当的方式结合。
以下结合附图说明本发明的实施方式。图1所示为依据本发明一个实施例的电池盖板100的示意图，其包括依次电连接的负极内引出端子103、端板101和正极内引出端子105。其中，负极内引出端子103和正极内引出端子105是由金属材料制成的，在某些实施例中，负极内引出端子103包括铜材料，正极内引出端子105包括铝材料。端板101是由铝、钢和塑料中的一种或多种制成的。负极内引出端子103和正极内引出端子105与端板101的连接可以通过焊接连接，也可以通过铆接，或者利用注塑件直接连接在一起。
图2所示为依据本发明另一个实施例的电池盖板110的示意图，其包括依次电连接的负极内引出端子113、第一端板111、第一端板与第二端板的连接件117、第二端板112，以及正极内引出端子115。与图1所示的电池盖板100相比，电池盖板110具有两个端板，能够分别作为两个相邻的单体电池的盖板。第一端板与第二端板的连接件117采用铝材质或者铜材质材料制成。虽然与图1所示的电池盖板相比，如图2所示的电池盖板会占用更多的空间，但第一端板111与第二端板112之间的空间可以在电池系统的设计中用于提供固定位置或者各种采样布线、液冷系统的冷却管道空间，也可以为电池系统的托盘提供中间加强梁的空间，提高抗振动和冲击的能力。在某些实施例中，连接件117可以弯曲，从而使两个电池的连接具有灵活性。
图3和图4所示分别为依据本发明一个实施例的电池系统的拆分示意图和装配后示意图。电池系统一般包括数个串联和/或并联的单体电池，在本实施例中，只展示两个串联的单体电池：第一电池210(左侧)与第二电池220(右侧)。
如图3所示，该电池系统采用了三个电池盖板：正极盖板300、本发明实施例的图1所示的电池盖板100，以及负极盖板400。其中，正极盖板300和负极盖板400为本领域现有技术的常见盖板。电池盖板100位于第一电池210与第二电池220之间，第一电池210与第二电池220共用电池盖板100。如上所述，电池盖板100包括依次电连接的负极内引出端子103、端板101和正极内引出端子105。
除了共用的电池盖板100以外，第一电池包括正极盖板300、正极连接片213、极芯211、负极连接片215，以及壳体217。其中，正极盖板300包括依次电连接的正极外引出端子303、端板301以及正极内引出端子305；极芯211是由正极片、负极片加隔膜组合而成，例如，由正极片、隔膜、负极片依次多层堆叠而成，或者，由正极片、隔膜、负极片层叠后围绕卷绕轴线卷绕而成，极芯211的两端有正极片和负极片的引出端：正极连接片213和负极连接片215；壳体217与正极盖板300的端板301、电池盖板100的端板101密封连接后，将极芯211包裹起来，形成第一电池。
第二电池与第一电池类似，除了共用的电池盖板100以外，第二电池包括负极盖板400、极芯221、正极连接片223、负极连接片225，以及壳体227。其中，负极盖板400包括依次电连接的负极内引出端子403、端板401以及负极外引出端子405；极芯221是由正极片、负极片加隔膜组合而成，例如，由正极片、隔膜、负极片依次多层堆叠而成，或者，由正极片、隔膜、负极片层叠后围绕卷绕轴线卷绕而成，极芯221的两端有正极片和负极片的引出端：正极连接片223和负极连接片225；壳体227与负极盖板400的端板401、电池盖板100的端板101密封连接后，将极芯221包裹起来，形成第二电池。
第一电池210的壳体217和第二电池220的壳体227，用于容纳极芯以及电解液。在材质上，可以是由铝、钢、塑料和铝塑复合膜中的一种或多种制成的，在某一实施例中，壳体217、227采用铝制成。在形状上，可采用任何可行的形状，例如圆柱体、立方体形等，端板301和端板101的形状与壳体217、227的横截面或底面的形状相适应。
将图3所示的部件在装配时，正极盖板300的正极内引出端子305与第一电池的正极连接片213电连接，第一电池的负极连接片215与共用盖板100的负极内引出端子103电连接，共用电池盖板100的正极内引出端子105与第二电池的正极连接片223电连接，第二电池的负极连接片225与负极盖板400的负极内引出端子电连接，同时，正极盖板300、共用盖板100和负极盖板400的端板与两个电池的壳体密封连接。最后，向第一电池210和第二电池220中注入相应的电解液，并对注液孔进行密封，完成本实施例电池系统的装配，形成串联的第一电池210和第二电池220。装配完成后的串联的第一电池210和第二电池220的示意图如图4所示。由于第一电池210和第二电池220共用一个电池盖板100，减少了结构件的使用数量，图4所示的电池系统结构更紧凑，空间更节省，有利于提高电池系统的能量密度。
在本发明某些实施例中，上述装配过程中的各种电连接，包括电池盖板100的负极内引出端子103与第一电池210的极芯的负极连接片215的电连接，以及电池盖板100的正极内引出端子105与第二电池220的极芯的正极连接片223的电连接，是采用激光焊接、超声焊接或电阻焊接的方式，优选地，采用激光焊接。
在本发明某些实施例中，电池系统装配时，电池盖板100的端板101与第一电池210的壳体217的密封连接，以及端板101与第二电池220的壳体227的密封连接，是采用焊接(例如激光焊接)或热熔工艺。
本发明实施例的电池盖板100也可以用于两个以上单体电池的串联。如图5所示的电池系统，包括串联的三个单体电池210、220、230，每两个相邻的单体电池共用一个本发明实施例的电池盖板100。
本发明实施例的电池盖板还可以包括防爆阀、注液孔、采样装置和断流装置中的一种或多种。
本发明实施例中所提到的单体电池，例如第一电池210、第二电池220和第三电池230，可以是锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池或铅酸电池。
以上所公开的电池盖板以及包含该电池盖板的电池系统仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种电池盖板，由串联连接的第一电池和第二电池共用，其特征在于，所述电池盖板包括依次电连接的负极内引出端子、端板和正极内引出端子，所述负极内引出端子与所述第一电池的极芯的负极电连接，所述正极内引出端子与所述第二电池的极芯的正极电连接，所述端板与所述第一电池的壳体密封连接，也同时与所述第二电池的壳体密封连接。
2.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述端板包括依次电连接的第一端板、端板连接件和第二端板，所述第一端板与所述第一电池的壳体密封连接，所述第二端板与所述第二电池的壳体密封连接。
3.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述负极内引出端子与所述第一电池的极芯的负极的电连接，以及所述正极内引出端子与所述第二电池的极芯的正极的电连接，是采用激光焊接、超声焊接或电阻焊接。
4.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述端板与所述第一电池的壳体，以及所述端板与所述第二电池的壳体的密封连接，是采用焊接或热熔工艺。
5.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述负极内引出端子和所述正极内引出端子是由金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述负极内引出端子包括铜材料，所述正极内引出端子包括铝材料。
7.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述端板是由铝、钢和塑料中的一种或多种制成。
8.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述第一电池的壳体和所述第二电池的壳体是由铝、钢、塑料和铝塑复合膜中的一种或多种制成。
9.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述电池盖板还包括防爆阀、注液孔、采样装置和断流装置中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的电池盖板，其中，所述第一电池和所述第二电池是锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池或铅酸电池。
11.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括串联连接的第一电池和第二电池，以及如权利要求1至10中任意一项所述的电池盖板。
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