CN111430610A - 锂电池包系统及其方形铝壳锂电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形铝壳锂电池模组，包括电池外壳、方形铝壳电芯，电池外壳由电池底壳、电池面板、电池侧板组成，电池面板和电池侧板安装在电池底壳上可组成方形盒体，电池侧板上设有镂空槽，方形铝壳电芯置于电池底壳内，多个方形铝壳电芯呈多列叠层设置。该方形铝壳锂电池模组内外侧电芯拥有相同的散热物理场，阻断了电芯之间的相互传热，在电芯本身配组好充放电发热接近一致的情况下，能保证方形铝壳锂电池模组内外侧电芯的温度接近一致，进而提高电芯之间充放电循环使用温度一致性，延长锂电池模组的使用寿命，保障储能、通信系统的循环寿命。本发明还公开了一种包括上述方形铝壳锂电池模组的锂电池包系统。

Description

锂电池包系统及其方形铝壳锂电池模组

技术领域

本发明涉及新能源电池制造技术领域，特别涉及一种方形铝壳锂电池模组。本发明还涉及一种包括上述方形铝壳锂电池模组的锂电池包系统。

背景技术

随着国内外新能源领域政策的引导推动，锂电池在储能、通信等方向的技术创新迅速发展，对于锂电池的技术研究逐步加深，锂离子电池产业化急速提升，锂电池应用客户端要求也越来越高。在锂电池应用中，电芯的一致性控制是电芯成组的关键技术，其中一致性控制也包括两个方面：一是锂电池基础性能配组的一致性，包括容量、电压、内阻、自放电等；二是电芯使用环境的一致性控制，其中最为重要的就是充放电温度的一致性。

目前，在储能、通信系统的应用中，方形铝壳锂电池是主流应用，在现有的方形铝壳储能系统锂电池包、方形铝壳通信系统锂电池包设计中，散热方式一般都采用方形铝壳金属外表面进行散热，但是在其成组设计中，由于锂电池模组内外电芯与外界的接触面积不一致，其散热条件也就不一致，锂电池模组内部电芯温度要高于锂电池模组外侧电芯温度，导致电芯之间的温度差异，从而影响锂电池组的一致性，进而影响系统的循环寿命。

综上所述，如何解决现有技术中的方形铝壳锂电池模组内外侧各电芯之间温度一致性差的问题，保障储能、通信系统的循环寿命，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种方形铝壳锂电池模组，解决现有技术中的方形铝壳锂电池模组内外侧各电芯之间温度一致性差的问题，保障储能、通信系统的循环寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述方形铝壳锂电池模组的锂电池包系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种方形铝壳锂电池模组，包括电池外壳、方形铝壳电芯，其特征在于，所述电池外壳由电池底壳、电池面板、电池侧板组成，所述电池面板和所述电池侧板安装在所述电池底壳上可组成方形盒体，所述电池侧板上设有镂空槽，所述方形铝壳电芯置于所述电池底壳内，多个所述方形铝壳电芯呈多列叠层设置，所述方形铝壳电芯外侧围设的环氧树脂板将多列所述方形铝壳电芯互相隔开，每个所述方形铝壳电芯的两个侧面均贴附有电芯隔热层，所述方形铝壳电芯的顶部粘贴有电芯绝缘纸，所述电芯绝缘纸上设有供所述方形铝壳电芯的极柱伸出的通孔，所述方形铝壳电芯和所述电芯绝缘纸上设置有电芯压条，所述电芯压条通过螺栓与所述电池底壳连接，将所述方形铝壳电芯紧固安装在所述电池底壳中，模组串并联连接排将多个所述方形铝壳电芯的所述极柱进行固定连接，所述模组串并联连接排上贴附有导热绝缘垫，所述导热绝缘垫的另一面上贴合有散热板，所述散热板通过固定螺丝紧固安装在所述电池底壳内设置的多根固定柱上。

优选的，所述方形铝壳电芯的结构为叠片式结构和/或巻绕式结构。

优选的，所述电芯隔热层为泡棉、塑料泡沫、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板、二氧化硅气凝胶材质中的一种。

优选的，所述模组串并联连接排为铝合金、铝、铜材质中的一种。

优选的，所述导热绝缘垫为导热硅胶垫。

优选的，所述散热板为铝合金、铝、铁、铜材质中的一种。

本发明还提供一种锂电池包系统，包括锂电池模组、电池管理系统、热管理系统，所述锂电池模组为如上述任一项所述的方形铝壳锂电池模组。

本发明提供的方形铝壳锂电池模组，改变了传统方形铝壳锂电池模组的散热通道设计，在每个方形铝壳电芯的两侧面均贴附有电芯隔热层，通过方形铝壳电芯的极柱进行散热，将电池充放电产生的热量由电池极柱导出至模组串并联连接排，再通过其上压合的导热绝缘垫导出至散热板上，并由散热板散出至外部空气。方形铝壳锂电池模组内外侧电芯拥有相同的散热物理场，阻断了电芯之间的相互传热，在电芯本身配组好充放电发热接近一致的情况下，能保证方形铝壳锂电池模组内外侧电芯的温度接近一致，进而提高电芯之间充放电循环使用温度一致性，延长锂电池模组的使用寿命，保障储能、通信系统的循环寿命。

本发明还提供一种包括上述方形铝壳锂电池模组的锂电池包系统，由于上述方形铝壳锂电池模组具有上述技术效果，上述锂电池包系统也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，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为本申请实施例公开的方形铝壳锂电池模组的爆炸图。

图2为本申请实施例公开的方形铝壳锂电池模组拆除电池面板和散热板后的结构示意图。

图3为本申请实施例公开的图2中A处局部放大图。

图4为本申请实施例公开的方形铝壳锂电池模组剖面图。

图5为本申请实施例公开的图4中B处局部放大图。

图中，10. 方形铝壳电芯，11. 极柱，20. 电芯隔热层，30. 电芯绝缘纸，40. 模组串并联连接排，50. 导热绝缘垫，60. 散热板，61. 固定螺丝，70. 环氧树脂板，80. 电池外壳，81. 电池底壳，82. 电池面板，90. 电芯压条，811. 电池侧板，812. 镂空槽，813. 固定柱。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或锂电池领域使用的常规纯度。

本发明提供了一种方形铝壳锂电池模组，包括电池外壳、方形铝壳电芯，其特征在于，所述电池外壳由电池底壳、电池面板、电池侧板组成，所述电池面板和所述电池侧板安装在所述电池底壳上可组成方形盒体，所述电池侧板上设有镂空槽，所述方形铝壳电芯置于所述电池底壳内，多个所述方形铝壳电芯呈多列叠层设置，所述方形铝壳电芯外侧围设的环氧树脂板将多列所述方形铝壳电芯互相隔开，每个所述方形铝壳电芯的两个侧面均贴附有电芯隔热层，所述方形铝壳电芯的顶部粘贴有电芯绝缘纸，所述电芯绝缘纸上设有供所述方形铝壳电芯的极柱伸出的通孔，所述方形铝壳电芯和所述电芯绝缘纸上设置有电芯压条，所述电芯压条通过螺栓与所述电池底壳连接，将所述方形铝壳电芯紧固安装在所述电池底壳中，模组串并联连接排将多个所述方形铝壳电芯的所述极柱进行固定连接，所述模组串并联连接排上贴附有导热绝缘垫，所述导热绝缘垫的另一面上贴合有散热板，所述散热板通过固定螺丝紧固安装在所述电池底壳内设置的多根固定柱上。

本发明对所述方形铝壳电芯的结构没有特别限制，以本领域技术人员熟知的方形铝壳电芯结构即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述方形铝壳电芯优选为叠片式结构。

本发明对所述电芯隔热层的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的电芯隔热层材质即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述电芯隔热层优选为泡棉、塑料泡沫、超细玻璃棉、高硅氧棉材质中的一种，更优选为泡棉、超细玻璃棉材质中的一种，最优选为泡棉材质。

本发明对所述模组串并联连接排的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的模组串并联连接排材质即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述模组串并联连接排优选为铝、铜材质中的一种，更优选为铝材质。

本发明对所述导热绝缘垫的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的导热绝缘垫即可，本发明所述导热绝缘垫优选为导热硅胶垫。

本发明对所述散热板的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的散热板材质即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述散热板优选为铝、铁、铜材质中的一种，更优选为铝、铜材质中的一种，最优选为铝材质。

本发明还提供一种锂电池包系统，包括锂电池模组、电池管理系统、热管理系统，所述锂电池模组为如上述任一项所述的方形铝壳锂电池模组。

本发明上述步骤提供了一种锂电池包系统及其方形铝壳锂电池模组。本发明提供的方形铝壳锂电池模组，改变了传统方形铝壳锂电池模组的散热通道设计，在每个方形铝壳电芯的两侧面均贴附有电芯隔热层，通过方形铝壳电芯的极柱进行散热，将电池充放电产生的热量由电池极柱导出至模组串并联连接排，再通过其上压合的导热绝缘垫导出至散热板上，并由散热板散出至外部空气。方形铝壳锂电池模组内外侧电芯拥有相同的散热物理场，阻断了电芯之间的相互传热，在电芯本身配组好充放电发热接近一致的情况下，能保证方形铝壳锂电池模组内外侧电芯的温度接近一致，进而提高电芯之间充放电循环使用温度一致性，延长锂电池模组的使用寿命，保障储能、通信系统的循环寿命。本发明还提供一种包括上述方形铝壳锂电池模组的锂电池包系统，由于上述方形铝壳锂电池模组具有上述技术效果，上述锂电池包系统也应具有同样的技术效果。

为了进一步说明本发明，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，所描述的实施例仅仅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。

参见图1至图5，一种本申请实施例的方形铝壳锂电池模组，该方形铝壳锂电池模组主要包括方形铝壳电芯（10）、电芯隔热层（20）、电芯绝缘纸（30）、模组串并联连接排（40）、导热绝缘垫（50）和散热板（60）。其中，方形铝壳电芯（10）的数量为多个，且多个方形铝壳电芯（10）呈多列叠层设置；电芯隔热层（20）贴附于方形铝壳电芯（10）的侧面，并且每一个方形铝壳电芯（10）的两个侧面均贴附有电芯隔热层（20）；电芯绝缘纸（30）粘贴在方形铝壳电芯（10）的顶部，起到绝缘防护作用，避免方形铝壳电芯（10）之间出现短路，该电芯绝缘纸（30）上设置有多个通孔，该多个通孔对应于方形铝壳电芯（10）的极柱（11）设置，极柱（11）从通孔中伸出；模组串并联连接排（40）通过螺钉锁紧固定在极柱（11）上，将多个方形铝壳电芯（10）进行串并联连接；导热绝缘垫（50）贴附于模组串并联连接排（40）上；散热板（60）压紧贴合在导热绝缘垫（50）的另一面。

参见图1和图2，在本实施例中，方形铝壳电池模组包括一个电池外壳（80），该电池外壳（80）由电池底壳（81）、电池面板（82）、电池侧板（811）组成。电池面板（82）和电池侧板（811）安装在电池底壳（81）上可组成方形盒体，电池侧板（811）上设有镂空槽（812），方形铝壳电芯（10）置于电池底壳（81）内，多个方形铝壳电芯（10）呈多列叠层设置。如此设置，方便拆装和维护方形铝壳电池模组，同时电池侧板（811）上设置的多个镂空槽（812）也提高了方形铝壳电池模组的散热性能。

参见图1，在本实施例中，方形铝壳电池模组还包括一个环氧树脂板（70），该环氧树脂板（70）包围设置在整体的方形铝壳电芯（10）的外侧，且在相邻列的方形铝壳电芯（10）之间设置有环氧树脂隔板，将多列方形铝壳电芯（10）互相隔开。如此设置，将多个方形铝壳电芯（10）组合形成一个整体，环氧树脂板（70）起到支撑和绝缘的作用。

参见图1至图5，在本实施例中，该方形铝壳电池模组还包括多根电芯压条（90），该电芯压条（90）压紧设置在方形铝壳电芯（10）和电芯绝缘纸（30）上，每一个方形铝壳电芯（10）均对应设置一根电芯压条（90），且电芯压条（90）通过螺栓与电池底壳（81）连接，将方形铝壳电芯（10）紧固安装在电池底壳（81）中。如此设置，可使方形铝壳电芯（10）与电池底壳（81）之间连接更加稳固，避免在使用过程中方形铝壳电芯（10）在电池底壳（81）内发生晃动。

参见图1，在本实施例中，电池底壳（81）内还设置有多根固定柱（813），散热板（60）通过固定螺丝（61）紧固安装在该固定柱（813）上，使得散热板（60）与导热绝缘垫（50）压紧贴合设置。

上述的方形铝壳锂电池模组，改变了传统方形铝壳锂电池模组的散热通道设计，在每个方形铝壳电芯（10）的两侧面均贴附有电芯隔热层（20），通过方形铝壳电芯（10）的极柱（11）进行散热，将电池充放电产生的热量由电池极柱（11）导出至模组串并联连接排（40），再通过其上压合的导热绝缘垫（50）导出至散热板（60）上，并由散热板（60）散出至外部空气。方形铝壳锂电池模组内外侧电芯拥有相同的散热物理场，阻断了电芯之间的相互传热，在电芯本身配组好充放电发热接近一致的情况下，能保证方形铝壳锂电池模组内外侧电芯的温度接近一致，进而提高电芯之间充放电循环使用温度一致性，延长锂电池模组的使用寿命，保障储能、通信系统的循环寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种方形铝壳锂电池模组，包括电池外壳、方形铝壳电芯，其特征在于，所述电池外壳由电池底壳、电池面板、电池侧板组成，所述电池面板和所述电池侧板安装在所述电池底壳上可组成方形盒体，所述电池侧板上设有镂空槽，所述方形铝壳电芯置于所述电池底壳内，多个所述方形铝壳电芯呈多列叠层设置，所述方形铝壳电芯外侧围设的环氧树脂板将多列所述方形铝壳电芯互相隔开，每个所述方形铝壳电芯的两个侧面均贴附有电芯隔热层，所述方形铝壳电芯的顶部粘贴有电芯绝缘纸，所述电芯绝缘纸上设有供所述方形铝壳电芯的极柱伸出的通孔，所述方形铝壳电芯和所述电芯绝缘纸上设置有电芯压条，所述电芯压条通过螺栓与所述电池底壳连接，将所述方形铝壳电芯紧固安装在所述电池底壳中，模组串并联连接排将多个所述方形铝壳电芯的所述极柱进行固定连接，所述模组串并联连接排上贴附有导热绝缘垫，所述导热绝缘垫的另一面上贴合有散热板，所述散热板通过固定螺丝紧固安装在所述电池底壳内设置的多根固定柱上。

2.根据权利要求1所述的方形铝壳锂电池模组，其特征在于，所述方形铝壳电芯的结构为叠片式结构和/或巻绕式结构。

3.根据权利要求1所述的方形铝壳锂电池模组，其特征在于，所述电芯隔热层为泡棉、塑料泡沫、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板、二氧化硅气凝胶材质中的一种。

4.根据权利要求1所述的方形铝壳锂电池模组，其特征在于，所述模组串并联连接排为铝合金、铝、铜材质中的一种。

5.根据权利要求1所述的方形铝壳锂电池模组，其特征在于，所述导热绝缘垫为导热硅胶垫。

6.根据权利要求1所述的方形铝壳锂电池模组，其特征在于，所述散热板为铝合金、铝、铁或铜材质中的一种。

7.一种锂电池包系统，包括锂电池模组、电池管理系统、热管理系统，其特征在于，所述锂电池模组为如权利要求1-6中任一项所述的方形铝壳锂电池模组。

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