CN111769245A - 一种电芯串并联的电池及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池的技术领域，具体涉及一种电芯串并联的电池，包括若干个沿相同方向依次串联的电芯组(1)，相邻的所述电芯组(1)之间设置有用于分隔所述电芯组(1)的导电隔板(2)，相邻的所述电芯组(1)通过所述导电隔板(2)串联连接，每个所述电芯组(1)包括若干个沿相同方向依次串联或并联的电芯(3)，相邻的所述电芯(3)均设置有极性相异的极耳(4)，相邻的所述电芯(3)的所述极耳(4)互相连接。本发明兼顾电芯串联和并联的连接方式，能够提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，有助于提高电池的质量。此外，本发明还公开了一种电池模组。
Description
技术领域
本发明属于电池的技术领域，具体涉及一种电芯串并联的电池及电池模组。
背景技术
如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。电芯能量密度的要求越来越高，在化学体系相近的情况下，提升单体电芯容量是一种有效的方式，单体电芯通过增加壳体尺寸达到提升容量的目的，由于乘用车高度有限，提升电芯壳体尺寸一般通过增加厚度但电芯散热性能变差，循环性能变差。因此通过增加电芯长度，是一种有效的方式。
但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：电芯只采用串联的连接方式，导致电压过高，造成电解液分解。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯串并联的电池，兼顾电芯串联和并联的连接方式，能够提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，有助于提高电池的质量。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电芯串并联的电池，包括若干个沿相同方向依次串联的电芯组，相邻的所述电芯组之间设置有用于分隔所述电芯组的导电隔板，相邻的所述电芯组通过所述导电隔板串联连接，每个所述电芯组包括若干个沿相同方向依次串联或并联的电芯，相邻的所述电芯均设置有极性相异的极耳，相邻的所述电芯的所述极耳互相连接。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯组与所述导电隔板对应的一端设置所述极耳，所述极耳与所述导电隔板电连接。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述极耳包括正极耳和负极耳，相邻的所述电芯组通过所述正极耳或所述负极耳相连。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯的两侧均设置所述正极耳和所述负极耳，相邻的所述电芯的所述正极耳和所述负极耳按相同极性对应连接。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯的单侧设置所述极耳，相邻的所述电芯的所述极耳之间的固定连接方式包括焊接、铆接或磁性连接。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯组的端部形成有总电极。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯串并联的电池还包括壳体，所述导电隔板通过焊接固定于所述壳体，用于在所述壳体内部形成多个密封腔。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述壳体的长度大于或等于若干个所述电芯组的总长度。
作为本发明所述的一种电芯串并联的电池的一种改进，所述电芯组的数量为1-100组，所述电芯的数量为1-100个，所述电芯的每侧极耳的数量为1-100个。
本发明的目的之二在于提供一种电池模组，包括上述的电芯串并联的电池。
本发明的有益效果在于，本发明包括若干个沿相同方向依次串联的电芯组，相邻的所述电芯组之间设置有用于分隔所述电芯组的导电隔板，相邻的所述电芯组通过所述导电隔板串联连接，每个所述电芯组包括若干个沿相同方向依次串联或并联的电芯，相邻的所述电芯均设置有极性相异的极耳，相邻的所述电芯的所述极耳互相连接。由于现有的电芯只采用串联的连接方式，导致电压过高，造成电解液分解，因此，在电芯组之间增加导电隔板，导电隔板不仅能够防止电解液在壳体形成离子通路，避免电解液在高电压下分解，还能在其中一个密封腔内的电芯发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率，其中，相邻的电芯组通过导电隔板串联连接，使得若干个电芯组形成依次串联的结构，即，导电隔板的一侧连接其中一个电芯组，导电隔板的另一侧连接另一个电芯组；相邻的电芯均设置有极性相异的极耳，形成串联或并联结构，此外，导电隔板本身具有导电性，省去了在导电隔板内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体腔形成离子通路。本发明兼顾电芯串联和并联的连接方式，能够提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，有助于提高电池的质量。
附图说明
图1为本发明的实施方式一的结构示意图。
图2为本发明的实施方式一的内部示意图。
图3为本发明的的实施方式一的电芯的结构示意图。
图4为本发明的实施方式二的内部示意图。
图5为本发明的实施方式三的内部示意图。
其中：1-电芯组；2-导电隔板；3-电芯；4-极耳；41-正极耳；42-负极耳；5-总电极；6-壳体。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
以下结合附图1～5对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施方式一
如图1～3所示，一种电芯串并联的电池，包括若干个沿相同方向依次串联的电芯组1，相邻的电芯组1之间设置有用于分隔电芯组1的导电隔板2，相邻的电芯组1通过导电隔板2串联连接，每个电芯组1包括若干个沿相同方向依次串联或并联的电芯3，相邻的电芯3均设置有极性相异的极耳4，相邻的电芯3的极耳4互相连接。由于现有的电芯只采用串联的连接方式，导致电压过高，造成电解液分解，因此，在电芯组之间增加导电隔板2，导电隔板2不仅能够防止电解液在壳体6形成离子通路，避免电解液在高电压下分解，还能在其中一个密封腔内的电芯发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率，其中，相邻的电芯组1通过导电隔板2串联连接，使得若干个电芯组1形成依次串联的结构，即，导电隔板2的一侧连接其中一个电芯组1，导电隔板2的另一侧连接另一个电芯组1；相邻的电芯3均设置有极性相异的极耳4，形成串联或并联结构，当并联时，其中一个电芯3的侧部均设置极性相异的两种极耳4，两个电芯3的相对应侧部也设置有极性相异的两种极耳4，两种极耳4按相同极性对应连接；此外，导电隔板2本身具有导电性，省去了在导电隔板2内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体6腔形成离子通路。
电芯组1与导电隔板2对应的一端设置极耳4，极耳4与导电隔板2电连接，极耳4包括正极耳41和负极耳42，相邻的电芯组1通过正极耳41或负极耳42相连。于本实施方式中，其中一个电芯组1与导电隔板2对应的端部设置正极耳41和负极耳42，另一个电芯组1与导电隔板2对应的一端设置正极耳41和负极耳42，两个电芯组1可通过两个正极耳41电连接形成串联结构，并将两个电芯1上闲置的正极耳41或负极耳42设置绝缘结构，又或将该极耳4切除，有助于降低电芯3上闲置的极耳4发生短路的概率，从而提高电池的安全性能，其中，绝缘结构包括但不限于贴结缘胶纸、或在极耳4套上绝缘套。
电芯3的两侧均设置正极耳41和负极耳42，相邻的电芯3的正极耳41和负极耳42按相同极性对应连接。相邻的电芯3的两侧均设置正极耳41和负极耳42，其中一个电芯3的正极耳41和另一个电芯3的正极耳41连接，其中一个电芯3的负极耳42和另一个电芯3的负极耳42连接，使得两种极耳4按相同极性对应连接，形成并联结构。
电芯组1的端部形成有总电极5。总电极5包括正总电极5和负总电极5，分别设置在电池的一侧或两侧，两个总电极5还可设在电池的同一侧，有利于减少模组或电池包装配空间，提升空间利用率；为了避免正、负总电极5短路，负总电极5与壳体6绝缘连接，包括但不限于在位于电池两个端面的盖板与壳体6之间设置绝缘部，并在盖板设置负总电极5贯穿孔，使得负总电极5直接与极耳4电连接，此外，正总电极5和壳体6之间可根据实际电池设计，采用绝缘连接或电连接，满足避免正、负总电极5短路即可。
电芯串并联的电池还包括壳体6，导电隔板2通过焊接固定于壳体6，用于在壳体6内部形成多个密封腔。导电隔板2采用金属板状结构，通过焊接固定于壳体6内，相比绝缘板固定在壳体6内，壳体6和导电隔板2均为金属材质，壳体6和导电隔板2的焊接后的机械强度更高，即，壳体6和导电隔板2之间的稳固性更好，同时，采用焊接的固定方式，导电隔板2在受压后不易发生移位或产生缝隙，有助于提高密封腔的密封性。
本发明的工作原理是：
在电芯组之间增加导电隔板2，导电隔板2不仅能够防止电解液在壳体6形成离子通路，避免电解液在高电压下分解，还能在其中一个密封腔内的电芯发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率，其中，相邻的电芯组1通过导电隔板2串联连接，使得若干个电芯组1形成依次串联的结构；其中一个电芯组1与导电隔板2对应的端部设置正极耳41和负极耳42，另一个电芯组1与导电隔板2对应的一端设置正极耳41和负极耳42，两个电芯组1可通过两个正极耳41电连接形成串联结构，也可通过两个负极耳42连接形成串联结构；在同一个电芯组1内，相邻的电芯3的两侧均设置正极耳41和负极耳42，其中一个电芯3的正极耳41和另一个电芯3的正极耳41连接，其中一个电芯3的负极耳42和另一个电芯3的负极耳42连接，使得两种极耳4按相同极性对应连接，形成并联结构。兼顾电芯串联和并联的连接方式，能够提升电芯容量，有助于提高电池的质量。
实施方式二
如图4所示，与实施方式一不同的是：两个电芯组1通过两个负极耳42连接形成串联结构，并将两个电芯1上闲置的正极耳41或负极耳42设置绝缘结构，又或将该极耳4切除，有助于降低电芯3上闲置的极耳4发生短路的概率，从而提高电池的安全性能，其中，绝缘结构包括但不限于贴结缘胶纸、或在极耳4套上绝缘套。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式三
如图5所示，与实施方式一不同的是：本实施方式的电芯3为卷绕结构或叠片结构，电芯3的单侧设置极耳4，相邻的电芯3的极耳4之间的固定连接方式包括焊接、铆接或磁性连接，壳体6的长度大于或等于若干个电芯组1的总长度。根据实际电池的结构和型号，可选择卷绕结构或叠片结构的电芯3组装成电池；电芯3的单侧设置极耳4，省去了后期对极耳4进行切割或设置绝缘结构，有助于提高生产效率，还避免闲置的极耳4在使用中发生短路的概率，有助于提高电池的安全性；为了提高相邻的电芯3的极耳4之间的稳固性，相邻的电芯3上的极耳4通过焊接、铆接或磁性连接进行固定连接，其中，磁性连接是在电芯3上的极耳4上安装磁铁，以提高相邻的电芯3的极耳4之间的稳固性，确保相邻的电芯3的极耳4的相对位置不改变，降低电芯3之间发生短路或短路的概率；壳体6采用一体式或分体式结构，使得壳体6的整体长度大于或等于电芯组1整体的长度，壳体6的两侧设置有开口，便于将电芯组1放置到壳体6内，然后用盖板焊接于开口，用于密封壳体6，防止电解液泄露。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式四
与实施方式一不同的是：本实施方式的电芯组1的数量为1-100组，电芯3的数量为1-100个，电芯3的每侧极耳4的数量为1-100个。于本实施方式中，电芯组1和电芯3的数量可根据实际电池的长度进行调整，可把电芯组1和电芯3的数量限定为1-100个，防止电芯过多，导致电池过长，增加电池的运输成本；电芯3的每侧极耳4的数量限定为1-100个，防止电芯3的每侧极耳4的数量过多，导致电芯3的生产成本上升。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式五
一种电池模组，包括实施方式一的电芯串并联的电池。
实施方式六
一种电池模组，包括实施方式二的电芯串并联的电池。
实施方式七
一种电池模组，包括实施方式三的电芯串并联的电池。
实施方式八
一种电池模组，包括实施方式四的电芯串并联的电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种电芯串并联的电池，其特征在于：包括若干个沿相同方向依次串联的电芯组(1)，相邻的所述电芯组(1)之间设置有用于分隔所述电芯组(1)的导电隔板(2)，相邻的所述电芯组(1)通过所述导电隔板(2)串联连接，每个所述电芯组(1)包括若干个沿相同方向依次串联或并联的电芯(3)，相邻的所述电芯(3)均设置有极性相异的极耳(4)，相邻的所述电芯(3)的所述极耳(4)互相连接。
2.如权利要求1所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯组(1)与所述导电隔板(2)对应的一端设置所述极耳(4)，所述极耳(4)与所述导电隔板(2)电连接。
3.如权利要求2所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述极耳(4)包括正极耳(41)和负极耳(42)，相邻的所述电芯组(1)通过所述正极耳(41)或所述负极耳(42)相连。
4.如权利要求3所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯(3)的两侧均设置所述正极耳(41)和所述负极耳(42)，相邻的所述电芯(3)的所述正极耳(41)和所述负极耳(42)按相同极性对应连接。
5.如权利要求1所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯(3)的单侧设置所述极耳(4),相邻的所述电芯(3)的所述极耳(4)之间的固定连接方式包括焊接、铆接或磁性连接。
6.如权利要求1所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯组(1)的端部形成有总电极(5)。
7.如权利要求1所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯串并联的电池还包括壳体(6)，所述导电隔板(2)通过焊接固定于所述壳体(6)，用于在所述壳体(6)内部形成多个密封腔。
8.如权利要求7所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述壳体(6)的长度大于或等于若干个所述电芯组(1)的总长度。
9.如权利要求1所述的一种电芯串并联的电池，其特征在于：所述电芯组(1)的数量为1-100组，所述电芯(3)的数量为1-100个，所述电芯(3)的每侧极耳(4)的数量为1-100个。
10.一种电池模组，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的电芯串并联的电池。
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