CN113921890A - 一种具有分流结构的大容量电池 - Google Patents

一种具有分流结构的大容量电池 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种具有分流结构的大容量电池，包括壳体、设置在所述壳体上的盖板、设置在所述壳体内的电芯组，所述壳体内填充有电解液，还包括与所述电芯组的正/负电极连接的分流结构，所述分流结构的总导流段伸出所述壳体；所述电芯组包括多个单体电芯，所述多个单体电芯共用电解液；所述单体电芯的正/负电极设置在所述单体电芯的两侧。本申请的分流结构降低了与电芯极耳相连的分流排的温度，避免了大电流对电池中单体电芯的不可逆破坏，确保了电池的安全，提升了电池的循环使用寿命。

Description

一种具有分流结构的大容量电池
技术领域
本申请属于锂电池技术领域，特别涉及一种具有分流结构的大容量电池。
背景技术
锂电池在动力及储能等领域的广泛应用，为低碳经济贡献的巨大力量。大容量锂电池由于其单体容量大，是储能电池的理想产品。目前市场的单体锂电最大容量不超过300AH，而未来的大容量电池其设计容量均超过1000AH以上。巨大的电池容量，其充放电对电池内部连接部件如极耳和极柱的载流量要求高，要满足大电流的过流面积，同时，大电流会引其连接部件巨大的发热量，热量传导至电芯会使电池长时间在高温下工作，影响电池的整体使用寿命。
通常情况下，增大极柱的截面积可以增大载流量，但同时也增加了极柱材料的重量，增加了成本，而大极柱在电池工作状态下拥有更大个发热量，是电池重要的安全隐患。
现有技术中，对于大容量电池的实现多以电芯的多组并联来实现，忽视了随之带来的材料成本的增加和电池自身的发热量。
专利文件CN 108336283 A公开了一种超大容量的单体电池及其制作方法，其技术路线为：电池包括电池壳体和若干个电池极组，电池极组的正极之间通过第一导电材料并联，负极之间通过第二导电材料并联，若干个电池极组设于电池壳体中，电池壳体外侧设有若干个正极柱和负极柱，正极柱与负极柱穿过电池壳体，正极柱的底部与第一导电材料连接，负极柱的底部与第二导电材料连接，电池壳体中填充有电解液。该方案尽管实现了大容量，但其对电池的散热问题没有考虑，同时多极柱的结构也影响的电池的使用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：
本申请实施例提供一种具有分流结构的大容量电池，包括壳体、设置在所述壳体上的盖板、设置在所述壳体内的电芯组，所述壳体内填充有电解液，还包括与所述电芯组的正 /负电极连接的分流结构，所述分流结构的总导流段伸出所述壳体；所述电芯组包括多个单体电芯，所述多个单体电芯共用电解液；所述单体电芯的正/负电极设置在所述单体电芯的两侧。所述壳体外侧设有散热翘片。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述分流结构包括两个单级分流结构，所述单级分流结构包括至少两个平行且长度不同的分流排；全部的所述分流排的连接段通过固定销连接形成总导流段，所述总导流段伸出所述盖板；所述总导流段和盖板通过绝缘套密封。
所述分流排包括连接段、折弯段、以及焊接段；所述连接段设有用于固定销连接的固定孔；所述折弯段经过两个九十度弯折形成，使连接段和焊接段平行；所述焊接段与电芯组的正/负电极的部分电极连接；其中，所有焊接段连接的正/负电极的总和为电芯组正/负电极的电极总数。所有分流排的连接段的截面积相同。所述分流排的焊接段厚度不大于2毫米。所有分流排的过流面积可以相同或不同。所述分流排相对面之间采用绝缘材料分隔或喷涂绝缘涂层。还包括设置在单级分流结构两侧的散热装置，所述散热装置伸出所述盖板；所述散热装置与所述盖板通过绝缘套密封。所述散热装置为热管。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述分流结构为两个多级分流结构，所述多级分流结构包括总导流柱、至少两级分流排：一级分流排、二级分流排、三级分流排……、 N级分流排；所述总导流柱与所述一级分流排连接，所述一级分流排设置在所述壳体外侧，所述一级分流排与壳体通过绝缘套密封；所述一级分流排通过一个分流柱与一个二级分流排连接，所述二级分流柱至少为两个，所述二级分流排通过一个分流柱与一个三级分流排连接，所述三级分流柱至少为两个……，最后N级分流排与电芯组正/负电极连接；上一级的分流柱连接在下一级分流排过流面积最大的面上。
所述总导流柱的过流面积和一级分流排的过流面积相同，所述一级分流排的过流面积等于其连接的所有二级分流排的过流面积总和，所述二级分流排的过流面积等于其连接的所有三级分流排的过流面积总和……，所述N-1级分流排的过流面积等于其连接的所有N 级分流排的过流面积总和。所述N级分流排连接一组单体电芯，所述一组单体电芯为3个单体电芯。所述分流排位“中”型结构或“T”型结构。还包括散热装置，所述散热装置设置在所述一级分流排上。所述散热装置为热排。
本申请通过对电池极柱引入分流排和分流柱的结构设计，使大容量的电流在充入电池之间先经过分流，在分流排处的电流已经为电池设计容量的几份之一，进而，通过对分流排的过流面积的设计，使汇入单体电芯的电流更接近单体电芯的设计容量。这样就可以有效的控制充放电时带来的热量具体问题，防止电池在高温状态下工作，同时也有利于保证电池的使用寿命。
本申请的分流结构降低了与电芯极耳相连的分流排的温度，避免了大电流对电池中单体电芯的不可逆破坏，确保了电池的安全，提升了电池的循环使用寿命。分流结构节约了极柱连接件的材料，降低了成本。采用该分流结构的大容量电池的容量可根据需求设计，实用性强。散热装置可将分流排和电池内部的温度导出，可优化大容量电池的工作条件，保证电池的充放电性能。
本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为单级分流结构的大容量电池示意图。
图2为单级分流结构的大容量电池爆炸图。
图3为单级分流结构的电芯组合体示意图。
图4为单级分流结构的分流排示意图。
图5为多级分流结构的大容量电池示意图。
图6为多级分流结构的大容量电池的爆炸图。
图7为一种T型分流排电芯组合体。
图8为一种“中”字型分流排电芯组合体。
图9为T型分流排。
图10为“中”字型分流排。
图中，1为电池壳体，2为分流排，3为紧固销，4为热管，5为盖板，6为绝缘套，7 为单体电芯，8为散热翘片；21为固定孔，22为连接段，23为焊接段，24为折弯段，11 为单体电芯，12为总导流柱，13为一极分流排，14为分流柱，15为二级分流排，16为盖板，17为壳体，18为散热翘片，19为热排。
具体实施方式
下面结合附图对本申请做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。
在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。
下面结合附图和具体的实施例对本申请的技术方案进行详细的说明。
本申请实施例提供一种具有分流结构的大容量电池，包括壳体1/17、设置在所述壳体1/17上的盖板5/16、设置在所述壳体1/17内的电芯组7/11，所述壳体1/17内填充有电解液，还包括与所述电芯组7/11的正/负电极连接的分流结构，所述分流结构的总导流段伸出所述壳体1/17；所述电芯组7/11包括多个单体电芯，所述多个单体电芯共用电解液；所述单体电芯的正/负电极设置在所述单体电芯的两侧。
所述盖板5上设有正/负极柱引出孔、注液孔和散热装置插入孔。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述壳体外侧设有散热翘片8/18，有利于电池的散热。
进一步地，在本申请提供的实施例中，如图1至4所示，所述分流结构包括两个单级分流结构，所述单级分流结构包括至少两个平行且长度不同的分流排2；全部的所述分流排2的连接段22通过固定销3连接形成总导流段，所述总导流段伸出所述盖板5；所述总导流段和盖板5通过绝缘套6密封。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述分流排2包括连接段22、折弯段24、以及焊接段23；所述连接段22设有用于固定销3连接的固定孔21；所述折弯段24经过两个九十度弯折形成，使连接段22和焊接段23平行；所述焊接段23与电芯组7的正/负电极的部分电极连接；其中，所有焊接段23连接的正/负电极的总和为电芯组正/负电极的电极总数。
即，将多个单级分流排焊接完成后，通过紧固销3固定，然后将各分流排的连接段焊接为一体，作为大容量电池的正/负极。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所有分流排2的连接段的截面积相同。所述分流排的焊接段23厚度不大于2毫米。所有分流排2的过流面积可以相同或不同。
进一步地，在本申请提供的实施例中，为防止各分流排之间连通，所述分流排上下相对的面上采用绝缘材料分隔或喷涂绝缘涂层。
进一步地，在本申请提供的实施例中，还包括设置在单级分流结构两侧的散热装置4，所述散热装置4伸出所述盖板5；所述散热装置与所述盖板通过绝缘套密封。所述散热装置为热管。
进一步地，在本申请提供的实施例中，如图5至10所示，所述分流结构为两个多级分流结构，所述多级分流结构包括总导流柱12、至少两级分流排：一级分流排、二级分流排、三级分流排……、N级分流排；
所述总导流柱与所述一级分流排连接，所述一级分流排设置在所述壳体外侧，所述一级分流排与壳体通过绝缘套密封；
所述一级分流排通过一个分流柱与一个二级分流排连接，所述二级分流柱至少为两个，所述二级分流排通过一个分流柱与一个三级分流排连接，所述三级分流柱至少为两个……，最后N级分流排与电芯组正/负电极连接；
上一级的分流柱连接在下一级分流排过流面积最大的面上。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述总导流柱的过流面积和一级分流排的过流面积相同，所述一级分流排的过流面积等于其连接的所有二级分流排的过流面积总和，所述二级分流排的过流面积等于其连接的所有三级分流排的过流面积总和……，所述N-1级分流排的过流面积等于其连接的所有N级分流排的过流面积总和。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述N级分流排连接一组单体电芯，所述一组单体电芯为3个单体电芯。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述分流排位“中”型结构或“T”型结构。
进一步地，在本申请提供的实施例中，还包括散热装置19，所述散热装置设置在所述一级分流排上。
进一步地，在本申请提供的实施例中，所述散热装置19为热排。
实施例1
如图1至4所示，在本申请提供的实施例中，所述分流结构包括两个单级分流结构，所述单级分流结构包括三个个平行且长度不同的分流排2；全部的所述分流排2的连接段通过固定销3连接形成总导流段，所述总导流段伸出所述盖板5；所述总导流段和盖板通过绝缘套密封。
进一步地，如图3所示，所述分流排2包括连接段22、折弯段24、以及焊接段23；所述连接段22设有用于固定销3连接的固定孔21；所述折弯段23经过两个九十度弯折形成，使连接段22和焊接段23平行；所述焊接段与电芯组的正/负电极的部分电极连接；其中，所有焊接段连接的正/负电极的总和为电芯组正/负电极的电极总数。所有分流排的连接段的截面积相同。所述分流排的焊接段厚度为1。所有分流排的过流面积可以相同或不同。
进一步地，如图1和2所示，还包括设置在单级分流结构两侧的散热装置4，所述散热装置4伸出所述盖板5；所述散热装置与所述盖板通过绝缘套密封。所述散热装置为热管。
实施例2
如图5至10所示，在本申请提供的实施例中，所述分流结构为两个多级分流结构，所述多级分流结构包括总导流柱12、至少两级分流排：一级分流排13、二级分流排15；
所述总导流柱与所述一级分流排连接，所述一级分流排设置在所述壳体外侧，所述一级分流排与壳体通过绝缘套密封；
所述一级分流排13通过一个分流柱14与一个二级分流排15连接，所述二级分流柱至少为两个，二级分流排与电芯组正/负电极连接；
进一步地，所述总导流柱12的过流面积和一级分流排13的过流面积相同，所述一级分流排13的过流面积等于其连接的所有二级分流排15的过流面积总和。
进一步地，所述二级分流排连接一组单体电芯，所述一组单体电芯为3个单体电芯。
尽管本申请的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本申请的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (16)

1.一种具有分流结构的大容量电池，包括壳体、设置在所述壳体上的盖板、设置在所述壳体内的电芯组，所述壳体内填充有电解液，其特征在于，还包括与所述电芯组的正/负电极连接的分流结构，所述分流结构的总导流段伸出所述壳体；
所述电芯组包括多个单体电芯，所述多个单体电芯共用电解液；
所述单体电芯的正/负电极设置在所述单体电芯的两侧。
2.如权利要求1所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述壳体外侧设有散热翘片。
3.如权利要求2所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流结构包括两个单级分流结构，所述单级分流结构包括至少两个平行且长度不同的分流排；
全部的所述分流排的连接段通过固定销连接形成总导流段，所述总导流段伸出所述盖板；
所述总导流段和盖板通过绝缘套密封。
4.如权利要求3所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流排包括连接段、折弯段、以及焊接段；
所述连接段设有用于固定销连接的固定孔；
所述折弯段经过两个九十度弯折形成，使连接段和焊接段平行；
所述焊接段与电芯组的正/负电极的部分电极连接；
其中，所有焊接段连接的正/负电极的总和为电芯组正/负电极的电极总数。
5.如权利要求4所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所有分流排的连接段的截面积相同。
6.如权利要求5所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流排的焊接段厚度不大于2毫米。
7.如权利要求6所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所有分流排的过流面积可以相同或不同。
8.如权利要求3至7任一项所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流排相对面之间采用绝缘材料分隔或喷涂绝缘涂层。
9.如权利要求3至7任一项所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，还包括设置在单级分流结构两侧的散热装置，所述散热装置伸出所述盖板；
所述散热装置与所述盖板通过绝缘套密封。
10.如权利要求9所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述散热装置为热管。
11.如权利要求1所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流结构为两个多级分流结构，所述多级分流结构包括总导流柱、至少两级分流排：一级分流排、二级分流排、三级分流排……、N级分流排；
所述总导流柱与所述一级分流排连接，所述一级分流排设置在所述壳体外侧，所述一级分流排与壳体通过绝缘套密封；
所述一级分流排通过一个分流柱与一个二级分流排连接，所述二级分流柱至少为两个，所述二级分流排通过一个分流柱与一个三级分流排连接，所述三级分流柱至少为两个……，最后N级分流排与电芯组正/负电极连接；
上一级的分流柱连接在下一级分流排过流面积最大的面上。
12.如权利要求11所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述总导流柱的过流面积和一级分流排的过流面积相同，所述一级分流排的过流面积等于其连接的所有二级分流排的过流面积总和，所述二级分流排的过流面积等于其连接的所有三级分流排的过流面积总和……，所述N-1级分流排的过流面积等于其连接的所有N级分流排的过流面积总和。
13.如权利要求12所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述N级分流排连接一组单体电芯，所述一组单体电芯为3个单体电芯。
14.如权利要求13所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述分流排位“中”型结构或“T”型结构。
15.如权利要求14所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置设置在所述一级分流排上。
16.如权利要求15所述的一种具有分流结构的大容量电池，其特征在于，所述散热装置为热排。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023169395A1 (zh) * 2022-03-09 2023-09-14 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 一种大容量电池组

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