CN114006107A - 一种圆柱电池模组及使用该模组的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆柱电池模组，包括圆柱锂电池、支架和托盘，支架上均匀设置有电芯容纳槽，多个圆柱锂电池设置在电芯容纳槽内，电芯容纳槽的周围分别设置有左侧支撑台阶和右侧支撑台阶，每个电芯容纳槽的左侧支撑台阶连在一起，右侧支撑台阶连在一起，形成支架底部的排烟通道，托盘的立面上设置有用于排出排烟通道内高温烟气的排烟孔，支架通过导热结构胶粘接在托盘的托盘底部，支架上设置有凸台，加热膜固定安装在凸台上并通过导热灌封胶与电池顶部封装在一起，实现模组加热；具有结构简单、成本低、装配效率高、安全性高、加热结构简单方便且成本可控的优点，本发明还涉及一种使用上述圆柱电池模组的电池包，具有同样的优点。

Description

一种圆柱电池模组及使用该模组的电池包
技术领域
本发明涉及圆柱锂电池技术领域，具体涉及一种圆柱电池模组及使用该模组的电池包。
背景技术
锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到人们的青睐，在储能及动力电池领域也逐渐取代了其它的传统电池。
圆柱锂电池具有生产效率高、生产成本低、产品一致性好等特点，但是基于圆柱锂电池自身特性，模组结构相对较为复杂，装配工艺复杂，装配效率较低，这就造成了生产成本较高；圆柱电池失效之后，若不能及时将产生的高温烟气安全有效排出，那么将很快波及周围其他电池，造成热蔓延失控，所以，如何将单支电池失控产生的高温烟气及时排出尤为重要；另外，圆柱电池目前的热管理方式一般采用蛇形管进行加热，这种加热方式工艺复杂，装配效率低，产品成本高，不利于成本管控。因此，设计一种结构简单、成本低、装配效率高、安全性高、加热结构简单方便且成本可控的圆柱电池模组及使用该模组的电池包是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，而提供一种结构简单、成本低、装配效率高、安全性高、加热结构简单方便且成本可控的圆柱电池模组及使用该模组的电池包。
本发明的目的是这样实现的：一种圆柱电池模组，包括圆柱锂电池、支架和托盘，所述圆柱锂电池的壳体带电，所述圆柱锂电池的正极和负极由壳体的顶部引出，所述壳体的壳体底部设置有防爆阀，所述支架上均匀设置有电芯容纳槽，多个圆柱锂电池设置在所述电芯容纳槽内，在所述支架的底部方向上，所述电芯容纳槽的周围分别设置有左侧支撑台阶和右侧支撑台阶，每个电芯容纳槽的左侧支撑台阶连在一起，每个电芯容纳槽的右侧支撑台阶连在一起，形成支架底部的排烟通道，所述托盘的立面上设置有用于排出排烟通道内高温烟气的排烟孔，所述支架通过导热结构胶粘接在所述托盘的托盘底部，所述支架上设置有用于支撑固定加热膜的凸台，所述加热膜固定安装在凸台上并通过导热灌封胶与电池顶部封装在一起，实现模组加热。
所述电芯容纳槽内设置有用于支撑电池的台阶，所述圆柱锂电池按照防爆阀朝下的方向统一放置在台阶上，并通过导热结构胶粘接固定，所述支架的端部设置有用于爆破排气的排气通道。
所述圆柱锂电池通过汇流排激光焊接实现电池的串并联。
所述加热膜上设置有溢胶孔和安装孔，所述加热膜通过铆钉穿过安装孔固定安装在支架的凸台上。
一种电池包，包括箱体和上述的圆柱电池模组，托盘的四周设置有固定孔，所述圆柱电池模组通过固定孔安装在箱体内。
本发明的有益效果：
1、圆柱电池模组包括圆柱锂电池、支架和托盘，圆柱锂电池方向一致放入支架的电芯容纳槽内并通过胶粘固定连接，支架胶粘在托盘上，采用汇流排激光焊接实现电池的串联及并联，加热膜通过铆钉固定在支架的凸台上，模组零部件数量少，结构简单成本低，装配效率高；
2、采用特定的排烟通道，在支架底部，每个电芯容纳槽的左侧支撑台阶连接在一起，右侧支撑台阶也连接在一起，形成支架底部的排烟通道，在发生热失控时高温烟气通过排烟通道排出，并通过托盘的排烟孔排出模组，避免影响到其他电芯，可以有效规避热蔓延的发生，安全性高；
3、通过导热灌封胶将加热膜和电池顶部封装在一起，且通过导热灌封胶实现加热膜和圆柱锂电池的热传导，使模组具有较高的加热效率；将加热膜包覆在导热灌封胶中，对电池具有更好的加热效果，加热效率高，成本低。
附图说明
图1是本发明一种圆柱电池模组的圆柱锂电池的顶端示意图；
图2是本发明一种圆柱电池模组的圆柱锂电池的底端示意图；
图3是本发明一种圆柱电池模组的圆柱锂电池的装配示意图；
图4是本发明一种圆柱电池模组的排烟通道的示意图；
图5是本发明一种圆柱电池模组的汇流排的装配焊接示意图；
图6是本发明一种圆柱电池模组的加热膜的装配示意图；
图7是本发明一种圆柱电池模组的加热膜的灌胶示意图；
图8是本发明一种电池包的圆柱电池模组的装配示意图。
图中 1、圆柱锂电池 1-1、正极 1-2、负极 1-3、壳体 2-1、壳体底部 2-2、防爆阀3-1、支架 3-2、电芯容纳槽 3-3、台阶 3-4、凸台 3-5、排气通道 3-6、导热结构胶 3-7、托盘 3-8、托盘底部 3-9、固定孔 3-10、排烟孔 4-1、左侧支撑台阶 4-2、右侧支撑台阶 4-3、排烟通道 5-1、汇流排 6-1、加热膜 6-2、溢胶孔 6-3、安装孔 6-4、铆钉 7-1、导热灌封胶7-2、电池顶部 8、圆柱电池模组 8-1、箱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
实施例1
一种圆柱电池模组8，包括圆柱锂电池1、支架3-1和托盘3-7，所述圆柱锂电池1的壳体1-3带电，所述圆柱锂电池1的正极1-1和负极1-2由壳体1-3的顶部引出，所述壳体1-3的壳体底部2-1设置有防爆阀2-2，如图1和图2所示，圆柱锂电池1为圆柱形结构的锂电池，在本实施例中，壳体1-3的顶部端面除了正极1-1之外的部分为负极1-2，防爆阀2-2位于壳体底部2-1，在电池失效时可以通过防爆阀2-2爆破排气。
如图3所示，所述支架3-1上均匀设置有电芯容纳槽3-2，多个圆柱锂电池1设置在所述电芯容纳槽3-2内；
为了更好的效果，具体在所述电芯容纳槽3-2内设置有用于支撑电池的台阶3-3，所述圆柱锂电池1按照防爆阀2-2朝下的方向统一放置在台阶3-3上，并通过导热结构胶3-6粘接固定，所述支架3-1的端部设置有用于爆破排气的排气通道3-5，当发生热失控时高温烟气可通过排气通道3-5及时排出，避免发生热蔓延。
如图4所示，在所述支架3-1的底部方向上，所述电芯容纳槽3-2的周围分别设置有左侧支撑台阶4-1和右侧支撑台阶4-2，每个电芯容纳槽3-2的左侧支撑台阶4-1连在一起，每个电芯容纳槽3-2的右侧支撑台阶4-2连在一起，形成支架3-1底部的排烟通道4-3，所述托盘3-7的立面上设置有用于排出排烟通道4-3内高温烟气的排烟孔3-10，在发生热失控时高温烟气通过排烟通道4-3排出，并通过托盘3-7的排烟孔3-10排出圆柱电池模组8，高温烟气通过特定的排烟通道4-3排出，避免影响到其他电芯，可以有效规避热蔓延的发生。
如图3所示，所述支架3-1通过导热结构胶3-6粘接在所述托盘3-7的托盘底部3-8，所述支架3-1上设置有用于支撑固定加热膜6-1的凸台3-4。
如图5所示，所述圆柱锂电池1是通过汇流排5-1激光焊接实现电池的串并联。
如图6所示，所述加热膜6-1固定安装在凸台3-4上并通过导热灌封胶7-1与电池顶部7-2封装在一起，通过导热灌封胶7-1实现加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导，使圆柱电池模组8具有较高的加热效率。
为了更好的效果，所述加热膜6-1上设置有溢胶孔6-2和安装孔6-3，导热灌封胶7-1通过溢胶孔6-2方便灌封，并且保证加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导更加均匀，所述加热膜6-1通过铆钉6-4穿过安装孔6-3固定安装在支架3-1的凸台3-4上。
本发明一种圆柱电池模组8中，圆柱锂电池1的正极1-1和负极1-2位于壳体1-3的顶部，防爆阀2-2位于壳体底部2-1；圆柱锂电池1方向一致放入支架3-1的电芯容纳槽3-2内，通过导热结构胶3-6将圆柱锂电池1固定在支架3-1的电芯容纳槽3-2中；在支架3-1底部，电芯容纳槽3-2的左侧和右侧分别有支撑台阶，且每个电芯容纳槽3-2的左侧支撑台阶4-1连接在一起，右侧支撑台阶4-2也连接在一起，形成支架3-1底部的排烟通道4-3，在发生热失控时高温烟气通过排烟通道4-3排出，并通过托盘3-7的排烟孔3-10排出圆柱电池模组8，高温烟气通过特定的排烟通道4-3排出，避免影响到其他电芯，可以有效规避热蔓延的发生；汇流排5-1通过激光焊接实现电池的串联及并联；加热膜6-1通过铆钉6-4固定在支架3-1的凸台3-4上；通过导热灌封胶7-1将加热膜6-1和电池顶部7-2封装在一起，且通过导热灌封胶7-1实现加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导，使圆柱电池模组8具有较高的加热效率；本发明一种圆柱电池模组8具有结构简单、成本低、装配效率高、安全性高、加热结构简单方便且成本可控的优点。
实施例2
一种电池包，包括箱体8-1和圆柱电池模组1，所述圆柱电池模组1包括圆柱锂电池1、支架3-1和托盘3-7，托盘3-7的四周设置有固定孔3-9，用于模组固定，所述圆柱电池模组1通过固定孔3-9安装在箱体8-1内。
为了更好的效果，如图1和图2所示，圆柱锂电池1为圆柱形结构的锂电池，电池壳体1-3带电，且正负极可通过壳体1-3的一端引出，在本实施例中，壳体1-3的顶部端面除了正极1-1之外的部分为负极1-2，防爆阀2-2位于壳体底部2-1，在电池失效时可以通过防爆阀2-2爆破排气。
如图3所示，所述支架3-1上均匀设置有电芯容纳槽3-2，多个圆柱锂电池1方向一致放入支架3-1的电芯容纳槽3-2内，电芯容纳槽3-2内设置有用于支撑电池的台阶3-3，通过导热结构胶3-6将圆柱锂电池1固定与电芯容纳槽3-2中，支架3-1上还有用于支撑固定加热膜6-1的凸台3-4，支架3-1端部有用于爆破排气的排气通道3-5，当发生热失控时高温烟气可通过排气通道3-5及时排出，避免发生热蔓延。
如图4所示，在支架3-1的底部，电芯容纳槽3-2的周围分别设置有左侧支撑台阶4-1和右侧支撑台阶4-2，且每个电芯容纳槽3-2的左侧支撑台阶4-1连在一起，每个电芯容纳槽3-2的右侧支撑台阶4-2连在一起，形成支架3-1底部的排烟通道4-3，所述托盘3-7的立面上设置有用于排出排烟通道4-3内高温烟气的排烟孔3-10，在发生热失控时高温烟气通过排烟通道4-3排出，并通过托盘3-7的排烟孔3-10排出圆柱电池模组8，高温烟气通过特定的排烟通道4-3排出，避免影响到其他电芯，可以有效规避热蔓延的发生。
如图3所示，所述支架3-1通过导热结构胶3-6粘接在所述托盘3-7的托盘底部3-8。
如图5所示，所述圆柱锂电池1是通过汇流排5-1激光焊接实现电池的串并联。
如图6所示，所述加热膜6-1上设置有溢胶孔6-2和安装孔6-3，导热灌封胶7-1通过溢胶孔6-2方便灌封，并且保证加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导更加均匀，所述加热膜6-1通过铆钉6-4穿过安装孔6-3固定安装在支架3-1的凸台3-4上，通过导热灌封胶7-1将加热膜6-1与电池顶部7-2封装在一起，且通过导热灌封胶7-1实现加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导，使圆柱电池模组8具有较高的加热效率。
本发明一种电池包，采用上述的圆柱电池模组8，包括圆柱锂电池1、支架3-1和托盘3-7，圆柱锂电池1方向一致放入支架3-1的电芯容纳槽3-2内并通过胶粘固定连接，支架3-1胶粘在托盘3-7上，采用汇流排5-1激光焊接实现电池的串联及并联，加热膜6-1通过铆钉6-4固定在支架3-1的凸台3-4上，模组零部件数量少，结构简单成本低，装配效率高；本发明采用特定的排烟通道4-3，在支架3-1底部，每个电芯容纳槽3-2的左侧支撑台阶4-1连接在一起，右侧支撑台阶4-2也连接在一起，形成支架3-1底部的排烟通道4-3，在发生热失控时高温烟气通过排烟通道4-3排出，并通过托盘3-7的排烟孔3-10排出圆柱电池模组8，避免影响到其他电芯，可以有效规避热蔓延的发生，安全性高；本发明通过导热灌封胶7-1将加热膜6-1和电池顶部7-2封装在一起，且通过导热灌封胶7-1实现加热膜6-1和圆柱锂电池1的热传导，使圆柱电池模组8具有较高的加热效率；将加热膜6-1包覆在导热灌封胶7-1中，对电池具有更好的加热效果，加热效率高，成本低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种圆柱电池模组，包括圆柱锂电池、支架和托盘，其特征在于：所述圆柱锂电池的壳体带电，所述圆柱锂电池的正极和负极由壳体的顶部引出，所述壳体的壳体底部设置有防爆阀，所述支架上均匀设置有电芯容纳槽，多个圆柱锂电池设置在所述电芯容纳槽内，在所述支架的底部方向上，所述电芯容纳槽的周围分别设置有左侧支撑台阶和右侧支撑台阶，每个电芯容纳槽的左侧支撑台阶连在一起，每个电芯容纳槽的右侧支撑台阶连在一起，形成支架底部的排烟通道，所述托盘的立面上设置有用于排出排烟通道内高温烟气的排烟孔，所述支架通过导热结构胶粘接在所述托盘的托盘底部，所述支架上设置有用于支撑固定加热膜的凸台，所述加热膜固定安装在凸台上并通过导热灌封胶与电池顶部封装在一起，实现模组加热。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池模组，其特征在于：所述电芯容纳槽内设置有用于支撑电池的台阶，所述圆柱锂电池按照防爆阀朝下的方向统一放置在台阶上，并通过导热结构胶粘接固定，所述支架的端部设置有用于爆破排气的排气通道。
3.根据权利要求1所述的圆柱电池模组，其特征在于：所述圆柱锂电池通过汇流排激光焊接实现电池的串并联。
4.根据权利要求1所述的圆柱电池模组，其特征在于：所述加热膜上设置有溢胶孔和安装孔，所述加热膜通过铆钉穿过安装孔固定安装在支架的凸台上。
5.一种电池包，包括箱体和圆柱电池模组，其特征在于：所述圆柱电池模组为权利要求1至4任意一项所述的圆柱电池模组，托盘的四周设置有固定孔，所述圆柱电池模组通过固定孔安装在箱体内。
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