CN115224449A - 一种大容量电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大容量电池，主要解决现有电池内导电连接件结构复杂、且不适用于上下盖板为极柱结构的问题。该大容量电池包括电池壳体、电池电芯、绝缘垫板和导电连接件；电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，电池盖板为大容量电池的正极柱和/或负极柱；电池电芯设置在电池壳体内；绝缘垫板设置在电池箱体与电池盖板之间，用于实现电池箱体和电池盖板的绝缘；导电连接件的一端与电池电芯的极耳电连接，另一端设置在电池盖板与绝缘垫板之间，且与电池盖板电连接。该大容量电池的结构能够保证电池电芯极耳与电池盖板的可靠电连接，且结构简单，安装简便，成本较低。

Description

一种大容量电池
技术领域
本发明属于电池领域，具体涉及一种大容量电池。
背景技术
锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池的进一步发展，将多个锂离子电池并联组装为大容量电池，使得大容量电池应用在储能、动力电池等领域。组装为大容量电池后，将大容量电池封装在盖板和壳体组成的腔体内，使其安全可靠的使用。但是，如何实现大容量电池各部件的可靠电连接是较为关键的部分。
中国专利申请CN113224469A公开了一种电池组，该电池组主要包括壳体和设于壳体内的电池模组，壳体包括第一壳体和第二壳体，电池模组至少部分位于第一壳体内，第二壳体设于第一壳体上，电池组还包括电路板、第一导电部和第二导电部，电路板与电池模组连接，第一导电部设于电路板，第一导电部电连接电池模组；第二导电部设于第二壳体，第一导电部和第二导电部可分离的对插连接。上述电池组通过在电路板上设置第一导电部，使第一导电部电连接电池模组，在第二壳体上设置第二导电部，第一导电部和第二导电部可分离的对插连接，将正负极的内部转接功能集成在壳体装配工艺中。该电池组中通过电路板、第一导电部和第二导电部多个部件实现电连接，使得该种结构的导电连接结构复杂，且不适用与上下盖板为极板的结构。
中国专利申请CN207852798U公开了一种安全大容量软包电池模块，软包锂电池组合主体由多个软包锂电池单体排列构成，软包锂电池单体上设置有正极导电集流体与负极导电集流体；安全大容量软包电池模块还包括两个熔断连接条及上盖，上盖上设置有正极极柱和负极极柱；一个熔断连接条用于软包锂电池单体正极导电集流体，并与正极极柱连接；另一个熔断连接条用于连接软包锂电池单体负极导电集流体，并与负极极柱连接。该电池模块中通过正极导电集流体、负极导电集流体、熔断连接条、正极极柱和负极极柱实现电连接，同样的，该种结构的导电连接件较多，其结构复杂，且不适用与上下盖板为极板的结构。
发明内容
为解决现有电池的导电连接件结构复杂、且不适用上下盖板为极柱结构的问题，本发明提供一种大容量电池。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种大容量电池，包括电池壳体、电池电芯、绝缘垫板和导电连接件；所述电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，所述电池盖板为大容量电池的正极柱和/或负极柱；所述电池电芯至少为一个，设置在电池壳体内；所述绝缘垫板设置在电池箱体与电池盖板之间，用于实现电池箱体和电池盖板之间的绝缘；所述导电连接件的一端与电池电芯的极耳电连接，另一端设置在电池盖板与绝缘垫板之间，并与电池盖板电连接。
进一步地，所述导电连接件与电池盖板之间还设置有导电片，所述导电片能够在压力下变形，增加导电连接件与电池盖板的电流过流能力。
进一步地，所述导电片为银箔、铜箔、铝箔、镍箔中的一种，所述导电片的厚度小于0.1㎜。
进一步地，所述导电连接件设置有折弯部，所述绝缘垫板靠近电池盖板的端面上设置有安装凹槽，所述折弯部设置在安装凹槽内，且折弯部厚度大于安装凹槽的深度。
进一步地，所述绝缘垫板为弹性垫板，所述弹性垫板的弹性变形量为20％～30％，用于对导电连接件提供反向的支撑力。
进一步地，所述绝缘垫板为氟橡胶垫板、三元乙丙橡胶垫板中的一种。
进一步地，所述电池盖板和绝缘垫板之间还填充有绝缘密封胶，用于实现电池壳体的良好密封。
进一步地，所述导电连接件上设置有极耳连接槽，所述电池电芯的极耳插入极耳连接槽内，并与导电连接件焊接实现电连接。
进一步地，所述电池盖板包括电池上盖和电池下盖，所述电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极柱和负极柱，或者，所述电池箱体为一端敞口的筒体结构，所述电池盖板为正极柱或负极柱，所述电池箱体为负极柱或正极柱。
进一步地，所述电池箱体和电池盖板通过紧固件连接，所述紧固件为PS聚苯硫醚螺钉、PEEK聚醚醚酮螺钉或包裹绝缘材料的金属螺钉。
和现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：
本发明大容量电池主要包括电池壳体、电池电芯、绝缘垫板和导电连接件；电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，电池盖板为大容量电池的正极柱和/或负极柱；电池电芯设置在电池壳体内；绝缘垫板设置在电池箱体与电池盖板之间；导电连接件的一端与电池电芯的极耳电连接，另一端设置在电池盖板与绝缘垫板之间，并与电池盖板电连接。该大容量电池的结构不仅能够保证电池电芯的极耳与电池盖板的可靠电连接，同时该大容量电池结构简单，安装方便，成本较低。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明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为本发明实施例中大容量电池的结构示意图一；
图2为本发明实施例中大容量电池的结构示意图二；
图3为本发明实施例中大容量电池的局部放大示意图；
图4为本发明实施例中大容量电池(省略电池盖板)的结构示意图；
图5为本发明实施例中大容量电池(省略电池壳体)的结构示意图；
图6为本发明实施例中导电连接件的结构示意图；
图7为本发明实施例中绝缘垫板的结构示意图。
附图标记：1-电池壳体，2-电池电芯，3-绝缘垫板，4-导电连接件，5-导电片，6-紧固件，11-电池盖板，12-电池箱体，21-极耳，31-安装凹槽，41-极耳连接槽，42-折弯部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本发明的技术原理，目的并不是用来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种大容量电池,其主要包括电池壳体、绝缘垫板、电池电芯和导电连接件：电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，电池盖板为大容量电池的正极柱和/或负极柱，电池盖板为极柱的结构大幅降低了电池的材料成本，也节约了电池内部空间，提高了电池的能量密度；同时，极柱是电池热量的聚集处，将电池盖板作为极柱，有利于电池极柱的散热。此外，在多个电池串联时，极柱间的接触面积变大，既提高了电池连接的有效性，也减少了热量的产生，从而提高了电池的安全性和使用寿命。但是，将电池盖板作为大容量电池的正极柱、负极柱，其与电池电芯的极耳可靠电连接是较为关键的部分。
本发明大容量电池包括电池壳体、电池电芯、绝缘垫板和导电连接件；该电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，电池盖板为大容量电池的正极柱或负极柱；电池电芯至少为一个，若为多个电池电芯，则多个电池电芯并联设置在电池壳体内；绝缘垫板可为环形板状结构，设置在电池箱体的侧壁与电池盖板之间，实现电池箱体和电池盖板之间的绝缘，同时为导电连接件提供压紧支撑；导电连接件的一端与电池电芯的极耳电连接，另一端设置在电池盖板与绝缘垫板之间，并与电池盖板电连接，该电连接是通过导电连接件与电池盖板的接触实现。电池电芯的电流通过极耳引出，该电流通过极耳与导电连接件传输至电池盖板上，最后通过电池盖板引出。该种电连接方式只需设置导电连接件即可实现可靠电连接，其结构简单，安装方便。在使用时，通过电池盖板和电池箱体之间的压紧实现导电连接件与电池盖板的可靠电连接，该压紧力可通过电池盖板自身的重力实现，此时需电池盖板有一定的重量，或者在电池盖板上设置外部压紧装置，例如，U型卡箍等。当然，最优选的是，通过紧固件实现电池盖板和电池箱体的连接，例如，螺钉或螺栓等，该紧固件的材质为PPS聚苯硫醚、PEEK聚醚醚酮等，可也为绝缘材料包裹的金属螺钉等。
本发明绝缘垫板能够在压力下变形，并对导电连接件施以向上的支撑力，该支撑力使得导电连接件与电池盖板接触更加紧密，进而能够实现更好的电连接。绝缘垫板具有一定变形量，该变形量不宜过大，一般在20％～30％之间，最好在25％～28％之间，该变形量既能够使得绝缘垫板具有一定的变形量，还具有一定的硬度，该绝缘垫板的硬度越大，支撑强度越好，该绝缘垫板具体可为氟橡胶垫板、三元乙丙橡胶垫板等。在保证密封的情况下，紧固件使电池盖板和绝缘垫板之间保持均匀恒久的压力，使得导电连接件和电池盖板之间搭接面的压力，在整个搭接面上每个点都均匀受力。
本发明在导电连接件与电池盖板之间设置导电片，即在导电连接件与电池盖板的搭接面上设置导电片，该导电片的厚度较小，具体小于0.1㎜即可，具体可为银箔、铜箔、铝箔、镍箔中的一种，搭接面之间增加有导电片，该导电片的作用有两点：一、导电片的硬度很小，极易在压力下变形，保证搭接面更好的更大的导电面积；二、银的导电性极好，搭接面的面积是导电连接件的载流截面积的10倍左右，在压力和导电片的作用下，该结构完全可以满足要求的载流量。
本发明将电池电芯的极耳与导电连接件的一端焊接，该导电连接件为软连接结构，具体可为铜过渡排、铝过渡排，将导电连接件的另一端设置在电池壳体的绝缘垫板上，在导电连接件上包上一层银箔或覆上一层银箔。为使得导电连接件的连接更为可靠，在绝缘垫板设有安装凹槽，包了银箔的导电连接件安置在绝缘垫板的凹槽处，并保证上表面高于绝缘垫板的上面，即导电连接件的厚度大于安装凹槽的深度，即导电连接件和导电连接件延伸出安装凹槽的厚度在1mm以下，该厚度在实现良好电接触的同时，还可实现较好的密封性能。同时，可在内部增加对导电连接件定位，使得导电连接件的位置不变动。当电池盖板在安装固定时首先与包了银箔的导电连接件贴合并下压，再与外围的绝缘垫板贴合下压，但下压的绝缘垫板的变形量时固定。
实施例1
如图1至图7所示，本实施例提供的大容量电池包括电池壳体1、多个电池电芯2、绝缘垫板3和导电连接件4：电池壳体1主要由电池盖板11和电池箱体12围合形成，电池盖板11包括电池上盖和电池下盖，电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极柱、负极柱；多个电池电芯2并联为电池电芯组，电池电芯组设置在电池壳体1内，电池电芯组的数量可以根据大容量电池的进行调整。不同电池电芯组的容量、电压、内阻、自放电参数等相近。绝缘垫板3为环形板状结构，其设置在电池箱体12与电池盖板11之间，实现电池箱体12和电池盖板11的绝缘；导电连接件4的一端与电池电芯2的极耳21电连接，另一端设置在电池盖板11与绝缘垫板3之间，并与电池盖板11电连接。
上述导电连接件4与电池盖板11电连接的部分设置有折弯部42，绝缘垫板3靠近电池盖板11的端面上设置有安装凹槽31，折弯部42设置在安装凹槽31内，且折弯部42的端面延伸出安装凹槽31，且折弯部厚度大于安装凹槽的深度，即电池盖板11能够对导电连接件4进行压紧，防止绝缘垫板3产生干涉，此外，该电池盖板和绝缘垫板之间还填充有密封胶，用于实现电池壳体的良好密封。绝缘垫板3为氟橡胶垫板、三元乙丙橡胶垫板中的一种。该绝缘垫板3为弹性垫，能够在压力下变形，用于对导电连接件4提供反向的支撑力。本发明导电连接件4上设置有极耳连接槽41，电池电芯2的极耳21插入极耳连接槽41内，并与导电连接件4电连接，具体连接时，可将极耳21穿过极耳连接槽41后通过焊接实现电连接。将上述部件安装好后，将电池盖板11和电池箱体12通过紧固件6连接，紧固件6为绝缘件，防止电池盖板11和电池箱体12实现电连接，该紧固件6安装时，依次穿过电池盖板11、绝缘垫板3和电池箱体12，从而将电池盖板11和电池箱体12连接，并产生压力，使得电池盖板11和电池箱体12能够压紧绝缘垫板3和导电连接件4，使得连接更为可靠。
本实施例中的电池盖板11可通过嵌入的方式设置在电池箱体12上，即电池箱体12的侧壁端面上设置有凹槽，电池盖板11嵌入该凹槽内，同时还需在电池箱体12和电池盖板11的间隙内填充绝缘胶，该绝缘胶不仅防止电池箱体12和电池盖板11电连接，还可实现二者之间的密封。
实施例2
如图1至图7所示，本实施例提供的大容量电池包括电池壳体1、多个电池电芯2、绝缘垫板3、导电片5和导电连接件4：电池壳体1主要由电池盖板11和电池箱体12围合形成，电池盖板11包括电池上盖和电池下盖，电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极柱、负极柱；多个电池电芯2并联为电池电芯组，电池电芯组设置在电池壳体1内，电池电芯组的数量可以根据电池容量的进行调整；不同电池电芯组的容量、电压、内阻、自放电参数等相近。绝缘垫板3为环形板状结构，其设置在电池箱体12的侧壁与电池盖板11之间，用于实现电池箱体12和电池盖板11的绝缘；导电连接件4的一端与电池电芯2的极耳21电连接，另一端设置在电池盖板11与绝缘垫板3之间，并与电池盖板11电连接。
本实施例中的导电连接件4与电池盖板11电连接的部分设置有折弯部42，绝缘垫板3靠近电池盖板11的端面上设置有安装凹槽31，折弯部42设置在安装凹槽31内，且折弯部42的端面延伸出安装凹槽31，即电池盖板11能够对导电连接件4进行压紧。该绝缘垫板3为弹性垫板，能够在压力下变形，对导电连接件4提供反向的支撑力。绝缘垫板3具体可为氟橡胶板、三元乙丙橡胶板中的一种。本发明导电连接件4上设置有极耳连接槽41，电池电芯2的极耳21插入极耳连接槽41内，并与导电连接件4电连接，具体连接时，可通过焊接实现电连接。将上述部件安装好后，将电池盖板11和电池箱体12通过紧固件6连接，紧固件6为绝缘件，防止电池盖板11和电池箱体12实现电连接，该紧固件6安装时，依次穿过电池盖板11、绝缘垫板3和电池箱体12，从而将电池盖板11和电池箱体12连接，并产生压力，使得电池盖板11和电池箱体12能够压紧绝缘垫和导电连接件4，使得连接更为可靠。
本实施例中的导电连接件4与电池盖板11之间还设置有导电片5，导电片5能够在压力下变形，增加导电连接件4与电池盖板11的导电性能。本发明在导电连接件4与电池盖板11之间设置导电片5，即在导电连接件4与电池盖板11的搭接面上设置导电片5，该导电片5为银箔、铜箔、铝箔、镍箔中的一种。搭接面之间增加有导电片5，导电片5的作用有两点：一、导电片5的硬度很小，极易在压力下变形，保证搭接面更好的更大的导电面积；二、导电片5的导电性极好，该搭接面的面积是导电连接件4的载流截面积的10倍左右，在压力和导电片5的作用下，完全可以满足要求的载流量。

Claims (10)

1.一种大容量电池，其特征在于，包括电池壳体、电池电芯、绝缘垫板和导电连接件；
所述电池壳体主要由电池盖板和电池箱体围合形成，所述电池盖板为大容量电池的正极柱和/或负极柱；
所述电池电芯至少为一个，设置在电池壳体内；
所述绝缘垫板设置在电池箱体与电池盖板之间，用于实现电池箱体和电池盖板之间的绝缘；
所述导电连接件的一端与电池电芯的极耳电连接，另一端设置在电池盖板与绝缘垫板之间，并与电池盖板电连接。
2.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于，所述导电连接件与电池盖板之间还设置有导电片，所述导电片能够在压力下变形，增加导电连接件与电池盖板的电流过流性能。
3.根据权利要求2所述的大容量电池，其特征在于，所述导电片为银箔、铜箔、铝箔、镍箔中的一种，所述导电片的厚度小于0.1㎜。
4.根据权利要求1至3任一所述的大容量电池，其特征在于，所述导电连接件设置有折弯部，所述绝缘垫板靠近电池盖板的端面上设置有安装凹槽，所述折弯部设置在安装凹槽内，且折弯部厚度大于安装凹槽的深度。
5.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于，所述绝缘垫板为弹性垫板，所述弹性垫板的弹性变形量为20％～30％，用于对导电连接件提供反向的支撑力。
6.根据权利要求5所述的大容量电池，其特征在于，所述绝缘垫板为氟橡胶垫板、三元乙丙橡胶垫板中的一种。
7.根据权利要求4所述的大容量电池，其特征在于，所述电池盖板和绝缘垫板之间还填充有绝缘密封胶，用于实现电池壳体的良好密封。
8.根据权利要求1至3任一所述的大容量电池，其特征在于，所述导电连接件上设置有极耳连接槽，所述电池电芯的极耳插入极耳连接槽内，并与导电连接件焊接实现电连接。
9.根据权利要求1至3任一所述的大容量电池，其特征在于，所述电池盖板包括电池上盖和电池下盖，所述电池上盖和电池下盖分别为大容量电池的正极柱和负极柱，或者，所述电池箱体为一端敞口的筒体结构，所述电池盖板为正极柱或负极柱，所述电池箱体为负极柱或正极柱。
10.根据权利要求1至3任一所述的大容量电池，其特征在于，所述电池箱体和电池盖板通过紧固件连接，所述紧固件为PS聚苯硫醚螺钉、PEEK聚醚醚酮螺钉或包裹绝缘材料的金属螺钉。
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