CN201466126U - 一种单体电池及包括该单体电池的动力电池组 - Google Patents
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Abstract
本使用新型提供了一种单体电池，包括电池壳体、盖板和极芯，极芯在电池壳体内，盖板与电池壳体密封连接；盖板中还设有贯穿盖板的电极端子，电极端子包括伸入电池壳体内部与极芯连接的第一端部和引出电池壳体外用于引出电流的第二端部及贯穿于盖板内部的中间部分；电极端子与盖板接触部位还设有用于绝缘密封的绝缘密封件；电极端子的第一端部和第二端部为多层软导电片层叠或卷绕形成，或为多根软导电线组合而成，及包括该电池的电池组，此种电池和电池组能很好的克服振动等对电池的密封、输出等性能的影响，提供的电池和动力电池组不仅电流输出更稳定，而且更安全、可靠。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种单体电池及包括该单体电池的动力电池组。
【背景技术】
随着电池越来越广泛的应用，对其性能要求也越来越高，特别是越来越多的设备需求大功率输出，例如电动汽车，一般通过将多个单体电池连接成动力电池组使用，电池组一般将电池的螺钉和螺母作为正、负极柱，后并联、串联或混联电池的正、负极住组成所需求的大功率电池，此种连接方式存在接触内阻大、电池组重量重等一些缺陷。
本实用新型申请人在ZL200720147273中提出采用片状引出片代替上述极柱的电池结构，将电流引出(如附图1)，很大程度上减少了单体电池间的接触内阻。
但在上述结构中，由于电极端子2采用片状引出片为单片硬质金属，在电极端子2与极芯1的极耳11焊接时，焊接(超声波焊接)产生的振动易带动整个电极端子2的振动，有可能使电极端子2与盖板4的密封部位3造成松动，从而影响密封性能。同时，由于单片硬质金属与极耳11直接焊接，当内部极芯1出现松动时，易使两者焊接部5出现脱焊、虚焊等现象，影响电流输出效果，从而影响电池的整体功率输出特性等性能，特别是电池的长期使用和移动颠簸，更易影响电池的性能。在动力电池组中，单体电池之间的连接是通过两种硬质金属焊接在一起，没有缓冲结构，两单体电池之间的错动易对电池盖板2以及电极端子2之间的焊接部造成影响，会最终对单体电池之间的连接的可靠性造成影响。特别对于大型输出设备，需求的单体电池特别多，连接也更复杂，将会更大程度上影响电池组的性能，特别是像电动车等长期颠簸的电动工具，对电池组中的各种连接要求就更高。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于克服现有单体电池的结构易造成电极端子的连接部位连接不牢固、盖板的密封不严，影响电池的安全和输出性能，提供一种输出稳定，更安全、可靠的单体电池和动力电池组。
一种单体电池，包括电池壳体、盖板和极芯，极芯在电池壳体内，盖板与电池壳体密封连接；
其中，盖板中还设有贯穿盖板的电极端子，电极端子包括伸入电池壳体内部与极芯连接的第一端部和引出电池壳体外用于引出电流的第二端部及贯穿于盖板内部的中间部分；盖板与电极端子之间由密封件密封；
其中，电极端子的第一端部和第二端部为多层软导电片层叠或卷绕形成；或为多根软导电线组合而成。
本实用新型同时还提供了一种包括上述多个单体电池的动力电池组，其中，多个单体电池通过串联、并联或混联连接。
本实用新型单体电池的电极端子的第一端部即电极端子与正、负极耳的连接部位采用多层软导电片层叠组成或软导电片卷绕形成；或为多根软导电线组合而成，可防止极芯错动对连接部位的影响，最终对电池的输出性能的影响，同时也能减少焊接等连接的振动对电池密封结构的影响.本实用新型电池的电极端子的第二端部采用多层软导电片层叠组成或软导电片卷绕形成，或为多根软导电线组合而成，由于层状结构具有更好的柔性缓冲作用，可减少或消除单体电池的错位对单体电池间的连接部位的影响，防止电池的移动对电池组功率输出特性等性能的影响，特别是对于现有电动汽车的动力电池组，由于处于长期颠簸的环境，此种结构更为有利.
【附图说明】
图1为现有技术单体电池的电极端子的连接结构示意图；
图2为本实用新型单体电池的电极端子的结构示意图；
图3为本实用新型单体电池的电极端子与极耳的连接结构示意图。
图4为本实用新型电池组的单体电池间电极端子的连接结构示意图。
图5为本实用新型电池组的相互连接的单体电池间错动时电极端子的连接结构示意图。
图6为本实用新型电池组的单体电池间电极端子的另一种实时方式的连接结构示意图。
图7为本实用新型电池组的结构示意图。
【具体实施方式】
一种单体电池，包括电池壳体、盖板和极芯。极芯在电池壳体内；极芯包括正极片、负极片和设置在正极片、负极片之间的隔膜；极芯上还设有用于引出电流的正、负极耳。盖板与电池壳体密封连接；盖板中还设有贯穿盖板的电极端子，电极端子包括伸入电池壳体内部与正、负极耳连接的第一端部和引出电池壳体外用于引出电流的第二端部；电极端子与盖板接触部位还设有用于绝缘密封的绝缘密封件。其中，电极端子的第一端部和第二端部为多层软导电片层叠组成或软导电片卷绕形成，也可为多根软导电线组合而成，组合的方式可采用卷绕或叠置等方式。
其中，电极端子的第一端部和第二端部优选为多层铜、铝、镍、不锈钢、碳钢、镍铁合金片中的一种或多种金属箔导电片层叠或卷绕形成。电极端子还包括贯穿于盖板内部的中间部分，中间部分为一体导电片。电极端子的第一端部、中间部分及第二端部可以为三部分通过本领域技术人员公知的各种技术将三部分顺序连接起来，例如可以通过公知的焊接技术如激光焊，电子束焊，钎焊等连接在一起；也可以为一体结构，可以通过将多层导电片层叠或导电片卷绕实现。同时本实用新型从连接及密封等实际情况优化考虑，优选将中间部位的多层材料经热压、冷压、复合、扩散中的一种或多种连接技术形成的层与层之间密封的一体金属片，优选成硬质块状金属结构。其中，多层导电片的层数本实用新型没有限定，可根据引出的电流、韧性等实际情况做调整，导电片的厚度本实用新型也可根据实际需要进行调整，本实用新型优选为0.5-3mm。同时，为了保证更好的与极耳的连接，同时更优的导出电流，本实用新型优选电极端子的第一端部的厚度为正、负极耳总厚度的0.5-1倍。即相对一般的电池极耳，电极端子的厚度优选为0.5-10mm，宽度优选为3-200mm，长度优选为3-200mm。
其中，本实用新型优选电极端子与盖板为一体结构。盖板上还设有通孔，通孔内设有密封结构。电极端子通过该密封结构密封。密封结构包括一空心铆钉和绝缘密封件，绝缘密封件在空心铆钉内，电极端子从绝缘密封件中穿过，空心铆钉夹持绝缘密封件并形变挤压绝缘密封件以密封电极端子。绝缘密封件高出空心铆钉上部并包住空心铆钉上部形成翻边结构。绝缘密封件的材料可以为本领域技术人员公知的各种绝缘密封材料，例如可以为塑料、橡胶、树脂、玻璃、陶瓷等具有绝缘特性、耐有机溶剂和氢氟酸、可以与铜铝不锈钢金属粘合的材料。可以通过本领域技术人员公知的技术制得，例如注塑等。
其中，正极片、负极片分别具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，与极片长度方向平行的一端预留或刮出一块具有一定宽度的未敷料区，活性材料采用本领域技术人员公知的各种活性正、负极材料，涂敷方法和刮料方法可采用本领域技术人员公知的各种技术，极片的制备方法也采用本领域技术人员公知的各种技术。本实用新型优选极芯由正极片、负极片和设置在其间的隔膜沿长度方向逐层卷绕形成。为了进一步提高电池的安全性能，优选卷绕后形成极芯的外层为隔膜。正、负极耳采用本领域技术人员公知的各种极耳，可采用分别在正、负极片上焊接一个或多个极耳，本实用新型优选正、负极耳直接由未敷料区卷绕后压实而成。极耳可以从极芯的两端引出，也可以从极芯的一端引出，本实用新型优选正、负极耳彼此反向放置，且伸出于正极片和负极片之间的隔膜之外。一般极耳的厚度为0.5-10mm，宽度为3-200mm。
本使用新型同时还提供了一种包括上述多个单体电池的动力电池组，其中，多个单体电池通过串联、并联或混联连接。多个单体电池的串联、并联或混联连接通过多个单体电池的电极端子的第一端部相互串和/或并接形成。
其中，电极端子的第一端部间及电极端子的第二端部与正、负极耳间的连接本实用新型优选采用焊接技术。焊接方式可选超声波焊、激光焊、钎焊、闪光对焊、摩擦焊、电阻焊等，本实用新型优选采用激光焊。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：
如附图2和附图3，本实用新型的电极端子2包括第一端部21、中间部分22和第二端部23。第一端部21与单体电池6内部极芯1的极耳11连接，用于引导电池内部电流；第二端部23将单体电池6内部的电流引出，用于单体电池6间的连接；中间部件22贯穿于盖板4内部，与盖板4通过密封结构密封连接于密封部位3，密封结构包括一空心铆钉31和绝缘密封件32，绝缘密封件32在空心铆钉31内，电极端子2从绝缘密封件32中穿过，空心铆钉31夹持绝缘密封件32并形变挤压绝缘密封件32以密封电极端子2。绝缘密封件32高出空心铆钉31上部并包住空心铆钉31上部形成翻边结构。
图4为本实用新型电池组的单体电池6间电极端子2的连接结构示意图，将两单体电池6的电极端子2的第二端部23的多层金属箔进行贴合焊接，使两单体电池串接或并联。图5为上述电池组的单体电池间错动时电极端子的连接结构示意图，电极端子2的第二端部23的多层金属箔层状结构具有很好的柔性缓冲作用，可以在电池移动或错位时形成缓冲部位24，减少或消除单体电池的错动产生的应力对单体电池间的连接部位5的影响，也可以缓解电极端子2的耸动对电池盖板4的绝缘密封部3的影响，提高电池组的稳定性。
图6为本实用新型电池组的单体电池间电极端子的另一种实施方式的连接结构示意图，两单体电池的电极端子2为一次折弯结构，电极端子2的第二端部23相互对接，通过激光焊接在一起，形成连接部位5，使两单体电池串接或并联，此种连接的电池组在单体电池的错位时更能很好的形成缓冲部位24，防止直接损坏.
图7为本实用新型电池组的结构示意图，电池组包括多个单体电池6，每个单体电池6包括电池壳体、位于电池壳体内部的极芯1和密封连接电池壳体的盖板组件，其中盖板组件包括盖板4、穿过盖板4的电极端子2和绝缘密封的绝缘部3以及其他功能部件，例如安全阀。多个单体电池6之间通过电极端子2的第二端部23间的相互串和/或并联连接形成电池组。
Claims (7)
1.一种单体电池，包括电池壳体、盖板和极芯，其特征在于，
所述极芯在电池壳体内，所述盖板与电池壳体密封连接；
所述盖板中还设有贯穿盖板的电极端子，所述电极端子包括伸入电池壳体内部与所述极芯连接的第一端部和引出电池壳体外用于引出电流的第二端部及贯穿于盖板内部的中间部分；所述盖板与电极端子之间由密封件密封；
所述电极端子的第一端部和第二端部为多层软导电片层叠或卷绕形成，或为多根软导电线组合而成；
所述中间部分为一体导电片。
2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述电极端子的中间部分为多层材料的层与层之间密封的一体金属片。
3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述电极端子的第一端部、第二端部及中间部分为一体结构，所述电极端子的厚度为0.5-10mm，宽度为3-200mm，长度为3-50mm。
4.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述电极端子与盖板为一体结构；
所述盖板上还设有通孔，所述通孔内设有密封结构；
所述电极端子通过该密封结构密封；
所述密封结构包括一空心铆钉和绝缘密封件，所述绝缘密封件在空心铆钉内，所述电极端子从绝缘密封件中穿过，空心铆钉夹持所述绝缘密封件并形变挤压绝缘密封件以密封电极端子；
绝缘密封件高出空心铆钉上部并包住空心铆钉上部形成翻边结构。
5.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：
所述极芯由正极片、负极片和设置在其间的隔膜沿长度方向逐层卷绕形成；
所述正极片、负极片分别具有敷料区和未敷料区，敷料区上均匀涂敷有活性材料，未敷料区位于与极片长度方向平行的一端；所述正极片的未敷料区为正极耳，负极片的未敷料区为负极耳；
所述正、负极耳彼此反向放置，且伸出于正极片和负极片之间的隔膜之外。
6.一种动力电池组，包括多个单体电池，所述多个单体电池通过串联、并联或混联连接，
其特征在于，所述单体电池为权利要求1-5任意一项所述的单体电池。
7.根据权利要求6所述的动力电池组，其特征在于，所述多个单体电池的串联、并联或混联连接通过多个单体电池的电极端子的第二端部相互串和/或并接形成。
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