CN201673956U - 一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要公开了一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，包括带螺丝柱的连接件本体和固紧套件，在连接件本体上具有若干个带铆钉孔的方槽，固紧套件安装在螺丝柱上。本实用新型实现在同一结构件同时具备完成对电池单元串联及多个电池芯并联连接功能，解决了在“高能量、高功率、大电流”工况下，聚合物锂离子动力电池连接设计的研究难点，电池芯体极耳之间无需焊接，也不用双面胶固定定位，提高了电池连接的可靠性、一致性、使用安全性及连接效率，有效的延长使用电池组的循环寿命42％以上，降低了连接成本。

Description

一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器

技术领域

本实用新型涉及锂电池装置，具体而言是关于一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器。

背景技术

在全球化石油能源紧张，我国能源产业大发展的形势下，无论是电动车能源，还是特种行业、通讯产业，对高能量大功率的化学电源都开始广泛的使用。目前，国内外高能聚合物锂离子电池的工业生产中，其电池组的组装工艺中，提高电压靠电池串联实现，提高容量靠并联组合电池实现，所以高电压、大容量、高功率三者条件同时具备的电池组中，其组合电池的连接结构就成为需要解决重点的难题之一。

聚合物锂离子电池在形成装入壳体的电池组的串并联基本通过焊接实现。由于电池芯正极耳材质为铝材，负极耳为铜材或镍材，材料不同其可焊性不一样。在传统工艺中采用的解决方案是用超声波光进行焊接双金属片(也叫铅镍复合带)，然后再将各电池芯的铅镍复合带焊接在一起实现并联连接。比如是负极铜极耳和正极连接，则电池芯双金属片与另一电池芯的镍和铜成对(面对面)或铝和铝成对(面对面)的双金属片焊接形成串联结构。

传统加工方式由于加工的复杂，工作效率低下，而且有时在电池 成组后还需手工焊接的补焊工序存在，导致电池内阻增加，电池组充放电效率降低。又由于焊接剂量的不一致，造成各焊接点电阻差异，影响了电池成组后各电池的一致性和均衡性重要指标，降低了电池的循环寿命。所以高能量、高功率、大电流动力电池组是无法用传统工艺可靠实现。

此外，动力电池组并串联量繁多，在大电流的放电工作中，由于电池芯的发热，电池组的热量累积，会导致电池一致性降低、电池芯产生膨胀，各焊接点因加工条件的差异产生的温度高低不一样等不良现象。特别是对大动力电池，更加由于焊接时间过度，焊接温度过高而通过电池芯极耳形成的热传递到电池内部，造成电池芯内部部隔膜收缩，正、负极界面SEI膜(固体电解质相界面膜)层破坏，会留下内部短路、电性能变异形、电池膜表面因为温度过高而带来的电性能变化、循环寿命降低等诸多安全隐患。

因此，组合电池因连接结构的设计，在使用应用过程受到较多限制，成为目前解决“高能量、高功率、大电流”聚合物锂离子动力电池设计的研究难点之一。

实用新型内容

本实用新型的主要目的就是为了解决“高能量、高功率、大电流”聚合物锂离子动力电池设计的研究难点，提供一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，电池芯体之间无需焊接，也不用双面胶固定定位就能完成电池组的串并联。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案如下：

一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，包括带螺丝柱的连接件本体和固紧套件，在连接件本体上具有若干个带铆钉孔的方槽，固紧套件安装在螺丝柱上。

所述的固紧套件包括串联用多孔连接片、弹簧垫圈、垫片、螺帽；弹簧垫圈套于螺丝柱，其上依次套入串联用多孔连接片、垫片，螺帽旋紧固定。

所述的串联用多孔连接片为0.3～0.6毫米厚度的O型紫铜片材叠加而成，每个O型紫铜片材表层具有0.008～0.010毫米厚的镀银层。

所述的连接件本体为“而”字形结构，其下具有四根带铆钉孔的凸肋并列排布，形成方槽；其上一基顶与所有凸肋相连，带螺丝柱设置在基顶。

所述的连接件本体的每个凸肋，配置有夹住电池芯加厚极耳的镀银的连接铜片。

所述的连接铜片表层具有0.008～0.010毫米厚的镀银层。

所述的连接件本体采用O型紫铜一体成型。

所述的铆钉孔为直径为2.5～3毫米；用于安装在铆钉孔上的铆钉采用紫铜加工而成，其直径为2.5～3毫米，公差为±0.02毫米。

采用本实用新型后，电池芯体的并联式通过加厚极耳卡入连接件本体中的方槽内，通过铆钉实现紧固，有效降低内阻，比传统焊接方式内阻降低60％，一致性提高85％。串联式采用串联用多孔连接片， 有效提高装配性和导电电流的热功率降低。

由于无双面胶做过渡性的单元电池定型，使电池组连接电芯的维修性有稳定的保证。同时也为组成单体电池的电池芯体之间保持了一致的散热空间。如在4片33AH容量的电池芯体并联成电池单元，然后串联形成的电池组，在13C倍率放电4分30秒情况下高温度(最后20秒)78℃，平均温度小于50℃，有效降低聚合物锂离子动力电池组大电流放电的温度。循环寿命达300以上，有效提高电池组高倍率放电的工作性能。

用此连接器形成的锂电池装配工艺简单，所有零件可以实现标准化制造，由于无焊接装配，工作功率是原工艺的5倍。而且取消焊接连接电池芯体，寿命提高42％，电池组的安全性和可靠性加强，消除因焊接产生的热量传递电芯带来的不良隐患。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的极耳加厚示意图；

图3是电池芯体并联结构示意图；

图4是电池芯体串并联成电池组的结构示意图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。

一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，主要为图1所示的连接件本体1，采用O型紫铜一体成型。该连接件本体1为“而”字形 结构，在其下方具有四根凸肋2，凸肋2等间隔并列平行排布，形成方槽3。方槽3是在电池组拼装时，用于卡置单个电池芯体的极耳，将单个电池芯体并联成一个电池单元。所以为了能固定极耳，在方槽3的壁上开有多组铆钉孔4，每一组铆钉孔4配铆钉5，铆钉5铆接后，同时将四个电池芯体铆接于方槽3中。

其中这里所提到的铆钉孔较佳尺寸为直径为2.5～3mm范围内。而铆钉较佳尺寸为铆钉孔直径±0.02mm误差内，其所用材质为紫铜。

另外，为了更好固定电池芯体极耳，每个凸肋2上配有形状冲裁成与极耳形状相同的连接铜片6，连接铜片6表层具有一镀银层，该镀银层较佳厚度为0.008～0.010mm。连接铜片6铆接在极耳的两侧，形成加厚极耳。所述的连接铜片6表层具有0.008～0.010mm厚的镀银层。

在凸肋2上方，延伸形成一个基顶7，基顶7上具有一螺丝柱8。该螺丝柱8是要与固紧套件配合使用。

所述的固紧套件包括串联用多孔连接片9、弹簧垫圈10、垫片11、螺帽12。

串联用多孔连接片9上具有多个螺孔，是用于套接多个连接件本体1的螺丝柱8。弹簧垫圈10套于螺丝柱8上，其上依次套入串联用多孔连接片9、垫片11，最后用螺帽12旋紧固定。这样就可以将两个电池单元进行串联。

其中，串联用多孔连接片9是用0.3～0.6mm厚度的O型紫铜片材叠加而成，每个O型紫铜片材表层镀有0.008～0.010mm厚度的镀 银层。

采用本实用新型的电池拼装步骤大致如下：

(1)将成型后的电池芯加厚极耳冲载成形，然后用连接铜片6夹住，铆接成可装配卡入连接件本体1中的方槽3内尺寸的电池芯加厚极耳(见图2)；

(2)将投入并联的电池芯加厚极耳卡入方槽3内，并用铆钉5同时穿入铆钉孔4和加厚极耳的铆钉孔，定位好铆接位置高度(见图3)；

(3)将塞入铆钉5的电池单元装入铆接工装后，用铆钉机旋压紧固；

(4)将串联用多孔连接片9套入螺丝柱8，同时用弹簧垫固10及螺帽12压紧，形成标准并联结构；

(5)标准并联结构电池，按提高电压的组合数量，按电池极性通过本实用新型连接形成电池组(见图4)。

Claims (8)

1.一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：包括带螺丝柱的连接件本体和固紧套件，在连接件本体上具有若干个带铆钉孔的方槽，固紧套件安装在螺丝柱上。

2.如权利要求1所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的固紧套件包括串联用多孔连接片、弹簧垫圈、垫片、螺帽；弹簧垫圈套于螺丝柱，其上依次套入串联用多孔连接片、垫片，螺帽旋紧固定。

3.如权利要求2所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的串联用多孔连接片为0.3～0.6毫米厚度的O型紫铜片材叠加而成，每个O型紫铜片材表层具有0.008～0.010毫米厚的镀银层。

4.如权利要求1所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的连接件本体为“而”字形结构，其下具有四根带铆钉孔的凸肋并列排布，形成三个方槽；其上一基顶与所有凸肋相连，带螺丝柱设置在基顶。

5.如权利要求1所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的连接件本体的每个凸肋，配置有夹住电池芯加厚极耳的镀银的连接铜片。

6.如权利要求5所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的连接铜片表层具有0.008～0.010毫米厚的镀银层。 

7.如权利要求1所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的连接件本体采用O型紫铜一体成型。

8.如权利要求1所述的一种大电流放电聚合物锂电池组合连接器，其特征在于：所述的铆钉孔为直径为2.5～3毫米；用于安装在铆钉孔上的铆钉采用紫铜加工而成，其直径为2.5～3毫米，公差为±0.02毫米。 

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