CN201853759U - 分体铆接式低内阻储能器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种分体铆接式低内阻储能器件，器件盖板的外部采用螺栓引出，在外连螺栓底部且位于盖板上设有螺栓底板，该底板上有铆钉孔，通过铆钉将螺栓与器件内部的连接片连通；内部连接片为直角弯折结构，且弯折处位于铆钉围成空间的中部，连接片上设有用于铆接的孔，电芯的极耳开有与连接片相应的孔，极耳通过铆接或螺栓与连接片连接在一起；储能器件包括由电化学原理进行储能的器件和由物理原理进行储能的器件。本实用新型由于外部螺栓用铆钉与内部连接片相连，不易松动，有助于提高密封性；电芯的极耳与连接片铆接有助于减小它们之间的连接电阻，使整个储能器件内阻进一步减小，具有连接可靠、实现高功率(大电流)输出的特点。

Description

分体铆接式低内阻储能器件 

技术领域

本实用新型涉及一种储能器件制造领域，具体涉及一种分体铆接式低内阻储能器件的内部结构设计。 

背景技术

电源是各种电路都不可缺少的重要部分。在没有市电的情况下，只有采取将电能存储的方式才能满足电路使用，因此各种储能器件是移动用电系统的重要组成部分，其性能直接关系到移动用电器的使用寿命、功率特性等重要指标。 

目前储能器件有一次电池、二次电池、超级电容器等。一次电池不可充电，无法反复使用，综合使用成本高。二次电池可反复充放电，是目前许多移动用电器的首选储能器件；目前，常见二次电池有：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等。铅酸电池、镍镉电池有铅、镉重金属的污染，正逐步被世界各国限制使用；由于镍的价格不断上涨，镍氢电池的性价比也在不断下降。锂离子电池和超级电容器是近年来出现的新型储能器件，具有明显的性能优势。锂离子电池能量密度高，但功率密度较低，寿命较短(1000次左右)；超级电容器寿命长(可达10万次以上)，功率密度大，但能量密度较低。 

电动汽车、脉冲电源等装置都对其储能器件的功率性能提出了更高的要求。在提高储能器件功率性能方面，可以考虑的措施有：①改善电极材料配方，提高电极的功率能力；②改进电解液，减小电阻；③改善电极的极耳引出方式，减少接触电阻。在改善电极配方和改进电解液方面，许多研究者进行了大量研究，也取得了较大进展。当电极电阻和电解液电阻都降低到一定程度后，电极极耳的引出电阻在整个储能器件总电阻中就逐渐上升到重要位置；即需要改进电极极耳引出结构才能进一步降低储能器件的总电阻，才能达到进一步提高储能器件功率性能的目的。但在电极的引出方式上，虽然也有一些改进，但进展不大，如：(1)将电芯的极耳用超声波焊接在连接片上，连接片通过铆钉与储能器件的外部接线柱连接；(2)在电极片上焊接多个极耳，将多个极耳焊接在一个小金属板上，金属板通过卡簧结构与端板 连接，这种方式对卡簧的制造精度要求高，加工困难；(3)电极片上焊接极耳，在芯包的心部留一个孔，用点焊机通过该孔将芯包的一个电极极耳焊接在壳的底部，另一极用点焊机将极耳焊接在端板上，这种方式仍然要用极耳，焊点少，内阻仍较大；(4)将电芯的极耳上打孔，用螺丝固定在螺栓上，螺栓通过密封结构直接伸出储能器件壳体，但用螺丝将极耳固定在螺栓上，由于螺丝松动会造成接触不良。 

发明内容

本实用新型的目的是：针对现有技术在电极引出技术上存在的不足，提供一种低内阻储能器件，从而使储能器件的内阻减小、可靠性增加、功率密度提高。 

本实用新型提出一种分体铆接式低内阻储能器件中新的电极极耳引出结构，该结构有利于降低储能器件的内阻，提高其功率性能，并具有连接可靠的特点。本实用新型设计有助于减小电芯与连接片之间的连接电阻，提高储能器件的功率特性，为实现上述目的本实用新型采取以下技术方案： 

一种分体铆接式低内阻储能器件，包括穿过器件盖板的外连螺栓部分、密封部分以及位于器件内部的连接片部分，其特征是：盖板上的外部采用螺栓引出，在外连螺栓底部且位于盖板上设有螺栓底板，该底板上设有铆钉孔，通过铆钉将螺栓与器件内部的连接片连通；所述内部连接片是呈90°的弯折结构，且弯折处位于铆钉围成空间的中部，连接片上设有用于铆接的孔；电芯的极耳开有与连接片相应的孔；极耳通过铆接或螺栓与连接片连接在一起；所述的储能器件包括由电化学原理进行储能的器件和由物理原理进行储能的器件。由于外部螺栓采用铆钉与内部连接片相连，不易松动，有助于提高密封性能；电芯的极耳与连接片采用铆接方式有助于减小连接电阻，因此使整个储能器件的内阻得到减小，有利于实现高功率(大电流)输出。 

本发明适合的储能器件包括由电化学原理进行储能的器件和由物理原理进行储能的器件，该储能器件为：锂离子电池、超级电容器、混合电容器、大功率电池、电容电池它们中的任意一种。 

所述外连螺栓的材质选自铜或铜合金、镀镍铜合金、铝或铝合金、镍或镍合金、不锈钢它们中的一种或一种以上。连接片的材质选用铜或铜合金、铝或铝合金、镀镍纯铜、镀镍铜 合金、镍或镍合金、不锈钢它们中的一种或一种以上。 

本实用新型所述的盖板上至少有一个用于加注电解液的注液孔，盖板上还可以设计有防爆阀或防爆膜；本发明所述的连接片可以由两个折成90°的金属片构成，也可以用一块整体金属片一次折成倒T形，外连螺栓通过铆钉与连接片的水平弯折面共同固定在储能器件盖板上，在连接片的垂直弯折面上开有用于铆接极耳的连接片孔；连接片上的用于连接电芯极耳的铆接孔为1个或者1个以上。位于盖板两边的外连螺栓处各放置一块螺栓底板，每块盖板的底板上设有四个铆钉孔，连接片的弯折处位于四个铆钉围成空间的中部。电芯与盖板之间还可以放置一个固定电芯的塑料或橡胶防转支架，以防止电芯在应用过程中移动；电芯的极耳可以分成两部分，连接片置于这两部分之间进行铆接；铆接时可以在极耳两面放置保护极耳的垫片，该垫片上设有与连接片相对应的铆接孔； 

本实用新型的特点是：由于外部螺栓采用铆钉与内部连接片相连，不易松动，有助于提高密封性能；电芯的极耳与连接片采用铆接方式有助于减小电芯与连接片之间的连接电阻，因此使整个储能器件的内阻进一步减小，提高其功率性能，并具有连接可靠的特点，有利于实现高功率(大电流)输出。 

附图说明

图1图2图3分别为现有储能器件盖板引出机构的俯视图、侧视图及仰视图。 

图中：a盖板，b注液孔，c外连螺栓，d铆钉，e防爆膜，f密封垫，g连接片，h螺栓底板。 

图4、图5和图6分别为盖板引出机构的俯视图、侧视图和仰视图。 

图7为储能器件的电芯示意图。 

图8为本实用新型电芯与壳体盖板连接的结构示意图。 

图9、图10分别是用于铆接时保护极耳的垫片主视图与俯视图。 

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型进行详细说明，同时提供对比例说明本实用新型的效果。下面的实施例只是符合本实用新型技术内容的实例，并不说明本实用新型仅限于下述实例所述的内容，本行业中的技术人员依照该权利要求项制造的产品均属本实用新型内 容。 

实施例1： 

①如图4、图5、图6所示的结构加工成盖板，图中：1盖板，2注液孔，3外连螺栓，4铆钉，5防爆膜，6密封绝缘垫，7连接片，8螺栓底板，9连接片孔(为铆接电芯极耳的铆孔)。盖板1上的外部采用外连螺栓3引出，外连螺栓3通过铆钉4与连接片7固定在储能器件盖板1上(正负极各一个)，在螺栓3底部且位于盖板1上设有螺栓底板8，该底板8上设四个有铆钉孔，通过铆钉4使螺栓与器件内部的连接片7连通；连接片设计成一个90°的弯折结构，该弯折处位于四个铆钉4围成空间的中部；连接片7可以由两个折成90°的“ 

”形金属片制成，也可以用一个整体金属片一次折成“⊥”形，外连螺栓3通过铆钉4与连接片7的水平弯折面共同固定在储能器件盖板1上；在螺栓底板8与盖板1之间装有密封绝缘垫6；盖板8上设有防爆膜13；在盖板8一边开有一个用于加注电解液的注液孔2； 

②按照传统锂离子电池的制造工艺：配料-搅拌-涂布-轧制-分切-焊极耳卷绕(叠片)，制作成电芯(按20Ah设计制造)。 

③如图7、图8所示，11为卷芯的极耳，12为卷绕好(或叠片好)的电芯，13为极耳孔。在电芯12的极耳11上用专用工具冲出与连接片7相应的极耳孔13；在连接片7的垂直弯折面上同样开有用于铆接的两个连接片孔9(孔13与孔9重合铆接)；极耳11将通过铆接与连接片7连接在一起。 

④将极耳11分为两部分，分别置于连接片7垂直弯折面的前后两面，然后分别垫上垫片10(如图9、图10所示)；再用铆钉将垫片10、极耳11、连接片7铆接在一起(如图8所示)，外连螺栓3的材质正极选用牌号为3003的铝合金，负极选用无铅黄铜合金；连接片7材质正极选用纯铝，负极选用纯铜。 

⑤按照锂离子电池的后续工艺：密封焊接(将盖板与壳体焊接在一起)-干燥-注电解液-化成-测试，即可得到低内阻锂离子电池产品。 

⑥检测：用电池充放电测试仪对制成的锂离子电池产品进行测试，以1C进行充放电，其放电容量为20.2Ah，直流内阻3.7mΩ。 

对比例1： 

①按照传统锂离子电池的制造工艺：配料-搅拌-涂布-轧制-分切-焊极耳卷绕(叠片)，制作成电芯(按20Ah设计制造)。 

②将电芯的极耳用超声波焊接在已有技术的盖板(如图1、图2、图3所示)的连接片上。 

③按照锂离子电池的后续工艺：密封焊接(将盖板与壳体焊接在一起)-干燥-注电解液-化成-测试，即可得到锂离子电池产品。 

④检测：用电池充放电测试仪对制成的锂离子电池产品进行测试，以1C进行充放电，其放电容量为20.3Ah，直流内阻4.6mΩ。 

Claims (8)

1.一种分体铆接式低内阻储能器件，包括穿过器件盖板的外连螺栓部分、密封部分以及位于器件内部的连接片部分，其特征是：盖板上的外部采用螺栓引出，在外连螺栓底部且位于盖板上设有螺栓底板，该底板上设有铆钉孔，通过铆钉将螺栓与器件内部的连接片连通；所述内部连接片是呈90°的弯折结构，且弯折处位于铆钉围成空间的中部，连接片上设有用于铆接的孔；电芯的极耳开有与连接片相应的孔；极耳通过铆接或螺栓与连接片连接在一起；所述的储能器件包括由电化学原理进行储能的器件和由物理原理进行储能的器件。

2.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：该储能器件为锂离子电池、超级电容器、混合电容器、大功率电池、电容电池它们中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：所述的盖板上设有防爆膜或防爆阀。

4.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：所述的连接片是由两个折成90°的金属片构成，或者用一块整体金属片一次折成倒T形，外连螺栓通过铆钉与连接片的水平弯折面共同固定在储能器件盖板上，在连接片的垂直弯折面上开有用于铆接极耳的连接片孔。

5.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：位于盖板两边的外连螺栓处各放置一块螺栓底板，每块盖板的底板上设有四个铆钉孔，连接片的弯折处位于四个铆钉围成空间的中部。

6.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：在极耳两面放置保护极耳的垫片，该垫片上设有与连接片相应的铆接孔。

7.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：电芯的极耳分成两部分，连接片置于这两部分之间进行铆接。

8.根据权利要求1所述的低内阻储能器件，其特征在于：所述连接片上的用于连接电芯极耳的铆接孔为1个或者1个以上。 

Images