CN202013914U - 一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要公开了一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，包括下固定铜板、螺丝紧固套件、上固定铜板；下固定铜板和上固定铜板夹住所需连接的电池输出极片，螺丝紧固套件包括穿套下固定铜板和上固定铜板的螺杆和紧固在上固定铜板外侧的螺母。本实用新型针对目前高容量、高功率、大电流工作负载的聚合物锂离子电池组连接技术上存在的问题，提出一种降低电池组内阻，提高电池组电性能一致性和安全性，使电池芯散热良好的平板连接器，使电池组工作可靠性高、内阻小、电传导性能稳定，解决传统工艺存在的安全隐患死角的连接结构难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及大容量锂离子电池技术领域，特别与一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器有关。
背景技术
我国能源产业已经进入了高速发展的形势下，无论是电动车能源和特种行业及通讯产业都开始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，对化学电池的重量比和体积比都提出了跟高的要求。其电池组的组装连接工艺从提高电压靠电池串联实现，提高容量靠并联组合电池角度实现最优设计的前提下，如何解决高电压、大容量、高功率三者条件同时具备的电池组中实现连接最可靠、安全，其组合电池的连接结构体积最小，内阻小、损耗最低的最优设计，就成为电池组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过程中，由于电池芯正极耳材质为铝材，负极耳为铜材或镍材，其材料不同可焊性不一样。在连接上使用的传统工艺解决方案是用超声波光进行焊接双金属片（隔电铅镍复合带），然后再将各电池芯的钻镍复合带焊接在一起实现并联连接；如果是负极铜极耳和正极连接，则和电池芯双金属片与另一电芯的镍和铜成对（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。
这种加工方式由于加工的复杂，工作效率低下。由于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，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，从而降低了电池的循环寿命。而且在高能量、高功率、大电流聚合物锂离子动力电池组上传统焊接工艺是无法实现的。
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膜层破坏，会留下内部短路和电性能变异形及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的的安全隐患后果。
因此，电池组连接件结构的设计，在设计使用应用过程中提出了较多限制要求，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
本实用新型专利的目的和要解决的技术问题是：针对目前高容量、高功率、大电流工作负载的聚合物锂离子电池组连接技术上存在的问题，提出一种降低电池组内阻，提高电池组电性能一致性和安全性，使电池芯散热良好的平板连接器，使电池组工作可靠性高、内阻小、电传导性能稳定，解决传统工艺存在的安全隐患死角的连接结构难题。
为了实现上述目的解决问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，包括下固定铜板、螺丝紧固套件、上固定铜板；下固定铜板和上固定铜板夹住所需连接的电池输出极片，螺丝紧固套件包括穿套下固定铜板和上固定铜板的螺杆和紧固在上固定铜板外侧的螺母。
所述的螺丝紧固套件为金属或非金属紧固套件。
所述的螺丝紧固套件包括一端形成帽体的螺杆、弹簧垫圈、垫片、螺母，螺杆帽体和螺母形成将电池输出极片双向夹紧的结构，弹簧垫圈和垫片套于上固定铜板和螺母之间。
所述的电池输出极片上形成的冲裁成形的镀银的加厚极耳，上下固定铜板夹紧加厚极耳。
所述的一组上固定铜板和下固定铜板配有多个螺丝紧固套件稳定连接电池输出极片。
所述的紧固套件中螺杆的帽体与下固定铜板焊接为一体。
所述的上固定铜板或下固定铜板的内侧面上焊接有温度传感器，温度传感器紧密接触电池输出极片。
所述上下固定铜板以及输出电池极片的接触界面均铺设有一厚质镀银层。
所述厚质镀银层的厚度为0.008-0.010毫米。
所述电池输出极片均为0.3～0.6毫米厚度O型紫铜材料叠加而成。
采用上述方案后，本实用新型具有诸多有益效果：
1、由于电池芯或电池输出级片的通过平板连接器上下固定板间夹紧后，由螺丝紧固套件锁紧，实现面对面的叠加，紧固后无间隙存在，有效降低间隙内阻和界面电阻，比传统焊接方式内阻降低40%，一致性提高75%，由于无焊接工序，使电池组连接件的维修性有稳定的保证。同时也保持单体电池的电芯之间等距，留有一致性的散热空间。有效降低聚合物锂离子动力电池组大电流放电的温度。循环寿命提高30%以上，有效提高电池组高倍率放电的工作性能。配置温度传感器后可以根据输出的温度信号实施人机自动控制，保证电池组安全使用。
2、用此连接器形成的装配工艺简单，所有零件实现标准化制造，同时该连接器可根据电池产品的功率大小形成系列化产品。
3、连接机构同时实现串并联两种功能，均可在平板连接器中采用极片叠加夹紧方式，有效提高装配工效和导电电流的热功率降低。
4、提高电池组的安全性和可靠性，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是本实用新型较佳另一实施例结构示意图；
图3是本实用新型较佳实施例安装使用结构示意图；
图4是本实用新型较佳实施例并联使用俯视图；
图5是本实用新型较佳实施例并联使用侧视图；
图6是本实用新型较佳实施例串联使用俯视图；
图7是本实用新型较佳实施例串联使用侧视图。
具体实施方式
结合图1～图7，对本实用新型做进一步详细说明。
一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，主要涉及到的部件包括下固定铜板1、螺丝紧固套件2、上固定铜板3、温度传感器4。
下固定铜板1和上固定铜板3是采用金属铜制成的板体，其上对应开设通孔。通孔是用于固定螺丝紧固套件2，其数量可以是单个(如图1)，也可以为多个（如图2）。
螺丝紧固套件2可以为金属材质制成，也可以采用非金属材料制成，主要包括螺杆21、弹簧垫圈22、垫片23、螺母24。螺杆21的其中一个端部形成帽体，螺杆21穿过下固定铜板1，并与其焊接成一体。上固定铜板3穿套与螺杆21上，其外表面依次套有弹簧垫圈22和垫片23，最用螺母24紧固。在上下固定铜板之间是用于夹持需要连接的电池输出极片5，螺母24和螺杆21的帽体形成双向夹持机构，通过调节螺母24的松紧度来控制连接牢固性。
一般，所需要连接的电池输出极片5采用0.3～0.6毫米厚度O型紫铜材料片叠加而成。在电池输出极片5上冲裁出加厚极耳6，加厚极耳6一般为铜片和铝片，表面镀银处理，形成厚质镀银层，厚度约为0.008-0.010毫米。下固定铜板1和上固定铜板3就是夹持在加厚极耳6上，实现对电池输出极片5的连接。下固定铜板1和上固定铜板3与加厚极耳6的接触面也通过镀银处理，形成厚质镀银层，厚度约为0.008-0.010毫米。
温度传感器4是用于检测电池输出极片5的温度状况，焊接固定在下固定铜板1或上固定铜板3的内侧面，与加厚极耳6紧密贴触，充分感知电池输出极片5的温度情况。
本实用新型并联连接使用可参照图4、图5，在两个电池输出极片5上并排连接两个平板连接器7，串联时，如图6、图7所示，一个平板连接器7连接两个电池输出极片5，而另一平板连接器连接其中一个电池输出极片5和第三个电池输出极片5，这样依次串联。
本实用新型无焊接工序，连接操作简单，组装形式灵活多样，所有零件可以实现标准化制造，适合大规模制造、应用。同时连接中保持单体输出电池极片之间的间距，留有一致性的散热空间，通过温度传感器还提高电池组的安全性和可靠性，消除因焊接产生的热量传递电芯带来的不良隐患。
上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：包括下固定铜板、螺丝紧固套件、上固定铜板；下固定铜板和上固定铜板夹住所需连接的电池输出极片，螺丝紧固套件包括穿套下固定铜板和上固定铜板的螺杆和紧固在上固定铜板外侧的螺母。
2.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的螺丝紧固套件为金属或非金属紧固套件。
3.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的螺丝紧固套件包括一端形成帽体的螺杆、弹簧垫圈、垫片、螺母，螺杆帽体和螺母形成将电池输出极片双向夹紧的结构，弹簧垫圈和垫片套于上固定铜板和螺母之间。
4.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的电池输出极片上形成的冲裁成形的镀银的加厚极耳，上下固定铜板夹紧加厚极耳。
5.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的一组上固定铜板和下固定铜板配有多个螺丝紧固套件稳定连接电池输出极片。
6.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的紧固套件中螺杆的帽体与下固定铜板焊接为一体。
7.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述的上固定铜板或下固定铜板的内侧面上焊接有温度传感器，温度传感器紧密接触电池输出极片。
8.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述上下固定铜板以及输出电池极片的接触界面均铺设有一厚质镀银层。
9.如权利要求8所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述厚质镀银层的厚度为0.008-0.010毫米。
10.如权利要求1所述的一种大电流用聚合物锂离电池组极片平板连接器，其特征在于：所述电池输出极片均为0.3～0.6毫米厚度O型紫铜材料叠加而成。
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