CN203787498U - 电池组的极耳连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池组的极耳连接结构，其包括两个或多个极耳、金属转接片和楔形口端子，所述极耳和金属转接片层叠后共同卷绕，楔形口端子套设于极耳和金属转接片形成的卷绕体外并夹紧，实现极耳的紧密牢靠连接。与现有技术相比，本实用新型的极耳连接结构通过卷绕来增加不同极耳之间的接触面积，并利用卷绕力和夹紧力的双重作用实现极耳的紧密连接，因此不仅工艺简单、连接牢靠，对电池组的各项性能指标均没有影响，而且无需复杂的设备及原材料，具有成本低、便于操作和管理的优点，是一种很理想的极耳连接结构。
Description
技术领域
本实用新型属于电池领域，更具体地说，本实用新型涉及一种电池组的极耳连接结构。
背景技术
随着现代社会对低碳生活的呼声高涨，锂电池的应用也越来越广泛。软包装锂电池因具有质量小、能量密度高、成本低等优势，已被模块化组装后应用于储能基站及电动车上。软包装锂电池主要包括铝塑膜软包装锂电池和异型软包装锂电池，传统的模块化组装是指将多个软包装电芯串并联而组成锂电池组。
软包装锂电池的基体厚度较小，其极耳通常为导电性能较好的金属薄片，如铜片、铝片和镍片等。目前，软包装锂电池的串并联是通过将极耳相互叠加后，通过激光焊接、超声波焊接或焊锡等方式进行连接。焊接连接具有连接可靠、结构稳定、自动化程度高等优点，但是，用在极耳的连接上却存在很多问题，例如：1）焊锡很容易造成极耳表面温度过高，而且由于热传递作用，锂电芯内部的温度也会随之升高，从而导致电芯的循环性能和稳定性能下降；2）焊接过程中产生的高温，会使极耳表面生成一层氧化膜，以致影响到极耳的接触内阻及导电性能；3）焊剂在高温过程中会出现有害气体挥发现象，这对环境及作业者都带来一定危害；4）软包装锂电池的厚度较小，其极耳与极耳的间距也很小，很难满足激光焊接和超声波焊接所需要的空间，这不仅给焊接操作带来不便，而且极耳也易于在焊接时受到损伤。
有鉴于此，确有必要提供一种不会引起电芯损伤的电池组的极耳连接结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种不会引起电芯损伤的电池组的极耳连接结构，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池组的极耳连接结构，其包括两个或多个极耳、金属转接片和楔形口端子，所述极耳和金属转接片层叠后共同卷绕，楔形口端子套设于极耳和金属转接片形成的卷绕体外并夹紧，实现极耳的紧密牢靠连接。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述楔形口端子由厚度为0.3mm～1.5mm的片体弯折而成，其横截面近似为无底梯形。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述楔形口端子的外侧受力面上间隔排布有因受到夹持力而形成的齿印状凹陷。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述楔形口端子包括由轻金属制成的主体部分，主体部分的最外层还覆有一层绝缘膜。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述金属转接片的厚度为0.1mm～0.5mm。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述金属转接片为采样线金属转接片。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述共同卷绕的两个或多个极耳为正极耳、负极耳或两种极耳，金属转接片位于两个或多个极耳的中间。
作为本实用新型电池组的极耳连接结构的一种改进，所述极耳为厚度0.1mm～0.5mm的金属片。
与现有技术相比，本实用新型的极耳连接结构首先将多个电芯的极耳与连接采样线的金属转接片叠加在一起，然后使用卷绕设备将其卷绕在一起，再通过楔形口端子压接的方式加固，达到绝缘及防腐保护的效果；其不仅工艺简单、连接牢靠，对电池组的各项性能指标均没有影响，而且无需复杂的设备及原材料，具有成本低、便于操作和管理的优点，是一种很理想的极耳连接结构。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型电池组的极耳连接结构及其有益效果进行详细说明。
图1为待连接的锂电芯结构示意图。
图2为本实用新型电池组的极耳连接结构的组装示意图。
图3为图2中A部分的放大图。
图4为图3的侧视示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
请参阅图1至图4，本实用新型电池组的极耳连接结构包括两个或多个锂电芯10的极耳、金属转接片30和楔形口端子50。其中，极耳和金属转接片30按一定顺序层叠后共同卷绕，楔形口端子50套设于极耳和金属转接片30形成的卷绕体外并夹紧，从而通过卷绕力和夹紧力实现极耳的紧密牢靠连接。
极耳是锂电芯10的两种极耳中的一种或两种，具体情况取决于锂电芯10的串并联设计。请参阅图1所示的四个锂电芯10，其分别包括正极耳12和负极耳14（两种极耳在侧视图中位置重叠），其中，正极耳12为厚度0.1mm～0.5mm的铝金属片，负极耳14为厚度0.1mm～0.5mm的铜金属片。
金属转接片30的厚度为0.1mm～0.5mm，其一端与电池管理系统中CSC的电压及温度采样线焊接连接；金属转接片30可为采样线金属转接片，用于采集电芯的状态参数，如温度，电压等。
请参阅图3和图4，楔形口端子50由厚度0.3mm～1.5mm的长方形片体弯折而成，其横截面近似为无底梯形。楔形口端子50的主体部分为轻金属，主体部分的最外层覆有一层塑料绝缘膜，因此受力后不会破碎，而且能够起到绝缘防腐的作用。楔形口端子50未安装前，其外侧受力面（相当于无底梯形的两腰）为光滑面，夹紧后的楔形口端子50的外侧受力面上则间隔排布有因受到夹持力而形成的齿印状凹陷52。
进行极耳连接时，首先选取厚度与待连接电芯的极耳的厚度相配（最好是厚度相同）的金属转接片30，将金属转接片30的一端通过锡焊与电压及温度采样线连接；然后除去待连接极耳的金属表面污垢及氧化膜，将金属转接片30放在待连接电芯的极耳中间进行层叠，并用模具固定；选取与待连接电芯的极耳厚度相适配的卷针并将其安装在卷绕设备上，将卷针与层叠好的极耳和金属转接片30固定在一起，调整好合适的速度，开启卷绕设备进行卷绕；卷绕完成后，将楔形口端子50套设在极耳和金属转接片30形成的卷绕体外，再利用压接设备对楔形口端子50的外侧受力面施力而将其夹紧；夹紧后的楔形口端子外侧受力面上形成了齿印状凹陷52，极耳也通过卷绕力和夹紧力实现了紧密牢靠连接。
在对层叠好的电芯的极耳和金属转接片30进行卷绕时，卷绕设备的绕卷力度和转速要控制适中，同时，还要控制好卷绕的圈数，这是因为：如果卷绕圈数不够，极耳间的接触面较小，会导致相邻极耳的过电流能力不足；而卷绕圈数过多，又很容易将极耳拉断。
楔形口端子50的压接，是将卷绕后的极耳及金属转接片30收容在楔形口端子50的楔形口内，并从外侧对楔形口端子50施加大小及方向都可控的压力，以便在牢固压紧卷绕体的同时，避免对极耳造成损伤。
楔形口端子50的厚度要适中，优选为0.3mm～1.5mm，这是因为其厚度较大时，压接设备难以压紧卷绕后的极耳，厚度太小时又容易被压接设备压坏。
可以预见的是，本实用新型的极耳连接结构不仅能够应用在软包装锂电池组上，同样也可以应用在镍氢、镍镉等电池的串并联中；同样也适用于异形电池如轻薄的“纸电池”，弯曲形电池、电缆形电池等。
通过以上描述可知，本实用新型电池的极耳连接结构至少具有以下有益效果：
1）通过卷绕来增加不同电芯的极耳之间的接触面积，并利用卷绕力和夹紧力的双重作用实现极耳的紧密连接，因此具有连接牢固、接触电阻小的优点，而且不会对电池在使用过程中的容量、循环性能以及安全性造成不利影响；
2）与锡焊相比，避免了电芯的高温损坏问题，而且在极耳连接过程中无需额外的原材料，既环保又降低成本；
3）与激光焊接和超声波焊接相比，本实用新型的极耳连接结构一次性完成了极耳连接和采样线连接，不仅流程简单、操作方便，而且所需的操作空间较小，也无需特别的焊接设备及操作技巧，因此既不会因空间干涉而导致极耳受损，又能够完全避免极耳的翻折对锂电芯造成损坏。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (8)
1.一种电池组的极耳连接结构，其特征在于：包括两个或多个极耳、金属转接片和楔形口端子，所述极耳和金属转接片层叠后共同卷绕，楔形口端子套设于极耳和金属转接片形成的卷绕体外并夹紧，实现极耳的紧密牢靠连接。
2.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述楔形口端子由厚度为0.3mm～1.5mm的片体弯折而成，其横截面近似为无底梯形。
3.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述楔形口端子的外侧受力面上间隔排布有因受到夹持力而形成的齿印状凹陷。
4.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述楔形口端子包括由轻金属制成的主体部分，主体部分的最外层还覆有一层绝缘膜。
5.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述金属转接片的厚度为0.1mm～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述金属转接片为采样线金属转接片。
7.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述共同卷绕的两个或多个极耳为正极耳、负极耳或两种极耳，金属转接片位于两个或多个极耳的中间。
8.根据权利要求1所述的电池组的极耳连接结构，其特征在于：所述极耳为厚度0.1mm～0.5mm的金属片。
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