CN204424371U - 一种锂离子电池组大电流连接片及其电池组 - Google Patents

Abstract

一种锂离子电池组大电流连接片及其电池组，包括铜片和镍片，铜片为有一排圆形孔的一字形铜片，圆形孔的圆心对着电池模块组电芯的中心线，孔径大小与电芯泄压阀大小相适配，开孔数量与电芯数量对应，镍片略呈工字形，两头为三角形或半圆形，中间为一字形，镍片中部焊接在铜片的两个相邻圆形孔之间，镍片的端部焊接在圆形孔内电芯正极或负极表面的焊接处，相邻两镍片之间有一空隙，空隙的中心线与电芯的中心线重合。镍片的外形设计减小了电路损耗，镍片与铜片焊接在一起，铜片电阻率较小，解决了大电流充放电时电路发热的问题，增加了电池的使用寿命；电芯泄压阀和铜片上的圆形孔共同起到了电池发生异常时内部泄压的作用，增强了电池的安全性能。

Description

一种锂离子电池组大电流连接片及其电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池组大电流连接片。

背景技术

现有大电流锂离子电池组的电池模块、电池模块组正负极之间的串联、并联连接采用金属片开叉进行电阻焊接，为确保连接片牢度，通常金属片都较厚，厚度达到0.4mm以上，为了确保焊接强度，均需采用大功率焊机输出大能量才能焊接牢固，焊机输出能量大了焊接面产生较多的热量，可能损伤电芯，造成一定的安全隐患，因此电池对应的焊接面也需较厚的金属层，即单电芯外壳的焊接一面需增加壳体厚度(例如有时需要增加1.0mm以上)，这样就增加了单体电芯的重量，因电池组使用单电芯多串联多并联的方式组装，因此电池的重量也随之增加，加厚的金属层占用了电池的有效化学成份的空间，从而减小了相同体积下的电池的有效容量，也就减小了电池组的能量密度，因金属的密度较电池内的化学成份的密度大很多，因此相同体积的电池因外壳金属加厚也同时增加了电池的重量；连接金属片为镍片或镍合金等合金，因其电阻值较大，因此过大电流能力较差，同时因金属片是覆盖在电池连接表面，当电池内部异常时此连接用的金属片堵住了电池泄压阀，电池可能发生爆炸等现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池组大电流连接片及用此连接片组装的电池组，以增强连接强度，增加过电流的能力，解决大电流放电的发热问题，提高电池组能量密度及电池异常情况下的电池内部气压的安全排放，增强电池的整体可靠性和安全性问题。

本实用新型的技术方案如下：一种锂离子电池组大电流连接片，包括铜片和镍片，其特征在于所说的铜片为有一排圆形孔的一字形铜片，圆形孔的圆心对着电池模块组电芯的中心线，孔径大小与电芯泄压阀大小相适配，开孔数量与电芯数量对应，所说的镍片略呈工字形，两头为三角形或半圆形，中间为一字形，镍片的长度略小于铜片圆形孔的圆心距，相邻两镍片之间有一空隙，空隙的中心线与电芯的中心线重合，镍片的中部焊接在铜片的两个相邻圆形孔之间，镍片的端部焊接在圆形孔13内的电芯正极或负极表面的焊接处。

进一步地，所说的相邻两镍片之间的空隙为0.9～1.1mm。

一种锂离子电池组，包括串联、并联连接的多个电池模块组，其特征在于所说的电池模块组每行电芯正极之间、负极之间分别通过上述的大电流连接片相连接，实现每行电芯的并联连接。

进一步地，所说的电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的大电流连接片的端部分别通过一铜条互相连接，实现电池模块组各行电芯的并联连接。

本实用新型的镍片6外形略呈工字形，工字形上下两边呈三角形，三角形面积比工字中间的一字形面积大许多，这样加宽了电流的截面积，也就减小了电流流过的电路的电阻值，减小了电路损耗，电流流过电阻时直接将电能转换成了热能，减小电路电能的损耗也就减小了电路的发热量，减小了电池组的发热量也就减小了电池组的温度，增加了电池组的使用寿命；镍片与铜片焊接在一起，过电流的铜片电阻率较小，电池充放电时电路发热量极小，提高了电池的过电流能力，解决了电池大电流充放电时电路发热的问题，从而提高了电池的可靠性，增加了电池的使用寿命，减小了电池的使用成本，同时也有利于环境保护；电池泄压阀和铜片上的圆形孔共同起到了电池发生异常时内部泄压的作用，增强了电池的安全性能，同时也是电池与金属镍片焊接的焊接处；镍片与铜片的焊接部位为镍片的一字形部分与铜片重叠的中部，实现了工艺简单可靠焊接的作用。采用上述镍片-铜片串、并联连接的电池模块组，组成的锂离子电池组，具有重量轻、有效容量大、过流能力强、安全可靠等优点。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1铜片正面示意图

图2铜片侧面示意图

图3镍片示意图

图4铜片与镍片焊接后的示意图

图5铜片、镍片与电池模块组电芯焊接后的示意图

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

作为本实用新型的一个实施例，锂电池组的容量为120V/300Ah，放电电流：100A持续，最大放电电流300A 60秒，电芯直径18.5mm。

图1、图2为本实用新型的铜片正面、侧面示意图。铜片5呈一字型，铜片宽度与电芯7的直径相适配，铜片5上开有一排圆形孔13，其端部可开有一个接线孔14。圆形孔13的圆心对着电芯7的中心线，孔径大小与电池泄压阀大小相适配，略大于电池泄压阀的直径即可。作为一种实施例，对于泄压阀的直径为10mm的电芯，圆形孔13的孔径可以选为11mm；开孔数量与电池模块组每排电芯的数量对应。

图3为镍片示意图。镍片6大体呈工字型，两头两个三角形或半圆形，三角形的尺寸略小于铜片5上圆形孔13的尺寸，镍片端部轮廓线也可以为近似的椭圆形曲线，中间为一字形。两个三角形镍片位于孔13内，焊接在孔内的电芯正极表面或负极表面焊接处。镍片与铜片的焊接部位为镍片的一字形部分与铜片重叠的中部。相邻两镍片之间有一空隙，空隙的中心线与电池的中心线重合。作为一种实例，一字型部分的宽度为4mm，镍片的长度略小于铜片圆形孔的圆心距，例如，长度可选为铜片两个圆孔13之间的距离-1mm，本实例中镍片长度为20.2mm。

图4为铜片与镍片焊接后的示意图。将镍片6逐一焊接在铜片5的圆孔之间，具体方法是：先将铜片5表面激光脉冲去氧化膜清洁处理，再将金属镍片6一字形部分的中部与铜片5焊接，焊接方式可选用电阻焊或激光焊接等方式。两连接镍片之间可间隔大约1mm，例如可以间隔0.9-1.1mm，这样有利增加焊接牢度。本实用新型镍片厚度仅为0.15mm，铜片的厚度为1.0mm，既有利于电芯的焊接，又有很好的过电流能力。

图5为铜片-镍片与电池模块组电芯焊接后的示意图。先将电芯7组装入锂离子电池组模块中，铜片5焊好工字形的镍片6后，将焊接镍片6的一面装入工装夹具使铜片5圆形孔13中心线与电芯7中心线对齐，再将铜片圆形孔13中露出的三角形或半圆形镍片，与镍片下表面电芯的正极或负极金属焊接面焊接在一起，可据电芯特性进行电阻焊接或激光焊。

本实用新型给出的镍片6外形略呈工字形，工字形上下两边呈三角形，三角形面积比工字中间的一字形面积大许多，这样加宽了电流的截面积，也就减小了电流流过的电路的电阻值，减小了电路损耗，电流流过电阻时直接将电能转换成了热能，减小电路电能的损耗也就减小了电路的发热量，减小了电池组的发热量也就减小了电池组的温度，增加了电池组的使用寿命。两相邻镍片的端部间距为0.9-1.1mm，镍片工字形部分的边缘与电芯泄压阀对齐，当电池发生异常时，电池内压可通过电池泄压阀和铜片的圆形孔13向外泄压。

本实用新型所述铜片长度、宽度及厚度随电芯尺寸及需过电流大小而调整，可根据锂电池组的参数设计要求选定。

本实用新型的锂离子电池组，包括串联、并联连接的多个电池模块组12，所说的电池模块组由多行并排电芯组成，每行电芯正极之间、负极之间分别通过上述的大电流连接片相连接，即每排电芯的正极和负极之间分别通过一条本实用新型的镍片-铜片连接在一起，实现每行电芯的并联连接；每个电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的本实用新型的镍片-铜片大电流连接片的端部也需要分别相互连接在一起，由于电池模块组各行电芯合起来的电流较大，所以本实用新型采用电阻较小的铜条或铜板粗铜线15将电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的大电流连接片的端部分别进行互相连接，实现电池模块组各行电芯的并联连接。

本实用新型可广泛应用于需求大电流的UPS，EPS等电池电源领域。

Claims (4)

1.一种锂离子电池组大电流连接片，包括铜片和镍片，其特征在于所说的铜片为有一排圆形孔(13)的一字形铜片(5)，圆形孔的圆心对着电池模块组(12)电芯(7)的中心线，孔径大小与电芯泄压阀大小相适配，开孔数量与电芯数量对应，所说的镍片(6)略呈工字形，两头为三角形或半圆形，中间为一字形，镍片的长度略小于铜片圆形孔的圆心距，相邻两镍片之间有一空隙，空隙的中心线与电芯的中心线重合，镍片的中部焊接在铜片的两个相邻圆形孔之间，镍片的端部焊接在圆形孔13内的电芯正极或负极表面的焊接处。

2.如权利要求1所述的大电流连接片，其特征在于所说的相邻两镍片之间的空隙为0.9～1.1mm。

3.一种锂离子电池组，包括串联、并联连接的多个电池模块组(12)，其特征在于所说的电池模块组每行电芯正极之间、负极之间分别通过权利要求1所说的大电流连接片相连接，实现每行电芯的并联连接。

4.如权利要求3所述的锂离子电池组，其特征在于电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的大电流连接片的端部分别通过一铜条(15)互相连接，实现电池模块组各行电芯的并联连接。