CN205050914U - 一种复合导电排及电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复合导电排及电池模块，属于锂离子电池模块技术领域。本实用新型的复合导电排包括铝正极段、铜负极段以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件，所述连接件包括铜层和铝层，所述铜层与铜负极段导电连接，所述铝层与铝正极段导电连接。本实用新型通过在正极段和负极段之间设置铜铝复合的连接件，并将连接件的铜层与铜负极段焊接，将连接件的铝层与铝正极段焊接，避免了不同金属之间焊接造成的焊接不牢靠的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种复合导电排及电池模块，属于锂离子电池模块技术领域。
背景技术
随着动力电池市场的快速发展，动力电源的需求量越来越大。由于单体电池的容量、电压、电流都不能满足动力电池电源的要求，动力电源一般都是通过单体电池组合成电池模块，再将电池模块组装成动力电源。由于动力电源所需的电压和电流都非常高，通常需要很多单体通过串联和并联组合来实现电池模块和动力电源的组装。
电池的串联和并联通常都是通过导电排进行的，一般是将导电排通过螺母或螺钉固定到电池极柱或极耳上来实现导电排与电池极柱或极耳的连接。授权公告号为CN201369355Y的中国实用新型专利(授权公告日为2009年12月23日)公开了一种电池用的新型导电条，该导电条由一整体铜片制成，铜片两端部折成与极柱的圆柱段外形相适配的圆环状，折弯部通过螺杆与极柱的圆柱段紧固。这种连接方式，螺母或螺螺杆会由于的外部振动而变松，逐渐增大导电排与电池间的接触电阻，进而降低电池的输出电压、电流，并降低电池的循环寿命。
为避免上述问题，越来越多的厂商考虑用焊接方式代替螺钉或螺母连接，即将铜或其他材料的导电排分别于正极极柱或极耳和负极极柱或极耳焊接。但是由于锂离子电池的正极极柱或极耳由铝材料制成，负极极柱或极耳由铜材料制成，当电池之间串联时需要将电池的正极与另一组电池的负极相连，在焊接时导电排会与正极和负极中的至少一个材料不同，就会导致不同金属之间的电阻较大，而且在焊接处容易发生电化学腐蚀。为解决该问题，行业内曾提出将不同材料的导电端子焊接在一起作为导电排的方案，不同金属间的焊接一般采用摩擦焊或者超声焊的方式，但是摩擦焊对焊接部件的刚度要求较高，而且不适用于较小的部件焊接，超声焊对不同材料焊接后的强度较低，存在可靠性隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种焊接可靠性高的复合导电排，并提供一种使用该复合导电排的电池模块。
为了实现以上目的，本实用新型的复合导电排的技术方案如下：
一种复合导电排，包括铝正极段、铜负极段以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件，所述连接件包括铜层和铝层，所述铜层与铜负极段导电连接，所述铝层与铝正极段导电连接。
所述铜层与铜负极段焊接，所述铝层与铝正极段焊接。
所述铝正极段具有用来供正极极耳插入的正极段凹槽，所述铜负极段具有供负极极耳插入的负极段凹槽。将极耳插入凹槽中再进行焊接，能够提高焊接的牢固程度，另外也增加了极耳与导电排的接触面积，有利于降低导电排与极耳之间的接触电阻。
所述正极段凹槽和负极段凹槽的底部均设置有测量通孔。通过测量通孔能够测量出极耳与导电排之间的间隙，进而判断出该间隙是否会对后续焊接质量产生影响。而且在焊接后可以检测出极耳与导电排之间的焊接缝隙，进而采取处理措施，避免了虚焊或者焊缝过大带来的电连接可靠性下降或者解除电阻增大。
所述复合导电排表面镀有镍镀层或者锡镀层。降低了导电排在进行激光焊时对激光的反射率。
所述铝正极段和铜负极段中的一个上设置有识别孔。以便于对镀有镀层的导电排的正极段和负极段进行识别。
所述铝正极段和铜负极段相互连接的一端重叠设置，所述连接件夹设在铝正极段和铜负极段相互重叠的端部之间。
本实用新型的电池模块的技术方案如下：
一种电池模块，包括锂离子电池和复合导电排，所述复合导电排包括铝正极段、铜负极段以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件，所述连接件包括铜层和铝层，所述铜层与铜负极段导电连接，所述铝层与铝正极段导电连接，所述铝正极段与锂离子电池的正极极耳导电连接，所述铜负极段与锂离子电池的负极极耳导电连接。
所述铜层与铜负极段焊接，所述铝层与铝正极段焊接。
所述铝正极段与锂离子电池的正极极耳焊接，所述铜负极段与锂离子电池的负极极耳焊接。
所述铝正极段具有用来供正极极耳插入的正极段凹槽，所述铜负极段具有供负极极耳插入的负极段凹槽。将极耳插入凹槽中再进行焊接，能够提高焊接的牢固程度，另外也增加了极耳与导电排的接触面积，有利于降低导电排与极耳之间的接触电阻。
所述正极段凹槽和负极段凹槽的底部均设置有测量通孔。通过测量通孔能够测量出极耳与导电排之间的间隙，进而判断出该间隙是否会对后续焊接质量产生影响。而且在焊接后可以检测出极耳与导电排之间的焊接缝隙，进而采取处理措施，避免了虚焊或者焊缝过大带来的电连接可靠性下降或者解除电阻增大。
所述复合导电排表面镀有镍镀层或者锡镀层。降低了导电排在进行激光焊时对激光的反射率。
所述铝正极段和铜负极段中的一个上设置有识别孔。以便于对镀有镀层的导电排的正极段和负极段进行识别。
本实用新型通过在正极段和负极段之间设置铜铝复合的连接件，并将连接件的铜层与铜负极段焊接，将连接件的铝层与铝正极段焊接，避免了不同金属之间焊接造成的焊接不牢靠的问题。
附图说明
图1为本实用新型的电池模块的实施例的结构示意图；
图2为图1中的复合导电排的结构示意图；
图3为图2的局部侧视图；
图4为图2中的连接件的结构示意图；
图5为图4的侧视图。
具体实施方式
本实用新型的电池模块的实施例：
如图1-5所示，本实用新型的电池模块为锂离子电池模块，包括由锂离子软包电池1和复合导电排2，所述锂离子电池包括铝制正极极耳11和铜制负极极耳12，本实施例中锂离子软包电池的数量为八个，每四个电池按照正极极耳与正极极耳相对、负极极耳与负极极耳相对的方式依次顺序排列组成电池排列单元，两个电池排列单元按照正极极耳与负极极耳相对的方式并列放置组成模块极组，模块极组的每一侧都具有并列排布的四个正极极耳和四个负极极耳。
复合导电排包括铝正极段21、铜负极段22以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件23，所述铝正极段为铝板或者铝合金板，该铝板或者铝合金板通过向上折弯拱起而在板面上形成了槽口朝下的正极段凹槽，正极段凹槽的数量为四个，延伸方向垂直于板长方向，且相互之间平行设置，铝正极段两端具有沿水平方向延伸的正极连接部；所述铜负极段为铜板，材料为紫铜T2，该铜板通过向上折弯拱起形成了槽口朝下负极段凹槽，负极段凹槽的数量为四个，延伸方向垂直于板长方向，且相互之间平行设置，铜负极段两端具有沿水平方向延伸的负极连接部。正极连接部与负极连接部上下重叠设置，负极连接部在上，正极连接部在下，正极连接部的上表面和负极连接部的下表面之间焊接有连接件，连接件为铜铝复合材料，由接触面熔融复合在一起的铜层232和铝层231构成，正极连接部的上表面与连接件的铝层焊接连接，负极连接部的下表面与连接件的铜层焊接连接。
处于模块极组一侧的四个正极极耳和四个负极极耳用复合导电排连接，具体连接方式为：四个正极极耳分别插入对应的正极段凹槽中并焊接连接，四个负极极耳分别插入对应的负极段凹槽中并焊接连接。处于模块极组另一侧的四个正极极耳用正极并联导电排3相连，四个负极极耳用负极并联导电排4相连，所述正极并联导电排和负极并联导电排分别与上述正极段和负极段的结构相同，正极极耳插入正极并联导电排上的凹槽中并焊接连接，负极极耳插入负极并联导电排上的凹槽中并焊接连接。
正极段凹槽和负极段凹槽的槽底均设置有测量通孔222，本实施例中，正极段凹槽和负极段凹槽折弯拱起形成的向上的凸起两端的顶部均设置有“U”形缺口，该“U”形缺口构成了所述测量通孔，该缺口的深度大于对应的正极段或者负极段的板厚，以使插入凹槽中的正极极耳或者负极极耳能够从该缺口中露出一部分，能够观察到极耳顶部与凹槽底部之间的间隙是否过大，进而判断极耳与复合导电排之间的焊接是否牢固。同样的，正极并联导电排与负极并联导电排上也设置有与上述测量通孔结构相同的缺口。
本实施例中的焊接连接均采用激光焊，为了降低激光焊时导电排对激光的反射率，复合导电排上镀有一层镍镀层或者锡镀层，镀层的厚度以使金属表面的激光反射率降到最低为准。由于镀上镀层后，正极段和负极段的颜色较为接近，为了在安装时便于区分，在负极段上设置一个小圆孔作为识别孔221。
本实施例的电池模块在安装时，先将锂离子软包电池按照顺序排列成电池排列单元，并将两个电池排列单元并列防置组成模块极组，用复合导电排、正极并联导电排、负极并联导电排将模块极组中的正极极耳和负极极耳连接好，即组成电池模块，正极并联导电排和负极并联导电排分别构成电池模块的正极和负极。
在本实用新型的电池模块的其他实施例中，正极段上不设置正极段凹槽，负极段上不设置负极段凹槽，正极极耳直接焊接到正极段上，负极极耳直接焊接到负极段上。
在其他实施例中，测量通孔为设置在正极段凹槽和负极段凹槽底部的圆形通孔。在其他实施例中，正极段凹槽和负极段凹槽上不设置测量通孔，将极耳尽可能地插入凹槽底部来保证焊接效果。
在其他实施例中，识别孔设置在正极段上。也可以不设置识别孔，当然，也可以不设置镀层，仅靠铝板和铜板的颜色来区分正极段和负极段。
在其他实施例中，正极段和负极段上的凹槽的数量根据电池模块中电池的极耳的数量来设置。
本实用新型的复合导电排的实施例与上述电池模块实施例中的复合导电排的结构完全一致，此处不再一一赘述。另外，上述电池模块实施例中的复合导电排的各种可替代结构也适用于本实用新型的复合导电排的实施例。
Claims (10)
1.一种复合导电排，其特征在于，包括铝正极段(21)、铜负极段(22)以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件(23)，所述连接件包括铜层(232)和铝层(231)，所述铜层与铜负极段导电连接，所述铝层与铝正极段导电连接。
2.如权利要求1所述的复合导电排，其特征在于，所述铝正极段具有用来供正极极耳插入的正极段凹槽，所述铜负极段具有供负极极耳插入的负极段凹槽。
3.如权利要求2所述的复合导电排，其特征在于，所述正极段凹槽和负极段凹槽的底部均设置有测量通孔(222)。
4.如权利要求1所述的复合导电排，其特征在于，所述复合导电排表面镀有镍镀层或者锡镀层。
5.如权利要求4所述的复合导电排，其特征在于，所述铝正极段和铜负极段中的一个上设置有识别孔(221)。
6.如权利要求1所述的复合导电排，其特征在于，所述铝正极段和铜负极段相互连接的一端重叠设置。
7.一种电池模块，包括锂离子电池和复合导电排，其特征在于，所述复合导电排包括铝正极段(21)、铜负极段(22)以及设置在铝正极段和铜负极段之间的连接件(23)，所述连接件包括铜层(232)和铝层(231)，所述铜层与铜负极段导电连接，所述铝层与铝正极段导电连接，所述铝正极段与锂离子电池的正极极耳导电连接，所述铜负极段与锂离子电池的负极极耳导电连接。
8.如权利要求7所述的电池模块，其特征在于，所述铝正极段具有用来供正极极耳插入的正极段凹槽，所述铜负极段具有供负极极耳插入的负极段凹槽。
9.如权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述正极段凹槽和负极段凹槽的底部均设置有测量通孔(222)。
10.如权利要求7所述的电池模块，其特征在于，所述复合导电排表面镀有镍镀层或者锡镀层，所述铝正极段和铜负极段中的一个上设置有识别孔(221)。
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