CN206961919U - 采用锡料焊接的电池模组 - Google Patents

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Abstract

一种采用锡料焊接的电池模组，包括若干单体电池、一对间隔相对的固定板及一对间隔相对的汇流板；所述固定板包括相背的第一端面和第二端面并开设有若干贯穿所述第一端面和第二端面的通孔，若干单体电池位于一对固定板的第一端面之间且每个单体电池的两端分别穿过对应一个固定板的通孔；一对汇流板分别固定在一对固定板的第二端面上；所述汇流板包括基板，所述基板上开设有若干与所述固定板的通孔一一对应的开孔；所述汇流板还包括设置在开孔内且与所述开孔的边缘连接的焊片；所述焊片的宽度范围在1.5mm至15mm之间；每个单体电池的两端分别与对应一个焊片通过锡料焊接固定。

Description

采用锡料焊接的电池模组
【技术领域】
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种采用锡料焊接的电池模组。
【背景技术】
电池模组结构的稳定可靠性直接关系和影响到整个电池系统的性能表现与寿命。目前，为了满足使用需求，经常需要将多个单体电池组成大型电池模组，通常采用激光点焊或电阻焊的方式将单体电池与汇流板上的焊片连接起来。然而激光点焊及电阻焊均存在效率低、焊点面积小、导电率低、焊接点拉力强度小、脱焊假焊虚焊率高等缺点。
鉴于以上弊端，实有必要提供一种采用锡料焊接的电池模组以克服以上缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种可以增大汇流板和单体电池之间的焊接面积，提高导电率、加强焊接点拉力强度以及可以与自动化焊锡设备配合的采用锡料焊接的电池模组。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种采用锡料焊接的电池模组，包括若干单体电池、一对间隔相对的固定板及一对间隔相对的汇流板；所述固定板包括相背的第一端面和第二端面并开设有若干贯穿所述第一端面和第二端面的通孔，若干单体电池位于一对固定板的第一端面之间且每个单体电池的两端分别穿过对应一个固定板的通孔；一对汇流板分别固定在一对固定板的第二端面上；所述汇流板包括基板，所述基板上开设有若干与所述固定板的通孔一一对应的开孔；所述汇流板还包括设置在开孔内且与所述开孔的边缘连接的焊片；所述焊片的宽度范围在1.5mm至15mm之间；每个单体电池的两端分别与对应一个焊片通过锡料焊接固定。
在一个优选实施方式中，所述单体电池为圆柱形电池，所述开孔呈圆形且相邻两个开孔的中心间距至少为所述开孔的直径的1.05倍；所述焊片呈矩形且位于对应开孔的一条直径的位置处且两端与所述开孔的边缘连接；所述开孔的直径范围在4.5mm至60mm之间。
在一个优选实施方式中，所述固定板的第二端面的周缘向远离所述第一端面的方向凸起形成凸缘，所述汇流板通过与所述固定板的凸缘卡合的方式固定在所述固定板的第二端面上。
在一个优选实施方式中，所述汇流板的一侧边缘向垂直于所述基板的方向延伸形成若干个安装部。
在一个优选实施方式中，所述固定板还包括一个连接所述第一端面和第二端面的侧面，所述侧面凹陷形成若干与所述汇流板的安装部对应配合的安装槽。
在一个优选实施方式中，所述汇流板由金属板冲压制成且所述基板和所述焊片为同种材料一体成型。
在一个优选实施方式中，所述基板的厚度在0.15至5mm，所述焊片的厚度在0.05mm至5mm之间。
在一个优选实施方式中，所述固定板由绝缘材料制成。
在一个优选实施方式中，所述锡料为锡膏。
在一个优选实施方式中，所述基板与所述焊片由不同的金属材料制成，且所述焊片通过焊接方式焊接于所述基板上。
与现有技术相比，本实用新型采用锡料焊接的电池模组的有益效果在于：通过设定汇流板上的焊片的宽度值，并结合锡料焊接工艺，使电池模组具有导电率高、焊接点拉力强度大、可靠性好的特点；并且锡料焊接无焊接损害，锡料焊接后锡能保护焊点不产生氧化锈蚀；另外，由于焊点面积大，且是单体电池跟导热效率极高的铜材或铝材汇流板直接接触，热交换效率高，利用铜材或铝材进行电池模组各单体电池间的散热、均热，消除单体电池充放电过程的热积聚现象。电池模组的热控制越好，一致性越高，电池模组的储放电量及寿命安全性能等就会更好。
【附图说明】
图1为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的立体结构示意图。
图2为图1所示采用锡料焊接的电池模组的另一个视角的爆炸图。
图3为图2所示固定板的结构示意图。
图4为图2所示汇流板的结构示意图。
图5为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的单体电池涂布锡膏后的主视爆炸图。
图6为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的单体电池上涂布锡膏的结构举例说明示意图。
图7为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的汇流板的焊片上涂布锡膏的结构举例说明示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，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，并不是为了限定本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种采用锡料焊接的电池模组100，包括若干单体电池10、一对间隔相对的固定板20及一对间隔相对的汇流板30。
具体的，请同时参阅图3，所述固定板20为绝缘材料制成并包括相背的第一端面21和第二端面22且开设有若干贯穿所述第一端面21和第二端面22的通孔201，若干单体电池10位于一对固定板20的第一端面21之间且每个单体电池10的两端分别穿过对应一个固定板20的通孔201。本实施方式中，所述单体电池10为圆柱形电池，所述通孔201为圆形且截面大小与所述单体电池10的截面大小对应，使所述单体电池10恰好可以穿过所述通孔201。
请同时参阅图4，一对汇流板30分别固定在一对固定板20的第二端面22上。所述汇流板30包括基板32，所述基板32上开设有若干与所述固定板20的通孔201一一对应的开孔301。所述开孔301呈圆形且相邻两个开孔301的中心间距至少为所述开孔301的直径的1.05倍，即相邻两个开孔301之间存在间距，使每个开孔301不易变形，确保所述基板32的结构稳定性。所述汇流板30还包括设置在开孔301内且与所述开孔301的边缘连接的焊片302。所述焊片302呈矩形且位于对应开孔301的一条直径的位置处。所述开孔301的直径范围在4.5mm至60mm之间，所述焊片302的宽度范围在1.5mm至15mm之间。所述焊片302位于所述开孔301的直径位置处且两端与所述开孔301的边缘连接，此结构设计的优点不仅确保所述焊片302与所述基板32之间连接的牢固性，还确保所述焊片302与所述基板32之间传导电流的均衡性。在实际应用中，如果所述焊片302的宽度小于1.5mm时，所述单体电池10与所述焊片302之间的焊接点处的抗拉力强度较低，难以满足实际需求。如果所述焊片302的宽度大于15mm，虽然提高了焊接点处的过流能力以及抗拉能力，但在焊接时，会存在散热效果差，影响焊接效率的缺点。本实施方式中，所述汇流板30由金属板冲压制成且所述基板32和所述焊片302为同种材料一体成型。相比于采用不同材料的基板32和焊片302。在其他实施方式中，所述基板32与所述焊片302由不同的金属材料制成，且所述焊片302通过焊接方式焊接于所述基板32上，例如基板32由铜制成，焊片302由镍或铝制成。所述基板32的厚度在0.15mm至5mm之间，所述焊片302的厚度在0.05mm至5mm之间。根据所述单体电池10的直径大小及实际电流大小，设计相应的开孔301的直径大小并选择相应基板32的厚度及焊片302的厚度和宽度，使设计更加科学合理。
进一步的，请同时参阅图5，每个单体电池10的两端分别与对应一个焊片301通过锡料焊接。与常见的电阻焊工艺相比，锡料焊接工艺具有可靠性好、导电率高且焊接点拉力强度大等优点。本实施方式中，所述汇流板30的材料为铜或镍或镀镍钢等可以焊锡的材料，优选的，所述汇流板30为铜材，即所述基板32与焊片302为铜材一体冲压形成。本实施方式中，所述锡料为锡膏40，在其他实施方式中，所述锡料还可以为碎末纯锡/锡合金与助焊剂的组合。所述锡膏40是伴随着SMT(Surface Mount Technology，表面组装技术)应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物。主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。首先，使用点锡机(图未示)将锡膏40涂布至所述单体电池10的两端，如图6所示，所述锡膏40在所述单体电池10上分布的形状不做限定，可以是方形或圆形或其他不规则图形；然后将一对汇流板30分别设置在固定板20的第二端面22上，使锡膏40位于单体电池10的一端与对应一个焊片302之间，再通过焊接机(图未示)的焊针与焊片302接触，并通过焊针加热焊片302使热量通过焊片302传递至锡膏40，使焊锡膏40熔化；待锡膏40重新凝固时，便可将所述单体电池10的两端与所述焊片302焊接固定。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以将锡膏40涂布至汇流板30的焊片302上，如图7所示，所述锡膏40在所述焊片302上分布的形状不做限定，可以是方形或圆形或其他不规则图形；然后将汇流板30分别设置在固定板20的第二端面22上，并使锡膏40位于单体电池10的一端与对应一个焊片302之间。所述开孔301首先在焊针加热焊片302时可以阻断热量，保证焊片302在焊接时能保持大部分高热能，避免热能流失，以实现熔融锡膏40，并且在热量阻断后，对不需受热或不能受热的地方进行保护，让热能无法传递或减少传递到需保护的部件或区域上；其次，所述开孔301可以方便观察锡膏40的熔融情况、提高焊接质量；最后，开孔301和焊片302存在间隙，锡膏40熔融后，能形成立体的焊接结构，在焊片302的下面及侧面形成焊接后固化的锡膏40，增加结构强度。此外，每个单体电池10的一端与对应一个的焊片302之间涂布锡膏40的面积要保证足够导电载流和保持所述单体电池10与焊片302的连接强度。以18650锂电池为例，所述汇流板30为铜材，所述焊片302的宽度选1.5mm，确保电池一端与对应一个焊片302之间涂布锡膏40的面积最少为4mm2，最多为电池与焊片302之间的接触面积，则焊接点处的导电电流最少可以允许8A，而单个18650锂电池的最大放电电流为6A。因此，每处锡料焊接的导流面积远远超过单体电池10的最大放电电流，所述单体电池10与焊片302经锡料焊接后基本等于直接接触。
进一步的，所述固定板20的第二端面22的周缘向远离所述第一端面21的方向凸起形成凸缘221，所述汇流板30通过与所述固定板20的凸缘221卡合的方式固定在所述固定板20的第二端面22上。此外，所述汇流板30的一侧边缘向垂直于所述基板32的方向延伸形成若干个安装部31。所述固定板20还包括一个连接所述第一端面21和第二端面22的侧面23，所述侧面23凹陷形成若干与所述汇流板30的安装部31对应配合的安装槽231。所述汇流板30先通过与所述固定板20的凸缘221卡合固定，再通过若干安装部31与若干安装槽231对应配合的方式加强所述汇流板30与所述固定板20的固定连接，确保整体结构连接的稳定性。此外，还可以在所述安装部31和所述安装槽231之间填充胶粘剂使连接更加牢固。或者，还可以在所述安装部31上开设安装孔311，通过钉子穿过所述安装孔311与所述固定板20的安装槽231固定连接。
本实用新型提供的采用锡料焊接的电池模组100，组装时，首先，将若干单体电池10放置在一对固定板20的第一端面21之间且所述单体电池10的两端分别穿过对应的通孔201；然后，根据实际需求，确定所述汇流板30的焊片302的宽度和厚度；接着，在每个单体电池10的两端涂布锡膏40或在每个焊片302上涂布锡膏40；其次，将一对汇流板30分别与对应的固定板20上的凸缘卡合，使锡膏40位于所述单体电池10和所述焊片302之间，再通过若干安装部31和对应的安装槽231配合将所述汇流板30固定在对应的固定板20的第二端面22上；最后，通过焊接机将所述单体电池10与所述焊片302进行焊接固定。
本实用新型采用锡料焊接的电池模组，通过设定汇流板上的焊片的宽度值，并结合锡料焊接工艺，使电池模组具有导电率高、焊接点拉力强度大、可靠性好的特点。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种采用锡料焊接的电池模组，包括若干单体电池、一对间隔相对的固定板及一对间隔相对的汇流板；其特征在于：所述固定板包括相背的第一端面和第二端面并开设有若干贯穿所述第一端面和第二端面的通孔，若干单体电池位于一对固定板的第一端面之间且每个单体电池的两端分别穿过对应一个固定板的通孔；一对汇流板分别固定在一对固定板的第二端面上；所述汇流板包括基板，所述基板上开设有若干与所述固定板的通孔一一对应的开孔；所述汇流板还包括设置在开孔内且与所述开孔的边缘连接的焊片；所述焊片的宽度范围在1.5mm至15mm之间；每个单体电池的两端分别与对应一个焊片通过锡料焊接固定。
2.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述单体电池为圆柱形电池，所述开孔呈圆形且相邻两个开孔的中心间距至少为所述开孔的直径的1.05倍；所述焊片呈矩形且位于对应开孔的一条直径的位置处且两端与所述开孔的边缘连接；所述开孔的直径范围在4.5mm至60mm之间。
3.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述固定板的第二端面的周缘向远离所述第一端面的方向凸起形成凸缘，所述汇流板通过与所述固定板的凸缘卡合的方式固定在所述固定板的第二端面上。
4.如权利要求3所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述汇流板的一侧边缘向垂直于所述基板的方向延伸形成若干个安装部。
5.如权利要求4所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述固定板还包括一个连接所述第一端面和第二端面的侧面，所述侧面凹陷形成若干与所述汇流板的安装部对应配合的安装槽。
6.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述汇流板由金属板冲压制成且所述基板和所述焊片为同种材料一体成型。
7.如权利要求6所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述基板的厚度在0.15至5mm，所述焊片的厚度在0.05mm至5mm之间。
8.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述固定板由绝缘材料制成。
9.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述锡料为锡膏。
10.如权利要求1所述的采用锡料焊接的电池模组，其特征在于：所述基板与所述焊片由不同的金属材料制成，且所述焊片通过焊接方式焊接于所述基板上。
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