CN206992209U - 电池串联片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池串联片，其包括环形的环片以及固定连接在该环片轴向底端的底片，所述环片的四周形成有径向向外凸出的若干个外翻弹片以及径向向内凸出的若干个内翻弹片。本申请这种电池串联片本身具有很高的结构强度，其与电池接触面积大，对电池抱紧力强，且与电池夹具的结合稳固性高。

Description

电池串联片

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池串联片。

背景技术

锂离子电池是当今世界上比能量最高，适用的条件宽广而使用寿命最长的电池系列。更可贵的是它不使用有毒有害的材料，对环境友善，得到了越来越广泛的应用。但是它也有根本的缺陷，安全性不好，有起火爆炸的危险。各研究单位和生产厂都做了大量工作改善其安全性。苏州安靠电源公司的负极免焊接工艺就是比较成功的一例。

圆柱形锂离子电池模组一般包括绝缘材质的且其上开设众多电池插装孔的电池夹具、分别嵌入各个电池插装孔中的众多电池串联片、同时嵌入各个电池插装孔中且与各个电池串联片接触连接的一张并联网、分别插设在各个电池插装孔中且与对应电池串联片相连(直接接触连接或焊接)的众多电池单体。实际应用时，这些电池单体依靠前述并联网相互并联，依靠前述串联片与插入电池夹具另一侧的电池单体实现串联，如此将将多个电池模组组装在一起而形成大容量的锂离子电池。

负极免焊接工艺的核心是用带有多个弹爪的金属片(电池串联片)代替通用的薄金属连接片，金属片的多个弹爪抱住电池壳，实现接触电连接。从而取消了对电池壳底的焊接，消除了焊接热对靠近底的内部核心构件的伤害，提高了安全性。

然而，传统电池串联片仅由底片以及一体设置在底片四周的众多弹爪构成，使用时，依靠弹爪抱住电池壳，实现接触电连接。至少存在以下问题：

1、仅仅依靠弹爪，对电池的抱紧力不足，而且二者接触面积较小，受到剧烈振动过程中弹爪和电池由脱开的风险。

2、串联片上弹爪的结构还不够合理，其不能够很好地同时与电池夹具和电池单体的弹性紧压接触连接，容易出现串联片从电池夹具上脱落或者电池与串联片脱离的问题。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，本申请提出一种与电池接触面积大、对电池抱紧力大且与电池夹具能够稳固结合的电池串联片，并且该电池串联片自身也具有很高的结构强度。

本申请的技术方案是：

一种电池串联片，包括环形的环片以及固定连接在该环片轴向底端的底片，所述环片的四周形成有径向向外凸出的若干个外翻弹片以及径向向内凸出的若干个内翻弹片。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

各个所述外翻弹片沿着所述环片的圆周方向均匀间隔分布。

各个所述内翻弹片沿着所述环片的圆周方向均匀间隔分布。

所述外翻弹片和内翻弹片通过对所述环片冲压而形成，所述外翻弹片的长度两端与所述环片的本体结构连为一体，所述外翻弹片的中部径向向外凸出，所述内翻弹片的长度两端与所述环片的本体结构连为一体，所述内翻弹片的中部径向向内凸出。

所述外翻弹片和所述内翻弹片的数量相同，并且各个所述外翻弹片和各个所述内翻弹片沿着所述环片的圆周方向彼此交替布置。

所述环片轴向顶端形成有若干个沿环片圆周方向间隔分布的电池插装导向片。

所述环片和所述底片为分体式结构，二者焊接固定在一起。

所述环片轴向底端形成有若干个径向向内折弯的下爪片，所述下爪片与所述底片焊接固定。

各个所述下爪片沿着所述环片的圆周方向均匀间隔分布。

所述电池串联片为钢质。

本申请的优点是：

1、本申请这种电池串联片上设置有多个外翻弹片和多个内翻弹片，多个内翻弹片和电池卡紧连接，接触点很多，导电截面大，电阻很小。多个外翻弹片与电池夹具卡接连接，接触点很多，导电截面和传热截面大，电阻很小，传热速度快。

2、本申请这种电池串联片的环片和底片为分体式焊接结构，环片和底片单独加工生产，制作更加方便。

3、外翻弹片和内翻弹片通过对环片冲压而形成，外翻弹片的长度两端与环片的本体结构连为一体，仅其中部径向向外凸出。内翻弹片的长度两端与环片的本体结构连为一体，仅其中部径向向内凸出。如此保证了环片轴向顶端的结构整体性——环片轴向顶端为完整的圆环结构，进而增强了环片的整体结构强度。

4、外翻弹片和内翻弹片的数量相同，且二者沿圆周方向彼此交替布置，方便加工。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中电池模组的总装图；

图2为本申请实施例中电池模组的分解图；

图3为本申请实施例中绝缘支架第一视角的立体结构示意图；

图4为本申请实施例中绝缘支架第二视角的立体结构示意图；

图5为本申请实施例中并联条的立体结构示意图；

图6为本申请实施例中电池串联片的立体结构示意图；

图7为本申请实施例中压紧连接块的立体结构示意图；

其中：1-电池串联片，101-环片，101a-外翻弹片，101b-内翻弹片，101c-电池插装导向片，101d-下爪片，102-底片，102a-凸起，2-电池单体，3-绝缘支架，301-支架孔，302-塞孔，4-并联条，401-并联条孔，404-散热引出片，5-压紧连接块，501-压条，502-固定塞，502a-变形缝。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本文中所说的上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1至图7示出了本申请这种电池串联片在电池模组中的一个具体应用例，该电池模组为圆柱形的锂离子电池模组，其与传统电池模组相同的是，也包括电池夹具(行业内也称电池支架)，电池夹具上制有呈矩阵分布的众多电池插装孔，每个电池插装孔中均嵌设有一个电池串联片1，而且每个电池插装孔中均插设一颗圆柱形的锂离子电池单体2。具体的，本实施例中，电池单体2的负极端插设在电池夹具的电池插装孔中，并且与电池插装孔中的电池串联片1直接接触连接(未焊接)。

上述电池夹具包括位于下层的绝缘层和位于上层的导电层。其中：绝缘层为近似矩形的绝缘支架3，该绝缘支架3上设置有呈矩阵分布的众多支架孔301。导电层3由众多并列布置且相互平行的金属并联条4构成，金属并联条4上设置有一排沿着金属并联条长度方向间隔分布的并联条孔。金属并联条4与绝缘支架3固定连接。支架孔301和并联条孔共同形成所述电池插装孔，电池串联片1与并联条孔的孔壁弹性接触连接。

上述绝缘支架3通常采用塑料材质。金属并联条4为导电和导热性能良好的铝质材料。

电池串联片1与金属并联条4的孔壁接触连接，而电池串联片1又与对应的电池单体2相连，如此使得连接在同一金属并联条4中的各个电池单体借助金属并联条4并联连接，从而省去了传统的并联网结构。而且，由于金属并联条4为金属材质且具有一定的厚度，其具有很好的导热和散热能力，能够快速吸收并向外传递各电池单体2的热量，从而大大提高了该电池模组的散热性能。

电池串联片1为钢质材料。

金属并联条4的长度两端部具带有一平面结构的散热引出片404，实际应用时将该散热引出片404与外界散热机构(比如电池箱的箱体内壁)相连，以将其吸收的热量向外传递出去。而且，散热引出片404采用平板状结构，使得多个这种结构的电池模组串并联组合在一起而构成大容量电池时，相邻两电池模组依靠散热引出片相互支撑，保证大容量电池的结构稳定性。

进一步地，上述绝缘支架3的外轮廓为矩形，装配完成后，上述散热引出片404与绝缘支架3的外缘边平齐布置。

为了进一步提升该电池模组的散热性能，最好将电池单体2与并联条孔的孔壁接触连接。而且最好保证金属并联条4的厚度(即在并联条孔401轴线方向的厚度)不小于5mm。

为了使得图1中连接在同一电池夹具上的各个电池单体均并联连接，本实施例中，构成所述导电层的各个金属并联条4相互电连接。这些金属并联条4具体是以下述方式相互电连接的：在相邻金属并联条4之间的缝隙中填充有导电胶。

本实施例中，每一根金属并联条4均为一整体式结构，其由成排布置的多个金属管烧结固定或者焊接固定而成。

金属并联条4的长度两端部具带有一平面结构的散热引出片404，实际应用时将该散热引出片404与外界散热机构(比如电池箱的箱体内壁)相连，以将其吸收的热量向外传递出去。而且，散热引出片404采用平板状结构，使得多个这种结构的电池模组串并联组合在一起而构成大容量电池时，相邻两电池模组依靠散热引出片相互支撑，保证大容量电池的结构稳定性。

本实施例中，所述金属并联条4与绝缘支架3是通过压紧连接块5固定连接在一起的。具体地，所述压紧连接块5包括长条形的压条501以及连接在该压条同一侧且沿压条长度方向间隔分布的众多固定塞502，绝缘支架3上开设多个塞孔302，所述固定塞502穿过相邻金属并联条4之间的间隙而固定插设于所述塞孔302中，压条501压在金属并联条4的上部，从而实现金属并联条4与绝缘支架3的固定连接。

上述固定塞502的头部为半球型结构，且该半球型结构上开设有至少一条变形缝502a。半球型结构的直径略大于塞孔302孔径。变形缝使得固定塞502头部的半球型结构具有一定的弹性变形能力，从而保证固定塞502头部的半球型结构能够顺利塞入塞孔内，而且使得半球型结构与塞孔紧密结合而很难拔出。

固定塞502具有与金属并联条4外表面相对应的外表面——内凹弧形面，如此使得固定塞能够与金属并联条4紧密贴合，固定塞刚好紧紧支撑在相邻两金属并联条4之间，以防止金属并联条4晃动。

上述压紧连接块5为塑料材质。压紧连接块5和绝缘支架3均为注塑成型。

而且，本实施例中电池串联片1也采用了一种全新的结构形式，其包括环形的环片101以及固定连接在该环片轴向底端的底片102，所述环片101的四周形成有径向向外凸出的多个外翻弹片101a以及径向向内凸出的多个内翻弹片101b。环片101轴向顶端还形成有多个电池插装导向片101c，这些电池插装导向片101c沿着环片101的圆周方向均匀间隔分布。图1中，所述外翻弹片101a与电池插装孔的孔壁弹性抵靠连接，所述内翻弹片101b与电池单体2的负极端弹性抵靠连接。电池插装导向片101c用于引导电池单体的负极端插入电池插装孔中。

更具体地，上述外翻弹片101a和内翻弹片101b通过环片101冲压而形成，外翻弹片101a和内翻弹片101b的数量相同。外翻弹片101a的长度两端与环片101的本体结构连为一体，而外翻弹片101a的中部径向向外凸出。内翻弹片101b的长度两端与环片101的本体结构连为一体，而内翻弹片101b的中部径向向内凸出。

本文所说的“径向”，如无特别说明，均以环片101为参照。

上述的各个外翻弹片101a沿着环片101的圆周方向均匀间隔分布，上述的各个内翻弹片101b也沿着环片101的圆周方向均匀间隔分布。而且上述的众多外翻弹片101a和众多内翻弹片101b沿圆周方向彼此交替布置。

为了方便上述电池串联片1的制作，本实施例中电池串联片1的环片101和底片102为分体式焊接结构，即环片101和底片102并非整体式结构，二者通过焊接方式固定连接在一起。具体地，环片101轴向底端形成有多个径向向内折弯的下爪片101d，下爪片101d与底片102焊接固定。这些下爪片101d沿着环片101的圆周方向均匀间隔分布。

实际应用时，可配置多个图1所示的电池模组，将其中一个电池模组上各电池单体2的上端(正极端)插入另一个电池模组上电池夹具的下部、并与该另一个电池模组上电池夹具中的串联片连接(必要时可将二者焊接固定)，如此实现两电池模组的串联连接。多个图1所示的电池模组串并联组合在一起而构成大容量锂离子电池。

这些图1中电池模组中的各个电池单体2依靠金属并联条4相互并联，依靠前述串联片与插入电池夹具另一侧的电池单体实现串联，如此将多个电池模组组装在一起而形成大容量的锂离子电池。

为了防止电池串联片1受到电池单体2的轴向抵压力而脱离电池插装孔，本实施例中，绝缘支架3上的支架孔301的孔壁处形成有一圈径向向内凸起的凸缘(支架孔301一端孔径较小而另一端孔径较大，对比图3和图4)，该凸缘用于对电池单体和电池串联片进行限位，防止电池串联片1受到电池单体2的轴向抵压力而脱离电池插装孔。

因为上述凸缘的存在，如果底片102为平面结构，则其很难与电池正极端相接触。对此，本实施例在底片102的中部冲制有向下凸出的凸起102a，该凸起为圆形，以便插入图1中电池夹具下方的电池极端(通常为正极端)与该凸起102a良好接触。

需要说明的是，这种电池串联片1也可以应用在传统结构的电池夹具上，而形成带并联网的电池模组。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池串联片，其特征在于，包括环形的环片(101)以及固定连接在该环片轴向底端的底片(102)，所述环片(101)的四周形成有径向向外凸出的若干个外翻弹片(101a)以及径向向内凸出的若干个内翻弹片(101b)。

2.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，各个所述外翻弹片(101a)沿着所述环片(101)的圆周方向均匀间隔分布。

3.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，各个所述内翻弹片(101b)沿着所述环片(101)的圆周方向均匀间隔分布。

4.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，所述外翻弹片(101a)和内翻弹片(101b)通过对所述环片(101)冲压而形成，所述外翻弹片(101a)的长度两端与所述环片(101)的本体结构连为一体，所述外翻弹片(101a)的中部径向向外凸出，所述内翻弹片(101b)的长度两端与所述环片(101)的本体结构连为一体，所述内翻弹片(101b)的中部径向向内凸出。

5.如权利要求4所述的电池串联片，其特征在于，所述外翻弹片(101a)和所述内翻弹片(101b)的数量相同，并且各个所述外翻弹片(101a)和各个所述内翻弹片(101b)沿着所述环片(101)的圆周方向彼此交替布置。

6.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，所述环片(101)轴向顶端形成有若干个沿环片(101)圆周方向间隔分布的电池插装导向片(101c)。

7.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，所述环片(101)和所述底片(102)为分体式结构，二者焊接固定在一起。

8.如权利要求7所述的电池串联片，其特征在于，所述环片(101)轴向底端形成有若干个径向向内折弯的下爪片(101d)，所述下爪片(101d)与所述底片(102)焊接固定。

9.如权利要求8所述的电池串联片，其特征在于，各个所述下爪片(101d)沿着所述环片(101)的圆周方向均匀间隔分布。

10.如权利要求1所述的电池串联片，其特征在于，所述电池串联片为钢质。