CN207459021U - 一种锂离子电池组 - Google Patents

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孔学军
陈静娟
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Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池组，包括插槽式壳体，若干电池本体；所述电池本体包括正极、负极、隔膜、电解液；所述插槽式壳体包括壳本体、栅格结构、隔离层、若干集流体；所述电池本体串联或并联在插在栅格结构内，且电池本体均匀排列。本实用新型的有益效果：成本低、体积利用率高，既能够大大减少电池制造的设备和加工成本，又能减少因为圆柱状电池堆积产生的空隙，并且实现锂离子电池之间的有效隔离，当一只锂离子电池发生热失控时，不会引起其他锂离子电池发生连锁反应，提高了安全性。

Description

一种锂离子电池组
技术领域
本实用新型涉及一种电池组，尤其涉及的是一种锂离子电池组。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度范围宽及自放电小等诸多优点，是目前新能源电动汽车电池的主流电池。目前车载动力电池为18650型圆柱状电池组，需要通过剪片、刮片、裁片、电芯卷绕等工艺过程制成18650型电池，18650型圆柱状电池堆放空间利用率低，因而电池组的成本高、体积能量密度低，新能源汽车在进一步提高续航能力方面遇到瓶颈。
目前解决锂离子电池成本高、能量密度低等问题的途径主要包括两方面。一方面是开发新型的正负极材料，提高电极材料的体积能量密度、质量能量密度，同时降低成本。另一方面则是通过改进电池的结构或优化设计电池组结构来降低电池的加工制作成本同时提高电池组的体积能量密度。然而上述方法因各种因素的限制，目前为止均未有效解决锂离子电池的成本和续航能力的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种电池组空间利用率高，组装方便的锂离子电池组。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本实用新型包括包括插槽式壳体，若干电池本体；所述电池本体包括正极、负极、隔膜、电解液；所述正极和负极涂覆于隔膜的两侧；所述插槽式壳体包括壳本体、栅格结构、隔离层、若干集流体；所述栅格结构设置在壳本体内部，栅格结构包含若干栅格，所述隔离层涂覆于壳本体和栅格内部各表面，所述每个栅格处均设置分别与正极、负极相连的集流体；所述电池本体串联或并联在插在栅格结构内，且电池本体均匀排列，所述电解液充满栅格内部。
优选的，所述栅格结构由两行若干栅格均匀水平排列而成，栅格为矩形空间。
优选的，所述隔膜为刚性支撑隔膜。
优选的，所述壳本体为矩形盒状结构。
优选的，隔离层为三层结构的薄膜结构，外层隔离层为聚四氟乙烯片，中间层隔离层为陶瓷纤维。
优选的，所述隔离层外层的厚度范围为0.01mm～2mm，中间层的厚度范围为0.01mm～3mm。
优选的，所述集流体为正极集流体和负极集流体，所述正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，所述正极集流体连接正极，所述负极集流体连接负极。
优选的，还包括伸出隔离层固定在电池本体端部的正极接线和负极接线，所述正极接线连接正极集流体，负极接线连接负极集流体。
优选的，所述电解液为液体电解液或者聚合物固态电解质。
优选的，所述壳体内还包括串联或者并联电路，以及电池充放电保护设备。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型提供了一种具有成本低、体积利用率高的锂离子电池，在多个锂离子电池构成的电池组中采用这种结构，既能够大大减少电池制造的设备和加工成本，又能减少因为圆柱状电池堆积产生的空隙，提高空间的利用率，并且实现锂离子电池之间的有效隔离。当一只锂离子电池发生热失控时，不会引起电池组内其他锂离子电池发生连锁反应，从而大大提高了锂离子电池在应用过程的安全性。
附图说明
图1是本实用新型的单个电池结构示意图；
图2是本实用新型的插槽式壳体的结构示意图；
图3是本实用新型的隔离层的结构示意图；
图4是本实用新型一种锂离子电池组的结构示意图。
插槽式壳体1 壳本体11 栅格结构12 栅格121 隔离层13 电池本体 2 正极21 负极22 隔膜23 电解液24
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-4所示，本实施例包括插槽式壳体1，若干电池本体2；所述电池本体2(如图1所示)包括正极21、负极22、隔膜23、电解液24；所述正极21 和负极22涂覆于隔膜23的两侧；所述插槽式壳体1(如图2-3)包括壳本体11、栅格结构12、隔离层13、若干集流体；所述壳本体11内设置栅格结构12，栅格结构12包含若干栅格121，所述隔离层13涂覆于壳体1和栅格121内部各表面，所述每个栅格121处均设置分别与正极21、负极22相连的集流体；所述电池本体2串联或并联在插在栅格结构12内，且电池本体2均匀排列，所述电解液24充满栅格121内部。所述栅格结构12由两行若干栅格121均匀水平排列而成，栅格121为矩形空间。所述壳本体11为矩形盒状结构，栅格结构12可直接放在壳本体内，也可在壳本体11内设置槽口，将栅格结构12卡入。所述隔膜23为刚性支撑隔膜。
隔离层13(如图3所示)为三层结构的薄膜结构，外层隔离层为聚四氟乙烯片，中间层隔离层为陶瓷纤维。所述隔离层外层的厚度范围为0.01mm～2mm，中间层的厚度范围为0.01mm～3mm。
所述集流体为正极集流体和负极集流体，所述正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，所述正极集流体连接正极21，所述负极集流体连接负极22。
还包括伸出隔离层固定在电池本体端部的正极接线和负极接线，所述正极接线连接正极集流体，负极接线连接负极集流体。所述电解液24为液体电解液或者聚合物固态电解质。所述壳体内还包括串联或者并联电路，以及电池充放电保护设备。
对于锂电池隔膜涂覆的材质给予以下两种实施例：
实施例1：
在刚性聚合物电解质隔膜两侧分别涂覆钴酸锂正极和石墨负极材料。
实施例2：
在刚性多孔氧化铝隔膜两侧分别涂覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极和 Li4Ti5O12负极材料。
将涂覆电极材料的隔膜插入到栅格中，注入电解液。栅格各边缘处表面粘贴了耐高温、阻燃复合隔离层。其中耐高温、阻燃复合隔离层采用3层结构，外层隔离片为聚四氟乙烯片，中间层隔离片为耐高温(＞1000℃)，且导热系数小(＜0.03W/mK)的陶瓷纤维。
本实用新型组装过程如下：
将栅格结构12放入插槽式壳体1内，且插槽式壳体1内部与栅格121内均涂覆隔离层13，插槽式壳体1内预先布置好与电池正负极相接的集流体、串联或者并联电路以及其他电池充放电保护设备，将电池本体2插入栅格内，注入电解液，封上上盖即可。
与需要在配料和涂布工艺之后进行分切、裁片、电芯卷绕、电池入壳滚槽等步骤的圆柱形18650型电池生产工艺流程对比，不难发现，采用本实用新型方法在插槽内插入刚性隔膜支撑的锂离子电池，能够大大降低电池加工成本，插槽结构设计也节省了18650型柱状电池堆积产生的空隙，提高空间利用率，插槽各边缘处粘贴耐高温、阻燃复合隔离片，当某只锂离子电池发生热失控后，能够阻止相邻的锂离子电池受其影响也发生热失控，有效提高锂离子电池在应用过程中的安全性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池组，其特征在于，包括插槽式壳体，若干电池本体；所述电池本体包括正极、负极、隔膜、电解液；所述正极和负极涂覆于隔膜的两侧；
所述插槽式壳体包括壳本体、栅格结构、隔离层、若干集流体；所述栅格结构设置在壳本体内部，栅格结构包含若干栅格，所述隔离层涂覆于壳本体和栅格内部各表面，所述每个栅格处均设置分别与正极、负极相连的集流体；所述电池本体串联或并联在插在栅格结构内，且电池本体均匀排列，所述电解液充满栅格内部。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述栅格结构由两行若干栅格均匀水平排列而成，栅格为矩形空间。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述隔膜为刚性支撑隔膜。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述壳本体为矩形盒状结构。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，隔离层为三层结构的薄膜结构，外层隔离层为聚四氟乙烯片，中间层隔离层为陶瓷纤维。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述隔离层外层的厚度范围为0.01mm～2mm，中间层的厚度范围为0.01mm～3mm。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述集流体为正极集流体和负极集流体，所述正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，所述正极集流体连接正极，所述负极集流体连接负极。
8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池组，其特征在于，还包括伸出隔离层固定在电池本体端部的正极接线和负极接线，所述正极接线连接正极集流体，负极接线连接负极集流体。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述电解液为液体电解液或者聚合物固态电解质。
10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组，其特征在于，所述壳体内还包括串联或者并联电路，以及电池充放电保护设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112385074A (zh) * 2018-06-15 2021-02-19 瑞维安知识产权控股有限责任公司 具有层压板以减少侧破裂冲击的电池组及其制造方法

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