CN208189695U - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池模组，包括：单体电池，设置有多个，所述单体电池包括主体和与所述主体连接的极柱；第一连接件；和第二连接件，与所述第一连接件连接；其中，所述第一连接件以及所述第二连接件分别设置有连接开口，所述第一连接件连接一个所述单体电池的所述极柱，所述第二连接件连接另一个所述单体电池的所述极柱，所述极柱穿过对应的所述连接开口并与所述连接开口连接。这样的结构既能够更加方便的连接两个单体电池，又能够较大程度的提高单体电池的能量密度。

Description

电池模组

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及电池模组。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、循环性能好以及环境友好等优点，正逐步替代镍氢电池，广泛应用于各种消费类电子行业、电动汽车行业及储能领域。

传统的电池模组通过汇流排与单体电池的极柱激光焊连接，实现单体电池的串并联成组。然而，由于汇流排与单体电池的极柱的焊接接头是搭接接头，因此，工件厚度为汇流排与极柱的厚度总和，影响电池模组的能量密度。另一方面，采用激光焊进行汇流排与极柱的搭接焊时，激光穿透焊接熔深大，对单体电池的极柱厚度要求高，当单体电池的极柱厚度小时，易出现激光焊接穿透极柱的底层，导致焊缝烧穿，高温焊缝熔池流入单体电池内部，引起短路起火，可能导致爆炸事故。此风险限制了电池极柱减薄，导致单体电池的本体的高度无法减小，电池模组能量密度无法提高。

实用新型内容

本申请提供了电池模组，用于解决现有技术中电池模组能量密度低的问题。

本申请提供了一种电池模组，包括：

单体电池，设置有多个，所述单体电池包括主体和与所述主体连接的极柱；

第一连接件；和

第二连接件，与所述第一连接件连接；

其中，所述第一连接件以及所述第二连接件分别设置有连接开口，所述第一连接件连接一个所述单体电池的所述极柱，所述第二连接件连接另一个所述单体电池的所述极柱，所述极柱穿过对应的所述连接开口并与所述连接开口连接。

进一步地，所述第一连接件以及所述第二连接件的远离所述主体的一面均不高于与之连接的所述极柱的远离所述主体的一面。

进一步地，沿所述极柱的轴线方向，所述连接开口的投影呈楔形孔状结构。

进一步地，所述第一连接件包括第一焊接部，所述第二连接件包括第二焊接部，所述第一焊接部搭接于所述第二焊接部的远离所述主体的表面，并与所述第二焊接部焊接。

进一步地，在所述第一焊接部和所述第二焊接部的搭接区域处，沿平行于所述极柱的轴线的方向，所述第二焊接部的厚度大于或者等于所述第一焊接部的厚度。

进一步地，所述第二焊接部形成有朝靠近所述主体的方向下沉的第一沉台，所述第一焊接部设有向背离所述主体的方向下沉的第二沉台，所述第一焊接部与所述第二焊接部通过所述第二沉台和所述第一沉台搭接。

进一步地，沿与所述第一连接件以及所述第二连接件连接的两个所述极柱中心的连线方向，所述第一沉台具有第一端面，所述第二沉台具有第二端面，所述第一焊接部上与所述第一端面相对的侧壁和所述第一端面之间、所述第二焊接部上与所述第二端面相对的侧壁和所述第二端面之间均留有间隙。

进一步地，所述第二连接件还包括与所述第二焊接部相对设置的第三焊接部，所述第三焊接部与所述第二焊接部间形成有插接间隙，所述第一焊接部插入所述插接间隙中并与所述第二焊接部以及所述第三焊接部焊接。

进一步地，所述第一连接件以及所述第二连接件均与所述主体之间留有间隙。

进一步地，所述第一连接件以及所述第二连接件分别和与之连接的所述极柱的材料相同，所述第一连接件搭接在所述第二连接件的远离所述主体的表面上，并与所述第二连接件焊接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

与现有技术相比，本申请提供的电池模组，通过设置连接开口，通过连接开口将极柱与连接件(包括第一连接件和第二连接件)的连接设置成插装连接，从而使连接件与极柱可以共用极柱的部分高度，因此，能够降低连接件与极柱连接后的整体高度，提高电池模组的能量密度。另外，设置两个分体的第一连接件和第二连接件，使二者分别与相邻的两个单体电池的极柱形成插装，然后再将二者连接在一起，这样，即使各单体电池存在制造误差，也能够通过调整第一连接件与第二连接件的连接位置，使第一连接件以及第二连接件较好的与其对应的极柱进行连接，不会出现由于连接部件一体化且各单体电池制造误差大而导致连接部件连接不到两个极柱的问题，因此，这种电池模组减小了对各单体电池的制造精度要求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请中一种实施例所提供的电池模组的立体图；

图2为本申请中一种实施例所提供的电池模组的主视剖视图；

图3为图2中I处的局部放大剖视图；

图4为本申请中一种实施例所提供的第一连接件与第二连接件连接的主视图；

图5为本申请中另一实施例所提供的第一连接件与第二连接件连接的主视图；

图6为本申请中一实施例所提供的第一连接件和与其连接的极柱的俯视图；

图7为图6所示实施例的平行于极柱轴线的截面的剖面示意图；

图8为本申请中另一实施例所提供的第一连接件和与其连接的极柱的俯视图；

图9为沿图8中A-A线的剖面示意图。

附图标记：

10-单体电池；

11-极柱；

12-主体；

21-第一连接件；

211-第一焊接部；

212-第二端面；

22-第二连接件；

221-第二焊接部；

222-第三焊接部；

223-第一端面。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1-9所示，为本申请较佳的实施例。

电池模组包括单体电池10、第一连接件21以及第二连接件22，单体电池10设置有多个，单体电池10包括主体12和与主体12连接的极柱11，第一连接件21和第二连接件22相互连接。其中，第一连接件21和第二连接件22分别设置有连接开口，第一连接件21连接一个单体电池10的极柱11，第二连接件22连接另一个单体电池10的极柱11，极柱穿过对应的连接开口并与连接开口连接，即第一连接件21通过其上的连接开口与一个单体电池的极柱11插装，第二连接件22通过其上的连接开口与另一个单体电池的极柱11插装，极柱11的侧壁与和其插装配合的连接开口的内壁连接，以实现两个单体电池10的电性连接。

上述电池模组，通过设置连接开口，通过连接开口将极柱11与连接件(包括第一连接件21和第二连接件22)的连接设置成插装连接，从而使连接件与极柱11可以共用极柱11的部分高度，因此，能够降低连接件与极柱11连接后的整体高度，提高电池模组的能量密度。

一种实施例中，连接件为一体式结构，即在同一连接件上设置两个连接开口，相邻的两个单体电池10的极柱11同时与这两个连接开口插装，这种结构，由于制造和装配误差的存在，可能造成极柱11与连接件上的连接开口位置误差太大，无法实现插装。而本申请中，设置两个分体的第一连接件21和第二连接件22，使二者分别与相邻的两个单体电池10的极柱11形成插装，然后再将二者连接在一起，这样，即使单体电池10存在制造和装配误差，也能够通过调整第一连接件21与第二连接件22的连接位置，使第一连接件21以及第二连接件22较好的与其对应的极柱11进行连接，降低出现由于连接件一体化且各单体电池10制造误差太大而导致连接件与两个极柱11无法插装的问题的几率，因此，这种电池模组既能够保证电池模组的顺利安装，又降低了对单体电池10的制造和装配精度的要求。

进一步地，第一连接件21以及第二连接件22的远离单体电池10的主体12的一面均低于与之连接的极柱11的远离单体电池10的主体12的一面，并且为了实现上述结构要求，具体的，第一连接件21以及第二连接件22可以均分别与各自连接的极柱11的侧壁进行连接。这种结构，由于第一连接件21以及第二连接件22的远离主体12的一面均不高于与之连接的极柱11的远离主体12的一面，相较于连接件与极柱11的上顶壁搭接的连接方式而言，更好地减小了极柱11与连接件整体的竖直高度(即沿极柱的轴线方向的尺寸)，使得极柱11可以做的更薄，进而使单体电池10中的电极组件可以做的更大，电解液容量更大，降低了单体电池10 的重量，提高单体电池10的能量密度。

值得注意的是，以上并没有限制第一连接件21与第二连接件22连接的单体电池10的相对位置以及各自连接的极柱11的极性，故第一连接件 21以及第二连接件22各自连接的单体电池10可以是相邻的，也可以是不相邻的，且各自连接的极柱11，可以是同极性的，也可以是不同极性的。而第一连接件21以及第二连接件22与极柱11的连接方式可以有多种，第一连接件21与第二连接件22的连接方式也可以有多种，优选的，第一连接件21以及第二连接件22可以与极柱11焊接，具体可以是激光焊接、电磁脉冲焊接或超声波焊接等，当然，第一连接件21以及第二连接件22 也可以与极柱11进行接触连接，或者连接开口与极柱11形成间隙配合，优选的，配合间隙可以小于0.2毫米，间隙为小于0.2毫米能够有利于焊接轨迹的识别。

进一步地，如图8-图9所示所示，沿极柱11的轴线方向，连接开口的投影呈楔形孔状结构，即第一连接件21以及第二连接件22分别设置有楔形孔，楔形孔的沿垂直于极柱11的轴线方向的截面可以呈梯形，极柱 11穿过楔形孔并与楔形孔连接，极柱11与第一连接件21以及第二连接件 22利用楔形孔进行配合的结构对装配公差的要求低，能够更好的方便第一连接件21以及第二连接件22的装配，且楔形孔能够防止第一连接件21 和第二连接件22相对于极柱11发生转动，从而便于第一连接件21与第二连接件22的连接。优选的，如图9所示，设置楔形孔位于第一连接件 21以及第二连接件22的边缘位置，即连接开口的边沿极柱11的周向具有缺口，这样的结构能够进一步的方便第一连接件21以及第二连接件22的装配。其中，连接开口可以沿单体电池的宽度方向可以仅在一侧贯通第一连接件21和第二连接件，也可以两侧均贯通第一连接件21和第二连接件 22。当然，楔形孔在其周向上也可以为封闭结构。如图8和图9所示，为了安装的方便，在该实施例中，沿极柱11的轴向，极柱11的投影也可以为楔形结构，在连接开口设置于第一连接件21和第二连接件22的边缘时，极柱11可以直接由第一连接件21和第二连接件22的缺口处插入连接开口。

可以理解地，沿极柱11的轴线方向，连接开口的投影也可以为圆形结构，如图6-图7所示。

一种实施例中，第一连接件21包括第一焊接部211，第二连接件22 包括第二焊接部221，第一焊接部211搭接于第二焊接部221远离单体电池10的主体12的表面，并与第二焊接部221焊接，即第一连接件21与第二连接件22的焊接方式为搭接焊，这样可以使得两者的焊接更加牢固，也能够进一步的降低对第一连接件21、第二连接件22和极柱11的加工精度的要求，因为当第一连接件21以及第二连接件22的尺寸误差较大时，可以适当的调整第一连接件21以及第二连接件22的搭接量来抵消这一误差。值得注意的是，当第一焊接部211以及第二焊接部221为搭接焊接时，两者的搭接面可以是垂直于极柱11的轴线方向的平面，也可以是相对于极柱的轴线方向倾斜设置的斜面，在本实施例中，优选为第一焊接部211 以及第二焊接部221的搭接面为平面，因为斜面的焊接性以及材料的利用率不如平面高。当然，搭接面也可以为曲面。

第一焊接部211与第二焊接部221的搭接量的多少需综合考虑单体电池10的电极组件厚度、焊缝宽度以及定位精度等参数，焊缝距离第一连接件21或第二连接件22需预留宽度，以防止第一连接件21或第二连接件22的边缘进行焊接而出现焊缝下榻等影响焊缝成型的缺陷，考虑到目前第一焊接部211与第二焊接部221的焊缝宽度约为4毫米，具体的，设置为沿与第一连接件21以及第二连接件22连接的两个极柱11中心的连线方向，第一焊接部211与第二焊接部221的搭接区域的尺寸为5-10毫米，即第一焊接部211与第二焊接部221重合的部分的长度为5-10毫米，这样能够确保焊缝与第一连接件21以及第二连接件22的边缘距离均大于2.5 毫米，便于焊缝的成型，且搭接区域的尺寸为5-10毫米既能够保证焊接的牢固性，又不会让第一连接件21与第二连接件22产生位置的干涉，因为当第一连接件21与第二连接件22为对接焊时，如果两者的尺寸精度控制不当，会使得两者的位置产生干涉而造成装配难度增加。

一种实施例中，第二焊接部221形成有朝靠近单体电池10的主体12 下沉的第一沉台，第一焊接部211搭接于第一沉台，第二焊接部221形成有第一沉台可以使得第二焊接部221与第一焊接部211搭接后两者的整体沿极柱11的轴线方向的厚度减小，这样便能更好的减小第一连接件21以及第二连接件22的占用空间。进一步的，如图4所示，还可以在第一焊接部211上设置朝远离单体电池10的主体12的方向下沉的第二沉台，第一沉台与第二沉台搭接后进行焊接，这以进一步的减少第二焊接部221与第一焊接部211搭接后两者的整体厚度(即沿平行于极柱11的轴线方向的尺寸)，从而减少第一连接件21以及第二连接件22的占用空间，有利于电池模组能量密度的提高。

值得注意的是，第二沉台为设置在第一焊接部211上的结构，为在第一焊接部211上减去一部分材料形成，且沿垂直于极柱11的轴线方向上，第二沉台可以是部分下沉(即第二沉台在平行于轴线方向上的截面面积小于第一焊接部211其余部分在平行于轴线方向上的截面面积)，也可以是完全下沉。其中，第一沉台可以与第二沉台的结构类似，这里就不再赘述。

当第一焊接部211搭接在第二焊接部221上时，由于对第一焊接部211 以及第二焊接部221的焊接需要，将第一焊接部211焊穿才能实现与第二焊接部221连接，而当焊穿第一焊接部211后，如果焊接能量控制不当，会出现第二焊接部221也被焊穿的现象，进而会破坏单体电池10的主体 12结构，为了降低这一风险的发生，一种实施例中，在第一焊接部211以及第二焊接部221的搭接区域处，沿平行极柱11的轴线方向，设置为第二焊接部221的尺寸大于第一焊接部211的尺寸，这样，在对第一焊接部211以及第二焊接部221进行焊接时，第二焊接部221更加不容易焊穿，使得焊接操作尽可能不会影响单体电池10的主体12的结构，增强焊接操作的安全性。当然，在另一种实施例中，也可以沿平行极柱11的轴线方向，设置为第二焊接部221的尺寸等于第一焊接部211的尺寸，这样可以确保第一焊接部211以及第二焊接部221处的过流面积一样，增强二者焊接处的导电性能。

一种实施例中，第二连接件22还包括与第二焊接部221相对设置的第三焊接部222，第三焊接部222与第二焊接部221间形成有插接间隙，第一焊接部211插入插接间隙中，并与第二焊接部221以及第三焊接部222 焊接，这样，第一焊接部211与第二焊接部221和第三焊接部222焊接后，其上端和下端均被限制，使得第一连接件21以及第二连接件22的连接更加牢靠，且这种方式也能够降低焊接能量过大造成主体12结构遭到破坏的发生。

如图3(即图2中I处的局部放大图)所示，沿与第一连接件21以及第二连接件22连接的两个极柱11中心的连线方向，第一沉台具有第一端面223，第二沉台具有第二端面212，第一焊接部211上与第一端面223 相对的侧壁和第一端面223之间、第二焊接部221上与第二端面212相对的侧壁和第二端面212之间均留有间隙。当留有上述间隙后，一方面可以补偿各单体电池10的装配误差以及第一沉台和第二沉台的加工误差，另一方面，又能够给予第一焊接部211和第二焊接部221在焊接过程中发生变形时的舒展空间。

可以理解地，单体电池10的主体12包括相互盖合的顶盖片和壳体，顶盖片设置于主体12靠近极柱11的一侧，极柱11设置于顶盖片。为了进一步地防止在焊接时，第一连接件21以及第二连接件22均被焊穿后发生单体电池10的主体12被破坏的现象发生，在本实施例中，第一连接件 21以及第二连接件22均与单体电池10的主体12的靠近极柱11的一面留有间隙，即第一连接件21以及第二连接件22均与各自连接的单体电池10 上的顶盖片之间留有间隙，这样，在对第一连接件21以及第二连接件22 进行焊接时，可以在上述的间隙内插设垫片，当第一连接件21以及第二连接件22焊接完成后，将垫片取出，便可对单体电池10的主体12进行有效的保护。

一种实施例中，第一连接件21以及第二连接件22分别和与之连接的极柱11的材料相同，所以当第一连接件21与第二连接件22分别连接的两个极柱11的材质不相同时，第一连接件21与第二连接件22的材料也不一样，这样的结构可以使得第一连接件21以及第二连接件22更好的与各自连接的极柱11进行焊接，并增强焊接后的导电性能。具体地，极柱 11的材质可以为铜质材料或者铝制材料，一种实施例中，同一单体电池 10的两个极柱11中，一者为负极柱，其材质为铜质材料，另一者为正极柱，其材质为铝制材料。特别的，由于铜质材料在上铝质材料在下的结构能够较好的成型焊缝，故在本实施例中，当第一焊接部211搭接于第二焊接部221远离主体11的一侧时，设置第一连接件21与负极柱连接，其为铜质材质，第二连接件22与正极柱连接，其为铝制材质。进一步地，为了确保位于下方的第二连接件22不被焊穿，优选设置为沿极柱11的轴线方向，第二焊接部221的厚度大于第一连焊接部211的厚度。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

单体电池，设置有多个，所述单体电池包括主体和与所述主体连接的极柱；

第一连接件；和

第二连接件，与所述第一连接件连接；

其中，所述第一连接件以及所述第二连接件分别设置有连接开口，所述第一连接件连接一个所述单体电池的所述极柱，所述第二连接件连接另一个所述单体电池的所述极柱，所述极柱穿过对应的所述连接开口并与所述连接开口连接。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接件以及所述第二连接件的远离所述主体的一面均不高于与之连接的所述极柱的远离所述主体的一面。

3.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，沿所述极柱的轴线方向，所述连接开口的投影为楔形孔状结构。

4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接件包括第一焊接部，所述第二连接件包括第二焊接部，所述第一焊接部搭接于所述第二焊接部的远离所述主体的表面，并与所述第二焊接部焊接。

5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，在所述第一焊接部和所述第二焊接部的搭接区域处，沿平行于所述极柱的轴线的方向，所述第二焊接部的厚度大于或者等于所述第一焊接部的厚度。

6.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第二焊接部形成有朝靠近所述主体的方向下沉的第一沉台，所述第一焊接部设有向背离所述主体的方向下沉的第二沉台，所述第一焊接部与所述第二焊接部通过所述第二沉台和所述第一沉台搭接。

7.如权利要求6所述的电池模组，其特征在于，沿与所述第一连接件以及所述第二连接件连接的两个所述极柱中心的连线方向，所述第一沉台具有第一端面，所述第二沉台具有第二端面，所述第一焊接部上与所述第一端面相对的侧壁和所述第一端面之间、所述第二焊接部上与所述第二端面相对的侧壁和所述第二端面之间均留有间隙。

8.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第二连接件还包括与所述第二焊接部相对设置的第三焊接部，所述第三焊接部与所述第二焊接部间形成有插接间隙，所述第一焊接部插入所述插接间隙中并与所述第二焊接部以及所述第三焊接部焊接。

9.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接件以及所述第二连接件均与所述主体之间留有间隙。

10.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接件以及所述第二连接件分别和与之连接的所述极柱的材料相同，所述第一连接件搭接在所述第二连接件的远离所述主体的表面上，并与所述第二连接件焊接。