CN212113811U - 电池模组 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种电池模组，包括：电芯：沿自身厚度方向排布组成电芯组；以及缓冲垫片：为所述电芯提供膨胀空间；所述缓冲垫片设置在相邻所述电芯之间，靠近所述电芯组中央位置处的所述缓冲垫片厚度大于靠近所述电芯组两端位置处所述缓冲垫片的厚度。本公开能够有效提高电池模组中中间电芯在多次充放电循环后的容量，进而提高整个电池模组在多次充放电后的容量。
Description
技术领域
本公开涉及动力电池制造领域，具体地，涉及一种电池模组。
背景技术
随着人们环保意识的逐渐增强和锂离子动力电池的发展，电动交通工具例如电动汽车、电动自行车等得到越来越广泛的使用。对于这类电动交通工具而言，动力电池包作为动力源具有举足轻重的作用和意义，其性能直接影响到这类电动交通工具的服役寿命、制造成本和消费体验等。而现有技术中，与单体电芯相比，模组及电池包存在寿命不足够长、能量随着充电次数的增加而迅速下降等问题。
电池模组容量受限于模组中容量最小的电芯，随着电池模组充放电的进行，电芯负极材料的嵌锂行为导致负极极片发生膨胀，使电芯厚度变厚，产生膨胀力。这些应力因不能得到有效释放而导致电芯发生扭曲变形甚至是导致极片的孔隙率减小或者至堵死，从而影响电池的循环性能，降低了电芯容量。电池模组中越靠近中间位置的电芯由于温度和压力等原因，容量衰减速度越大，容量越小，限制了整个电池模组的容量。
目前一般采用在电芯与电芯之间添加具有可压缩的相同厚度缓冲件或垫片而形成预留间隙，通过防止电芯变形来提高电池模组的容量，然而这种缓冲件不能很好地适配电池模组中间位置电芯膨胀尺寸大于两端电芯膨胀尺寸这一情况，导致中间电芯的膨胀受限容易发生挤压，降低了中间电芯的容量，导致整个电池模组的进一步容量下降。
实用新型内容
本公开的目的是提供电池模组，该电池模组能够有效解决电池模组中中间电芯首先发生挤压变形导致电池模组容量下降的问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种电池模组，包括：
电芯：沿自身厚度方向排布组成电芯组；以及，
缓冲垫片：缓冲所述电芯发生的膨胀现象；所述缓冲垫片设置在相邻所述电芯之间，靠近所述电芯组中央位置处的所述缓冲垫片厚度大于靠近所述电芯组两端位置处所述缓冲垫片的厚度。
可选地，所述缓冲垫片的厚度依照由所述电芯组中央至所述电芯组两端的顺序逐渐减小。
可选地，当所述电芯组中所述缓冲垫片数量为基数时，所述电芯组中最中央一个所述缓冲垫片厚度最大。
可选地，当所述电芯组中所述缓冲垫片数量为偶数时，所述电芯组中最中央两个所相邻述缓冲垫片厚度最大。
可选地，其特征在于，沿所述电芯组中央位置呈镜像分布的所述缓冲垫片的厚度相同。
可选地，具有厚度差的相邻所述缓冲垫片的厚度差大于等于0.2mm。
可选地，所述缓冲垫片由可压缩的绝缘材料制成。
可选地，所述缓冲垫片包括边框及功能层，所述功能层设置在所述边框内部，所述边框的厚度大于等于所述功能层的厚度。
可选地，所述功能层由可压缩的绝缘防火材料制成。
通过上述技术方案，能够有效提高电池模组中中间电芯在多次充放电循环后的容量，进而提高整个电池模组在多次充放电后的容量。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是电池模组结构示意图。
图2是电池模组部分结构展开图。
图3是缓冲垫片实施例示意图。
附图标记说明
1 电芯 2 缓冲垫片
21 边框 22 功能层
3 端板 4 固定扎带
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指位于附图中所指的特定部件的“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”；“内、外”是指位于附图中所指的特定部件的“内侧”、“外侧”；“远、近”是指与附图中所指的特定部件间距离的远近。
如图1、图2所示，本公开提供一种电池模组，包括为电池模组提供电能的电芯1，由多个电芯1沿自身厚度方向(D方向)排布组成的电芯组，设置在电芯组长度方向两端的端板3，设置在相邻电芯1之间的缓冲垫片2，以及用于固定电芯组、端板3和缓冲垫片2的固定扎带4。缓冲垫片2整体具有可压缩性，在受到外力作用下能够收缩减小体积，电芯1在反复的充放电过程中会发生膨胀，而设置于电芯1之间的缓冲垫片2能够为电芯1提供膨胀空间，防止电芯1膨胀损坏相邻电芯1。
由于电池模组在充放电后电芯组中央位置处的电芯1膨胀程度最大，且其他电芯1的膨胀程度是依照由电芯组中央至电芯组两端的顺序减小的，故靠近电芯组中央位置处的缓冲垫片2的厚度大于靠近电芯组两端位置处的缓冲垫片2。在一些实施例中，缓冲垫片2的厚度依照由电芯组中央至电芯组两端的顺序逐渐减小，此种设计方案在匹配电芯1膨胀程度的同时最大限度的降低了电池模组中缓冲垫片2的总厚度，在保证电池模组容量及性能的同时降低电池模组的成本。
在实际运用中由于电池模组规格的不同，电池模组中设置的缓冲垫片2的数量也有不同，总体可以分为基数及偶数两类，下面将对这两类情况下的技术方案进行具体说明。
当电池模组中电芯组内部的的缓冲垫片2为基数时，即电芯组最中央有一个缓冲垫片2，最中央缓冲垫片2的厚度最大，所有缓冲垫片2的厚度由电芯组中央至两端逐渐减小，其中的一种实施方式为沿电芯组中央位置呈镜像对称分布的缓冲垫片2的厚度相同，具且有厚度差的相邻缓冲垫片2的厚度差大于等于0.2mm，此种设计可以减少缓冲垫片2加工时的工艺复杂度，降低其制造成本。
相较于传统的同一厚度缓冲垫片2的电池模组，此种设计方法可以在不改变电池模组整体厚度的前提下优化电池模组内部的电芯1膨胀空间的设计，保证靠近电池模组端板3位置处的电芯1的膨胀空间的同时，增大靠近电池模组中央位置处的电芯1的膨胀空间，进而改善靠近电池模组中央位置处电芯1容量下降大的问题。
验证该技术方案进行了下述对比试验：电池模组选用由6个电芯1组成的电池模组，缓冲垫片2的数量为5个，其中第一组每个缓冲垫片的厚度分别为T1、T2、T3、T4、T5，且T3＝3.5mm、T2＝T4＝3.1mm、T1＝T5＝2.9mm，第二组每个缓冲垫片的厚度分别为T6、T7、T8、T9、T10，其中T8＝T7＝T9＝T6＝T10＝3.1mm。在室温下，对电池模组进行充电，使其中任一串电芯的电芯充电至上限电压4.3V，静置5min，再以1C恒流放电至下限电压2.8V，此为一个循环充放电过程，第1次循环的放电容量为记为C0。按照上述充方法进行1500次循环充放电测试，记录每一次循环的放电容量，测试结果如下：
从测试结果可以清晰的看出采用第一组缓冲垫片2的电池模组在循环1500次后容量保持率相较采用第二组缓冲垫片2的电池模组能够提高15％的容量。
当电池模组中电芯组内部的的缓冲垫片2为偶数数时，即电芯组最中央有两个缓冲垫片2，最中央两个缓冲垫片2的厚度最大，所有缓冲垫片2的厚度由电芯组中央至两端逐渐减小，其中的一种实施方式为沿电芯组中央位置呈镜像对称分布的缓冲垫片2的厚度相同，具且有厚度差的相邻缓冲垫片2的厚度差大于等于0.2mm，此种设计可以减少缓冲垫片2加工时的工艺复杂度，降低其制造成本。
本方案中的缓冲垫片2由可压缩的绝缘材料制成，在一些实施例中，缓冲垫片2包括边框21及功能层22，功能层22设置在边框21内部，边框21的厚度大于等于功能层22的厚度，功能层22用于吸收电芯1的膨胀力，由于在电芯1膨胀时，电芯1侧面中央位置处会优先鼓起，功能层22的厚度小于等于边框21的厚度能够从结构上为电芯提供膨胀空间，此外功能层22自身也具有可压缩性，进一步提高了缓冲垫片2吸收电芯1膨胀的能力。功能层22同时需要选用绝缘防火材料，以提高电池模组整体的安全性。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (9)
1.一种电池模组，其特征在于，包括：
电芯：沿自身厚度方向排布组成电芯组；以及，
缓冲垫片：缓冲所述电芯发生的膨胀现象；所述缓冲垫片设置在相邻所述电芯之间，靠近所述电芯组中央位置处的所述缓冲垫片厚度大于靠近所述电芯组两端位置处所述缓冲垫片的厚度。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述缓冲垫片的厚度依照由所述电芯组中央至所述电芯组两端的顺序逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，当所述电芯组中所述缓冲垫片数量为基数时，所述电芯组中最中央一个所述缓冲垫片厚度最大。
4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，当所述电芯组中所述缓冲垫片数量为偶数时，所述电芯组中最中央两个所相邻述缓冲垫片厚度最大。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的电池模组，其特征在于，沿所述电芯组中央位置呈镜像分布的所述缓冲垫片的厚度相同。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，具有厚度差的相邻所述缓冲垫片的厚度差大于等于0.2mm。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述缓冲垫片由可压缩的绝缘材料制成。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述缓冲垫片包括边框及功能层，所述功能层设置在所述边框内部，所述边框的厚度大于等于所述功能层的厚度。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述功能层由可压缩的绝缘防火材料制成。
Priority Applications (1)
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| CN202020875595.6U CN212113811U (zh) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | 电池模组 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2020
- 2020-05-22 CN CN202020875595.6U patent/CN212113811U/zh active Active
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