CN214313293U - 一种电池装配结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池装配结构，包括盖板(1)，安装有第一极柱(11)和/或第二极柱(12)；转接件(2)，沿长度方向(X)延伸，并与所述第一极柱(11)电连接；若干个电芯(3)，沿长度方向(X)依次排列，每个所述电芯(3)设置有多个第一极耳(31)和第二极耳(32)，所述第一极耳(31)和所述转接件(2)电连接；其中，相邻的两个所述电芯(3)通过所述第二极耳(32)互相连接，至少一个所述第二极耳(32)与所述第二极柱(12)电连接。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。

Description

一种电池装配结构

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池装配结构。

背景技术

如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。常规锂离子电池经串并联组装模组，而后组装成电池包。

但在现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生；电芯易于振动，容易造成短路等安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池装配结构，省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池装配结构，包括盖板，安装有第一极柱和/或第二极柱；转接件，沿长度方向延伸，并与所述第一极柱电连接；若干个电芯，沿长度方向依次排列，每个所述电芯设置有多个第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述转接件电连接；其中，相邻的两个所述电芯通过所述第二极耳互相连接，至少一个所述第二极耳与所述第二极柱电连接。

优选的，所述第一极耳设置在所述电芯靠近所述转接件的一侧，至少两个所述第二极耳设置在所述电芯的相对两侧。

优选的，所述转接件设置有安装架，所述安装架设置有若干个朝向所述电芯的凸部，相邻的所述凸部之间形成有用于将所述第一极耳焊接于所述转接件的空间。

优选的，所述安装架包括第一支架和第二支架，所述第一支架设置在所述转接件的远离所述电芯的一侧，所述第二支架设置在所述转接件的靠近所述电芯的一侧，所述凸部安装于所述第二支架。

优选的，所述第一支架靠近所述第一极柱的一端通过卡接或粘接与所述第二支架固定连接，所述第一支架远离所述第一极柱的一端通过铆压或螺接与所述第二支架固定连接。

优选的，所述电池装配结构还包括壳体，所述壳体设置有开口，若干个所述电芯容置于所述壳体，所述盖板覆盖所述开口，用于将所述电芯封闭在所述壳体内，所述壳体的上底面设置有与所述电芯配合的限位槽，所述限位槽设置有挡板，所述挡板围绕所述电芯的底部设置，所述挡板的高度为2mm-50mm。

优选的，所述限位槽和所述电芯固定连接，固定连接方式包括以下至少之一：卡接、粘接和热熔接。

优选的，所述电芯的表面包覆有绝缘片，所述第一极耳和所述第二极耳的根部粘贴有绝缘胶。

优选的，所述盖板还设置防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，所述防爆阀透气孔安装有防爆阀。

优选的，所述第二极耳与所述第二极柱之间设置有连接片，所述连接片的材质和所述转接件的材质分别与其电连接的所述电芯的极片的集流材料相同。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括盖板，安装有第一极柱和/或第二极柱；转接件，沿长度方向延伸，并与所述第一极柱电连接；若干个电芯，沿长度方向依次排列，每个所述电芯设置有多个第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述转接件电连接；其中，相邻的两个所述电芯通过所述第二极耳互相连接，至少一个所述第二极耳与所述第二极柱电连接。由于现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生，因此，将转接件与第一极柱电连接，第一极耳和转接件电连接，实现第一极柱和若干个电芯的第一极耳之间的电连接，同时，相邻的两个电芯通过第二极耳互相连接，位于端部的电芯的第二极柱与第二极耳电连接，实现第二极柱和第二极耳之间的电连接，从而将若干个电芯依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯间隔设置，没有重叠在一起，且电芯的大面朝向壳体的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，每个电芯设置有多个第一极耳和第二极耳，相比单独设置两个极耳的结构，能够增加电芯内极耳引出的数量，减少电芯内阻，提高电池的过流能力，还有助于降低电池整体的发热量，相邻的电芯之间的第二极柱通过焊接或铆接的方式固定连接，有助于提高相邻的电芯之间的稳固性，降低相邻的电芯发生故障的概率。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。

图2为本实用新型中实施方式一的安装架的结构示意图。

图3为本实用新型中实施方式一的电芯的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-盖板；11-第一极柱；12-第二极柱；

2-转接件；21-安装架；210-凸部；211-第一支架；212-第二支架；

3-电芯；31-第一极耳；32-第二极耳；

4-壳体；41-限位槽；411-挡板；

5-连接片；

X-长度方向；Z-高度方向。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～3对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

一种电池装配结构，包括盖板1，安装有第一极柱11和第二极柱12；转接件2，沿长度方向X延伸，并与第一极柱11电连接；若干个电芯3，沿长度方向X依次排列，每个电芯3设置有多个第一极耳31和第二极耳32，第一极耳31和转接件2电连接；其中，相邻的两个电芯3通过第二极耳32互相连接，至少一个第二极耳32与第二极柱12电连接。

由于现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生，因此，将转接件2与第一极柱11电连接，第一极耳31和转接件2电连接，实现第一极柱11和若干个电芯3的第一极耳31之间的电连接，同时，相邻的两个电芯3通过第二极耳32互相连接，位于端部的电芯3的第二极柱12与第二极耳32电连接，实现第二极柱12和第二极耳32之间的电连接，从而将若干个电芯3依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯3进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯3组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯3组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯3间隔设置，没有重叠在一起，且电芯3的大面朝向壳体4的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，每个电芯3设置有多个第一极耳31和第二极耳32，相比单独设置两个极耳的结构，能够增加电芯3内极耳引出的数量，减少电芯3内阻，提高电池的过流能力，还有助于降低电池整体的发热量，相邻的电芯3之间的第二极柱12通过焊接或铆接的方式固定连接，有助于提高相邻的电芯3之间的稳固性，降低相邻的电芯3发生故障的概率。

在根据本实用新型的电池装配结构中，电池的厚度在10mm-100mm之间，长度在400mm-2000mm之间，第一极柱11可以为正极柱也可以为负极柱，相应地，第二极柱12可以为负极柱或正极柱，于本实施方式中，第一极柱11作为正极，第二极柱12作为负极，电芯3包括正极片、隔膜及负极片，可以顺序堆叠并卷绕，也可以采用叠片工艺形成电芯3，正极片包括正极集流体，以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料，负极片包括负极集流体，以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料，第一极耳31连接于正极集流体，第二极耳32连接于负极集流体，正极集流体的边缘处可具有未被正极活性材料覆盖的空白区，第一极耳31可直接通过裁切空白区形成，同样的，第二极耳32可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳31和第二极耳32也可以通过焊接分别固定于正极片和负极片的空白区，也可采用激光焊接的方式，将第一极耳31通过转接件2连接，位于端部的电芯3的第二极柱12与连接片5连接。

为了保证转接件2具有预设的强度，在转接件2设置固定部，与第一极柱11固定连接，避免转接件2在使用时发生位移或晃动，转接件2从固定部沿长度方向X延伸，便于和靠近转接件2的一侧的第一极耳31固定连接，其中，固定采用板状结构，转接件2为垂直于固定部的条型板状结构，有助于增加转接件2与第一极柱11连接的接触面积。

在根据本实用新型的电池装配结构中，第一极耳31设置在电芯3靠近转接件2的一侧，至少两个第二极耳32设置在电芯3的相对两侧。于本实施方式中，电芯3的数量为3个，靠近盖板1一侧的电芯3为相邻的三侧形成极耳结构，远离盖板1一侧的电芯3为相邻两侧形成极耳的结构，位于中间电芯3为相邻的三侧形成极耳结构，确保每个电芯3靠近转接件2的一侧均设置有第一极耳31即可，但本实用新型不以此为限，电芯3形成极耳的位置可根据电池的结构进行调整。

在根据本实用新型的电池装配结构中，转接件2设置有安装架21，安装架21设置有若干个朝向电芯3的凸部210，相邻的凸部210之间形成有用于将第一极耳31焊接于转接件2的空间。安装架21可采用绝缘橡胶材料一体成型结构或分体式结构，用于在转接件2上预留极耳焊接位，不仅防止相邻的第一极耳31互相接触，而且起到间隔转接件2和壳体4的作用，降低转接件2与壳体4发生接触概率，同时，还能起到间隔转接件2和电芯3作用，避免转接件2和电芯3发生短路或刮蹭，有助于提高电池的安全性；凸部210朝向电芯3，相邻的凸部210之间形成预焊接的空间，防止相邻的第一极耳31互相接触。其中，安装架21的宽度大于或等于转接件2的宽度，安装架21的长度小于或等于转接件2在长度方向X上的长度，且大于若干个并联的电芯3的宽度。

在根据本实用新型的电池装配结构中，电池装配结构还包括壳体4，壳体4设置有开口，若干个电芯3容置于壳体4，盖板1覆盖开口，用于将电芯3封闭在壳体4内，壳体4的上底面设置有与电芯3配合的限位槽41，限位槽41设置有挡板411，挡板411围绕电芯3的底部设置，挡板411的高度为2mm-50mm。为了防止电芯3在长度方向X上发生左右滑动，壳体4的上底面设置有限位槽41，限位槽41可以采用塑胶材料成型，配合挡板411，起到限定电芯3在长度方向X上的位置，于本实施方式中，挡板411的高度为2mm-50mm，单个限位槽41的长度比电芯3的宽度大2mm-10mm，限位槽41的宽度比电芯3大2mm-5mm，但本实用新型不以此为限，根据实际电芯3的尺寸，可以调整限位槽41的尺寸，满足固定电芯3即可。

具体的，壳体4为一体式结构，包括底板及四个依次相连的基板，四个基板围绕底板设置，壳体4具有开口，盖板1固定在开口，形成密封腔，电芯3容置于密封腔内，盖板1可以为金属材料形成的具有一定强度的结构，再通过焊接等方式将多个部分连接为一体，也可以采用一体成型的方式形成；在完成将电芯3安装至两侧导通的壳体4之后，可以通过焊接等方式将盖板1与壳体4连接到一起，形成安全性更高的、密封效果更好的电池的外部结构。

本实用新型的工作原理是：

将转接件2与第一极柱11电连接，第一极耳31和转接件2电连接，实现第一极柱11和若干个电芯3的第一极耳31之间的电连接，同时，相邻的两个电芯3通过第二极耳32互相连接，位于端部的电芯3的第二极柱12与第二极耳32电连接，实现第二极柱12和第二极耳32之间的电连接，从而将若干个电芯3依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯3进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯3组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯3组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯3间隔设置，没有重叠在一起，且电芯3的大面朝向壳体4的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，每个电芯3设置有多个第一极耳31和第二极耳32，相比单独设置两个极耳的结构，能够增加电芯3内极耳引出的数量，减少电芯3内阻，提高电池的过流能力，还有助于降低电池整体的发热量，相邻的电芯3之间的第二极柱12通过焊接或铆接的方式固定连接，有助于提高相邻的电芯3之间的稳固性，降低相邻的电芯3发生故障的概率。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的盖板1安装有第一极柱11或第二极柱12，安装架21包括第一支架211和第二支架212，第一支架211设置在转接件2的远离电芯3的一侧，第二支架212设置在转接件2的靠近电芯3的一侧，凸部210安装于第二支架212，第一支架211靠近第一极柱11的一端通过卡接或粘接与第二支架212固定连接，第一支架211远离第一极柱11的一端通过铆压或螺接与第二支架212固定连接。电池结构也可为两侧出极柱的结构，即在长度方向X的两侧，均安装有盖板1，每个盖板1分别安装有第一极柱11或第二极柱12，能够满足不同类型的电池需求，此外，根据实际生产需求，可将安装架21分为第一支架211和第二支架212，在高度方向Z上，将第一支架211的高度设计为1mm-5mm，第二支架212的高度为5mm-10mm，第二支架212与电芯3之间的距离为0.1mm-1mm，在第二支架212上，相邻的凸部210之间形成预焊接的空间，防止相邻的第一极耳31互相接触，根据裸电芯3的数量可以替换不同的第二支架212，来满足焊接位置变化的需求，省去了对安装架21整个更换，有助于提高安装架21的灵活性和适用性，于本实施方式中，第一支架211靠近第一极柱11的一端通过卡接或粘接与第二支架212固定连接，第一支架211远离第一极柱11的一端通过铆压或螺接与第二支架212固定连接，但本实用新型不以此为限，第一支架211和第二支架212的固定方式可根据实际电池内部结构进行调整，如：第一支架211和第二支架212的一端采用铰接的方式，第一支架211和第二支架212的另一端采用卡接的连接方式，满足使安装架21在电芯3生产和使用中不产生滑动即可。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的限位槽41和电芯3固定连接，固定连接方式包括以下至少之一：卡接、粘接和热熔接，电芯3的表面包覆有绝缘片，第一极耳31和第二极耳32的根部粘贴有绝缘胶。根据实际电池结构，限位槽41和电芯3之间可采用卡接、粘接和热熔接固定连接，电芯3的表面包覆有绝缘片，防止电芯3之间发生短路，或电芯3和壳体4之间发生短路的情况，其中，第一极耳31和第二极耳32的根部粘贴有绝缘胶，防止极耳根部与极片接触导致短路。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

与实施方式一不同的是：本实施方式的盖板1还设置防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，防爆阀透气孔安装有防爆阀，第二极耳32与第二极柱12之间设置有连接片5，连接片5的材质和转接件2的材质分别与其电连接的电芯3的极片的集流材料相同。注液孔按照预定尺寸形成在盖板1上，以便在盖板1盖合到壳体4的开口处并与壳体4密封连接后，能够通过注液孔向壳体4的容纳空间中注入电解液。防爆阀可以采用防爆片的方式，防爆阀设置于盖板1的大致中间位置，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使电池的内部压力过大时，防爆阀中的防爆片可以被破坏，使得形成在二次电池内部的气体可以通过防爆阀透气孔排放到外部，由此能够防止电池爆炸，其中，转接件2为铝材料一体成型，能够保证电池的质量不受影响，降低转接件2的生产成本，连接片5采用铜材料，即与负极片对应的金属材料相同，能够保证电池的质量不受影响，降低连接片5的生产成本，从而保证没有因材料差异导致的压降。其中，连接片5和转接件2可通过激光焊分别与第二极柱12和第一极柱11连接。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

具体的，可以分为以下装配步骤：

1.正、负极片通过叠片成电芯3，电芯3的异侧形成第一极耳31和第二极耳32；

2.将铜的连接片5和装有安装架21的铝的转接件2通过激光焊与电池盖板1的极柱连接；

3.在电芯3表面包覆绝缘层；

4.将电芯3平放，第一极耳31与预留的焊接位一一对应，然后经过超声焊将第一极耳31与铝的转接件2相连接，第二极耳32相互通过超声焊连接，最左侧的第二极耳32通过超声焊与铜的连接片5连接；

5.将限位槽41与电芯3粘贴在一起，即电芯3底端插入限位槽41中，而后入壳封装；

6.注液封装等工序组装成完整的电池。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池装配结构，其特征在于，包括：

盖板(1)，安装有第一极柱(11)和/或第二极柱(12)；

转接件(2)，沿长度方向(X)延伸，并与所述第一极柱(11)电连接；

若干个电芯(3)，沿长度方向(X)依次排列，每个所述电芯(3)设置有多个第一极耳(31)和第二极耳(32)；

其中，所述第一极耳(31)和所述转接件(2)电连接，相邻的两个所述电芯(3)通过所述第二极耳(32)互相连接，至少一个所述第二极耳(32)与所述第二极柱(12)电连接。

2.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述第一极耳(31)设置在所述电芯(3)靠近所述转接件(2)的一侧，至少两个所述第二极耳(32)设置在所述电芯(3)的相对两侧。

3.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述转接件(2)设置有安装架(21)，所述安装架(21)设置有若干个朝向所述电芯(3)的凸部(210)，相邻的所述凸部(210)之间形成有用于将所述第一极耳(31)焊接于所述转接件(2)的空间。

4.如权利要求3所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述安装架(21)包括第一支架(211)和第二支架(212)，所述第一支架(211)设置在所述转接件(2)的远离所述电芯(3)的一侧，所述第二支架(212)设置在所述转接件(2)的靠近所述电芯(3)的一侧，所述凸部(210)安装于所述第二支架(212)。

5.如权利要求4所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述第一支架(211)靠近所述第一极柱(11)的一端通过卡接或粘接与所述第二支架(212)固定连接，所述第一支架(211)远离所述第一极柱(11)的一端通过铆压或螺接与所述第二支架(212)固定连接。

6.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述电池装配结构还包括壳体(4)，所述壳体(4)设置有开口，若干个所述电芯(3)容置于所述壳体(4)，所述盖板(1)覆盖所述开口，用于将所述电芯(3)封闭在所述壳体(4)内，所述壳体(4)的上底面设置有与所述电芯(3)配合的限位槽(41)，所述限位槽(41)设置有挡板(411)，所述挡板(411)围绕所述电芯(3)的底部设置，所述挡板(411)的高度为2mm-50mm。

7.如权利要求6所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述限位槽(41)和所述电芯(3)固定连接，固定连接方式包括以下至少之一：卡接、粘接和热熔接。

8.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述电芯(3)的表面包覆有绝缘片，所述第一极耳(31)和所述第二极耳(32)的根部粘贴有绝缘胶。

9.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述盖板(1)还设置防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，所述防爆阀透气孔安装有防爆阀。

10.如权利要求1所述的一种电池装配结构，其特征在于：所述第二极耳(32)与所述第二极柱(12)之间设置有连接片(5)，所述连接片(5)的材质和所述转接件(2)的材质分别与其电连接的所述电芯(3)的极片的集流材料相同。

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