CN214313452U - 一种电芯并联的电池结构及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电芯并联的电池结构及电池包，包括连接件，沿长度方向(X)延伸，设置有若干个焊接部；若干个电芯(1)，相邻的两个所述电芯(1)两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接；其中，所述焊接部沿长度方向(X)设置在所述连接件的上表面或下表面，所述焊接部设置在相同极性的所述极耳之间。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高散热性能，提高电池的安全性。

Description

一种电芯并联的电池结构及电池包

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电芯并联的电池结构及电池包。

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

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯并联的电池结构，省去了组装成模组结构，有助于提高散热性能，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：

一种电芯并联的电池结构，包括连接件，沿长度方向延伸，设置有若干个焊接部；若干个电芯，相邻的两个所述电芯两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接；其中，所述焊接部沿长度方向设置在所述连接件的上表面或下表面，所述焊接部设置在相同极性的所述极耳之间。

优选的，所述连接件包括第一连接件和第二连接件，所述焊接部包括第一焊接部和第二焊接部，所述第一焊接部垂直设置在所述第一连接件的下底面，所述第二焊接部垂直设置在所述第二连接件的上底面。

优选的，所述第一焊接部和所述第二焊接部分别与其电连接的电芯的极片的集流材料相同，所述第一焊接部和所述第二焊接部相对设置，所述第一焊接部和所述第二焊接部之间的距离为20mm-100mm，所述第一焊接部和所述第二焊接部的厚度均为0.5mm-2mm。

优选的，所述极耳包括第一极耳和第二极耳，相邻的两个所述电芯的所述第一极耳互相连接，相邻的两个所述电芯的所述第二极耳互相连接，所述第一极耳通过所述第一焊接部与所述第一连接件电连接，所述第二极耳通过所述第二焊接部与所述第二连接件电连接。

优选的，所述连接件设置有绝缘架，所述绝缘架设置有若干个焊接位置，所述焊接位置安装所述焊接部。

优选的，所述第二连接件的所述绝缘架上安装有若干个限位槽，所述限位槽设置有挡板，所述挡板的高度为2mm-50mm。

优选的，所述绝缘架为一体成型包覆于所述连接件，所述绝缘架分别抵接于所述电芯和电池壳体。

优选的，所述连接件的表面设置有绝缘胶，所述电芯的表面包覆有绝缘片，所述极耳的表面和根部设置有绝缘胶。

优选的，所述电池结构还包括盖板和壳体，若干个所述电芯容置于所述壳体，所述盖板盖接于所述壳体，所述盖板安装有第一极柱和第二极柱，所述第一极柱与所述第一连接件电连接，所述第二极柱与所述第二连接件电连接。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池包，包括上述的电芯并联的电池结构。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括连接件，沿长度方向延伸，设置有若干个焊接部；若干个电芯，相邻的两个所述电芯两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接；其中，所述焊接部沿长度方向设置在所述连接件的上表面或下表面，所述焊接部设置在相同极性的所述极耳之间。由于常规锂离子电池经串并联组装模组，而后组装成电池包，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，因此，将连接件沿长度方向延伸，且焊接部沿长度方向设置在连接件的上表面或下表面，焊接部起到连接相同极性的极耳作用，并经过连接件与电池的极柱电连接，连接件包括第一连接件和第二连接件，便于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。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高散热性能，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绝缘架和第一连接件侧部结构示意图。

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-电芯；11-第一极耳；12-第二极耳；

21-第一连接件；22-第二连接件；

31-第一焊接部；32-第二焊接部；

4-绝缘架；41-焊接位置；

5-限位槽；51-挡板；

6-盖板；61-第一极柱；62-第二极柱；

7-壳体；

X-长度方向。

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

一种电芯并联的电池结构，包括连接件，沿长度方向X延伸，设置有若干个焊接部；若干个电芯1，相邻的两个电芯1两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接；其中，焊接部沿长度方向X设置在连接件的上表面或下表面，焊接部设置在相同极性的极耳之间。

由于常规锂离子电池经串并联组装模组，而后组装成电池包，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，因此，将连接件沿长度方向X延伸，且焊接部沿长度方向X设置在连接件的上表面或下表面，焊接部起到连接相同极性的极耳作用，并经过连接件与电池的极柱电连接，连接件包括第一连接件21和第二连接件22，便于将若干个电芯1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1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1组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯1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1间隔设置，没有重叠在一起，且电芯1的大面朝向壳体7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。

于本实施方式中，若干个电芯1沿长度方向X依次排列，电芯1的两个极耳设在相同一侧，相邻的两个电芯1形成极耳的一面相对设置，便于将相同极性的极耳焊接在一起，组成一电芯组，相邻的电芯组之间没有连接，每个电芯组相同极性的极耳与对应一焊接部电连接，第一连接件21设置在靠近壳体7顶部的一侧，第二连接件22设置在靠近壳体7底部一侧，但本实用新型不以为限，电芯1的两个极耳也可设置在不同的一侧，第一连接件21可直接与第一极耳11连接，而第二连接件22可通过焊接部与第二极耳12连接，反之同理。

在根据本实用新型的电芯并联的电池结构中，连接件包括第一连接件21和第二连接件22，焊接部包括第一焊接部31和第二焊接部32，第一焊接部31垂直设置在第一连接件21的下底面，第二焊接部32垂直设置在第二连接件22的上底面。具体的，若干个第一焊接部31垂直设置在第一连接件21的下底面，若干个第二焊接部32垂直设置在第二连接件22的上底面，第一焊接部31和第二连接件22在长度方向X上的位置相同，分别对应相邻的两个电芯1的第一极耳11和第二极耳12，即使得相邻的两个电芯1的正极与第一连接件21连接，相邻的两个电芯1的负极与第二连接件22连接，从而将若干个电芯1依次并联。焊接部的形状形状可以设计为方形、梯形或U型，可根据实际电池结构进行调整。

为了保证连接件具有预设的强度，在连接件设置固定部，与极柱固定连接，避免连接件在使用时发生位移或晃动，连接件从固定部沿长度方向X延伸，便于和靠近焊接部的一侧的第一极耳11固定连接，其中，固定采用板状结构，连接件为垂直于固定部的板状结构，有助于增加连接件与极柱连接的接触面积；固定部可以设计为与焊接部平行。

电芯1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1，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11连接于正极集流体，第二极耳12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11可直接通过裁切空白区形成，同样的，第二极耳12可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳11和第二极耳12也可以通过焊接分别固定于正极集流体和负极集流体的空白区。

在根据本实用新型的电芯并联的电池结构中，极耳包括第一极耳11和第二极耳12，相邻的两个电芯1的第一极耳11互相连接，相邻的两个电芯1的第二极耳12互相连接，第一极耳11通过第一焊接部31与第一连接件21电连接，第二极耳12通过第二焊接部32与第二连接件22电连接。于本实施方式中，每个电芯1的同侧设置第一极耳11和第二极耳12，相邻的两个电芯1的第一极耳11互相连接，相邻的两个电芯1的第二极耳12互相连接，实现相邻的两个电芯1之间的并联连接，并将第一极耳11通过第一焊接部31与第一连接件21电连接，第二极耳12通过第二焊接部32与第二连接件22电连接，相当于将各个的电芯1的第一极耳11均连接在一起，各个的电芯1的第二极耳12均连接在一起，通过第一极柱61和第二极柱62进行充电或放电操作。

在根据本实用新型的电芯并联的电池结构中，连接件设置有绝缘架4，绝缘架4设置有若干个焊接位置41，焊接位置41安装焊接部。具体的，绝缘架4紧贴壳体7和电芯1，防止电芯1上下抖动，同时，绝缘架4起到绝缘和固定的作用，绝缘架4设置有若干个焊接位置41，能够在对应的焊接位置41引出焊接部，与电芯1的极耳连接，其中，绝缘架4可采用一体成型，并包覆在连接件上，但本实用新型不以此为限，绝缘架4也可以分成上下两部分，满足绝缘架4绝缘和固定即可。

在根据本实用新型的电芯并联的电池结构中，第二连接件22的绝缘架4上安装有若干个限位槽5，限位槽5设置有挡板51，挡板51的高度为2mm-50mm。限位槽5的尺寸与电芯1的尺寸相匹配，在长度和宽度上比电芯1大2mm-10mm，满足电芯1底部固定在限位槽5即可，限定挡板51的高度，防止挡板51过高，导致生产成本上升，同时防止挡板51过低，无法起到限制电芯1位置的作用。

在根据本实用新型的电芯并联的电池结构中，电池结构还包括盖板6和壳体7，若干个电芯1容置于壳体7，盖板6盖接于壳体7，盖板6安装有第一极柱61和第二极柱62，第一极柱61与第一连接件21电连接，第二极柱62与第二连接件22电连接。具体的，壳体7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7具有开口，盖板6固定在开口，形成密封腔，电芯1容置于密封腔内，盖板6可以为金属材料形成的具有一定强度的结构，可以采用一体成型的方式形成；在完成将电芯1安装至壳体7之后，可以通过焊接等方式将盖板6与壳体7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。

盖板6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，注液孔按照预定尺寸形成在盖板6上，以便在盖板6盖合到壳体7的开口处并与壳体7密封连接后，能够通过注液孔向壳体7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6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。

电池的厚度在10mm-100mm之间，长度在400mm-2000mm之间，第一极柱61可以为正极柱也可以为负极柱，相应地，第二极柱62可以为负极柱或正极柱，第一极耳11和第二极耳12的极性不相同，第一极耳11可以为正极也可以为负极，第二极柱62可以为负极或正极，于本实施方式中，第一极柱61和第一极耳11作为正极，第二极柱62和第二极柱62作为负极。

本实用新型的工作原理是：

将连接件沿长度方向X延伸，且焊接部沿长度方向X设置在连接件的上表面或下表面，焊接部起到连接相同极性的极耳作用，并经过连接件与电池的极柱电连接，连接件包括第一连接件21和第二连接件22，便于将若干个电芯1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1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1组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯1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1间隔设置，没有重叠在一起，且电芯1的大面朝向壳体7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。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的第一焊接部31和第二焊接部32分别与其电连接的电芯1的极片的集流材料相同，第一焊接部31和第二焊接部32相对设置，第一焊接部31和第二焊接部32之间的距离为20mm-100mm，第一焊接部31和第二焊接部32的厚度均为0.5mm-2mm。具体的，第一焊接部31为铝材质，第二焊接部32为铜材质，即与正、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，为了降低电池生产成本，第一连接件21和第二连接件22均可采用铝材料制成，铜的第二焊接部32和铝的第二连接件22可通过摩擦焊或复合焊等方式连接；限定第一焊接部31和第二焊接部32之间的距离，防止第一焊接部31和第二焊接部32过近，导致电池内部发生短路的情况，同时防止第一焊接部31和第二焊接部32侵占壳体7中部的空间过多，优选的，焊接部超出极耳宽度2mm-5mm；限定第一焊接部31和第二焊接部32的厚度，保证第一焊接部31和第二焊接部32具有足够的强度，同时，有助于降低第一焊接部31和第二焊接部32的生产成本。

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：本实施方式的绝缘架4为一体成型包覆于连接件，绝缘架4分别抵接于电芯1和电池壳体7，连接件的表面设置有绝缘胶，电芯1的表面包覆有绝缘片，极耳的表面和根部设置有绝缘胶，能够防止裸电芯间短路或与铝壳短路；绝缘架4为一体成型包覆于连接件，有助于提高绝缘架4的机械强度，还能够简化安装工序，有助于降低生产成本。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

一种电池包，包括实施方式一的电芯并联的电池结构。

需要说明的是，电池结构具体可以分为以下装配步骤：

1、正、负极片通过叠片成电芯1，电芯1的同侧形成第一极耳11和第二极耳12，相邻的两个电芯1两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接

2、将装有绝缘架4的铜的第一连接件21和铝的转接件2通过激光焊与电池盖板6的极柱连接；

3、在电芯1表面包覆绝缘层；

4、将电芯1平放，第一极耳11与第一焊接部31一一对应，然后经过焊接将第一极耳11与铝的第一焊接部31相连接，第二极耳12与第二焊接部32一一对应，第二极耳12通过焊接与铜的第二焊接部32连接；

5、将限位槽5与电芯1粘贴在一起，即电芯1底端插入限位槽5中，而后入壳封装；

6、注液封装等工序组装成完整的电池。

实施方式五

一种电池包，包括实施方式二的电芯并联的电池结构。

实施方式六

一种电池包，包括实施方式三的电芯并联的电池结构。

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)

1.一种电芯并联的电池结构，其特征在于，包括：

连接件，沿长度方向(X)延伸，设置有若干个焊接部；

若干个电芯(1)，相邻的两个所述电芯(1)两两相对设置，并按相同极性的极耳互相连接；

其中，所述焊接部沿长度方向(X)设置在所述连接件的上表面或下表面，所述焊接部设置在相同极性的所述极耳之间。

2.如权利要求1所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述连接件包括第一连接件(21)和第二连接件(22)，所述焊接部包括第一焊接部(31)和第二焊接部(32)，所述第一焊接部(31)垂直设置在所述第一连接件(21)的下底面，所述第二焊接部(32)垂直设置在所述第二连接件(22)的上底面。

3.如权利要求2所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述第一焊接部(31)和所述第二焊接部(32)分别与其电连接的电芯(1)的极片的集流材料相同，所述第一焊接部(31)和所述第二焊接部(32)相对设置，所述第一焊接部(31)和所述第二焊接部(32)之间的距离为20mm-100mm，所述第一焊接部(31)和所述第二焊接部(32)的厚度均为0.5mm-2mm。

4.如权利要求3所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述极耳包括第一极耳(11)和第二极耳(12)，相邻的两个所述电芯(1)的所述第一极耳(11)互相连接，相邻的两个所述电芯(1)的所述第二极耳(12)互相连接，所述第一极耳(11)通过所述第一焊接部(31)与所述第一连接件(21)电连接，所述第二极耳(12)通过所述第二焊接部(32)与所述第二连接件(22)电连接。

5.如权利要求2所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述连接件设置有绝缘架(4)，所述绝缘架(4)设置有若干个焊接位置(41)，所述焊接位置(41)安装所述焊接部。

6.如权利要求5所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述第二连接件(22)的所述绝缘架(4)上安装有若干个限位槽(5)，所述限位槽(5)设置有挡板(51)，所述挡板(51)的高度为2mm-50mm。

7.如权利要求5所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述绝缘架(4)为一体成型包覆于所述连接件，所述绝缘架(4)分别抵接于所述电芯(1)和电池壳体(7)。

8.如权利要求1所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述连接件的表面设置有绝缘胶，所述电芯(1)的表面包覆有绝缘片，所述极耳的表面和根部设置有绝缘胶。

9.如权利要求2所述的一种电芯并联的电池结构，其特征在于：所述电池结构还包括盖板(6)和壳体(7)，若干个所述电芯(1)容置于所述壳体(7)，所述盖板(6)盖接于所述壳体(7)，所述盖板(6)安装有第一极柱(61)和第二极柱(62)，所述第一极柱(61)与所述第一连接件(21)电连接，所述第二极柱(62)与所述第二连接件(22)电连接。

10.一种电池包，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的电芯并联的电池结构。

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