CN214336861U - 一种单电芯及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单电芯，涉及储能电池技术领域，包括电芯本体，电芯本体上设置有正极铝排和负极铝排，电芯本体上具有正极极柱和负极极柱，正极铝排的一端连接在正极极柱上，另一端上设置有正极安装孔，负极铝排的一端连接在负极极柱上，另一端上设置有负极安装孔。还公开了一种电池模组，包括多个依次层叠设置的单电芯，相邻单电芯的正极铝排和负极铝排通过连接件与正极安装孔和负极安装孔的配合而连接。本实用新型的有益效果是在正极铝排、负极铝排上分别设置正极安装孔、负极安装孔，组装时，只需将连接件安装在相邻单电芯的正极安装孔和负极安装孔内，即实现电芯之间的连接，无需采用激光焊接设备将单电芯之间进行连接。

Description

一种单电芯及电池模组

技术领域

本实用新型涉及储能电池技术领域，具体涉及单电芯及电池模组。

背景技术

作为一种新的清洁能源，由于锂离子动力电池具有能量密度大、安全性好、重量轻、循环寿命长等优点，现已广泛应用于新能源储能系统中。尤其在通信储能领域，锂离子动力电池已经成为首选电池种类。

现有技术中的方形储能电池模组设计是使用端(铝)板、侧(铝)板、端绝缘板、侧绝缘板和电芯直接贴合挤压成组再进行CMT焊接成组，最后进行busbar激光焊接汇流排完成装配。由于需要采用激光焊接设备对汇流排进行焊接，因此模组结构只能在工厂内组装生产完成，而不具备激光焊接设备的终端用户无法根据自身需求进行串并联设计，即模组的通用性差，且产品成本高，无法满足家庭储能领域的需求。同时，上述模组结构无法解决充放电后热膨胀带来的影响导致端、侧板焊接处撕裂问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供组装方便的单电芯及电池模组。

本实用新型的技术解决方案如下：

本实用新型第一方面提供一种单电芯，包括电芯本体，所述电芯本体上设置有正极铝排和负极铝排，所述电芯本体上具有正极极柱和负极极柱，所述正极铝排的一端连接在所述正极极柱上，另一端上设置有正极安装孔，所述负极铝排的一端连接在所述负极极柱上，另一端上设置有负极安装孔。

本实用新型的一个具体实施方式，所述正极铝排焊接在所述正极极柱上，所述负极铝排焊接在所述负极极柱上，所述正极安装孔和负极安装孔均为螺纹孔。

本实用新型第二方面提供一种电池模组，包括多个上述的单电芯，多个所述单电芯依次层叠设置；还包括与正极安装孔和负极安装孔匹配的连接件，相邻所述单电芯的正极铝排和负极铝排通过连接件与正极安装孔和负极安装孔的配合而连接。

本实用新型的一个具体实施方式，还包括连接支架，所述连接支架设置在相邻的所述单电芯之间；所述连接支架包括框架主体和第一限位块，所述第一限位块设置在框架主体侧壁上且朝垂直于框架主体的方向凸出，所述框架主体设置在相邻的单电芯之间，所述第一限位块位于单电芯的外侧且与单电芯侧壁相抵接以限制单电芯向外活动。

本实用新型的一个具体实施方式，还包括两个端支架，所述电芯本体和连接支架设置在两个所述端支架之间，所述端支架包括端支架主体和第二限位块，所述第二限位块设置在端支架主体的侧壁上且朝靠近所述单电芯的方向凸出，所述第二限位块位于所述单电芯的外侧且与单电芯侧壁相抵接以限制单电芯向外活动。

本实用新型的一个具体实施方式，所述第一限位块和第二限位块的数量均为四个且分别设置在框架主体和端支架主体的四个角上。

本实用新型的一个具体实施方式，还包括端板，所述端板设置在端支架远离电芯的一侧，所述端支架靠近端板的侧壁上设置有定位凸起，所述端板上设置有与定位凸起匹配的定位孔。

本实用新型的一个具体实施方式，还包括用于固定所述电芯的扎带，所述端板的相对侧壁上设置有开口朝外的定位凹槽，所述扎带安装在所述定位凹槽内。

本实用新型的一个具体实施方式，还包括设置在所述端支架和电芯顶端的绝缘顶盖，所述绝缘顶盖的两端设置有延伸部，所述延伸部上设置有第一安装孔，所述端支架顶部开设有与第一安装孔匹配的第二安装孔，所述绝缘顶盖通过一紧固件安装在所述第一安装孔和第二安装孔内而固定在端支架。

本实用新型的一个具体实施方式，所述框架主体上端还设置有两个朝上的凸起部，所述凸起部之间形成一凹槽，所述凸起部上均设置有穿线孔。

本实用新型至少具有以下有益效果之一

1、本实用新型通过在正极铝排上设置正极安装孔，在负极铝排上设置有负极安装孔，从而在将单电芯组装成电池模组时，只需要通过一导电的连接件如螺钉安装在相邻单电芯的正极安装孔和负极安装孔内，即可以实现单电芯之间的连接，无需采用激光焊接设备将单电芯之间进行连接，从而对于不具备激光焊接设备的用户来说，也可以根据需求将单电芯自行组装而形成电池模组。

2、本实用新型通过在单电芯之间安装连接支架，使整个模组形成一个整体，极大的提高了模组的结构强度，满足行业标准YD/T2344.1-2011振动要求；并且连接支架为中间开口的框架结构，中间开口部分预留了单电芯膨胀间隙，能够增加模组的安全性能；本实用新型在单电芯顶端安装绝缘顶盖，提高了模组的安全性能；单电芯通过扎带捆紧，单电芯施加预紧力能够提高单电芯的循环寿命；铝排能够通过螺丝或激光焊接两种方式安装在单电芯上，安装方便。端支架和连接支架使用极简化设计，极大地降低产品成本。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例中单电芯的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例中电池模组的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例中电池模组的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例中连接支架的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例中端支架的结构示意图；

图中标示：11、端板；111、定位孔；112、定位凹槽；12、端支架；121、端支架主体；122、第二限位块；123、定位凸起；124、第二安装孔；13、连接支架；131、框架主体；132、第一限位块；133、穿线孔；134、凹槽；14、绝缘顶盖；141、第一安装孔；15、电芯；16、铝排，161、正极铝排；162、负极铝排；163正极安装孔；164、负极安装孔；17、扎带；18、紧固件。

具体实施方式

下面用具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不仅局限于以下具体实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型提供中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供了一种单电芯，该单电芯包括电芯本体，所述电芯本体上设置有铝排16，铝排16包括正极铝排161和负极铝排162，所述电芯本体上具有正极极柱和负极极柱，所述正极铝排161的一端连接在所述正极极柱上，另一端上设置有正极安装孔163，所述负极铝排162的一端连接在所述负极极柱上，另一端上设置有负极安装孔164。

本实施例中，所述正极铝排161焊接在所述正极极柱上，所述负极铝排162焊接在所述负极极柱上，所述正极安装孔163和负极安装孔164均为螺纹孔。

本实施例中，所述正极铝排161上设置有正极标记，该正极标记通过激光刻印在正极铝排上，便于用户识别电芯的正极和负极。

本实用新型通过在正极铝排161上设置正极安装孔163，在负极铝排162上设置有负极安装孔164，从而在将单电芯组装成电池模组时，只需要通过一导电的连接件如螺钉安装在相邻单电芯的正极安装孔163和负极安装孔164内，即可以实现单电芯15之间的连接，无需采用激光焊接设备将单电芯15之间进行连接，从而对于不具备激光焊接设备的用户来说，也可以根据需求将单电芯15自行组装而形成电池模组。

如图2～5所示，本实施例还提供一种电池模组，该电池模组包括多个上述的的单电芯15，多个所述单电芯15依次层叠设置；还包括与正极安装孔163和负极安装孔164 匹配的连接件，相邻所述单电芯15的正极铝排161和负极铝排162通过连接件与正极安装孔163和负极安装孔164的配合而连接成电池模组。

本实施例中，电池模组还包括两个端板11、两个端支架12、连接支架13、绝缘顶盖14和扎带17，两个端支架12相对设置，两个端板11分别设置在端支架12的外侧，所述单电芯15设置在端支架12之间，所述连接支架13设置在相邻的所述单电芯15之间，所以本实施例中，连接支架13的数量比单电芯15少一个。

连接支架13包括框架主体131和第一限位块132，本实施例中，框架主体131为方形的框架结构，所述第一限位块132设置在框架主体131侧壁上且朝垂直于框架主体 131的方向凸出，即朝单电芯方向凸出，从而与框架主体131一起形成一个容纳腔，所述框架主体131位于相邻的所述单电芯15之间，所述第一限位块132位于所述单电芯 15的外侧且与单电芯15侧壁相抵接以限制单电芯15向外活动。本实施例中，所述第一限位块132的数量为四个且分别设置在框架主体131的四个角上，从而能够包覆所述单电芯15的四周，防止单电芯15侧向移动，提高电池模组的结构强度，同时，连接支架 13为框架结构，框架结构的中间部分开口，从而预留了单电芯膨胀间隙，能够增加电池模组的安全性能。所述框架主体131上端还设置有两个穿线孔133以及一开口朝外的凹槽134，所述穿线孔133设置在所述凹槽134的两端，本实施例中，框架主体131上端还设置有两个朝上的凸起部，所述凸起部之间形成所述凹槽134，所述穿线孔133设置在所述凸起部上，通过凹槽134可以安装通信电线，并利用固定绳等穿过穿线孔133而能够将通信电线固定在凹槽134内。

端支架12包括端支架主体121和第二限位块122，所述第二限位块122设置在端支架主体121的侧壁上且朝靠近所述单电芯15的方向凸出，所述第二限位块122位于所述单电芯15的外侧且与单电芯15侧壁相抵接以限制单电芯15向外活动。本实施例中，第二限位块122的数量为四个且分别设置在端支架主体121的四个角上而与第一限位块132的位置相对应，通过端支架12进一步固定两端边缘上的单电芯15，防止单电芯15侧向移动，提高电池模组的结构强度。

端板11设置在端支架12远离单电芯15的一侧，所述端支架12靠近端板11的侧壁上设置有定位凸起123，所述端板11上设置有与定位凸起123匹配的定位孔111，本实施例中，定位凸起123和定位孔111的数量为四个，从而通过定位凸起123与定位孔 111配合实现端板11和端支架12的定位安装。

扎带17用于固定端板11、端支架12、连接支架13以及单电芯15以形成电池模组，端板11的相对侧壁上设置有开口朝外的定位凹槽112，所述扎带17沿垂直于单电芯15 的方向安装在所述定位凹槽112内，以将层叠设置的单电芯15进行固定而形成电池模组。

绝缘顶盖14设置在所述端支架12、单电芯15和连接支架13顶端，绝缘顶盖14 的四周具有朝下的凸起部，凸起部位于端支架12和连接支架13的外侧以将端支架12 和连接支架13以及单电芯15包覆在内。本实施例中，所述绝缘顶盖14的两端设置有延伸部，所述延伸部上设置有第一安装孔141，所述端支架12顶部开设有与第一安装孔 141匹配的第二安装孔124，所述绝缘顶盖14通过一紧固件18安装在所述第一安装孔 141和第二安装孔124内而安装在端支架12上，本实施例中，紧固件18为螺丝，第一安装孔141和第二安装孔124为螺孔。

本实施例中，模组高度为147mm，从而可以应用于通信行业主流的4U和5U标准机箱内。

本实施例中的电池模组的组装方法为：将单电芯15与连接支架13配合安装，按照需求将单电芯15通过串并联方式进行堆叠，且框架主体131位于相邻的单电芯15之间，第一限位块132位于单电芯15的外侧且与单电芯15侧壁相抵接；在位于最外侧的单电芯15的两端安装端支架12，在端支架12外侧安装端板11；堆叠完成后使用扎带17将端板11、端支架12、单电芯15和连接支架13进行捆紧；将相邻单电芯15的正极铝排 163和负极铝排164通过连接件安装在正极安装孔163和负极安装孔164内而连接；最后在单电芯15的顶端安装绝缘顶盖14，用紧固件18将绝缘顶盖14固定在端支架12 上。

本实用新型的正极铝排161上设置正极安装孔163，负极铝排162上设置有负极安装孔164，从而在将单电芯15组装成电池模组时，只需要通过一导电的连接件如螺钉安装在相邻单电芯的正极安装孔163和负极安装孔164内，即可以实现单电芯15之间的连接，无需采用激光焊接设备将单电芯15之间进行连接，从而对于不具备激光焊接设备的用户来说，也可以根据需求将单电芯15自行组装而形成电池模组。同时，本实用新型通过在单电芯15之间安装连接支架13，使整个模组形成一个整体，极大的提高了模组的结构强度，满足行业标准YD/T2344.1-2011振动要求；并且连接支架13为中间开口的框架结构，中间开口部分预留了单电芯膨胀间隙，能够增加模组的安全性能；本实用新型在单电芯顶端安装绝缘顶盖，提高了模组的安全性能；单电芯15通过扎带17捆紧，单电芯15施加预紧力能够提高单电芯的循环寿命；铝排16能够通过螺丝或激光焊接两种方式安装在单电芯15上，安装方便。端支架12和连接支架13使用极简化设计，极大地降低产品成本。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单电芯，其特征在于，包括电芯本体，所述电芯本体上设置有正极铝排(161)和负极铝排(162)，所述电芯本体上具有正极极柱和负极极柱，所述正极铝排(161)的一端连接在所述正极极柱上，另一端上设置有正极安装孔(163)，所述负极铝排(162)的一端连接在所述负极极柱上，另一端上设置有负极安装孔(164)。

2.根据权利要求1所述的一种单电芯，其特征在于，所述正极铝排(161)焊接在所述正极极柱上，所述负极铝排(162)焊接在所述负极极柱上，所述正极安装孔(163)和负极安装孔(164)均为螺纹孔。

3.一种包括权利要求1或2所述的一种单电芯的电池模组，其特征在于，包括多个单电芯(15)，多个所述单电芯(15)依次层叠设置；还包括与正极安装孔(163)和负极安装孔(164)匹配的连接件，相邻所述单电芯(15)的正极铝排(161)和负极铝排(162)通过连接件与正极安装孔(163)和负极安装孔(164)的配合而连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池模组，其特征在于，还包括连接支架(13)，所述连接支架(13)设置在相邻的所述单电芯(15)之间；所述连接支架(13)包括框架主体(131)和第一限位块(132)，所述第一限位块(132)设置在框架主体(131)侧壁上且朝垂直于框架主体(131)的方向凸出，所述框架主体(131)设置在相邻的单电芯(15)之间，所述第一限位块(132)位于单电芯(15)的外侧且与单电芯(15)侧壁相抵接以限制单电芯(15)向外活动。

5.根据权利要求4所述的一种电池模组，其特征在于，还包括两个端支架(12)，所述电芯本体(151)和连接支架(13)设置在两个所述端支架(12)之间，所述端支架(12)包括端支架主体(121)和第二限位块(122)，所述第二限位块(122)设置在端支架主体(121)的侧壁上且朝靠近所述单电芯(15)的方向凸出，所述第二限位块(122)位于所述单电芯(15)的外侧且与单电芯(15)侧壁相抵接以限制单电芯(15)向外活动。

6.根据权利要求5所述的一种电池模组，其特征在于，所述第一限位块(132)和第二限位块(122)的数量均为四个且分别设置在框架主体(131)和端支架主体(121)的四个角上。

7.根据权利要求6所述的一种电池模组，其特征在于，还包括端板(11)，所述端板(11)设置在端支架(12)远离电芯(15)的一侧，所述端支架(12)靠近端板(11)的侧壁上设置有定位凸起(123)，所述端板(11)上设置有与定位凸起(123)匹配的定位孔(111)。

8.根据权利要求7所述的一种电池模组，其特征在于，还包括用于固定所述电芯(15)的扎带(17)，所述端板(11)的相对侧壁上设置有开口朝外的定位凹槽(112)，所述扎带(17)安装在所述定位凹槽(112)内。

9.根据权利要求8所述的一种电池模组，其特征在于，还包括设置在所述端支架(12)和电芯(15)顶端的绝缘顶盖(14)，所述绝缘顶盖(14)的两端设置有延伸部，所述延伸部上设置有第一安装孔(141)，所述端支架(12)顶部开设有与第一安装孔(141)匹配的第二安装孔(124)，所述绝缘顶盖(14)通过一紧固件(18)安装在所述第一安装孔(141)和第二安装孔(124)内而固定在端支架(12)。

10.根据权利要求4所述的一种电池模组，其特征在于，所述框架主体(131)上端还设置有两个朝上的凸起部，所述凸起部之间形成一凹槽(134)，所述凸起部上均设置有穿线孔(133)。

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