CN214378644U

CN214378644U - 一种多单格一体化锂电池

Info

Publication number: CN214378644U
Application number: CN202022608970.3U
Authority: CN
Inventors: 王羽平; 吴贤章; 柯书奇; 相佳媛; 项海锋; 陈建
Original assignee: Zhejiang Nandu Energy Internet Co ltd; Zhejiang Narada Power Source Co Ltd; Hangzhou Nandu Power Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Nandu Energy Technology Co ltd; Zhejiang Narada Power Source Co Ltd; Hangzhou Nandu Power Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2030-11-12

Abstract

一种多单格一体化锂电池，包括电池壳，壳盖，裸电芯，格间连接引线，所述电池壳设有若干个单格，每个单格内设有所述裸电芯，每个单格上设有正极端子和负极端子；相邻所述单格上的正极端子和负极端子的分布相反，相邻单格之间的裸电芯通过格间连接引线联接。相邻单格的裸电芯通过格间连接引线串联，格间连接引线依次连接相邻单个的裸电芯的正极端子和负极端子。采用上述方案降低电池外壳的成本，简化电池模组的装配工艺，降低电池模组的成组成本，提高电池模组的强度。

Description

一种多单格一体化锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池封装技术，尤其涉及一种多单格一体化锂电池。

背景技术

现有方型锂电池的外壳主要是由单格槽和盖板组成，软包锂电池的外壳是铝塑膜，不同电压等级和容量等级的锂电池模组由多个单体锂电池通过串并联方式组成，例如48V20Ah电动自行车磷酸铁锂电池模组可由15只20Ah软包锂离子电池串联而成。例如48V200Ah储能用磷酸铁锂电池模组可由32只100Ah 方型锂离子电池能以2并16串的方式组合而成。缺点是(1)槽用料多，降成本潜力有限；(2)通过增大单格槽的容积和增大极片的方式来增大容量，提供体积能量密度和质量能量密度，存在注液难、化成难等难题；(3)单体电池组成电池模组时，需要消耗大量的连接件、固定件、固定胶、导热胶以及箱体等，电池的成组成本较高。

发明内容

本实用新型针对现有技术中的缺点，提供了一种多单格一体化锂电池结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种多单格一体化锂电池，包括电池壳，壳盖，裸电芯，格间连接引线，所述电池壳设有若干个单格，每个单格内设有所述裸电芯，每个单格上设有正极端子和负极端子；相邻所述单格上的正极端子和负极端子的分布相反，相邻单格之间的裸电芯通过格间连接引线联接。

可选的，相邻单格的裸电芯通过格间连接引线串联。

可选的，相邻单格的裸电芯通过格间连接引线并联。

可选的，所述电池壳内单格的排布方式为n×m。

可选的，还包括保护膜，所述保护膜包裹于所述裸电芯外部。

可选的，裸电芯包括正极片、负极片和隔膜，电解液充满正极片、负极片和隔膜的空隙。

可选的，所述正极片包括正极耳，所述负极片包括负极耳。

可选的，所述壳盖包括与单格数量和结构相匹配的盖板、正极柱、负极柱、盖帽、注液口、正极引线、负极引线和盖板支架；

正极柱通过正极引线和正极片的正极耳相连，负极柱通过负极引线和负极片的负极耳相连；

格间连接引线通过所述正极引线和所述正极耳连接，通过所述负极引线和所述负极耳连接。

可选的，所述壳盖还包括极柱密封胶圈，正极柱和负极柱通过极柱密封胶圈固定在盖板上。

可选的，格间连接引线包括金属引线和绝缘保护套。

可选的，所述电池壳和所述壳盖之间的连接方式包括激光焊、电阻焊或热熔焊。

可选的，所述电池壳和盖板的材质采用金属材质或塑料材质。

本实用新型有益效果：

将裸电芯设置在多单格电池壳中，并用格间引线组成具有较高电压和容量的锂离子电池，代替传统的锂电池模组成组技术，实现电池和模组的一体化。

其一简化锂电池模组的结构，集成化程度高；

其二简化和降低锂电池模组制作过程所需的配件，大幅降低成组成本。

其三，使用格间引线，将传统的锂电池模组的外部连接方式转为内部连接，可以减少外部焊接用的大片铝排、转接板等配件；电芯间外部连接，暴露在外部，容易被金属物碰上，导致外部短路，将外部连接转内部，可以起到绝缘保护作用，既能减少外部绝缘配件，又能避免外部空气、水、杂质等腐蚀；

外部连接，电芯之间导电路径长，使用格间引线，将外部连接转内部连接，可以缩短电芯之间的导电路径，降低内阻，减少导电线路上的损耗和发热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1的锂电池结构示意图；

图2是实施例1的锂电池结构俯视图；

图3是实施例1的锂电池结构爆炸图；

图4是裸电芯的结构示意图；

图5是实施例2的锂电池结构示意图；

图6是实施例3的锂电池结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：

一种多单格一体化锂电池，包括电池壳，壳盖，裸电芯，保护膜和格间连接引线。所述电池壳设有若干个单格，每个单格内设有所述裸电芯，所述保护膜包裹于所述裸电芯外部，裸电芯被保护膜包裹后与壳壁接触，对裸电芯起保护作用；每个单格上设有正极端子和负极端子；相邻所述单格上的正极端子和负极端子的分布相反，相邻单格之间的裸电芯通过格间连接引线联接；相邻单格的裸电芯通过格间连接引线串联，格间连接引线依次连接相邻单个的裸电芯的正极端子和负极端子。

所述电池壳内单格的排布方式为n×m，n可取1～100，m可取1～100。

具体的，如图1-图3，一种48V磷酸铁锂电池，包括多单格电池壳100、壳盖200、格间连接引线300、裸电芯400和保护膜500。

多单格电池壳100设有15个单格101，以15行1列的方式排布，壳壁厚度为0.5～10mm；

每个单格101内装有一个裸电芯400和保护膜500，裸电芯400被保护膜 500包裹后和壳壁102接触，对裸电芯400起保护作用，每个裸电芯400的容量为5～100Ah，每个裸电芯400的标称电压为3.2V。

如图4所示：裸电芯400包括多张正极片401、多张负极片402，以及多张隔膜403，电解液充满正极片、负极片和隔膜的空隙。

单格101间的裸电芯400通过格间连接引线300串联在一起，满电态总电压为54.75V，空电态总电压为37.5V；具体的，格间连接引线300和正极片401、负极片402的极耳(4011、4021)连接在一起。格间连接引线300包括金属引线301和绝缘保护套302；

壳盖200包括盖板201、正极柱202、负极柱203、盖帽204、注液口205、正极引线206、负极引线207、盖板支架208和极柱密封胶圈209；正极柱202 和负极柱203通过极柱密封胶圈209固定在盖板201上。壳盖200的正极柱202 通过正极引线206和正极片401的正极耳4011相连，负极柱203通过负极引线 207和负极片的负极耳4021相连。

格间连接引线300通过所述正极引线206和所述正极耳4011连接，通过所述负极引线207和所述负极耳4021连接。

进一步的，格间连接引线300和正极片401、负极片402的极耳(4011、4021) 连接在一起，连接方式可以是激光焊、电阻焊、热熔焊等方式。

其中，盖帽用于密封锂电池内部结构，防水、气侵入；防电解液蒸发。同时，用于泄压保护，当电池内部压力过高时，电池内部气压可以顶破盖帽的膜片，释放压力。

电池壳100和壳盖200之间的连接方式可以是激光焊、电阻焊、热熔焊等方式中的一种。

电池壳100的材质可以是钢、铁、铝等金属材质，也可以是ABS、PP、ABS+PP、波纤等塑料材质。

盖板的材质选择钢、铁、铝等金属材质，也可以选择ABS、PP、ABS+PP、波纤等塑料材质。

隔膜403选择PP膜、PE膜、PP/PE复合膜、PP/PE/PP多层复合膜、无纺布隔膜、静电纺丝膜等类型。

极柱密封圈209的材质选择ABS、PP、ABS+PP、波纤等塑料；盖板支架208 的材质选择ABS、PP、ABS+PP、波纤等塑料；金属引线302的材质选择铜、铝、铜合金、铝合金等金属；绝缘保护套302材质选择ABS、PP、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等绝缘耐磨材料。

实施例2：

一种多单格一体化48V锰酸锂电池，与实施例1的区别在于，如图5所示，多单格电池壳100设有13个单格101，以13行1列的方式排布，壳壁厚度为 0.5～10mm；每个单格101内装有一个裸电芯400和保护膜500，裸电芯400被保护膜500包裹后和壳壁102接触，对裸电芯400起保护作用，每个裸电芯400 的容量为5～100Ah，每个裸电芯400的标称电压为3.8V。

单格101间的裸电芯400通过格间连接引线300串联在一起，满电态总电压为55.9V，空电态总电压为26V。

实施例3：

如图6，一种多单格一体化3.2V磷酸铁锂电池，电池的总容量＝裸电芯数目 *裸电芯容量，与实施例1的区别在于，相邻单格的裸电芯通过格间连接引线并联，正极与正极连，负极与负极连。内部裸电芯的同极端子并列放置，通过格间连接引线将同极端子进行连接实现并联。

实施例4：

本实用新型还一种多单格一体化锂电池的制造工艺：用于制作上述的一种多单格一体化锂电池，以15×1单格电池壳和壳盖的材质为铝合金为例，说明该电池包的制造工艺，步骤包括：

1)取15只裸电芯和与15个保护膜，将保护膜包裹于裸电芯外部，并固定制得包裹好的电芯；

与上述步骤同步进行的有，将格间引线固定在壳盖上，并和壳盖上正极引线或负极引线连接在一起，相连方式是电阻焊；可以根据需要，实现正负极引线之间的串联或并联；

将格间引线固定在壳盖上，并和壳盖上正极引线或负极引线连接在一起，相连方式是电阻焊；

2)将包裹好的电芯依次放入单格电池壳的格子内，电芯高度方向上，留 5％～50％在格子外，并将电池卧放；

3)将已部分入壳的15只电芯连接到壳盖上，裸电芯的正极端子和壳盖上的正极引线相连，裸电芯的负极端子和壳盖上的负极引线相连,相连方式是电阻焊。

4)将电芯全部压入电池壳中，单格电池壳的边和壳盖的边装配在一起，然后使用激光焊将单格电池壳和与单个电池壳匹配的壳盖焊接在一起；

5)通过注液口向电池内部注入电解液，然后用铝堵头焊接封死注液口。

其中壳盖可以为一个与整个电池壳结构相匹配的大壳盖，所述大壳盖设置有与单格电池壳相匹配的相应小壳盖。

另一种实施例中，可以为每一个单格的电池壳配有一个壳盖，即15个单格的电池，设有15个壳盖。此种结构在制造过程中更加方便。

本技术方案成本低、集成化程度高，可应用于通信后备电源模组、储能电池模组、电动自行车电池模组、电动摩托车电池模组等领域。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种多单格一体化锂电池，其特征在于，包括电池壳，壳盖，裸电芯，格间连接引线，所述电池壳设有若干个单格，每个单格内设有所述裸电芯，每个单格上设有正极端子和负极端子；相邻所述单格上的正极端子和负极端子的分布相反，相邻单格之间的裸电芯通过格间连接引线联接。

2.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，相邻单格的裸电芯通过格间连接引线串联。

3.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，相邻单格的裸电芯通过格间连接引线并联。

4.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述电池壳内单格的排布方式为n×m。

5.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，还包括保护膜，所述保护膜包裹于所述裸电芯外部。

6.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，裸电芯包括正极片、负极片和隔膜，电解液充满正极片、负极片和隔膜的空隙。

7.根据权利要求6所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述正极片包括正极耳，所述负极片包括负极耳。

8.根据权利要求7所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述壳盖包括与单格数量和结构相匹配的盖板、正极柱、负极柱、盖帽、注液口、正极引线、负极引线和盖板支架；

9.根据权利要求8所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述壳盖还包括极柱密封胶圈，正极柱和负极柱通过极柱密封胶圈固定在盖板上。

10.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，格间连接引线包括金属引线和绝缘保护套。

11.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述电池壳和所述壳盖之间的连接方式包括激光焊、电阻焊或热熔焊。

12.根据权利要求1所述的一种多单格一体化锂电池，其特征在于，所述电池壳和盖板的材质采用金属材质或塑料材质。