CN215184422U - 一种内部并联电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内部并联电池，包括盖板，盖板上设有极柱；盖板两侧对称设置有电芯，电芯靠近盖板一端设有极耳，极耳分别和对应的极柱连接。本实用新型所述的内部并联电池，在遭受金属穿刺时，只会有一半电芯遭受穿刺，不会形成短路闭合回路，且由于并联结构的存在，穿刺短路时整个电池电压、内阻不会剧烈波动，因此短路电流较小，产生热量有限，能够明显降低电池在使用时的安全隐患。

Description

一种内部并联电池

技术领域

本实用新型属于电路领域，尤其涉及一种内部并联电池。

背景技术

针对电池内部并联，方形电池是将多个方形电芯通过极耳焊接进行并联，然后叠放、入壳组成电池。目前行业内均采用并联后所有电芯叠放在一起，顶部出极柱的结构，此结构的电池在遭受金属穿刺时，所有电芯贯穿形成短路闭合回路，其电压会迅速衰减至0V，并释放大量的热量，具有极大的安全隐患。

目前消费者对锂离子电池系列电动产品安全性能信任度不高，从行业内各个厂家的测试数据来看，各种材料制作的方形电池针刺性能显著低于其它结构的电池，而电池在电动汽车等领域使用时具备遭受金属穿刺的风险，这也成为目前锂离子电池安全方面的行业难点。

实用新型内容

为解决背景技术中提及的刺穿引起的爆炸风险，本实用新型提供一种内部并联电池,通过改变电芯的排布结构，降低被刺穿引起危险的概率。

为实现上述目的，本实用新型的内部并联电池的具体技术方案如下：

一种内部并联电池，包括盖板，盖板上设有极柱；盖板两侧对称设置有电芯，电芯靠近盖板一端设有极耳，极耳分别和对应的极柱连接。

进一步的，极柱方向与电芯垂直。

进一步的，极柱包括正极柱和负极柱，各电芯的正极耳分别连接至正极柱，各电芯的负极耳分别连接至负极柱。

进一步的，极柱表面有并排设置的连接部，各连接部分别和各电芯的极耳固接。

进一步的，电芯包括位于盖体一侧的第一电芯，以及位于盖体另一侧的第二电芯。

进一步的，第一电芯的正、负极耳分别与正、负极柱内侧相邻的连接部连接，第二电芯的正、负极耳分别与正、负极柱外侧的连接部连接。

进一步的，位于盖体一侧电芯的正、负极耳分别与正、负极柱同侧的连接部连接。

进一步的，连接部和极耳焊接固接。

进一步的，电芯外套设有壳体，盖板和壳体密封。

本实用新型的内部并联电池具有以下优点：

1、电芯分布在盖板两侧，在遭受金属穿刺时，只会有一半电芯遭受穿刺，不会形成短路闭合回路，且由于并联结构的存在，穿刺短路时整个电池电压、内阻不会剧烈波动，因此短路电流较小，产生热量有限，能够明显降低电池在使用时的安全隐患；

2、本实用新型的电池相比常规电池电芯高度翻倍、厚度减半，其盖板与高度方向一致，可提升电池的空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型的内部并联电池内部结构示意图；

图2为本实用新型的电池和普通电池穿刺实验对比结果图(1-环境温度，2-普通并联电池温度曲线，3-本申请电池温度曲线)；

图3为本实用新型的极耳间距不同的电芯连接仰视图；

图4为本实用新型的极耳间距相同的电芯连接仰视图。

图中标记说明：

1、盖板；2、极柱；21、正极柱；22、负极柱；3、电芯；31、第一电芯；32、第二电芯；4、极耳；41、正极耳；42、负极耳。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种内部并联电池做进一步详细的描述。

如图1所示，本实用新型的内部并联电池，包括盖板1，盖板1上设有极柱2；盖板1两侧对称设置有电芯3，电芯3靠近盖板1一端设有极耳4，极耳4分别和对应的极柱2连接，从而使内部的电芯3相互并联。电芯3套设在壳体内，盖板1和壳体密封，以形成电池。

而且极柱2方向与电芯3垂直，具体尺寸要求如下：

盖板1宽度大于单个电芯3极耳4长度；

盖板1高度小于等于电池壳体高度；

电池高度大于等于电芯3高度和极柱2高度之和；

从而使极耳4可以与盖板1上的极柱2连接。

而且电池宽度大于等于电芯3宽度；

电池厚度大于等于多个电芯3厚度以及盖板1厚度之和。

由上述要求可知，当盖板1宽度小于两倍的盖板1高度时，电池体积减小，体积能量密度提高。

以常规电池型号80200180/300Ah-3.2V(厚80mm，高200mm，宽180mm)的电芯3为例，电芯3尺寸为40180180(为便于计算，壳体厚度在计算时忽略)，盖板1最大高度20mm，本实施例盖板1宽度20mm。

表1电池参数对比表

分类	常规方形电池	本实施例
			成品电池尺寸mm*mm*mm	80200180	40380180
成品电池体积L	2.88	2.736
			电量Wh	960	960
体积能量密度Wh/L	333.33	350.88

由计算可知，在采用相同的电芯3的情况下,本实施例可提升体积能量密度5.3％。

通过理论分析及实验验证可知，本发明可降低电池遭受金属穿刺时的电池温升，可显著减少电池使用的安全隐患，以具有高安全性的LTO电池为例，常规电池与本实施例针刺实验结果如附图2所示，常规LTO电池针刺后1h内电池表面最高温度仅55℃，采用本发明的实施例在相同条件下进行测试，电池表面温度与环境温度一致，其针刺实验前后数据如下表所示：

表2针刺实验参数对比表

本申请的电池由于电芯3以盖板1为界分为两部分，在金属刺穿的过程中仅有一部分电芯3被贯穿，不会形成短路闭合回路，能显著降低电池在使用过程中的安全隐患。

极柱2包括正极柱21和负极柱22，各电芯3的正极耳41分别连接至正极柱21，各电芯3的负极耳42分别连接至负极柱22。而且为了便于极耳4和极柱2接触，极柱2表面有并排设置的连接部，各连接部分别和各电芯3的极耳4固接。一般，采用焊接方式固接。

为了使极耳4和极柱2连接，可以采用不同极耳4分布方式。电芯3包括位于盖体一侧的第一电芯31，以及位于盖体另一侧的第二电芯32。

如图3所示，第一电芯31和第二电芯32的极耳4间距可以不同。第一电芯31的正、负极耳41、42分别与正、负极柱21、22内侧相邻的连接部连接，第二电芯32的正、负极耳41、42分别与正、负极柱21、22外侧的连接部连接。

如图4所示，第一电芯31和第二电芯32的极耳4间距也可以相同，但正、负极耳41、42位置相反，位于盖体一侧电芯3的正、负极耳42分别与正、负极柱2同侧的连接部连接，其中同侧为均位于“左侧”、“右侧”或者“中部”等的相同一侧。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种内部并联电池，其特征在于，包括盖板(1)，盖板(1)上设有极柱(2)；盖板(1)两侧对称设置有电芯(3)，电芯(3)靠近盖板(1)一端设有极耳(4)，极耳(4)分别和对应的极柱(2)连接。

2.根据权利要求1所述的内部并联电池，其特征在于，极柱(2)方向与电芯(3)垂直。

3.根据权利要求1所述的内部并联电池，其特征在于，极柱(2)包括正极柱(21)和负极柱(22)，各电芯(3)的正极耳(41)分别连接至正极柱(21)，各电芯(3)的负极耳(42)分别连接至负极柱(22)。

4.根据权利要求3所述的内部并联电池，其特征在于，极柱(2)表面有并排设置的连接部，各连接部分别和各电芯(3)的极耳(4)固接。

5.根据权利要求4所述的内部并联电池，其特征在于，电芯(3)包括位于盖体一侧的第一电芯(3)，以及位于盖体另一侧的第二电芯(3)。

6.根据权利要求5所述的内部并联电池，其特征在于，第一电芯(3)的正、负极耳(41、42)分别与正、负极柱(21、22)内侧相邻的连接部连接，第二电芯(3)的正、负极耳(41、42)分别与正、负极柱(21、22)外侧的连接部连接。

7.根据权利要求5所述的内部并联电池，其特征在于，第一电芯(3)的正、负极耳(41、42)分别与正、负极柱(21、22)同侧的连接部连接。

8.根据权利要求4所述的内部并联电池，其特征在于，连接部和极耳(4)焊接固接。

9.根据权利要求1所述的内部并联电池，其特征在于，电芯(3)外套设有壳体，盖板(1)和壳体密封。

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