CN215451692U

CN215451692U - 一种电池导电结构、电池模组及电池包

Info

Publication number: CN215451692U
Application number: CN202121741880.XU
Authority: CN
Inventors: 党扬扬; 刘志辉
Original assignee: Kaibo Energy Technology Chengdu Co ltd
Current assignee: Zhongchuangxin Aviation Technology Chengdu Co ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2031-07-29

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池导电结构、电池模组及电池包，由于经过极柱的中心且与盖板短边平行的直线与焊接区域内的焊接轨迹不相交，使得焊接轨迹可以设置于极柱周围较宽敞的区域，同时避免设置于极柱周围较窄的区域，进而避免焊接轨迹的尺寸不够而无法满足熔接面积的要求，从而可以承载大电流的传输，提高电池导电结构的可靠性。并且，在焊接轨迹设置于极柱周围较宽敞的区域时，可以在极柱结构不同的条件下，保持焊接时的熔深和熔宽的一致性，从而使得制作工艺更加稳定可控。此外，在可以承载较大电流的传输的同时，还可以有效减少熔断发生的风险，从而可以有效提高电池模组和电池包在使用时的安全性和可靠性。

Description

一种电池导电结构、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤指一种电池导电结构、电池模组及电池包。

背景技术

电池模组或电池包中一般包括：多个电池、以及将各电池进行串并联的汇流排，电池包括正极柱和负极柱，为了实现电池与汇流排的电连接，可以将电池的正极柱和负极柱分别与对应的汇流排电连接；并且，为了提高电池模组或电池包的充放电性能，极柱(包括正极柱和负极柱)与汇流排连接时需要满足一定的熔接面积，以便于承载大电流的传输；同时，在极柱与汇流排采用焊接方式连接时，还需要保持不同电池的熔深和熔宽的一致性，以便于在工艺过程容易管控。

然而，在实际情况中，不同电池的正极柱或负极柱在结构上可能会存在差别，那么，如何在极柱结构不同的条件下，使得熔接面积满足要求，以及保持熔深和熔宽的一致性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电池导电结构、电池模组及电池包，用以在极柱结构不同的条件下，使得熔接面积满足要求，以及保持熔深和熔宽的一致性，从而在保证大电流传输的同时，使得制作工艺更加稳定可控。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池导电结构，包括电池和汇流排，所述电池包括极柱，且所述极柱和所述汇流排叠层设置；

所述汇流排包括焊接区域，在所述焊接区域，所述极柱和所述汇流排通过焊接连接；

其中，所述电池的盖板包括长边和短边，经过所述极柱的中心且与所述短边平行的直线与所述焊接区域内的焊接轨迹不相交。

由于经过极柱的中心且与盖板短边平行的直线与焊接区域内的焊接轨迹不相交，使得焊接轨迹可以设置于极柱周围较宽敞的区域，同时避免设置于极柱周围较窄的区域，进而避免焊接轨迹的尺寸不够而无法满足熔接面积的要求，从而可以承载大电流的传输，提高电池导电结构的可靠性。并且，在焊接轨迹设置于极柱周围较宽敞的区域时，可以在极柱结构不同的条件下，保持焊接时的熔深和熔宽的一致性，从而使得制作工艺更加稳定可控。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电池模组，包括：如本实用新型实施例提供的上述电池导电结构。

在经过极柱的中心且与盖板短边平行的直线与焊接区域内的焊接轨迹不相交时，焊接轨迹可以设置于极柱周围较宽敞的区域，所以可以有利于满足熔接面积的要求，进而可以承载较大电流的传输，同时还可以有效减少熔断发生的风险，从而可以有效提高电池模组在使用时的安全性和可靠性。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种电池包，包括：如本实用新型实施例提供的上述电池导电结构。

在经过极柱的中心且与盖板短边平行的直线与焊接区域内的焊接轨迹不相交时，焊接轨迹可以设置于极柱周围较宽敞的区域，所以可以有利于满足熔接面积的要求，进而可以承载较大电流的传输，同时还可以有效减少熔断发生的风险，从而可以有效提高电池包在使用时的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的一种电池导电结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的另一种电池导电结构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的又一种电池导电结构的结构示意图；

图4为对应图1所示的结构的焊接轨迹的示意图；

图5为对应图2所示的结构的焊接轨迹的示意图；

图6为对应图3所示的结构的焊接轨迹的示意图；

图7为对应图3所示的结构的另一种焊接轨迹的示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的间隙与熔深差的折线图；

图9为本实用新型实施例中提供的一种电池模组的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中提供的一种电池包的结构示意图。

其中，10-电池，11-电芯，12-盖板，13-极柱，13a-正极柱，13b-负极柱，14-连接块，15-电极引出端，15a-正极引出端，16-观察孔，20-汇流排，Y0-焊接区域，G-焊接轨迹，b1-长边，b2-短边，x0-极柱的中心。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例提供的一种电池导电结构、电池模组及电池包的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种电池导电结构，如图1至图3所示，包括电池10和汇流排20，电池10包括极柱13，且极柱13和汇流排20叠层设置；

汇流排20包括焊接区域Y0，在焊接区域Y0，极柱13和汇流排20通过焊接连接；

其中，如图4至图7所示，电池10的盖板12包括长边b1和短边b2，经过极柱13的中心且与短边b2平行的直线(如虚线1)与焊接区域Y0内的焊接轨迹不相交。

说明一点，以图1所示为例，极柱13可以包括正极柱13a和负极柱13b，本实用新型实施例中提及的极柱均表示为正极柱和负极柱的统称。

并且，可选地，在本实用新型实施例中，极柱可以设置在电池的顶部，如图1至图3所示，此时电芯11中的电极引出端15可以与极柱13电连接；

或者，极柱还可以设置在电池的侧面(未给出图示)，对应地，电极引出端也可以位于电池的侧面，汇流排也可以位于电池的侧面，使得电极引出端可以与极柱电连接，极柱与汇流排叠层设置，且实现极柱与汇流排连接。

当然，极柱的具体设置位置可以根据实际需要进行设置，在此并不限定。

并且，可选地，电极引出端设置的数量与极柱的设置数量相同，且一一对应。

例如，如图1所示，以图中左边示出的两个电极引出端15表示正极引出端为例，对应的正极柱13a也设置有两个，且与两个正极引出端15一一对应且电连接；并且，电连接的方式可以但不限于为铆接。

又例如，如图2所示，以图中左边示出的一个电极引出端15表示正极引出端为例，对应的正极柱13a也设置有一个。

在具体实施时，在本实用新型实施例中，极柱的具体设置结构可以包括以下几种方式：

方式1：

可选地，在本实用新型实施例中，极柱13向汇流排20的正投影与焊接区域Y0交叠，极柱13与汇流排20直接焊接，如图3所示。

也就是说，在此方式1中，如图3所示，极柱13是突出于盖板12且与汇流排20直接焊接连接的，此种方式不仅可以简化电池导电结构的结构，同时还可以使得电流在汇流排和极柱之间直接且有效地传输。

方式2：

可选地，在本实用新型实施例中，极柱13向汇流排20的正投影与焊接区域Y0不交叠，如图1和图2所示，图中的虚线框2表示焊接区域Y0在盖板12上的对应区域；

电池导电结构还包括连接块14，连接块14与极柱13连接，汇流排20与连接块14焊接。

也就是说，在此方式2中，如图1和图2所示，极柱13一般不会突出于连接块14之外，极柱13通过连接块14与汇流排20连接，此种方式可以为焊接提供较大的焊接区域，使得在焊接时更加灵活地设置焊接轨迹，从而可以更加容易地满足熔接面积的要求，同时还可以有利于提高熔深和熔宽的一致性。

具体地，在本实用新型实施例中，在进行焊接之前，需要进行一些前期准备，具体可以包括：

对极柱(或连接块)进行清洗；

将具有一定厚度的汇流排固定电池导电结构之上，然后用酒精擦拭汇流排，确定焊接区域的清洁度；

安装铜套压盘，以确保汇流排与极柱(或连接块)之间无间隙；

调整汇流排，以使汇流排与极柱(或连接块)处于待焊接状态。

具体地，在焊接时可以但不限于采用激光焊接，其中，焊接速度可以设置为80mm/s，离焦量设置为+4，垂直振幅设置为0.7mm，摆动频率设置为110Hz。

当然，在具体实施时，焊接过程中采用的焊接速度、离焦量、垂直振幅以及摆动频率并不限于上述实施例，还可以根据实际需要进行设置，在此并不限定。

可选地，在本实用新型实施例中，焊接轨迹可以包括直线段。

如此，在焊接时采用包括直线段的焊接轨迹，可以简化焊接工艺，且简单容易操作，同时，还可以避免出现过焊或者虚焊的问题，使得焊接轨迹的熔深和熔宽具有较好的一致性。

具体地，在本实用新型实施例中，对于焊接轨迹的设置形式，可以包括以下几种：

第一种：

可选地，在本实用新型实施例中，如图4和图6所示，焊接轨迹G包括多条直线段，相邻两条直线段之间存在间隙d1。

如此，可以使得焊接轨迹设置的更简单，进而有利于简化焊接难度；并且，该种焊接轨迹在焊接时的安全度高，可以有效避免过焊的问题出现。

可选地，在本实用新型实施例中，如图4和图6所示，各直线段平行设置，如此有利于减小焊接轨迹的占用空间，避免出现过焊的问题，并且易于操作。

其中，图4和图6中仅是以焊接轨迹G包括两条直线段为例进行说明的，在具体实施时，焊接轨迹包括的直线段的数量并不限于两条，还可以为一条、三条或四条等，可以根据熔接面积的要求，焊接区域的面积等要求进行设置，在此并不限定。

可选地，在本实用新型实施例中，如图4所示，相邻两条直线段之间的间隙d1至少设置为4mm。

这样设置的原因在于：

以焊接轨迹包括两条直线段为例，若两条直线段采用相同的焊接参数时，会存在以下两种情况：

由于存在热量积累，第2条直线段(例如图4中下面的直线段)的熔深大于第1条直线段(例如图4中上面的直线段)的熔深；

两条直线段的熔深差异随着间隙的增加而减小，如图8所示，在间隙大于或等于8mm时，此种差异较小。

其中，在图8中，横坐标表示间隙，且单位可以为mm，纵坐标表示熔深差，单位可以为mm。

因此，考虑到焊接区域的面积的限制，以及上述两种情况，可以将相邻两条直线段之间的间隙至少设置为4mm，同时调整两条直线段的焊接参数，以便于焊接后的结果满足质量要求，同时还可以占用较少的焊接区域。

例如，在相邻两条直线段之间的间隙设置为4mm时，两条直线段的焊接参数、以及得到的熔深、熔宽的数值，可以如表1所示。

表1

其中，在表1中，4650&4050表示：负极柱对应的两条直线段中，第1条直线段的焊接功率为4650W，第2条直线段的焊接功率为4050W；同样地，4700&4250表示：正极柱对应的两条直线段中，第1条直线段的焊接功率为4700W，第2条直线段的焊接功率为4250W。

并且，从表1中可以看出：不管是正极柱还是负极柱，在对应的两条直线段的焊接功率不同时，即使相邻两条直线段之间的间隙设置为4mm，两条直线段的熔深差异和熔宽差异并不大，可以说熔深差异和熔宽差异较小，从而可以使得熔深和熔宽具有较好的一致性。

此外，对于负极柱而言，极柱厚度一般较薄，底部材料为塑料时，塑料吸热性能较差，导致负极柱散热较慢；对于正极柱而言，底部材料为金属时，金属吸热性能较好，散热较快；因此，在确定正负极柱的焊接功率时，可以将负极柱的焊接功率设置为小于正极柱的焊接功率。

可选地，在本实用新型实施例中，以熔接面积需要大于或等于40mm²为例，为保证最小的熔宽，焊接轨迹的总长度可以设置为30mm，在焊接轨迹包括两条直线段时，每条直线段的长度(如图4中的L1所示的长度)可以设置为15mm。

并且，可选地，在本实用新型实施例中，在汇流排20通过连接块14与极柱13连接时，焊接轨迹G可以设置于焊接区域Y0的中间区域，如图4所示，以免在焊接时偏离出焊接区域Y0，避免出现偏焊的问题出现。

可选地，在本实用新型实施例中，焊接轨迹G距离极柱13所在区域的边缘之间的距离L2至少设置为大于或等于2mm，如图4和图6所示。

如此，可以避免焊接轨迹偏离出焊接区域，进而避免对极柱或电池盖板造成影响，从而提高电池导电结构的可靠性。

第二种：

可选地，在本实用新型实施例中，如图5和图7所示，焊接轨迹G包括至少一个类括号形状，类括号形状为方括号的一半。

并且，可选地，在本实用新型实施例中，如图5和图7所示，类括号形状的拐角为圆角(如虚线圈3内所示)。

如此，可以避免拐角处热量堆积，进而避免出现过焊的问题，提高了焊接质量。

可选地，在本实用新型实施例中，如图5和图7所示，焊接区域Y0内设置有一个观察孔16，类括号形状以观察孔16为中心进行设置，且类括号形状的开口朝向极柱的中心x0。

其中，观察孔可以用于检查是否存在虚焊，进而，可以避免焊接轨迹偏离出焊接区域或对极柱所在区域造成影响。

并且，在通过观察孔检查是否存在虚焊时，若类括号形状以观察孔为中心进行设置，可以避免检查时因观察孔和焊接轨迹各处之间的距离的不同而造成误判，从而可以提高检查的准确率。

可选地，在本实用新型实施例中，如图5和图7所示，焊接轨迹G包括两个类括号形状，且两个类括号形状以极柱的中心x0对称设置。

可选地，在本实用新型实施例中，以熔接面积需要大于或等于60mm²为例，为保证最小的熔宽，焊接轨迹的总长度可以设置为42mm，在焊接轨迹包括两个类括号形状时，每个类括号形状在第一方向上的长度(如L4)为9mm，在第二方向上的长度(如L3)为6mm，如图5所示。

或者，还可以设置为：

将第一方向上的长度L4设置6mm，将第二方向上的长度L3设置为9mm；

具体可以根据焊接区域Y0的形状和面积大小进行设置，在此并不限定。

并且，可选地，焊接轨迹距离极柱所在区域的边缘之间的距离(如L2)至少设置为大于或等于2mm，如图5和图7所示。

此外，可选地，焊接轨迹与极柱的中心之间的最大距离(如L5)小于15mm，如图5和图7所示。

如此，可以保证焊接前铜套压盘的有效性，避免汇流排与极柱表面(或连接块表面)之间存在间隙或出现虚焊，从而提高焊接质量。

说明一点，可选地，在此种焊接轨迹的设置形式中，在焊接轨迹包括两个类括号形状时，由于两个类括号形状相隔较远，所以在设置焊接参数时，可以使得两个类括号形状的焊接参数相同。

而对于正负极柱的焊接参数的设置，可以参见上述第一种焊接轨迹的设置，重复之处不再赘述。

需要说明的是，对于第二种焊接轨迹的设置形式，可以适用于窄长形且非焊接区域(例如极柱所在区域)过大的盖板，这样的设置形式可以有效避免出现局部过焊或虚焊的问题，满足结构强度以及焊接轨迹一致性的要求，保证了汇流排在焊接时的平行度，避免了汇流排和极柱(或连接块)之间的间隙过大而影响焊接质量；并且，焊接轨迹简单、较容易实现，焊接强度较高。

综上，在按照上述两种焊接轨迹的设置形式进行设置时，经过实验检验发现，焊接后电池导电结构的外观无炸孔、无飞溅、无毛刺等缺陷，对样件进行金相测量时，正负极柱的熔深、熔宽无明显差异，且未出现过焊的情况，焊接结果符合要求。

当然，在具体实施时，除了可以采用上述两种焊接轨迹的设置形式之外，采用其他任何包括直线段的焊接轨迹均属于本实用新型所要保护的技术范围。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例提供了一种电池模组，如图9所示，可以包括：如本实用新型实施例提供的上述电池导电结构。

如此，本实用新型实施例提供的电池模组和电池包，因具有满足要求的熔接面积，所以可以承载较大电流的传输，同时还可以有效减少熔断发生的风险，从而可以有效提高电池模组在使用时的安全性和可靠性。

其中，在图9中，仅标记出了汇流排20和电池10，依据图中的视角，极柱被汇流排档住了所以图中未对极柱进行标记，但这并不表示图9中不包括极柱。

可选地，在本实用新型实施例中，电池模组除了包括电池导电结构之外，还可以包括其他用于实现电池模组功能的结构，在此不再详述。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例提供了一种电池包，如图10所示(其中图中仅示出了部分电池包)，可以包括：如本实用新型实施例提供的上述电池导电结构。

如此，本实用新型实施例提供的电池模组和电池包，因具有满足要求的熔接面积，所以可以承载较大电流的传输，同时还可以有效减少熔断发生的风险，从而可以有效提高电池包在使用时的安全性和可靠性。

其中，在图10中，仅标记出了汇流排20和电池10，依据图中的视角，极柱被汇流排档住了所以图中未对极柱进行标记，但这并不表示图10中不包括极柱。

可选地，在本实用新型实施例中，电池包除了包括电池导电结构之外，还可以包括其他用于实现电池包功能的结构，在此不再详述。

需要说明的是，在图9和图10中，示出的汇流排的结构不同；也就是说，在具体实施时，可以根据实际需要设置汇流排的具体结构，此处只是以图9和图10所示为例进行说明，此处并不对汇流排的结构进行具体限定。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种电池导电结构，其特征在于，包括电池和汇流排，所述电池包括极柱，且所述极柱和所述汇流排叠层设置；

2.如权利要求1所述的电池导电结构，其特征在于，所述焊接轨迹包括直线段。

3.如权利要求2所述的电池导电结构，其特征在于，所述焊接轨迹包括多条直线段，相邻两条所述直线段之间存在间隙。

4.如权利要求3所述的电池导电结构，其特征在于，各所述直线段平行设置。

5.如权利要求2所述的电池导电结构，其特征在于，所述焊接轨迹包括至少一个类括号形状，所述类括号形状为方括号的一半。

6.如权利要求5所述的电池导电结构，其特征在于，所述类括号形状的拐角为圆角。

7.如权利要求5所述的电池导电结构，其特征在于，所述焊接区域内设置有一个观察孔，所述类括号形状以所述观察孔为中心进行设置，且所述类括号形状的开口朝向所述极柱的中心。

8.如权利要求5所述的电池导电结构，其特征在于，所述焊接轨迹包括两个所述类括号形状，且两个所述类括号形状以所述极柱的中心对称设置。

9.一种电池模组，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的电池导电结构。

10.一种电池包，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的电池导电结构。