CN218602505U - 一种锂离子电池集成结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池集成结构，包括电池壳体，电池壳体外部设置散热结构，电池壳体内部设置有保护板，电池壳体内并排安装有多个电芯，电芯上端间隔设置有正极耳和负极耳，多个电芯的正极耳和负极耳交替排布，相邻的正极耳和负极耳之间设置保险片，通过正极耳、负极耳分别与保险片焊接将多个电芯串联为一体，还包括支撑板，支撑板与位于电芯同侧多组焊接于一体的正极耳、负极耳和保险片配合，每个电芯外部设置有具有导热绝缘性能的保护件，保险片与保护板电连接，从而在保护板失效的情况下仍然能够有效避免由电池内部或者外部发生短路所造成的安全隐患，同时增强电池的散热效果，提高了电池的安全性能。

Description

一种锂离子电池集成结构

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其是一种锂离子电池集成结构。

背景技术

电池集成系统是锂离子电池应用的核心技术，好的系统集成方案不但可以降低锂离子电池使用的安全性问题，同时可以提升锂离子电池的循环寿命。目前聚合物锂离子电池成组集成后通过连接电池保护板来监测并保护电池的运行状态，防止电池出现过充、过放、超温等情况，从而达到延长电池使用寿命、确保使用的安全等目的。

当电池内部或者外部发生短路的时，电池保护板通过控制MOS管使电池停止供电，但此时单体电芯之间仍然处于连接状态；当电池内部或者外部发生短路或者电池电流过大、电池保护板失效的情况同时出现时，电池保护板无法及时断开供电回路，从而导致电池内部持续发热，隔膜受热收缩，进而导致出现电池鼓胀、燃烧、起火等安全性问题。

同时锂离子电池在使用过程中倍率放电产生的热量也会影响锂离子电池的使用寿命，同时增加电池出现安全事故的风险。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种锂离子电池集成结构，从而在保护板失效的情况下仍然能够有效避免由电池内部或者外部发生短路所造成的安全隐患，同时增强电池的散热效果，提高了电池的安全性能。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种锂离子电池集成结构，包括电池壳体，所述电池壳体外部设置散热结构，所述电池壳体内部设置有保护板，所述电池壳体内并排安装有多个电芯，所述电芯上端间隔设置有正极耳和负极耳，多个电芯的正极耳和负极耳交替排布，相邻的正极耳和负极耳之间设置保险片，通过正极耳、负极耳分别与保险片焊接将多个电芯串联为一体，还包括支撑板，所述支撑板与位于电芯同侧多组焊接于一体的正极耳、负极耳和保险片配合，每个电芯外部设置有具有导热绝缘性能的保护件，所述保险片与保护板电连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述电芯的结构为：包括板状本体，所述板状本体上端间隔设置正极耳和负极耳，所述负极耳包括与板状本体连接的第一连接部，所述第一连接部上端延伸设置有第一弯折部，第一弯折部与保险片焊接。

第一弯折部与保险片焊接时，第一连接部与第一弯折部呈九十度。

所述保险片的结构为：包括与正极耳焊接的第二连接部，所述第二连接部上端延伸设置有第二弯折部，所述第二弯折部与负极耳焊接。

第二弯折部与负极耳焊接时，第二连接部与第二弯折部呈九十度。

所述支撑板的结构为，包括薄板本体，所述薄板本体上表面沿电芯排布方向设置有多个安装孔结构，每个安装孔结构包括两个穿孔，两个穿孔与一组焊接于一体的正极耳、负极耳和保险片配合。

所述薄板本体为PCB板，保险片通过薄板本体与保护板电连接。

所述保护件为一体式导热硅胶布，所述保护件从电芯侧面依次穿过相邻两个电芯之间与电芯外部配合后将每个电芯隔开。

所述散热结构为多条平行设置于电池壳体外表面的筋板。

所述电池壳体和散热结构均为铝合金材质。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过保险片分别与正极耳与负极耳焊接后将电芯串联，在电池内部或外部短路时电流超出额定值时，保险片熔断断开电芯之间的连接，断开电池回路，从而实现在保护板失效的情况下仍然能够有效避免由电池内部或者外部发生短路所造成的安全隐患，从而保证电池组的整体安全性；通过在每个电芯外部设置导热绝缘性能的保护件，将电芯的热量散发到电池壳体上，同时将电芯彼此隔开，使电池的总能量分隔成单个电芯的能量，增强电池的散热效果，提高了电池的安全性能。

本实用新型还包括如下优点：

(1)采用一体式导热硅胶布作为保护件，使在电芯之间增加导热绝缘性能部件的同时便于安装。

(2)在采用铝合金材质的电池外壳及在电池壳体外表面设置筋板，进一步提高电池的散热性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图(拆分状态)。

图2为图1中A处放大图。

图3为本实用新型电芯、保险片和支撑板的组装结构示意图(部分爆炸状态)。

图4为本实用新型单个电芯、保险片的连接结构示意图。

图5为本实用新型单个电芯、保险片的连接结构示意图(另一视角)。

图6为本实用新型单个电芯与保险片的连接结构示意图(电芯和支撑板组装前)。

图7为本实用新型支撑板的结构示意图。

图8为本实用新型保护件的结构示意图。

图9为本实用新型保护件的俯视图。

其中：1、电池壳体；11、散热结构；2、保护板；

3、电芯；31、正极耳；32、负极耳；3201、第一连接部；3202、第一弯折部；33、板状本体；

4、保险片；41、第二连接部；42、第二弯折部；

5、支撑板；501、薄板本体；502、穿孔；6、保护件。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图3所示，本实施例的锂离子电池集成结构，包括电池壳体1，电池壳体1外部设置散热结构11，电池壳体1内部设置有保护板2，电池壳体1 内并排安装有多个电芯3，电芯3上端间隔设置有正极耳31和负极耳32，多个电芯3的正极耳31和负极耳32交替排布，相邻的正极耳31和负极耳32之间设置保险片4，通过正极耳31、负极耳32分别与保险片4焊接将多个电芯3 串联为一体，还包括支撑板5，支撑板5与位于电芯3同侧多组焊接于一体的正极耳31、负极耳32和保险片4配合，每个电芯3外部设置有具有导热绝缘性能的保护件6，保险片4与保护板2电连接。

电池保护板2与保险片4连接可监控电池内部的运行情况。电池的正极和负极线与多个电芯3整体连接，同时和电池保护板2的外接线通过线束与外部连通。支撑板5与正极耳31、负极耳32分别和保险片4的配合使电芯3之间的连接更稳固。

通过保险片4分别与正极耳31与负极耳32焊接后将电芯3串联，在电池内部或外部短路时电流超出额定值时，保险片4熔断断开电芯3之间的连接，断开电池回路，从而实现在保护板2失效的情况下仍然能够有效避免由电池内部或者外部发生短路所造成的安全隐患，从而保证电池组的整体安全性；通过在每个电芯3外部设置导热绝缘性能的保护件6，将电芯3的热量散发到电池壳体1上，同时将电芯3彼此隔开，使电池的总能量分隔成单个电芯3的能量，增强电池的散热效果，提高了电池的安全性能。

保险片4最大的熔断电流根据电芯3的倍率放电来设定，保险片4可以为锌合金保险片。

保险片4与正极耳31可以采用超声波点焊的方式进行焊接，保险片4与负极耳32采用锡焊的方式进行焊接。

保护件6可以是一体式结构将每个电芯3隔开，也可以是多个单独套装在电芯3外部的部件将每个电芯3隔开。

如图4-图6所示，电芯3的结构为：包括板状本体33，板状本体33上端间隔设置正极耳31和负极耳32，负极耳32包括与板状本体33连接的第一连接部3201，第一连接部3201上端延伸设置有第一弯折部3202，第一弯折部3202 与保险片4焊接。

第一弯折部3202与保险片4焊接时，第一连接部3201与第一弯折部3202 呈九十度。

保险片4的结构为：包括与正极耳31焊接的第二连接部41，第二连接部 41上端延伸设置有第二弯折部42，第二弯折部42与负极耳32焊接。

第二弯折部42与负极耳32焊接时，第二连接部41与第二弯折部42呈九十度。

以上电芯3和保险片4的结构中：保险片4的第二连接部41与正极耳31 焊接前，保险片4的第二弯折部42根据需要可变化与第二连接部41的角度，进而和另一电芯3的负极耳32的第一弯折部3202连接，同样负极耳32的第一弯折部3202也可以根据需要变化与第一连接部3201的角度。进一步，第一连接部3201与第一弯折部3202呈九十度以及第二连接部41与第二弯折部42呈九十度，使保险片4与负极耳32叠接后与支撑板5上表面贴合，使支撑板5更好的起到支撑作用。

如图7所示，支撑板5的结构为，包括薄板本体501，薄板本体501上表面沿电芯3排布方向设置有多个安装孔结构，每个安装孔结构包括两个穿孔 502，两个穿孔502与一组焊接于一体的正极耳31、负极耳32和保险片4配合。

支撑板5的两个穿孔502分别用于保险片4与负极耳32焊接前的定位，正极耳31在与保险片4焊接后穿过其中一个穿孔502，同时负极耳32穿过另一个穿孔502，然后负极耳32的第一弯折部3202与保险片4的第二弯折部42在支撑板5的上表面弯折叠接后焊接。

进一步，薄板本体501为PCB板，保险片4通过薄板本体501与保护板2 电连接。安装孔结构处薄板本体501上表面通常设置有铜箔，铜箔上表面镀锡，当保险片4与负极耳32焊接后的锡焊与铜箔上的锡连接，保护板2的信号线与铜箔上的锡连接便可实现保护板2与保险片4的连接。

如图8-图9所示，保护件6为一体式导热硅胶布，保护件6从电芯3侧面依次穿过相邻两个电芯3之间与电芯3外部配合后将每个电芯3隔开。

采用一体式导热硅胶布作为保护件6，使在电芯3之间增加导热绝缘性能部件的同时便于安装。

如图9所示，散热结构11为多条平行设置于电池壳体1外表面的筋板。

电池壳体1和散热结构11均为铝合金材质。在采用铝合金材质的电池壳体 1及在电池壳体1外表面设置筋板，进一步提高电池的散热性能。

本实施例的锂离子电池集成结构的组装过程：

首先将每个电芯3的正极耳31与保险片4的第二连接部41焊接，如图6，此时保险片4和正极耳31均处于直立状态；

然后将多个电芯3并排排布，同时相邻电芯3的正极耳31和负极耳32对应，保护件6设置于每个电芯3的外部，将相邻电芯3隔开；

此时并排布置的电芯3形成了两排正极耳31和负极耳32，保险片4和负极耳32均处于弯折前的状态，然后再将支撑板5与电芯3组装。

支撑板5与电芯3组装时，需要将相邻的负极耳32和保险片4同时分别穿过一个安装孔结构的两个穿孔502，然后将负极耳32的第一弯折部3202与保险片4的第二弯折部42在支撑板5的上表面弯折叠接并与支撑板5贴合，可以根据实际情况将第一弯折部3202和第二弯折部42的长度进行修剪。

将第一弯折部3202和第二弯折部42连接处焊接，同时与PCB板结构的薄板本体501上的铜箔(表面镀锡)焊接在一起。

最后将保险片4与保护板2电连接后，和电芯3一同安装于电池壳体1内部，再将相关线路连接好。保险片4可以通过铜箔上的锡与保护板2的信号线连接。

完成以上步骤即完成了组装过程。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种锂离子电池集成结构，包括电池壳体(1)，所述电池壳体(1)外部设置散热结构(11)，所述电池壳体(1)内部设置有保护板(2)，其特征在于：所述电池壳体(1)内并排安装有多个电芯(3)，所述电芯(3)上端间隔设置有正极耳(31)和负极耳(32)，多个电芯(3)的正极耳(31)和负极耳(32)交替排布，相邻的正极耳(31)和负极耳(32)之间设置保险片(4)，通过正极耳(31)、负极耳(32)分别与保险片(4)焊接将多个电芯(3)串联为一体，还包括支撑板(5)，所述支撑板(5)与位于电芯(3)同侧多组焊接于一体的正极耳(31)、负极耳(32)和保险片(4)配合，每个电芯(3)外部设置有具有导热绝缘性能的保护件(6)，所述保险片(4)与保护板(2)电连接。

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述电芯(3)的结构为：包括板状本体(33)，所述板状本体(33)上端间隔设置正极耳(31)和负极耳(32)，所述负极耳(32)包括与板状本体(33)连接的第一连接部(3201)，所述第一连接部(3201)上端延伸设置有第一弯折部(3202)，第一弯折部(3202)与保险片(4)焊接。

3.如权利要求2所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：第一弯折部(3202)与保险片(4)焊接时，第一连接部(3201)与第一弯折部(3202)呈九十度。

4.如权利要求1所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述保险片(4)的结构为：包括与正极耳(31)焊接的第二连接部(41)，所述第二连接部(41)上端延伸设置有第二弯折部(42)，所述第二弯折部(42)与负极耳(32)焊接。

5.如权利要求4所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：第二弯折部(42)与负极耳(32)焊接时，第二连接部(41)与第二弯折部(42)呈九十度。

6.如权利要求1所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述支撑板(5)的结构为，包括薄板本体(501)，所述薄板本体(501)上表面沿电芯(3)排布方向设置有多个安装孔结构，每个安装孔结构包括两个穿孔(502)，两个穿孔(502)与一组焊接于一体的正极耳(31)、负极耳(32)和保险片(4)配合。

7.如权利要求6所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述薄板本体(501)为PCB板，保险片(4)通过薄板本体(501)与保护板(2)电连接。

8.如权利要求1所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述保护件(6)为一体式导热硅胶布,所述保护件(6)从电芯(3)侧面依次穿过相邻两个电芯(3)之间与电芯(3)外部配合后将每个电芯(3)隔开。

9.如权利要求1所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述散热结构(11)为多条平行设置于电池壳体(1)外表面的筋板。

10.如权利要求9所述的一种锂离子电池集成结构，其特征在于：所述电池壳体(1)和散热结构(11)均为铝合金材质。

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