CN220796950U - 一种锂电呼吸模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电呼吸模组，包括壳体和若干电芯模块，若干所述电芯模块排列装配于所述壳体内，相邻两个所述电芯模块通过串并联软排导电连接，所述电芯模块两面均设有呼吸板，所述呼吸板呈波浪形结构并由弹塑性材料制成。本实用新型目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种锂电呼吸模组，它能呼应电池充放电过程中的膨胀力和厚度变化，以及能提供足够的刚度并释放消除电池和PACK包膨胀力和膨胀厚度。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体涉及一种锂电呼吸模组。
背景技术
锂离子电池是一个点-热-力耦合系统，在实际使用过程中会存在膨胀和厚度的变化问题，一方面是充放电过程中形成SEI膜，产生气体，电池内部的气压增加，并且随着循环的进行，SEI膜厚度增大，从而造成电芯的膨胀；另一方面是在充放电时，Li+在正负极材料间的嵌入与脱出会引起结构上的相变，从而导致膨胀现象的产生，这种主要体现在负极极片厚度方向上的变化。
锂离子电池的膨胀和厚度变化行为与其可靠性和安全性息息相关，实验室研究过程中通常用膨胀力和膨胀厚度二个参数来评估电池在充放电过程中膨胀行为的变化，电池内部的不可逆应力也随着充放电的进行而不断累积。有研究表明，充放电过程中Li+的扩散阻抗会随着不可逆应力的增加而变化，但适当的应力增加可以减少部分活性锂的损失，从而降低电芯循环容量的衰减速率，为其在电芯组装过程中如何选择合适的呼应结构有着重要的指导意义。
实用新型内容
1、实用新型要解决的技术问题
本实用新型目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种锂电呼吸模组，它能呼应电池充放电过程中的膨胀力和厚度变化，以及能提供足够的刚度并释放消除电池和PACK包膨胀力和膨胀厚度。
2、技术方案
为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
一种锂电呼吸模组，包括壳体和若干电芯模块，若干所述电芯模块排列装配于所述壳体内，相邻两个所述电芯模块通过串并联软排导电连接，所述电芯模块两面均设有呼吸板，所述呼吸板呈波浪形结构并由弹塑性材料制成。
可选地，所述呼吸板包括若干弯折部，所述弯折部呈梯形结构，所述弯折部与所述电芯模块贴合的面为平面。
可选地，所述呼吸板的材质为塑料模具钢。
可选地，所述呼吸板两面均设有第一绝缘保护膜。
可选地，所述壳体内壁设有第二绝缘保护膜。
可选地，所述第一绝缘保护膜和所述第二绝缘保护膜均由绝缘塑料制成。
可选地，所述第一绝缘保护膜和所述第二绝缘保护膜的材质为聚碳酸酯或环氧塑料。
3、有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本锂电呼吸模组能够呼应电池充放电过程中的膨胀力和厚度变化，以及能提供足够的刚度并释放消除电池和PACK包膨胀力和膨胀厚度，通过呼吸板也给电芯施加适当的结构压力，能够有效缩短Li+迁移的路径，减少Li+的损失从而提高电池的使用寿命，充分结合电芯的电化学机理，可有效消除膨胀力的潜在隐患，大大节省售后维护成本，也提升产品的安全性和可靠性，增强产品在市场的竞争力。
附图说明
图1为本实用新型实施例提出的一种锂电呼吸模组的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提出的一种锂电呼吸模组的爆炸示意图；
图3为本实用新型实施例提出的一种锂电呼吸模组中呼吸板的结构示意图；
1、壳体；11、托板；12、端板；13、侧板；14、绝缘支撑块；2、电芯模块；3、串并联软排；4、呼吸板；41、弯折部；5、第一绝缘保护膜；6、第二绝缘保护膜。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
结合附图1-3，本实施例的一种锂电呼吸模组，包括壳体1和若干电芯模块2，所述电芯模块2位充放电载体，若干所述电芯模块2排列装配于所述壳体1内，若干所述电芯模块2在所述壳体1内沿第一方向排列，相邻两个所述电芯模块2通过串并联软排3导电连接，所述电芯模块2两面均设有呼吸板4，若干所述呼吸板4在所述壳体1内也沿第一方向排列，所述电芯模块2的数量为N，所述呼吸板4的数量为N+1，所述呼吸板4呈波浪形结构并由弹塑性材料制成。
电芯模块2由于电化学反应和Li+在正负极材料间的嵌入与脱出会引起结构上的相变，导致电芯模块2出现呼吸的膨胀和厚度变化，所谓呼吸的膨胀指电芯模块2在充电过程中由于Li+不断嵌入负极，导致负极和SEI膜不断膨胀和增厚，内部压力和厚度逐步增大，直至充电结束，再经放电，Li+不断脱出负极，内部压力和厚度逐步减少，直至放电结束，经有关研究在充放电过程中虽然会出现相变，导致充放电过程中会出现一定波动，但整体趋势未产生明显变化，电芯模块2的呼吸膨胀，通过呼吸结构3的设置，在电芯模块2膨胀时由于呼吸板4的刚度既能给电芯模块2一定的反作用力外，还能消化电芯模块2的膨胀变形，等电芯模块2放电时，呼吸板4的在刚度作用下随着电芯模块2厚度减少恢复原形，由于呼吸板4施加适当的结构压力，能够有效缩短Li+迁移的路径，减少Li+的损失从而提高电池的使用寿命，充分结合电芯的电化学机理，可有效消除膨胀力的潜在隐患，大大节省售后维护成本，也提升产品的安全性和可靠性，增强产品在市场的竞争力。
另外，本锂电呼吸模组设计了多个呼吸板4，提前考虑外部结构强度，防止对外部固定结构造成不可逆变形和破坏，防止对电池的寿命造成非常不利的影响，防止电池和固定结构破裂或者电池着火爆炸。因此，呼吸板4为了确保电芯在正常使用和异常情况下都能保持安全和稳定。
并且，所述呼吸板4由弹塑性材料制成，相对传统工艺的EV和MPP材料，刚度更强，EV和MPP材料只启到填充预留压缩空间使用，经电芯模块6几次充放电膨胀压缩失去反弹，对电芯模块2无反作力，加上采用波浪形结构，启到刚性压缩也启到刚性反弹。
作为本实用新型的可选方案，所述呼吸板4包括若干弯折部41，若干所述折弯部41依次连接组成所述呼吸板4，所述弯折部41呈梯形结构，所述弯折部41与所述电芯模块2贴合的面为平面，相较于弧形的凸起，将所述弯折部41设计成梯形凸起，可以所述呼吸板4相邻所述电芯模块2的支撑面积，保证所述呼吸板4作为支撑时的稳定性。
作为本实用新型的可选方案，所述呼吸板4的材质为塑料模具钢。
作为本实用新型的可选方案，所述呼吸板4两面均设有第一绝缘保护膜5，防止电芯模块2由于充放电导致呼吸反应导致电芯模块2和呼吸板4之间摩擦，一方面绝缘，另一方面防止电芯受损。
作为本实用新型的可选方案，所述壳体1内壁设有第二绝缘保护膜6，一方面防止电芯模块2与周边出现金属接触，避免电芯模块2充放电出现安全隐患；另一方面电芯模块2充放电会与充放电导线接触，避免短路等安全风险。
作为本实用新型的可选方案，所述第一绝缘保护膜5和所述第二绝缘保护膜6均由绝缘塑料制成，具体的来说，所述第一绝缘保护膜5和所述第二绝缘保护膜6的材质为聚碳酸酯或环氧塑料。
作为本实用新型的可选方案，所述壳体1包括托板11、两个端板12和两个侧板13，所述端板12和所述侧板13连接于所述托板11上组成所述壳体11并形成用于容纳所述电芯模块2的腔体。
作为本实用新型的可选方案，所述端板12上连接有绝缘支撑块14，所述绝缘支撑块14设于所述端板12上背离所述托板11的一端，所述端板12和所述绝缘支撑块14上均设有若干所述螺栓穿孔，所述绝缘支撑块14的所述螺栓穿孔内设有嵌有铝或者嵌其他金属材料，增加绝缘支撑块14螺栓孔周边强度，所述端板12上的螺栓穿孔为后期整体固定提供条件。
作为本实用新型的可选方案，所述串并联软排3为铜箔或者铝箔以及导电金属箔材复合制件。
作为本实用新型的可选方案，所述托板11、所述端板12和所述侧板13均为铝、刚、塑料等制件。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种锂电呼吸模组，其特征在于：包括壳体和若干电芯模块，若干所述电芯模块排列装配于所述壳体内，相邻两个所述电芯模块通过串并联软排导电连接，所述电芯模块两面均设有呼吸板，所述呼吸板呈波浪形结构并由弹塑性材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述呼吸板包括若干弯折部，所述弯折部呈梯形结构，所述弯折部与所述电芯模块贴合的面为平面。
3.根据权利要求1所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述呼吸板的材质为塑料模具钢。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述呼吸板两面均设有第一绝缘保护膜。
5.根据权利要求4所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述壳体内壁设有第二绝缘保护膜。
6.根据权利要求5所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述第一绝缘保护膜和所述第二绝缘保护膜均由绝缘塑料制成。
7.根据权利要求6所述的一种锂电呼吸模组，其特征在于：所述第一绝缘保护膜和所述第二绝缘保护膜的材质为聚碳酸酯或环氧塑料。
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