电池模组的制作方法

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池模组。

背景技术：

电池模组工作时会受到一定的冲击力或自身膨胀力，为了防止该冲击力或膨胀力对电池模组中的部件造成损伤，可以在电池模组的电芯单元之间设置缓冲垫，通过该缓冲垫吸收电池模组受到的冲击力或膨胀力。

传统技术中，缓冲垫由单一材料制成，其弹性模量固定不变，如果选用弹性模量较大的材料，那么缓冲垫的变形程度较小，导致电池模组受力后的膨胀空间较小，无法较好地缓冲作用力。如果选用弹性模量较小的材料，会导致电池内各零部件之间的预紧力较小，导致电池模组内的零部件容易出现位移。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池模组，以解决电池模组在使用过程中受到冲击力或自身膨胀力这一问题。

本申请提供的电池模组包括壳体、缓冲垫和至少两个电芯，相邻的所述电芯之间和/或所述电芯与所述壳体之间设置所述缓冲垫，所述缓冲垫包括至少两个缓冲层，各所述缓冲层叠置固定，且各所述缓冲层中的至少两者的弹性模量互不相同。

优选地，还包括固定框，至少两个所述电芯安装于所述固定框上，以形成电芯单元，所述电芯单元至少设置为两个，相邻的所述电芯单元之间设置所述缓冲垫。

优选地，相邻的所述电芯单元之间的所述缓冲垫为一体式结构，且所述缓冲垫的边缘延伸至所述电芯的边缘处。

优选地，相邻的所述电芯单元之间设置多个所述缓冲垫，各所述缓冲垫之间具有间隔。

优选地，相邻的所述电芯单元之间设置两个所述缓冲垫，两个所述缓冲垫沿着所述电芯的宽度或长度方向间隔排布。

优选地，相邻的所述电芯单元之间设置三个所述缓冲垫，三个所述缓冲垫沿着所述电芯的长度或宽度方向间隔排布。

优选地，各所述缓冲垫组成缓冲垫组，各所述缓冲垫组沿着电芯的长度或宽度方向排布，每个所述缓冲垫组中，各所述缓冲垫沿着所述电芯的宽度或长度方向排布。

优选地，所述缓冲垫设置为四个，四个所述缓冲垫两两形成所述缓冲垫组。

优选地，所述缓冲层设置为两个，其中一个所述缓冲层的弹性模量大于另一个所述缓冲层的弹性模量。

优选地，所述缓冲垫还包括气凝胶层，所述气凝胶层与所述缓冲层固定。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池模组中，缓冲垫包括至少两个缓冲层，各缓冲层中的至少两者的弹性模量互不相同，因此该缓冲垫为复合缓冲垫，安装电池模组时，缓冲垫中弹性模量较大的缓冲层可以保证各零部件之间的预紧力满足要求，进而大大降低装配件的厚度精度要求，当电池模组在使用过程中受到冲击力或自身膨胀力时，弹性模量较小的缓冲层就可以发生较大的变形，进而吸收电池模组受到的冲击力或膨胀力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池模组的爆炸图；

图2为本申请实施例所提供的电池模组的局部剖视图；

图3为本申请实施例所提供的电池模组中，一种缓冲垫的力值压缩曲线；

图4为本申请实施例所提供的一种电池模组中，缓冲垫的布置示意图；

图5为本申请实施例所提供的另一种电池模组中，缓冲垫的布置示意图；

图6为本申请实施例所提供的又一种电池模组中，缓冲垫的布置示意图；

图7为本申请实施例所提供的再一种电池模组中，缓冲垫的布置示意图；

图8为本申请实施例所提供的电池模组的另一局部剖视图。

附图标记：

11-后端板；

12-U形侧板；

13-塑胶前端板；

14-金属前端板；

15-固定框；

21-电芯；

22-缓冲垫；

23-导热板。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种电池模组，该电池模组可以是软包模组，其包括壳体、电芯21和缓冲垫22。其中：

壳体用于对电芯21、缓冲垫22等结构提供防护作用，其具体可以包括前端板、后端板11以及与前端板和后端板11固定连接的U形侧板12，后端板11可以采用金属制成，优选为钣金金属，前端板可以设置为两个，其中一个为塑胶前端板13，另一个为金属前端板14，该金属前端板14优选由钣金金属制成，塑胶前端板13设置于电芯21与金属前端板14之间，以此缓冲电池模组受到的冲击力。U形侧板12可以通过焊接的方式与金属前端板14和后端板11固定在一起。当然，壳体也可以采用其他结构。

电芯21通常设置为多个，各电芯21可以沿着自身的厚度方向叠置在一起，以此提升电池模组所能提供的电能。相邻的电芯21之间和/或电芯21与壳体之间设置缓冲垫22，该缓冲垫22包括至少两个缓冲层，各缓冲层叠置固定，且各缓冲层中的至少两者的弹性模量互不相同。具体地，可以通过调整缓冲层的数量、缓冲层的材料、缓冲层的厚度等参数获得所需的缓冲垫22。

若电芯21及结构件的尺寸偏大，由于缓冲垫22的各缓冲层中，相对于弹性模量较大的缓冲层，弹性模量较小的缓冲层更容易被压缩变形，故装配电池模组时，可以通过稍微加大外力而使电池模组达到外围尺寸，同时保证电池模组在使用过程中留有足够的膨胀空间。若电芯21与结构件的尺寸偏小，由于缓冲垫22的各缓冲层中，弹性模量较大的缓冲层不容易变形，故可以通过稍微减小外力而使模组保证外围尺寸，同时还能确保电池模组前期存在一定的预紧力的要求。

安装上述电池模组时，缓冲垫22中弹性模量较大的缓冲层可以保证各零部件之间的预紧力满足要求，进而大大降低装配件的厚度精度要求，当电池模组在使用过程中受到冲击力或自身膨胀力时，弹性模量较小的缓冲层就可以发生较大的变形，进而吸收电池模组受到的冲击力或膨胀力。

综合实际需求，可以将缓冲层设置为两个，其中一个缓冲层的弹性模量大于另一个缓冲层的弹性模量。例如，可以将HT-800与HT-700两种材料进行复合，HT-800与HT-700是两种弹性模量不同的发泡硅胶，两者在压缩量范围内性能稳定，反弹效果较好，不受电芯21的温度影响，此两种材料目前市场上已经大批量生产。

使用单一的HT-800材料时，缓冲层的弹性模量较大，在电池模组后期膨胀力的作用下，HT-800材料压缩至70％后，HT-800材料将无法再被压缩，电芯21后期的膨胀空间无法得到保证。装配电池模组时，只需轻微受压为电芯21提供预紧力，但是由于电芯21的厚度及电芯21的固定结构件的尺寸精度难以保证，因此很难为电芯21提供有效预压力。若使用HT-700材料，缓冲层的弹性模量较小，安装电池模组时，可以通过较大的压缩量保证电芯21的预压力，由于其不可长期对电芯21提供反作用力，增加了电池模组的结构件的载荷能力要求。

如图3所示，采用这两种泡棉复合后得到的缓冲垫22的弹性模量始终在单独采用HT-800与HT-700的缓冲垫22的弹性模量之间，由图3可知，本申请实施例提供的电池模组弹性模量适中，既确保了电池模组前期预紧力的要求，同时又可以保证电池模组后期膨胀有足够的空间，即前期通过弹性模量相对大的H-700的压缩量实现电芯预固定，后期通过H-800保证膨胀力缓慢释放，保证向电芯21施加有效预压力，同时保证电芯21的受力均匀性，对电芯21提供更有效的保护。

当电芯21设置为多个时，为了提高整个电池模组的结构强度，还可以设置固定框15，至少两个电芯21安装于同一个固定框15上，以形成电芯单元，并且此电芯单元至少设置为两个，相邻的电芯单元之间设置上述缓冲垫22。采用此种结构后，同一个电芯单元中，相邻的电芯21之间可以设置导热板23，该导热板23可以采用铝板，进而将电池模组工作时产生的热量导出。显然，该结构在相邻的电芯单元之间设置缓冲垫22，既能满足电池模组的缓冲需求，又能将其余的空间留给其他的零部件(例如上述导热板23)，使得电池模组的综合性能更强。

上述缓冲垫22的设置形式比较多样，如图4所示，可以将相邻的电芯单元之间的缓冲垫22设置为一体式结构，且缓冲垫22的边缘延伸至电芯21的边缘处。也就是说，在相邻的电芯单元之间仅设置一个缓冲垫22，并且该缓冲垫22基本可以覆盖电芯21的整个大面。此种方式可以尽量扩大缓冲垫22与电芯21之间的接触面积，以此优化其产生的缓冲效果。

另一种实施例中，相邻的电芯单元之间可以设置至少两个缓冲垫22，各缓冲垫22之间具有间隔。相比于上一实施例，本实施例可以适当减小缓冲垫22与电芯21的接触面积，使得相邻的电芯单元之间具有散热空间，同时可以使缓冲垫22分散覆盖于电芯21上，进而保证缓冲的均匀性，防止电池模组因缓冲垫22的布置不均匀而出现局部作用力过大的问题。

进一步地，如图5所示，相邻的电芯单元之间具体可以设置两个缓冲垫22，两个缓冲垫22沿着电芯21的宽度方向间隔排布。此时，缓冲垫22可以采用长方形结构，该缓冲垫22的长度方向与电芯21的长度方向相一致，以此保证缓冲垫22具有足够的长度，进而保证缓冲垫22与电芯21之间的作用面积足够大。当然，这两个缓冲垫22也可以沿着电芯21的长度方向间隔排布。

另一种结构中，如图6所示，相邻的电芯单元之间也可以设置三个缓冲垫22，这三个缓冲垫22沿着电芯21的长度方向间隔排布。此时，缓冲垫22同样可以采用长方形结构，但缓冲垫22的长度方向与电芯21的宽度方向相一致，使得各缓冲垫22可以沿着电芯21的长度方向间隔排布。该实施例中，虽然单个缓冲垫22的长度相比于上一实施例有所减小，但该实施例中缓冲垫22的数量却大于上一实施例中缓冲垫22的数量，因此该实施例同样可以保证缓冲垫22与电芯21之间具有足够大的接触面积。当然，这三个缓冲垫22也可以沿着电芯21的宽度方向间隔排布。

其他实施例中，各缓冲垫22两两组成缓冲垫组，各缓冲垫组沿着电芯21的长度方向排布，每个缓冲垫组中，各缓冲垫22沿着电芯21的宽度方向排布。例如，缓冲垫22可以设置为四个，四个缓冲垫22两两组成前述的缓冲垫组，具体如图7所示。当然，各缓冲垫组也可以沿着电芯21的宽度方向排布，每个缓冲垫组中，各缓冲垫22沿着电芯21的长度方向排布。

上文介绍了缓冲垫22的几种不同设置方式，优选地，可以在电芯21与壳体之间设置一体式的缓冲垫22，以获得较大的缓冲效果，同时可以在相邻的电芯单元之间设置多个缓冲垫22，以同时兼具缓冲和隔热的效果。

如图8所示，一种具体应用例中，缓冲垫22采用泡棉，其初始厚度为M，电芯21与电芯21之间的间隙为T1，电芯21的初始厚度为T2，当电池模组组装完成时缓冲垫22的厚度被压缩至0.8*M(0.8M＜T1)，此时缓冲垫22为电芯21提供初始预紧力，当后期电芯21充放电后，电芯21的厚度增加至1.1*T2，缓冲垫22的厚度被压缩至0.2*M，此时电芯21的寿命终结，由于缓冲垫22的压缩变形有效地保护了电池模组的结构件的强度及稳定性，很好的保证了电池模组的性能稳定性。

为了减小电池模组发生热失控的概率，缓冲垫22还可以包括气凝胶层(图中未示出)，该气凝胶层与缓冲层固定。优选地，每个缓冲垫22上均可以固定气凝胶层。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。