一种大电流锂离子电池组的制作方法_2

文档序号:8283979阅读:来源:国知局
电芯泄压阀门直径相适配,圆孔的数量与电池模块组电芯的数量相同,绝缘板朝向电芯正、负极的一面设置有导热防爆绝缘片,导热防爆绝缘片上开有微形透气体孔;
[0022]进一步地,所说的导热防爆缘片为PP-PE-PP制成的三层一体绝缘片,其表面涂覆导热硅脂和凝胶,所说的微孔尺寸为0.03?0.2um,开孔面积占总面积的40 %,导热防爆缘片的熔点为130?150摄氏度;
[0023]进一步地,所说的导热防爆绝缘片与绝缘板压合成为一体;
[0024]进一步地,所说的导热防爆绝缘片与绝缘板压合成为一体;
[0025]上述方案的有益效果是同时解决了电池的绝缘、散热和泄压问题,当电池组正常工作时绝缘导热板起到绝缘和导热作用,当电池出现异常高温时绝缘导热片会发生热熔,露出泄压圆孔,对电池进行泄压以防止电池爆炸发生,有效减小电池出现起火爆炸的概率。本发明解决了现有技术中动力锂离子电池组的散热不良问题,电池工作异常时可以泄压从而避免电池爆炸起火,且结构简单,成本低,容易实施。
【附图说明】
[0026]本发明有如下附图:
[0027]图1大电流锂离子电池组结构示意图
[0028]图2铜片正面示意图
[0029]图3铜片侧面示意图
[0030]图4镍片示意图
[0031]图5铜片与镍片焊接后的示意图
[0032]图6铜片、镍片与电池模块组电芯焊接后的示意图
[0033]图77.a、7.b、7.c连接端子3示意图
[0034]图8连接线4示意图
[0035]图9连接端子3与连接线4连接效果图
[0036]图10 10.a、10.b、10.C、10.d焊接-压接-焊接的连接过程示意图
[0037]图11为绝缘板示意图。
[0038]图12为导热防爆绝缘片示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0040]图1为大电流锂离子电池组结构示意图,作为本发明的一个实施例,锂电池组的容量可以为120V/300Ah,放电电流可以为100A持续,最大放电电流300A60秒,电芯直径18.5mmο
[0041]本发明的锂离子电池组,包括串联、并联连接的多个电池模块组12,所说的电池模块组由多行并排电芯组成,每行电芯正极之间、负极之间分别通过上述的大电流连接片16相连接,即每排电芯的正极和负极之间分别通过一条本发明的镍片-铜片连接在一起,实现每行电芯的并联连接;每个电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的本发明的镍片-铜片大电流连接片的端部也需要分别相互连接在一起,由于电池模块组各行电芯合起来的电流较大,所以本发明采用电阻较小的铜条或铜板粗铜线15将电池模块组各行电芯正极之间、负极之间连接的大电流连接片的端部分别进行互相连接,实现电池模块组各行电芯的并联连接。
[0042]图2、图3为本发明的铜片正面、侧面示意图。铜片5呈一字型,铜片宽度与电芯7的直径相适配,铜片5上开有一排圆形孔13,其端部可开有一个接线孔14。圆形孔13的圆心对着电芯7的中心线,孔径大小与电池泄压阀大小相适配,略大于电池泄压阀的直径即可。作为一种实施例,对于泄压阀的直径为1mm的电芯,圆形孔13的孔径可以选为Ilmm ;开孔数量与电池模块组每排电芯的数量对应。
[0043]图4为镍片示意图。镍片6大体呈工字型,两头两个三角形或半圆形,三角形的尺寸略小于铜片5上圆形孔13的尺寸,镍片端部轮廓线也可以为近似的椭圆形曲线,中间为一字形。两个三角形镍片位于孔13内,焊接在孔内的电芯正极表面或负极表面焊接处。镍片与铜片的焊接部位为镍片的一字形部分与铜片重叠的中部。相邻两镍片之间有一空隙,空隙的中心线与电池的中心线重合。作为一种实例,一字型部分的宽度为4_,镍片的长度略小于铜片圆形孔的圆心距,例如,长度可选为铜片两个圆孔13之间的距离-1mm,本实例中镲片长度为20.2mm。
[0044]图5为铜片与镍片焊接后的示意图。将镍片6逐一焊接在铜片5的圆孔之间,具体方法是:先将铜片5表面激光脉冲去氧化膜清洁处理,再将金属镍片6 —字形部分的中部与铜片5焊接,焊接方式可选用电阻焊或激光焊接等方式。两连接镍片之间可间隔大约1_,例如可以间隔0.9-1.1mm,这样有利增加焊接牢度。本发明镲片厚度仅为0.15_,铜片的厚度为1.0mm,既有利于电芯的焊接,又有很好的过电流能力。
[0045]图6为铜片-镍片与电池模块组电芯焊接后的示意图。先将电芯7组装入锂离子电池组模块中,铜片5焊好工字形的镍片6后,将焊接镍片6的一面装入工装夹具使铜片5圆形孔13中心线与电芯7中心线对齐,再将铜片圆形孔13中露出的三角形或半圆形镍片,与镍片下表面电芯的正极或负极金属焊接面焊接在一起,可据电芯特性进行电阻焊接或激光焊。
[0046]本发明给出的镍片6外形略呈工字形,工字形上下两边呈三角形,三角形面积比工字中间的一字形面积大许多,这样加宽了电流的截面积,也就减小了电流流过的电路的电阻值,减小了电路损耗,电流流过电阻时直接将电能转换成了热能,减小电路电能的损耗也就减小了电路的发热量,减小了电池组的发热量也就减小了电池组的温度,增加了电池组的使用寿命。两相邻镍片的端部间距为0.9-1.1mm,镍片工字形部分的边缘与电芯泄压阀对齐,当电池发生异常时,电池内压可通过电池泄压阀和铜片的圆形孔13向外泄压。
[0047]本发明所述铜片长度、宽度及厚度随电芯尺寸及需过电流大小而调整,可根据锂电池组的参数设计要求选定。本发明可广泛应用于需求大电流的UPS,EPS等电池电源领域。
[0048]如图7所示,本发明所述锂离子电池大电流连接端子,包括:
[0049]连接端子3,为“L”形,包括相互垂直的端子板31与侧板32,其端子板31顶端有多个平行排列的压线孔33,侧板32有一个或以上固定孔34,其中压线孔33与固定孔34中心线方向垂直。图7a为连接端子正视示意图,图7b为连接端子侧视示意图,图7c为连接端子立体示意图。
[0050]所述连接端子3为铜端子。
[0051]所述压线孔33为两个或以上,本实例中一个连接端子3上有三个压线孔。
[0052]所述每一个压线孔33均有一对固定部35,每对固定部35中间为线芯压接孔36。
[0053]所述压线孔33为圆形或方形。
[0054]如图8所示,本发明所述锂离子电池连接线,包括:
[0055]连接线4,为多股绞线,即同一条导线内部由两股及以上的线芯拧成。目的在于,当多股线与一股线在总线径一样时,线的发热量是一样的,但是多股线的方式减少了连接线与连接端子的接触电阻,从而减少了热量,同时增加了散热面积,因此多股线温度会更低。
[0056]所述连接线4的线芯分成两股及以上,本实施例中一条连接导线的线芯分成三股。
[0057]所述压线孔33与连接线4的线芯,——对应。
[0058]通过实验表明三压线孔三股线比一压线孔一股线的连接端子,有效减少了线与端子的接触电阻及发热量,同时增加散热面积,导致温度降低,同样在300C环境中三压线孔三股线比一压线孔一股线的连接端子温度低12度。
[0059]如图9所示,连接线4两端分别与两个连接端子3相连,再将两个连接端子3上的固定孔34分别与两个电池模块组上的正负输出的圆孔对齐,螺丝锁牢固定。从而实现两个电池模块组的串联或并联。
[0060]如图10所示,连接端子3与连接线4采用焊接-压接-焊接的连接方式,具体连接过程如下:
[0061]步骤a:焊接。将连接端子3上的压线孔33的内表面加上薄锡,以起到去污清洁的作用。
[0062]步骤b:装线。将连接线4的多股线芯分别装入连接端子3上的多个压线孔33内,——对应。本实施例为3个压线孔对应三条线芯。
[0063]步骤c:压接。将对应好的线芯分别与压线孔33压紧固定。
[0064]步骤d:焊接。连接线4的线芯与压线孔33之间的空隙用锡熔接填充后,完成整个连接过程。
[0065]在上述技术方案中,连接端子和连接线的规格与电池容量无关,只与电池实际需支持的最大过电流参数相关
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