一种电动车用锂电池的制作方法
【专利摘要】本申请涉及锂电池【技术领域】，特别涉及一种电动车用锂电池，该锂电池包括电芯模组，所述电芯模组包括连接板和至少两片电池芯片，所述连接板包括由绝缘材料制成的板体，所述板体上设置有焊盘和至少两组极耳孔，所述电芯包括电芯本体和连接于电芯本体一端的电芯极耳，所述电芯极耳从所述连接板的背面穿过所述极耳孔后朝焊盘方向弯折并焊接在所述焊盘上，所有电芯本体依次叠合固定，相邻电芯本体之间设置有支撑隔条以使相邻电池芯片之间保留有膨胀空隙，通过连接板与支撑隔条的配合从整体上解决了电池易变形，焊点易脱落失效的问题。
【专利说明】—种电动车用锂电池
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及锂电池【技术领域】，特别涉及一种电动车用锂电池。
【背景技术】
[0002]随着石油能源的减少和环保意识的提高，电动车受到越来越多的关注，其普及程度越来越高。电动车基本都是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动。可见，电池是电动车的能量来源，属于核心的部件。目前锂离子电池(简称锂电池)由于相对于传统的铅酸电池更高效、安全、环保，而且重量小，使用寿命长，因此大部分的电动车都采用锂电池作为电池元件。
[0003]目前的电动车用锂电池一般是先用正负极材料制成软包结构的电池芯片，单个电池芯片的容量和输出电压是有限的，而电动车则需要锂电池具有高电压、大容量的特点，因此需采用采用将多个锂电池进行串并联以实现大容量、高电压输出的效果。目前，一般是直接将多个电池芯片直接堆叠在一起，然后用导线将这些电池芯片的极耳(简称电芯极耳)串并联起来，然而，这种锂电池的缺陷在于:(1)由于电动车锂电池一般都包括有几十个电池芯片，用导线逐一与电池芯片焊接的操作难度较大，焊接过程中容易因电池芯片过多而存在极性放反、短路、折断电芯极耳、焊接不牢固等缺陷，导致在使用过程中容易发生故障；
(2)采用将电芯极耳直接焊接在导线上这种结构强度差，在电动车行进过程中锂电池由于震动而容易产生轻微形变，而形变(例如某个电池芯片向外突出)又容易产生电芯极耳折断或者电芯极耳与导线焊点失效的现象，进而导致电池故障，影响电动车的正常运行；(3)由于锂电池本身具有内阻，在充、放电过程中不可避免的会产生热量，这就会使得各个电池芯片升温膨胀，由于各个电池芯片紧密叠加在一起，因此膨胀张力一方面会使电池芯片受到严重挤压而产生内部短路、起火、燃烧等安全问题，另一方面会导致电池整体外形变形，进而从而导致上述的焊点失效问题，导致电池故障。
[0004]为解决上述技术问题，现有技术中提出了一种采用框架来固定电池芯片，即提供一种具有多个容置腔的支撑架，然后将电池芯片依次设置在支撑架中。这种方法虽然可以避免膨胀带来的问题，但是其结构复杂，不仅装配过程复杂(需要逐片装入支撑架后再焊接，不利于自动化生产)，成本高昂，而且会使得电池组件的整体重量和体积都比较大，这对于电动车的使用是相当不利的。
【发明内容】
[0005]本申请的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种故障率低、重量轻、体积小而且便于生产的电动车用锂电池。
[0006]本申请的目的通过以下技术方案实现:
提供了一种电动车用锂电池，包括壳体，所述壳体内腔设置有电池芯组，所述电池芯组包括电芯模组，所述电芯模组包括连接板和至少两片电池芯片，所述连接板包括由绝缘材料制成的板体，所述板体上设置有焊盘和至少两组极耳孔，所述电池芯片包括电芯本体和连接于电芯本体一端的电芯极耳，所述电芯极耳从所述连接板的背面穿过所述极耳孔后朝焊盘方向弯折并焊接在所述焊盘上，所有电芯本体依次叠合固定，相邻电芯本体之间设置有支撑隔条并使相邻电芯本体之间形成膨胀空隙。
[0007]其中，所述焊盘为方形焊盘，所述极耳孔为沿所述焊盘边缘设置的条状极耳孔。
[0008]其中，所述板体上包括正极区和负极区，所述焊盘包括相互平行设置于正极区的正极焊盘和相互平行设置于负极区的负极焊盘，所述极耳孔包括相互平行设置于正极区的正极极耳孔和相互平行设置于负极区的负极极耳孔。
[0009]其中，所述正极区和负极区相互绝缘，所述正极区设置有至少两个正极焊盘，所有正极焊盘导电连接，每个正极焊盘匹配两个正极极耳孔，所述负极区设置有至少两个负极焊盘，所有负极焊盘导电连接，每个负极焊盘匹配两个负极极耳孔。
[0010]其中，所述电池芯组包括至少两组依次叠加的电芯模组，所有电芯模组串联连接。
[0011]其中，所述支撑隔条包括第一支撑隔条和第二支撑隔条，所述第一支撑隔条设置于所述膨胀空隙的一端，所述第二支撑隔条设置于所述膨胀空隙的另外一端。
[0012]其中，所述电池芯组外表面包覆有复合绝缘层，所述壳体内壁至少设置有两条缓冲条，所述缓冲条沿电池芯组的电芯叠加方向设置并抵接于所述复合绝缘层，相邻所述缓冲条之间留存有散热空间。
[0013]其中，所述壳体的一侧面至少设置有两个内凹的散热曲面，所述缓冲条设置于散热曲面之间的壳体内壁。
[0014]其中，所述壳体为多面柱状的金属壳体，所述壳体每个侧面的内壁均设置有缓冲条。
[0015]本申请的有益效果:本申请提供了一种电动车用锂电池，该电池采用连接板将多个电池芯片连接固定，同时配合采用支撑隔条来提高相邻电池芯片之间的膨胀空间，组装时将电芯极耳从连接板的背面插入到连接板上的极耳孔，然后弯折焊接至焊盘上，这样加工时有效避免了极性放反、短路、折断极耳和焊接不牢固等缺陷，改善了产品质量。与现有技术相比，本申请具有以下优点:I)极耳被插接于极耳孔后并弯折焊接至焊盘上，使极耳不易折断或者脱落，焊点牢固；2)连接板对电池芯组不仅起到类似现有技术的支撑板的功能，还进一步防止电池芯组因震动导致个别电池芯片移位等情况的发生，从而有效提高了电池芯组的抗震强度，能够有效防止电动车震动导致的故障；3)通过在相邻的电池芯片之间插入隔条使得电池芯片之间留存有膨胀空隙，这样在电池芯片受热膨胀时可以有一定的膨胀空间，避免了相邻电池芯片因为膨胀而产生挤压，防止电池芯片受到严重挤压而产生内部短路、起火、燃烧等安全问题以及电池整体外形的变形，从而从整体上解决了电池易变形，焊点易脱落失效的问题，降低电池故障率，提高电池可靠性；4)本申请结构简单，不需要框架，重量轻、体积小，适合电动车的特殊需要，同时便于加工，其叠加过程与现有的装配过程基本一致(装配隔条的过程可以认为是装配一个特殊的电池芯片，所以可以沿用现有的自动化生产设备)，焊接时只需要将连叠加好的电池芯片插入连接板后弯折焊接即可，而由于连接板属于标准件，因此焊接作业是还可以采用自动化焊接方法，采用多个焊接头一次性焊接，与现有的逐个极耳焊接的方式相比可大幅提高生产效率，装配简单，有效降低生产成本低。【专利附图】
【附图说明】
[0016]利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0017]图1为本申请一种电动车用锂电池的实施例的结构示意图。
[0018]图2为本申请一种电动车用锂电池的电池芯组的结构示意图。
[0019]图3为本申请一种电动车用锂电池的电芯模组的结构示意图。
[0020]图4为本申请一种电动车用锂电池的连接板的结构示意图。
[0021]在图1至图4中包括有:
I——壳体、11——散热曲面、2——电池芯组、3——电芯模组、31——电池芯片、311——电芯本体、312——电芯极耳、32——连接板、321——焊盘、322——极耳孔、323—板体、324—正极区、325——负极区、41——第一支撑隔条、42——第二支撑隔条、5——复合绝缘层、6——缓冲条。
【具体实施方式】
[0022]结合以下实施例对本申请作进一步描述。
[0023]本申请一种电动车用锂电池的【具体实施方式】，如图1至图4所示，包括:壳体1，所述壳体I内腔设置有电池芯组2，所述电池芯组2包括电芯模组3，所述电芯模组3包括连接板32和至少两片电池芯片31，所述连接板32包括由绝缘材料制成的板体323，所述板体323上设置有焊盘321和至少两组极耳孔322，所述电池芯片31包括电芯本体311和连接于电芯本体311 —端的电芯极耳312，所述电芯极耳312从所述连接板32的背面穿过所述极耳孔322后朝焊盘321方向弯折并焊接在所述焊盘321上，所有电芯本体311依次叠合固定，相邻电芯本体311之间设置有支撑隔条以使相邻电芯本体311之间形成膨胀空隙。
[0024]该电池采用连接板32将多个电池芯片31连接固定，同时配合采用支撑隔条来提高膨胀空间，组装时将电芯极耳312插入到连接板32上的极耳孔322，然后弯折焊接至焊盘321上，加工时有效避免了极性放反、短路、折断极耳和焊接不牢固等缺陷，改善了产品质量，又由于极耳被插接于极耳孔322后并弯折焊接至焊盘321上，极耳不易折断或者脱落，焊点牢固，且连接板32对电池组合件还起到类似支撑板的功能，可进一步防止电池组因震动导致个别电池芯片31移位等情况的发生，从而有效提高了电池组的抗震强度，能够有效防止电动车震动导致故障；通过在相邻的电池芯片31之间插入隔条使得电池芯片31之间留存有膨胀空隙，这样在电池片受热膨胀是可以有一定的膨胀空间，避免了相邻电池芯片31因为膨胀而产生挤压，防止膨胀张力一方面会使电池芯片31受到严重挤压而产生内部短路、起火、燃烧等安全问题以及电池整体外形变形；从而从整体上解决了电池易变形，焊点易脱落失效的问题，降低电池故障率，提高电池可靠性。此外，与现有技术相比，本申请结构简单，由于不需要框架，重量轻、体积小，适合电动车的特殊需要，同时便于加工，其叠加过程与现有的装配过程基本一致(装配隔条的过程可以认为是装配一个特殊的电池芯片31，所以可以沿用现有的自动化生产设备)，焊接时只需要将连叠加好的电池芯片31插入连接板32后弯折焊接即可，而由于连接板32属于标准件，因此焊接作业是还可以采用自动化焊接方法，采用多个焊接头一次性焊接，与现有的逐个极耳焊接的方式相比可大幅提高生产效率，装配简单，有效降低生产成本低。
[0025]所述焊盘321为方形焊盘321，所述极耳孔322为沿所述焊盘321边缘设置的条状极耳孔322。装配时电池芯片31的电芯极耳312沿焊盘321边缘弯折后直接焊接在焊盘321上，进一步提高了焊接的牢固性，提高电池组的抗震性能。
[0026]所述板体323上包括正极区324和负极区325，所述焊盘321包括相互平行设置于正极区的正极焊盘和和相互平行设置于负极区的负极焊盘，所述极耳孔包括相互平行设置于正极区的正极极耳孔和相互平行设置于负极区的负极极耳孔。通过将焊盘321、极耳孔322平行设置，使其排列整齐，便于装配时插接电芯极耳312，当然，焊盘321和极耳孔322的具体设置位置也根据电池芯片31的叠放形状以及电芯极耳312的设置方式灵活调整。
[0027]所述正极区324和负极区325相互绝缘，所述正极区设置有两个正极焊盘，所有正极焊盘导电连接，每个正极焊盘匹配两个正极极耳孔，所述负极区设置有两个负极焊盘，所有负极焊盘导电连接，每个负极焊盘匹配两个负极极耳孔。即本实施例中每个连接板32可以插接四个电池芯片31，同时这四个电池芯片31并联连接。当然，根据具体的需要也可以设置更多的正极焊盘321和相应的负极焊盘321，从而使一个连接板32能够连接更多的电池芯片31。此外，本处令所有电池芯片31并联连接，连接板32上结构简单，便于加工，当然为了电池的容量和电压需要，也可以令同一连接板32上的焊盘321进行串联连接，不过这需要增加一定的导电线路。
[0028]所述电池芯组2包括多组依次叠加的电芯模组3，所有电芯模组3串联连接。也即本申请是在一个电芯模组3里并联多个电池芯片31，然后再串联多个电芯模组3，采用这种连接模式，一方面可保证电池的结构性能，而且可以灵活的通过调整电芯模组3并联的电池芯片31数量和串联的电池模组数量来改变电池的容量、输出电压等数据，利于多样化生
产需要。
[0029]所述支撑隔条包括第一支撑隔条41和第二支撑隔条42，所述第一支撑隔条41设置于所述膨胀空隙的一端，所述第二支撑隔条42设置于所述膨胀空隙的另外一端。在此通过在电池芯片31的两端边缘设置隔条，从而在相邻的电池芯片31之间形成腔状的膨胀间隙，因此电池膨胀使膨胀部分被限制在电池主体的内部而不会产生形变，同时这个结构能够在使用最少隔条的条件下保证相邻电池芯片31即使在膨胀是也能够有效固定连接。此外根据需要也可以设置更多的隔条，例如环电池芯片31的电芯主体周沿设置四条隔条。
[0030]所述电池芯组2外表面包覆有复合绝缘层5,所述壳体I内壁至少设置有两条缓冲条6，所述缓冲条6沿电池芯组2的电芯叠加方向设置并抵接于所述复合绝缘层5，所述相邻缓冲条6之间留存有散热空间。由于电池芯组2外表面包覆有复合绝缘层5，复合绝缘层5紧密包裹于电池芯组2外表面既可以令电池芯组2与外部(特别是金属壳体I)绝缘，也可以令各片芯片紧密结合在一起形成不易变形的电池芯组2，还可以在极端的碰撞环境中避免防止尖锐物体对电池芯组2的冲击，金属壳体I内壁至少设置有两条缓冲条6，而缓冲条6沿电池芯组2的电芯叠加方向设置并抵接于所述复合绝缘层5，因此每一片电池芯片31与金属外壁之间均存在缓冲介质，且每一片电池芯片31受力均匀，能够避免在电动车行进过程中因撞击而产生的损坏，同时也可以有效避免由于各片电池芯片31受力不均导致的电池芯组2变形的问题，另外，由于采用条状的缓冲结构，相邻缓冲条6之间留存有散热空间，因此电池芯组2产生的热量可以传递至金属壳体1，进而通过金属壳体I向外散热，解决了现有技术中由于填充缓冲海绵导致的散热不良的问题。
[0031]所述壳体I的一侧面至少设置有两个内凹的散热曲面11，所述缓冲条6设置于散热曲面11之间的壳体内壁。将缓冲条6设置在两个内凹的散热曲面11之间，散热曲面11的内凹部分可以提供更多的导热面积，从而弥补缓冲条6设置区域无法散热导致的局部区域温度过高，保证了锂电池芯组2在各个区域的有效散热。当然，壳体I还可以设置更多的散热曲面11以起到更好的散热效果。
[0032]所述壳体I为四面柱状的金属壳体I，所述壳体I的每个侧面的内壁均设置有缓冲条6，采用这种结构，不仅能够更加牢固的固定缓冲条6，而且通过设置于不同侧面上缓冲条6之间的配合能够有效的防止电池芯组2因撞击导致的损伤(即电池芯主无论撞击向哪一个面均能被有效缓冲)，进一步的，由于每一个侧面的内壁均设置有缓冲条6，因此电池芯组2能够有足够的散热空间，能够有效的保证散热效果。当然，根据具体的需要，该金属壳体I还可以是其他多面柱状的结构，例如六面柱、八面柱等。另外，每一个侧面也可以根据需要设置多条缓冲条6，只要保证留存有足够的散热空间即可。
[0033]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种电动车用锂电池，包括壳体，所述壳体内腔设置有电池芯组，其特征在于:所述电池芯组包括电芯模组，所述电芯模组包括连接板和至少两片电池芯片，所述连接板包括由绝缘材料制成的板体，所述板体上设置有焊盘和至少两组极耳孔，所述电池芯片包括电芯本体和连接于电芯本体一端的电芯极耳，所述电芯极耳从所述连接板的背面穿过所述极耳孔后朝焊盘方向弯折并焊接在所述焊盘上，所有电芯本体依次叠合固定，相邻电芯本体之间设置有支撑隔条并使相邻电芯本体之间形成膨胀空隙。
2.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述焊盘为方形焊盘，所述极耳孔为沿所述焊盘边缘设置的条状极耳孔。
3.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述板体上包括正极区和负极区，所述焊盘包括相互平行设置于正极区的正极焊盘和相互平行设置于负极区的负极焊盘，所述极耳孔包括相互平行设置于正极区的正极极耳孔和相互平行设置于负极区的负极极耳孔。
4.如权利要求3所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述正极区和负极区相互绝缘，所述正极区设置有至少两个正极焊盘，所有正极焊盘导电连接，每个正极焊盘匹配两个正极极耳孔，所述负极区设置有至少两个负极焊盘，所有负极焊盘导电连接，每个负极焊盘匹配两个负极极耳孔。
5.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述电池芯组包括至少两组依次叠加的电芯模组，所有电芯模组串联连接。
6.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述支撑隔条包括第一支撑隔条和第二支撑隔条，所述第一支撑隔条设置于所述膨胀空隙的一端，所述第二支撑隔条设置于所述膨胀空隙的另外一端。
7.如权利要求1所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述电池芯组外表面包覆有复合绝缘层，所述壳体内壁至少设置有两条缓冲条，所述缓冲条沿电池芯组的电芯叠加方向设置并抵接于所述复合绝缘层，相邻所述缓冲条之间留存有散热空间。
8.如权利要求7所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述壳体的一侧面至少设置有两个内凹的散热曲面，所述缓冲条设置于散热曲面之间的壳体内壁。
9.如权利要求7所述的一种电动车用锂电池，其特征在于:所述壳体为多面柱状的金属壳体，所述壳体每个侧面的内壁均设置有缓冲条。
【文档编号】H01M2/02GK103606637SQ201310623310
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】李志福, 陈设军, 刘涛, 张桂河, 许少图, 张东风 申请人:东莞市金源电池科技有限公司