软包装电池组及电芯极耳连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种软包装电池组及其电芯极耳连接结构。电芯极耳连接结构包括电芯极耳、金属板、金属导电板和线束隔离板；线束隔离板封装在锂电芯的极耳伸出面上，金属板固定在线束隔离板背向锂电芯的表面上；线束隔离板和金属板上开设有彼此对应的通槽，电芯极耳穿出线束隔离板和金属板的通槽，弯折后贴合于金属板背向线束隔离板的表面上；金属导电板压紧在金属板上而将电芯极耳紧密夹持于金属板和金属导电板之间。本实用新型通过夹持锁紧的方式实现电芯极耳的连接，不仅连接稳固、操作简单，提高了软包电芯连接的工艺性，而且可以方便快捷地对其中任何一个或多个电芯进行拆卸和更换，大大提高了软包装电池组的使用和维护性能。
【专利说明】软包装电池组及电芯极耳连接结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电池领域，更具体地说，本实用新型涉及一种电池组电芯极耳连接结构。
【背景技术】
[0002]随着现代社会对低碳生活的呼声高涨，锂电池的应用也越来越广泛。软包装锂电池因具有质量小、能量密度高、成本低等优势，已被模块化组装后应用于储能基站及电动车上。软包装锂电池主要包括铝塑膜软包装锂电池和异型软包装锂电池，传统的模块化组装是指将多个软包装电芯串并联而组成锂电池组。
[0003]软包装锂电池的基体厚度较小，其极耳通常为导电性能较好的金属薄片，如铜片、铝片和镍片等。目前，软包装锂电池的串并联是通过将电芯极耳相互叠加后，通过激光焊接、超声波焊接或焊锡等方式进行连接。焊接连接具有连接可靠、结构稳定、自动化程度高等优点，但是，用在电芯极耳的连接上却存在很多问题，例如:1)焊锡很容易造成极耳表面温度过高，而且由于热传递作用，锂电芯内部的温度也会随之升高，从而导致电芯的循环性能和稳定性能下降；2)激光焊接和超声波焊接都属于不可逆焊接，焊接后不可拆装，因此当锂电池组投入使用后，即使发现其中的某个锂电芯存在性能差异或是不能正常使用，也无法对问题锂电芯进行更换，只能任其影响电池组内其它锂电芯的正常使用，直至导致整个电池组报废，这无疑会造成资源的浪费，同时也增加了使用成本；3)软包装锂电池的厚度较小，其极耳与极耳的间距也很小，很难满足激光焊接和超声波焊接所需要的空间，这不仅给焊接操作带来不便，而且电芯极耳也易于在焊接时受到损伤。
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种便于拆装的电池组电芯极耳连接结构。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于:提供一种便于拆装的电池组电芯极耳连接结构，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池组电芯极耳连接结构，其包括电芯极耳、金属板、金属导电板和线束隔离板；所述线束隔离板封装在电芯的极耳伸出面上，金属板固定在线束隔离板背向电芯的表面上；线束隔离板和金属板上开设有彼此对应的通槽，电芯极耳穿出线束隔离板和金属板的通槽，弯折后贴合于金属板背向线束隔离板的表面上；金属导电板压紧在金属板上而将电芯极耳紧密夹持于金属板和金属导电板之间。
[0007]作为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的一种改进，所述金属板和金属导电板朝向对方的表面上，分别设有相对应的凹陷和凸起，电芯极耳的一部分被夹持在这些彼此咬合的凹陷和凸起之间。
[0008]作为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的一种改进，所述线束隔离板上开设有凹槽，金属板和金属导电板收容并紧固于线束隔离板的凹槽中。
[0009]作为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的一种改进，所述金属板和线束隔离板、金属导电板和金属板之间都是通过卡扣和螺钉进行双重连接的。
[0010]作为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的一种改进，所述线束隔离板上成型有对金属板的第一端进行限位的限位部，并开设有与金属板的第二端相对应的螺钉孔；金属板的第一端成型有与金属导电板第一端相适配的收容部，第二端开设有螺钉孔；金属导电板的第二端也开设有与金属板第二端的螺钉孔相对应的螺钉孔；金属板的第一端被线束隔离板的限位部限制住水平和竖直移动，金属导电板的第一端插入金属板的收容部中而被限位，金属板和金属导电板的第二端通过螺钉固定在线束隔离板上。
[0011]为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种软包装电池组，其包括两个或更多个电芯、与电芯数量相同的电芯壳体、至少一个金属板、与金属板数量相同的金属导电板和一个线束隔离板；电芯分别收容于电芯壳体中，电芯壳体之间通过连接元件紧固，线束隔离板封装在锂电芯的极耳伸出面上；所述金属板固定在线束隔离板的外表面上，线束隔离板和金属板开设有彼此对应的通槽，电芯的电芯极耳穿出线束隔离板和金属板的通槽，弯折后贴合于金属板背向线束隔离板的表面上，金属导电板压紧在金属板上而将电芯极耳紧密夹持于金属板和金属导电板之间。
[0012]作为本实用新型软包装电池组的一种改进，所述金属板和金属导电板朝向对方的表面上，分别设有相对应的凹陷和凸起，电芯极耳的一部分被夹持在这些彼此咬合的凹陷和凸起之间。
[0013]作为本实用新型软包装电池组的一种改进，所述线束隔离板上开设有凹槽，金属板和金属导电板收容并紧固于线束隔离板的凹槽中；金属板和线束隔离板、金属导电板和金属板之间都是通过卡扣和螺钉进行双重连接的。
[0014]作为本实用新型软包装电池组的一种改进，所述线束隔离板上成型有对金属板的第一端进行限位的限位部，并开设有与金属板的第二端相对应的螺钉孔；金属板的第一端成型有与金属导电板第一端相适配的收容部，第二端开设有螺钉孔；金属导电板的第二端也开设有与金属板第二端的螺钉孔相对应的螺钉孔；金属板的第一端被线束隔离板的限位部限制住水平和竖直移动，金属导电板的第一端插入金属板的收容部中而被限位，金属板和金属导电板的第二端通过螺钉固定在线束隔离板上。
[0015]作为本实用新型软包装电池组的一种改进，所述金属导电板为刚性板。
[0016]与现有技术相比，本实用新型通过金属板和金属导电板夹持锁紧的方式实现电芯极耳的连接，这种方式不仅连接稳固、操作简单，提高了软包电芯连接的工艺性，而且可以方便快捷地对其中任何一个或多个锂电芯进行拆卸和更换，充分保证了整个电池组的使用寿命和使用质量不会受制于其中某一个电芯，大大提高了软包装电池组的使用和维护性能，降低了电池组的使用成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型软包装电池组、电芯极耳连接结构及其有益效果进行详细说明。
[0018]图1为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的金属板结构示意图。
[0019]图2为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的金属导电板结构示意图。
[0020]图3为本实用新型软包装电池组的部分组装示意图，其中，金属导电板尚未安装。[0021]图4为本实用新型电池组电芯极耳连接结构的一个金属板在线束隔离板上的组装结构放大图。
[0022]图5为本实用新型软包装电池组的完全组装结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
[0024]请参阅图1至图5，本实用新型软包装锂电池组包括两个或更多个锂电芯10、与锂电芯10数量相同的电芯壳体20以及电芯极耳连接结构。其中，电芯极耳连接结构包括一个线束隔离板30、至少一个金属板40、至少一个金属导电板50和多个螺钉60。
[0025]锂电芯10设有向外伸出的电芯极耳，包括正极耳12和负极耳14。正极耳12为厚度0.1mm?0.5mm的招金属片，负极耳14为厚度0.1mm?0.5mm的铜金属片。
[0026]电芯壳体20为顶面开口的塑料胶壳，其内的空间用于收容锂电芯10 ;电芯壳体20上开设有用于固定塑料胶壳的螺钉孔。
[0027]请参阅图3和图4，线束隔离板30的材质为ABS+PC，具有较强的阻燃性和绝缘性。线束隔离板30的上表面开设有用于收容金属板40的凹槽34 ;凹槽34的第一端成型有限制金属板40水平和竖直位移的限位部，第二端开设有螺钉孔(图中被金属板40遮盖而未示出)，中部则开设有可供锂电芯10的正极耳12和负极耳14穿出的通槽。
[0028]在图示实施方式中，第一端的限位部包括水平限位部36和竖直限位部38，水平限位部36是自凹槽34第一端的两侧壁伸入凹槽34内的两块凸块，竖直限位部38为凸伸于第一端两个槽角上方的两个四分之一圆形凸片；在其他替换的实施方式中，限位部的形状和具体位置还可以有所变化，例如，直接成型为与金属板40的第一端形状相适配的收容孔；总之，限位部只要能够限制住金属板40的水平和竖直移动，避免其在凹槽34中发生位移即可。
[0029]请参阅图1，金属板40为长方形，其第一端向上凸起后内部挖空，从而形成一个与金属导电板50的第一端52相适配的收容部42 ;金属板40的第二端开设有两个螺钉孔44。位于金属板40两端之间的主体则在中部挖空形成通槽46，通槽46两侧的板体上表面还分别设有一个条形的凹陷48。
[0030]请参阅图2，金属导电板50为刚度较强的长方体金属板，其第一端52与金属板40的收容部42相适配，第二端则开设有与金属板40的螺钉孔44相对应的两个螺钉孔54。金属导电板50的下表面靠近两侧处各成型有一个条形的凸起56，凸起56的位置和形状与金属板40的凹陷48相对应。
[0031]螺钉60为直径3mm的螺钉。
[0032]请参阅图3至图5，组装时，将锂电芯10的表面通过超声波清洗干净后，一一对应地装入电芯壳体20内；然后，按照锂电芯串并联设计要求整齐排列电芯壳体20，在两端放置端板22后，将螺杆依次穿过端板22和电芯壳体20预设的螺钉孔，利用螺母24锁紧固定，从而将所有电芯壳体20紧固为一体，实现锂电芯10的固定。之后，将线束隔离板30封装在锂电芯10的极耳伸出面上，使锂电芯10的正极耳12和负极耳14分别通过通槽伸出线束隔离板30 ;将金属板40 —一对应装入线束隔离板30的凹槽34中，金属板40的第一端插入线束隔离板30的竖直限位部38下，其上表面贴合于竖直限位部38的下表面，端壁和两侧壁分别贴合于凹槽34的第一端壁和水平限位部36，因此被牢牢限位在凹槽34中；将自通槽46穿出的正极耳12和负极耳14弯折后贴合在金属板40的表面上并覆盖住凹陷48 ；将金属导电板50放在金属板40的上表面,其第一端52插入金属板40的收容部42中，第二端的螺钉孔54与金属板40的螺钉孔44对齐，此时，金属导电板50的凸起56也恰好与金属板40的凹陷48对齐；最后,利用螺钉60将金属导电板50和金属板40紧固在线束隔离板30上，完成锂电池组的组装。
[0033]金属导电板50使用刚度较强的长方体金属板是为了避免其两端受力时中间上翘，以充分保证金属导电板50被螺钉60及卡扣锁紧时能够以刚体的形式压住电芯极耳上表面，使得凸起56能够与金属板40的凹陷48凸凹镶嵌，保证电芯极耳连接的紧密性和稳定性。
[0034]在组装好的锂电池组中，锂电芯10的电芯极耳因被紧密夹持于金属板40和金属导电板50之间而互相连接，实现锂电芯10的串联和/或并联；而金属板40和金属导电板50配合面之间的凹陷48和凸起56咬合结构，也能使得电芯极耳与金属板40、金属导电板50之间的接触更为紧密和充分，有效地保证了连接的稳固性。
[0035]同时，由于电芯极耳连接结构的各元件之间采用的都是卡扣、螺钉等可拆卸的组合方式，因此在锂电池组使用过程中，如果发现某个锂电芯10的质量出现问题或是不能正常工作，即可通过拆开螺钉60来取下与该锂电芯10有关的金属板40、金属导电板50,再拆开螺母24抽出固定电芯壳体20的螺杆，便可以轻松地取出并更换有问题的锂电芯10。
[0036]可以预见的是，本实用新型的电芯极耳连接结构不仅能够应用在软包装锂电池组上，同样也可以应用在镍氢、镍镉等电池的电芯的组串并联中。
[0037]通过以上描述可知，本实用新型至少具有以下有益效果:
[0038]I)与锡焊相比，避免了电芯高温损坏的问题，而且在电芯极耳连接过程中无需额外的原材料，既环保又低成本；
[0039]2)与激光焊接和超声波焊接相比，本实用新型电芯极耳连接结构的卡扣和螺钉操作简单，而且所需空间较小，不会因空间干涉而导致电芯极耳受损；
[0040]3)可拆卸连接使得锂电芯的更换变得简单快捷，提高了软包装锂电池组的使用和维护性能，避免了现有锂电池组焊接连接后不能对锂电芯进行更换，出现问题后只能整体报废的弊端，大大节约了成本。
[0041]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【权利要求】
1.一种电池组电芯极耳连接结构，其包括电芯极耳、金属板、金属导电板和线束隔离板，其特征在于:所述线束隔离板封装在电芯的极耳伸出面上，金属板固定在线束隔离板背向电芯的表面上；线束隔离板和金属板上开设有彼此对应的通槽，电芯极耳穿出线束隔离板和金属板的通槽，弯折后贴合于金属板背向线束隔离板的表面上；金属导电板压紧在金属板上而将电芯极耳紧密夹持于金属板和金属导电板之间。
2.根据权利要求1所述的电池组电芯极耳连接结构，其特征在于:所述金属板和金属导电板朝向对方的表面上，分别设有相对应的凹陷和凸起，电芯极耳的一部分被夹持在这些彼此咬合的凹陷和凸起之间。
3.根据权利要求1或2所述的电池组电芯极耳连接结构，其特征在于:所述线束隔离板上开设有凹槽，金属板和金属导电板收容并紧固于线束隔离板的凹槽中。
4.根据权利要求1或2所述的电池组电芯极耳连接结构，其特征在于:所述金属板和线束隔离板、金属导电板和金属板之间都是通过卡扣和螺钉进行双重连接的。
5.根据权利要求1或2所述的电池组电芯极耳连接结构，其特征在于:所述线束隔离板上成型有对金属板的第一端进行限位的限位部，并开设有与金属板的第二端相对应的螺钉孔；金属板的第一端成型有与金属导电板第一端相适配的收容部，第二端开设有螺钉孔；金属导电板的第二端也开设有与金属板第二端的螺钉孔相对应的螺钉孔；金属板的第一端被线束隔离板的限位部限制住水平和竖直移动，金属导电板的第一端插入金属板的收容部中而被限位，金属板和金属导电板的第二端通过螺钉固定在线束隔离板上。
6.一种软包装电池组，其包括两个或更多个电芯、与电芯数量相同的电芯壳体、至少一个金属板、与金属板数量相同的金属导电板和一个线束隔离板；电芯分别收容于电芯壳体中，电芯壳体之间通过连接元件紧固，线束隔离板封装在电芯的极耳伸出面上；其特征在于:所述金属板固定在线束隔离板的外表面上，线束隔离板和金属板开设有彼此对应的通槽，电芯的电芯极耳穿出线束隔离板和金属板的通槽，弯折后贴合于金属板背向线束隔离板的表面上，金属导电板压紧在金属板上而将电芯极耳紧密夹持于金属板和金属导电板之间。
7.根据权利要求6所述的软包装电池组，其特征在于:所述金属板和金属导电板朝向对方的表面上，分别设有相对应的凹陷和凸起，电芯极耳的一部分被夹持在这些彼此咬合的凹陷和凸起之间。
8.根据权利要求6或7所述的软包装电池组，其特征在于:所述线束隔离板上开设有凹槽，金属板和金属导电板收容并紧固于线束隔离板的凹槽中；金属板和线束隔离板、金属导电板和金属板之间都是通过卡扣和螺钉进行双重连接的。
9.根据权利要求6或7所述的软包装电池组，其特征在于:所述线束隔离板上成型有对金属板的第一端进行限位的限位部，并开设有与金属板的第二端相对应的螺钉孔；金属板的第一端成型有与金属导电板第一端相适配的收容部，第二端开设有螺钉孔；金属导电板的第二端也开设有与金属板第二端的螺钉孔相对应的螺钉孔；金属板的第一端被线束隔离板的限位部限制住水平和竖直移动，金属导电板的第一端插入金属板的收容部中而被限位，金属板和金属导电板的第二端通过螺钉固定在线束隔离板上。
10.根据权利要求6或7所述的软包装电池组，其特征在于:所述金属导电板为刚性板。
【文档编号】H01M2/26GK203733874SQ201420122187
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】陈亚杰, 邹微波, 杨彦刚 申请人:宁德时代新能源科技有限公司