电池模组及其制备方法及电池组件与流程

本发明涉及电池领域，特别是涉及一种电池模组及其制备方法及电池组件。

背景技术：

目前，新能源以及储能行业中对于电池模组的需求越来越大。电池模组在工作过程中会产生大量的热，而这些热量若不能够及时散发出去，将会影响电池模组的寿命及运行稳定性，甚至会引发电池安全问题。

发热问题一直是困扰着电池模组性能提高的瓶颈。现有的技术中对于电池模组的散热，有风冷、水冷等方法。

风冷方法就是使用风扇对电池模组进行散热。但是风扇安装需要占用了一部分空间，造成空间的浪费，且风冷在散热时容易在内部产生涡流，继而影响散热效果。风扇工作时会吸入灰尘，长期工作时风扇吸入的灰尘在系统内部沉积，反而会影响电池模组的散热。

水冷方法就是用冷水板或冷水管对电池模组进行散热。但是水冷需要的水冷板和水冷管材料价格高，而且还需要专门设计水冷通道及水冷系统，结构及加工工艺复杂。另外，若水渗漏，将会引发严重的电池模组安全问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的电池模组风冷水冷效果差的问题，提供一种新的散热方法的电池模组。

一种电池模组，包括：

电池组，由若干呈圆柱状的单体电池平行排布而成；

外壳，用于容置所述电池组；

以及导热胶，填充于所述外壳与所述单体电池之间的空隙。

与现有技术相比，本发明的电池模组，通过在外壳与单体电池之间填充导热胶，单体电池在工作时散发出的热量，通过导热胶快速地传递至外壳，最终通过外壳将热量排出，从而可以有效降低电池模组内的温度，确保电池性能的发挥。

在其中一个实施例中，所述外壳包括：

第一框壳，套设于所述电池组的正极端外；

第二框壳；套设于所述电池组的负极端外；

第一盖板，封闭于所述第一框壳架远离所述第二框壳的一端；

以及第二盖板，封闭于所述第二框壳架远离所述第一框壳的一端；

所述第一盖板、第一框壳、第二框壳以及第二盖板形成封闭的腔体。

在其中一个实施例中，在所述第一框壳内设置有用于固定所述电池组的正极端的第一支架；所述第一支架上设有用于固定所述单体电池的正极端的第一固定孔；在所述第二框壳的内设置有用于固定所述电池组的负极端的第二支架；所述第二支架上设有用于固定所述单体电池的负极端的第二固定孔。

在其中一个实施例中，在所述外壳的侧壁上开设有灌胶口。

在其中一个实施例中，在所述外壳的侧壁上还开设有排气口；所述灌胶口与所述排气口分别位于外壳相对的两个侧壁上。

在其中一个实施例中，所述导热胶为导热硅胶。

本发明还提供了一种上述电池模组的制备方法。

一种上述电池模组的制备方法，包括如下步骤：

将所述单体电池装于所述外壳中；

向所述外壳内灌注熔融的胶液，冷却后形成导热胶。

本发明通过灌注的方式，可以避免导热胶与单体电池以及外壳之间出现空隙，从而使单体电池与导热胶、以及外壳与导热硅胶之间完全接触，接触面积大，进一步提高电池模组的热量传导，以便及时将电池模组的热量传递出去。

在其中一个实施例中，在灌注时，所述胶液的温度与所述导热胶的熔点差值大于等于5℃。

在其中一个实施例中，在灌注时，所述胶液的流量为0.001L/s～0.1L/s。

本发明还提供了一种电池组件。

一种电池组件，所述电池组件由若干电池模组相互联接而成；所述电池模组为本发明所提供的电池模组。

上述电池组件，由于采用本发明所提供的电池模组构成，从而可以降低整个电池组件的热量，有助于电池组件性能的发挥。

附图说明

图1为本发明一实施例的电池模组的结构爆炸示意图。

图2为图1中的电池模组的立体结构示意图。

图3为图1中的电池模组的截面结构示意图。

图4为图1中的电池模组的第一框壳的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。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。

参见图1-4，本发明一实施例的电池模组1000，包括电池组600、外壳以及导热胶(未示出)。

其中，电池组600是电池模组1000的核心部件，为整个电池模组提供电能。结合参见图1和图3，电池组600由若干呈圆柱状的单体电池610平行排布而成。也就是说，单体电池610为圆柱形电池。这样单体电池610的正极位于圆柱的一端(将该端定义为单体电池610的正极端)，负极位于圆柱的另一端(将该端定义为单体电池610的负极端)。在电池组600中，由于所有单体电池610平行排布，故所有单体电池610的正极位于电池组600的一端(将该端定义为电池组600的正极端)，所有单体电池610的负极位于电池组600另一端(将该端定义为电池组600的负极端)。

其中，外壳的主要作用是，容置电池组600；也就是说，电池组600位于外壳内。

结合参见图2以及图3，具体地，外壳包括第一侧面(图3中的右侧面)、与第一侧面相对设置的第二侧面(图3中的左侧面)、以及位于第一侧面与第二侧面之间的第三侧面(即图3中上侧面)与第四侧面(即图3中下侧面)。

在第一侧面上设有第一凹凸结构；在第二侧面上设有第二凹凸结构。一个电池模组1000中的第一凹凸结构能够与一个相邻电池模组1000的第二凹凸结构相互嵌合；同样地，一个电池模组1000中的第二凹凸结构也能够与另外一个相邻电池模组1000的第一凹凸结构相互嵌合。这样相邻电池模组1000可以通过凹凸结构嵌合，从而使电池组件中的所有电池模组1000形成一个整体。当电池组件受到晃动或震动时，电池模组1000之间不易产生位移，电池模组1000固定牢靠。另外，由于具有凹凸结构，可以充分利用边缘圆柱形单体电池与外壳侧壁直面之间的死角位置，使电池模组内的空间得到充分利用，空间有效利用率提高。

在本实施例中，第一凹凸结构包括间隔且平行设置的两条凸棱402；凸棱402突出第一侧面其余部分所在的平面；相对的，在两条凸棱402之间的部分形成凹。第二凹凸结构包括间隔且平行设置的两条凹槽401；凹槽401凹进第二侧面其余部分所在的平面；相对的，在两条凹槽401之间的部分形成凸。具体地，凸棱402以及凹槽401的延伸方向与单体电池610的延伸方向平行。也就是说，凸棱402以及凹槽401沿图2中上下方向延伸。

参见图3，在本实施例中，电池组600中的单体电池610沿第一侧面到第二侧面方向(也即图3中左右方向)呈排设置；也就是说，电池组600由若干个电池排组成，每个电池排中单体电池610沿图3中的左右方向排布。更具体地，在电池组600中的单体电池错排设置，也就是说，相邻的两个电池排相互错开。从而使电池排的单体电池610的圆心与相邻电池排的两个相邻的单体电池610的圆心形成正三角形。这样单体电池之间的空隙更小，单体电池610排布更加紧密，可以进一步节省电池组600所占的空间。

在本实施例中，电池组600由5个电池排组成，每个电池排由8个单体电池610组成。两个凸棱402的内部刚好容纳单体电池610错排凸出的部分，也即两个凸棱402刚好容纳第二排和第四排右侧各自突出的半个单体电池610；同时，凹槽401刚好占据该电池排另一端的单体电池610凹进的部分。也即两个凹槽401刚好凹进第二排和第四排左侧各自的半个单体电池610流出的空间；这样可使外壳基本贴着错排的电池组600的外轮廓设置，从而进一步有效利用电池模组1000的空间，在有效的空间内布置更多的单体电池610。

当然，可以理解的是，凸棱402的条数并不限制为两条，也可以大于两条，例如三条、四条等。同样地，凹槽401的条数并不限制为两条，也可以大于两条，例如三条、四条等。只要凸棱402与凹槽401相对设置，使第一侧面与相邻的电池模组的第二侧面能够嵌合即可。

结合参见图2以及图3，在本实施例中，在第三侧面和第四侧面上形成有内凹槽405；内凹槽405沿外壳的两端方向延伸，也就是图3中垂直于纸面的方向延伸。

在本实施例中，电池模组1000还包括用于将电池组600的电流引出到外壳外的外联片210；外联片210位于内凹槽405内。当电池模组1000相互联接形成电池组件时，由于外联片210位于内凹槽405内，故导电联接条也位于该内凹槽405内。这样内凹槽给导电联接条形成了保护空间，可以避免导电联接条与其它东西相撞，或者避免导电联接条与其它东西导电，引发漏电或其它安全隐患。

当然，可以理解的是，也可以只设置一个内凹槽，或位于第三侧面上或位于第四侧面上。

参见图1，在本实施例中，导电单元由第一导电片200a、第一焊接片300a、第二焊接片300b、第二导电片200b构成。

第一焊接片300a与单体电池610的正极端电连接，更具体地，第一焊接片300a上的焊接齿焊接到单体电池610的正极上。第一导电片200a与第一焊接片300a电连接，从而将第一焊接片300a上收集的正极电流传导至第一导电片200a，再通过外联片210引出外壳外。

同样地，第二焊接片300b与单体电池610的负极端电连接，更具体地，第二焊接片300b上的焊接齿焊接到单体电池610的负极上。第二导电片200b与第二焊接片300b电连接，从而将第二焊接片300b上收集的负极电流传导至第二导电片200b，再通过外联片210引出到外壳外。

当然，可以理解的是，电池组600中各单体电池610的电流引出并不局限于上述结构，还可以其它本领域技术人员所公知的结构。

结合参见图1和图2，在本实施例中，外壳由第一盖板100a、第一框壳400a、第二框壳400b、以及第二盖板100a构成。其中，第一框壳400a与第二框壳400b均呈两端开口的圈状。在本实施例中，第一框壳400a与第二框壳400b呈大致的方形圈。

第一框壳400a套设于电池组600的正极端外；第二框壳400b套设于电池组600的负极端外；第一盖板100a盖在第一框壳400a上，从而使第一框壳400a远离第二框壳400b的一端封闭；第二盖板100b盖在第二框壳400b上，从而使第二框壳400b远离第一框壳400a的一端封闭；第一框壳400a的另一端与第二框壳400b的另一端接触而相互封闭；从而第一盖板100a、第一框壳400a、第二框壳400b、以及第二盖板100a形成一个封闭的腔体。电池组600就位于该腔体内。

结合参见图4以及图1，为了进一步固定电池组600，在第一框壳400a内设置有用于固定电池组600的正极端的第一支架410；第一支架410上设有若干第一固定孔，每个第一固定孔固定一个单体电池610的正极端。这样所有单体电池610的正极端均被固定在第一固定架410上，进而固定到第一框壳400a上，从而避免单体电池610在外壳内晃动。同理地，在第二框壳400b内设置有用于固定电池组600的负极端的第二支架420；第二支架420上设有若干第二固定孔，每个第二固定孔固定一个单体电池610的负极端。这样所有单体电池610的负极端均被固定在第二固定架410上，进而固定到第二框壳400a上，从而避免单体电池610在外壳内晃动。

参见图3，电池模组1000还包括导热胶(未示出)。导热胶填充于单体电池610与外壳之间的空隙。也就是说，导热胶将单体电池与外壳之间的空气排尽，由导热胶占据原来空气的位置。这样导热胶包裹单体电池610外，单体电池610产生的热量通过导热胶传递到外壳上，从而将单体电池610的热量散出。由于空气是热的不良导体，而导热胶的热传导系数较高，故而可以很快地将单体电池610的热量传递至外壳，再通过外壳散发出去，从而可以有效降低电池组600工作时的工作温度，有效提升电池组600的性能发挥，提高其安全性能。

此外，由于导热胶具有粘性，可以进一步将单体电池610固定在外壳内，从而使电池组600的固定更加牢靠。

在本实施例中，导热胶为导热硅胶。当然，可以理解的是，本发明的导热胶并不局限于导热硅胶，还可以选择其它导热胶。

参见图2，在本实施例中，在外壳的侧壁上开设有灌胶口409。当需要灌注导热胶时，将胶液通过灌胶口409输入到外壳内。灌胶口的数量并不局限为一个，还可以是多个。同样，灌胶口409的位置也并不局限于外壳的侧壁，还可以是外壳的顶壁，或其它合适的位置。

为了更加顺利地灌胶，在外壳的侧壁上还开设有排气口408。这样在灌胶时，便于空气的溢出，减少灌胶时的气压阻力，同时避免灌胶过程中气泡的产生，并最终避免导热胶中的气泡结构，从而使导热胶与单体电池610以及外壳结合地更加紧密，提高导热胶的导热效率。

更进一步地，灌胶口409与排气口408分别位于外壳相对的两个侧壁上。这样可以更加有利于空气溢出。

在本实施例中，灌胶口409为两个，分别位于第一框壳400a的前侧壁上以及第二框壳400b的前侧壁上。排气口408也为两个，分别位于第一框壳400的后侧壁上以及第二框壳400b的后侧壁上。

本发明还提供了一种电池模组的制备方法。

一种电池模组的制备方法，包括如下步骤：

S1、将单体电池装于外壳中。

单体电池的装的方法，本领域技术人员可以根据实际情况，选择合适的装的方法。例如可以将单体电池一个个装入外壳中，也可以将单体电池先排列成电池组一次装入外壳中。

S2、向外壳内灌注熔融的胶液，冷却后形成导热胶。

优选地，在灌注时，胶液的温度T与导热胶的熔点Tm差值大于等于5℃。即T－Tm≥5℃。这样既可以避免较高的温度对电池组造成的损害，又可以使胶液具有良好的流动性，从而有利于胶液灌注。

更优选地，T－Tm＝5℃，也即说，胶液的温度高于导热胶的熔点5℃。

优选地，在灌注时，胶液的流量控制为0.001L/s～0.1L/s。这样可以有效避免形成的导热胶中形成气泡。

本发明通过灌注的方式，可以避免导热胶与单体电池以及外壳之间出现空隙，从而使电池组与导热胶、以及外壳与导热胶之间完全接触，接触面积大，进一步提高电池组的热量传导，以便及时将电池组的热量传递出去。

本发明还提供了一种电池组件。

一种电池组件，其由若干电池模组相互联接而成。该电池模组为本发明所提供的电池模组。

电池组件的其它部件，可以采用本领域技术人员所公知的，在此不再赘述。

上述电池组件，由于采用本发明所提供的电池模组构成，从而可以降低整个电池组件的热量，有助于电池组件性能的发挥。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。