一种免点焊可拆卸锂离子电池单元、电池模组以及其应用的制作方法

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种免点焊可拆卸锂离子电池单元电池模组以及其应用。

背景技术：

行业内锂电池组的组装方式层出不穷，各类组装方式在电池领域中运用的越来越广，行业内的组装结构以点焊为主，通常有以下方案 ：1. 胶水粘接，镍带点焊 ；2. 整体支架组装，镍带点焊 ；3.其他组合式的电芯支架，镍带点焊。电池的正负极与导电片焊接，电池组的外形结构固定，不能改变，导致电池组应用范围单一，一种电池组只能应用于特定的产品。然而，新型产品的推陈出新导致多串并结构组装越来越复杂，受人工成本、行业内电芯产能价格、及行业反应速度的影响，电池组的需求呈现多样性。为了提高生产效率，降低成本、合并产品的通用性，因此简易通用的结构组装方案迫切需要推出。

而且点焊的电池组结构在电池维修与替换方面极为不方便，一些电池组设计成一个集成结构，串并联连接件为镍带，规格多样，串并联过程较为繁琐，生产效率低；各个电池部件都组合成一个不可分离的整体，如果其中某个电池出现故障，就会导致整个电池组的报废，即使能维修，也需要很大的成本。电池里面含有很多严重污染环境的重金属成分，报废的电池的处理工作也很复杂，若果电池处理不当，将会对环境造成严重的污染。针对上述问题，有必要提出一种解决问题的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足提供一种能够根据产品的需要，将单个电池组合的免点焊可拆卸锂离子电池单元。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种免点焊可拆卸锂离子电池单元，包括电池和支架，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内；所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架可安装2n+1个电池，其中n为正整数。

所述支架包括正极安装部、与正极安装部可拆卸组装的负极安装部，所述正极安装部和负极安装部分别活动插设有金属连接片。

所述正极安装部包括侧棱和顶板，所述侧棱用于与负极安装部组装连接，所述的顶板用于安装电池正极。

所述的侧棱可以设置有用于与负极安装部组装连接的卡柱。

所述的顶板纵向和/或横向可拆卸设置有若干对应的金属连接片导向槽。

所述的顶板周沿设置有滑轨和滑槽。

所述的顶板的电池正极容致区可以设置为镂空。

所述负极安装部包括侧棱和底板，所述侧棱用于与正极安装部组装连接，所述的底板用于安装电池负极。

所述的侧棱可以设置有用于与正极安装部组装连接的卡槽。

所述的底板纵向和/或横向设置有若干对应的金属连接片导向槽。

所述的底板周沿设置有滑轨和滑槽。

所述的底板的电池负极容致区可以设置为镂空。

所述支架由上顶板、下底板、边侧板、后侧板和前盖板可拆卸组成，形成电池的容纳空间。

所述的上顶板纵向和/或横向设置有若干对应的金属连接片导向槽。

所述的下底板纵向和/或横向设置有若干对应的金属连接片导向槽。

所述的上顶板的周沿设置有卡件和扣件。

所述的下底板的周沿设置有卡件和扣件。

所述的边侧板、后侧板和前盖板均设置有镂空区。

所述的后侧板设置有防电池移动件。

所述防电池移动件设置在后侧板的镂空区之间。

所述的金属连接片设置为条型。

所述的金属连接片在对应的电池正/负极柱处设置有触点。

所述的触点为弹性件或者强力磁铁。

所述的弹性件包括弹片，弹簧以及弹块中的任意一种。

所述弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点。

所述的金属连接片的端部设置有紧固件。

相对与现有技术，本发明的技术方案包括电池和支架，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内；无松动保证了电池与支架的接触足够紧密，不会因为电池的松动导致电阻和电流的变化，安全可靠，可拆装的安装方式，操作方便，无需点焊，所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架安装2n+1个电池，其中n为正整数，当n=1时，可以组装成2个、3个的电池单元，当n为其它正整数时，可以组装成多个电池的电池单元，使用方便。

本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足提供一种能够灵活拆装的免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括若干上述的电池单元，所述的电池单元通过活动可拆装配合组装，所述电池单元的组装方向为三维的X轴、Y轴和Z轴方向。

还包括用于防护电池模组的壳体，所述的电池模组容纳于所述的壳体内。

所述的壳体包括壳盖和壳腔，壳盖与壳腔连接。

所述壳盖与壳腔可拆卸连接，所述可拆卸连接包括扣接、螺接和铰接。

所述壳盖与壳腔固定连接，所述的固定连接包括超声波焊接、粘接和铆接，即在壳盖与壳腔形成一定的超声波焊接、粘接或铆接，能够达到密封的效果，而且又不影响它们的可拆卸性能。

所述壳盖两对称侧面对称设置有扣件。

所述壳腔内设置有压接件，所述压接件用于电池模组定位，以及压接金属连接件的触点。

所述壳腔内设置有螺栓导向柱，所述螺栓导向柱用于配合螺栓紧固壳体。

所述壳腔两对称侧面对称设置有与壳盖配合的扣体。

所述壳腔的周沿设置有加强筋。

相对于现有技术本发明的技术方案包括若干电池单元，所述的电池单元通过活动可拆装配合组装，所述电池单元的组装方向为三维的X轴、Y轴和Z轴方向。可以很灵活地组装，可以满足三维的X轴、Y轴和Z轴方向，在电池安装不松动的情况下，克服了组装方向的局限性，为满足各种不同形状的电池模组提供了条件。

本发明的目的之三在于：提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括电池、支架和电池盒，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内，形成电池单元；所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架可安装2n+1个电池，其中n为正整数，n≥5，所述的电池单元固定在电池盒内。

所述的支架包括正极安装部、与正极安装部可拆卸组装的负极安装部，以及可拆装安装在正极安装部的金属连接片。

所述正极安装部均匀设置有若干正极顶座，用于安装电池的正极。

所述的负极安装部均匀设置有若干负极底座，用于安装电池的负极。

所述的正极安装部设置有插柱，所述的负极安装部设置有与所述插柱配合的插口。

所述的正极安装部设置有与金属连接片配合安装的安装件。

所述的安装件包括卡凸、扣件、扣环以及钩件。

所述的金属连接片为片状，所述的金属连接片在对应的电池正/负极柱处设置有触点。

所述的触点为弹性件或者强力磁铁。

所述的弹性件包括弹片，弹簧以及弹块中的任意一种。

所述弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点。

所述的金属连接片的端部设置有紧固件。

所述的电池盒包括盒腔以及与盒腔可拆装配合的盒盖，所述电池单元固定在安装在盒腔内，所述盒盖内表面设置有防水圈。

所述的盒盖与正极安装部之间设置有压接板，所述的压接板用于压接金属连接件的触点。

所述的盒腔与盒盖先通过螺接可拆卸固定，再通过胶粘的方式连接进行固定密封，使得盒腔与盒盖更加牢固，而且防水效果也比较好。

本发明现对现有技术包括电池、支架和电池盒，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内，形成电池单元；所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架可安装2n+1个电池，其中n为正整数，n≥5，支架成整体片状，所述的电池单元固定在电池盒内。此组装结构极大的简化生产工艺及降低成本，有效提高生产效率及生产品质，同时也免去了点焊繁琐工艺和设备的操作，方便拆装维修，大大的降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明的目的之四在于：提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括电池、支架、上盒盖和下盒盖，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内，形成电池单元；所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架可安装2n+1个电池，其中n为正整数，n≥5，所述的上盒盖和下盒盖分别与支架可拆卸连接。

所述的支架包括正极安装部、与正极安装部可拆卸组装的负极安装部，以及可拆装分别安装在正极安装部、负极安装部的金属连接片。

所述的正极安装部套设在电池的正极端，所述的负极安装部套设在电池的负极端。

所述的上盒盖与正极安装部可拆卸连接，所述的下盒盖与负极安装部可拆卸连接。

所述的可拆卸连接包括扣接、铰接和螺接的任意一种。

所述的金属连接片为片状，所述的金属连接片在对应的电池正/负极柱处设置有触点。

所述的触点包括弹片和弹块。

所述弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点。

所述的金属连接片的端部设置有紧固件。

所述的上盒盖嵌设有上磁铁块，所述的下盒盖嵌设有下磁铁块。

所述的上磁铁块与安装在正极安装部的金属连接片触点连接。

所述的下磁铁块与安装在负极安装部的金属连接片触点连接。

相对于现有技术，本发明包括电池、支架、上盒盖和下盒盖，所述电池无松动以及可拆装地安装在支架内，形成电池单元，所述的支架可安装2n个电池，或者所述的支架可安装2n+1个电池，其中n为正整数，n≥5支架成整体片状，所述的上盒盖和下盒盖分别与支架可拆卸连接。本发明适用于多种产品，并且拆卸简单，维修方便，可重复利用，降低使用和维修成本。

本发明的目的之五在于：提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组的应用，当所述电池在1-1000循环周期内，将其用于电动汽车。

本发明的目的之六在于：提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组的应用，当所述电池在1000-2000循环周期内，将其用于电动自行车或者电动工具。

本发明的目的之六在于：提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组的应用，当所述电池在2000-5000循环周期内，将用作储能电站。

附图说明

图1是本发明具体实施方式3的免点焊可拆卸锂离子电池模组分解示意图。

图2是本发明具体实施方式1的电池单元结构示意图。

图3是本发明图2的正极安装部结构示意图。

图4是本发明图2的负极安装部结构示意图。

图5是本发明金属连接片的结构示意图。

图6是本发明具体实施方式2电池单元结构示意图。

图7是本发明具体实施方式2电池单元分解结构示意图。

图8是本发明具体实施方式5免点焊可拆卸锂离子电池模组分解示意图。

图9是本发明图8的支架结构示意图。

图10是本发明具体实施方式6免点焊可拆卸锂离子电池模组分解示意图。

图11是本发明应用例中电池循环周期与电池容量保持率的示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

具体实施方式

具体实施方式1

见图2-5所示，一种免点焊可拆卸锂离子电池单元，包括电池1和支架2，所述电池1无松动以及可拆装地安装在支架2内；无松动保证了电池1与支架2的接触足够紧密，不会因为电池1的松动导致电阻和电流的变化，安全可靠，可拆装的安装方式，操作方便，无需点焊，所述的支架2可安装2n个电池1，其中n为正整数，当需要安装双数个电池1时，采用安装2n个电池1的方案；所述的支架2可安装2n+1个电池1，当需要安装单数个电池1时，采用安装2n+1个电池1的方案，其中n为正整数。

本实施方式所述支架2包括正极安装部21、与正极安装部21可拆卸组装的负极安装部22，所述正极安装部21和负极安装部22分别活动插设有金属连接片3。所述正极安装部21包括侧棱211和顶板212，所述侧棱211用于与负极安装部22组装连接，所述的顶板212用于安装电池1的正极，所述负极安装部22包括侧棱221和底板222，所述侧棱221用于与正极安装部21组装连接，即正极安装部21的侧棱211与负极安装部22的侧棱221连接，所述的底板222用于安装电池1的负极。更具体地，所述的正极安装部21的侧棱211可以设置有用于与负极安装部22组装连接的卡柱2111。所述的负极安装部22的侧棱222可以设置有用于与正极安装部21组装连接的卡槽2211，卡住2111与卡槽2211扣合连接。

所述的顶板212和底板222的纵向和横向均可拆卸设置有对应的金属连接片导向槽31，金属连接片导向槽31用于插设金属连接片3。所述的顶板212周沿设置有滑轨2122和滑槽2123，所述的底板222周沿也设置有滑轨2222和滑槽2223，用于与另外一个电池单元连接组装。所述的顶板212的电池1的正极容致区，以及所述的底板222的电池负极容致区设置为镂空，使得正/负极端部露出，安装时可以顶紧正/负极极柱部位。所述的金属连接片3设置为条型。所述的金属连接片1在对应的电池正/负极柱处设置有触点32。所述的触点32为弹性件，所述的弹性件包括弹片，弹簧以及弹块中的任意一种，本实施方式采用弹片，所述弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点32，弹片顶触正/负极极柱，防止电池松动，使得电池的安装更加紧固，所述的金属连接片3的端部设置有紧固件33，紧固件33用于与正极安装部21或者负极安装部22紧固连接。

具体实施方式2

见图6-7所示，本是实施方式与具体实施方式1不同之处在于支架2结构，

所述支架2由上顶板23、下底板24、边侧板25、后侧板26和前盖板27可拆卸组成，形成电池1的容纳空间，形成三面保护电池1不受损伤，同时也保证电池1安装上去后不松动。所述的上顶板23、下底板24的纵向和横向设置有对应的金属连接片导向槽31。所述的上顶板23周沿设置有卡件231和扣件232，所述的下底板24周沿也设置有卡件241和扣件242，用于与另外一个电池单元连接组装。所述的边侧板25、后侧板26和前盖板27均设置有镂空区，有效节省材料，降低成本，同时有镂空区也方便电池1的拆装。所述的后侧板26镂空区之间设置有防电池移动件261，防电池移动件261。其它与实施方式1相同，这里不再赘述。

具体实施方式3

见图1-5所示，本实施方式一种能够灵活拆装的免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括若干具体实施方式1所述的电池单元10，所述的电池单元10通过活动可拆装配合组装，所述电池单元10的组装方向为三维的X轴、Y轴和Z轴方向。本实施方式组装的方向为X轴横向，Y轴纵向组装，还包括用于防护电池模组的壳体4，所述的电池模组容纳于所述的壳体4内，所述的壳体4包括壳盖41和壳腔42，壳盖41与壳腔42连接。所述壳盖41与壳腔42可拆卸连接，所述可拆卸连接包括扣接、螺接和铰接。所述壳盖41两对称侧面对称设置有扣件411，所述壳腔42两对称侧面对称设置有与壳盖41配合的扣体421，由于其是对称设置，因此当壳盖41掉转180°时也时可以吻合安装的，使得壳盖安装41方便，在生产中大大提高了安装的效率。所述壳腔42内设置有压接件423，所述压接件423用于电池模组定位，以及压接金属连接件的触点32，使得触点紧密与电池1的极柱结合，不会有松动的现象。所述壳腔42内设置有螺栓导向柱422，所述螺栓导向柱422用于配合螺栓紧固壳体4。所述壳腔42的周沿设置有加强筋424，增强壳腔42的强度，当壳体4收到撞击时仍然很好地保护电池单元10。

具体实施方式4

见图1、6-7所示，本实施方式与具体实施方式3不同之处在于：本实施方式采用具体实施方式2的电池单元10，组装的方向为X轴横向，Y轴纵向，以及Z轴方向组装。其它与具体实施方式3相同，这里不再赘述。

具体实施方式5

见图8-9所示，提供一种免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括电池1和支架2，支架2成整体片状，所述电池1无松动以及可拆装地安装在支架2内；无松动保证了电池1与支架2的接触足够紧密，不会因为电池1的松动导致电阻和电流的变化，可拆装的安装方式，操作方便，无需点焊，形成电池单元10；当需要安装双数个电池1时，采用安装2n个电池1的方案，当需要安装单数个电池1时，采用安装2n+1个电池1的方案，其中n为正整数，本实施方式采用安装双数个电池1，即采用2n个电池的方案，n为10，所述的电池单元10固定在电池盒内5。所述的支架2包括正极安装部2a、与正极安装部2a可拆卸组装的负极安装部2b，以及可拆装安装在正极安装部2a的金属连接片3a。所述正极安装部2a均匀设置有若干正极顶座2a1，用于安装电池1的正极；所述的负极安装部2b均匀设置有若干负极底座2b1，用于安装电池1的负极。所述的正极安装部2a设置有插柱2a2，所述的负极安装部2b设置有与所述插柱2a2配合的插口2b2。所述的正极安装部2a设置有与金属连接片3a配合安装的安装件2a3。所述的安装件2a3包括卡凸、扣件、扣环以及钩件，本实施方式采用卡凸。所述的金属连接片3a为片状，所述的金属连接片3a在对应的电池正/负极柱处设置有触点3a1。所述的触点3a1为弹性件。所述弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点3a1；所述的金属连接片3a的端部设置有紧固件3a2，所述的金属连接片3a卡在卡凸上，紧固件3a2与正极安装部2a紧扣。所述的电池盒5包括盒腔51以及与盒腔51可拆装配合的盒盖52，所述电池单元10固定在安装在盒腔51内，所述盒盖52内表面设置有防水圈6，防水圈6可以有效防止外界的水份侵入电池盒5内。所述的盒盖52与正极安装部2a之间设置有压接板7，所述的压接板7用于压接金属连接件3a的触点3a1。所述的盒腔51与盒盖52先通过胶粘的方式连接然后再用螺接的方式固定，使得电池盒5更加牢固。

具体实施方式6

见图10所示，一种免点焊可拆卸锂离子电池模组，包括电池1、支架2、上盒盖8和下盒盖9，所述电池1无松动以及可拆装地安装在支架2内，形成电池单元10；支架2成整体片状，本实施方式采用安装单数个电池1，即采用2n+1个电池的方案，n为24，所述的上盒盖8和下盒盖9分别与支架2可拆卸连接。所述的支架2包括正极安装部2c、与正极安装部2c可拆卸组装的负极安装部2d，以及可拆装分别安装在正极安装部2c、负极安装部2d的金属连接片3b。所述的正极安装部2c套设电池1的正极端，所述的负极安装部2d套设电池1的负极端。所述的上盒盖8与正极安装部2c可拆卸连接，所述的下盒盖9与负极安装部2d可拆卸连接。所述的可拆卸连接为扣接。所述的金属连接片3b为片状，所述的金属连接片3b在对应的电池正/负极柱处设置有触点3b1。所述的触点3b1为弹片，弹片为钣金冷冲件，成型有角度的弹性连接触点，所述的金属连接片3b的端部设置有紧固件3b2。所述的上盒盖8嵌设有上磁铁块（图未显示），所述的下盒盖9嵌设有下磁铁块91。所述的上磁铁块（图未显示）与安装在正极安装部2c的金属连接片触点3b1连接。所述的下磁铁块91与安装在负极安装部2d的金属连接片触点3b1连接。

应用例

采用具体实施方式3的电池模组若干用作电动汽车的动力源，见图11，电池循环周期与电池容量保持率的示意图，其电池1在1-1000循环周期内，电池的容量保持率为88%以上。当电源管理系统中监控到有不良的电池1个体时，只需要将壳盖41打开，拆卸出不良电池1所在的电池单元10，再从电池单元10中将不良电池1拆出，然后换上良品电池1，重新组装上即可，非常方便。大约运行3年后，当所述电池在1000-2000循环周期内，电池的容量保持率为78%以上，将其用于电动自行车或者电动工具。采用同样的办法护理相关的电池1。再运行约3后，当所述电池在2000-5000循环周期内，电池的容量保持率为48%以上，可用作储能电站。如此多级循环使用，大大提高了电池的使用寿命，实现了低碳应用。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。