一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池的制作方法

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池。

背景技术：

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一类电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以，锂电池长期没有得到应用,随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

目前市面上的锂电池产品主打设计路线是定制化，这造成产品设计难度大，结构复杂，无法实现批量化生产，成本高，并且，现有锂电池产品大多采用钣金件外壳，内部电芯通常采用支架形式架空，电芯热量不容易向外扩散，导致电芯温度不一致，使电芯寿命一致性降低，进而影响电芯的使用寿命。

现有的电池成组方式普遍采用捆扎或侧板焊接工艺，此工艺零件多，操作工序多，工序复杂，空间利用率低，成本高，而且可维护性差，捆扎工艺的模组整体强度弱，捆扎带对抗电芯膨胀变形的能力弱，抵御电池振动、机械冲击等动态安全可靠性差。

因此，为解决以上问题，提供一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池及其成组方法。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型提供了一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池，以解决现有锂电池结构复杂、无法实现批量化生产、成本高、可靠性差、电芯的使用寿命低、工序复杂的问题。

为实现实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池，包括底板、外筒、筒体、灌封胶、电池、绝缘板、bms模块、上盖板模块、线束、密封圈和铜排，所述底板上部与外筒下部连接，所述灌封胶覆盖在底板上，所述电池包括若干颗电芯，所述电池位于外筒内且插接在灌封胶上，所述电芯之间、电芯和外筒之间设有绝缘板，所述铜排固定安装在电池上，所述bms模块设于电池上方并与外筒固定连接，所述上盖板模块通过密封圈与外筒连接，所述电池、bms模块、上盖板模块通过线束连接。

优选为，所述上盖板模块包括上盖板、接插件和把手，所述接插件、把手安装在上盖板上，所述上盖板上下两侧下折内弯，所述上盖板内弯处与下折处之间的夹角≤90°，所述上盖板下折为垂直下折，所述上盖板下折一端设有齿形限制块，所述上盖板上设有安装孔，用于安装接插件，所述上盖板可以采用钣金件或者注塑件的材料形式。

优选为，所述上盖板的下折内弯呈段状排布，对应于外筒的限位凸台结构，所述齿形限制块和外筒的加强凸台配合，起到横向限位作用。

优选为，所述外筒正反两面设有若干交错排布的加强凸台，加强凸台起到增强外筒强度和抗电芯膨胀变形的作用，所述筒体的底部和顶部均设有滑槽，所述滑槽的端部设有限位凸台，限位凸台用于限制底板和上盖板横向运动，所述外筒上设有若干螺纹孔，用于安装bms模块和底板，起到横向限位的作用，外筒可采用挤出成型工艺。

优选为，所述外筒正反两面的加强凸台可以配合对插，便于锂电池摆放和运输，不仅节省空间，而且更加稳固。

优选为，所述底板上下两侧上折内弯，所述底板上折为垂直上折，所述底板内弯处与上折处之间的夹角≤90°，所述底板上折的右端设有缺口，所述底板上折的左端设有埋头螺丝孔，底板可采用挤出成型或者折弯成型工艺制造，缺口可与外筒底部滑槽的限位凸台配合，用于底板横向限位。

优选为，所述bms模块包括绝缘压块、bms模块安装板和bms集成电路板，所述绝缘压块安装在bms模块安装板底部，所述bms集成电路板安装在bms模块安装板顶部，所述绝缘压块用于压紧电芯上表面，对电芯垂直方向起到限位作用。

优选为，所述底板和外筒均由金属铝制成，大大增加了整个锂电池的散热性能，所述灌封胶由只有吸附力没有粘结力的有机硅胶导热胶材料制成。

一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池的成组方法，包括如下步骤：

步骤一、预制bms模块

将绝缘压块安装在bms模块安装板背面，将bms集成电路板安装在bms模块安装板相应孔位上；

步骤二、预制上盖板模块

将插接件、把手、密封圈等零部件预制在上盖板上，形成上盖板模块；

步骤三、装配底板

外筒倒立放置，底部朝上，底板通过外筒底部滑槽与外筒装配，底板滑到位后用螺钉将底板与外筒固定；

步骤四、打灌封胶

将装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内的底板上灌入液态灌封胶；

步骤五、装配电池

保持灌入液态灌封胶后的装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内逐个放置电芯，使用压板等工具，用力压各电芯，保证电芯极柱在同一水平面上；

步骤六、装绝缘板

在电芯之间、电芯与外筒间装入绝缘板，根据缝隙大小，控制装入绝缘板的厚度，保证绝缘板在缝隙内卡紧；

步骤七、安装铜排

根据设计要求，将铜排固定在电池的电芯上；

步骤八、安装bms模块

铜排安装后，将bms模块装入外筒，确保绝缘压块压紧电芯上表面，通过螺丝与外筒固定；

步骤九、安装线束

根据设计要求，将线束装在电芯、bms集成电路板和上盖板模块相应位置；

步骤十、封箱

盖上上盖板模块，通过外筒顶端的滑槽和上盖板段状内弯滑入扣紧，此时齿形限制块与外筒加强凸台锁紧，至此成组装配完成。

根据设计要求，安装电芯、安装铜排和安装线束均为现有技术，此处不再赘述。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型具有结构紧凑、简单实用、零件少、模块化标准化强、可大批量生产、成本低的优点；

2、本实用新型具有结构强度高、抗膨胀变形强、动态可靠性高的优点；

3、本实用新型具有散热性能好、电池内部温度一致性高、电池寿命一致性好、电池使用寿命长的优点；

4、本实用新型具有装配工艺简单、拆解快捷、回收维护方便的优点；

5、本实用新型具有外形美观、占用空间小、移动方便的优点。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的爆炸图；

图3是本实用新型底板的结构示意图；

图4是本实用新型外筒的正视结构示意图；

图5是本实用新型外筒的后视结构示意图；

图6是本实用新型2个外筒的对插结构示意图；

图7是本实用新型bms模块的结构示意图；

图8是本实用新型bms模块的爆炸图；

图9是本实用新型上盖板模块的结构示意图；

图10是本实用新型上盖板的结构示意图；

图11是本实用新型图10中b处的结构放大示意图；

以上附图中：1、底板；2、外筒；3、灌封胶；4、电池；5、绝缘板；6、bms模块；7、上盖板模块；8、线束；9、密封圈；10、铜排；11、上盖板；12、接插件；13、把手；14、齿形限制块；15、安装孔；16、限位凸台；17、加强凸台；18、滑槽；19、缺口；20、绝缘压块；21、bms模块安装板；22、bms集成电路板。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

实例一

如图1-11所示，一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池，包括底板1、外筒2、筒体、灌封胶3、电池4、绝缘板5、bms模块6、上盖板模块7、线束8、密封圈9和铜排10，所述底板1上部与外筒2下部连接，所述灌封胶3覆盖在底板1上，所述电池4包括若干颗电芯，所述电池4位于外筒2内且插接在灌封胶3上，所述电芯之间、电芯和外筒2之间设有绝缘板5，所述铜排10固定安装在电池4上，所述bms模块6设于电池4上方并与外筒2固定连接，所述上盖板模块7通过密封圈9与外筒2连接，所述电池4、bms模块6、上盖板模块7通过线束8连接。

进一步的，所述上盖板模块7包括上盖板11、接插件12和把手13，所述接插件12、把手13安装在上盖板11上，所述上盖板11上下两侧下折内弯，所述上盖板11内弯处与下折处之间的夹角≤90°，所述上盖板11下折为垂直下折，所述上盖板11下折一端设有齿形限制块14，所述上盖板11上设有安装孔15，用于安装接插件12，所述上盖板11可以采用钣金件或者注塑件的材料形式，上盖板模块7根据产品具体需求，会设置更多零部件，如接插件分动力接插件和通讯接插件等，此类设计变化均属于本实用新型保护范围内。

进一步的，所述上盖板11的下折内弯呈段状排布，对应于外筒2的限位凸台16结构，产生一对限制上盖板11和外筒2垂向位移的机构，上盖板11通过段状排布的下折内弯结构，可将上盖板11滑动的距离缩短至与外筒2上的限位凸台16宽度相当，大大缩短了上盖板11装配距离，大大缩短了相关线束8的长度，同时大大降低了上盖板11装配难度，所述齿形限制块14和外筒2的加强凸台17配合，起到横向限位作用。

进一步的，所述外筒2正反两面设有若干交错排布的加强凸台17，加强凸台17起到增强外筒2强度和抗电芯膨胀变形的作用，所述外筒2的底部和顶部均设有滑槽18，所述滑槽18的端部设有限位凸台16，限位凸台16用于限制底板1和上盖板11横向运动，所述外筒2上设有若干螺纹孔，用于安装bms模块6和底板1，起到横向限位的作用，外筒2可采用挤出成型工艺，所述外筒2正反两面的加强凸台17可以配合对插，便于锂电池摆放和运输，不仅节省空间，而且更加稳固，不同的加强凸台17结构，只要使用了对插原理，均属于本专利的保护范围。

进一步的，所述底板1上下两侧上折内弯，所述底板1上折为垂直上折，所述底板1内弯处与上折处之间的夹角≤90°，所述底板1上折的右端设有缺口19，所述底板上折的左端设有埋头螺丝孔，底板1可采用挤出成型或者折弯成型工艺制造，缺口19可与外筒2底部滑槽的限位凸台16配合，用于底板1横向限位。

进一步的，所述bms模块6包括绝缘压块20、bms模块安装板21和bms集成电路板22，所述绝缘压块20安装在bms模块安装板21底部，所述bms集成电路板22安装在bms模块安装板21顶部，所述绝缘压块20用于压紧电芯上表面，对电芯垂直方向起到限位作用。

进一步的，所述底板1和外筒2均由金属铝制成，大大增加了整个锂电池的散热性能，所述灌封胶3由只有吸附力没有粘结力的有机硅胶导热胶材料制成，电芯下半部分与电池外壳的横向约束是通过灌封胶3实现的，安装之前，将液态灌封胶3注入锂电池外壳底部，然后将电芯装入外壳，压紧整平，待灌封胶3固化后，对电芯下半部分起横向限位约束作用，不同灌封胶材料和装填形式均属于本专利保护范围。

进一步的，所述底板1、外筒2和上盖板11组成锂电池外壳，电芯顶部与锂电池外壳的横向约束是通过塞入绝缘板5实现的，根据电芯顶部与电池外壳的间隙不同，塞入不同厚度和材料的绝缘板5，起到横向限位固定作用，不同的绝缘板5材料和结构形式均属于本专利保护范围；电芯的竖向约束是通过两个方面实现的，第一、吸附力和摩擦力：即固化后的灌封胶3对电芯下半部分产生的吸附力，绝缘板5与电芯上半部分及外筒2之间的摩擦力；第二是bms模块6上的绝缘压块20对电芯竖向约束限制力，任何采用本实用新型其中一种或多种竖向约束形式均为本专利保护范围。

一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池的成组方法，包括如下步骤：

步骤一、预制bms模块

将绝缘压块安装在bms模块安装板背面，将bms集成电路板安装在bms模块安装板相应孔位上；

步骤二、预制上盖板模块

将插接件、把手、密封圈等零部件预制在上盖板上，形成上盖板模块；

步骤三、装配底板

外筒倒立放置，底部朝上，底板通过外筒底部滑槽与外筒装配，底板滑到位后用螺钉将底板与外筒固定；

步骤四、打灌封胶

将装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内的底板上灌入液态灌封胶；

步骤五、装配电池

保持灌入液态灌封胶后的装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内逐个放置电芯，使用压板等工具，用力压各电芯，保证电芯极柱在同一水平面上；

步骤六、装绝缘板

在电芯之间、电芯与外筒间装入绝缘板，根据缝隙大小，控制装入绝缘板的厚度，保证绝缘板在缝隙内卡紧；

步骤七、安装铜排

根据设计要求，将铜排固定在电池的电芯上；

步骤八、安装bms模块

铜排安装后，将bms模块装入外筒，确保绝缘压块压紧电芯上表面，通过螺丝与外筒固定；

步骤九、安装线束

根据设计要求，将线束装在电芯、bms集成电路板和上盖板模块相应位置；

步骤十、封箱

盖上上盖板模块，通过外筒顶端的滑槽和上盖板段状内弯滑入扣紧，此时齿形限制块与外筒加强凸台锁紧，至此成组装配完成。

根据设计要求，安装电芯、安装铜排和安装线束均为现有技术，此处不再赘述。

实例二

本实例采用8颗3.2v100ah锂电池1并8串成组方案

一种铝挤模块化高强度紧凑型快拆锂电池的成组方法，包括如下步骤：

步骤一、预制bms模块

将绝缘压块安装在bms模块安装板背面，将bms集成电路板安装在bms模块安装板相应孔位上；

步骤二、预制上盖板模块

将插接件、把手、密封圈等零部件预制在上盖板上，形成上盖板模块；

步骤三、装配底板

外筒倒立放置，底部朝上，底板通过外筒底部滑槽与外筒装配，底板滑到位后用螺钉将底板与外筒固定；

步骤四、打灌封胶

将装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内的底板上灌入液态灌封胶；

步骤五、装配电池

保持灌入液态灌封胶后的装配好的外筒和底板正向朝上，向外筒内逐个放置8颗电芯，使用压板等工具，用力压各电芯，保证电芯极柱在同一水平面上；

步骤六、装绝缘板

在电芯之间、电芯与外筒间装入绝缘板，根据缝隙大小，控制装入绝缘板的厚度，保证绝缘板在缝隙内卡紧；

步骤七、安装铜排

根据设计要求，按照1并8串成组方案，将铜排固定在电池的电芯上；

步骤八、安装bms模块

铜排安装后，将bms模块装入外筒，确保绝缘压块压紧电芯上表面，通过螺丝与外筒固定；

步骤九、安装线束

根据设计要求，将线束装在电芯、bms集成电路板和上盖板模块相应位置；

步骤十、封箱

盖上上盖板模块，通过外筒顶端的滑槽和上盖板段状内弯滑入扣紧，此时齿形限制块与外筒加强凸台锁紧，至此成组装配完成。

根据设计要求，安装电芯、安装铜排和安装线束均为现有技术，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。