一种快插模块及电池模组的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，涉及一种快插模块及电池模组。


背景技术：

2.在金属燃料电池使用过程中需要频繁更换电解液以及电池负极，同时需要将多个金属燃料电池单体组成电池组进行串联、并联或者串联和并联的连接。现有技术中，每个电池单体上均引出有正负电极引出端，一般是采用插片导线依次将多个电池单体正负极的引出端连通，并与主导线进行连接，然后通过主电路向外输出电能，这种操作较为繁琐，且连接不够牢靠，在更换电极过程中容易出现插片导线脱落的现象，申请号为：202022005973.8的中国专利中即公开了这种技术方案。鉴于金属燃料电池频繁更换电解液以及负极材料的需求，在电池设计上势必要考虑操作的便利性，增强用户使用的体验感，方便用户操作，因此需要对现有的金属燃料电池的电连接结构进行改进。


技术实现要素：

3.1、要解决的问题
4.针对现有技术中采用插片导线连接电池单体导致操作繁琐且连接不够牢靠的问题，本实用新型提供一种快插模块及电池模组。
5.2、技术方案
6.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
7.一种快插模块，包括绝缘的壳体，所述壳体内设置有与多个电池单体的电极引出端一一对应的若干母插头，相邻电池单体对应的母插头通过载流导体进行电性连接。
8.进一步的，所述母插头为空心金属套筒，所述母插头的内部卡接有金属弹片。
9.进一步的，所述壳体包括两个，两个所述壳体通过齿槽结构卡合设置。
10.进一步的，所述壳体包括底板和上盖，所述底板和上盖可拆卸连接，所述母插头安装在底板上。
11.进一步的，所述母插头的底端设置有挡块，所述母插头的顶部设置有外螺纹，所述底板上设置有通孔；所述母插头的顶部自下向上穿过通孔，且通过螺母与载流导体相连接，所述挡块卡在底板的内部或下方。
12.进一步的，所述底板的内部设置有加强筋。
13.本实用新型还提出了一种电池模组，包括多个电池单体和上述的任意一种快插模块，所述电池单体的正负极引出端均设置为柱状电极，所述柱状电极与母插头相配合，多个所述电池单体通过柱状电极和快插模块进行电性连接。
14.进一步的，所述快插模块通过柔性电路输出电能。
15.进一步的，所述电池单体包括电池盖板和负极板，所述负极板上卡接有转接件，所述转接件卡接在电池盖板上，所述柱状电极穿过转接件并与负极板固定连接。
16.进一步的，所述电池盖板底部设置有连接柱，所述连接柱的外侧套设有橡胶套，所
述柱状电极从下至上依次贯穿橡胶套和连接柱并伸出电池盖板；所述转接件的顶部中空设置，所述转接件通过橡胶套卡在连接柱上。
17.3、有益效果
18.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
19.(1)本实用新型通过设置带有母插头和载流导体的壳体，可以预先将母插头和载流导体固定在壳体上，由于母插头的位置与电池单体上正负极引出端的位置相对应，因此只需将电池正负极的引出端作为公插头插入母插头即可，而不需每次单独将插片导线通过螺母或螺钉等重新连接至电极上，因此本方案的操作更为简单高效；由于载流导体是在壳体内与母插头直接连接的，在电池电极更换过程中无需对载流导体进行任何拆装，快插模块一次组装可多次使用，不会出现载流导体脱落的问题，即避免了现有技术中插片导线易脱落的问题；
20.(2)本实用新型通过在母插头的顶部外侧设置外螺纹，并在母插头底部设置挡块，在使用时将母插头的顶部自下而上穿过底板，而挡块卡在底板内或底板下方，当利用螺母将载流导体锁紧在母插头上时，同时也将母插头锁紧在了底板上；
21.(3)本实用新型通过设置柱状电极便于与母插头配合连接；转接件及橡胶套的设置，可以减少柱状电极与电解液的接触，以减少对柱状电极的腐蚀；快插模块通过柔性电路输出电能，适用于快插模块需要频繁插拔的情况，由于每次更换负极板或电解液时，都需要把快插模块拔下，柔性电路的连接方式，方便拔下快插模块，减少频繁插拔对电路整体的影响。
附图说明
22.图1为本实用新型的一种快插模块的结构示意图；
23.图2为本实用新型的母插头的结构示意图；
24.图3为本实用新型的电池模组与柱状电极的配合示意图；
25.图4为本实用新型的一种电池模组的内部结构示意图；
26.图5为本实用新型的一种电池模组与快插模块的装配示意图。
27.图中：1、壳体；2、电池单体；3、母插头；4、载流导体；5、金属弹片；6、底板；7、上盖；8、挡块；9、柱状电极；10、电池盖板；11、负极板；12、转接件；13、连接柱；14、橡胶套；15、加强筋；16、柔性电路。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
29.实施例1
30.参照图1-4，一种快插模块，包括绝缘的壳体1，壳体1内设置有与多个电池单体2的电极引出端一一对应的若干母插头3，相邻电池单体2对应的母插头3通过载流导体4进行电性连接，即通过载流导体4将电池单体2的正负极引出端相对应的母插头3按照实际使用需求进行串联或并联或串联与并联相结合的方式进行电性连接，在使用时将快插模块插在电池单体的正负极引出端上即可实现多个电池单体2间的串联或并联。载流导体4可以选用铜片。
31.母插头3为空心金属套筒，母插头3的内部卡接有金属弹片5，便于与电极引出端进行紧密的电性连接，参照图2，金属弹片5选用两端开口且内径逐渐向中部缩小的笼状弹片。
32.壳体1包括底板6和上盖7，底板6与上盖7可拆卸连接，例如通过卡扣连接的方式在上盖7上设置卡齿，在底板6上设置卡槽，在组装时仅需将上盖7扣在底板6上即可，可拆卸的连接方式便于将壳体1打开检修，或按照电池单体间的串联或并联需求修改内部母插头3间的连接方式；母插头3安装在底板6上。
33.母插头3的底端设置有挡块8，母插头3的顶部设置有外螺纹，底板6上设置有通孔；母插头3的顶部自下而上穿过通孔，且通过螺母与载流导体4相连接，挡块8卡在底板6的内部或下方，可以在使用时将母插头3的顶部设置在底板6上方而挡块8卡在底板6内或底板6下方，当利用螺母将载流导体4锁紧在母插头3上时，同时也将母插头3锁紧在了底板6上。当底板6的下表面开设与挡块外形相对应的沉头孔，母插头3安装在底板6上时，挡块8可以卡在底板6内；当底板6的下表面未设置与挡块8相对应的沉头孔时，挡块8卡在底板6下方。
34.参照图1，底板6是上部设置有凹槽的壳状板，在底板6的内部设置加强筋15，加强筋15对底板6的整体结构起到支撑作用。由于快插模块需要频繁插拔，为了减少快插模块的变形，因此在底板6的内部设置加强筋15，可以在多次插拔后，仍能保持稳定的形状，从而保持定位精度，便于快插模块与电池模组的配合。
35.本实用新型还提出了一种电池模组，包括多个电池单体2和上述的任意一种快插模块，电池单体2的正负极引出端均设置为柱状电极9，柱状电极9与母插头3相配合，柱状电极9作为公插头与母插头3进行配合的技术手段较为常见，如音响上的香蕉插头及一些带有圆柱状电极的航空插头和欧标插头，这种电极导电能力强，多应用在电流负载较大的场合；多个电池单体2通过柱状电极9和快插模块进行电性连接，由于快插模块上母插头3的位置与电池单体2上的电极引出端一一对应，且在快插模块内部已经通过载流导体4将母插头3按电极连接顺序进行电性连接，因此使用时只需将柱状电极9对准快插模块上的孔进行插接即可。金属弹片5的设置可以确保柱状电极9与母插头3保持紧密的电性连接。
36.实施例2
37.参照图1和图5，本实施例与实施例1的区别点在于，壳体1包括两个，两个壳体1通过齿槽结构卡合设置。在使用时，具有齿槽配合结构的两个壳体1之间可以相互定位，便于快速将快插模块插在电池模组上。由于金属燃料电池一般会包括多个电池单体2，每个电池单体2引出两个柱状电极9，当电池单体2及柱状电极9数量较多时，快插模块整体与所有柱状电极9之间装配后形成的摩擦力会大大增加，不利于快插模块的快速插拔，快插模块也容易在施加较大外力进行插拔时发生变形，两个壳体1的设置可以将整个快插模块分成两部分，也有利于降低多次插拔过程中对壳体1变形程度的影响，可以提升快插模块与电池模组间的装配精度，便于进行快速插拔。
38.应用了快插模块的电池模组，可以通过柔性电路16连接快插模块进行电能的输出，适用于金属燃料电池需要频繁更换电解液以及负极板的情况。由于每次更换电解液以及负极板都需要把快插模块拔下，因此柔性电路16的连接方式，方便拔下快插模块，也利于减少频繁插拔对电路整体的影响。这里的柔性电路16并非特指fpc线路，也可以为外加塑料绝缘层的普通柔软的导线。一般金属燃料电池的电能经快插模块汇流输出后，还要进行整流，如果整流电路没有设置在金属燃料电池上，而是设置在电池外部，则需要通过导线或其
他连接方式与快插模块电性连接，当使用柔性电路16与外部电路进行连接时，能更好的适应频繁插拔的应用场景。
39.电池单体2包括电池盖板10和负极板11，负极板11一般为比较活泼的金属板，如镁板、铝板或锌板，金属燃料电池中的正极为载有催化剂的空气电极，负极板11上卡接有转接件12，转接件12卡接在电池盖板10上，进一步利用胶水对转接件12与负极板11之间的间隙进行填充，进而将转接件12与负极板11进行固定连接，这里转接件12可以为塑料件，也可以为陶瓷件等绝缘材质，也可以选用其他固定方式将转接件12与负极板11进行连接。柱状电极9贯穿电池盖板10和转接件12并与负极板11通过螺纹或其他方式固定连接，柱状电极8、转接件12和负极板11共同组成负极组件。
40.电池盖板10底部设置有连接柱13，连接柱13的外侧套设有橡胶套14，柱状电极9从下至上依次贯穿橡胶套14和连接柱13，可以减少柱状电极与电解液的接触，减少对柱状电极的腐蚀。转接件12的顶部为空心设置，橡胶套14的底部为锥状，橡胶套14首先套在连接柱13上，然后将带有转接件12的负极组件依次插入橡胶套和连接柱，橡胶套14的底部可以插在转接件12中，并进行紧密配合，由于橡胶套14具有弹性，因此通过合理的设置转接件12、橡胶套14和连接柱13的尺寸，可以实现转接件12牢固的卡在连接柱13上的效果，从而提高负极组件与电池盖板10连接的便利性，便于更换负极组件。
41.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。