一种电芯、电池模组以及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电芯相关技术领域，具体涉及一种电芯、电池模组以及电池包。


背景技术：

2.随着对pack电池的大容量需求和快充倍率的提高，电芯所需承载的过流能力也要求越来越大，为了达到过流，电芯的正/负极材料厚度尺寸需加厚。以现有的工艺，电芯间的串/并联采用90
°
折弯极耳加塑胶支架的方式与汇流铝排或铜排贴合，通过激光焊接来实现。但因极耳尺寸加厚后无法对折90
°
，造成无法激光焊。
3.现有的单头极耳和双头出极耳电芯是通过对电芯的极耳90
°
折弯与连接排贴合，再进行激光焊接。方法如下：如图1所示，通过电芯1的极耳2直接穿入极耳支架3和连接排4上，箭头a指示的是连接排4装配方向，箭头b指示的是极耳支架3的装配方向，电芯1之间设有泡棉5。如图2所示，再将电芯极耳90
°
折弯与连接排4紧密贴合，如图2所示方式进行折弯，通过激光焊接实现串并联，形成激光焊点6，如图3所示。此结构适应于过流较小的电池模组，由于pack大容量需求，相应对电芯的正/负极材料需承载较大过流，为了达到过流面积，极耳尺寸加厚后影响90
°
对折，造成无法实现激光焊接。而且电芯极耳处需要增加塑胶支架托住连接排，再将电芯极耳90
°
折弯焊接，此种方式无法针对过流大、极耳尺寸较厚的电芯实现激光焊接。
4.另外，现有技术公开了采用热熔锡焊电芯极耳的方式，容易产生虑焊，采集不良以及内阻大等缺陷，而且操作难度大，容易产生电芯间短路，并不适用于软包电芯串并联。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决现有技术存在技术问题中的一种或几种，提供了一种电芯、电池模组以及电池包。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电芯，所述电芯具有无弯折极耳，所述无弯折极耳上激光焊接有用于两个电芯串并联连接的金属件。
7.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在电芯的无折弯极耳上增加金属件，并通过无弯折极耳侧面激光焊接将金属件固定在无弯折极耳上，可以根据需要将两个电芯通过金属件进行串联或并联，能够有效避免现有折弯极耳与连接排因贴合不紧密造成的虑焊假焊现象，提高并改善了焊接效果，避免极耳处拉拔力不足/过流不足而引起的发热、电压检测异常、采集精度不足等问题。由于不需要对折极耳，避免因折弯操作或折弯的应力损伤电芯。由于可从无弯折极耳侧面焊接金属件，能够有效防止激光焊穿工件，避免工艺生产过程中损伤电芯。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，所述金属件背离所焊接的无弯折极耳的一侧面为用于与另一个电芯的无弯折极耳直接焊接的第一对接面。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：可以将两个电芯同一端的无弯折极耳焊接在
同一个或同一组金属件上，即这一个或一组金属件都分别与两个无弯折极耳焊接，只需要在无弯折极耳侧面将金属件焊接在无弯折极耳上即可，不需要其他焊接工艺。
11.进一步，所述金属件背离所焊接的无弯折极耳的一侧面为用于与另一个电芯的无弯折极耳上的金属件进行焊接的第二对接面。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：可以在两个电芯的无弯折极耳上分别焊接独立的金属件，再将两个无弯折极耳上的金属件直接焊接固定，减少了物料成本，也减少了组装工艺次数，提高了生产效率。也可以将两个无弯折极耳上的金属件通过连接排连接固定，增加了结构强度。
13.进一步，所述金属件上设有用于与汇流排进行连接的连接凸起或连接孔或连接槽。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：为了便于基础电芯模块后续与其他电芯通过汇流排进行连接，可在金属件上设置连接孔或连接凸起，便于后续与汇流排稳定限位并连接固定。
15.一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少一个基础电芯采用上述电芯的结构。
16.其中，本发明所述的基础电芯为极耳上未焊接有金属件的电芯，而该电芯的极耳可以为无弯折极耳，也可以为有弯折极耳。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池模组，多个基础电芯中的至少一个采用上述电芯，避免无弯折极耳处拉拔力不足/过流不足而引起的发热、电压检测异常、采集精度不足等问题。由于不需要对折极耳，避免因折弯操作或折弯的应力损伤电芯。由于可从无弯折极耳侧面焊接金属件，能够有效防止激光焊穿工件，避免工艺生产过程中损伤电芯。
18.一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少一个基础电芯采用上述电芯的结构，所述电芯通过金属件的第一对接面与邻近基础电芯的无弯折极耳进行焊接。
19.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池模组，将至少一个基础电芯的无弯折极耳上焊接具有第一对接面的金属件，方便与邻近基础电芯的无弯折极耳进行焊接固定，工艺简单方便。
20.一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少两个邻近的基础电芯采用上述电芯的结构，所述电芯通过金属件的第二对接面与邻近电芯上的金属件的第二对接面进行焊接。
21.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池模组，将至少一个基础电芯的无弯折极耳上焊接具有第二对接面的金属件，方便与邻近无弯折极耳上的金属件进行焊接固定，方便电芯制作，有利于设置不同串并联形式的电池模组。
22.进一步，两个电芯上的金属件的至少部分第二对接面之间形成有空隙。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：为金属件焊接提供一定的缓冲空间，避免激光穿透后对电芯造成影响。
24.一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少两个基础电芯采用上述电芯的结构，所述电芯通过金属件的第一对接面与邻近基础电芯的无弯
折极耳进行焊接；两个电芯的金属件通过连接凸起或连接孔或连接槽分别与汇流排进行焊接。
25.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池模组，有利于与汇流排的稳定连接，也便于后续与其他带有金属件的电芯进行串并联稳定连接。
26.一种电池包，包括电池箱体以及设置在电池箱体内的上述电池模组。
27.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池包，其内电芯采用无弯折极耳，并通过金属件进行焊接固定，避免极耳处拉拔力不足/过流不足而引起的发热、电压检测异常、采集精度不足等问题。
附图说明
28.图1为现有技术的电芯极耳装配结构的分体结构示意图；
29.图2为现有技术的电芯极耳装配结构装配后的主视结构示意图；
30.图3为现有技术的电芯极耳装配结构装配后的俯视结构示意图；
31.图4a为本实用新型实施例2金属件的一种结构的示意图；
32.图4b为本实用新型实施例2金属件的另一种结构的示意图；
33.图5a为本实用新型实施例2连接排的一种结构示意图；
34.图5b为本实用新型实施例2连接排的另一种结构示意图；
35.图6为本实用新型实施例2连接排与金属件配合的主视结构示意图；
36.图7为本实用新型实施例2连接排与金属件配合的俯视结构示意图；
37.图8为本实用新型实施例2连接排与金属件配合的立体结构示意图；
38.图9a为本实用新型实施例2金属件与电芯装配的结构示意图；
39.图9b为本实用新型实施例2连接排与电芯装配的结构示意图；
40.图9c为本实用新型实施例2连接排、金属件分别装配到电芯上的立体结构示意图；
41.图9d为本实用新型实施例2连接排、金属件与电芯配合的分体结构示意图；
42.图10a为本实用新型实施例2的无弯折极耳焊接方法示意图一；
43.图10b为本实用新型实施例2的无弯折极耳焊接方法示意图二；
44.图11为本实用新型实施例3的无弯折极耳焊接结构的主视结构示意图；
45.图12为图11中a部的放大结构示意图；
46.图13为本实用新型实施例3的无弯折极耳焊接结构的俯视结构示意图；
47.图14a为本实用新型实施例3中单片无弯折极耳焊接结构示意图；
48.图14b为本实用新型实施例3中1p2s无弯折极耳焊接结构示意图；
49.图14c为本实用新型实施例3中1p4s电芯堆叠结构示意图；
50.图14d为本实用新型实施例3中1p4s无弯折极耳焊接结构示意图；
51.图15a为本实用新型实施例3的无弯折极耳焊接方法示意图一；
52.图15b为本实用新型实施例3的无弯折极耳焊接方法示意图二；
53.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
54.1、电芯；2、无弯折极耳；21、有弯折极耳；3、极耳支架；4、汇流排；41、连接孔；5、泡棉；6、激光焊点；7、金属件；71、连接凸起；8、激光焊接工作台；81、激光焊接设备发射头。
具体实施方式
55.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
56.实施例1
57.如图4a～图15b所示，本实施例的一种电芯，所述电芯1具有无弯折极耳2，所述无弯折极耳2上激光焊接有用于两个电芯1串并联连接的金属件7。
58.本实施例的金属件7可以采用具有导电性且容易焊接的金属，例如可选铝或铜，也可以选用其他金属材料。
59.本实施例的一种电芯极耳焊接方法，可参考图10a，包括：两个电芯1的无弯折极耳2之间增加金属件7并夹持住，将夹持住的两个电芯1水平摆放在激光焊接工作台8上，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳2的一侧面进行激光焊接；再将两个电芯1翻面，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳2的另一侧面进行激光焊接。本实施例的焊接方法，焊接工艺简单可靠。
60.本实施例的一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少一个基础电芯采用本实施例电芯1的结构。本实施例的电池模组可以根据生产需要，形成一串多并电池模组、一并多串电池模组或多并多串电池模组。
61.本实施例通过在两个无折弯极耳之间增加金属件，并通过无弯折极耳侧面激光焊接将金属件固定在极耳上，可以根据需要设置成串联或并联的基础电芯模块，能够有效避免现有折弯极耳与连接排因贴合不紧密造成的虑焊假焊现象，提高并改善了焊接效果，避免极耳处拉拔力不足/过流不足而引起的发热、电压检测异常、采集精度不足等问题。由于不需要对折极耳，避免因折弯操作或折弯的应力损伤电芯。由于可从极耳侧面焊接金属件，能够有效防止激光焊穿工件，避免工艺生产过程中损伤电芯。
62.实施例2
63.如图4a～图10b所示，在实施例1的基础上，本实施例的所述金属件7背离所焊接的无弯折极耳2的一侧面为用于与另一个电芯1的无弯折极耳2直接焊接的第一对接面。可以将两个电芯1同一端的无弯折极耳2焊接在同一个或同一组金属件7上，即使这一个或同一组金属件7都分别与两个无弯折极耳2焊接，只需要在无弯折极耳2侧面将金属件7焊接在无弯折极耳2上即可，不需要其他焊接工艺。
64.本实施例的一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少一个基础电芯采用上述电芯1的结构，所述电芯1通过金属件7的第一对接面与邻近基础电芯的无弯折极耳2进行焊接。本实施例的多个电芯1分别通过金属件7焊接形成多并多串电芯模块(如图6所示)。
65.本实施例的一种电芯极耳焊接方法，如图10a所示，包括：两个电芯1的无弯折极耳2之间增加金属件7并夹持住，将夹持住的两个电芯1水平摆放在激光焊接工作台8上，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳2的一侧面进行激光焊接；再将两个电芯1翻面，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳2的另一侧面进行激光焊接。
66.进一步，如图10b所示，本实施例的一种电芯极耳焊接方法还包括：两个无弯折极耳2分别焊接在同一个金属件7，将两个电芯1立放于激光焊接工作台8上，在金属件7的上方增加连接排4，通过激光焊接设备发射头81将连接排4激光穿透焊接在金属件7上。可以通过
在金属件上方增加连接排，便于后续与其他电芯进行连接。
67.本实施例的焊接方法，适用于将两个电芯的无弯折极耳焊接在同一个金属件的情况，焊接工艺简单可靠。
68.本实施例将至少一个基础电芯的无弯折极耳上焊接具有第一对接面的金属件，方便与邻近基础电芯的无弯折极耳进行焊接固定，工艺简单方便。
69.实施例3
70.如图12～图15b所示，在实施例1的基础上，本实施例的所述金属件背离所焊接的无弯折极耳2的一侧面为用于与另一个电芯1的无弯折极耳2上的金属件7进行焊接的第二对接面。可以在两个电芯的无弯折极耳上分别焊接独立的金属件，再将两个无弯折极耳上的金属件直接焊接固定，减少了物料成本，也减少了组装工艺次数，提高了生产效率。
71.其中，本实施例多个电芯1所形成的电芯组可以为两并电芯组或两串电芯组。然后再根据实际需要设置不同的电芯数量和连接方式，例如，可以通过并联多个电芯形成多并电芯组，也可以通过串联多个电芯形成多串电芯组，如图14d所示。
72.具体的，如图11和图12所示，本实施例的第二对接面呈l型(如图12)、s型、型、[型、＜型、斜面、竖直面或锯齿型中的一种或几种。可以选择不同形状的第二对接面进行对接，两个无弯折极耳上金属件的第二对接面相互适配，增加了结构的稳定性。
[0073]
本实施例的电芯极耳焊接结构解决了因电芯极耳加厚而不能折弯焊接的问题，适用于多并多串电池组合场景，尤其适合一并多串电池组结构串联焊接，具体串并联方式可以根据需要进行设定；焊接过程无需塑胶支架辅助，减少了物料成本，也减少了组装工艺次数，提高了生产效率；利用对接面对接后进行焊接，能有效地防止因工装夹紧不到位导致激光焊穿工件，避免工艺生产过程中损坏电芯，可在金属件对接面的棱角处设置倒角，有利于激光焊接聚集能量提高焊接质量。
[0074]
本实施例的一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少两个邻近的基础电芯采用上述电芯的结构，所述电芯通过金属件的第二对接面与邻近电芯上的金属件的第二对接面进行焊接。本实施例的电池模组的多个电芯1分别通过金属件7焊接形成一并多串电芯模块(如图14d所示)。
[0075]
如图15a和图15b所示，本实施例的一种电芯极耳焊接方法，包括：将一个电芯1水平摆放在激光焊接工作台8上，在无弯折极耳2的下侧面设置第一金属件，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳的上侧面进行激光焊接，使第一金属件焊接固定在无弯折极耳2的下侧面上；
[0076]
再将另一个电芯1水平摆放在激光焊接工作台8上，在无弯折极耳2的下侧面设置第二金属件，使第二金属件相对于第一金属件中心对称布置，通过激光焊接设备发射头81对无弯折极耳2的上侧面进行激光焊接，使第二金属件焊接固定在无弯折极耳2的下侧面上；
[0077]
将两个焊接有金属件的电芯立放于激光焊接工作台8上，并使第一金属件的对接面与第二金属件的对接面适配对接，通过激光焊接设备发射头81对第一金属件和第二金属件进行对缝激光焊接。
[0078]
本实施例的焊接方法，适用于两个电芯的无弯折极耳上分别焊接独立金属件的情况，不需要焊接其他连接件，可以将两个中心对称布置的金属件进行对缝焊接即可。
[0079]
本实施例的将至少一个基础电芯的无弯折极耳上焊接具有第二对接面的金属件，方便与邻近无弯折极耳上的金属件进行焊接固定，方便电芯制作，有利于设置不同串并联形式的电池模组。
[0080]
实施例4
[0081]
如图11和图12所示，在实施例3的基础上，本实施例的两个电芯1上的金属件7的至少部分第二对接面之间形成有空隙。为金属件焊接提供一定的缓冲空间，避免激光穿透后对电芯造成影响。
[0082]
实施例5
[0083]
如图6所示，在实施例2的基础上，本实施例的所述金属件背离所焊接的无弯折极耳2的一端面为用于与另一个电芯1的无弯折极耳2直接焊接的第一对接面。所述金属件上设有用于与汇流排进行连接的连接凸起或连接孔或连接槽。
[0084]
本实施例的一种电池模组，包括多个基础电芯，多个基础电芯堆叠形成电芯堆叠体，至少两个基础电芯采用上述电芯1的结构，所述电芯1通过金属件7的第一对接面与邻近基础电芯的无弯折极耳2进行焊接；两个电芯1的金属件7通过连接凸起71或连接孔或连接槽分别与汇流排4进行焊接。
[0085]
本实施例的一个具体方案为，如图4a和图4b所示，所述金属件7上设有连接凸起71或连接孔或连接槽，相邻两个基础电芯模块的金属件7通过连接排4连接，如图5a和图5b所示，所述连接排4上设有连接孔41或连接槽或连接凸起，所述连接排4通过连接孔41或连接槽与连接凸起71配合限位在金属件7上并与金属件7焊接固定。为了便于基础电芯模块后续与其他电芯进行连接，可在金属件上设置对应的连接凸起、连接孔或连接槽或，便于后续与连接排稳定限位并连接固定。
[0086]
如图4a～图5b所示，本实施例的连接孔41可以采用长条形孔，如图4b所示，也可以采用多个点状孔，如图4a所示。对应的连接凸起结构也可以采用长条形凸起或是多个点状凸起。
[0087]
其中，图6中的箭头a为连接排4的装配方向，也是激光焊接方向。图7中的箭头a为激光焊接方向。图9a中的箭头b指示的是金属件7的装配方向。
[0088]
如图4a和图4b所示，本实施例的金属件7可以采用铝棒或铜棒，金属件7的两侧可以具有焊接面，例如采用梯形或方形结构。
[0089]
本实施例通过在具有第一对接面的金属件上设置连接凸起或连接孔或连接槽，有利于与汇流排的稳定连接，也便于后续与其他带有金属件的电芯进行串并联稳定连接。
[0090]
实施例6
[0091]
本实施例的一种电池包，包括电池箱体以及设置在电池箱体内的实施例1～实施例5任一实施例的电池模组。
[0092]
本实施例的电池包，其内电芯采用无弯折极耳，并通过金属件进行焊接固定，避免极耳处拉拔力不足/过流不足而引起的发热、电压检测异常、采集精度不足等问题。
[0093]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心对称”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0094]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0095]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0096]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0097]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0098]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。