一种无绳工具使用的电池包的制作方法

本发明涉及电池包领域，更具体地说，涉及一种无绳工具使用的电池包。

背景技术：

1、基于便携性的应用需求，电动工具的无绳化(cordless power tool)成为电动工具的发展趋势，电池包技术是无绳电动工具发展的关键因素之一。现有技术中，无绳电动工具的电池包多采用硬壳电芯中的圆柱形锂电芯(比如18650、21700等型号)，因为该类硬壳电芯的外形尺寸已经标准化，采用该类硬壳电芯的某一型号(比如18650)通过串、并联的方式可以任意组合成外形尺寸标准的系列化电池包(比如18v电压平台中的5s1p、5s2p或36v电压平台中的10s1p、10s2p、10s3p等)，提供给相应电压平台的无绳电动工具，以提高电池包的通用化和无绳电动工具的系列化，比如tti公司在专利us8450971b中所揭示的。

2、由于上述圆柱形锂电芯一般采用刚性的金属作为电芯壳，这将导致单颗电芯在相同的能量(安时、ah)下的重量较大。采用该电芯组合后的电池包整体较重，用户使用时需要克服较大的重力来操作无绳电动工具，影响用户体验。

3、相比上述硬壳电芯，一种片状的软壳电芯(比如锂聚合物电芯、固体电池)技术也在相关领域发展，由于该类电芯采用了铝塑膜等“软”壳包裹内部电芯体，因此在相同的能量(安时、ah)条件下其重量比上述硬壳电芯轻，采用该类电芯组合后的电池包整体较轻，利于用户携带和使用。

4、虽然软壳电芯比较硬壳电芯具有重量轻等优点，但是该类软壳电芯在应用于电池包组包领域也存在诸多缺点，比如其外形尺寸的非标准化(可任意定制)就是影响电池包系列化、平台化和通用化的主要因素之一。片状软壳电芯呈六面体形状，可以根据容量(安时、ah)和体积要求任意定制其外形尺寸(例如图11中的a、b、c)。由于其生产工艺原因，在同一个规格参数下的电芯单体的尺寸(比如80*60*6mm)存在较大差异(80±2、60±2、6±0.3mm)，相比于圆柱状硬壳电芯的标准化尺寸(φ18±0.3、65±0.3)，该片状软壳电芯组包时存在如下问题，片状软壳电芯单体组包时一般根据电池包总容量(比如2.5a或5ah)分别设计电芯单体，然后采用最小尺寸(比如上述的6±0.3mm)方向堆叠方式串联组包。由于厚度方向(6±0.3)尺寸公差(±0.3mm)大，在多个电芯单体堆叠后，其电芯组件厚度累积差异大(以5s1p为例，30±1.5mm)，1.5mm的厚度差导致电池包厚度尺寸标准化困难，片状软包组包壳体设计和生产较难标准化。

5、另一方面，由于电芯组件在厚度方向上尺寸累积差异较大，从而导致电芯组件在厚度方向上无法与壳体形成稳固连接。

6、因此，如何实现软壳电芯电池包外形的标准化，同时确保电芯组件在堆叠方向上能够与壳体形成稳固连接，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是实现软壳电芯电池包外形的标准化，同时确保电芯组件在堆叠方向上能够与壳体形成稳固连接。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种无绳工具使用的电池包，包括外壳和设置在所述外壳内的电池包主体，其特征在于，所述电池包主体包括电芯组件，所述电芯组件包括内壳、设置在所述内壳内的电芯堆体和电芯上支撑件，多个电芯沿着所述电芯的最小尺寸方向堆叠形成所述电芯堆体，所述内壳与所述外壳固定连接，所述电芯上支撑件为弹性件，所述电芯上支撑件的至少一部分受压于所述电芯堆体与所述内壳的内上面之间，且所述电芯上支撑件的至少一部分将所述电芯堆体压向所述内壳的底壁。

4、优选地，所述电芯的前侧端面设置有极耳，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，所述内壳的前壁设置有多个极耳开口，每个所述极耳开口供一个所述电芯上的所述极耳贯穿；

5、所述电池包主体还包括电芯连接板，所述电芯连接板设置在所述内壳的前壁的外表面，所述极耳开口沿着所述内壳的前壁的厚度方向贯穿所述电芯连接板。

6、优选地，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，多个所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸依次增大。

7、优选地，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，最上层的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸大于其余的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸，且其余的所述极耳开口中，下层的所述极耳开口在电芯堆体的堆叠方向上的尺寸小于等于上层的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸。

8、优选地，所述内壳包括底部弹性件，所述底部弹性件为多个，多个所述底部弹性件间隔布置，所述电芯上支撑件的至少一部分将所述电芯堆体压向所述底部弹性件，所述电芯堆体通过所述底部弹性件之间的间隙与所述外壳的内底面之间形成第一鼓包空间；所述底部弹性件自所述内壳的前壁或后壁向所述内壳的底部的中心延伸而形成，且所述底部弹性件为悬臂式结构。

9、优选地，所述电芯上支撑件为多个，多个所述电芯上支撑件间隔布置，所述电芯堆体通过所述电芯上支撑件之间的间隙与所述内壳的内上面之间形成第二鼓包空间。

10、优选地，所述电芯上支撑件包括支撑件上部和支撑件侧部，所述支撑件上部受压于所述电芯堆体和所述内壳的内上面之间，所述支撑件侧部受压于所述电芯堆体和所述内壳的内侧面之间。

11、优选地，所述电芯组件还包括电芯后支撑件，所述电芯后支撑件受压于所述电芯堆体与所述内壳的内后面之间。

12、优选地，所述内壳的后壁上设置有多个散热孔，多个所述散热孔对称分布在所述内壳的后壁的左右两边。

13、优选地，所述电芯组件还包括导热柔性体，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，所述电芯与所述导热柔性体交替设置，最下层的所述电芯的下方设置有所述导热柔性体。

14、优选地，所述内壳包括相互扣接的前壳和后壳，所述外壳包括相互扣接的上壳和下壳。

15、在本发明中，本发明将电芯堆体限制在了内壳中，之后再将内壳装入到外壳中。即使电芯堆体的尺寸公差导致内壳的外形尺寸出现偏差，但是外壳的外部尺寸恒定，外壳的内部容腔尺寸稍大于内壳的外部尺寸，将内壳装入到外壳中后，形成了外形尺寸统一的电池包。因此，本发明通过双层壳解决了电池包外形尺寸无法标准化的问题。支撑件上部受压于电芯堆体与内壳的内上面之间，因此电芯堆体通过支撑件上部与内壳的内上面之间形成稳固连接。根据作用力与反作用力原理，支撑件上部对电芯堆体产生向下的压力，从而将电芯堆体压向内壳的底壁上，如此电芯堆体与内壳的内底面之间形成稳固连接。因此电芯堆体在堆叠方向上与内壳形成稳固连接。

技术特征：

1.一种无绳工具使用的电池包，包括外壳和设置在所述外壳内的电池包主体(6)，其特征在于，所述电池包主体(6)包括电芯组件(5)，所述电芯组件(5)包括内壳、设置在所述内壳内的电芯堆体和电芯上支撑件(53)，多个电芯(55)沿着所述电芯(55)的最小尺寸方向堆叠形成所述电芯堆体，所述内壳与所述外壳固定连接，所述电芯上支撑件(53)为弹性件，所述电芯上支撑件(53)的至少一部分受压于所述电芯堆体与所述内壳的内上面之间，且所述电芯上支撑件(53)的至少一部分将所述电芯堆体压向所述内壳的底壁。

2.根据权利要求1所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述电芯(55)的前侧端面设置有极耳，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，所述内壳的前壁设置有多个极耳开口，每个所述极耳开口供一个所述电芯(55)上的所述极耳贯穿；

3.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，多个所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸依次增大。

4.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，最上层的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸大于其余的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸，且其余的所述极耳开口中，下层的所述极耳开口在电芯堆体的堆叠方向上的尺寸小于等于上层的所述极耳开口在所述电芯堆体的堆叠方向上的尺寸。

5.根据权利要求1所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述内壳包括底部弹性件，所述底部弹性件为多个，多个所述底部弹性件间隔布置，所述电芯上支撑件(53)的至少一部分将所述电芯堆体压向所述底部弹性件，所述电芯堆体通过所述底部弹性件之间的间隙与所述外壳的内底面之间形成第一鼓包空间(8)；所述底部弹性件自所述内壳的前壁或后壁向所述内壳的底部的中心延伸而形成，且所述底部弹性件为悬臂式结构。

6.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述电芯上支撑件(53)为多个，多个所述电芯上支撑件(53)间隔布置，所述电芯堆体通过所述电芯上支撑件(53)之间的间隙与所述内壳的内上面之间形成第二鼓包空间(7)。

7.根据权利要求6所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述电芯上支撑件(53)包括支撑件上部(531)和支撑件侧部(532)，所述支撑件上部(531)受压于所述电芯堆体和所述内壳的内上面之间，所述支撑件侧部(532)受压于所述电芯堆体和所述内壳的内侧面之间。

8.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述电芯组件(5)还包括电芯后支撑件(54)，所述电芯后支撑件(54)受压于所述电芯堆体与所述内壳的内后面之间。

9.根据权利要求8所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述内壳的后壁上设置有多个散热孔(525)，多个所述散热孔(525)对称分布在所述内壳的后壁的左右两边。

10.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述电芯组件(5)还包括导热柔性体(56)，沿着所述电芯堆体的堆叠方向，所述电芯(55)与所述导热柔性体(56)交替设置，最下层的所述电芯(55)的下方设置有所述导热柔性体(56)。

11.根据权利要求2所述的无绳工具使用的电池包，其特征在于，所述内壳包括相互扣接的前壳体(51)和后壳体(52)，所述外壳包括相互扣接的上壳体(2)和下壳体(3)。

技术总结
本发明实施例公开了一种无绳工具使用的电池包，包括外壳、电池包主体，电池包主体包括电芯组件，电芯组件包括内壳、电芯堆体和电芯上支撑件，电芯上支撑件的至少一部分受压于电芯堆体与内壳的内上面之间，且所述电芯上支撑件的至少一部分将所述电芯堆体压向所述内壳的底壁。本发明通过双层壳解决了电池包外形尺寸无法标准化的问题。电芯堆体通过支撑件上部与内壳的内上面之间形成稳固连接。支撑件上部对电芯堆体产生向下的压力，从而将电芯堆体压向内壳的底壁上，如此电芯堆体与内壳的内底面之间形成稳固连接。本发明不仅实现软壳电芯电池包外形的标准化，同时确保电芯组件在堆叠方向上能够与壳体形成稳固连接。

技术研发人员：孙益民,陈洁,王凤岗,王小江
受保护的技术使用者：浙江亚特电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13