电极片结构及电池模组的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池组技术领域，尤其涉及一种电极片结构及电池模组。
【背景技术】
[0002]随着现代社会对低碳保护的要求，动力电池得到越来越广泛的应用。动力电池在电动车和储能电站等领域应用中最显著特点是模块化组装形成电池模组。参照图1至图8，电池模组包括:多个电池1，依次堆叠、且多个电池1的极柱11对应串联，以形成电池组，其中极柱11串联的末端正极柱作为模组的总正输出极、而极柱11串联的末端负极柱作为模组的总负输出极；两个端板2，分别位于所述电池组的堆叠方向的两头；两个侧板3 ;以及两个电极片结构4，分别对应连接于总正输出极和总负输出极。电极片结构4包括焊接在一起的铝电极片41和铜电极片42。
[0003]采用铝电极片41主要是因为目前电池1的极柱11均为铝合金材料且同种材料易于焊接。
[0004]当两个电极片结构4分别对应连接于总正输出极和总负输出极之后，通过带有可多次插拔(即插拔式)的高压连接端子5插接对应电极片结构4的铜电极片42，可以实现不同电池模组之间的串联和/或并联。采用铜电极片42是出于耐插拔摩擦性好、导电性好、导热性好等考虑。目前市场上可靠的插拔式的高压连接端子5主要都为国外品牌，如泰科、科斯达等价格成本非常之贵。
[0005]此外，不同电池模组间的连接还可采用另外一种方式，参照图6和图7，即铜电极片42的引出端上开设有圆孔R并通过铆接方式将螺栓或螺杆B铆接于圆孔R上，各电池模组之间通过螺栓B连接固定。该方式不但对圆孔R和螺栓的精度要求甚高，还多出了开孔、铆接等工序，另外螺栓B、铜电极片42与铝电极片41的焊接处(其中以W2标示出铝电极片与焊机的焊头(未示出)接触的区域(即焊接用区域)，铜电极片42与铝电极片41之间的实际的焊接区域位于焊接用区域W2内)、铝电极片41与极柱11的焊接处(其中以W3标示出铝电极片与焊机的焊座(未示出)接触的区域(即焊接用区域)，铝电极片41与极柱11之间的实际的焊接区域位于焊接用区域W3内)，以上三处均不在同一位置，在螺栓连接紧固过程中力臂较长，无疑对其它两处的焊缝有一定的破坏风险。
[0006]目前电池模组的总正输出极、总负输出极的引起端铜电极片42与其下层的铝电极片41通过超声波焊接。超声波的原理为利用高频振动产生的能量，将同种或异种金属，在适当压力下通过水平往复运动把材料表面分子相互渗合形成接头。超声波的焊接区域有限，为保证导电面积和结合强度，需要在不同的位置多次焊接以累加到足量的焊接面积。
[0007]根据超声波焊原理可知距离相邻的多次焊接是会相互干扰，后一次焊接的高频振动会破坏前一次的接头强度；前一次的接头又会阻碍后一次的高频振动。且多次焊接也浪费了工时和增加机器的磨损。
【发明内容】
[0008]鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电极片结构及电池模组，能极大地减小高压连接端子与铜电极片的连接部位相对铜电极片与铝电极片的焊接部位以及相对铝电极片与电池模组的电池的作为总正输出极或总负输出极的极柱电连接部位的力矩，能极大地降低对所述焊接部位和电连接部位的破坏风险，能保证电极片结构与电池模组以及高压连接端子之间的接合强度和稳定性。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种电极片结构及电池模组，其能降低成本。
[0010]为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种电极片结构，其包括:铝电极片，为圆片形，用于与电池模组的电池的作为总正输出极或总负输出极的极柱电连接；以及铜电极片，用于与外部的高压连接端子连接。铜电极片包括:圆片形底座，直径小于铝电极片的外径、中心轴线与铝电极片的中心轴线为共轴线，一侧焊接于铝电极片而另一侧以圆片形底座的中心轴线为中心螺接于高压连接端子。
[0011]为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种电池模组，其包括:多个电池，依次堆叠、且多个电池的极柱对应串联，以形成电池组，其中极柱串联的末端正极柱作为模组的总正输出极、而极柱串联的末端负极柱作为模组的总负输出极；两个端板，分别位于所述电池组的堆叠方向的两头；以及两个侧板，分别位于带有所述两个端板的电池组的两侧。其中，所述电池模组还包括分别与总正输出极和总负输出极连接的根据本发明第一方面所述的电极片结构。
[0012]本发明的有益效果如下:
[0013]在根据本发明的电极片结构中，由于铜电极片的圆片形底座的中心轴线与铝电极片的中心轴线为共轴线、圆片形底座以圆片形底座的中心轴线为中心螺接于高压连接端子，相比【背景技术】而言，极大地减小了高压连接端子与圆片形底座之间的螺接部位相对圆片形底座与铝电极片的焊接部位以及相对铝电极片与电池模组的电池的作为总正输出极或总负输出极的极柱电连接部位的力矩，从而极大地降低了对所述焊接部位和电连接部位的破坏风险，保证了电极片结构与电池模组以及高压连接端子之间的接合强度和稳定性。
[0014]在根据本发明的电极片结构中，高压连接端子螺接于铜电极片的圆片形底座，避免使用【背景技术】中的插拔式的高压连接端子(尤其是国外品牌)，降低了成本。
【附图说明】
[0015]图1为已有的电极片结构的正视图；
[0016]图2为图1的仰视图，其中以网格线框区示出焊接用区域，该焊接用区域为铝电极片与焊机的焊头接触的区域；
[0017]图3为图1的俯视图，其中以填充分散的颗粒的框区示出焊接用区域，该焊接用区域为铝电极片与焊机的焊头接触的区域；
[0018]图4为采用图1的电极片结构的电池模组的视图；
[0019]图5为图1的电极片结构与电池模组的电池的作为总正输出极的极柱以及作为总负输出极的极柱焊接的视图，其中以斜线填充示出焊接用区域，该区域为铝电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0020]图6为图1的电极片结构组装有螺栓的正视图；
[0021 ] 图7为图6的电极片结构与电池模组的电池的极柱焊接的视图；
[0022]图8为多个电池模组串并联用的插拔式高压连接端子的视图，其中左侧为部分正视图，右侧为侧视图；
[0023]图9为根据发明的电极片结构的铝电极片的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；
[0024]图10为根据发明的电极片结构的铜电极片的一实施例的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；
[0025]图11为根据发明的电极片结构的铜电极片的一实施例的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；
[0026]图12为根据发明的电极片结构的铜电极片的一实施例的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；
[0027]图13为图9的铝电极片和图10的铜电极片组装在一起的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；(c)为仰视透视图，其中以分散的颗粒示出焊接用区域，该焊接用区域为铝电极片与焊机的焊头接触的区域；(d)为俯视透视图，其中以网格线示出焊接用区域，该焊接用区域为铜电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0028]图14为图9的铝电极片和图11的铜电极片组装在一起的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；(c)为仰视透视图，其中以分散的颗粒示出用焊接区域，该焊接用区域为铝电极片与焊机的焊头接触的区域；(d)为俯视透视图，其中以网格线示出焊接用区域，该焊接用区域为铜电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0029]图15为图9的铝电极片和图12的铜电极片组装在一起的视图，其中(a)为俯视图，(b)为正视图；(c)为仰视透视图，其中以分散的颗粒示出焊接用区域，该焊接用区域为铝电极片与焊机的焊头接触的区域；(d)为俯视透视图，其中以网格线示出焊接用区域，该焊接用区域为铜电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0030]图16为采用图13的电极片结构的电池模组的视图，其中以网格线示出焊接用区域，该焊接用区域为铜电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0031]图17为图16的电极片结构与电池模组的电池的极柱焊接的视图，其中以透视方式并以斜线填充方式示出焊接区域，以网格线示出焊接用区域，该焊接用区域为铜电极片与焊机的焊座接触的区域；
[0032]图18为用于螺接于图17的电极片结构的高压连接端子的正视图。
[0033]其中，附图标记说明如下:
[0034]1电池421圆片形底座
[0035]11极柱4211内螺纹孔
[0036]2端板422圆柱形凸台
[0037]3侧板4221外螺纹
[0038]4电极片结构4222内螺纹孔
[0039]41铝电极片W4焊接用区域
[0040]411圆形镂空部5高压连接端子
[0041]412周缘部51螺纹孔
[0042]W1焊接区域B螺栓
[0043]W2焊接用区域R圆孔
[0044]W3焊接用区域
[0045]42铜电极片
【具体实施方式】
[0046]下面参照附图来详细说明根据本发明的电极片结构及电池模组。
[0047]首先说明根据本发明第一方面的电极片结构。
[0048]在详细说明之前，应注意的是，在图13-17中，W1标示铝电极片41与极柱11焊接的焊接区域，W2标示铝电极片41与焊机的焊头(未示出)接触的区域，W4标示铜电极片42与焊机的焊座(未示出)接触的区域。参照图9至图18，根据本发明的电极片结构4包括:铝电极片41，为圆片形，用于与电池模组的电池1的作为总正输出极或总负输出极的极柱11电连接；以及铜电极片42，用于与外部的高压连接端子5连接。其中，铜电极片42包括:圆片形底座421，直径小于铝电极片41的外径、中心轴线与铝电极片41的中心轴线为共轴线，一侧(在图10-12的(b)中为底侧)焊接于铝电极片41而另一侧(在图10-12的(b)中为上侧)以圆片形底座421的中心轴线为中心螺接于高压连接端子5。
[0049]在根据本发明的电极片结构4中，由于铜电极片42的圆片形底座421的中心轴线与铝电极片41的中心轴线为共轴线、圆片形底座421以圆片形底座421的中心轴线为中心螺接于高压连接端子5，所以相比【背景技术】而言，极大地减小了高压连接端子5与圆片形底座421之间的螺接部位相对圆片形底座421与铝电极片41的焊接部位以及相对铝电极片41与电池模组的电池1的作为总正输出极或总负输出极的极柱11电连接部位(例如，在图17中，铝电极片41与极柱11焊接的焊接区域W1)的力矩，从而极大地降低了对所述焊接部位和电连接部位的破坏风险，保证了电极片结构4与电池模组以及高压连接端子5之间的接合强度和稳定性。
[0050]在根据本发明的电极片结构4中，由于高压连接端子螺接于铜电极片42的圆片形底座421，避免使用【背景技术】中的插拔式的高压连接端子(尤其是国外品牌)，降