电池组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电池组，尤其是一种阻燃的、能量密度高的电池组。
【背景技术】
[0002]随着石油资源的日益减少和环境的污染日渐严重，节能减排成了目前世界上的潮流和趋势。在这个背景下，以电池为主要动力源或者部分动力源的电动车辆(主要包括混合动力车，插电式混合动力车，纯电动车)逐渐出现并日益增多，电动车辆的碳排放量要小于传统内燃机汽车，纯电动车的碳排放甚至为零，并且具有能量转换效率高的特点，这使得人们将电动汽车视为未来替代内燃机车的一个重要选择。
[0003]锂离子电池的能量密度高，通常采用的有机电解质溶液具有可燃性，另外锂非常活泼，这些都导致锂离子电池在安全性方面存在一定的缺陷。作为动力使用的锂离子动力电池，电池容量大，一般需要高功率输出，因此电池在工作时发热严重，存在一定的安全隐患。尤其在受到热冲击、过充、过放和短路等滥用状态下，其电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，积累到一定程度就可能引起电池爆破，从而使电池的活性物质与空气接触，引起着火爆炸。因此，对锂离子动力电池的安全性的改进设计变得尤为重要。
[0004]申请号为CN201120526633.8，名称为“一种密堆积的锂离子电池组”的专利，公开了一种能实现锂离子电池的散热均匀和阻燃效果的方案，包括电池模块、间隔板、铝隔板、铝盖板和电池模块底盖，间隔板和铝隔板使单体电池和电池模块间隔分布，实现了锂离子动力电池的全方位、均衡性散热的要求，克服了现有电池组内部散热性能差的缺点；且这种密堆积的锂离子电池组制作组装方便、散热效果明显且安全可靠，实现了电池组高效持续的生产过程，有效保证了锂离子动力电池使用过程的安全性和可靠性。
[0005]这种方案确实有利于将电池组内部的热量均匀分布，将热量传导至铝板不失为一种相对合理的方法。但是这只能在未发生热失控、铝板能满足电池组的散热需求时起作用。而电池组发生热失控的原因在于，产生的热量无法及时散去并积累在某处，换言之，铝板散热存在一定的局限性，并不能完全规避热失控的风险。
【实用新型内容】
[0006]为解决以上问题，本实用新型提供一种电池组，它包括数个电池模块，所述电池模块之间互相电气连接(例如所述电池模块之间互相并联或者串联)，所述电池模块包括数个A类电芯和数个B类电芯，所述A类电芯具备阻燃性能，且A类电芯启动温度高于B类电芯，所述A类电芯与B类电芯间隔设置，所述A类电芯设置正极极耳和负极极耳，B类电芯设置正极极耳和负极极耳，所有A类电芯的正、负极极耳分别与A类第一接合部、A类第二接合部电气连接，所述A类第一接合部、A类第二接合部相互隔开电气隔离，所有B类电芯的正、负极极耳分别与B类第一接合部、B类第二接合部电气连接，所述B类第一接合部、B类第二接合部相互隔开电气隔离，所述A类第一接合部、A类第二接合部与B类第一接合部、B类第二接合部相互错开电气隔离。所述电池模块内A类电芯之间互相并联，B类电芯之间互相并联，所述A类电芯之间互相并联之后再与互相并联的B类电芯串联。
[0007]数个电池模块并联形成电池组，每个电池模块中的A类电芯互相并联并与对应的A类第一接合部、A类第二接合部电气连接再接入供电总线，B类电芯互相并联连接并与对应的B类第一接合部、B类第二接合部电气连接再接入供电总线。
[0008]A类电芯之间互相电气连接，B类电芯之间互相电气连接，虽然两种电芯同时存在在单个电池模块内，但是A类电芯和B电芯仅仅是物理上互相接触，并且是电气隔离的。
[0009]A类电芯与B类电芯间隔设置，且A类电芯具备阻燃性能和高温工作性能，B类电芯工作时产生热量，同时，A类电芯吸收B类电芯产生的热量，使得A类电芯以较快速度达到其理想的工作温度，最后A类电芯开始工作，既达到整个电池组散热的作用，又能使得总的能量密度提高。而且A类电芯与B类电芯间隔设置，在物理上将B类电芯隔开，即使B类电芯由于热失控而引起燃烧，A类电芯也能起到隔离作用从而有效避免燃烧扩散。
[0010]作为优选，所述电池模块内的A类电芯之间互相并联，之后再与互相并联的B类电芯串联，所述电池模块之间互相并联。
[0011]这样的连接方式使得每个电池模块的电压相同，克服了不同类型电芯带来的电压不同的缺陷，如果需要对电源进行扩展或维修，只需增加电池模块或更换电池模块。
[0012]作为优选，所述电池模块内的A类电芯之间互相串联之后再与互相串联的B类电芯并联，所述电池模块之间互相并联。
[0013]由于A类电芯与B类电芯的电压不同，为保证稳定的输出电压、防止电芯之间能量倒灌，A类电芯或B类电芯须经过电压转换器再并联接入供电总线。
[0014]作为优选，所述电池模块内的A类电芯之间互相串联，B类电芯之间互相串联，并且A类电芯与B类电芯之间电气隔离，所述电池模块之间互相串联，且不同电池模块的A类电芯之间互相串联，不同电池模块的B类电芯之间互相串联。
[0015]由于A类电芯与B类电芯的电压不同，为保证稳定的输出电压、防止电芯之间能量倒灌，电池组中所有的A类或B类电芯须经过电压转换器再并联接入供电总线，由于电池组中所有的A类或B类电芯是通过总的电压转换器之后再接入总线的，故可对某个电池模块进行单独更换。
[0016]所述A类电芯具备阻燃性能，且A类电芯启动温度高于B类电芯。作为优选，所述A类电芯包括离子液体电解质电芯和/或固态电解质电芯。所述B类电芯可以为常用的有机电解质电芯。
[0017]离子液体也称室温熔融盐，是在室温下完全由阴、阳离子构成的液态有机盐，具有导电性，分解电压大于常规电解质，没有溶剂挥发和漏液等现象，使得离子液体电芯可以在较宽的温度范围工作和不易燃，具备高温工作性能。固态电解质电芯使用安全性能很高，能经受钉穿、加热、短路和过充￠00% )等破坏性实验。液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆炸等安全性问题，而固态电池除温度略有升高外(<20°c )并无任何其它安全性问题出现，能起到阻燃的作用。
[0018]作为优选，所述A类电芯与B类电芯不接触的一面设置加热装置。
[0019]A类电芯是一种具备阻燃性能和高温工作性能的电芯，同时也具备低温工作性能较差的特点，由于B类电芯的充放电过程是发热的过程，A类电芯的一面与B类电芯接触并吸收其产生的热量，且B类电芯需要在较为稳定的环境温度下工作，故不需再设置加热装置，A类电芯与B类电芯不接触的另一面设置加热装置，加热装置工作使得A类电芯尽快达到工作温度，增加整个电池组的工作性能。
[0020]作为优选，所述电池模块的两个末端均设置A类电芯。
[0021]在电池模块的两个末端均设置A类电芯，以防止B类电芯工作异常燃烧的扩散，而且由于A类电芯具备较好的抗形变和经受穿刺的能力，车载电池组在一些极端工作情形下，比如发生车祸之后，即使电池组发生形变，将A类电芯设置在电池模块的两个末端也有利于保持电池组的安全性。
[0022]作为优选，所述A类电芯的正、负极极耳设置在A类电芯上或下方向的同一侧边，所述B类电芯的正、负极极耳分别设置在B类电芯左和/或右方向的一个或两个侧边，所述B类电芯的左和/或右侧设置支撑架，所述支撑架将B类电芯的设置有电极的侧面与其对应的B类第一接合部、B类第二接合部隔开。
[0023]采用软包电芯举例，在成组过程中，通常情况下，边长较长的一边为底边，A类电芯的正、负极极耳设置在A类电芯上或下方向的同一侧边，使得A类电芯的正、负极极耳同时朝上或朝下，B类电芯的正、负极极耳分别设置在B类电芯左和/或右方向的两个侧边，使得A类电芯的正、负极极耳和B类电芯的正、负极极耳在物理的相对位置上不交错，最后A类电芯的正、负极极耳连接A类第一接合部、第二接合部和B类电芯的正、负极极耳连接B类第一接合部、第二接合部时互相独立，电气隔离。
[0024]B类电芯的左和/或右侧的正、负极极耳上套设支撑架，支撑架将B类电芯的设置有电极的侧面和与其对应的B类第一接合部、B类第二接合部隔开。
[0025]将极耳设置在电芯的左右两侧之后，由于极耳是软性材料，电池组在运行过程中发生的震动可能将极耳折断，在B类第一接合部、第二接合部与B类电芯的侧面之间设置支撑架有利于极耳的稳定，即使电池组发生震动，支撑架也能起到固定和缓冲的作用。
[0026]作为优选，所述A类电芯的正、负极极耳设置在A类电芯上或下方向的同一侧边，所述B类电芯的正、负极极耳设置在B类电芯下或上方向的同一侧边。
[0027]采用软包电芯举例，通常软包电芯的正、负极耳设置在同一侧边，将A类电芯的的正、负极极耳设置在A类电芯上侧边，同时将B类电芯的正、负极极耳设置在B类电芯的下侧边，A类电芯和B类电池成组之后，A类电芯的正、负极极耳和B类电芯的正、负极极耳在物理的相对位置上不交错，最后A类电芯的正、负极极耳连接A类第一接合部、第二接合部，B类电芯的正、负极极耳连接B类第一接合部、第二接合部，所有接合部之间互相独立并电气隔离；另一种情况下，A类电芯的正、负极极耳设置在下侧边，B类电芯的正、负极极耳设置在上侧边，如果A类电芯和B类电芯的正、负极极耳的方向相同，那么互相成倒置堆叠设置亦可。
[0028]作为优选，所述A类电芯的正、负极极耳设置在A类电芯上或下方向的同一侧边，所述B类电芯的正、负极极耳设置在B类电芯上或下方向的同一侧边，所述A类电芯的正、负极极耳与B类电芯的正、负极极耳的相对位置互相错开，使得堆叠之后的A类电芯的正极极耳堆、负极极耳堆和B类电芯的正极极耳堆、负极极耳堆之间电气隔离。
[0029]采用软包电芯举例，A类电芯的正、负极极耳设置在电芯上方的同一侧边，B类电芯的正、负极极耳也设置在电芯上方的同一侧边，B类电芯的正、负极极耳在A