电池模组和大容量电池制造技术

本申请公开了一种电池模组，包括：其上设置有呈矩阵分布的若干电池插装孔的电池夹具，分别嵌设于各个电池插装孔中的若干电池串联片，分别插设在各个所述电池插装孔中、且与电池串联片相连的若干电池单体；电池夹具包括位于下层的绝缘层和位于上层的导电层，绝缘层为绝缘支架，绝缘支架上设置有呈矩阵分布的若干支架孔，导电层由若干个并列布置的金属并联条构成，金属并联条上贯通设置有一排沿着该金属并联条长度方向间隔分布的并联条孔，金属并联条与绝缘支架固定连接，支架孔和并联条孔共同形成所述电池插装孔，电池串联片与并联条孔的孔壁弹性接触连接。本申请这种电池模组结构紧凑而稳固、装配方便且散热良好，并且省去了传统的并联网结构。

Battery module and large capacity battery

The invention discloses a battery module, including: the battery is arranged on a plurality of cell matrix distribution fixture insertion holes, are embedded in each cell of battery insertion holes in series, a number of single battery are respectively inserted in each of the battery is inserted and connected with the battery, Kong Zhong film series the fixture includes a battery in the lower layer; an insulating layer and a conductive layer on the upper layer, the insulating layer is an insulating bracket, the insulation bracket is provided with a plurality of holes of the bracket distribution matrix, the conductive layer is composed of several parallel parallel metal strip, metal strips through parallel provided with a row along the length of parallel metal the direction of interval distribution parallel hole, metal strip and parallel insulating bracket is fixedly connected with the bracket hole and a parallel hole together form the battery cartridge hole, battery series and parallel strip holes Hole wall elastic contact connection. The battery module has compact and stable structure, convenient assembly and good heat dissipation, and eliminates the traditional networking structure.

【技术实现步骤摘要】
电池模组和大容量电池
本申请涉及电池
，尤其是一种电池模组和大容量电池，特别是一种圆柱形锂离子电池模组以及由多个这种电池模组构成的圆柱形锂离子大容量电池。
技术介绍
锂离子可充电池是当前比能量最高，使用寿命最长的蓄电池，其技术已经成熟，生产量巨大，已走入人民生活的各个领域。现有的圆柱形锂离子电池模组一般包括全绝缘材质的且其上开设众多电池插装孔的电池夹具、分别嵌入各个电池插装孔中的众多电池串联片、同时嵌入各个电池插装孔中且与各个电池串联片接触连接的一张并联网、分别插设在各个电池插装孔中且与对应电池串联片相连(直接接触连接或焊接)的众多电池单体。实际应用时，这些电池单体依靠前述并联网相互并联，依靠前述串联片与插入电池夹具另一侧的电池单体实现串联，如此将多个电池模组组装在一起而形成大容量的锂离子电池。但是锂离子电池模组的一些致命弱点并未从根本上彻底解决，如安全性，仍有起火爆炸的危险。从事该行业的工程技术人员正在采取多种措施消除这种危险。例如中国专利申请CN101369649A中提出了一种电池连接机构，用一种弹性连接片夹持圆柱电池的负极壳实现电连接,从而免除了对负极的焊接加工，消除了焊接热可能对电池核心构件造成的伤害。不仅提高了安全性，而且提高了电池组的加工性能和刚性，更适合于机械化操作。2012年河南科隆集团也提出了相似的专利，说明了此方法的有效性。但是此方法的弹簧片触点少，电阻仍嫌大。而且，向外扩展不方便，散热也不理想。目前大多数企业做电池组装的方法依然是用薄金属连接片和电池的正负极焊接，达到串联和并联。连接片很薄，窄而长，导电能力差，连接电阻高，能耗大。而且能耗转为发热，促进电池温度上升。温度升高会缩短电池的使用寿命。更不要说负极焊接带来的潜在危险。为了提高电池的散热能力也创造出很多很好的方法。例如张恒运等在中国专利申请CN201610144883.2中提出给电池加导热套筒和导热管，并用调温气体或液体将热量排出。使不同位置的电池在大电流充电时最高温度温差缩小到只有1.5℃.古焕隆等在中国专利申请CN2009102097104中提出在电池组内灌注导热胶，也有很好的效果。王怀云在中国专利申请CN201220400944.4中提出，用薄金属板拉伸出多个电池插孔的并联框架，插孔周边带弹性爪固定电池负极，实现多电池并联。不仅连接方便且导热性良好。用连接片焊接正负极做组合连接，连接电阻高。尤其是对负极焊接，焊接热传到电池内部，靠近焊接处有隔膜极板等核心构件，它们都怕热。若将它们烫伤，有可能在使用中发展成为内短路。而内短路有转化为热失控的危险，热失控是引起失火爆炸的重要原因。而且用连接片焊接的组件松散，操作中移动困难，大件更难于加工，不适合于机械化作业。用弹簧片(带有弹爪的串联片)的方法去掉了负极焊接，但是用燕尾和燕尾槽向外扩展很麻烦，而且散热不太好。加导热套导热管和导热胶的散热效果很好，但这些附加件除了调温没有其他用处，提高了成本和复杂性。多孔并联框架既导电好又散热好，但是几十个孔同时冲压、拉伸，加工困难。而且由于结构限制，弹性爪很短，因此弹力很难控制，插入的电池也容易歪斜。
技术实现思路
本申请目的是：针对上述技术问题，本申请提出一种结构紧凑而稳固、装配方便且散热良好的电池模组，同时还提出了一种由这种电池模组组装而成的大容量电池。本申请的技术方案是：一种电池模组，包括：其上设置有呈矩阵分布的若干电池插装孔的电池夹具，分别嵌设于各个所述电池插装孔中的若干电池串联片，分别插设在所述各个所述电池插装孔中、且与所述电池串联片相连的若干电池单体；所述电池夹具包括位于下层的绝缘层和位于上层的导电层，所述绝缘层为绝缘支架，所述绝缘支架上设置有呈矩阵分布的若干支架孔，所述导电层由若干个并列布置的金属并联条构成，所述金属并联条上贯通设置有一排沿着该金属并联条长度方向间隔分布的并联条孔，所述金属并联条与绝缘支架固定连接，所述支架孔和并联条孔共同形成所述电池插装孔，所述电池串联片与所述并联条孔的孔壁弹性接触连接。本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：构成所述导电层的各个所述金属并联条相互电连接。相邻金属并联条之间的缝隙中填充有导电胶。所述电池单体与所述并联条孔的孔壁接触连接。所述金属并联条具有不小于5mm的厚度。所述金属并联条为整体式结构，其由若干个成排布置的金属管焊接固定或烧结固定而成。所述金属并联条由分体式结构的左半条和右半条对接而成，所述左半条和右半条的相对侧均设置有一排间隔布置的半圆形凹槽，所述左半条上的半圆形凹槽与所述右半条上的半圆形凹槽共同形成所述并联条孔。所述金属并联条与绝缘支架是通过压紧连接块固定连接在一起的，所述压紧连接块包括条形的压条以及连接在该压条同一侧且沿压条长度方向间隔分布的若干固定塞，所述绝缘支架上开设有若干塞孔，所述固定塞穿过相邻金属并联条之间的间隙而固定插设于所述塞孔中，所述压条压在所述金属并联条的上部，从而实现金属并联条与绝缘支架的固定连接。所述电池串联片包括环形的环片以及固定连接在该环片轴向底端的底片，所述环片的四周形成有径向向外凸出的外翻弹片和径向向内凸出的内翻弹片，所述环片顶端形成有电池插装导向片，所述外翻弹片与所述电池插装孔的孔壁弹性抵靠连接，所述内翻弹片与所述电池单体的外壁弹性抵靠连接。一种大容量电池，包括至少两个上述结构的电池模组。本申请的优点是：1、本申请一改传统电池模组中电池夹具的结构，将其设置成上下分布的绝缘层和金属导电层两层结构，电池串联片装入电池插装孔中后与导电层自然接触而且接触面积大，从而借助金属导电层实现模组中各个电池的并联连接，而且金属导电层不同于传统的并联网，其具有一定的厚度，与电池及电池串联片的接触面积较大，可迅速吸收并传递电池的热量。同时，在电池温度较低时，金属导电层也能够将外界加热设备的热量迅速传输至电池。2、取消了对电池负极端的焊接(负极端直接与电池串联片弹性卡紧接触连接)，消除了焊接可能带来的伤害，提高了电池的安全性，并可以延长寿命。3、电池模组中同层多个电池并联，有很高的容量。而两个电池模组上下插接，实现上下层电池的串联，可以无限增高，电压随之提高，组装使用十分方便。4、本申请的电池模组结构紧凑而稳固，强度好，便于移动。用多个这种电池模组串并联组合而成的大容量电池(大模组)也有很好的刚性。由于在电池的外部有强度较高的金属材质的并联条防护固定，抗冲击震动能力强。5、电池串联片上设置有多个外翻弹片和多个内翻弹片，多个内翻弹片和电池卡紧连接，接触点很多，导电截面大，电阻很小。多个外翻弹片与金属并联条卡接连接，接触点很多，导电截面和传热截面大，电阻很小，传热速度快。6、金属并联条和每个电池单体连接不仅有好的导电性，且导热好。通过金属并联条可以将中间电池的热量迅速的传递到最末端，并且末端有散热引出片，可以和其他散热机构连接，提高了散热能力。在相邻的并联条之间通过导电胶体进行固定，增加了接触的可靠性，同时每个电池模组的一体性得到增强。7、电池串联片和并联条的加工都是基于目前成熟的加工技术可以直接量产并且加工成本低。8、适合于机械化作业，生产效率高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模组，包括：其上设置有呈矩阵分布的若干电池插装孔的电池夹具，分别嵌设于各个所述电池插装孔中的若干电池串联片(1)，分别插设在所述各个所述电池插装孔中、且与所述电池串联片相连的若干电池单体(2)；其特征在于，所述电池夹具包括位于下层的绝缘层和位于上层的导电层，所述绝缘层为绝缘支架(3)，所述绝缘支架(3)上设置有呈矩阵分布的若干支架孔(301)，所述导电层由若干个并列布置的金属并联条(4)构成，所述金属并联条(4)上贯通设置有一排沿着该金属并联条长度方向间隔分布的并联条孔(401)，所述金属并联条(4)与绝缘支架(3)固定连接，所述支架孔(301)和并联条孔(401)共同形成所述电池插装孔，所述电池串联片(1)与所述并联条孔(401)的孔壁弹性接触连接。

【技术特征摘要】
1.一种电池模组，包括：其上设置有呈矩阵分布的若干电池插装孔的电池夹具，分别嵌设于各个所述电池插装孔中的若干电池串联片(1)，分别插设在所述各个所述电池插装孔中、且与所述电池串联片相连的若干电池单体(2)；其特征在于，所述电池夹具包括位于下层的绝缘层和位于上层的导电层，所述绝缘层为绝缘支架(3)，所述绝缘支架(3)上设置有呈矩阵分布的若干支架孔(301)，所述导电层由若干个并列布置的金属并联条(4)构成，所述金属并联条(4)上贯通设置有一排沿着该金属并联条长度方向间隔分布的并联条孔(401)，所述金属并联条(4)与绝缘支架(3)固定连接，所述支架孔(301)和并联条孔(401)共同形成所述电池插装孔，所述电池串联片(1)与所述并联条孔(401)的孔壁弹性接触连接。2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，构成所述导电层的各个所述金属并联条(4)相互电连接。3.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于，相邻金属并联条(4)之间的缝隙中填充有导电胶。4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池单体(2)与所述并联条孔(401)的孔壁接触连接。5.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述金属并联条(4)具有不小于5mm的厚度。6.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述金属并联条(4)为整体式结构，其由若干个呈直线状排布的金属管焊接固定或烧结固定而成。7.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉林，龚晓冬，王爱淑，娄豫皖，顾江娜，张旭，许祎凡，
申请(专利权)人：苏州安靠电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32