壳体极柱紧固电连接结构、预制电池、电池组及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于圆柱形电池的壳体极柱紧固电连接结构、预制电池、电池组及制备方法，其中，壳体极柱紧固电连接结构至少包括汇流排及锁附单元，汇流排能够与单体电池壳体极柱的至少部分区域电连接，而锁附单元能够套设于单体电池侧面壳体或底壳的至少一侧部分区域，锁附单元具有与单体电池的壳体极柱相近的热收缩系数，且优选使用热传导良好的导体制作，当外界温度变化时，使得锁附单元能够与单体电池的壳体同步伸缩，使得汇流排与单体电池的壳体极柱保持抵紧电连接。的壳体极柱保持抵紧电连接。的壳体极柱保持抵紧电连接。

【技术实现步骤摘要】
壳体极柱紧固电连接结构、预制电池、电池组及制备方法


[0001]本专利技术涉及新能源动力电池领域，尤其涉及一种壳体极柱紧固电连接结构、预制电池、电池组及制备方法。

技术介绍

[0002]将汇流排一端紧固在圆柱形电池的壳体上，并实现可靠电连接，是电池成组应用串并联电连接的重要工程目标。目前的已有技术包括：
[0003]1)热焊电连接，即通过汇流排与壳体极柱间的金属熔接，实现结构固封和电连接；熔深较大的，为强结构连接。强结构连接的问题点是，由于壳体间的连接强度偏弱，强震的应力直接通过壳体间的异动全额传导在电连接点上，易造成电连接点的易撕裂等不稳定隐患；熔深较浅的，为弱结构连接，通常通过外加电池组的整体结构固封(如电池壳体间全注胶、电池壳体间及外部的加固结构)，通过提升壳体间及整体的结构一体化程度，来减弱强震下壳体间的振幅和应力，因此减弱传导到电连接点上的应力，从而提高电连接点在振动情况下的可靠性。弱结构连接的问题点是，壳体间的强结构连接导致电池组整体增重幅度较大，影响电池组的整体重量能量比(电池组重要成组性能指标)；全注胶模式还不利于单体电池的更换维修。
[0004]2)冷焊电连接，即通过保持冷焊压接电连接点上的压力稳定，来保障电连接点的可靠性；通常采用圆箍性箍圈胶接在圆柱形壳体表面，实现汇流排与单体电池壳体间的紧固连接和可靠电连接；由于电池壳体通常为金属，箍圈胶接后对应壳体的胶圈的内径与壳体的外径间，在外界温度变化的情况下，由于两者的热胀冷缩的系数不同，从而产生紧固度的变化，进而影响电连接点接触电阻的稳定性，需要予以解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种壳体极柱紧固电连接结构、预制电池、电池组及制备方法，用于解决现有技术组存在的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种壳体极柱紧固电连接结构，包括：
[0007]‑
汇流排，汇流排呈片状，用于至少部分抵接于圆柱形单体电池的壳体极柱的至少部分区域，并能够与壳体极柱电连接；
[0008]‑
锁附单元，锁附单元呈环状，能够套设紧固于壳体极柱的至少一侧的部分区域、壳体极柱与汇流排抵接的区域，锁附单元用于使汇流排与壳体极柱抵紧电连接；
[0009]锁附单元具有与壳体极柱相近的热收缩系数，用于汇流排与壳体极柱间的抵紧电连接。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种预制电池，预制电池包括单体电池及壳体极柱紧固电连接结构；
[0011]单体电池包括壳体极柱，壳体极柱配置于侧面壳体及壳底；
[0012]壳体极柱紧固电连接结构包括汇流排及锁附单元，二者具有与壳体极柱相同或相
近的热收缩系数；
[0013]汇流排呈片状，汇流排与壳体极柱的至少部分区域电连接，电连接处设有冷焊胶；
[0014]锁附单元呈环状，包括数匝平行抵紧排列的金属线圈，金属线圈紧固缠绕于侧面壳体的至少部分区域，用于保持汇流排与壳体极柱间的紧固电连接；
[0015]金属线圈的两端相向缠绕紧固；
[0016]至少一匝金属线圈产生的最大紧固度用于汇流排和壳体极柱间的抵紧电连接。
[0017]第三方面，本专利技术提供了一种预制电池的制备方法，包括：
[0018]提供一单体电池；
[0019]通过冷焊胶将汇流排电连接于单体电池的壳体极柱；
[0020]根据单体电池的内阻设定最大紧固度，最大紧固度表现为线圈对壳体极柱的最大径向压力；
[0021]通过自动绕线机将线材绕制于单体电池的侧面壳体及汇流排外侧表面，形成多匝线圈；通过设定的最大紧固度调节自动绕线机的张力调节器，保持至少部分匝线圈的绕制过程中线材张力恒定，保证至少部分匝线圈保持最大紧固度，使得汇流排与壳体极柱之间的接触电阻位于设定值；
[0022]制备得到预制电池。
[0023]第四方面，本专利技术提供了一种利用上述预制电池的制备方法所制备的预制电池。
[0024]第五方面，本专利技术提供了一种电池组，电池组包括多个如上所述的预制电池，或者，电池组包括多个单体电池以及如上所述的壳体极柱紧固电连接结构。
[0025]第六方面，本专利技术提供了一种电池组的制备方法，包括：
[0026]提供若干单体电池，通过冷焊胶将多个汇流排分别电连接于每个单体电池的壳体极柱；
[0027]根据单体电池的内阻设定最大紧固度，最大紧固度表现为线圈对壳体极柱的最大径向压力；
[0028]通过自动绕线机将线材绕制于每个单体电池的侧面壳体及汇流排外侧表面，形成多匝线圈；
[0029]通过设定的最大紧固度调节自动绕线机的张力调节器，保持至少部分匝线圈的绕制过程中线材张力恒定，使得汇流排与壳体极柱之间的接触电阻恒定；
[0030]将若干设置有汇流排和线圈的单体电池形成纵向成列、横向成行的电池阵列；
[0031]将电池阵列中的所有单体电池进行串联电连接和/或并联电连接；
[0032]制备得到电池组，电池组中所有单体电池与对应的汇流排之间的接触电阻均保持一致。
[0033]第七方面，本专利技术提供了一种利用上述电池组的制备方法所得到的电池组。
[0034]与现有技术相比，本专利技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0035]本专利技术主要提供了一种用于圆柱形电池的壳体极柱紧固电连接结构，其结构至少包括汇流排及锁附单元，汇流排能够与单体电池壳体极柱的至少部分区域电连接，而锁附单元能够套设于单体电池侧面壳体或底壳的至少一侧部分区域，锁附单元具有与单体电池的壳体极柱相近的热收缩系数，且优选使用热传导良好的导体制作，当外界温度变化时，使得锁附单元能够与单体电池的壳体同步伸缩，使得压接紧固度在不同的温度状态下保持一
致，保证汇流排与单体电池的壳体极柱抵紧电连接。
[0036]此外，锁附单元的内径越小，对单体电池侧面壳体的径向压力越大，此时汇流排与壳体极柱的接触电阻会随着压力的增大而逐渐减小，当压力大到某个值后，接触电阻维持恒定，因此可以通过调节锁附单元的紧固度实现接触电阻的可控调节；当多个单体电池串联时，由于每个单体电池的内阻存在细微差异，通过调节锁附单元的紧固度，从而调整每个单体电池和汇流排的接触电阻，实现串联电池排中各个单体电池阻差的最小化。
[0037]通过对锁附单元进行自锁附，或者在其外设置固定单元，或者在锁附单元和侧面壳体之间设置结构胶，来保证汇流排电连接点的接触电阻的恒定度，在单体电池成组后，即使出现振动，仍然能保证电连接点的可靠性。
[0038]进一步地，在汇流排与锁附单元之间设有片状加固单元，片状加固单元一方面能够增大锁附单元对汇流排的压接面积，另一方面可以强化汇流排与壳体极柱之间的抗剥离力，以弥补锁附单元在Z轴向抗弯折性的不足，防止汇流排在相对于圆心的外向力的作用下，接触电阻受到影响。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，包括：
‑
汇流排，所述汇流排呈片状，用于至少部分抵接于圆柱形单体电池的壳体极柱的至少部分区域，并能够与壳体极柱电连接；
‑
锁附单元，所述锁附单元呈环状，能够套设紧固于壳体极柱的至少一侧的部分区域、壳体极柱与所述汇流排抵接的区域，所述锁附单元用于使所述汇流排与壳体极柱抵紧电连接；所述锁附单元具有与壳体极柱相近的热收缩系数，用于所述汇流排与壳体极柱间的抵紧电连接。2.根据权利要求1所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述汇流排包括连接部及延伸部；所述连接部能够贴合单体电池的侧面壳体或壳底设置，用于与壳体极柱的至少部分区域电连接及结构连接；所述延伸部能够延伸到单体电池的外部，并被配置为平铺延伸或弯折延伸，用于与相邻单体电池或电连接结构电连接。3.根据权利要求2所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述连接部至少部分区域具有电连接段，所述电连接段相较于其他区域具有更低的硬度，或者，所述电连接段相较于其他区域具有更小的厚度及更大的表面积。4.根据权利要求3所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述电连接段被配置为柔性片状金属、丝状导电线排或丝状导电线编织带。5.根据权利要求3所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述电连接段设置于所述连接部与所述锁附单元相抵接区域的下部。6.根据权利要求1所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述锁附单元包括金属线圈，所述金属线圈沿单体电池侧面壳体的圆周方向或高度方向设置至少一匝，并通过锁附结构实现锁附。7.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，至少一匝所述金属线圈具有最大紧固度，所述最大紧固度能够被配置为第一抵紧力、第二抵紧力及第三抵紧力；当所述最大紧固度被配置为所述第一抵紧力时，所述汇流排与壳体极柱间的接触电阻保持恒定；当所述最大紧固度被配置为所述第二抵紧力时，所述汇流排与壳体极柱间的接触电阻与所述最大紧固度的数值呈负相关；当所述最大紧固度被配置为所述第三抵紧力时，所述汇流排与壳体极柱间的接触电阻等于空气电阻。8.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述金属线圈被配置为平行和/或堆叠排布的数匝，或金属箍圈。9.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，相邻匝的所述金属线圈紧贴排布。10.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述金属线圈外部设有绝缘层。11.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述锁附结构包括
机械锁附结构或自锁附结构。12.根据权利要求6所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述锁附单元的外侧设有绝缘的非金属环套结构。13.根据权利要求12所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述非金属环套结构与所述锁附单元间设有结构胶。14.根据权利要求8所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述金属箍圈通过夹持结构实现锁附，所述夹持结构设置于所述金属箍圈的两端，所述夹持结构包括螺钉及螺母。15.根据权利要求1所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述锁附单元的内径满足：与壳体极柱过盈配合或过度配合。16.根据权利要求2所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，还包括片状加固单元，所述片状加固单元设置于所述锁附单元与所述汇流排之间的至少部分区域，用于提高所述汇流排与壳体极柱间的抗剥离力。17.根据权利要求16所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述片状加固单元包括弧形片状金属；所述片状加固单元的弧长大于所述连接部的横向宽度，所述片状加固单元的高度不大于所述锁附单元的宽度。18.根据权利要求17所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述片状加固单元与单体电池壳体极柱的轮廓相适配。19.根据权利要求17所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述片状加固单元的弧长大于单体电池侧面壳体周长的一半，所述汇流排、所述锁附单元及所述片状加固单元具有相同或相近的热收缩系数。20.根据权利要求17所述的壳体极柱紧固电连接结构，其特征在于，所述片状加固单元设置于所述汇流排与所述锁附单元相抵接区域的上部，上沿平齐抵接区域上沿；或，所述片状加固单元设置于所述汇流排与所述锁附单元相抵接区域的下部，下沿平齐抵接区域的下沿。21.一种预制电池，其特征在于，所述预制电池包括单体电池及壳体极柱紧固电连接结构；所述单体电池包括壳体极柱，所述壳体极柱配置于侧面壳体及壳底；所述壳体极柱紧固电连接结构包括汇流排及锁附单元，二者具有与所述壳体极柱相同或相近的热收缩系数；所述汇流排呈片状，所述汇流排与所述壳体极柱的至少部分区域电连接，电连接处设有冷焊胶；所述锁附单元呈环状，包括数匝平行抵紧排列的金属线圈，所述金属线圈紧固缠绕于所述侧面壳体的至少部分区域，用于保持所述汇流排与所述壳体极柱间的紧固电连接；所述金属线圈的两端相向缠绕紧固；至少一匝所述金属线圈产生的最大紧固度用于所述汇流排和所述壳体极柱间的抵紧电连接。22.根据权利要求21所述的预制电池，其特征在于，所述锁附单元套设于所述侧面壳体外；所述锁附单元的内轮廓周长为C1，所述侧面壳体的周长为C2，C1≤C2。
23.根据权利要求22所述的预制电池，其特征在于，当C1＝C2时，所述锁附单元与所述侧面壳体抵接连接；当C1＜...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪子琪，汪纯，
申请(专利权)人：汪子琪，
类型：发明
国别省市：