一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法和一种储能模组技术

本发明专利技术提供一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法和一种储能模组，所述确定方法包括步骤：测定电芯的宽度W和高度H；确定电芯宽度方向上，泡棉单边预留空间与电芯宽度的比系数λ；确定电芯高度方向上，泡棉单边预留空间与电芯高度的比系数β；利用方程：W＝W

【技术实现步骤摘要】
一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法和一种储能模组


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其是涉及一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法和一种储能模组。

技术介绍

[0002]电芯是储能电池系统的最小单位，也是电能存储单元，当多个电芯被同一个外壳框架捆扎在一起，通过统一的端口与外部进行联系时，就组成了一个模组，储能系统是数个模组被BMS和热管理系统共同控制或管理后形成的统一的整体，电芯本身的性能及电芯捆扎后形成的储能模组的性能直接影响储能系统的循环性能和使用寿命。
[0003]现有技术中，大多利用背胶泡棉将多个电芯堆叠成模组。背胶泡棉的形状多为窄条形，或在电芯粘接面上沿电芯四边的位置进行回字形粘接，或在电芯粘接面上的左右两边位置粘接，或在电芯粘接面上的上下两边位置粘接，如此构成的储能模组的循环性能不如电芯单体的循环性能。经分析，现有泡棉的尺寸和粘接位置在模组循环过程中，为电芯的鼓胀预留了空间，更容易造成电芯内部极组发生S型变形，导致极组中正负极片与隔膜的接触界面出现间隙，由此造成锂离子损失，同时加剧电芯内部副反应的发生、电解液消耗加快、内阻增加以及容量衰减等多种不良问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法和一种储能模组，以改善单体电芯在储能模组中的受力环境，本专利技术提供的方法可以抑制储能模组中电芯极组变形的发生，保证电芯内部正极片、隔膜和负极片紧密贴合，进而提升电芯捆扎后形成的储能模组的循环性能。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，包括以下步骤：
[0006](1)测定电芯的宽度W和高度H；
[0007](2)确定电芯宽度方向上，泡棉单边预留空间与电芯宽度的比系数λ；确定电芯高度方向上，泡棉单边预留空间与电芯高度的比系数β；
[0008](3)利用方程：W＝W
p
+2λW，计算泡棉的宽度W
p
；利用方程：H＝H
p
+2βH，计算泡棉的高度H
p
。
[0009]优选的，步骤(2)中所述的λ＝3％～20％。
[0010]优选的，步骤(2)中所述的β＝3％～30％。
[0011]优选的，所述方法还包括步骤：利用λW确定泡棉沿电芯宽度方向的单边预留空间，利用βH确定泡棉沿电芯高度方向的单边预留空间。
[0012]本专利技术还提供一种储能模组，所述储能模组中包含电芯和泡棉，所述泡棉按照如上任一项所述的泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法进行尺寸设计及粘接位置确定。
[0013]本专利技术还提供一种储能模组，其包含电芯和泡棉，所述泡棉和所述电芯之间满足
如下尺寸及位置关系：
[0014]W＝W
p
+2λW，λ＝3％～20％；
[0015]H＝H
p
+2βH，β＝3％～30％；
[0016]其中，W为电芯的宽度；H为电芯的高度；W
p
为泡棉的宽度；H
p
为泡棉的高度；λ为在电芯宽度方向上，泡棉单边预留空间与电芯宽度的比系数；β为在电芯高度方向上，泡棉单边预留空间与电芯高度的比系数。
[0017]本专利技术具有的有益效果是：(1)根据方程所限定的尺寸关系，可以科学地量化泡棉的尺寸以及在电芯上的粘接位置，从而优化储能模组设计结构，提高储能模组的电性能及可靠性。(2)根据方程所限定的泡棉尺寸及粘接位置，利用泡棉的弹性和储能模组钢带的束缚力，可以有效挤压极组，抑制极组变形的发生，保证电芯内部正极片、隔膜和负极片接触界面贴合紧密，减缓电芯内部副反应的发生，提高储能模组的循环性能。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中储能模组的结构示意图；
[0019]图2是现有技术中电芯内部极组发生S型变形的示意图；
[0020]图3是本专利技术实施例1和对比例1在循环放电过程中的末端压差对比图；
[0021]图4是本专利技术实施例1和对比例1在循环放电过程中的容量保持率对比图。
[0022]图中：
[0023]1、模组左端板；2、模组右端板；3、上钢带；4、下钢带；5、左端板PC片；6、右端板PC片；7、电芯；8、泡棉。
具体实施方式
[0024]下面通过附图对本专利技术实施例的技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。
[0025]第一方面，参考附图1，本专利技术实施例提供一种储能模组，其包含模组左端板1、模组右端板2、上钢带3、下钢带4、左端板PC片5、右端板PC片6、电芯7和泡棉8，模组左端板1、左端板PC片5、交替粘接电芯7和泡棉8、右端板PC片6和模组右端板2依次层叠，然后由上钢带3和下钢带4绑扎固定。其中的泡棉8和电芯7之间满足如下尺寸及位置关系：
[0026]W＝W
p
+2λW，λ＝3％～20％；
[0027]H＝H
p
+2βH，β＝3％～30％；
[0028]其中，W为电芯7的宽度；H为电芯7的高度；W
p
为泡棉8的宽度；H
p
为泡棉8的高度；λ为在电芯7宽度方向上，泡棉8单边预留空间与电芯7宽度的比系数；β为在电芯7高度方向上，泡棉8单边预留空间与电芯7高度的比系数。
[0029]上述储能模组中的电芯7和泡棉8交替粘接，电芯7与泡棉8被上钢带3、下钢带4紧紧束缚，利用泡棉8的弹性和上钢带3、下钢带4的束缚力，挤压电芯7内的极组，保证泡棉8与电芯7外壳、电芯7内部正极片、隔膜和负极片紧密贴合。从而消除电芯7内极组产生S型形变的空间，延长其使用寿命。
[0030]采用窄条泡棉沿电芯四边的位置进行回字形粘接，或在电芯粘接面上的左右两边位置粘接，或在电芯粘接面上的上下两边位置粘接，此种结构将会在电芯与电芯之间存在
1.5
‑
2.5mm的间隙，为电芯的鼓胀预留了空间，更容易造成电芯内部极组发生S型变形，参考附图2，导致极组中极片与隔膜的接触界面出现间隙，由此造成锂离子损失，同时加剧电芯内部副反应的发生、电解液消耗加快、内阻增加以及容量衰减等多种不良问题。
[0031]根据本专利技术提供的上述实施例中的方程可知，本专利技术中泡棉8在电芯7宽度方向上居中粘接，泡棉8在电芯7高度方向上居中粘接。
[0032]在大量实践分析中得到电芯外壳粘接面上刚度强弱情况：当λ＜3％、β＜3％时，泡棉8的边界粘接位置落于电芯外壳粘接面上刚度较高的区域，导致泡棉8的弹性不能全部作用到极组，抑制极组产生S型变形的效果不佳。当λ＞20％、β＞30％时，泡棉8相对极组尺寸，边缘预留空间太大，泡棉8不能完全挤压电芯7中的极组，因此不能避免电芯7内未受挤压部分极组产生S型变形。故而本实施例中λ＝3％～20％，β＝3％～30％。
[0033]第二方面，本专利技术实施例提供一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)测定电芯的宽度W和高度H；(2)确定电芯宽度方向上，泡棉单边预留空间与电芯宽度的比系数λ；确定电芯高度方向上，泡棉单边预留空间与电芯高度的比系数β；(3)利用方程：W＝W
p
+2λW，计算泡棉的宽度W
p
；利用方程：H＝H
p
+2βH，计算泡棉的高度H
p
。2.根据权利要求1所述的一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，其特征在于，步骤(2)中所述的λ＝3％～20％。3.根据权利要求1或2所述的一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，其特征在于，步骤(2)中所述的β＝3％～30％。4.根据权利要求3所述的一种泡棉尺寸设计及粘接位置的确定方法，其特征在于，还包括步骤：利用λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宝辉，马丽娅，
申请(专利权)人：天津中电新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：