【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属锂固态电池的，尤其是涉及一种金属锂固态电池模组框架及电池模组。
技术介绍
1、目前锂电池储能系统具有容量大、功率高、响应速度快的优点，可以广泛应用于可再生能源并网、能量时移、系统调频、延缓输配电扩容升级、缓解线路阻塞、无功支持、分时电价管理、容量费用管理、电能质量等邻域。各类应用场景中，储能系统运行是依靠电池的充/放电实现。随着充/放电循环，电池会产生性能衰减和不一致性劣化，造成储能系统容量下降和效率降低，甚至引发系统故障和安全事故。
2、监控锂电池工作状态，预测电池寿命，可以为储能系统运行维护提供重要的依据，有利于提高储能系统全寿命周期的可靠性和经济性。由于项目放电工况中电流范围较宽且最大放电倍率较高，导致高比能金属锂二次电池循环失效机制的更为复杂性，且电池单体到系统的成组效率要求高，将进一步加大电池设计和模组开发技术难度。掌握电池充放电过程中应力应变特性，确保模组内所有电池单体受力均匀，并在合适应力应变范围内，是电池单体成组设计必须克服的技术难题。
3、相对于常规锂离子二次电池，金属锂二次电池最大问题在于充电过程中体积膨胀及其导致的膨胀力较大变化，直接影响着金属锂电池的循环寿命。该问题已成为金属锂二次电池规模化应用的最大障碍，也是模组设计的最大技术难点。
技术实现思路
1、为了解决金属锂二次电池在充电过程中发生膨胀并挤压相邻电池的问题，本申请提供一种金属锂固态电池模组框架及电池模组。
2、本申请提供的一种金属锂固态电池模组框架及
3、一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，包括呈内部中空结构的电池模组框架以及安装在电池模组框架内部的电池模组，所述电池模组由多块相同的电池板拼接组合而成，相邻两块电池板之间设置有用于适应电池充电膨胀的缓冲组件，所述缓冲组件为具有弹性的物料进行填充，或者缓冲组件为设置在相邻两块电池之间的中空夹层，让电池有膨胀的空间。
4、通过采用上述技术方案，在金属锂固态电池充电过程中，当电池板受热发生膨胀后，会压缩缓冲组件，由于缓冲组件是由弹性的物料制成的，通过缓冲组件被压缩，来防止电池板发生较大的膨胀，从而避免影响金属锂电池的寿命，另外，由于相邻两块电池板之间设置有缓冲组件，可以防止膨胀的电池板压缩相邻的电池板，防止电池板会挤压损坏；在相邻两块电池板之间设置的中空夹层，可以适应电池板的膨胀变形，避免相邻的电池板被挤压，从而使电池板可以正常的充放电使用。
5、可选的，所述缓冲组件包括缓冲板，所述缓冲板由柔性绝缘材料制成，所述缓冲板在500kpa压缩应力情况下，缓冲板的变形量为15%～25%。
6、通过采用上述技术方案，绝缘的缓冲板能够避免相邻两块电池之间膨胀后发生短路，当缓冲板受到500kpa的压缩应力时，缓冲板可以被压缩，压缩的变形量为原缓冲板的15%～25%。
7、可选的，所述缓冲板在2500kpa压缩应力情况下，缓冲板的变形量为25%～80%。
8、通过采用上述技术方案，当缓冲板承受的压缩应力大于电池板所能承受的最大压强时，缓冲板的压缩变形量也不会超过80%，保证缓冲板不会被相邻的电池板挤压到失效，从而使缓冲板可以承受更大的压缩应力，避免了相邻电池板之间不会发生直接的挤压。
9、可选的，所述缓冲板的压缩应力和缓冲板的形变为线性变化。
10、通过采用上述技术方案，缓冲板所受到的压缩应力越大，缓冲板自身就会产生更大的压缩变形量，通过缓冲板被压缩发生的变形来抵消电池板向相邻电池板膨胀挤压的力，提高了电池板的使用寿命。
11、可选的，所述缓冲板能够被反复压缩和复位，其疲劳次数大于200或者五年180次的循环寿命。
12、通过采用上述技术方案，当电池板充放电使用相对频繁时，缓冲板能够被反复压缩和复位的疲劳次数大于200，当电池板充放电使用相对不频繁时，电池板在五年内可以有180次的循环使用寿命，提高了电池板的使用次数，并且在长期未使用时，缓冲板依然可以承受不同压缩力的挤压。
13、可选的，所述缓冲板的材料密度小于等于1.2g/cm³,阻燃等级不低于v0。
14、通过采用上述技术方案，同等材料和体积的缓冲板，缓冲板的材料密度越小缓冲板的质量就越轻，由于缓冲板需要粘接到相邻的两电池板之间，轻量化的缓冲板能够在保证性能的同时，减轻电池模组的整体重量，避免缓冲板太重，减少了电池板能够安装使用的重量；缓冲板的阻燃等级为v0，可以避免电池充电过程中散热的热量点燃缓冲板，提高了电池模组的安全性，避免在频繁使用过程中，电池模组发生自然。
15、可选的，所述缓冲组件包括柔性的气囊板，所述气囊板上设置有多个中空的气囊条，并且相邻两气囊条之间连通，所述气囊板由pi膜、pet膜或者pc膜制成。
16、通过采用上述技术方案，使用气囊板来作为被压缩的缓冲材料，让缓冲组件更加的轻量化，当气囊条内部为气体时，被挤压的气囊条中的气体可以被挤压到相邻的气囊条中，让相邻的气囊条发生变形，由于气囊条内部的气体容量一定，气囊条内部的气体可以向电池板施加一定的力，避免电池板膨胀变形量快速增加，通过设置的气囊条来适应电池板的膨胀变形，当电池板放电时，由于气囊板是由柔性材料制成的，膨胀的气囊条恢复逐渐恢复到初始状态，将膨胀气囊条中的气体重新冲入到被压缩的气囊条中，方便进行下次继续使用。
17、可选的，所述气囊条内部灌注用于降温的冷却介质。
18、通过采用上述技术方案，在气囊条中灌注的冷却介质，可以对电池板进行降温，避免电池板的温度过高，并且可以通过对电池板进行降温，可以降低电池板的膨胀变形量。
19、可选的，所述电池模组框架包括设置在电池模组上下两侧的顶部盖板和底部盖板、设置在电池模组左右两侧的左侧端板和右侧端板以及设置在电池模组两端的前部串联铜排组件和后部串联铜排组件，所述前部串联铜排组件和后部铜排串联组件与每块电池板连接，所述顶部盖板、底部盖板、左侧端板、右侧端板、前部串联铜排组件和后部串联铜排组件拼接安装在电池模组四周，并且顶部盖板、底部盖板、左侧端板和右侧端板采用碳纤维压铸一体成型。
20、通过采用上述技术方案，采用碳纤维进行压铸且一体成型，使电池模组框架的强度得到提高，避免电池板在充电过程中，相邻电池板之间的膨胀变形将电池模组框架顶开，保证了电池模组的安全。
21、可选的，所述电池模组框架内部的电池模组上侧设置有顶部绝缘板，电池模组下侧设置有底部绝缘板。
22、通过采用上述技术方案，设置的顶部绝缘板和底部绝缘板能够避免电能传递到顶部盖板和底部盖板上，防止出现漏电的问题。
23、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
24、1.本申请设置的缓冲板具有轻量化和高回弹的特性，即避免设置的多块缓冲板占据电池模组的重量，同时当电池板在反复的充放电过程中，缓冲板均可以正常的使用，缓冲板的抗疲劳次数大于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：包括呈内部中空结构的电池模组框架(1)以及安装在电池模组框架(1)内部的电池模组(2)，所述电池模组(2)由多块相同的电池板(21)拼接组合而成，相邻两块电池板(21)之间设置有用于适应电池充电膨胀的缓冲组件(3)，所述缓冲组件(3)为具有弹性的物料进行填充，或者缓冲组件(3)为设置在相邻两块电池之间的中空夹层，让电池有膨胀的空间。
2.根据权利要求1所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲组件(3)包括缓冲板(31)，所述缓冲板(31)由柔性绝缘材料制成，所述缓冲板(31)在500kPa压缩应力情况下，缓冲板(31)的变形量为15%～25%。
3.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)在2500kPa压缩应力情况下，缓冲板(31)的变形量为25%～80%。
4.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)的压缩应力和缓冲板(31)的形变为线性变化。
5.根据权利
6.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)的材料密度小于等于1.2g/cm³,阻燃等级不低于V0。
7.根据权利要求1所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲组件(3)包括柔性的气囊板(32)，所述气囊板(32)上设置有多个中空的气囊条(321)，并且相邻两气囊条(321)之间连通，所述气囊板(32)由PI膜、PET膜或者PC膜制成。
8.根据权利要求7所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述气囊条(321)内部灌注用于降温的冷却介质。
9.根据权利要求1所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述电池模组框架(1)包括设置在电池模组(2)上下两侧的顶部盖板(11)和底部盖板(12)、设置在电池模组(2)左右两侧的左侧端板(13)和右侧端板(14)以及设置在电池模组(2)两端的前部串联铜排组件(15)和后部串联铜排组件(16)，所述前部串联铜排组件(15)和后部铜排串联组件与每块电池板(21)连接，所述顶部盖板(11)、底部盖板(12)、左侧端板(13)、右侧端板(14)、前部串联铜排组件(15)和后部串联铜排组件(16)拼接安装在电池模组(2)四周，并且顶部盖板(11)、底部盖板(12)、左侧端板(13)和右侧端板(14)采用碳纤维压铸一体成型。
10.根据权利要求1所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述电池模组框架(1)内部的电池模组(2)上侧设置有顶部绝缘板(17)，电池模组(2)下侧设置有底部绝缘板(18)。
...【技术特征摘要】
1.一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：包括呈内部中空结构的电池模组框架(1)以及安装在电池模组框架(1)内部的电池模组(2)，所述电池模组(2)由多块相同的电池板(21)拼接组合而成，相邻两块电池板(21)之间设置有用于适应电池充电膨胀的缓冲组件(3)，所述缓冲组件(3)为具有弹性的物料进行填充，或者缓冲组件(3)为设置在相邻两块电池之间的中空夹层，让电池有膨胀的空间。
2.根据权利要求1所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲组件(3)包括缓冲板(31)，所述缓冲板(31)由柔性绝缘材料制成，所述缓冲板(31)在500kpa压缩应力情况下，缓冲板(31)的变形量为15%～25%。
3.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)在2500kpa压缩应力情况下，缓冲板(31)的变形量为25%～80%。
4.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)的压缩应力和缓冲板(31)的形变为线性变化。
5.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)能够被反复压缩和复位，其疲劳次数大于200或者五年180次的循环寿命。
6.根据权利要求2所述的一种金属锂固态电池模组框架及电池模组，其特征在于：所述缓冲板(31)的材料密度小于等于1.2g/cm³,阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡博，郝书奎，王栋梁，
申请(专利权)人：洛阳储变电系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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