一种方形锂离子电池的错位电芯结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种方形锂离子电池的错位电芯结构。


背景技术：

2.锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在正极和负极之间往返嵌入和脱嵌：充电过程中，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电过程则与充电过程相反。
3.目前，市场上的锂离子电池的电芯结构通常为正负极对称结构：防爆阀设置在封口盖板的中心位置，正极柱和负极柱对称设置在防爆阀的两边。这类结构的单体电芯在组装成组时，需要采用多个连接片将单体电芯逐个连接起来，而且需要使用独立的电压信号采集线采集单体电芯的电压数据。
4.然而，上述结构的电芯组装完成后，比表面积较小，散热效果差，尤其是当电芯组发生大电流放电时，由于热量无法快速散去，通常需要在电芯之间增加散热装置/系统来提升散热效果才能保证电芯组的正常运行；而且组装过程中使用连接片和信号采集线，会复杂化电芯的组装生产工艺，导致电芯组组装复杂、组装效率低下，在电芯组工作过程中容易因信号采集线或者连接片松动引起故障，影响电池的整体安全性能。


技术实现要素：

5.基于此，本实用新型提供一种方形锂离子电池的错位电芯结构，旨在解决传统的方形锂离子电池电芯组装完成后，比表面积较小，散热效果差，尤其是当电芯组发生大电流放电时，由于热量无法快速散去，通常需要在电芯之间增加散热装置/系统来提升散热效果才能保证电芯组的正常运行；而且组装过程中使用连接片和信号采集线，会复杂化电芯的组装生产工艺，导致电芯组组装复杂、组装效率低下，在电芯工作过程中容易因信号采集线或者连接片松动引起故障，影响电池的整体安全性能的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：
7.一种方形锂离子电池的错位电芯结构，包括电芯组；所述电芯组的两侧相错设置有多个散热间隙；所述电芯组包括多个并排设置的单体电芯、以及设置在所述单体电芯顶部的一体板；相邻两个所述单体电芯错位相抵接。
8.进一步地，相邻两个所述单体电芯翻转相抵接。
9.在本技术中，相邻两个所述单体电芯翻转相抵，是指以其中一个单体电芯为基准，另一个单体电芯旋转180度，然后两者相抵接；此时，其中一个所述单体电芯的正极与另一个所述单体电芯的负极相对应。
10.进一步地，多个所述单体电芯通过所述一体板串联设置。
11.进一步地，所述一体板包括连接片、保护板、以及设置在所述保护板上的数据采集模块；所述连接片的一侧与所述单体电芯连接，另一侧与所述保护板连接；所述保护板的宽
度小于所述单体电芯的正极和负极之间的距离；所述连接片用于连接相邻两个所述单体电芯的正极和负极；所述数据采集模块用于采集所述单体电芯的电压数据。
12.进一步地，所述连接片的两端分别设置有正极连接孔和负极连接孔；所述正极连接孔与所述单体电芯的正极相适配；所述负极连接孔与所述单体电芯的负极相适配。
13.在本技术中，所述连接片用于连接两个相邻的所述单体电芯，因此，对于同一个所述连接片，所述正极连接孔与一个所述单体电芯的正极连接后，所述负极连接孔应该与另一个所述单体电芯的负极连接，使得两个相邻所述单体电芯之间形成串联结构。以此类推，多个所述单体电芯与所述连接片之间的连接也相同。需要注意的是，在所述电芯组最外侧的连接片一端与所述单体电芯的正极或负极连接，另一端为活动端，即充当所述电芯组的正极或负极，用于与外界连接。
14.进一步地，所述保护板的相对两侧还设置有多个连接引脚；所述连接引脚与所述连接片一一对应。
15.进一步地，所述单体电芯包括电芯主体；所述电芯主体靠近所述一体板的端面上设置有依次设置有负极柱、正极柱、防爆阀和注液孔；所述负极柱与所述负极连接孔相适配；所述正极柱与所述正极连接孔相适配。
16.进一步地，所述负极柱与所述正极柱不对称设置。
17.在本技术中，所述防爆阀设置在所述正极柱远离所述负极柱的一侧，且所述防爆阀设置在所述正极柱与所述注液孔之间。这样，使得所述负极柱与所述正极柱在所述单体电芯的端面上不对称设置。
18.在本技术中，所述防爆阀设置在所述正极柱远离所述负极柱的一侧，使得所述单体电芯与所述一体板装配好后，所述一体板不会遮盖所述防爆阀，避免了所述防爆阀被遮盖引起的安全事故，提升了所述电芯组的安全性能。
19.进一步地，所述防爆阀内设置有防爆片。
20.本实用新型提出的一种方形锂离子电池的错位电芯结构，通过多个单体电芯错位相抵后利用一体板组装形成电芯组，使得电芯组两侧形成多个散热间隙，极大地增加了电芯组的比表面积，显著提高的的电芯组的散热性能，使得本技术结构不需要设置散热装置即可达到较好的散热效果；同时，采取一体板对多个单体电芯进行连接，取消了信号采集线，简化了电芯组的组装过程，提升了电芯组的生产效率，降低了电芯组的生产成本。另外，相较于采用信号采集线和连接片对单个电芯进行组装，采用一体板对单体电芯的连接更加稳固，而且组装简单快捷，电芯组在工作过程中不会因为松动引起电芯组故障，显著提升了电芯组的整体安全性能。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例所述方形锂离子电池的错位电芯结构立体图；
23.图2为图1中局部a的放大示意图；
24.图3为图1中单体电芯的立体结构示意图。
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
30.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.目前，市面上的电芯组在组装完成后，比表面积较小，散热效果差，尤其是当电芯组发生大电流放电时，由于热量无法快速散去，通常需要在电芯之间增加散热装置/系统来提升散热效果才能保证电芯组的正常运行；而且组装过程中使用连接片和信号采集线，会复杂化电芯的组装生产工艺，导致电芯组组装复杂、组装效率低下，在电芯工作过程中容易因信号采集线或者连接片松动引起故障，影响电池的整体安全性能。为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种方形锂离子电池的错位电芯结构。
32.如图1所示，本实用新型实施例提出的一种方形锂离子电池的错位电芯结构，包括电芯组1；所述电芯组1的两侧相错设置有多个散热间隙2；所述电芯组1包括多个并排设置的单体电芯11、以及设置在所述单体电芯11顶部的一体板12；相邻两个所述单体电芯11错位相抵接。
33.相邻两个所述单体电芯11翻转相抵接。
34.具体地，在本技术实施例中，相邻两个所述单体电芯11翻转相抵，是指以其中一个单体电芯11为基准，另一个单体电芯11旋转180度，然后两者相抵接；此时，其中一个所述单
体电芯11的正极与另一个所述单体电芯11的负极相对应。
35.多个所述单体电芯11通过所述一体板12串联设置。
36.参照图2，在本实施例中，所述一体板12包括连接片121、保护板122、以及设置在所述保护板122上的数据采集模块(图中未标示)；所述连接片121的一侧与所述单体电芯11连接，另一侧与所述保护板122连接；所述保护板122的宽度小于所述单体电芯11的正极和负极之间的距离；所述连接片121用于连接相邻两个所述单体电芯11的正极和负极；所述数据采集模块用于采集所述单体电芯11的电压数据。
37.所述连接片121的两端分别设置有正极连接孔1211和负极连接孔1212；所述正极连接孔1211与所述单体电芯11的正极相适配；所述负极连接孔1212与所述单体电芯11的负极相适配。
38.具体的，在本技术实施例中，所述连接片121用于连接两个相邻的所述单体电芯11，因此，对于同一个所述连接片121，所述正极连接孔1211与一个所述单体电芯11的正极连接后，所述负极连接孔1212应该与另一个所述单体电芯11的负极连接，使得两个相邻所述单体电芯11之间形成串联结构。以此类推，多个所述单体电芯11与所述连接片121之间的连接也相同。需要注意的是，在所述电芯组1最外侧的连接片121一端与所述单体电芯11的正极或负极连接，另一端为活动端，即充当所述电芯组1的正极或负极，用于与外界连接。
39.所述保护板122的相对两侧还设置有多个连接引脚1221；所述连接引脚1221与所述连接片121一一对应。
40.参照图3，在本实施例中，所述单体电芯11包括电芯主体111；所述电芯主体111靠近所述一体板12的端面上依次设置有负极柱112、正极柱113、防爆阀114和注液孔115；所述负极柱112与所述负极连接孔1212相适配；所述正极柱113与所述正极连接孔1211相适配。
41.所述负极柱112与所述正极柱113不对称设置。
42.具体的，在本技术实施例中，所述防爆阀114设置在所述正极柱113远离所述负极柱112的一侧，且所述防爆阀114设置在所述正极柱113与所述注液孔115之间。这样，使得所述负极柱112与所述正极柱113在所述单体电芯11的端面上不对称设置。
43.在本技术实施例中，所述防爆阀114设置在所述正极柱113远离所述负极柱112的一侧，使得所述单体电芯11与所述一体板12装配好后，所述一体板12不会遮盖所述防爆阀114，避免了所述防爆阀114被遮盖引起的安全事故，提升了所述电芯组1的安全性能。
44.所述防爆阀114内设置有防爆片(图中未标示)。
45.需要说明的是，在本技术实施例中，相邻两个所述单体电芯11错位相抵接，是指相邻两个所述单体电芯11翻转相抵后，由于所述单体电芯11的负极柱与正极柱不对称设置，因此两个所述单体电芯11会相错开，即其中一个所述单体电芯11的注液孔所靠近的一侧会往另外一个所述单体电芯11的负极柱所靠近的一侧延伸出一部分。当多个相邻的所述单体电芯11错位相抵后，就会形成散热间隙2，极大地增加了电芯组1的比表面积，提升了电芯组1的散热性能。
46.在本技术实施例中，所述连接片121与所述连接引脚1221之间的连接、所述连接片121与相邻两个所述单体电芯11的正负极柱之间的连接均为焊接。
47.本实用新型提出的一种方形锂离子电池的错位电芯结构，通过多个单体电芯11错位相抵后利用一体板12组装形成电芯组1，使得电芯组1两侧形成多个散热间隙2，极大地增
加了电芯组1的比表面积，显著提高的的电芯组1的散热性能，使得本技术结构不需要设置散热装置即可达到较好的散热效果；同时，采取一体板12对多个单体电芯11进行连接，取消了信号采集线，简化了电芯组1的组装过程，提升了电芯组1的生产效率，降低了电芯组1的生产成本。另外，相较于采用信号采集线和连接片对单个电芯11进行组装，采用一体板12对单体电芯11的连接更加稳固，而且组装简单快捷，电芯组1在工作过程中不会因为松动而引起电芯组故障，显著提升了电芯组1的整体安全性能。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。