一种大圆柱电芯的新型成组结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及到一种大圆柱电芯的新型成组结构。


背景技术：

2.随着社会的进步和发展，仓储、家庭、出行等方面的智能化，可移动的消费类电子产品的多元化，电池作为清洁能源的提供者，使其越来越受到广大消费者的追捧和青睐，成为电子产品不可或缺的一部分。
3.在应用过程中，通过提高电池组的可靠性和安全性，提高电池组适应恶劣环境的的温度环境，有助于用户满意度提高成为一项非常有意义的研究课题。
4.现有技术中，圆柱电芯的径向尺寸以18650电芯为例，尺寸数据相对集中和稳定，而超大直径电芯的圆柱电芯直径范围较大，且极耳为铝材，极耳与连接片的连接通常使用激光焊接，而铝合金的焊接结合力较弱，受震动影响，支架的直径范围较大，造成与支架的间隙配合较大，因此在震动时，产生极耳焊接的撕裂风险，即造成供电回路失效。其次为使电池组适应恶劣的冬天较低的气温环境，向电池组供热，通常电池组的加热通过缠绕电芯表面，达成对电芯的加热，但该方式的缠绕，无法达成对电芯有效接触面积的控制，顾造成每颗电芯的加热不均，因此造成每颗电芯因温度原因产生的放电内阻不一致，故电芯产生互相补电等情况，长期如此，使电芯提前进入衰老期，行驶里程在低于预期的寿命值，给用户带来不好的体验。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种提高大圆柱电芯的铝极耳焊接抗撕裂能力以及均衡单颗电芯的加热面积、保证升温一致性的一种大圆柱电芯的新型成组结构。
6.本实用新型是通过如下方式实现的：
7.一种大圆柱电芯的新型成组结构，包括由若干电芯1及其两端的上支架2与下支架3组成的电芯组；所述上支架2与下支架3中部分别设有若干相互配合的填充柱21与灌胶柱31；所述填充柱21上设有与周向的电芯1侧壁干涉的衬垫4；所述灌胶柱31中心设有与填充柱21配合的灌胶孔311；所述灌胶孔311内设有胶水；所述电芯组的两端设有汇流排71；所述汇流排71的外侧依次设有导热垫72、加热膜73、保温垫74。
8.进一步的，所述灌胶柱31上端部沿其长度方向设有数条与灌胶孔311相通的溢胶槽312。
9.进一步的，所述灌胶柱31外侧壁沿其长度方向设有通过溢胶槽312内溢出的胶水与周向若干电芯侧壁相连接的黏贴部313。
10.进一步的，所述胶水为结构胶。
11.进一步的，所述填充柱21的长度大于灌胶孔311的深度。
12.进一步的，所述衬垫4为圆形；所述衬垫4的边缘与电芯侧壁的干涉量为1-1.5mm。
13.进一步的，所述上支架2与下支架3通过其中部均匀设置的若干贯穿电芯组的螺杆51、螺母52锁付固定。
14.进一步的，所述上支架2与下支架3侧方的接合处设有与黏贴部313相对的背胶衬垫6。
15.进一步的，所述电芯组的最外侧连接有保护板8。
16.进一步的，所述汇流排71与硬质的加热膜73之间通过具有弹性的导热垫72进行柔性连接。
17.本实用新型的有益效果在于：1.采用胶体灌装溢胶到电芯壳体与支架表面，通过溢胶的胶体与电芯粘结固定。且用衬垫与电芯干涉，消除或弱化电芯直径的公差较大不宜固定的问题；提升电芯固定的稳定性并保证每颗电芯之间的合理间距，便于加热时温度的均衡。
18.2.电芯的每一颗有确切的加热面积，使电芯的升温一致，即内阻接近。促进电芯成组后的寿命接近单体电芯的寿命；
19.3.支架上对应电芯的端面设有防爆阀，提供了极限情况的泄压通道，延长了电芯极限状态下，为用户提供了宝贵的逃离时间。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
21.图1本实用新型结构爆炸图；
22.图2本实用新型下支架结构示意图；
23.图3本实用新型电池组局部截面图；
24.图4本实用新型电池组纵向截面图；
25.图5本实用新型电池组装配示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须
具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例：
30.如图1-5所示，一种大圆柱电芯的新型成组结构，包括由若干电芯1及其两端的上支架2与下支架3组成的电芯组；所述上支架2与下支架3中部分别设有若干相互配合的填充柱21与灌胶柱31；所述填充柱21上设有与周向的电芯1侧壁干涉的衬垫4；所述灌胶柱31中心设有与填充柱21配合的灌胶孔311；所述灌胶孔311内设有胶水；所述电芯组的两端设有汇流排71；所述汇流排71的外侧依次设有导热垫72、加热膜73、保温垫74。
31.本实用新型的一实施例中，所述灌胶柱31上端部沿其长度方向设有数条与灌胶孔311相通的溢胶槽312；所述灌胶柱31外侧壁沿其长度方向设有通过溢胶槽312内溢出的胶水与周向若干电芯侧壁相连接的黏贴部313；所述胶水为结构胶；溢胶槽312在其工作时，能够将灌胶孔311内的溢胶导入到黏贴部313与电芯侧壁之间，同时对电芯的固定起到作用，胶水一方面用于固定了上下支架同时溢胶对支架与电芯支架也进行了固定，成本低，固定效果好。由于黏贴部313通过溢胶与电芯表面直接进行了接触，能够将电芯的热量进行传导到支架上，用于散热。
32.本实用新型的一实施例中，所述填充柱21的长度大于灌胶孔311的深度。通过该设置，保证了填充柱21能够完整的伸入至灌胶孔311的底部，同时能够给衬垫4留一定的活动空间，使得衬垫4虽然通过干涉配合与电芯接触，但并不完全是硬连接，在其震动或者撞击时衬垫4能够获得一定的沿电芯长度方向的移动空间，避免常规的硬连接由于震动破坏电芯的表面，造成二次伤害。
33.本实用新型的一实施例中，所述衬垫4为圆形；所述衬垫4的边缘与电芯侧壁的干涉量为1-1.5mm。此处干涉量即过盈量，通过此种过盈配合的方式对电芯中部进行固定具备更好的稳定性和安全性。一方面上下两支架上的安装孔与电芯配合具有合适的间隙量，能够适应电芯直径的偏差，主要通过设于中部的衬垫4与电芯侧壁干涉进行固定，再辅助黏贴部313与胶水与电芯侧壁粘结，使得电芯的固定变成了中部衬垫4支撑，上下位置通过胶水粘接，最外部使用螺杆51、螺母52锁付，使得电芯周向及两端均能够获得限位和固定，同时消除或弱化电芯直径的公差较大不宜固定的问题。衬垫4及黏贴部313与电芯的配合相当于软硬结合的连接固定，衬垫4充当硬连接，衬垫4下方的黏贴部313由于利用的是溢胶实现与电芯的黏贴，因此还是会具备一些小的空隙，这使得电芯模组具有优秀的减震效果。
34.本实用新型的一实施例中，所述上支架2与下支架3通过其中部均匀设置的若干贯穿电芯组的螺杆51、螺母52锁付固定。
35.本实用新型的一实施例中，所述上支架2与下支架3侧方的接合处设有与黏贴部313相对的背胶衬垫6。由上述内容可知，黏贴部313与电芯配合时会产生一些小的空隙，使得黏贴部313在经受撞击时能够具备更好的减震效果，但同时也是整体电芯模块中震动量
最大的区域，通过背胶衬垫6用于此处的防护。
36.本实用新型的一实施例中，所述电芯组的最外侧连接有保护板8。
37.本实用新型的一实施例中，所述汇流排71与硬质的加热膜73之间通过具有弹性的导热垫72进行柔性连接。
38.工作原理：首先将衬垫4套设在上支架2的若干填充柱21上，填充柱21均匀设置4个，衬垫4选用圆形的背胶衬垫；进一步的将结构胶分别灌入四个灌胶孔311内，再把电芯1放入下支架3内，此时将上述安装好衬垫的上支架2与下支架3进行安装，所述衬垫4的边部干涉周向的4个电芯的侧壁避免其在水平面内移动，对其进行有效的固定；再用背胶衬垫6包裹上支架2与下支架3侧方的接合处；上支架2与下支架3通过其中部均匀设置的4个贯穿电芯组的螺杆51、螺母52锁付固定；再在上支架2的端面分别放上汇流排71，用激光焊接完成连接，在下支架3的端面再放上汇流排，用激光焊接完成连接；把导热垫72贴在汇流排71表面；再把加热膜73贴在导热垫72表面，使用螺钉锁紧在支架表面；把保温垫74背胶贴在加热膜73表面；再把保护板8用螺钉锁在支架上，通过螺钉将正极、负极连接在模组上，再将采集线、温感线、加热线通过连接器，连接在保护板8上。完成此次装配。
39.本实用新型采用胶体灌装溢胶到电池壳体与支架表面，用溢胶的胶体流到黏贴部313上与电芯粘结固定。且用衬垫4与电芯干涉，消除或弱化电芯直径的公差较大不宜固定的问题；提升电芯固定的稳定性并保证每颗电芯之间的合理间距，便于加热时温度的均衡。
40.下支架3上的灌胶柱31上开设溢胶槽312和黏贴部313，黏贴部313与电芯1之间用结构胶粘结；黏贴部313与电芯之间的间隙1mm为宜，填充面积大于60mm2/电芯为宜；电芯面的极耳面积是确定的面积，通过铝排(铝排是导电的汇流排)安装在下支架3，与极耳焊接将电流完成传输，铝排上也设置透气孔；导热垫72放在铝合金与加热膜73之间，用于柔性连接，柔性连接是为了更好的增加导热接触并且能够具备减震的功能；电芯端面设有1个防爆阀，该防爆阀为圆形，防止电芯短路时，电芯喷发，支架a/支架b均设置透气孔；
41.电芯的每一颗有确切的加热面积，使电芯的升温一致，即内阻接近。促进电芯成组后的寿命接近单体电芯的寿命；
42.支架为电芯的防爆阀提供了极限情况的泄压通道，延长了电芯极限状态下，为用户提供了宝贵的逃离时间。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。