一种锂离子电芯及极柱侧出的大容量锂离子电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯及极柱侧出的大容量锂离子电池。


背景技术：

2.目前市场上的锂电池最大容量的方形电池为400ah，而最大容量的圆柱电池不大于100ah，在“碳达峰”和“碳中和”的背景下，储能行业有望得到长足发展，但受电池容量的影响，锂电池在储能应用时需进行多个电池的串并联，使得联接零配件繁多，联接步骤复杂、繁琐，电池管理系统和线材、电池箱的用量非常大，储能成本因此居高不下，而且大容量电池存在极柱废料和电池间连接不可靠等问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电芯以及极柱侧出的大容量锂离子电池。
4.本技术所采用的技术方案是：
5.一种锂离子电芯，包括至少一个电芯单元和极耳，所述极耳呈u型，并相对设置在电芯单元的两侧，u型开口向外。
6.进一步限定，所述多个电芯单元上下层叠设置，并通过连接件上下连接。
7.进一步限定，所述连接件为截面是矩形或t型的柱体结构，所述连接件的两面分别与极耳的两侧翼连接，所述连接件背向电芯的外侧面设置有一个或多个c型卡槽或燕尾槽。
8.一种极柱侧出的大容量锂离子电池，其包括壳体以及设置在壳体内的如上述的锂离子电芯、相对设置在壳体外两侧壁的正极柱和负极柱；所述锂离子电芯通过第一嵌装连接条与壳体外侧的正极柱和负极柱电性连接。
9.进一步限定，所述第一嵌装连接条设置在锂离子电芯连接件的c型卡槽或燕尾槽内。
10.进一步限定，所述第一嵌装连接条是哑铃状结构，其两侧中部设置有向内凹陷的一个或多个圆形孔或槽型孔。
11.进一步限定，所述第一嵌装连接条的外侧边缘带有刺状突起。
12.进一步限定，所述正极柱和负极柱的外侧壁上分别设置有嵌装槽。
13.进一步限定，一个大容量锂离子电池与相邻一个大容量锂离子电池通过跨接在嵌装槽内的第二嵌装连接条串联，所述第二嵌装连接条的结构与第一嵌装连接条的结构相同。
14.进一步限定，所述第二嵌装连接条的圆形孔或槽型孔内设置有传热组件，所述传热组件的一端延伸至嵌装槽的外侧并与半导体制冷器连接。
15.进一步限定，所述壳体为塑料壳体，所述壳体内壁上设置有加强筋，所述壳体还包括上盖和下盖，所述上盖和下盖分别通过垫圈与壳体本体密封连接；所述上盖上设置有泄
压阀。
16.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
17.1)本技术将电芯的极耳设计为u型结构，利用柱体结构的连接件实现多个极耳之间的层叠并联连接，实现大电芯的组合。
18.2)本技术通过电芯单元并联、压紧，焊接连接件，将带有正负极柱的壳体与并联电芯组通过第一嵌装连接条连接，实现正负极柱与电芯的电连接，同时在电池壳体外侧利用第二嵌装连接条将相邻两个电池壳体之间进行连接，实现多个电池的串联，其不仅节省了原材料，扩大了大容量电池间的连接面使得电流更易通过，电池间的第二嵌装连接条可插接传热组件，可对电池进行温度控制。
19.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.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获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例的电芯单元1示意图。
22.图2为本实用新型实施例的电芯单元1并联层叠示意图。
23.图3为本实用新型实施例的电芯连接件3示意图。
24.图4为本实用新型实施例的电池壳体示意图。
25.图5为本实用新型实施例的电池壳体7下盖9安装图。
26.图6为本实用新型实施例的电芯组放入壳体的结构示意图。
27.图7为本实用新型实施例的第一嵌装连接条4示意图。
28.图8为本实用新型实施例的电芯组外壳体7正负极连接图连接。
29.图9为本实用新型实施例的上盖8示意图。
30.图10为本实用新型实施例的电池示意图。
31.图11为本实用新型实施例的两个电池的串联连接示意图。
32.图中，1-电芯单元，2-极耳，3-连接件，4-第一嵌装连接条，5-正极柱，6-负极柱，7-壳体，8-上盖，9-下盖，10-第二嵌装连接条，11-传热组件。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
34.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
35.下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细的说明。
36.本技术的一种锂离子电芯，包括至少一个电芯单元1和极耳2，极耳2呈u型，并相对设置在电芯单元1的两侧，u型开口向外。
37.多个电芯单元1上下层叠设置，并通过连接件3上下连接，连接件3为截面是矩形或t型的柱体结构，所述连接件3的两面分别与极耳2的两侧翼连接，所述连接件3背向电芯的外侧面设置有一个或多个c型卡槽或燕尾槽。
38.将上述的锂离子电芯封装在壳体7内形成极柱侧出的大容量锂离子电池，极柱侧出的大容量锂离子电池的具体结构为：锂离子电芯通过第一嵌装连接条4与壳体7外侧的正极柱5和负极柱6电性连接，第一嵌装连接条4设置在锂离子电芯连接件3的c型卡槽或燕尾槽内，第一嵌装连接条4是哑铃状结构，其两侧中部设置有向内凹陷的一个或多个圆形孔或槽型孔，第一嵌装连接条4的外侧边缘带有刺状突起，正极柱5和负极柱6的外侧壁上分别设置有嵌装槽，一个大容量锂离子电池与相邻一个大容量锂离子电池通过跨接在嵌装槽内的第二嵌装连接条10串联。
39.进一步说明，第二嵌装连接条10的结构与第一嵌装连接条4的结构相同。第二嵌装连接条10的圆形孔或槽型孔内设置有传热组件11，所述传热组件11的一端延伸至嵌装槽的外侧并与半导体制冷器连接。壳体7为塑料壳体，所述壳体7内壁上设置有加强筋，所述壳体7还包括上盖8和下盖9，所述上盖8和下盖9分别通过垫圈与壳体7本体密封连接；所述上盖8上设置有泄压阀。
40.实施例1
41.本实施例的锂离子电芯，如图1，电芯单元1的左右两侧设置u型极耳2，极耳2的u型开口向外。将多个电芯单元1上下层叠设置，使其左右两侧的极耳2上下对齐，并且正极对极，负极对负极，如图2所正示。之后再将多个电芯单元1通过连接件3与极耳2焊接并联连接为一个电芯组合，如图3所示，用连接件3将电芯组合的正极从两侧焊接在一起，负极从两侧焊接在一起，组成焊接好的并联焊接电芯组3。
42.进一步说明，连接件3为截面是矩形的柱体结构，连接件3的两面分别与极耳2的两侧翼焊接连接，在连接件3背向电芯的外侧面设置有燕尾槽。
43.将上述的锂离子电芯安装在电池的壳体7内，组装形成极柱侧出的大容量锂离子电池，具体为：
44.本实施例的极柱侧出的大容量锂离子电池包括上述的锂离子电芯、嵌装连接条、正极柱5、负极柱6以及壳体7三部分。本实施例的壳体7为包括筒体、上盖8和下盖9，筒体为矩形筒状，采用塑料材质制成，该塑料筒体的熔点大于200℃，优选聚酰胺、环氧树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚对苯二甲酸丁二醇酯。塑料筒体的上下面带有密封垫圈槽，筒体内壁上设置有加强筋，加强筋上带有螺孔，上、下盖9内侧带有凸出的垫圈压紧楞，上盖8上安装泄压阀，保证壳体7内热气体泄压排出，在泄压阀处安装注液抽真空组件，抽真空注电解液，安装泄压阀，化成、分容。如图9所示，将橡胶垫圈放入上盖8的安装槽中，用螺栓将上盖8安装在筒体上，上盖8上的橡胶圈压紧凸台将压紧橡胶圈，使上盖8和筒体密封。如图5所示，将垫圈放入下盖9的垫圈安装槽中，将下盖9用螺栓安装在电池筒体上，下盖9上凸出的硅胶圈压紧楞将橡胶圈压紧密封。进一步说明，在筒体的两个相对侧面设有正、负极柱6，正负极柱6沿着筒体侧面纵轴排布，正极柱5、负极柱6采用铝合金材质，通过注塑工艺镶嵌在塑料筒体的两侧壁上。正极柱5、负极柱6均为铝挤压件，其一侧延伸至塑料筒体内侧，一侧延伸至塑料筒体的外侧，伸出筒体的内侧和外侧部分沿着侧面分别开设有长度方向延伸的燕尾槽，如图4中。将上述的锂离子电芯放入带下盖9的电池筒体5内，如图6所
示。锂离子电芯通过第一嵌装连接条4与壳体7外侧的正极柱5和负极柱6电性连接，即第一嵌装连接条4的一侧插入锂离子电芯的连接件3燕尾槽内，第一嵌装连接条4的另一侧插入塑料筒体的正极柱5、负极柱6的燕尾槽卡紧，并且第一嵌装连接条4也是采用铝合金制成，能够将电芯极耳2和正极柱5、负极柱6电连接，如图8所示。
45.进一步说明，参见图7，本实施例的第一嵌装连接条4是哑铃状结构，其两侧中部设置有向内凹陷的圆形孔，第一嵌装连接条4的外侧边缘带有刺状突起，在受挤压时可变形，使连接接触更紧密。
46.进一步说明，本实施例的极柱侧出的大容量锂离子电池还可以多个串联，即一个大容量锂离子电池与相邻一个大容量锂离子电池通过跨接在嵌装槽内的第二嵌装连接条10串联。第二嵌装连接条10的结构跟第一嵌装连接条4的结构相同。在第二嵌装连接条10的圆形孔内安装传热组件11，即在其圆形孔内插接热管与加热片组合形成的传热组件11，对电池进行均热传热，热管的上端延伸至第二嵌装连接条10的嵌装槽外侧并与半导体制冷器连接。
47.如图10中，标号10为第二嵌装连接条。
48.如图11中将两个电池正极对负极正对摆放，用第二嵌装连接条10将两个电池连接，组成串联电池组11，圆形孔内插热管，热管从上方伸出可用半导体制冷器制冷制热。
49.实施例2
50.本实施例与实施例1不同之处在于：电芯上下并联连接的连接件3为截面是t型柱体结构，连接件3的水平板分别与极耳2的两侧翼焊接连接，在连接件3的中间立板外侧面上设置有c型卡槽。
51.将上述的锂离子电芯安装在电池的壳体7内，组装形成极柱侧出的大容量锂离子电池，本实施例的电池的正极柱5、负极柱6采用铝合金材质，通过注塑工艺镶嵌在塑料筒体的两侧壁上。正极柱5、负极柱6的一侧分别延伸至塑料筒体内侧，一侧分别延伸至塑料筒体的外侧，伸出筒体的内侧和外侧部分沿着侧面分别开设有长度方向延伸的c型卡槽。第一嵌装连接条4的一侧插入锂离子电芯的连接件c型卡槽内，第一嵌装连接条4的另一侧插入塑料筒体的正极柱5、负极柱6的c型卡槽卡紧，并且第一嵌装连接条4也是采用铝合金制成，将电芯极耳2和正极柱5、负极柱6电连接。
52.进一步说明，本实施例的第一嵌装连接条4是哑铃状结构，其两侧中部设置有向内凹陷的槽型孔，第一嵌装连接条4的外侧边缘带有刺状突起，在受挤压时可变形，使连接接触更紧密。一个大容量锂离子电池与相邻一个大容量锂离子电池通过跨接在嵌装槽内的第二嵌装连接条10串联。第二嵌装连接条10的结构跟第一嵌装连接条4的结构相同。在第二嵌装连接条10的槽型孔内安装传热组件11，即在其槽型孔内插接均热排与加热片组合形成的传热组件11，对电池进行均热传热，均热排的上端延伸至第二嵌装连接条10的嵌装槽外侧并与半导体制冷器连接。
53.其他的部件及其连接方式与实施例1相同。
54.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。