一种电池的四极组装配结构

文档序号:382699 发布日期:2021-12-10 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种电池的四极组装配结构 (Four-pole assembling structure of battery ) 是由 刘欢 刘凤龙 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电池的四极组装配结构,包括第一极组包组合和第二极组包组合;第一极组包组合包括第一极组和第二极组;第一极组上的第一正极耳和第二极组上的第二正极耳,通过正极连接片的一端相连;第一极组上的第一负极耳和第二极组上的第二负极耳,通过负极连接片的一端相连;第二极组包组合包括第三极组和第四极组;第三极组上的第三正极耳和第四极组上的第四正极耳通过正极连接片的另一端相连;第三极组上的第三负极耳和第四极组上的第四负极耳通过负极连接片的另一端相连;正极连接片和负极连接片分别与电池盖上的正极柱和负极柱相连。本发明能够在电池体积增加同时,保证在装配过程中极耳长度不增加,降低因极耳过长而带来的质量问题。(The invention discloses a four-pole assembly structure of a battery, which comprises a first pole group assembly and a second pole group assembly; the first pole group assembly comprises a first pole group and a second pole group; the first positive lug on the first pole group is connected with the second positive lug on the second pole group through one end of a positive connecting sheet; the first negative electrode lug on the first pole group is connected with the second negative electrode lug on the second pole group through one end of a negative electrode connecting sheet; the second pole group combination comprises a third pole group and a fourth pole group; the third positive lug on the third pole group is connected with the fourth positive lug on the fourth pole group through the other end of the positive connecting sheet; the third negative electrode lug on the third pole group is connected with the fourth negative electrode lug on the fourth pole group through the other end of the negative electrode connecting sheet; the positive connecting piece and the negative connecting piece are respectively connected with the positive pole column and the negative pole column on the battery cover. The invention can ensure that the length of the tab is not increased in the assembly process while the volume of the battery is increased, and reduce the quality problem caused by overlong tab.)

一种电池的四极组装配结构

技术领域

本发明涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池的四极组装配结构。

背景技术

目前,锂离子电池具有安全高、效率高、无污染、比能量高、循环使用次数多等优点,其在新能源汽车、储能极消费类产品上有广泛应用。目前整个电池行业对锂电池的成本与质量要求愈加严格。

降低电池成本占模组成本的比率,成为了首要任务,具体可以通过降低电池每单位成本和降低模组装配过程成本。

关于电池每单位成本,可以通过降低电池结构件成本占电池每单位成本的比率实现。增大电池的体积,可以提升结构件在电池中的利用率,从而降低电池每单位成本。增大电池的体积,可减少模组装配零部件,在增加效率的同时,也可降低模组原材料成本。

但是,随着电池体积增大,会带来新的问题,当电池体积增加时,如果采用原有的两极组装配电池技术,会导致极组极耳的长度(例如大于25mm)过长。如果极组极耳过长,那么在电池的生产过程中,会产生一系列的质量问题(例如极耳褶皱、极耳断裂等不良问题),从而造成电池每单位成本增加,使得与增加电池体积的初衷相违背。

因此,目前迫切需要开发出一种技术,能够在电池体积增加同时,保证在装配过程中电池的极耳长度不增加,从而降低在电池装配过程中因极耳过长而带来的一系列质量问题,最终达到降低电池成本的目的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷,提供一种电池的四极组装配结构。

为此,本发明提供了一种电池的四极组装配结构,包括第一极组包组合和第二极组包组合;

其中,第一极组包组合,包括第一极组和第二极组;

第一极组上设置的第一正极耳和第二极组上设置的第二正极耳,通过一个正极连接片的一端相连接;

第一极组上设置的第一负极耳和第二极组上设置的第二负极耳,通过一个负极连接片的一端相连接;

其中,第二极组包组合,包括第三极组和第四极组;

第三极组上设置的第三正极耳和第四极组上设置的第四正极耳,通过正极连接片的另一端相连接;

第三极组上设置的第三负极耳和第四极组上设置的第四负极耳,通过负极连接片的另一端相连接;

其中,正极连接片,与电池盖上设置的正极柱相连接;

负极连接片,与电池盖上设置的负极柱相连接。

优选地,正极连接片,包括正极中部连接块;

其中,正极中部连接块的一端,设置有第一正极焊接块和第二正极焊接块;

第一正极焊接块和第二正极焊接块之间,具有纵向分布的中间空隙;

其中,第一极组上设置的第一正极耳,与正极连接片上的第一正极焊接块相焊接;

第二极组上设置的第二正极耳,与正极连接片上的第二正极焊接块相焊接;

其中,正极中部连接块的另一端,设置有第三正极焊接块和第四正极焊接块;

第三正极焊接块和第四正极焊接块之间,具有纵向分布的中间空隙;

其中,第三极组上设置的第三正极耳,与正极连接片上的第三正极焊接块相焊接;

第四极组上设置的第四正极耳,与正极连接片上的第四正极焊接块。

优选地,正极中部连接块,与电池盖上设置的正极柱相焊接。

优选地,对于正极连接片,其上的正极中部连接块与第一正极焊接块、第二正极焊接块、第三正极焊接块和第四正极焊接块的连接处,设置有短路保护熔断长条开口槽。

优选地,正极中部连接块与第一正极焊接块和第二正极焊接块的连接处顶部,以及与第三正极焊接块和第四正极焊接块的连接处顶部,分别设置有一个加强件。

优选地,负极连接片,包括负极中部连接块;

其中,负极中部连接块的一端,设置有第一负极焊接块和第二负极焊接块;

第一负极焊接块和第二负极焊接块之间,具有纵向分布的中间空隙;

其中,第一极组上设置的第一负极耳,与负极连接片上的第一负极焊接块相焊接;

第二极组上设置的第二负极耳,与负极连接片上的第二负极焊接块相焊接;

其中,负极中部连接块的另一端,设置有第三负极焊接块和第四负极焊接块;

第三负极焊接块和第四负极焊接块之间,具有纵向分布的中间空隙;

其中,第三极组上设置的第三负极耳,与负极连接片上的第三负极焊接块相焊接;

第四极组上设置的第四负极耳,与负极连接片上的第四负极焊接块。

优选地,负极中部连接块,与电池盖上设置的负极柱相焊接。

优选地,正极连接片1的硬度范围为5HV~70HV;

负极连接片2的硬度范围为30HV~100HV;

正极连接片1和负极连接片2的厚度范围,为0.1mm~2mm。

优选地,正极连接片1的硬度范围为10HV~30HV;

负极连接片2的硬度范围为40HV~60HV。

优选地,对于第一极组4、第二极组5、第三极组6和第四极组7,四者的形状大小相同;

并且,四者的正极耳与负极耳的长度范围,均为10mm~30mm。

由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种电池的四极组装配结构,其结构设计科学,能够在电池体积增加同时,保证在装配过程中电池的极耳长度不增加,从而降低在电池装配过程中因极耳过长而带来的一系列质量问题(例如极耳褶皱、极耳断裂等不良问题),最终达到降低电池成本的目的,具有重大的生产实践意义。

对于本发明,因为其采用的极耳长度较短、较小,有利于可增加电池内部的空间利用率。

附图说明

图1为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,正极连接片的结构示意图;

图2为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,负极连接片的结构示意图;

图3为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,正极连接片的熔断示意图;

图4本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,第一子极组包中的第一极组、第二极组B与正极连接片、负极连接片在焊接时的相对位置示意图;

图5为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,第一极组包组合的结构示意图;

图6为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,第一极组包组合与第二极组包组合焊接时相对位置示意图;

图7为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,第一极组包组合和第二极组包组合的连接结构示意图;

图8为本发明提供的一种电池的四极组装配结构中,第一极组包组合和第二极组包组合,与电池盖在焊接时的相对位置示意图;

图9为正极连接片和负极连接片在弯折后,最终获得的电池的四极组装配结构的结构状态示意图;

图中,1-正极连接片;

11-第一正极焊接块;12-第二正极焊接块、13-第三正极焊接块、14-第四正极焊接块;

15-加强件,16-短路保护熔断长条开口槽16;

2-负极连接片;

21-第一负极焊接块;22-第二负极焊接块、23-第三负极焊接块、24-第四负极焊接块;

3-电池盖,31-正极柱、32-负极柱;

4-第一极组,5-第二极组;6-第三极组,7-第四极组;

8-第一极组包组合,9-第二极组包组合,10-整体电池极组包。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图9,本发明提供了一种电池的四极组装配结构,包括第一极组包组合8和第二极组包组合9;

其中,第一极组包组合8,包括第一极组4和第二极组5;

第一极组4上设置的第一正极耳41和第二极组5上设置的第二正极耳51,通过一个正极连接片1的一端相连接;

第一极组4上设置的第一负极耳42和第二极组5上设置的第二负极耳51,通过一个负极连接片2的一端相连接;

其中,第二极组包组合9,包括第三极组6和第四极组7;

第三极组6上设置的第三正极耳61和第四极组7上设置的第四正极耳71,通过正极连接片1的另一端相连接;

第三极组6上设置的第三负极耳62和第四极组7上设置的第四负极耳72,通过负极连接片2的另一端相连接;

其中,正极连接片1,与电池盖1上设置的正极柱31相连接(具体为焊接);

负极连接片1,与电池盖1上设置的负极柱32相连接(具体为焊接)。

在本发明中,具体实现上,正极连接片1,包括正极中部连接块10;

正极中部连接块10的一端,设置有第一正极焊接块11和第二正极焊接块12;

第一正极焊接块11和第二正极焊接块12之间,具有纵向分布的(即前后分布的)中间空隙;

其中,第一极组4上设置的第一正极耳41,与正极连接片1上的第一正极焊接块11相焊接;

第二极组5上设置的第二正极耳51,与正极连接片1上的第二正极焊接块12相焊接;

具体实现上,正极中部连接块10,与电池盖1上设置的正极柱31相连接(具体为焊接)。

具体实现上,正极中部连接块10的另一端,设置有第三正极焊接块13和第四正极焊接块14;

第三正极焊接块13和第四正极焊接块14之间,具有纵向分布的(即前后分布的)中间空隙;

其中,第三极组6上设置的第三正极耳61,与正极连接片1上的第三正极焊接块13相焊接;

第四极组7上设置的第四正极耳71,与正极连接片1上的第四正极焊接块14。

在本发明中,具体实现上,负极连接片2,包括负极中部连接块20;

负极中部连接块20的一端,设置有第一负极焊接块21和第二负极焊接块22;

第一负极焊接块21和第二负极焊接块22之间,具有纵向分布的(即前后分布的)中间空隙;

其中,第一极组4上设置的第一负极耳42,与负极连接片2上的第一负极焊接块21相焊接;

第二极组5上设置的第二负极耳51,与负极连接片2上的第二负极焊接块22相焊接;

具体实现上,负极中部连接块20,与电池盖1上设置的负极柱32相连接(具体为焊接)。

具体实现上,负极中部连接块20的另一端,设置有第三负极焊接块23和第四负极焊接块24;

第三负极焊接块23和第四负极焊接块24之间,具有纵向分布的(即前后分布的)中间空隙;

其中,第三极组6上设置的第三负极耳62,与负极连接片2上的第三负极焊接块23相焊接;

第四极组7上设置的第四负极耳72,与负极连接片2上的第四负极焊接块24。

在本发明中,具体实现上,参见图3,对于正极连接片1,其上的正极中部连接块10与第一正极焊接块11、第二正极焊接块12、第三正极焊接块13和第四正极焊接块14的连接处,设置有短路保护熔断长条开口槽16。

具体实现上,参见图1,正极中部连接块10与第一正极焊接块11和第二正极焊接块12的连接处顶部,以及与第三正极焊接块13和第四正极焊接块14的连接处顶部,分别设置有一个加强件15。

参见图3所示,为了在短路发生时,进行保护熔断,可根据电池设计的短路电流大小,对短路保护熔断长条开口槽16的熔断截面积进行设计,使正极中部连接块10与正极焊接块的连接处在通过规定的电流,在允许的时间内熔断,进而使得电池内部达到断路的目的,起到安全保护的作用;

具体实现上,正极连接片1的硬度范围为5HV~70HV(维氏硬度),进一步选择10HV~50HV,优选为10HV~30HV。

具体实现上,加强件15的材质优选为PP(聚丙烯),当PP材料加强后,正极连接片在熔断后,加强件15的连接强度依然不足时,可选用PPS、PA、ABS等成型后较硬的塑料,进一步增强加强件15的强度。

具体实现上,加强件15,优选为与正极连接片1一体注塑成型;

在本发明中,具体实现上,负极连接片2的硬度范围为30HV~100HV,进一步选择40HV~80HV,优选为40HV~60HV;

在本发明中,具体实现上,正极连接片1和负极连接片2的厚度范围,为0.1mm~2mm,或者为0.02mm~2mm,当正极连接片1和负极连接片2的厚度大于0.5mm时,可选择单片金属片或选择多层金属片焊接形式。

在本发明中,具体实现上,对于正极连接片1和负极连接片2,其上设置的各个焊接块的宽度与厚度,根据电池过流能力要求进行设计。

在本发明中,具体实现上,对于第一极组4、第二极组5、第三极组6和第四极组7,四者的形状大小相同;

并且,四者的正极耳与负极耳的长度范围,均为10mm~30mm,进一步选择15mm~25mm,优选为20mm。

在本发明中,具体实现上,如图4所示,是第一极组4和第二极组5与正极连接片的一端和负极连接片的一端相焊接时的相对位置图;

第一极组4与第二极组5在进行如图4焊接前,需要对第一极组4与第二极组5上的正极耳与负极耳进行预焊接(即将极耳焊接到极组上);

在预焊接后,将正极连接片1、负极连接片2、第一极组4与第二极组5按如图4的相对位置放在专用治具中,正极连接片1上的第一正极焊接块11与第一极组4的第一正极耳41焊接、正极连接片1的第二正极焊接块12与第二极组5的第二正极耳51焊接;

同时,负极连接片2的第一负极焊接块21与第一极组4的第一负极耳42焊接,负极连接,2的第二负极焊接块22与第二极组5的第二负极耳52焊接。

在本发明中,具体实现上,对于本发明,第一极组4和第二极组5,在按照图4的状态焊接后,将第一极组4和第二极组5的位置由相对(左右对称状态),将两者都向下合拢折叠,变成上下叠加平行的状态,可以获得第一极组包组合8的组合状态。第一极组包组合8在水平旋转后,如图5所示。

也就是说,对于本发明,第一极组4和第二极组5与正极连接片1的左侧焊接区(包括第一正极焊接块和第二正极焊接块)和负极连接片2的左侧焊接区(包括第一负极焊接块和第二负极焊接块)焊接,在焊接后,将第一极组4和第二极组5的位置由相对转变为平行,形成第一极组包组合8;

在本发明中,具体实现上,参见图6所示,显示了第二极组包组合9包括的第三极组6和第四极组7,与第一极组包组合8包括的第一极组4和第二极组5在焊接时的相对位置。相对位置由正极连接片1的左侧焊接区(包括第一正极焊接块和第二正极焊接块)与右侧焊接区(包括第三正极焊接块和第四正极焊接块)的第一夹角所决定,以及由负极连接片2的左侧焊接区(包括第一负极焊接块和第二负极焊接块)与右侧焊接区(包括第三负极焊接块和第四负极焊接块)的第二夹角所决定;

需要说明的是,第一夹角,是正极连接片1的左侧焊接区与右侧焊接区在初始状态下的夹角,是未进行弯折操作时的夹角。第二夹角,是负极连接片2的左侧焊接区与右侧焊接区在初始状态下的夹角,是未进行弯折操作时的夹角。

当上述第一夹角和第二夹角均为90°时,第一极组包组合8(包括第一极组4和第二极组5)可直接放置在第二极组包组合9中的第四极组7上。

具体实现上,第一夹角和第二夹角的角度大小,在0°~135°范围内,优选为90°。

具体实现上,第二极组包组合9中的第三极组6和第四极组7,在进行如图6所示的焊接前,同样需要对第三极组6和第四极组7的正极耳与负极耳进行预焊接,如果选用了其他角度第一极组包组合8(包括第一极组4和第二极组5),需要利用专用治具进行固定。

参见图6,对于第二极组包组合9包括的第三极组6和第四极组7,第第三极组6和第四极组7在进行如图6焊接前,需要对第三极组6和第四极组7的正极耳与负极耳进行预焊接,在预焊接后,第二极组包组合9所连接的正极连接片1,该正极连接片1的右侧焊接区(包括第三正极焊接块13和第四正极焊接块14),分别与第三极组6的第三正极耳和第四极组7的第四正极耳进行焊接;

第二极组包组合9所连接的负极连接片2,该负极连接片2的右侧焊接区(包括第三负极焊接块231和第四负极焊接块24),分别与第三极组6的第三负极耳和第四极组7的第四负极耳进行焊接;

在本发明中,具体实现上,参见图7所示,第三极组6和第四极组7在按照图6的状态焊接后,将第三极组6和第四极组7的位置由相对位置,向下相对折叠后,形成第二极组包组合9的组合状态,如图7所示。

也就是说,对于本发明,第一极组包组合8所连接的正极连接片1,该正极连接片1的右侧焊接区与第二极组包组合9中第三极组6的第三正极耳和第四极组7的第四正极耳进行焊接;第一极组包组合8所连接的负极连接片2,该负极连接片2的右侧焊接区与第二极组包组合9中第三极组6的第三负极耳和第四极组7的第四负极耳进行焊接,在焊接后,将第三极组6与第四极组7的位置由相对设置,转变为平行设置,形成第二极组包组合9的组合状态;

需要说明的是,对于本发明,对于第二极组包组合9包括的第三极组6和第四极组7,它们的正极耳与负极耳较软,其位置可小幅度的改变。

位于左边的、第二极组包组合9包括的第三极组6和第四极组7,与位于右边的第一极组包组合8包括的第一极组4和第二极组5,相互之间具有一定角度(定义为第三夹角),其角度大小与正极连接片与负极连接片的左侧焊接区与右侧焊接区所成的夹角(包括第一夹角、第二夹角)相近,优选为第一夹角、第二夹角、第三夹角的角度相同。

在本发明中,具体实现上,对于第二极组包组合9和第一极组包组合8,按照图8所示,可以将电池盖3的正极柱31与正极连接片1焊接;将电池盖3的负极柱32与负极连接片2焊接;焊接轨迹,可以选择条形或圆形;焊接轨迹大小,根据电芯设计过流大小进行设计。

在本发明中,具体实现上,参见图9所示,在按照图8所示,将第二极组包组合9和第一极组包组合8上的正极连接片1和负极连接片2,分别与电池盖3的正极柱31和负极柱32焊接之后,可以继续对正极连接片1和负极连接片2进行弯折,获得的形状结构如图9所示。

具体实现上,可以将图8所示的产品结构,放入专用弯折正极连接片与负极连接片的治具中,在弯折时,使得第三极组6和第四极组7与正极连接片1的左侧焊接区和负极连接片的左侧焊接区同步变换角度,在弯折至图9所示位置时停止;与此同时,第一极组4和第二极组5与正极连接片的右侧焊接区和负极连接片的右侧焊接区同步变换角度,弯折至图9所示位置停止,最终获得整体电池极组包10。

也就是说,对于本发明,正极连接片与电池盖的正极柱焊接,负极连接片与电池盖的负极柱焊接。在焊接后,同时弯折正负极连接片的左侧焊接区域与电池盖平行;同时弯折正负极连接片的右侧焊接区域与电池盖平行,最终获得整体电池极组包10。

基于以上的技术方案设计,对于本发明提供的电池的四极组装配结构,能够较大程度地解决现有两极组电池存在的当增加电池宽度时,极组的正负极耳过长,所导致电池在装配过程中的质量问题,同时,本发明也降低极耳占用电池内部空间,增加电池内部空间利用率,在提升产品合格率同时,也降低电池生产成本。

综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种电池的四极组装配结构,其结构设计科学,能够在电池体积增加同时,保证在装配过程中电池的极耳长度不增加,从而降低在电池装配过程中因极耳过长而带来的一系列质量问题(例如极耳褶皱、极耳断裂等不良问题),最终达到降低电池成本的目的,具有重大的生产实践意义。

对于本发明,因为其采用的极耳长度较短、较小,有利于可增加电池内部的空间利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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