鋰電池組件的制作方法

本發明涉及電動汽車鋰電池技術領域，特別涉及一種鋰電池組件。

背景技術：

目前，在電池的結構設計中，雙極電池結構是一種常見的設計方式，雙極電池可用于提高以重量和體積為基礎的電池能量存儲容量、減少封裝重量和體積、提供穩定的電池性能和低內阻。

雙極電池的結構一般包括導電的雙極層，即所謂的雙極板，它用作在電池中的相鄰單電池之間的電互連以及作為各個電池單元之間的間壁。為了成功地利用雙極結構，雙極板需要充分地導電，以從一個單電池向另一單電池傳輸電流，并在電池環境中具有良好的化學穩定性。

請參閱圖1，圖1是現有技術中一種常用的雙極電池的結構示意簡圖(參見專利公開號為CN1555584A的申請文件)，在該雙極電池結構中，其雙極板2設置在電池外殼1的內部以間隔形成多個電池單元，雙極板2的兩側分別為電池的正、負極(圖中標號3、5)，電池正、負極之間為絕緣隔板4，電解液填充于各雙極板2之間的空隙內。該種雙極電池結構存在的問題在于，當電池過熱時，很容易導致燒毀等安全隱患。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種鋰電池組件，以解決現有技術中電池過熱時，很容易導致燒毀等安全隱患的技術問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供了一種鋰電池組件，所述鋰電池組件包括彼此堆疊設置的兩個板體，其中所述兩個板體之間設置有液體流道，以使得冷卻液體能夠沿所述液體流道流動。

根據本發明一優選實施例，所述兩個板體之間設置有間隔排列的支撐件，所述兩個板體通過所述支撐件實現電連接。

根據本發明一優選實施例，所述液體流道位于所述支撐件之間。

根據本發明一優選實施例，所述鋰電池組件進一步包括絕緣導管，所述液體流道形成于所述絕緣導管內部。

根據本發明一優選實施例，所述液體流道形成于所述支撐件的內部。

根據本發明一優選實施例，所述支撐件包括導電外層和絕緣內層，所述兩個板體通過所述導電外層彼此電連接，所述冷卻液體通過所述絕緣內層與所述導電外層和所述兩個板體保持電絕緣。

根據本發明一優選實施例，所述支撐件與所述兩個板體中的至少一個一體成型或者獨立于所述兩個板體設置。

根據本發明一優選實施例，所述鋰電池組件進一步包括溫度傳感器、控制器以及泵，其中所述溫度傳感器用于檢測所述鋰電池組件的溫度，所述控制器根據所述溫度傳感器所檢測的溫度控制所述泵的工作狀態，進而在所述溫度超過預設閾值時向所述液體流道泵送所述冷卻液體。

根據本發明一優選實施例，所述鋰電池組件包括多個堆疊設置的鋰電池組，每一所述鋰電池組包括兩個端板以及堆疊設置在所述兩個端板之間的多個電池單元，其中所述兩個板體為相鄰設置的兩個所述端板。

根據本發明一優選實施例，所述鋰電池組件包括多個堆疊設置電池單元，每一電池單元包括兩個金屬極板以及夾持與所述兩個金屬極板之間的電芯，其中所述兩個板體為相鄰設置的兩個所述金屬極板。

本發明提供的鋰電池組件由于在兩塊板體之間設置有冷卻組件，使得鋰電池組件在高溫環境下可以通過冷卻組件進行冷卻，保障電池的安全穩定運行，其結構新穎、制造方裝方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中：

圖1是現有技術中一種常用的雙極電池的簡化結構示意簡圖；

圖2是本發明鋰電池組一實施例的結構示意圖；

圖3是本發明金屬極板一實施例的局部結構示意圖；

圖4是本發明電池單元一實施例的截面結構示意圖；

圖5是本發明金屬極板另一實施例的局部結構示意圖；

圖6是本發明電池單元另一實施例的截面結構示意圖；

圖7是本發明絕緣介質一實施例的示意圖；

圖8是本發明絕緣介質另一實施例的示意圖；

圖9是本發明絕緣介質另一實施例的示意圖；

圖10是本發明鋰電池組件一實施例的結構示意圖；

圖11是本發明鋰電池組件一實施例的局部結構示意圖；

圖12是本發明加熱模塊的電路結構示意圖；

圖13是本發明加熱模塊一實施例的結構示意圖；

圖14是本發明加熱模塊另一實施例的結構示意圖；

圖15是本發明鋰電池組件另一實施例局部的結構示意圖；

圖16是本發明鋰電池組件另一實施例的局部結構示意圖；

圖17是本發明鋰電池組件另一實施例的局部結構示意圖；

圖18是本發明冷卻模塊流體回路的結構示意圖；

圖19是本發明鋰電池組的端板一實施例的結構示意圖；

圖20是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖；

圖21是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖；

圖22是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖；

圖23是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖；

圖24是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖；

圖25是本發明鋰電池組的端板另一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步的詳細描述。特別指出的是，以下實施例僅用于說明本發明，但不對本發明的范圍進行限定。同樣的，以下實施例僅為本發明的部分實施例而非全部實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖2，圖2是本發明鋰電池組一實施例的結構示意圖，

如圖2所示，本發明提供一種鋰電池組10，該鋰電池組10包括至少兩個平行堆疊設置的電池單元100，每一電池單元100包括金屬極板110和設于金屬極板110內的電池芯120，堆疊設置的電池單元100的外側為封裝電池單元100的兩塊端板150，端板150的外側可進一步設置加熱模塊160或冷卻模塊170，加熱模塊160用于在低溫環境下對鋰電池組進行加熱，以提高鋰電池組10工作的可靠性，冷卻模塊170用于在高溫環境下對鋰電池組10進行降溫，以保障鋰電池組10工作的安全性。

在圖2所示實施例中，鋰電池組10包括三個電池單元100，當然，在其他實施例中，電池單元100的數量并不限于3個，可以為2個、4個、5個、6個……或多個，電池單元100的具體數量可根據鋰電池組10的輸出電壓要求來確定。

請一并參閱圖3和圖4，其中，圖3是本發明金屬極板一實施例的局部結構示意圖；圖4是本發明電池單元一實施例的截面結構示意圖。

如圖3和圖4所示，電池單元100包括金屬極板110和設于金屬極板110內的電池芯120，金屬極板110包括上金屬極板112和下金屬極板114，上金屬極板112和下金屬極板114的邊緣貼合后一起回折形成包邊130，電池單元100還包括絕緣介質140，絕緣介質140將上金屬極板112與下金屬極板114的邊緣絕緣間隔以避免上金屬極板112與下金屬極板114導通。

其中，電池芯120由于不涉及發明點所在，此處不作詳述。

如圖4所示，在本發明實施例中，包邊130與電池單元100的內腔101形成有預留空隙102，該預留空隙102可以吸收電池單元100的膨脹效應，當電池單元100工作受熱膨脹時，包邊130會適當變形以吸收電池單元100的熱膨脹。

在優選實施例中，絕緣介質140的外邊緣凸出于上金屬極板112和/或下金屬極板114的外邊緣。

如圖4所示，上金屬極板112與下金屬極板114貼合回折后，上金屬極板112、絕緣介質140以及下金屬極板114的邊緣依次呈階梯狀，回折后位于內側的金屬極板略長、絕緣介質140居中，回折后位于外側的金屬板板略短。

請一并參閱圖5和圖6，其中，圖5是本發明金屬極板另一實施例的局部結構示意圖；圖6是本發明電池單元另一實施例的截面結構示意圖。

本實施例與圖3和圖4所示的實施例大部分相同，其不同之處再于，上金屬極板112和下金屬極板114的邊緣通過回卷的方式形成包邊130'，同樣，通過絕緣介質140將上金屬極板112與下金屬極板114的邊緣絕緣間隔以避免上金屬極板112與下金屬極板114導通。

在本發明實施例中，上金屬極板112的材料可為鋁、不銹鋼或鈦金屬，下金屬極板114的材料可為銅或鎳，上金屬極板112和下金屬極板114厚度可為50um～2mm。

請一并參閱圖7至圖9，圖7至圖9是本發明絕緣介質三種實施例的示意圖。

在圖7所示的實施例中，絕緣介質140為絕緣框，相應的，上金屬極板112或下金屬極板114呈矩形狀，絕緣框可以在上金屬極板112與下金屬極板114配合時夾設在上金屬極板112與下金屬極板114的邊緣之間，再進行回折或回卷，或者，絕緣框預先貼設在上金屬極板112和/或下金屬極板114上，再進行回折或回卷。

當然，絕緣介質140的形狀并不限于矩形框，具體可根據上金屬極板112和下金屬極板114的形狀來確定，當電池單元100為非矩形的其他形狀時，例如三邊形或五邊形，絕緣介質140對應為三角形絕緣框或五邊形絕緣框。

在圖8所示的實施例中，絕緣介質140為絕緣條，絕緣條同樣可以在上金屬極板112與下金屬極板114配合時夾設在上金屬極板112與下金屬極板114的邊緣之間，再進行回折或回卷，或者，絕緣條預先貼設在上金屬極板112和/或下金屬極板114上，再進行回折或回卷。

當然，在其他實施例中，絕緣介質140也可為絕緣涂層或鍍層，涂設或鍍設在上金屬極板112和/或下金屬極板114的邊緣，使得上金屬極板112和下金屬極板114在回折或回卷時保證二者絕緣隔離。

在圖9所示的實施例中，絕緣介質140為絕緣條套或絕緣框套，在上金屬極板112與下金屬極板114配合前套置在上金屬極板112和/或下金屬極板114的邊緣上來保證上金屬極板112與下金屬極板114絕緣隔離。

請繼續參閱圖4，在本發明實施例中，電池單元100具有多個包邊130，以矩形狀的電池單元100為例，其具有4個包邊，多個包邊130的回折方向可相同或相反，例如圖2、圖4及圖6中所示的電池單元100左、右兩側的包邊130的回折方向是相反的。

請繼續參閱圖4，電池單元100還包括固定件180，固定件180用于固定包邊130，在優選實施例中，固定件180可為膠帶或塑膠卡夾，用于防止包邊回折或回卷后松脫。

本發明提供的鋰電池組10中電池單元100的側邊通過上述的包邊13進行封裝，其結構新穎，制造方便，能夠很好的應對電池單元100工作時的熱膨脹效應。

請一并參閱圖10，圖10是本發明鋰電池組件一實施例的結構示意圖。

如圖10所示，本發明提供還一種鋰電池組件20，該鋰電池組件20包括至少兩個平行堆疊設置的鋰電池組10，每一鋰電池組10包括至少兩個堆疊設置的電池單元100，每一電池單元100包括金屬極板110和設于金屬極板110內的電池芯120，堆疊設置的電池單元100的外側為封裝電池單元100的兩塊端板150。

在圖10所示實施例中，鋰電池組件20件包括兩個鋰電池組10，當然，在其他實施例中，鋰電池組10的數量并不限于2個，也可以是3個、4個、5個、6個……或多個，鋰電池組10的具體數量可根據鋰電池組件的輸出電壓要求來確定。

本發明提供的鋰電池組件20包括彼此堆疊設置的兩個板體，其中兩個板體之間設置有加熱模塊260，加熱模塊260用于對板體進行加熱進而對鋰鋰電池組件20進行加熱。

請一并參閱圖11，在一種實施例中，兩個板體是指相鄰鋰電池組10的端板150，兩個端板150之間設置有加熱模塊260。

在另一種實施例中，兩個板體也可以是相鄰電池單元100的金屬極板110，兩個金屬極板110之間設置有加熱模塊260。

其中，加熱模塊260可為電熱板或電熱絲，電熱絲可呈如圖13或圖14所示的形狀，當然，電熱絲還可以是條形、框形、螺旋形或S型繞設等其他形狀。

如圖11所示，在本發明實施例中，兩個板體之間設置有間隔排列的支撐件230，兩個板體通過支撐件230實現電連接。加熱模塊260位于支撐件230之間。

在具體實施例中，支撐件230可與兩個板體中的至少一個一體成型，或者支撐件230可獨立于兩個板體設置。

請一并參閱圖12，圖12是本發明加熱模塊的電路結構示意圖。

如圖12所示，鋰電池組件20進一步包括溫度傳感器210、控制器220以及供熱開關230，其中溫度傳感器210用于檢測鋰電池組件20的溫度，控制器220根據溫度傳感器210所檢測的溫度控制供熱開關230的工作狀態，進而在溫度低于預設閾值時對加熱模塊260進行供電加熱。

請繼續參閱圖10，在本發明其他實施例中，兩個板體之間還可設置冷卻模塊270，冷卻模塊270用于對板體進行冷卻進而對鋰鋰電池組件20進行冷卻，以保障鋰電池組10工作的安全性。

本發明提供的鋰電池組件20由于在兩塊板體之間設置有加熱組件260，使得鋰電池組件20在低溫環境下可以先通過加熱組件260進行加熱，其結構新穎、制造方裝方便，提高了鋰電池組件20工作的可靠性。

請一并參閱圖10和圖15，本發明提供還一種鋰電池組件20，該鋰電池組件20包括至少兩個平行堆疊設置的鋰電池組10，每一鋰電池組10包括至少兩個堆疊設置的電池單元100，每一電池單元100包括金屬極板110和設于金屬極板110內的電池芯120，堆疊設置的電池單元100的外側為封裝電池單元100的兩塊端板150。

本發明提供的鋰電池組件20包括彼此堆疊設置的兩個板體，其中兩個板體之間設置有液體流道310。

在一種實施例中，兩個板體是指相鄰鋰電池組10的端板150，兩個端板150之間設置有液體流道310。

在另一種實施例中，兩個板體也可以是相鄰電池單元100的金屬極板110，兩個金屬極板110之間設置有液體流道310。

如圖15所示，兩個板體之間設置有間隔排列的支撐件330，兩個板體通過支撐件330實現電連接。液體流道310位于支撐件330之間。

優選地，鋰電池組件20進一步包括絕緣導管340，液體流道310形成于絕緣導管340內部。

請一并參閱圖16，圖16是本發明鋰電池組件另一實施例的局部結構示意圖。

在本實施例中，液體流道310形成于支撐件330的內部，支撐件330內設有用于設置絕緣導管340的通道。

請一并參閱圖17，圖17是本發明鋰電池組件另一實施例的局部結構示意圖。

在本實施例中，支撐件330包括導電外層332和絕緣內層334，兩個板體通過導電外層332彼此電連接，冷卻液體通過絕緣內層334與導電外層332和兩個板體保持電絕緣。

其中，絕緣導管340、絕緣內層334的材料可以是PP(Polypropylene，聚丙烯)、PET(Polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)。冷卻液體可以是水、絕緣液體或其他低粘度、低冰點、不易燃的液體。采用絕緣液體時，無需設置絕緣導管340和絕緣內層334。

在本發明實施例中，支撐件330與兩個板體中的至少一個一體成型或者獨立于兩個板體設置。

請一并參閱圖18，圖18是本發明冷卻模塊流體回路的結構示意圖。

如圖18所示，鋰電池組件20進一步包括溫度傳感器345、控制器350、泵360以及水槽370，其中溫度傳感器345用于檢測鋰電池組件20的溫度，控制器350根據溫度傳感器245所檢測的溫度控制泵360的工作狀態，進而在溫度超過預設閾值時向液體流道310泵送水槽370中的冷卻液體。

本發明提供的鋰電池組件由于在兩塊板體之間設置有冷卻組件270，使得鋰電池組件20在高溫環境下可以通過冷卻組件270進行冷卻，保障電池的安全穩定運行，其結構新穎、制造方裝方便。

請一并參閱圖2和圖19，其中，圖19是本發明鋰電池組的端板一實施例的結構示意圖。

本發明提供一種鋰電池組10，該鋰電池組10包括至少兩個平行堆疊設置的電池單元100，每一電池單元100包括金屬極板110和設于金屬極板110內的電池芯120，堆疊設置的電池單元100的外側為封裝電池單元100的兩塊端板150，端板150包括上端板150、下端板150。

其中，上端板150和下端板150中的至少一個上設置有用于連接外部導電線路的接線端410，上端板150和下端板150中的至少一個的橫截面積在朝向接線端410的方向上逐漸變大，使得上端板150和下端板150的電阻在朝向接線端410的方向上逐漸變小，電流傳導更加安全可靠。

在圖19所示的實施例中，上端板150或下端板150為一個整體的板體，其整體區域的厚度在朝向接線端410的方向上逐漸變大，當然，在其他實施例中，也可以是部分區域的厚度在朝向接線端410的方向上逐漸變大，例如從中間區域開始朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在圖20所示的實施例中，上端板150或下端板150為組合結構，包括一板體420以及突出設置于板體420的至少一側的多個凸肋430，其中板體420的橫截面在朝向接線端410的方向上保持一致，凸肋430的橫截面積在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在具體實施例中，凸肋430的可以是高度和/或寬度在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在圖21所示的實施例中，凸肋430的橫截面面積在朝向接線端410的方向上呈弧線型逐漸變大。

在圖22所示的實施例中，凸肋430彼此平行且間隔設置，其可以是高度在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在圖23所示的實施例中，凸肋430相對于接線端410呈放射狀展開，其可以是高度在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在圖24所示的實施例中，凸肋430的寬度在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

在圖25所示的實施例中，上端板150和下端板150中的至少一個上設有多個挖孔440，上端板150和下端板150可以一個整體的矩形板體，該多個挖孔440可為設于上端板150和下端板150上的沉孔(非通孔)，挖孔440在朝向接線端410的方向上逐漸變疏。由此即可以達到電阻在朝向接線端410的方向上逐漸變小，電流傳導更加安全可靠，又可以減輕上端板150和下端板150的重量。

在本發明實施例中，凸肋430與板體420一體成型或由導熱性高于板體420的材料制成。

在本發明實施例中，接線端410為至少兩個且分別設置于上端板150和下端板150中的至少一個的一側或相對兩側。

本發明還提供一種端板150，該端板150用于鋰電池組10中，該端板150上設置有用于連接外部導電線路的接線端410，其中端板150的橫截面積在朝向接線端410的方向上逐漸變大。

本發明提供的鋰電池組10的端板150的橫截面積在朝向接線端410的方向上逐漸變大，使得端板150的電阻在朝向接線端410的方向上逐漸變小，電流傳導更加安全可靠。

以上僅為本發明的部分實施例，并非因此限制本發明的保護范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效裝置或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。