一種具有自保護功能的鋰電池模組連接結(jié)構(gòu)以及連接方法與流程

本發(fā)明涉及鋰電池制造技術領域，具體涉及一種具有自保護功能的鋰電池模組連接結(jié)構(gòu)以及連接方法。

背景技術：

鋰離子電池具有能量密度大、輸出功率高、充放電壽命長、無污染、工作溫度范圍寬及自放電小等諸多優(yōu)點。其作為新型的高能化學電源，近年來，鋰離子電池廣泛應用于電動車及儲能領域。目前由于電動車的續(xù)航能力普遍不是太高，大量的鋰離子電池需要串聯(lián)或并聯(lián)提高電芯模組的續(xù)航能力。

在儲能領域里利用大量鋰離子電池串并聯(lián)所得到的電池模組作為儲能電站，收集儲存用電低峰期所產(chǎn)生電能，在用電高峰期反補電能，在能源節(jié)約和環(huán)境保護方面起到了極大的幫助。

為了提高鋰離子電池的能量密度實現(xiàn)高續(xù)航能力，高儲存能力往往需要同時串并聯(lián)多個電池模組來實現(xiàn)，但是這時候在充放電的過程中電池模塊的安全性能就較難保證。目前市場上鋰電池模組之間的串并聯(lián)都是采用導電金屬直接連接的方式，在模組與模組之間出現(xiàn)一些不可控問題時并沒有一種自保護模組功能或方法，這樣在多個電池模組所組成的電池模塊中有一個單體電池或模塊出現(xiàn)異常問題，就會對整個模塊產(chǎn)生一連串的連鎖反應，進而造成失控擴大問題的嚴重性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有自保護功能的鋰電池模組連接結(jié)構(gòu)以及連接方法，能夠極大程度的對電池模組起到自保護功能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種具有自保護功能的鋰電池模組連接結(jié)構(gòu)，包括多個電池模組，多個電池模組之間通過導電結(jié)構(gòu)相串聯(lián)，所述導電結(jié)構(gòu)包括第一導電銅巴和第二導電銅巴，所述第一導電銅巴的一端通過易熔金屬塊與第二導電銅巴的一端相連，所述第一導電銅巴和第二導電銅巴的另一端分別與相鄰電池模組上的導電塊相連。

上述方案中，所述第一導電銅巴與第二導電銅巴處于同一水平面且第一導電銅巴與第二導電銅巴的端部呈相對設置。

上述方案中，所述第一導電銅巴與第二導電銅巴的連接處設有絕緣儲存盒，所述絕緣儲存盒的內(nèi)部空間至少能夠容納所述易熔金屬塊。

上述方案中，所述絕緣儲存盒為一密封的中空殼體，所述殼體的相對兩端設有用于安裝第一導電銅巴和第二導電銅巴的開孔，所述絕緣儲存盒與第一導電銅巴、第二導電銅巴固定連接。

上述方案中，所述第一導電銅巴、第二導電銅巴與所述電池模組的連接端分別設有一螺栓安裝孔；所述易熔金屬塊的熔點為70～138℃。

上述方案中，所述易熔金屬塊固定于第一導電銅巴和第二導電銅巴之間的端部、側(cè)面或周側(cè)。

上述方案中，所述易熔金屬塊由錫、鉍、銦、鉛、鎘合金制成。

上述方案中，所述易熔金屬塊為長方體，該長方體的易熔金屬塊的長度、寬度及高度均為0～20mm。

一種具有自保護功能的鋰電池模組的連接方法，包括以下步驟：

（1）選取鋰離子電池模組串聯(lián)連接所使用的銅巴，將選取的銅巴均等分為第一導電銅巴和第二導電銅巴，將第一導電銅巴和第二導電銅巴放置于同一水平面，且其端部呈相對布置，利用熔融狀態(tài)的易熔金屬塊將兩塊銅巴相對端連接一起，制成導電結(jié)構(gòu)；

（2）根據(jù)易熔金屬塊及第一導電銅巴、第二導電銅巴的大小，選取絕緣儲存盒，將絕緣儲存盒套在易熔金屬塊上，并將絕緣儲存盒與第一導電銅巴和第二導電銅巴相固定，以存儲融化后的易熔金屬塊；

（3）選取多個電池模組依次排列，將導電結(jié)構(gòu)的兩端分別與相鄰電池模組上的導電塊相連，完成多個電池模組串聯(lián)。

由上述技術方案可知，本發(fā)明利用一種熔點比較低的易熔金屬，利用其熔點低、導電性能好、熔化后無污染等物理特性。采用鑄造連接的方法將易熔金屬與兩塊銅巴串連接在一起，然后用于電池模組之間串連，起到導流作用，在發(fā)生模組頻換濫用，或一些高溫不可控危險環(huán)境下，易熔金屬可迅速熔斷，斷開模組之間的連接起到自保護作用。采用易熔金屬的物理特性起到模組自保護功能，其效果明顯優(yōu)先與電控系統(tǒng)保險裝置不會有其它因素導致保護失效。該模組自保護裝置能夠有效的解決目前市場上三元材料，磷酸鐵鋰材料等諸多鋰離子電池模組在過充、濫用、循環(huán)使用過程中高溫失控問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明導電結(jié)構(gòu)結(jié)的示意圖；

圖2是本發(fā)明導電結(jié)構(gòu)的局部透視圖；

圖3是本發(fā)明導電銅巴與易熔金屬塊第一種連接方式的示意圖；

圖4是本發(fā)明導電銅巴與易熔金屬塊第二種連接方式的示意圖；

圖5是本發(fā)明導電銅巴與易熔金屬塊第三種連接方式的示意圖；

圖6是本發(fā)明電池模組與導電結(jié)構(gòu)的串聯(lián)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1-6所示，本實施例的具有自保護功能的鋰電池模組連接結(jié)構(gòu)，包括多個電池模組1，多個電池模組1之間通過導電結(jié)構(gòu)2相串聯(lián)，導電結(jié)構(gòu)2包括第一導電銅巴21和第二導電銅巴22，第一導電銅巴21與第二導電銅巴22處于同一水平面且第一導電銅巴21與第二導電銅巴22的端部呈相對設置。第一導電銅巴21的一端通過易熔金屬塊23與第二導電銅巴22的一端相連，第一導電銅巴21和第二導電銅巴22的另一端分別與相鄰電池模組1上的導電塊11相連，該易熔金屬塊23采用錫、鉍、銦、鉛、鎘等合金制成，易熔金屬塊23的熔點為70～138℃。本實施例采用的易熔金屬塊23為長方體，該長方體的易熔金屬塊23的長度、寬度及高度均為0～20mm，其長度優(yōu)選于10mm，寬度優(yōu)選于3mm，高度優(yōu)選于3mm。第一導電銅巴21和第二導電銅巴22及易熔金屬塊23構(gòu)成的導電結(jié)構(gòu)的過流能力為0～1000a。

易熔金屬塊23可以固定于第一導電銅巴21和第二導電銅巴22之間的端部，或者其側(cè)面，也可以固定在兩者之間的端部及周側(cè)一圈，或者采用側(cè)面與端部的任意結(jié)合，具體固定位置根據(jù)實際情況進行設置，圖3是本發(fā)明易熔金屬塊23固定在第一導電銅巴21和第二導電銅巴22之間端部的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明易熔金屬塊23固定在第一導電銅巴21和第二導電銅巴22側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本發(fā)明易熔金屬塊23固定在第一導電銅巴21和第二導電銅巴22之間端部以及側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1、2所示，在第一導電銅巴21與第二導電銅巴22的連接處設有耐高溫的絕緣儲存盒24，該絕緣儲存盒24的內(nèi)部空間至少能夠容納易熔金屬塊23，以將熔化的易熔金屬塊23在重力作用下落入設計好的絕緣儲存盒24內(nèi)，避免熔化后的易熔金屬落入電池內(nèi)部，對電池造成短路。

絕緣儲存盒24的形狀可根據(jù)實際情況進行設定，本實施例采用的為絕緣儲存盒24為一密封的中空殼體，該殼體的相對兩端設有用于安裝第一導電銅巴21和第二導電銅巴22的開孔，以將殼體套設在易熔金屬塊23上，絕緣儲存盒24與第一導電銅巴21、第二導電銅巴22固定連接。

在對電池模組進行串聯(lián)時，可以直接將第一導電銅巴21和第二導電銅巴22的端部與電池模組1上的導電塊相焊接，也可以采用螺栓進行連接，為了使本發(fā)明的導電結(jié)構(gòu)適合多種連接方式，本實施例在第一導電銅巴21、第二導電銅巴22與電池模組1的連接端分別設有一螺栓安裝孔25。當串聯(lián)后的電池模組1遇到高溫不可控危險環(huán)境下，通過易熔金屬塊23熔斷來起到模組自保護功能，熔化的易熔金屬塊23在重力作用下落入設計好的儲存盒24內(nèi)。

本實施例的一種具有自保護功能的鋰電池模組的連接方法，包括以下步驟：

s1：選取鋰離子電池模組1串聯(lián)連接所使用的銅巴，將選取的銅巴均等分為第一導電銅巴21和第二導電銅巴22，將第一導電銅巴21和第二導電銅巴22放置于同一水平面，且其端部呈相對布置，利用熔融狀態(tài)的易熔金屬塊23將兩塊銅巴相對端連接一起，制成導電結(jié)構(gòu)2；

s2：根據(jù)易熔金屬塊23及第一導電銅巴21、第二導電銅巴22的大小，選取絕緣儲存盒24，將絕緣儲存盒24套在易熔金屬塊23上，并將絕緣儲存盒24鎖緊在易熔金屬兩邊的銅巴上；

s3：如圖6所示，預先將多個模組中單體電池并聯(lián)，形成一個個類似大單體電芯，然后利用含有易熔金屬的導電銅巴將模組與模組串連在一起，即選取多個電池模組1依次排列，將導電結(jié)構(gòu)2的兩端分別與相鄰電池模組1上的導電塊相連，以將多個電池模組1串聯(lián)一起，在濫用模組和一些高溫不可控危險環(huán)境下，通過易熔金屬熔斷來起到模組自保護功能，熔化的易熔金屬在重力作用下落入設計好的耐高溫絕緣儲存盒24內(nèi)。

本發(fā)明利用一種熔點比較低的易熔金屬，利用其熔點低、導電性能好、熔化后無污染等物理特性。采用鑄造連接的方法將易熔金屬與兩塊銅排串連接在一起，然后用于電池模組之間串連，起到導流作用，在發(fā)生模組頻繁濫用，或一些高溫不可控危險環(huán)境下，易熔金屬可迅速熔斷，斷開模組之間的連接，對電池模組起到自保護作用。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。