[發明專利]一種圓柱形鋰離子電池多串多并組合體

有效

• 申請號: 201210367312.7
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103682478A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 唐琛明;茅海忠;邢程;王興威;沈曉彥
• 申請（專利權）人: 江蘇海四達電源股份有限公司;江蘇省新動力電池及其材料工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M2/20;H01M2/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種圓柱形鋰離子電池多串多并組合體，用科學的組合結構方式使多個圓柱形鋰離子電池在有保護措施下串聯和并聯，組裝成電池組合體可以安全使用于電池模塊。

【背景技術】

鋰離子電池是一種先進的化學儲能裝置，具有比能量高，循環壽命長和對環境友好等顯著優點。之前主要生產通信用小容量鋰離子電池，近年大容量、高功率鋰電技術有了突破，大容量電池組已在純電動大巴、大型儲能電站方面得到應用。常用的鋰離子電池類型包括方形和圓柱形電池。隨著技術進步和應用領域的不斷擴大，需要電池的容量越來越高，使用的電壓也越來越高，更多的單體電池需用串、并聯結合使用，目前大多采用電池組合體進行模塊化設計。

通常的串并聯方式是先將單體電池的正負極進行聯接并聯成單元電池塊，然后將單元電池塊再串聯。單個電池的電流先全部匯總到單元電池塊的聯接片上然后再分流到下一級單元電池塊的各個單體電池極柱上。這樣，電池流經的路徑較長，集流體需要的面積也較大，所耗用的材料也較多。增加了電池組重量，降低了電池的重量比能量。

另外，傳統的圓柱形電池串聯過程中如果形狀選擇直線形則會采用固定焊接的聯接片與固定支架之間結構產生矛盾，不利加工成形，同時成串電池各級電池間的并聯要在結構上實現增加了很多難度。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種圓柱形鋰離子電池多串多并組合體，可以直接用于各規格型號電池模式的使用，可克服圓柱形電池應用于大容量電池模塊中的引起的現有相關問題。

本發明技術使圓柱形鋰離子電池可以通過多支串聯和多次并聯，組合而成一個圓柱形鋰離子電池多串多并組合體。其包括多個單體圓柱形鋰離子電池通過聯接片點焊聯接成一個串聯體，用專用的端部支架和中間聯接拼裝支架將其組裝成一個串聯組合單元，然后由多個串聯單元并聯組裝成圓柱形鋰離子電池多串多并組合體。

串聯組合單元，是由多個單體圓柱形鋰離子電池通過聯接片點焊聯接成一個串聯體，折彎成一定的形狀，然后用中間聯接拼裝支架將相鄰串聯體的電池彼此固定在一起。串聯體兩端套上端部支架最終形成串聯組合單元組件。聯接片材質由鍍鎳鋼帶或鎳帶沖制而成，聯接片的最小截面積大小可由電池組合體設計工作電流大小而定，這樣可以通過調整聯接片的截面面積大小來調整電池串的保護電流值，相當于在電池組中串裝了許多過流保護裝置，有效地提升整個電池組合體的過流保護能力。

本發明將中間聯接拼裝支架由兩個部件拼裝組成，能較好地解決了電池間聯接片焊接與支架組裝之間的矛盾。這樣，電池可以先放在夾具中上點焊聯接片進行組裝，然后再裝支架使之固定。中間聯接拼裝支架有兩個圓柱形孔可將需串聯的電池插入其中，支架中間開有通道可使電池間的聯接片通過，其中支架上表面有對稱的燕尾插槽結構，兩個部件由螺釘將其結合固定；中間聯接拼裝支架和端部支架材質是由絕緣體材料制成。

本發明可通過中間聯接拼裝支架上開設的燕尾插槽使多個串聯組合單元通過相互推插入燕尾槽拼裝成片狀串聯組合體。

在中間聯接拼裝支架上開有可插入單金屬片的槽，將定制成一定形狀的單金屬片插入可以使片狀串聯組合體內需并聯的電池間連成一起。單金屬片在片狀串聯組合體中不僅具有并聯連接功能，還具有電池并聯間的過流保護調節功能，金屬片利用在電流超流作用下時會發熱熔化的原理通過調節單金屬片接觸面積的大小實現并聯過流電流保護值的調節功能。

在中間聯接拼裝支架上還開有可插入U形雙金屬片的槽，可將定制成U形狀的U形雙金屬片插入。片狀串聯組合體通過不同數量的疊加組合成不同容量的多串多并組合體。由于U形片的作用，組合體內的各級需要并聯的電池連成一體。同樣，U形雙金屬片在多串多并組合體中不僅具有并聯連接功能，還具有并聯電池間的過流保護調節功能，利用金屬片在電流過流作用下時會發生熔化的原理通過調節單金屬片接觸面積的大小可實現并聯電流保護值的調節功能。

本發明可以將片狀多串多并電池組合體通過多片疊加組合成牢固的一個塊狀結合部件，由定位插銷將多支圓柱形鋰離子電池有效地串并聯在一起，組合成一個圓柱形鋰離子電池多串多并組合體。適用于制作能帶動電動機或儲能電站的大容量電池模塊。

【附圖說明】

通過下列組圖對示例性實施例進行描述，本發明的這些圖示說明將會變得清楚和更加容易理解。其中：

圖1是根據本發明的示范性實施例的圓柱形鋰離子電池4串24并組合體結構透視圖。

圖2是本發明示范性實施例的圓柱形鋰離子電池4串聯組合體與聯接片點焊后透視圖。