[發明專利]一種全串聯軟包電池模塊及成型工藝

在審

• 申請號: 202111550585.0
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114335914A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 郝維敏;林沛;李航
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M50/51
• 分類號: H01M50/51;H01M50/244;H01M50/271;H01M50/289;H01M50/298
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種全串聯軟包電池模塊及成型工藝，屬于鋰離子電池技術領域，其特征在于，至少包括：M個相互平行，且依次串聯的電芯；M為大于1的自然數；位于M個電芯兩側的夾板；位于M個電芯上端的框架；安裝于框架上的蓋板；其中：相鄰兩個電芯之間粘貼聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺紙；相鄰兩個電芯之間的縫隙粘貼薄膜溫度傳感器；電連接器分別與薄膜溫度傳感器、電芯的正負極連接。本發明中的電芯全部串聯，具有絕緣防護，溫度、電壓采樣，均衡輸出，電池模塊功率輸出/輸入等功能。電池組成組后，電源管理系統可實現對任一電芯的性能監測和維護，降低由于軟包電池一致性差造成的風險。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種全串聯軟包電池模塊及成型工藝。

背景技術

鋰離子軟包電池是與圓柱形(如18650)、方形電池兩種硬殼鋰離子動力電池相對應的鋰電池類型。兩種類型鋰電池內部組成(極板、隔膜、電解液)基本一致，硬殼鋰離子動力電池通常采用鋁或鋼等硬質金屬材料作為外殼，軟包電池通常采用鋁塑膜進行封裝。軟包電池具有更高的比能量，能夠有效提升電池組、電池包的能量密度；軟包電池通常采用疊片形式封裝，可避免更多的損傷和隱患；軟包電池容量大、內阻小，更適用于大倍率電池包；軟包電池尺寸、形狀靈活，能夠充分利用空間。

軟包電池采用鋁塑膜封裝，封裝工藝控制難度大，容易造成電池一致性差；電池機械防護性能差，容易損傷；為增加防護性能，軟包電池成組效率低，成組成本高，難以實現無模塊設計。

軟包電池模塊通常由若干軟包電池、回形框架、端板、匯流排支架和導熱膠封裝而成。

現有軟包電池模塊多為并聯形式，與硬殼電池電芯類似，電氣接口為模塊正極、模塊負極，部分模塊預留溫度采樣接口，適用于電池包先并聯后串聯成組，模塊電壓低，結構相對簡單。若電池組電芯全部串聯或先串聯后并聯，軟包電池模塊需實現電芯全部串聯，絕緣、安全防護，電壓、溫度采樣，均衡充電，功率輸出/輸入等功能，結構較為復雜，可實現電源管理對單只電芯的性能監測和維護，降低由于軟包電池一致性差造成的風險。

中國專利CN202120920508.9提供一種電池模組，通過絕緣板固定電芯、極耳，進行成組，減少短路風險，提高安全性能。該模組適用于硬殼電芯或較厚軟包電池，使用絕緣板不利于比能量提升。

中國專利CN202120199426.X公開了一種新型電池模組，單體電芯包裹聚酰亞胺薄膜并使用背膠回形墊片粘貼；模組由鋁型材護板、中間塑料隔板、前后鈑金護板擠緊，并使用螺栓栓接，電池模組具有良好維修性能。此形式廣泛應用于動力電池組，使用螺栓栓接替換激光焊接提升維修性能，對軟包電池機械防護不足，成組風險高。

中國專利CN202110618657.4公開了一種電池模組及電池包，電芯通過安裝板、絕緣插板擠緊于電池箱。該形式趨向無模組設計，提高電池能量密度，用于軟包電池成組極易損傷電芯，且成組困難。

中國專利CN202120576928.X公開一種可拆卸的軟包電池模組，軟包電芯極耳穿過環氧板極耳支架開槽，掛接在支架并進行螺接串聯。此形式結構簡單，但小厚度軟包電池成組困難，機械損傷、絕緣防護弱，且未考慮模組狀態采集。

因此，有必要提供一種用于電池組電芯全部串聯成組或先串聯后并聯成組的全串聯軟包電池模塊。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提出一種全串聯軟包電池模塊及成型工藝，其電芯全部串聯，具有絕緣防護，溫度、電壓采樣，均衡輸出，電池模塊功率輸出/輸入等功能。電池組成組后，電源管理系統可實現對任一電芯的性能監測和維護，降低由于軟包電池一致性差造成的風險。

本發明的第一目的是提供一種全串聯軟包電池模塊，包括：

M個相互平行，且依次串聯的電芯(1)；M為大于1的自然數；

位于M個電芯(1)兩側的夾板(3)；