CN105514306B - 一种哑铃状锂离子电池壳及其堆积方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种哑铃状锂离子电池壳及其堆积方法，该电池壳不同与传统的方向电池与圆柱形电池，为两端圆柱中间方形的哑铃状壳体。可通过调整圆柱半径，电池壳长度，以及中间方形的高度和宽度来适应不同种类的电芯。本发明电池壳可以一壳多芯，电芯之间可串联可并联。利用本发明的电池壳制成的电池的堆积模式使电池堆积密度增加，耐撞性增强，还有助于电池成组使用时风冷/水冷装置的布置。

Description

一种哑铃状锂离子电池壳及其堆积方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池及汽车碰撞安全领域，尤其涉及一种哑铃状锂离子电池壳及其堆积方法。

背景技术

锂离子电池在航空航天，汽车，手机等领域有着越来越广泛的应用。电池壳有着保护电芯，电芯与外界个隔绝，电芯与外界的热传导隔绝等作用。

现有金属壳(一般为铁壳与铝壳)锂电池从形状的角度可以分为方形电池与圆形电池，两者在汽车行业都有着广泛的运用。方形电池一般用方形电池壳保护方形电芯，而圆柱形电池则采用圆柱形电池壳保护圆柱电芯。

电动车中，电池一般成组使用，电池的形状对电池的布置，电池组的散热与保温，电池组的碰撞安全都有着至关重要的作用。传统的圆柱形、方形电池壳虽然形状简单但是在电池的多元发展中，仍然会有很大的局限性与不足。

在成组使用电池中，方形电池壳的电池一般为紧密堆积，虽然有较好的堆积密度，但是其散热性能与抗冲击性能都不是很好，圆柱形电池壳的电池可紧密堆积也可最小立方堆积，散热性能得到改善，但是收到冲击时仍然是电芯直接变形抗冲击性能不好。

发明内容

本发明主要拓展了电池壳的形状，采用哑铃状的形状设计，从而提高电池成组使用性能，包括碰撞安全性，散热性，保温性以及堆积密度等。

本发明采用的技术方案为：一种哑铃状锂离子电池壳，电池壳的形状为两端为圆柱中间为方形的哑铃状，可通过调整圆柱半径，电池壳长度，以及中间方形的高度和宽度来适应不同种类的电芯。

其中，该电池壳应用范围为锂离子电池。

其中，该电池壳所用材料为铝或钢。

其中，该电池壳采用冷轧或冲压的加工方法制成。

其中，该电池壳用于封装两圆柱电芯或者用于封装两圆柱电芯和一方形电芯。

其中，该电池壳所装的电芯可并联可串联。

其中，该电池壳中间方形部分可布置短路保护装置和风冷或水冷通道。

本发明另外提供一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，该方法步骤为：在多块电池壳堆积中，两块电池壳的圆柱部分与一块电池的方形部分相切。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1.能够提供一种新的电池壳形状，并可以运用于电池的成组使用中，并可广泛的应用于如汽车、航空等多个领域。

2.相比于圆柱形电池壳，本发明的电池壳在堆积时因为其形状可以产生自锁，电池在堆积时不易散开。

3.采用此电池壳的电池成组使用时，由于金属壳部分先发生弯曲变形，然后才能挤压到电芯，所以具有良好的抗冲击性能。

4.本发明电池壳形状，可使电池内部布置气体/液体通道，从而达到电池组冷却/保温的效果。

附图说明

图1为本发明中电池壳的基本形状(不封口)。

图2为将电芯装入电池壳的示意图。

图3为一种利用此电池壳的电池的堆积方式。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明进行详细说明。

本发明电池壳采用已经成熟的冷轧工艺或冲压工艺进行加工，并设计了电池壳的不同使用方式。电池壳所包裹的电芯可选用现有的电芯，电芯不需要额外设计。由于所设计的电池壳形状简单所以电池封装的工艺不变。

本电池壳采用一壳多芯的工艺，根据使用需求可以采用一壳双芯与一壳多芯的装配工艺。一壳双芯时，选取两圆柱形电芯，两者可串联可并联，中间部分的方壳可用作水冷装置或短路保护装置；一壳三芯则选取两圆柱形电芯和一个方形电芯，三者可串联可并联。

现说明本发明中电池壳的一些特点：

1.本电池壳形状为哑铃状。

2.经过本电池壳装配的电池，在堆积过程中具有自锁的功能，经此堆积的电池组具有良好的耐撞性。

3.利用此形状的电池壳进行堆积具有很高的堆积密度，在最小的体积空间内能堆放较多的电池。

4.在电动车中，传统电池的散热(水冷，风冷)系统一般包裹在电池壳外，而采用此电池壳中间部分可以用于散热，通水路。

5.采用本电池壳不需重新设计电芯形状，仅需要采用现有电芯的形状。

本发明的关键技术特征在于：

1.本发明最大的技术特征是采用现有的冷轧或冲压工艺制成哑铃状的电池壳，电池壳形状与现有的方形及圆形电池壳不一样。

2.有两种装配电芯的模式，一种为仅仅在电池的圆柱部分装配圆柱形电芯，中间部分可用于短路保护装置的布置以及水冷风冷通道的布置；另一种为圆柱部分装配圆柱形电芯，中间部分装配方形电芯，电芯可并联可串联。

3.可通过调整电池壳的圆柱半径，中间部分的长度和厚度，来调整电池壳的尺寸以适应不同大小的电芯。

本发明的具体实施例如下：

本发明根据哑铃状壳结构的启示，认为哑铃状壳作为电池壳十分实用。通过普通钢壳(厚度为0.3mm)经过冷轧工艺或者冲压工艺制成如图1所示电池壳(未装盖)。

如图1所示，此电池壳两端为柱体，中间部分为方形。电池壳长度为65mm，圆柱直径为18mm，方形部分高4mm，宽40mm。

如图2所示此电池壳1可装入两圆柱电芯2和3，一方形电芯4。其中圆柱形电芯的尺寸为直径17.4mm，高度58.5mm，方形电芯长宽高分别为58.5mm，39mm，3.4mm。电池壳空余的部分可放置电池的串并联线路以及短路保护装置等。

图3展示的是采用此种电池壳电池的一种堆积方式，在此种堆积中，电池通过其形状可完成自锁，不会随意滑动。当电池组收到冲击后，电池壳中间的方形部分先产生弯曲变形，由于弯曲变形不容易发生内部短路现象，此种电池壳的抗冲击性能更好。另外，中间的方形部分如果设计水冷风冷通道，则此电池组会有更加优异的散热和保温性能。

提供以上实例仅仅是为了描述本发明的目的，而不是限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：电池壳的形状为两端为圆柱中间为方形的哑铃状，通过调整圆柱半径，电池壳长度，以及中间方形的高度和宽度来适应不同种类的电芯；

其堆积方式为：在多块电池壳堆积中，两块电池壳的圆柱部分与一块电池壳的方形部接触并且相切，在此种堆积中，电池壳通过其形状可完成自锁，电池组受到冲击后，电池壳中间的方形部分先产生弯曲变形，不容易发生内部短路现象。

2.根据权利要求1所述的一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：该电池壳所用材料为铝或钢。

3.根据权利要求1所述的一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：该电池壳采用冷轧或冲压的加工方法制成。

4.根据权利要求1所述的一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：该电池壳用于封装两圆柱电芯或者用于封装两圆柱电芯和一方形电芯。

5.根据权利要求1所述的一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：该电池壳所装的电芯并联或串联。

6.根据权利要求1所述的一种哑铃状锂离子电池壳的堆积方法，其特征在于：该电池壳中间方形部分布置短路保护装置和风冷通道，或者，布置短路保护装置和水冷通道。