CN216389647U - 叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池，叠片电芯连接结构包括连接片结构和盖板结构，所述连接片结构呈分体式设置且能与至少两个叠片电芯固定且电连接；所述盖板结构上设置正极端子和负极端子，所述连接片结构能与所述盖板结构固定连接，且所述正极端子和所述负极端子均与所述连接片结构电连接，所述连接片结构能折叠以使其连接的各叠片电芯折叠合芯且所述盖板结构能扣合于各叠片电芯的端部。本实用新型在不影响电池组装、焊接的情况下，有效减少了叠片电芯的极耳的长度，提升了叠片电芯的能量密度，增加叠片电芯过流能力，提高了电池的安全性及生产合格率。

Description

叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池。

背景技术

随着环境问题日益艰巨，节能减排日益受到人们的关注，因此交通运载方面大力发展新能源汽车，新能源汽车用的动力电池研究尤显重要。

锂动力电池中不存在有毒物质，是绿色高能化学电源，重量轻，比能量大，循环寿命长，允许工作温度范围宽，低温性能好，特别适合用于动力电池。

锂动力电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。长方型锂动力电池一般采用方形铝壳作为电池外壳。目前，多数方形铝壳采用卷绕蝴蝶焊结构，针对大电芯存在极耳较少过流能量较差、能量密度较低、电芯制造报废率高、成品电芯极耳较长存在内折短路等风险。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池，本实用新型在不影响电池组装、焊接的情况下，有效减少了叠片电芯的极耳的长度，提升了叠片电芯的能量密度，增加叠片电芯过流能力，提高了电池的安全性及生产合格率。

本实用新型的目的是这样实现的，一种叠片电芯连接结构，包括连接片结构和盖板结构，所述连接片结构呈分体式设置且能与至少两个叠片电芯固定且电连接；所述盖板结构上设置正极端子和负极端子，所述连接片结构能与所述盖板结构固定连接，且所述正极端子和所述负极端子均与所述连接片结构电连接，所述连接片结构能折叠以使其连接的各叠片电芯折叠合芯且所述盖板结构能扣合于各叠片电芯的端部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述连接片结构包括正极连接片组和负极连接片组，所述正极连接片组的一端与各叠片电芯的正极耳固定且电连接；所述负极连接片组的一端与各叠片电芯的负极耳固定且电连接；所述正极连接片组的另一端与所述正极端子固定且电连接，所述负极连接片组的另一端与所述负极端子固定且电连接；所述正极连接片组和所述负极连接片组均呈能折叠地设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述连接片结构电连接四个叠片电芯，设定为第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯，所述正极连接片组包括分体设置的第一正极连接片和第二正极连接片，所述负极连接片组包括分体设置的第一负极连接片和第二负极连接片；

所述第一正极连接片能固定且电连接于第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳；所述第一负极连接片能固定且电连接于第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳；所述第二正极连接片能固定且电连接于第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳；所述第二负极连接片能固定且电连接于第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳；

所述第一正极连接片和所述第二正极连接片相对设置且均与所述正极端子电连接，所述第一负极连接片和所述第二负极连接片相对设置且均与所述负极端子电连接；所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片均呈能折叠地设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一正极连接片连接的第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳上能固定连接第一正极保护片；所述第一负极连接片连接的第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳上能固定连接第一负极保护片；

所述第二正极连接片连接的第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳上能固定连接第二正极保护片；所述第二负极连接片连接的第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳上能固定连接第二负极保护片。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片上均设置折弯槽道。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一正极连接片的第一端能相对所述第一正极连接片的第二端折叠180°，所述第一负极连接片的第一端能相对所述第一负极连接片的第二端折叠180°；所述第二正极连接片的第一端能相对所述第二正极连接片的第二端折叠180°，所述第二负极连接片的第一端能相对所述第二负极连接片的第二端折叠180°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片均呈L型设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述盖板结构包括基板和止动架，所述基板上设置所述正极端子和所述负极端子，所述止动架与所述基板扣合连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述止动架上设置止动凸台，所述止动凸台能卡止于叠片电芯的负极耳和正极耳之间。

本实用新型的目的还可以这样实现，一种叠片锂动力电池，包括电池壳体，所述电池壳体内设置通过前述的叠片电芯连接结构电连接后折叠合芯的第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯，折叠合芯后的第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯上包覆绝缘袋，所述盖板结构与所述电池壳体固定连接，所述盖板结构上密封连接密封片和密封钉。

由上所述，本实用新型的叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池具有如下有益效果：

本实用新型提供的叠片电芯连接结构中，设置能折叠的连接片结构，在不影响电池组装、焊接的情况下，有效减少了叠片电芯的极耳的长度，提升了叠片电芯的能量密度，增加叠片电芯过流能力，提高了电池的安全性及生产合格率；

正极连接片组的第一正极连接片和第二正极连接片左右分开设置，负极连接片组的第一负极连接片和第二负极连接片左右分开设置，需要焊接的极耳层数为原有的一半，有效降低超声焊接功率；

同时通过连接片结构和盖板结构来实现叠片电芯的对外电连接，避免了叠片电芯的极耳直接与盖板焊接时出现连接不稳定。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的叠片电芯连接结构的示意图。

图2：为本实用新型的连接片结构折叠前的示意图。

图3：为本实用新型的第一正极连接片折叠90°后的示意图。

图4：为本实用新型的盖板结构的俯视图。

图5：为本实用新型的盖板结构的主视图。

图6：为图4中A-A剖视图。

图7：为图6中Ⅰ处放大图。

图8：为第一叠片电芯和第二叠片电芯平放连接第一正极连接片和第一负极连接片时的状态图。

图9：为第一叠片电芯和第二叠片电芯叠合后的状态图。

图10：为第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯与盖板结构连接时的状态图。

图11：为第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯折叠合芯后的状态图。

图12：为本实用新型的叠片锂动力电池的示意图。

图13：为本实用新型的叠片锂动力电池的分解图。

图中：

100、叠片锂动力电池；

1、连接片结构；

11、正极连接片组；111、第一正极连接片；112、第二正极连接片；

12、负极连接片组；121、第一负极连接片；122、第二负极连接片；

2、盖板结构；

21、基板；22、止动架；23、止动凸台；24、密封片；25、密封钉；

31、正极端子；32、负极端子；

4、正极耳；

5、负极耳；

61、第一叠片电芯；62、第二叠片电芯；63、第三叠片电芯；64、第四叠片电芯；

71、第一正极保护片；72、第一负极保护片；73、第二正极保护片；74、第二负极保护片；

8、电池壳体；

9、绝缘袋。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图11所示，本实用新型提供一种叠片电芯连接结构，包括连接片结构1和盖板结构2，连接片结构1呈分体式设置且能与至少两个叠片电芯(叠片电芯是将正极片、负极片、隔膜裁成规定尺寸的大小，随后将正极片、隔膜、负极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯，叠片电芯具有引出极耳的引出侧面。叠片电芯的叠合方式包括但不限于z形或其他方式)固定且电连接(连接片结构1与叠片电芯的极耳电连接，叠片电芯的极耳为现有技术)；盖板结构2上设置正极端子31和负极端子32，连接片结构1能与盖板结构2固定连接，且正极端子31和负极端子32均与连接片结构1电连接，连接片结构1能折叠以使其连接的各叠片电芯折叠合芯且盖板结构2能扣合于各叠片电芯的端部。

本实用新型提供的叠片电芯连接结构中，设置能折叠的连接片结构，在不影响电池组装、焊接的情况下，有效减少了叠片电芯的极耳的长度，提升了叠片电芯的能量密度，增加叠片电芯过流能力，提高了电池的安全性及生产合格率；同时通过连接片结构和盖板结构来实现叠片电芯的对外电连接，避免了叠片电芯的极耳直接与盖板焊接时出现连接不稳定。

进一步，如图1、图2所示，连接片结构1包括正极连接片组11和负极连接片组12，正极连接片组11的一端与各叠片电芯的正极耳4固定且电连接；负极连接片组12的一端与各叠片电芯的负极耳5固定且电连接；正极连接片组11的另一端与正极端子31固定且电连接，负极连接片组12的另一端与负极端子32固定且电连接；正极连接片组11和负极连接片组12均呈能折叠地设置。

如图1、图2、图8、图9、图10所示，在本实用新型的一具体实施例中，连接片结构1电连接四个叠片电芯，设定为第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64，正极连接片组11包括分体设置的第一正极连接片111和第二正极连接片112，负极连接片组12包括分体设置的第一负极连接片121和第二负极连接片122；

第一正极连接片111能固定(焊接)且电连接于第一叠片电芯61的正极耳和第二叠片电芯62的正极耳；第一负极连接片121能固定(焊接)且电连接于第一叠片电芯61的负极耳和第二叠片电芯62的负极耳；

第二正极连接片112能固定(焊接)且电连接于第三叠片电芯63的正极耳和第四叠片电芯64的正极耳；第二负极连接片122能固定(焊接)且电连接于第三叠片电芯63的负极耳和第四叠片电芯64的负极耳；

第一正极连接片111和第二正极连接片112相对设置且均与正极端子31电连接，第一负极连接片121和第二负极连接片122相对设置且均与负极端子32电连接；第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122均呈能折叠地设置。

正极连接片组11的第一正极连接片111和第二正极连接片112左右分开设置，负极连接片组12的第一负极连接片121和第二负极连接片122左右分开设置，需要焊接的极耳层数为原有的一半，有效降低超声焊接功率。

第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122需要进行焊接处进行减薄设置，便于第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122对外连接。

进一步，如图13所示，第一正极连接片111连接的第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳上能固定连接第一正极保护片71；第一负极连接片121连接的第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳上能固定连接第一负极保护片72；

第二正极连接片112连接的第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳上能固定连接第二正极保护片73；第二负极连接片122连接的第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳上能固定连接第二负极保护片74。

进一步，第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122上均设置折弯槽道，以便于第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122的折弯。

进一步，第一正极连接片111的第一端能相对第一正极连接片的第二端折叠180°，第一负极连接片121的第一端能相对第一负极连接片的第二端折叠180°；第二正极连接片112的第一端能相对第二正极连接片的第二端折叠180°，第二负极连接片122的第一端能相对第二负极连接片的第二端折叠180°，保证连接片结构1满足其连接的各叠片电芯折叠合芯的需求。

进一步，如图2所示，第一正极连接片111、第二正极连接片112、第一负极连接片121和第二负极连接片122均呈L型设置。L型结构的横部构成连接片的第一端，L型结构的竖部构成连接片的第二端。

第一正极连接片111的第一端固定(焊接)且电连接于第一叠片电芯61的正极耳和第二叠片电芯62的正极耳；第一正极连接片111的第二端与正极端子31电连接；第一负极连接片121的第一端固定(焊接)且电连接于第一叠片电芯61的负极耳和第二叠片电芯62的负极耳；第一负极连接片121的第二端与负极端子32电连接；

第二正极连接片112的第一端固定(焊接)且电连接于第三叠片电芯63的正极耳和第四叠片电芯64的正极耳；第二正极连接片112的第二端与正极端子31电连接；第二负极连接片122的第一端固定(焊接)且电连接于第三叠片电芯63的负极耳和第四叠片电芯64的负极耳；第二负极连接片122的第二端与负极端子32电连接。

进一步，如图4、图5、图6、图7所示，盖板结构2包括基板21和止动架22，基板21上设置正极端子31和负极端子32，止动架22与基板21扣合连接。止动架22与正极端子31和负极端子32处进行配合安装，止动架22处设计卡扣与基板21进行配合，保证止动架22安装平整且不掉落.

进一步，如图1、图5、图6、图7所示，止动架22上设置止动凸台23，止动凸台23能卡止于叠片电芯的负极耳5和正极耳4之间。

如图12、图13所示，本实用新型还提供一种叠片锂动力电池100，包括电池壳体8，电池壳体8内设置通过前述的叠片电芯连接结构电连接后折叠合芯的第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64，折叠合芯后的第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64上包覆绝缘袋9，盖板结构2与电池壳体8固定连接，盖板结构2上密封连接密封片24和密封钉25。

本实用新型的叠片电芯连接结构用于叠片电芯合芯的过程如下：

以四个叠片电芯为例，设定其分别为第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64，第一叠片电芯61和第二叠片电芯62为第一分组，第三叠片电芯63和第四叠片电芯64为第二分组。

第一正极连接片111、第一负极连接片121、第二正极连接片112和第二负极连接片122的第一端平放，第一正极连接片111、第一负极连接片121、第二正极连接片112和第二负极连接片122的第二端折叠90°(折叠后示意图如图3所示)，如图8所示，第一叠片电芯61和第二叠片电芯62相对平放，第一叠片电芯61的正极耳和第二叠片电芯62的正极耳相对，第一正极连接片111的第一端固定(超声焊接)且电连接第一叠片电芯61的正极耳和第二叠片电芯62的正极耳；第一叠片电芯61的负极耳和第二叠片电芯62的负极耳相对；第一负极连接片121的第一端固定(超声焊接)且电连接第一叠片电芯61的负极耳和第二叠片电芯62的负极耳；如图9所示，第一叠片电芯61和第二叠片电芯62折叠90°合芯。

同样，第三叠片电芯63和第四叠片电芯64以上述方式通过第二正极连接片112和第二负极连接片122电连接后，折叠90°完成折叠合芯。

第一正极保护片71焊接于第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳上，第一负极保护片72焊接于第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳上；第二正极保护片73焊接于第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳上；第二负极保护片74焊接于第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳上。

如图10所示，第一分组(第一叠片电芯61和第二叠片电芯62)和第二分组(第三叠片电芯63和第四叠片电芯64)分置于盖板结构2的两侧，第一正极连接片111的第二端和第二正极连接片112的第二端分别平贴于盖板结构的正极端子的两侧，并使二者焊接(激光焊接)固定连接；第一负极连接片121的第二端和第二负极连接片122的第二端分别平贴于盖板结构的负极端子的两侧，并使二者焊接(激光焊接)固定连接。

如图11所示，第一正极连接片111、第一负极连接片121、第二正极连接片112和第二负极连接片122再次折叠90°，完成第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64折叠合芯。

如图12所示，折叠合芯后的第一叠片电芯61、第二叠片电芯62、第三叠片电芯63和第四叠片电芯64通过绝缘袋9包裹绝缘，放入电池壳体8(铝壳)中。将各叠片电芯端部扣合的盖板结构2与电池壳体8固定连接(盖板结构2与电池壳体8进行周边焊接)，使用密封片24和密封钉25完成密封。

由上所述，本实用新型的叠片电芯连接结构及叠片锂动力电池具有如下有益效果：

本实用新型提供的叠片电芯连接结构中，设置能折叠的连接片结构，在不影响电池组装、焊接的情况下，有效减少了叠片电芯的极耳的长度，提升了叠片电芯的能量密度，增加叠片电芯过流能力，提高了电池的安全性及生产合格率；

正极连接片组的第一正极连接片和第二正极连接片左右分开设置，负极连接片组的第一负极连接片和第二负极连接片左右分开设置，需要焊接的极耳层数为原有的一半，有效降低超声焊接功率；

同时通过连接片结构和盖板结构来实现叠片电芯的对外电连接，避免了叠片电芯的极耳直接与盖板焊接时出现连接不稳定。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种叠片电芯连接结构，其特征在于，包括连接片结构和盖板结构，所述连接片结构呈分体式设置且能与至少两个叠片电芯固定且电连接；所述盖板结构上设置正极端子和负极端子，所述连接片结构能与所述盖板结构固定连接，且所述正极端子和所述负极端子均与所述连接片结构电连接，所述连接片结构能折叠以使其连接的各叠片电芯折叠合芯且所述盖板结构能扣合于各叠片电芯的端部。

2.如权利要求1所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述连接片结构包括正极连接片组和负极连接片组，所述正极连接片组的一端与各叠片电芯的正极耳固定且电连接；所述负极连接片组的一端与各叠片电芯的负极耳固定且电连接；所述正极连接片组的另一端与所述正极端子固定且电连接，所述负极连接片组的另一端与所述负极端子固定且电连接；所述正极连接片组和所述负极连接片组均呈能折叠地设置。

3.如权利要求2所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述连接片结构电连接四个叠片电芯，设定为第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯，所述正极连接片组包括分体设置的第一正极连接片和第二正极连接片，所述负极连接片组包括分体设置的第一负极连接片和第二负极连接片；

所述第一正极连接片能固定且电连接于第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳；所述第一负极连接片能固定且电连接于第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳；所述第二正极连接片能固定且电连接于第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳；所述第二负极连接片能固定且电连接于第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳；

所述第一正极连接片和所述第二正极连接片相对设置且均与所述正极端子电连接，所述第一负极连接片和所述第二负极连接片相对设置且均与所述负极端子电连接；所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片均呈能折叠地设置。

4.如权利要求3所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述第一正极连接片连接的第一叠片电芯的正极耳和第二叠片电芯的正极耳上能固定连接第一正极保护片；所述第一负极连接片连接的第一叠片电芯的负极耳和第二叠片电芯的负极耳上能固定连接第一负极保护片；

所述第二正极连接片连接的第三叠片电芯的正极耳和第四叠片电芯的正极耳上能固定连接第二正极保护片；所述第二负极连接片连接的第三叠片电芯的负极耳和第四叠片电芯的负极耳上能固定连接第二负极保护片。

5.如权利要求3所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片上均设置折弯槽道。

6.如权利要求3所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述第一正极连接片的第一端能相对所述第一正极连接片的第二端折叠180°，所述第一负极连接片的第一端能相对所述第一负极连接片的第二端折叠180°；所述第二正极连接片的第一端能相对所述第二正极连接片的第二端折叠180°，所述第二负极连接片的第一端能相对所述第二负极连接片的第二端折叠180°。

7.如权利要求3所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述第一正极连接片、所述第二正极连接片、所述第一负极连接片和所述第二负极连接片均呈L型设置。

8.如权利要求1所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述盖板结构包括基板和止动架，所述基板上设置所述正极端子和所述负极端子，所述止动架与所述基板扣合连接。

9.如权利要求8所述的叠片电芯连接结构，其特征在于，所述止动架上设置止动凸台，所述止动凸台能卡止于叠片电芯的负极耳和正极耳之间。

10.一种叠片锂动力电池，包括电池壳体，其特征在于，所述电池壳体内设置通过权利要求1至9任一项所述的叠片电芯连接结构电连接后折叠合芯的第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯，折叠合芯后的第一叠片电芯、第二叠片电芯、第三叠片电芯和第四叠片电芯上包覆绝缘袋，所述盖板结构与所述电池壳体固定连接，所述盖板结构上密封连接密封片和密封钉。

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