CN111029490A - 单体电池及动力电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单体电池及动力电池组，包括带极耳的电芯、转接片、保护片和电池顶盖，转接片、极耳和保护片依次层叠焊接连接，极耳弯折半包围保护片，保护片为对折结构，保护片的一侧边设置有弯折圆角，且保护片的设置有弯折圆角的一侧朝向极耳的弯折部分，转接片与电池顶盖连接。本发明的单体电池不会对极耳造成损坏，另一方面，保护片为对折结构，加工简单，能有效降低生产成本，而且对折后的保护片厚度均匀，能有效提高焊接效果。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种单体电池和动力电池组。
背景技术
随着新能源行业的蓬勃发展，以及新能源电动汽车的进一步普及，对于动力电芯的安全性能要求，也更受重视。另一方面，随着新能源行业补贴退坡，动力电芯也面临提质降本的迫切需求。
现有的大型号动力电芯，随着电芯厚度增加，集流体层数增加，以及载流能力提升的需求，极耳层数越来越多；动力电芯通过转接片连接顶盖极柱端子和裸电芯极耳。而目极耳与转接片通过超声焊接连接固定，由于极耳层数较多，超声焊接功率相应也较大，容易刺破极耳。目前普遍的做法是采用单层的铜铝箔充当垫片，垫在极耳与超声焊头之间，以避免刺破极耳。但单层铜铝箔边缘尖锐，且有五金冲压时形成的边缘毛刺，容易损伤极耳，且裸电芯超焊完后需沿保护片边缘弯折，尖锐的边缘容易割伤极耳。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产工艺简单且焊接效果好的单体电池及动力电池组。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案实现的：
一种单体电池，包括带极耳的电芯、转接片、保护片和电池顶盖，所述转接片、所述极耳和所述保护片依次层叠焊接连接，所述极耳弯折半包围所述保护片，所述保护片为对折结构，所述保护片的一侧边设置有弯折圆角，且所述保护片的设置有所述弯折圆角的一侧朝向所述极耳的弯折部分，所述转接片与所述电池顶盖连接。
进一步地，所述保护片的远离所述弯折圆角的一侧设置有防反结构。
进一步地，所述防反结构设置于所述保护片的一角，且所述防反结构为倒角结构。
进一步地，所述保护片采用至少两次对折的工艺制得。
进一步地，所述转接片、所述极耳和所述保护片通过超声焊接连接。
进一步地，所述单体电池还包括绝缘片，所述绝缘片设置在所述保护片和靠近所述电芯区域的所述极耳之间。
进一步地，还包括电池壳体、电解液、电池顶盖，所述电解液灌注于所述电池壳体内所述单体电池的电芯收容于所述电池壳体内，所述电池顶盖安装于所述电池壳体上，所述电池顶盖包括顶盖片以及设置于所述顶盖片上的第一极柱单元和第二极柱单元，所述第一极柱单元和所述第二极柱单元分别与所述转接片连接。
进一步地，所述极耳包括由所述电芯引出的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳与所述电芯第一集流体电连接，所述第二极耳与所述电芯第二集流体电连接。
进一步地，所述第一极耳与所述电芯第一集流体为一体成型结构，所述第二极耳与所述电芯第二集流体一体成型结构。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种动力电池组，所述动力电池组包括汇流片和多个如上述的单体电池，所述汇流片与多个单体电池电性连接。
本发明实施例的有益效果为：单体电池包括带极耳的电芯、转接片、保护片和电池顶盖，通过将保护片设计成对折结构，保护片的一侧边设置有弯折圆角，将转接片、极耳和保护片依次层叠焊接连接，极耳弯折后半包围保护片，保护片的设置有弯折圆角的一侧朝向极耳的弯折部分，所述转接片与所述电池顶盖连接，保护片的边缘为弯折圆角从而不会对极耳造成损坏，另一方面，保护片为对折结构，加工简单，能有效降低生产成本，而且对折后的保护片厚度均匀，能有效提高焊接效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或前期研发中的技术方案，下面将对实施例或前期研发描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例保护片位置剖切示意图；
图2为图1中A部分结构放大示意图；
图3为本发明一个实施例保护片弯折过程的结构示意图；
图4为本发明一个实施例保护片的结构示意图；
图5为本发明一个实施例保护片的正面示意图；
图6为本发明一个实施例电芯、转接片和保护片的装配示意图；
图7为本发明另一个实施例电芯、转接片和保护片的装配示意图；
图8为本发明一个实施例动力电池组的结构示意图；
图9为前期研发中箔材垫片的两侧往中间对折的过程结构示意图；
图10为前期研发中箔材垫片的两侧往中间对折的结果结构示意图。
图示标记如下：
1电芯 5电池壳体
11第一极耳 6电池顶盖
12第二极耳 61铆接块
7极耳 62负极极柱
2转接片 63上塑胶
21第一转接片 64下塑胶
22第二转接片 65密封圈
3保护片 66顶盖片
4防反结构
具体实施方式
在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
如图1-图7所示，一种单体电池，包括带极耳7的电芯1、转接片2和保护片3，所述转接片2、所述极耳7和所述保护片3依次层叠焊接连接，所述极耳7弯折半包围所述保护片3，所述保护片3为对折结构，所述保护片3的一侧边设置有弯折圆角，且所述保护片3的设置有所述弯折圆角的一侧朝向所述极耳7的弯折部分。
在一些实施例中，如图2所示，极耳7弯折后半包围保护片3，保护片3为对折结构，例如将保护片3采用箔材，可以将箔材沿中心线进行对折形成保护片3，箔材的厚度为0.01至1mm，为提高焊接效果，箔材的厚度还可以设计为0.05至0.3mm，保护片3一侧边设置有弯折圆角，其中，转接片2、极耳7和保护片3依次层叠焊接。
在前期研发中，为了防止刺破极耳7，通常采用单层的铜铝箔充当垫片，垫在极耳7与超声焊头之间，但单层铜铝箔边缘尖锐，且有五金冲压时形成的边缘毛刺，容易损伤极耳7，另外，裸电芯超焊完后需沿垫片边缘弯折，垫片尖锐的边缘容易割伤极耳7，为了避免垫片对极耳7的损伤，可以通过将箔材垫片的两侧往中间对折，请参阅图9和图10，图9是前期研发中箔材垫片的两侧往中间对折的过程结构示意图，图10是前期研发中箔材垫片的两侧往中间对折的结果结构示意图，在两侧弯折后自然成型圆角，以避免边缘锐角毛刺损伤极耳7。但是，两侧对折垫片的工艺复杂，生产成本高，另一方面，弯折的两侧偏斜时，会在中部形成较大的接缝，使得垫片的厚度差异较大，焊接效果差。
本发明在实施时，转接片2、极耳7和保护片3通过超声焊接连接，当焊接转接片2和极耳7时，将保护片3垫在极耳7和超声焊头之间，从而避免焊接时刺破极耳7，焊接完成后需要将极耳7沿保护片3边缘进行弯折，此时保护片3的设置有弯折圆角的一侧朝向极耳7弯折部分，弯折圆角圆润而不尖锐，不会割伤极耳7，对极耳7形成有效保护，另一方面，保护片3采用对折结构，对折工艺简单，成本低，再一方面，对折后的保护片3厚度均匀一致，焊接效果好，且不容易产生金属屑。
本实施例通过将保护片3设计成对折结构，保护片3的一侧边设置有弯折圆角，将转接片2、极耳7和保护片3依次层叠焊接连接，极耳7弯折后半包围保护片3，保护片3设置有弯折圆角的一侧朝向极耳7的弯折部分，保护片3的边缘为弯折圆角从而不会对极耳7造成损坏，另一方面，保护片3为对折结构，加工简单，能有效降低生产成本，而且对折后的保护片3厚度均匀，能有效提高焊接效果。
在一些实施例中，如图3、图4和图5所示，所述保护片3的远离所述弯折圆角的一侧设置有防反结构4。在实施时，防反结构4设置于所述保护片3的远离弯折圆角一侧边的一角处，且所述防反结构4为倒角结构，本发明单体电池还包括电池壳体5以及安装于所述电池壳体5上的电池顶盖6，其中，电池壳体5内灌注有电解液，电芯1收容于电池壳体5内，保护片3在折叠后会进行冲切整形，将会顺着冲切方向形成毛刺结构，毛刺结构如果朝向电池顶盖6方向将会在焊接过程中刺破极耳7，本发明的保护片3的防反结构4能保证毛刺朝向电芯1方向，从而避免毛刺在焊接过程中刺破极耳7。
在一些可选实施例中，所述单体电池还包括绝缘片，所述绝缘片设置在所述保护片3和靠近所述电芯1区域的所述极耳7之间。转接片2、极耳7和保护片3依次层叠焊接连接后，将极耳7进行弯折后半包围保护片3，此时保护片3设置于极耳7弯折形成的半包围结构中，通过将绝缘片设置于保护片3和靠近电芯1区域的极耳7之间，即保护片3顺着冲切方向形成毛刺结构朝向绝缘片，从而避免毛刺结构刺伤电芯1这边的极耳7，对极耳7进行保护。
在一些可选实施例中，所述保护片3采用至少两次对折的工艺制得，保护片3的对折结构可以通过进行多次(例如2次或者3次)对折制得，多次对折形成的保护片3的厚度均匀一致，能有效保证焊接效果。
在一些可选实施例中，本发明实施例的单体电池还包括电池壳体5、电解液、电池顶盖6，所述电解液灌注于所述电池壳体5内所述单体电池的电芯1收容于所述电池壳体5内，所述电池顶盖6安装于所述电池壳体5上，所述电池顶盖6包括顶盖片66以及设置于所述顶盖片66上的第一极柱单元和第二极柱单元，所述第一极柱单元和所述第二极柱单元分别与所述转接片2连接。
在实施时，电池壳体5内灌注电解液并容纳电芯1，电芯1的极耳7弯折后半包围保护片3，保护片3为对折结构，且保护片3一侧边设置有弯折圆角，转接片2、极耳7和保护片3依次层叠焊接，焊接完成后极耳7沿保护片3边缘进行弯折，此时保护片3设置有弯折圆角的一侧朝向极耳7弯折部分，弯折圆角圆润而不尖锐，不会割伤极耳7，对极耳7形成有效保护。其中，电池顶盖6安装于电池壳体5上，电池顶盖6包括顶盖片66以及设置于所述顶盖片66上的第一极柱单元和第二极柱单元、防爆阀结构、注液孔结构以及下绝缘件。电池壳体5内可以容纳多个(例如2个、3个或者5个)电芯1，电池顶盖6安装固定于电池壳体5上，电芯1引出极耳7与转接片2连接，转接片2与电池顶盖6连接，在实施时，电池顶盖6还设置有铆接块61和电极极柱，其中，电极极柱包括正极极柱和负极极柱，如图1所示，以负极极柱62为例，转接片2与负极极柱62电性连接，负极极柱62与铆接块61电性连接，电池顶盖6设置有装配孔，铆接块61安装设置于该装配孔中，铆接块61可以通过负极上塑胶63进行安装固定，负极极柱62可以通过负极下塑胶64进行安装固定，负极上塑胶63与铆接块61和装配孔过盈配合从而防止铆接块61掉出去并进行密封。另外，还包括密封圈65，密封圈65设置于负极极柱62和电池顶盖6之间，从而对电池壳体5内部进行密封，防止电池壳体5内的电解液泄露并防止外部杂质，例如灰尘进入到电池壳体5内，在一个实施例中，密封圈65可以采用绝缘密封圈进行绝缘固定。
在一些实施例中，所述极耳7包括由所述电芯1引出的第一极耳11和第二极耳12，所述第一极耳11与所述电芯1第一集流体电连接，所述第二极耳12与所述电芯1第二集流体电连接。所述第一极耳11与所述电芯1第一集流体为一体成型结构，所述第二极耳12与所述电芯第二集流体一体成型结构。
在实施时，转接片2包括极柱连接区和极耳7连接区，其中，极柱连接区与电池顶盖6中的极柱端子连接，极耳7连接区与电芯1的极耳7连接，以转接片2包括连接电芯1和电池顶盖6的第一转接片21和第二转接片22为例，其中，第一转接片21包括第一极柱连接区、第一极耳7连接区和第一导电过渡区，第二转接片22包括第二极柱连接区、第二极耳7连接区和第二导电过渡区，电芯1的第一极耳711与第一转接片21的第一极耳7连接区通过超声焊接连接，电芯1的第二极耳12与第二转接片22的第二极耳7连接区通过超声焊接连接，由于超声焊接时，超声焊头容易刺破极耳7，可以通过增加保护片3当垫片，保护片3通过将单层箔材往一侧弯折，在单边形成弯折圆角，之后再对其裁切外形，并设置防反结构4，以确保使用时有弯折圆角的一侧始终对着电芯1的极耳7弯折一侧，对极耳7形成有效防护，对折成型方式更简单，成型后保护片3厚度均匀一致，超声焊接效果更好，且超声焊接时不容易产生金属屑。同时物料成本更低。
在一些可选实施例中，请参照图8，本发明还提供一种动力电池组，包括汇流片8和多个如上述的单体电池，所述汇流片8与多个单体电池电性连接。在实施时，动力电池组中的汇流片8与单体电池的铆接块61电性连接，多个单体电池的与正极极柱对应的铆接块61通过汇流片进行连接，多个单体电池的与负极极柱对应的铆接块61通过汇流片进行连接，从而实现电池组的组装。其中，电芯1设置有极耳7，转接片2、极耳7和保护片3依次层叠焊接连接，极耳7弯折半包围保护片3，保护片3为对折结构，保护片3的一侧边设置有弯折圆角，且保护片3的设置有弯折圆角的一侧朝向极耳7的弯折部分，弯折圆角圆润而不尖锐，不会割伤极耳7，对极耳7形成有效保护，另一方面，保护片3采用对折结构，对折工艺简单，成本低，再一方面，对折后的保护片3厚度均匀一致，焊接效果好，且不容易产生金属屑。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种单体电池，其特征在于：所述单体电池包括带极耳的电芯、转接片、保护片和电池顶盖，所述转接片、所述极耳和所述保护片依次层叠焊接连接，所述极耳弯折半包围所述保护片，所述保护片为对折结构，所述保护片的一侧边设置有弯折圆角，且所述保护片的设置有所述弯折圆角的一侧朝向所述极耳的弯折部分，所述转接片与所述电池顶盖连接。
2.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述保护片的远离所述弯折圆角的一侧设置有防反结构。
3.根据权利要求2所述的一种单体电池，其特征在于：所述防反结构设置于所述保护片的一角，且所述防反结构为倒角结构。
4.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述保护片采用至少两次对折的工艺制得。
5.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述转接片、所述极耳和所述保护片通过超声焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述单体电池还包括绝缘片，所述绝缘片设置在所述保护片和靠近所述电芯区域的所述极耳之间。
7.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述电池顶盖包括顶盖片以及设置于所述顶盖片上的第一极柱单元和第二极柱单元，所述第一极柱单元和所述第二极柱单元分别与所述转接片连接。
8.根据权利要求1所述的一种单体电池，其特征在于：所述极耳包括由所述电芯引出的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳与所述电芯第一集流体电连接，所述第二极耳与所述电芯第二集流体电连接。
9.根据权利要求8所述的一种单体电池，其特征在于：所述第一极耳与所述电芯第一集流体为一体成型结构，所述第二极耳与所述电芯第二集流体一体成型结构。
10.一种动力电池组，其特征在于：所述动力电池组包括汇流片和多个如权利要求1至9任一项所述的单体电池，所述汇流片与多个单体电池电性连接。
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