CN218101376U - 锂离子单体电池和测试电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体提供一种锂离子单体电池和测试电源，旨在解决现有单体电池的电压低使得电源技术难以在较高电压的单体电池上或由此单体电池所组成的锂电池上进行开发的问题。为此，本实用新型的锂离子单体电池包括壳体、顶盖、第一电芯、第二电芯、正极柱和负极柱；壳体具有开口，顶盖连接至开口处以形成封闭的容纳腔，第一电芯和第二电芯设置在容纳腔内，且第一电芯和第二电芯串联设置，正极柱和第一电芯相连，负极柱和第二电芯相连。通过第一电芯和第二电芯的串联设置提升单体电池的电压，进而使得电源技术能够在较高电压的单体电池所组成的锂电池上进行开发，还使得电源技术能够在较高电压的单体锂电池上进行开发。

Description

锂离子单体电池和测试电源

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体提供一种锂离子单体电池和测试电源。

背景技术

锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子和动力电池领域。随着新能源汽车产业的快速发展，对锂电池技术提出了更高的要求，提高单体电池的能量密度或电池包的能量密度，降低电池制造成本或电池包的制造成本等，优化电池结构，降低BOM成本是降低电池成本的最有效方法，也是各电池厂主要研究方向，锂离子电池化成分容设备的电源技术从线性电源发展到能量回馈型电源，以及近几年提出的串联复合电源技术，但是这些电源技术都是以电压在4.5V以下的单体电池所组成的锂电池上开发的，对于在4.5V以上电压的单体电池组成的锂离子电池量产线化成分容电源还未开发，制约了单体单池在4.5V以上电压的锂离子电池设计开发。综上所述，现有单体电池的电压低使得电源技术难以在较高电压的单体电池上或由此单体电池所组成的锂电池上进行开发。

相应地，本领域需要一种新的锂离子单体电池和测试电源来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有单体电池的电压低使得电源技术难以在较高电压的单体电池上或由此单体电池所组成的锂电池上进行开发的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种锂离子单体电池，所述锂离子单体电池包括：壳体、顶盖、第一电芯、第二电芯、正极柱和负极柱；

所述壳体具有开口，所述顶盖连接至所述开口处以形成封闭的容纳腔，所述第一电芯和所述第二电芯设置在所述容纳腔内，且所述第一电芯和所述第二电芯串联设置，所述正极柱和所述第一电芯相连，所述负极柱和所述第二电芯相连。

在上述锂离子单体电池的优选技术方案中，所述正极柱穿过所述顶盖和所述第一电芯的一端相连，所述第一电芯的另一端和所述第二电芯的一端相连，所述负极柱穿过所述顶盖和所述第二电芯的另一端相连。

在上述锂离子单体电池的优选技术方案中，所述锂离子单体单池还包括测电压极柱，所述测电压极柱穿过所述壳体的远离所述顶盖的一侧与所述第一电芯和所述第二电芯的连接处相连。

在上述锂离子单体电池的优选技术方案中，所述锂离子单体电池还包括安全阀，所述安全阀设置在所述顶盖上。

在第二方面，本实用新型还提供一种测试电源，所述测试电源包括保护单元和多个锂离子单体电池，多个所述锂离子单体单池呈并列设置，所述保护单元和多个所述锂离子单体单池相连，所述保护单元设置成能够对多个所述锂离子单体电池的充放电进行保护，且所述锂离子单体电池为上述优选技术方案中任一项所述的锂离子单体电池。

在上述测试电源的优选技术方案中，所述保护单元包括AC-DC电源模块和多个DC/DC电源模块，所述AC-DC电源模块与多个所述DC/DC电源模块相连，多个所述DC/DC电源模块与多个所述锂离子单体单池一一对应相连，所述DC/DC电源模块与所述锂离子单体电池的正负极相连。

在上述测试电源的优选技术方案中，所述DC/DC电源模块与所述锂离子单体电池的正极柱、负极柱和测电压极柱均相连。

在上述测试电源的优选技术方案中，所述锂离子单体电池的壳体内还设置有绝缘涂层，所述绝缘涂层覆盖所述壳体的内壁。

在上述测试电源的优选技术方案中，所述DC/DC电源模块设置成能够将所述锂离子单体电池的充电电压控制在10V以内，且能够将所述锂离子单体电池的放电电压控制在4V-10V。

在上述测试电源的优选技术方案中，所述保护单元为电池保护板。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的锂离子单体电池包括：壳体、顶盖、第一电芯、第二电芯、正极柱和负极柱；所述壳体具有开口，所述顶盖连接至所述开口处以形成封闭的容纳腔，所述第一电芯和所述第二电芯设置在所述容纳腔内，且所述第一电芯和所述第二电芯串联设置，所述正极柱和所述第一电芯相连，所述负极柱和所述第二电芯相连。本实用新型通过所述第一电芯和所述第二电芯的串联设置提升所述单体电池的电压，进而使得电源技术能够在较高电压的单体电池所组成的锂电池上进行开发，还使得电源技术能够在较高电压的单体锂电池上进行开发。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的锂离子单体电池的前视结构示意图；

图2是本实用新型的锂离子单体电池的左视结构示意图；

图3是本实用新型的锂离子单体电池的右视结构示意图；

图4是本实用新型的锂离子单体电池的电压采集示意图；

图5是本实用新型的测试电源的结构示意图；

附图标记：

1、壳体；11、测电压极柱；2、顶盖；21、正极柱；22、负极柱；23、安全阀；3、DC/DC电源模块；4、AC-DC电源模块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参阅图1至4，其中，图1是本实用新型的锂离子单体电池的前视结构示意图，图2是本实用新型的锂离子单体电池的左视结构示意图，图3是本实用新型的锂离子单体电池的右视结构示意图，图4是本实用新型的锂离子单体电池的电压采集示意图。如图1至4所示，本实用新型的锂离子单体电池包括壳体1、顶盖2、第一电芯(图中未示出)、第二电芯(图中未示出)、正极柱21和负极柱22；壳体1具有开口(图中未示出)，顶盖2连接至所述开口处以形成封闭的容纳腔(图中未示出)，所述第一电芯和所述第二电芯设置在所述容纳腔内，且所述第一电芯和所述第二电芯串联设置，正极柱21和所述第一电芯相连，负极柱22和所述第二电芯相连，所述第一电芯的正极和正极柱21相连，所述第一电芯的负极和所述第二电芯的正极相连，所述第二电芯的负极和负极柱22相连，通过所述第一电芯和所述第二电芯的串联设置能够提升所述单体单池的电压。

优选地，正极柱21穿过顶盖2和所述第一电芯的一端相连，所述第一电芯的另一端和所述第二电芯的一端相连，负极柱22穿过顶盖2和所述第二电芯的另一端相连。具体而言，以图1所示方向为基准方向，正极柱21和负极柱22均位于所述锂离子单体单池的左侧，所述第一电芯和所述第二电芯呈平行设置(图中未示出)，所述第一电芯和所述第二电芯均在所述容纳腔内呈水平设置，且所述第一电芯位于所述第二电芯的下方，所述第一电芯的左右两端分别是正极和负极，所述第二电芯的左右两端分别是负极和正极，所述第一电芯的右端的负极和所述第二电芯右端的正极相连，顶盖2上的所述第一电芯的正极相对应区域设置有第一通孔(图中未示出)，顶盖2上的所述第二电芯的负极相对应区域设置有第二通孔(图中未示出)，正极柱21穿过所述第一通孔和所述第一电芯左端的正极相连，负极柱22穿过所述第二通孔和所述第二电芯左端的负极相连。通过正极柱21和负极柱22的设置且两者连接电压检测装置便于对所述第一电芯和所述第二电芯的总体电压进行检测。

需要说明的是，本实用新型不对所述第一电芯和所述第二电芯的具体设置方式以及正极柱21和负极柱22的具体设置位置作任何限制，例如，以图1所示方向为基准方向，所述第一电芯的左右两端分别是正极和负极，所述第二电芯的左右两端分别是正极和负极，正极柱21穿过顶盖2与所述第一电芯左端的正极相连，负极柱22穿过壳体1与所述第二电芯右端的负极相连，所述第一电芯右端的负极和所述第二电芯左端的正极通过导电传导构件相连；还可以是，正极柱21和负极柱22均设置在壳体1上且位于壳体1的右侧；本领域技术人员可根据实际情况自行设定。

进一步地，在本优选实施例中，所述锂离子单体单池还包括测电压极柱11，测电压极柱11穿过壳体1的远离顶盖2的一侧与所述第一电芯和所述第二电芯的连接处相连。具体而言，以图1所示方向为基准方向，壳体1上设置有连接孔(图中未示出)，测电压极柱11穿过所述连接孔与所述第一电芯的负极和所述第二电芯的正极的连接处相连，通过测电压极柱11和正极柱21分别连接电压检测装置便于对所述第一电芯的电压值进行检测，通过测电压极柱11和负极柱22分别连接电压检测装置便于对所述第一电芯的电压值进行检测；

此外，在本优选实施例中，所述锂离子单体电池还包括安全阀23，安全阀23设置在顶盖2上。具体而言，以图3所示方向为基准方向，安全阀23的数量为两个，分别设置在顶盖2的左上角和右下角，安全阀23的设置，当电池内部压力过大时，安全阀23会开启排气减压，避免***。

需要说明的是，本使用新型不不对安全阀23的具体数量以及具体设置位置作任何限制，本领域技术人员可根据实际情况自行设定。

在第二方面，本实用新型还要求保护一种测试电源，所述测试电源包括保护单元和多个锂离子单体电池，多个所述锂离子单体单池呈并列设置，所述保护单元和多个锂离子单体单池相连，所述保护单元设置成能够对多个所述锂离子单体电池的充放电进行保护，且所述锂离子单体电池为上述优选实施例中所述的锂离子单体电池。

具体而言，设定每个所述锂离子单体电池的充电电压上限值或者是充电电压范围，在对所述测试电源进行充电过程中，如果所述锂离子单体电池的充电电压超过所述充电电压上限值，或者是充电电压不在充电电压范围内，则所述保护单元控制该所述锂离子单体单池的充电回路断开，停止充电，以进行过充保护；设定每个所述锂离子单体电池的放电电压上限值或者是放电电压范围，在对所述测试电源进行放电过程中，如果所述锂离子单体电池的放电电压超过所述放电电压上限值，或者是放电电压不在放电电压范围内，则所述保护单元控制该所述锂离子单体电池的放电回路断开，停止放电，以进行过放保护。

接下来参阅图5，图5是本实用新型的测试电源的结构示意图。如图5所示，在所述测试电源的优选实施例中，所述保护单元包括AC-DC电源模块4和多个DC/DC电源模块3，AC-DC电源模块4与多个DC/DC电源模块3相连，多个DC/DC电源模块3与多个所述锂离子单体单池一一对应相连，DC/DC电源模块3与所述锂离子单体电池的正负极相连。

AC-DC电源模块4是能够使电路中形成恒定电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等，称为直流电源。直流电源有正负两个电极，正极的电势高，负极的电势低；当两个电极与电路连通后，直流电源能维持两个电极之间的恒定电势差，从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流；DC/DC电源模块3能够进行升压和降压。

需要说明的是，本实新型不对DC/DC电源模块3和所述锂离子单体单池的具体设置数量作任何限制，只要能够满足两者数量相同且一一对应相连即可，本领域技术人员可根据实际情况自行设定。

优选地，DC/DC电源模块3设置成能够将所述锂离子单体电池的充电电压控制在10V以内，且能够将所述锂离子单体电池的放电电压控制在4V-10V。具体而言，在充电过程中，AC-DC电源模块4将380V的交流电转化成直流电，之后通过DC/DC电源模块3将充电电压降至10V以内，给每个所述锂离子单体电池进行充电，且DC/DC电源模块3在充电过程中能够实时对所述第一电芯和所述第二电芯的总体电压值进行检测，如果其总体电压值超过10V，则DC/DC电源模块3断开该所述锂离子单体电池的充电回路，停止进行充电以进行过充保护；在放电过程中，所述锂离子单体电池内的直流电通过DC/DC电源模块3后进行升压，最终通过AC-DC电源模块4输出直流电，且DC/DC电源模块3在放电电过程中能够实时对所述第一电芯和所述第二电芯的总体电压值进行检测，如果其总体电压值不在4V-10V，则DC/DC电源模块3断开该所述锂离子单体电池的放电回路，停止进行放电以进行过放保护。

进一步地，多个所述锂离子单体电池可以同时放电，也可以同时充电，还可以是多个所述锂离子单体电池按顺序进行充电和放电；亦可以是多个所述锂离子单体电池中的部分进行放电且其放电供多个所述锂离子单体电池中的另一部分进行充电使用。

在多个所述锂离子单体电池按顺序进行充电和放电的情况下，首先第一个DC/DC电源模块3接通第一个所述锂离子单体电池的充电回路进行充电，在充电过程中如果第一所述锂离子单体电池充满或者是其充电电压超过10V，则第一个DC/DC电源模块3断开第一个所述锂离子单体电池的充电回路，第二个DC/DC电源模块3接通第二个所述锂离子单体电池的充电回路，依次按顺序进行，以实现多个所述锂离子单体电池按顺序进行充电；放电过程同理，在此不再赘述。

此外，在所述测试电源的优选实施例中，所述锂离子单体电池包括测电压极柱11，测电压极柱11与所述第一电芯和所述第二电芯的连接处相连，DC/DC电源模块与所述锂离子单体电池的正极柱21、负极柱22和测电压极柱11均相连。通过测电压极柱11的设置使得DC/DC电源模块3在充电过程既能够实时检测所述第一电芯和所述第二电芯的总体电压值，又能够实时检测所述第一电芯和所述第二电芯各自的电压值；

所述第一电芯和所述第二电芯的充电电压范围均在0V-5V，所述第一电芯和所述第二电芯的放电电压范围均在2V-5V，在充放电过程中，如果所述第一电芯和所述第二电芯以及所述第一电芯和所述第二电芯组成的整体中的任一个不满足其充放电电压范围，则DC/DC电源模块3进行过充或过放保护。

此外，在充放电过程中为确保电压值采集的可靠性，采用三相五线制采集电压，且实时检测电流针与极柱的接触阻抗。

需要说明的是，本实新型不对所述保护单元的具体构成作任何限制，例如，所述保护单元为电池保护板(图中未示出)，所述电池保护板能够对多个所述锂离子单体电池的充放电分别进行过充过放保护，本领域技术人员可根据实际情况自行设定。

进一步地，所述锂离子单体电池的壳体1内还设置有绝缘涂层(图中未示出)，所述绝缘涂层覆盖壳体1的内壁，所述绝缘涂层能够起到绝缘保护的作用且能够防止电池电解液泄漏。

综上所述，本实用新型通过所述第一电芯和所述第二电芯的串联设置，使得所述锂离子单体电池相较于传统的锂离子单体电池的电压成双倍提升，进而由所述锂离子单体电池组成的所述测试电源的电压值双倍提升，便于电源技术在较高电压的单体电池所组成的锂电池上进行开发，还能够使得电源技术在较高电压的单体锂电池上进行开发。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子单体电池，其特征在于，所述锂离子单体电池包括：壳体、顶盖、第一电芯、第二电芯、正极柱和负极柱；

所述壳体具有开口，所述顶盖连接至所述开口处以形成封闭的容纳腔，所述第一电芯和所述第二电芯设置在所述容纳腔内，且所述第一电芯和所述第二电芯串联设置，所述正极柱和所述第一电芯相连，所述负极柱和所述第二电芯相连。

2.根据权利要求1所述的锂离子单体电池，其特征在于，所述正极柱穿过所述顶盖和所述第一电芯的一端相连，所述第一电芯的另一端和所述第二电芯的一端相连，所述负极柱穿过所述顶盖和所述第二电芯的另一端相连。

3.根据权利要求2所述的锂离子单体电池，其特征在于，所述锂离子单体单池还包括测电压极柱，所述测电压极柱穿过所述壳体的远离所述顶盖的一侧与所述第一电芯和所述第二电芯的连接处相连。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子单体电池，其特征在于，所述锂离子单体电池还包括安全阀，所述安全阀设置在所述顶盖上。

5.一种测试电源，其特征在于，所述测试电源包括保护单元和多个锂离子单体电池，多个所述锂离子单体单池呈并列设置，所述保护单元和多个所述锂离子单体单池相连，所述保护单元设置成能够对多个所述锂离子单体电池的充放电进行保护，且所述锂离子单体电池为权利要求1至4中任一项所述的锂离子单体电池。

6.根据权利要求5所述的测试电源，其特征在于，所述保护单元包括AC-DC电源模块和多个DC/DC电源模块，所述AC-DC电源模块与多个所述DC/DC电源模块相连，多个所述DC/DC电源模块与多个所述锂离子单体单池一一对应相连，所述DC/DC电源模块与所述锂离子单体电池的正负极相连。

7.根据权利要求6所述的测试电源，其特征在于，所述DC/DC电源模块与所述锂离子单体电池的正极柱、负极柱和测电压极柱均相连。

8.根据权利要求6或7所述的测试电源，其特征在于，所述锂离子单体电池的壳体内还设置有绝缘涂层，所述绝缘涂层覆盖所述壳体的内壁。

9.根据权利要求6或7所述的测试电源，其特征在于，所述DC/DC电源模块设置成能够将所述锂离子单体电池的充电电压控制在10V以内，且能够将所述锂离子单体电池的放电电压控制在4V-10V。

10.根据权利要求5所述的测试电源，其特征在于，所述保护单元为电池保护板。

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