CN101944580A - 一种锂离子聚合物电池组组装结构及组装方法 - Google Patents

Abstract

一种锂离子聚合物电池组组装结构及组装方法，涉及一种电池组组装结构及组装方法。锂离子聚合物电池需加外壳使用，电池组中一电池有问题便不能使用，更换麻烦，传统组装结构不提供电池形变空间，工作寿命短。本发明特征在于：相邻电池之间通过组装架隔离，组装架为长方体，其中部开有矩形电池容纳腔，电池容纳腔外周为组装架边框部，电池容纳腔与电池槽相配，边框部与电池固定部相配，组装架的高度大于电池的厚度；组装架的四角上设有连接孔，电池极耳外伸于组装架边框部，电池的正、负极耳弯折搭接。电池组外部有组装架保护，取代焊接方式，避免焊接不良品，且方便装、拆，利于不良电池的更换，考虑电池膨胀因素，利于延长产品的寿命。

Description

一种锂离子聚合物电池组组装结构及组装方法

技术领域

本发明涉及一种电池组组装结构及组装方法。

背景技术

近年来，锂离子聚合物电池的组合应用越来越广泛，如笔记本电脑、无绳电动工具、电动助力车等的驱动电源。此类驱动电源，即所谓的锂离子聚合物电池已经被投入到实际应用中。考虑到锂离子聚合物电池外壳（铝塑复合膜）免受外部震动、划伤等的保护需要，一般此类聚合物电池要加外壳使用，特别是电池组。

此类电池组在组合时一般采用超声焊接或超声焊接再用锡焊，电池组使用中，如果有一只电池有问题不能使用，更换十分不方便，甚至要更换整组电池。浪费极大。

同时，电池在使用中，随着寿命的下降，电池因膨胀厚度要增加，一般要增加10%的厚度。传统的组合方式不能承受这个变量，电池组在使用后期变形严重，甚至于电池不能使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种锂离子聚合物电池组组装结构及组装方法，以达到有效保护电池、便于拆装、延长产品寿命的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种锂离子聚合物电池组的组装结构，电池包括电池槽及电池固定部；电池槽呈矩形，其向外延伸形成电池固定部，设于电池槽上的正、负极耳外伸于固定部，其特征在于：相邻电池之间通过组装架隔离，所述的组装架为长方体，其中部开有贯穿上、下表面的矩形电池容纳腔，电池容纳腔外周为组装架边框部，电池容纳腔与电池槽相配使电池槽伸入电池容纳腔中，边框部与电池固定部相配，组装架的高度大于电池的厚度；所述的组装架的四角上设有连接孔以穿设螺栓从而将电池固定部夹在两组装架边框部之间，电池的正、负极耳外伸于组装架边框部，电池的负极耳向下弯折与下一电池的正极极耳搭接，电池的正极极耳向上弯折与上一电池的负极极耳搭接。电池组外部有组装架保护，有效地保护电池免受损伤，避免外部震动、划伤，组装架采用绝缘的树脂或塑料材料。电池组的极耳采用搭接的方式取代焊接方式，在生产过程中避免了焊接不良品，且方便装配或拆分，便于不良电池的更换。组装架的高度大于电池的厚度，充分考虑电池膨胀因素，利于延长产品的寿命。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

电池组的组装结构为上下层状结构，电池组上方设有上盖，电池组下方设有下盖；所述的上、下盖为与电池相配的长方体，两者四角均设有与组装架连接孔相对的通孔，上盖的下表面设有与电池槽相配的矩形电池容纳腔。

所述的电池为单槽电池，电池固定部位于电池槽的下端；所述下盖的上表面为平面以与电池固定部相抵。

所述的电池为双槽电池，电池固定部位于电池槽的中部；所述下盖的上表面设有一与电池槽相配的矩形电池容纳腔。

所述的上盖及组装架的侧面设有矩形的安装槽，安装槽内嵌有开设两螺纹孔的固定块，固定块位于正、负极耳搭接处的内侧，正、负极耳搭接处的外侧设有一夹持块，两螺钉穿过夹持块螺接在固定块上将搭接的正、负极耳紧压在固定块与夹持块之间。夹持块、固定块可采用金属铜，以增加连接强度，提高导电性。

组装架的高度高于电池厚度的10—20%，电池容纳腔的高度高于电池槽高的10—20%。

所述的电池为单侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳位于同侧，与之对应的安装槽均位于组装架同侧，相邻组装架上的安装槽错位排设。

所述的电池为双侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳分设于电池两侧，与之对应的安装槽位于组装架两侧，电池的正极耳向上弯折与上一电池负极极耳搭接，位于另一侧的极耳向下弯折与下一电池正极极耳搭接，同侧组装架上的安装槽间隔排设。

一种锂离子聚合物电池组的组装方法，其特征在于它包括以下步骤：

1）将下盖、N个电池、N-1个组装架、带电池容纳腔的上盖上下叠放，电池之间由组装架隔离；

2）螺栓穿过上盖、电池、组装架、下盖后与螺母螺接，使层状的电池组固定；

3）位于最上电池的正极为电池组的阳极，位于最下电池的负极为电池组的阴极，电池组的阳极及阴极用于和外导线连接；中间电池的负极极耳向下弯折与下一电池的正极极耳搭接，正极极耳向上弯折与上一电池的负极极耳搭接；

4）位于电池正、负极极耳搭接处的外侧放一夹持块，螺钉穿过夹持块将搭接的正、负极极耳固定在组装架上，实现电池组的串联连接。

组合安装方便，保证产品质量，便于检验，提高了生产效率。

组装架上设一矩形安装槽，在安装槽中嵌一金属材料的固定块，在固定块上开设两螺孔，螺钉穿过夹持块与固定块螺接，正、负极耳位于两螺钉之间。

有益效果：电池组外部有组装架保护，有效地保护电池免受损伤，避免外部震动、划伤，组装架采用绝缘的树脂或塑料材料。电池组的极耳采用搭接的方式取代焊接，在生产过程中避免了焊接不良品，且方便装配或拆分，便于不良电池的更换。组装架的高度大于电池的厚度，充分考虑电池膨胀因素，利于延长产品的寿命。

附图说明

图1是单侧电极电池组组装立体结构示意图。

图2是单侧单槽电池组组装剖视结构示意图。

图3是单侧单槽电池组组装爆破结构示意图。

图4是双侧电极电池组组装立体结构示意图。

图5是双侧单槽电池组组装剖视结构示意图。

图6是双侧双槽电池组组装剖视结构示意图。

图7是双侧双槽电池组组装爆破结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一：

如图1、2、3所示，电池组组装结构包括上盖1、下盖2、位于两者之间的N个电池及N-1个组装架3。电池包括电池槽6及电池固定部7；电池槽6呈矩形，电池槽6向外延伸形成电池固定部7，设于电池槽6上的正、负极耳8外伸于固定部7，以上图示的电池为单侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳8位于同侧，相邻电池之间通过组装架3隔离，组装架3为长方体，其中部开有贯穿上、下表面的矩形电池容纳腔，电池容纳腔外周为组装架3边框部，电池容纳腔与电池槽6相配使电池槽6伸入电池容纳腔中，边框部与电池固定部7相配，组装架3的高度大于电池的厚度，组装架3的高度高于电池厚度的10—20%；组装架3的四角上设有连接孔9以穿设螺栓从而将电池固定部7夹在两组装架3边框部之间，电池的正、负极耳8外伸于组装架3边框部，电池的负极耳8向下弯折与下一电池的正极极耳8搭接，电池的正极极耳8向上弯折与上一电池的负极极耳8搭接。电池组的组装结构为上下层状结构，电池组上方设有上盖1，电池组下方设有下盖2；上、下盖2为与电池相配的长方体，两者四角均设有与组装架3连接孔9相对的通孔，上盖1的下表面设有与电池槽6相配的矩形电池容纳腔。上、下盖2及组装架3的侧面设有矩形的安装槽11，安装槽11内嵌有开设两螺纹孔的固定块4，固定块4位于正、负极耳8搭接处的内侧，正、负极耳8搭接处的外侧设有一夹持块5，两螺钉10穿过夹持块5螺接在固定块4上将搭接的正、负极耳8紧压在固定块4与夹持块5之间，与电极极耳8位置对应的安装槽11均位于组装架3同侧，相邻组装架3上的安装槽11错位排设。

若电池为单槽电池，如图2、3所示，电池固定部7位于电池槽6的下端；下盖2的上表面为平面以与电池固定部7相抵。

若电池为双槽电池，电池固定部7位于电池槽6的中部；下盖2的上表面设有一与电池槽6相配的矩形电池容纳腔，电池容纳腔的高度高于电池槽6高的10—20%。

电池组的阳极为第一电池的正极，其向上弯折，上盖1的侧面设有与组装架3相同的安装槽11，槽内嵌有固定块4，第一电池的正极被固定在固定块4与夹持块5之间，与外部接线时，只需拧松螺钉10，将外接导件搭在阳极上，拧紧螺钉10便可；电池组的阴极为第N个电池的负极，其向上弯折，设于第N-1个组装架3上，防止向下凸于下盖2。当电池为双槽电池时，可在下盖上开设用于放置固定块的安装槽，固事实上块和夹持块固定第N个电池的负极极耳。

为方便加工，上盖1可以是一平板与一组装架3的组合；若电池为双槽结构的电池，则下盖2也可以是一平板与一组装架3的组合。在电池1的固定部7上可以冲出与组架架3相对的连接孔，也可以是通过被夹持的方式固定在组装架3内。

组装步骤：

1）将下盖2、N个电池、N-1个组装架3、带电池容纳腔的上盖1上下叠放，电池之间由组装架3隔离；

2）螺栓穿过上盖1、电池、组装架3、下盖2后与螺母螺接，使层状的电池组固定；

3）在组装架3上的安装槽11中敲入以金属铜为材料的固定块4；

4）将电池的负极极耳8向下弯折与下一电池的正极极耳8搭接，正极极耳8向上弯折与上一电池的负极极耳8搭接；

5）在电池正、负极极耳8搭接处的设一夹持块5，螺钉10穿过夹持块5螺接在固定块4上，从而将搭接的正、负极极耳8固定在组装架3上，实现电池组的串联连接。

实施例二：

如图4、5、6、7所示，电池为双侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳8分设于电池两侧，与之对应的安装槽11位于两侧，电池的正极耳8向上弯折与上一电池负极搭接，位于另一侧的极耳8向下弯折与下一电池正极搭接，同侧组装架3上的安装槽11间隔排设。

若电池为单槽电池，如图5所示，电池固定部7位于电池槽6的下端；下盖2的上表面为平面以与电池固定部7相抵。

若电池为双槽电池，如图6、7所示，电池固定部7位于电池槽6的中部；下盖2的下表面设有一与电池槽6相配的矩形电池容纳腔，电池容纳腔的高度高于电池槽6高的10—20%。

Claims (10)

1.一种锂离子聚合物电池组的组装结构，电池包括电池槽（6）及电池固定部（7）；电池槽（6）呈矩形，其向外延伸形成电池固定部（7），设于电池槽（6）上的正、负极耳（8）外伸于固定部（7），其特征在于：相邻电池之间通过组装架（3）隔离，所述的组装架（3）为长方体，其中部开有贯穿上、下表面的矩形电池容纳腔，电池容纳腔外周为组装架（3）边框部，电池容纳腔与电池槽（6）相配使电池槽（6）伸入电池容纳腔中，边框部与电池固定部（7）相配，组装架（3）的高度大于电池的厚度；所述组装架（3）的四角上设有连接孔（9）以穿设螺栓从而将电池固定部（7）夹在两组装架（3）边框部之间，电池的正、负极耳（8）外伸于组装架（3）边框部，电池的负极耳（8）向下弯折与下一电池的正极极耳（8）搭接，电池的正极极耳（8）向上弯折与上一电池的负极极耳（8）搭接。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：电池组的组装结构为上下层状结构，电池组上方设有上盖（1），电池组下方设有下盖（2）；所述的上、下盖（2）为与电池相配的长方体，两者四角均设有与组装架（3）连接孔（9）相对的通孔，上盖（1）的下表面设有与电池槽（6）相配的矩形电池容纳腔。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：所述的电池为单槽电池，电池固定部（7）位于电池槽（6）的下端；所述下盖（2）的上表面为平面以与电池固定部（7）相抵。

4.根据权利要求2所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：所述的电池为双槽电池，电池固定部（7）位于电池槽（6）的中部；所述下盖（2）的上表面设有一与电池槽（6）相配的矩形电池容纳腔。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：所述的上盖（1）及组装架（3）的侧面设有矩形的安装槽（11），安装槽（11）内嵌有开设两螺纹孔的固定块（4），固定块（4）位于正、负极耳（8）搭接处的内侧，正、负极耳（8）搭接处的外侧设有一夹持块（5），两螺钉（10）穿过夹持块（5）螺接在固定块（4）上将搭接的正、负极耳（8）紧压在固定块（4）与夹持块（5）之间。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：组装架（3）高于电池厚度10—20%，电池容纳腔高于电池槽（6）10—20%。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：所述的电池为单侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳（8）位于同侧，与之对应的安装槽（11）均位于组装架（3）同侧，相邻组装架（3）上的安装槽（11）错位排设。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子聚合物电池组的组装结构，其特征在于：所述的电池为双侧电极电池，单侧电极电池的正、负极耳（8）分设于电池两侧，与之对应的安装槽（11）位于组装架（3）两侧，电池的正极耳（8）向上弯折与上一电池负极极耳（8）搭接，位于另一侧的极耳（8）向下弯折与下一电池正极极耳（8）搭接，同侧组装架（3）上的安装槽（11）间隔排设。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子聚合物电池组的组装方法，其特征在于它包括以下步骤：

1）将下盖（2）、N个电池、N-1个组装架（3）、带电池容纳腔的上盖（1）上下叠放，电池之间由组装架（3）隔离；

2）螺栓穿过上盖（1）、电池、组装架（3）、下盖（2）后与螺母螺接，使层状的电池组固定；

3）位于最上电池的正极为电池组的阳极，位于最下电池的负极为电池组的阴极，电池组的阳极及阴极用于和外导线连接；中间电池的负极极耳（8）向下弯折与下一电池的正极极耳（8）搭接，正极极耳（8）向上弯折与上一电池的负极极耳（8）搭接；

4）位于电池正、负极极耳（8）搭接处的外侧设一夹持块（5），螺钉（10）穿过夹持块（5）将搭接的正、负极极耳（8）固定在组装架（3）上，实现电池组的串联连接。

10.根据权利要求9所述的一种锂离子聚合物电池组的组装方法，其特征在于：组装架（3）上设一矩形安装槽（11），在安装槽（11）中嵌一金属材料的固定块（4），在固定块（4）上开设两螺孔，螺钉（10）穿过夹持块（5）与固定块（4）螺接，正、负极耳（8）位于两螺钉（10）之间。

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