一種鋰離子電池組導(dǎo)流板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，具體涉及一種鋰離子電池組導(dǎo)流板。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池組逐漸應(yīng)用于電動汽車和儲能等系統(tǒng)。用作電動汽車和儲能等系統(tǒng)的鋰離子電池組必須高電壓和大容量，電壓甚至高達600多伏，容量甚至高達幾十兆瓦時，需要多電池串、并聯(lián)，且具有高達1000A的大電流充、放電能力。這些鋰離子電池系統(tǒng)是先把電池單體并聯(lián)成電池塊，而后把電池塊串聯(lián)而成。鋰離子電池單體并聯(lián)成電池塊需要大電流導(dǎo)通的導(dǎo)流板匯流，電池塊串聯(lián)也需要大電流導(dǎo)通的導(dǎo)流板連接。通常使用金屬片或金屬帶導(dǎo)流，導(dǎo)流面積小，容易過流、發(fā)熱，存在安全隱患，難以滿足鋰離子電池組的大電流充、放電的需要。
[0003]電池組管理系統(tǒng)只能采集并聯(lián)塊某個點的電壓。采用片狀或帶狀導(dǎo)流條的電池±夬，由于電流和電阻引起的壓降，致使采集到的電池塊電壓值與每個電池的實際電壓存在很大差值。離電壓采集點距離越遠的電池，差值越大。電池塊的各個電池電壓不一致，影響電池組的使用效果。
[0004]為防止極端情況發(fā)生，鋰離子電池常常設(shè)有泄壓裝置，一旦鋰離子電池泄壓，必須讓氣體盡快排掉，避免氣體聚集，燃燒。通常的導(dǎo)流板沒有排氣口，鋰離子電池泄氣通道被阻擋，存在安全隱患。
[0005]鋰離子電池的外殼通常由金屬、塑料和鋁塑膜材料制成。金屬外殼由于堅固、密閉和耐用而廣泛應(yīng)用作鋰離子電池外殼。鋰離子電池嚴重不良和使用異常時，會瞬間產(chǎn)生大量氣體，形成巨大內(nèi)壓，以致泄壓裝置來不及響應(yīng)，導(dǎo)致外殼的端蓋崩飛，引起嚴重安全危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對鋰離子電池組的導(dǎo)通大電流需要、片或帶狀導(dǎo)流條使電池塊各個電池電壓不一致和安全隱患等問題，在本發(fā)明的技術(shù)方案，希望提供一種設(shè)有排氣孔和阻止鋰離子電池端蓋飛離的鋰離子電池極柱與導(dǎo)流板連接的連接孔的導(dǎo)流板，解決上述鋰離子電池組存在的導(dǎo)通電流小、電池塊各個電池電壓不一致和安全問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的實施方案，設(shè)有排氣孔和阻止鋰離子電池端蓋飛離的鋰離子電池極柱與導(dǎo)流板連接的連接孔的導(dǎo)流板。所述排氣孔是用于鋰離子電池單體排氣通道，其特征是:排氣口為圓形或多邊形通孔。所述阻止鋰離子電池端蓋飛離的器件極柱與導(dǎo)流板連接的連接孔是用于鋰離子電池極柱與導(dǎo)流板間電連接的通孔，其特征是:通孔，截面呈長方形，孔尺寸小于鋰離子電池端蓋尺寸。所述的導(dǎo)流板，其特征在于:設(shè)有排氣孔和連接孔，金屬材質(zhì)，呈板狀。所述的導(dǎo)流板也能應(yīng)用于鎳氫電池組，超級電容器組和鉛酸電池組等。
[0008]作為改進，所述排氣孔位于鋰離子電池泄壓裝置正上方，通孔可以一孔或多空。
[0009]作為改進，所述連接孔寬度方向與鋰離子電池端蓋垂直投影重疊部分的單邊寬L應(yīng)當(dāng)多4mm。
[0010]作為改進，所述的導(dǎo)流板厚度T可以是0.l_20mm，最好是0.5_10mm。
[0011 ] 作為改進，所述的導(dǎo)流板金屬材質(zhì)采用，如銅及其合金，鋁及其合金，鎳、銅鋁復(fù)合金屬，銅鎳復(fù)合金屬，鋁鎳復(fù)合材料和鍍鎳鋼材料等其中一種。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來效果是。
[0013]改進了鋰離子電池組的導(dǎo)電性，減少了電池塊各個電池電壓不一致，消除了鋰離子電池組安全隱患，從而有利于鋰離子電池組及其系統(tǒng)大型化應(yīng)用，給熱穩(wěn)定性稍差的高比能量鋰離子電池應(yīng)用于動力和儲能等系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]圖1描述鋰離子電池極柱與泄壓裝置同位置的鋰離子電池導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖。導(dǎo)流板101上有連接孔102和排氣孔103。連接孔102中心對應(yīng)鋰離子電池104的極柱105和蓋106中心。連接孔103寬度方向與電池端蓋106垂直投影重疊部分的單邊寬L，防止鋰離子電池104極端異常時端蓋飛出電池塊。導(dǎo)流板厚度為T。
[0016]圖2描述鋰離子電池極柱與泄壓裝置分離的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖。導(dǎo)流板101上有連接孔102和排氣孔103。連接孔102中心對應(yīng)電池104的極柱105中心。連接孔103寬度方向與電池端蓋106垂直投影重疊部分的單邊寬L，防止鋰離子電池104極端異常時，端蓋飛出電池塊。
[0017]圖3鋰離子電池塊結(jié)構(gòu)示意圖。鋰離子電池塊308由4個圓柱鋰離子電池104和導(dǎo)流板101通過連接導(dǎo)線307連接而成。
[0018]實施例1
[0019]用16只4Ah圓柱形26650磷酸鐵鋰電池作為鋰離子電池組電池104。根據(jù)電池蓋帽106直徑26臟，確定導(dǎo)流板101連接孔102尺寸為長40mm，寬12mm。連接孔102寬度方向與鋰離子電池端蓋106垂直投影重疊部分的單邊寬L為7mm。在離連接孔102中心的寬度方向兩側(cè)13mm處分別設(shè)置直徑3mm的排氣孔103。導(dǎo)流板101的16個連接孔102的相互間距為56mm。采用厚度T為2mm純鋁材料，按照確定的連接孔102和排氣孔的位置和尺寸制作兩塊相同的導(dǎo)流板101。先把16只電池104按照設(shè)計的尺寸位置擺放好，在電池104間灌膠固定，而后分別在電池塊的正極端放置導(dǎo)流板101，固定好，用連接導(dǎo)線307兩端分別焊接在電池104和導(dǎo)流板101上，采用同樣的方法用連接導(dǎo)線307把電池104負極端與另一塊導(dǎo)流板101連上，組成16只電池并聯(lián)的3.2V64Ah電池塊308。電池塊308以30A電流充電至3.65V，恒壓充電0.5h，以500A放電5min，同時測量導(dǎo)流板表面溫度。結(jié)果??導(dǎo)流板表面溫度不變。
[0020]實施例2
[0021]用32只4Ah圓柱形26650磷酸鐵鋰電池作為鋰離子電池組電池104。根據(jù)電池蓋帽106直徑26臟，確定導(dǎo)流板101的連接孔102尺寸為長40mm，寬12mm。連接孔102寬度方向與鋰離子電池端蓋106垂直投影重疊部分的單邊寬L為7mm。在離連接孔102中心的寬度方向兩側(cè)13mm處分別設(shè)置直徑3mm排氣孔103。導(dǎo)流板101的16個連接孔102的相互間距為56mm。采用厚度T為2mm純鋁材料，按照確定的連接孔102和排氣孔的位置和尺寸制作兩塊相同的16個連接孔導(dǎo)流板101和一塊32個連接孔導(dǎo)流板101。先把32只電池104按照設(shè)計的尺寸位置和電極性方向擺放好，在電池104間灌膠固定，而后在電池塊的上放置32個連接孔導(dǎo)流板101，固定好，用連接導(dǎo)線307把電池104和導(dǎo)流板101連接上。采用同樣的方法用連接導(dǎo)線307把兩組16只電池104另一端分別與兩塊16個連接孔導(dǎo)流板101連上，組成2串16只電池并聯(lián)的6.4V64Ah的電池塊308。電池塊308以30A電流充電至3.65V，恒壓充電0.5h，以500A放電5min，同時測量導(dǎo)流板表面溫度。結(jié)果:導(dǎo)流板表面溫度不變。
[0022]實施例3
[0023]用12只4Ah圓柱形26650磷酸鐵鋰良品電池和4只4Ah圓柱形26650磷酸鐵鋰模擬內(nèi)短路電池作為電池組鋰離子電池104。采用實施例1相同的導(dǎo)流板和電池塊組合方法，組成16只電池并聯(lián)的3.2V64Ah電池塊308。電池塊308在2.0-3.65V電壓范圍，以64A充電和放電電流進行充、放電循環(huán)，直到模擬內(nèi)短路電池端蓋被爆開。結(jié)果:電池端蓋爆開，沒有飛出導(dǎo)流板。
[0024]實施例4
[0025]用16只4Ah圓柱形26650磷酸鐵鋰電池作為電池組鋰離子電池104。電池塊按照4行4列方式排布。根據(jù)電池蓋帽尺寸及電池排列的空間位置，確定導(dǎo)流板101尺寸。導(dǎo)流板厚度T為2_純鋁材料，依照實施例1的方法制作導(dǎo)流板101，在第1行第2與第3列電池之間設(shè)置電壓采集線接口。組成16只電池并聯(lián)的3.2V64Ah電池塊308。連接電池測試儀的電流線和電壓采集線。電池塊308以30A電流充電至3.65V，恒壓充電0.5h，以120A放電，同時測量每個電池電壓。結(jié)果:電池單體電壓與采集電壓最大差值為2mV。
[0026]對比例1
[0027]除了導(dǎo)流板采用0.2 X 20mm鎳連接片外，其他與實施例1相同的方法和材料組裝電池塊308。同樣，對該電池塊施加500A放電，2min后，鎳片溫度表面溫度達到200°C。
[0028]對比例2
[0029]連接孔102寬度方向與鋰離子電池端蓋106垂直投影重疊部分的單邊寬L為1mm，其他與實施例3相同的方法和電池組裝電池塊308。用實施例3相同的循環(huán)測試方法。結(jié)果:模擬內(nèi)短路電池端蓋爆飛。
[0030]對比例3
[0031]除了用寬0.8X 10mm的鎳帶代替導(dǎo)流板外，其他與實施例4相同，組成3.2V64Ah電池塊?？傠娏鹘涌诤碗妷翰杉€接口位置也與實施例4相同。電池塊308以30A電流充電至3.65V，恒壓充電0.5h，以120A放電，同時測量每個電池電壓。結(jié)果:電池單體電壓與采集到的電壓最大差值為18mV。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述導(dǎo)流板設(shè)有排氣孔和連接孔，金屬材質(zhì)，呈板狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述排氣孔為圓形或多邊形通孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述排氣孔可以一孔或多孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述連接孔截面呈長方形。5.根據(jù)權(quán)利要求4的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述連接孔寬度方向與鋰離子電池端蓋垂直投影重疊部分的單邊寬L ^ 4mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述的導(dǎo)流板厚度T可以是0.l_20mm，最好是 0.5_10mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述的金屬材質(zhì)為銅，或銅及其合金，或鋁及其合金，或鎳，或銅鋁復(fù)合金屬，或銅鎳復(fù)合金屬，或鋁鎳復(fù)合材料，或鍍鎳鋼材料等。8.根據(jù)權(quán)利要求1的鋰離子電池組導(dǎo)流板，其特征在于:所述的導(dǎo)流板應(yīng)用于鋰離子電池組，鎳氫電池組，超級電容器組和鉛酸電池組等。
【專利摘要】一種鋰離子電池組導(dǎo)流板，設(shè)有排氣孔和連接口，所述的連接口尺寸小于鋰離子電池端蓋尺寸，所述的導(dǎo)流板呈板狀，大電導(dǎo)通截面積。能實現(xiàn)鋰離子電池組的大電流充放電、電池塊電池單體電壓一致和安全隱患的消除。
【IPC分類】H01M2/20, H01M10/0525, H01M2/30
【公開號】CN105390655
【申請?zhí)枴緾N201510915977
【發(fā)明人】莊新國
【申請人】莊新國
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月11日