本發(fā)明涉及一種電池單元及包括該電池單元的電池模塊。

背景技術(shù)：

鋰離子電池具有重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、自放電系數(shù)小、溫度適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸受到人們的青睞，在儲(chǔ)能及動(dòng)力電池領(lǐng)域也逐漸取代了其它的傳統(tǒng)電池。

對(duì)于軟包鋰電池而言，為了滿(mǎn)足動(dòng)力電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)電池高電壓和高能量的需要，通常需要將若干鋰離子電池單元進(jìn)行串聯(lián)，而電池單元通常包括多個(gè)相互并聯(lián)的電芯，電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳，正極極耳的材質(zhì)為鋁材質(zhì)，負(fù)極極耳的材質(zhì)為銅材質(zhì)。匯流排是行業(yè)內(nèi)一種比較通用的形式，即將兩個(gè)電池單元進(jìn)行串聯(lián)。在電池單元的串聯(lián)過(guò)程中，需要將一個(gè)電池單元的正極極耳和相鄰電池單元的負(fù)極極耳通過(guò)匯流排連接在一起，為了方便焊接，目前在用的方案主要是正極極耳使用超聲波焊接轉(zhuǎn)接鎳帶，然后正極（鎳帶）與匯流排（銅材質(zhì)）焊接，負(fù)極（銅材質(zhì)）與匯流排（銅材質(zhì)）焊接，從而實(shí)現(xiàn)電池單元的串聯(lián)?？梢钥闯錾鲜龇桨冈谔幚黼姵貑卧拇?lián)過(guò)程中需要超聲波焊接進(jìn)行材質(zhì)轉(zhuǎn)接，過(guò)程繁雜，操作不便。同時(shí)匯流排與極耳之間會(huì)存在不同材質(zhì)的焊接，會(huì)導(dǎo)致焊接不牢固，從而帶來(lái)質(zhì)量問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電池單元，以解決電池模塊中匯流排在串聯(lián)電池單元時(shí)，匯流排與極耳材質(zhì)不同使匯流排與極耳之間出現(xiàn)不同材質(zhì)的焊接而導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降的問(wèn)題；目的還在于提供一種包括該電池單元的電池模塊。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明電池單元的技術(shù)方案是：一種電池單元，包括一個(gè)或兩個(gè)以上使用時(shí)并聯(lián)設(shè)置的電芯，電芯具有用于通過(guò)匯流排與其它電池單元串聯(lián)的正極極耳和負(fù)極極耳，其中至少一個(gè)極耳與其相連的匯流排的材質(zhì)不同而稱(chēng)為需轉(zhuǎn)接極耳，電池單元還包括連接在需轉(zhuǎn)接極耳與對(duì)應(yīng)匯流排之間的轉(zhuǎn)接件，所述轉(zhuǎn)接件包括與需轉(zhuǎn)接極耳連接的轉(zhuǎn)接件極耳連接部和用于與對(duì)應(yīng)的匯流排連接的轉(zhuǎn)接件匯流排連接部，轉(zhuǎn)接件極耳連接部的材質(zhì)與需轉(zhuǎn)接極耳的材質(zhì)相同，轉(zhuǎn)接件匯流排連接部與對(duì)應(yīng)匯流排的材質(zhì)相同。

所述轉(zhuǎn)接件為復(fù)合轉(zhuǎn)接片。

電池單元包括一個(gè)或兩個(gè)以上使用時(shí)并聯(lián)設(shè)置的單體，單體包括至少兩個(gè)并聯(lián)設(shè)置的所述電芯，同一單體內(nèi)的所述電芯通過(guò)安裝框架固定連接，所述轉(zhuǎn)接件固定于安裝框架上。

正極極耳和負(fù)極極耳中的其中一個(gè)為所述的需轉(zhuǎn)接極耳，另一個(gè)與其相連的匯流排材質(zhì)相同而不需要轉(zhuǎn)接，電池單元還包括連接在不需要轉(zhuǎn)接的極耳與對(duì)應(yīng)匯流排之間的連接件，所述連接件包括與不需要轉(zhuǎn)接的極耳連接的連接件極耳連接部和用于與對(duì)應(yīng)的匯流排連接的連接件匯流排連接部，所述連接件極耳連接部和連接件匯流排連接部的材質(zhì)與不需要轉(zhuǎn)接的極耳材質(zhì)相同。

轉(zhuǎn)接件匯流排連接部和連接件匯流排連接部上設(shè)有用于對(duì)匯流排進(jìn)行定位的定位凸起。

本發(fā)明電池模塊的技術(shù)方案是：一種電池模塊，包括通過(guò)匯流排串聯(lián)連接的至少兩個(gè)電池單元，電池單元包括一個(gè)或兩個(gè)以上并聯(lián)設(shè)置的電芯，電芯具有用于通過(guò)匯流排與其它電池單元串聯(lián)的正極極耳和負(fù)極極耳，其中至少一個(gè)極耳與其相連的匯流排的材質(zhì)不同而稱(chēng)為需轉(zhuǎn)接極耳，電池單元還包括連接在需轉(zhuǎn)接極耳與對(duì)應(yīng)匯流排之間的轉(zhuǎn)接件，所述轉(zhuǎn)接件包括與需轉(zhuǎn)接極耳連接的轉(zhuǎn)接件極耳連接部和用于與對(duì)應(yīng)的匯流排連接的轉(zhuǎn)接件匯流排連接部，轉(zhuǎn)接件極耳連接部的材質(zhì)與需轉(zhuǎn)接極耳的材質(zhì)相同，轉(zhuǎn)接件匯流排連接部與對(duì)應(yīng)匯流排的材質(zhì)相同。

所述轉(zhuǎn)接件為復(fù)合轉(zhuǎn)接片。

電池單元包括一個(gè)或兩個(gè)以上使用時(shí)并聯(lián)設(shè)置的單體，單體包括至少兩個(gè)并聯(lián)設(shè)置的所述電芯，同一單體內(nèi)的所述電芯通過(guò)安裝框架固定連接，所述轉(zhuǎn)接件固定于安裝框架上。

正極極耳和負(fù)極極耳中的其中一個(gè)為所述的需轉(zhuǎn)接極耳，另一個(gè)與其相連的匯流排材質(zhì)相同而不需要轉(zhuǎn)接，電池單元還包括連接在不需要轉(zhuǎn)接的極耳與對(duì)應(yīng)匯流排之間的連接件，所述連接件包括與不需要轉(zhuǎn)接的極耳連接的連接件極耳連接部和用于與對(duì)應(yīng)的匯流排連接的連接件匯流排連接部，所述連接件極耳連接部和連接件匯流排連接部的材質(zhì)與不需要轉(zhuǎn)接的極耳材質(zhì)相同。

轉(zhuǎn)接件匯流排連接部和連接件匯流排連接部上設(shè)有用于對(duì)匯流排進(jìn)行定位的定位凸起。

本發(fā)明的有益效果是：電芯的需轉(zhuǎn)接極耳與其相連的匯流排材質(zhì)不同，在需轉(zhuǎn)接極耳與對(duì)應(yīng)的匯流排之間設(shè)置轉(zhuǎn)接件，轉(zhuǎn)接件的轉(zhuǎn)接件極耳連接部的材質(zhì)與需轉(zhuǎn)接極耳的材質(zhì)相同，轉(zhuǎn)接件的轉(zhuǎn)接件匯流排連接部的材質(zhì)與對(duì)應(yīng)的匯流排材質(zhì)相同，使用時(shí)，將需轉(zhuǎn)接極耳連接在轉(zhuǎn)接件極耳連接部上，將匯流排連接在轉(zhuǎn)接件匯流排連接部上，實(shí)現(xiàn)了同種材質(zhì)的焊接，需轉(zhuǎn)接極耳通過(guò)轉(zhuǎn)接件實(shí)現(xiàn)了材質(zhì)的轉(zhuǎn)接，能夠避免匯流排在與需轉(zhuǎn)接極耳進(jìn)行固定連接時(shí)出現(xiàn)材質(zhì)不同而導(dǎo)致質(zhì)量下降的情況發(fā)生。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電池模塊實(shí)施例1中正極轉(zhuǎn)接片的示意圖；

圖2為圖1的仰視圖；

圖3為本發(fā)明電池模塊實(shí)施例1中負(fù)極轉(zhuǎn)接片的示意圖；

圖4為圖3的仰視圖；

圖5本發(fā)明電池模塊實(shí)施例1中單體的組裝示意圖；

圖6為圖5組裝完成的示意圖；

圖7為本發(fā)明電池模塊實(shí)施例1的示意圖；

圖8為本發(fā)明電池模塊實(shí)施例2中正極轉(zhuǎn)接片的示意圖；

圖9為圖8的仰視圖；

圖10為本發(fā)明電池模塊實(shí)施例2中負(fù)極轉(zhuǎn)接片的示意圖；

圖11為圖10的仰視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明的電池模塊的具體實(shí)施例1，如圖1至圖7所示，其中1為正極轉(zhuǎn)接片，正極轉(zhuǎn)接片1包括正極鋁材基體層11、正極附銅層12和正極信息采集裝置安裝孔13。2為負(fù)極轉(zhuǎn)接片，負(fù)極轉(zhuǎn)接片2包括負(fù)極鋁材基體層21、負(fù)極附銅層22和負(fù)極信息采集裝置安裝孔23。3為單體，單體3包括第一電芯31、第二電芯32和安裝框架33，安裝框架33上固定有正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2,4為第一匯流排，5為第二匯流排，6為第三匯流排。本實(shí)施例中，正極極耳的材質(zhì)為鋁材質(zhì)，負(fù)極極耳的材質(zhì)為銅材質(zhì)，第一匯流排4、第二匯流排5和第三匯流排6的材質(zhì)均為銅材質(zhì)。

正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2的基材均為鋁材質(zhì)，即正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2中未附銅的部分均為鋁材質(zhì)。銅鋁復(fù)合材料基材為鋁材質(zhì)，比重和價(jià)格相對(duì)純銅材質(zhì)均低一些，可以提升模組能量密度，適當(dāng)降低成本。圖示1和圖示2中，正極轉(zhuǎn)接片1的上表面的左半部分為正極附銅層12，右半部分為正極鋁材基體層11，正極附銅層12用于與銅材質(zhì)的匯流排進(jìn)行焊接固定，鋁材基體層11用于與正極極耳焊接固定，正極轉(zhuǎn)接片1的上表面上設(shè)有與匯流排進(jìn)行焊接的正極定位凸起14，正極定位凸起14位于附銅層12處。正極信息采集裝置安裝孔13能夠安裝正極信息采集裝置。負(fù)極轉(zhuǎn)接片2的上表面全部附銅而形成了負(fù)極附銅層22，負(fù)極附銅層22同時(shí)與銅材質(zhì)的匯流排和負(fù)極極耳進(jìn)行焊接固定。負(fù)極轉(zhuǎn)接片2的上表面上也設(shè)有負(fù)極定位凸起24，用于與匯流排進(jìn)行定位焊接，負(fù)極信息采集裝置安裝孔13能夠安裝正極信息采集裝置。

圖5和圖6為單體的組裝示意圖，本實(shí)施例中，單體3包括安裝框架33和分別固定在安裝框架33前后兩側(cè)的第一電芯31和第二電芯32，其中，311為第一電芯正極極耳，312為第一電芯負(fù)極極耳，321為第二電芯正極極耳，322為第二電芯負(fù)極極耳。正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2沿前后方向布置，其中正極信息采集裝置安裝孔13和負(fù)極信息采集裝置安裝孔23對(duì)應(yīng)安裝，兩者彼此靠近，而正極轉(zhuǎn)接片1的正極定位凸起14和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2的負(fù)極定位凸起24則分設(shè)在安裝框架33的左右兩端。所述正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2通過(guò)注塑的形式預(yù)埋在安裝框架33中，安裝時(shí)保證正極轉(zhuǎn)接片1和負(fù)極轉(zhuǎn)接片2之間的絕緣，防止兩者連通發(fā)生短路。安裝時(shí)，第一電芯正極極耳311和第二電芯正極極耳321以上下疊層的方式焊接固定在正極轉(zhuǎn)接片1中的正極鋁材基體層11上，由于正極極耳的材質(zhì)為鋁材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了同種材料之間的焊接。第一電芯負(fù)極極耳312和第二電芯負(fù)極極耳322也以上下疊層的方式焊接固定在負(fù)極轉(zhuǎn)接片2中的負(fù)極附銅層22上，安裝時(shí)，留出定位凸起所在的部分用于與銅材質(zhì)的匯流排進(jìn)行連接。

圖7為電池模塊的示意圖，其中，第一匯流排4、第二匯流排5和第三匯流排6的下方分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元包括三個(gè)相互并聯(lián)的單體3，同一個(gè)匯流排所連接的兩個(gè)電池單元的電極不同。電池模塊包括從左至右的四個(gè)電池單元，分別為第一電池單元、第二電池單元、第三電池單元和第四電池單元。各電池單元包括三個(gè)相互并聯(lián)的單體3，即包括了六個(gè)相互并聯(lián)的電芯。本實(shí)施例中，第一匯流排4、第二匯流排5和第三匯流排6的材質(zhì)為銅材質(zhì)，第一匯流排4連接第一電池單元的正極和第二電池單元的負(fù)極，第三匯流排6連接第二電池單元的正極和第三電池單元的負(fù)極，第二匯流排5連接第三電池單元的正極和第四電池單元的負(fù)極，實(shí)現(xiàn)了電池單元之間的互相串聯(lián)。安裝時(shí)，匯流排連接在正極附銅層12和負(fù)極附銅層22中定位凸起所在的部分。

本發(fā)明的電池模塊，通過(guò)正極轉(zhuǎn)接片將正極極耳的鋁材質(zhì)導(dǎo)出為銅材質(zhì)，最后通過(guò)銅匯流排的連接實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，使匯流排與電芯極耳的連接為同種材質(zhì)之間的焊接，不需要采用超聲波焊接，同種材質(zhì)之間的焊接更加牢固，更不容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。將轉(zhuǎn)接片先安裝在安裝框架上，之后再將電芯極耳安裝在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)接片上，最后通過(guò)匯流排進(jìn)行匯總實(shí)現(xiàn)并聯(lián)和電池單元之間的串聯(lián)，與將電芯極耳直接安裝在匯流排上相比，更加容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

本實(shí)施例中，正極極耳即為與其匯流排材質(zhì)不同的需轉(zhuǎn)接極耳，正極轉(zhuǎn)接片即為復(fù)合轉(zhuǎn)接片，即為轉(zhuǎn)接件，正極附銅層12即為轉(zhuǎn)接件匯流排連接部，正極鋁材基體層11即為轉(zhuǎn)接件極耳連接部。正極極耳和負(fù)極極耳的極耳均為彎折結(jié)構(gòu)。負(fù)極極耳即為與匯流排材質(zhì)相同的不需要轉(zhuǎn)接的極耳，負(fù)極轉(zhuǎn)接片即為連接件，負(fù)極轉(zhuǎn)接片上的附銅層中與匯流排連接的部分為連接件匯流排連接部，與負(fù)極極耳連接的部分為連接件極耳連接部。在其他實(shí)施例中，可以取消連接件，將不需要轉(zhuǎn)接的極耳直接與對(duì)應(yīng)匯流排進(jìn)行固定連接。在其他實(shí)施例中，連接件可以為銅片。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接件和連接件的基材材質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

本發(fā)明電池模塊的具體實(shí)施例2，如圖8至圖11所示，與實(shí)施例1的不同之處在于，電池模塊中串聯(lián)連接兩個(gè)電池單元的匯流排材質(zhì)為鋁材質(zhì)。正極轉(zhuǎn)接片7和負(fù)極轉(zhuǎn)接片8的基材為鋁材質(zhì)，正極轉(zhuǎn)接片7的上表面為正極鋁材基體層71。負(fù)極轉(zhuǎn)接片8的上表面中定位凸起所在的上表面部分為負(fù)極鋁材基體層81，另外的部分為負(fù)極附銅層82。安裝時(shí)，鋁材質(zhì)的匯流排與負(fù)極轉(zhuǎn)接片中的負(fù)極鋁材基體層81和正極轉(zhuǎn)接片中的定位凸起所在的正極鋁材基體層71的部分連接，負(fù)極極耳與負(fù)極附銅層82連接。

本實(shí)施例中，負(fù)極極耳即為需轉(zhuǎn)接極耳，負(fù)極轉(zhuǎn)接片即為復(fù)合轉(zhuǎn)接片，即轉(zhuǎn)接件，負(fù)極附銅層82即為轉(zhuǎn)接件極耳連接部，負(fù)極鋁材基體層81即為轉(zhuǎn)接件匯流排連接部。正極極耳和負(fù)極極耳的極耳均為彎折結(jié)構(gòu)。正極極耳即為與匯流排材質(zhì)相同的不需要轉(zhuǎn)接的極耳，正極轉(zhuǎn)接片即為連接件，正極轉(zhuǎn)接片中與匯流排相連的部分構(gòu)成了連接件匯流排連接部，與正極極耳連接的部分構(gòu)成了連接件極耳連接部。在其他實(shí)施例中，可以取消連接件，將與不需要轉(zhuǎn)接的極耳直接與匯流排進(jìn)行固定連接。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接件的基材材質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

上述的實(shí)施例中，串聯(lián)相鄰兩個(gè)電池單元的匯流排材質(zhì)相同，全部為銅材質(zhì)或鋁材質(zhì)，在其他實(shí)施例中，匯流排的材質(zhì)可以不同，此時(shí)為了適應(yīng)不同材質(zhì)的匯流排，與對(duì)應(yīng)匯流排連接的轉(zhuǎn)接件應(yīng)作適當(dāng)?shù)母淖儭１热?，如果第一匯流排4為銅材質(zhì)，第三匯流排6為鋁材質(zhì)，則第一電池單元的正極轉(zhuǎn)接片采用實(shí)施例1的正極轉(zhuǎn)接片，第二電池單元的負(fù)極轉(zhuǎn)接片采用實(shí)施例1的負(fù)極轉(zhuǎn)接片，第二電池單元的正極轉(zhuǎn)接片采用實(shí)施例2的正極轉(zhuǎn)接片，第三電池單元的負(fù)極轉(zhuǎn)接片采用實(shí)施例2的負(fù)極轉(zhuǎn)接片。即當(dāng)串聯(lián)不同電池單元的匯流排材質(zhì)不同時(shí)，可以將實(shí)施例1和實(shí)施例2的方案進(jìn)行合并組合。

在其他實(shí)施例中，匯流排的材質(zhì)可以與正極極耳和負(fù)極極耳材質(zhì)均不相同，此時(shí)，正極極耳和負(fù)極極耳均需要通過(guò)轉(zhuǎn)接件與對(duì)應(yīng)的匯流排進(jìn)行連接。

本實(shí)施例中，電池單元包括三個(gè)單體，即六個(gè)相互并聯(lián)的電芯，在其他實(shí)施例中，并聯(lián)電芯的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，相鄰兩個(gè)電芯組成單體。在其他實(shí)施例中，可以取消安裝框架。

上述的實(shí)施例中，同一電池單元中的轉(zhuǎn)接件數(shù)量為三個(gè)，在其他實(shí)施例中，同一電池單元中的轉(zhuǎn)接件數(shù)量可以只有一個(gè)，此時(shí)，將同一電池單元中的電芯極耳直接并聯(lián)在同一個(gè)轉(zhuǎn)接件上即可。

上述的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接件均為復(fù)合轉(zhuǎn)接片，在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接件的不同材質(zhì)的匯流排連接部和極耳連接部可以通過(guò)裝配關(guān)系固定在一起。

本發(fā)明電池單元的具體實(shí)施例，電池單元的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中的電池單元的結(jié)構(gòu)一致，其內(nèi)容在此不再贅述。