[实用新型]大容量锂离子电池模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及大容量锂离子电池模块。 

背景技术

目前，随着化石能源的匮乏及越来越大的环境污染压力，做为新兴绿色能源之一的锂离子电池受到储能及交通工具动力领域的日益亲睐，所占市场份额亦越来越大；同时在军事装备领域替代传统电源也具有良好的应用前景。随着锂离子电池在应用领域的扩展，锂离子电池单体及模块的应用逐渐由小容量、小规模逐渐向大容量、大规模方向发展，单体容量由五安时以下发展到数百安时以上，使用规模也由几只电池串并联发展到上千只电池的串并联应用。大容量、大规模的锂离子电池应用给锂离子电池带来了新的发展机遇，同时也对锂离子电池的安全性、可靠性提出了更高的要求。 

众所周知，在输出相同能量的前提下，电池模块中所含电池单体数量越少，其内部电路、机械结构越简单，从而电池模块的机械强度越高，输出的电性能稳定性、可靠性也越高；同时，由于电池模块内连接点越少，需要控制的点也越少，因而电池模块的安全性可靠性也就越高。 

实用新型内容

为了解决采用数量众多的小容量电池单体并联组成大容量锂离子电池模块需要电池单体数量多、联结点多，众多单体至输出端的电路电阻随着位置的不同而变化，导致能量输出时电池单体之间动态均衡差，从而随着使用时间的延长性能分化。同时由于电池单体数量较多，会导致电池模块结构复杂，机械强度低，可靠性差的弱点。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种大容量聚合物锂离子电池模块，输出容量可高达2000-10000Ah。由12到30个单体电池采用二级均衡并联结构组成，解决了由数量众多的单体电池组成大容量电池模块带来的电池单体至电池模块输出端的差异性问题，从而保证电池单体的电性能稳定性，同时具有高容量、高比能量、机械强度高、性能可靠的优点。 

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术路线是采用大容量聚合物锂离子电池单体二级均衡并联结构组合成电池模块，如图1所示。 

即由电池单体组成电池单元，电池单元组成电池模块；一个电池单元包括装入壳体的数个电池单体；在电池单元上部有汇流排、正负极输 出极柱； 

采用电池单体极耳层叠的压接并联方式形成各个电池单元平板输出端；从汇流排上导出的正或者负极输出极柱数量与电池单元数量相同，正负极输出极柱排列方向与电池单元排列方向一致，且各个电池单元和与之最近的正负极柱之间具有相同的距离。 

进一步，其特征在于：每个电池单元由2-6个电池单体组成，每个电池模块包含3-9个电池单元。 

进一步，其特征在于：电池模块包含不超过30个电池单体。 

采用电池单体极耳层叠的压接并联方式形成电池单元平板输出端，其平行于电池单体极片的方向为长度方向，与模块充放电时到极柱的电流移动方向平行。多个电池极柱设置在汇流排的两侧，并呈直线排列，排列方向与电池单元排列的方向一致，数量与电池单元数量相同。每个电池单元与汇流排的连接面积相同、电池单元输出端之间的间距相同，且到与之最近的正负极柱的之间的距离相同，因而每个电池单元和与之最近的正负极柱形成一个独立的电流通道，并且每个电池单元形成的电流通道具有相同的电阻，从而各个电池单元在输入输出电流时具有具有等效的电路结构。 

电池单体采用高分子树脂材料进行封装，对强度较低，相对容易磨损、漏液的聚合物锂离子电池封边进行保护。将电池单体极耳冲出数个U形槽，如图2所示。其中封装边框1、3的厚度与电池单体的厚度相同，2、4的厚度要超出电池本体厚度0.5-2mm。将电池单体按照正极与正极对应、负极与负极对应的顺序，放置于电池单元的壳体中，一个电池单元由2-6个电池单体组成，如图3所示。电池单元的壳体厚度在1.5到3mm之间，底部和平行于电池极片的两个面开有通孔，保证单体之间的通风和散热。同时，由封装边框形成的电池单体之间的距离形成自然的散热、通风通道，同时满足了锂离子电池极片的膨胀对空间的要求。 

将电池单元内的电池单体正极和负极采用压接的方式分别并联到一起。铜质电池单体并联底板，在底部开有方形槽，在方形槽内开有数个通孔，将方头螺钉垂直穿过通孔，保持与方形槽内平面紧密接触，螺钉方形头部嵌入方形槽中，且平面与底板平面相平，焊接成一个整体，如图4所示。