[发明专利]一种硬壳方形锂电池、模组及装配方法

说明书

本发明提出了一种硬壳方形锂电池、模组及装配方法，通过将壳体四个竖直棱边处设置倒圆角，且在其较窄的侧面上设置有对称的弧形凹面，从而与卷芯形状相适应，卷芯转角处与长方形壳体之间无需占用多余空间，提高单体电池能量密度；设置上集流板、液冷管和下集流板组成的液冷系统，“星”形的液冷管插入硬壳方形锂电池矩阵间隙内，从而利用以上间隙进行散热，且增大了接触面积，提高散热效率；设置热压硅胶皮，能缓冲电池膨胀，且能起到持续的导热作用；硬壳方形锂电池矩阵设置为2行，便于上集流板、液冷管和下集流板组成的液冷系统事先焊接成型后，硬壳方形锂电池分别从液冷管两侧水平插入装配，且电池整体散热效果好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种硬壳方形锂电池、模组及装配方法。

背景技术

电动车因其节能环保的特点得到了社会的认可，动力电池作为电动车的能量来源，直接影响车辆的动力性、可靠性、安全性和经济性。铝壳方形锂电池封装可靠度高；系统能量效率高；相对重量轻，能量密度较高；结构较为简单，扩容相对方便，是当前通过提高单体容量来提高能量密度的重要选项。

铝壳方形锂电池随着单体体积的增大，电池内部发热部分距离壳体的距离越来越长，传导的介质、界面越来越多，使得散热变得困难，并且在单体上，热量分布不均的问题越来越明显。

同时，高容量的方形铝壳电池若采用单个的卷芯，那么随着卷芯厚度的增加，卷芯四个转角处无法被极片占满的空间将越来越大，进而降低单体电池的能量密度；为了尽量利用转角处的空间，现有技术中有揭示采用内部并联2颗或更多颗的卷芯结构，如此，可降低单个卷芯的厚度，其转角处空间也更小一些。但是，由于方形铝壳电池转角处仍然为方形，因此，采用以上多卷芯的电池，在转角处仍然存在无法被极片占满的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种硬壳方形锂电池、模组及装配方法，能有效利用卷芯转角处的空间。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种硬壳方形锂电池，其包括壳体、两个及以上的卷芯和盖板，其中，壳体顶部开口，盖板盖在壳体顶部开口处并与之密封；各卷芯较宽的外面并排排列并设置于壳体内，各卷芯四个转角处分别形成四个外圆弧面；所述壳体四个竖直棱边处设置有倒圆角，倒圆角角度与卷芯外圆弧面相适应；壳体较窄的侧面上设置有对称的弧形凹面，弧形凹面与卷芯相邻处的两个外圆弧面形状相适应。

在以上技术方案的基础上，优选的，各卷芯外圆弧面的半径为10～75mm，弧形凹面的半径是卷芯外圆弧面的半径的1.05～1.35倍。

第二方面，本发明提供了一种硬壳方形锂电池模组，包括本发明第一方面所述的硬壳方形锂电池，还包括上集流板、液冷管和下集流板，其中，

若干所述硬壳方形锂电池矩阵排列于下集流板上，且相邻的四个硬壳方形锂电池弧形凹面共同围合成“星”形间隙；

若干液冷管分别对应插入“星”形间隙内，且液冷管横外截面形状与“星”形间隙横截面轮廓相适应，液冷管上下两端分别与上集流板和下集流板连通；

上集流板设置于硬壳方形锂电池矩阵上方，且上集流板、液冷管和下集流板内通入循环冷却液。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述液冷管包括两波纹板，所述波纹板横截面呈波浪形，两波纹板背对设置，二者之间形成“星”形水流通道。

进一步优选的，硬壳方形锂电池壳体较窄的侧面伸入波纹板侧面的波浪形凹槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上集流板和下集流板上分别开设有出液口或进液口，液冷管上下两端分别与上集流板和下集流板焊接固定。

进一步优选的，所述硬壳方形锂电池矩阵设置为2行，2行硬壳方形锂电池分别从液冷管两侧水平插入装配。