电池模组及其制造方法与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及电池模组及其制造方法。

背景技术：

锂离子电池主要包括正极、负极、集流体、隔膜、电解液及外壳，集流体作为电池中汇集电流的结构，主要功能是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出。

为了满足不同的电压及功率输出需求，通常将电池单体以各种串并联方式组合成电池模组。因此，在制造电池模组的过程中，需要将多个电池单体的集流体连接起来。但是，一般通过焊接的方式将多个电池单体的集流体进行连接，可以焊接的集流体的数量有限，同时所占空间较大，不利于提高电池能量密度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统焊接集流体时不利于提高电池能量密度的问题，提供一种可以提高电池能量密度的电池模组制造方法。

还有必要提供一种通过上述电池模组制造方法制成的电池模组。

一种电池模组制造方法，包括以下步骤：

预制多个具有集流体的电池单体；

层叠多个所述电池单体形成电池模组；

3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的连接板。

上述电池模组制造方法中，直接在电池模组上3D打印连接板，一方面连接板可以根据需求进行打印，避免连接集流体时受到数量及结构的限制，可以通过3D打印的连接板连接结构复杂及数量更多的集流体；另一方面连接板直接打印在侧面上，不会占用过多空间，大幅节省空间，如此从两个方面可以提高电池的能量密度。

在其中一个实施例中，所述层叠多个所述电池单体形成电池模组的步骤具体包括：

多个所述电池单体层叠并保持多个所述集流体沿自身纵长方向突伸于所述电池模组的相同一侧；

所述3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的的连接板的步骤具体包括：

3D打印连接位于相同一侧的多个所述集流体的连接板。

在其中一个实施例中，所述3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的的连接板的步骤具体包括：

在与所述集流体所在平面垂直的平面内3D打印连接位于相同一侧的多个所述集流体的连接板。

在其中一个实施例中，所述集流体包括正极集流体和负极集流体，所述连接板包括正极连接板和负极连接板，所述层叠多个所述电池单体形成电池模组的步骤具体包括：

多个所述电池单体层叠并保持多个所述正极集流体沿自身纵长方向突伸于所述电池模组的相同一侧，且保持多个所述负极集流体沿自身纵长方向突伸于所述电池模组的相同另一侧；

所述3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的连接板的步骤具体包括：

3D打印连接位于相同一侧的多个所述正极集流体的所述正极连接板，并3D 打印连接位于相同另一侧的多个所述负极集流体的所述负极连接板。

在其中一个实施例中，所述预制多个具有集流体的电池单体的步骤具体包括：

在所述正极集流体的部分表面涂覆正极活性材料形成正极片，在负极集流体的部分表面涂覆负极活性材料形成负极片，将所述正极片与所述负极片层叠并在两者之间设置隔膜形成所述电池单体。

在其中一个实施例中，所述层叠多个所述电池单体形成电池模组的步骤具体包括：

相邻两个所述电池单体中的所述正极片与所述负极片相邻设置，且相邻两个所述正极片和所述负极片之间设置所述隔膜。

在其中一个实施例中，所述正极集流体和所述正极连接板均由金属铝制成，所述负极集流体和所述负极连接板均由金属铜或金属镍制成。

在其中一个实施例中，所述3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的连接板的步骤之前还包括以下步骤：

配置3D打印浆料，对浆料进行过滤，将过滤后的浆料装入所述打印喷头。

在其中一个实施例中，所述3D打印连接每个所述电池单体中的所述集流体的连接板的步骤之后还包括以下步骤:

在所述连接板上沿平行所述集流体所在平面的方向3D打印汇流板。

一种电池模组，由上述电池模组制造方法制成。

附图说明

图1为本发明一实施例中电池模组制造方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中电池模组第一视角的结构示意图；

图3为图2所示电池模组第二视角的结构示意图；

图4为图2所示电池模组第三视角的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-4所示，本发明一实施例中的电池模组制造方法包括以下步骤：

步骤S10，预制多个具有集流体12的电池单体10。

具体地，集流体12包括正极集流体121和负极集流体123，在正极集流体 121的部分表面涂覆正极活性材料141形成正极片11，在负极集流体123的部分表面涂覆负极活性材料143形成负极片13，将正极片11和负极片13层叠并在两者之间设置隔膜15形成电池单体10。通过隔膜15隔离正极片11和负极片 13，并通过正极片11和负极片13中的正极活性材料141和负极活性材料123 进行化学反应供电。进一步地，正极集流体121为金属铝，负极集流体123为金属铜或金属镍。正极活性物141为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂或磷酸亚铁锂，负极活性物143为石墨、硅碳或钛酸锂。

步骤S30，层叠多个电池单体10形成电池模组100。

具体地，层叠多个电池单体10时，相邻两个电池单体10中的正极片11和负极片13相邻设置，且相邻两个正极片11和负极片13之间设置隔膜15。即电池模组100包括多个交错层叠的正极片11和负极片13，每个正极片11和负极片13之间设置隔膜15防止两者相互接触，如此多个电池单体10组装形成电池模组100。

在一个实施例中，多个电池单体10层叠并保持多个集流体12沿自身纵长方向突伸于电池模组100的相同一侧，便于后续从电池模组100的相同一侧连接多个集流体12。具体地，多个电池单体10层叠并保持多个正极集流体121沿自身纵长方向突伸于电池模组100的相同一侧，且保持多个负极集流体123沿自身纵长方向突伸于电池模组100的相同另一侧，如此将多个正极集流体121 均突伸于电池模组100的相同一侧便于后续连接，多个负极集流体123均突伸于电池模组100的相同另一侧与正极集流体121错开，同时方便后续连接。

步骤S50，3D打印连接每个电池单体10中集流体12的连接板20。即直接在电池模组100上3D打印连接板20，一方面连接板20可以根据需求进行打印，避免连接集流体12时受到数量及结构的限制，通过3D打印的连接板20可以连接结构复杂及数量更多的集流体12；另一方面连接板20直接打印在电池模组 100上，不会占用过多空间，大幅节省空间，如此从两个方面可以提高电池的能量密度。

进一步地，多个电池单体10层叠并保持多个集流体12沿自身纵长方向突伸于电池模组100的相同一侧后，3D打印连接位于相同一侧的多个集流体12 的连接板20，通过连接板20连接突伸出电池模组100相同一侧的多个集流体 12，操作简单且连接可靠。具体地，在与集流体12所在平面垂直的平面内3D 打印连接位于相同一侧的多个集流体12的连接板20，如此形成的连接板20与多个集流体12相互垂直连接，就流体12和连接板20以最短的距离连接，不会占用过多的空间，进一步节省空间。

在一个实施例中，连接板20包括正极连接板21和负极连接板23，3D打印位于相同一侧的正极集流体121的正极连接板21，并3D打印连接位于相同另一侧的多个负极集流体123的负极连接板23。即通过3D打印在电池模组100 一侧的正极连接板21连接多个正极集流体121，通过3D打印在电池模组100 另一侧的负极连接板23连接多个负极集流体123，正极连接板21和负极连接板 23不需要占用过多空间，并且可以连接数量较多的正极集流体121或者负极集流体123，可以提高电池的能量密度。可以理解地，在其他一些实施例中，多个正极集流体121通过3D打印正极连接板21连接，多个负极集流体123相互焊接；或者多个正极集流体121相互焊接，多个负极集流体123通过3D打印负极连接板23连接。

具体地，在3D打印正极连接板21和负极连接板23时，先将电池模组100 水平放置于3D打印机的打印基板上，然后通过位于侧面的打印喷头便可在电池模组100相对的两侧分别打印正极连接板21和负极连接板23。并且，正极连接板21和正极集流体121均由金属铝制成，负极连接板23和负极集流体123均由金属铜或金属镍制成。将正极连接板21与正极集流体121的材料设置为同一种材料，将负极连接板23与负极集流体121设置为同一种材料，避免3D打印的正极连接板21与正极集流体121材料不同而影响电阻，并避免3D打印的负极连接板23与负极集流体123材料不同而影响电阻。

上述电池模组制造方法中，先预制好层叠有多个电池单体10的电池模组 100，然后在电池模组100相对的两侧分别3D打印正极连接板21和负极连接板 23，通过正极连接板21连接每个电池单体10中的正极集流体121，并通过负极连接板23连接每个电池单体10中的负极集流体123。可以通过3D打印灵活地进行连接，不受第一集流体121和第二集流体123的结构及数量的限制，同时可以节省空间，以提高电池的能量密度。

在一个实施例中，步骤S50之前还包括步骤S40。

步骤S40，配置3D打印浆料，对浆料进行过滤，将过滤后的浆料装入打印喷头，进行打印前的准备工作，然后通过打印浆料便可打印出连接板20。

在一个实施例中，步骤S50之后还包括S70。

步骤S70，在连接板20上沿平行集流体12所在平面的方向3D打印汇流板 30。每个集流体12上的电流通过连接板20后，再通过汇流板30汇集并输出。具体地，在正极连接板21和负极连接板23上均设置有汇流板30。

基于上述电池模组制造方法，本发明还提供一种电池模组100，该电池模组 100由上述电池模组制造方法制成，其中每个电池单体10中的集流体12通过 3D打印进行连接，可以连接数量更多及结构更复杂的集流体12，并且连接集流体12所占的空间更小，可以制造得到能量密度更高的电池模组100。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。