采用锡料焊接的电池模组的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种采用锡料焊接的电池模组。

背景技术：

电池模组结构的稳定可靠性直接关系和影响到整个电池系统的性能表现与寿命。目前，为了满足使用需求，经常需要将多个单体电池组成大型电池模组，通常采用激光点焊或电阻焊的方式将单体电池与汇流板上的焊片连接起来。然而激光点焊及电阻焊均存在效率低、焊点面积小、导电率低、焊接点拉力强度小、脱焊假焊虚焊率高等缺点。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种采用锡料焊接的电池模组以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种导电率高、焊接点拉力强度大、可靠性好的采用锡料焊接的电池模组。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种采用锡料焊接的电池模组，包括若干单体电池、一对间隔相对的固定板及一对间隔相对的汇流板；所述固定板包括相背的第一端面和第二端面并开设有若干贯穿所述第一端面和第二端面的通孔；若干单体电池位于一对固定板的第一端面之间且每个单体电池的两端分别穿设到对应一个固定板的通孔中；一对汇流板分别位于一对固定板的第二端面上；所述汇流板包括基板，所述基板上开设有若干与所述固定板的通孔一一对应的开孔；所述汇流板还包括设置在所述开孔内且与所述开孔的边缘连接的焊片；所述焊片的面积与所述开孔的面积的比例范围在5％至95％之间；每个单体电池的两端分别与对应一个焊片通过锡料焊接固定。

在一个优选实施方式中，所述固定板还包括一对相背的第一侧面和一对相背的第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面均垂直连接所述第一端面和所述第二端面；其中一个第一侧面上设有若干第一连接块、另一个第一侧面上设有若干与所述第一连接块对应配合的第一连接槽；其中一个第二侧面上设有若干第二连接块、另一个第二侧面上设有若干与所述第二连接块对应配合的第二连接槽。

在一个优选实施方式中，所述汇流板的一侧边缘向垂直于所述基板的方向延伸形成安装部，且所述安装部抵靠在所述固定板的其中一个第一侧面上，使所述汇流板预固定在所述固定板的第二端面上。

在一个优选实施方式中，所述固定板的第二端面上设有若干固定块，每个固定块设于相邻的通孔之间且所述固定块延伸到相邻的通孔上。

在一个优选实施方式中，所述汇流板由金属板冲压制成且所述基板和所述焊片为同种材料一体成型。

在一个优选实施方式中，所述基板的厚度在0.15mm至5mm之间，所述焊片的厚度在0.05mm至5mm之间。

在一个优选实施方式中，所述固定板由绝缘材料制成。

在一个优选实施方式中，所述锡料为锡膏。

在一个优选实施方式中，所述基板与所述焊片由不同的金属材料制成，且所述焊片通过焊接方式焊接于所述基板上。

与现有技术相比，本实用新型采用锡料焊接的电池模组的有益效果在于：通过设定汇流板上的焊片与开孔的面积比值，并结合锡料焊接工艺，使电池模组具有导电率高、焊接点拉力强度大、可靠性好的特点；并且锡料焊接无焊接损害，锡料焊接后锡能保护焊点不产生氧化锈蚀；另外，由于焊点面积大，且是单体电池跟导热效率极高的铜材、铝材汇流板直接接触，热交换效率高，利用铜材、铝材进行电池模组各单体电池间的散热、均热，消除单体电池充放电过程的热积聚现象。电池模组的热控制越好，一致性越高，电池模组的储放电量及寿命安全性能等就会更好。

【附图说明】

图1为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的立体结构示意图。

图2为图1所示采用锡料焊接的电池模组的另一个视角的爆炸图。

图3为图2所示固定板的结构示意图。

图4为图2所示汇流板的结构示意图。

图5为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的汇流板的开孔与焊片的结构举例说明示意图。

图6为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的单体电池涂布锡膏后的侧视爆炸图。

图7为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的焊片面积与开孔面积比值为5％时的结构示意图。

图8为本实用新型采用锡料焊接的电池模组的焊片面积与开孔面积比值为95％时的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种采用锡料焊接的电池模组100，包括若干单体电池10、一对间隔相对的固定板20及一对间隔相对的汇流板30。

具体的，请同时参阅图3，所述固定板20为绝缘材料制成并包括相背的第一端面21和第二端面22且开设有若干贯穿所述第一端面21和第二端面22的通孔201，若干单体电池10位于一对固定板20的第一端面21之间且每个单体电池10的两端分别穿设到对应一个固定板20的通孔201中。本实施方式中，所述单体电池10为圆柱形电池，所述通孔201的截面大小与所述单体电池10的截面大小对应，使所述单体电池10恰好可以穿设到所述通孔201中。进一步的，所述固定板20还包括一对相背的第一侧面23和一对相背的第二侧面24，所述第一侧面23和所述第二侧面24均垂直连接所述第一端面21和所述第二端面22。其中一个第一侧面23上设有若干第一连接块231、另一个第一侧面23上设有若干与所述第一连接块231对应配合的第一连接槽232。其中一个第二侧面24上设有若干第二连接块241、另一个第二侧面24上设有若干与所述第二连接块241对应配合的第二连接槽242。两个采用锡料焊接的电池模组100通过其中一个采用锡料焊接的电池模组100对应的固定板20的第一连接块231与另一个采用锡料焊接的电池模组100对应的固定板20的第一连接槽232配合连接，或通过其中一个采用锡料焊接的电池模组100对应的固定板20的第二连接块241和另一个采用锡料焊接的电池模组100对应的固定板20的第二连接槽242配合连接，从而实现两个采用锡料焊接的电池模组100的串接，以此可以串接两个或两个以上的采用锡料焊接的电池模组100以满足不同电池容量的需求。

请同时参阅图4，一对汇流板30分别位于一对固定板20的第二端面22上。所述汇流板30包括基板32，所述基板32上开设有若干与所述固定板20的通孔201一一对应的开孔301。所述汇流板30还包括设置在所述开孔301内且与所述开孔301的边缘连接的焊片302。所述焊片302的面积与所述开孔301的面积的比例范围在5％至95％之间。本实施方式中，所述汇流板30由金属板冲压制成且所述基板32和所述焊片302为同种材料一体成型。在其他实施方式中，所述基板32与所述焊片302由不同的金属材料制成，且所述焊片302通过焊接方式焊接于所述基板32上，例如基板32由铜制成，焊片由镍或铝制成。所述基板32的厚度在0.15至5mm之间，所述焊片302的厚度在0.05mm至5mm之间。所述开孔301和所述焊片302的结构形状不做限定，如图5所示，所述开孔301可以是方形或圆形或其他不规则图形，所述焊片302的结构形状可以是矩形也可以是其他不规则图形，根据所述单体电池10的实际电流大小，选择相应厚度的焊片302以及所述焊片302与所述开孔301的面积比值，使设计更加科学合理。

进一步的，请同时参阅图6，每个单体电池10的两端分别与对应一个焊片302通过锡料焊接固定。与常见的电阻焊工艺相比，锡料焊接工艺具有可靠性好、导电率高且焊接点拉力强度大等优点。本实施方式中，所述汇流板30的材料为铜或镍或镀镍钢等可以焊锡的材料，优选的，所述汇流板30为铜材，即所述基板32与焊片302为铜材一体冲压形成。本实施方式中，所述锡料为锡膏40，在其他实施方式中，所述锡料还可以为碎末纯锡/锡合金与助焊剂的组合。所述锡膏40是伴随着SMT(Surface Mount Technology，表面组装技术)应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物。主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。首先，使用点锡机(图未示)将锡膏40涂布至所述单体电池10的两端，然后将汇流板30分别设置在固定板20的第二端面22上，使锡膏40位于单体电池10的一端与对应一个焊片302之间，再通过焊接机(图未示)的焊针与焊片302接触，并通过焊针加热焊片302使热量通过焊片302传递至锡膏40，使焊锡膏40熔化；待锡膏40重新凝固时，便可将所述单体电池10的两端与所述焊片302焊接固定。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以将锡膏40涂布至汇流板30的焊片302上，然后将汇流板30分别设置在固定板20的第二端面22上，并使锡膏40位于单体电池10的一端与对应一个焊片302之间。所述开孔301首先在焊针加热焊片302时可以阻断热量，保证焊片302在焊接时能保持大部分高热能，避免热能流失，以实现熔融锡膏40，并且在热量阻断后，对不需受热或不能受热的地方进行保护，让热能无法传递或减少传递到需保护的部件或区域上；其次，所述开孔301可以方便观察锡膏40的熔融情况、提高焊接质量；最后，开孔301和焊片302存在间隙，锡膏40熔融后，能形成立体的焊接结构，在焊片302的下面及侧面形成焊接后固化的锡膏40，增加结构强度。

图7为所述焊片302的面积与所述开孔301的面积比例为5％时的结构示意图。在实际应用中，当所述焊片302的面积与所述开孔301的面积比例小于5％时，所述单体电池10与所述焊片302之间的焊接点面积小于4mm²，焊接点处的过流能力小于单体电池的最大放电电流，且焊接点处的抗拉力强度较低，难以满足实际需求。图8为所述焊片302的面积与所述开孔301的面积比例为95％时的结构示意图。在实际应用中，当所述焊片302的面积与所述开孔301的面积比例越大，焊接点面积越大、过流能力及抗拉能力越强，且单个焊接点的面积可达20mm²以上。但当所述焊片302的面积与所述开孔301的面积比例大于95％时，焊接时，会存在散热效果差，影响焊接效率的缺点。因此，此项数值的设定，一方面确保锡膏40的过流能力大于所述单体电池10与对应的焊片302直接接触时的过流能力，使采用锡料焊接的电池模组100的过流能力不受影响；另一方面结合实际应用的可操作性，确保焊接点的拉力强度，提高结构的稳定性。由于单个焊点面积可达4mm²至20mm²或者更大，若所述单体电池10两端焊接的焊片302以厚度0.5mm，宽度3mm计，双向导电后截面积达3mm²，因此单体电池10与焊片302经锡料焊接后基本等于直接接触，每处锡料焊接的导流面积远远超过单体电池10的最大放电电流。

进一步的，所述汇流板30的一侧边缘向垂直于所述基板32的方向延伸形成安装部31，且所述安装部31抵靠在所述固定板20的其中一个第一侧面23上，使所述汇流板30预固定在所述固定板20的第二端面22上。本实施方式中，在锡料焊接所述汇流板30与所述单体电池10前，通过夹具夹持所述汇流板30的安装部31和所述固定板20的第一侧面，将所述汇流板30预固定在所述固定板20的第二端面22上，便于焊接操作。当然，在其他实施方式中，所述安装部31还可以通过胶粘的方式固定在所述固定板20的其中一个第一侧面23上，将所述汇流板30与所述固定板20固定连接，便于焊接操作。此外，所述安装部31上还可以开设若干安装孔311，通过钉子穿过所述安装孔311与所述固定板20的其中一个第一侧面23固定连接，将所述汇流板30固定在所述固定板20的第二端面22上。

进一步的，所述固定板20的第二端面22上设有若干固定块221，每个固定块221设于相邻的通孔201之间且所述固定块221延伸到相邻的通孔201上。本实施方式中，所述固定块221一方面起到加强筋的作用，可以增强所述固定板20的强度；另一方面，所述固定块221将所述单体电池10与所述焊片302间隔出间隙，以便收容锡膏40，使锡膏40填充在所述单体电池10与所述焊片302之间的间隙中。

本实用新型提供的采用锡料焊接的电池模组100，组装时，首先，将若干单体电池10放置在一对固定板20的第一端面21之间且所述单体电池10的两端分别穿设到对应的通孔201中；然后，在所述单体电池10的两端涂布锡膏40；接着，根据实际需求，确定所述汇流板30的焊片302的厚度以及所述焊片302与所述开孔301的面积比值，并将一对汇流板30放置在一对固定板20的第二端面22上并通过夹具夹持所述安装部31与所述固定板20的第一侧面23将所述汇流板30进行预固定；最后，通过焊接机将所述单体电池10与所述焊片302进行焊接固定。

本实用新型采用锡料焊接的电池模组，通过设定汇流板上的焊片与开孔的面积比值，并结合锡料焊接工艺，使电池模组具有导电率高、焊接点拉力强度大、可靠性好的特点。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。