一种大容量电池组及储能装置的制作方法

1.本实用新型属于电池领域，具体涉及一种大容量电池组及储能装置。


背景技术：

2.锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池的进一步发展，将多个锂离子电池串联或并联组装为大容量电池，使得大容量电池应用在储能、动力电池等领域。组装为大容量电池后，将大容量电池封装在盖板和壳体组成的腔体内，使其安全可靠的使用。
3.中国专利cn114566771a公开了一种大容量电池，该大容量电池包括壳体、置于壳体内的电芯组以及位于壳体相对两侧的盖板，盖板为电池的正、负极。电芯组为多个按容量、电压、内阻、自放电等分组好的性能相近的电芯并联组成。电芯组的极耳与盖板连接，盖板与壳体绝缘、密封连接。将盖板作为极柱既可以节省材料，增大电池的能量密度，又可以提高电池的散热效果，还可以在串联时将两个电池间的导电面积增大，提高电池的能量密度和安全性。
4.中国专利2021116746271公开了一种大容量电池结构以及大容量电池的组装方法，该大容量电池结构包括壳体、盖体、电池组、导电排和温度管理单元，电池组位于壳体内，盖体为极柱，包括正极盖体和负极盖体，正极盖体和负极盖体分别位于壳体的两个侧面，正极盖体为正极极柱，负极盖体为负极极柱，导电排的两端分别与电池组的极耳以及盖体连接。大容量电池的组装方法将多个单体电芯的电极同向设置进行排列形成电池组；将电池组的正、负极耳分别与导电排进行连接，将导电排与盖体连接并将其固定在盖体上。
5.以上大容量电池内部设置有多个电池电芯，电池电芯在工作过程中或热失控时产生高温气体，使得多个电池叠加设置后各大容量电池的承压性较差，若大容量电池内部压力较大时，壳体、盖板存在鼓胀变形甚至爆开的缺陷。此外，此种叠加安装方式无法保证多个大容量电池的可靠安装，会导致电池串联后性能下降等问题。


技术实现要素：

6.为解决现有大容量电池串联后存在承压较差以及安装不可靠的问题，本实用新型提供一种大容量电池组及储能装置。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
8.一种大容量电池组，包括上压板、下压板和n个大容量电池，所述大容量电池包括电池电芯、电池箱体、上盖板和下盖板；所述电池电芯设置在电池箱体、上盖板和下盖板围合形成的电池壳体内，且上盖板和下盖板分别为大容量电池的正极柱和负极柱；n个大容量电池由上至下依次叠加设置，相邻大容量电池的上盖板和下盖板电连接实现相邻大容量电池串联；所述上压板设置在顶端大容量电池的上盖板上方，且与顶端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对顶端大容量电池进行可靠锁紧；所述下压板设置在底端大容量电池的下盖板下方，且与底端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对底端大容量电池进行可靠
锁紧。
9.进一步地，所述上压板和下压板上均设置有固定组件，所述固定组件包括锁固框架和锁固支架，所述锁固框架与上压板和下压板固定连接，所述锁固支架设置在锁固框架的两端，用于与集装箱连接。
10.进一步地，所述下压板上还设置有安装板，所述安装板的底部设置有万向轮，用于实现大容量电池组的安装、搬运和维修。
11.进一步地，所述大容量电池的电池箱体上设置有连接孔，所述连接孔内设置有紧固件，使得相邻大容量电池的电池箱体之间通过紧固件实现连接。
12.进一步地，所述上压板与顶端大容量电池的上盖板之间还设置有绝缘板，所述下压板与底端大容量电池的下盖板之间还设置有绝缘板。
13.进一步地，所述大容量电池的上盖板和下盖板上设置有导电凸起，相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间通过导电凸起挤压实现相邻大容量电池的电连接，所述上压板和下压板上设置有与导电凸起匹配的安装凹槽，所述上压板与上盖板、下压板与下盖板通过导电凸起和安装凹槽的配合实现稳固安装。
14.进一步地，相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间设置有导电管和/或热管，所述导电管实现相邻大容量电池的电连接，所述热管实现大容量电池的温度控制。
15.同时，本实用新型提供一种储能装置，包括集装箱和m组大容量电池组，m组大容量电池组设置在集装箱内，通过集装箱体实现封装。
16.进一步地，第i组大容量电池组和第i+1组大容量电池组之间通过导电连接排实现电连接，所述导电连接排的两端分别设置有第一导电齿，相邻大容量电池延伸至电池箱体外侧的正极柱和负极柱上设置有第二导电齿，所述第一导电齿和第二导电齿错位设置且被挤压塑性变形，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。
17.进一步地，第i组大容量电池组和第i+1组大容量电池组之间通过导电线缆实现电连接，所述导电线缆的两端分别与相邻大容量电池延伸至电池箱体外侧的正极柱和负极柱连接，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。
18.和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：
19.本实用新型大容量电池组中，n个大容量电池由上至下依次叠加设置，上压板设置在顶端大容量电池的上盖板上方，且与顶端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对顶端大容量电池进行可靠锁紧；下压板设置在底端大容量电池下盖板下方，且与底端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对底端大容量电池进行可靠锁紧。通过在大容量电池组的顶端和低端分别设置上压板和下压板，使得顶端大容量电池和低端大容量电池提高了抑制电池内压的能力，使其具有更高的承压能力，从而提高了大容量电池组的安全性和使用寿命，同时，该种方式结构简单，安装方便。
20.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例1中大容量电池组的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例1中上压板和固定组件的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例1中下压板和固定组件的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例1中大容量电池叠加的结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例1中大容量电池的剖视图；
27.图6为本实用新型实施例2中储能装置的示意图；
28.图7为本实用新型实施例2中大容量电池组通过导电连接排连接的示意图；
29.图8为本实用新型实施例2中导电连接排与下盖板配合的示意图；
30.图9为本实用新型实施例2中大容量电池组通过导电线缆连接的示意图。
31.附图标记：1-大容量电池，2-上压板，3-下压板，4-固定组件，5-万向轮，6-导电连接排，7-导电线缆，41-锁固框架，42-锁固支架，43-安装板，11-电池电芯，12-电池箱体，13-上盖板，14-下盖板，15-连接孔，16-紧固件，17-导电凸起，21-第二导电齿，61-第一导电齿。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。
33.本实用新型提供的大容量电池组包括上压板、下压板和n个大容量电池，大容量电池包括电池电芯、电池箱体、上盖板和下盖板；电池电芯设置在电池箱体、上盖板和下盖板围合形成的电池壳体内，且上盖板和下盖板分别为大容量电池的正极柱和负极柱；n个大容量电池由上至下依次叠加设置，相邻大容量电池的上盖板和下盖板电连接实现相邻大容量电池串联；上压板设置在顶端大容量电池的上盖板上方，且与顶端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对顶端大容量电池进行可靠锁紧；下压板设置在底端大容量电池下盖板下方，且与底端大容量电池的电池箱体固定连接，用于对底端大容量电池进行可靠锁紧。上述上压板、下压板具体可采用非金属材料制作，只要其具有一定的刚度即可，或者，也可采用金属材料制作。此时，上压板与顶端大容量电池的上盖板之间还设置有绝缘板，下压板与底端大容量电池的下盖板之间还设置有绝缘板，通过绝缘板防止上压板、下压板带电产生危险。
34.上述上压板、下压板主要有两个作用：首先可以承接及抵消大容量电池组最顶及最底面热失控时的向外膨胀压力，其次还可以提供大容量电池组之间电连接基板，实现相邻大容量电池组之间的串联。
35.上述大容量电池的电池箱体上设置有连接孔，连接孔内设置有紧固件，使得相邻大容量电池的电池箱体之间通过紧固件实现连接。两个大容量电池之间通过紧固件(例如螺栓组件)进行锁固，使上下极柱相互挤压，这样因为外部电池箱体锁固力的存在，使两极柱之间的相互挤压变成系统内力。当极柱因为电池内部温度升高或热失控而向外膨胀时，另一块极柱会有效抑制或抵消这个极柱的膨胀量。也就是说，两个大容量电池通过端面螺栓组件锁固后，就会成为一体，即一个大容量电池的端面与另一个大容量电池的端面被锁
固为一体，这样两个电池的端面体系、极柱体系均会被对方加固。相对于独立的单个大容量电池，被加固后大电池其四周侧面的刚度会有大幅提升，从而提高了电池四周侧面抵制内压形变的能力。
36.为了提高大容量电池组中顶端大容量电池、底端大容量电池抵制内压的刚度，在顶端大容量电池的顶部及底端大容量电池的底部分别增加上压板、下压板，此上压板、下压板与电池箱体的连接类似于中间大容量电池锁固方式，上压板与顶端大容量电池进行可靠锁固，下压板与底端大容量电池进行可靠锁固，这样如同中间大容量电池一样，顶、底大容量电池也被有效提高了抑制电池内压的能力。
37.本实用新型大容量电池组在高度方向进行叠加，下一个大容量电池的正极与上一个大容量电池的负极通过以下两种方式进行可靠的电连接：1)、在两个极柱之间放置被挤压变形的导电管；2)、两个极柱的接触面通过“凸起”与“平面”的挤压塑性变形而可靠导通。具体的，大容量电池的上盖板和下盖板上设置有导电凸起，相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间通过导电凸起挤压实现相邻大容量电池的电连接。此时，上压板与上盖板接触的面上设置有与导电凸起匹配的安装凹槽，下压板与下盖板接触的面上还设置有与导电凸起匹配的安装凹槽，上压板与上盖板、下压板与下盖板通过导电凸起和安装凹槽实现稳固安装。此外，相邻大容量电池的上盖板和下盖板之间还可设置有热管，热管实现大容量电池的温度控制。
38.此外，本实用新型上压板和下压板上均设置有固定组件，固定组件包括锁固框架和锁固支架，锁固框架与上压板或下压板固定连接，锁固支架设置在锁固框架的两端，用于与集装箱连接，从而将大容量电池组与集装箱进行稳固连接。此外，下压板上还设置有安装板，安装板的底部设置有万向轮，用于实现大容量电池组的安装、搬运和维修。
39.本实用新型还提供一种储能装置，包括集装箱和设置在集装箱内的m组大容量电池组，m组大容量电池组通过集装箱体实现封装。储能装置中，相邻大容量电池组之间通过以下方式实现串联。例如，导电连接排或导电线缆。第i组大容量电池组和第i+1组大容量电池组之间通过导电连接排实现电连接，导电连接排的两端分别设置有第一导电齿，相邻大容量电池延伸至电池箱体外侧的正极柱和负极柱上设置有第二导电齿，第一导电齿和第二导电齿错位设置且被挤压塑性变形，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。或者，第i组大容量电池组和第i+1组大容量电池组之间通过导电线缆实现电连接，导电线缆的两端分别与相邻大容量电池延伸至电池箱体外侧的正极柱和负极柱连接，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。
40.实施例1
41.如图1至图5所示，本实施例提供的大容量电池组包括上压板2、下压板3和8个大容量电池1，大容量电池1包括电池电芯11、电池箱体12、上盖板13和下盖板14；电池电芯11设置在电池箱体12、上盖板13和下盖板14围合形成的电池壳体内，且上盖板13和下盖板14分别为大容量电池1的正极柱和负极柱；8个大容量电池1由上至下依次叠加设置，相邻大容量电池1的上盖板13和下盖板14电连接实现相邻大容量电池1串联。
42.本实用新型大容量电池组在高度方向进行叠加，下面大容量电池1的正极与上一个大容量电池1的负极通过以下方式进行可靠的电连接：在两个极柱之间放置被挤压变形的导电管，导电管实现相邻大容量的电连接；或者，大容量电池1的上盖板13和下盖板14上
设置有导电凸起17，相邻大容量电池1的上盖板13和下盖板14之间通过导电凸起17挤压实现相邻大容量的电连接。此外，相邻大容量电池1的上盖板13和下盖板14之间设置有热管，热管用于实现大容量电池1的温度控制。
43.本实施例中为了提升串接大容量电池组中的顶、底大容量电池抵制内压的刚度，在顶端大容量电池1的顶部及底端大容量电池1的底部分别增加顶、底电池的上压板2和下压板3。具体安装时，上压板2设置在顶端大容量电池1的上盖板13上方，且与顶端大容量电池1的电池箱体12通过螺栓固定连接，用于对顶端大容量电池1进行可靠锁紧；下压板3设置在底端的大容量电池1下盖板14下方，且与底端的大容量电池1的电池箱体12通过螺栓固定连接，用于对底端的大容量电池1进行可靠锁紧。
44.本实施例中，大容量电池1的电池箱体12上设置有连接孔15，连接孔15内设置有紧固件16，使得相邻大容量电池1的电池箱体12之间通过紧固件16实现连接。本实施例在大容量电池组底部及顶部设计有锁固结构，以便将大容量电池组与其外围的集装箱进行可靠锁固。具体的，上压板2和下压板3上均设置有固定组件4，固定组件4包括锁固框架41和锁固支架42，锁固框架41与上压板2或下压板3固定连接，锁固支架42设置在锁固框架41的两端，用于与集装箱连接，从而将大容量电池组与集装箱进行稳固连接。与此同时，下压板上还设置有安装板43，安装板43的底部设置有万向轮5，用于实现大容量电池组的安装、搬运和维修。
45.实施例2
46.如图6至图9所示，本实施例提供储能装置包括集装箱和设置在集装箱内的m组大容量电池组，m组大容量电池组通过集装箱体实现封装。储能装置中，大容量电池组的顶端和底端有电连接结构，与其它大容量电池组进行连接。
47.相邻大容量电池组之间通过以下方式实现串联。此时，第i-1组大容量电池组顶端大容量电池1的上盖板13为负极柱，底端大容量电池1的下盖板14为正极柱，第i组大容量电池组顶端大容量电池1的上盖板13为正极柱，底端大容量电池1的下盖板14为负极柱，第i+1组大容量电池组顶端大容量电池1的上盖板13为负极柱，底端大容量电池1的下盖板14为正极柱，第i-1组大容量电池组、第i-1组大容量电池组和第i+1组大容量电池组通过导电连接件实现串联，导电连接件具体可为导电连接排6或导电线缆7。导电连接排6的两端分别设置有第一导电齿61，相邻大容量电池1延伸至电池箱体12外侧的正极柱和负极柱上设置有第二导电齿21，第一导电齿61和第二导电齿21错位设置且被挤压塑性变形，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。或者，第i组大容量电池组和第i+1组大容量电池组之间通过导电线缆7实现电连接，导电线缆7的两端分别与相邻大容量电池1延伸至电池箱体12外侧的正极柱和负极柱连接，从而实现相邻大容量电池组之间的串联。