CN101162786B

CN101162786B - 可再充电电池及使用该可再充电电池的电池模块

Info

Publication number: CN101162786B
Application number: CN2007101406099A
Authority: CN
Inventors: 金泰容; 卞相辕
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: KR100814882B1; CN101162786A

Abstract

本发明公开一种能在短时间内容易地将正负电极彼此区分并且制造过程也得以简化的可再充电电池以及使用该可再充电电池的电池模块。可再充电电池包括：包含正负电极和置于正负电极之间的隔板的电极组件；顶面开放以容纳电极组件的壳体；安装在壳体上部的盖组件；具有包容部件并固定到盖组件的上连接盖；和具有凸状部件并固定到壳体下部的下连接盖。包容部件可钳制于上连接盖，凸状部件可钳制于下连接盖。

Description

可再充电电池及使用该可再充电电池的电池模块

技术领域

本发明涉及一种可再充电电池及使用该可再充电电池的电池模块，更具体地，涉及能在短时间内容易地区分正负电极且制造过程得到简化的可再充电电池以及使用该可再充电电池的电池模块。

背景技术

一般来说，电池模块包括数个或数十个相互连接的可再充电电池。可再充电电池由于其化学能和电能的转换是可逆的，所以能重复地进行充电和放电。近来，越来越多的无线移动电子产品发展起来，并且随着可再充电电池的小型化和重量的减轻，对具有高能量密度的可再充电电池的需求日益增强。

广泛使用的电池包括镍-镉电池、镍-氢电池、锂电池之类。具体而言，锂可再充电电池具有3.6V的操作电压，该电压是镍-镉电池或镍-氢电池的三倍，锂可再充电电池还具有每单位重量的高能量密度。因此，锂可再充电电池正在日益流行而用作移动电子设备电源。这种锂可再充电电池可以分为锂离子可再充电电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。虽然锂聚合物电池与锂离子可再充电电池很类似，但是锂离子可再充电电池的电解液用聚合物替换。这有助于形状设计的灵活性以及更高的安全性。

典型的可再充电电池包括具有正电极、负电极和置于两者之间的隔板的电极组件、为存放电极组件提供空间的壳体、以及与壳体组合以密封电极组件的盖板。正负电极中的每个均包括涂覆有活性材料的涂覆部分和未涂覆活性材料的未涂覆部分。未涂覆部分用于收集正负电极中产生的电流，并且导电接线片附着在未涂覆部分上。导电接线片将正负电极中产生的电流分别引向正负端子。根据电极组件和壳体的形状，可再充电电池可以被制成各种形状，例如圆柱形、矩形和袋型。

如上所述的具有多个彼此相连的可再充电电池的电池模块，广泛用作电源，用于驱动诸如移动电话、个人计算机和可携式摄像机之类的便携式小型化电子设备以及混合型电动车的电机。

当可再充电电池彼此组合起来构成电池模块时，它们串联设置，以便其中一个可再充电电池的正电极端子与相邻可再充电电池的负电极端子面向同一方向。于是，正负电极端子利用互连部件彼此连接起来。互连部件可以由诸如螺母的紧固机构固定。

在制造电池模块的过程期间，可再充电电池的正负电极应该在短时间内很容易地区分出来。如果不能很容易地区分它们，那么互连部件就可能插错。因此，应该很小心地执行制造过程。结果，需要很长的时间来制造电池模块，从而使产率下降。

发明内容

作为本发明的实施例，提供一种可再充电电池装置。该装置包括：电单元，其包括壳体、正电极和负电极；顶连接盖，其电连接到所述正电极；和底连接盖，其电连接到所述负电极。所述顶连接盖包括第一类的第一机械紧固件，所述底连接盖包括第二类的第二机械紧固件，所述第一类机械紧固件和第二类机械紧固件适于以不同的方式紧固。

所述第一机械紧固件可以包括包容部件，而所述第二机械紧固件包括凸状部件。所述包容部件可以包括螺母，所述螺母包括：头部；螺纹孔；和从头部延伸出的锁部。

所述顶连接盖可以进一步包括：第一底部，其固定于所述正电极，并包括中心孔；和第一支撑部，其从所述第一底部突出，并包括顶部、侧部和设置在所述顶部上的中心孔。

所述螺母可以钳制于所述第一支撑部，并且所述螺母的锁部钳制于所述第一支撑部的中心孔。所述螺母通过强行插入所述第一支撑部的中心孔而与所述顶连接盖结合，并且所述第一支撑部的机械强度低于所述螺母的锁部的机械强度。

所述螺栓可以包括：头部；从所述头部延伸出的锁部；和螺纹杆。所述底连接盖可以进一步包括：第二底部，其固定于所述负电极上，并包括中心孔；和第二支撑部，其从所述第二底部突出，并包括顶部、侧部和设置在所述顶部上的中心孔。

所述螺栓可以钳制于所述第二支撑部的中心孔，并且所述螺栓的锁部钳制于所述第二支撑部。所述螺栓通过强行插入所述第二支撑部的中心孔而与所述底连接盖结合，并且所述第二支撑部的机械强度低于所述螺栓的锁部的机械强度。

作为本发明的另一实施例，提供一种电池模块装置。该装置包括：包括第一电池和第二电池的多个上述可再充电电池；和一个或多个互连部件，其中一个所述互连部件可分离地电互连并机械互连所述第一电池的电极和所述第二电池的电极。所述互连部件可以包括第一连接部分和第二连接部分。所述第一机械紧固件可以包括包容部件，并且所述第二机械紧固件包括凸状部件。所述第一连接部分可以被配置成连接到包容部件，并且所述第二连接部分被配置成连接到凸状部件。

所述第一连接部分可以被配置成连接到凸状部件，并且所述第二连接部分被配置成连接到凸状部件。所述第一连接部分可以被配置成连接到包容部件，并且所述第二连接部分被配置成连接到包容部件。

所述包容部件可以包括螺母，所述凸状部件包括螺栓。所述互连部件可利用一固定装置与顶连接盖和底连接盖可分离地结合。所述互连部件包括：与所述螺母的孔连接的第一通孔；和插入螺栓的第二通孔。所述固定装置可包括插入所述第一通孔并与所述螺母结合的固定螺栓和与所述螺栓结合的固定螺母。

作为本发明的又一实施例，提供一种电池模块装置。该装置包括：上述的第一电池；上述的第二电池；上述的第三电池；包括第一和第二连接部分的第一互连部件；包括第一和第二连接部分的第二互连部件；包括第一和第二连接部分的第三互连部件；和包括第一和第二连接部分的第四互连部件。

所述第一互连部件的第二连接部分可连接到所述第一电池的顶连接盖，所述第二互连部件的第一连接部分连接到所述第一电池的底连接盖，所述第二互连部件的第二连接部分连接到所述第二电池的顶连接盖，所述第三互连部件的第一连接部分连接到所述第二电池的底连接盖，所述第三互连部件的第二连接部分连接到所述第三电池的顶连接盖，并且所述第四互连部件的第一连接部分连接到所述第三电池的底连接盖。

本发明提供了一种能在短时间内将正负电极彼此区分并使制造过程得以简化以缩短制造时间的可再充电电池，以及使用该可再充电电池的电池模块。

根据本发明的一方面，提供一种可再充电电池，其包括：i)包含正负电极和置于正负电极之间的隔板的电极组件；ii)顶面开放以容纳电极组件的壳体；iii)安装在壳体上部的盖组件；iv)具有包容部件并固定到盖组件的上连接盖；和v)具有凸状部件并固定到壳体下部的下连接盖。

上连接盖可以包括：固定于盖组件并在其中心具有孔的第一底部；和从所述第一底部的内周界突出的第一支撑部。第一底部可以焊接到所述盖组件。所述焊接可以是电阻焊或激光焊。至少一个放气孔可以形成在所述第一支撑部的侧面中。所述包容部件可以固定于所述第一支撑部的内表面。进一步，所述包容部件可以钳制于所述第一支撑部。

下连接盖可以包括：固定于所述壳体下表面并在其中心具有孔的第二底部；和从所述第二底部的内周界突出的第二支撑部。所述第二底部可以焊接到所述壳体的下表面。所述焊接可以是电阻焊或激光焊。所述凸状部件可以固定于所述第二支撑部的内表面。进一步，所述包容部件可以钳制于所述第一支撑部。

所述包容部件可以是钳制于上连接盖的螺母。在这种情况下，所述螺母可以包括：头部；与所述头部的表面结合的第一突起；与所述第一突起的表面结合的第二突起；和与所述第二突起的表面结合的第三突起，其中所述第二突起的直径小于第一和第三突起的直径，以在第一和第三突起之间形成承接部分。所述螺母可以通过强行插入来与所述上连接盖结合，并且所述承接部分可以填充以上连接盖的材料。上连接盖的机械强度可以小于所述螺母的机械强度。

所述凸状部件是钳制于下连接盖的螺栓。在这种情况下，所述螺栓可以包括：头部；与所述头部的表面结合的第一突起；与所述第一突起的表面结合的第二突起；与所述第二突起的表面结合的第三突起；和与所述第三突起的表面结合的主体，并且所述第二突起的直径小于第一和第三突起的直径，以在第一和第三突起之间形成承接部分。所述螺栓可以通过强行插入来与所述下连接盖结合，并且所述承接部分可以填充以下连接盖的材料。下连接盖的机械强度可以小于所述螺栓的机械强度。

可再充电电池可以是圆柱形锂可再充电电池。

根据本发明的另一方面，提供一种可再充电电池，其包括：i)包含正负电极和置于正负电极之间的隔板的电极组件；ii)顶面开放以容纳电极组件的壳体；iii)安装在壳体上部的盖组件；iv)具有凸状部件并固定到盖组件的上连接盖；和v)具有包容部件并固定到壳体下部的下连接盖。

根据本发明的再一方面，提供一种电池模块，其包括：多个在前述方面中描述的可再充电电池；和至少一个互连部件，该互连部件与其中一个可再充电电池的上连接盖和相邻可再充电电池的下连接盖结合，以使可再充电电池彼此互连。

多个可再充电电池可以串联设置，以便其中一个可再充电电池的上连接盖与相邻可再充电电池的下连接盖面向同一方向。

互连部件可以利用一固定装置与上连接盖和下连接盖可分离地结合。互连部件可以包括：与所述螺母的孔连接的第一通孔；和插入螺栓的第二通孔。所述固定装置包括插入所述第一通孔并与所述螺母结合的固定螺栓和与所述螺栓结合的固定螺母。

多个可再充电电池可以串联地彼此互连。

根据本发明的再一方面，提供一种电池模块，其包括：多个可再充电电池，每个可再充电电池都包括：具有正负电极和置于它们之间的隔板的电极组件、容纳所述电极组件的壳体、分别安装在所述壳体的上下两部分中的上下连接盖、和分别钳制于所述上下连接盖的紧固件；以及至少一个互连部件，其连接到相邻可再充电电池的紧固件，以将相邻的可再充电电池彼此互连。

根据本发明的又一方面，提供一种电池模块，其包括：包含与包容部件结合的上连接盖的第一可再充电电池；包含与凸状部件结合的下连接盖的第二可再充电电池；和互连部件，其与所述上下连接盖结合以将第一和第二可再充电电池彼此互连。

包容部件可以钳制于上连接盖，凸状部件可以钳制于下连接盖。第一和第二可再充电电池可以串联设置，以便第一可再充电电池的上连接盖与第二可再充电电池的下连接盖面向同一方向。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上和其它特征及优点将变得更加清楚，其中：

图1是图示根据本发明实施例的可再充电电池的截面透视图；

图2是图示如图1所示的可再充电电池的上部分的局部截面图；

图3是图示如图2所示的上连接盖和包容部件的分解透视图；

图4是图示如图1所示的可再充电电池的下部分的局部截面图；

图5是图示如图4所示的下连接盖和凸状部件的分解透视图；

图6是图示根据本发明另一实施例的可再充电电池的截面透视图；

图7是图示由多个图1所示的可再充电电池构成的电池模块的透视图；和

图8是图示图1所示的可再充电电池中的电流流动的局部截面图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本发明的示范性实施例，以便本领域的技术人员可以很容易地实施本发明。不过，本发明并不局限于在此所描述的实施例，而是可以以各种形式具体实现。为了简化结合附图而针对本发明的描述，将不描述与本发明不相关的元件。贯穿整个申请文件，相同的附图标记指代相同的元件。而且，将不详细描述本领域已经众所周知的元件。

图1是图示根据本发明实施例的可再充电电池100的截面透视图。可再充电电池100是锂离子可再充电电池，但是本发明不局限于此。

参见图1，可再充电电池包括电极组件110、壳体120、盖组件140、上连接盖145、下连接盖165、绝缘罩129和中心销(未示出)。

电极组件110包括通过将负活性材料粘到电荷集电体上形成的负电极112、通过将正活性材料粘到电荷集电体上形成的正电极114、和介于正电极114与负电极112之间以避免二者之间短路的隔板113。

更具体地说，负电极112通过如下过程制造：通过混合负活性材料粉末、用于负电极的粘合剂(negative binder)、黏合剂和类似物来获得浆型活性材料层，然后将该浆型活性材料层涂覆在诸如铜片的电荷集电体上。在这种情况下，负活性材料可以包括从天然石墨、人造石墨、石墨碳、非石墨碳及其组合所组成的组中选出的碳材料，并将其作为主要成分。此外，负接线片132与负电极112组合，并与壳体120的内下表面接触。结果，壳体120可以用作负电极。勿庸赘言，对于本领域的技术人员而言显而易见的是，可以让负电荷集电体(未示出)替代负接线片132与负电极112相连。

正电极114通过如下过程制造：通过混合正活性材料粉、用于正电极的粘合剂(positive binder)、正导电添加剂和类似物来获得浆型活性材料层，然后将该浆型活性材料层涂覆在诸如铝片的电荷集电体上。正活性材料可以包括从LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂、LiCrO₂和LiMn₂O₄所组成的组中选出的锂金属氧化物。正接线片134与正电极114组合，并从正电极114抽出，然后与盖组件140的安全排气口装置142相连。勿庸赘言，可以让正电荷集电体(未示出)替代正接线片134与正电极114连接。在这种情况下，正电荷集电体的引线片(未示出)与盖组件140相连。

隔板113将正电极114和负电极112彼此分开，并为锂离子提供循环通路。隔板113可以是由聚乙烯、聚丙烯或聚偏二氟乙烯形成的单层膜，也可以是具有由它们形成的两层或更多层的多层膜，或者是混合的多层膜，例如聚乙烯/聚丙烯双层隔板、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层膜、和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔板。

电极组件110可以通过如下过程获得：依次层叠负电极、隔板113和正电极114，将中心杆(未示出)与层叠物的端部组合，并将它们卷成圆柱形。所获得的电极组件110可以插入下文将要描述的壳体120中，然后，中心杆可与电极组件110分离。通过分离中心杆产生的空缺空间可以填充以中心销(未示出)。中心销将避免电极组件在可再充电电池100的充/放电操作期间产生的变形，并且中心销具有与空缺空间适配的圆柱形。这种中心销可由诸如铁、铜、镍和镍合金的金属形成，或者也可由聚合物形成。

同时，在前述电极组件110的上下两侧分别安装上绝缘板138和下绝缘板136，以避免电极组件110与壳体120之间不必要的电短路。

壳体120包括用于容纳圆柱形电极组件110的内部空间。壳体120具有开放的顶表面，电极组件110可以插入该顶表面。壳体120还包括卷边部分123和卷曲部分125，以便固定位于壳体120内部空间的盖组件140和电极组件110。如下文将详细描述的，盖组件140密封壳体120。被密封的壳体120填充有电解液(未示出)，这使得在充电/放电操作期间由电化学反应产生的锂离子在正电极114和负电极112之间移动。

盖组件140包括电极盖143、正温度系数元件141、安全排气口装置142和垫圈144，并且盖组件140安装于开口壳体120的顶端以将其密封。

垫圈144覆盖导电的电极盖143、正温度系数元件141和安全排气口装置142的侧表面，以将它们与壳体120隔开。

利用诸如焊接之类的连结过程，从正电极114引出的正电极接线片134连附在安全排气口装置142具有的下表面上。当可再充电电池100的内部压力超过预定值时，安全排气口装置142向上开启，以切断与正电极114的电连接。尽管在实施例中安全排气口装置142和正电极接线片134彼此直接相连，但是对于本领域的技术人员来说，在安全排气口装置142下方可以进一步依次层叠绝缘部件(未示出)和盖板(未示出)，并且正电极接线片134可以与盖板组合在一起。

正温度系数元件141与安全排气口装置142的上部电连接且机械连接。当正温度系数元件141的温度升高到超过预定水平时，正温度系数元件141的电阻增大到接近无限大的水平。因此，当可再充电电池100的温度升高到超过预定水平时，它可以用于使充/放电电流停止流动。当可再充电电池100的温度降到预定水平之下时，正温度系数元件141的电阻又下降回来。相应地就可以恢复可再充电电池100的功能。

为了避免由过充电/过放电操作、超高温、溢流之类所引发的异常状况，根据本实施例的可再充电电池100除了包括前述的安全排气口装置142和正温度系数元件141之外还可以进一步包括另装的安全装置。

电极盖143与正温度系数元件141的上部相连，以从外部施加电流。电极盖143的侧面具有第一放气孔143a，其使得当安全排气口装置142发生故障时，可再充电电池100的内部气体可以被释放出来。

利用诸如电阻焊或激光焊之类的焊接工艺，上连接盖145可以固定到电极盖143上。利用诸如电阻焊或激光焊之类的焊接工艺，下连接盖165可以固定到壳体120的下表面上。根据本实施例，上连接盖145和下连接盖165具有相同的形状，并由相同的材料制成。勿庸赘言，上连接盖145和下连接盖165可以具有不同的形状。

紧固件安装于上连接盖145和下连接盖165中。根据本实施例，紧固件包括凸状部件和包容部件。也就是说，作为包容部件的螺母150安装在上连接盖145中，而作为凸状部件的螺栓安装在下连接盖165中。

上连接盖145、下连接盖165和紧固件用于与互连部件185一起构建电池模块，这将在下文进行描述。将参考图2至图5来更详细地描述上连接盖145、下连接盖165和紧固件。

同时，可以安装绝缘罩129来围住壳体120的上周界。绝缘罩129具有诸如使电极间绝缘和减震的功能。

图2是图示图1所示的可再充电电池100的上部分的局部截面图，图3是图示图2所示的上连接盖145和包容部件的分解透视图。参见图2和图3，上连接盖145包括第一底部146和第一支撑部147，并被固定于电极盖143。包容部件钳制于第一支撑部147的内上表面。尽管根据本实施例螺母150用作包容部件，但本发明不局限于此。

第一底部146为去除中央部分的盘形。第一底部146利用诸如电阻焊和激光焊的焊接工艺固定到电极盖143。第一支撑部147从第一底部146的内圆周突出预定的高度。第一支撑部147的高度可以根据安装于内表面的螺母150的高度进行合适的调整。

第二放气孔147a以预定的间隔形成在第一支撑部147的侧面。与第一放气孔143a相似，当安全排气口装置142发生故障时，第二放气孔147a允许释放出可再充电电池100的内部气体。

螺母150包括头部158、与头部158一表面结合的第一突起151、与第一突起151的与头部158的上述结合表面相对的表面结合的第二突起152，和与第二突起152的与第一突起151结合的表面相对的表面结合的第三突起153。在这种情况下，由于第二突起152的直径小于第一突起151和第三突起153的直径，所以在第一突起151和第三突起153之间形成承接部分154。

利用钳制接合或强行插入，螺母150被安装在上连接盖145中。具体地，紧钳螺母150被置于上连接盖145的内部，并且紧钳螺母150被强行插入形成在上连接盖145中的缝隙内。然后，上连接盖145的承受压力的一部分变形，并与紧钳螺母150的承接部分154接合。结果，上连接盖145和螺母150能够彼此牢固结合。由于这种钳制接合为本领域所公知，所以这里不再对此进行详细描述。

由于钳制接合过程，所以与通常的焊接过程相比，可以使接合过程更简单，并且可以减少接合过程所花时间。

对于这类钳制接合，上连接盖145的机械强度优选小于螺母150的机械强度。例如，上连接盖145可以由低碳钢形成。虽然上述的螺母150仅仅是本发明的一个示例，不过在根据本实施例的可再充电电池100中可以采用本领域公知的各种类型的紧钳螺母。

当多个可再充电电池100组合而形成电池模块300时(参见图7)，螺母150与固定螺栓195接合(参见图7)。下文中将详细描述螺母150与螺栓195之间的接合。

图4是图示如图1所示的可再充电电池的下部分的局部截面图，图5是图示如图4所示的下连接盖和凸状部件的分解透视图。现在将参照图4和图5详细描述下连接盖165和凸状部件。

下连接盖165包括第二底部166和第二支撑部167。下连接盖165固定在壳体120的下表面上。凸状部件以穿孔方式从第二支撑部167的内部延伸到外部。尽管在本实施例中螺栓170用作凸状部件，但本发明不局限于此。

第二底部166为去除中央部分的盘形。第二底部166利用诸如电阻焊和激光焊的焊接工艺固定到壳体120的下表面上。第二支撑部167从第二底部166的内圆周突出预定的高度。尽管本实施例中在第二支撑部167的侧面上以预定间隔形成孔167a，但是在固定于壳体120下表面的第二支撑部167上也可以不形成孔167a。

螺栓170包括头部178、与头部178一表面结合的第一突起171、与第一突起171的和头部178的上述结合表面相对的表面结合的第二突起172、与第二突起172的和第一突起171的上述结合表面相对的表面结合的第三突起173、和与第三突起173的和第二突起172的上述结合表面相对的表面结合的主体177。在这种情况下，由于第二突起172的直径小于第一突起171和第三突起173的直径，所以在第一突起171和第三突起173之间形成承接部分174。在主体177的表面上形成有螺纹，用于与固定螺母199接合(参见图7)。

利用钳制接合(即，强行插入)，可以将螺栓170安装在下连接盖165中。安装方法类似于螺母150和上连接盖145之间的安装，因此不再详细描述安装方法。由于钳制接合过程，所以与通常的焊接过程相比，可以使接合过程更简单，并且可以减少接合过程所花时间。对于这类钳制接合，下连接盖165的机械强度优选小于螺栓170的机械强度。此外，螺栓170仅仅是本发明的一个示例，在根据本实施例的二次电池100中可以采用本领域所公知的各种紧钳螺栓。

当多个可再充电电池100组合而形成电池模块300(参见图7)时，螺栓170与固定螺母199接合(参见图7)。下文将详细描述螺栓170与固定螺母199之间的接合。

图6图示了根据本发明另一实施例的可再充电电池200。参见图6，螺栓170钳制于上连接盖145，而螺母150钳制于下连接盖165。除了这种构造之外，图6所示的可再充电电池200与前述实施例的类似。

图7是图示通过连接多个具有上述构造的可再充电电池100而构成的电池模块300的透视图。尽管为了描述简单，图7只示出一对可再充电电池100，但是可以连接更多个可再充电电池100。参见图7，利用互连部件185将一对可再充电电池100连接起来。

一对可再充电电池100相反设置。也就是说，一对可再充电电池100串联放置，以便可再充电电池100的上连接盖145和相邻的可再充电电池100的下连接盖165面向同一方向。然后，互连部件185被设置而横跨一个可再充电电池100的上连接盖145和另一可再充电电池100的下连接盖165。

互连部件185是用于互连多个可再充电电池100的导体，并可以形成各种形状。例如，本实施例的互连部件185为矩形面板形状。第一通孔185a和第二通孔185b分别形成在互连部件185的两端。第一通孔185a与安装于上连接盖145中的螺母150的孔相连，而第二通孔185b被插入了安装于下连接盖165中的螺栓170。然后，互连部件185利用与螺母150接合的固定螺栓195和与螺栓170接合的固定螺母199固定到上连接盖145和下连接盖165。

如上所述，互连部件185固定到一个可再充电电池100的上连接盖145和相邻可再充电电池100的下连接盖165。因此，多个可再充电电池100串联地电连接。也就是说，通过利用上连接盖145和下连接盖165、安装在上连接盖145和下连接盖165中的螺母150和螺栓170、互连部件185以及固定螺栓195和螺母199互连多个可再充电电池100，就构建了电池模块300。多个可再充电电池100可以并联地电连接。

同时，上连接盖145的机械强度优选小于电极盖143的机械强度。上连接盖145能弹性响应施加给安装在上连接盖145中的螺母150的预定的力，以紧固固定螺栓195。因此，设置在上连接盖145下面的电极盖143可以被安全保护而免于承受所述预定的力。

参见图8，在根据本发明实施例的可再充电电池100中，电流流向电极盖143、上连接盖145和互连部件185(如图中箭头所示)，但是并不流向安装在上连接盖145的内表面中的螺母150。结果，根据本发明实施例，可以减小由螺母150造成的电阻。此外，在电池模块300的设计阶段，也没有必要考虑螺母150的电阻。因此，可以减轻设计负担。

如上所述，根据本发明的实施例，由于能彼此区分的凸状部件和包容部件与上下连接盖接合，所以可以在短时间内很容易地区分出可再充电电池的正负电极。进一步地，由于可以很容易地区分出正负电极，所以可以避免在错误安装互连部件时引发的问题。此外，可以缩短区分可再充电电池的正负电极所花的时间。因此，可以提高电池模块和可再充电电池的产率。

此外，根据本发明的实施例，紧固件与上下连接盖接合。这种接合工艺比通常的焊接工艺更简单易行。进一步地，由于钳制接合，所以能缩短接合过程时间。这有利于缩短可再充电电池和电池模块的制造时间，也有利于提高产率。

此外，根据本发明实施例，由于紧固件仅通过强行插入而与上下连接盖接合，所以与使用焊接工艺的相关技术相比，可以减少可再充电电池和电池模块的制造成本。

由于紧固件通过强行插入而与上下连接盖接合，所以可以避免由焊接热引起的紧固件和上下连接盖的材料属性的恶化。并且，由于不会在紧固件和上下连接盖中留下焊接轨迹，所以可以提供光洁的外观。

进一步，由于与通常的焊接工艺相比，钳制接合具有更强的接合力，所以紧固件与上下连接盖之间的接合部更能抵抗外力。

尽管已经描述了本发明的示范性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是可以在不脱离本发明的所附权利要求、详细的描述和附图的范围内进行各种形式的修改。因此，这些修改自然落入本发明的范围。

Claims

1.一种可再充电电池装置，包括：

电单元，其包括壳体、正电极和负电极；

顶连接盖，其电连接到所述正电极；和

底连接盖，其电连接到所述负电极，

其中，所述顶连接盖包括第一类的第一机械紧固件，所述底连接盖包括第二类的第二机械紧固件，所述第一类机械紧固件和第二类机械紧固件适于以互补的方式紧固；

其中所述第一机械紧固件包括包容部件，而所述第二机械紧固件包括凸状部件；

其中所述包容部件包括螺母，

其中所述螺母包括：头部；螺纹孔；和从所述头部延伸出的承接部分；

其中所述螺母进一步包括与所述头部的表面结合的第一突起、与所述第一突起的与所述头部结合的表面相对的表面结合的第二突起和与所述第二突起的与所述第一突起结合的表面相对的表面结合的第三突起；所述第二突起的直径小于所述第一突起和第三突起的直径，所述承接部分形成在所述第一突起和第三突起之间；

其中所述顶连接盖进一步包括：第一底部，其固定于所述正电极，并包括中心孔；和第一支撑部，其从所述第一底部突出，并包括顶部、侧部和设置在所述顶部上的中心孔；并且

其中所述螺母钳制于所述第一支撑部，并且所述螺母的承接部分钳制于所述第一支撑部的中心孔。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述螺母通过强行插入所述第一支撑部的中心孔而与所述顶连接盖结合，并且所述第一支撑部的机械强度低于所述螺母的承接部分的机械强度。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述凸状部件包括螺栓，所述螺栓包括：

头部；

从所述头部延伸的承接部分；和

螺纹杆；

其中所述螺栓进一步包括与所述头部的表面结合的第一突起、与所述第一突起的和所述头部结合的表面相对的表面结合的第二突起、与所述第二突起的和所述第一突起结合的表面相对的表面结合的第三突起；所述第二突起的直径小于所述第一突起和所述第三突起的直径，所述承接部分形成在所述第一突起和所述第三突起之间。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述底连接盖进一步包括：

第二底部，其固定于所述负电极，并包括中心孔；和

第二支撑部，其从所述第二底部突出，并包括顶部、侧部和设置在所述顶部上的中心孔。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述螺栓钳制于所述第二支撑部的中心孔，并且所述螺栓的承接部分钳制于所述第二支撑部。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述螺栓通过强行插入所述第二支撑部的中心孔而与所述底连接盖结合，并且所述第二支撑部的机械强度低于所述螺栓的承接部分的机械强度。

7.一种电池模块装置，包括：

多个可再充电电池，其包括第一电池和第二电池，每个电池均包括如权利要求1所述的电池装置；和

一个或多个互连部件，其中一个所述互连部件可分离地互连所述第一电池的电极和所述第二电池的电极。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述互连部件包括第一连接部分和第二连接部分。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述第一连接部分被配置成连接到所述第一电池的包容部件，并且所述第二连接部分被配置成连接到所述第二电池的凸状部件。

10.如权利要求8所述的装置，其中所述互连部件利用一固定装置而与顶连接盖和底连接盖可分离地结合。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述互连部件包括：

与所述螺母的孔连接的第一通孔；和

插入所述螺栓的第二通孔，

其中所述固定装置包括插入所述第一通孔并与所述螺母结合的固定螺栓和与所述螺栓结合的固定螺母。

12.一种电池模块装置，包括：

如权利要求1所述的第一电池；

如权利要求1所述的第二电池；

如权利要求1所述的第三电池；

包括第一和第二连接部分的第一互连部件；

包括第一和第二连接部分的第二互连部件；

包括第一和第二连接部分的第三互连部件；和

包括第一和第二连接部分的第四互连部件。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述第一互连部件的第二连接部分连接到所述第一电池的顶连接盖，所述第二互连部件的第一连接部分连接到所述第一电池的底连接盖，所述第二互连部件的第二连接部分连接到所述第二电池的顶连接盖，所述第三互连部件的第一连接部分连接到所述第二电池的底连接盖，所述第三互连部件的第二连接部分连接到所述第三电池的顶连接盖，并且所述第四互连部件的第一连接部分连接到所述第三电池的底连接盖。

14.一种电池模块，包括：

多个可再充电电池，每个可再充电电池均包括：

具有正负电极和置于它们之间的隔板的电极组件，

容纳所述电极组件的壳体，

分别安装在所述壳体的上部分和下部分中的上连接盖和下连接盖，和

具有钳制于所述上连接盖的承接部分的第一紧固件，和具有钳制于所述下连接盖的承接部分的第二紧固件，所述第一紧固件和所述第二紧固件适于以互补的方式紧固；以及

至少一个互连部件，其连接到相邻可再充电电池的紧固件，以将相邻的可再充电电池彼此互连；

其中所述第一紧固件包括螺母，所述螺母包括：头部、与所述头部的表面结合的第一突起、与所述第一突起的与所述头部结合的表面相对的表面结合的第二突起和与所述第二突起的与所述第一突起结合的表面相对的表面结合的第三突起；所述第二突起的直径小于所述第一突起和第三突起的直径，所述承接部分形成在所述第一突起和第三突起之间；

其中所述第二紧固件包括螺栓，所述螺栓包括头部、与所述头部的表面结合的第一突起、与所述第一突起的和所述头部结合的表面相对的表面结合的第二突起、与所述第二突起的和所述第一突起结合的表面相对的表面结合的第三突起；所述螺栓的所述第二突起的直径小于所述螺栓的所述第一突起和所述第三突起的直径，所述螺栓的所述承接部分形成在所述螺栓的所述第一突起和所述第三突起之间。