CN103066234A - 锂电池及其电极连接模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池电极连接模块，包括一电池盖板，以及安装于电池盖板之上的至少一个电极连接器。每一电极连接器包括一连接柱、多个密封环、一螺帽以及一内部连接端子。连接柱贯穿电池盖板，多个密封环安装于电池盖板，且连接柱由密封环中间贯穿，螺帽锁固于连接柱，并压迫密封环于电池盖板之上。内部连接端子干涉配合于连接柱之上。此外，本发明还涉及一种锂电池。

Description

锂电池及其电极连接模块

技术领域

本发明涉及一种锂电池及其电极连接模块，且特别是涉及一种锂铁电池及其电极连接模块。

背景技术

自电动车发展以来，最早被应用于电动车电池的是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池由于成本低、性价比高的特点，在如今也是应用最为广泛的一种电动车电池。

而在未来，锂电池无疑将成为动力电池发展的方向。锂电池重量轻、储能大、无污染，但是目前由于技术限制，它在动力车上的应用还非常有限。有鉴于此，业界看好锂电池市场的商机，大举投入锂电池的研发生产，近来磷酸锂铁电池的技术更是日新月异。

采用锂钴氧化物作为正极材料的锂电池又称为锂钴电池，锂钴电池除了具有高电容量及高能量密度的优点之外，温度特性及电池寿命的表现也不俗。然而，锂钴电池的产品安全性较让人忧心，尤其近几年来笔记型计算机及手机用锂电池的危安事件频传，更使得消费者对于锂钴电池的信任度下降。

磷酸锂铁电池的产品安全性远高于锂钴电池，但磷酸锂铁导电问题仍待改善，尤以安全性、增加电池蓄电量及降低成本为三大发展主轴。磷酸锂铁电池具有许多优点，例如高温特性佳、循环寿命长及材料成本低等，且磷酸锂铁电池的安全性更是目前锂电池的正极材料中最佳的。磷酸锂铁电池具有安全性高及寿命长等优点，但其封装与电极连接仍有进一步改善的空间，以使磷酸锂铁电池的使用更为广泛与安全。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种锂电池的电极连接模块，所述电极连接模块可以用来耦接锂电池的导电端子，以方便封装锂电池，提高锂电池的质量。

本发明的另一个目的在于提供一种锂电池的电极连接模块，所述电极连接模块可以将电极连接器的固定螺帽安装于电池外壳之中，可有效地避免人为使用时螺帽松脱，进而方便封装锂电池，且提高锂电池的品质。

因此，本发明提供一种锂电池电极连接模块，其包括具有至少一个开口的电池盖板，以及安装于该电池盖板的至少一个开口中的至少一个电极连接器。其中，每一电极连接器包括一连接柱、多个密封环、一螺帽以及一内部连接端子。连接柱贯穿电池盖板，多个密封环安装于电池盖板，且连接柱由密封环中间贯穿，螺帽锁固于连接柱，并压迫密封环于电池盖板之上，以及内部连接端子干涉配合于连接柱之上。

其中，螺帽位于电池盖板与内部连接端子之间，即螺帽位于电池盖板内侧安装于电池外壳内部的一面。所述密封环包括一防旋转密封环、一U形密封环耦合于电池盖板以及一内部密封环形成于U形密封环相对于防旋转密封环的另一侧。防旋转密封环包括一防旋转凸缘以及一防旋转外缘。而连接柱包括一防旋转部与防旋转密封环的防旋转凸缘耦合。此外，电池盖板还包括一固定框以与防旋转密封环的防旋转外缘耦合。

所述电池盖板还包括一环形凸缘，而U形密封环利用U形槽耦合于电池盖板的环形凸缘。连接柱还包括一固定部，该固定部形成有螺纹，以使螺帽锁固定于连接柱，并压迫密封环。连接柱还可包括一连接部，内部连接端子则包括一连接环，且连接部与连接环内部的连接孔为干涉配合。

此外，本发明的另一方面提供一种锂电池，该锂电池包括所述锂电池电极连接模块、外壳以及安装于外壳之中的电池芯，电池芯与锂电池电极连接模块的电极连接器电性连接。其中，所述电极连接器的连接柱由铝金属或铜金属所构成。

因此，本发明的电极连接模块以及配置有此电极连接模块的锂电池可有效地将电极连接器上的螺帽安装于电池盖板的内侧，有效地避免电池电极连接器产生松脱的情况。此外，利用连接柱的防旋转部，防旋转密封环，以及盖板本体的固定框更可有效地避免电极连接器于使用时产生旋转的情况。再者，本发明的电极接模块利用内部连接端子干涉配合于连接柱，不仅可以调整接合时的角度，更可以方便地与内部的电池芯进行电性连接。

附图说明

为了使本发明的上述以及其它目的、特征、优点与实施例更明显易懂，提供附图，在附图中：

图1是本发明锂电池的示意图。

图2是本发明锂电池连接器的一较佳实施例的示意图。

图3是图2的本发明锂电池连接器的较佳实施例的部分剖面示意图。

图4是本发明锂电池连接器的另一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，将配合图示说明如下，然而附图仅作为说明用途，并非用于局限本发明。

参阅图1，其公开本发明锂电池的示意图。如图1所示，锂电池100，例如是磷酸锂铁电池(LiFePO₄)，利用一外壳110包覆内部的电池芯，并利用电极连接模块120进行密封。其中，电极连接模块120分别形成有一负极连接器122与一正极连接器124，以将电池所储存的电能传输至所需的设备。

进一步参阅图2与图3。图2绘示本发明锂电池连接器的一较佳实施例的示意图，而图3则绘示图2的较佳实施例的部分剖面示意图，以方便说明电极连接模块200的结构。

如图所示，电极连接模块200包括一电池盖板210，电池盖板210上分别安装有一正极连接器220与一负极连接器230。其中，以负极连接器230为例，负极连接器230进一步包括一连接柱232、一防旋转密封环234、一U形密封环236、一内部密封环238、一螺帽240以及一内部连接端子242，并且该负极连接器230固定于盖板本体212。其中，防旋转密封环234、U形密封环236以及内部密封环238利用多个密封环，例如利用三层式密封环，以有效地避免泄漏的情况发生。

盖板本体212包括一开口2126，开口2126的周围较佳地形成有一环形凸缘2122，而环形凸缘2122的外侧则形成有一固定框2124。其中，固定框2124可以是正方形、三角形，或者是多边形，较佳地，固定框2124不为圆形。

连接柱232则包括一外部端子2322、一防旋转部2324、一穿设部2326、一固定部2328以及一连接部2329。

防旋转密封环234形成有一开口2342，开口的周围形成有一防旋转凸缘2344，而防旋转凸缘2344外侧则形成有一防旋转外缘2346。较佳地，防旋转凸缘2344的形状与防旋转部2324的形状互补，例如是正方形、三角形，或者是多边形，一般而言，其不为圆形。相同地，较佳地，防旋转外缘2346的形状与固定框2124的形状互补，故也可以是正方形、三角形，或者是多边形，较佳地不为圆形。防旋转密封环234的下方还包括一密封凸缘2348，以更紧密的与下方的U形密封环236结合。

U形密封环236较佳地包括一上密封部2362与一下密封部2368，上密封部2362与下密封部2368之间形成有一U形槽2366，以夹住盖板本体212的环形凸缘2122的上下两侧，而U形密封环236的中间则形成有一开口2364，以使连接柱232的穿设部2326穿设于其中。

下密封部2368较佳地还形成有一凹槽2369，以与安装于该下密封部2368下方的内部密封环238的凸缘2382密接。

内部密封环238的下方则包括螺帽240，用以与连接柱232的固定部2328锁固。因此，连接柱232的固定部2328较佳地还包括螺纹，以与螺帽240的螺纹锁固。当利用螺帽240与连接柱232的固定部2328锁固后，利用螺帽240与连接柱232的防旋转部2324产生的夹持力，使得防旋转密封环234、U形密封环236以及内部密封环238可以有效地固定于盖板本体212之上，并增加密封性。

再通过连接柱232的防旋转部2324，防旋转密封环234，以及盖板本体212的固定框2124可以有效地避免电极连接器230于使用时产生旋转的情况。且由于螺帽240是固定于连接柱232的固定部2328，该螺帽240位于锂电池的外壳之中，即电池盖板210的内侧，电池盖板210与内部连接端子242之间，故在使用锂电池时，使用者不会接触到螺帽，可以有效地避免现有的锂电池电极连接器产生松脱的情况。

接着，本发明的连接柱232在与内部连接端子242加以固定，可以利用液氮使连接柱232的连接部2329的尺寸因热涨冷缩的原理缩小，再与内部连接端子242结合。其中，内部连接端子242由底板2422、连接环2424以及连接孔2426所形成。当连接柱232的连接部2329缩小后，插入内部连接端子242的连接环2424内部的连接孔2426，以在回复常温后与连接孔2426产生紧密的干涉配合，进而避免产生滑动或转动的情况，且维持良好的电性连接。

因此，本发明的电极接模块可以利用内部连接端子242调整与连接柱232接合的角度，进而方便地与内部的电池芯电性连接。本发明的电极接模块的内部连接端子242则可以利用焊接等方式电性连接电极薄膜材料所构成的电池芯端子。

其中，连接柱232的外部端子2322较佳地还可包括螺纹，以方便与其它锂电池或者负载电性连接。正极连接器的连接柱较佳地是利用铜金属所构成，而负极连接器的连接柱较佳地是利用铝金属所构成。此外，U形密封环236的材料较佳地是利用橡胶所构成，例如天然橡胶或氟橡胶(Fluorine rubber)所构成。

参阅图4，其绘示本发明锂电池连接器的另一较佳实施例的示意图。如图所示，电极连接模块300包括一电池盖板310，该电池盖板310上分别安装有一正极连接器320与一负极连接器330。其中，以负极连接器330为例，负极连接器330进一步包括一连接柱332、一防旋转密封环334、一U形密封环336、一内部密封环338、一螺帽340以及一内部连接端子342，并且该负极连接器330固定于盖板本体312。其中，防旋转密封环334、U形密封环336以及内部密封环338是利用多个密封环，例如利用三层式密封环，以有效地避免泄漏的情况发生。

内部密封环338的下方包括螺帽340，用以与连接柱332锁固。当利用螺帽340与连接柱332锁固后产生的夹持力，使得防旋转密封环334、U形密封环336以及内部密封环338可以有效地固定于盖板本体312之上，并增加密封性。

由于螺帽340是固定于连接柱332的固定部3328，该螺帽340位于锂电池的外壳之中，即电池盖板310的内侧，电池盖板310与内部连接端子342之间，故在使用锂电池时，使用者不会接触到螺帽，可以有效地避免现有的锂电池电极连接器产生松脱的情况。

接着，本发明的连接柱332在与内部连接端子342加以固定，可以利用液氮使连接柱332的连接部3329的尺寸因热涨冷缩的原理缩小，再与内部连接端子342结合。

其中，内部连接端子342是由固定板3422、连接环3424以及连接孔3426所形成。当连接柱332的连接部3329缩小后，插入内部连接端子342的连接环3424内部的连接孔3426，以在回复常温后与连接孔3426产生紧密的干涉配合，进而避免产生滑动或转动的情况，且维持良好的电性连接。

因此，本发明的电极接模块可以利用内部连接端子342调整与连接柱332接合的角度，进而方便地与内部的电池芯电性连接。本发明的电极接模块还包括一端子盖板360，该端子盖板360上设置有开口362，该开口362的位置对应于固定板3422上的开口3428。因此，本发明的电极接模块的内部连接端子342与端子盖板360，可以利用螺栓350与螺帽370穿过开口3428与开口362加以固定，并有效地夹持与电性连接电极薄膜材料所构成的电池芯端子。

因此，本发明的锂电池与电极连接模块可有效地将电极连接器上的螺帽安装于电池的外壳之中，即电池盖板的内侧，故在使用电池时，使用者不会接触到螺帽，可以有效地避免电池电极连接器产生松脱的情况。此外，通过连接柱的防旋转部，防旋转密封环，以及盖板本体的固定框更可有效地避免电极连接器于使用时产生旋转的情况。再者，本发明的电极接模块利用内部连接端子干涉配合于连接柱，不仅可以调整接合时的角度，更可以方便地与内部的电池芯电性连接。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内可作各种修改与改变，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种锂电池电极连接模块，包括：

一电池盖板，包含至少一个开口；以及

至少一个电极连接器，安装于该电池盖板的该至少一个开口中，其中，每一该至少一个电极连接器包括：

一连接柱，经由该电池盖板的该开口，贯穿该电池盖板；

多个密封环，安装于该电池盖板的该开口中，且该连接柱由该些密封环中间贯穿；

一螺帽，锁固于该连接柱，并压迫该些密封环于该电池盖板之上；以及

一内部连接端子，干涉配合于该连接柱之上，其中该螺帽位于该电池盖板与该内部连接端子之间。

2.根据权利要求1所述的锂电池电极连接模块，其中所述密封环包括：

一防旋转密封环；

一U形密封环，耦合于该电池盖板；以及

一内部密封环，形成于该U形密封环相对于该防旋转密封环的另一侧。

3.根据权利要求2所述的锂电池电极连接模块，其中所述防旋转密封环包括一防旋转凸缘以及一防旋转外缘。

4.根据权利要求3所述的锂电池电极连接模块，其中所述连接柱包括一防旋转部，以与该防旋转密封环的该防旋转凸缘耦合。

5.根据权利要求3所述的锂电池电极连接模块，其中所述电池盖板还包括一固定框，以与该防旋转密封环的该防旋转外缘耦合。

6.根据权利要求2所述的锂电池电极连接模块，其中所述电池盖板还包括一环形凸缘，该U形密封环包括一U形槽耦合于该电池盖板的该环形凸缘。

7.根据权利要求1所述的锂电池电极连接模块，其中所述连接柱还包括：

一固定部，形成有螺纹，以使该螺帽锁固于该连接柱，并压迫该些密封环。

8.根据权利要求1所述的锂电池电极连接模块，其中所述连接柱还包括一连接部，而该内部连接端子包含一连接环，且该连接部与连接环内部的连接孔为干涉配合。

9.一种锂电池，包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的锂电池电极连接模块；

一外壳；以及

一电池芯，安装于该外壳之中，并与该锂电池电极连接模块的电极连接器电性连接。

10.根据权利要求9所述的锂电池，其中所述电极连接器的连接柱是由铝金属或铜金属所构成。

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