CN103314468A - 电池模块和电极片超声波焊接方法 - Google Patents

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Abstract

提供了电池模块和电极片超声波焊接方法。本发明涉及电池模块和电极片超声波焊接方法，其中通过形成锯齿形的电极片，向上延伸的电极片被向下弯折并且再向上弯折以允许电极片形成为锯齿形式来吸收振动，即便当与电池单元平行地形成的焊接部分通过超声波振动而熔融时，这样最小化对电池单元的损害。

Description

电池模块和电极片超声波焊接方法
技术领域
本发明涉及电池（battery）模块和电极片超声波焊接方法。更具体地，本发明涉及电池模块和电极片超声波焊接方法，通过形成锯齿形的电极片，向上延伸的电极片被向下弯折然后再向上弯折，以允许电极片形成锯齿形来吸收振动，即便与电池单元（battery cell）平行地形成的焊接部分被超声波振动熔融，这样最小化对电池单元的损害。
背景技术
使用内燃机使用汽油或重油作为主要燃料的汽车对环境污染，例如空气污染等，具有严重的影响。因此，近来进行了很多尝试来开发电车或混合型汽车，以减少污染物的产生。
近年来，使用高能量密度的非水电解质的高输出二次电池已经开发。
大容量二次电池通过串联连接多个高输出二次电池而构成，使得大容量电池可以用于需要大功率来驱动电机的装置，例如电车等。
这样，在单一的大容量二次电池（下文中，称为“电池”）中，多个单元相互串联或并联连接到一起。
在这种情况下，电池被提供有用于将所述多个单元相互电连接到一起的电极片，其中所述多个单元通过各种方法相互连接，例如夹接、压接、焊接、螺纹连接等。
其中，图1是示出了根据相关技术的焊接方法的框图。图1中示出的相关技术的焊接方法中，在电极片的焊接部分21被定位成通过在垂直于单元10的方向上弯折而彼此重叠，之后在与电极片20的焊接部分21的表面垂直的方向上进行焊接。
然而，图1中示出的焊接方法不能容易地焊接至少三片电极片，不能以并联结构连接电极片，并且不能将电极片焊接到添加了电池感测线等（cell sensing line）的电极片。
另外，在激光焊接方法的情况中，激光焦点尺寸只有约230μm。因此，将被焊接的部分的尺寸应在激光焦点尺寸内，这导致在模块装配过程中大大降低规模生产。
因而，需要开发能够简化焊接方法和制造过程的电池模块和电极片焊接方法以提高规模生产。
发明内容
【技术问题】
本发明的目的是提供电池模块和电极片超声波焊接方法，通过形成锯齿形的电极片，向上延伸的电极片被向下弯折并且再向上弯折以允许电极片被形成为锯齿形式而吸收振动，即便当与电池单元平行地形成的焊接部分通过超声波振动而熔融时，这样最小化对电池单元的损害。
本发明的另一目的是提供能够在不损坏电池单元的情况下简化制造过程的电池模块和电极片超声波焊接方法，同时用超声波焊接焊接电极片比激光焊接具有更大规模的生产。
【技术方案】
在一个总体方面中，提供了一种电池模块，包括至少两个电池单元和从电池单元中的每一个伸出并且通过超声波焊接相互焊接到一起的电极片，所述电池模块包括：延伸部，其中向上延伸的电极片被向下弯折，和焊接部分，其中所述延伸部被再次向上弯折以形成平行于电池单元方向上的焊接表面。
所述电池模块可具有串联形式，其中，彼此相邻的负电极片和正电极片被焊接到一起，并且所述负电极片和所述正电极片可在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
所述电池模块可具有并联形式，其中，具有相同极性的相邻电极片被焊接到一起，并且所述相邻电极片可在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
所述延伸部可包括在平行于电池单元方向上延伸的第一延伸部和从第一延伸部的端部向下弯折地延伸的第二延伸部。
所述电池模块可通过重复地向上和向下弯折所述向下弯折的延伸部而形成。
所述电池模块可还包括弯折成“W”或“N”字母形状的虚接头，其中，所述虚接头的一侧和另一侧分别被焊接到相邻电池模块的电极片的焊接部分。
在另一个总体方面中，提供了电池模块的电极片超声波焊接方法，其中所述电池模块包括至少两个电池单元和从电池单元中的每一个伸出并且通过超声波焊接相互焊接到一起的电极片，所述方法包括：形成焊接部分，所述焊接部分形成平行于电池单元方向上的焊接表面，并且所述电极片包括延伸以将焊接部分连接到电池单元的延伸部；固定焊接部分，使电极片的焊接部分彼此接触；以及执行超声波焊接，以通过超声波振动熔融焊接部分。
在所述固定步骤中，用于固定电池单元的转角被使用。
所述执行超声波焊接可包括按压焊接部分的焊接表面，以通过实施粘合的构件粘合焊接部分的焊接表面。
在按压步骤中，所述实施粘合的构件可以是辊子或弹簧。
【有益效果】
根据本发明的示例型实施例的电池模块和电极片超声波焊接方法形成锯齿形的电极片，其中向上延伸的电极片被向下弯折并且再向上弯折以允许电极片形成为锯齿形式而吸收振动，即便当与电池单元平行地形成的焊接部分通过超声波振动而熔融时，这样最小化对电池单元的损害。
另外，根据本发明的示例型实施例的电池模块和电极片超声波焊接方法能够在不损坏电池单元的情况下简化制造过程，同时用超声波焊接焊接电极片比激光焊接具有更大规模的生产。
附图说明
图1是示出了根据现有技术的电池焊接的框图。
图2是根据本发明的示例型实施例的电池模块的透视图。
图3是根据本发明的示例型实施例的电池的透视图。
图4是示出了根据本发明的示例型实施例的电池的电极片的弯折形状的断面图。
图5是根据本发明的示例型实施例的电池模块的断面图。
图6是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的断面图。
图7是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的断面图。
图8是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的透视图。
图9是示出了根据本发明的示例型实施例的电极片超声波焊接方法的示意图。
具体实施方式
下面，参考附图详细描述根据本发明的示例型实施例的电池模块和电极片超声波焊接方法。
图1是示出了根据现有技术的电池焊接的框图，图2是根据本发明的示例型实施例的电池模块的透视图，图3是根据本发明的示例型实施例的电池的透视图，图4是示出了根据本发明的示例型实施例的电池的电极片的弯折形状的断面图，图5是根据本发明的示例型实施例的电池模块的断面图，图6是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的断面图，图7是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的断面图，图8是根据本发明的示例型实施例的另一电池模块的透视图，图9是示出了根据本发明的示例型实施例的电极片超声波焊接方法的示意图。
根据本发明的示例型实施例的电池模块1是指相互连接的多个电池。电池模块1包括至少两个电池单元100和从电池单元100中的每一个伸出以使电池单元彼此焊接到一起的多个电极片200。
在此配置中，电池模块1被构造成包括延伸部210，其中向上延伸的电极片200被向下弯折，和焊接部分220，其中所述延伸部210被再次向上弯折以形成平行于电池单元100方向上的焊接表面。
图中，焊接表面用粗线示出。
延伸部210可被构造成包括与电池单元100平行地向上延伸的第一延伸部211和从第一延伸部211的端部向下弯折地延伸的第二延伸部212。
也就是，第一延伸部211是与电池单元100平行地延伸的部分，从而使焊接部分220与电池单元100间隔开，而第二延伸部212是从第一延伸部211伸出并且从第一延伸部211的端部向下弯折的部分，以便在第一延伸部211的端部形成的焊接部分220接触与其相邻定位的分离的焊接部分220。
根据本发明的示例型实施例的电池模块1具有串联形式，其中彼此相邻的负电极片200和正电极片200相互焊接。在这种情况下，负电极片200和正电极片200还可在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
另外，电池模块1具有并联形式，其中具有相同极性的相邻电极片200被相互焊接。在这种情况下，电极片200也可在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
因此，根据本发明的示例型实施例的电池模块1可以串联连接、并联连接、以及串联-并联连接方式形成，以便焊接部分220的成形区域不妨碍电池单元100的成形区域，因而便于大容量电池模块1的制造。
具体地，在根据本发明的示例型实施例的电池模块1中，电极片200通过超声波熔融相互焊接。在超声波焊接情况中，由于超声波熔融产生的振动被传递到电池单元100，导致损坏电池单元100。
因此，如上所述，根据本发明的示例型实施例的电池模块1通过向下弯折延伸部210而形成锯齿形式的电极片200从而生成类似弹簧的吸收振动的阻尼效应，因而防止电池单元100被超声波熔融引起的振动损坏。
如图6所示，电池模块1可通过重复地向上和向下弯折所述向下弯折的延伸部210而形成。
因此，如图6中所示的电池模块1可更有效地吸收由于超声波熔融引起的振动。
作为本发明的示例型实施例，如图7所示，在电池模块1中，延伸部210不是通过弯折成锯齿形式而形成，并且向上延伸的延伸部210的预定区域还可以从焊接到相邻电极片200上的表面的向外突伸。
在这种情况下，在电池模块1中，突出的部分吸收由于超声波熔融引起的振动，因而防止电池单元100遭到破坏。
同时，如图8所示，电池模块1还包括弯折成“W”或“N”字母形状的虚接头300，其中虚接头300的一侧和另一侧可分别焊接到相邻电池模块1的电极片200的焊接部分。
因此，当电池模块1的电极片200串联连接时，通过与形成在电池模块1中的具有相同极性的电极片200连接，多个电池模块1可被并联连接在一起。
另外，当电池模块1的电极片200并联连接时，通过与形成在电池模块1中的具有不同极性的电极片200连接，多个电池模块1可被串联连接在一起。
通过上述方法，电池模块1能够提高电池模块的容量。
同时，如图9所示，根据本发明的示例型实施例的电极片焊接方法包括形成电极片（S100），固定（S200），和进行超声波焊接（S300）。
电极片（S100）的形成是形成焊接部分220的步骤，焊接部分220在与电池单元100平行的方向上形成焊接表面，并且电极片200并且包括伸出的延伸部210以将焊接部分220连接到电池单元100。
固定（S200）是固定焊接部分200的步骤，使电极片200的焊接部分220彼此接触。在这种情况下，用于固定电池单元100的转角（zig）可被使用。
执行超声波焊接（S300）是通过由于超声波振动导致的熔融在平行于电池单元100的方向上在焊接部分220之间进行焊接的步骤（这些部分彼此粘合到一起而形成焊接表面）。
在这种情况下，执行超声波焊接（S300）包括按压（S310）焊接部分220的焊接表面，以通过实施粘合的构件粘合焊接部分220的焊接表面，从而更加提高焊接效率。
作为实施粘合的构件，能够对焊接表面施加力的辊子或弹簧可被使用。
如上所述，根据本发明的示例型实施例的电池模块和电极片超声波焊接方法形成锯齿形的电极片，其中向上延伸的电极片被向下弯折并且再向上弯折以允许电极片形成为锯齿形式而吸收振动，即便当与电池单元平行地形成的焊接部分通过超声波振动而熔融时，这样最小化对电池单元的损害。
另外，根据本发明的示例型实施例的电池模块和电极片超声波焊接方法能够在不损坏电池单元的情况下简化制造过程，同时用超声波焊接焊接电极片比激光焊接具有更大规模的生产。
本发明不限制于上述示例型实施例，而是可以进行多样应用，并且在不偏离权利要求规定的本发明的本质的情况下，本领域内的技术人员可进行各种修改。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括至少两个电池单元和从电池单元中的每一个伸出并且通过超声波焊接相互焊接到一起的电极片，所述电池模块包括：
延伸部，其中向上延伸的电极片被向下弯折，和焊接部分，其中所述延伸部被再次向上弯折以形成平行于电池单元方向上的焊接表面。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块具有串联形式，其中，彼此相邻的负电极片和正电极片被焊接到一起，并且所述负电极片和所述正电极片被在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块具有并联形式，其中，具有相同极性的相邻电极片被焊接到一起，并且所述相邻电极片被在面朝彼此的方向上弯折以通过焊接表面进行焊接。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述延伸部包括在平行于电池单元方向上延伸的第一延伸部和从第一延伸部的端部向下弯折地延伸的第二延伸部。
5.根据权利要求1至4中任一所述的电池模块，其中，所述电池模块通过重复地向上和向下弯折所述向下弯折的延伸部而形成。
6.根据权利要求1至4中任一所述的电池模块，其中，所述电池模块还包括弯折成“W”或“N”字母形状的虚接头，其中，所述虚接头的一侧和另一侧分别被焊接到相邻电池模块的电极片的焊接部分。
7.一种电池模块的电极片超声波焊接方法，其中所述电池模块包括至少两个电池单元和从电池单元中的每一个伸出并且通过超声波焊接相互焊接到一起的电极片，所述方法包括：
形成焊接部分，所述焊接部分形成平行于电池单元方向上的焊接表面，并且所述电极片包括延伸以将焊接部分连接到电池单元的延伸部；
固定焊接部分，使电极片的焊接部分彼此接触；以及
执行超声波焊接，以通过超声波振动熔融焊接部分。
8.根据权利要求7所述的电极片超声波焊接方法，其中，在所述固定步骤中，用于固定电池单元的转角被使用。
9.根据权利要求7所述的电极片超声波焊接方法，其中，所述执行超声波焊接包括按压焊接部分的焊接表面，以通过实施粘合的构件粘合焊接部分的焊接表面。
10.根据权利要求9所述的电极片超声波焊接方法，其中，所述实施粘合的构件是辊子或弹簧。
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