CN103339758A - 带有涂层的端子的蓄电池单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有两个端子(10、21)的蓄电池单元(20)，其中，端子(10)配有金属构成的涂层(12)。在此，该金属与构成第二端子(21)的金属相同，或者两个端子(10、21)分别配有同一种金属的涂层(12)。此外，本发明还涉及蓄电池组和带有该蓄电池组的机动车。
Description
技术领域
本发明涉及带有两个端子的蓄电池单元、带有至少两个蓄电池单元的蓄电池以及一种机动车，其带有用于驱动机动车的电驱动电机和与电驱动电机相连或可相连的蓄电池组。
背景技术
锂离子蓄电池具有至少一个正电极和一个负电极(阴极和阳极)，其能够可逆地嵌入(Interkalation)或再次脱嵌(Deinterkalation)锂离子(Li+)。概念锂离子蓄电池、聚合物锂离子蓄电池、锂离子蓄电池、锂离子蓄电池、锂离子蓄电池组和锂离子蓄电池系统均可作为同义词使用。
对锂离子蓄电池组要求高，尤其是在有关重量测定的能量密度(单位是Wh/kg)的自动化领域，以便例如实现由电机驱动的车辆的尽可能大的有效距离。锂离子蓄电池的额定电容量由所谓的有源材料确定。此外在每个锂离子蓄电池内还存在所谓的“无源材料”或“死材料”，其因此影响锂离子蓄电池的能量密度。其中包括例如导电材料、电极粘合剂、隔离板、导电箔、集电极、端子和蓄电池单元的外壳或蓄电池组的外壳。
端子用于确保流入和流出锂离子蓄电池的电流。
例如美国专利文件US20080107961A1描述了带有导体薄膜、集电极和外部端子的锂离子蓄电池的结构。
通常在锂离子蓄电池中针对正电极侧使用基于铝的端子。在负电极侧使用铜、镍或镍化铜，这是因为在负电极侧使用铝时，可能由于给定电势而出现锂和铝的混合物。
由于锂离子蓄电池的两个端子由不同材料构成，所以在组装锂离子蓄电池时产生更大的金属组合单位，其可能在加工时造成一定困难。借助于焊接法很难将例如铝和铜或者将铝和不锈钢连接在一起。为此，在运行状态下的一般的机械负载的情形下，例如电振荡时，可能导致连接的分解，从而导致整个锂离子系统失灵。
美国专利文件US2006/0292442A1公开了具有使用金和/或镍进行表层提纯的端子的蓄电池单元。这种表层提纯改善了端子的导电性和耐腐蚀性。
发明内容
依据本发明提供了一种蓄电池单元，优选为锂离子蓄电池，其具有一般的带有两个端子的结构，其中一个端子配有一种金属涂层，该金属与构成第二个端子的金属相同。替代地，也能够为两个端子分别配备同一种金属的涂层。
依据本发明的蓄电池单元的优点在于，在组装或接通端子时能够避免出现现有技术中存在的缺陷。此外，在将不同金属进行相应组合时的情况下，在批量生产端子的情形下，能够节省重量，这增大了蓄电池单元的能量密度。
所述一个或多个端子的涂层优选由铜、镍、不锈钢或铝构成。
当然其他金属，例如金、银等也是适合的，但出于节约成本的考虑不会优选这些金属。
此外，本发明的主题是带有至少两个蓄电池单元的蓄电池组，其中，通过用于涂层的金属实现了至少两个蓄电池单元的端子的接通，以构成蓄电池组，从而以有利的方式确保了相对于机械负载的充分的稳定性。
同样提供了一种机动车，其带有用于驱动机动车的电驱动电机和与电驱动电机连接或可连接的蓄电池组，而该蓄电池组带有依据本发明的蓄电池单元。
端子的涂层完全包围该端子，其中虽然一方面涂层的厚度优选为尽可能小，但另一方面一定数值的最小厚度也是必需的，以便在以熔焊或钎焊方式连接不同端子时，涂层中不会出现缺陷。
涂有涂层的端子能够例如具有由铝制成的、直径为4970μm的芯，其上涂有铜制成的、15μm厚的涂层，这样整个直径同样是5000μm。
在第二个示范性实施方式中，涂有涂层的端子具有总共4000μm的直径，其中，芯由铝制成，其上涂有由不锈钢制成的厚度为5μm的涂层。
表1和2给出组装依据本发明的蓄电池单元时，不同金属间可能的组合。
表1
表2
在本发明的框架内还可能有其他尺寸的端子、涂层以及涂有涂层的端子和金属的其他组合。
通过在常规端子或具有适当直径的端子上涂覆一层薄的金属层的方式大量生产用于依据本发明的蓄电池单元的、相应的一个或多个端子。
涂覆涂层的方式优选为以下其中之一
a、)电镀；
b、)借助于喷镀；或
c、)借助于离子射线涂层的方式。
通过所有这些方式都能确保涂覆的涂层没有瑕疵。
使用带有端子的锂离子蓄电池可以达到特别好的效果，而该锂离子蓄电池借助于离子射线涂层的方式涂层。
带有这些端子的、依据本发明组装的锂离子蓄电池显示出相同的电性能(例如内电阻)，而且在长时间环化及储存时和带有常规端子的锂离子参考系统表现一致。例如不能排除端子之上的金属涂层在存储或运行组装而成的锂离子系统时脱落的可能，而这对电化学性能的影响非常不好。
令人吃惊的是，在进行机械测试(例如振动测试)时，带有涂层端子的、依据本发明的锂离子系统比参考系统表现更好，例如依据本发明的系统的内电阻在机械测试后不会像常规参考系统一样显著增大。
从属权利要求和说明书给出本发明的其他改进方案。
附图说明
借助于附图及其描述进一步解释本发明的实施例。图示如下：
图1是依据本发明的蓄电池单元的端子的立体图，其具有根据现有技术的(US20080107961A1)的一般的空间结构方式；以及
图2是依据本发明的蓄电池单元的组装示意图。
具体实施方式
图1公开了用于未示出的、依据本发明的蓄电池单元的端子10，其与集电极11相连。端子10完全附有金属构成的涂层12，其在将蓄电池单元组装成更大的单位时被用作连接器。
图2示出依据本发明的蓄电池单元20的组装，蓄电池单元20具有两个端子10和21，其中依据本发明，端子10或两个端子10、21配有涂层12。几个蓄电池单元20能够组合成蓄电池组模块22并且它组合成蓄电池包23，其中，分别相应地接通端子10和21。
Claims (8)
1.一种带有两个端子(10、21)的蓄电池单元，其特征在于，端子(10)配有金属构成的涂层(12)，所述金属与构成第二端子(21)的金属相同，或者两个端子(10、21)分别配有同一种金属的涂层(12)。
2.根据权利要求1所述的蓄电池单元，其特征在于，所述蓄电池单元(20)是锂离子蓄电池。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池单元，其特征在于，所述涂层(12)由铜、镍、不锈钢或铝构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池单元，其特征在于，所述涂层(12)是电镀地涂覆的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池单元，其特征在于，所述涂层(12)是借助于喷镀涂覆的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池单元，其特征在于，所述涂层(12)是借助于离子射线涂层的方式涂覆的。
7.一种带有至少两个根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电池单元(20)的蓄电池组，其中，通过用于所述涂层(12)的金属形成所述至少两个蓄电池单元(20)的端子(10、21)的接通，以构成所述蓄电池组。
8.一种机动车，其带有用于驱动所述机动车的电驱动电机和与所述电驱动电机连接或可连接的、依据权利要求7所述的蓄电池组的汽车。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |