CN103797618A - 二次电池部件及其制造方法、使用该部件制造的二次电池及组装的二次电池设备 - Google Patents

二次电池部件及其制造方法、使用该部件制造的二次电池及组装的二次电池设备 Download PDF

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Abstract

公开了一种二次电池部件及其制造方法、以及使用该部件制造的二次电池。根据本发明的二次电池部件包括：金属板，至少一条凹进线形成在该金属板中；和焊接图案，该焊接图案附接至所述凹进线。根据本发明，当过电流流动通过所述二次电池部件时，焊接图案附接至所述凹进线的部分断开，以不可逆地阻挡过电流的流动。

Description

二次电池部件及其制造方法、使用该部件制造的二次电池及组装的二次电池设备
技术领域
本发明涉及一种二次电池技术，并且更具体地，涉及一种用于能够改善二次电池的安全性的二次电池的部件及其制造方法，以及一种通过使用该部件制造的二次电池。
本申请要求于2011年9月16日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0093604的优先权，其公开内容通过引用而并入本文。
本申请要求于2012年8月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0092217的优先权，其公开内容通过引用而并入本文。
背景技术
随着便携式电子产品，诸如摄影机、移动电话、便携式PC等的使用增加，二次电池通常被用作主电源，因而二次电池的重要性在增加。
与不能再充电的一次电池不同，关于能够充电和放电的二次电池进行了广泛研究，从而它们可在高技术行业中快速发展的数码相机、蜂窝电话、笔记本电脑、电动工具、电动自行车、电动车辆、混合动力车辆、大容量储能设备等中使用。
特别地，由于与其它二次电池，诸如铅蓄电池、Ni-Cd电池、Ni-MH电池、Ni-Zn电池等相比，锂二次电池具有更高的每单位重量能量密度，并且能够快速充电，所以锂二次电池的使用正在增长。
锂二次电池具有3.6V或更高的运行电压，并且被用作便携式电动设备的电源，或者多个锂二次电池串联或并联连接，以在高功率电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动自行车、储能设备、UPS等中使用。
此外，由于锂二次电池具有比Ni-Cd电池或Ni-MH电池的运行电压高三倍的运行电压，并且具有优良的每单元重量能量密度特征，所以锂二次电池的使用大范围扩展。
取决于电解质的类型，锂二次电池被分类成使用液体电解质的锂离子电池和使用聚合物固体电解质的锂离子聚合物电池。取决于聚合物固体电解质的类型，锂离子聚合物电池也被分为两种电池：不含有电解质溶液的全固体锂离子聚合物电池；和含有电解质溶液并使用凝胶型聚合物电解质的锂离子聚合物电池。
通常，使用液体电解质的锂离子电池被接纳在圆柱形或棱柱形金属罐形容器中，并且被密闭密封以供使用。然而，由于使用金属罐形容器的罐型二次电池的形状是固定的，所以具有罐型二次电池作为电源的电子产品在设计中受限，并且难以降低其体积。因此，已经研发和使用袋型锂二次电池，通过将电极组件和电解质接纳在由膜制成的袋封装件中并且然后密封来制造袋型锂电池。
然而，当锂二次电池过热时，可能存在爆炸危险的可能性，所以必需确保二次电池的安全。锂二次电池的过热由各种因素导致。其中的一种因素是在锂二次电池中出现过电流。也就是说，如果过电流流动通过锂二次电池，就由于焦耳加热而产生热，因此电池的内部温度快速升高。这种温度升高导致电解质的分解反应，分解反应致使热扩散，从而导致电池不可避免地爆炸。当尖锐金属物体刺穿锂二次电池时，或如果阴极板和阳极板之间的绝缘体由于介于阴极和阳极板之间的分隔物收缩而受破坏，或如果因为异常充电电路或连接至外部的负荷对电池施加涌流，就会发生过热。
为了保护锂二次电池不受异常情况诸如过热的影响，通常在使用之前，将电池联接至保护电路，并且保护电路包括熔丝元件，该熔丝元件不可逆地断开充电或放电电流在其中流动的线路。
图1是示出在与锂二次电池联接的保护电路的构造中的熔丝元件的布置结构和运行机制的电路图。
如图1中所示，保护电路包括：熔丝元件10，用于在发生过电流时保护电池组；感测电阻器20，用于感测过电流；微控制器30，用于监视过电流的产生，并在过电流发生时操作熔丝元件10；和开关40，用于将运行电流的入流切换到熔丝元件10中。
熔丝元件10被安装在主线路中，该主线路被连接至单元电池组件20的最外部端子。主线路是充电电流或放电电流在其中流动的电线。图1示出熔丝元件10被安装在高压线路（Pack+）中。
熔丝元件10具有三个端子，在这三个端子中，两个端子接触充电或放电电流在其中流动的主线路，而剩余的一个端子接触开关40。此外，熔丝元件10包括与主线路串联连接并且在预定温度熔断的熔丝11和向熔丝11施加热的电阻器12。
微控制器30通过周期性地检测感测电阻器20两端处的电压来监视是否发生过电流，并且在确定发生过电流时，微控制器30将开关40打开。然后，在主线路中流动的电流被旁通至熔丝元件10，并且被施加至电阻器12。由此，电阻器12产生的焦耳热被传导至熔丝11，从而升高熔丝11的温度，并且当熔丝11的温度达到融化温度时，熔丝11熔融，因此主线路被不可逆地断开。当主线路断开时，过电流不再流动，由此克服与过电流相关的问题。
然而，在上述传统技术中存在许多问题。也就是说，如果微控制器30存在问题，即使是在过电流发生时，开关40可能不被打开。在该情形中，由于电流不流动到熔丝元件10的电阻器12中，所以存在熔丝元件10将不运行的问题。另外，在保护电路中需要用于单独设置熔丝元件10的空间，并且必须将用于控制熔丝元件10的运行的程序算法载入微控制器30。结果，保护电路的空间效率降低，并且微控制器30的负荷增大。
发明内容
技术问题
设计本发明以解决现有技术的问题，因此，本发明的目的在于提供一种新型的用于二次电池的部件，该部件被构造成与保护电路的主动过电流中断功能分离地实施手动（manually）中断二次电池中的过电流的功能，以及一种制造该部件的方法。
本发明的另一目的在于提供一种用于二次电池的部件，该部件能够以最小的结构性变化手动中断过电流，同时保持与常规部件相同的总体形状，以及一种制造该部件的方法。
本发明的又另一目的在于提供通过使用该用于二次电池的部件制造的二次电池和多电池设备。
然而，本发明不限于上述技术问题，并且本领域技术人员可通过以下描述理解其它技术问题。
技术解决方案
本发明的发明人已经尽力改善锂二次电池的安全性，并且已经发现，当在由金属制成的板形电极引线上形成凹进线，并且然后将具有150℃至300℃的熔点的无铅焊接材料联接至电极引线时，可以克服与过电流相关联的安全性问题。发明人也已经验证，具有上述结构的电极引线可应用于所有类型的二次电池，并且广泛地用作能够代替位于电流路径处的各种二次电池部件的部件。
为了实现上述目的，提供一种用于二次电池的部件，其包括具有至少一条凹进线的金属板；和结合在凹进线中的焊接图案。
根据本发明的实施例，凹进线的内底部部分的宽度可比金属板的宽度窄。
根据本发明的实施例，底部部分可在金属板的宽度方向上不连续地形成。根据本发明的实施例，凹进线具有从直线图案、曲折图案、锯齿图案、波浪图案及其组合中选择的任何一种图案。此外，凹进线可具有连续或不连续的线图案。此外，凹进线可形成在金属板的顶部表面、金属板的底部表面或金属板的顶部表面和底部表面上。
优选地，焊接图案具有100℃至250℃的熔点，并且由含有锡（Sn）和铜（Cu）作为主成分且不含有铅（Pb）的无铅焊接材料制成。锡的含量在65-99.9wt%的范围中，并且铜的含量在0.01-35wt%的范围中。
可选地，焊接图案包括进一步含有从镍（Ni）、锌（Zn）和银（Ag）中选择的至少一种另外的金属的焊接材料。该另外的金属的含量在0.01-20wt%的范围中。
优选地，焊接图案具有从方形、三角形、梯形、半椭圆形、半圆形及其组合中选择的横截面。
可选地，该二次电池的部件还包括用于覆盖焊接图案的绝缘带。
本发明的目的还通过提供通过使用根据本发明的用于二次电池的部件制造的二次电池和多电池设备来实现。
根据本发明的方面，该二次电池包括：电极组件，其中阴极引线和阳极引线彼此电联接；和封装件，用于密封电极组件，从而向外暴露阴极引线和阳极引线的一部分，其中用于二次电池的部件被用作阴极引线、阳极引线或两者。
根据本发明的另一方面，多电池设备包括：多个二次电池，该多个二次电池彼此电联接；和连接件，该连接件用于将二次电池彼此连接，其中用于二次电池的部件被用作连接件。
根据本发明的又一方面，多电池设备包括：两个或更多个二次电池模块，所述二次电池模块具有多个二次电池；和外部端子，通过使用连接件将该外部端子连接至该模块，其中用于二次电池的部件被用作连接件、外部端子或两者。
根据本发明的又一方面，多电池设备包括：两个或更多二次电池组，所述二次电池组具有多个二次模块；和外部端子，使用连接件将该外部端子连接至电池组，其中用于二次电池的部件被用作连接件、外部端子或两者。
为了实现上述目的，一种制造用于二次电池的部件的方法包括：（1）在金属板的表面上形成至少一条凹进线；和（2）在该凹进线中形成焊接图案。
根据本发明的另一方面，在步骤（1）中，通过使用从蚀刻技术、切割技术、刻划(scratching)技术、使用电子束的蚀刻技术和削磨(skiving)技术中选择的任何一种技术来形成凹进线。凹进线形成在金属板的上部表面、金属板的底部表面或金属板的上部表面和底部表面处。
根据制造用于二次电池的部件的方法，该方法还包括：在焊接图案顶部上用绝缘带覆盖该焊接图案。
根据制造用于二次电池的部件的方法，步骤（2）包括：将焊接材料布置在凹进线的步骤；和向焊接材料施加热能和压力的步骤。焊接材料是焊丝，该焊丝具有与凹进线的形状对应的横截面结构，或者是焊膏，所述焊膏具有分散在其中的焊接粉。热能是通过使用从热传导法、超声波振动法、电子束辐射法、电磁感应法及其组合中选择的任何一种方法来施加的。
有利效果
根据本发明的方面，当过电流流动通过用于二次电池的部件时，凹进线的焊料图案结合区域断开，以不可逆地中断过电流流动。此外，由于凹进线在电极引线中占用小的面积，所以焊接图案的存在所导致的电阻增加被限制为可忽略的水平，并且不产生与部件的总体尺寸和形状相关联的大变化。
根据本发明的另一方面，当与保护电路分离地，用于二次电池的部件被用作二次电池的电极引线时，二次电池可不可逆地中断过电流，由此改善二次电池的安全性。另外，当用于二次电池的部件被用作电极引线时，电极引线的尺寸和形状不发生大变化，从而能够在二次电池的设计中无结构性变化地将过电流中断功能移植到二次电池上。
根据本发明的又一方面，优势在于，用于该二次电池的部件可应用于在其中采用具有板形状的电极引线的各种二次电池。
根据本发明的又一方面，如果该用于二次电池的部件被用作在其中具有多个二次电池的多电池设备中使用的外部端子或连接件，则该外部端子或该连接件可具有过电流中断功能。
附图说明
通过参考附图的以下实施例的描述，本发明的其它目的和方面将变得明显，其中：
图1是示出联接至锂二次电池的保护电路的构造中的熔丝元件的布置结构和运行机制的电路图；
图2示出根据本发明的实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图；
图3是示出关于图2的用于二次电池的部件的凹进线的内底部部分的改型的透视图；
图4是示出图3的用于二次电池的部件的底视图；
图5是示出关于图4的用于二次电池的部件的底部部分的改型的底视图；
图6示出根据本发明的另一实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图；
图7示出根据本发明的又一实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图；
图8-10是示出可形成在根据本发明的用于二次电池的部件中的凹进线的各种图案的平面视图；
图11是示出包括在根据本发明的用于二次电池的部件中的焊接图案的各种横截面结构的横截面视图；
图12是示出根据本发明的包括具有不连续图案的凹进线的用于二次电池的部件的平面视图；
图13是示出根据本发明的包括在其顶部上覆盖有绝缘带的凹进线的用于二次电池的部件的横截面视图；
图14是示出根据本发明的可弯折成各种形状的用于二次电池的部件的横截面视图；
图15是示出用于制造根据本发明的用于二次电池的部件的步骤的流程图；
图16是示出其中根据本发明的用于二次电池的部件被用作电极引线的二次电池的横截面视图；
图17是示出其中根据本发明的用于二次电池的部件被用作外部端子的二次电池模块的前视图；
图18是示出其中根据本发明的用于二次电池的部件被用作连接件的二次电池组的顶视平面视图；并且
图19是示出其中根据本发明的用于二次电池的部件被用作连接件的二次电池组的前视图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。在描述之前，应理解的是，不应将说明书和所附权利要求中使用的术语理解为限于普通和词典含义，而是应该在允许发明人为了最佳解释而定义术语的原则的基础上基于与本发明技术方面对应的含义和概念来理解。因此，本文提出的描述仅是为了示意的优选实例，无意限制本公开的范围，所以应理解的是，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，能够对本发明做出其它等效体和变型。
图2示出根据本发明的实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图。
参考图2，根据本发明的用于二次电池的部件20包括：金属板22，该金属板22具有其上的至少一条凹进线21；和结合在凹进线21中的焊接图案23。
该用于二次电池的部件20的特征在于，当过电流流动通过金属板22时，凹进线21的焊接图案20结合区域断开。
也就是说，当过电流流动通过该用于二次电池的部件20时，通过焊接图案23下方的金属板的部分A（下文称为局部发热区域A）中的电阻发热而产生大量的热。
更具体地，在局部发热区域A中，电阻由于金属板22的厚度急剧减小而局部增大，并且在金属板和构成焊接图案23的材料之间的相对电阻差导致绝大多数的过电流快速流动通过局部发热区域A，从而导致大量的电阻发热，因此，当过电流流动时，局部发热区域A的温度立即升高至高于金属板22的熔点。
由于过电流，也在焊接图案23结合区域中发生电阻发热，从而焊接图案23的温度升高至高于构成焊接图案23的材料的熔点。
由于局部发热区域A的温度比焊接图案23的温度升高得更快，所以局部发热区域A中产生的热被传导至焊接图案23。因此，焊接图案23的温度迅速升高至其熔点。
因而，当局部发热区域A的温度和焊接图案23的温度由于过电流而达到其自身的熔点时，金属板22沿着焊接图案23的结合区域断开成两块，由此不可逆地中断能够使过电流流动的路径。
金属板22由单一金属或由不同种类的金属制成的合金构成，其具有0.1mΩ或更小的电阻以及良好的导电性。例如，金属板22可由铜基底、铝基底、或镀有镍的铜基底制成。可替代地，金属板22可具有其中两个或更多个薄金属板通过使用覆层技术结合的结构。例如，金属板22可具有其中铜板的两个表面都被覆以镍板的结构。
凹进线21具有均匀宽度、均匀深度和均匀横截面面积。凹进线21的宽度为若干mm或更小，优选为5mm或更小，更优选为3mm或更小，最优选为1mm或更小。同样地，凹进线的深度优选为25至75%T，更优选为50至85%T，最优选为60至95%T。
凹进线21的宽度、深度和横截面面积影响局部发热区域A的电阻。因此，可考虑该用于二次电池的部件20中可允许的最大电压和最大电流条件、预期通过使用该用于二次电池的部件20中断的过电流水平，和预期赋予（assign）该用于二次电池的部件20的电特性（电阻）或物理特性（抗拉强度），在上述范围内适当地选择凹进线21的宽度、深度和横截面面积。
可通过使用从物理或化学蚀刻技术、使用锯条等的机械切割技术、使用高硬度刀具诸如钻石的局部刻划技术、使用电子束的蚀刻技术和削磨技术中选择的任何一种技术来形成凹进线21。
焊接图案23由具有100℃至250℃的熔点的无铅焊接材料构成；并且含有作为主要成分的锡（Sn）和铜（Cu），而非对环境和人体有害的铅（Pb）。
在考虑该用于二次电池的部件20中可允许的最大电压和最大电流条件、预期通过使用该用于二次电池的部件20中断的过电流水平，和预期赋予该用于二次电池的部件20的电特性（电阻）或物理特性（抗拉强度）的情况下确定焊接图案23的熔点。
如果焊接图案23的熔点低于100℃，则尽管是正常电流流动，该用于二次电池的部件20也可能断开。例如，如果该用于二次电池的部件20被用在用于电动车辆的二次电池中，并且其熔点低于100℃，则该用于二次电池的部件20可能由于快速充电或放电电流而断开。此外，如果熔点高于250℃，则难以有效地中断过电流，由此不呈现使用该用于二次电池的部件20的有利效果。
取决于焊接图案23的熔点和预期赋予焊接图案23或该用于二次电池的部件20的电特性与物理特性，焊接图案23中所含的锡和铜的成分是可适当调整的。
在焊接图案23的组分中，锡影响焊接图案23的熔点和抗拉强度特征。为了使焊接图案23具有100℃至250℃的范围中的熔点，并且具有良好的抗拉强度特征，锡的含量被调节至65wt%或更多，优选在65至99.9wt%的范围中。这里使用的wt%指的是基于焊接图案23中所含的材料的总重量的单位，并且在下文具有相同的含义。
在焊接图案23的组分中，铜影响二次电池的部件20的导电性、熔点和抗拉强度。在这点上，铜的含量优选被调节成在0.01至35wt%的范围中。
如上所述，通过在上述范围中调节锡和铜的含量，不仅实现焊接图案23的良好抗拉强度，而且还可将由于焊接图案23导致的电阻增加限制在百分之几的低水平内。此外，可在100℃至250℃的范围中调节焊接图案23的熔点。
可选地，为了改善电特性或机械特性，焊接图案23还可包括从镍（Ni）、锌（Zn）和银（Ag）中选择的至少一种另外的金属。
可基于预期赋予焊接图案23的电特性或机械特性来调节所述另外的金属的含量。优选地，所述另外的金属的含量可在0.01至20wt%范围中调节。
同时，图3是示出关于图2的用于二次电池的部件的凹进线的内底部部分的改型的透视图，并且图4是示出图3的用于二次电池的部件的底视图。
参考图3和4，根据本发明的实施例的用于二次电池的部件20可具有其中凹进线21的内底部部分21a的宽度（d1+d2+d3，参见图4）比金属板22的宽度（D，参见图4）更窄的结构。也就是说，图3和4的用于二次电池的部件20具有其中凹进线21的内底部部分21a的一部分具有穿孔形式的结构。
这种结构导致电流路径的横截面减小，所以当过电流流动通过局部发热区域A（即，底部部分21a）时，产生大量的热。因此，容易发生该用于二次电池的部件20的破裂。
同时，图3和4示出其中在金属板22的宽度方向上不连续地形成三个底部部分21a的情形，但是本发明不限于此。也就是说，根据本发明的实施例的用于二次电池的部件20可具有这样的结构，其底部部分21a位于金属板22的宽度方向上的金属板22的中心处，如图5中所示。此外，可不受限制地应用具有能够降低在电流流动路径上的金属板22的横截面的结构的任何部件。
图6示出根据本发明的另一实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图。
参考图6，可在金属板22上形成两条或更多条凹进线21，并且焊接图案23可单独地结合在每条凹进线21中。当然，能够形成三条或更多条凹进线21。
图7示出根据本发明的又另一实施例的用于二次电池的部件的平面视图和局部横截面视图。
参考图7，可在金属板22的顶部和底部部分处形成凹进线21，并且焊接图案23可单独地结合在每条凹进线21中。当然，能够在金属板22的顶部和底部部分处形成两条或更多条凹进线21。
图8-11是示出用于二次电池的部件的平面视图，其中可以直线图案以外的各种方式对形成在金属板中的凹进线的图案进行修改。
如图8-11中所示，凹进线21可具有从锯齿图案（图8）、波浪图案（图9）和曲折图案（图10）中选择的图案。此外，凹进线21可具有这些图案的组合。
图11是示出用于二次电池的部件的横截面视图，其中可以方形以外的各种方式对结合在凹进线21中的焊接图案23的横截面结构进行修改。
如图11中所示，焊接图案23可具有三角形、梯形、半椭圆形、半圆形等，并且以上形状的组合也是允许的。
图12示出形成在金属板22中的凹进线21可具有不连续图案。这样的不连续图案可应用于图6-11中示出的各种形状的凹进线21。
图13示出结合在凹进线21中的焊接图案23的顶部可覆盖有绝缘带24。绝缘带24可用于本发明中描述的所有类型的用于二次电池的部件。绝缘带24可由从聚烯烃膜、聚丙烯膜、酸改性聚丙烯及其组合中选择的任何一种材料制成，但是本发明不限于此。虽然本文中未描述，但是可在与焊接图案23的底部部分对应的金属板22的底部表面上使用绝缘带24。
图14示出用于二次电池的部件20，其中可视需要通过弯折以各种方式改变部件的形状。所改变的形状可以是各种形状，包括图14的
Figure BDA0000477173410000141
形状。
图15是示出制造根据本发明的用于二次电池的部件的步骤的流程图。
参考图15，制备金属板，并在金属板的顶部、金属板的底部或金属板的顶部和金属板的底部上形成至少一条凹进线（S10）。
可通过使用从物理或化学蚀刻技术、使用锯条等的机械切割技术、使用高硬度刀具诸如钻石的局部刻划技术、使用电子束的蚀刻技术和削磨技术中选择的任何一种技术来形成凹进线。
如上所述，凹进线可具有各种图案和横截面结构。
凹进线的宽度、深度和横截面影响位于凹进线的底部处的局部发热面积，或用于二次电池的部件的电特性或机械特性。因此，应在设计用于二次电池的部件中可允许的最大电压和最大电流、预期通过使用用于二次电池的部件中断的过电流水平以及预期赋予用于二次电池的部件的电特性或机械特性之后确定凹进线的宽度、深度和横截面。
当凹进线被形成时，在形成有凹进线的位置处布置焊接材料（S20）。对于焊接材料，可使用横截面结构与焊接图案的横截面结构相同或类似的焊丝。可替代地，可使用其中分散有焊接细粉末的焊膏作为焊接材料。
在考虑赋予将形成在凹进线中的焊接图案的熔点温度范围、旨在通过使用用于二次电池的部件中断的过电流水平和旨在赋予用于二次电池的部件的电特性和机械特性的情况下确定焊接材料中所含的锡、铜和另外的金属的含量。
当焊接材料被设置时，通过用夹具、辊等来施加压力，至少在设置有焊接材料的位置处进行滚压过程（S30）。
在该过程中，能够导致局部熔融的热能被施加至焊接材料与凹进线的内表面接触的位置。然后，在构成金属板的金属组分和焊接材料之间在其接触界面中形成合金。与此类似，当合金由不同的金属组分形成时，可最小化形成在焊接图案和金属板之间的界面处的表面电阻。
可通过使用各种方法，诸如导热法、超声波振动法、电子束辐射法、电磁感应法等来施加热能。
然而，本发明不限于用于施加热能的特定方法，并且可使用能够在进行滚压过程时被施加压力的部分处产生热能的本领域中已知的各种方法。
在完成滚压过程后，从被施加压力的部分移除焊接材料的残留物，以完成用于二次电池的部件的制造（S40）。
可以各种方式使用根据本发明的用于二次电池的部件20，以便制造二次电池或多电池设备。
图16是示出根据本发明的实施例的袋型锂二次电池的横截面视图，其中通过使用上述用于二次电池的部件来制造该袋型锂二次电池。
参考图16，根据本发明的二次电池30包括电极组件33，其中阴极引线31和阳极引线32彼此电连接。
阴极引线31和阳极引线32具有与根据本发明的用于二次电池的部件20大致相同的结构。也就是说，阴极引线31和阳极引线32中的每个引线均由其中焊接图案23结合在凹进线21中的金属板组成。代替图16中所示的结构，凹进线21和焊接图案23还可具有根据上述各种实施例的结构。
同时，根据本发明的用于二次电池的部件20的结构可应用于阴极引线31或阳极引线32。此外，应用于阴极引线31和阳极引线32的用于二次电池的部件的结构可以不同。
电极组件33具有聚合至少一个单元电池的结构，并且每个单元电池均具有在阴极和阳极之间的分隔物。阴极和阳极的至少一侧涂覆有运行二次电池所需的活性材料，并且可在相邻的单元电池之间设置绝缘膜，该绝缘膜中断单元电池之间的电连接。
例如，阴极和阳极可分别涂覆有锂基阴极活性材料和碳基阳极活性材料。分隔物和绝缘膜可由聚烯烃基多孔高分子膜制成。
上述这种二次电池结构在本领域广泛已知，并且本发明将不在此进一步详细描述。此外，显而易见的是，本发明不限于电极组件33的部件和特定结构。
电极组合33包括从阴极和阳极中的每一个伸长的多个阴极突片（tap）34和阳极突片35。所述多个阴极突片34和阳极突片35通过第一焊接集成，然后集成的突片分别通过第二焊接与阴极31和阳极32结合。
电极组件33被紧密地密封在封装件36中，以向外暴露阴极31和阳极32的端部。封装件36由铝袋膜制成，其中热粘合剂层形成在其面对电极组件33的内侧上。因此，通过沿着封装件36的边缘施加热将电极组件33密封在封装件36中。取决于二次电池的类型，封装件36可在其中包括液体电解质、固体电解质、凝胶型电解质等。
在根据本发明的二次电池30中，当过电流流动通过电极引线时，在形成焊接图案23的区域周围发生电极引线的断开，由此不可逆地中断过电流。同时，如上所述地导致用作电极引线的该用于二次电池的部件的断开。因此，当将根据本发明的用于二次电池的部件被用作电极引线时，独立于保护电路，可保护二次电池30不受过电流导致的危险影响。
代替使用二次电池的电极引线，根据本发明的用于二次电池的部件20可用于各种目的。
也就是说，用于二次电池的部件20可被用作模块或电池组的连接件，以提供多电池设备，诸如其中多个二次电池彼此电连接的电池模块、其中多个电池模块彼此连接电池组、其中多个电池组彼此电连接的电池组组件等。这里，电连接可被做成是串联的、并联的或其组合。
图17是示出具有其中多个二次电池串联连接并储存在壳体中的结构的二次电池模块的前视图；图18是示出其中两个二次电池模块串联连接的二次电池组的顶视平面图；并且图19是示出二次电池组的前视图。
参考图17，根据本发明的用于二次电池的部件可被用作二次电池模块41的外部端子42。
在图17的两个外部端子42中，一个端子是阴极端子部件，并且另一个端子是阳极端子部件。外部端子42被电联接至二次电池模块41的多个二次电池中的最外面的二次电池的电极。
例如，放置在左侧处的外部端子42可被连接至设置在最左边的二次电极的阴极，并且放置在右侧处的外部端子42可被连接至设置在最右边的二次电极的阳极。
外部端子42的结构采用根据本发明的用于二次电池的部件的结构，并且外部端子42的至少一部分具有其焊接图案结合在金属板的凹进线中的结构（参见B）。
因此，当过电流在外部端子42中流动时，金属板在焊接图案结合的区域周围断开成两块，由此不可逆地中断过电流流动。
在考虑外部端子42中可允许的最大电压和最大电流条件、旨在中断的过电流水平等的情况下适当地确定包括在外部端子42中的焊接图案的宽度、深度、横截面和合金成分。
外部端子组件42对应于用于多个二次电池的充电电流或放电电流流动的路径。因此，包括在外部端子42中的每个焊接图案的熔点优选地高于包括在二次电池的电极引线中的焊接图案的熔点。考虑到这一点，还优选的是，包括在外部端子42中的焊接图案比包括在二次电池的电极引线中的焊接图案具有更大量的铜含量。
参考图18和19，根据本发明的用于二次电池的部件可被用作连接件43，用以电连接相邻的二次电池模块41的外部端子42。这里，电连接可被做成串联的、并联的或其组合。
连接件43采用根据本发明的用于二次电池的部件的结构，所以连接件43的至少一部分具有其焊接图案结合在金属板的凹进线中的结构（参见C）。
因此，当过电流在连接件43中流动时，金属板在焊接图案联接到金属板的区域周围断开成两块，由此不可逆地中断过电流流动。
在考虑连接件43中可允许的最大电压和最大电流条件、旨在中断的过电流水平等的情况下适当地确定包括在连接件43中的焊接图案的宽度、深度、横截面和合金成分。
连接件43对应于用于多个二次电池的充电电流或放电电流流动的路径。因此，包括在连接件43中的每个焊接图案的熔点优选地高于包括在二次电池41的外部端子42中的焊接图案的熔点。考虑到这一点，还优选的是，包括在连接件43中的焊接图案比包括在二次电池41的外部端子42中的焊接图案具有更大量的铜含量。
虽然图中未示出，但是明显地，根据本发明的用于二次电池的部件可被用作在由多个二次电池组构造的多电池设备中将二次电池组彼此电连接的连接件和将大容量电池组组件彼此连接的连接件，大容量电池组组件是比二次电池组大的单元。
多电池设备可被用作：用于电动工具的大容量二次电池系统；由电力驱动的车辆，包括电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）和插电式混合动力电动车辆（PHEV）；电动卡车；或储能设备。
工业实用性
已经详细描述了本发明。然而，应理解的是，详细描述和特定实例虽然指示了本公开的优选实施例，但是仅用于示意，这是因为通过该详细描述，本公开的精神和范围内的各种改变和改型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (24)

1.一种用于二次电池的部件，包括：
金属板，所述金属板具有至少一条凹进线；和
焊接图案，所述焊接图案结合在所述凹进线中。
2.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述凹进线的内底部部分的宽度比所述金属板的宽度窄。
3.根据权利要求2所述的用于二次电池的部件，其中，所述底部部分在所述金属板的宽度方向上不连续地形成。
4.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述凹进线具有从直线图案、曲折图案、锯齿图案、波浪图案及其组合中选择的任何一种图案。
5.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述凹进线具有连续或不连续的线图案。
6.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述凹进线形成在所述金属板的顶部表面、所述金属板的底部表面、或所述金属板的顶部表面和底部表面上。
7.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述焊接图案由无铅焊接材料制成，所述无铅焊接材料含有锡（Sn）和铜（Cu）作为主成分，并且不含有铅（Pb）。
8.根据权利要求7所述的用于二次电池的部件，其中，锡的含量在65wt%至99.9wt%的范围内，并且铜的含量在0.01wt%至35wt%的范围内。
9.根据权利要求7所述的用于二次电池的部件，其中，所述焊接材料还含有从镍（Ni）、锌（Zn）和银（Ag）中选择的至少一种另外的金属。
10.根据权利要求9所述的用于二次电池的部件，其中，所述另外的金属的含量在0.01wt%至20wt%的范围内。
11.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述焊接图案由具有100℃至250℃的熔点的焊接材料制成。
12.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，其中，所述焊接图案具有从方形、三角形、梯形、半椭圆形、半圆形及其组合中选择的横截面。
13.根据权利要求1所述的用于二次电池的部件，还包括用于覆盖所述焊接图案的绝缘带。
14.一种二次电池，包括：
电极组件，在所述电极组件中，阴极引线和阳极引线彼此电联接；和
封装件，所述封装件用于密封所述电极组件，以向外暴露所述阴极引线和所述阳极引线的一部分，
其中根据权利要求1至13中的任一项所述的用于二次电池的部件被用作所述阴极引线、所述阳极引线或两者。
15.一种多电池设备，包括：多个二次电池，所述多个二次电池彼此电连接；和连接件，所述连接件用于将相邻的二次电池彼此连接，
其中根据权利要求1至13中的任一项所述的用于二次电池的部件被用作所述连接件。
16.一种多电池设备，所述多电池设备包括：两个或更多个二次电池模块，在所述二次电池模块中具有多个二次电池；和外部端子，通过使用连接件将所述外部端子连接至所述模块，
其中根据权利要求1至13中的任一项所述的用于二次电池的部件被用作所述连接件、所述外部端子或两者。
17.一种多电池设备，包括：两个或更多个二次电池组，在所述二次电池组中具有多个二次电池模块；和外部端子，通过使用连接件将所述外部端子连接至所述电池组，其中根据权利要求1至13中的任一项所述的用于二次电池的部件被用作所述连接件、所述外部端子或两者。
18.一种制造用于二次电池的部件的方法，包括如下步骤：
（1）在金属板的表面上形成至少一条凹进线；和
（2）在所述凹进线中形成焊接图案。
19.根据权利要求18所述的制造用于二次电池的部件的方法，
其中在步骤（1）中，通过使用从蚀刻技术、切割技术、刻划技术、削磨技术和使用电子束的蚀刻技术中选择的任何一种技术来形成所述凹进线。
20.根据权利要求18所述的制造用于二次电池的部件的方法，
其中在步骤（1）中，在所述金属板的顶部表面、所述金属板的底部表面或所述金属板的顶部表面和底部表面上形成所述凹进线。
21.根据权利要求18所述的制造用于二次电池的部件的方法，还包括：
在所述焊接图案的顶部上用绝缘带覆盖所述焊接图案。
22.根据权利要求18所述的制造用于二次电池的部件的方法，其中步骤（2）包括：
在所述凹进线中布置焊接材料；和
向所述焊接材料施加热能和压力。
23.根据权利要求22所述的制造用于二次电池的部件的方法，
其中，所述焊接材料是具有与所述凹进线的形状对应的横截面结构的焊丝或其中分散有焊接粉的焊膏。
24.根据权利要求22所述的制造用于二次电池的部件的方法，
其中，通过使用从热传导法、超声波振动法、电子束辐射法、电磁感应法及其组合中选择的任何一种方法来施加所述热能。
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