CN103840190B - 可再充电电池及其模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可再充电电池及其模块。该可再充电电池包括：电极组件，执行充电和放电；壳体，电极组件位于其中；盖板，结合到壳体的开口；以及电极端子，位于盖板中并且通过位于盖板的端子孔处的绝缘构件与盖板绝缘，电极端子连接到电极组件的电极并且延伸到盖板的外部，电极端子包括容纳将要被焊接的汇流条的至少一部分的紧固部分。

Description

可再充电电池及其模块
技术领域
本描述涉及一种可再充电电池及其模块。
背景技术
与一次电池不同，可再充电电池是一种可重复地执行充电和放电的电池。小容量的可再充电电池可以用于诸如移动电话、笔记本计算机或便携式摄像机的便携式小型电子装置中。大容量的可再充电电池可以用作用于驱动混合动力车辆和电动车辆的电动机的电源。
例如，可再充电电池包括：电极组件，进行充电和放电；壳体，用于容纳电极组件；盖板，结合到壳体的开口；以及电极端子，安装在盖板中以电连接到电极组件。
发明内容
实施例涉及一种可再充电电池，所述可再充电电池包括：电极组件，执行充电和放电；壳体，电极组件位于其中；盖板，结合到壳体的开口；以及电极端子，位于盖板中并且通过位于盖板的端子孔处的绝缘构件与盖板绝缘，电极端子连接到电极组件的电极并且延伸到盖板的外部，电极端子包括容纳将要被焊接的汇流条的至少一部分的紧固部分。
电极端子中的每个电极端子可以为具有宽度和厚度的带的形式，每个电极端子通过焊接而焊接到壳体内部的电极组件的未涂覆部分，每个电极端子包括在壳体外部的紧固部分。
紧固部分可以包括沿宽度方向朝电极端子的一侧开口的凹槽。
电极端子可以包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子凹槽。负极端子凹槽可以沿宽度方向朝负极端子的外侧开口，正极端子凹槽可以沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。
电极端子可以包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子凹槽。负极端子凹槽可以沿宽度方向朝负极端子的内侧开口。正极端子凹槽可以沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。
紧固部分可以包括沿宽度方向穿过电极端子的中心的通孔。
每个绝缘构件可以包括合成树脂，合成树脂被成型为使得电极端子中相应的电极端子与端子孔中相应的端子孔的内部分隔开。
实施例还涉及一种可再充电电池模块，所述可再充电电池模块包括：可再充电电池的多个单体电池，每个单体电池包括突出到盖板外部的电极端子；以及汇流条，连接单体电池中相邻的单体电池的电极端子。每个电极端子包括位于盖板外部的紧固部分。汇流条的至少一部分在每个电极端子的紧固部分中处于插入状态以进行焊接。
每个电极端子可以为具有宽度和厚度的带的形式。每个电极端子可以焊接到壳体内部的电极组件的未涂覆部分。每个电极端子可以包括在壳体外部的紧固部分。
每个紧固部分可以包括沿宽度方向朝电极端子的一侧开口的第一凹槽。汇流条可以能够结合到第一凹槽以进行焊接。
每个单体电池的电极端子可以包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子第一凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子第一凹槽。负极端子第一凹槽可以沿宽度方向朝负极端子的外侧开口。正极端子第一凹槽可以沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。汇流条可以包括第二凹槽，第二凹槽能够与单体电池中的一个单体电池的负极端子第一凹槽和单体电池中的另一个单体电池的正极端子第一凹槽结合。
每个单体电池的电极端子可以包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子第一凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子第一凹槽。负极端子第一凹槽可以沿宽度方向朝负极端子的内侧开口。正极端子第一凹槽可以沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。汇流条可以包括第二外凹槽和第二内凹槽，第二外凹槽能够与单体电池中的一个单体电池的负极端子第一凹槽结合，第二内凹槽能够与单体电池中的另一个单体电池的正极端子第一凹槽结合。
每个紧固部分可以包括沿宽度方向穿过电极端子的中心的通孔。汇流条可以能够插入通孔中。
每个单体电池的电极端子可以包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子凹槽。汇流条可以包括：第一部分，由与负极端子的材料相同的材料形成并能够连接到单体电池中的一个单体电池的负极端子；以及第二部分，由与正极端子的材料相同的材料形成并能够连接到单体电池中的另一个单体电池的正极端子。第一部分和第二部分可以通过被覆熔接（clad weld）连接。
附图说明
通过参照附图来详细地描述示例性实施例，对于本领域技术人员来说，特征将变得明显，在附图中：
图1示出根据示例性实施例的可再充电电池模块的透视图。
图2示出应用于图1的单体电池的透视图。
图3示出沿图2中的线III-III截取的剖视图。
图4示出在图1的可再充电电池模块中的电极端子和汇流条的分解透视图。
图5示出沿图4中的线V-V截取的剖视图。
图6示出根据另一示例性实施例的可再充电电池模块中的电极端子和汇流条的分解透视图。
图7示出沿图6中的线VII-VII截取的剖视图。
图8示出根据另一示例性实施例的可再充电电池模块中的电极端子和汇流条的分解透视图。
图9示出沿图8中的线IX-IX截取的剖视图。
图10示出根据另一示例性实施例的可再充电电池模块中的电极端子和汇流条的分解透视图。
图11示出沿图10中的线XI-XI截取的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式来实施，且不应该被解释为局限于在这里所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并且这些实施例将把示例性实施方式充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了示出的清楚，会夸大层和区域的尺寸。相似的附图标记始终表示相似的元件。
图1是根据示例性实施例的可再充电电池模块1的透视图。参照图1，根据本实施例的可再充电电池模块1包括可再充电电池的单体电池100以及用于电连接多个单体电池100的汇流条200。在电池模块1中，单体电池100可以通过汇流条200串联、并联或者串联和并联组合地结合。
图2是图1的单体电池中的一个的透视图，图3是沿图2中的线III-III截取的剖视图。参照图2和图3，形成单体电池100的可再充电电池包括：电极组件10，用于充入和释放电流；壳体15，其中容纳电极组件10；盖板20，结合到壳体15的开口；以及电极端子（例如，负极端子21和正极端子22），安装在盖板20中以连接到电极组件10。
例如，可以通过在作为绝缘体的隔板13的两个表面上布置电极（例如，负极11和正极12）并且以凝胶卷的状态卷绕负极11、隔板13和正极12来形成电极组件10。
负极11可以包括涂覆部分11a和未涂覆部分11b，正极12可以包括涂覆部分12a和未涂覆部分12b，涂覆部分11a和12a通过在金属板的集流体上涂覆活性材料而形成，未涂覆部分11b和12b形成为由于活性材料未涂覆在未涂覆部分11b和12b上面而被暴露的集流体。
负极11的未涂覆部分11b沿卷绕的负极11形成在负极11的一端。正极12的未涂覆部分12b沿卷绕的正极12形成在正极12的另一端。未涂覆部分11b和12b分别设置在电极组件10的两端。
壳体15可以形成为近似长方体的形状，以提供用于在其中容纳电极组件10的空间。壳体15的开口可以形成在长方体的一侧，以容许电极组件10从外部插入到内部空间中。
盖板20安装在壳体15的开口处，以密封容纳电极组件10的壳体15。例如，壳体15和盖板20可以由铝形成，从而壳体15和盖板20可以在开口处彼此焊接。
另外，盖板20可以包括一个或更多个开口，并且可以包括例如电解质注入开口29、通气孔24以及端子孔H1和H2。
在盖板20结合到壳体15之后，电解质注入开口29容许电解质注入到壳体15中。在注入电解质之后，可以用密封阻塞件27密封电解质注入开口29。
通气孔24可以用通气板25密封，从而释放单体电池100的内部压力和产生的气体。当单体电池100的内部压力达到预定压力时，通气板25可以切开以打开通气孔24。通气板25可以具有用于引导切开的凹口25a。
负极端子21和正极端子22可以以与盖板20电绝缘的状态穿过盖板20的端子孔H1和H2。绝缘构件31和32可以设置在盖板20的端子孔H1和H2处，以使负极端子21和正极端子22与盖板20绝缘。
在负极端子21和正极端子22与端子孔H1和H2的内壁分隔开的状态下，绝缘构件31和32可以由在端子孔H1和H2的内壁与负极端子21和正极端子22之间注入并成型的合成树脂形成。因此，绝缘构件31和32可以通过在端子孔H1和H2处将盖板20的内侧和外侧连接，同时使端子孔H1和H2的内壁与负极端子21和正极端子22电绝缘而整体地形成。绝缘构件31和32可以在端子孔H1和H2与负极端子21和正极端子22之间提供简化的绝缘和密封结构。
端子孔H1和H2可以形成为阶梯结构，绝缘构件31和32可以形成为对应于端子孔H1和H2的阶梯结构。因此，可以增强成型的绝缘构件31和32与盖板20中的端子孔H1和H2的外周侧粘合性能。因此，可以提高在端子孔H1和H2与绝缘构件31和32之间密封电解质的性能。
负极端子21和正极端子22可以以弯曲状态（见图5）埋置在壳体15内部的绝缘构件31和32中。即使在外力从盖板20的外部施加到负极端子21和正极端子22时，也可以稳固地维持负极端子21和正极端子22与电极组件10的连接状态。另外，可以增强负极端子21和正极端子22与绝缘构件31和32的粘合性能和紧固力。因此，可以提高在负极端子21和正极端子22与绝缘构件31和32之间密封电解质的性能。
负极端子21和正极端子22可以形成为具有宽度W和厚度T的带形。在形成负极端子21和正极端子22的宽度的表面与未涂覆部分11b和12b紧密接触的同时，负极端子21和正极端子22可以焊接到壳体15内部的电极组件10的未涂覆部分11b和12b。
负极端子21和正极端子22可以包括位于盖板20外部的紧固部分。紧固部分可以以不同的方式形成，使得汇流条200的至少一部分可以插入紧固部分中。当汇流条200插入紧固部分中时，可以焊接汇流条200。汇流条200可以插入紧固部分中，从而能够容易地焊接负极端子21和正极端子22与汇流条200。从而可以提高处于焊接状态的紧固部分和汇流条200的紧固力。
图4是图1的可再充电电池模块1中的电极端子和汇流条的分解透视图，图5是沿图4中的线V-V截取的剖视图。参照图4和图5，负极端子21和正极端子22电连接到相应的单体电池的电极组件10的负极11和正极12。
负极端子21和正极端子22可以以弯曲状态埋置在设置在相应的壳体15内部的绝缘构件31和32中并且可以朝壳体15的内部部分的一侧倾斜。可以在电极组件10的未涂覆部分11b和12b向朝向负极端子21和正极端子22的一侧倾斜的同时设置电极组件10的未涂覆部分11b和12b，以焊接到相应的负极端子21和正极端子22。
可以将形成在负极端子21和正极端子22中的紧固部分形成为第一凹槽41和51，第一凹槽41和51沿宽度方向朝负极端子21和正极端子22的一侧开口。例如，第一凹槽41和51可以具有沿宽度方向朝负极端子21和正极端子22的外侧开口的结构。这里，可以参照沿单体电池100的宽度方向从盖板20的相对端延伸的负极端子21和正极端子22来理解术语“外”和“内”，术语“外”指背对单体电池100的剩余部分，例如，背对另一电极端子，术语“内”指面对单体电池100的剩余部分，例如，面对另一电极端子。
汇流条200可以包括形成为与第一凹槽41和51匹配的第二凹槽62和72，从而第二凹槽62和72可以结合到第一凹槽41和51。因此，汇流条200可以通过第二凹槽62和72结合到负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51。
负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51可以通过汇流条200的第二凹槽62和72结合到第二凹槽62和72的后侧。另外，汇流条200的第二凹槽62和72可以通过负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51结合到第一凹槽41和51的后侧。汇流条200可以沿水平方向朝第一凹槽41和51移动以结合到负极端子21和正极端子22。
如上所述，由于第一凹槽41和51与第二凹槽62和72的结合，负极端子21和正极端子22与汇流条200可以具有强的紧固力。当在负极端子21和正极端子22接触汇流条200的部分处执行激光焊接时，焊接操作会是容易的。
汇流条200可以包括第一部分201和第二部分202，第一部分201和第二部分202中的每个由与负极端子21和正极端子22中相应的端子的材料相同的材料形成。例如，汇流条200的第一部分201可以由与负极端子21的材料相同的材料制成，汇流条200的第二部分202可以由与正极端子22的材料相同的材料制成。在第一部分201和第二部分202被覆熔接（clad weld）的状态下，第一部分201和第二部分202可以用于连接负极端子21和正极端子22。
在下文中，将描述各种其它示例性实施例。将不重复涉及与前述示例性实施例的构造相同的构造的描述，并将描述构造的不同之处。
图6是根据另一示例性实施例的可再充电电池模块2中的电极端子和汇流条的分解透视图，图7是沿图6中的线VII-VII截取的剖视图。
参照图6和图7，在该示例性实施例中，第一凹槽241和251可以包括第一内凹槽241和第一外凹槽251。第一内凹槽241可以形成为沿宽度方向朝负极端子221的内侧开口的结构，第一外凹槽251可以形成为沿宽度方向朝正极端子222的外侧开口的结构。
汇流条300可以包括第二外凹槽262和第二内凹槽272。第二外凹槽262可以形成为与第一内凹槽241匹配并结合。第二内凹槽272可以形成为与第一外凹槽251匹配并结合。
负极端子221的第一内凹槽241和正极端子222的第一外凹槽251可以通过汇流条300的第二外凹槽262和第二内凹槽272结合到第二外凹槽262和第二内凹槽272的后侧。
另外，汇流条300的第二外凹槽262和第二内凹槽272可以通过负极端子221的第一内凹槽241和正极端子222的第一外凹槽251结合到第一内凹槽241和第一外凹槽251的后侧。
汇流条300可以在水平状态下朝第一内凹槽241和第一外凹槽251旋转以与第一内凹槽241和第一外凹槽251结合。
图8是根据另一示例性实施例的可再充电电池模块3中的电极端子和汇流条的分解透视图，图9是沿图8中的线IX-IX截取的剖视图。
参照图8和图9，在该示例性实施例中形成在负极端子21和正极端子22处的第一凹槽41和51可以与图6至图7的示例性实施例中的第一凹槽241和251相同，与前面示例性实施例的汇流条200和300不同，汇流条400可以形成为不包括第二凹槽的带形。
汇流条400可以沿水平方向朝负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51移动以结合到负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51，或者可以在顺序地朝负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51前进的同时连接负极端子21和正极端子22。
与前面实施例相比，在该示例性实施例中，汇流条400可以更容易地结合到负极端子21的第一凹槽41和正极端子22的第一凹槽51。
图10是根据另一示例性实施例的可再充电电池模块4中的电极端子和汇流条的分解透视图，图11是沿图10中的线XI-XI截取的剖视图。
参照图10和图11，该示例性实施例中的汇流条400与图8和图9的示例性实施例中的汇流条400相同。负极端子421和正极端子422可以包括形成为通孔441和451的插入口。
通孔441和451可以形成为沿宽度方向穿过负极端子421和正极端子422的中心。在汇流条400顺序地穿过并插入通孔441和451中的同时，汇流条400可以连接负极端子421和正极端子422。
与前面示例性实施例相比，在该示例性实施例中，汇流条400可以容易地结合到负极端子421的通孔441和正极端子422的通孔451，并且通过根据负极端子421和正极端子422的高度确保足够的宽度W4而能够使汇流条400与负极端子421和正极端子422之间的电阻最小化。
通过总结和回顾的方式，可以通过汇流条连接由可再充电电池形成的单体电池的电极端子来构造可再充电电池模块。例如，汇流条可以通过焊接连接到电极端子。电极端子和汇流条可能不具有相互间的紧固力，在焊接之前电极端子和汇流条的位置可能没被固定。因此，会难以执行焊接操作并且相互间的紧固力会弱。
相反，实施例可以提供一种使汇流条能够容易地连接到电极端子的可再充电电池，可以提高电极端子与汇流条之间的紧固力。
这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定的术语，但是仅以普通的和描述性的含义而不是出于限制的目的来使用和解释这些术语。在某些情况下，如本领域普通技术人员将清楚的，自提交本申请之时起，除非另外明确地指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求所阐述的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1.一种可再充电电池模块，所述可再充电电池模块包括：
多个单体电池，每个单体电池包括可再充电电池，可再充电电池包括：
电极组件，执行充电和放电；
壳体，电极组件位于壳体中；
盖板，结合到壳体的开口；以及
电极端子，位于盖板中并且通过位于盖板的端子孔处的绝缘构件与盖板绝缘，电极端子连接到电极组件的电极并且延伸到盖板的外部，其中，电极端子中的每个电极端子为具有宽度和厚度的带的形式，每个电极端子通过焊接而焊接到壳体内部的电极组件的未涂覆部分，每个电极端子包括在壳体外部的相应的紧固部分，以及
汇流条，连接单体电池的电极端子，
其中，电极端子均包括容纳汇流条的至少一部分的紧固部分；
紧固部分包括沿宽度方向朝电极端子的一侧开口的第一凹槽，汇流条包括第二凹槽，第二凹槽形成为与第一凹槽匹配并且结合到第一凹槽。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池模块，其中：
电极端子包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子凹槽，
负极端子凹槽沿宽度方向朝负极端子的外侧开口，以及
正极端子凹槽沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。
3.根据权利要求1所述的可再充电电池模块，其中：
电极端子包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极并包括负极端子凹槽，正极端子连接到电极组件的正极并包括正极端子凹槽，
负极端子的凹槽沿宽度方向朝负极端子的内侧开口，以及
正极端子的凹槽沿宽度方向朝正极端子的外侧开口。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池模块，其中，每个绝缘构件包括合成树脂，合成树脂被成型为使得电极端子中相应的电极端子与端子孔中相应的端子孔的内部分隔开。
5.根据权利要求2所述的可再充电电池模块，其中：
汇流条包括第二凹槽，第二凹槽与单体电池中的一个单体电池的负极端子第一凹槽和单体电池中的另一个单体电池的正极端子第一凹槽结合。
6.根据权利要求3所述的可再充电电池模块，其中：
汇流条包括第二外凹槽和第二内凹槽，第二外凹槽与单体电池中的一个单体电池的负极端子第一凹槽结合，第二内凹槽与单体电池中的另一个单体电池的正极端子第一凹槽结合。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池模块，其中，
每个单体电池的电极端子包括负极端子和正极端子，负极端子连接到电极组件的负极，正极端子连接到电极组件的正极，
汇流条包括：
第一部分，由与负极端子的材料相同的材料形成并能够连接到单体电池中的一个单体电池的负极端子；以及
第二部分，由与正极端子的材料相同的材料形成并能够连接到单体电池中的另一个单体电池的正极端子，
第一部分和第二部分通过被覆熔接连接。
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