CN104103779A - 电池单元和包括该电池单元的电池模块 - Google Patents

电池单元和包括该电池单元的电池模块 Download PDF

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Abstract

公开一种电池单元和包括该电池单元的电池模块。电池单元包括容纳电极组件的壳体，壳体具有开口，并包括覆盖开口的盖板，盖板具有端子插入部分。电池单元进一步包括通过端子插入部分从壳体的外侧插入壳体中并被联接到电极组件的端子构件，端子构件包括被电联接到电极组件的集流体；平行于盖板的上表面延伸到盖板的外侧的端子部分；以及被电联接到集流体和端子部分的连接部分。电池单元进一步包括端子插入部分中的将端子构件固定到盖板的固定构件，固定构件包括端子插入部分中的围绕端子构件的注入成型的塑料树脂。

Description

电池单元和包括该电池单元的电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年4月8日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0038283的优先权和权益，该申请的公开通过引用整体合并于此。另外，本申请通过引用合并了和上述申请同日递交的名称为“电池单元和使用该电池单元的电池模块”、代理人卷号为No.73033/S744的美国专利申请14/049,084的全部内容，以及和上述申请同日递交的名称为“电池单元和使用该电池单元的电池模块”、代理人卷号为No.73034/S744的美国专利申请14/048,943的全部内容。
技术领域
本发明的一个或更多实施例涉及电池单元和使用彼此联接的多个电池单元的电池模块。
背景技术
一般来说，和没有被设计为可再充电的一次电池不同，二次电池可以被重复放电和再充电。二次电池作为能量源被用于移动设备、电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、不间断电源等。并且，根据采用二次电池的外部设备的类型，二次电池以单个电池或其中多个电池通过使用汇流条被电联接成单独单元中的电池模块的形式被使用。
具有单个电池的输出和容量的小型移动设备，如移动电话，可以操作预定的时间。然而，当需要长时间操作或高功率操作时，例如在电动汽车或混合动力汽车中，通常使用电池模块来防止输出或容量问题。根据电池模块中所包括的电池的数量，电池模块可以增加输出电压或输出电流。通过串联或并联联接多个电池，电池模块可以达到所需的输出电压或输出电流。
发明内容
本发明的一个或更多实施例包括可以减少制造成本的具有改进的电极端子组件的电池单元以及使用该电池单元的电池模块。
本发明的实施例的附加方面将在随后的描述中部分阐释，并且根据描述将部分变得明显，或者可以通过对本发明的所提出的实施例进行实践而知道。
根据本发明的一个或更多实施例，电池单元包括：容纳电极组件的壳体，所述壳体具有开口；以及包括覆盖所述开口的盖板，所述盖板具有端子插入部分。所述电池单元可以进一步包括通过所述端子插入部分从所述壳体的外侧插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件包括被电联接到所述电极组件的集流体；平行于所述盖板的上表面延伸到所述盖板的外侧的端子部分；以及被电联接到所述集流体和所述端子部分的连接部分。所述电池单元进一步包括在所述端子插入部分中并将所述端子构件固定到所述盖板的固定构件，所述固定构件具有所述端子插入部分中并围绕所述端子构件的注入成型的塑料树脂。
所述端子部分可以与所述盖板的上表面分开。
所述端子部分可以在沿所述盖板的长边的方向上延伸。
所述连接部分可以包括从所述端子部分向下延伸的第一弯曲部分以及从所述第一弯曲部分在沿长边的方向上延伸的第二弯曲部分。在一些实施例中，所述集流体从所述第二弯曲部分的沿所述盖板的短边的方向上的边缘向下延伸。
所述第二弯曲部分可以被部分覆盖在所述固定构件中。
所述第二弯曲部分可以被完全覆盖在所述固定构件中。
所述固定构件可以包括填充所述端子插入部分的第一固定部分和填充所述端子部分与所述盖板的所述上表面之间的间隙的第二固定部分。
所述第二固定部分可以延伸到所述第一固定部分的上部。
所述第二固定部分可以位于所述端子插入部分的边缘的上方。
所述端子构件可以包括正极端子构件和负极端子构件。
所述正极端子构件和所述负极端子构件可以各自包括金属。在一些实施例中，所述正极端子构件的金属和所述负极端子构件的金属是相同的。
所述正极端子构件和所述负极端子构件可以包括不相似金属。
所述正极端子构件可以包括铝，所述负极端子构件可以包括铜。
所述电池单元可以包括在所述正极端子构件和所述负极端子构件中的一个的上表面上的焊接层。在一些实施例中，所述焊接层可以包括和所述正极端子构件和所述负极端子构件中的任意一个的金属相同的金属，并可以位于所述正极端子构件和所述负极端子构件中的包括和所述焊接层不相似的金属的所述一个的上表面上。
根据本发明的一个或更多实施例，一种电池模块包括多个电池单元和汇流条。所述多个电池单元中的电池单元每一个包括容纳电极组件的壳体，所述壳体具有开口，并包括覆盖所述开口的盖板，所述盖板具有端子插入部分。每个电池单元可以进一步包括通过所述端子插入部分从所述壳体的外侧插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件包括：被电联接到所述电极组件的集流体；平行于所述盖板的上表面延伸到所述盖板的外侧的端子部分；以及被电联接到所述集流体和所述端子部分的连接部分。每个电池单元进一步包括在端子插入部分中的将所述端子构件固定到所述盖板的固定构件，所述固定构件具有端子插入部分中并围绕端子构件的注入成型的塑料树脂。所述汇流条可以将所述多个电池单元中的电池单元的端子部分联接到所述多个电池单元中的相应相邻电池单元的端子部分。
所述多个电池单元中的电池单元的每一个的端子部分可以与其各自的盖板的上表面分开。
所述多个电池单元中的电池单元的每一个的端子部分可以在沿各自的盖板的长边的方向上延伸。
所述多个电池单元中的每个电池单元的固定构件可以包括填充端子插入部分的第一固定部分和填充所述端子部分与所述盖板的上表面之间的间隙的第二固定部分。
所述固定构件的所述第二固定部分可以延伸到所述第一固定部分的上部。
所述固定构件的所述第二固定部分可以位于所述端子插入部分的边缘的上方。
所述电池模块的汇流条可以被焊接所述到端子部分。
所述多个电池单元中的电池单元的每一个的端子构件可以包括正极端子构件和负极端子构件。
所述端子构件的正极端子构件和负极端子构件可以包括不相似金属。
所述电池模块的汇流条可以包括和所述端子构件的正极端子构件或负极端子构件中的任意一个相同的金属。
所述多个电池单元中的电池单元可以每一个进一步包括在所述正极端子构件和所述负极端子构件的一个的上表面上的焊接层。在一些实施例中，所述焊接层可以包括与所述汇流条的金属相同的金属，并可以位于所述正极端子构件和所述负极端子构件中的包括与所述焊接层和所述汇流条的金属不同的金属的所述一个的上表面上。
所述正极端子构件可以包括铝，所述负极端子构件可以包括铜，所述汇流条可以包括铝，包括铝的所述焊接层可以在所述负极端子构件的端子部分的上表面上。
附图说明
从联接附图进行的对实施例的下述描述，本发明的实施例的这些和/或其它方面将变得更明显，并更容易理解，附图中：
图1是根据本发明实施例的电池单元的分解透视图；
图2是沿图1的线X-X′的剖视图；
图3是示出了电极组件的示例的透视图；
图4是示出了根据本发明实施例的负极（正极）端子构件的透视图；
图5A至图5C是示出了正极端子构件和正极集流体以及负极端子构件和负极集流体的布置的透视图，其中集流体被联接在电极组件的同一表面上；
图6A至图6C是示出了正极端子构件和正极集流体以及负极端子构件和负极集流体的布置的透视图，其中集流体被联接在电极组件的不同表面上；
图7A至图7C示出了通过插件注入成型方法用于固定正极端子构件和负极端子构件到盖板并形成固定构件的工艺的一个示例；
图8是根据本发明实施例的电池模块的剖视图；
图9是根据本发明的另一个实施例的端子构件的透视图；
图10是示出了根据本发明实施例的电池单元的剖视图；
图11是示出了图10的盖组件的一部分的透视图；
图12是示出了用于通过插件注入成型方法将正极端子构件和负极端子构件固定到盖板上并用于形成图10的固定构件的工艺的示例的剖视图；和
图13是示出了根据本发明的另一个实施例的盖组件的一部分的透视图。
具体实施例
下面将详细地参考实施例，这些实施例的示例被示出在附图中，其中相似的附图标记自始至终代表相似的元件。在这方面，本实施例可以具有不同的形式，而不应当被局限于这里提出的描述。因此，在下面仅参考附图描述实施例以解释本描述的各方面。
如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多相关的列出项目的任意和全部组合。诸如“……中的至少一个”的表述，当位于一系列元件之前时，修饰整个系列的元件，而不是修饰该系列中的单独元件。如这里所使用的，术语“多个”意味着多于一个。
图1是根据本发明实施例的电池单元1的分解透视图。图2是沿图1的线X-X′截取的剖视图。图3是示出了电极组件10的示例的透视图。参考图1和图2，电池单元1包括电极组件10、用于容纳电极组件10的壳体20以及用于关闭壳体20的上端的盖组件30。
电池单元1可以是二次电池，如锂离子电池。电池单元1可以包括多种电池单元类型，例如圆筒形电池单元、棱柱形电池单元或聚合物电池单元。然而，本发明并不局限于上述电池单元类型中的任何一种。
参考图3，电极组件10可包括正极板11、负极板12和插入在正极板11和负极板12之间的隔板13。例如，正极板11、负极板12和隔板13的堆叠体可以被卷绕成胶卷形。
在一些实施例中，正极板11包括正极集流体部分11a和在正极集流体部分11a的至少一个表面上的正极活性物质层11b。在一些实施例中，没有涂覆正极活性物质层11b的正极物质未涂覆部分11cc在正极集流体部分11a的宽度方向上位于正极集流体部分11a的边缘部分处。在一些实施例中，负极板12包括负极集流体部分12a和在负极集流体部分12a的至少一个表面上的负极活性物质层12b。在一些实施例中，没有涂覆负极活性物质层12b的负极物质未涂覆部分12c在负极集流体部分12a的宽度方向上位于负极集流体部分12a的边缘部分处。正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以被布置为在电极组件10的宽度方向上被彼此分开。例如，正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以在宽度方向上被布置在电极组件10的相对边缘部分处。
盖组件30包括盖板310、电联接到电极组件10的端子构件320和330以及用于将端子构件320和330固定到盖板310的端子固定构件340和350。
壳体20具有用于插入电极组件10的开口21。随着盖板310被联接到壳体20，开口21被关闭。在一些实施例中，盖板310的边缘311与壳体20的形成开口21的上边缘22形状匹配。在此实施例中，随着盖板310被通过例如激光焊接联接到壳体20，用于容纳电极组件10的外壳被形成。盖板310包括安全通气口32。安全通气口32可以被设计为是易碎的，以当壳体20的内部压力超过预先设定的点时提供气体排出路径。盖板310包括用于将电解质注入壳体20中的电解质注入孔33。当电解质的注入完成后，电解质注入孔33由密封塞34关闭。
端子构件320和330可以分别是正极端子构件320和负极端子构件330。在一些实施例中，端子构件320和330可以分别是负极端子构件320和正极端子构件330。正极端子构件320和负极端子构件330被分别电联接到电极组件10的正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c。电极组件10的正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以经由正极端子构件320和负极端子构件330被电暴露到壳体20的外侧。端子插入部分35和36可以分别是正极端子插入部分35和负极端子插入部分36。端子插入部分35和36通过垂直贯穿盖板310而形成。正极端子构件320和负极端子构件330可以被分别插入到端子插入部分35和36，并分别由正极端子固定构件340和负极端子固定构件350固定到盖板310。
图4是示出了根据本发明实施例的负极（正极）端子构件330（320）的透视图。在大多数实施例中，端子构件320和330具有相同的形状或彼此对称的形状。在图4中，形成正极端子构件320的构成元件的附图标记被表示在和负极端子构件330的构成元件的附图标记一起的括号里。
参考图1、图2和图4，正极端子构件320可包括正极端子部分321、正极集流体324以及联接正极端子部分321和正极集流体324的正极连接部分325。负极端子构件330可包括负极端子部分331、负极集流体334以及联接负极端子部分331和负极集流体334的负极连接部分335。负极端子部分331和正极端子部分321平行于盖板310的上表面312延伸。正极端子构件320和负极端子构件330可以是具有导电性的金属。例如，正极端子构件320和负极端子构件330可以通过由包括冲压的加工方法将金属板构件切割并弯曲到所需的形状而形成。
在一个实施例中，负极端子部分331在沿盖板310的长边方向的第一方向，例如水平方向上延伸。负极集流体334可以在沿盖板310的厚度方向的方向，在第二方向上，例如向下延伸。负极连接部分335可以从负极端子部分331被弯曲，以联接负极端子部分331和负极集流体334。负极连接部分335可以包括第一负极弯曲部分332和第二负极弯曲部分333，第一负极弯曲部分332从负极端子部分331在第三方向，例如和第一方向相反的方向上的边缘331a在第二方向上，例如向下弯曲，并从其延伸，第二负极弯曲部分333从第一负极弯曲部分332的在第二方向上的边缘332a在第三方向上弯曲，并从其延伸。负极集流体334可以在盖板310的短边方向从第二负极弯曲部分333的在第四方向，例如在和第一及第二方向交叉的方向上的边缘333a在第二方向上，例如向下延伸。
在一个实施例中，负极集流体334的大面积部分334b，而不是厚度部分334c，被安置为平行于电极组件10的负极物质未涂覆部分12c。大面积部分334b的宽度W可以被确定为使得大面积部分334b和负极物质未涂覆部分12c之间的接触面积尽可能大。因此，在此实施例中，可以实现负极集流体334和负极物质未涂覆部分12c之间的大接触面积，减小了接触电阻。
图5A至图5C是示出了正极端子构件320和正极集流体324以及负极端子构件330和负极集流体334的布置的透视图。在图5A至图5C中，正极集流体324和负极集流体334被联接在电极组件10的同一表面上。
参考图5A，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331彼此面对。参考图5B，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331面对相反的方向。在图5A和图5B所示的实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330相对于沿盖板310的长边方向具有对称的形状。参考图5C，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331面对同一方向。在该实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330的形状是相同的。
图6A至图6C是示出正极端子构件320和正极集流体324以及负极端子构件330和负极集流体334的布置的透视图。在图6A至图6C中，正极集流体324和负极集流体334被联接在电极组件10的不同表面上。在如图6A和图6B所示的实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330具有相同的形状。在如图6C所示的布置中，正极端子构件320和负极端子构件330的形状相对于沿盖板310的长边方向彼此对称。
在如图4所示的其中正极端子构件320的形状和负极端子构件330的形状相同的实施例中，例如，正极端子构件320包括在第一方向上延伸的正极端子部分321、在第二方向上延伸的正极集流体324以及从正极端子部分321弯曲并联接正极端子部分321和正极集流体324的正极连接部分325。正极连接部分325可以包括第一正极弯曲部分322和第二正极弯曲部分323，第一正极弯曲部分322从正极端子部分321的在第三方向上的边缘321a在第二方向上弯曲并从其延伸，第二正极弯曲部分323从第一正极弯曲部分322的在第二方向上的边缘322a在第三方向上弯曲并从其延伸。正极集流体324可以从第二正极弯曲部分323的在第四方向上的边缘323a在第二方向上延伸。
在一些实施例中，正极集流体324的大面积部分324b，而不是厚度部分324c，被安置为平行于电极组件10的正极物质未涂覆部分11c。大面积部分324b的宽度W可以被确定为使得大面积部分324b和正极物质未涂覆部分11c之间的接触面积尽可能大。因此，在本实施例中，可以实现正极集流体324和正极物质未涂覆部分11c之间的大的接触面积，从而减小了接触电阻。
例如如图4的点线所示，在正极端子构件320的形状和负极端子构件330的形状对称的实施例中，正极集流体324可以从第二正极弯曲部分323的在和第四方向相反的第五方向上的第二边缘323b在第二方向上弯曲并从其延伸。
在一些实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330被分别插入到正极端子插入部分35和负极端子插入部分36。在这些实施例中，正极端子部分321和负极端子部分331位于盖板310的上方，而正极集流体324和负极集流体334位于盖板310的下方。在这些实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330分别由被分别插入到正极端子插入部分35和负极端子插入部分36中的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350固定到盖板310。正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由例如电绝缘的塑料形成。正极端子部分321和负极端子部分331可以从盖板310向上突出。在一些实施例中，间隙G1和G2被分别形成在盖板310的上表面312与正极端子部分321及负极端子部分331之间。因此，正极端子部分321和负极端子部分331可以被固定到盖板310，正极端子部分321和负极端子部分331可以分别通过正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与盖板310电绝缘。
电绝缘体可以包括塑料。例如，在一些实施例中，电绝缘包括普通塑料，如聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯、高密度聚乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），普通工程塑料，如聚缩醛、聚亚苯基氧化物（PPO）、聚亚苯基醚（PPE）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），高性能工程塑料，例如U聚合物、聚砜（PSU）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚醚砜（PES）、聚丙烯酸酯、聚醚醚酮（PEEK）和聚四氟乙烯（PTFE），超耐热工程塑料，如聚酰胺酰亚胺（PAI）和聚酰亚胺（PI）。在一些实施例中，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由通过添加40%的玻璃纤维到PPS而生产的树脂形成。
正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以通过插件注入成型方法形成。在一些实施例中，该方法包括分别将正极端子构件320和负极端子构件330插入到正极端子插入部分35和负极端子插入部分36中。该方法可以进一步包括注入诸如电绝缘体的物质，例如如上所述通过增加40%的玻璃纤维到PPS而生产的树脂，以成型到正极端子插入部分35和负极端子插入部分36中。例如，图7A至图7C所示的实施例例示了通过插件注入成型方法用于固定正极端子构件320和负极端子构件330到盖板310以及用于形成正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的工艺的示例。
参考图7A，注模的上芯1001和下芯1002可以彼此分开，从而打开注模。在一些实施例中，盖板310被放置在下芯1002的下分型线PL2上，正极端子构件320和负极端子构件330分别经由正极端子插入部分35和负极端子插入部分36通过穿过盖板310被插入到下芯1002中。用于分别支撑正极集流体324和负极集流体334的支撑孔1002a和1002b可以被提供在下芯1002中。在这些实施例中，当正极集流体324和负极集流体334分别由支撑孔1002a和1002b支撑时，正极端子部分321和负极端子部分331与盖板310的上表面312分开。为了防止在正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个与盖板310的上表面312之间的间隙1009和1010被填充有例如塑料树脂，间隙1009和1010可以由上芯1001填充。间隙1009和1010对应于相对于上芯1001的操作方向的下切部。间隙1009和1010可分别由当上芯1001被操作时与上芯1001的操作方向相交的方向上移动的滑芯1003和1004填充。换句话说，当上芯1001接近下芯1002或与下芯1002分开时，滑芯1003和1004可以在和上芯1001的操作方向相交的方向上移动，从而填充间隙1009和1010或者分别在远离间隙1009和1010的方向上移动。
参考图7B所例示的实施例，一旦盖板310、正极端子构件320和负极端子构件330被支撑在下芯1002上，上芯1001接近下芯1002。当上芯1001和下芯1002被彼此联接时，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350将要在该处被分别形成的成型空间1005和1006可以由上分型线PL1和下分型线PL2限定。在这些实施例中，间隙1009和1010分别由滑芯1003和1004填充。在这些实施例中，成型空间1005和1006分别通过门1007和1008被填充有例如树脂的物质。在这些实施例中，一旦经过了预定的冷却时间，填充成型空间1005和1006的例如树脂的物质固化，将正极端子构件320和负极端子构件330固定到盖板310的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350被形成。
接下来，参照图7C所例示的实施例，上芯1001与下芯1002分开，盖组件30与下芯1002分开。
返回参考图2，正极端子部分321和负极端子部分331可以与盖板310的上表面312分开，在它们之间形成间隙G1和G2。间隙G1和G2可以相同。正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别部分或完全围绕正极连接部分325和负极连接部分335。正极连接部分325和负极连接部分335与盖板310的正极端子插入部分35和负极端子插入部分36二者的边缘之间的间隙被填充有例如树脂的物质，从而分别形成正极端子固定构件340和负极端子固定构件350。因此，在这些实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330可以与盖板310电绝缘和上完全绝缘。第二正极弯曲部分323和第二负极弯曲部分333可以被部分或完全（参考图2的虚线）覆盖在正极端子固定构件340和负极端子固定构件350中。在这些实施例中，由于各自具有弯曲部分的正极连接部分325和负极连接部分335被分别覆盖在正极端子固定构件340和负极端子固定构件350中，正极端子构件320和负极端子构件330由正极端子固定构件340和负极端子固定件350各自分别联接到盖板310，从而提升了正极端子构件320和负极端子构件330的每一个和盖板310之间的联接强度。
完成后的盖组件30可包括彼此电联接的电极组件10、正极端子构件320和负极端子构件330。在一些实施例中，正极集流体324被电联接到正极物质未涂覆部分11c，而负极集流体334被电联接到负极物质未涂覆部分12c。正极集流体324到正极物质未涂覆部分11c的联接和负极集流体334到负极物质未涂覆部分12c的联接可以通过例如超声波焊接进行。
一旦盖组件30和电极组件10彼此联接，电极组件10可通过开口21被插入到壳体20中。在这些实施例中，一旦盖板310通过例如激光焊接方法被联接到壳体20，开口21被关闭，从而将电极组件10经由正极端子构件320和负极端子构件330电暴露到壳体20的外侧。在开口21被关闭后，电解质可通过电解质注入孔33被注入，电解质注入孔33可以通过使用密封塞34被封闭，因此完成了电池单元1的制造。
根据上述电池单元1，正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个可以由单独的金属板形成。换句话说，正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个的所有部件，即从正极集流体324和负极集流体334到正极端子部分321和负极端子部分331，可以由相同的金属形成。因此，因为正极端子构件320和负极端子构件330可以不需要例如焊接等的联接工艺而形成，制造成本可以降低，同时分别保持从正极集流体324和负极集流体334到正极端子部分321和负极端子部分331的电流路径的电特性。并且，由于正极端子构件320和负极端子构件330通过使用例如塑料或树脂由插件注入成型方法联接到盖板310，盖板310可以被联接到相应的正极端子构件320、负极端子构件33和它们之间的电绝缘体。并且，在正极端子部分321和负极端子部分331在彼此平行并平行于盖板310的上表面312的方向，例如在水平方向上延伸的实施例中，这可以允许如图8所示和下面描述的形成电池模块2的相邻电池单元1的正极端子部分321和负极端子部分331的更简化的联接。并且，例如在水平方向上延伸的正极端子部分321和负极端子部分331在允许足够的面积用于焊接的方面可能是有利的。
图8是根据本发明实施例的电池模块2的透视图。参考图8，电池模块2可以包括成行布置的多个电池单元1。例如，电池模块2可以包括布置在一个方向上或者布置成层叠结构的电池单元1，从而将电池单元1布置成一行或更多行。
通过联接相邻的电池单元1的正极端子部分321和负极端子部分331，电池单元1可以被彼此串联或并联地电联接。例如，如图8所示，通过使用汇流条400联接一对相邻电池单元1的不同极性的端子部分，电池单元1可以被彼此串联联接。在此实施例中，电池单元1可以被布置为使得其端子部分的极性在汇流条400的联接方向A上交替布置。汇流条400可以通过例如焊接被联接到正极端子部分321和负极端子部分331。虽然图8中未示出，通过使用汇流条400联接一对相邻电池单元1的相同极性的端子部分，电池单元1可以被彼此并联联接。
汇流条400可以由表现出优异的导电性的金属材料形成。并且，汇流条400可以由具有均匀组分的金属材料形成。当正极端子部分321和负极端子部分331各自由和汇流条400的金属相似的金属形成时，正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个和汇流条400可以通过焊接相似的金属而联接。在一些实施例中，相似的金属可以包括例如铝（Al）和/或铜（Cu）。
正极端子部分321和负极端子部分331可以由不相似的金属形成。当汇流条400由和正极端子部分321和/或负极端子部分331的金属材料不同的金属材料形成时，可以在正极端子部分321和汇流条400之间和负极端子部分331和汇流条400之间分别形成这些不相似金属之间的联接。当汇流条400由和正极端子部分321和/或负极端子部分331中的任一个相同的金属形成时，不相同金属之间的联接可以被形成在汇流条和正极端子部分321与负极端子部分331的不是相似金属的另一个之间。
例如在一个实施例中，相似金属之间的激光焊接可以形成足够的焊接强度；示例性的相似金属可以包括Al-Al或Cu-Cu。但是，如果这些实施例中的激光焊接是在例如Al-Cu的不相似金属之间，可焊性会降低，可能无法获得足够的焊接强度。在具有不相似金属的实施例中，搅拌摩擦焊（FSW）可以代替激光焊接被执行。FSW使用插入在基座构件中并高速旋转的焊接工具（未示出）。由于焊接工具和基座构件之间的摩擦热，焊接工具周围的基座构件可以被软化。通过旋转焊接工具由搅拌操作引起的例如塑料的基座构件的流动允许两个基座构件相对于两个基座构件的边界表面被强制彼此混合。因此，FSW可以在具有较低的可焊接性的不相似金属之间提供足够的焊接强度。
例如，在一个实施例中，正极端子部分321可以由电化学适合于正电极的Al形成，负极端子部分331可以由电化学适合于负电极的Cu形成，汇流条400可以由Al形成。正极端子部分321和汇流条400可以通过激光焊接联接，而负极端子部分331和汇流条400可通过FSW联接。因此，在此实施例中，在汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间可以产生足够的焊接强度。在其它实施例中，正极端子部分321和负极端子部分331都可以通过FSW联接到汇流条400。
图9是根据本发明的另一个实施例的应用到电池单元1的正极端子构件320和负极端子构件330的透视图。当正极端子部分321和负极端子部分331是不相似的金属，并且当而汇流条400是与正极端子部分321和负极端子部分331中的任意一个的金属相同时，正极端子部分321和负极端子部分331中的另一个可以包括和汇流条400的金属相似的焊接层326或336。例如，当正极端子部分321由电化学适合于正电极的Al形成时，负极端子部分331可以由电化学适合于负电极的Cu形成，汇流条400可以由Al形成，由和汇流条400相同的Al形成的焊接层336可以在负极端子构件330的上表面上。当汇流条400由Cu形成时，由和汇流条400相同的Cu形成的焊接层326可以在正极端子部分321的上表面上。焊接层326和336可以通过例如激光焊接或FSW分别在正极端子部分321和负极端子部分331上。在一些实施例中，如图2所示的间隙G1和G2可以彼此不同，以允许正极端子部分321和负极端子部分331的上表面的最终高度相同。根据上述实施例，由于汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间的联接是在相似金属之间，即使通过激光焊接也可以得到足够的焊接强度。
图10是示出了根据本发明实施例的电池单元1的剖视图。图11是示出了图10的盖组件30的一部分的透视图。参考图10和图11，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别位于正极端子插入部分35和负极端子插入部分36与正极端子部分321和负极端子部分331与盖板310的上表面312之间的间隙G1和G2之间。换句话说，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别包括第一固定部分341和351和第二固定部分342和352，第一固定部分341和351填充正极端子插入部分35和负极端子插入部分36，第二固定部分342和352填充正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个与盖板310的上表面312之间的间隙G1和G2。
正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由插件注入成型方法形成。例如，如图12所示，在注模的上芯1001和下芯1002彼此分开的实施例中，打开模具，盖板310被插入在下芯1002中，正极端子构件320和负极端子构件330分别经由正极端子插入部分35和负极端子插入部分36通过贯穿盖板310被插入到下芯1002中。然后，上芯1001可以接近下芯1002。当上芯1001和下芯1002被彼此联接时，其中正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别在该处形成的成型空间1005和1006由上分型线PL1和下分型线PL2限定。正极端子部分321和负极端子部分331分别与盖板310的上表面312之间的间隙1009和1010被联接到各自的成型空间1005和1006，从而允许间隙1009和1010被填充有例如树脂的物质。在一些实施例中，树脂经由门1007和1008被注入成型空间1005和1006以及间隙1009和1010中。在这些实施例中，一旦经过预定的冷却时间，填充成型空间1005和1006以及间隙1009和1010的例如树脂的物质固化，分别形成将正极端子构件320和负极端子构件330固定到盖板310并包括第一固定部分341和351以及第二固定部分342和352的正极端子固定构件340和负极端子构件350。接下来，上芯1001可以与下芯1002分开，盖组件30可与下芯1002分开。
根据这些实施例，在盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的联接强度可以得到提升。换句话说，由于第二固定部分342和352分别增加了正极端子构件320和负极端子构件330与盖板310以及正极端子固定构件340和负极端子固定构件350之间的接触面积，盖板310与正极端子构件320和正极端子固定构件340中的每一个之间以及与负极端子构件330和负极端子固定构件350中的每一个之间的联接强度可以得到提升。并且，当汇流条400通过例如焊接的方法被联接到正极端子部分321和负极端子部分331时，向下的压力可以由焊接工具施加到正极端子部分321和负极端子部分331。在此实施例中，由于正极端子部分321和负极端子部分331由第二固定部分342和352支撑在盖板310上，可以减小正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别与正极端子插入部分35和负极端子插入部分36分开的可能性。
在一些实施例中，在焊接工艺中，传递到正极端子部分321和负极端子部分331的热可以通过第二固定部分342和352散发。
由于正极端子部分321和负极端子部分331由第二固定部分342和352支撑，在一些实施例中，在焊接汇流条400的工艺期间可以防止正极端子部分321和负极端子部分331向下弯曲。因此，在这些实施例中，汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间的联接质量可以得到提升。并且，在这些实施例中，盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的电绝缘可以得到改进。
图13是示出了根据本发明的另一实施例的盖组件30的一部分的透视图。参考图13，第二固定部分342和352可以延伸越过第一固定部分341和351，从而完全覆盖正极端子插入部分35和负极端子插入部分36。换句话说，第二固定部分342和352可以分别在盖板310的长边方向和短边方向延伸越过正极端子插入部分35和负极端子插入部分36的边缘35a和36a。根据上述实施例，防止了湿气通过正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与正极端子插入部分35和负极端子插入部分36之间的间隙进入壳体20，并减少了盖板310、电极组件10、正极集流体324和负极集流体334以及壳体20腐蚀的可能性。
应当理解这里所描述的示例性实施例应当被认为仅仅是描述性的，而不用于限制的目的。对每个实施例内的特征或方面的描述通常应当被认为可以用于其它实施例的其他相似特征或方面。本公开的范围在权利要求及其等同方案中限定。

Claims (21)

1.一种电池单元，包括：
容纳电极组件并具有开口的壳体；
覆盖所述开口的盖板，所述盖板具有端子插入部分；
通过所述端子插入部分从所述壳体的外侧插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件包括：
被电联接到所述电极组件的集流体；
平行于所述盖板的上表面延伸到所述盖板的外侧的端子部分；和
被电联接到所述集流体和所述端子部分的连接部分；和
在所述端子插入部分中并将所述端子构件固定到所述盖板的固定构件，所述固定构件包括在所述端子插入部分中并围绕所述端子构件的注入成型的塑料树脂。
2.如权利要求1所述的电池单元，其中所述端子部分与所述盖板的所述上表面分开。
3.如权利要求2所述的电池单元，其中所述端子部分在沿所述盖板的长边的方向上延伸。
4.如权利要求3所述的电池单元，其中所述连接部分包括：
从所述端子部分向下延伸的第一弯曲部分；和
从所述第一弯曲部分在与所述长边的所述方向相反的方向上延伸的第二弯曲部分；并且
其中所述集流体从所述第二弯曲部分的沿所述盖板的短边的方向上的边缘向下延伸。
5.如权利要求4所述的电池单元，其中所述第二弯曲部分被部分覆盖在所述固定构件中。
6.如权利要求4所述的电池单元，其中所述第二弯曲部分被完全覆盖在所述固定构件中。
7.如权利要求2所述的电池单元，其中所述固定构件包括填充所述端子插入部分的第一固定部分和填充所述端子部分与所述盖板的所述上表面之间的间隙的第二固定部分。
8.如权利要求7所述的电池单元，其中所述第二固定部分延伸到所述第一固定部分的上部。
9.如权利要求8所述的电池单元，其中所述第二固定部分位于所述端子插入部分的边缘的上方。
10.如权利要求1所述的电池单元，其中所述端子构件包括正极端子构件和负极端子构件。
11.如权利要求10所述的电池单元，其中所述正极端子构件和所述负极端子构件各自包括金属，所述正极端子构件的金属和所述负极端子构件的金属是相同的。
12.如权利要求10所述的电池单元，其中所述正极端子构件和所述负极端子构件包括不相似金属。
13.如权利要求12所述的电池单元，其中所述正极端子构件包括铝，所述负极端子构件包括铜。
14.如权利要求12所述的电池单元，其中所述电池单元进一步包括在所述正极端子构件和所述负极端子构件中的一个的上表面上的焊接层，所述焊接层包括与所述正极端子构件和所述负极端子构件中的任意一个的金属相同的金属，并位于所述正极端子构件和所述负极端子构件中的包括和所述焊接层不相似金属的所述一个的上表面上。
15.一种电池模块，包括：
多个根据权利要求1-9中任一项所述的电池单元；和
将所述多个电池单元中的电池单元的端子部分联接到所述多个电池单元的相应相邻电池单元的端子部分的汇流条。
16.如权利要求15所述的电池模块，其中所述汇流条被焊接到所述端子部分。
17.如权利要求16所述的电池模块，其中所述端子构件包括正极端子构件和负极端子构件。
18.如权利要求17所述的电池模块，其中所述正极端子构件和所述负极端子构件包括不相似金属。
19.如权利要求18所述的电池模块，其中所述汇流条包括和所述正极端子构件或所述负极端子构件中的任意一个相同的金属。
20.如权利要求19所述的电池模块，其中所述多个电池单元每一个进一步包括在所述正极端子构件和所述负极端子构件中的一个的上表面上的焊接层，所述焊接层包括与所述汇流条的金属相同的金属，并位于所述正极端子构件和所述负极端子构件中的包括与所述焊接层和所述汇流条的金属不同的金属的所述一个的上表面上。
21.如权利要求20所述的电池模块，其中所述正极端子构件包括铝，所述负极端子构件包括铜，所述汇流条包括铝，并且包括铝的所述焊接层在所述负极端子构件的端子部分的上表面上。
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