CN104103797B - 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并具有开口的壳体以及覆盖开口并具有端子插入部分的盖板。电池单元进一步包括通过端子插入部分从壳体的外部插入壳体中并被联接到电极组件的端子构件，端子构件具有在盖板的外部在盖板的长边方向上延伸并与盖板的上表面分开的端子部分。电池单元进一步包括：在端子插入部分中的将端子构件固定到盖板并具有在端子插入部分中的围绕端子构件的注入成型的塑料树脂的固定构件；以及被联接到盖板并相对于盖板支撑端子部分的支撑构件。

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.10-2013-0038282的优先权和权益，该申请的公开通过引用全部合并于此。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No.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.73035/S744的美国专利申请No.14/049,160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，二次电池以单个电池的形式或其中多个电池通过使用汇流条被电联接成单独单元的电池模块的形式被使用，该形式对应于采用二次电池的外部设备的类型。
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更高功率时，例如在电动汽车或混合动力汽车中，通常使用电池模块来减少或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在连接汇流条期间有效支撑压力并可以有效散热的电池单元以及包括多个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述，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：容纳电极组件并具有开口的壳体；以及覆盖开口的盖板，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部插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件包括端子部分，该端子部分在所述盖板的外部沿所述盖板的长边方向延伸并与所述盖板的上表面分开。所述电池单元可以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。所述电池单元可以进一步包括被联接到所述盖板并相对于所述盖板支撑所述端子部分的支撑构件。
所述电池单元的所述支撑构件可以包括第一联接部分，并且所述盖板可以包括具有和所述第一联接部分的形状互补的形状的第二联接部分。
所述支撑构件可以进一步包括由所述盖板的所述上表面支撑的下支撑部分以及支撑所述端子部分的下表面的上支撑部分，其中所述第一联接部分在所述下支撑部分处。
所述第一联接部分可以包括从所述下支撑部分突出的突起，或可以在所述下支撑部分中限定槽。
所述支撑构件可以包括支撑在所述盖板的所述上表面上的下支撑部分和支撑所述端子部分的下表面的上支撑部分，其中所述上支撑部分可以包括从所述下支撑部分向上延伸的肋。
所述上支撑部分可以具有闭合形状，并且所述上支撑部分和所述下支撑部分可以限定从所述上支撑部分向所述下支撑部分凹陷的凹部。
所述上支撑部分可以从所述下支撑部分的边缘向上延伸，并且所述上支撑部分可以限定一个或更多沟槽部分。
所述支撑构件可以包括第一位置限制部分，并且所述端子部分可以进一步包括支撑所述第一位置限制部分的前端表面。
所述第一位置限制部分的上表面可以低于所述端子部分的上表面。
所述端子构件可以进一步包括被电联接到所述电极组件的集流体以及用于联接所述集流体和所述端子部分的连接部分。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与沿所述盖板的长边的方向相反的方向上延伸的第二弯曲部分，并且所述集流体部分可以从所述第二弯曲部分的边缘在沿所述盖板的短边方向上向下延伸。
在一些实施例中，所述第二弯曲部分可以被固定构件部分围绕。
所述支撑构件可以进一步包括部分围绕并支撑所述第一弯曲部分的第二位置限制部分。
根据本发明的一个或更多方面，一种电池模块包括多个电池单元和汇流条。每个电池单元包括容纳电极组件并具有开口的壳体以及覆盖所述开口并具有端子插入部分的盖板。所述电池单元进一步包括通过所述端子插入部分从所述壳体的外部插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件具有端子部分，该端子部分在所述盖板的外部沿所述盖板的长边方向延伸并与所述盖板的上表面分开。所述电池单元进一步包括在所述端子插入部分中将所述端子构件固定到所述盖板并具有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的固定构件和被联接到所述盖板并相对于所述盖板支撑所述端子部分的支撑构件。所述汇流条将多个电池单元中的电池单元的端子部分联接到多个电池单元的相邻电池单元的端子部分。
所述电池模块的电池单元中的每一个可以进一步包括在所述支撑构件处的第一联接部分和在所述盖板处并具有和所述第一联接部分的形状互补的形状的第二联接部分。
所述电池单元中的每一个的支撑构件可以包括由所述盖板的上表面支撑的下支撑部分和支撑所述端子部分的下表面的上支撑部分，其中所述第一联接部分在所述下支撑部分上。
所述电池单元中的每一个的第一联接部分可以具有从所述下支撑部分突出的突起，或可以在所述下支撑部分中限定槽。
所述电池单元中的每一个的支撑构件可以包括支撑在所述盖板的所述上表面上的下支撑部分和支撑所述端子部分的下表面的上支撑部分，其中所述上支撑部分从所述下支撑部分向上延伸。
所述电池单元中的每一个的上支撑部分可以具有闭合形状，其中所述上支撑部分和所述下支撑部分限定从所述上支撑部分向所述下支撑部分凹陷的凹部。
所述电池单元中的每一个的上支撑部分可以从所述下支撑部分的边缘向上延伸，并且其中所述上支撑部分可以限定一个或更多沟槽部分。
所述电池单元中的每一个的支撑构件可以进一步包括第一位置限制部分，多个电池单元中的每个电池单元的端子部分可以进一步包括支撑第一位置限制部分的前端表面。
附图说明
从结合附图进行的对所描述的实施例的下述描述，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是示出了本发明实施例的电池单元的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端子构件的透视图；
图5A至图5C是示出了根据本发明实施例的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是示出了根据本发明实施例的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将正极端子构件和负极端子构件固定到盖板并用于形成固定构件的工艺的示例；
图8是根据本发明实施例的支撑构件的剖切透视图；
图9是根据本发明的另一个实施例的支撑构件的剖切透视图；
图10和图11分别是根据本发明的另一个实施例的支撑构件的剖视图和剖切透视图；
图12是示出了根据本发明的一个实施例的端子构件和支撑在盖板上的支撑构件的透视图；
图13是根据本发明实施例的电池模块的剖视图；和
图14是示出了根据本发明的另一个实施例的端子构件的透视图。
具体实施例
下面将详细地参考本发明的实施例，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，所描述的实施例可以具有不同的形式，而不应当被解释为局限于这里提出的描述。因此，在下面仅通过参考附图描述某些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是电池单元1的沿图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可以是多种类型的，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可以包括正极板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可以被堆叠并卷绕成胶卷形。
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，是没有涂覆正极活性物质层11b的部分的正极物质未涂覆部分11c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（参见图3）。
类似地，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，是没有涂覆负极活性物质层12b的部分的负极物质未涂覆部分12c沿负极集流体部分12a的宽度方向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可以在电极组件10的宽度方向上彼此分开。例如，正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以沿宽度方向被布置在电极组件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以及用于分别将端子构件320和330固定到盖板310的端子固定构件340和350。在本发明的一些实施例中，支撑构件360和370在盖板310的上表面312（参见图2）与端子构件320和330的端子部分321和331（参见图2）中的相应一个之间；支撑构件360和370可以分别支撑端子部分321和331。
壳体20具有用于插入电极组件的开口21。当盖板310被联接到壳体20时，开口21被关闭。盖板310的边缘311与壳体20的限定了开口21的上边缘22可以形状匹配。在本实施例中，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的内部压力变得过大（例如，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时，电解质注入孔33可以由密封塞34关闭。
尽管在本发明其它实施例中端子构件320和330的极性可以被互换，但在本实施例中，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。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和电极组件10的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可以分别经由正极端子构件320和负极端子构件330被电暴露到壳体20的外部。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可以垂直贯穿盖板310。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电极（正电极）端子构件330（320）的透视图。在本实施例中，端子构件320和330具有相同的形状，或可以彼此对称。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括号中的附图标记之前的负极端子构件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以及用于联接正极端子部分321和正极集流体324的正极连接部分325。类似地，负极端子构件330可包括负极端子部分331、负极集流体334以及用于联接负极端子部分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可以通过利用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。
在本实施例中，负极端子部分331在沿盖板310的长边（major side）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的厚度方向的第二方向（例如，垂直方向）上延伸。负极连接部分335可以从负极端子部分331弯曲/延伸，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，第一负极弯曲部分332从负极端子部分331的对应于第三方向（例如，和第一方向相反的方向）的边缘331a在第二方向（例如，向下）上弯曲，并从负极端子部分331的边缘331a延伸。负极连接部分335还可以包括第二负极弯曲部分333，第二负极弯曲部分333从第一负极弯曲部分332的边缘332a（例如，第一负极弯曲部分332的底部/或在第一负极弯曲部分332的第二方向上）在第三方向上弯曲，并从第一负极弯曲部分332延伸。负极集流体334可以在盖板310的短边（minor side）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或垂直的方向）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的垂直于负极集流体334的厚度部分334c的大面积部分334b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之间的接触面积相对大。因此，在本实施例中，可以实现负极集流体334和负极物质未涂覆部分12c之间的大的接触面积，从而减小了接触电阻。
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。相反，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相对于盖板310的垂直中心轴线（例如，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可被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331都面对同一方向。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（例如，电极组件10的相对侧）。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的形状相对于盖板310的垂直中心轴对称（例如相对于盖板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以及正极连接部分325，该正极连接部分325联接正极端子部分321和正极集流体324并具有从正极端子部分321弯曲的第一正极弯曲部分322并还具有从正极集流体324弯曲的第二正极弯曲部分333。第一正极弯曲部分322从正极端子部分321的边缘321a（边缘321a在正极端子部分321的第三方向上）在第二方向上弯曲/延伸，第二正极弯曲部分323从第一正极弯曲部分322的边缘322a（边缘322a在第一正极弯曲部分322的第二方向上）在第三方向上弯曲/延伸。正极集流体324可以从第二正极弯曲部分323的边缘323a（边缘323a在第二正极弯曲部分323的第四方向上）在第二方向上弯曲/延伸。
在一些实施例中，正极集流体324的垂直于正极集流体324的厚度部分324c的大面积部分324b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之间的接触面积大（例如，宽度W对应于正极物质未涂覆部分11c的尺寸）。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的虚线所示（例如图，5A和图6A的正极端子构件320），在正极端子构件320和负极端子构件330对称的本发明的实施例中，正极集流体324可以从第二正极弯曲部分323的第二边缘323b（第二边缘323b在第二正极弯曲部分323的和第四方向相反的第五方向上）在第二方向上弯曲。
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各自分别由被分别插入到正极端子插入部分35中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（参考图4）被分别形成在盖板310的上表面312和正极端子部分321及负极端子部分331中的每一个之间。因此，正极端子部分321和负极端子部分331可以被固定/联接到盖板310，并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，电绝缘体包括普通塑料，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）；以及超耐热工程塑料，如聚酰胺酰亚胺（PAI）和聚酰亚胺（PI）。在一个实施例中，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中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，例如如上所述通过添加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在插件注入成型方法中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。为了防止分别在正极端子部分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（例如，图7A至图7C中的垂直方向）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（例如，图7A至图7C中的水平方向）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，从而分别填充间隙1009和1010，或者移动远离间隙1009和1010。
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全部被支撑在下芯1002上，则上芯1001接近下芯1002。当上芯1001和下芯1002被彼此联接时，成型空间1005和1006（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）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被填充物质（例如，树脂）。在这些实施例中，一旦产生了充足的冷却（例如，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，固化，分别将正极端子构件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，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以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的相应端子插入部分35和36之间的间隙可被填充有例如树脂的物质，由此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。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）掩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322、323、332和333的正极连接部分325和负极连接部分335被分别掩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通过正极端子固定构件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与盖板310之间的联接强度。
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，在盖板310与端子部分321和331之间形成间隙G1和G2。间隙G1和G2可以是相同的。支撑构件360和370可以被分别设置在间隙G1和G2中，并可以被支撑在盖板310的上表面312上以及正极端子部分321和负极端子部分331的各自下表面321-1和331-1中的每一个上（参考图2）。参考图1和图2，支撑构件360和370分别包括在/支撑在盖板310的上表面312上的下支撑部分361和371以及在/支撑在相应的正极端子部分321和负极端子部分331的下表面321-1和331-1上的上支撑部分362和372。
在一些实施例中，支撑构件360和370被分别提供有第一联接部分363和373（参考图2）。例如，第一联接部分363和373可被分别提供在下支撑部分361和371上。具有和第一联接部分363和373的形状互补的形状的第二联接部分313和314可以位于盖板310上。例如，第一联接部分363和373可以具有从下支撑部分361和371突出的突起的形状，而第二联接部分313和314可以具有从盖板310的上表面312向下凹陷的槽的形状。在一些实施例中，槽的形状不会完全贯穿盖板310（例如，用于分别容纳突起形状的下支撑部分361和371）。可替代地，第一联接部分363和373可以具有从下支撑部分361和371凹陷的槽的形状，而第二联接部分313和314可以具有从盖板310的上表面312向上突出的突起的形状。
支撑构件360和370可如图1所示在水平方向上移动并插入到间隙G1和G2中。盖板310可以是例如金属板，从而可以稍微弹性变形。并且，正极端子部分321和负极端子部分331相对于第一正极弯曲部分322和第一负极弯曲部分332可以稍微弹性变形。因此，在将支撑构件360和370插入到相应的间隙G1和G2中的工艺中，正极端子部分321和负极端子部分331和/或盖板310可以在导致间隙G1和G2的尺寸稍微增加的方向上变形。在一些实施例中，当第一联接部分363和373以及第二联接部分313和314被彼此联接时，正极端子部分321和负极端子部分331和/或盖板310弹性返回到原始状态，从而支撑构件360和370可以被分别放置在间隙G1和G2中。
支撑构件360和370可以由例如上述电绝缘塑料形成，并且可以由通过添加40％的玻璃纤维到PPS获得的树脂形成。
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/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，同时电极组件10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的外部。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被关闭，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使用例如塑料或树脂通过插件注入成型方法联接到盖板310，盖板310可以被联接到正极端子构件320、联接到负极端子构件330以及联接到它们之间的电绝缘体。
在正极端子部分321和负极端子部分331彼此平行并平行于盖板310的上表面312，例如在水平方向上延伸的实施例中，这可以允许如图13所示形成电池模块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。
在如图13所示用于形成电池模块2的焊接工艺期间，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由支撑构件360和370支撑，可以降低在焊接工艺期间正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与相应的正极端子插入部分35和负极端子插入部分36分开的可能性。并且，可以降低由于正极端子部分321和负极端子部分331的向下变形而产生焊接缺陷的可能性。此外，可以避免或防止因正极端子部分321和负极端子部分331的向下变形导致的与盖板310的电短路。
图8是根据本发明实施例的支撑构件360和370的局部剖切透视图。参考图8，支撑构件360和370分别部分支撑正极端子部分321和负极端子部分331的下表面321-1和331-1。例如，上支撑部分362和372可以具有从下支撑部分361和371向上延伸的肋的形状。在这些实施例中，相应正极端子部分321和负极端子部分331的下表面321-1和331-1与支撑构件360和370之间的接触面积减小，从而可以减少支撑构件360和370在焊接工艺中由于热引起的变形。
在图8中，上支撑部分362和372从下支撑部分361和371的边缘向上延伸。然而，本发明并不局限于此。例如，如图9所示，上支撑部分362和372可以限定一个或更多沟槽部分364和374/可由一个或更多沟槽部分364和374划分。换句话说，由具有肋形状的上支撑部分362和372以及由下支撑部分361和371限定的内部空间365和375可以通过沟槽部分364和374与外部连通。在这些实施例中，相应正极和负极端子部分321和331的下表面321-1和331-1与支撑构件360和370之间的接触面积减小，可进一步减少在焊接工艺期间传递的热的量。并且，因为内部空间365和375可以通过沟槽部分364和374与外部连通，在焊接工艺期间施加到正极端子部分321和负极端子部分331的热能可以被有效散发。
图10和图11分别是根据本发明的另一实施例的支撑构件360和370的剖视图和局部剖切透视图。参考图10和图11，支撑构件360和370包括被支撑在各自正极端子部分321和负极端子部分331的前端表面321-2和331-2上的第一位置限制部分366和376。也就是，第一位置限制部分366和376可以由正极端子部分321和负极端子部分331的和第一弯曲部分322和332相对的端部支撑。在一些实施例中，第一位置限制部分366和376的上表面367和377被安置为低于各自正极端子部分321和负极端子部分331的上表面321-3和331-3。第一位置限制部分366和376与第一联接部分363和373可以限制支撑构件360和370在插入方向上的移动。
图12是示出了根据本发明实施例的端子构件320和330以及支撑在盖板310上的支撑构件360和370的透视图。参考图12，支撑构件360和370包括由各自正极端子构件320和负极端子构件330的第二弯曲部分323和333的相对侧部分支撑的第二位置限制部分368和378（例如，第二弯曲部分323配合在由第二位置限制部分368限定的槽中）。第二位置限制部分368和378可以限制支撑构件360和370在和它们的插入方向相交的方向（例如，和支撑构件360和370被插入的水平方向相交）上的移动。在一些实施例中，第二位置限制部分368和378部分围绕并支撑第一弯曲部分322和332。
图13是根据本发明实施例的电池模块2的透视图。参考图13，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可以包括在一个方向上或者其中电池单元1被布置成一行或更多行的堆叠结构的电池单元1。
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中的相应端子部分，电池单元1可以被彼此串联或并联地电联接。例如，如图13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321、331，电池单元1可以彼此串联联接。在本实施例中，电池单元1可以被布置为使得端子部分321、331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13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321、331，电池单元1可以彼此并联联接。
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）。
在本发明的其他实施例中，正极端子部分321和负极端子部分331可以是不相似的金属。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，在正极端子部分321和汇流条400之间和/或负极端子部分331和汇流条400之间可以形成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中的任一个相似的金属形成时，在汇流条和正极端子部分321与负极端子部分331中的另一个之间可以形成不相似金属之间的联接，该另一个是和汇流条400的金属不相似的金属。
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。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塑料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，在本发明的一个实施例中，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得到足够的焊接强度。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14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是不相似金属，并且当汇流条400是与正极端子部分321和负极端子部分331中的一个的金属相似并和另一个的金属不相似时，和汇流条400不相似的端子部分321/331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，则由Al（和汇流条400的金属相同）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Cu（和汇流条400的金属相同）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，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。
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 (12)

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部插入所述壳体中并被联接到所述电极组件的端子构件，所述端子构件包括端子部分，该端子部分在所述盖板的外部沿所述盖板的长边方向延伸并与所述盖板的上表面分开；
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；和
被联接到所述盖板并相对于所述盖板支撑所述端子部分的支撑构件，
其中所述支撑构件包括支撑在所述盖板的所述上表面上的下支撑部分和支撑所述端子部分的下表面的上支撑部分，并且
其中所述上支撑部分包括从所述下支撑部分向上延伸的肋。
2.如权利要求1所述的电池单元，其中所述支撑构件包括第一联接部分，并且所述盖板包括具有和所述第一联接部分的形状互补的形状的第二联接部分。
3.如权利要求2所述的电池单元，其中所述第一联接部分在所述下支撑部分处。
4.如权利要求3所述的电池单元，其中所述第一联接部分包括从所述下支撑部分突出的突起，或在所述下支撑部分中限定槽。
5.如权利要求1所述的电池单元，其中所述上支撑部分包括闭合形状，并且其中所述上支撑部分和所述下支撑部分限定从所述上支撑部分向所述下支撑部分凹陷的凹部。
6.如权利要求1所述的电池单元，其中所述上支撑部分从所述下支撑部分的边缘向上延伸，并且
其中所述上支撑部分限定一个或更多沟槽部分。
7.如权利要求1所述的电池单元，其中所述支撑构件包括第一位置限制部分，并且
其中所述端子部分包括支撑所述第一位置限制部分的前端表面。
8.如权利要求7所述的电池单元，其中所述第一位置限制部分的上表面低于所述端子部分的上表面。
9.如权利要求1所述的电池单元，其中所述端子构件进一步包括被电联接到所述电极组件的集流体以及用于联接所述集流体和所述端子部分的连接部分，
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以及从所述第一弯曲部分在与沿所述盖板的长边的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边缘在沿所述盖板的短边方向上向下延伸。
10.如权利要求9所述的电池单元，其中所述第二弯曲部分被所述固定构件部分围绕。
11.如权利要求7所述的电池单元，其中所述支撑构件进一步包括部分围绕并支撑所述第一弯曲部分的第二位置限制部分。
12.一种电池模块，包括：
多个如权利要求1-11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邻电池单元的端子部分的汇流条。
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