CN104466220B - 二次电池模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种二次电池模块。二次电池模块包括：多个二次电池，每个二次电池包括电极组件、容纳电极组件的壳、以及电连接到电极组件并从壳向外延伸的电极端子；以及汇流条，电连接多个二次电池的相邻的电极端子。汇流条包括第一部分和第二部分，第一部分包括贯穿孔，电极端子穿过该贯穿孔使得汇流条可紧固到电极端子，第二部分从第一部分延伸，第二部分被弯曲以面对第一部分。

Description

二次电池模块
技术领域
实施方式涉及包括多个二次电池的二次电池模块。
背景技术
与一次电池不同，二次电池是可再充电的。低容量二次电池被广泛地使用在诸如蜂窝电话、膝上型计算机和可携式摄像机的小型便携式电子装置中，高容量二次电池被广泛地用作驱动混合动力汽车的电机的电源等。
近来，已经开发了使用高能量密度的无水电解质的高功率二次电池，这样的高功率二次电池可以被串联连接用于提高容量并驱动电动汽车的电机等。
通常，高容量二次电池模块可以包括多个串联连接的二次电池，并且二次电池可以是圆柱型二次电池或棱柱形二次电池。
发明内容
实施方式针对一种二次电池模块，该二次电池模块包括：多个二次电池，每个二次电池包括电极组件、容纳电极组件的壳、以及电连接到电极组件并从壳向外延伸的电极端子；以及汇流条(bus bar)，电连接多个二次电池的相邻电极端子。汇流条包括第一部分和第二部分，第一部分包括贯穿孔，电极端子穿过该贯穿孔使得汇流条可紧固到(fastenableto)电极端子，第二部分从第一部分延伸，第二部分被弯曲以面对第一部分。
第二部分可以不交叠贯穿孔。
第二部分可以具有T形或H形。
第一部分和第二部分可以具有相同的厚度。
汇流条可以利用螺母可紧固到电极端子。
二次电池可以通过汇流条而彼此串联连接或并联连接。
实施方式还针对一种二次电池模块，该二次电池模块包括：多个二次电池，每个二次电池包括电极组件、容纳电极组件的壳、以及电连接到电极组件并从壳向外延伸的电极端子；以及汇流条，电连接多个二次电池的相邻电极端子。汇流条包括第一部分，第一部分包括彼此间隔开的多个凹槽，凹槽位于第一部分的对应于汇流条与电极端子的紧固位置的侧部。
第一部分可以通过凹槽焊接到电极端子。
二次电池模块还可以包括从第一部分延伸的第二部分，第二部分被弯曲以面对第一部分。
第二部分可以具有与第一部分相同的面积。
实施方式还针对一种二次电池模块，该二次电池模块包括：多个二次电池，每个二次电池包括电极组件、容纳电极组件的壳、以及电连接到电极组件并从壳向外延伸的电极端子；以及汇流条，电连接多个二次电池的相邻电极端子。汇流条包括第一部分，第一部分包括围绕电极端子的多个第一凹陷使得第一凹陷可紧固到电极端子，第一凹陷形成在第一部分的底侧并彼此间隔开。
汇流条可以通过第一部分焊接到电极端子。
第一部分还可以包括对应于第一凹陷的多个第二凹陷，第二凹陷形成在第一部分的顶侧并彼此间隔开。
第一部分可以通过第一凹陷和第二凹陷焊接到电极端子。
二次电池模块还可以包括从第一部分延伸的第二部分，第二部分被弯曲以面对第一部分。
第二部分可以具有与第一部分相同的面积。
电极组件可以包括第一电极板、第二电极板以及设置在第一电极板和第二电极板之间的隔板。
附图说明
通过参照附图详细描述示范实施方式，多个特征对于本领域技术人员将变得明显，附图中：
图1示出透视图，示意地绘示根据实施方式的二次电池模块；
图2示出沿图1的线I-I截取的截面图，绘出二次电池；
图3示出放大透视图，绘出图1的部分A；
图4示出图3的分解透视图；
图5示出透视图，示意地绘出根据另一实施方式的二次电池模块；
图6示出放大分解透视图，绘出图5的部分B；
图7示出透视图，示意地绘出根据另一实施方式的二次电池模块；
图8示出放大分解透视图，绘出图7的部分C；
图9示出透视图，示意地绘出根据另一实施方式的二次电池模块；
图10示出放大分解透视图，绘出图9的部分D；
图11示出沿图9的线II-II'截取的截面图；
图12示出透视图，示意地绘出根据另一实施方式的二次电池模块；以及
图13示出放大分解透视图，绘出图12的部分E。
具体实施方式
现在将参照附图在下文更充分地描述示例实施方式；然而，它们可以以不同的形式实施而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开彻底和完整，并将示范实施方式充分传达给本领域技术人员。
在附图中，为了图示的清晰，尺寸可以被夸大。相同的附图标记始终指代相同的元件。
如这里所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何及所有组合。当诸如“......中的至少一个”的表述在一列元件之后时，修饰元件的整个列表而不修饰列表中的各个元件。此外，与众所周知的功能或构造相关的详细说明将被排除以避免不必要地模糊主题。将理解，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区别开。在下面的描述中，技术术语仅用于说明特定的示范实施方式而不限制本发明。单数形式的术语可以包括复数形式，除非指明相反的含义。“包括”的含义指定性质、定数、步骤、工艺、元件、部件及其组合，但不排除其他性质、定数、步骤、工艺、元件、部件及其组合。
图1示出示意地绘出根据实施方式的二次电池模块10a的透视图，图2示出沿图1的线I-I截取的截面图，绘出二次电池100。
参照图1，二次电池模块10a包括多个二次电池100以及配置为连接二次电池100的汇流条300。
参照图2，每个二次电池100可以包括电极组件110、第一电极端子120和第二电极端子130、壳140以及盖组件150。
电极组件110可以通过卷绕或堆叠具有薄板或膜形状的第一电极板111、隔板113和第二电极板112而形成。第一电极板111可以用作负电极，第二电极板112可以用作正电极。在其他实施方式中，第一电极板111和第二电极板112可以起到相反的作用。此外，第一电极板111和第二电极板112可以设置为具有不同的极性。
第一电极板111可以通过涂敷诸如石墨或碳的第一电极活性材料到由诸如铜或镍箔的金属箔形成的第一电极集流器而形成。第一电极板111可以包括未涂敷第一电极活性材料的第一电极非涂覆部分111A。第一电极非涂覆部分111A可以通过超声波焊接固定到第一集流板121。第一电极非涂覆部分111A可以用作第一电极板111与第一电极板111的外部之间的电流通道。
第二电极板112可以通过涂敷诸如过渡金属氧化物的第二电极活性材料到由诸如铝箔的金属箔形成的第二电极集流器而形成。第二电极板112可以包括未涂敷第二电极活性材料的第二电极非涂覆部分112A。第二电极非涂覆部分112A可以通过超声波焊接固定到第二集流板131。第二电极非涂覆部分112A可以用作第二电极板112与第二电极板112的外部之间的电流通道。
隔板113可以设置在第一电极板111和第二电极板112之间。隔板113防止短路并允许锂离子移动。隔板113可以由聚乙烯膜或包括聚乙烯和聚丙烯的膜形成。
电极组件110可以基本上与电解质一起被容纳在壳140中。电解质可以包括有机溶剂和锂盐，有机溶剂诸如是碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate，PC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)、碳酸甲乙酯(ethylmethylcarbonate，EMC)或碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)，锂盐诸如是LiPF6或LiBF4。电解质可以是液体、固体或凝胶。
第一电极端子120和第二电极端子130可以以这样的方式联接到电极组件110的两个端部，使得第一电极端子120和第二电极端子130分别电连接到第一电极非涂覆部分111A和第二电极非涂覆部分112A。
第一电极端子120可以由金属或其等同物形成并可以电连接到第一电极非涂覆部分111A。第一电极端子120可以包括第一集流板121、第一集流端子122和第一端子板123。
第一集流板121可以与电极组件110的第一电极非涂覆部分111A接触。第一集流板121可以焊接到第一电极非涂覆部分111A。第一集流板121可以大致为“┌”形(例如，颠倒的L形)。端子孔可以形成在第一集流板121的上侧中。第一集流端子122可以插入到端子孔中。例如，第一集流板121可以由铜或铜合金形成。
此外，第一集流板121可以具有与第一电极非涂覆部分111A的长度相应的长度。
第一集流端子122穿过盖板151并向上突出预定长度。第一集流端子122可以在盖板151的下侧电连接到第一集流板121。第一集流端子122可以从盖板151向上突出预定长度。凸缘125可以从第一集流端子122的在盖板151下方的下部位置横向地延伸从而防止第一集流端子122与盖板151分离。
第一集流端子122的低于凸缘125的部分可以被插入第一集流板121的端子孔中并可以焊接到第一集流板121。此外，第一集流端子122的高于凸缘125的部分可以被固定到第一端子板123。第一集流端子122可以与盖板151电绝缘。例如，第一集流端子122可以由铜、铜合金及其等同物中的一种形成。
第一端子板123可以具有大致竖直地形成在其中心区域的贯穿孔123h。第一集流端子122可以插入贯穿孔123h中用于与第一端子板123联接。作为示例，第一端子板123可以由不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金及其等同物中的一种形成。第一端子板123和盖板151可以通过上绝缘体124彼此绝缘。
第二电极端子130可以由金属或其等同物形成并可以电连接到第二电极非涂覆部分112A。第二电极端子130可以包括第二集流板131、第二集流端子132和第二端子板133。第二电极端子130可以具有与第一电极端子120基本上相同的结构。因此，将不会重复其详细说明。第二集流板131和第二集流端子132可以由铝、铝合金及其等同物中的一种形成。第二端子板133可以由不锈钢、铝、铝合金、铜、铜合金及其等同物中的一种形成。
第二集流板131可以具有与第二电极非涂覆部分112A的长度相应的长度。
第二端子板133可以电连接到盖板151。在这种情况下，壳140和盖板151可以具有与第二电极端子130相同的极性(例如，正极性)。
壳140可以由导电金属诸如铝、铝合金或镀镍的钢形成。壳140可以具有大致六面体形状，包括开口以接收电极组件110、第一电极端子120和第二电极端子130。二次电池100可以通过将盖组件150联接到壳140的开口而密封。壳140的内表面可以被处理以与电极组件110、第一电极端子120、第二电极端子130和盖组件150绝缘。
壳140可以具有与电极组件110的形状相应的形状。壳140的两侧可以具有与电极组件110的第一电极非涂敷部分111A和第二电极非涂敷部分112A的形状相应的形状。壳140可以包括对应于第一电极非涂覆部分111A的第一侧141A。壳140可以包括对应于第二电极非涂覆部分112A的第二侧141B。
盖组件150可以包括盖板151、电解质注入孔152、密封塞153和安全孔(safetyvent)154。
盖板151可以密封壳140。盖板151可以包括孔以接收连接到第一集流板121的第一集流端子122。盖板151可以包括另一孔以接收连接到第二集流板131的第二集流端子132。第一电极端子120和第二电极端子130可以包括垫片以绝缘盖板151。此外，第一电极端子120和第二电极端子130可以包括拧在第一电极端子120和第二电极端子130的螺纹上的螺母160(参照图1)以将第一电极端子120和第二电极端子130固定到盖板151。在电解质通过盖板151的电解质注入孔152注入之后，电解质注入孔152可以用盖组件150的密封塞153封闭。盖板151的安全孔154可以具有薄的厚度从而通过预设压力而破裂并释放气体。
绝缘构件155可以设置在盖板151的下侧上。绝缘构件155防止盖板151与第一和第二电极端子120和130之间的短路。也就是，绝缘构件155防止第一集流板121、第一集流端子122和盖板151之间的短路。此外，绝缘构件155防止第二集流板131、第二集流端子132和盖板151之间的短路。绝缘构件155可以由例如聚苯硫醚(PPS)形成。
参照图1，多个二次电池100可以通过多个汇流条300彼此电连接。
汇流条300可以联接到相邻的二次电池100的第一电极端子120和第二电极端子130以将相邻的二次电池100串联连接或并联连接。
增大二次电池模块的汇流条300的厚度可以增加汇流条300的电流容量。然而，如果被紧固到第一集流端子122和第二集流端子132的汇流条300的厚度增加，则第一集流端子122和第二集流端子132的高度也将不得不增加，这会限制二次电池模块10a的设计。
然而，根据图3所示的实施方式，每个汇流条300可以包括第一部分300-1和第二部分300-2，第一部分300-1配置为紧固到第一电极端子120和第二电极端子130，第二部分300-2从第一部分300-1延伸并面对第一部分300-1。因此，可以增加汇流条300的电流容量，而没有增大汇流条300的被紧固到第一集流端子122和第二集流端子132的部分的厚度。
图3示出绘示了图1的部分A的放大透视图，图4示出图3的分解透视图。
参照图3和图4，汇流条300可以包括第一部分300-1和第二部分300-2，第一部分300-1具有形成在其两侧的贯穿孔300h，第二部分300-2从第一部分300-1延伸并被弯曲以面对第一部分300-1。第一部分300-1和第二部分300-2可以具有相同的厚度。这里，术语汇流条300的“两侧”是相对于在相邻的电池100的第一电极端子120和第二电极端子130之间延伸并连接它们的汇流条300来使用的，汇流条300的一侧连接到一个二次电池，汇流条300的另一侧连接到另一个二次电池。
二次电池100的第一电极端子120和第二电极端子130可以延伸通过第一部分300-1的贯穿孔300h。第二部分300-2可以朝向第一部分300-1弯曲180度。第一部分300-1和第二部分300-2之间的弯曲部分可以具有圆形。
第二部分300-2可以具有不交叠第一部分300-1的贯穿孔300h的合适形状。例如，在图3和图4中，第二部分300-2被示出为具有T形，该T形提供与第一部分300-1的贯穿孔300h相对应的敞开空间。
通过将第一集流端子122和第二集流端子132由第一部分300-1插入并将螺母160拧到第一集流端子122和第二集流端子132上，汇流条300可以被紧固到第一电极端子120和第二电极端子130。
根据当前实施方式，汇流条300包括从第一部分300-1延伸的第二部分300-2。因此，汇流条300的面积可以增加而不增加汇流条300的被紧固到第一集流端子122和第二集流端子132的部分的厚度。汇流条300可以容易地联接到第一电极端子120和第二电极端子130并可以具有期望的最大电流容量。
图5示出示意地绘示根据另一实施方式的二次电池模块10b的透视图，图6示出绘示图5的部分B的放大分解透视图。在图5和图6中，与图1中示出的二次电池模块10a相同的元件用相同的附图标记表示，并且不重复其描述。
参照图5和图6，不同于图1中示出的第一集流端子122和第二集流端子132，第一集流端子122a和第二集流端子132a配置为分别覆盖第一端子板123和第二端子板133的顶侧。
电连接多个二次电池100的汇流条310包括形成在其两侧且彼此间隔开的多个凹槽310g。汇流条310可以通过激光焊接而联接到第一集流端子122a和第二集流端子132a。
具有高电流容量的汇流条可以具有相对大的厚度，高功率激光器可以用于将汇流条连接到第一集流端子122a和第二集流端子132a。
然而，虽然当前实施方式的汇流条310具有高的电流容量，但是由于形成在焊接区中的凹槽310g，汇流条310可以使用低功率激光器联接到第一集流端子122a和第二集流端子132a。也就是，由于形成在焊接区中的凹槽310g，汇流条310的与第一集流端子122a和第二集流端子132a接触的部分的厚度可以减小，因此虽然使用低功率激光器，但是汇流条310与第一集流端子122a和第二集流端子132a之间的接合强度也可以足够高。
在图5和图6中，作为示例，示出两个凹槽310g形成在汇流条310的每侧。
图7示出示意性示出根据另一实施方式的二次电池模块10c的透视图，图8示出绘示图7的部分C的放大分解透视图。在图7和图8中，与图5中示出的二次电池模块10b的元件相同的元件用相同的附图标记表示，并且不重复其描述。
参照图7和图8，与图5所示的实施方式不同，汇流条310'可以包括具有多个凹槽310'g的第一部分300'-1以及被弯曲以面对第一部分300'-1的第二部分300'-2。
在将汇流条310'附接到第一集流端子122a和第二集流端子132a之后，第二部分300'-2可以被弯曲以面对第一部分300'-1。第一部分310'-1和第二部分310'-2可以具有相同的面积。
根据当前实施方式的二次电池模块10c，由于从第一部分300'-1延伸的第二部分300'-2，虽然汇流条310'的厚度不增加，但是汇流条310'也可以具有需要的电流容量。
图9示出示意地绘示根据另一实施方式的二次电池模块10d的透视图，图10示出绘示图9的部分D的放大分解透视图，图11示出沿图9的线II-II'截取的截面图。在图9和图10中，与图5中示出的二次电池模块10b的元件相同的元件用相同的附图标记表示，并且不重复其描述。
参照图9至图11，汇流条320可以包括形成在其底侧的第一凹陷320g以围绕第一集流端子122a和第二集流端子132a。
汇流条320可以包括第一凹陷320g以覆盖第一集流端子122a和第二集流端子132a的顶侧和横向侧。因此，汇流条320的厚度可以根据其区域而选择性地改变。第一凹陷320g可以形成在汇流条320的将被焊接到第一集流端子122a和第二集流端子132a的焊接区中。因此，汇流条320可以使用低功率激光器焊接到第一集流端子122a和第二集流端子132a。
此外，汇流条320还可以包括形成在其两个顶部横向侧并对应于第一凹陷320g的第二凹陷322g。汇流条320的厚度可以在将被焊接到第一集流端子122a和第二集流端子132a的焊接区中被选择性地最小化。因此，虽然使用低功率激光器，汇流条320也可以牢固地焊接到第一集流端子122a和第二集流端子132a。
图12示出示意地绘示根据另一实施方式的二次电池模块10e的透视图，图13示出绘示图12的部分E的放大分解透视图。在图12和图13中，与图9中示出的二次电池模块10d的元件相同的元件用相同的附图标记表示，并且不重复其描述。
参照图12和图13，与图10所示的实施方式不同，汇流条320'可以包括：第一部分320'-1，具有形成在其底侧和顶侧的多个第一凹陷320'g和多个第二凹陷322'g；和第二部分320'-2，被弯曲以面对第一部分320'-1。
在将汇流条320'附接到第一集流端子122a和第二集流端子132a之后，第二部分320'-2可以被弯曲以面对第一部分320'-1。
根据当前实施方式的二次电池模块10e，由于从第一部分320'-1延伸的第二部分320'-2，虽然汇流条320'的厚度减小，汇流条320'也可以具有期望的电流容量。
通过总结和回顾，电池模块的二次电池的正电极端子和负电极端子可以通过汇流条电连接用于供电。根据以上实施方式中的一个或多个，二次电池模块的汇流条可以具有薄的厚度使得汇流条可以使用低功率激光器焊接。此外，汇流条可以具有薄的厚度和大的面积。
这里已经公开了示例实施方式，虽然采用了特定的术语，但是它们应当以一般性和描述性的意义来理解，而不是为了限制。在一些情况下，对于本申请所属的技术领域内的普通技术人员来说将是明显的，结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用，或者与结合其他实施方式描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非另外明确地指示。因此，本领域技术人员将理解，可以在形式和细节方面进行各种变化，而没有背离由权利要求所阐述的本发明的精神和范围。
于2013年9月13日在韩国知识产权局提交且名称为“二次电池模块”的韩国专利申请No.10-2013-0110615通过引用整体合并于此。

Claims (5)

1.一种二次电池模块，包括：
多个二次电池，每个二次电池包括电极组件、容纳所述电极组件的壳、以及电连接到所述电极组件并从所述壳向外延伸的电极端子；以及
汇流条，电连接所述多个二次电池的相邻的电极端子，
其中所述汇流条包括：
第一部分，包括贯穿孔，所述电极端子穿过所述贯穿孔，使得所述汇流条可紧固到所述电极端子；以及
第二部分，从所述第一部分延伸，所述第二部分被弯曲以面对所述第一部分且设置在所述第一部分上，
其中所述第二部分的面积小于所述第一部分的面积使得所述第二部分不交叠所述贯穿孔。
2.如权利要求1所述的二次电池模块，其中所述第二部分具有T形或H形。
3.如权利要求1所述的二次电池模块，其中所述第一部分和所述第二部分具有相同的厚度。
4.如权利要求1所述的二次电池模块，其中所述汇流条利用螺母可紧固到所述电极端子。
5.如权利要求1所述的二次电池模块，其中所述二次电池通过所述汇流条彼此被串联或并联连接。
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