CN104993077B - 用于二次电池的电连接构件 - Google Patents

用于二次电池的电连接构件 Download PDF

Info

Publication number
CN104993077B
CN104993077B CN201510263487.7A CN201510263487A CN104993077B CN 104993077 B CN104993077 B CN 104993077B CN 201510263487 A CN201510263487 A CN 201510263487A CN 104993077 B CN104993077 B CN 104993077B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
connecting elements
battery pack
contact portion
electrode terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510263487.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104993077A (zh
Inventor
权起焕
赵龙昊
防承铉
李学俊
权皓相
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020070071389A external-priority patent/KR100983014B1/ko
Priority claimed from KR1020070103290A external-priority patent/KR100965274B1/ko
Priority claimed from KR1020080060553A external-priority patent/KR100983011B1/ko
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN104993077A publication Critical patent/CN104993077A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104993077B publication Critical patent/CN104993077B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

一种用于二次电池的连接构件,所述连接构件在包括两个或更多个圆柱型二次电池的电池组中以物理接触的方式实现电连接,包括:一个终端连接单元,其用于将布置在纵向方向上的电池组电池以串联方式连接至彼此;一个联接开口,其形成在所述电池组电池的至少一个电极终端中,所述终端连接单元包括:外圆周接触部分,中央接触部分,向上突出部分,以及联接部分,以及其中所述连接构件以物理接触的方式连接至下部电池组电池的电极终端,并被该电池组的侧壁支撑。

Description

用于二次电池的电连接构件
本申请是申请日为2008年7月16日、申请号为201210548831.3、名称为“用于二次电池的电连接构件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于二次电池的电连接构件,更具体而言,涉及这样的用于二次电池的连接构件,该连接构件在包括两个或更多个圆柱型二次电池的电池组中以物理接触的方式实现电连接,该连接构件包括一个外圆周接触部分以及一个中央接触部分,所述外圆周接触部分沿下部电池组电池的电极终端的外圆周区域接触该下部电池组电池的电极终端,使得该外圆周接触部分能以表面接触的方式电连接到所述下部电池组电池的电极终端,从而使该接触区域相对于外力的电阻变化最小化并抑制所述下部电池组电池的电极终端被压下的可能性,所述中央接触部分接触上部电池组电池的电极终端或该电池组一侧壁的中央区域,从而为安装在各电池组电池的电极终端之间、或安装在电池组电池的电极终端和该电池组的侧壁之间的整个连接构件提供弹性接触力。
背景技术
随着移动设备的日益发展,对这种移动设备的需求也在增加,作为移动设备的一种能量源,对二次电池的需求也急剧增加。
取决于二次电池用于其中的外部设备的种类,二次电池可以单电池的形式使用、或以具有多个电连接至彼此的单元电池的电池组的形式使用。例如,诸如移动电话等的小型设备可借助一个电池的功率和容量工作预定的一段时间。另一方面,二次电池组需要用于如下中型或大型设备,诸如膝上型计算机、便携式数字多功能光盘(DVD)播放器、小型个人计算机(PC)、电动车辆、以及混合电动车辆等,因为这些中型或大型的设备需要高功率和大容量。
所述电池组通过将一保护电路连接一核心组(core pack)而制成,该核心组具有多个以串联和/或并联方式连接至彼此的单元电池(二次电池)。当棱柱型电池或袋状电池被用作单元电池时,棱柱型电池或袋状电池被堆叠为使得棱柱型电池或袋状电池的大尺寸表面彼此面对,随后棱柱型电池或袋状电池的电极终端通过诸如汇流条(bus bar)等的连接构件连接至彼此。因此,当要制造具有六面体结构的三维二次电池组时,优选地棱柱型二次电池或袋状二次电池用作该二次电池组的单元电池。
另一方面,圆柱型二次电池通常具有大于棱柱型二次电池或袋状二次电池的电容量。然而,由于圆柱型二次电池的外形,在堆叠的结构中难以布置圆柱型电池。然而当二次电池组大体以直线型结构或以平面型结构构建时,圆柱型二次电池在结构上比棱柱型二次电池或袋状二次电池更有优势。
因此,具有多个以串联或以串并联方式连接至彼此的圆柱型二次电池的电池组广泛用于膝上型计算机、便携式DVD播放器、以及便携式PC。该二次电池组可以各种核心组结构被构建。例如,电池组的核心组通常以如下方式构建:2P(并联)-3S(串联)的直线型结构、2P-3S的平面型结构、2P-4S的直线型结构、2P-4S的平面型结构、1P-3S的直线型结构、或1P-3S的平面型结构。
通过以下步骤获得所述并联连接结构:在圆柱型二次电池的横向方向上邻接布置两个或更多个圆柱型二次电池,同时圆柱形电池的电极终端以相同方向取向;并使用连接构件通过焊接将圆柱型电池的电极终端连接到彼此。以并联方式连接至彼此的圆柱型二次电池可称为“排(bank)”。
通过以下步骤获得所述串联连接结构:在圆柱型二次电池的纵向方向上布置两个或更多个圆柱型二次电池,使得具有相反极性的圆柱型电池的电极终端相继接连布置,或者在圆柱型二次电池的横向方向上邻接布置两个或更多个圆柱型电池,同时圆柱型电池的电极终端以相反的方向取向;并使用连接构件通过焊接将圆柱型二次电池的电极终端连接至彼此。
在圆柱型二次电池之间的电连接通常使用薄连接构件诸如金属板(例如,镍板)等通过点焊获得。
图1典型地示出以2P-3S的平面型结构构建的电池组,其中电池通过点焊连接至彼此。出于方便理解的目的,构建该2P-3S平面型结构的电池组的电池之间的联接以分解图的方式示出。
如图1所示,三对二次电池20和21——每对中的二次电池都以并联方式连接至彼此——经由金属板30以串联方式连接至彼此从而构成一个核心组10。
图2是示出了一个电池模块50的典型视图,其中一个保护电路模块连接至图1的核心组1。
如图2所示,二次电池20和21经由连接至金属板30的阴极导线60和阳极导线70、以及连接至所述导线的柔性印刷电路板(FPCB)80连接至保护电路模块90。在金属板30和保护电路模块90之间的电连接主要通过钎焊获得。
通常,使用二次电池作为单元电池的电池组在该电池组的使用过程中反复地充电和放电,并且该电池组使用锂二次电池作为单元电池,所述锂二次电池在异常情况下——诸如外部冲击、下落、针状体的穿透、过充电、过电流等等——展现出低安全性。因此,为了解决这种安全性相关的问题,将一个安全元件诸如保护电路模块包含在电池组中。该安全元件获得该电池组对应终端连接区域处的信息——诸如电压——以执行预定的安全程序,由此确保该电池组的安全性。由此,当所述对应区域的连接状态可变时,例如当该终端连接区域的电阻值由于振动而变化时,检测到的信息不准确,因此,该安全元件不能执行所期望的程序。出于这个原因,电池组中在电池组电池和保护电路之间的电连接通常通过钎焊实现。
同样,需要将多个电池组电池以串联或并联方式连接至彼此以构建一个高功率、大容量的电池组。此外,需要一种能够使所述终端连接区域的电阻变化最小化的稳定联接方法,以将该电池组的效率保持一致。通常,在电池组电池之间的电连接通过钎焊或焊接,优选地通过点焊来获得。
然而,在电池组电池之间的焊接或钎焊加工具有以下问题。
具体地,焊接或钎焊加工要求工人的熟练技术以及技术知识(know-how)。此外,用于决定焊接强度所必要的参数控制必须连续执行。因此,生产工艺复杂,生产成本增加,由此生产效率低。同样地,由于从该电池组产生的振动或施加到该电池组的外部冲击,在直接焊接或钎焊所述电池组电池时,在被焊区域会出现短路。此外,在电池组电池和连接构件之间会产生电损伤或热损伤,由此威胁电池的安全性,并增加次品率。另外,在电池组电池的制造或使用过程中,当所述电池组电池中的一些有缺陷时,构成该电池组的所有电池组电池都必须报废。
由此,非常需要一种这样的技术,其能代替威胁到电池的安全性并要求复杂的工作过程的基于所述焊接或钎焊的连接方法,并同时能够重新使用剩余的电池组电池,尽管所述电池组电池中的一些是有缺陷的,还能在稳定地固定所述电池组电池之间的连接结构。
同时,对于使用原电池的电池组,已进行各种尝试以在相应电池之间实现电连接。例如,韩国专利No.0413381公开了一种这样的技术,其用于在电池壳的相对端形成导电线圈,以将电池电连接到彼此。美国专利No.525037公开了一种这样的技术,其用于在电池的相对端安装金属板——其被弯曲以呈现弹性,从而在相应电池之间实现电连接。
然而,上述技术具有的问题在于,要求连接构件呈现足够的弹性以固定电池组电池并稳定地将电极终端连接至彼此,因此,呈现低弹性的连接构件在使用中受到限制。特别地,使用导电线圈的技术具有问题在于,构成每个线圈的导线的截面积小,导线的连接长度相对大,由此增加了电阻。电阻增加导致功率损失和产生的热量增加,由此妨碍在电池之间的稳定连接。此外,对于使用被弯曲为具有弹性的金属板的技术,当在将电池组电池插入组壳时过度的力施加到金属板时,或者当该金属板重复地使用时该金属板会失去其弹性或折断,从而当外部冲击施加到电池组电池时,电池组电池可与组壳分离或在电池组电池之间的电连接可被切断。
此外,由于在对应区域的可变连接状态,上述连接构件限于应用于前述二次电池组。
同样地,为了以机械接触的方式在电池组电池之间实现电连接,而不使用焊接或钎焊,要求用于将连接构件安装到组壳所必要的隔板位于电池组电池之间,如常规技术中一样。然而,隔板的提供增加了电池组的尺寸,这背离了追求减小尺寸、重量和厚度的最新趋势。此外,优选地,电池组包括多个在工作效率方面处于一致工作条件下的电池组电池。然而,因为设有该隔离物,当外部冲击施加到电池组时,安装在被所述隔板划分的容纳部中的电池组电池的工作条件可对于相应的容纳部而不同于彼此。
在这方面,可考虑一种如下方法,在不具有隔板的结构中以非常高弹性的压紧力将机械接触型连接构件安装在电池组电池之间。然而,在该方法中,用于该组壳的材料——诸如聚合树脂——在该组壳在一长时间段的使用期间在应力作用下缓慢地变形,这被称为蠕变现象。由此,该连接构件的过高弹性的压紧力导致在该组壳处产生应力,这引起蠕变现象。因此,电池组电池之间的距离逐渐增加,由此电池组电池之间的该电连接是不稳定的。该现象尤其对于要求长期使用的设备是严重的。因此,基于原电池的连接方法不能没有任何改变而应用于基于二次电池的电池组,所述二次电池被要求通过重复充电和放电长期使用。
同时,圆柱型电池以如下结构构建,在所述结构中凝胶卷(jelly-roll)安装在金属容器中,突出的阴极终端形成在该容器的一端同时平坦的阳极终端形成在该容器的另一端。由于盖组件以卷边的结构安装在该凝胶卷的顶部,该阴极终端区域呈现相对于外力的结构稳定性。另一方面,由于该凝胶卷直接面对该容器的内底部,所以该阳极终端会(即该容器的底部)由于外力而变形,由此在该凝胶卷的电极板之间会发生短路。
在包括多个电池组电池的电池组中,所述短路在安全方面引起很严重的问题。本发明的发明人已用实验方法确认了这样的短路发生在其中诸如镍板等的连接构件通过焊接联接至电池组电池的电极终端的结构中。
因此,非常需要提供一种如下用于二次电池的连接构件,其能够替代基于焊接或钎焊的连接方法,并能确保电池组电池之间稳定的连接结构以及电池的安全性,而不导致增加该电池组的尺寸。
发明内容
因此,已经做出了本发明以解决上述问题以及其它待解决的技术问题。
具体地,本发明的一个目的在于提供一种如下用于二次电池的连接构件,其能在两个或更多个二次电池组电池之间实现电连接,而不用执行要求复杂加工工艺的钎焊或焊接加工,并构成如下特定结构,其中可实现该结构的所述电连接,组装过程易于进行,并且所述连接构件按需要可自由地附接及拆卸。
本发明的另一目的是提供一种如下用于二次电池的连接构件,其不使电池组尺寸增加,并即使使用了很长一段时间也能稳定地保持在电池组电池之间的连接,并且能确保相对于外力的电池安全性。
根据本发明的一个方面,上述和其它目的可通过提供一种在包括两个或更多个圆柱型二次电池的电池组中以物理接触的方式实现电连接的用于二次电池的连接构件来实现,所述连接构件包括:一个外圆周接触部分,其沿下部电池组电池的电极终端的外圆周区域接触位于所述连接构件以下的电池组电池(下部电池组电池)的电极终端,使得该外圆周接触部分可以表面接触的方式电连接至所述下部电池组电池的电极终端,用于使在该接触区域的电阻相对于外力的变化最小化,并抑制所述下部电池组电池的电极终端被压下的可能性;以及一个中央接触部分,其接触位于所述连接构件以上的电池组电池(上部电池组电池)的电极终端或者接触该电池组的一侧壁的中央区域,用于为整个连接构件提供弹性接触力,所述连接构件安装在相应电池组电池的电极终端之间或者安装在电池组电池的电极终端和该电池组的侧壁之间。
因此,根据本发明的用于二次电池的该连接构件对于在电池组电池的电极终端之间的电连接不需要焊接或钎焊加工。仅通过将连接构件联接至电池组电池来稳定地保持电池组电池之间的连接。因此,可防止电池组电池发生短路,该短路可能在钎焊或焊接的过程中引起。此外,即使外部冲击施加到电池组,在连接区域的电阻改变不偏离预期的可靠度,并且可防止由于下部电池组电池的电极终端被压下而发生的下部电池组电池短路。同时,可容易地进行电池组组装过程,并在电池组电池的电极终端之间实现稳定的联接。
而且,当电池组电池中的一些在该电池组的组装或使用过程中有缺陷时,该电池组电池壳可容易地彼此分离,因此可解决由于一些电池组电池或该连接构件的缺陷而要报废构成该电池组的所有电池组电池的问题。同样,在电池组的制造过程中,当连接构件安装在电池组电池之间时不需要隔板。因此,虽然该连接构件在不使用焊接或钎焊的情况下连接至电池组电池的电极终端,但是该电池组的尺寸并不增加。
此外,所述连接构件弹性地连接至电池组电池的电极终端,同时被一定程度地压紧,因此即使外部冲击施加到该电池组,在所述连接区域的电阻变化也不会偏离预期的可靠度。换言之,上述结构使得控制构件诸如电池管理单元(BMU)能够准确地检测电池组电池的温度和电压,从而能够确保电池正常工作。另一方面,安装在对应区域的连接构件的弹性压紧状态没有大得足以导致产生如前所述的组壳的蠕变现象。
根据本发明的该连接构件可安装在电池组电池的相应电极终端之间,以在电池组电池之间实现所述电连接,或者可安装在电池组电池的电极终端和该电池组的侧壁之间。
在前者的情况下,连接构件可以物理接触的方式连接至下部电池组电池的电极终端,并可以机械联接方式连接至上部电池组电池的电极终端。在后者的情况下,连接构件可以物理接触的方式连接至下部电池组电池的电极终端并可被电池组的侧壁支撑。
根据本发明的所述连接构件的一个特征在于,所述外圆周接触部分沿下部电池组电池的电极终端的外圆周区域接触该下部电池组电池的电极终端,使得该外圆周接触部分可以表面接触的方式电连接至所述下部电池组电池的电极终端。
本发明的发明人对以物理接触方式实现电连接的各种结构构建的连接构件进行了各种试验,发现:即使当连接构件或电池组电池的位置改变时,也需要确保最大接触面积,从而使得尽管外部冲击施加到电池组,在连接区域的电阻变化也不会偏离预期的可靠度;以及需要所述连接构件以具有大半径的表面接触方式沿下部电池组电池的外圆周区域连接至下部电池组电池的电极终端,从而确保这样的最大接触面积。换言之,当所述连接构件如上所述以具有大半径的表面接触方式沿下部电池组电池的外圆周区域连接至下部电池组电池的电极终端时,尽管由于外部冲击连接构件或电池组电池的位置改变,但是所述接触面积的减小被最小化。
在上述描述中,表达“外圆周区域”是这样的概念,其包括所述下部电池组电池的电极终端的外圆周端,以及从该电极终端的外圆周端向该电极终端的中心轴线延伸的区域。因此,所述连接构件以通过所述外圆周接触部分的最大半径接触该下部电池组电池的电极终端。
而且,因为该连接构件的所述外圆周接触部分以表面接触的方式接触所述下部电池组电池的外圆周区域,如上所述,所以当一外力施加到该电池组时,可使该下部电池组电池的电极终端被连接构件和/或所述上部电池组电池的电极终端压下的可能性最小化。
如前所述,圆柱型二次电池构造为以下结构,在该结构中凝胶卷在阳极区域直接面向金属容器,因此该电极终端可容易地被外力压下。因此,优选地,所述下部电池组电池的电极终端是阳极,而所述上部电池组电池的电极终端是阴极。
通过实验可确认防止产生由于电极终端被压下的短路。
图3是示出了(常规)电池组的X射线荧光镜透视视图,其中该电池组以其中图2的电池模块安装在组壳中的结构构建;以及
图4是示出了在以该电池组的左侧端朝向地面的状态下该电池组从1米高度落下后该电池组的变化的X射线荧光镜透视视图。
如图4所示,所述连接构件(镍板)通过焊接联接至该电池组电池的阳极终端a和该电池组电池的阴极终端b。当由于落下的冲击施加到该电池组时,突出的阴极终端通过镍板向平坦的阳极终端施加强烈冲击,因此在该金属容器的下端的阳极终端被压下(见x区域)。图4示出了这样的结构,在该结构中,在该电池组落下之后,通过该镍板的回复力,所述电池组电池的阳极终端a和所述电池组电池的阴极终端b再次彼此分隔开。然而,可以看到,在该金属容器的下端处的阳极终端被部分压下。该被压下的阳极终端接触该金属容器中凝胶卷的对应区域,因此发生短路。
另一方面,图5是示出了以如下结构构建的电池组变化的X射线荧光镜透视视图,在该结构中,在使该电池组在和上述相同的条件下下落后,阴极终端和阳极终端通过根据本发明优选实施方案的连接构件以物理接触的方式电连接至彼此。
如图5所示,该连接构件的外圆周接触部分以表面接触的方式连接至下部电池组电池的阳极终端a的所述外圆周区域,该连接构件的中央接触部分以机械联接的方式联接至上部电池组电池的阴极终端b。尽管由于该电池组的下落,强烈的冲击施加至该电池组,但是相当量的冲击被该中央接触部分的弹性结构缓冲,其余的冲击通过该外圆周接触部分传递至所述阳极终端的外圆周。因此,不会发生在图4中发生的所述阳极终端被压下的情况(见y区域),由此不会发生凝胶卷的短路。
可从所述实验的上述结果看出,依靠所述外圆周接触部分和中央接触部分的结构特征,根据本发明的连接构件能有效防止由于外部冲击产生的内部短路。
在一个优选实施方案中,外圆周接触部分被大体以一个与下部电池组电池的电极终端的外圆周形状相对应的形状形成。因为该外圆周部分被成形为上述形状,所以在所述外圆周接触部分和该下部电池组电池的电极终端之间的接触以如之前所述的最大半径实现。在该结构中,优选地,该外圆周接触部分具有一接触界面,该接触界面的尺寸相当于所述上部电池组电池的电极终端的表面积的10%到70%。当考虑在所述接触区域的电阻时,优选地增加用于表面接触的接触界面的尺寸;然而,增加外圆周接触部分的尺寸导致中央接触部分的尺寸减小。因此,所述接触界面必须在上述指定范围内。
优选地,外圆周接触部分包括一个或多个向下延伸部分,用于覆盖该下部电池组电池的上端侧,从而在连接构件和该下部电池组电池的电极终端之间可靠地保持联接。因此,可通过设置所述向下延伸部分在连接构件和该下部电池组电池之间实现更稳定的联接。该向下延伸部分可以各种形状形成。例如,该向下延伸部分可以其中该向下延伸部分从外圆周接触部分延伸的可变的裙部结构构建。所述可变的裙部结构对应于该下部电池组电池的外侧弯曲,由此该可变的裙部结构帮助所述连接构件稳定地固定到该下部电池组电池的电极终端,即使当外力施加到该电池组上时也稳定地固定。然而,当然该向下延伸部分也可构建不可变的裙部结构。
根据本发明的连接构件的另一特征在于,所述中央接触部分接触上部电池组电池的电极终端或者接触该电池组侧壁的中央区域,从而向整个连接构件提供弹性接触力。因为该外圆周接触部分在该连接构件的外圆周处形成,使得在所述连接区域的电阻变化不偏离预期的可靠度,以及防止了由于外力而产生的下部电池组电池的电极终端被压下,所述中央接触部分位于所述连接构件的中央区域,由此,即使当由于外部冲击该连接构件或电池组电池的位置被改变时,也不会引起连接不稳定。此外,因为所述中央接触部分为安装在相应电池组电池之间或安装在电池组电池和该电池组侧壁之间的整个连接构件提供弹性接触力,所以可在该电池组中实现预期的电连接而不需设有附加的安装部件诸如隔板,由此不会导致电池组尺寸增加。而且,相当量的所施加的外部冲击通过所述弹性结构缓冲,从而使传递到外圆周接触部分的外部冲击的量最小化,由此防止由于如前述的下部电池组电池的电极终端被压下而产生的凝胶卷的短路。
在一个优选实施方案中,中央接触部分相对于外圆周接触部分弹性地向上突出。基于对应于中央接触部分的上部电池组电池的电极终端的形状、或该电池组侧壁的形状,该中央接触部分可以各种结构突出。
例如,当该中央接触部分被连接至上部电池组电池的阴极终端时,该中央接触部分可包括可变地联接至排气口(gas discharge port)的联接部分、或者在上部电池组电池的阴极终端处形成的联接开口。
通常,在圆柱型二次电池的阴极终端形成多个排气口以将电池组电池异常时产生的内部气体排出所述电池组电池。因此,中央接触部分的联接部分联接至在上电池组电池的电极终端形成的排气口,从而在当外部冲击或振动施加到电池组时保持在连接构件和上电池组电池之间的稳定连接。
所述联接部分可以各种结构构建,这将在下文参考附图详细描述。
优选地,所述中央接触部分以具有开口的向上突出的桥结构构建。
根据对于以各种结构构建的连接构件的实验,本发明的发明人发现,当中央接触部分以具有开口的向上突出的桥结构来构建时,该中央接触部分可在受限的安装空间中向整个连接构件提供弹性接触力。该桥结构易于变形以被安装到相应区域。另一方面,根据基于该连接构件材料特性的弹性,所述桥结构呈现出高回弹能力(resilience)。此外,当外部冲击被施加到该电池组时,该桥结构分散该外部冲击,以使传递到该下部电池组电池的冲击量最小化,由此抑制由于所述连接构件而导致的该下部电池组电池的电极终端被压下。
所述开口的数量和形状可根据所述桥结构的形状而改变。
在一个优选实施方案中,所述开口包括一个或多个辅助连接部分,所述辅助连接部分在被弹性压紧的同时,连接至上部电池组电池的电极终端、下部电池组电池的电极终端、或者上部和下部电池组电池的电极终端。
所述辅助连接部分进一步增加了连接构件的弹性力。此外,当一外力诸如振动或弯曲施加到该电池组时,所述辅助连接部分防止电极终端产生瞬间短路。
优选地,所述辅助连接部分从所述外圆周连接部分的内侧向下或向上成锥度。
根据本发明的另一方面,提供一种用于二次电池的将多个二次电池组电池电连接的连接构件,其中所述连接构件位于沿纵向方向布置或既沿纵向方向也沿横向方向布置的电池组电池之间,所述连接构件沿纵向方向以弹性接触的方式连接至前部电池组电池的下部电极终端或者沿纵向方向上连接至后部电池组电池的上部电极终端,以及在所述连接构件位于所述电池组电池之间的同时,所述连接构件被弹性压紧。
下文中,将描述用于二次电池的所述连接构件的一些具体实施例
在第一个优选实施方案中,所述连接构件包括一个终端连接单元,该终端连接单元用于将布置在纵向方向上的电池组电池以串联方式连接至彼此,所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周接触部分,其配置为对应于下部电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻电极终端的外圆周的区域接触所述下部电池组电池的电极终端,所述外圆周接触部分具有预定宽度;(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向所述终端连接单元的中心轴线向上成锥度,用于弹性地支撑所述下部电池组电池;以及(c)突出联接部分,其以桥结构连接至相应的向上突出部分,所述突出联接部分这样突出使得该突出联接部分可弹性地联接至所述上部电池组电池的预定区域。
因此,在以其中多个布置在纵向方向上的、以串联方式连接至彼此的电池组电池安装在一个组壳中的结构构建的电池组中,所述突出联接部分以桥结构连接至相应的向上突出部分,由此所述连接构件可以弹性接触的方式容易地电连接电池组电池的电极终端。
优选地,所述终端连接单元还包括多个从所述外圆周接触部分向下和/或向上成锥度的辅助连接部分。
所述辅助连接部分进一步增加所述连接构件的弹性力,并在当一外力诸如振动或弯曲被施加到该电池组时防止所述电极终端发生瞬间短路。
每个向上成锥度的辅助连接部分以如下结构构建,在该结构中每个向上成锥度的辅助连接部分的端部朝向所述连接构件的中心轴线倾斜至一高度,该高度大于所述外圆周接触部分的高度。向上延伸至比所述外圆周接触部分的高度高的高度的该辅助连接部分,可在所述连接构件与下部电池组电池的电极终端接触的同时弹性地支撑所述向上突出部分。而且,该向上成锥度的辅助连接部分保持连接至上部电池组电池的电极终端。因此,如上所述,当一外力施加到该电池组时,该向上成锥度的辅助连接部分可防止由于不稳定连接状态产生的瞬间短路。此外,当所述向上成锥度的辅助连接部分的数量为两个或更多个时,可更稳定地提供上述效果。
另一方面,每个向下成锥度的辅助连接部分以如下结构构建,在该结构中每个向下成锥度的辅助连接部分的端部朝向所述连接构件的中心轴线倾斜至一高度,所述高度低于所述外圆周连接部分的高度,以获得上述效果。
在该情况下,向上成锥度的辅助连接部分可接触上部电池组电池的电极终端(a),向下成锥度的辅助连接部分可接触下部电池组电池的电极终端(b)。
在一个优选实施例中,向上突出部分从外圆周接触部分的上部内侧以及下部内侧延伸,使得向上突出部分从所述外圆周接触部分朝向该连接构件的中心轴线向上成锥度。因此,该向上突出部分可容易地插入在电池组电池的电极终端处形成的预定区域,并且所述外圆周接触部分可弹性地接触下部电池组电池。
优选地,所述突出联接部分与在外圆周接触部分和向上突出部分之间的连接区域成直角地分别形成在左侧和右侧。而且,所述突出联接部分以桥结构连接至相应的向上突出部分。由此,能够在突出联接部分和该电池组电池的预定区域实现更加弹性的联接。
电池组电池的预定区域是指位于电池组电池的电极终端外侧的区域。例如,该预定区域可包括在所述电极终端外侧形成的排气口区域,用于将该电池组电池异常时产生的内部气体排出该电池组电池。
只要该突出联接部分被容易地联接至电池组电池的电极终端的预定区域,并不特别限制突出联接部分的形状。例如,该突出联接部分可以如下结构构建,在该结构中联接相应突出联接部分的两个或更多个桥以对称的方式布置,由此通过整体以更加弹性结构构建的该突出联接部分,提供更加弹性的联接力。
例如,每个向上突出部分的顶部以其竖直截面形状向上突出,使得该相应的向上突出部分可容易地插入电极终端的预定区域。在该情况下,该相应向上突出部分更容易地插入所述电极终端的预定区域,并且在将该相应向上突出部分插入所述电极终端的预定区域后,在连接至向上突出部分的桥和该电池组电池的电极终端之间的接触力进一步提高。
如上所述,向下或向上成锥度的辅助连接部分在所述外圆周连接部分的内侧形成,由此该辅助连接部分可进一步增加该连接构件的弹性力,并当一外力诸如振动或弯曲施加到该电池组时能够防止发生该电极终端的瞬间短路。
在另一实施例中,相应辅助连接部分的端部在与对应的辅助连接部分的锥度方向相反的方向上弯曲。因此,在该电池组的组装过程中,可防止该辅助连接部分的端部损伤——例如刮伤——该电池组电池的电极终端,或者防止工人受伤。
在第二个优选实施方案中,连接构件以如下结构构建,在该结构中所述连接构件以物理接触的方式位于电池组电池的阳极终端和该电池组侧壁之间,该物理接触型的连接构件包括终端连接单元,该终端连接单元用于以物理接触的方式将布置在横向方向上的两个或更多个电池组电池电连接,每个所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周连接部分,其配置为对应于所述对应电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻所述电极终端的外圆周的区域接触所述对应电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定的宽度;以及(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向每个终端连接单元向上成锥度,用于弹性地支撑所述对应的电池组电池,根据布置在横向方向上的所述电池组电池的数量,该终端连接单元电连接至彼此。
在以如下结构构建的电池组中,在该结构中多个电池组电池以两个或更多个列横向布置在一个组壳中同时所述电池组电池电连接至彼此,所述连接构件可容易地以物理接触的方式电连接(以并联或以串联方式)在所述电池列的端部的横向方向上布置的电池组电池的电极终端。
在该情况下,每个所述终端连接单元还可包括辅助连接部分,该辅助连接部分从所述外圆周接触部分的内侧向下形成锥度,使得该终端连接单元可弹性地连接至对应的电极终端。
在第三个优选实施方案中,所述连接构件以如下结构构建,在该结构中所述连接构件以弹性的物理接触方式位于所述电池组电池的阳极终端和电池组侧壁之间,该连接构件包括终端连接单元,该终端连接单元用于以物理接触的方式将两个或更多个布置在横向方向上的电池组电池电连接,每个所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周接触部分,其配置为对应于所述对应电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻电极终端的外圆周的区域处接触所述对应电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定宽度;(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向每个终端连接单元的中心轴线向上形成锥度,用于弹性地支撑所述对应的电池组电池;(c)一个压紧部分,其从所述向上突出部分朝向每个终端连接单元的中心轴线突出至一预定高度,用于在电池组电池和连接构件之间实现物理接触;以及(d)一个凹进部分,其以具有一深度的凹进形状形成在每个终端连接单元的中心轴线上,该深度小于所述向上突出部分的高度和所述压紧部分的高度的总和,根据布置在横向方向上的电池组电池的数量,所述终端连接单元电连接至彼此。
例如,所述向上突出部分设有两个或更多个具有预定宽度的切除(cut-off)部分,所述切除部分朝向每个终端连接单元的中心轴线形成,用于控制弹性力。当然,虽然该切除部分未设在所述向上突出部分,但是该向上突出部分仍呈现出弹性力。然而,可根据电池组的类型改变期望的弹性力。因此,优选地,通过在向上突出部分形成切除部分来适当控制弹性力。而且,优选地,切除部分以对称结构围绕连接构件的中心轴线布置,使得弹性力不会集中在该向上突出部分的一侧,而是均匀地分布。切除部分可以各种形状布置。例如,所述切除部分以旋涡的形状布置,从而有效地提供柔性的弹性力。
在第四个优选的实施方案中,连接构件包括一个终端连接单元,该终端连接单元用于将布置在纵向方向上的电池组电池以串联方式连接至彼此,所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周接触部分,其配置为对应于下部电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻所述电极终端的外圆周的区域接触所述下部电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定的宽度;(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向所述终端连接单元的中心轴线向上成锥度,从而弹性地支撑所述下部电池组电池;以及(c)突出联接部分,其从所述向上突出部分突出至一预定高度,使得所述突出联接部分可联接至上部电池组电池的电极终端。
因此,在以如下结构构建的电池组中,在该结构中多个布置在纵向方向上、以串联的方式连接至彼此的电池组电池被安装在一个组壳中,所述连接构件可以弹性接触的方式容易地电连接所述电池组电池的电极终端。
所述终端连接单元还包括一个凹进接触部分,该凹进接触部分布置在所述终端连接单元的中心轴线上,使得所述凹进接触部分从所述突出联接部分凹进至一预定深度,所述凹进接触部分接触上部电池组电池的电极终端。
只要所述突出联接部分容易地联接至电池组电池的电极终端的预定区域,并不特别限制该突出联接部分的形状。例如,该突出联接部分可以如下结构构建,在该结构中将所述向上突出部分和所述凹进接触部分连接的两个或更多个桥以对称方式布置,由此通过整体以更加弹性结构构建的该突出联接部分提供高联接力。
作为一个实施例,该突出联接部分可近似以“∩”的竖直截面形状形成,以被容易地插入电池组电池的电极终端的预定区域。在该情况下,更容易实施将该突出联接部分联接到电池组电池的电极终端的预定区域的过程。在该突出联接部分和电池组电池的电极终端的预定区域之间的联接之后,即使由于外部振动也不易使所述突出联接部分与电池组电池的电极终端的预定区域分离。根据情况,每个突出联接部分可在其一侧设有一个联接突起,所述联接突起朝向每个终端连接单元的中心轴线突出,以进一步增加在突出联接部分和电池组电池的电极终端的预定区域之间的联接。
该联接突起可以各种结构构建。例如,所述联接突起可以如下结构构建,在该结构中每个突出联接部分的内部端朝向所述连接构件的中心轴线弯曲,或者所述联接突起可以以半球状突起的形状从每个突出联接部分的内部侧突出。然而,该联接突起并不限于以上所列的结构。
因为该突出联接部分以其中多个桥以对称方式布置的结构构建,并且该突出联接部分近似以“∩”的竖直截面形状形成,如上所述,所以在将该突出联接部分联接到电池组电池的电极终端的预定区域时,实现了该突出联接部分的弹性插入和联接,而不论所述联接突起是否在相应的突出联接部分的侧部形成。
根据情况,连接构件可以还包括辅助连接部分,该辅助连接部分在连接向上突出部分和凹进接触部分的相应桥之间从所述相应向上突出部分的端部向下延伸。因此,如前所述,该向上突出部分的弹性力进一步增加,并且当一外力诸如振动或弯曲施加到该电池组时,防止了发生电极终端的瞬间短路。
在第五个优选实施方案中,连接构件包括一个终端连接单元,该终端连接单元用于将布置在纵向方向上的电池组电池以串联方式连接至彼此,在所述电池组电池的至少一个电极终端中其形成一个联接开口,所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周接触部分,其配置为对应于下部电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻所述电极终端的外圆周的区域接触所述下部电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定宽度;(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向所述终端连接单元的中心轴线向上成锥度,用于弹性地支撑所述下部电池组电池;以及(c)联接部分,其在所述相应的向上突出部分上形成,使得所述联接部分可弹性地联接到在所述电池组电池的至少一个电极终端中形成的联接开口。
因此,所述连接构件仅通过在连接构件和电池组电池的电极终端之间的联接形成用于电连接的稳定连接结构,由此即使外部冲击施加到该电池组,在所述连接区域的电阻变化也不会偏离预期的可靠度。同时,可容易地执行电池组组装过程并在电池组电池的电极终端之间实现稳定联接。
而且,所述联接开口在电池组电池对应的电极终端中形成,使得连接构件可通过所述联接开口安装到电池组电池的对应的电极终端。因此,所述连接构件的适用结构或形状可进一步多样化并且所述连接构件可以更简单的结构构建。
例如,所述连接构件可以如下结构构建,在该结构中所述电池组电池包括一个突出阴极终端,以及在该阴极终端的圆周方向上在该阴极终端的凸出部分形成多个排气口,并且所述联接开口在所述阴极终端的中央区域处形成。
所述联接开口——其配置为联接至所述连接构件——被容易地成形在所述突出阴极终端处,由此该联接开口可容易地应用于包括这种突出阴极终端的圆柱型电池。而且,所述多个排气口——其在所述连接开口圆周方向上围绕位于所述电极终端的中央区域的联接开口布置——有效地排出电池组电池中的高压气体,如前所述,从而确保电池组电池的安全性。
然而,该联接开口以机械联接的方式联接至连接构件,因此该联接开口并没有完全被该连接构件密封。因此,该联接开口也充当排气口。在该结构中,可在阴极终端的突出部分不形成排气口。该结构也必须被认为是包含在本发明的范围内的。
该联接开口可以各种结构或形状构建。例如,该联接开口可以十字形结构构建,该在十字形结构中在电池组电池的电极终端的平面上在电池组电池的电极终端的外圆周的中央区域处,形成具有长的和短的侧部的两个切口,使得所述两个切口以直角交叉。
因此,可使用如下的一个连接构件容易地将电池组电池联接至彼此,所述连接构件包括一个以对应于所述长的侧部的形状形成的联接部分。所述连接构件的联接部分穿过所述联接开口的长的侧部插入,并随即被旋转至所述连接构件的联接部分与所述联接开口的短的侧部平行的位置,由此在连接构件和对应的电池组电池之间实现弹性的联接。因此,可简单和容易地实现在连接构件和对应的电池组电池之间的联接,以及同时实现连接构件和对应电池组电池之间的电连接。
作为另一实施例,所述联接开口可以其中两个弧形切口以对称的方式围绕电极终端的中心轴线布置的结构来构建。
所述连接构件的在所述切口的纵向方向上水平地弯曲以使得该联接部分近似以“∟”形的竖直截面形状构建的联接部分,被插入所述两个以对称方式布置的弧形切口,随后被旋转使得该“∟”形的联接部分的水平弯曲部分弹性地连接至不具有切口的电极终端的下端,由此实现在连接构件和电池组电池之间的稳定联接。
所述联接部件被弯曲为使得所述联接部分的端部向上突出。在该结构中,所述联接部分可容易地插入电池组电池的联接开口,由此实现在连接构件和电池组电池之间的电连接。
优选地,所述联接部分从相应的上部突出部分延伸,使得所述联接部分以对称的方式布置,由此在联接部分和对应的电池组电池的联接开口之间实现更加弹性的联接。
该向上突出部分从所述外圆周接触部分的上部内侧以及下部内侧延伸,使得所述向上突出部分从外圆周接触部分朝向连接构件的中心轴线向上成锥度。因此,该向上突出部分可容易地插入在电池组电池的电极终端处形成的预定区域,并且所述外圆周接触部分可弹性地接触下部电池组电池。
该终端连接单元可进一步包括多个辅助连接部分,该辅助连接部分从所述外圆周接触部分的内侧向下和/或向上形成锥度。
在第六个优选实施方案中,所述连接构件包括一个终端连接单元,该终端连接单元用于将在纵向方向上布置的电池组电池以串联方式连接至彼此,所述终端连接单元包括:(a)一个外圆周接触部分,其配置为对应于一个位于该连接构件以下的电池组电池(一个下部电池组电池)的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻于所述电极终端的外圆周的区域处接触所述下部电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定的宽度;(b)向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向所述终端连接的中心轴线向上形成锥度,用于弹性地支撑所述下部电池组电池;以及(c)一个中央接触部分,其接触一个位于所述连接构件以上的电池组电池(一个上部电池组电池)的电极终端,所述终端连接单元以如下结构构建,在该结构中在所述向上突出部分和中央接触部分形成切除部分,使得所述切除部分从所述向上突出部分延伸到所述中央接触部分并继续从所述中央接触部分延伸到所述向上突出部分,以增加相对于所述电池组电池的电极终端的弹性支撑力。
因为该连接构件以如下结构构建,在该结构中在所述向上突出部分和所述中央接触部分形成切除部分,使得所述切除部分从所述向上突出部分延伸到中央接触部分,并继续地从所述中央接触部分延伸到向上突出部分,相对于所述电池组电池的电极终端的弹性支撑力增加,由此即使外部冲击施加到该电池组,在所述连接区域处的电阻变化也不会偏离预期的可靠度。此外,可防止由于下部电池组电池的电极终端被压下而发生下部电池组电池短路。
而且,连接构件弹性地连接至所述电池组电池的电极终端同时被一定程度地压紧,所述切除部分减小了向上突出部分的弹性,因此该向上突出部分变得更加柔性。因此,即使外部冲击施加到该电池组,在所述连接区域的电阻变化也不会偏离预期的可靠度。
优选地,中央接触部分具有的接触界面的尺寸相当于上部电池组电池的电极终端的表面积的20%到80%。优选地,当考虑在接触区域的电阻时,增加用于表面接触的接触界面的尺寸;然而,增加该中央接触部分的尺寸导致外圆周接触部分的尺寸减小。因此,接触界面有必要在上述指定的范围内。
例如,所述外圆周接触部分和所述中央接触部分可分别以物理接触的方式电连接至电池组电池的阳极终端和阴极终端。换言之,一个圆柱型电池组电池的阴极终端电连接至中央接触部分,所述中央接触部分连接至连接构件的向上突出部分,同时该中央接触部分被所述向上突出部分包围,以及另一圆柱型电池组电池的阳极终端电连接至所述外圆周接触部分,所述外圆周接触部分以预定的宽度形成在紧邻所述连接构件的外圆周的区域。
切除部分是如下的特征结构,其形成在上部突出部分和中央接触部分,以使上部突出部分具有柔性。例如,每个切除部分可以如下结构构建,在该结构中在每个所述切除部分都不达到连接构件的中心轴线的条件下,一个切除开始点和一个切除结束点形成20到160度的角。优选地,所述切除开始点和所述切除结束点形成90度角。
所述切除部分可以各种结构构建。例如,所述切除部分可以桥结构构建。所述桥结构的切除部分可容易地在上部突出部分和中央接触部分处形成。而且,所述桥结构的切除部分可有效地为上部突出部分提供柔性。
根据情况,所述切除部分可以如下结构构建,在该结构中每个切除部分相对于一个切除开始点具有两个或更多个结束点。在该结构中,在上部突出部分处形成若干个切除部分,由此所述上部突出部分呈现出更大的柔性。
优选地,在连接构件的中心轴线和每个切除部分的每个切除部分最接近于连接构件的中心轴线的区域之间的距离为所述中央接触部分的宽度的10到50%。当在连接构件的中心轴线和每个切除部分的每个切除部分最接近于连接构件的中心轴线的区域之间的距离与所述中央接触部分的宽度相比太大时,该切除部分的总尺寸减小,因此该上部突出部分的柔性大大减小。另一方面,当在连接构件的中心轴线和每个切除部分的每个切除部分最接近于所述连接构件的中心轴线的区域之间的距离与中央接触部分的宽度相比太小时,连接构件的总弹性过度降低,这不是优选的。
同时,只要切除部分以如下结构构建,切除部分的结构并不特别地限制,在所述结构中切除部分从向上突出部分延伸到中央接触部分,并继续地从中央接触部分延伸到向上突出部分。优选地,相应的切除部分穿过向上突出部分的最高部分。在该情况下,由于相应的切除部分穿过向上突出部分的最高部分,向上突出部分的柔性进一步增加。
例如,两个或更多个切除部分可以对称结构围绕连接构件的中心轴线径向地布置。该对称径向的切除部分的有利之处在于,该对称径向切除部分可容易地形成在连接构件。此外,由于切除部分的数量为两个或更多个,可将向上突出部分的柔性控制到期望的程度。
而且,优选地,考虑到该连接构件的厚度来调节切除部分的尺寸,使得向上突出部分不仅呈现出弹性还呈现出适当的柔性。例如,切除部分可切去相当于连接构件厚度的50到300%的宽度。相应的切除部分的宽度是通过切除连接构件的多个部分在所述连接构件处形成的间隔。该相应的切除部分的宽度使得向上突出部分能不仅呈现出弹性还呈现出适当的柔性,同时防止向上突出部分的变形或断裂。
根据情况,所述切除部分可以线或切口的形状形成在连接构件处。
在连接构件的第一、第四、第五以及第六个优选实施方案中,在连接构件的上述示例实施例中,连接构件可包括两个或更多个连接至彼此的终端连接单元,以同时实现在布置在纵向方向上的电池组电池之间的串联方式的连接,以及在布置在横向方向上的电池组电池之间的并联方式的连接。因此,连接构件可以如下结构构建,该结构不仅适用于串联连接类型的电池组,还可适用于串联连接且并联连接类型的电池组。
而且,在连接构件的第一到第六个优选实施方案中,终端连接单元可在其一侧设有电路连接终端部分。所述电路连接终端部分可为一个用于电源的输入和输出终端、一个用于电压检测的检测终端、或其结合。该电路连接终端部分可以各种形状形建。例如,电路连接终端部分可以从外圆周接触部分延伸的带的形式形成。该带状的电路连接终端部分可被弯曲,使得电路连接终端部分与下部电池组电池的侧部紧密接触,同时所述连接构件安装到所述下部电池组电池。
在连接构件的上述示例实施例中,外圆周接触部分接触电池组电池的宽度优选为所述终端连接单元半径的5%到30%。当外圆周接触部分的接触宽度小于5%时,由于该小接触面积,在接触区域的电阻增加。而且,由于外部冲击,电池组电池的电极终端变得脱离适当位置,因此可以很容易切断所述电连接。另一方面,当外圆周接触部分的接触宽度超过30%时,其余部分——包括向上突出部分——的尺寸减小,因此很难提供预定的弹性力,很难将突出联接部分联接到电池组电池的对应区域。
而且,优选地,相应的向上突出部分具有的宽度相当于终端连接单元半径的20-60%,并具有5到30度的倾斜角。当相应的向上突出部分的宽度小于终端连接单元的半径的20%时,很难提供预定的弹性力,如上所述。另一方面,当相应向上突出部分的宽度超过所述终端连接单元半径的60%时,所述接触部分的接触电池组电池的电极终端的面积相对减小,因此不能实现期望的电连接。同样,当相应的向上突出部分到终端连接单元下端——即外圆周接触部分——的倾斜角小于5度时,很难提供对抗冲击的预定弹性力。另一方面,当相应的向上突出部分的倾斜角超过30度时,该电池组的内部间隔减小,并且当外部压力施加到相应的向上突出部分时该相应的向上突出部分会断裂。
此外,优选地,突出联接部分(或联接部分)具有的高度相当于连接构件的总高的30-70%。当突出联接部分的高度小于30%时,这意味着突出区域的尺寸小,很难将突出联接部分联接到电池组电池的电极终端的预定区域。另一方面,当突出联接部分的高度超过70%时,要求进一步增加电池组的内部间隔,由此电池组的尺寸增加。
此外,优选地,辅助连接部分相对于连接构件的水平截面向上或向下倾斜20到70度的角。当辅助连接部分以小于20度的角倾斜时,在该辅助连接部分开始与电池组电池的电极终端接触时,该辅助连接部分很难保持其弹性。另一方面,当辅助连接部分以大于70度角倾斜时,在组装或使用该电池组期间,所述辅助连接部分会损伤——例如刮伤电极终端,或该辅助连接部分会断裂。
在一个优选实施方案中,连接构件的特征在于,所述外圆周接触部分还在其外圆周处设有一个或多个向下延伸部分,该向下延伸部分以部分地覆盖下部电池组电池的上端侧的结构构建。如上所述,向下延伸部分可以可变的裙部结构构建或以不可变的裙部结构构建。
由于向下延伸部分以部分覆盖下部电池组电池的上端侧的结构构建,可防止由于外部冲击而所述连接构件从下部电池组电池偏离适当位置,由此,实现更稳定的连接。
优选地,所述一个或多个向下延伸部分以对称结构沿外圆周接触部分的外圆周布置。因此,防止连接构件从下部电池组电池偏离适当位置,更有效地实现稳定的连接。
只要向下延伸部分以用于提供上述效果的结构构建,并不特别限制向下延伸部分的长度。例如,向下延伸部分可具有的长度相当于连接构件的总高的20-150%。
同时,如上所述以各种结构构建的连接构件可通过压制导电板以单体来制造。具体地,所述导电板根据连接构件的形状被冲压(punched)或辊轧(rolled),由此可容易且简单地制造具有特定结构的连接构件。
优选地,连接构件特别地用于圆柱型电池组电池。在该情况下,连接构件的特定区域通常以同心圆结构构建,该同心圆结构对应于每个圆柱型电池组电池的电极终端的形状,因此它们之间的接触面积被最大化。
根据本发明的另一方面,提供一种以如下结构构建的电池组,在该结构中连接构件安装在电池组电池的电极终端之间,以实现在电池组电池之间的电连接。
该电池组可以其中在组壳中多个电池组电池以列的形式电连接至彼此的结构构建。所述列的数量为一个或多个。
连接构件可用于将每一列中布置在纵向方向上的电池组电池电连接。在一个包括两个或更多个电池列的结构中,连接构件可用于将布置在横向方向上的电池组电池(库)电连接。
例如,当该连接构件仅用于库的电连接时,该电池组可以如下结构制造,在该结构中电池组电池安装在包括容纳部的组壳中,所述容纳部被构造为使得两个或更多个二次电池组电池安装在相应的容纳部中同时在横向方向上紧邻于彼此,并且连接构件联接至组成所述组壳的侧壁之中的接触电池组电池的电极终端的侧壁,使得连接构件的外圆周连接部分指向所述电池组电池的电极终端。
根据本发明的电池组可用作、但并不限于要求高功率和大容量的家用电器——诸如便携式DVD播放器、小型PC等——的电源。
更优选地,根据本发明的电池组用作膝上型计算机的电源。因此,根据本发明的另一方面,提供一种包括作为电源的所述电池组的膝上型计算机。
所述膝上型计算机的一般结构以及制造所述膝上型计算机的方法在本发明所属的技术领域内是公知的,因此将不给出对其进一步的描述。
附图说明
从以下结合附图的详细描述,将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点,附图中:
图1是示出了通过常规连接构件诸如金属板电连接到彼此的电池之间的联接的分解图;
图2是示出了一个电池模块的典型视图,其中一个保护电路模块连接至图1的核心组;
图3是示出了电池组的X射线荧光镜透视视图,其中该电池组被构建为图2的电池模块安装在一个组壳中的结构;
图4和5是X射线荧光镜透视视图,分别示出了在电池组下落后、图3的电池组以及通过适用根据本发明一个优选实施方案的连接构件构建的电池组的变化;
图6和7是典型地示出了一种用于组装根据本发明的一个优选实施方案的电池组的方法的立体图;
图8是示出了图6中所用连接构件的放大立体图;
图9是图6中所用连接构件的典型平面图;
图10是示出了本发明的另一优选实施方案的连接构件的立体图;
图11是图10中所示连接构件的竖直截面图;
图12是示出了根据一个变型的连接构件的立体图;
图13是示出了图6中所用连接构件的一个实施例的放大立体图;
图14是图6中所用连接构件的该实施例的典型平面图;
图15是示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的典型平面图;
图16是沿图15的线E-E所取的竖直截面图,同时带有一个部分F的放大图;
图17和18是分别示出了具有根据本发明的其它实施方案的联接开口的电极终端的立体图;
图19和20是分别示出了根据本发明的其它优选实施方案的连接构件的立体图;
图21是典型地示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的平面图;
图22是图21中所示连接构件的典型截面图;
图23是典型地示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的平面图;
图24是图23中所示连接构件的典型截面图;
图25是图23中所示连接构件的立体图;
图26是典型地示出了根据本发明的又一优选实施方案的连接构件的平面图;以及
图27是在图26中所示连接构件的典型截面图。
具体实施方式
现在,将参考附图详细描述本发明的优选实施方案。然而应注意,本发明的范围并不受限于所示实施方案。
图6和7是典型地示出了一种用于组装根据本发明的一个优选实施方案的电池组的方法的立体图。
参见这些图,电池组400以如下结构构建,在该结构中多个圆柱型电池组电池302、304、306和308在不具有隔板的组壳200中经由预定的连接构件100和102电连接至彼此。
具体地,两种连接构件100和102以及四个圆柱型电池组电池302、304、306和308位于所述组壳200的容纳部中,同时使四个圆柱型电池组电池302、304、306和308彼此紧密接触,使得阴极终端以机械联接的方式连接至连接构件100的突出联接部分130。
因此,圆柱型电池组电池306和308的阴极终端以机械联接方式连接至具有突出联接部分130的连接构件100,同时圆柱型电池组电池306和308的阴极终端被弹性地压紧,并且圆柱型电池组电池302和304的阳极终端以物理连接的方式连接至连接构件100,由此可容易地组装该电池组,并稳定地保持在电池组电池的电极终端之间的连接结构。
而且,不包括突出联接部分130的连接构件102安装在圆柱型电池组电池306和308的阳极终端与该组壳的侧壁接触的区域,由此布置在横向方向上的圆柱型电池组电池306和308的阳极终端以并联方式电连接至彼此。
组装后的电池组400的结构示于图7。参见图7,电池组400以2P-2S平面型结构构建,在该2P-2S平面型结构中两个圆柱型电池组电池300以彼此接触的方式布置在横向方向上,并且同时两个圆柱型电池300布置在纵向方向上。
图8是示出了在图6中所用的连接构件100的放大立体图,图9是图6中所用连接构件的典型平面图。
参见这些附图,连接构件100以如下结构构建,在该结构中两个终端连接单元A和B连接至彼此,并且一个用于连接至外电路的电路连接终端部分150包括在该连接构件100中。
每个终端连接单元包括:一个具有预定宽度的外圆周接触部分110,其以表面接触的方式电连接至一个下部电池组电池的电极终端(未示出);一个桥型中央接触部分160;以及辅助连接部分140和142,其分别从所述外圆周接触部分110的内侧向上和向下形成锥度。
中央接触部分160包括:向上突出部分120,其从所述外圆周接触部分110朝向每个终端连接单元的中心轴线180延伸,使得该向上突出部分120向上形成锥度;以及突出联接部分130,其经由桥190连接至相应的向上突出部分120并同时向上突出。
外圆周接触部分110以表面接触的方式电连接至下部电池组电池的电极终端(未示出),同时沿下部电池组电池的电极终端的外圆周接触下部电池组电池的电极终端,从而使得在接触区域处相对于外力的电阻变化最小化,并抑制下部电池组电池的电极终端被压下的可能性。外圆周接触部分110以对应于下部电池组电池的电极终端的形状的环形结构构建,使得外圆周接触部分110可以表面接触的方式接触所述下部电池组电池的电极终端。
中央接触部分160突出为使得中央接触部分160可高于外圆周接触部分110定位。中央接触部分160以弹性桥结构构建以呈现高接触弹性,并在外部冲击施加到中央接触部分160时分散外部冲击,由此使传递到所述外圆周接触部分110的冲击量最小化。
每个向上突出部分120的顶部以其竖直截面形状向上突出。而且,每个突出联接部分130在其内侧设有一个联接突起132,所述联接突起朝终端连接单元的中心轴线180突出。在连接构件联接至上部电池组电池的电极终端的预定区域后,每个突出联接部分130的联接突起132防止连接构件从上部电池组电池(未示出)分离。同时,向上突出部分120和桥190接触上部电池组电池的电极终端的中央区域,由此实现电连接。
连接突出联接部分130和向上突出部分120的四个桥190以对称结构径向布置。具体地,以预定间距布置的桥190连接向上突出部分120和突出联接部分130。桥190向上突出。
而且,所述四个辅助连接部分140在相应桥190和外圆周接触部分110之间限定的空间内从外圆周接触部分110向上形成锥度。另外四个辅助连接部分142从外圆周接触部分110向下形成锥度。相应的辅助连接部分140中的每一个向下弯曲,即与对应辅助连接部分的向上锥度方向相反的方向上弯曲,并且相应的辅助连接部分142的端部向上弯曲,即在与对应辅助连接部分的向下锥度方向相反的方向上弯曲。因此,当该连接构件100安装到下部电池组电池的阴极或阳极终端(未示出)时,辅助连接部分140和142连接至下部电池组电池或上部电池组电池的电极终端同时被弹性地压紧。
尽管辅助连接部分140和142呈现出略低的弹性模量,但是该四个辅助连接部分140和四个辅助连接部分142独立地连接至电池组电池的电极终端。因此,辅助连接部分140和142防止由于外部因素诸如振动而产生的电池组电池的瞬间短路,由此在电池组电池之间连续地保持电连接。
图10是示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的立体图,图11是图10中所示连接构件的竖直截面图,以及图12是示出了根据一个变型的连接构件的立体图。
参见这些图,连接构件100a包括两个连接至彼此的终端连接单元Aa和Ba,以及用于连接至外电路的电路连接终端部分170a。
每个终端连接单元包括:一个外圆周接触部分110a,其以表面接触的方式电连接到一个下部电池组电池的电极终端(未示出),该外圆周接触部分110a具有预定宽度c;一个中央接触部分160a,其从所述外圆周接触部分110a朝向每个终端连接单元的中心轴线180突出;以及辅助连接部分140和142,其从所述外圆周接触部分110a的内侧端突出。
所述中央接触部分160a包括:向上突出部分120a,其被配置为向上形成锥度;突出联接部分130a,其从对应的向上突出部分120a向上突出至一预定高度d;以及凹进接触部分134a,其布置在每个终端连接单元的中心轴线180a上,使得所述凹进接触部分134a从相应突出联接部分130a的上端表面被压至一预定深度e,所述凹进接触部分134a电连接至一个上部电池组电池的电极终端(未示出)。
所述外圆周接触部分110a以与下部电池组电池的电极终端的外侧相对应的同心圆的形式形成。
对应的向上突出部分120a具有的宽度f相当于每个终端连接单元的半径C的大约30%。对应的向上突出部分120a从外圆周接触部分110a以预定角a朝向每个终端连接单元的中心轴线180a向上形成锥度。因此,在外圆周接触部分110a和下部电池组电池的电极终端之间的弹性连接通过所述向上突出部分120a来保持。
相应的突出联接部分130a的高度d为连接构件100a的总高D的大约50%。相应的突出联接部分130a以“∩”的竖直截面形状近似形成。而且,每个突出联接部分130a在其内侧设有一个联接突起132a,所述联接突起向每个终端连接单元的中心轴线180a突出。因此,在连接构件联接到上部电池组电池的电极终端的预定区域后,突出联接部分130a防止连接构件从上部电池组电池分离。同时,凹进接触部分134a接触上部电池组电池的电极终端的中央区域,由此实现电连接。
突出联接部分130a以如下结构构建,在该结构中连接对应的向上突出部分120a和凹进接触部分134a的四个桥以对称方式径向布置。具体地,以预定间距布置的桥190a连接相应的向上突出部分120a和凹进接触部分134a。所述桥190a向上突出以构建相应的突出联接部分330。
辅助连接部分140a以预定角b朝向每个终端连接单元的中心轴线180a倾斜。对应的辅助连接部分140a的下端144a延伸的高度低于外圆周接触部分110a的高度。因此,当连接构件100a安装到下部电池组电池的阳极终端(未示出)时,辅助连接部分140a连接至下部电池组电池的电极终端,同时被弹性压紧。
图12的连接构件100a’与图10的连接构件100a的不同之处在于,一个电路连接终端部分以从所述外圆周接触部分110a之一延伸的带的形式形成,两个或更多个向下延伸部分110a’在每个外圆周接触部分110a的外圆周形成以部分覆盖下电池组电池的上端侧,以及联接突起130a’从突出联接部分130a的内侧以半球状突起的形式突出。
向下延伸部分110a’以部分覆盖下部电池组电池的上端侧的结构构建。因此,向下延伸部分312防止连接构件100a’由于外部冲击而从下部电池组电池偏离适当位置,并保持在连接构件100a’和下部电池组电池之间的可靠联接。
该结构使得连接构件能以联接方式连接至上部电池组电池和下部电池组电池。换言之,连接构件的突出联接部分联接到上部电池组电池的电极终端,连接构件的向下延伸部分联接到下部电池组电池的电极终端。因此,连接构件连接到上部和下部电池组电池。
图13是示出了图6中所用的连接构件102的一个实施例的放大立体图,以及图14是图6中所用的连接构件的实施方案的典型平面图。
参见这些图,连接构件100b以如下结构构建,在该结构中两个终端连接单元Ab和Bb连接至彼此,并且连接构件在其一侧设有一个侧延伸部分150b,在该侧延伸部分处定位一个用于连接至外电路的电路连接终端部分152b。
每个终端连接单元包括:一个具有预定宽度的外圆周连接部分110b,其以表面接触的方式电连接至一个下部电池组电池的电极终端(未示出);一个桥型中央接触部分130b,其从外圆周接触部分110b朝向每个终端连接单元的中心轴线180b延伸,使得中央接触部分130b向上成锥度;以及辅助连接部分140b,其从外圆周接触部分110b的内侧向下成锥度。
中央接触部分130b具有的预定高度h小于连接构件100b的总高H。中央连接部分130b的四个桥以十字形结构对称布置。
而且,所述四个辅助连接部分140b——其以对称结构围绕每个终端连接单元的中心轴线180b径向布置——在中央接触部分130b和外圆周接触部分110b之间限定的空间内从外圆周接触部分110b向下形成锥度。对应的辅助连接部分140b的端部114b向上弯曲,即在与对应的辅助连接部分的向下锥度方向相反的方向上弯曲。因此,当连接构件100b安装到下部电池组电池的阳极终端(未示出)时,辅助连接部分140b连接至位于连接构件100b下方的电池组电池的电极终端,同时被弹性地压紧。
图15是示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的典型平面图,图16是沿图15的线E-E所取的竖直截面图,并带有一部分F的放大图。
参见这些图,连接构件100c是以2P结构构建的单金属板,在该2P结构中两个终端连接单元Ac和Bc连接至彼此。每个终端连接单元以碟形盘的结构构建。每个终端连接单元包括一个外圆周接触部分110c以及一个中央接触部分160c,该中央接触部分形成一个同心圆结构。
外圆周接触部分110c对应于一个电池组电池终端的圆形外侧(未示出),使得外圆周接触部分110c在其外圆周接触电池组电池终端。
中央接触部分160c包括:一个压紧部分130c,其以预定倾斜度朝向每个终端连接单元的中心轴线成锥度,从而提供一弹性力;以及一个凹进部分140c,其形成在压紧部分130c的中央部分。连接构件100c的每个侧延伸部分152c位于一个用于连接至外电路的电路连接终端部分150c处。
一个电池组电池弹性地连接至具有预定倾斜度的中央接触部分160c。在中央接触部分160c的压紧部分130c处形成切除部分132c,所述切除部分130c以旋涡的形状围绕每个终端连接单元的中心轴线布置。因此,可将中央接触部分160c的弹性力控制到期望的程度。
图17和18是分别示出了具有根据本发明的其它实施方案的联接开口的电极终端的立体图。
参见这些图,根据本发明的电极终端100d;101d具有在圆周方向上在其突起处形成的排气口120d。所述电极终端100d;101d在其中央区域设有联接开口110d;111d,在该联接开口中一个电连接构件以机械联接的方式被联接。然而,当联接开口110d;111d还充当排气口时,不必要附加地形成所述排气口120d。
联接开口110d例如近似以十字形结构(见电极终端100d的结构)形成,联接开口111d例如以其中两个弧形切口以对称方式布置的结构(见电极终端101d的结构)形成。因此,取决于电极终端的联接开口110d;111d的结构或形状,电连接构件及其联接部分可以各种结构形成。
具体地,以与所述十字形联接开口110d的长侧部的形状对应的形状形成的联接部分插入电极终端的联接开口110s,并随后被旋转90度,由此实现在电连接构件和电极终端100d之间的弹性联接。
另一方面,在所述切口的纵向方向上水平弯曲以使得联接部分近似以“∟”的竖直截面形状构建的联接部分,被插入所述联接开口111d——该联接开口以其中两个弧形切口对称部分的结构构建——随后沿联接部分弯曲的方向旋转,由此实现在电连接构件和电极终端之间的弹性联接。
图19和20是分别示出根据本发明的其它优选实施方案的连接构件的立体图。
首先参见图19,根据本发明的连接构件100e以如下结构构建,在该结构中两个终端连接单元Ae和Be连接至彼此,并且一个用于连接到外电路的电路连接终端部分150e被包括在连接构件100e中。
每个终端连接单元Ae和Be包括:一个具有预定宽度的外圆周接触部分110e,其电连接至一个下部电池组电池的电极终端(未示出);联接部分130e,其形成在向上突出部分120e上,所述向上突出部分从外圆周接触部分110e向每个终端连接单元的中心轴线向上成锥度;以及辅助连接部分140e和142e,其分别从外圆周连接部分110e的内侧向上和向下成锥度。
接触下部电池组电池的电极终端的外圆周接触部分110e的宽度为每个终端连接单元的半径的大约10%。外圆周接触部分110e以与下部电池组电池的电极终端的外侧对应的同心圆形状形成。
联接部分130e以如下结构构建,在该结构中相应的联接部分130e的端部向外弯曲。因此,当如图17所示联接部分130e插入电极终端100d的联接开口110d中并且随后被旋转时,实现了在连接构件和电极终端之间的电连接,同时可靠地保持了连接构件和电极终端之间的联接。
而且,四个辅助连接部分140e从外圆周接触部分110e向上倾斜一预定高度,另外四个辅助连接部分142e从外圆周接触部分110e向下成锥度一预定深度。相应的辅助连接部分140e的端部向下弯曲,即在与相应辅助连接部分的向上锥度方向相反的方向上弯曲,并且相应的辅助连接部分142e的端部向上弯曲,即在与相应辅助连接部分的向下锥度方向相反的方向上弯曲。因此,当连接构件100e安装到下部电池组电池的阴极终端或阳极终端(未示出)时,辅助连接部分140e和142e连接至下部电池组电池或上部电池组电池的电极终端,同时被弹性地压紧。
虽然辅助连接部分140e和142e呈现出略低的弹性模量,但是所述四个辅助连接部分140e和所述四个辅助连接部分142e独立地连接至下部电池组电池的电极终端。因此,辅助连接部分140e和142e防止由于外部因素诸如振动产生的电池组电池的瞬间短路,由此连续地保持电池组电池之间的电连接。
图20的连接构件101e在结构上与图19的连接构件相同,除了图20的连接构件101e包括一个单独的终端连接单元。即,图20的连接构件101e的终端连接单元包括一个外圆周接触部分110e,向上突出部分120e,突出联接部分130e和132e,以及辅助连接部分140e和142e,以及一个电路连接终端部分150e,所有这些都与图19中的相同。因此,对于相同的部件不作详细描述。
图21是典型地示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的平面图,图22是图21中所示连接构件的典型的截面图。
参见这些图,连接构件100f包括两个连接至彼此的终端连接单元Af和Bf,以及侧延伸部分150f,在该侧延伸部分处定位用于连接至外电路的电路连接终端部分。这里,所述外电路连接终端部分可为用于电源的输入和输出终端、用于电压检测的检测终端、或其结合。
每个终端连接单元包括:一个外圆周接触部分110f,其以与电池组电池的电极终端的外形相对应的形状形成,并在紧邻所述连接构件的外圆周的区域接触一个下部电池组电池的电极终端(未示出),外圆周接触部分110f具有预定宽度;一个向上突出部分120f,其从外圆周接触部分110f朝向每个终端连接单元的中心轴线延伸,使得该向上突出部分120f向上成锥度;以及一个中央基础部分130f,其接触一个位于连接构件100f以上的电池组电池的电极终端(未示出)。
在向上突出部分120f和中央接触部分130f处形成以桥结构构建的切除部分140f,在该桥结构中切除部分140f从向上突出部分120f向中央接触部分130f延伸,并继续地从中央接触部分130f延伸到向上突出部分120f。
中央接触部分130f具有一个接触界面w,该接触界面的尺寸相当于上部电池组电池的电极终端(未示出)的表面积W的大约60%。
同时,外圆周接触部分110f和中央接触部分130f以物理接触方式分别电连接至下部电池组电池的阳极终端(未示出)和上部电池组电池的阴极终端(未示出)。
每个切除部分140f以如下结构构建,在该结构中在每个切除部分140f不达到连接构件100f的中心轴线131f的条件下,切除开始点141f和切除结束点143f形成大约90度的角。而且,切除部分140f以对称结构径向布置,在该对称结构中所述四个切除部分140f对称地围绕连接构件100f的中心轴线131f布置。在连接构件100f的中心轴线131f和连接构件100f的其中连接构件100f最接近于连接构件100f的中心轴线131f的区域之间的距离为中央接触部分130f的宽度d2的大约20%。
而且,相应的切除部分140被切除的宽度d3相当于连接构件厚度T的大约130%。相应的切除部分140f穿过向上突出部分120f的最高部分121f。
通过设有切除部分140f,向上突出部分120f可不仅呈现出弹性还呈现出适当的柔性。因此,可防止由于外部因素诸如振动产生的该电池组电池的瞬间短路,由此连续地保持所述电池组电池之间的电连接。
图23是典型地示出了根据本发明的另一优选实施方案的连接构件的平面图,图24是图23中所示连接构件的典型截面图,以及图25是图23中所示连接构件的立体图。
参见这些图,连接构件100g包括两个连接至彼此的终端连接单元Ag和Bg以及侧延伸部分,在该侧延伸部分处定位用于连接至外电路的电路连接终端部分。
每个终端连接单元包括:一个外圆周接触部分110g,其连接至一个下部电池组电池的电极终端(未示出);一个向上突出部分120g,其从外圆周接触部分110g朝向每个终端连接单元的中心轴线延伸,使得向上突出部分120g向上形成锥度;以及一个中央接触部分130g,其接触位于连接构件100g以上的一个电池组电池的电极终端(未示出)。在向上突出部分120g和中央接触部分130g处形成以一切口结构构建的切除部分140g,在该切口结构中切除部分440从向上突出部分120g向中央接触部分130g延伸,并继续地从中央接触部分130g延伸至向上突出部分120g。
图26是典型地示出了根据本发明的又一优选实施方案的连接构件的平面图,图27是图26中所示连接构件的典型的截面图。
参见这些图,连接构件100h包括两个连接至彼此的终端连接单元Ah和Bh,以及侧延伸部分150h,在该侧延伸部分处定位用于连接至外电路的电路连接终端部分。
每个所述终端连接单元包括:一个外圆周接触部分110h,其接触一个下部电池组电池的电极终端(未示出);一个向上突出部分120h,其从外圆周接触部分110h朝向每个终端连接单元的中心轴线延伸,使得向上突出部分120h向上形成锥度;以及一个中央接触部分130h,其接触一个位于连接构件100h以上的电池组电池的电极终端(未示出)。
在向上突出部分120h和中央接触部分130h处形成以一切口结构构建的切除部分140h,在该切口结构中每个切除部分140h从向上突出部分120h的一个切除开始点141h延伸到中央接触部分130h,并继续地从中央接触部分130h延伸到向上突出部分120h的两个切除结束点142c和143h。
通过设有所述切除部分140h,可将向上突出部分120h的弹性控制到期望的程度。
工业实用性
如从上述描述可明了的,根据本发明的用于二次电池的连接构件对于电池组电池的电极终端之间的电连接不需要焊接或钎焊加工。因此,能够防止焊接过程中可能引起的电池组电池短路的发生,并且能够大大降低残次品率。而且,能够通过二次电池组电池的电极终端之间的稳定联接结构使连接区域处的电阻变化最小化,并且能够大大提高生产效率。此外,当一外力诸如落下或振动施加到电池组时,能够保护电池组电池免受该外力破坏。此外,尽管电池组以不使用焊接的电连接结构构建,但即使当长时间使用时,也可保持电池组的稳定连接,同时不引起电池组尺寸增加。
虽然,出于说明的目的公开了本发明的优选实施方案,但是本领域技术人员将意识到,在不背离所附权利要求书中所公开的本发明的范围和主旨的情况下,各种变型、添加和替换都是可能的。

Claims (6)

1.一种用于二次电池的连接构件,所述连接构件在包括两个或更多个圆柱型二次电池的电池组中以物理接触的方式实现电连接,所述连接构件包括:一个终端连接单元,其用于将布置在纵向方向上的所述电池组电池以串联方式连接至彼此;一个联接开口,其形成在所述电池组电池的至少一个电极终端中,所述终端连接单元包括:
一个外圆周接触部分,其沿位于所述连接构件以下的下部电池组电池的电极终端的外圆周区域接触所述下部电池组电池的电极终端,使得所述外圆周接触部分可以表面接触的方式电连接至所述下部电池组电池的电极终端,用于使该接触区域的电阻相对于外力变化最小化,并且抑制所述下部电池组电池的电极终端被压下的可能性,且
其中所述外圆周接触部分被配置为对应于一个下部电池组电池的电极终端的外形,该外圆周接触部分在紧邻于所述电极终端的外圆周的区域接触所述下部电池组电池的电极终端,该外圆周接触部分具有预定的宽度;以及
一个中央接触部分,其接触该电池组的位于所述连接构件以上的一上部电池组电池的中央区域,用于向整个连接构件提供弹性接触力,所述整个连接构件安装在相应电池组电池的电极终端之间,
向上突出部分,其从所述外圆周接触部分朝向所述终端连接单元的中心轴线向上形成锥度,用于弹性地支撑所述下部电池组电池;以及
联接部分,其形成在所述相应的向上突出部分上,使得所述联接部分可弹性地联接至所述联接开口,所述联接开口形成在所述电池组电池的所述至少一个电极终端中,以及
其中所述连接构件以物理接触的方式连接至所述下部电池组电池的电极终端,并被该电池组的侧壁支撑。
2.根据权利要求1所述的连接构件,其中所述终端连接单元还包括:
多个辅助连接部分,其从所述外圆周接触部分的内侧向下和/或向上形成锥度。
3.根据权利要求1所述的连接构件,其中所述联接部分被弯曲为使得所述联接部分的端部向上突出。
4.根据权利要求1所述的连接构件,其中两个或更多个终端连接单元连接至彼此,以同时实现布置在纵向方向上的电池组电池之间的串联连接以及布置在横向方向上的电池组电池之间的并联连接。
5.根据权利要求1所述的连接构件,其中所述外圆周接触部分还在其外圆周处设有一个或多个向下延伸部分,所述一个或多个向下延伸部分以部分覆盖所述下部电池组电池的上端侧的结构构建。
6.根据权利要求1所述的连接构件,其中所述终端连接单元在其一侧设有一个电路连接终端部分。
CN201510263487.7A 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件 Active CN104993077B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070071389A KR100983014B1 (ko) 2007-07-16 2007-07-16 조립방식의 전기적 접속부재 및 이를 포함하고 있는이차전지 팩
KR10-2007-0071389 2007-07-16
KR1020070103290A KR100965274B1 (ko) 2007-10-13 2007-10-13 이차전지용 접속부재
KR10-2007-0103290 2007-10-13
KR1020080060553A KR100983011B1 (ko) 2008-06-26 2008-06-26 물리적 접촉방식에 기반한 전지셀 접속부재
KR10-2008-0060553 2008-06-26
CN2008801063994A CN101836310B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801063994A Division CN101836310B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104993077A CN104993077A (zh) 2015-10-21
CN104993077B true CN104993077B (zh) 2017-09-01

Family

ID=40260218

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210548831.3A Active CN103022395B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件
CN201510263487.7A Active CN104993077B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件
CN2008801063994A Active CN101836310B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210548831.3A Active CN103022395B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801063994A Active CN101836310B (zh) 2007-07-16 2008-07-16 用于二次电池的电连接构件

Country Status (6)

Country Link
US (7) US8287313B2 (zh)
EP (4) EP2183800B1 (zh)
JP (3) JP5259711B2 (zh)
CN (3) CN103022395B (zh)
ES (2) ES2555652T3 (zh)
WO (1) WO2009011540A2 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2183800B1 (en) * 2007-07-16 2016-01-27 LG Chem, Ltd. Electrical connecting member for secondary battery
US8815437B2 (en) * 2009-09-10 2014-08-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US8546007B2 (en) * 2009-10-29 2013-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2011111721A1 (ja) * 2010-03-10 2011-09-15 株式会社キャプテックス 電池接続用具およびそれを用いた組電池モジュール
US8828586B2 (en) * 2010-05-03 2014-09-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery pack and connection tab used for the same
JP5837043B2 (ja) * 2011-03-10 2015-12-24 三洋電機株式会社 組電池および電池接続方法
KR101240706B1 (ko) 2011-04-01 2013-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US9219262B2 (en) * 2011-04-28 2015-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Assembled battery and vehicle
DE202011100906U1 (de) * 2011-05-03 2011-06-09 FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH & Co. KG, 04442 Elektrisches Anschlusselement
US10566165B2 (en) * 2011-05-31 2020-02-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuse board and battery block equipped with same
WO2013039298A1 (ko) * 2011-09-16 2013-03-21 주식회사 엘지화학 이차전지용 부품 및 그 제조 방법, 및 상기 부품을 사용하여 제조된 이차전지와 조립 이차전지 장치
KR101292276B1 (ko) * 2011-12-07 2013-08-01 엘에스엠트론 주식회사 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치
JP5964673B2 (ja) * 2012-06-28 2016-08-03 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 電気コネクタ及びメス型端子
CN203232920U (zh) * 2012-12-25 2013-10-09 华广生技股份有限公司 电池导电片及具有可活动式电池导电片的电子装置
US9847521B2 (en) 2012-12-25 2017-12-19 Bionime Corporation Conductive plate and an electronic device having the same
JP6006134B2 (ja) * 2013-02-08 2016-10-12 トヨタ自動車株式会社 接続部材
KR20140123693A (ko) * 2013-04-15 2014-10-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20150019383A (ko) 2013-08-13 2015-02-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 팩
KR101814106B1 (ko) 2013-10-04 2018-01-02 주식회사 엘지화학 접속부재 및 이를 포함하는 배터리 팩
DE102013019468B4 (de) * 2013-11-19 2022-07-07 Audi Ag Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen
KR101826389B1 (ko) 2014-08-22 2018-02-06 주식회사 엘지화학 이차 전지
JP6627764B2 (ja) * 2014-09-04 2020-01-08 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
US10178087B2 (en) * 2015-02-27 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Trusted pin management
US10333132B2 (en) * 2015-03-23 2019-06-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Power source device including terminal fixing part and deformable buffer portion
USD815042S1 (en) * 2015-03-26 2018-04-10 Few Fahrzeugelektrikwerk Gmbh & Co. Kg Mounting device
JP6058738B2 (ja) * 2015-05-21 2017-01-11 株式会社東芝 バスバー及びバッテリーモジュール
KR101847510B1 (ko) * 2015-06-11 2018-04-11 계양전기 주식회사 배터리 셀
US20170279104A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 Faraday&Future Inc. Flexible circuit for vehicle battery
DE102016112434A1 (de) * 2016-07-06 2018-01-11 Leukert Gmbh Elektrischer Hochleistungskontakt
USD857420S1 (en) 2016-12-23 2019-08-27 Few Fahrzeugelektrikwerk Gmbh & Co. Kg Mounting device
AU2017386174B2 (en) * 2016-12-26 2019-12-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Elastic piece and terminal
DE202016008092U1 (de) 2016-12-28 2017-03-03 Few Fahrzeugelektrikwerk Gmbh & Co. Kg Elektrisches Anschlusselement
KR102307298B1 (ko) * 2017-08-30 2021-09-30 주식회사 엘지화학 긴급 전화 전원 공급용 배터리 모듈
US10559906B2 (en) * 2017-10-24 2020-02-11 Fu Ding Precision Component (Shen Zhen) Co., Ltd. Securement of solder unit upon contact
CN112020782A (zh) * 2017-12-15 2020-12-01 凯文·斯蒂芬·戴维斯 电池组
KR102505612B1 (ko) * 2018-01-31 2023-03-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2019200858A1 (zh) * 2018-04-20 2019-10-24 梁坎清 一种双面弹片及组合双面弹片
DE102018208342A1 (de) * 2018-05-28 2019-11-28 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für ein Batteriemodul und Batteriemodul
DE102018116683A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Micrometal GmbH Distanzausgleichselement, Verwendung einer Metallfolie als Distanzausgleichselement und Anordnung mit Distanzausgleichselement
US20210399386A1 (en) * 2018-11-06 2021-12-23 Lisa Dräxlmaier GmbH Cell connector for electric-conductively connecting round cells of a battery for a motor vehicle, and method for producing a battery for a motor vehicle
CN110224100A (zh) * 2019-05-29 2019-09-10 盐城维实新能源科技有限公司 一种大容量式镍氢电池
CN111933454B (zh) * 2020-08-11 2021-08-31 柯贝尔电能质量技术(上海)有限公司 一种超级电容器模组
GB202104960D0 (en) * 2021-04-07 2021-05-19 Aceleron Ltd Battery pack assembly
WO2024024422A1 (ja) * 2022-07-26 2024-02-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池パック

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US525037A (en) 1894-08-28 wendelboe
US2487521A (en) * 1948-07-02 1949-11-08 Swithin W Buckley Snap type wire terminal
US2666800A (en) * 1952-08-08 1954-01-19 Dagfin S Hoynes Method and device for interconnecting battery cells
US2786883A (en) * 1953-04-21 1957-03-26 Gen Electric Corona shield and lead clip assembly
US2901526A (en) * 1954-05-26 1959-08-25 Union Carbide Corp Battery connector
US2983899A (en) * 1958-05-26 1961-05-09 Olin Mathieson Connector device
US3615867A (en) * 1969-07-11 1971-10-26 Esb Inc Method of assembling a battery with intercell connectors
JPS5331135Y2 (zh) * 1973-10-29 1978-08-03
US3992227A (en) * 1975-09-29 1976-11-16 Persson Russell C Dry cell battery contactor
US3980388A (en) * 1975-10-28 1976-09-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Battery snap terminal
FR2650707B1 (fr) * 1989-08-07 1991-10-11 Labinal Dispositif de shuntage pour faisceaux de conducteurs electriques
KR100254542B1 (ko) 1995-12-29 2000-05-01 정몽규 자동차 엔진의 실린더 블록 냉각장치
CN1161579A (zh) * 1996-01-12 1997-10-08 西门子公司 用于部件电接触的触簧
CN1115733C (zh) * 1996-05-06 2003-07-23 马格仪器公司 电池装置
KR0183634B1 (ko) * 1996-05-22 1999-05-15 손욱 전지용 단자 케이스
JP3312853B2 (ja) * 1996-09-26 2002-08-12 松下電器産業株式会社 電池間接続構造
KR19980045791A (ko) * 1996-12-10 1998-09-15 손욱 팩전지
US5874181A (en) * 1997-11-21 1999-02-23 Tam; Clement Pui-Yin Battery container
JP3723354B2 (ja) * 1998-09-29 2005-12-07 三洋電機株式会社 モジュール電池
JP2001035473A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Toshiba Battery Co Ltd 電池の接続部材と車両
EP1071147A1 (en) 1999-07-19 2001-01-24 Toshiba Battery Co., Ltd. Battery pack
TW488098B (en) * 1999-08-31 2002-05-21 Toshiba Battery Battery module
JP3723433B2 (ja) * 2000-03-30 2005-12-07 三洋電機株式会社 組電池およびその製造方法
US6520812B1 (en) * 2000-08-30 2003-02-18 Antaya Technologies Corporation Connector terminal with resilient contacts
JP2002246006A (ja) * 2001-02-21 2002-08-30 Toshiba Battery Co Ltd 電池用接続部材
KR100413381B1 (ko) 2001-09-17 2004-01-03 성신웅 건전지 케이스
JP3848565B2 (ja) * 2001-11-27 2006-11-22 松下電器産業株式会社 電池間接続構造および電池モジュール並びに電池パック
EP1331682B1 (en) * 2002-01-28 2012-12-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
JP3895995B2 (ja) * 2002-01-28 2007-03-22 三洋電機株式会社 組電池
JP4436587B2 (ja) * 2002-01-31 2010-03-24 パナソニック株式会社 電池及び組電池
US6932651B2 (en) * 2003-09-16 2005-08-23 Honda Motor Co., Ltd. Connecting structure for electric cells
US7507124B2 (en) * 2004-05-04 2009-03-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery module
JP5044108B2 (ja) * 2004-09-14 2012-10-10 パナソニック株式会社 電池間接続装置
US8852791B2 (en) * 2005-03-28 2014-10-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouch type lithium secondary battery with sleeve and method of fabricating
JP4807962B2 (ja) * 2005-03-28 2011-11-02 中国電力株式会社 電池緩衝治具
US7229327B2 (en) * 2005-05-25 2007-06-12 Alcoa Fujikura Limited Canted coil spring power terminal and sequence connection system
JP5227494B2 (ja) * 2005-06-02 2013-07-03 株式会社東芝 組電池の電池パック
JP4827442B2 (ja) * 2005-06-22 2011-11-30 三洋電機株式会社 組電池
JP2007005078A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Smk Corp ボタン電池ホルダ
JP2007157382A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Matsushita Battery Industrial Co Ltd 組電池
KR100889243B1 (ko) * 2005-12-02 2009-03-17 주식회사 엘지화학 전지 코어 팩의 제조방법
KR100823510B1 (ko) * 2006-10-17 2008-04-21 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR100786875B1 (ko) * 2006-10-20 2007-12-20 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
KR100874055B1 (ko) * 2007-01-25 2008-12-12 삼성에스디아이 주식회사 단위 전지간 인터커넥터 및 이를 구비한 직렬 전지
KR100859948B1 (ko) * 2007-01-25 2008-09-23 삼성에스디아이 주식회사 단위 전지간 직렬 인터페이스
US7611384B2 (en) * 2007-04-04 2009-11-03 Ford Global Technologies Battery terminal connector
US8795877B2 (en) * 2007-05-31 2014-08-05 Lg Chem, Ltd. Electrical connecting member of assembling type and secondary battery pack containing the same
EP2183800B1 (en) * 2007-07-16 2016-01-27 LG Chem, Ltd. Electrical connecting member for secondary battery
US7857658B1 (en) * 2009-10-26 2010-12-28 Microsoft Corporation Multiple orientation battery connector
EP2348561A1 (en) * 2010-01-23 2011-07-27 Braun GmbH Battery contact spring

Also Published As

Publication number Publication date
US20130202948A1 (en) 2013-08-08
JP5259711B2 (ja) 2013-08-07
CN101836310B (zh) 2013-03-27
JP5594746B2 (ja) 2014-09-24
US8556661B2 (en) 2013-10-15
CN103022395B (zh) 2015-10-14
EP2824731B1 (en) 2017-10-04
WO2009011540A3 (en) 2009-03-12
US20110104958A1 (en) 2011-05-05
US9722228B2 (en) 2017-08-01
US8662930B2 (en) 2014-03-04
EP2183800B1 (en) 2016-01-27
US8287313B2 (en) 2012-10-16
US20140017554A1 (en) 2014-01-16
US8651896B2 (en) 2014-02-18
EP2824731A1 (en) 2015-01-14
US9252414B2 (en) 2016-02-02
US20140127545A1 (en) 2014-05-08
JP2010533954A (ja) 2010-10-28
US20160013466A1 (en) 2016-01-14
EP2660893B1 (en) 2015-09-16
EP2804237B1 (en) 2017-08-30
EP2660893A1 (en) 2013-11-06
CN101836310A (zh) 2010-09-15
JP5928745B2 (ja) 2016-06-01
CN104993077A (zh) 2015-10-21
ES2555652T3 (es) 2016-01-07
ES2566953T3 (es) 2016-04-18
US9219265B2 (en) 2015-12-22
JP2014146599A (ja) 2014-08-14
EP2183800A4 (en) 2012-12-26
US20130065457A1 (en) 2013-03-14
EP2804237A3 (en) 2015-01-21
EP2183800A2 (en) 2010-05-12
CN103022395A (zh) 2013-04-03
WO2009011540A2 (en) 2009-01-22
EP2804237A2 (en) 2014-11-19
JP2013041849A (ja) 2013-02-28
US20140154550A1 (en) 2014-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104993077B (zh) 用于二次电池的电连接构件
CN101803067B (zh) 基于机械连接方式的二次电池组
CN102237506B (zh) 可再充电电池组以及用于该可再充电电池组的连接接线片
KR100965274B1 (ko) 이차전지용 접속부재

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211221

Address after: Seoul, South Kerean

Patentee after: LG Energy Solution,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Patentee before: LG CHEM, Ltd.

TR01 Transfer of patent right