CN111629887A - 双极电池板组件及其相关机械耦合工艺 - Google Patents

双极电池板组件及其相关机械耦合工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111629887A
CN111629887A CN201880079561.1A CN201880079561A CN111629887A CN 111629887 A CN111629887 A CN 111629887A CN 201880079561 A CN201880079561 A CN 201880079561A CN 111629887 A CN111629887 A CN 111629887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing section
feature
light
section
active material
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.)
Pending
Application number
CN201880079561.1A
Other languages
English (en)
Inventor
丹尼尔·杰森·穆恩莫
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.)
Gridtential Energy Inc
Gretton Energy Co ltd
Original Assignee
Gretton Energy 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
Application filed by Gretton Energy Co ltd filed Critical Gretton Energy Co ltd
Publication of CN111629887A publication Critical patent/CN111629887A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/18—Lead-acid accumulators with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H01M50/26—Assemblies sealed to each other in a non-detachable manner
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/1429—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1435—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1664—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators
    • B29C65/1667—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators at the same time, i.e. simultaneous laser welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124—Tongue and groove joints
    • B29C66/1246—Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove
    • B29C66/12463—Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being tapered
    • B29C66/12464—Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being tapered being V-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/302—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B29C66/543—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles joining more than two hollow-preforms to form said hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/55—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles sealing elements being incorporated into the joints, e.g. gaskets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7146—Battery-cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H01M10/14—Assembling a group of electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H01M10/16—Suspending or supporting electrodes or groups of electrodes in the case
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/029—Bipolar electrodes
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种电池组件，例如双极电池组件，通常包括：第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域，以及第二壳体部段，其包括光透射区域，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征相配。所述第一和第二特征形成包括焊接接合的气密密封。这种组件的制造能够包括使所述第一壳体部段与所述第二壳体部段物理配合，并且例如通过使用激光穿过光学透射区域照射限定第一特征的光吸收区域从而形成焊接接合。所述第一或第二壳体部段可以支撑双板，其例如包括导电基板。可以使用垫片或密封件，以便在所述导电基板的周边处或附近提供进一步的密封。

Description

双极电池板组件及其相关机械耦合工艺
优先权要求
本专利申请要求于下述在先申请的优先权：2017年10月31日提交的发明名称为“BIPOLAR BATTERY PLATE ASSEMBLY AND RELATED MECHANICAL COUPLING TECHNIQUE”的Moomaw美国临时专利申请62/579,548(代理人案号3601.025PRV)，其内容通过引用全部纳入本文。
技术领域
本文总体上但非限制性地涉及电池组件，例如铅酸电池组件，并且更具体地涉及可用于双极电池组件的组装技术和壳体构造。
背景技术
双极电池通常包括配置为串联电连接的电池单元。更具体地，每个电池通常包括两个电极，正活性物质，负活性物质，电解质槽和壳体或“包装”。术语双极可指在电池内使用的电极配置或“双极”，从而正活性材料位于导电基板的一个表面上，而负活性材料位于相对的表面上。通常，电流均匀地穿过双极的截面从一种活性材料流到另一种活性材料。电流然后流过电解质槽并进入另一双极活性材料组件。一些或一定“数量”的双极可以形成电池的总电压。无论池的数量如何，双极电池组件的末端都可以在每个末端带有一个单极结构，例如在电池组件第一端的正性单极板以及在组件另一端的负性单极板。这些单极的相对的(例如朝外)表面可以用作相应的电连接，以提供用于电池端子的位置或节点。由于通过每个双极集电器组件的主体的电流通常串联流动，双板之间的电解质区域通常彼此密封。
发明概要
双极电池的壳体或“包装”可以在电解质区域之间提供密封性。例如，双极板组件或“双极”可布置在耦合在一起并密封的单个框架中。模块化配置允许调节总电池电压，并且框架组件可以在框架的相对侧(例如在各壳体部段的相对侧)提供和分隔密封，以确保一个密封的失效不会导致其它的失效。如果框架之间的密封件暴露为电池壳体外部的一部分，则其破损就会导致酸性电解质进入周围环境。
套管部段材料可以包括聚合物材料。例如，可以使用热塑性材料，比如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，聚丙烯，聚碳酸酯或一种或多种其他可用材料。上述聚合物的熔融温度可能会限制用于这些材料系统的密封技术。在一种方法中，密封件可以包括垫片。垫片材料可以由其他工业途径获得，并且这种垫片可以由抗腐蚀材料制成，例如橡胶或聚四氟乙烯(PTFE)。密封件通常被加载或压缩以提供密封性。然而，可能存在问题，因为这样的压缩可能会损害双极组件的其他部分，例如导致某些双极材料的断裂或使制造或组装过程复杂化。并且在电池的预期寿命内也可能难以保持压缩。可以对待密封表面进行表面处理以降低这种不利因素。例如，可以在所述双极和垫片之间形成微孔，从而使电池单元之间产生离子导电性。
不同的密封方法还可以采用除垫片以外的其他技术。例如，诸如环氧树脂之类的粘合剂可用于壳体或框架段的粘合并提供密封。所述粘合剂最初可以提供为液体形式，让其填充双极或包装框架中的空隙(例如，在套管部段之间)，从而有助于减少或抑制离子泄漏的机会。粘合剂分配设备可用于使粘合剂的施加易于自动化，作为说明性实施例，例如可用于提高密封质量或工艺一致性。有些粘合剂往往价格昂贵，并且工作寿命可能较短。如此短的使用寿命可能使成帧的框架的组装成为问题，例如对于包括多个堆叠的电池的更高电压的双极电池组件而言。一些胶粘剂很容易被酸性溶液侵蚀，并可能在长时间暴露后逐渐降解。由于电池老化，这可能导致密封失效。因为某些粘合剂以液体形式施加，所以此类粘合剂会流动。更具体地说，粘合剂可在压缩过程中从接合部位移出并进入周围环境。这会使密封部位难看，对于商业产品来说可能是不可接受的。
在另一种方法中，可以使用感应焊接技术。例如，金属线可以被设置在双极组件中的包装框架之间以及双极和框架之间。组件然后可以被压缩并置于感应室或线圈内。通过使电压流过线圈，产生磁场，其会在置于组件内的金属线中产生热量。这种热量使周围的框架材料熔化并形成气密密封。感应焊接已被证明可以产生非常可靠的密封。感应焊接也可能遇到挑战。例如，用于实施焊接的专用设备可能很昂贵，并且导线的组成可能受到限制，因为需要提供与电池化学相容性并防止污染。而且，感应焊接工艺通常涉及使用双极，其包含熔点与支撑框架的熔点相似的材料，否则可能无法实现密封。
本发明人已经认识到，包括可以使用激光焊接来制造密封的电池单元。例如，可以通过组合作为活性材料的壳体的陶瓷框架和在陶瓷框架的两侧的两个导电片来组装固体电解质电池。导电片可以用作端子，并且可以使用激光焊接接合到陶瓷。在另一种方法中，可以在双极板组件或“双板”组件的制造中使用激光焊接。在这种方法的一个实施例中，可以构造双板组件，其包括引线箔和被激光焊接在一起以形成气密密封结构的塑料框架。
本发明人已经认识到，上述每种技术，尤其是当单独使用时，都可能遇到挑战。双极电池组件的市场持续增长，这为使用其他组件和密封技术提供了机会。通常，在本文所述的实施例中，可以通过将光能通过第二壳体部段的光透射部分传输来照射第一壳体部段的光吸收部分，从而将电池壳体的各部分(例如壳体部段)焊接在一起。这种照射可包括使用激光，以在第一和第二壳体部段之间提供焊接接合。
第一或第二壳体部段的一个或多个外部特征有助于激光输出的对准或支撑中的一个或多个。可以包括密封件或垫片以提供使得双极板基板免受冲击或损坏的额外或进一步的保护。
电池组件，例如双极电池组件，通常包括：第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域；以及第二壳体部段，其包括光透射区域，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征相匹配。所述第一和第二特征形成包括焊接接合的气密密封。这种组件的制造可以包括使所述第一壳体部段与所述第二壳体部段物理地匹配，并且，例如通过使用激光，照射限定第一特征的光吸收区域穿过光学透射区域以形成焊接接合。所述第一或第二壳体部段可以支撑双板，例如包括导电基板。可以使用垫片或密封件，以便在导电基板的周边处或附近提供进一步的密封。
本概述旨在对本专利申请的技术方案进行简要介绍，然而并不是用来对本发明提供完全的或是详尽的解释。下文中的详细描述被用来为本专利申请提供进一步的信息。
附图说明
在附图中，其不一定按比例绘制，相似标号可以用于不同视图描述类似的部件。带有不同字母后缀的相似标号可以代表类似部件的不同实例。所述附图，以举例但非限制的方式，提供对于本文所述各种具体实施方式的一般性描述。
图1一般性描述了包括第一和第二壳体部段以及双板组件，例如对应于双极电池组件的一部分的一种实施例的侧视图(例如截面图)。
图2一般性描述了包括三个壳体部段和相应双板组件，例如对应于双极电池组件的一部分，以及用于进行焊接的光源对准的一种实施例的侧视图(例如截面图)。
图3一般性描述了包括壳体部段和端部段的堆叠，例如包括双极电池组件的一部分的一种实施例的侧视图(例如截面图)。
图4一般性描述了包括壳体部段和阀口，例如包括双极电池组件的一部分的一种实施例的侧视图(例如截面图)。
图5一般性描述了例如使用本文中针对其他实施例示出和描述的一种或多种工艺或构造来制造的6池双极电池组件。
图6一般性描述了用于在电池组件的壳体部段之间形成焊接接合的技术方案，例如方法。
具体实施方式
图1一般性描述了实施例100的侧视图(例如截面图)，实施例100包括第一壳体部段101，配合的第二壳体部段104和双板113组件。第一壳体部段可以部分或全部包括透光材料。例如，第一壳体部段101可以设定特征，例如特征103，其具有在尺寸和形体上被设置为与第二壳体部段104上的对应特型102相配的截面。第二壳体部段104可以部分或全部包括光吸收材料。例如，第一壳体部段101可以在包括特征103或其附近的区域是光学透射性的，而第二壳体部段104可以在包括特征102或其附近的区域是光吸收性的。相应的特征102和特征103可以具有插接配合的“榫槽”构造，并且可以形成包括围绕第一和第二壳体部段101和104的周边的焊接接合的气密密封。
图1中所示的榫舌特征102和榫槽特征103的截面为三角形。这种截面形状是用来说明，也可以是其他形状，例如榫舌为矩形，倒角或斜角，圆形，倒圆或弧形构造或其他形状。榫槽特征103不必精确地对应于榫舌特征102。例如，第一壳体部段101设定的榫槽特征103可以具有一种或多种足以提供过盈配合的横向宽度或足以提供熔融物料或溢流空间的额外深度。作为另一说明性实施例，榫舌特征102的长度可以比榫槽特征103的深度大20％。这允许榫舌在焊接过程中熔化并塌陷，从而形成材料流以填充缺陷并确保密封连接。特征102和103可分别围绕第一壳体部段101和第二壳体部段104的整个截面延伸，例如此时壳体部段是正方形或矩形的(例如限定框架)。在一个实施例中，沿着壳体部段101和104的周边的特征102和103的角可以尽可能小地带有紧实倒圆(例如接近直角)。
朝向内部区域，双板113可以用由一个或多个的第一壳体部段101或第二壳体部段104限定的凹入部分或其他特征支撑。例如，如图1所示，第一壳体部段101可以支撑双板113，比如界定凹入特征(如沿或框)或相应的梯状特征以支撑双板113，以及相配的密封件(如垫片114)。垫片114可以如侧视图和端视图中所示是肋状的，例如具有如图1所示的“双珠”截面144。垫片114可以由耐化学性和可压缩的材料制成，例如示例性的ePTFE或类似材料。垫片114可以在压力下支撑双板113，诸如帮助平衡双板113的负载，防止在制造或随后使用期间损坏双板113。
第一和第二壳体部段可以在相邻的双板之间界定电解质和活性材料区域，例如区域132A和区域132B。双板113的第一表面134可以支撑具有第一导电类型的第一活性材料(例如铅膏)，而双板113的相对的第二表面138可以支撑相反的第二导电类型的活性材料(例如，氧化铅膏)。作为说明性实施例，双板113可以包括导电衬底，例如包括金属板或硅衬底。例如，双板113可以包括掺杂的硅，例如包括单晶硅或多晶硅中的至少一种。硅基板的纯度可以至少包括冶金级的纯度。以此方式，不需要半导体级晶片衬底。
图2大致描述了实施例200的侧视图(如截面图)，其包括三个壳体部段以及相应的双板组件113A和113B，例如对应于双极电池组件的一部分，并且示出了光源150的对准以进行焊接操作。在图2中，第一壳体部段101A被显示与第二壳体部段104物理地配合。如图1所示，第一壳体部段101A的至少一部分可以在要焊接的接合105A的区域处或附近是透光的。第二壳体部段104可以在接合105A处或附近被光吸收。接合105A的角度可以对应于第一壳体部段101A或第二壳体部段104的外部特征106的角度，以便于光源150输出的对准或支持。光源150可以在焊接过程中邻接外部特征106，以将光源150的输出的表面保持在与待焊接的接合105A的面相垂直角度的取向。通过在接合105A处局部提供更大的光能(以及因此用于焊接的能量)，将光源150放置得更靠近接合105A可以增强焊接过程。
通过诸如与特征106相对应的壳体部段的外表面的倾角，可以将光源150保持在设定的Z高度，并且使电池组绕Z轴旋转以形成例如围绕整个周边的焊接。焊接通过成角度的表面进入电池，穿过光透射的第一壳体部段101A，被接合105A内的成角度的舌状表面吸收。在本文的实施例，如图2所示，焊接过程可以用单个光源依次进行，或者，比如采取每个透光壳体部段使用一个激光器或者使用多个激光器而同时进行，例如在堆叠组件保持受压的情形。
从光源150(例如激光)发出的光能152可以通过第一壳体部段101A的光透射部分传输以加热接合105B，例如通过加热第二壳体部段104的光吸收部分，在“舌头”特征的位置处以形成焊接接合。第二壳体部段104的光吸收区域通常在与第二壳体部段是透光的对应波长范围重叠的指定波长，例如对应于光源150的发射波长(比如红外范围的波长)，范围内光学吸收。图1中所示的方式和配置可以以模块化的方式促进电池堆的组装。例如，在焊接过程中，第一壳体部段101A，第二壳体部段104和第三壳体部段101B可被保持在受压状态。这种加压允许包括接合105A的一部分的榫舌特征熔化并且最终可以在第一壳体部段101A和第二壳体部段104之间形成齐平配合。
通常，图2的实施例200中所示的堆叠可以类似于图1，第一壳体部段101A和第三壳体部段101B至少在接合105A和105B附近包括光透射区域。如图1所示，第一双板113A可以由第一壳体部段101A和垫片114A支撑，第二双板113B可以由第二垫片114B支撑，依此类推，这可以由待计数的电池单元总数确定，以支持指定的端子电压。区域132可以设置在相邻的双板113A和113B之间，以便为固体或液体电解质提供空间。例如，可以在区域132中提供一种或多种吸收的玻璃垫(AGM)材料或隔板，并且区域132还可以在电解质的相对侧上为活性材料提供空间。
图3大致描述了实施例300的侧视图(如截面图)，其包括壳体部段和端部段的堆叠，例如包括双极电池组件的一部分。如同图1和2的实施例，图1所示的堆叠可以包括一系列的焊接接合，例如包含由相应的壳体部段界定的配合特征的激光焊接接合105A，105B，105C，105D，105E，105F和105G。有些套管部段可在接合处或附近具有光透射区域，例如套管部段101A，101B和101C分别与可在接合处或附近具有光吸收区域的套管部段配合，例如套管部段104A，104B，104C。
包括电池组件“端盖”的部段可以具有略微不同的形状，并且还可以包括光学透射或光吸收区域。例如，第一端盖107A可在接合105A处或附近包括至少光透射区域。类似地，相对的第二端盖107B可在接合105G处或附近包括至少光吸收区域。为了品牌或其他目的(例如，识别不同的电压或容量)，可以改变各个部段的一种或多种的颜色或不透明度。例如，可以使用颜色代码(比如具有对应于不同数值的不同颜色的部段的序列)或对比色来向用户指示电池组件的容量，化学性质，电压或用途(比如船舶相较于车辆)，或着指出其来源。作为说明性实施例，诸如端盖107A和107B的透射部段可以是透明的，并且诸如壳体部段104A，104B，104C和107B的光吸收部段可以是有色的。
通常，双板组件(例如图2中所示的组件113A和113B)可以与活性材料垂直堆叠，直到建立指定的电池端子电压为止。例如，在如图6所示的6单元电池的构造中，如图3所示，可以首先放置端盖107B，然后放置包括双板组件的壳体部段101C。在由壳体部段形成的池腔内，可以放置正活性材料，负活性材料和隔板。然后可以将下一个壳体部段104C放置在壳体部段101C的顶上，依此类推，以另一端盖107A终止。成品电池的总的指定端子电压可用于确定需要堆叠在端盖107A和107B之间的电池单元数量。
一旦所有部件堆叠在一起，就可以在端盖107A和107B之间施加压缩力，以使所有部件紧密接触(例如，使壳体部段物理上配合)。可以在组装过程中保持此压缩力，在组装过程中，每个套管部段都被激光焊接到下一个。结果是焊接和密封的电池堆叠，其中活性材料经受适当的压缩力以达到规定的性能。
图4大致描述了实施例400的侧视图(如截面图)，包括壳体部段和阀口110，例如其包括双极电池组件的一部分。在图4的说明性实施例中，第一壳体部段101可以是透光的，至少在对应于与第二壳体部段104A和端盖107上的配合榫舌特征对准的榫槽特征的区域中。第二壳体部段104A和端盖107可以是透光的。当第一壳体部段101与第二壳体部段104A和端盖107配合时，至少在将要形成焊接接合的区域中具有光学吸收性。阀口110可限定与电解质连通的孔或中空区域由第一壳体部段101，第二壳体部段104A和端盖107中的一个或多个支撑的集电器(例如，单极或双极电池极板)之间的区域。阀口110可终止于阀块108，例如设置安全阀或盖112，例如用于密封的铅酸电池。阀块108还可以例如通过从阀块108内部照射端盖107或第二壳体部段104A的光吸收区域而焊接到包括第一壳体部段101，第二壳体部段104A和端盖107的堆叠上，从而在位置109或其他位置形成焊接。
图5大致描述了6单元双极电池组件500，诸如使用本文中相关其他实施例示出和描述的一种或多种工艺或构造来制作(例如，就像具有如图3所示实施例的内部构造)。第一壳体部段101A，101B和101C分别可以与对应的第二壳体部段104A，104B和104C物理地配合。端盖，比如端盖107，可以与电池各端的最后部段配合。电池组件500可以处于受压状态，并且可以在配合的部段的周围形成焊接接合，例如使用由对准特征(比如对应于外部特征106的肋状区域，如图2所示)支持或对准的激光。阀块108可以附接到电池组件500，诸如使用激光焊接技术从由阀块108所限定的一个或多个阀口内进行焊接。释压阀或盖件112A，112B，112C，112D，112E和112F可被设置为，例如密封与壳体部段之间的相应电解质区域连通的阀口。电端子111可以设置为，例如电耦合到由端盖107支撑的单极板。
一般而言，在本文的实施例中，例如图5所示的完成的组件500，组成电池组件结构的部件已由激光焊接在一起，以形成坚固而密封的包装。阀块108也可以焊接到电池组件，以便为组件500提供额外的强度或刚度。阀块108之间的焊接不需要处于张紧状态，而其他焊接位置可以被机械地施加张紧状态。电池组件配置的各种说明性实施例可以包括6单元，12单元或24单元的布置，从而为电池组件产生大约12V，大约24V或大约48V的端子电压，以符合铅酸化学性能要求。
在说明性实施例中，如果一旦包括端盖107和壳体部段101A，101B，101C，104A，104B和104C的堆叠已经围绕其周边被完全焊接，则可去除压缩力。堆叠可以垂直地定向并且可以添加阀块108a，比如使用如图4所示的工艺或构造。为了增加强度，可以沿电池框架和端盖以规则的间隔形成一个或多个接合。在这种情况下，用于焊接的激光可以穿透阀块108的部分或全部厚度以到达接合表面。
在这样的实施例中，阀块108可具有减小的厚度以允许有效地透射激光。
图6大致描述了工艺流程600，例如方法，用以在电池组件(例如双极电池组件)的壳体部段之间形成焊接接合。例如，在工艺流程600中，第一壳体部段可以与第二壳体部段物理地配合。第一壳体部段可以包括限定第一特征(例如舌部特征)的光吸收区域，并且第二壳体部段可以包括限定第二特征(例如槽状特征)的光透射区域。在610处，可以对界定第一特征的光吸收区域进行照射，例如使用穿过光透射区域的激光，从而在第一特征与第二特征之间形成焊接接合。
通常，光吸收区域在与第二壳体部段透光对应的波长范围重叠的特定波长范围内是光吸收的，所述特定波长范围包括用于照射光吸收区域的光波长。所述激光可以包括在所述特定波长范围内的波长。在一个实施例中，第一或第二壳体部段中的一个或多个可包括对用于照射第一和第二壳体部段以形成焊缝的光源的输出进行支撑或对准的外部特征。可以将诸如垫片的适配性密封件施加到第一或第二壳体部段中的一个或多个，以帮助保护或支撑由第一或第二壳体部段容纳的双板组件中的一个或多个。使用工艺流程600，可以通过激光焊接接合形成气密密封。适配性密封件可提供冗余度以避免电解质从限定在第一壳体部段和第二壳体部段之间的腔体泄漏。这种焊接和适配性密封构造还可以抑制相邻的密封电解质区域之间的泄漏。
以下每个非限制性实施例可以独立存在，或者可以与本文描述的一个或多个其他方面或其他技术方案以各种排列或组合的方式进行组合。
实施例1可以包括至少一部分的电池组件，例如双极型电池组件，包括：第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域；第二壳体部段，其包括光透射区域，所述第二壳体部段定义第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征配合。所述第一和第二特征构成气密密封，其包括焊接接合，并且所述光吸收区域在与所述第二壳体部段透光对应的波长范围重叠的特定波长范围内是光吸收的。
实施例2中，实施例1的技术方案包括限定第二特征的第二壳体部段的光透射区域。
实施例3中，实施例1或2的任一技术方案包括由第一或第二壳体部段中的至少一个支撑的双极电池板(双板)。
实施例4中，实施例3的技术方案包括相对于焊接接合位于双板近侧的适配性密封件。
实施例5中，实施例3或4的任一技术方案包括双板，其包括导电基板，第一活性材料，其位于导电基板第一表面上，以及位于所述导电基板与所述第一表面相对的第二表面上的第二活性材料，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性。
实施例6中，实施例1至5的任一技术方案包括：第一壳体部段或第二壳体部段中的一个包括阀口，所述阀口在尺寸和形状上允许激光从与阀口连通的阀块内照射光吸收区域。
实施例7中，实施例1至6的任一技术方案包括：第一壳体部段或第二壳体部段中的一个包括电池组件的端部段。
实施例8中，实施例1至7的任一技术方案包括：第一特征和第二特征分别限定突出的三角形截面和具有匹配的三角形截面的腔体。
实施例9中，实施例1至8的任一技术方案包括：第一壳体部段和第二壳体部段包括聚合物材料。
实施例10中，实施例1至9的任一技术方案包括：第一特征和第二特征在配合时提供过盈配合。
实施例11可以包括一种诸如方法的技术方案，例如可以用于制造诸如双极电池组件的电池组件的一部分或整体。在实施例11中，一种方法包括：将第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域，与第二壳体部段，其包括光透射区域，进行物理配合，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征匹配，并通过光透射区域照射限定第一特征的光吸收区域以形成焊接接合。所述光吸收区域在与第二壳体部段是透光的对应波长范围重叠的特定波长范围内进行光吸收，其中所述特定波长范围包括用于照射所述光吸收区域的光波长。
实施例12中，实施例11的技术方案包括所述照射包括使用激光来形成焊接接合。
实施例13中，实施例11或12任一技术方案包括：在照射光吸收区域之前，将双极电池板(双板)连接到第一或第二壳体部段中的至少一个，所述双板包括导电基板，位于导电基板的第一表面上的第一活性材料，以及位于导电基板的与第一表面相反的第二表面上的第二活性材料，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性。
实施例14中，实施例13的技术方案包括对所述双板的周边施加适配性密封。
实施例15中，实施例11至14任一技术方案包括：第一壳体部段或第二壳体部段中的一个包括阀口，并且该方法包括从与所述阀口连通的阀块内照射光吸收区域。
实施例16中，实施例11至15任一技术方案包括：所述第一特征和所述第二特征分别限定突出的三角形截面和具有相配三角形截面的腔体。
实施例17中，实施例11至16任一技术方案包括使第一和第二特征配合包括使用由所述第一和第二特征提供的过盈配合。
实施例18可以包括诸如方法的技术方案，例如能够用于制造诸如双极电池组件的电池组件的一部分或整体。在实施例18中，一种方法包括：将第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域，与第二壳体部段，其包括光透射区域，进行物理配合，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征匹配，将双极电池板(双板)附接到所述第一或第二壳体部段中的至少一个，所述双板包括导电基底，第一活性材料，其位于所述导电基底的第一表面上，以及第二活性材料，其位于导电基板的与所述第一表面相反的第二表面上，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性。实施例18中，所述方法包括通过光透射区域激光焊接限定第一特征的光吸收区域，从而在第一特征和第二特征之间形成焊接接合。所述光吸收区域在与第二壳体部段是透光的相应波长范围重叠的特定波长范围内进行光吸收，所述特定波长范围包括用于激光焊接所述光吸收区域的光波长。
实施例19中，实施例18的技术方案包括将适配性密封件施加到所述双板的周边。
实施例20中，实施例18或19任一技术方案包括：所述第一特征和所述第二特征分别限定凸出的三角形截面和具有相配三角形截面的腔体。
上述详细说明包括对于附图的参考，其中所述附图也成为详细说明的一部分。所述附图以图解的方式显示本发明得以实施的特定的实施方式。这些实施方式在此也可称为“实施例”。这些实施例可以包括被显示或描述了的以外的要素。然而，本发明人还考虑了只具有被显示或描述的要素的实施例。此外，本发明人还考虑了这样的实施例，其利用了被显示或描述的要素的任何组合或排列(或它们的一个或多个方面)，无论是针对具体的实施例(或它们的一个或多个方面)还是针对本文显示或描述了的一些实施例(或它们的一个或多个方面)。
如果出现本文与通过参引而并入的任何文件之间不一致的情形，以本文中的用法为准。
在本文中，词语“a”或“an”，如专利文献中所常见，被用来表示包括一个或多于一个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的其它用法。在本文中，术语“或(or)”是用来指非排他性的关系，例如“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”，除非另有说明。在本文中，词语“包括(including)”和“在其中(inwhich)”作为通俗英语分别等同于词语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”。另外，在后述的权利要求书中，词语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放的，也就是说，对于系统、装置、物品、组成、配方或方法，在权利要求中列于这些词语之后以外的要素仍被视为落在该权利要求的范围。此外，在后述的权利要求书中，“第一”、“第二”和“第三”等词语仅仅是用来作为标注，并不是用来对它们的客体进行排序限定。
本文所描述的方法实施例可以至少部分是机器或计算机执行的。有些实施例可以包括计算机可读介质或机器可读介质，具有编码的指令，其操作可以采用实现上述实施例所述方法的一种电子装置。这些方法的执行可以包括代码，例如微代码、汇编语言代码，高级语言代码等等。所述代码可以包括用于执行各种方法的计算机可读指令。所述代码可形成计算机程序产品的部分。另外，在一些实施例中，所述代码可以被有形地存储于一种或多种易失性的、非暂时性的或非易失性的有形的计算机可读介质，例如在执行过程中或在其他的时间。所述有形的计算机可读介质的实例可以包括，但不限于，硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，高密度磁盘及数字视频磁盘)、磁带、存储卡或记忆棒，随机存取存储器(RAMs)，只读存储器(ROMs)等等。
以上的描述是用来进行说明，而不是限制性的。例如，上述实施例(或其一个或多个方面)可以相互组合使用。其它实施方式，例如在本领域普通技术人员阅读所述说明内容之后，也可能被采用。说明书摘要是用来，使读者能够快速地了解本文所公开的技术内容的特征。应当理解，说明书摘要并不是用来对所述权利要求书的范围或含义进行解释或限制。另外，在所述详细说明中，不同的特征可以组合在一起对本说明书内容进行整理和阐述。这不应当被解释为未被要求但已经公开的特征对于任何权利要求来说是必不可少的。而是，本发明的主题可以基于少于本文针对某一特定的具体实施方式所公开的全部特征。因此，后述的权利要求书在此纳入到详细说明之中作为实施例或具体实施方式，每项权利要求本身作为单独的实施例，而且可以设想这些具体实施方式能够以各种组合或排列方式进行彼此组合。本发明的范围的确定应当参考所附的权利要求书，以及这些权利要求具有的全部等同范围。

Claims (20)

1.一种电池组件，包括：
第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域；
第二壳体部段，其包括光透射区域，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征配合；
其中，所述第一特征和所述第二特征形成包括焊接接合的气密密封；以及
其中，所述光吸收区域在与所述第二壳体部段是透光的相应波长范围重叠的特定波长范围内进行光吸收。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第二壳体部段的所述光透射区域限定所述第二特征。
3.根据权利要求1所述的电池组件，包括由所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的至少一个支撑的双极电池板。
4.根据权利要求3所述的电池组件，包括适配性密封，其位于所述双极电池板相对于所述焊接接合的近处。
5.根据权利要求3所述的电池组件，其中，所述双极电池板包括：
导电基底；
第一活性材料，其位于所述导电基板的第一表面上；以及
第二活性材料，其位于所述导电基底的与所述第一表面相对的第二表面上，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性。
6.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的一个包括阀口，所述阀口在尺寸和形状上允许激光从与所述阀口连通的阀块内照射光吸收区域。
7.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的一个包括所述电池组件的端部段。
8.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一特征和所述第二特征分别限定突出的三角形截面和具有相配三角形截面的腔体。
9.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一壳体部段和所述第二壳体部段包括聚合物材料。
10.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一特征和所述第二特征在相配时提供过盈配合。
11.一种方法，包括：
将第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域，与第二壳体部段，其包括光透射区域，进行物理配合，其中所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征相配；
通过光透射区域照射限定第一特征的光吸收区域以形成焊接接合；以及
其中所述光吸收区域在与所述第二壳体部段是透光的相应波长范围重叠的特定波长范围内进行光吸收，所述特定波长范围包括用于照射所述光吸收区域的光波长。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述照射包括使用激光来形成所述焊接接合。
13.根据权利要求11所述的方法，包括，在照射所述光吸收区域之前，将双极电池板，附接到所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的至少一个，所述双极电池板包括：
导电基底；
第一活性材料，其位于所述导电基板的第一表面上；以及
第二活性材料，其位于所述导电基底的与所述第一表面相对的第二表面上，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性。
14.根据权利要求13所述的方法，包括将适配性密封施加到所述双极电池板的周边。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的一个包括阀口；以及
其中，所述方法包括从与所述阀口连通的阀块内部照射光吸收区域。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一特征和所述第二特征分别限定突出的三角形截面和具有相配三角形截面的腔体。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述第一特征和所述第二特征相配包括使用由所述第一特征和所述第二特征提供的过盈配合。
18.一种方法，包括：
将第一壳体部段，其包括限定第一特征的光吸收区域，与第二壳体部段，其包括光透射区域，进行物理配合，所述第二壳体部段限定第二特征，所述第二特征在尺寸和形状上与所述第一特征相配；
将双极电池板连接到所述第一壳体部段或所述第二壳体部段中的至少一个，所述双极电池板包括：
导电基底；
第一活性材料，其位于所述导电基板的第一表面上；和
第二活性材料，其位于所述导电基板的与所述第一表面相反的第二表面上，所述第二活性材料具有与所述第一活性材料相反的极性；
通过光透射区域激光焊接限定所述第一特征的光吸收区域，从而在所述第一特征和所述第二特征之间形成焊接接合；以及
所述光吸收区域在与所述第二壳体部段是透光的相应波长范围重叠的特定波长范围内进行光吸收，所述特定波长范围包括用于激光焊接所述光吸收区域的光波长。
19.根据权利要求18所述的方法，包括将适配性密封件施加到所述双极电池板的周边。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一特征和所述第二特征分别限定突出的三角形截面和具有相配三角形截面的腔体。
CN201880079561.1A 2017-10-31 2018-10-30 双极电池板组件及其相关机械耦合工艺 Pending CN111629887A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762579548P 2017-10-31 2017-10-31
US62/579,548 2017-10-31
PCT/US2018/058223 WO2019089604A1 (en) 2017-10-31 2018-10-30 Bipolar battery plate assembly and related mechanical coupling technique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111629887A true CN111629887A (zh) 2020-09-04

Family

ID=66332260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880079561.1A Pending CN111629887A (zh) 2017-10-31 2018-10-30 双极电池板组件及其相关机械耦合工艺

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20200259129A1 (zh)
EP (1) EP3703936A4 (zh)
CN (1) CN111629887A (zh)
WO (1) WO2019089604A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4302357A1 (en) * 2021-03-05 2024-01-10 Gridtential Energy, Inc. Battery assembly and related weld techniques
WO2023248847A1 (ja) * 2022-06-22 2023-12-28 古河電気工業株式会社 双極型蓄電池及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2163124A (en) * 1984-06-25 1986-02-19 Vercon Inc Thermoplastic container end spinwelded to container body
US20020179233A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Sami Ruotsalainen Process for transmission laser welding of plastic parts
US20030150844A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Siemens Vdo Automotive, Inc. Method and apparatus for laser welding hoses in an air induction system
US20160028071A1 (en) * 2012-11-12 2016-01-28 East Penn Manufacturing Co. Light-Weight Bipolar Valve Regulated Lead Acid Batteries and Method
US20160064702A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Johnson Controls Technology Company Welding process for sealing a battery module
CN102806662B (zh) * 2012-08-16 2016-12-21 哈尔滨固泰电子有限责任公司 塑料的喇叭制件的焊接方法及焊接结构的塑料的喇叭

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060278617A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Cobasys, Llc Laser welding of battery module enclosure components
JP4876444B2 (ja) * 2005-06-16 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 電池と電池製造方法
MX2008002074A (es) * 2005-08-09 2008-04-22 Polyplus Battery Co Inc Estructuras de sello flexible para anodos de metal activo protegidos.
KR101036030B1 (ko) * 2008-12-01 2011-05-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
GB0911615D0 (en) * 2009-07-03 2009-08-12 Atraverda Ltd Method of assembling a bipolar battery
WO2015103304A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Collin Mui Bipolar hybrid energy storage device
JP5883942B2 (ja) * 2011-10-24 2016-03-15 アドバンスト バッテリー コンセプツ エルエルシー バイポーラバッテリ組立体
US9419315B2 (en) * 2012-12-28 2016-08-16 Johnson Controls Technology Company Polymerized lithium ion battery cells and modules with permeability management features
JP6486906B2 (ja) * 2013-05-23 2019-03-20 グリッドテンシャル エナジー インコーポレイテッドＧｒｉｄｔｅｎｔｉａｌ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｉｎｃ． ウェハ電流コレクタを備えた充電電池及びアセンブリ方法
US9748548B2 (en) * 2013-07-30 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Pouch frame with integral circuitry for battery module
CN108140907B (zh) * 2015-07-15 2021-07-09 格雷腾能源有限公司 双极电池密封和导热肋构造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2163124A (en) * 1984-06-25 1986-02-19 Vercon Inc Thermoplastic container end spinwelded to container body
US20020179233A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Sami Ruotsalainen Process for transmission laser welding of plastic parts
US20030150844A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Siemens Vdo Automotive, Inc. Method and apparatus for laser welding hoses in an air induction system
CN102806662B (zh) * 2012-08-16 2016-12-21 哈尔滨固泰电子有限责任公司 塑料的喇叭制件的焊接方法及焊接结构的塑料的喇叭
US20160028071A1 (en) * 2012-11-12 2016-01-28 East Penn Manufacturing Co. Light-Weight Bipolar Valve Regulated Lead Acid Batteries and Method
US20160064702A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Johnson Controls Technology Company Welding process for sealing a battery module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019089604A1 (en) 2019-05-09
EP3703936A4 (en) 2020-12-09
EP3703936A1 (en) 2020-09-09
US20230275274A1 (en) 2023-08-31
US20200259129A1 (en) 2020-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101852250B1 (ko) 파우치형 이차전지의 실링 장치
US11394080B2 (en) Pouch-shaped battery case comprising crack prevention structure and method of manufacturing the same
US10700324B2 (en) Battery cell having main gas discharge tube and method for manufacturing the same
US20230275274A1 (en) Bipolar battery plate assembly and related mechanical coupling technique
KR101763980B1 (ko) 파우치형 이차전지의 실링 툴
EP2899770A1 (en) Terminal assembly for a secondary battery
KR20190010434A (ko) 이차전지용 파우치 외장재, 이를 이용한 파우치형 이차전지 및 그 제조 방법
KR102347884B1 (ko) 균열을 방지하기 위한 파우치형 이차전지용 실링 블록, 이를 사용하여 제조되는 파우치형 전지케이스 및 파우치형 전지케이스의 실링 방법
KR20150138626A (ko) 전지모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR101730338B1 (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법
KR102268399B1 (ko) 전지셀 제조방법 및 제조장치
KR101428458B1 (ko) 외주면에 융기부가 형성되어 있는 구조의 이차전지 및 이의 제조방법
KR20120021194A (ko) 신규한 구조의 이차전지
US20130011725A1 (en) Package for large format lithium ion cells
KR101675960B1 (ko) 경화성 물질 부가 수단을 구비한 전지셀 제조장치
TWI699034B (zh) 雙極性電池極板組件及相關機械耦合技術
KR20160074057A (ko) 2차전지의 개선된 구조
KR101678810B1 (ko) 용접봉 정렬용 홀을 포함하고 있는 지그를 구비한 용접 장치
KR102082655B1 (ko) 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체
KR101514654B1 (ko) 가스배출이 용이한 전지셀의 씰링장치
US9614213B2 (en) Battery pack
KR20170100971A (ko) 클램핑 앤드 베이킹 과정을 포함하는 전지셀 제조 방법
JP2008034208A (ja) 電池パック
KR20150096133A (ko) 실링부 단부와 보호회로 모듈 및 전지셀 간 공간에 절연 및 경화성 물질이 부가되어 있는 전지팩
US20230034955A1 (en) Button-type secondary battery and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200904

RJ01 Rejection of invention patent application after publication