CN112366429A - 导电金属片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导电金属片，适用在电池芯的导电上。所述导电金属片包括连接模块与复数导电部，其中各导电部分别用以接触至少一个电池芯，而连接模块则包括一个或两个第一连接部与两个第二连接部。所述第一连接部的截面积小于第二连接部的截面积，而第一连接部透过两侧的两第二连接部连接复数导电部。当导电部连接的其中一个电池芯故障时，故障电池芯与导电金属片间亦可能流过过电流，在导电金属片中截面积较小的第一连接部将被过电流熔断以断开故障电池芯与其他正常电池芯间的连接，以控制失控范围，达到保护其他电池芯的效果。

Description

导电金属片

技术领域

本发明涉及一种导电金属片，尤其指一种适用在电池芯的导电上且可保护电池芯使用安全的导电金属片。

背景技术

由多个电池芯串联及/或并联形成的电池模块应用于多个领域，例如车用电池、电动代步车或电动轮椅，其中电池芯通常为充电电池。电池模块中的电池芯之串联及/或并联可被调整，以输出产品所需电压。

电池芯的基本构造包括正极材料、电解液、负极材料、隔离层与壳体，其中壳体用以包覆正极材料、电解液、负极材料与隔离层，而隔离层用以隔离正极材料与负极材料，而电解液则位于隔离层中以传导离子电荷。

当电池模块中彼此串/并联的电池芯的其中一者故障造成短路时，其他正常的电池芯将对短路的电池芯进行大电流的充电，而导致短路的电池芯温度不正常升高。当升高的温度超过短路的电池芯之隔离层的耐受温度时，则可能造成隔离层溶解并使电池芯的正负极材料短路，进而造成电池芯烧熔甚至爆炸。再者，电解液也可能从故障的电池芯中泄漏并传递到其他正常的电池芯，使正常的电池芯温度不正常升高，进而毁损原本正常的电池芯。

现有的技术一般是以增加保险丝来克服上述问题，然而，增加保险丝的制作工序繁杂且良率低，并使成本提高。

发明内容

因此，为了克服现有技术的不足之处，本发明实施例提供一种导电金属片，适用在电池芯的导电上。所述导电金属片具有复数导电部与连接模块，其中连接模块连接导电部，而导电部用以接触电池芯，以使复数电池芯串联及/或并联形成电池模块。当电池模块的其中一个电池芯发生异常而短路时，过电流将在短路异常的电池芯与导电金属片间进行流动，过电流流过导电金属片之连接模块时，连接模块中截面积较小的第一连接部将被过电流熔断，以使电池模块中的短路异常之电池芯与其它正常的电池芯间的电路回路形成断路，如此，可控制电池模块的失控范围，并保护其他电池芯不受到损坏。

本发明实施例提供一种导电金属片，适用在电池芯的导电上。所述导电金属片包括连接模块与复数导电部，其中复数导电部分别用以接触至少一个电池芯。所述连接模块包括两个第一连接部、两个第二连接部及一个镂空部，其中第一连接部的截面积小于第二连接部的截面积，每一个第一连接部分别透过两侧的两第二连接部连接复数导电部，而镂空部形成在两第一连接部及两第二连接部之间。

可选地，每一个第一连接部与两侧的两第二连接部之间存在有一个缺口。

可选地，所述镂空部以长条直线穿孔形式或长条曲线穿孔形式成形在两第一连接部及两第二连接部之间。

可选地，每一个导电部更包括两接触部，位于每一个导电部的两端，导电部透过两接触部分别接触电池芯，使两电池芯彼此串联。

可选地，所述连接模块并联复数导电部连接的复数电池芯。

可选地，所述第一连接部的电阻值高于导电部的电阻值。

本发明实施例提供一种导电金属片，适用在电池芯的导电上。所述导电金属片包括一个连接模块与复数导电部，其中复数导电部分别用以接触至少一个电池芯。所述连接模块包括一第一连接部及两第二连接部，其中第一连接部的截面积小于第二连接部的截面积，而第一连接部透过两侧的两第二连接部连接复数导电部。

可选地，所述第一连接部与两侧的两第二连接部之间存在有至少一缺口。

可选地，每一个导电部更包括两接触部，位于每一个导电部的两端，而导电部透过两接触部分别接触电池芯，使两电池芯彼此串联。

可选地，所述连接模块并联复数导电部连接的复数电池芯。

简言之，本发明实施例提供的导电金属片可于电池芯短路时使连接模块的第一连接部先形成断路，以控制失控范围，达到保护其他电池芯的效果，故于对电池芯有需求的市场具有优势。

附图说明

图1是本发明实施例的导电金属片的示意图；

图2是本发明实施例的导电金属片的示意图；

图3是本发明另一实施例的导电金属片的示意图；

图4是本发明另一实施例的导电金属片的示意图；

图5是本发明再一实施例的导电金属片的示意图；

图6是本发明再一实施例的导电金属片的示意图；

图7是本发明再一实施例的电池模块的示意图；

图8是本发明再一实施例的导电金属片的示意图；

图9是本发明再一实施例的导电金属片的示意图；

图10是本发明再一实施例的导电金属片的示意图；

图11是本发明再一实施例的导电金属片的示意图。

附图标记说明：1、3、4、5、6、8A、8B、8C、8D：导电金属片；11：导电部；111：接触部；13、13’、13”、13”’：连接模块；131、131’：第二连接部；133、133’、133”、133”’：第一连接部；1331、1331’：缺口；135、135’、135”：镂空部；137、137’：长轴；137”’：最长直线距离；15：电池芯；7、7’、7”：电池模块；P：并联；S：串联；Z：控制区间。

具体实施方式

以下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式。相同的符号代表具有相同或类似功能的构件或装置。

本发明提供一种导电金属片，具有复数导电部与连接模块，其中连接模块连接导电部，而导电部用以接触电池芯，以使复数电池芯串联及/或并联形成电池模块。所述连接模块的结构比导电部脆弱，当电池模块的其中一个电池芯发生异常而短路时，一段过电流将在短路异常的电池芯与导电金属片间进行流动，过电流流过导电金属片的连接模块时，连接模块的部分构造将被过电流所熔断，使得短路异常的电池芯与其它正常的电池芯间的电路回路形成断路，藉此达到控制电池模块失控范围，以保护其他正常的电池芯。

首先，请参照图1与图2，图1与图2是本发明实施例的导电金属片的示意图。如图所示，导电金属片1包括两个导电部11与一个连接模块13，其中连接模块13用以连接两个导电部11。所述导电部11可接触电池芯15，且导电部11与连接模块13为可导电的材料(例如为金属)，而使连接模块13连接的两个导电部11所连接的电池芯15彼此电性连接，例如为并联。在本创作中，导电部11与连接模块13系为一体成型之同材质的金属构造，或者导电部11与连接模块13分别为不同材质的金属构造。

具体而言，导电部11为板体，且导电部11的每一者具有两个接触部111位于导电部11的两端，并分别用以接触电池芯15，其中导电部11与接触部111皆为可导电的材料，以使同一个导电部11连接的两个电池芯15彼此电性连接，例如为串联。

连接模块13则包括两个第二连接部131、两个第一连接部133与一个镂空部135，其中第二连接部131与第一连接部133为可导电的材料。每一个第二连接部131分别连接对应的导电部11，而每一个第一连接部133的两侧分别连接对应的第二连接部131，以使两导电部11的接触部111所接触的电池芯15经由连接模块13的第二连接部131与第一连接部133彼此电性连接，例如为并联。

具体而言，第一连接部133的截面积小于第二连接部131的截面积，每一个第一连接部133分别透过两侧的两第二连接部131连接复数导电部11，而镂空部135形成在两第一连接部133及两第二连接部131之间。更明确地说，图1与图2的导电金属片1的镂空部135以长条直线穿孔形成在两第一连接部133及两第二连接部131之间，且长条直线穿孔的两端为弧形，但本发明不限制镂空部135的形状及数量，镂空部135可以是单个或多个不同形状的穿孔，例如圆形、长方形或他种造型。

在其他实施例中，连接模块13也可以只包括第一连接部133，第一连接部133可直接连接导电部11，且第一连接部133的数量不限制为一个、两个或多个，并且，当第一连接部133的数量例如为两个时，可于两个第一连接部133之间及两个导电部11之间形成镂空部135。第一连接部133也可以为多个细条状形成于两第二连接部131之间，或形成于两导电部11之间。所述镂空部135形成的方法没有限制，例如可以透过冲压、蚀刻或铸造的方式在导电部11上形成镂空部135，或例如将两第一连接部133焊接到两导电部11以形成镂空部135。

在其他实施例中，导电部11与连接模块13的数量没有限制，可根据电池模块设置电池芯15的数量交替地连接更多的导电部11与连接模块13，以使设置在电池模块中的该些电池芯15能够彼此电性连接。

所述连接模块13的截面积小于导电部11的截面积，因此连接模块13的结构较为脆弱。再者，连接模块13的电阻值可高于导电部11的电阻值，使得连接模块13可耐受的电流较小。

当通过导电金属片1的电流异常上升时，截面积较小且电阻值较高的连接模块13的温度将会高于导电部11，因此连接模块13会比导电部11先被熔断，请注意，通过连接模块13的电流需要高于连接模块13的耐受电流时，连接模块13才会被熔断。另外，连接模块13的第一连接部133的截面积小于第二连接部131的截面积，因此第一连接部133的结构更为脆弱。因此，当通过导电金属片1的电流异常上升时，第一连接部133将会最先被熔断。当然，导电金属片1的连接模块13也可以只包括第一连接部133而不具有第二连接部133。

在本发明一个实施例中，连接模块13与导电部11可由相同或不同材质构成。当连接模块13与导电部11为不同材质时，连接模块13的导电性可高于导电部11的导电性，例如连接模块13的材质可以为铜，而导电部11的材质可以为镍。

具体而言，当导电金属片1连接电池芯15时，若其中一个电池芯15发生故障而短路，连接模块13的第一连接部133会在接触高温的电解液或通过异常的大电流时熔断，以使异常电池芯15无法透过导电金属片1与其它正常的电池芯15电性连接，而断开异常电池芯15与其它正常的电池芯15之间的电路回路，如此，正常的电池芯15就无法对故障的电池芯15充电，并可降低故障的电池芯持续恶化引发爆炸的机率，以达到控制失控范围与保护正常的电池芯15的效果，并可提高使用的安全性。

接着，请参照图3～图6，图3～图6为本发明其他实施例的导电金属片的示意图。如图所示，导电金属片3～6与前述实施例之导电金属片1大致相同，差别只在于图3～图6表示了连接模块13’、13”、13’”的不同态样。

请参照图3，连接模块13’具有两第二连接部131与两个第一连接部133’，而第一连接部133’的截面积小于第二连接部131的截面积，并在两第二连接部131与两第一连接部133’之间形成镂空部135’。镂空部135’以长条直线穿孔形式形成在两第一连接部133’及两第二连接部131之间，且长条直线穿孔的两端为弧形。不同于图1的导电金属片1，图3的导电金属片3的两第一连接部133’的两端没有与第二连接部131切齐(图1及图2之导电金属片1的两第一连接部133的两端与第二连接部131切齐)，即，每一个第一连接部133’与两侧的两第二连接部131之间存在有一个缺口1331，因此当导电金属片1、3具有相同尺寸的连接模块13、13’时，导电金属片3的镂空部135’的长轴137’会比导电金属片1的镂空部135的长轴137短，而第一连接部133、133’的功能没有不同，皆可在导电金属片1、3通过的电流异常升高时先被熔断。同样地，在其他实施例中也可以不具有第二连接部131，两第一连接部133’可直接与导电部11连接，而第一连接部133’的截面积小于导电部11的截面积。

请参照图4与图5，连接模块13”具有两第二连接部131’与两个第一连接部133”，而第一连接部133”的截面积小于第二连接部131’的截面积，并在两第二连接部131’与两第一连接部133”之间形成镂空部135”。所述第二连接部131’的形状类似直角三角形(但斜边为曲线)，但本发明不以此为限制。镂空部135”以长条曲线穿孔形式形成在两第一连接部133”及两第二连接部131’之间，且长形曲线穿孔的两端为弧形，而两个第一连接部133”则位于长形曲线穿孔的最长直线距离137”的两端的外侧。所述镂空部135”的曲线方向可以如图4所示，为左上右下方向配置，也可以如图5所示，为右上左下方向配置。类似于图1的导电金属片1，图4与图5的导电金属片4、5的两第一连接部133”的两端与第二连接部131’切齐。当然，在其他实施例中也可以为类似图3的态样，导电金属片4、5的两第一连接部133”的两端不与第二连接部131’切齐而是具有缺口。所述第一连接部133、133”的功能没有不同，皆可在导电金属片1、4、5通过的电流异常升高时先被熔断。同样地，在其他实施例中也可以不具有第二连接部131’，两第一连接部133”可直接与导电部11连接，而第一连接部133”的截面积小于导电部11的截面积。

请参照图6，导电金属片6的连接模块13’”也可以不包括镂空部。所述连接模块13’”具有两第二连接部131与一个第一连接部133’”，其中第一连接部133’”连接第二连接部131，第一连接部133’”的截面积小于第二连接部131的截面积，而第一连接部133’”透过两侧的两第二连接部131连接复数导电部11，以及第一连接部133’”与两侧的两第二连接部131之间存在有至少一缺口1331’。

所述连接模块13’”与第一连接部133’”的功能和前述的连接模块13与第一连接部133没有不同，连接模块13、13’”可用以并联复数导电部11连接的复数电池芯，而第一连接部133、133’”可在导电金属片1、6通过的电流异常升高时先被熔断。同样地，在其他实施例中也可以不具有第二连接部131，两第一连接部133’”可直接与导电部11连接，而第一连接部133’”的截面积小于导电部11的截面积。

尽管图1～图6显示不同态样的导电金属片1、3、4、5、6，导电金属片1、3、4、5、6都是透过连接两导电部11的第一连接部133、133’、133”、133”’(可透过或不透过第二连接部131连接)而让各接触部111所接触的电池芯15相互电性连接。具体而言，所述连接模块13、13’、13”、13”’的第一连接部133、133’、133”、133”’的截面积小于导电部11的截面积，因此第一连接部133、133’、133”、133”’的结构比导电部11脆弱。再者，第一连接部133、133’、133”、133”’的电阻值可高于导电部11的电阻值，使得第一连接部133、133’、133”、133”’可耐受的电流较小，因此当通过导电金属片1、3、4、5、6的电流异常上升且高于第一连接部133、133’、133”、133”’的耐受电流时，第一连接部133、133’、133”、133”’应最先被熔断。

接着，请参照图7，图7是本发明再一实施例的电池模块的示意图，且搭配参阅图4。如图所示，导电部11与连接模块13”的数量没有限制，可根据使用需求交替地连接更多的导电部11与连接模块13”，以使更多电池芯15彼此电性连接并形成所需的电池模块7。

所述电池模块7共连接有56个电池芯15，并透过连接模块13”的设置将电池模块7划分为两组电池模块7’、7”，而电池模块7’、7”的电池芯15皆形成4并联(4P)7串联(7S)的设置。当电池模块7中的任一个电池芯15毁损，并于回路中发生异常电流上升，且当电流值超过连接模块13”中的第一连接部133”的耐受电流时，第一连接部133”将先被熔断，如此，可使两组电池模块7’、7”中的电池芯15不互相影响，以控制失控范围。

在其他实施例中，也可以根据需求形成不同串/并联的电池模块。请参照图8～图11，图8～图11是本发明再一实施例的导电金属片的示意图，如图所示，可根据需求将第一连接部133形成于两导电部11之间，以形成不同的导电金属片8A～8D，以划分电池模块的控制区间Z，藉此限制回路的失控范围。具体而言，失控的电池芯的失控范围可限缩于所述电池芯位于的控制区间Z内。当然，两导电部11之间的第一连接部133数量没有限制，也可以为单数而不形成镂空部135，或者，两导电部11之间与两第一连接部133之间所形成的镂空部135的形状亦没有限制。

综合以上所述，相较于现有技术，本发明实施例提供的导电金属片的技术效果，说明如下。

现有技术中，电池模块或是连接电池芯的导电金属片缺乏保险丝的设计，使得其中一个电池芯失控时，易损坏其他正常的电池芯，甚至使整个电池模块毁损。一种做法是导入额外保险丝设计，然而，额外增加的保险丝不仅于制造过程中的良率低，也将使电池模块的成本提高。反观本发明所述的导电金属片，系直接在导电金属片上创造连接模块，而连接模块的功能与保险丝相同，如此，可在不增加额外成本的情况之下，限缩电池芯的失控区间，以减少正常电池芯的损害机率，并提升使用的安全性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种导电金属片，适用在电池芯的导电上，其特征在于，所述导电金属片包括：

复数导电部，分别用以接触至少一电池芯；及

一连接模块，包括两第一连接部、两第二连接部及一镂空部，所述第一连接部的截面积小于所述第二连接部的截面积，每一所述第一连接部分别透过两侧的所述两第二连接部连接所述复数导电部，所述镂空部形成在所述两第一连接部及所述两第二连接部之间。

2.如权利要求1所述的导电金属片，其特征在于，其中每一个所述第一连接部与两侧的所述两第二连接部之间存在有缺口。

3.如权利要求1所述的导电金属片，其特征在于，其中所述镂空部以长条直线穿孔形式或长条曲线穿孔形式成形在所述两第一连接部及所述两第二连接部之间。

4.如权利要求1所述的导电金属片，其特征在于，其中每一个所述导电部更包括两接触部，位于每一个所述导电部的两端，所述导电部透过两个所述接触部分别接触所述电池芯，使两个所述电池芯彼此串联。

5.如权利要求1所述的导电金属片，其特征在于，其中所述连接模块并联所述复数导电部连接的复数所述电池芯。

6.如权利要求1所述的导电金属片，其特征在于，其中所述第一连接部的电阻值高于所述导电部的电阻值。

7.一种导电金属片，适用在电池芯的导电上，其特征在于，所述导电金属片包括：

复数导电部，分别用以接触至少一个电池芯；及

一连接模块，包括一第一连接部及两第二连接部，所述第一连接部的截面积小于所述第二连接部的截面积，所述第一连接部透过两侧的所述两第二连接部连接所述复数导电部。

8.如权利要求7所述的导电金属片，其特征在于，所述第一连接部与两侧的所述两第二连接部之间存在有至少一缺口。

9.如权利要求7所述的导电金属片，其特征在于，其中每一个所述导电部更包括两接触部，位于每一个所述导电部的两端，所述导电部透过两个所述接触部分别接触所述电池芯，使两个所述电池芯彼此串联。

10.如权利要求7所述的导电金属片，其特征在于，其中所述连接模块并联所述复数导电部连接的复数所述电池芯。

11.如权利要求7所述的导电金属片，其特征在于，其中所述第一连接部的电阻值高于所述导电部的电阻值。

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