CN113678314A - 电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括用于与电极引线连接的汇流条结构的电池模块。该电池模块包括：电池单元堆，其中堆叠有多个电池单元；电极引线，其被形成为从所述电池单元堆突出；汇流条，其电连接到所述电极引线；以及汇流条框架，所述汇流条被安装至所述汇流条框架，其中，所述汇流条由夹钳部和用于连接和固定所述夹钳部的固定部形成，并且所述电极引线被安装在所述汇流条的所述夹钳部之间。通过以下步骤制造电池模块：将汇流条安装在汇流条框架的开口部中，将电极引线插入汇流条的夹钳部之间，使用夹具使汇流条和电极引线彼此紧密接触，以及移除夹具。

Description

电池模块及其制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0030176的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及电池模块及其制造方法，更具体地，涉及在电极引线和汇流条之间具有连接结构的电池模块及其制造方法。
背景技术
二次电池作为诸如移动设备和电动车辆的各种产品中的能源已经吸引了很多注意。二次电池是有效的能源，其可以代替使用化石燃料的现有产品的使用，并且由于二次电池不会由于能量使用而产生副产物，因此作为环境友好的能源受到关注。
近来，随着对大容量二次电池结构(包括利用作为能量存储源的二次电池)的需求的不断增加，对多模块结构的电池组(其是多个二次电池串联/并联连接的电池模块组件)的需求不断增长。
另外，当多个电池单元串联/并联连接以配置电池组时，通常配置包括至少一个电池单元的电池模块，并且通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来配置电池组。
电池模块包括堆叠在一起的多个电池单元和电连接多个电池单元的电极引线的汇流条。
图1是示出常规电池模块中的电极引线连接到汇流条的状态的图。
参照图1，传统上，在堆叠电池单元以形成电池单元堆40之后，将电池单元堆40与安装有汇流条20的汇流条框架(未示出)组装在一起，并且将形成为从电池单元堆突出的电极引线10与安装在汇流条框架上的汇流条20进行激光焊接等，由此将电极引线10和汇流条20接附。
然而，如图1所示，当将电池单元堆40与汇流条20组装时，连接到电池单元堆40的电极引线10应弯曲并接附到汇流条。然而，在弯曲过程中，存在可能发生先前弯曲的电极引线的弯曲由于弹性而恢复到其原始形状的回弹现象的问题。
另外，类似地，如图1所示，当多个电极引线10并排弯曲并接附到汇流条20时，多个电极引线10在交叠的同时弯曲并接附到汇流条。在这种情况下，由于发生在电极引线10之间的回弹现象的相互作用，以及由于弯曲引起的电极引线10之间的位置差异，电极引线之间会出现间隙，并且根据电极引线10和汇流条20之间的距离会出现焊接接附程度的差异；因此，电极引线10和汇流条20之间的接附强度降低，这可能导致电连接性的异常。
此外，由于电极引线的损坏等，电极引线10的弯曲可能必须手动执行，因此，可能出现诸如工艺自动化率降低和焊接质量降低的问题。
发明内容
技术问题
因此，本公开的目的是提供一种电池模块及其制造方法，该电池模块具有汇流条和电极引线之间的连接结构，该连接结构能够改善电极引线和汇流条之间的电连接的可加工性和可靠性。
本公开所要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本公开所属领域的技术人员从以下描述中可以清楚地理解以上未提及的其他技术问题。
技术方案
根据用于实现上述目的的本发明的一个实施方式，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池单元堆，其中堆叠有多个电池单元；电极引线，其被形成为从所述电池单元堆突出；汇流条，其电连接到所述电极引线；以及汇流条框架，所述汇流条被安装在所述汇流条框架上，其中，所述汇流条由夹钳部和用于连接和固定所述夹钳部的固定部形成，并且其中，所述电极引线被安装在所述汇流条的所述夹钳部之间。
汇流条框架可以包括对应于汇流条的固定部的下开口部和对应于汇流条的夹钳部分的端部的锁定部。
下开口部可以对应于汇流条框架凹进的结构。
汇流条的夹钳部由从固定部延伸的两个夹持部形成，并且两个夹持部之间的距离可以朝向固定部减小。
电极引线可以在比夹持部的端部更靠近固定部的部分处与夹持部接触。
电极引线可以形成为以平板的形状突出。
所述电池模块还包括单元梯台(cell terrace)，所述单元梯台分别从包括在所述电池单元堆中的电池单元当中的彼此相邻的电池单元突出，并且所述电极引线可以形成为从所述单元梯台突出。
汇流条的夹具部分可以在垂直方向上与电极引线的平坦表面紧密接触。
根据本发明的一个实施方式的用于制造电池模块的方法包括以下步骤：将汇流条安装在汇流条框架的开口部中，将电极引线插入汇流条的夹钳部之间，通过夹具紧密地接附汇流条和电极引线，并且移除夹具。
在紧密地接附汇流条和电极引线的步骤中，夹具可以插入在汇流条框架和汇流条之间以紧密地接附汇流条和电极引线。
有益效果
在根据本发明的一个实施方式的电池模块中，将平板的电极引线插入并安装到汇流条，因此，即使不弯曲电极引线，也可以接附电极引线和汇流条。因此，可以获得电极引线和汇流条之间的接附强度，从而获得与由此产生的电连接相关的可靠性。
此外，在根据本发明的一个实施方式的电池模块中，由于不再需要弯曲操作所需的手动操作过程，所以可以提高与生产相关的自动处理率。
此外，在根据本发明的一个实施方式的电池模块中，通过夹具使汇流条和电极引线紧密接触，以确保电极引线和汇流条之间的稳定电连接。
此外，在根据本发明的一个实施方式的电池模块中，可以通过薄夹型汇流条结构来实现汇流条的重量减轻。
本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将清楚地理解以上未描述的其他效果。
附图说明
图1是示出常规电池模块中的电极引线连接到汇流条的状态的图。
图2是示出根据本发明一个实施方式的电池模块的立体图。
图3是示出图2的电极引线插入到汇流条中的状态的图。
图4是从前方看图3的汇流条框架的截面图。
图5是示出汇流条和电极引线安装在图4的汇流条框架中的状态的截面图。
图6是示出夹具插入到图5的汇流条框架中以紧密地接附汇流条和电极引线的状态的截面图。
具体实施方式
应当理解，以下将描述的示例性实施方式被说明性地描述以帮助理解本公开，并且本公开可以被不同地修改以与本文描述的示例性实施方式不同地执行。然而，在本公开的描述中，当确定对公知功能或组成元件的具体描述和图示可能不必要地模糊本公开的主题时，将省略对公知功能或组成元件的具体描述和图示。此外，为了帮助理解本公开，附图未基于实际比例示出，而是可能夸大构成元件的部分的尺寸。
如本文所用，诸如第一、第二等的术语可用于描述各种组件，且所述术语仅用于区分一个组件与另一组件。
此外，本文使用的术语仅用于描述示例性实施方式，而不旨在限制本公开。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，本文所用的术语“包含”、“包括”和“具有”旨在表示存在所述特征、数字、步骤、构成要素或其组合，但是应当理解，它们不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数字、步骤、构成要素或其组合的可能性。
在下文中，将参照图2至图3描述根据本发明的一个实施方式的电池模块。
图2是示出根据本发明一个实施方式的电池模块的立体图。图3是示出图2的电极引线插入到汇流条中的状态的图。
参照图2和图3，根据本发明的一个实施方式的电池模块基本上包括：电池单元堆，其中堆叠有多个电池单元100；电极引线120，其形成为从包括在电池单元堆中的电池单元100突出；汇流条200，其电连接到电极引线120；以及汇流条框架300，汇流条200安装在汇流条框架300上；并且所述电池模块还包括围绕电池单元堆和汇流条框架300的框架构件500。
电池单元100是二次电池，并且可以由袋型二次电池构成。多个电池单元100可以彼此堆叠，使得它们可以彼此电连接以形成电池单元堆。
多个电池单元100中的每一个可包括电极组件、电池壳体和从电极组件突出的电极引线120。电极组件可包括正极板、负极板和隔膜。电池壳体用于封装电极组件，并且可以由包括树脂层和金属层的层压板制成。电池壳体可包括壳体主体和单元梯台110。电极引线120可以电连接到电极组件。
上述电池单元100的构造是一个实施方式，并且用于构造电池单元堆的电池单元100的类型可以进行各种修改。
电极引线120可以由平板形成并且突出到电池单元100的至少一侧。电极引线120可以堆叠并在一个方向上突出，由此电极引线120之间的串联或并联连接是可能的。电极引线120可以用作电池端子，并且可以由诸如铜或铝的金属材料形成。此外，电极引线120可以形成为各种厚度，也可以形成为各种宽度。电极引线120的厚度或宽度可以根据二次电池和电池模块的规格而不同地制造。
汇流条200可以与电极引线120接触并电连接到电极引线120。类似于电极引线120，汇流条200可由导电金属材料(例如铜或铝)形成，以用于与电极引线120电连接。
在下文中，在根据本发明的一个实施方式的电池模块中，将参照图2至图5详细描述汇流条框架、安装在汇流条框架上的汇流条以及连接到汇流条的电极引线。
图4是从前方观察图3的汇流条框架的截面图。图5是示出汇流条和电极引线安装在图4的汇流条框架中的状态的截面图。
参照图4，根据本发明实施方式的汇流条框架300的结构具有通过部分地打开上端而形成的开口部310。开口部310包括锁定部311，该锁定部311具有基于开口部310在所述开口部310的上部处的入口的台阶形状，并且开口部310还可以包括下开口部312，该下开口部312在开口部310的下部处从开口部310的中心部分进一步向下凹陷。
参照图5，根据本实施方式的汇流条200包括形成为使电极引线120插入其中的夹钳部210和用于连接和固定夹钳部210的固定部220
夹钳部210可以由分别从固定部220沿向上的对角线方向延伸的两个夹持部211和212形成。当插入电极引线120时，电极引线120可以与两个夹持部211和212的内表面接触。
固定部220可用于在其下侧连接和固定夹钳部210。固定部220分别连接到两个夹持部211和212的下端，并且根据本发明的一个实施方式，固定部220形成为具有从夹钳部210向下的曲率，由此电极引线120可以容易地插入到夹钳部210中，同时弹性地防止夹钳部210的变形或移动，从而可以固定夹钳部210。
如上所述的汇流条200可以安装在形成于设置在电池单元堆的一侧的汇流条框架300中的开口部310中。在这种情况下，夹钳部210的上端位于汇流条框架300的锁定部311中，固定部220位于汇流条框架300的下开口部312中。
锁定部311形成为分别在开口部310的两个上顶点部分处凹陷，并且夹钳部210的两侧的夹持部211和212的上端可以分别用两个锁定部311锁定并安装在其上，以从上侧支撑汇流条200从而不移动。
下开口部312形成为与汇流条框架300沿向下方向凹陷的结构相对应，并且固定部220可以插入并安装成从下侧支撑汇流条200以便不移动。
结果，汇流条框架300可以分别从左上和右上支撑汇流条200的夹钳部210，同时从下中心支撑汇流条的固定部220。
根据本发明的实施方式，汇流条200的夹钳部210和固定部220形成为弯曲板状夹子的形状，其具有足以与电极引线120的平坦表面接触的最小宽度，由此减小了传统汇流条结构的不必要体积，并且因此可以将更轻的汇流条装置安装在电池模块上。
电极引线120电连接到汇流条200，并且为此目的，需要电极引线120和汇流条200之间的接触。根据本发明的一个实施方式，电极引线120被形成为以平板的形状水平地堆叠并且从多个电池单元100中的每一个突出，并且以这种方式突出的电极引线120被插入到汇流条200的夹钳部210中，并且然后可以被左夹持部211和右夹持部212接触和固定以与汇流条200电连接。
汇流条框架300的上侧为开口结构，且形成为使得电极引线120易于插入汇流条框架300中；并且，汇流条200的安装在汇流条框架300内部的夹钳部210也形成为上侧开放。因此，通过使用汇流条框架300和汇流条200的上开口结构，电极引线120可以容易地插入汇流条200的夹钳部210中并安装在其中。
两个夹持部211和212之间的距离可以基于夹持部211和212的两个上端之间的距离朝向下固定部220减小。因此，从汇流条200的上侧插入的电极引线120可以沿着由夹钳部210的两个夹持部211和212形成的插入空间向下插入，并且两个夹持部211和212之间的距离可以随着向下而减小。
因此，与两个夹持部的上端相比，电极引线120可以与两个夹持部211和212之间的、更靠近固定部220形成的部分接触。更具体地，电极引线120的平坦表面对应于两个夹持部211和212的相对表面，结果，汇流条200的夹钳部210可以在垂直方向上与电极引线120的平坦表面紧密接触。
根据实施方式，位于汇流条框架300的两个上端处的锁定部311之间的距离越窄，两个夹持部211、212之间的距离越窄，因此，电极引线120与两个夹持部211和212之间的接触位置可向上移动。
根据本发明的实施方式，为了使电极引线120和汇流条200的夹钳部210之间的接触能够连续地彼此紧密接触，可以通过焊接接附来进行两个部件之间的接触。
当电极引线120被形成为以平板的形状突出并且被插入和安装在由夹钳部和固定部组成的夹形汇流条中时，如在本发明的实施方式中，不需要弯曲电极引线120，因此，可以提高工艺的自动化速率；并且不担心弯曲的回弹现象，因此可以确保电极引线和汇流条之间的电连接的可靠性。
图6是示出夹具插入到图5的汇流条框架中以紧密地接附汇流条和电极引线的状态的截面图。
在下文中，将参照图2至图6描述根据本发明的一个实施方式的制造电池模块的方法。
首先，汇流条200安装在汇流条框架300的开口部310上。汇流条200的夹钳部210可以安装在形成于汇流条框架300的上部开口部的两侧的锁定部311上，并且汇流条200的固定部220可以安装在汇流条框架300的下部开口部上。在这种情况下，汇流条200的安装可以通过夹具400进行。
在将汇流条200安装在汇流条框架300上之后，将电极引线120插入汇流条200的夹钳210之间。因此，电极引线120可以在两侧电连接到汇流条200。
在电极引线120插入汇流条200的夹钳210之间之后，汇流条200和电极引线120通过夹具紧密接触。如图6所示，夹具插入到汇流条框架300和汇流条200之间的空间中，使得汇流条200和电极引线120可以紧密接触。通过紧密地接附汇流条200和电极引线120，可以确保它们之间的电连接的可靠性。
在汇流条200和电极引线120通过夹具400紧密接触之后，可从电池模块移除夹具400。
尽管已经参照优选实施方式示出和描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以设计出落入所附权利要求中描述的本发明的原理的精神和范围内的许多其它修改和实施方式。此外，这些修改的实施方式不应从本公开的技术精神或角度单独理解。
附图标记和符号的描述
100：电池单元
110：单元梯台
120：电极引线
200：汇流条
210：夹钳部
211：第一夹持部
212：第二夹持部
220：固定部
300：汇流条框架
310：开口部
311：锁定部
312：下开口部
400：夹具

Claims (11)

1.一种电池模块，该电池模块包括：
电池单元堆，多个电池单元堆叠在所述电池单元堆中；
电极引线，所述电极引线形成为从所述电池单元堆突出；
汇流条，所述汇流条电连接到所述电极引线；以及
汇流条框架，所述汇流条安装在所述汇流条框架上，
其中，所述汇流条包括夹钳部和用于连接并固定所述夹钳部的固定部，
其中，所述电极引线位于所述汇流条的所述夹钳部之间，并且
其中，所述汇流条框架包括开口部、形成在所述开口部的上侧以使所述夹钳部的上端能够被定位的锁定部、以及形成在所述开口部的下侧以使所述固定部能够被定位的下开口部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述锁定部形成为在所述开口部的上侧具有台阶，并且所述夹钳部的上端被锁定并安装在所述锁定部的所述台阶上。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述下开口部形成为向所述开口部的下侧凹陷，并且所述固定部插入并安装在所述下开口部中。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条的所述夹钳部由从所述固定部延伸的两个夹持部形成，并且所述两个夹持部之间的距离朝向所述固定部减小。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述锁定部分别形成在所述开口部的中心的两侧上，并且所述两个夹持部的上端分别锁定和安装在形成在两侧上的所述锁定部上。
6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，与所述夹持部的端部相比，所述电极引线在更靠近所述固定部的部分处与所述夹持部接触。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电极引线形成为以平板的形状突出。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述电池模块进一步包括单元梯台，所述单元梯台分别从包括在所述电池单元堆中的所述电池单元当中的彼此相邻的电池单元突出，并且所述电极引线形成为从所述单元梯台突出。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述汇流条的所述夹钳部在垂直方向上与所述电极引线的平坦表面紧密接触。
10.一种制造电池模块的方法，该方法包括以下步骤：
将汇流条安装在汇流条框架的开口部中；
在所述汇流条的夹钳部之间插入电极引线；
通过夹具紧密地接附所述汇流条和所述电极引线，以及
移除所述夹具。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，紧密地接附所述汇流条和所述电极引线的所述夹具被插入在所述汇流条框架和所述汇流条之间，以紧密地接附所述汇流条和所述电极引线。
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