CN116315472A - 电池组的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组的制造方法，所述电池组层叠有多个电池单元，所述电池单元的相邻的电池单元的电极由汇流条相连结，所述汇流条具备比所述电极小的两个孔，并配置为各个所述孔与各个所述电极重叠。所述电池组的制造方法包括：将所述汇流条与一方所述电极焊接；然后，在所述汇流条的两个所述孔之间的中间区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接；接着，在所述汇流条的与所述中间区域相邻的端区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接。

Description

电池组的制造方法
技术领域
本说明书公开的技术涉及电池组的制造方法。电池组是层叠了多个电池单元而成的设备，相邻的电池单元的电极由汇流条相连结。
背景技术
电池组的一个例子公开于国际公开2017/130705。电池组是层叠了多个电池单元而成的设备。在电池组中，相邻的电池单元的电极由汇流条相连结。多个电池单元由汇流条电串联或者电并联地连接。在国际公开2017/130705的电池组中，汇流条和电极通过激光来焊接。“汇流条”是指用导电性的金属片制作且内部电阻小、适于电力传输的部件。
发明内容
当汇流条与电极之间的焊接强度低时，汇流条容易从电极脱落。当要提高焊接强度时，在焊接时有可能在汇流条产生较大的应力。或者，当要提高焊接的强度时，焊接的热有可能给电池单元带来损伤。本说明书提供适当地将汇流条和电极焊接的技术。
本说明书公开的第一技术方案涉及的电池组的制造方法是层叠有多个电池单元、且所述电池单元的相邻的电池单元的电极由汇流条相连结的电池组的制造方法，所述汇流条具备比所述电极小的两个孔，并配置为使各个所述孔与各个所述电极重叠，所述电池组的制造方法包括：将所述汇流条与一方所述电极焊接；然后，在所述汇流条的两个所述孔之间的中间区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接；接着，在所述汇流条的与所述中间区域相邻的端区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接。
假如在端区域将汇流条与电极焊接之后在中间区域将汇流条与电极焊接，则会在汇流条的中间区域产生较高的应力。原因是在两点(汇流条与一方电极的焊接部位、和端区域处的汇流条与另一方电极的焊接部位)受到了约束的状态下，在两点的约束部位之间的区域(即中间区域)将汇流条与电极焊接。当在受到了约束的两点之间进一步进行焊接时，汇流条没有变形的余地，会在汇流条的内部产生较高的应力。
若在对其他的两点(与一方电极的焊接部位、和中间区域处汇流条与另一方电极的焊接部位)进行了约束之后在两点的约束部位的外侧(即端区域)将汇流条与另一方电极焊接，则在最后的焊接时留有汇流条变形的余地，因此，产生于汇流条的应力小。
本说明书公开的制造方法也可以具备如下特征。汇流条也可以具备比电极小的两个孔，并配置为各个孔与各个电极重叠。
在上述技术方案涉及的制造方法中，既可以在从孔的边缘远离的位置对汇流条照射激光，也可以当汇流条熔融到边缘时停止激光的照射。
在上述技术方案涉及的制造方法中，在中间区域处的焊接中，既可以在从孔的边缘远离的位置对所述汇流条照射激光，也可以当所述汇流条熔融到所述边缘时停止所述激光的照射。
本发明的第二技术方案涉及的电池组的制造方法是层叠有多个电池单元、且所述电池单元的相邻的电池单元的电极由汇流条相连结的电池组的制造方法，所述汇流条具备比所述电极小的两个孔，并配置为使各个所述孔与各个所述电极重叠，所述电池组的制造方法包括：在从所述孔的边缘远离的位置对所述汇流条照射激光，当所述汇流条熔融到所述边缘时停止所述激光的照射。
只是单纯地对从孔的边缘远离的部位照射激光的话，电极与焊接片不被焊接到孔的边缘，无法获得高的焊接强度。当对汇流条的边缘直接照射激光时，有可能大量的热向电极移动而给电池单元带来损伤。通过在从孔的边缘远离的位置对汇流条照射激光且当汇流条熔融到边缘时停止激光的照射，能够不给电池单元带来损伤地将汇流条的边缘与电极焊接。通过与电极焊接到汇流条的边缘，能获得高的焊接强度。此外，此时，汇流条与电极成为所谓的角焊状态。只通过角焊，也能获得优异的效果。
在以下的“具体实施方式”中，对本说明书公开的技术的详细内容和进一步的改良进行说明。
附图说明
下文将参照附图说明本发明示例性实施例的特征、优点以及技术和产业的意义，其中相同的标号表示同样的部件，并且，其中：
图1是电池组的俯视图。
图2是电池组的侧视图。
图3是电池组的立体图。
图4是汇流条周边的放大俯视图。
图5是沿着图4的虚线V的剖视图。
图6是汇流条周边的放大俯视图。
图7A是沿着图6的VII－VII线的第1剖视图。
图7B是沿着图6的VII－VII线的第2剖视图。
图7C是沿着图6的VII－VII线的第3剖视图。
具体实施方式
在对实施例的制造方法进行说明之前，先对电池组2进行说明，在图1中示出电池组2的俯视图，在图2中示出电池组2的侧视图。
电池组2是层叠了多个电池单元10的电源。电池单元10具有扁平形状，以相邻的电池单元10的宽面相对的方式来排列。在相邻的电池单元10之间配置有隔离件3。多个电池单元10和多个隔离件3以交替的方式一个一个地层叠。在电池单元10与隔离件3的层叠体的两端配置有端板4。隔离件3和端板4对电池单元10进行保护。电池单元10、隔离件3以及端板4的层叠体由框5约束。
在各个电池单元10的一个窄面配置有两个电极12。为了便于说明，将设置有电极12的面称为上表面11。从层叠方向来看，两个电极12设置在上表面11的两端(一端一个电极12)。此外，图中的坐标系的X方向相当于层叠方向。
相邻的电池单元10的电极12由汇流条20相连结。一方电池单元10的正电极12与另一方电池单元10的负电极12由汇流条20相连结。另一方电池单元10的正电极12与其旁边的又一个电池单元10的负电极12由另一个汇流条20相连结。全部电池单元10通过多个汇流条20串联地连接。
在图3中示出电池组2的立体图。图3是将几个汇流条20的附近放大而得到的局部放大图。另外，在图3中，为了便于说明，中央的汇流条20从电极12分离出来地进行了描绘。在图4中示出汇流条20周边的放大俯视图。在图3、图4中，添加了灰色的阴影线的范围为汇流条20与电极12焊接的位置，表示汇流条与电极利用焊接的热而暂时性地熔融的部位。在以下中，为了便于说明，将添加了灰色的阴影线的范围称为“熔融部位”。
如之前描述的那样，电池单元10在其上表面11具备电极12。电极12是从上表面11突出的突起，其头顶面为平坦。在电极12的头顶面还设置有小突起13。
汇流条20是具有U字形状的金属板。为了便于说明，将汇流条20分为平行地延伸的一对端部21a、21b和将一对端部21a、21b连结的连结部22。另外，为了便于说明，有时将在图4中相邻的两个电池单元10记载为电池单元10a、10b，将电池单元10a的电极12记载为电极12a，将电池单元10b的电极12记载为电极12b。汇流条20的端部21a焊接于电极12a，端部21b焊接于电极12b。此外，在不对电池单元10a、10b进行区别地进行表示的情况下，记载为电池单元10。同样地，在不对端部21a、21b(电极12a、12b)进行区别地进行表示的情况下，记载为端部21(电极12)。
(第1实施例)
对第1实施例中的电池组2的制造方法进行说明。特别是，对将汇流条20焊接于相邻的电池单元10a、10b的电极12a、12b的工艺进行说明。
在端部21a设置有孔23a，在端部21b设置有孔23b。有时在不对孔23a、23b进行区别地进行表示的情况下记载为孔23。孔23在中央部扩展。孔23的大小比俯视时的电极12的头顶面的面积小。另外，孔23的中央比俯视时的小突起13的头顶面的面积大。汇流条20被载置在相邻的电极12上，以使得各个孔23与各个电极12重叠、小突起13位于各个孔23的中央。然后，端部21a与电极12a焊接，端部21b与电极12b焊接。
汇流条20的各个端部21和各个电极12在孔23的两侧(熔融部位31、32)焊接。将沿着图4的虚线V的截面表示于图5。为了便于说明，将沿着汇流条20的两个孔23之间的区域称为汇流条20的中间区域，将沿着汇流条20的长度方向的中间区域的外侧的区域称为端区域。汇流条20和电极12a(12b)在孔23a(23b)的两侧焊接。熔融部位31属于中间区域，熔融部位32属于端区域。端区域也可以表现为孔23与汇流条端部之间的区域。在图4中，焊接部位31、32由灰色表示。此外，将焊接部位31a、31b一并记载为熔融部位31，将熔融部位32a、32b一并记载为熔融部位32。
在第1实施例的制造方法中，在将汇流条20与一方电极(例如电极12a)焊接之后，在将汇流条20与另一方电极(例如电极12b)焊接时，先在熔融部位31b将汇流条20与电极12b焊接，接着，在熔融部位32b将汇流条20与电极12b焊接。换言之，在将汇流条20与一方电极(例如电极12a)焊接之后，在汇流条20的两个孔23之间的中间区域(熔融部位)31b)将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接，接着，在汇流条20的与中间区域相邻的端区域(熔融部位32b)将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接。向汇流条20照射焊接用的激光，将汇流条20与电极焊接。
参照图5对上述的焊接顺序的优点进行说明。假如在将汇流条20与电极12a焊接之后，在端区域(熔融部位32b)将汇流条20与电极12b焊接，接着，在中间区域(熔融部位31b)将汇流条20与电极12b焊接。在熔融部位31b进行焊接时，汇流条20因焊接的热而热膨胀。此时，熔融部位31b的两侧(电极12a的一侧和熔融部位32b的一侧)是被约束的。在熔融部位31b的两侧，汇流条20无法自由地变形，会产生较高的应力。该较高的应力会导致汇流条20产生裂缝、或者作为残留应力而残留下来。
在本说明书公开的制造方法中，在将汇流条20与一方电极12(例如电极12a)焊接之后，在中间区域(熔融部位31b)将汇流条20与另一方电极12(例如电极12b)焊接，接着，在与中间区域相邻的端区域(熔融部位32b)将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接。
在熔融部位32b进行焊接时，熔融部位的一方侧(孔23b的一侧)是被约束的，但相反侧不被约束。因而，在对汇流条20施加了焊接的热时，在非约束侧(在图5中为汇流条20的右端)，汇流条20存在可变形的余地。由于汇流条20未受到约束地变形，因此在熔融部位附近产生于汇流条20的应力会降低。通过在中间区域将汇流条20与电极12b焊接之后在端区域将汇流条20与电极12b焊接，能够抑制产生于汇流条20的应力。其结果，能抑制在汇流条20产生裂缝或者残留应力变大。
在先将汇流条20与电极12b焊接、接着将汇流条20与电极12a焊接的情况下也是同样的。即，在将汇流条20与电极12b焊接之后，在属于中间区域的熔融部位31a将汇流条20与电极12a焊接，接着，在属于与中间区域相邻的端区域的熔融部位32a将汇流条20与电极12a焊接。
孔23位于沿着汇流条20的长度方向的汇流条的中央与端部之间。也可以将汇流条的中央与孔23之间称为中间区域，将孔23与汇流条的端部之间称为端区域。汇流条20和电极12在孔23的两侧进行焊接。在第1实施例的制造方法中，在将汇流条20与一方电极(电极12a)焊接之后，通过激光在中间区域将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接，接着，通过激光在端区域将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接。
(第2实施例)
参照图6、图7A－7C对第2实施例的制造方法进行说明。图6是汇流条20周边的俯视图。在图6的下方示出虚线范围的放大图。图7A－7C是沿着图6的VII－VII线的剖视图。图7A是开始了照射焊接用的激光LB时的图，图7B是从照射激光LB起稍微经过了时间时的图。图7C是停止激光LB时的图。
电池单元10a、10b、汇流条20的形状与第1实施例的情况是相同的。汇流条20具备比电极12小的两个孔23。汇流条20配置为各个孔23与各个电极12重叠。在第2实施例的制造方法中，熔融部位33处的激光的照射方法与第1实施例的情况不同。
为了有助于理解，在图6中，对熔融部位32、33添加了灰色的阴影线。如之前描述的那样，“熔融部位”是金属因焊接的热(激光的热)而暂时地熔融的范围，在冷却而再固化时，汇流条与端子相接合。图6的下侧的图的虚线TR表示焊接用的激光的轨迹。即，虽然熔融部位33到达孔23的边缘25，但焊接用的激光在从边缘25离开的位置被照射到汇流条20。换言之，激光(虚线TR)不到达孔23的边缘25，但熔融部位33到达孔23的边缘25。
在第2实施例的制造方法中，在从孔23的边缘25离开的位置，对汇流条20照射激光LB，汇流条20熔融到边缘25时停止激光LB的照射。如图7A所示，在刚开始照射激光LB后的一小段时间中，熔融部位33(1)小，仅是汇流条20的正面熔融，熔融范围没有到达汇流条20的背面。在此，汇流条20的背面是指与电极12相对的面。
当进一步持续照射激光LB时，熔融部位33(2)扩大。图7B示出熔融部位33(2)到达了汇流条20的背面的状态。当进一步持续照射激光LB时，熔融部位33(2)到达孔23的边缘25。此时，孔23的内侧面26从汇流条20的正面侧的边缘25熔融到背面侧的边缘。另外，汇流条20之下的电极12的表面也熔融。汇流条20的背面和电极12的表面熔融，两者相接合。当在图7C的状态下停止激光LB时，熔融部位33(3)从汇流条20的正面侧的边缘25扩展到背面侧的边缘。图7C的状态表示所谓的角焊(Fillet Welding)的构造(形状)，能获得高的焊接强度。
另外，在第2实施例的制造方法中，激光LB的照射点离开了孔23的边缘25。因而，即使激光LB的照射点稍微偏离，激光LB也不会直接照射到电极12。因此，向电池单元10传递的焊接的热量被抑制，能够抑制电池单元10因焊接的热而受到的损伤。
在第2实施例中，在端区域中，熔融部位32不到达孔23的边缘。在端区域中，也与熔融部位33同样地，也可以将焊接范围扩展到边缘25。但是，激光LB持续照射到从边缘25离开的位置。
对与在实施例中说明过的技术有关的留意点进行描述。第2实施例的熔融部位33可以如以下那样进行表现。为了便于说明，将设置于汇流条20的两个孔称为第1孔23a和第2孔23b。汇流条20和电极12在第1孔23a的两侧被焊接。在靠近第2孔23b一侧，汇流条20与电极12焊接(熔融部位33)到第1孔23a的边缘。在远离第2孔23b一侧，熔融部位32离开了第1孔23a的边缘。
在第2孔23b的附近也是同样的。在靠近第1孔23a一侧，汇流条20与电极12焊接(熔融部位33)到第2孔23b的边缘。在远离第1孔23a一侧，熔融部位32离开了第2孔23b的边缘。熔融部位33属于第1实施例的中间区域，熔融部位32属于第1实施例的端区域。
将第1实施例的制造方法和第2实施例的制造方法合并而得到的技术也是合适的。即，在将汇流条20与一方电极(例如电极12a)焊接之后，在汇流条20的两个孔23之间的中间区域将汇流条20与另一方电极(例如电极12b)焊接，接着，在汇流条20的与中间区域相邻的端区域将汇流条20与另一方电极(电极12b)焊接。在中间区域的焊接中，在从孔23的边缘离开的位置对汇流条20照射激光LB，汇流条20熔融到边缘25时停止激光LB的照射。在端区域中，以熔融部位32不到达孔23的边缘25的方式将汇流条20与电极12焊接。
以上，对本发明的具体例进行了详细的说明，但这些不过是例示，并不限定权利要求书。权利要求书所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种各样的变形、变更而得到的技术方案。在本说明书或者附图中说明的技术要素单独地或者通过各种组合来发挥实用性，并不限定于申请时技术方案所记载的组合。另外，在本说明书或者附图中例示的技术能够同时实现多个目的，实现其中的一个目的本身具有实用性。

Claims (4)

1.一种电池组的制造方法，所述电池组层叠有多个电池单元，所述电池单元的相邻的电池单元的电极由汇流条相连结，
所述汇流条具备比所述电极小的两个孔，并配置为使各个所述孔与各个所述电极重叠，
所述电池组的制造方法的特征在于，包括：
将所述汇流条与一方所述电极焊接；
然后，在所述汇流条的两个所述孔之间的中间区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接；
接着，在所述汇流条的与所述中间区域相邻的端区域将所述汇流条与另一方所述电极焊接。
2.根据权利要求1所述的电池组的制造方法，其特征在于，
在从所述孔的边缘离开的位置对所述汇流条照射激光，若所述汇流条熔融到所述边缘，则停止所述激光的照射。
3.根据权利要求1所述的电池组的制造方法，其特征在于，
在所述中间区域处的焊接中，在从所述孔的边缘离开的位置对所述汇流条照射激光，若所述汇流条熔融到所述边缘，则停止所述激光的照射。
4.一种电池组的制造方法，所述电池组层叠有多个电池单元，所述电池单元的相邻的电池单元的电极由汇流条相连结，
所述汇流条具备比所述电极小的两个孔，并配置为使各个所述孔与各个所述电极重叠，
所述电池组的制造方法的特征在于，包括：
在从所述孔的边缘离开的位置对所述汇流条照射激光，若所述汇流条熔融到所述边缘，则停止所述激光的照射。
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