CN1167152C

CN1167152C - 电池的连接结构和连接方法

Info

Publication number: CN1167152C
Application number: CNB971192626A
Authority: CN
Inventors: �质��ƽ; 丸川修平; 吉井史彦; 生驹宗久
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JPH10106533A; DE69703523D1; US6120564A; US5900332A; EP0834943B1; CN1177844A; EP0834943A1; JP3312853B2; DE69703523T2

Abstract

本发明提供电耗少、机械强度好、连接单个电池构成蓄电池模块的电池间连接结构，是用连接构件串联连接第1与第2电池的电池连接结构体。该连接构件具有可将外壳嵌合于内侧的侧壁和与侧壁垂直的第2平面。焊接于电极构件用的第1突起设置于第2平面，焊接于外壳用的第2突起设置于壁面内侧表面，电极构件的第1突起抵住第1电池的第1平面同时焊接于其上，连接构件的侧壁嵌合于第1电池的外壳外侧，连接构件的第2突起抵住第2电池的外壳表面并焊接。

Description

电池的连接结构和连接方法

技术领域

本发明涉及电池，详细地说是涉及将一些单个电池串联连接得到所需要的输出电压的蓄电池模块的连接结构。为了把单个电池串联连接以形成能够得到所需要的输出电压的蓄电池模块，使用连接单个电池的连接件。

背景技术

图4是表示单个电池之间的连接结构的已有的例子的剖面图。

图5(a)与图5(b)是表示已有的连接件的例子的平面图和侧面图。

在图4中，第1单个电池A和第2单个电池B分别具备做成圆筒状的金属外壳111和与上述金属外壳电绝缘的一个端面上设置的金属电极110。

金属电极110兼作正极，金属外壳111兼作负极。凸出部114设置于金属电极110的中央，该凸出部114内设置用于排出电池内发生的气体的橡皮阀116。

将第1单个电池A的金属电极110与第2单个电池B的金属外壳111连接，以使第1单个电池A和第2单个电池B成串联连接。该串联连接是把连接件115焊接于所述金属电极110和金属外壳111上以进行连接的。

如图5所示，所述连接件115形成深度为两级台阶的圆形盘，在连接件115的中央形成开口117以避开上述金属电极110的凸出部114。连接件115的平面118的外表面焊接于第1单个电池A的金属电极110上，圆筒状部分119内侧表面焊接于第2单个电池B的外壳111。这样，使一些单个电池成串联连接，同时由机械连接构成输出所需电压的蓄电池模块。

在上述已有的结构中，连接件115与金属电极110的焊接是在连接件115的平面118与金属电极110之间通焊接电流进行点焊。在这种情况下，焊接电极之一抵住上述平面118，使另一电极抵住金属电极110的凸出部114。通常的点焊是把焊接部分夹压在两个焊接电极之间通以焊接电流，以此使电极之间夹压处熔化实现焊接。

但是，上述已有的例子中的连接电池没有夹压，因此许多电流作为连接件115与金属电极110的表面电流在焊接电极之间流动。因此，在连接件115使用厚度大的材料和材料电阻率小的情况下，存在焊接上的困难。在该状态下，在筒状部分119焊接于金属外壳111时也发生相同的问题。也就是说，在已有的结构中，在使用厚度大的材料和电阻率小的材料的连接件115的情况下，单个电池之间的连接电阻大，因此，在使用于大电流流过的电池之间的连接的情况下损失大。而且连接件115的机械强度也差，焊接强度也低，因此电池之间的机械连接强度也低，而且由于焊接电流流入凸出部114，设置于凸出部114内侧的橡皮阀116可能会由于发热而劣化。

发明内容

本发明的电池的连接结构体用连接构件将第1电池与第2电池串联连接而成。第1电池和第2电池分别具备：

(a)在内部设置多个功能要素构件，作为一个电极的容器形状的金属制外壳构件，以及

(b)设置于一个端面上并包含作为另一电极的第1平面的金属制电极构件，上述金属制电极构件与上述外壳构件电绝缘；

上述连接构件具有可将上述外壳构件嵌合于内侧的壁面，以及与上述壁面垂直的第2平面；

焊接于上述电极构件用的第1突起设置于上述第2平面，焊接于上述外壳构件用的第2突起设置于上述壁面内侧表面，上述连接构件的上述第2平面与上述第1电池的上述第1平面相对设置，上述连接构件的上述第1突起抵住上述第1电池的上述第1平面，同时通过焊接连接在一起，而上述连接构件的上述壁面内表面嵌合于上述第2电池的上述外壳构件的外侧，上述连接构件的上述第2突起抵住上述第2电池的上述外壳构件表面同时通过焊接连接在一起。

最好是上述外壳构件具有圆筒形状，上述连接构件具有可嵌合在上述圆筒形状的上述外壳构件外侧的圆筒部分，上述侧面是上述圆筒部分的侧壁。

最好是设置于上述连接构件的上述第1突起有多个，上述各突起分别设置在与上述第2平面部分同心的、上述第2平面部分上的一个圆上。

最好是设置于上述连接构件的第2突起有多个，上述各突起分别设置于以上述连接构件的中央为中心的一个圆上。

本发明是使用多个连接构件将多个电池串联连接的方法。上述各电池分别具备：

上述连接构件具有可将上述外壳构件嵌合于内侧的壁面，以及与上述壁面垂直的第2平面；焊接于上述电极构件用的第1突起设置于上述第2平面，焊接于上述外壳构件用的第2突起设置于上述壁面内侧表面，

上述方法具备：

(1)将上述连接构件的上述第2平面部分与上述第1电池的上述第1平面部分相对设置，以使上述连接构件的上述第1突起抵住上述第1电池的上述第1平面的工序、

(2)在上述连接构件与上述第1电池的上述第1平面部分之间加上电流，对上述第1突起与上述第1平面部分的第1接触部加以焊接的工序、

(3)将上述连接构件的上述壁面的内表面嵌合于上述第2电池的上述外壳构件外侧，使上述连接构件的上述第2突起抵住上述第2电池的上述外壳构件表面的工序、以及

(4)在上述连接构件与上述第2电池的上述外壳构件之间加以电流，对上述第2突起与上述外壳构件的第2接触部加以焊接的工序。

采用上述结构，连接件的平面部分焊接于第1电池的金属电极，连接件的外壁焊接于第2电池的外壳，因此连接件可以使用所有种类的材料，不管材料的厚度和电阻率如何，还能够提高焊接强度。而且，金属电极和金属外壳的焊接位置在一些相同的半径上，因此连接成的电流路径距离最短。从而，能够实现具备小连接电阻的电气连接和高机械强度的连接的电池间连接结构。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的电池连接结构的剖面图。

图2(a)、图2(b)和图2(c)是表示本发明一实施形态的电池连接结构使用的连接件的结构的平面图、侧面图和立体图。

图3是表示本发明一实施例的电池连接结构中的一些单个电池连接构成蓄电池模块的状态的立体图。

图4是表示已有的电池连接结构的剖面图。

图5(a)和图5(b)是表示已有的电池连接结构使用的连接件的结构的平面图和侧面图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明一实施形态的电池的连接结构加以说明。而下面的实施形态是将本发明具体化的一个例子，不构成对本发明的技术范围的限定。

表示本发明一实施例的电池连接结构的剖面图如图1所示。图1所示的电池连接结构中使用的连接件的平面图和侧面图以及立体图如图2(a)、图2(b)和图2(c)所示。

在图1中，第1电池100A和第2电池100B分别为同一种类、同一规格，呈圆柱形。电池100A和电池100B分别具备圆筒状的金属外壳11和与金属外壳11绝缘的、设置于一个端面上的金属电极10。金属电极10作正极，金属外壳11作负极。凸出部14设置于金属电极10的中央，在凸出部14内侧设置用于排出电池内产生的气体的橡皮阀16。第1电池100A的金属电极10与第2电池100B的金属外壳11用连接构件1连接。这样，第1电池100A与第2电池100B串联连接。

在图2(a)、图2(b)和图2(c)中，连接构件1具备圆筒部分4和设置于该圆筒部分4的一侧端面的平面5。亦即，连接构件1具有侧壁4和与该侧壁垂直的平面5。一些第2突起3设置于圆筒部分4的内圆周面上。这些第2突起3分别设置于一个圆周上，向圆筒部分4的中心方向突出。一些第1突起2设置于平面5的外表面上。这些第1突起2分别设置于一个圆周上。

连接构件是导电性的，由可焊接金属构成。连接构件1的圆筒部分4内侧设置第2电池100B，形成于圆筒4上的一些第2突起3抵住第2电池100B的金属外壳11的外表面，第2突起3与金属外壳11形成第2接触部。在连接构件1的平面5外表面一侧设置第1电池100A，平面5上形成的一些第1突起2抵住第1电池100A的金属电极10的外表面，第1突起2与金属电极10形成第1接触部。圆筒部分4上面形成切口6。在平面部分5上形成切槽7。该切槽7在连接构件1与金属电极10焊接时具有减少无功电流的效果。借助于该切槽7，可以提高第1接触部的发热效率，实现高效率的焊接。在连接构件1上形成的切口6具有在圆筒部分4嵌合于金属外壳11时产生使连接构件1的圆筒部分4向金属外壳11方向加压的弹力的功能。该连接构件1的弹力使得形成于连接构件1上的一些第2突起3与第2电池100B的金属外壳11的接触压力增加。因此可以提高第2接触部的发热效率，实现高效率的焊接。就这样构成第1电池100A与第2电池100B的连接构件。

下面说明第1电池100A与第2电池100B的连接方法。

首先将连接构件1的平面5的外表面焊接于第1电池100A的金属电极10上。亦即平面5放置于金属电极10上，在将平面5向金属电极10一侧加压的同时在连接构件1和金属电极10之间加以焊接电流。连接构件1在4个第1突起2之处被焊接于金属电极10上。亦即形成于平面5上的一些第1突起2与金属电极10相互接触。在这一接触状态下，在连接构件1和金属电极10之间加以电流时各第1突起2与金属电极10的接触部发热，同时利用该发热将各第1突起2与金属电极10焊接起来。

接着把第1电池100A的金属电极10上焊接的连接构件1的圆筒部分4内侧嵌合于第2电池100B的金属外壳11上。这时金属外壳11与这些第2突起3接触。在该接触状态下在金属外壳11与连接构件1之间加以焊接电流时，连接构件1在4个第2突起3之处同时与金属外壳11焊接在一起。

连接构件1就这样将第1电池100A与第2电池100B串联连接起来。对一些电池反复进行这样的连接，即得到如图3所示的、第3电池100C、第4电池100D、第5电池100E、第6电池100F串联连接的蓄电池模块8。

形成于连接构件1的一些第1突起2和一些第2突起3分别形成于相同的半径上，因此，第1电池100A与第2电池100B连接时的电流流过的路径是最短的。因此可以把形成连接构件1的材料的电阻造成的电力损耗降低至最小值。该电力损耗也可以用加大连接构件1板材厚度的方法使其降低。例如第1突起2与金属电极10的接触部或第2突起3与金属外壳11的接触部的电阻的实际测量值，在取材料厚度t＝0.18毫米时，电阻R＝0.0681毫欧姆；t＝0.30毫米时，电阻R＝0.0409毫欧姆；t＝0.40毫米时，电阻R＝0.0306毫欧姆。

这样，用增大连接构件1的材料厚度的方法能够减小接触部的电阻，从而可以得到电力损耗小的蓄电池模块8。而且由于可以使用大厚度的连接件，焊接部分的机械强度和电池之间的连接强度得到提高。

如上所述，由于采用本发明的结构，得到了下述效果。

(1)由于可以使用具有大厚度的连接构件，可以得到电力损耗小的电池模块。

(2)由于连接时电流流过的路径短，因此可以使连接电阻减小，可以得到电力损耗小的电池模块。并进而减少连接构件的电阻率对电力损耗的影响。

(3)由于能够使用大厚度的连接构件，连接的电池之间的机械强度得到提高，可以得到不容易受外力破坏的电池模块。

Claims

1.一种电池的连接结构体，用连接构件将第1电池与第2电池串联连接而成，其特征在于，上述第1电池和第2电池分别具备：

焊接于上述电极构件用的第1突起设置于上述第2平面，

焊接于上述外壳构件用的第2突起设置于上述壁面内侧表面，

上述连接构件的上述第2平面与上述第1电池的上述第1平面相对设置，上述连接构件的上述第1突起抵住上述第1电池的上述第1平面，同时通过焊接连接在一起，

而上述连接构件的上述壁面内表面嵌合于上述第2电池的上述外壳构件的外侧，上述连接构件的上述第2突起抵住上述第2电池的上述外壳构件表面同时通过焊接连接在一起。

2.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

上述外壳构件呈圆筒形状，

上述连接构件具有可嵌合于上述圆筒状的上述外壳构件外侧的圆筒部分，

上述壁面是上述圆筒部分的侧壁。

3.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

设置于上述连接构件上的第1突起是多个第1突起，

上述多个第1突起分别设置在与上述第2平面部分同心的、上述第2平面部分上的一个圆上。

4.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

设置于上述连接构件上的第2突起是多个第2突起，

上述多个第2突起分别设置于以上述连接构件的中央部分为中心的一个圆上。

5.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

上述连接构件具有形成于上述第2平面的切槽。

6.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

上述连接构件具有形成于上述壁面的切口。

7.根据权利要求1所述的电池的连接结构体，其特征在于，

还具备由多个连接构件连接于上述第2电池的多个电池，

上述多个电池中的各电池与上述第2电池具有相同的结构，

上述多个连接构件的各个构件与上述连接构件具有相同的结构，

上述各连接构件的所述第2平面部分与上述各电池的上述第1平面部分相对设置，上述电极构件的上述第1突起抵住上述各电池的上述第1表面，同时通过焊接连接在一起，而且

上述各连接构件的上述壁面内表面嵌入上述各电池的上述外壳构件的外侧，上述各连接构件的上述第2突起抵住上述各电池的上述外壳构件表面，同时通过焊接连接在一起，而且

上述多个电池通过上述多个连接构件串联连接。

8.根据权利要求7所述的电池的连接结构体，其特征在于，

上述外壳构件呈圆筒状，

上述各连接构件具有可嵌合于上述圆筒状的上述外壳构件外侧的圆筒部分，

上述壁面是上述圆筒部分的侧壁。

9.根据权利要求7所述的电池的连接结构体，其特征在于，

设置于上述各连接构件上的第1突起是多个第1突起，

上述多个第1突起分别设置在与上述第2平面部分同心的、上述第2平面部分上的一个圆上，

设置于上述各连接构件上的第2突起是多个第2突起，

10.根据权利要求7所述的电池的连接结构体，其特征在于，

上述连接构件具有形成于上述第2平面部分的切槽和形成于上述壁面的切口。

11.一种用连接构件串联连接第1电池与第2电池的电池连接方法，其特征在于，上述第1电池和第2电池分别具备：

上述方法具备：

12.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，

上述外壳构件呈圆筒形状，

上述壁面是上述圆筒部分的侧壁。

13.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，

设置于上述连接构件上的第1突起是多个第1突起，

在上述连接构件与上述第1电池的上述第1平面部分之间加以电流时，上述多个第1突起的各突起与上述第1平面部分的各第1接触部发热同时焊接在一起。

14.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，

设置于上述连接构件上的第2突起是多个第2突起，

上述多个第2突起分别设置于以上述连接构件的中央部分为中心的一个圆上，

在上述连接构件与上述第2电池的上述外壳构件之间加以电流时，上述多个第2突起的各突起与上述外壳构件的各第2接触部发热同时焊接在一起。

15.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，

上述连接构件具有形成于上述第2平面部分的切槽，

借助于该切槽，在上述连接构件与上述第1电池的上述第1平面部分之间加以电流时，可以减少流向上述第1接触部的上述电流的无功电流，因此，可以提高所述第1接触部的发热效率，实现高效率的焊接。

16.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，

上述连接构件具有形成于上述壁面的切口，

借助于上述切口，使上述连接构件的上述壁面与上述第2电池的上述外壳构件之间的上述第2接触部的接触力增大，在上述连接构件与上述外壳构件之间加以电流时，流向上述第2接触部的上述电流的无功电流减少，因此提高上述第2接触部的发热效率，实现高效率的焊接。

17.根据权利要求11所述的电池连接方法，其特征在于，还具备

(5)用多个连接构件对连接于上述第2电池的多个电池进行连接的工序，

上述多个电池中的各电池与上述第2电池具有相同的结构，

上述(5)的工序反复实行上述(1)～(4)的工序。

18.根据权利要求17所述的电池连接方法，其特征在于，

上述外壳构件呈圆筒状，

上述壁面是上述圆筒部分的侧壁。

19.根据权利要求17所述的电池连接方法，其特征在于，

设置于上述各连接构件上的第1突起是多个第1突起，

上述多个第1突起的各突起分别设置在与上述第2平面部分同心的、上述第2平面部分上的一个圆上，

在上述连接构件与上述各电池的上述第1平面部分之间加以电流时，上述多个第1突起的各突起与上述第1平面部分的各第1接触部发热同时焊接在一起，

设置于上述各连接构件上的第2突起是多个第2突起，

上述多个第2突起的各突起分别设置于以上述各连接构件的中央部分为中心的一个圆上，

在上述各连接构件与上述各电池的上述外壳构件之间加以电流时，上述多个第2突起的各突起与上述外壳构件的各第2接触部发热同时焊接在一起。