DE102018123974A1 - BATTERIESCHWEIßNAHTMODUL FÜR SEKUNDÄRBATTERIEN - Google Patents

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Ji Hoon Lim
Kwan Yong Kim
Tae Gu LEE
Jae II Hwang
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SK Innovation Co Ltd
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Abstract

Bereitgestellt wird ein Batteriemodul für eine Sekundärbatterie. Das Batteriemodul umfasst eine Sammelschiene für den Anschluss von Elektrodenlaschen. Gemäß exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann in einem Batteriemodul für eine Sekundärbatterie eine Dicke eines geschweißten Abschnitts unter Beibehaltung einer Gesamtquerschnittsfläche einer Sammelschiene reduziert werden, wenn Elektrodenlaschen jeder Sekundärbatterie durch ein Laserschweißen in Reihe oder parallel miteinander verbunden sind. Somit kann das Batteriemodul eine verbesserte Schweißqualität aufweisen und auch einen Effekt haben, dass es auf eine Hochleistungsbatterie oder eine Batterie anwendbar ist, die über einen längeren Zeitraum verwendet wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die folgende Offenbarung bezieht sich auf ein Batteriemodul für eine Sekundärbatterie, insbesondere auf ein Batteriemodul für eine Sekundärbatterie, das eine Sammelschiene für den Anschluss von Elektrodenlaschen umfasst.
  • HINTERGRUND
  • In letzter Zeit ziehen Elektrofahrzeuge, die emissionsfreie Fahrzeuge sind, Aufmerksamkeit auf sich, um Luftverschmutzung durch schädliche Komponenten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu verhindern.
  • Im Wesentlichen ist eine Sekundärbatterie mit einer hohen Leistung, wie beispielsweise einer hohen Energiedichte, einer hohen Leistungsdichte, einer langen Lebensdauer, einer Gewichtsreduzierung und dergleichen für das Fahren eines Elektrofahrzeugs unerlässlich. Zu diesem Zweck werden Blei-Sekundärbatterien, Lithium-Sekundärbatterien, Alkalisekundärbatterien, Metall-Luftsekundärbatterien, Brennstoff-Sekundärbatterien und dergleichen entwickelt oder verwendet. Da eine Leistung einer einzelnen Sekundärbatterie unzureichend ist, werden außerdem eine Vielzahl von Sekundärbatterien in Reihe geschaltet und konfiguriert und verwendet, um eine Spannung von einigen hundert Volt zu erzeugen. In jeder der Sekundärbatterien sind im Allgemeinen ein Anschluss einer positiven Elektrode und ein Anschluss einer negativen Elektrode fixiert und befestigt, und eine Vielzahl von Sekundärbatterien sind in einem Einsatz integriert und werden verwendet.
  • Somit sind in einer einzigen großvolumigen Sekundärbatterie (im Folgenden „Batterie“ genannt) eine Vielzahl von Batteriezellen in Reihe oder parallel miteinander verbunden.
  • Hier umfasst die Batterie Elektrodenlaschen, die zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Zellen ausgebildet sind und eine Sammelschiene wird verwendet, um die Elektrodenlaschen in Reihe oder parallel miteinander zu verbinden. Die Sammelschiene ist eine Art von Vorrichtungen zum direkten oder indirekten Verbinden von Elektrodenlaschen miteinander und wird verwendet, um Elektrodenlaschen mittels Laserschweißen, Ultraschall- oder Punktschweißen oder mit Befestigungsmitteln wie Schrauben, Nieten und dergleichen zu verbinden.
  • In letzter Zeit wird ein Verbindungsverfahren unter Verwendung eines Befestigungsmittels mit erhöhtem Gewicht und einer Schwierigkeit bei der Sicherung eines Raumes vermieden, und ein Verbindungsverfahren unter Verwendung eines Laserschweißverfahrens, das Zeit spart und unter den Schweißverfahren in Bezug auf die Schweißqualität ausgezeichnet ist, gewinnt an Aufmerksamkeit.
  • Laserschweißen bezieht sich auf ein Verfahren des Bestrahlens eines Lasers auf ein Paar von Schweißzielen, die in einem Zustand zu schweißen sind, in dem die Schweißziele einander gegenüberliegen, und zum Schmelzen eines Abschnitts, in dem die Schweißziele miteinander in Kontakt stehen, so dass die Schweißziele miteinander verbunden sind.
  • 1 zeigt unterdessen eine Konfiguration, bei der eine Sammelschiene mit den Oberseiten der Elektrodenlaschen in einem Zustand, in dem die Elektrodenlaschen gebogen und verbunden sind, lasergeschweißt wird.
  • Da Schweißen durch Bestrahlung eines Lasers auf einer Seite einer Sammelschiene bei dem obigen Schweißverfahren durchgeführt wird, verringert sich die Schweißqualität, wenn eine Dicke der Sammelschiene größer als eine Dicke einer Elektrodenlasche ist. Daher muss die Sammelschiene so konfiguriert werden, dass sie schmal ist. Wenn jedoch die Dicke der Sammelschiene abnimmt, tritt ein Problem auf, dass es nicht möglich ist, die Sammelschiene an einer Hochleistungsbatterie oder einer über einen längeren Zeitraum verwendeten Batterie anzubringen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist darauf gerichtet, ein Batteriemodul für eine Sekundärbatterie bereitzustellen, das eine Laserschweißqualität durch Verringerung der Dicke eines geschweißten Abschnitts einer Sammelschiene erhöhen kann und das auch für eine Batterie anwendbar sein kann, die eine hohe Kapazität aufweist und die über einen langen Zeitraum verwendet wird, indem es ermöglicht wird, eine Gesamtquerschnittsfläche der Sammelschiene beizubehalten, indem ein Sammelschienenschweißschema unter Biegen einer Elektrodenlasche angewendet wird.
  • In einem allgemeinen Aspekt wird ein Batteriemodul für eine Sekundärbatterie bereitgestellt, wobei das Batteriemodul eine Vielzahl von Sekundärbatterien und Elektrodenlaschen aufweist, die sich von jeder der Sekundärbatterien erstrecken und miteinander verschweißt sind, wobei das Batteriemodul eine Sammelschiene umfasst, die in engem Kontakt mit einem Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt angeordnet ist, um ein Laserschweißen einer Elektrodenlasche und einer benachbarten Elektrodenlasche durchzuführen, wobei die Sammelschiene eine Schweißnaht umfasst, die so ausgebildet ist, dass sie in einem lasergeschweißten Abschnitt eingelassen werden kann, und wobei eine durchschnittliche Dicke der Sammelschiene größer als eine Dicke der Elektrodenlasche ist, und eine Dicke einer Seite der Sammelschiene, in der die Schweißnaht ausgebildet ist, kleiner als die Dicke der Elektrodenlasche ist.
  • Im Batteriemodul können eine Vielzahl von Elektrodenlaschen mit einer Sammelschiene verbunden sein und es kann mindestens eine Schweißnaht ausgebildet sein.
  • Ein lasergeschweißter Abschnitt der Schweißnaht kann entlang der Elektrodenlasche ausgebildet werden.
  • Das Batteriemodul kann bei einem Batteriemodul, das eine Pouch-Zelle umfasst, in die eine Elektrodenlasche vorsteht, angewendet werden.
  • Die Elektrodenlasche und die benachbarte Elektrodenlasche können so gebogen werden, dass sie im Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt einander gegenüberliegen. Wenn die Elektrodenlasche aus einer Oberseite einer Sekundärbatterie herausragt, kann die Sammelschiene so angeordnet werden, dass sie einer Oberseite des Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitts zugewandt ist. Der Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt und die Sammelschiene können mit einem Laser geschweißt werden, der von einem Laserstrahler bestrahlt wird, der sich oberhalb der Sammelschiene befindet.
  • Die Schweißnaht kann so geformt werden, dass sie eine vorbestimmte Weite in Längsrichtung der Elektrodenlasche aufweist.
  • Die Schweißnaht kann so geformt werden, dass beide Längsendabschnitte der Schweißnaht nach innen um einen vorbestimmten Abstand von den Endabschnitten der Sammelschiene beabstandet sein können.
  • Die Sammelschiene kann ferner eine Wärmeableitungsnut umfassen, die so ausgebildet ist, dass sie angrenzend an die Schweißnaht eingelassen wird.
  • Ein Querschnitt der Schweißnaht kann eine rechteckige Form oder eine trapezförmige Form mit einer nach unten abnehmenden Breite aufweisen.
  • Die Wärmeableitungsnut kann einen unebenen Abschnitt aufweisen, der auf einer Innenfläche ausgebildet ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Verbindung von Elektrodenlaschen unter Verwendung eines konventionellen Laserschweißens darstellt.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine typische Sekundärbatterie darstellt.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Verbindung von Elektrodenlaschen unter Verwendung eines Laserschweißens gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht darstellt, in der eine Laserschweißperle gebildet wird (einreihiges Schweißen).
    • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht veranschaulicht, in der Laserschweißperlen gebildet werden (zweireihiges Schweißen).
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sammelschiene gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 8 ist eine Draufsicht, die eine Sammelschiene gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 7.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' von 7.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht und eine Wärmeableitungsnut gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 12A bis 12C sind Draufsichten, die Sammelschienen nach verschiedenen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Sekundärbatterie, die eine Grundkonfiguration eines Batteriemoduls ist, wird kurz beschrieben, bevor ein Batteriemodul gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird.
  • 2 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die eine gewöhnliche Sekundärbatterie 1 darstellt.
  • Wie in der Abbildung dargestellt, umfasst die Sekundärbatterie 1 eine Elektrodenanordnung 10, ein Gehäuse 2, das einen Raum bietet, in dem die Elektrodenanordnung 10 untergebracht ist, und einen nichtwässrigen Elektrolyten (nicht dargestellt), der das Gehäuse 2 füllt. In der Elektrodenanordnung 10 können eine Vielzahl von positiven Elektrodenplatten und eine Vielzahl von negativen Elektrodenplatten abwechselnd gestapelt und durch einen Separator getrennt werden. Jede der positiven Elektrodenplatten und der negativen Elektrodenplatten überträgt oder empfängt einen Strom über die Elektrodenlaschen 13 und 14, die zur Außenseite des Gehäuses 2 exponiert sind. Obwohl beide Elektrodenlaschen 13 und 14 auf einer Seite des Gehäuses 2 in einer Konfiguration der Sekundärbatterie 1 wie in der Abbildung gezeigt angeordnet sind, können die Elektrodenlaschen 13 und 14 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 ausgebildet sein.
  • Da eine Leistung einer solchen einzelnen Sekundärbatterie unzureichend ist, werden eine Vielzahl von Sekundärbatterien in Reihe geschaltet und konfiguriert und verwendet, um eine Spannung von einigen hundert Volt zu erzeugen. So wird eine Anordnung, in der eine Vielzahl von Sekundärbatterien, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert sind, in Reihe oder parallel geschaltet sind, als Batteriemodul bezeichnet.
  • Nachfolgend wird ein Batteriemodul 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie vorstehend beschrieben, unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Batteriemodul 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Verfahren zum Verbinden von Elektrodenlaschen 120 des Batteriemoduls 100 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung eines Laserschweißens darstellt.
  • Wie in der Abbildung dargestellt, werden im Batteriemodul 100 eine Vielzahl von Sekundärbatterien 110 gestapelt, und Elektrodenlaschen 120, die in jeder der Sekundärbatterien 110 enthalten sind, werden unter Verwendung einer Sammelschiene 150 verbunden. Das Batteriemodul 100 gemäß der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform ist konfiguriert, um ein Gewicht und ein Volumen des Batteriemoduls 100 durch Minimierung einer Anzahl von Sammelschienen 150 zu reduzieren. Nachdem somit ein Paar zu verbindender Elektrodenlaschen 120 einander zugewandt gebogen ist, wird die Sammelschiene 150 über einem Elektrodenlaschenbiegeabschnitt 121 angeordnet, und die Sammelschiene 150 und der Elektrodenlaschenbiegeabschnitt 121 werden unter Verwendung eines Laserschweißens verbunden, so dass das Batteriemodul 100 konfiguriert ist.
  • Hier ist die Sammelschiene 150 gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert, um eine Schweißnaht 151 aufzunehmen, die von einer Oberseite nach innen eingelassen ist, um eine Laserschweißqualität zu verbessern. Mit anderen Worten, wie in 4 dargestellt, ist eine durchschnittliche Dicke der Sammelschiene 150 so konfiguriert, dass sie größer ist als eine Dicke einer Elektrodenlasche 120, so dass die Sammelschiene 150 für eine hochleistungsfähige Sekundärbatterie anwendbar ist. Auch ist eine Dicke der Sammelschiene 150, in der die Schweißnaht 151 ausgebildet ist, so konfiguriert, dass sie kleiner oder gleich einer Dicke einer Elektrodenlasche 120 ist, um eine Verringerung der Laserschweißqualität zu verhindern. Insbesondere wird die Schweißnaht 151 lokal nur in einem geschweißten Abschnitt einer Elektrodenlasche 120 ausgebildet, um eine Verringerung der durchschnittlichen Dicke der Sammelschiene 150 zu minimieren, und ein Laserschweißen wird durch die Schweißnaht 151 durchgeführt, um eine Schweißqualität zu verbessern.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht 151 darstellt, in der eine Laserschweißperle während eines einreihigen Schweißens gebildet wird, und 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht 151 darstellt, in der Laserschweißperlen während eines zweireihigen Schweißens gebildet werden.
  • Wie in den Abbildungen dargestellt, kann beim einreihigen Schweißen eine Breite w1 der Schweißnaht 151 zwischen 2 Millimetern (mm) und 5 mm liegen. Wenn die Breite w1 der Schweißnaht 151 kleiner als 2 mm ist, ist es nicht einfach, einen Raum für die Bildung einer Perle durch eine Schweißung zu sichern, und dementsprechend ist eine Verschlechterung der Schweißqualität zu berücksichtigen. Wenn die Breite w1 der Schweißnaht 151 größer als 5 mm ist, wird ein Effekt der Vergrößerung einer Querschnittsfläche der Sammelschiene 150 im Vergleich zur Schweißnaht 151 vernachlässigbar.
  • Während des zweireihigen Schweißens kann die Breite w2 der Schweißnaht 151 zwischen 6 mm und 8 mm betragen. Beim zweireihigen Schweißen wird die Schweißnaht 151 so geformt, dass sie breiter ist, ohne dass die Breite im Verhältnis zum einreihigen Schweißen größer wird, da ein Intervall iv zwischen den Perlen, die während des zweireihigen Schweißens entstehen, berücksichtigt werden muss.
  • Im Folgenden wird eine Form der oben beschriebenen Sammelschiene 150 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anhand der Abbildungen detailliert beschrieben.
  • 7 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die eine Sammelschiene 150 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 8 ist eine Draufsicht, die eine Sammelschiene 150 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Die 9 und 10 sind Querschnittsansichten der Sammelschiene 150. 9 ist eine Querschnittsansicht der Sammelschiene 150, aufgenommen in einer Breitenrichtung einer Schweißnaht 151, und 10 ist eine Querschnittsansicht der Sammelschiene 150, aufgenommen in einer Längsrichtung der Schweißnaht 151.
  • Wie in den Abbildungen dargestellt, hat die Sammelschiene 150 die Form einer Platte mit einer vorgegebenen Dicke. Als ein Beispiel kann die Sammelschiene 150 eine Platte sein. Auch kann die Sammelschiene 150 aus einem metallischen Material als Beispiel für ein leitfähiges Material gebildet werden. Die Sammelschiene 150 umfasst eine Vielzahl von Schweißnähten 151 und eine Vielzahl von Wärmeableitungsnuten 152.
  • Eine Schweißnaht 151 ist konfiguriert, um von einer Oberseite der Sammelschiene 150 nach unten eingelassen zu werden, und ist in Längsrichtung einer Elektrodenlasche 120 mit einer vorbestimmten Breite ausgebildet. Im Besonderen bezieht sich die Längsrichtung der Elektrodenlasche 120 auf eine Richtung parallel zu einem Kantenabschnitt einer Sekundärbatterie 110, aus der die Elektrodenlasche 120 herausragt. Schweißnähten 151 sind einzeln in einer Elektrodenlasche 120 einer Sekundärbatterie 110, die auf einer Seite der Sammelschiene 150 angeordnet ist, und in einer Elektrodenlasche 120' einer Sekundärbatterie 110', die auf einer anderen Seite der Sammelschiene 150 angeordnet ist, ausgebildet.
  • So kann, wie in 8 dargestellt, eine entlang der Schweißnaht 151 gebildete Laserschweißperle in einer geraden Linie in Längsrichtung einer Elektrodenlasche 120 gebildet werden. Durch die vorstehend beschriebene Bildung der Laserschweißperle in gerader Linie in Längsrichtung der Elektrodenlasche 120 ist es möglich, Elektrodenlaschen sicher zu verbinden und eine Schweißqualität zu verbessern.
  • Außerdem sind beide Längsendabschnitte der Schweißnaht 151 um einen vorgegebenen Abstand von den Enden der Sammelschiene 150 nach innen beabstandet, so dass die Schweißnaht 151 nur an einem Schweißabschnitt lokal ausgebildet ist, wodurch eine Reduzierung einer durchschnittlichen Dicke der Sammelschiene 150 minimiert wird.
  • In der Sammelschiene 150 kann zusätzlich zur Schweißnaht 151 eine Wärmeableitungsnut 152 mit einer ähnlichen Form wie die der Schweißnaht 151 ausgebildet werden. Die Wärmeableitungsnut 152 ist so konfiguriert, dass sie von der Oberseite der Sammelschiene 150 nach unten eingelassen ist, und sie ist angrenzend an die Schweißnaht 151 in Längsrichtung der Schweißnaht 151 ausgebildet, um eine vorbestimmte Breite zu haben. Die Wärmeableitungsnut 152 ist konfiguriert, um eine Kühlleistung der Sammelschiene 150 durch Vergrößerung einer Fläche der Oberseite der Sammelschiene 150 zu verbessern.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schweißnaht 151 und eine Wärmeableitungsnut 152 gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in der Abbildung dargestellt, ist eine Schweißnaht 151a, die im Wesentlichen eine rechteckige Form aufweist, als Schweißnaht 151 ausgebildet. Darüber hinaus kann eine Schweißnaht 151b mit trapezförmiger Form gebildet werden, um eine Abnahme der Dicke der Sammelschiene 150 zu reduzieren. Die Schweißnaht 151b hat eine nach unten abnehmende Breite. Darüber hinaus kann eine Schweißnaht 151c mit in der Form eines „V“ gebildet werden, um die Abnahme der Dicke der Sammelschiene 150 extrem zu reduzieren.
  • Darüber hinaus kann die Wärmeableitungsnut 152 weiterhin einen unebenen Abschnitt 152a umfassen, der auf einer Innenfläche ausgebildet ist, um eine weitere Vergrößerung der Oberfläche zu erreichen, wie in der Abbildung dargestellt.
  • Die 12A bis 12C sind Draufsichten, die die Sammelschienen 150 nach verschiedenen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen. Eine in der Sammelschiene 150 ausgebildete Schweißnaht 151 weist im Wesentlichen eine rechteckige ebene Form auf, wie vorstehend beschrieben. In einem Beispiel können jedoch beide Enden einer Schweißnaht 151a halbkugelförmige planare Formen aufweisen, wie in 12A dargestellt.
  • In einem weiteren Beispiel können beide Enden einer Schweißnaht 151b elliptische ebene Formen aufweisen, wie in 12B dargestellt.
  • In noch einem weiteren Beispiel können beide Enden einer Schweißnaht 151c quadratische ebene Formen aufweisen, wie in 12C dargestellt.
  • Eine Schweißnaht mit den oben beschriebenen Formen hat den Effekt, dass sie eine Querschnittsfläche der Sammelschiene 150 im Vergleich zu einer Schweißnaht mit rechteckigem Querschnitt vergrößert.
  • Gemäß exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann in einem Batteriemodul für eine Sekundärbatterie eine Dicke eines geschweißten Abschnitts unter Beibehaltung einer Gesamtquerschnittsfläche einer Sammelschiene reduziert werden, wenn Elektrodenlaschen jeder Sekundärbatterie durch Laserschweißen in Reihe oder parallel geschaltet werden. Somit kann das Batteriemodul eine verbesserte Schweißqualität aufweisen und sich auch auf eine Hochleistungsbatterie oder eine Batterie auswirken, die über einen längeren Zeitraum verwendet wird.
  • Die vorliegende Offenbarung sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie sich auf die oben genannte exemplarische Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedene Bereiche angewendet und von Fachleuten unterschiedlich modifiziert werden, ohne vom Wesen der in den Ansprüchen beanspruchten Offenbarung abzuweichen. Daher ist es für den Fachmann offensichtlich, dass diese Änderungen und Modifikationen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
  • 100:
    Batteriemodul
    110:
    Sekundärbatterie
    120:
    Elektrodenlasche
    150:
    Sammelschiene
    151:
    Schweißnaht
    152:
    Wärmeableitungsnut

Claims (10)

  1. Batteriemodul mit einer Vielzahl von Sekundärbatterien und Elektrodenlaschen, die sich von jeder der Sekundärbatterien erstrecken und miteinander verschweißt sind, wobei das Batteriemodul umfasst: eine Sammelschiene, die in engem Kontakt mit einem Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt angeordnet ist, um ein Schweißen einer Elektrodenlasche und einer benachbarten Elektrodenlasche durchzuführen, wobei die Sammelschiene eine Schweißnaht umfasst, die so ausgebildet ist, dass sie in einem Schweißabschnitt eingelassen werden kann, und wobei eine durchschnittliche Dicke der Sammelschiene größer als eine Dicke der Elektrodenlasche ist und eine Dicke der Sammelschiene, in der die Schweißnaht ausgebildet ist, kleiner als oder gleich der Dicke der Elektrodenlasche ist.
  2. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei im Batteriemodul eine Vielzahl von Elektrodenlaschen mit einer Sammelschiene verbunden sind und mindestens eine Schweißnaht ausgebildet ist.
  3. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei der geschweißte Abschnitt der Schweißnaht entlang der Elektrodenlasche ausgebildet ist.
  4. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei das Batteriemodul auf ein Batteriemodul angewendet wird, das eine Pouch-Zelle umfasst, in der eine Elektrodenlasche vorsteht.
  5. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei im Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt die Elektrodenlasche und die benachbarte Elektrodenlasche so gebogen sind, dass sie einander gegenüberliegen, wenn die Elektrodenlasche aus einer Oberseite einer Sekundärbatterie herausragt, die Sammelschiene einer Oberseite des Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitts zugewandt angeordnet ist, und der Elektrodenlaschen-Anschlussabschnitt und die Sammelschiene mit einem Laser verschweißt werden, der von einem Laserstrahler bestrahlt wird, der sich oberhalb der Sammelschiene befindet.
  6. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Schweißnaht so ausgebildet ist, dass sie in einer Längsrichtung der Elektrodenlasche eine vorbestimmte Breite aufweist.
  7. Batteriemodul nach Anspruch 6, wobei die Schweißnaht so ausgebildet ist, dass beide Längsendabschnitte der Schweißnaht nach innen um einen vorbestimmten Abstand von den Endabschnitten der Sammelschiene beabstandet sind.
  8. Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Sammelschiene ferner eine Wärmeableitungsnut umfasst, die so ausgebildet ist, dass sie angrenzend an die Schweißnaht eingelassen werden kann.
  9. Batteriemodul nach Anspruch 6, wobei ein Querschnitt der Schweißnaht eine rechteckige Form oder eine trapezförmige Form mit einer nach unten abnehmenden Breite aufweist.
  10. Batteriemodul nach Anspruch 8, wobei die Wärmeableitungsnut einen unebenen Abschnitt aufweist, der auf einer Innenfläche ausgebildet ist.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102663541B1 (ko) * 2018-06-12 2024-05-03 현대자동차주식회사 수냉각 방식 배터리
EP3736873A1 (de) * 2019-05-10 2020-11-11 Andreas Stihl AG & Co. KG Akkupack, bearbeitungssystem und verfahren zur herstellung eines akkupacks
CN111244376A (zh) * 2020-01-12 2020-06-05 泰州天科电源系统有限公司 软包锂电池串并联一体化连接方式
CN111872603A (zh) * 2020-07-08 2020-11-03 孙祺 一种串联电池极片焊接设备
KR20220046992A (ko) 2020-10-08 2022-04-15 율촌화학 주식회사 방열 실란트 필름, 이를 포함하는 셀 파우치 및 그 제조 방법
JP7459012B2 (ja) * 2021-04-23 2024-04-01 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 ラミネートセルの接続構造、組電池およびラミネートセルの接続方法
CN114388986A (zh) * 2022-01-21 2022-04-22 中能易电新能源技术有限公司 电池模组中的汇流排、激光焊接电池模组及激光焊接方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3613445B2 (ja) * 1999-05-18 2005-01-26 矢崎総業株式会社 バッテリ接続プレート
KR100659856B1 (ko) * 2005-04-27 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
KR101140449B1 (ko) * 2007-09-19 2012-04-30 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지 모듈팩
US8815429B2 (en) * 2009-01-12 2014-08-26 A123 Systems Llc Busbar supports and methods of their use for battery systems
CN103165837B (zh) 2011-12-16 2017-12-22 株式会社杰士汤浅国际 蓄电装置及其制造方法以及该蓄电装置中使用的汇流条
KR101298849B1 (ko) 2011-12-28 2013-08-23 에이치엘그린파워 주식회사 배터리모듈의 하우징 구조
KR20150031093A (ko) * 2013-09-13 2015-03-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지모듈
JP2015099759A (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社東芝 組電池用バスバーおよび組電池
KR102140212B1 (ko) * 2014-02-07 2020-07-31 삼성에스디아이 주식회사 배터리모듈 및 그 제조방법
KR102214538B1 (ko) 2014-05-30 2021-02-09 에스케이이노베이션 주식회사 단위전지모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
KR102381777B1 (ko) * 2015-02-25 2022-04-01 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20170002169A (ko) * 2015-06-29 2017-01-06 최대규 사용자 인증 패턴을 이용한 사용자 인증 시스템 및 사용자 인증 패턴 정의 방법
KR101717115B1 (ko) 2015-08-17 2017-03-16 한국단자공업 주식회사 전기적 연결용 버스바조립체
KR20170021697A (ko) * 2015-08-18 2017-02-28 한국단자공업 주식회사 고전압용 버스바조립체
JP6579375B2 (ja) * 2015-10-23 2019-09-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール、検知端子及び検知端子の製造方法
US10532423B2 (en) * 2015-12-09 2020-01-14 Lg Chem, Ltd. Battery pack and method for manufacturing the same
JP6635294B2 (ja) * 2015-12-15 2020-01-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 バスバー及び蓄電モジュール

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