DE112021005958T5

DE112021005958T5 - Sekundärbatterie, batteriemodul und elektrischer verbraucher

Info

Publication number: DE112021005958T5
Application number: DE112021005958.0T
Authority: DE
Inventors: Yongjun Li; Juntai Lu; Shengli Chen
Original assignee: Jiangsu Zenergy Battery Technologies Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zenergy Battery Technologies Co Ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-09-14
Also published as: WO2023005005A1; CN113314810A; US20240222825A1

Abstract

Eine Sekundärbatterie, ein Batteriemodul und ein elektrischer Verbraucher, wobei die Sekundärbatterie eine Deckelplatte (1), eine Zellenbaugruppe und ein zwischen der Deckelplatte (1) und der Zellenbaugruppe angeordnetes Isolierelement (9), das die Zellenbaugruppe und die Deckelplatte (1) isoliert, umfasst; mindestens eine Zellenbaugruppe, wobei die Zellenbaugruppe einen Batteriezellenrumpf (3) und an dem Batteriezellenrumpf (3) angeordnete Polfahnen (4) besitzt; Pole (2), wobei die Pole (2) die Deckelplatte (1) und das Isolierelement (9) durchdringen und mit den Polfahnen (4) verbunden sind; die unteren Enden der Pole (2) erstrecken sich entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements (9) und bilden Erweiterungsteile (20), wobei die Erweiterungsteile (20) fest mit den Polfahnen (4) verbunden sind. Dies spart Adapterstücke ein und vereinfacht die Herstellung der Einzelteile und das Verfahren, was vorteilhaft für das Reduzieren der Produktionskosten ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung fordert den Vorrang über die am 29.7.2021 beim Patentamt der Volksrepublik China mit der Anmeldungsnummer 202110861110.7 und der Bezeichnung der Erfindung „Sekundärbatterie, Batteriemodul und elektrischer Verbraucher“ eingereichte Patentanmeldung für die Volksrepublik China, deren gesamter Inhalt durch Zitieren mit der vorliegenden Anmeldung kombiniert wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung ist dem technischen Gebiet der Batterien zuzuordnen und betrifft konkret eine Sekundärbatterie, ein Batteriemodul und einen elektrischen Verbraucher.
STAND DER TECHNIK
Mit der Entwicklung moderner Gesellschaften und einem stärker werdenden Umweltbewusstsein werden für immer mehr Geräte Lithiumbatterien als Stromquelle gewählt, beispielsweise für Mobiltelefone, Notebook-Computer, Elektrowerkzeuge, Elektrofahrzeuge usw. Dies eröffnet einen breiten Raum für die Anwendung und Entwicklung von Lithiumbatterien. Dabei werden die von Elektrowerkzeugen und elektrischen Kraftfahrzeugen usw. verwendeten Lithiumbatterien normalerweise als Antriebsbatterien bezeichnet. Das Verschweißen der Polfahnen der Batteriezellen über Adapterstücke mit den Polen wird seit jeher bei der Anordnung von Antriebsbatteriedeckeln weitläufig eingesetzt.
Bei derzeitigen Strukturen werden die Polfahnen der Batteriezellen zuerst mit den Adapterstücken verschweißt und anschließend am unteren Teil der Pole des Deckels platziert und per Laser verschweißt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird, aber die Kosten für diese Struktur sind hoch und die Arbeitsschritte zahlreich. Außerdem erhöht die Dicke der Adapterstücke den Raum in den Batteriezellen.
INHALT DER ERFINDUNG
Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung lautet wie folgt: Im Hinblick auf die Unzulänglichkeiten der derzeitigen Technik wird eine Sekundärbatterie bereitgestellt, bei der die Adapterstücke eingespart und die Herstellung der Einzelteile und das Verfahren vereinfacht werden, was vorteilhaft für das Reduzieren der Produktionskosten ist.
Um das oben beschriebene Ziel zu verwirklichen, nutzt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen:

eine Sekundärbatterie, die eine Deckelplatte, eine Zellenbaugruppe und ein zwischen der Deckelplatte und der Zellenbaugruppe angeordnetes Isolierelement, das die Zellenbaugruppe und die Deckelplatte isoliert, umfasst; mindestens eine Zellenbaugruppe,
wobei die Zellenbaugruppe einen Batteriezellenrumpf und an dem Batteriezellenrumpf angeordnete Polfahnen besitzt; Pole, wobei die Pole die Deckelplatte und das Isolierelement durchdringen und mit den Polfahnen verbunden sind; die unteren Enden der Pole erstrecken sich entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements und bilden Erweiterungsteile, wobei die Erweiterungsteile fest mit den Polfahnen verbunden sind.

Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung isoliert das Isolierelement die Deckelplatte von den Erweiterungsteilen, und die Erweiterungsteile erstrecken sich in der Breitenrichtung Y der Deckelplatte.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Erweiterungsteile in der Längenrichtung X der Deckelplatte.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung umfasst das Isolierelement einen hochtemperaturbeständigen Teil, wobei der hochtemperaturbeständige Teil über den Erweiterungsteilen angeordnet ist und der hochtemperaturbeständige Teil aus hochtemperaturbeständigem Material gefertigt ist.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung sind das Isolierelement und der hochtemperaturbeständige Teil einstückig oder mehrstückig konfiguriert.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung ist an den an die Zellenbaugruppe angrenzenden Enden der Pole eine Nut angeordnet.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung deckt die untere Oberfläche des hochtemperaturbeständigen Teils einen ersten Schweißspurbereich ab.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung umfassen die Polfahnen der Reihe nach verbunden einen ersten Verbindungsteil und einen ersten Biegeteil, wobei der erste Biegeteil mit dem Batteriezellenrumpf und dem ersten Verbindungsteil verbunden ist und der erste Verbindungsteil fest mit dem jeweiligen Erweiterungsteil verbunden ist.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung bilden die Erweiterungsteile und die Polfahnen mittels Verschweißen einen ersten Schweißspurbereich, wobei das Verhältnis der Fläche des ersten Schweißspurbereichs und der Fläche der unteren Oberfläche des Erweiterungsteils kleiner als 0,95 ist; der horizontale Abstand zwischen dem Rand des ersten Schweißspurbereichs und dem Rand des Erweiterungsteils beträgt 0,25 mm bis 20 mm; die untere Oberfläche des Erweiterungsteils wird durch ein Prägeverfahren bearbeitet.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung umfasst diese ein Schutzelement, wobei das Schutzelement der Reihe nach verbunden einen zweiten Verbindungsteil und einen zweiten Biegeteil umfasst, der zweite Verbindungsteil durch Verschweißen an der unteren Oberfläche des ersten Verbindungsteils befestigt ist, der zweite Biegeteil entlang der Innenfläche des ersten Biegeteils gebogen wird und der erste Verbindungsteil und der zweite Verbindungsteil durch Verschweißen einen zweiten Schweißspurbereich bilden.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung umfasst das Schutzelement ferner einen Rückbiegeteil, wobei der Rückbiegeteil mit dem zweiten Biegeteil verbunden ist und der zweite Verbindungsteil, der zweite Biegeteil und der Rückbiegeteil eine U-förmige Struktur bilden.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung ist auf der Deckelplatte eine explosionsgeschützte Ventilbohrung, eine Flüssigkeitseinfüllbohrung oder beides angeordnet; auf die Pole sind der Reihe nach Kunststoffteile und Dichtungsringe aufgesetzt; die Pole umfassen einen ersten Pol und einen zweiten Pol, wobei der erste Pol, die mit dem ersten Pol elektrisch verbundene Polfahne und das Schutzelement jeweils aus Aluminiummaterial bestehen und der zweite Pol, die mit dem zweiten Pol elektrisch verbundene Polfahne und das Schutzelement jeweils aus Kupfermaterial bestehen; in Längenrichtung der Deckelplatte ist entweder an dem Schutzelement aus Kupfermaterial oder an dem Schutzelement aus Aluminiummaterial ein fehlersicherer Teil angeordnet, wobei das Schutzelement eine Dicke von 0,1 bis 3 mm besitzt.
Als eine Verbesserung einer Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Zellenbaugruppen in Breitenrichtung der Deckelplatte parallel angeordnet, in der Breitenrichtung Y der Deckelplatte ist der erste Verbindungsteil der Polfahnen mit identischer Polarität mit der unteren Oberfläche des Erweiterungsteils verschweißt, und der erste Biegeteil der Polfahnen mit identischer Polarität ist in Richtung der Mitte der parallel angeordneten Zellenbaugruppen gebogen.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Batteriemodul bereitzustellen, dass die oben beschriebene Sekundärbatterie umfasst.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Verbraucher bereitzustellen, der die oben beschriebene Sekundärbatterie umfasst.
Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass die vorliegende Erfindung Folgendes umfasst: eine Deckelplatte, eine Zellenbaugruppe und ein zwischen der Deckelplatte und der Zellenbaugruppe angeordnetes Isolierelement, das die Zellenbaugruppe und die Deckelplatte isoliert; mindestens eine Zellenbaugruppe, wobei die Zellenbaugruppe einen Batteriezellenrumpf und an dem Batteriezellenrumpf angeordnete Polfahnen besitzt; Pole, wobei die Pole die Deckelplatte und das Isolierelement durchdringen und mit den Polfahnen verbunden sind; die unteren Enden der Pole erstrecken sich entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements und bilden Erweiterungsteile, wobei die Erweiterungsteile fest mit den Polfahnen verbunden sind. Bei derzeitigen Strukturen werden die Polfahnen der Batteriezellen zuerst mit den Adapterstücken verschweißt und anschließend am unteren Teil der Pole des Deckels platziert und per Laser verschweißt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird, aber die Kosten für diese Struktur sind hoch und die Arbeitsschritte zahlreich. Außerdem erhöht die Dicke der Adapterstücke den Raum in den Batteriezellen. Daher werden an den Polen Erweiterungsteile angeordnet, die Erweiterungsteile und die Polfahnen werden aneinander befestigt, d. h. es wird eine elektrische Verbindung zwischen den Polen und den Polfahnen hergestellt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird. Im Vergleich zu derzeitigen Strukturen spart das direkte feste Verbinden der Pole und der Polfahnen das Installieren von Adapterstücken ein und vereinfacht das Herstellungsverfahren. Zudem wird vermieden, dass Adapterstücke Raum in Höhenrichtung der Batterie einnehmen, was vorteilhaft zum Erhöhen der Raumnutzung im Inneren der Batterie ist, sodass die Energiedichte der Batterie erhöht wird. Dabei erstrecken sich die unteren Enden der Pole entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements und bilden Erweiterungsteile, was vorteilhaft für das Vergrößern der Kontaktfläche zwischen den Polfahnen und den Erweiterungsteilen ist, sodass die Durchflussleistung der Batterie erhöht wird und ferner die Stabilität zwischen den Polfahnen und den Erweiterungsteilen erhöht werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Stromkreisunterbrechung zwischen den Polfahnen und den Erweiterungsteilen reduziert wird. Dabei sind an einer Seite des Batteriezellenrumpfs zwei Polfahnen ausgebildet, wobei die beiden Polfahnen jeweils fest mit den beiden Polen mit ungleicher Polarität der Deckelplatte verbunden sind, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Polen und dem Batteriezellenrumpf verwirklicht wird. Das Isolierelement dient dem Isolieren der Deckelplatte von den Erweiterungsteilen, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen der Deckelplatte und den Erweiterungsteilen reduziert wird, was vorteilhaft für das Erhöhen der Sicherheit der Batterie ist. Die vorliegende Erfindung spart die Adapterstücke ein und vereinfacht die Herstellung der Einzelteile und das Verfahren, was vorteilhaft für das Reduzieren der Produktionskosten ist.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden werden die Merkmale, Vorzüge und technischen Wirkungen der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

1 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform I in der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform II in der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform III in der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform IV in der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Darstellung der Struktur der Polfahnen und des Schutzelements von Ausführungsform IV in der vorliegenden Erfindung nach dem Verschweißen.
6 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform IV in der vorliegenden Erfindung nach der Installation des ersten Pols an der Deckelplatte.
7 ist eine vergrößerte Ansicht von Position A in 6.
8 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform IV in der vorliegenden Erfindung nach der Installation des zweiten Pols an der Deckelplatte.
9 ist eine vergrößerte Ansicht von Position B in 8.
10 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform II der vorliegenden Erfindung nach dem Zusammenbau mit zwei Batteriezellen.
11 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform II der vorliegenden Erfindung nach dem Zusammenbau mit vier Batteriezellen.
12 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform IV der vorliegenden Erfindung nach dem Zusammenbau mit zwei Batteriezellen.
13 ist eine schematische Darstellung der Struktur von Ausführungsform IV der vorliegenden Erfindung nach dem Zusammenbau mit vier Batteriezellen.

Dabei bezeichnen die Kennzeichnungen der Figuren Folgendes:
1- Deckelplatte; 11- explosionsgeschützte Ventilbohrung; 12- Flüssigkeitseinfüllbohrung;
2- Pol; 20- Erweiterungsteil; 21-erster Pol; 22- zweiter Pol; 23- Rumpfteil; 201- hochtemperaturbeständiger Teil;
3- Batteriezellenrumpf;
4- erster Verbindungsteil; 41- erster Verbindungsteil; 42- erster Biegeteil;
51- Schweißspur;
6- Schweißspur; 61- zweiter Verbindungsteil; 62- zweiter Biegeteil; 63- Rückbiegeteil; 64- fehlersicherer Teil;
7- Kunststoffteil; 8- Dichtungsring; 9- Isolierelement;
X-Längenrichtung; Y- Breitenrichtung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Beschreibung und in den Patentansprüchen werden bestimmte Begriffe zur Bezeichnung bestimmter Bauteile verwendet. Fachleute auf dem Gebiet sollten verstehen können, dass Hardware-Hersteller möglicherweise unterschiedliche Begriffe zur Bezeichnung der gleichen Bauteile verwenden. Die vorliegende Beschreibung und die Patentansprüche unterscheiden die Bauteile nicht anhand unterschiedlicher Bezeichnungen, sondern orientieren sich bei der Unterscheidung an den Unterschieden der Funktionen der Bauteile. Das in der gesamten Beschreibung und in den Patentansprüchen erwähnte „Umfassen“ ist ein offener Begriff, der als „Umfassen, ohne jedoch beschränkt zu sein auf“ zu verstehen ist. „Ungefähr“ bedeutet „innerhalb eines akzeptablen Fehlabweichungsbereichs“, wobei Fachleute auf dem Gebiet innerhalb eines bestimmten Fehlabweichungsbereichs die technischen Probleme lösen können, um grundsätzlich die technischen Wirkungen zu erzielen.
Außerdem dienen Begriffe wie „erste/r/s“, „zweite/r/s“ usw. nur der Beschreibung und sind nicht im Sinne einer expliziten oder impliziten Wichtigkeit zu verstehen.
In der vorliegenden Erfindung sind, außer im Fall von anders lautenden eindeutigen Regeln und Definitionen, Begriffe wie „installieren“, „angrenzen“, „verbinden“, „befestigen“ usw. im weitesten Sinne zu verstehen. Beispielsweise kann eine feste Verbindung, eine lösbare Verbindung oder auch eine Verbindung als Einheit gegeben sein; es kann eine mechanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung gegeben sein; es kann ein direktes Angrenzen oder ein indirektes Angrenzen über ein zwischenliegendes Medium gegeben sein, und es kann eine interne Verbindung zweier Elemente gegeben sein. Gewöhnliche Fachleute auf dem Gebiet können anhand von konkreten Situationen die konkrete Bedeutung der oben genannten Begriffe in der vorliegenden Erfindung verstehen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von 1 bis 13 näher erläutert, was jedoch keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung bedeutet.
Ausführungsform I
Eine Sekundärbatterie, die eine Deckelplatte 1, eine Zellenbaugruppe und ein zwischen der Deckelplatte 1 und der Zellenbaugruppe angeordnetes Isolierelement 9, das die Zellenbaugruppe und die Deckelplatte 1 isoliert, umfasst; mindestens eine Zellenbaugruppe, wobei die Zellenbaugruppe einen Batteriezellenrumpf 3 und an dem Batteriezellenrumpf 3 angeordnete Polfahnen 4 besitzt; Pole 2, wobei die Pole 2 die Deckelplatte 1 und das Isolierelement 9 durchdringen und mit den Polfahnen 4 verbunden sind; die unteren Enden der Pole 2 erstrecken sich entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements 9 und bilden Erweiterungsteile 20, wobei die Erweiterungsteile 20 fest mit den Polfahnen 4 verbunden sind.
Bei derzeitigen Strukturen werden die Polfahnen der Batteriezellen zuerst mit den Adapterstücken verschweißt und anschließend am unteren Teil der Pole des Deckels platziert und per Laser verschweißt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird, aber die Kosten für diese Struktur sind hoch und die Arbeitsschritte zahlreich. Außerdem erhöht die Dicke der Adapterstücke den Raum in den Batteriezellen. Daher werden an den Polen 2 Erweiterungsteile 20 angeordnet, die Erweiterungsteile 20 und die Polfahnen 4 werden aneinander befestigt, d. h. es wird eine elektrische Verbindung zwischen den Polen 2 und den Polfahnen 4 hergestellt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird. Im Vergleich zu derzeitigen Strukturen spart das direkte feste Verbinden der Pole und der Polfahnen das Installieren von Adapterstücken ein und vereinfacht das Herstellungsverfahren. Zudem wird vermieden, dass Adapterstücke Raum in Höhenrichtung der Batterie einnehmen, was vorteilhaft zum Erhöhen der Raumnutzung im Inneren der Batterie ist, sodass die Energiedichte der Batterie erhöht wird. Dabei erstrecken sich die unteren Enden der Pole 2 entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements 9 und bilden Erweiterungsteile 20, was vorteilhaft für das Vergrößern der Kontaktfläche zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 ist, sodass die Durchflussleistung der Batterie erhöht wird und ferner die Stabilität zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 erhöht werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Stromkreisunterbrechung zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 reduziert wird. Dabei sind an einer Seite des Batteriezellenrumpfs 3 zwei Polfahnen 4 ausgebildet, wobei die beiden Polfahnen 4 jeweils fest mit den beiden Polen 2 mit ungleicher Polarität der Deckelplatte 1 verbunden sind, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Polen 2 und dem Batteriezellenrumpf 3 verwirklicht wird. Das Isolierelement 9 dient dem Isolieren der Deckelplatte 1 von den Erweiterungsteilen 20, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen der Deckelplatte 1 und den Erweiterungsteilen 20 reduziert wird, was vorteilhaft für das Erhöhen der Sicherheit der Batterie ist.
In dieser Ausführungsform umfassen die Befestigungsarten zwischen den Erweiterungsteilen 20 und den Polfahnen 4 Verschweißen, Verkleben, Vernieten oder Verrasten, sind aber nicht auf diese beschränkt, wobei bevorzugt Ultraschallschweißen eingesetzt wird.
Bei der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung bilden ein Erweiterungsteil 20 und eine Polfahne 4 durch Verschweißen einen ersten Schweißspurbereich, wobei das Verhältnis der Fläche des ersten Schweißspurbereichs und der Fläche der unteren Oberfläche des Erweiterungsteils kleiner als 0,95 ist. Konkret wird die Polfahne 4 mittels Ultraschallschweißen an dem Erweiterungsteil 20 befestigt, und durch das Bilden des ersten Schweißspurbereichs wird die Polfahne 4 an dem Erweiterungsteil 20 des Pols 2 befestigt. Außerdem ist die Fläche des ersten Schweißspurbereichs kleiner als die Fläche des Erweiterungsteils 20, wodurch nicht nur verhindert wird, dass der erste Schweißspurbereich über den Erweiterungsteil 20 hinausragt, was zu Schäden an der Deckelplatte 1 oder anderen Einzelteilen führen würde, sondern auch die Stabilität zwischen der Polfahne 4 und dem Erweiterungsteil 20 erhöht wird, sodass die im Verschweißungsprozess erzeugten Schweißschlacken reduziert werden, was vorteilhaft für das Erhöhen der Leistungsfähigkeit der Batterie ist. Dabei ist die Fläche des ersten Schweißspurbereichs geringfügig kleiner als die Fläche des Erweiterungsteils 20, sodass die Kontaktfläche zwischen den beiden vergrößert wird, was vorteilhaft für die Durchflussfähigkeit zwischen der Polfahne 4 und dem Pol 2 ist, wodurch die Leistungsfähigkeit der Batterie erhöht wird. In einigen Ausführungsformen umfasst die Polfahne 4 der Reihe nach angeordnet einen ersten Verbindungsteil 41 und einen ersten Biegeteil 42, wobei der erste Biegeteil 42 mit dem Batteriezellenrumpf 3 und dem ersten Verbindungsteil 41 verbunden ist und der erste Verbindungsteil 41 fest mit dem Erweiterungsteil 20 verbunden ist, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der Polfahne 4 und dem Pol 2 verwirklicht wird, und die Anordnung des ersten Biegeteils 42 sorgt für einen reibungslosen Übergang der gesamten Polfahne 4 bei der Montage, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Zerkratzens oder Beschädigens der Polfahne 4 gesenkt wird.
In dieser Ausführungsform sind mindestens zwei Zellenbaugruppen in Breitenrichtung Y der Deckelplatte 1 parallel angeordnet, in der Breitenrichtung Y der Deckelplatte 1 ist der erste Verbindungsteil 41 der Polfahnen 4 mit identischer Polarität mit der unteren Oberfläche des Erweiterungsteils 20 verschweißt, und der erste Biegeteil 42 der Polfahnen 4 mit identischer Polarität ist in Richtung der Mitte der parallel angeordneten Zellenbaugruppen gebogen. Konkret sind einige Zellenbaugruppen parallel angeordnet, mehrere Polfahnen 4 mit identischer Polarität sind mit dem Erweiterungsteil 20 des gleichen Pols 2 verbunden, und die untere Oberfläche des Erweiterungsteils 20 ist relativ groß, sodass der Erweiterungsteil 20 mit mehreren Polfahnen 4 mit identischer Polarität verbunden werden kann, d. h. es wird eine Verbindung als Parallelschaltung zwischen mehreren Batteriezellenrümpfen 3 verwirklicht, und das Erhöhen der Anzahl der Batteriezellenrümpfe 3 der Batteriezellen in der Batterie ist vorteilhaft für das Erhöhen der Energiedichte der Batterie.
Bei der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der horizontale Abstand zwischen dem Rand des ersten Schweißspurbereichs und dem Rand des Erweiterungsteils 0,25 mm bis 20 mm. Durch das Begrenzen des Abstands zwischen den beiden wird verhindert, dass der Abstand zwischen den Rändern der beiden zu klein ist, wodurch ein Teil des ersten Schweißspurbereichs möglicherweise über die Fläche des Erweiterungsteils 20 hinausragen würde, was zu einem Beschädigen der Deckelplatte 1 oder anderer Einzelteile führen würde. Gleichzeitig wird verhindert, dass der Abstand zwischen den Rändern der beiden zu groß ist, wodurch die Kontaktfläche zwischen der Polfahne 4 und dem Rand des Erweiterungsteils 20 zu klein wäre, was die Stabilität zwischen den Rändern der beiden beeinflussen würde. In einigen Ausführungsformen kann der horizontale Abstand zwischen dem Rand des ersten Schweißspurbereichs und dem Rand des Erweiterungsteils 20 auch auf 1 mm bis 18 mm begrenzt sein. In einigen Ausführungsformen kann der horizontale Abstand zwischen dem Rand des ersten Schweißspurbereichs und dem Rand des Erweiterungsteils 20 auch 4 mm, 7 mm, 10 mm, 13 mm oder 16 mm betragen.
Bei der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird die untere Oberfläche des Erweiterungsteils 20 durch ein Prägeverfahren bearbeitet. Konkret wird die der Polfahne 4 entsprechende Oberfläche des Erweiterungsteils 20 durch ein Prägeverfahren bearbeitet, sodass die Schweißwirkung zwischen dem Erweiterungsteil 20 und der Polfahne 4 erhöht wird, wodurch ein Abrutschen beim Verschweißen verhindert wird.
Bei der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem ersten Schweißspurbereich homogen einige Schweißspuren 51 verteilt; und die Form der Schweißspuren 51 ist rechteckig, rund oder oval. Durch das homogene Verteilen der Schweißspuren 51 in dem ersten Schweißspurbereich wird die auf die Polfahne 4 und den Erweiterungsteil 20 wirkende Kraft gleichmäßig verteilt. Außerdem wird der Platz auf der Oberfläche der Polfahne 4 umfassend ausgenutzt, was vorteilhaft für das Erhöhen der Stabilität zwischen der Polfahne 4 und dem Erweiterungsteil 20 ist.
Bei der Sekundärbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist an den an die Zellenbaugruppe angrenzenden Enden der Pole eine Nut angeordnet, das Isolierelement 9 umfasst einen hochtemperaturbeständigen Teil, wobei der hochtemperaturbeständige Teil 201 über den Erweiterungsteilen 20 angeordnet ist und der hochtemperaturbeständige Teil 201 aus hochtemperaturbeständigem Material gefertigt ist. In dieser Ausführungsform ist die Nut ungefähr in der Mittelposition des Pols 2 angeordnet, der Pol 2 umfasst einen Rumpfteil 23, die Nut ist auf die Position des Rumpfteils 23 ausgerichtet, der Erweiterungsteil 20 ist am Umfang des Rands des Rumpfteils 23 angeordnet, zwischen dem Erweiterungsteil 20 und der Deckelplatte 1 ist der hochtemperaturbeständige Teil 201 angeordnet. Durch das Anordnen des Erweiterungsteils 20 am Umfang des Rands des Rumpfteils 23 kann die Fläche des Erweiterungsteils 20 vergrößert werden, d. h. die Kontaktfläche des Erweiterungsteils 20 und der Polfahne 4 wird vergrößert, was vorteilhaft für das Erhöhen der Durchflussleistung zwischen den beiden und vorteilhaft für das Erhöhen der Gesamtstabilität zwischen den beiden ist. Beim Verschweißen steht der obere Teil des Erweiterungsteils 20 der metallenen Deckelplatte 1 gegenüber, und beim Verschweißen ist die Temperatur möglicherweise relativ hoch, weshalb zwischen dem Erweiterungsteil 20 und der Deckelplatte 1 der hochtemperaturbeständige Teil 201 angeordnet ist. Wenn konkret das Isolierelement 9 mit gewöhnlicher Isolierung eingesetzt wird, führt dies zu einem Durchschmelzen des Erweiterungsteils 20, und das Isolierelement 9 wird durchdrungen, was zu einem Durchgang zwischen dem Erweiterungsteil 20 und dem Pol 2 führt, sodass insbesondere bei der Negativelektrode ein Kurzschluss der Batterie auftritt. Außerdem sind die Kosten für ein hochtemperaturbeständiges Isolierelement 9 relativ hoch, weshalb bevorzugt an der dem Verschweißen entsprechenden Stelle ein hochtemperaturbeständiges Isolierelement 20 angeordnet ist und für den restlichen Teil ein gewöhnliches Isolierelement 9 verwendet wird oder auch ein vollständig hochtemperaturbeständiges Isolierelement 9 verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen können das Isolierelement 9 und der hochtemperaturbeständige Teil 201 einstückig konfiguriert sein, was vorteilhaft für das Erhöhen der mechanischen Leistungsfähigkeit des gesamten Isolierelements 9 ist und das Montageverfahren vereinfacht. Außerdem können das Isolierelement 9 und der hochtemperaturbeständige Teil 201 auch, je nach gegebenem Produktionsbedarf und Kosten, mehrstückig konfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen deckt die untere Oberfläche des hochtemperaturbeständigen Teils 201 mindestens den ersten Schweißspurbereich ab.
Die vorliegende Erfindung hat folgendes Funktionsprinzip:

An den Polen 2 sind Erweiterungsteile 20 angeordnet, die Erweiterungsteile 20 und die Polfahnen 4 werden aneinander befestigt, d. h. es wird eine elektrische Verbindung zwischen den Polen 2 und den Polfahnen 4 hergestellt, wodurch die Funktion der Batteriezellen verwirklicht wird. Im Vergleich zu derzeitigen Strukturen spart das direkte feste Verbinden der Pole und der Polfahnen das Installieren von Adapterstücken ein und vereinfacht das Herstellungsverfahren. Zudem wird vermieden, dass Adapterstücke Raum in Höhenrichtung der Batterie einnehmen, was vorteilhaft zum Erhöhen der Raumnutzung im Inneren der Batterie ist, sodass die Energiedichte der Batterie erhöht wird. Dabei erstrecken sich die unteren Enden der Pole 2 entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements 9 und bilden Erweiterungsteile 20, was vorteilhaft für das Vergrößern der Kontaktfläche zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 ist, sodass die Durchflussleistung der Batterie erhöht wird und ferner die Stabilität zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 erhöht werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Stromkreisunterbrechung zwischen den Polfahnen 4 und den Erweiterungsteilen 20 reduziert wird. Das Isolierelement 9 dient dem Isolieren der Deckelplatte von den Erweiterungsteilen 20, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen der Deckelplatte und den Erweiterungsteilen 20 reduziert wird, was vorteilhaft für das Erhöhen der Sicherheit der Batterie ist.

Ausführungsform II
Es bestehen folgende Unterschiede zu Ausführungsform I: Diese Ausführungsform umfasst zwei Batteriezellenrümpfe 3, wobei die beiden Polfahnen 4 eines der Batteriezellenrümpfe 3 jeweils fest mit den Erweiterungsteilen 20 der beiden Pole 2 verbunden sind. Zudem sind die beiden Polfahnen 3 des anderen Batteriezellenrumpfs 3 jeweils auch fest mit den Erweiterungsteilen 20 der beiden Pole 2 verbunden. In dieser Ausführungsform sind die Batteriezellenrümpfe 3 parallel angeordnet, die beiden Polfahnen 4 mit identischer Polarität sind mit den Erweiterungsteilen 20 der gleichen Pole 2 verbunden, und die Erweiterungsteile 20 sind am Umfang des Rands des Rumpfteils 23 angeordnet, sodass der gleiche Erweiterungsteil 20 mit zwei Polfahnen 4 mit identischer Polarität verbunden werden kann, d. h. es wird eine Verbindung als Parallelschaltung zwischen zwei Batteriezellenrümpfen 3 verwirklicht, und das Erhöhen der Anzahl der Zellenbaugruppen 3 der Batteriezellen in der Batterie ist vorteilhaft für das Erhöhen der Energiedichte der Batterie.
Einige Ausführungsformen können außerdem vier Batteriezellenrümpfe 3 umfassen. Konkret werden dabei vier Zellenbaugruppen in Breitenrichtung Y der Deckelplatte 1 parallel angeordnet, die ersten Biegeteile 42 der Polfahnen 4 mit identischer Polarität werden in Richtung der Mitte der parallel angeordneten Zellenbaugruppen gebogen, und die ersten Biegeteile 42 bilden eine Struktur ähnlich einer Bogenform oder L-Form. Nach dem gleichen Prinzip ist eine Erweiterung auf mehrere Batteriezellenrümpfe 3 möglich. Zum konkreten Biegen kann auf 10 und 11 Bezug genommen werden. Wenn die Anzahl der Batteriezellenrümpfe 3 gerade ist, bilden die Polfahnen 3 der Batteriezellenrümpfe 3 ungefähr eine symmetrische Struktur. Wenn die Anzahl der Batteriezellenrümpfe 3 ungerade ist, bilden die Polfahnen 3 der Batteriezellenrümpfe 3 eine asymmetrische Struktur. In der Breitenrichtung Y kann die Form des Biegens der Polfahnen 4 je nach gegebener Batteriestruktur angepasst werden.
Die übrige Struktur ist mit Ausführungsform I identisch und wird hier nicht näher beschrieben.
Ausführungsform III
Es bestehen folgende Unterschiede zu Ausführungsform I: Diese Ausführungsform umfasst ferner ein Schutzelement 6, wobei das Schutzelement 6 der Reihe nach verbunden einen zweiten Verbindungsteil 61 und einen zweiten Biegeteil 62 umfasst, der zweite Verbindungsteil 61 durch Verschweißen an der unteren Oberfläche des ersten Verbindungsteils 41 befestigt ist, der zweite Biegeteil 62 entlang der Innenfläche des ersten Biegeteils 42 gebogen wird und der erste Verbindungsteil 41 und der zweite Verbindungsteil 61 durch Verschweißen einen zweiten Schweißspurbereich bilden. Das Schutzelement 6 umfasst ferner einen Rückbiegeteil 63, wobei der Rückbiegeteil 63 mit dem zweiten Biegeteil 62 verbunden ist und der zweite Verbindungsteil 61, der zweite Biegeteil 62 und der Rückbiegeteil 63 eine U-förmige Struktur bilden. In dieser Ausführungsform kann durch das Hinzufügen des Schutzelements 6 verhindert werden, dass der Faltteil der Polfahne 4 in den Batteriezellenrumpf 3 eingesteckt wird; es wird verhindert, dass beim Verschweißen erzeugter Grat die Polfahne 4 durchdringt oder sogar in den Batteriezellenrumpf 3 eingesteckt wird. Um das Schutzelement 6 an der Innenfläche der Polfahne 4 zu befestigen, wird das Schutzelement 6 per Ultraschallschweißen fest mit der Polfahne 4 verbunden, wodurch ein zweiter Schweißspurbereich gebildet wird. Konkret werden die untere Oberfläche des ersten Verbindungsteils 62 der Polfahne 4 und der zweite Verbindungsteil 61 des Schutzelements 6 mittels Ultraschallschweißen fest verbunden. Der erste Biegeteil 42 der Polfahne 4 wird mittels Ultraschallschweißen fest mit dem zweiten Biegeteil 62 des Schutzelements 6 verbunden, was vorteilhaft für das Vergrößern der Fläche für das Ultraschallschweißen ist, wodurch die Stabilität zwischen der Polfahne 4 und dem Schutzelement 6 erhöht wird; in einigen Ausführungsformen wird nach dem Ultraschallschweißen der Polfahne 4 und des Schutzstücks 6 erneut mittels Laserschweißen das Schutzstück 6, die Polfahne 4 und der Pol 2 durchdrungen, sodass das Schutzstück 6, die Polfahne 4 und der Pol 2 verbunden werden, was vorteilhaft für die Stabilität zwischen dem Schutzstück 6, der Polfahne 4 und dem Pol 2 ist und wobei ferner der Arbeitsschritt des Ultraschallschweißens der Polfahne 4 und des Pols 2 eingespart wird. Das Hinzufügen des Rückbiegeteils 63 kann ein umgekehrtes Einstecken der Polfahne 4 verhindern, sodass die Position der Polfahne 4 begrenzt wird. Dabei kann für den ersten Biegeteil 42 der Polfahne 4 und den zweiten Biegeteil 62 des Schutzelements 6 eine abgerundete Struktur verwendet werden, was vorteilhaft für das Reduzieren der Wahrscheinlichkeit eines Zerkratzens der Polfahne 4 ist, wodurch die Qualität der Batterie erhöht wird.
Die übrige Struktur ist mit Ausführungsform I identisch und wird hier nicht näher beschrieben.
Ausführungsform IV
Es bestehen folgende Unterschiede zu Ausführungsform III: Diese Ausführungsform umfasst zwei Batteriezellenrümpfe 3 und vier Schutzelemente 6, wobei die beiden Polfahnen 4 eines der Batteriezellenrümpfe 3 jeweils fest mit den Erweiterungsteilen 20 der beiden Pole 2 verbunden sind. Zudem sind die beiden Polfahnen 3 des anderen Batteriezellenrumpfs 3 jeweils auch fest mit den Erweiterungsteilen 20 der beiden Pole 2 verbunden. Die vier Schutzelemente 6 sind jeweils an den Innenflächen der vier Polfahnen 4 befestigt, und in Breitenrichtung Y der Deckelplatte 1 sind zwei Polfahnen 4 mit identischer Polarität gegenüberliegend mit der Unterseite der Erweiterungsteile 20 verschweißt. In dieser Ausführungsform sind die Batteriezellenrümpfe 3 parallel angeordnet, zwei Polfahnen 4 mit identischer Polarität sind mit den Erweiterungsteilen 20 der gleichen Pole 2 verbunden, und die Erweiterungsteile 20 sind am Umfang des Rands des Rumpfteils 23 angeordnet, sodass ein Erweiterungsteil 20 mit zwei Polfahnen 4 mit identischer Polarität verbunden werden kann, d. h. es wird eine Verbindung als Parallelschaltung zwischen zwei Batteriezellenrümpfen 3 verwirklicht, und das Erhöhen der Anzahl der Zellenbaugruppen 3 der Batteriezellen in der Batterie ist vorteilhaft für das Erhöhen der Energiedichte der Batterie. Die vier Schutzelemente 6 können verhindern, dass Grat der Deckelplatte 1 in den Batteriezellenrumpf 3 eingesteckt wird, was zu einem Beschädigen des Batteriezellenrumpfs 3 führen würde und ferner vorteilhaft ist, um das Auftreten eines Kurzschlusses im Inneren der Batterie zu verhindern. Zudem wird so die Polfahne 4 von der Deckelplatte 1 beabstandet.
Einige Ausführungsformen können außerdem vier Batteriezellenrümpfe 3 umfassen. Konkret werden dabei vier Zellenbaugruppen in Breitenrichtung Y der Deckelplatte 1 parallel angeordnet, die ersten Biegeteile 42 der Polfahnen 4 mit identischer Polarität werden in Richtung der Mitte der parallel angeordneten Zellenbaugruppen gebogen, und die ersten Biegeteile 42 bilden eine Struktur ähnlich einer Bogenform oder L-Form. Nach dem gleichen Prinzip ist eine Erweiterung auf mehrere Batteriezellenrümpfe 3 möglich. Zum konkreten Biegen kann auf 12 und 13 Bezug genommen werden.
Die übrige Struktur ist mit Ausführungsform III identisch und wird hier nicht näher beschrieben.
Ausführungsform V
Es bestehen folgende Unterschiede zu Ausführungsform III: Auf der Deckelplatte 1 dieser Ausführungsform ist eine explosionsgeschützte Ventilbohrung 11, eine Flüssigkeitseinfüllbohrung 12 oder beides angeordnet; auf die Pole 2 sind der Reihe nach Kunststoffteile 7 und Dichtungsringe 8 aufgesetzt; die Pole 2 umfassen einen ersten Pol 21 und einen zweiten Pol 22, wobei der erste Pol 21, die mit dem ersten Pol 21 elektrisch verbundene Polfahne 4 und das Schutzelement 6 jeweils aus Aluminiummaterial bestehen und der zweite Pol 22, die mit dem ersten Pol 21 elektrisch verbundene Polfahne 4 und das Schutzelement 6 jeweils aus Kupfermaterial bestehen. Das Schutzelement 6 hat eine Dicke von 0,1 bis 3 mm. In Längenrichtung X der Deckelplatte 1 ist entweder an dem Schutzelement 6 aus Kupfermaterial oder an dem Schutzelement 6 aus Aluminiummaterial ein fehlersicherer Teil 64 angeordnet. Konkret wird das Kunststoffteil 7 auf den Pol 2 aufgesetzt, sodass der Pol 2 an der Deckelplatte 1 befestigt wird, wodurch nicht nur die Deckelplatte 1 von dem Pol 2 isoliert wird, sondern auch die Dichtigkeit zwischen der Deckelplatte 1 und dem Pol 2 sichergestellt wird; der Erweiterungsteil 20 des Pols 2 durchdringt die Deckelplatte 1 und wird an der Polfahne 4 befestigt, wodurch die Stabilität zwischen dem Pol 2 und der Polfahne 4 erhöht wird und ein Ablösen der Polfahne 4 verhindert wird, was vorteilhaft für das Erhöhen der Sicherheit der Batterie ist; der Dichtungsring 8 wird durch Spritzgießen mit Fluor-Kunststoff oder Stanzen von Fluor-Gummi gefertigt, und das gefertigte Montageteil besitzt eine gute elektrische Isolierfähigkeit, eine hohe thermische Beständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Abriebbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit, was vorteilhaft für die Verlängerung der Nutzungslebensdauer des Dichtungsrings 8 ist, wodurch die Sicherheitsleistung der Batterie erhöht wird. Dabei kann die Polfahne 4 mit dem Schutzelement 6 verschweißt werden, sodass das Herstellungsverfahren vereinfacht wird und vermieden wird, dass Adapterstücke Raum in Höhenrichtung der Batterie einnehmen, was vorteilhaft zum Erhöhen der Raumnutzung im Inneren der Batterie ist, wodurch die Energiedichte der Batterie erhöht wird. Die Flüssigkeitseinfüllbohrung 12 erleichtert das Einfüllen von Elektrolytflüssigkeit in das Innere der Batterie. Auf der Deckelplatte 1 ist ein explosionsgeschütztes Ventil installiert, im oberen Teil der explosionsgeschützten Ventilbohrung 11 ist eine Schutzmembran installiert, und das explosionsgeschützte Ventil kann bei einem Anstieg des Batterieinnendrucks durch Überladen, Überentladen, Überstrom und einen Kurzschluss im Inneren der Batterie automatisch eine schnelle Druckentlastung der Batterie durchführen, um ein Explodieren der Batterie und somit einen Sicherheitsunfall zu vermeiden. Die Schutzmembran kann verhindern, dass externe Fremdkörper in das explosionsgeschützte Ventil gelangen, was die Funktion des explosionsgeschützten Ventils beeinflussen würde. Außerdem wird dem Schutzelement 6 ein fehlersicherer Teil 64 hinzugefügt. Konkret ist in Längenrichtung X der Deckelplatte 1 entweder an dem Schutzelement 6 aus Kupfermaterial oder dem Schutzelement 6 aus Aluminiummaterial ein fehlersicherer Teil 64 angeordnet, um speziell auf dem Schutzelement 6 der Kupferpolfahne oder speziell auf dem Schutzelement 6 der Aluminiumpolfahne eine Unterscheidung vorzunehmen, d. h. es wird ein fehlersicherer Teil 64 gebildet, der leicht durch eine Maschine oder das menschliche Auge identifiziert werden kann, was vorteilhaft für das Erhöhen der Qualität der Batterie ist; die Dicke des Schutzelements 6 wird begrenzt, um zu verhindern, dass die Dicke des Schutzelements 6 zu groß ist, somit die Produktionskosten ansteigen und zudem Raum in Höhenrichtung des Deckels eingenommen wird, was unvorteilhaft für das Erhöhen der Raumnutzung im Inneren der Batterie wäre. Gleichzeitig wird verhindert, dass die Dicke des Schutzelements 6 zu klein ist, was die mechanische Festigkeit des gesamten Schutzelements 6 beeinflusst und unvorteilhaft für das Verlängern der Nutzungslebensdauer der Batterie ist. In einigen Ausführungsformen kann die Dicke des Schutzelements 6 auch auf 1 mm bis 3 mm begrenzt werden, und in einigen Ausführungsformen kann die Dicke des Schutzelements 6 auch 1,5 mm, 2 mm oder 2,5 mm betragen.
Die übrige Struktur ist mit Ausführungsform III identisch und wird hier nicht näher beschrieben.
Batteriemodul und elektrischer Verbraucher
Das Batteriemodul der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sekundärbatterie nach Ausführungsform I bis V.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Batterie ein Gehäuse und eine Deckelplatte 1 umfasst und das Gehäuse mehrere umgebende Wände, die einen Aufnahmeraum bilden, sowie eine Öffnung auf einer Seite des Aufnahmeraums umfasst. Die Deckelplatte 1 ist an der Öffnung angeordnet, um den Aufnahmeraum zu verschließen. Auf der Deckelplatte 1 sind Pole 2 angeordnet, und die Pole 2 dienen als externe Anschlüsse der Batterie und werden für eine elektrische Verbindung mit anderen Bauteilen genutzt. Eine Batterie besitzt zwei Pole, nämlich einen Pluspol und einen Minuspol.
Der Batteriezellenrumpf 3 kann eine gewickelte Struktur oder eine gestapelte Struktur haben. Der Batteriezellenrumpf 3 umfasst ein Positivelektrodenpolstück, ein Negativelektrodenpolstück und einen Isolierfilm. Konkret kann das Material des Isolierfilms PP oder PE usw. sein. Das Positivelektrodenpolstück umfasst einen Positivelektrodenstromsammler und eine Positivelektrodenaktivsubstanzschicht, die Positivelektrodenaktivsubstanzschicht wird auf die Oberfläche des Positivelektrodenstromsammlers aufgetragen, das Material des Positivelektrodenstromsammlers kann Aluminium sein, die Positivelektrodenaktivsubstanz kann Lithiumkobaltat, Lithiumeisenphosphat, ternäres Lithium oder Lithiummanganat usw. sein; das Negativelektrodenpolstück umfasst einen Negativelektrodenstromsammler und eine Negativelektrodenaktivsubstanzschicht, die Negativelektrodenaktivsubstanzschicht wird auf die Oberfläche des Negativelektrodenstromsammlers aufgetragen, das Material des Negativelektrodenstromsammlers ist Kupfer, und die Negativelektrodenaktivsubstanz kann Kohlenstoff oder Silizium usw. sein.
Die Polfahnen 4 dienen der elektrischen Verbindung mit den Polen 2, um die elektrische Energie der Elektrodenbaugruppe zur Außenseite der Batterie zu leiten. Die Polfahnen 4 sind normalerweise an dem Positivelektrodenpolstück und dem Negativelektrodenpolstück des Batteriezellenrumpfs 3 angeordnet, und die Polfahnen 4 umfassen normalerweise eine Positivelektrodenpolfahne und eine Negativelektrodenpolfahne. Um zu gewährleisten, dass bei einem hohen Stromfluss kein Durchschmelzen auftritt, werden mehrere Positivelektrodenpolfahnen geschichtet eingesetzt, und es werden ebenfalls mehrere Negativelektrodenpolfahnen geschichtet eingesetzt. Es ist verständlich, dass die Polfahnen 4 direkt mit den Polen 2 verbunden sein können, d. h. die Polfahnen 4 werden direkt mit den Polen 2 verschweißt.
Der elektrische Verbraucher der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sekundärbatterie nach Ausführungsform I bis V.
Es sei darauf hingewiesen, dass der elektrische Verbraucher ein Fahrzeug, ein Mobiltelefon, eine tragbare Vorrichtung, ein Notebook-Computer, ein Schiff, ein Fluggerät, ein elektrisches Spielzeug, ein Elektrowerkzeug usw. sein kann. Das Fahrzeug kann ein kraftstoffbetriebenes Kraftfahrzeug, ein erdgasbetriebenes Kraftfahrzeug oder ein neues Energiefahrzeug sein. Das neue Energiefahrzeug kann ein rein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder ein Kraftfahrzeug mit Reichweitenvergrößerung usw. sein; das Fluggerät umfasst ein Flugzeug, eine Rakete, eine Raumfähre, ein Raumschiff usw.; das elektrische Spielzeug umfasst ein fest installiertes oder ein tragbares elektrisches Spielzeug, beispielsweise eine Spielkonsole, ein elektrisches Spielzeugauto, ein elektrisches Spielzeugschiff, ein elektrisches Spielzeugflugzeug usw.; das Elektrowerkzeug umfasst ein Elektrowerkzeug zum Fräsen von Metall, ein Elektrowerkzeug zum Schleifen, ein Elektrowerkzeug zur Montage und ein Elektrowerkzeug für Eisenbahnanwendungen, beispielsweise einen Elektrobohrer, ein elektrisches Schleifgerät, einen elektrischen Schraubenschlüssel, einen elektrischen Schraubendreher, einen elektrischen Hammer, einen elektrischen Schlagbohrer, einen elektrischen Betonrüttler, eine elektrische Hobelmaschine usw. Die vorliegende Erfindung nimmt keine besondere Einschränkung der oben beschriebenen elektrischen Verbraucher vor.
Anhand der Offenbarung und Anleitung der obigen Beschreibung können Fachleute auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ferner die oben beschriebenen Ausführungsformen verändern und überarbeiten. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen konkreten Ausführungsformen beschränkt. Alle offensichtlichen Verbesserungen, Ersetzungen oder Variationen, die Fachleute auf dem Gebiet basierend auf der vorliegenden Erfindung vornehmen, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Außerdem werden in der vorliegenden Beschreibung zwar bestimmte Fachbegriffe verwendet, aber diese Fachbegriffe dienen nur der Erleichterung der Beschreibung und stellen keinerlei Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar.

Claims

Sekundärbatterie, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Deckelplatte (1), eine Zellenbaugruppe und ein zwischen der Deckelplatte (1) und der Zellenbaugruppe angeordnetes Isolierelement (9); mindestens eine Zellenbaugruppe, wobei die Zellenbaugruppe einen Batteriezellenrumpf (3) und an dem Batteriezellenrumpf (3) angeordnete Polfahnen (4) besitzt; Pole (2), wobei die Pole (2) die Deckelplatte (1) und das Isolierelement (9) durchdringen und mit den Polfahnen (4) verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass: die unteren Enden der Pole (2) sich entlang der unteren Oberfläche des Isolierelements (9) erstrecken und Erweiterungsteile (20) bilden, wobei die Erweiterungsteile (20) fest mit den Polfahnen (4) verbunden sind.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (9) die Deckelplatte von den Erweiterungsteilen (20) isoliert und sich die Erweiterungsteile (20) in der Breitenrichtung (Y) der Deckelplatte (1) erstrecken.
Sekundärbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erweiterungsteile (20) in der Längenrichtung (X) der Deckelplatte (1) erstrecken.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (9) einen hochtemperaturbeständigen Teil (201) umfasst, wobei der hochtemperaturbeständige Teil (201) über den Erweiterungsteilen (20) angeordnet ist und der hochtemperaturbeständige Teil (201) aus hochtemperaturbeständigem Material gefertigt ist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den an die Zellenbaugruppe angrenzenden Enden der Pole (2) eine Nut angeordnet ist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polfahnen (4) der Reihe nach verbunden einen ersten Verbindungsteil (41) und einen ersten Biegeteil (42) umfassen, wobei der erste Biegeteil (42) mit dem Batteriezellenrumpf (3) und dem ersten Verbindungsteil (41) verbunden ist und der erste Verbindungsteil (41) fest mit dem Erweiterungsteil (20) verbunden ist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsteile (20) und die Polfahnen (4) mittels Verschweißen einen ersten Schweißspurbereich bilden, wobei das Verhältnis der Fläche des ersten Schweißspurbereichs und der Fläche der unteren Oberfläche des jeweiligen Erweiterungsteils (20) kleiner als 0,95 ist; der horizontale Abstand zwischen dem Rand des ersten Schweißspurbereichs und dem Rand des Erweiterungsteils 0,25 mm bis 20 mm beträgt; die untere Oberfläche des Erweiterungsteils (20) durch ein Prägeverfahren bearbeitet wird.
Sekundärbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schutzelement (6) umfasst, wobei das Schutzelement (6) der Reihe nach verbunden einen zweiten Verbindungsteil (61) und einen zweiten Biegeteil (62) umfasst, der zweite Verbindungsteil (61) durch Verschweißen an der unteren Oberfläche des ersten Verbindungsteils (41) befestigt ist, der zweite Biegeteil (62) entlang der Innenfläche des ersten Biegeteils (42) gebogen wird und der erste Verbindungsteil (41) und der zweite Verbindungsteil (61) durch Verschweißen einen zweiten Schweißspurbereich bilden.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (6) ferner einen Rückbiegeteil (63) umfasst, wobei der Rückbiegeteil (63) mit dem zweiten Biegeteil (62) verbunden ist und der zweite Verbindungsteil (61), der zweite Biegeteil (62) und der Rückbiegeteil (63) eine U-förmige Struktur bilden.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Oberfläche des hochtemperaturbeständigen Teils (201) einen ersten Schweißspurbereich abdeckt.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: auf der Deckelplatte (1) eine explosionsgeschützte Ventilbohrung (11), eine Flüssigkeitseinfüllbohrung (12) oder beide angeordnet ist; auf die Pole (2) der Reihe nach Kunststoffteile (7) und Dichtungsringe (8) aufgesetzt sind; die Pole (2) einen ersten Pol (21) und einen zweiten Pol (22) umfassen, wobei der erste Pol (21), die mit dem ersten Pol (21) elektrisch verbundene Polfahne (4) und das Schutzelement (6) jeweils aus Aluminiummaterial bestehen und der zweite Pol (22), die mit dem zweiten Pol (22) elektrisch verbundene Polfahne (4) und das Schutzelement (6) jeweils aus Kupfermaterial bestehen; in Längenrichtung (X) der Deckelplatte (1) entweder an dem Schutzelement (6) aus Kupfermaterial oder an dem Schutzelement (6) aus Aluminiummaterial ein fehlersicherer Teil (64) angeordnet ist, wobei das Schutzelement (6) eine Dicke von 0,1 bis 3 mm besitzt.
Sekundärbatterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: mindestens zwei Zellenbaugruppen in Breitenrichtung (Y) der Deckelplatte (1) parallel angeordnet sind, in der Breitenrichtung (Y) der Deckelplatte (1) der erste Verbindungsteil (41) der Polfahnen (4) mit identischer Polarität mit der unteren Oberfläche des Erweiterungsteils (20) verschweißt ist, und der erste Biegeteil (42) der Polfahnen (4) mit identischer Polarität in Richtung der Mitte der parallel angeordneten Zellenbaugruppen gebogen ist.
Batteriemodul, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
Elektrischer Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Sekundärbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.