FR2894718A1

FR2894718A1 - Battery module for electrical energy storing device, has energy storage elements connected using connection strip, and concentrator element with housings in which plugs are inserted for connecting strip to concentrator element

Info

Publication number: FR2894718A1
Application number: FR0512554A
Authority: FR
Inventors: Gal Guy Le; Luc Nedelec
Original assignee: Batscap SA
Current assignee: Blue Solutions SA
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: FR2894718B1

Abstract

The battery module has a set of electrochemical energy storage elements (1) in which each element is formed by superimposition of a collector layer, cathode layer, anode layer and electrolyte layers. Each element comprises a connection strip (6) formed by cutting the layers of the element. The elements are electrically connected using the connection strip. A concentrator element has housings in which plugs of connection end fittings are inserted for connecting the connection strip to the concentrator element.

Description

L'invention concerne le domaine des dispositifs de stockage d'énergieThe invention relates to the field of energy storage devices

électrique.electric.

Plus précisément, la présente invention s'applique à la réalisation de modules de batteries incluant des éléments électrochimiques de stockage d'énergie sous forme d'enroulements ou d'empilements multi-couches. On connaît les techniques de réalisations d'éléments de stockage 10 d'énergie électrique sous forme d'enroulements ou d'empilements multicouches. Ces éléments sont généralement réalisés à partir d'une pluralité de films monocouche ou multicouches, polymères ou non, rassemblés et superposés pour former un complexe. 15 Dans le cas de réalisation d'éléments par enroulement, le complexe est enroulé sur un mandrin circulaire de révolution ou sur un mandrin plat ou quasi-plat. Lorsque le nombre de tours d'enroulement est suffisant, les couches doivent être coupées transversalement par des moyens de coupe. L'enroulement obtenu est ensuite libéré du mandrin. 20 Une préoccupation dans le domaine des éléments de stockage d'énergie sous forme d'enroulements ou d'empilements est la réalisation des connectiques électriques permettant notamment un raccordement série/parallèle entre ces ensembles. En effet, ces connectiques doivent permettre de se connecter à certaines couches minces de l'enroulement ou 25 de l'empilement tout en évitant les courtscircuits entre les couches des différents films. Pour faciliter la réalisation de ces connectiques, une solution consiste, lors de la réalisation de l'enroulement ou de l'empilement, à contrôler le positionnement latéral des films les uns par rapport aux autres. 30 Ainsi, dans l'élément final, certaines couches seront positionnées de manière à ce que l'un de leurs bords déborde plus ou moins par rapport aux bords des autres couches. More specifically, the present invention applies to the production of battery modules including electrochemical energy storage elements in the form of windings or multilayer stacks. Techniques for producing electrical energy storage elements in the form of windings or multilayer stacks are known. These elements are generally made from a plurality of monolayer or multilayer films, polymeric or not, gathered and superimposed to form a complex. In the case of making elements by winding, the complex is wound on a circular mandrel of revolution or on a flat or near-flat mandrel. When the number of winding turns is sufficient, the layers must be cut transversely by cutting means. The resulting winding is then released from the mandrel. A concern in the field of energy storage elements in the form of windings or stacks is the realization of electrical connectors including a serial / parallel connection between these sets. Indeed, these connectors must allow to connect to certain thin layers of the winding or the stack while avoiding shortcircuit between the layers of different films. To facilitate the realization of these connectors, one solution is, when performing the winding or stacking, to control the lateral positioning of the films relative to each other. Thus, in the final element, some layers will be positioned so that one of their edges protrude more or less from the edges of the other layers.

Le document US 5 415 954 (publié le 16 mai 1995) décrit un générateur lithium-polymère comprenant un élément formé de couches superposées. Dans cet élément, les bords latéraux des couches d'anode en lithium s'étendent au-delà des bords des autres couches. Le contact de sortie des couches d'anode est réalisé par une couche intermédiaire en métal compatible avec le lithium s'étendant transversalement aux bords des couches d'anode et en contact avec celles-ci. La réalisation d'un contact de sortie est une opération particulièrement délicate car le lithium est compatible avec peu de métaux (cuivre, nickel, acier). En outre, il se prête mal à un assemblage par soudure. Le document WO 13/094258 publié le 13 novembre 2003 décrit un terminal de collection de courant comprenant deux bras qui viennent enserrer les parties saillantes des couches des éléments pour les maintenir en contact les unes avec les autres. Le terminal décrit dans ce document nécessite d'être serré au moyen d'un outil de serrage pour être fixé sur les parties saillantes des couches. Si nécessaire, le terminal peut en plus être soudé ou collé sur les parties saillantes des couches. US 5,415,954 (published May 16, 1995) discloses a lithium polymer generator comprising an element formed of superimposed layers. In this element, the lateral edges of the lithium anode layers extend beyond the edges of the other layers. The exit contact of the anode layers is provided by a lithium-compatible metal interlayer extending transversely to and in contact with the edges of the anode layers. Making an output contact is a particularly delicate operation because lithium is compatible with few metals (copper, nickel, steel). In addition, it does not lend itself to welding assembly. The document WO 13/094258 published on November 13, 2003 describes a current collection terminal comprising two arms which enclose the projecting portions of the layers of the elements in order to keep them in contact with one another. The terminal described in this document needs to be tightened by means of a clamping tool to be fixed on the projecting parts of the layers. If necessary, the terminal can additionally be welded or glued on the projecting parts of the layers.

Le document WO 02/071510 (publié le 12 septembre 2002) décrit un dispositif de raccordement pour accumulateur électrique comprenant une lame métallique conductrice munie de picots destinés à venir agripper une électrode de l'accumulateur électrique. Le document WO 2004/059773 (publié le 15 juillet 2004) décrit un procédé pour réaliser une bande latérale de connexion dans une couche de collecteur de courant d'un élément multicouches enroulé. La bande latérale de connexion est formée en réalisant un refendage linéaire séquentiel, en sens longitudinal, sur le bord du collecteur. La bande latérale ainsi formée est déployée vers l'extérieur de l'élément enroulé, pour servir de connecteur sur un concentrateur de courant. Dans ce document, une bande latérale de connexion est formée par découpe dans le collecteur de courant de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un élément de connexion rapporté sur l'enroulement. The document WO 02/071510 (published on September 12, 2002) describes a connecting device for an electric accumulator comprising a conductive metal blade provided with pins intended to grip an electrode of the electric accumulator. WO 2004/059773 (published July 15, 2004) describes a method for making a connecting sideband in a current collector layer of a coiled multilayer element. The connecting sideband is formed by performing sequential linear slitting in the longitudinal direction on the edge of the collector. The sideband thus formed is extended outwardly of the wound member to serve as a connector on a current concentrator. In this document, a connecting sideband is formed by cutting into the current collector so that it is not necessary to use a connection element attached to the winding.

Un but de l'invention est d'améliorer la connexion entre les éléments électrochimiques dans des modules de batteries. A cet effet, l'invention propose un module de batterie comprenant une pluralité d'éléments électrochimiques de stockage d'énergie, chaque élément étant formé par la superposition d'une pluralité de couches, chaque élément présentant au moins une bande de connexion formée par découpage dans des couches de l'élément, caractérisé en ce que les éléments sont connectés électriquement entre eux par l'intermédiaire de leurs bandes de connexion. An object of the invention is to improve the connection between the electrochemical elements in battery modules. For this purpose, the invention proposes a battery module comprising a plurality of electrochemical energy storage elements, each element being formed by the superposition of a plurality of layers, each element having at least one connecting strip formed by cutting in layers of the element, characterized in that the elements are electrically connected to each other via their connecting strips.

Le module selon l'invention peut présenter les caractéristiques suivantes : - le module comprend au moins un élément concentrateur et dans lequel des éléments électrochimiques sont reliés à l'élément concentrateur par l'intermédiaire de leur bande de connexion, - les bandes de connexion sont reliées à l'élément concentrateur par soudage, - des éléments électrochimiques sont agencés par paires le long de l'élément concentrateur, - chaque élément électrochimique présente une bande de connexion unique et les éléments électrochimiques d'une même paire sont disposés tête-bêche de sorte que leurs bandes de connexion s'étendent de part et d'autre de l'élément concentrateur, - l'élément concentrateur comprend deux barrettes conductrices s'étendant de part et d'autre des bandes de connexion des éléments 25 électrochimiques, - chaque élément électrochimique est connecté à l'élément concentrateur par l'intermédiaire d'au moins deux bandes de connexion, - les bandes de connexion s'étendent de part et d'autre de l'élément concentrateur, 30 - le module comprend un feuillard métallique venant prendre en sandwich les bandes de connexion et l'élément concentrateur, - les éléments sont connectés électriquement en parallèle les uns avec les autres, - les éléments sont connectés électriquement en série les uns avec les autres, - chaque élément comprend un premier côté de cathode, un deuxième côté d'anode et une bande de connexion s'étendant sur le premier côté, la bande de connexion d'un élément étant connectée à un deuxième côté d'un autre élément de sorte que les éléments électrochimiques sont connectés entre eux en série, - chaque élément comprend un premier côté de cathode, un deuxième côté d'anode et une bande de connexion s'étendant sur le premier côté, les bandes de connexion de deux éléments électrochimiques étant connectées entre elles de sorte que les éléments électrochimiques sont connectés entre eux en parallèle, - les bandes de connexion sont formées par découpage dans des couches de collecteur d'un élément électrochimique, - chaque élément électrochimique de stockage d'énergie comprend un embout de connexion en matériau conducteur, l'embout de connexion étant fixé sur une bande de connexion de l'élément électrochimique et étant apte à être connecté à un concentrateur, - l'embout de connexion est adapté pour être fixé sur la bande de 20 connexion par serrage, - l'embout de connexion comprend une partie de réception et au moins une patte de serrage, la patte de serrage étant apte à être repliée pour maintenir la bande de connexion contre la partie de réception, - l'embout de connexion comprend deux pattes de serrage, 25 - la patte de serrage présente des dents, - la partie de réception présente des bossages, - les dents de la patte de serrage et les bossages de la partie de réception sont agencés de sorte que lorsque la patte est repliée, les dents s'intercalent entre les bossages, 30 -l'embout présente une fiche adaptée pour être insérée dans un logement d'un élément concentrateur du module de manière à connecter électriquement la bande de connexion à l'élément concentrateur. The module according to the invention may have the following characteristics: the module comprises at least one concentrator element and in which electrochemical elements are connected to the concentrator element via their connecting strip, the connection strips are connected to the concentrator element by welding, - electrochemical elements are arranged in pairs along the concentrator element, - each electrochemical element has a single connection band and the electrochemical elements of the same pair are arranged head-to-tail of so that their connecting strips extend on either side of the concentrator element, the concentrator element comprises two conductive strips extending on each side of the connection strips of the electrochemical elements, each electrochemical element is connected to the concentrator element via at least two conne bands xion, the connecting strips extend on either side of the concentrator element, the module comprises a metal strip sandwiching the connection strips and the concentrator element, the elements are electrically connected. in parallel with each other, - the elements are electrically connected in series with each other, - each element comprises a first cathode side, a second anode side and a connection strip extending on the first side the connecting strip of one element being connected to a second side of another element so that the electrochemical elements are connected together in series, - each element comprises a first cathode side, a second anode side and a connecting strip extending on the first side, the connecting strips of two electrochemical elements being connected together so that the electroconductive elements are connected together in parallel, - the connecting strips are formed by cutting into collector layers of an electrochemical element, - each electrochemical energy storage element comprises a connection tip of conductive material, the tip of connection being fixed on a connection strip of the electrochemical element and being able to be connected to a concentrator, the connection endpiece is adapted to be fixed on the clamping connection strip, the connection endpiece comprises a receiving part and at least one clamping lug, the clamping lug being adapted to be folded to hold the connection strip against the receiving part, - the connection piece comprises two clamping lugs, - the clamping lug. clamping has teeth, - the receiving part has bosses, - the teeth of the clamping lug and the bosses of the receiving part are arranged so that the lo When the tab is folded, the teeth are inserted between the bosses, 30 -the end has a plug adapted to be inserted into a housing of a concentrator element of the module so as to electrically connect the connection strip to the element concentrator.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 représente de manière schématique les différentes 5 couches constitutives d'un élément électrochimique, - la figure 2 représente de manière schématique un élément électrochimique formé par enroulement, - la figure 3 représente de manière schématique un élément électrochimique formé par empilement, 10 - la figure 4 représente de manière schématique un élément formé par enroulement découpé en vue de former une bande latérale de connexion, conformément à un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 5 représente de manière schématique l'enroulement de la 15 figure 4 dans lequel la bande latérale de connexion a été déployée, - la figure 6 représente de manière schématique un module de batterie comprenant une pluralité d'éléments électrochimiques connectés électriquement entre eux par l'intermédiaire de leurs bandes de connexion, - la figure 7 représente de manière schématique un élément formé 20 par enroulement, découpé en vue de former deux bandes latérales de connexion, conformément à un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 8 représente de manière schématique l'enroulement de la figure 7 dans lequel deux bandes latérales de connexion ont été formées, 25 - la figure 9 représente de manière schématique un élément électrochimique présentant deux bandes latérales de connexion, connecté à un élément concentrateur de courant, - la figure 10 représente de manière schématique un élément électrochimique présentant une bande latérale de connexion, connecté à un 30 élément concentrateur de courant, - la figure 11 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques connectés à un concentrateur de courant, en parallèle, - la figure 12 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques connectés entre eux en série, - la figure 13 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques connectés entre eux en parallèle, - la figure 14 représente de manière schématique un embout de connexion destiné à être fixé sur une bande de connexion d'un élément électrochimique, conforme à un premier mode de réalisation, - la figure 15 représente de manière schématique un embout de connexion destiné à être fixé sur une bande de connexion d'un élément 10 électrochimique, conforme à un deuxième mode de réalisation, - la figure 16 représente de manière schématique une bande de connexion sur laquelle est fixé un embout, - la figure 17 représente de manière schématique la connexion d'une pluralité de bandes de connexion à un concentrateur de courant. 15 La figure 1 représente (en coupe transversale) une structure de film complexe de type sandwich destiné à la formation d'un élément de batterie. Le film complexe comprend une couche de collecteur 10 (par exemple en aluminium), une couche de cathode 20 (par exemple à base de polyoxyéthylène et de sel de lithium), une couche d'électrolyte 30, une 20 couche d'anode 40 (par exemple à base de lithium), une couche d'électrolyte 50 et une couche de cathode 60. Les couches d'électrolytes 30 et 50 sont par exemple à base de LiV3O8 ou V2O5 et de polyoxyéthylène. Le collecteur en aluminium 10 est de préférence revêtu d'une barrière anticorrosion, par exemple à base de nitrure de titane ou autre, graphite par 25 exemple. On notera que les bords des couches d'électrolyte 50 et 30 sont superposés. Le film complexe présente un premier côté 3 et un deuxième côté 4. Sur le premier côté 3 (côté positif de l'élément), la couche de collecteur 10 30 est disposée de manière à présenter un bord qui s'étend au-delà des bords des couches 20, 30, 40, 50 et 60 tandis que la couche d'anode 40 présente un bord en retrait des électrolytes 50 et 30. Sur le deuxième côté 4 (côté négatif de l'élément), la couche d'anode 40 est disposée de manière à présenter un bord qui s'étend au-delà des bords des couches 10, 20, 30, 50 et 60. La figure 2 représente schématiquement un élément 1 obtenu par enroulement du film complexe de la figure 1 sur un mandrin sensiblement plat (pour des raisons de simplification, le nombre de spires représentées est inférieur à la réalité). La figure 3 représente schématiquement un élément 2 obtenu par empilement de plusieurs films complexes présentant une structure telle que celle représentée à la figure 1 (pour des raisons de simplification, le nombre de films empilés est inférieur à la réalité). Les éléments 1 et 2 des figures 2 et 3 sont destinés à être intégrés dans un module de batterie. La figure 4 représente de manière schématique un élément 1 formé par enroulement sur un mandrin sensiblement plat. L'élément 1 présente ainsi une section sensiblement ovale. Selon un premier mode de réalisation, l'élément 1 a été découpé selon une ligne de coupe 5 parallèle au bord de la couche de collecteur du premier côté 3 de l'élément 1. La ligne de coupe 5 a été pratiquée au niveau d'une partie de l'enroulement présentant un faible rayon de courbure. La ligne de coupe 5 délimite une bande de connexion 6 formée dans les bords saillants des couches de collecteur. La ligne de coupe 5 est obtenue par exemple en effectuant une coupe séquentielle du complexe lors de son enroulement. La fréquence de coupe est déterminée pour obtenir une coupe par spire enroulée. La figure 5 représente de manière schématique l'élément 1 dans lequel la bande de connexion 6 a été déployée. A cet effet, un segment de découpe transversale 7 a été opéré entre une extrémité axiale de la ligne de coupe 5 et le bord libre adjacent des couches de collecteur. La découpe transversale 7 permet de libérer la bande de connexion 6 qui peut être déployée pour connecter électriquement le collecteur de l'élément 1. Other features and advantages will become apparent from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting and should be read with reference to the appended figures in which: FIG. 1 schematically represents the various constituent layers of an element 2 schematically represents an electrochemical element formed by winding; FIG. 3 schematically represents an electrochemical element formed by stacking; FIG. 4 schematically represents a winding element cut out in order to forming a connecting sideband, according to a first embodiment of the invention; - Figure 5 schematically shows the winding of Figure 4 in which the connecting sideband has been deployed; FIG. 6 schematically represents a battery module comprising a plurality of electrochemical elements electrically connected to each other via their connecting strips; FIG. 7 schematically shows a winding-formed element cut to form two connecting sidebands, according to a second embodiment; FIG. 8 schematically represents the winding of FIG. 7 in which two connecting sidebands have been formed; FIG. 9 schematically represents an electrochemical element having two bands. connection side, connected to a current concentrator element; - Figure 10 schematically shows an electrochemical element having a connecting sideband, connected to a current concentrator element; - Figure 11 schematically represents two electrochemical elements. connected to a current concentrator, in p FIG. 12 schematically represents two electrochemical elements connected to each other in series, FIG. 13 schematically represents two electrochemical elements connected to each other in parallel, FIG. 14 schematically represents a connection terminal intended for to be fixed on a connection strip of an electrochemical element, according to a first embodiment, - Figure 15 schematically shows a connection piece intended to be fixed on a connection strip of an electrochemical element, compliant in a second embodiment, - Figure 16 schematically shows a connection strip on which is fixed a tip, - Figure 17 schematically shows the connection of a plurality of connection strips to a current concentrator. Figure 1 shows (in cross-section) a sandwich type complex film structure for forming a battery cell. The complex film comprises a collector layer 10 (for example of aluminum), a cathode layer 20 (for example based on polyoxyethylene and lithium salt), an electrolyte layer 30, an anode layer 40 ( for example based on lithium), an electrolyte layer 50 and a cathode layer 60. The electrolyte layers 30 and 50 are for example based on LiV3O8 or V2O5 and polyoxyethylene. The aluminum collector 10 is preferably coated with an anti-corrosion barrier, for example based on titanium nitride or the like, for example graphite. It will be noted that the edges of the electrolyte layers 50 and 30 are superimposed. The complex film has a first side 3 and a second side 4. On the first side 3 (positive side of the element), the collector layer 30 is arranged to have an edge that extends beyond the edges of the layers 20, 30, 40, 50 and 60 while the anode layer 40 has a recessed edge of the electrolytes 50 and 30. On the second side 4 (negative side of the element), the anode layer 40 is arranged to have an edge extending beyond the edges of the layers 10, 20, 30, 50 and 60. FIG. 2 schematically shows an element 1 obtained by winding the complex film of FIG. chuck substantially flat (for reasons of simplification, the number of turns represented is less than the reality). FIG. 3 schematically represents an element 2 obtained by stacking a plurality of complex films having a structure such as that represented in FIG. 1 (for reasons of simplification, the number of stacked films is less than the reality). The elements 1 and 2 of Figures 2 and 3 are intended to be integrated in a battery module. Figure 4 schematically shows an element 1 formed by winding on a substantially flat mandrel. The element 1 thus has a substantially oval section. According to a first embodiment, the element 1 has been cut along a cutting line 5 parallel to the edge of the collector layer of the first side 3 of the element 1. The cutting line 5 has been made at the level of a part of the winding having a small radius of curvature. The line of section 5 delimits a connecting strip 6 formed in the projecting edges of the collector layers. The cutting line 5 is obtained for example by performing a sequential section of the complex during its winding. The cutting frequency is determined to obtain a wound coil section. Figure 5 schematically shows the element 1 in which the connecting strip 6 has been deployed. For this purpose, a transverse cutting segment 7 has been made between an axial end of the cutting line 5 and the adjacent free edge of the collector layers. The transverse cut 7 makes it possible to release the connection strip 6 which can be deployed to electrically connect the collector of the element 1.

La figure 6 représente de manière schématique un module 100 de batterie comprenant une pluralité d'éléments 1 disposés les uns à côté des autres, un premier élément concentrateur 8 muni d'une première borne 18 et un deuxième élément concentrateur 9 muni d'une deuxième borne 19. FIG. 6 schematically represents a battery module 100 comprising a plurality of elements 1 arranged next to each other, a first concentrator element 8 provided with a first terminal 18 and a second concentrator element 9 provided with a second terminal 19.

Les bandes de connexion 6 des collecteurs des éléments 1 sont reliées au premier élément concentrateur 8 et les bandes de connexion 11 des anodes des éléments 1 sont reliées au deuxième élément concentrateur 9. The connection strips 6 of the collectors of the elements 1 are connected to the first concentrator element 8 and the connection strips 11 of the anodes of the elements 1 are connected to the second concentrator element 9.

Dans cette configuration, les éléments 1 du module 100 sont connectés électriquement entre eux en parallèle. Les bornes 18 et 19 constituent respectivement les bornes positive et négative du module 100. La figure 7 représente de manière schématique un élément 1 formé par enroulement. Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément 1 a été découpé selon deux lignes de coupe 15 parallèles au bord de la couche de collecteur du premier côté 3 de l'élément 1. Les deux lignes de coupe 15 ont été pratiquées dans des parties de l'enroulement présentant un fort rayon de courbure. Ces lignes de coupe 15 délimitent des portions de couches de collecteur à éliminer. In this configuration, the elements 1 of the module 100 are electrically connected to each other in parallel. The terminals 18 and 19 respectively constitute the positive and negative terminals of the module 100. FIG. 7 schematically represents an element 1 formed by winding. According to a second embodiment, the element 1 has been cut along two cutting lines 15 parallel to the edge of the collector layer of the first side 3 of the element 1. The two cutting lines 15 have been made in parts winding having a large radius of curvature. These cutting lines 15 delimit portions of collector layers to eliminate.

Les lignes de coupe 15 sont obtenues par exemple en effectuant une coupe séquentielle du complexe lors de son enroulement. La fréquence de coupe est déterminée pour obtenir deux coupes par spire enroulée. La figure 8 représente de manière schématique l'élément 1 dans lequel des segments de découpe transversale 17 ont été opérés entre chaque extrémité axiale des lignes de coupe 15 et les bords libres adjacents des couches de collecteur. Les découpes transversales 17 permettent d'éliminer des portions de collecteur délimitées par les lignes de coupe 15 et de former entre les portions éliminées, deux bandes de connexion 16 permettant de connecter électriquement le collecteur de l'élément 1. La figure 9 illustre de manière schématique l'élément électrochimique 1 présentant deux bandes de connexion 16, l'élément 1 étant connecté à un élément concentrateur de courant 21. L'élément concentrateur de courant 1 est formé par une barre en matériau conducteur de courant. Comme on peut le voir sur la figure 9, le concentrateur de courant 21 s'étend entre les deux bandes de connexion 16 de l'élément 1. En outre, les bandes de connexion 16 sont reliées à l'élément concentrateur 21 par soudage électrique par points. Les bandes de connexion 16 sont reliées à l'élément concentrateur 21 au niveau de points de soudage 22. Pour éviter une détérioration des couches de collecteur lors du soudage, il est possible de disposer un feuillard métallique 23 (représenté en pointillés sur la figure 9) venant prendre en sandwich les bandes de connexion 16 et l'élément concentrateur 21. Le feuillard métallique peut être formé en cuivre (Cu) ou en aluminium (Al). Pour former un module de batterie, plusieurs éléments 1 peuvent être reliés à l'élément concentrateur 21 par l'intermédiaire de leur bande de connexion de manière à obtenir une connexion en série ou en parallèle des éléments entre eux. La figure 10 représente de manière schématique un élément électrochimique 1 présentant une seule bande latérale de connexion 16, l'élément électrochimique étant connecté à un élément concentrateur de courant 21. L'élément concentrateur de courant 21 est formé de deux barrettes conductrices 23 et 24 parallèles s'étendant de part et d'autre de la bande de connexion 16 de l'élément électrochimique 1. La bande de connexion 16 est donc prise en sandwich entre les deux barrettes 23 et 24. La bande de connexion 16 et les barrettes 23 et 24 sont reliées entre elles par soudage électrique par points. La bande de connexion 16 est reliée à l'élément concentrateur 21 au niveau de points de soudage 22. Cette configuration présente l'avantage que les deux barrettes 23 et 24 protègent la bande de connexion 16 lors du soudage. Pour former un module de batterie, plusieurs éléments 1 peuvent 25 être reliés à l'élément concentrateur 21 par l'intermédiaire de leur bande de connexion de manière à obtenir une connexion en série ou en parallèle des éléments entre eux. La figure 11 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques 1 identiques à l'élément de la figure 10, connectés à un 30 concentrateur de courant 21. Les éléments 1 sont disposés tête-bêche de part et d'autre du concentrateur de courant 21 et agencés de manière à ce que leur bande de connexion 16 s'étende chacune d'un côté du concentrateur de courant. La bande de connexion 16 d'un premier élément 1 est connectée à une première barrette conductrice 23 tandis que la bande de connexion 16 d'un deuxième élément 1 est connectée à une deuxième barrette conductrice 24 du concentrateur 21. Les éléments 1 sont ainsi connectés en parallèle l'un avec l'autre. The cutting lines 15 are obtained for example by performing a sequential section of the complex during its winding. The cutting frequency is determined to obtain two cuts per coiled coil. Figure 8 schematically shows the element 1 in which transverse cutting segments 17 have been operated between each axial end of the cutting lines 15 and the adjacent free edges of the collector layers. The transverse cuts 17 make it possible to eliminate collector portions delimited by the cutting lines 15 and to form between the eliminated portions two connecting strips 16 making it possible to electrically connect the collector of the element 1. FIG. schematically the electrochemical element 1 having two connecting strips 16, the element 1 being connected to a current concentrator element 21. The current concentrator element 1 is formed by a bar of current-conducting material. As can be seen in FIG. 9, the current concentrator 21 extends between the two connecting strips 16 of the element 1. In addition, the connecting strips 16 are connected to the concentrator element 21 by electric welding. by points. The connecting strips 16 are connected to the concentrator element 21 at welding points 22. In order to avoid deterioration of the collector layers during welding, it is possible to arrange a metal strip 23 (shown in dashed lines in FIG. 9 ) sandwiching the connecting strips 16 and the concentrator element 21. The metal strip may be formed of copper (Cu) or aluminum (Al). To form a battery module, several elements 1 can be connected to the concentrator element 21 via their connecting strip so as to obtain a series or parallel connection of the elements to each other. FIG. 10 schematically represents an electrochemical element 1 having a single connecting sideband 16, the electrochemical element being connected to a current concentrator element 21. The current concentrator element 21 is formed of two conductive strips 23 and 24 parallel, extending on either side of the connection strip 16 of the electrochemical element 1. The connection strip 16 is thus sandwiched between the two strips 23 and 24. The connection strip 16 and the strips 23 and 24 are interconnected by electric spot welding. The connection strip 16 is connected to the concentrator element 21 at the welding points 22. This configuration has the advantage that the two strips 23 and 24 protect the connection strip 16 during welding. To form a battery module, several elements 1 may be connected to the concentrator element 21 via their connecting strip so as to obtain a series or parallel connection of the elements to each other. FIG. 11 schematically represents two electrochemical elements 1 identical to the element of FIG. 10, connected to a current concentrator 21. The elements 1 are arranged head-to-tail on either side of the current concentrator 21 and arranged so that their connecting strip 16 extends each on one side of the current concentrator. The connection strip 16 of a first element 1 is connected to a first conductive strip 23 while the connection strip 16 of a second element 1 is connected to a second conductive strip 24 of the concentrator 21. The elements 1 are thus connected in parallel with each other.

La figure 12 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques 1 connectés entre eux en série. A cet effet, la bande de connexion 16 s'étendant sur le premier côté 3 (côté de cathode) d'un élément 1 est connectée au deuxième côté 4 (côté d'anode) d'un élément suivant 1. La bande de connexion 16 est connectée au côté 4 par soudage sur les couches débordantes d'anode. La bande de connexion 16 est reliée aux couches d'anode au niveau d'un point de soudage 25. Cette configuration ne nécessite pas l'utilisation d'un élément concentrateur. En outre, cette configuration permet de connecter en série autant d'éléments électrochimiques 1 que souhaité. Figure 12 schematically shows two electrochemical elements 1 connected together in series. For this purpose, the connecting strip 16 extending on the first side 3 (cathode side) of an element 1 is connected to the second side 4 (anode side) of a next element 1. The connecting strip 16 is connected to the side 4 by welding on the anode flowing layers. The connecting strip 16 is connected to the anode layers at a welding point 25. This configuration does not require the use of a concentrator element. In addition, this configuration makes it possible to connect in series as many electrochemical elements 1 as desired.

La figure 13 représente de manière schématique deux éléments électrochimiques 1 connectés entre eux en parallèle. A cet effet, les deux éléments 1 sont disposés de manière à ce que leurs premiers côtés 3 s'étendent en regard l'un de l'autre. Les bandes de connexion 16 s'étendant à partir des premiers côtés 3 des éléments 1 (côtés de cathode) sont connectées l'une à l'autre par soudage. Cette configuration ne nécessite pas l'utilisation d'un élément concentrateur. En outre, cette configuration permet également de connecter en série autant d'éléments électrochimiques 1 que souhaité. La figure 14 représente de manière schématique un embout de 25 connexion 30 destiné à être fixé sur une bande de connexion d'un élément électrochimique, conforme à un premier mode de réalisation. L'embout 30 est un élément en matériau conducteur formé en une seule pièce. L'embout 30 peut par exemple être réalisée à partir d'une feuille en métal, par exemple en cuivre ou en laiton, éventuellement 30 recouverte d'une couche de revêtement (par exemple par dorure, argenture ou étamage) découpée et pliée. La couche de revêtement a pour but d'améliorer la soudabilité de l'embout et/ou le contact électrique avec la bande de connexion de l'élément électrochimique. Figure 13 schematically shows two electrochemical elements 1 connected to each other in parallel. For this purpose, the two elements 1 are arranged so that their first sides 3 extend facing one another. The connecting strips 16 extending from the first sides 3 of the elements 1 (cathode sides) are connected to each other by welding. This configuration does not require the use of a hub element. In addition, this configuration also allows to connect in series as many electrochemical elements 1 as desired. Fig. 14 schematically shows a connection tip 30 for attachment to a connection strip of an electrochemical element according to a first embodiment. The tip 30 is a conductive material element formed in one piece. The tip 30 may for example be made from a sheet of metal, for example copper or brass, optionally covered with a coating layer (for example by gilding, silvering or tinning) cut and folded. The coating layer is intended to improve the weldability of the tip and / or the electrical contact with the connection strip of the electrochemical element.

L'embout 30 comprend une partie de réception 31 sur laquelle peut être positionnée une extrémité de bande de connexion, deux pattes 32 et 33 s'étendant à partir de la partie de réception 31, et une fiche 34 destinée à être fixée sur un élément concentrateur. The tip 30 comprises a receiving portion 31 on which can be positioned a connection strip end, two tabs 32 and 33 extending from the receiving portion 31, and a plug 34 to be attached to an element concentrator.

La partie de réception 31 présente une forme générale rectangulaire sensiblement plate. La partie de réception 31 se prolonge au niveau d'un premier et d'un deuxième côtés pour former les deux pattes 32 et 33. La partie de réception 31 se prolonge également au niveau d'un troisième côté pour former la fiche 34. The receiving portion 31 has a generally flat rectangular shape. The receiving portion 31 extends at first and second sides to form the two tabs 32 and 33. The receiving portion 31 also extends at a third side to form the plug 34.

Sur la figure 14, les deux pattes 32 et 33 s'étendent perpendiculairement à la partie de réception 31 entre les pattes 32 et 33. Cette disposition permet de guider une bande de connexion d'un élément électrochimique pour disposer la bande de connexion sur la partie de réception 31. Les pattes 32 et 33 présentent des dents 35 le long d'un bord libre. Comme illustré sur la figure 16, les pattes 32 et 33 sont destinées à être repliées en force vers la partie de réception 31 pour venir serrer la bande de connexion 6 et maintenir la bande de connexion 6 contre la partie de réception 31. Les dents 35 viennent agripper la bande de connexion 16 et la maintiennent fermement en contact avec la partie de réception 31. L'embout 30 permet également de maintenir ensemble les couches de collecteur formant la bande de connexion, sans nécessiter d'avoir recours au soudage. La figure 15 représente de manière schématique un embout de 25 connexion destiné à être fixé sur une bande de connexion d'un élément électrochimique, conforme à un deuxième mode de réalisation. L'embout représenté sur la figure 15 est identique à l'embout représenté sur la figure 14, excepté qu'il présente des bossages 36 sur sa partie de réception 31. Les bossages 36 sont destinés à coopérer avec les 30 dents 35 pour maintenir une bande de connexion dans l'embout 30 et assurer une bonne connexion électrique entre la bande de connexion et l'embout 30. In FIG. 14, the two tabs 32 and 33 extend perpendicularly to the receiving portion 31 between the tabs 32 and 33. This arrangement makes it possible to guide a connection strip of an electrochemical element in order to arrange the connection strip on the receiving portion 31. Tabs 32 and 33 have teeth 35 along a free edge. As illustrated in FIG. 16, the tabs 32 and 33 are intended to be forcibly folded towards the receiving part 31 to tighten the connecting strip 6 and to hold the connection strip 6 against the receiving part 31. The teeth 35 the connecting strip 16 is gripped and holds it firmly in contact with the receiving part 31. The end piece 30 also makes it possible to hold together the collector layers forming the connecting strip, without requiring the use of welding. Figure 15 schematically shows a connection tip for attachment to a connection strip of an electrochemical element, according to a second embodiment. The tip shown in Figure 15 is identical to the tip shown in Figure 14, except that it has bosses 36 on its receiving portion 31. The bosses 36 are intended to cooperate with the teeth 35 to maintain a connecting strip in the tip 30 and ensure a good electrical connection between the connecting strip and the tip 30.

A cet effet, les bossages 36 de la partie de réception 31 sont agencés de sorte que lorsque les pattes 32 et 33 sont repliées, les dents 35 s'intercalent entre les bossages 36. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'embout 30 présente une tenue améliorée sur la bande de connexion. Les dents 35 qui s'intercalent entre les bossages 36 améliorent la tenue en traction de la bande de connexion dans l'embout en empêchant la bande de connexion de glisser. Par ailleurs, les dents 35 et les bossages 36 imposent à la bande de connexion un trajet en chicane de la bande de connexion dans l'embout. For this purpose, the bosses 36 of the receiving portion 31 are arranged so that when the tabs 32 and 33 are folded, the teeth 35 are interposed between the bosses 36. In this second embodiment, the tip 30 presents improved hold on the connection band. The teeth 35 which are interposed between the bosses 36 improve the tensile strength of the connecting strip in the tip by preventing the connecting strip from sliding. Moreover, the teeth 35 and the bosses 36 impose on the connecting strip a baffled path of the connecting strip in the tip.

Cette caractéristique crée des zones de forte pression de contact entre la bande de connexion et l'embout. La figure 17 représente de manière schématique la connexion d'une pluralité de bandes de connexion 6 à un concentrateur de courant 8. Le concentrateur de courant 8 présente une pluralité de logements 28 dans lesquels peuvent être insérées les fiches d'une pluralité d'embouts 30 de connexion, de manière à connecter électriquement les bandes de connexion 16 à l'élément concentrateur 8. L'agencement représenté sur la figure 17 permet une connexion des éléments entre eux dans un module de batterie. Avec un tel 20 agencement, les éléments électrochimiques peuvent être facilement remplacés et les connexions peuvent être facilement modifiées. This feature creates areas of high contact pressure between the connecting strip and the tip. FIG. 17 schematically shows the connection of a plurality of connection strips 6 to a current concentrator 8. The current concentrator 8 has a plurality of housings 28 into which the plugs of a plurality of connectors can be inserted. The arrangement shown in Fig. 17 allows connection of the elements to each other in a battery module. With such an arrangement, the electrochemical elements can be easily replaced and the connections can be easily modified.

Claims

A battery module comprising a plurality of electrochemical energy storage elements (1,

2), each element (1, 2) being formed by the superposition of a plurality of layers (10, 20, 30, 40, 50), each element (1, 2) having at least one connecting strip (6, 16) formed by cutting into layers of the element (1, 2), characterized in that the elements (1, 2) are electrically connected to each other via their connecting strip (6, 16). 2. Module according to claim 1, comprising at least one concentrator element (8, 9) and in which electrochemical elements (1, 2) are connected to the concentrator element (8, 9, 21) via their connecting strip (6, 16).

3. Module according to claim 2, wherein the connecting strips (6, 16) are connected to the concentrator element (8, 9, 21) by welding.

4. Module according to one of claims 2 or 3, wherein electrochemical elements (1, 2) are arranged in pairs along the concentrator element (8, 9, 21). 20

5. Module according to claim 4, wherein each electrochemical element (1, 2) has a single connecting strip (16) and the electrochemical elements (1, 2) of the same pair are arranged headbeach so that their bands of connection (16) extend on either side of the concentrator element (21). 25

6. Module according to one of claims 2 or 3, wherein the concentrator element (21) comprises two conductive bars (23, 24) extending on either side of the connection strips (16) of the electrochemical elements. (1, 2).

7. Module according to one of claims 2 or 3, wherein each electrochemical element (1, 2) is connected to the concentrator element (8, 9, 21) via at least two connection strips. (6, 16).

8. Module according to claim 7, wherein the connecting strips (16) extend on either side of the concentrator element (21).

9. Module according to claim 8, comprising a metal strip (23) sandwiching the connecting strips (6, 16) and the concentrator element (21).

10. Module according to one of the preceding claims, wherein the elements (1, 2) are electrically connected in parallel with each other.

11. Module according to one of claims 1 to 9, wherein the 10 elements (1, 2) are electrically connected in series with each other.

12. Module according to claim 1, wherein each element (1, 2) comprises a first cathode side (3), a second anode side (4) and a connecting strip (16) extending over the first side (3), the connecting strip (16) of one element (1) being connected to a second side (4) of another element (1) so that the electrochemical elements (1, 2) are connected between them in series.

The module of claim 1, wherein each element (1, 2) comprises a first cathode side (3), a second anode side (4) and a connecting strip (16) extending over the first side (3), the connecting strips (16) of two electrochemical elements (1, 2) being connected together so that the electrochemical elements (1, 2) are connected to each other in parallel.

Module according to one of the preceding claims, wherein the connecting strips (6, 16) are formed by cutting into collector layers (10) of an electrochemical element (1, 2).

15. Module according to one of the preceding claims, wherein each electrochemical energy storage element (1, 2) comprises a connection tip (30) of conductive material, the connection tip (30) being fixed. on a connection strip (6,

16) of the electrochemical element (1, 2) and being able to be connected to a concentrator (8, 9, 21) .16. Module according to Claim 15, in which the connecting end piece (30) is adapted to be fastened to the connecting strip (6, 16) by clamping.

17. Module according to claim 16, wherein the connecting piece (30) comprises a receiving portion (31) and at least one clamping lug (32, 33), the clamping lug (32, 33) being suitable. to be folded to maintain the connection strip (6, 16) against the receiving part (31).

18. Module according to claim 17, wherein the connection tip (30) comprises two clamping tabs (32, 33).

19. Module according to one of claims 17 or 18, wherein the clamping lug (32, 33) has teeth (35).

20. Module according to one of claims 17 to 19, wherein the receiving portion (31) has bosses (36). 15

21. Module according to claims 19 and 20, wherein the teeth (35) of the clamping tab (32, 33) and the bosses (36) of the receiving part (31) are arranged so that when the tab ( 32, 33) is folded, the teeth (35) are interposed between the bosses (36).

22. Module according to one of claims 15 to 21, wherein the tip (30) has a plug (34) adapted to be inserted into a housing (28) of a concentrator element (8) of the module. electrically connecting the connection strip (6, 16) to the concentrator element (8). 25