JP7314284B2

JP7314284B2 - 電池モジュール

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Publication number: JP7314284B2
Application number: JP2021543398A
Authority: JP
Inventors: ▲劉▼小▲榮▼; ▲趙▼▲賓▼; ▲陽▼超; ▲陳▼宗火; ▲ウ▼岸▲為▼; ▲瞿▼志▲廣▼
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2023-07-25
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN113140877B; JP2022518811A; WO2020155989A1; US20200243831A1; PL3686963T3; KR20210132013A; KR102692377B1; US11088424B2; EP3686963A1; CN113140877A; EP3686963B1; CN111490216A

Description

本願は、２０１９年１月２８日に提出された出願番号が２０１９１００８０６９１．３であり、発明名称が「電池モジュール」である中国特許出願の優先権を要求し、その全ての内容が本願に援用される。

本願は、電池分野に関し、特に、電池モジュールに関する。

従来の二次電池の間は、通常、Ｕ型接続シートを用いて互いに電気的に接続され、実際の操作過程において、Ｕ型接続シートの一側と相応した二次電池の電極リード線との溶接が完成した後、その他側と相応した二次電池の電極リード線との溶接を行う際に、超音波の振動は必ずその前の溶接領域を引っ張り、溶接強度に影響を与え、さらに電池モジュールの使用安全及び使用寿命に影響を与える。

二回の溶接の二回目の溶接が一回目の溶接に与える影響を回避するために、一回の溶接を採用し、電気的に接続される必要がある電極リード線を折り曲げて一斉に溶接を行っている。二次電池は、第１の電極リード線及び第２の電極リード線を備えている。単一の電池の電圧電流が小さいため、常にそれを直並列接続する必要があり、この際に複数の第１の電極リード線及び複数の第２の電極リード線を順に積層して接続する必要がある。第１の電極リード線と第２の電極リード線との材質が異なるため、溶接する際に、複数の異なる溶接層を有し、即ち、第１の電極リード線と第１の電極リード線との溶接層、第１の電極リード線と第２の電極リード線との溶接層、第２の電極リード線と第２の電極リード線との溶接層を有する。超音波によって溶接する際に、第１の電極リード線と第１の電極リード線との溶接及び第２の電極リード線と第２の電極リード線との溶接の温度が異なり、温度が高い溶接層は温度が低い溶接層に影響を与え、溶接する際に、塑性流動が過度になって、空孔問題が発生し、溶接強度に影響を与える。

本願は、電池モジュールを提供して、電池モジュールにおける電極リード線の接続信頼性を向上させる。

本願の実施例は、電池モジュールを提供するが、当該電池モジュールは、第１の電池ユニット及び第２の電池ユニットを含み、第１の電池ユニット及び第２の電池ユニットは、それぞれ、Ｎ個の二次電池を含み、Ｎは、２以上の整数であり、各二次電池は、極性が逆である第１の電極リード線と第２の電極リード線とを含み、第１の電極リード線の融点は、第２の電極リード線の融点を超え、第１の電池ユニットのＮ個の第１の電極リード線と第２の電池ユニットのＮ個の第２の電極リード線とは、積層構造を形成し、ここで、電池モジュールは、積層構造に分布される複数の接続点を有し、接続点の個数は、Ｎ以上であり、各接続点は、第１の電池ユニットの一つの第１の電極リード線と第２の電池ユニットの少なくとも一つの第２の電極リード線とを電気的に接続させる。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の電極リード線は、第１の方向に沿って延在し、第１の電池ユニットのＮ個の第１の電極リード線は、第２の方向で互いに退避する退避位置を有し、接続点は、接続点によって一つの第１の電極リード線と少なくとも一つの第２の電極リード線とが接続されるように、退避位置に設置されており、第２の方向と第１の方向とは互いに交差している。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の電極リード線は、第１の方向に沿って延在するシート状リード線であり、第２の電池ユニットの第２の電極リード線の表面での第１の電池ユニットのＮ個の第１の電極リード線の投影は、第２の方向で互いに位置がずれている。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の電池ユニットのＮ個の二次電池は、並列に設置されており、第２の方向における各第１の電極リード線のサイズは、第２の電極リード線のサイズの１／Ｎ以下である。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の電極リード線には、第１の接続部及び第１の中空部が設置され、第１の電池ユニットにおいて、各第１の電極リード線前第１の中空部と他の第１の電極リード線の第１の接続部とは、第１の電極リード線の第１の接続部が他の第１の電極リード線の第１の中空部によって露出され、且つ、接続点が第１の接続部に設置されるように、積層方向に対応されている。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の中空部は、第１の電極リード線に開設された開口である。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第１の方向に沿った第１の中空部のサイズは、第１の方向に沿った接続点のサイズの二倍以上である。

本願の前述の任意の実施形態によれば、各第１の電極リード線の第１の接続部の第２の方向に沿ったサイズは、第２の電極リード線の第２の方向に沿ったサイズの１／Ｎ以下である。

本願の前述の任意の実施形態によれば、第２の電池ユニットの全ての第２の電極リード線は、各接続点によって第１の電池ユニットの一つの第１の電極リード線と第２の電池ユニットの一つの第２の電極リード線とが電気的に接続されるように、第２の方向で互いに退避して設置されている。

本願の前述の任意の実施形態によれば、電池モジュールは、接続面を有する電気コネクタをさらに含み、第１の電池ユニットの第１の電極リード線と第２の電池ユニットの第２の電極リード線とは、電気コネクタの接続面に積層されている。

本願の実施例に係る電池モジュールにおいて、各二次電池の第１の電極リード線の融点は、第２の電極リード線の融点を超え、Ｎ個の第１の電極リード線とＮ個の第２の電極リード線とで形成される積層構造において、各接続点は、一つの第１の電極リード線と少なくとも一つの第２の電極リード線とを電気的に接続させることで、溶接工程で低融点の電極リード線と低融点の電極リード線との溶接面、および低融点の電極リード線と高融点の電極リード線との溶接面のみが存在し、高融点の電極リード線と高融点の電極リード線との溶接面が同時に存在することは回避する。そのため、溶接において、溶接温度は、低融点の電極リード線の融点より高いことを満たすだけでよく、高融点の電極リード線の融点より高い必要はないため、高すぎる温度が低融点の電極リード線を含む溶接面にもたらす影響を回避し、溶接における過度な塑性流動により発生する空孔問題を回避し、溶接強度及び電極リード線の接続信頼性を向上することができる。

添付図面を参照して行う非限定的な実施例に対する以下の詳細な説明を閲読することにより、本明細書の他の特徴、目的、及び利点がより明確になり、ここで、同一又は類似の符号は、同一又は類似した特徴を表す。

本願の実施例の電池モジュールの概略斜視図を示す。図１における一部構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第１種の積層構造の概略斜視図を示す。本願の実施例の第１種の積層構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第２種の積層構造の概略斜視図を示す。本願の実施例の第２種の積層構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第３種の積層構造の概略斜視図を示す。本願の実施例の第３種の積層構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第４種の積層構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第５種の積層構造の概略斜視図を示す。本願の実施例の第５種の積層構造の分解斜視図を示す。本願の実施例の第６種の積層構造の概略斜視図を示す。本願の実施例の第６種の積層構造の分解斜視図を示す。

以下、本明細書の様々な態様の特徴及び例示的な実施例を詳細に説明し、本明細書の目的、態様、及び利点をより明確にするために、以下、添付図面及び特定の実施例を組み合わせて、本明細書をさらに詳細に説明する。本明細書に記載の特定の実施例は、単に、本願を解釈するものであり、本願を限定するものではない。当業者にとって、本願は、これらの特定の詳細の幾つかを必要とせずに実施することができる。以下、実施例に対する記載は、単に、本願の例を示すことによって、本願のより良い理解を提供することを意図している。

なお、本明細書において、「第１」及び「第２」のような関係用語は、一つの実体又は操作と他の実体又は操作とを区別するためのみに用いられ、これらの実体又は操作の間に任意のこのような実際の関係又は順序が存在することを要求又は暗示するものではない。また、用語「含む」「備える」、「有する」、又は他の任意の変形は非排他的な包含をカバーすることを意図するため、一連の要素を含む工程、方法、物品又は装置はそれらの要素を含むだけでなく、明確に列挙されていない他の要素も含み、又はこのような工程、方法、物品又は装置に固有の要素も含む。より多くの制限がない場合、語句「……を含む」、「……を備える」、「……を有する」で限定された要素は、前記要素を含む工程、方法、物品又は装置にさらに他の同じ要素が存在することを排除するものではない。

なお、部材の構造を説明する際に、一層、一つの領域が別の層、別の領域の「上面」又は「上方」に位置すると説明される場合、別の層、別の領域の上面に直接位置するか、又はそれと別の層、別の領域との間にさらに別の層又は領域を含むことを指すことができる。また、部材を反転すれば、当該一層、一つの領域は、別の層、別の領域の「下面」又は「下方」に位置する。

本願の実施例は、電池モジュールを提供し、図１は、本願の実施例の電池モジュールの概略斜視図を示し、図２は、図１における一部構造の分解斜視図を示す。当該電池モジュールは、第１の電池ユニットＧ１及び第２の電池ユニットＧ２を含み、第１の電池ユニットＧ１及び第２の電池ユニットＧ２は、それぞれ、Ｎ個の二次電池１００を含み、Ｎは、２以上の整数であり、各二次電池１００は、極性が逆である第１の電極リード線１２１及び第２の電極リード線１２２を含む。ここで、第１の電極リード線１２１の融点は、第２の電極リード線１２２の融点を超える。

本実施例において、各第１の電池ユニットＧ１が二つの二次電池１００を備え、各第２の電池ユニットＧ２も二つの二次電池１００を備えることを例として説明し、各第１の電池ユニットＧ１に含まれる二つの二次電池１００の間は互いに並列に接続され、各第２の電池ユニットＧ２に含まれる二つの二次電池１００の間は互いに並列に接続され、第１の電池ユニットＧ１と第２の電池ユニットＧ２とは直列に接続されている。なお、他のいくつかの実施例において、電池モジュールの設計要求に応じて、各第１の電池ユニットＧ１に含まれる二次電池１００の個数は、三つ、四つなどの他の個数であってもよく、同様に、各第２の電池ユニットＧ２に含まれる二次電池１００の個数は、三つ、四つなどの他の個数であってもよい。

なお、電池モジュールは、直列に接続された第１の電池ユニットＧ１及び第２の電池ユニットＧ２のみを含んでもよく、直列に接続された第１の電池ユニットＧ１及び第２の電池ユニットＧ２を重複ユニットとして、厚さ方向で重複して積み重ねて直列して形成してもよく、他のいくつかの実施例においては、他の電池ユニットをさらに含んでもよい。

なお、本明細書における用語「第１の電極リード線１２１の融点」、「第２の電極リード線１２２の融点」は、具体的に、第１の電極リード線１２１の表面材料の融点、第２の電極リード線１２２の表面材料の融点と理解することができる。例えば、いくつかの実施例において、第２の電極リード線１２２がアルミニウム材料で製造される場合、第２の電極リード線１２２の融点はアルミニウム材料の融点である。いくつかの実施例において、第１の電極リード線１２１が銅材料の表面にニッケルを塗布することにより形成される場合、第１の電極リード線１２１の融点はニッケル材料の融点である。

前述のように、いくつかの実施例において、第１の電極リード線１２１が銅材料で製造され、第１の電極リード線１２１の表面に例えばニッケル塗布層のような塗布層を有することにより、銅製電極リード線と電池モジュールに含まれる密封プラスチックとの間に老化を加速化する現象が発生することを回避する。第２の電極リード線１２２がアルミニウム材料で製造される場合、銅アルミニウム溶接の拡散領域の厚さが約２０ミクロンであるため、いくつかの実施例において、第１の電極リード線１２１の表面の塗布層（例えば、ニッケル層）の厚さを２０ミクロン以上にすることにより、溶接によってアルミニウムニッケルのみが拡散することを保証し、溶接の一致性及び安定性を保証する。

本願の実施例において、第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２とは、積層構造を形成する。

図３ａ、図３ｂは、それぞれ、本願の実施例の第１種の積層構造の概略斜視図、分解斜視図を示す。ここで、電池モジュールは、積層構造に分布された複数の接続点Ｐを有し、接続点Ｐの個数は、Ｎ以上であり、各接続点Ｐは、第１の電池ユニットＧ１の一つの第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とを電気的に接続させる。

前述の接続点Ｐは、溶接工程で形成された接続点であってもよく、ここで、溶接工程は、超音波溶接を採用することができる。溶接工程で、金属部材を一定の静圧力で、超音波高周波振動により、溶接金属の界面を摩擦させて熱を誘起することで、その塑性流動を発生させて、最終的に原子応力範囲に達して金属結合を形成するようにする。

本願の実施例において、各二次電池１００の第１の電極リード線１２１の融点は、第２の電極リード線１２２の融点を超え、第１の電極リード線１２１の融点が第２の電極リード線１２２の融点を超える場合、溶接時の塑性流動に達する際の温度（以下、溶接温度と略称する）が融点と正比例するため、第１の電極リード線１２１の溶接温度は第２の電極リード線１２２の溶接温度を超え、この際の第１の電極リード線１２１が高融点の電極リード線であり、第２の電極リード線１２２が低融点の電極リード線である。

高融点の電極リード線の融点をＴ１と記し、低融点の電極リード線の融点をＴ２と記し、Ｔ１－Ｔ２＞５０％Ｔ２である場合、高融点の電極リード線を溶接する際に、低融点の電極リード線を溶接する溶接安定性に大きな影響を与える。具体的に、高融点の電極リード線と高融点の電極リード線、低融点の電極リード線と低融点の電極リード線を同時に溶接する際に、高融点の電極リード線の溶接温度が高いため、低融点の電極リード線を溶接する際に塑性流動が速く、空孔が発生しやすいなどの問題をもたらす。

本願の実施例の電池モジュールによれば、Ｎ個の第１の電極リード線１２１とＮ個の第２の電極リード線１２２とで形成される積層構造において、各接続点Ｐは、一つの第１の電極リード線１２１と少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とを電気的に接続させることで、溶接工程において、低融点の電極リード線と低融点の電極リード線との溶接面、および低融点の電極リード線と高融点の電極リード線との溶接面のみが存在し、高融点の電極リード線と高融点の電極リード線の溶接面が同時に存在することを回避する。そのため、溶接において、溶接温度は、低融点の電極リード線の融点より高いことを満たすだけでよく、高融点の電極リード線の融点より高い必要はないため、高すぎる温度が低融点の電極リード線を含む溶接面にもたらす影響を回避し、溶接における過度な塑性流動により発生する空孔問題を回避し、溶接強度及び電極リード線の接続信頼性を向上することができる。

図３ａ、図３ｂに示す積層構造において、第１の電極リード線１２１は、第１の方向Ｘに沿って延在し、第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１は、第２の方向Ｙで互いに退避する退避位置を有し、接続点Ｐを退避位置に設置することにより、接続点Ｐは一つの第１の電極リード線１２１と少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とを接続させ、ここで、第２の方向Ｙと第１の方向Ｘとは互いに交差している。本実施例において、第２の方向Ｙは第１の方向Ｘに垂直である。第１の電極リード線１２１が退避位置を有し、複数の接続点Ｐが退避位置に位置するため、溶接工程で、一回の溶接を採用して上記複数の接続点Ｐを同時に形成することができ、即ち、一回の溶接を採用して積層構造におけるＮ個の第１の電極リード線１２１とＮ個の第２の電極リード線１２２との形成を完成し、溶接プロセスの効率を向上させることができる。ここで、溶接装置には、複数の接続点Ｐに対応する複数の溶接点が設置されてもよい。

図３ａ、図３ｂに示す積層構造において、第１の電極リード線１２１には第１の接続部１２１ａ及び第１の中空部１２１ｂが設置され、第１の電池ユニットＧ１において、各第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂと他の第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａとは、第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａを他の第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂにより露出させ、且つ、接続点Ｐを接続部１２１ａに設置させるように、積層方向で対応されることにより、溶接装置が各第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の第２の電極リード線１２２とを直接溶接しやすく、溶接の利便性を向上させる。

上記本実施例において、第１の中空部１２１ｂは、第１の電極リード線１２１に開設された開口である。具体的に、本実施例の第１の電極リード線１２１は、第１の接続部１２１ａの幅を有する電極リード線を切断して形成してもよく、ここで切断された部分は電極リード線上に第１の中空部１２１ｂを形成する。本実施例において、第１の中空部１２１ｂは、第１の電極リード線１２１の一つの辺縁から内向きに開口することにより形成されている。

いくつかの実施例において、第１の方向Ｘに沿った第１の中空部１２１ｂのサイズを、第１の方向Ｘに沿った接続点Ｐのサイズの二倍以上にすることで、各第１の接続部１２１ａが他の第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂにより露出された領域は溶接プロセスを完成するのに十分であり、接続が信頼できる接続点Ｐを取得する。

いくつかの実施例において、各第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａの第２の方向Ｙに沿ったサイズを、第２の電極リード線１２２の第２の方向Ｙに沿ったサイズの１／Ｎ以下にすることで、Ｎ個の第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａはいずれも他の第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂにより露出されることができ、相互の重なり合いを回避し、安定した溶接接続点Ｐを得るために保障を提供する。

上記図３ａ、図３ｂに示す積層構造において、第１の電池ユニットＧ１の各第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とが電気的に接続され、第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２が互いに電気的に接続されて、積層構造における第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２との電気的接続を実現する。他のいくつかの実施例においては、さらに他の構造を備えることにより、積層構造における各電極リード線間の電気的接続を実現することができる。

図４ａ、図４ｂは、それぞれ、本願の実施例の第２種の積層構造の概略斜視図、分解斜視図を示し、当該積層構造における大部分の構造は、第１種の積層構造の構造とほぼ同じであるため、詳細に説明しない。ここで、第１の積層構造との相違は、本実施例の電池モジュールが電気コネクタ２００をさらに備えることである。当該電気コネクタ２００は、接続面２００ａを有し、第１の電池ユニットＧ１の第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の第２の電極リード線１２２とが電気コネクタ２００の接続面２００ａに積層され、各接続点Ｐが第１の電池ユニットＧ１の一つの第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２とを電気コネクタ２００の接続面２００ａに電気的に接続させることで、積層構造における各電極リード線間の電気的接続を実現する。

いくつかの実施例において、第１の電極リード線１２１の融点は、第２の電極リード線１２２の融点を超え、各積層構造において、第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２は、電気コネクタ２００の接続面２００ａに積層して設置され、第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１は、第２の電池ユニットＧ２のＮ個の第２の電極リード線１２２に積層して設置されている。

いくつかの実施例において、電気コネクタ２００は、バスバーとして、第１の電池ユニットＧ１及び第２の電池ユニットＧ２とサンプリング回路とを接続させて、データサンプリング及び電池管理を容易に行うことができる。

上記積層構造において、各第１の電池ユニットＧ１が二つの二次電池１００を備え、各第２の電池ユニットＧ２も二つの二次電池１００を備えることを例として説明した。なお、各第１の電池ユニットＧ１及び各第２の電池ユニットＧ２にそれぞれ含まれる二次電池１００は、他の個数であってもよい。

図５ａ、図５ｂは、それぞれ、本願の実施例の第３種の積層構造の概略斜視図、分解斜視図を示し、当該積層構造における大部分の構造は、第２種の積層構造の構造とほぼ同じであるため、詳細に説明しない。ここで、第２の積層構造との相違は、本実施例の電池モジュールにおいて、各第１の電池ユニットＧ１が三つの二次電池１００を備え、各第２の電池ユニットＧ２も三つの二次電池１００を備えることである。

各第１の電池ユニットＧ１に含まれる三つの二次電池１００の間は互いに並列に接続され、各第２の電池ユニットＧ２に含まれる三つの二次電池１００の間は互いに並列に接続され、第１の電池ユニットＧ１と第２の電池ユニットＧ２とは互いに直列に接続されている。

電池モジュールは、積層構造に分布される複数の接続点Ｐを有し、接続点Ｐの個数は、３つ以上であり、本実施例には三つの接続点Ｐが含まれ、各接続点Ｐは、第１の電池ユニットＧ１の一つの第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とを電気的に接続させる。第１の電極リード線１２１は、第１の方向Ｘに沿って延在し、第１の電池ユニットＧ１の三つの第１の電極リード線１２１は、第２の方向Ｙで互いに退避する退避位置を有し、接続点Ｐは退避位置に設置され、ここで、第２の方向Ｙと第１の方向Ｘとは、互いに交差している。

第１の電極リード線１２１が退避位置を有し、三つの接続点Ｐを三つの第１の電極リード線１２１の退避位置に一対一に対応して位置させることで、溶接工程で、一回の溶接を採用して上記三つの接続点Ｐを同時に形成することができ、即ち、一回の溶接を採用して積層構造における三つの第１の電極リード線１２１と三つの第２の電極リード線１２２との形成を完成し、溶接プロセスの効率を向上させる。

上記実施例において、第１の中空部１２１ｂは、第１の電極リード線１２１に開設された開口である。具体的に、上記実施例において、第１の中空部１２１ｂは、いずれも第１の電極リード線１２１の一つの辺縁から内向きに開口することにより形成されている。しかしながら、第１の電極リード線１２１の開口に第１の中空部１２１ｂを形成する方式は例に限定されない。

図６は、本願の実施例の第４種の積層構造の分解斜視図を示し、当該積層構造における大部分の構造は、前述の第２種の積層構造と類似し、第１の電極リード線１２１には、第１の接続部１２１ａ及び第１の中空部１２１ｂが設置され、第１の電池ユニットＧ１において、各第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂと他の第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａとは、積層方向で対応していることで、第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａが他の第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂにより露出され、接続点が第１の接続部１２１ａに設置されている。

第１の中空部１２１ｂは、第１の電極リード線１２１に開設された開口であり、本実施例において、第１の中空部１２１ｂは、第１の電極リード線１２１の内部に開口することにより形成される。具体的に、本実施例の第１の電極リード線１２１は、第１の接続部１２１ａの幅を有する電極リード線の内部を穿孔することにより形成され、穿孔により形成される空き部分が第１の中空部１２１ｂを形成し、穿孔後の残りの第１の電極リード線１２１が第１の接続部１２１ａを形成する。

いくつかの実施例において、各第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａの第２の方向Ｙに沿ったサイズを、第２の電極リード線１２２の第２の方向Ｙに沿ったサイズの１／Ｎ以下にすることで、Ｎ個の第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２１ａがいずれも他の第１の電極リード線１２１の第１の中空部１２１ｂに露出されることができ、相互の重なり合いを回避し、安定した溶接接続点を得るために保障を提供する。

上記実施例において、いずれも第２の電極リード線１２２がシート状であることを例として例示的に説明したが、他のいくつかの実施例においては、電池モジュールの設計要求に応じて第２の電極リード線１２２を相応的に調整してもよい。

図７ａ、図７ｂは、それぞれ、本願の実施例の第５種の積層構造の概略斜視図、分解斜視図を示し、当該積層構造における大部分の構造は、第２種の積層構造の構造とほぼ同じであるため、詳細に説明しない。電池モジュールは、さらに、電気コネクタ２００を備え、当該電気コネクタ２００は、接続面２００ａを有し、第１の電池ユニットＧ１の第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の第２の電極リード線１２２とは、電気コネクタ２００の接続面２００ａに積層されている。

ここで、本実施例と第２の積層構造との相違は、第２の電池ユニットＧ２の全ての第２の電極リード線１２２が、各接続点Ｐによって第１の電池ユニットＧ１の一つの第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の一つの第２の電極リード線１２２とが電気的に接続されるように、第２の方向Ｙで互いに退避して設置されていることである。

具体的に、第２の電極リード線１２２には、第２の接続部１２２ａ及び第２の中空部１２２ｂが設置され、第２の電池ユニットＧ２において、各第２の電極リード線１２２の第２の中空部１２２ｂと他の第２の電極リード線１２２の第１の接続部１２２ａとが積層方向で対応している。

第１の電極リード線１２１に第１の接続部１２１ａ及び第１の中空部１２１ｂが設置されていることと組み合わせて、各接続点Ｐは、第１の電池ユニットＧ１の一つの第１の電極リード線１２１の第１の接続部１２２ａと第２の電池ユニットＧ２の一つの第２の電極リード線１２２の第２の接続部１２２ａとを電気的に接続させる。さらに、各接続点Ｐは、対応する電極リード線を電気コネクタ２００の接続面２００ａに電気的に接続させることで、積層構造内の各電極リード線の電気的接続を実現する。

本実施例において、各接続点Ｐは一つの第１の電極リード線１２１と一つの第２の電極リード線１２２を接続させることにより、各接続点Ｐに接続される電極リード線の総厚さを低下させ、各接続点Ｐでの溶接品質を向上させ、積層構造内の各電極リード線の電気的接続の信頼性をさらに向上させる。

なお、上記実施例において、各第１の電極リード線１２１に第１の接続部１２１ａ及び第１の中空部１２１ｂが設置されているためで、退避位置を提供し、接続点Ｐは、退避位置に設置される。他の実施例においては、他の構造により避位置を提供することができる。

図８ａ、図８ｂは、それぞれ、本願の実施例の第６種の積層構造の概略斜視図、分解斜視図を示す。ここで、第１の電極リード線１２１は、第１の方向Ｘに沿って延在し、第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１は、第２の方向Ｙで互いに退避する退避位置を有し、接続点Ｐは、退避位置に設置される。

前述の実施例との相違は、本実施例の第１の電極リード線１２１は第１の方向Ｘに沿って延在するシート状リード線であり、第２の電池ユニットＧ２の第２の電極リード線１２２の表面での第１の電池ユニットＧ１のＮ個の第１の電極リード線１２１の投影は、第２の方向Ｙで互いに位置がずれていることである。それに応じて、各第１の電極リード線１２１上の接続点Ｐと他の第１の電極リード線１２１上の接続点Ｐとは、第２の方向Ｙで位置がずれているため、溶接装置が各第１の電極リード線１２１と第２の電池ユニットＧ２の第２の電極リード線１２２とを直接溶接しやすく、溶接の利便性を向上させる。

いくつかの実施例において、第１の電池ユニットＧ１のＮ個の二次電池１００は、並列に設置され、第２の方向Ｙにおける各第１の電極リード線１２１のサイズは、第２の電極リード線１２２のサイズの１／Ｎ以下であることで、Ｎ個の第１の電極リード線１２１同士の相互の重なり合いを回避し、安定した溶接接続点Ｐを得るために保障を提供する。

本願の実施例の電池モジュールは、他の異なる形式の積層構造をさらに含むことができ、各接続点Ｐを利用して一つの第１の電極リード線１２１と少なくとも一つの第２の電極リード線１２２とを電気的に接続することにより、溶接工程で、高すぎる温度が低融点の電極リード線を含む溶接面にもたらす影響を回避することができ、溶接における過度な塑性流動により発生するた空孔問題を回避し、溶接強度及び電極リード線の接続信頼性を向上させる。

本願の前述の実施例によれば、これらの実施例は、すべての詳細を具体的に記述したものではなく、また、本願は記載された特定の実施例のみに限定されるものでもない。勿論、以上の説明から、当業者であれば、多くの修正及び変更が可能であることは明らかである。本明細書がこれらの実施例を選択して具体的に説明した理由は、本明細書の原理及び実際の使用をよりよく解釈し、当業者が本願をよく利用でき、本願に基づく修正をよく使用できるようにするためである。本願は、特許請求の範囲及びその全ての範囲と均等物によってのみ限定されるものである。

Ｇ１第１の電池ユニット、Ｇ２第２の電池ユニット、
Ｘ第１の方向、Ｙ第２の方向、
Ｐ接続点、
１００二次電池、
１２１第１の電極リード線、１２１ａ第１の接続部、１２１ｂ第１の中空部、
１２２第２の電極リード線、１２２ａ第２の接続部、１２２ｂ第２の中空部、
２００電気コネクタ、
２００ａ接続面。

Claims

電池モジュールであって、
第１の電池ユニット（Ｇ１）及び第２の電池ユニット（Ｇ２）を含み、
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）及び前記第２の電池ユニット（Ｇ２）は、それぞれ、Ｎ個の二次電池（１００）を含み、Ｎは、２以上の整数であり、
各前記二次電池（１００）は、極性が逆である第１の電極リード線（１２１）と第２の電極リード線（１２２）とを含み、
前記第１の電極リード線（１２１）の融点は、前記第２の電極リード線（１２２）の融点を超え、
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）のＮ個の前記第１の電極リード線（１２１）と前記第２の電池ユニット（Ｇ２）のＮ個の前記第２の電極リード線（１２２）とは、積層構造を形成し、
ここで、前記電池モジュールは、前記積層構造に分布される複数の接続点を有し、前記接続点の個数は、Ｎ以上であり、各前記接続点は、前記第１の電池ユニット（Ｇ１）の一つの前記第１の電極リード線（１２１）と前記第２の電池ユニット（Ｇ２）の少なくとも一つの前記第２の電極リード線（１２２）とを電気的に接続させ、
前記接続点は、溶接点であり、
前記第１の電極リード線（１２１）は、第１の方向（Ｘ）に沿って延在し、
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）のＮ個の前記第１の電極リード線（１２１）は、第２の方向（Ｙ）で互いに退避する退避位置を有し、
前記接続点は、前記接続点によって一つの前記第１の電極リード線（１２１）と少なくとも一つの前記第２の電極リード線（１２２）とが接続されるように、前記退避位置に設置されており、
前記第２の方向（Ｙ）と前記第１の方向（Ｘ）とは互いに交差している、
電池モジュール。
前記第１の電極リード線（１２１）は、前記第１の方向（Ｘ）に沿って延在するシート状のリード線であり、
前記第２の電池ユニット（Ｇ２）の前記第２の電極リード線（１２２）の表面での前記第１の電池ユニット（Ｇ１）のＮ個の前記第１の電極リード線（１２１）の投影は、前記第２の方向（Ｙ）で互いに位置がずれている、
請求項１に記載の電池モジュール。
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）のＮ個の前記二次電池（１００）は、並列に設置されており、
前記第２の方向（Ｙ）における各前記第１の電極リード線（１２１）のサイズは、前記第２の電極リード線（１２２）のサイズの１／Ｎ以下である、
請求項２に記載の電池モジュール。
前記第１の電極リード線（１２１）には、第１の接続部（１２１ａ）及び第１の中空部（１２１ｂ）が設置され、
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）において、各前記第１の電極リード線（１２１）の前記第１の中空部（１２１ｂ）と他の前記第１の電極リード線（１２１）の前記第１の接続部（１２１ａ）とは、前記第１の電極リード線（１２１）の前記第１の接続部（１２１ａ）が他の前記第１の電極リード線（１２１）の前記第１の中空部（１２１ｂ）によって露出され、且つ、前記接続点が前記第１の接続部（１２１ａ）に設置されるように、積層方向に対応されている、
請求項１に記載の電池モジュール。
前記第１の中空部（１２１ｂ）は、前記第１の電極リード線（１２１）に開設された開口である、
請求項４に記載の電池モジュール。
第１の方向（Ｘ）に沿った前記第１の中空部（１２１ｂ）のサイズは、第１の方向（Ｘ）に沿った前記接続点のサイズの二倍以上である、
請求項４に記載の電池モジュール。
各前記第１の電極リード線（１２１）の前記第１の接続部（１２１ａ）の前記第２の方向（Ｙ）に沿ったサイズは、前記第２の電極リード線（１２２）の前記第２の方向（Ｙ）に沿ったサイズの１／Ｎ以下である、
請求項４に記載の電池モジュール。
前記第２の電池ユニット（Ｇ２）の全ての前記第２の電極リード線（１２２）は、各前記接続点によって前記第１の電池ユニット（Ｇ１）の一つの前記第１の電極リード線（１２１）と前記第２の電池ユニット（Ｇ２）の一つの前記第２の電極リード線（１２２）とが電気的に接続されるように、前記第２の方向（Ｙ）で互いに退避して設置されている、
請求項１に記載の電池モジュール。
接続面（２００ａ）を有する電気コネクタ（２００）をさらに含み、
前記第１の電池ユニット（Ｇ１）の前記第１の電極リード線（１２１）と前記第２の電池ユニット（Ｇ２）の前記第２の電極リード線（１２２）とは、前記電気コネクタ（２００）の前記接続面（２００ａ）に積層されている、
請求項１に記載の電池モジュール。