TWI485914B - 電池裝置 - Google Patents

Description

電池裝置

本發明係關於一種電池裝置，尤其關於一種可以有效避免內部之元件鬆弛的電池裝置。

電池的構成要素包括有正極、負極與電解質等三要素；以鋰電池為例，係以正極鋰合金氧化物、有機電解液和負極碳材所組成，使得電池的平均工作電壓達到2.4~4V，相當於三顆鎳鎘或鎳氫電池串聯的電壓；此外，在正、負極之間以隔離膜將正、負極隔開以避免短路，而液體有機電解液則含在多孔隙的塑膠隔離膜中，負責離子電荷的傳導工作。充電時，電子由充電器外部經過負極的碳材料，而同時正極材料的鋰離子則離開正極經過電解液進入負極；放電時，電子和鋰離子反向而行。

製造電池時必須在電池的外罩內充填電解液，而為了使電解液能結合正極與負極，又必須在外罩內部裝設用來吸收電解液的吸收元件，而該吸收元件則連接正極導電柄與負極導電柄，並且使電解液能接觸到正極與負極，並形成電流的回路。

圖1顯示習知電池的立體圖。如圖1所示，習知電池100包含一外罩113、一正極導電柄111與一負極導電柄112。外罩113用以包覆正極、負極、電解質及吸收元件等內部元件(未圖示)，一般為了減省製造成本及工時，外罩113的材料為一鋁箔。當要組合多個電池100時，可以將多個電池100的正極導電柄111與負極導電柄112加以串聯連接，而形成一電池裝置。

然而，電池100的內部元件在充放電時會產生熱量致使其吸收元件熱膨脹，鋁箔屬於軟性材質，因此電池100的體積會膨脹。於多數次反覆地充放電後，該些電池100亦會承受多數次冷縮熱脹的作用力，使得該些電池100的相對位置有些許改變，造成該些電池100間之各別元件間的連接關係出現鬆弛現象，例如該些電池100之正極導電柄111與負極導電柄112間的連接關係，或者各電池100中的外罩113；與正極或負極導電柄111或112間的連接關係，最終減短電池的壽命。

本發明一實施例之目的在於提供一種可以有效避免內部之元件鬆弛的電池裝置。一實施例之目的在於提供一種能夠有效對多個電池進行散熱的電池裝置。

依據本發明一實施例，提供一種電池裝置包含多個電池及至少一間隔件。前述至少一間隔件置於該些電池間且該至少一間隔件具有彈性。於一實施例中，電池裝置還可包含有一外殼及至少一外蓋，其中該至少一外蓋與外殼界定出一空間，而該些電池及該至少一間隔件設於該空間內。

於一實施例中，間隔件更具有散熱效果。

於一實施例中，該些電池包含一第一電池及一第二電池。該至少一間隔件位於第一電池及第二電池間，且該至少一間隔件包含有至少一平面區及至少一緩衝區。該至少一平面區用以接觸第一電池或第二電池。該至少一緩衝區連接該至少一平面區。

於一實施例中，該至少一平面區包含：至少一第一平面區，其位於該至少一間隔件的一第一側，用以接觸第一電池。較佳的情況是，該至少一平面區更包含：至少一第二平面區，其位於該至少一間隔件的一第二側，用以接觸第二電池，第一側相對於第二側。

於一實施例中，該至少一間隔件更包含有：一散熱層，位於該至少一平面區、與第一電池或第二電池間。

於一實施例中，該至少一緩衝區位於第一平面區與第二平面區間，且於該至少一緩衝區中形成有至少一折線。

於一實施例中，該至少一間隔件為一金屬材質的薄片，金屬材質的薄片上形成有多條折線，且該至少一平面區及該至少一緩衝區分別介於兩個折線間。

於一實施例中，至少一外蓋更界定出至少一開孔。

依據本發明一實施例，兩電池間設有一間隔件，且間隔件具有彈性，因此當電池產生熱膨脹時，間隔件能夠產生變形，以提供該些電池之體積膨脹後所需的額外空間，使該些電池間之各別元件的連接關係，較不會產生鬆弛現象。於一實施例中，間隔件為散熱良好的材質，因此還能夠對該些電池進行散熱，並且間隔件還可以形成有至少一平面區，平面區接觸電池，藉以增加散熱的效果。一實施例中，間隔件可以是以衝壓方式在一金屬材質的薄片上形成多數的折線所形成，因此製造程序較為簡便。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

於本說明書中使用有「甲接觸乙」的用語，其可以為甲直接接觸乙，或者甲隔著一物體間接地接觸乙等，只要是能夠使熱從甲傳導至乙即可。

圖2顯示本發明一實施例之電池裝置的立體圖。圖3顯示圖2實施例之電池裝置的內部元件的立體圖。如圖2及圖3所示，電池裝置200包含一外殼210、至少一外蓋220、多個電池230、及至少一間隔件240。於本實施例中，外殼210兩端皆設有開口，將該些電池230及間隔件240置於外殼210內部後，並用兩個外蓋220封住該些開口，然而本發明不限定於此。於一實施例中，外殼210的一端可以預先製成封閉，而其另一端可以設成具有一開口(未圖示)，並利用外蓋220封住該開口。

該些電池230的正極導電柄231與負極導電柄232利用一導電用連接電路(未圖示)互相串並聯，用以形成一電流回路。導電用連接電路可以為多個導線、一金屬導電片或一電路板等。一片間隔件240設於兩電池230間，用以間隔兩電池230，當該些電池230在充放電時其體積會膨脹，間隔件240產生變形提供該些電池230之體積膨脹後所需的額外空間，因此該些電池230能夠較穩固地設於外殼210內部，即使該些電池230產生體積膨脹，該些電池230的相對位置大致上不會產生變動，因此該些電池230間之各別元件的連接關係較不會產生鬆弛現象。例如該些電池230間之正極導電柄231與負極導電柄232的連接關係，或者各電池230中的外罩233；與正極或負極導電柄231或232間的連接關係，較不會產生鬆弛現象。此外，於一實施例中，電池裝置200中的正負極極板的接觸距離不易改變。

於一實施例中，間隔件240可以形成波浪狀。可以在一薄片上形成有多數的折線241來製得間隔件240。薄片可以為任意材質，例如塑膠、石墨、金屬或前述材質的組合等。較佳的情況是，於一實施例中，使用一金屬材質的薄片，且可以使用衝壓方式來形成多數的折線241。此外，金屬為散熱良好的材質，因此間隔件240除了能夠緩衝該些電池230的體積膨脹外，還能夠將該些電池230所產生的熱傳導至電池裝置200的外部。應了解的是本發明不限定間隔件240的材料，只要是能夠產生彈性的材料即可。此外，間隔件240亦可以為一熱導管(Heat Pipe)的結構，熱導管包含有一封閉腔體其內含有一流體，藉由腔體內的流體，在高溫處從液相轉變汽相，並產生對流而流向低溫處，隨後從汽相轉變液相，再利用虹吸原理流向高溫處，藉以達到快速散熱的目的。

圖4顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。如圖4所示，間隔件240為金屬材質，且形成有多條折線241，彎折該些折線241後，形成波浪狀的一彈性散熱片。此外，為了增加對該些電池230散熱的效果，於間隔件240的至少一側面，形成多個平面區242。

更具體而言，間隔件240具有多數的折線241，其可以利用衝壓方式來形成。兩折線241間隔一預定距離，彎折間隔件240，並使間隔件240形成多個平面區242及多個緩衝區246。於圖4實施例中，兩平面區242間形成有兩個緩衝區246。該些平面區242皆形成於間隔件240的一側，且位於相同側的該些平面區242，用以接觸電池230的一外側面。如此設計，能夠增加間隔件240與電池230間的散熱面積，而能夠增加間隔件240的散熱效果。

圖5顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。圖5實施例相似於圖4實施例，因此相同的元件使用相同的符號並省略其相關說明，以下說明兩者間的至少一相異處。如圖5所示，於本實施例中，兩平面區242間形成有一個緩衝區246。於間隔件240的兩側皆形成平面區242，且在間隔件240之第一側的該些平面區242接觸一電池230的外側面，而在間隔件240之第二側的該些平面區242接觸另一電池230的外側面。如此設計，能夠同時地增加間隔件240與兩電池230間的散熱面積，而能夠增加間隔件240的散熱效果。

圖6顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。圖6實施例相似於圖5實施例，因此相同的元件使用相同的符號並省略其相關說明，以下說明兩者間的至少一相異處。如圖6所示，於本實施例中，間隔件240更包含有多個散熱層243，一散熱層243位於一平面區242與電池230的外側表面間。散熱層243可以一散熱墊片。於一實施例中，散熱層243亦可以由散熱膏所形成。於製造時，可以預先於平面區242上塗布散熱膏後再將其置於電池230的外側面上。

圖7顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。圖7實施例相似於圖6實施例，因此相同的元件使用相同的符號並省略其相關說明，以下說明兩者間的至少一相異處。如圖7所示，於本實施例中，於緩衝區246上更形成有至少一折線241。如此設計，即使該些平面區242透過該些散熱層243而被固定於該些電池230的外側表面，緩衝區246上的至少一折線241形成次緩衝區而更進一步增加緩衝效果。

圖8顯示本發明一實施例之電池裝置的剖面圖。如圖8所示，多個電池230及多個間隔件240皆置於外殼210內，且兩電池230間設有一間隔件240。此外位於兩個最外側的電池230與外殼210之內側相間，亦設有一間隔件240。較佳的情況是，外殼210是以具有良好導熱性質的材料製造成的殼體。外殼210之內側面與對應的平面區242間亦設有一散熱層243。如此設計，還能夠透過最外側的兩間隔件240，將該些電池230所產生的熱傳導至外殼210，再透過外殼210傳導至電池裝置200的外部。

圖9顯示本發明一實施例之電池裝置的立體圖。如圖9所示，至少一外蓋220上更界定有多個開孔221。較佳的情況是，電池裝置200包含有兩個外蓋220且分別位於外殼210的兩相對側。一氣流能夠從一外蓋220中的該些開孔221進入外殼210內部，再流過電池230與間隔件240間的空間，最後從另一外蓋220中的該些開孔221流出電池裝置200外部。如此設計，能夠更進一步提高散熱效果。

如上述，依據本發明一實施例，兩電池230間設有一間隔件240，且間隔件240具有彈性，因此當電池230產生熱膨脹時，間隔件240能夠產生變形，以提供該些電池230之體積膨脹後所需的額外空間，使該些電池230間之各別元件的連接關係，較不會產生鬆弛現象。於一實施例中，間隔件240為散熱良好的材質，因此還能夠對該些電池230進行散熱，並且間隔件240還可以形成有至少一平面區242，平面區242接觸電池230的一外側面，藉以增加散熱的效果。較佳的情況是，間隔件240是以衝壓方式在一金屬材質的薄片上形成多數的折線241所形成，因此製造程序較為簡便。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100．．．電池

110．．．外殼

111．．．正極導電柄

112．．．負極導電柄

113．．．外罩

200．．．電池裝置

210．．．外殼

220．．．外蓋

221．．．開孔

230．．．電池

231．．．正極導電柄

232．．．負極導電柄

240．．．間隔件

241．．．折線

242．．．平面區

243．．．散熱層

246．．．緩衝區

圖1顯示習知電池的立體圖。

圖2顯示本發明一實施例之電池裝置的立體圖。

圖3顯示圖2實施例之電池裝置的內部元件的立體圖。

圖4顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。

圖5顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。

圖6顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。

圖7顯示本發明一實施例之間隔件及電池的剖面圖。

圖8顯示本發明一實施例之電池裝置的剖面圖。

圖9顯示本發明一實施例之電池裝置的立體圖。

230．．．電池

231．．．正極導電柄

232．．．負極導電柄

240．．．間隔件

Claims (10)

1. 一種電池裝置，包含：多個電池，該些電池包含一第一電池及一第二電池；及至少一間隔件，具有散熱效果，具有彈性，且位於該第一電池及該第二電池間，且該至少一間隔件包含有：至少一平面區，用以接觸該第一電池或該第二電池，其中該至少一平面區包含：至少一第一平面區，其位於該至少一間隔件的一第一側，用以接觸該第一電池；以及至少一第二平面區，其位於該至少一間隔件的一第二側，用以接觸該第二電池，該第一側相對於該第二側；至少一緩衝區，位於該至少一第一平面區與該至少一第二平面區間，且於該至少一緩衝區中形成有至少一折線；及至少一散熱層：包含至少一第一散熱層位於該至少一第一平面區與該第一電池間，其中該至少一第一平面分別透過該至少一第一散熱層而被固定於該第一電池。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，更包含： 一外殼；及至少一外蓋，其中該至少一外蓋與該外殼界定出一空間，而該些電池及該至少一間隔件設於該空間內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該散熱層由散熱膏所形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中，該散熱層為一散熱墊片。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中至少一散熱層更包含至少一第二散熱層位於該至少一第二平面區與該第二電池間，而且該至少一第二平面分別透過該第二散熱層而被固定於該第二電池。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該至少一折線更進一步增加緩衝效果。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該外殼是以具有良好導熱性質的材料製造成的殼體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該至少一間隔件是以衝壓方式在一金屬材質的薄片上形成多數的折線而製得。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該至少一間隔件為一金屬材質的薄片，該金屬材質的薄片上形成有多條折線，且該至少一平面區及該至少一緩衝區分別介於 兩個折線間。
10. 如申請專利範圍第1至9項任一項所述之電池裝置，其中至少一外蓋更界定出至少一開孔。