TWM608990U - 導電金屬片 - Google Patents

Abstract

本案揭露一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上。所述導電金屬片包括一連接模組與複數導電部，其中各導電部分別用以接觸至少一電池芯，而連接模組則包括一個或兩個第一連接部與兩個第二連接部。所述第一連接部的截面積小於第二連接部的截面積，而第一連接部透過兩側的兩第二連接部連接複數導電部。當導電部連接的其中一個電池芯故障時，故障電池芯與導電金屬片間亦可能流過一過電流，在導電金屬片中截面積較小的第一連接部將被過電流熔斷以斷開故障電池芯與其他正常電池芯間的連接，以控制失控範圍，達到保護其他電池芯的效果。

Description

導電金屬片

本新型係關於一種導電金屬片，尤其指一種適用在電池芯的導電上且可保護電池芯使用安全的導電金屬片。

由多個電池芯串聯及/或並聯形成的電池模組應用於多個領域，例如車用電池、電動代步車或電動輪椅，其中電池芯通常為充電電池。電池模組中的電池芯之串聯及/或並聯可被調整，以輸出產品所需電壓。

電池芯的基本構造包括正極材料、電解液、負極材料、隔離層與殼體，其中殼體用以包覆正極材料、電解液、負極材料與隔離層，而隔離層用以隔離正極材料與負極材料，而電解液則位於隔離層中以傳導離子電荷。

當電池模組中彼此串/並聯的電池芯的其中一者故障造成短路時，其他正常的電池芯將對短路的電池芯進行大電流的充電，而導致短路的電池芯溫度不正常升高。當升高的溫度超過短路的電池芯之隔離層的耐受溫度時，則可能造成隔離層溶解並使電池芯的正負極材料短路，進而造成電池芯燒熔甚至爆炸。再者，電解液也可能從故障的電池芯中洩漏並傳遞到其他正常的電池芯，使正常的電池芯溫度不正常升高，進而毀損原本正常的電池芯。

現有的技術一般是以增加保險絲來克服上述問題，然而，增加保險絲的製作工序繁雜且良率低，並使成本提高。

為了克服習知技術的不足之處，本新型實施例提供一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上。所述導電金屬片具有複數導電部與連接模組，其中連接模組連接導電部，而導電部用以接觸電池芯，以使複數電池芯串聯及/或並聯形成電池模組。當電池模組的其中一個電池芯發生異常而短路時，一過電流將在短路異常的電池芯與導電金屬片間進行流動，過電流流過導電金屬片之連接模組時，連接模組中截面積較小的第一連接部將被過電流熔斷，以使電池模組中的短路異常之電池芯與其它正常的電池芯間的電路迴路形成斷路，如此，可控制電池模組的失控範圍，並保護其他電池芯不受到損壞。

本新型提出一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上。所述導電金屬片包括連接模組與複數導電部，其中複數導電部分別用以接觸至少一電池芯。所述連接模組包括兩第一連接部、兩第二連接部及一鏤空部，其中第一連接部的截面積小於第二連接部的截面積，每一個第一連接部分別透過兩側的兩第二連接部連接複數導電部，而鏤空部形成在兩第一連接部及兩第二連接部之間。

可選地，每一個第一連接部與兩側的兩第二連接部之間存在有一缺口。

可選地，所述鏤空部以一長條直線穿孔形式或一長條曲線穿孔形式成形在兩第一連接部及兩第二連接部之間。

可選地，每一個導電部更包括兩接觸部，位於每一個導電部的兩端，導電部透過兩接觸部分別接觸電池芯，使兩電池芯彼此串聯。

可選地，所述連接模組並聯複數導電部連接的複數電池芯。

可選地，所述第一連接部的電阻值高於導電部的電阻值。

本新型提出一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上。所述導電金屬片包括一連接模組與複數導電部，其中複數導電部分別用以接觸至少一電池芯。所述連接模組包括一第一連接部及兩第二連接部，其中第一連接部的截面積小於第二連接部的截面積，而第一連接部透過兩側的兩第二連接部連接複數導電部。

可選地，所述第一連接部與兩側的兩第二連接部之間存在有至少一缺口。

可選地，每一個導電部更包括兩接觸部，位於每一個導電部的兩端，而導電部透過兩接觸部分別接觸電池芯，使兩電池芯彼此串聯。

可選地，所述連接模組並聯複數導電部連接的複數電池芯。

簡言之，本新型實施例提供的導電金屬片可於電池芯短路時使連接模組的第一連接部先形成斷路，以控制失控範圍，達到保護其他電池芯的效果，故於對電池芯有需求的市場具有優勢。

為讓本新型之上述和其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，配合所附圖示，做詳細說明如下。

為充分瞭解本新型之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本新型做一詳細說明，說明如後。

本新型提供一種導電金屬片，具有複數導電部與連接模組，其中連接模組連接導電部，而導電部用以接觸電池芯，以使複數電池芯串聯及/或並聯形成電池模組。所述連接模組的結構比導電部脆弱，當電池模組的其中一個電池芯發生異常而短路時，一過電流將在短路異常的電池芯與導電金屬片間進行流動，過電流流過導電金屬片之連接模組時，連接模組之部分構造將被過電流所熔斷，使得短路異常之電池芯與其它正常的電池芯間的電路迴路形成斷路，藉此達到控制電池模組失控範圍，以保護其他正常的電池芯。

首先，請參照圖1與圖2，圖1與圖2是本新型實施例之導電金屬片的示意圖。如圖所示，導電金屬片1包括兩個導電部11與一個連接模組13，其中連接模組13用以連接兩個導電部11。所述導電部11可接觸電池芯15，且導電部11與連接模組13為可導電的材料(例如為金屬)，而使連接模組13連接的兩個導電部11所連接的電池芯15彼此電性連接，例如為並聯。在本創作中，導電部11與連接模組13係為一體成型之同材質的金屬構造，或者導電部11與連接模組13分別為不同材質的金屬構造。

具體而言，導電部11為板體，且導電部11的每一者具有兩個接觸部111位於導電部11的兩端，並分別用以接觸電池芯15，其中導電部11與接觸部111皆為可導電的材料，以使同一個導電部11連接的兩個電池芯15彼此電性連接，例如為串聯。

連接模組13則包括兩個第二連接部131、兩個第一連接部133與一個鏤空部135，其中第二連接部131與第一連接部133為可導電的材料。每一個第二連接部131分別連接對應的導電部11，而每一個第一連接部133的兩側分別連接對應的第二連接部131，以使兩導電部11的接觸部111所接觸的電池芯15經由連接模組13的第二連接部131與第一連接部133彼此電性連接，例如為並聯。

具體而言，第一連接部133的截面積小於第二連接部131的截面積，每一個第一連接部133分別透過兩側的兩第二連接部131連接複數導電部11，而鏤空部135形成在兩第一連接部133及兩第二連接部131之間。更明確地說，圖1與圖2之導電金屬片1的鏤空部135以長條直線穿孔形成在兩第一連接部133及兩第二連接部131之間，且長條直線穿孔的兩端為弧形，但本新型不限制鏤空部135的形狀及數量，鏤空部135可以是單個或多個不同形狀的穿孔，例如圓形、長方形或他種造型。

在其他實施例中，連接模組13也可以只包括第一連接部133，第一連接部133可直接連接導電部11，且第一連接部133的數量不限制為一個、兩個或多個，並且，當第一連接部133的數量例如為兩個時，可於兩個第一連接部133之間及兩個導電部11之間形成鏤空部135。第一連接部133也可以為多個細條狀形成於兩第二連接部131之間，或形成於兩導電部11之間。所述鏤空部135形成的方法沒有限制，例如可以透過衝壓、蝕刻或鑄造的方式在導電部11上形成鏤空部135，或例如將兩第一連接部133焊接到兩導電部11以形成鏤空部135。

在其他實施例中，導電部11與連接模組13的數量沒有限制，可根據電池模組設置電池芯15的數量交替地連接更多的導電部11與連接模組13，以使設置在電池模組中的該些電池芯15能夠彼此電性連接。

所述連接模組13的截面積小於導電部11的截面積，故連接模組13的結構較為脆弱。再者，連接模組13的電阻值可高於導電部11的電阻值，使得連接模組13可耐受的電流較小。

當通過導電金屬片1的電流異常上升時，截面積較小且電阻值較高的連接模組13的溫度將會高於導電部11，故連接模組13會比導電部11先被熔斷，請注意，通過連接模組13的電流需要高於連接模組13的耐受電流時，連接模組13才會被熔斷。另外，連接模組13的第一連接部133的截面積小於第二連接部131的截面積，故第一連接部133的結構更為脆弱。因此，當通過導電金屬片1的電流異常上升時，第一連接部133將會最先被熔斷。當然，導電金屬片1的連接模組13也可以只包括第一連接部133而不具有第二連接部133。

在本新型一個實施例中，連接模組13與導電部11可由相同或不同材質構成。當連接模組13與導電部11為不同材質時，連接模組13的導電性可高於導電部11的導電性，例如連接模組13的材質可以為銅，而導電部11的材質可以為鎳。

具體而言，當導電金屬片1連接電池芯15時，若其中一個電池芯15發生故障而短路，連接模組13的第一連接部133會在接觸高溫的電解液或通過異常的大電流時熔斷，以使異常電池芯15無法透過導電金屬片1與其它正常的電池芯15電性連接，而斷開異常電池芯15與其它正常的電池芯15之間的電路迴路，如此，正常的電池芯15就無法對故障的電池芯15充電，並可降低故障的電池芯持續惡化引發爆炸的機率，以達到控制失控範圍與保護正常的電池芯15的效果，並可提高使用的安全性。

接著，請參照圖3~圖6，圖3~圖6為本新型其他實施例之導電金屬片的示意圖。如圖所示，導電金屬片3~6與前述實施例之導電金屬片1大致相同，差別僅在於圖3~圖6表示了連接模組13’、13”、13’”之不同態樣。

請參照圖3，連接模組13’具有兩第二連接部131與兩個第一連接部133’ ，而第一連接部133’的截面積小於第二連接部131的截面積，並在兩第二連接部131與兩第一連接部133’之間形成鏤空部135’。 鏤空部135’ 以長條直線穿孔形式形成在兩第一連接部133’及兩第二連接部131之間，且長條直線穿孔的兩端為弧形。不同於圖1的導電金屬片1，圖3之導電金屬片3的兩第一連接部133’的兩端沒有與第二連接部131切齊(圖1及圖2之導電金屬片1的兩第一連接部133的兩端與第二連接部131切齊)，即，每一個第一連接部133’與兩側的兩第二連接部131之間存在有一缺口1331，故當導電金屬片1、3具有相同尺寸的連接模組13、13’時，導電金屬片3的鏤空部135’的長軸137’會比導電金屬片1的鏤空部135的長軸137短，而第一連接部133、133’的功能沒有不同，皆可在導電金屬片1、3通過的電流異常升高時先被熔斷。同樣地，在其他實施例中也可以不具有第二連接部131，兩第一連接部133’可直接與導電部11連接，而第一連接部133’的截面積小於導電部11的截面積。

請參照圖4與圖5，連接模組13”具有兩第二連接部131’與兩個第一連接部133” ，而第一連接部133”的截面積小於第二連接部131’的截面積，並在兩第二連接部131’與兩第一連接部133”之間形成鏤空部135”。所述第二連接部131’的形狀類似直角三角形(但斜邊為曲線) ，但本新型不以此為限制。鏤空部135”以長條曲線穿孔形式形成在兩第一連接部133”及兩第二連接部131’之間，且長形曲線穿孔的兩端為弧形，而兩個第一連接部133”則位於長形曲線穿孔的最長直線距離137”的兩端的外側。所述鏤空部135”的曲線方向可以如圖4所示，為左上右下方向配置，也可以如圖5所示，為右上左下方向配置。類似於圖1的導電金屬片1，圖4與圖5之導電金屬片4、5的兩第一連接部133”的兩端與第二連接部131’切齊。當然，在其他實施例中也可以為類似圖3的態樣，導電金屬片4、5的兩第一連接部133”的兩端不與第二連接部131’切齊而是具有缺口。所述第一連接部133、133”的功能沒有不同，皆可在導電金屬片1、4、5通過的電流異常升高時先被熔斷。同樣地，在其他實施例中也可以不具有第二連接部131’，兩第一連接部133”可直接與導電部11連接，而第一連接部133”的截面積小於導電部11的截面積。

請參照圖6，導電金屬片6的連接模組13’”也可以不包括鏤空部。所述連接模組13’”具有兩第二連接部131與一個第一連接部133’”，其中第一連接部133’”連接第二連接部131，第一連接部133’”的截面積小於第二連接部131的截面積，而第一連接部133’”透過兩側的兩第二連接部131連接複數導電部11，以及第一連接部133’”與兩側的兩第二連接部131之間存在有至少一缺口1331’。

所述連接模組13’”與第一連接部133’”的功能和前述的連接模組13與第一連接部133沒有不同，連接模組13、13’”可用以並聯複數導電部11連接的複數電池芯，而第一連接部133、133’”可在導電金屬片1、6通過的電流異常升高時先被熔斷。同樣地，在其他實施例中也可以不具有第二連接部131，兩第一連接部133’”可直接與導電部11連接，而第一連接部133’”的截面積小於導電部11的截面積。

儘管圖1~圖6顯示不同態樣的導電金屬片1、3、4、5、6，導電金屬片1、3、4、5、6都是透過連接兩導電部11的第一連接部133、133’、133”、133”’(可透過或不透過第二連接部131連接)而讓各接觸部111所接觸的電池芯15相互電性連接。具體而言，所述連接模組13、13’、13”、13”’的第一連接部133、133’、133”、133”’的截面積小於導電部11的截面積，故第一連接部133、133’、133”、133”’的結構比導電部11脆弱。再者，第一連接部133、133’、133”、133”’的電阻值可高於導電部11的電阻值，使得第一連接部133、133’、133”、133”’可耐受的電流較小，故當通過導電金屬片1、3、4、5、6的電流異常上升且高於第一連接部133、133’、133”、133”’的耐受電流時，第一連接部133、133’、133”、133”’應最先被熔斷。

接著，請參照圖7，圖7是本新型再一實施例之電池模組的示意圖，且搭配參閱圖4。如圖所示，導電部11與連接模組13”的數量沒有限制，可根據使用需求交替地連接更多的導電部11與連接模組13”，以使更多電池芯15彼此電性連接並形成所需的電池模組7。

所述電池模組7共連接有56個電池芯15，並透過連接模組13”的設置將電池模組7劃分為兩組電池模組7’、7”，而電池模組7’ 、7”的電池芯15皆形成4並聯(4P )7串聯(7S)的設置。當電池模組7中的任一個電池芯15毀損，並於迴路中發生異常電流上升，且當電流值超過連接模組13”中的第一連接部133”的耐受電流時，第一連接部133”將先被熔斷，如此，可使兩組電池模組7’、7”中的電池芯15不互相影響，以控制失控範圍。

在其他實施例中，也可以根據需求形成不同串/並聯的電池模組。請參照圖8~圖11，圖8~圖11是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖，如圖所示，可根據需求將第一連接部133形成於兩導電部11之間，以形成不同的導電金屬片8A~8D，以劃分電池模組的控制區間Z，藉此限制迴路的失控範圍。具體而言，失控的電池芯的失控範圍可限縮於所述電池芯位於的控制區間Z內。當然，兩導電部11之間的第一連接部133數量沒有限制，也可以為單數而不形成鏤空部135，或者，兩導電部11之間與兩第一連接部133之間所形成的鏤空部135的形狀亦沒有限制。

綜合以上，相較於習知技術，本新型實施例之導電金屬片之技術效果，係說明如下。

習知技術中，電池模組或是連接電池芯的導電金屬片缺乏保險絲的設計，使得其中一個電池芯失控時，易損壞其他正常的電池芯，甚至使整個電池模組毀損。一種做法是導入額外保險絲設計，然而，額外增加的保險絲不僅於製造過程中的良率低，也將使電池模組的成本提高。反觀本新型之導電金屬片，係直接在導電金屬片上創造連接模組，而連接模組的功能與保險絲相同，如此，可在不增加額外成本的情況之下，限縮電池芯的失控區間，以減少正常電池芯的損害機率，並提升使用的安全性。

本新型在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，上述實施例僅用於描繪本新型，而不應解讀為限制本新型之範圍。應注意的是，舉凡與前述實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本新型之範疇內。

1、3、4、5、6、8A、8B、8C、8D:導電金屬片 11:導電部 111:接觸部 13、13’、13”、13”’:連接模組 131、131’:第二連接部 133、133’、133”、133”’:第一連接部 1331、1331’:缺口 135、135’、135”:鏤空部 137、137’:長軸 137”’:最長直線距離 15:電池芯 7、7’、7”:電池模組 P:並聯 S:串聯 Z:控制區間

圖1是本新型實施例之導電金屬片的示意圖。

圖2是本新型實施例之導電金屬片的示意圖。

圖3是本新型另一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖4是本新型又一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖5是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖6是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖7是本新型再一實施例之電池模組的示意圖。

圖8是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖9是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖10是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

圖11是本新型再一實施例之導電金屬片的示意圖。

1:導電金屬片

11:導電部

111:接觸部

13:連接模組

131:第二連接部

133:第一連接部

135:鏤空部

15:電池芯

Claims (11)

1. 一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上，該導電金屬片包括： 複數導電部，分別用以接觸至少一電池芯；及 一連接模組，包括兩第一連接部、兩第二連接部及一鏤空部，該第一連接部的截面積小於該第二連接部的截面積，每一該第一連接部分別透過兩側的該兩第二連接部連接該複數導電部，該鏤空部形成在該兩第一連接部及該兩第二連接部之間。
2. 如請求項1所述之導電金屬片，其中每一該第一連接部與兩側的該兩第二連接部之間存在有一缺口。
3. 如請求項1所述之導電金屬片，其中該鏤空部以一長條直線穿孔形式或一長條曲線穿孔形式成形在該兩第一連接部及該兩第二連接部之間。
4. 如請求項1所述之導電金屬片，其中每一該導電部更包括兩接觸部，位於每一該導電部的兩端，該導電部透過兩該接觸部分別接觸該電池芯，使兩該電池芯彼此串聯。
5. 如請求項1所述之導電金屬片，其中該連接模組並聯該複數導電部連接的複數該電池芯。
6. 如請求項1所述之導電金屬片，其中該第一連接部的電阻值高於該導電部的電阻值。
7. 一種導電金屬片，適用在電池芯的導電上，該導電金屬片包括： 複數導電部，分別用以接觸至少一電池芯；及 一連接模組，包括一第一連接部及兩第二連接部，該第一連接部的截面積小於該第二連接部的截面積，該第一連接部透過兩側的該兩第二連接部連接該複數導電部。
8. 如請求項7所述之導電金屬片，其中該第一連接部與兩側的該兩第二連接部之間存在有至少一缺口。
9. 如請求項7所述之導電金屬片，其中每一該導電部更包括兩接觸部，位於每一該導電部的兩端，該導電部透過兩該接觸部分別接觸該電池芯，使兩該電池芯彼此串聯。
10. 如請求項7所述之導電金屬片，其中該連接模組並聯該複數導電部連接的複數該電池芯。
11. 如請求項7所述之導電金屬片，其中該第一連接部的電阻值高於該導電部的電阻值。

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