電池組和應(yīng)用于該電池組的連接條的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電池組，該電池組在短路期間具有提高的安全性。根據(jù)本發(fā)明的電池組包括：多個(gè)電池模塊，電池模塊包括至少一個(gè)單元電池、容納單元電池的殼體和電連接單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條連接所述多個(gè)電池模塊當(dāng)中的彼此相鄰的電池模塊。連接條中的至少一個(gè)包括：第一金屬板；第二金屬板，該第二金屬板被布置遠(yuǎn)離第一金屬板；以及金屬橋，該金屬橋?qū)⒌谝唤饘侔暹B接到第二金屬板，并且具有比金屬板的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用當(dāng)過(guò)電流在電池組內(nèi)流動(dòng)的情況下容易斷開(kāi)的連接條，確保了電池組使用時(shí)的更高的安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電池組和應(yīng)用于該電池組的連接條
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池組和應(yīng)用于該電池組的連接條，該電池組在短路時(shí)具有提高的安全性，更具體地，涉及如下一種電池組和應(yīng)用于該電池組的連接條:該電池組具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，以防止由于短路造成的電池內(nèi)部溫度升高而導(dǎo)致爆炸和/或著火。
[0002]本申請(qǐng)要求2012年I月3日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.10-2012-0000709的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。
[0003]本申請(qǐng)要求2013年I月3日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.10-2013-0000470的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著諸如攝相機(jī)、便攜式電話和便攜式PC等的便攜式電子產(chǎn)品被廣泛使用，通常用作這種便攜式電子產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)源的二次電池的重要性增加了。
[0005]與無(wú)法充電的原電池不同的是，二次電池允許充電和放電，并在諸如數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)輛、大容量電力存儲(chǔ)設(shè)備等的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中得到了積極研究。
[0006]特別地，鋰二次電池的使用增加了，這是因?yàn)?與諸如鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等的其它現(xiàn)有二次電池相比，鋰二次電池的每單位重量的能量密度高，且允許快速充電。
[0007]鋰二次電池具有3.6V或更高的工作電壓并用作便攜式電子設(shè)備的電源。在其它情況下，多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)連接并用于高功率電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、電力存儲(chǔ)裝置、UPS等。
[0008]與鎳鎘電池或鎳氫電池相比，鋰二次電池具有三相工作電壓，并且，由于其每單位重量的能量密度高，鋰二次電池被越來(lái)越多地使用。
[0009]根據(jù)電解質(zhì)的種類(lèi)，鋰二次電池可以分成使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池和使用固體電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池。另外，根據(jù)聚合物固體電解質(zhì)的種類(lèi)，鋰離子聚合物電池可以分成不含有電解液的全固體鋰離子聚合物電池和使用含有電解液的凝膠式聚合物電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池。
[0010]使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池大多數(shù)使用圓柱形或矩形的金屬罐作為容器并通過(guò)焊接被密封在金屬罐內(nèi)。使用這種金屬罐作為容器的罐式二次電池具有固定的形狀，因此限制了使用電池作為電源的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。另外，難以減小產(chǎn)品的體積。為此，已開(kāi)發(fā)和使用了通過(guò)將電極組件和電解質(zhì)放入由膜制成的袋狀包裝中并然后對(duì)其進(jìn)行密封而制成的袋狀二次電池。
[0011]然而，鋰二次電池在過(guò)熱時(shí)可能會(huì)爆炸，因此，確保安全性成為了主要關(guān)注的問(wèn)題。鋰二次電池可能由于各種因素而過(guò)熱，其中一個(gè)例子是超過(guò)限制值的過(guò)大電流流過(guò)鋰二次電池的情形。如果有過(guò)大的電流流過(guò)，鋰二次電池將產(chǎn)生焦耳熱，因此電池的內(nèi)部溫度迅速升高。另外，溫度的迅速升高引起電解質(zhì)的分解反應(yīng)并導(dǎo)致熱失控(thermalrunaway ),這可能導(dǎo)致電池爆炸。當(dāng)鋒利的金屬物體刺穿鋰二次電池時(shí)，當(dāng)陰極和陽(yáng)極之間的絕緣因?yàn)榻橛谠撽帢O和陽(yáng)極之間的分離膜的收縮而遭到破壞時(shí)，當(dāng)由于連接到外部的充電電路或負(fù)載異常而使沖擊電流(rush current)被施加到電池時(shí),會(huì)發(fā)生過(guò)電流。
[0012]因此，為了針對(duì)異常狀態(tài)(例如，過(guò)電流的發(fā)生)對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)，將鋰二次電池聯(lián)接到保護(hù)電路。該保護(hù)電路通常包括熔斷元件，當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí)，該熔斷元件將充電或放電電流所流經(jīng)的線路不可逆地?cái)嚅_(kāi)。
[0013]圖1是電路圖，用于示出與包括鋰二次電池的電池組聯(lián)接的保護(hù)電路中采用的熔斷元件的工作機(jī)制和布置結(jié)構(gòu)。
[0014]如圖1所示，該保護(hù)電路包括:熔斷元件I ;感測(cè)電阻器2，感測(cè)電阻器2用于感測(cè)過(guò)電流；微控制器3，該微控制器3用于監(jiān)視過(guò)電流的發(fā)生并在過(guò)電流發(fā)生時(shí)操作所述熔斷元件I ;以及開(kāi)關(guān)4，該開(kāi)關(guān)4用于切換工作電流到熔斷元件I的流動(dòng)。
[0015]熔斷元件I安裝到與電池組的最外側(cè)端子連接的主線路中。該主線路表示充電電流或放電電流所流經(jīng)的布線。在圖1中，描繪了熔斷元件I安裝在高電勢(shì)線路(電池組+)處。
[0016]熔斷元件I是三端子元件，其中兩個(gè)端子連接到充電或放電電流所流經(jīng)的主線路，另一個(gè)端子連接到開(kāi)關(guān)4。另外，該熔斷元件包括串聯(lián)地連接到主線路并在特定溫度下斷開(kāi)的保險(xiǎn)絲Ia以及用于將熱量施加到保險(xiǎn)絲Ia的電阻器lb。
[0017]微控制器3通過(guò)定期地檢測(cè)所述感測(cè)電阻器2的兩端處的電壓來(lái)監(jiān)視過(guò)電流的發(fā)生，并且，如果確定發(fā)生了過(guò)電流，則接通開(kāi)關(guān)4。在這種情況下，流經(jīng)主線路的電流以旁通的方式流到熔斷元件I并施加到電阻器lb。相應(yīng)地，在電阻器Ib處產(chǎn)生的焦耳熱被傳導(dǎo)給保險(xiǎn)絲Ia而升高保險(xiǎn)絲Ia的溫度。如果保險(xiǎn)絲Ia的溫度升高到熔化溫度，則保險(xiǎn)絲Ia熔斷而不可逆地切斷主線路。如果主線路被切斷，則過(guò)電流不再流動(dòng)，這解決了由于過(guò)電流引起的問(wèn)題。
[0018]然而，上述技術(shù)具有幾個(gè)問(wèn)題。例如，如果微控制器3發(fā)生故障，那么，即使發(fā)生了過(guò)電流，開(kāi)關(guān)4也不能接通。在此情況下，電流沒(méi)有施加到熔斷元件I的電阻器lb，因此熔斷元件I并未工作。另外，用于布置熔斷元件I的空間應(yīng)單獨(dú)地設(shè)置在該保護(hù)電路中，并且，用于控制熔斷元件I的操作的程序算法應(yīng)加載在微控制器3上。因此，該保護(hù)電路的空間效率降低了，并且微控制器3的負(fù)荷增加了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]技術(shù)問(wèn)題
[0020]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的目的是提供如下一種電池組及應(yīng)用于該電池組的連接條:當(dāng)在使用該電池組的同時(shí)、由于發(fā)生了異常而溫度升高時(shí)，能夠通過(guò)容易地?cái)嚅_(kāi)將多個(gè)電池模塊彼此電連接的該連接條來(lái)確保使用時(shí)的安全性。
[0021]問(wèn)題解決方案
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電池組，其包括:多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有至少一個(gè)單元電池、用于容納該單元電池的殼體以及電連接到該單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條用于連接所述多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，其中，所述連接條中的至少一個(gè)包括第一金屬板；第二金屬板，該第二金屬板與第一金屬板間隔開(kāi)；以及金屬橋，該金屬橋被構(gòu)造成連接第一金屬板和第二金屬板并具有比所述金屬板低的熔點(diǎn)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述連接條可以連接彼此相鄰的電池模塊的匯流條。
[0024]優(yōu)選地，所述電池組還可以包括安裝在殼體的一側(cè)處的外部端子，其中，所述匯流條連接單元電池和該外部端子。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述連接條可以連接彼此相鄰的電池模塊的外部端子。
[0026]優(yōu)選地，彼此相鄰的電池模塊可以串聯(lián)或并聯(lián)地連接。
[0027]優(yōu)選地，所述金屬橋可以是含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金。
[0028]優(yōu)選地,所述錫的含量可以是80至98wt%,并且,所述銅的含量可以是2至20wt%。
[0029]優(yōu)選地，所述金屬橋還可以包括從由以下項(xiàng)組成的組中選出的至少一種附加金屬:鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)。
[0030]優(yōu)選地，所述附加金屬的含量可以是0.01至10wt%。
[0031]優(yōu)選地，所述金屬橋可以具有150至300°C的熔點(diǎn)。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一金屬板和第二金屬板能夠以規(guī)則的間隙位于同一平面上。
[0033]優(yōu)選地，所述金屬橋可以在第一金屬板和第二金屬板的任一個(gè)表面或兩個(gè)表面上結(jié)合到第一金屬板和第二金屬板。
[0034]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以具有形成在其彼此面對(duì)的一側(cè)端部處的上表面和下表面中的至少一個(gè)內(nèi)的容納凹槽，并且，所述金屬橋可以具有與該容納凹槽相對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀，并且可以容納在通過(guò)這些容納凹槽的接合而形成的空間中并結(jié)合到第一金屬板和第二金屬板。
[0035]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以分別具有形成在其側(cè)端處的第一彎曲部和第二彎曲部，并且，所述金屬橋可以容納在通過(guò)第一彎曲部和第二彎曲部的接合而形成的空間中并結(jié)合到第一金屬板和第二金屬板。
[0036]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以具有從其彼此面對(duì)的表面以預(yù)定深度形成的容納凹槽，并且，所述金屬橋的兩側(cè)可以分別插入到該容納凹槽中并結(jié)合到所述金屬板。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬橋可以直接介于第一金屬板和第二金屬板的彼此面對(duì)的表面之間，并結(jié)合到第一金屬板和第二金屬板。
[0038]優(yōu)選地，所述彼此面對(duì)的表面可以具有朝著該金屬焊接橋呈錐形的傾斜表面。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側(cè)和第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且，所述金屬橋可以介于該彼此面對(duì)的區(qū)域中并結(jié)合到第一金屬板和第二金屬板。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側(cè)和第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且，所述金屬橋可以形成在該彼此面對(duì)的區(qū)域的外周的一側(cè)和另一側(cè)。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側(cè)和第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且，所述金屬橋可以形成在該彼此面對(duì)的區(qū)域的整個(gè)外周處。[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，電池組還可以包括鉚釘，該鉚釘用于將第一金屬板和金屬橋固定并將第二金屬板和金屬橋固定。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，彼此面對(duì)的第一金屬板的一側(cè)和第二金屬板的一側(cè)可以具有朝著其端部變窄的錐形形狀。
[0044]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，也提供了一種電池組，其包括:多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有至少一個(gè)單元電池、用于容納單元電池的殼體、以及電連接到單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條用于連接所述多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，該連接條具有150至300°C的熔點(diǎn)。
[0045]優(yōu)選地，所述連接條可以由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金材料制成。
[0046]優(yōu)選地，所述連接條可以具有形成在該連接條的至少一部分中的凹口。
[0047]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種連接條，該連接條連接電池組的多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，其中，該連接條具有150至300°C的熔點(diǎn)。
[0048]優(yōu)選地，該連接條可以由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金材料制成。
[0049]有益效果
[0050]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)保護(hù)電路沒(méi)有正常工作而導(dǎo)致過(guò)電流流過(guò)電池組時(shí)，連接條被快速斷開(kāi)以確保該電池組使用時(shí)的安全性。
[0051]另外，由于金屬橋而出現(xiàn)局部發(fā)熱的部件通過(guò)殼體而與電極組件分離，所以，通過(guò)施加熱量而斷開(kāi)該金屬橋，能夠防止著火和/或爆炸，從而確保二級(jí)電池使用時(shí)的安全性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，與前述公開(kāi)內(nèi)容一起用于提供本發(fā)明的技術(shù)精神的進(jìn)一步理解。然而，本發(fā)明不應(yīng)解釋為僅限于附圖，在附圖中:
[0053]圖1是電路圖，用于示出與電池模塊聯(lián)接的保護(hù)電路中采用的熔斷元件的布置結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制:
[0054]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的透視圖；
[0055]圖3是示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的電池模塊的分解透視圖；
[0056]圖4是示出了圖3的電池模塊的、聯(lián)接到匯流條的電池單元的透視圖；
[0057]圖5是示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的電池模塊的組裝狀態(tài)的透視圖；
[0058]圖6是示出了圖1的電池組的一部分的前視圖；
[0059]圖7是示出連接條安裝在另一位置處的、圖6的電池組的前視圖；
[0060]圖8a至圖13是示出了在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組處采用的、各種形狀的連接條的局部透視圖；并且
[0061]圖14a和圖14b是示出了在根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池組處采用的、各種形狀的連接條的局部透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]在下文中，將會(huì)參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在描述之前，應(yīng)理解的是，在說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被解釋為限制通常的和字典意義，而是基于允許發(fā)明人定義適合于最佳解釋的術(shù)語(yǔ)的原理基于與本發(fā)明的技術(shù)方面相對(duì)應(yīng)的意義和概念進(jìn)行解釋。因此，僅為了說(shuō)明目的在此提出的描述就是優(yōu)選的實(shí)例，而不是旨在限制本發(fā)明的范圍，因此應(yīng)被理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)其進(jìn)行其它的等價(jià)物和變型。
[0063]首先，將參考圖2來(lái)簡(jiǎn)要描述根據(jù)本發(fā)明的電池組。
[0064]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的透視圖。
[0065]參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的電池組包括多個(gè)電池模塊10和連接條20。根據(jù)其用途，該電池組可以由串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個(gè)電池模塊10組成。本發(fā)明的圖2僅描繪了六個(gè)電池模塊10彼此串聯(lián)連接。然而，本發(fā)明不限于此，而是，可以根據(jù)需要將適當(dāng)數(shù)目的電池模塊10串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0066]接下來(lái)，將參考圖3至圖5來(lái)描述該電池組的每個(gè)電池模塊10。
[0067]圖3是示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的電池模塊的分解透視圖，圖4是示出了圖3的電池模塊的、聯(lián)接到匯流條的電池單元的透視圖，并且圖5是示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的電池模塊的組裝狀態(tài)的透視圖。
[0068]參考圖3至圖5，每個(gè)電池模塊10均包括電池單元100、匯流條200、殼體300、外部端子311和電壓傳感器321。
[0069]通過(guò)堆疊由至少一個(gè)單元電池110A、IIOB和包圍該單元電池110A、IIOB的電池蓋120組成的單元模塊100A、100B、100C、100D來(lái)形成電池單元100。
[0070]單元電池110A、110B包括:電極組件(未示出)，該電極組件容納在外部構(gòu)件中；以及第一電極引線111和第二電極引線112，該第一電極引線111和第二電極引線112分別連接到電極組件的第一和第二電極板的未涂覆的部分并朝著所述外部構(gòu)件的一側(cè)和另一側(cè)分別引出。在本發(fā)明中，例如，上述第一和第二電極板分別是陰極板和陽(yáng)極板。相應(yīng)地，第一和第二電極引線111、112將被描述為陰極和陽(yáng)極引線111、112。
[0071]通常，所述陰極板由鋁(Al)制成，所述陽(yáng)極板由銅(Cu)制成。因此，從電極板和電極引線111、112之間的可焊性和電阻最小化方面來(lái)考慮，陰極引線111優(yōu)選由與陰極板相同的鋁(Al)制成，并且陽(yáng)極引線112優(yōu)選由與陽(yáng)極板相同的銅(Cu)或涂覆有鎳(Ni)的銅(Cu)制成。
[0072]在存在多個(gè)單元電池110A、1 IOB和多個(gè)單元模塊100A至100D的情況下，根據(jù)該電池的用途，單元電池110A、1 IOB和單元模塊100A至100D可以彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接。然而，在此將僅基于串聯(lián)連接的情況來(lái)描述本發(fā)明。換言之，在本發(fā)明中，以單個(gè)單元電池IlOA的陰極引線111聯(lián)接到與其相鄰的單元電池IlOB的陽(yáng)極引線112的方式來(lái)相互連接所述單元電池110A、110B。在這種情況下，單元電池IlOA的位于(R方向上的)后表面的最外側(cè)處的陰極引線111和單元電池IlOB的位于(F方向上的)前表面的最外側(cè)處的陽(yáng)極引線112分別聯(lián)接到稍后描述的匯流條200。
[0073]同時(shí)，關(guān)于單元電池110A、110B和單元模塊100A-100D的數(shù)量，本發(fā)明示出了堆疊在一起的兩個(gè)單元電池110A、110B和堆疊在一起的四個(gè)單元模塊100A至100D。然而，這僅是一個(gè)示例，單元電池110A、110B和單元模塊100A-100D的數(shù)量不限于此，而是可以根據(jù)二次電池的用途而改變。[0074]匯流條200是具有薄板形狀的金屬，并具有通過(guò)將其一側(cè)彎曲成大致“L”形而形成的引線聯(lián)接部210和形成在另一側(cè)的端子凹槽220。引線聯(lián)接部210聯(lián)接到單元電池IlOA的位于電池單元100的后表面R的最外側(cè)處的陰極引線111和單元電池IlOB的位于前表面F的最外側(cè)處的陽(yáng)極引線112。端子凹槽220提供了供所述外部端子311插入的空間。稍后將描述該外部端子311。
[0075]分別附接到陰極引線111和陽(yáng)極引線112的匯流條200可以由彼此不同的材料制成。換言之，與陽(yáng)極引線111 一樣，附接到陰極引線111的匯流條200優(yōu)選由鋁制成，并且與陽(yáng)極引線112 —樣，附接到陽(yáng)極引線112的匯流條200優(yōu)選由銅或涂覆有鎳的銅制成。
[0076]殼體300容納電池單元100并包括下殼體310和上殼體320。
[0077]下殼體310具有敞口的上部分，被形成為包圍電池單元100的兩側(cè)的一部分及其下表面，并具有一對(duì)狹縫310a。狹縫310a形成在下殼體310的一側(cè)中的、與匯流條200的引線聯(lián)接部210相對(duì)應(yīng)的位置處，并且提供了當(dāng)電池單元100插入在下殼體310中時(shí)容納該引線聯(lián)接部210的空間。因此，電池單元100和匯流條200可以在維持它們之間的電連接的同時(shí)分別位于下殼體310的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
[0078]同時(shí)，外部端子311設(shè)置在下殼體310的一側(cè)上的、與匯流條200的端子凹槽200相對(duì)應(yīng)的位置處，并且形成為從下殼體310向外突出。
[0079]外部端子311具有與匯流條200的端子凹槽220相對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀，并且端子凹槽220提供了當(dāng)電池單元100容納在下殼體310中時(shí)、使外部端子311可以插入在匯流條200中的空間。外部端子311起到了將外部設(shè)備(未示出)電連接到電池單元100的作用。從最小化接觸電阻和增大聯(lián)接力方面來(lái)考慮，外部端子311和匯流條200優(yōu)選由相同材料制成并通過(guò)焊接而彼此聯(lián)接。
[0080]上殼體320具有敞口的下部分，并且形成為包圍電池單元110的上表面以及電池單元Iio的兩側(cè)面的插入到下殼體310中的部分(S卩，電極引線111、112被引出時(shí)所穿過(guò)的側(cè)面的部分)。上殼體320可以利用螺釘聯(lián)接到下殼體310。
[0081]上殼體320在其兩側(cè)處具有傳感器聯(lián)接單元320a，使得電壓傳感器321可以插入在傳感器聯(lián)接單元320a中。電壓傳感器321電連接到傳感器聯(lián)接單元320a內(nèi)的電池單元100并感測(cè)電池單元100的電壓。
[0082]接下來(lái)，將參考圖6和圖7描述連接條20，該連接條20用于連接彼此相鄰的電池模塊10。
[0083]圖6是示出了圖1的電池組的一部分的前視圖，并且圖7是示出了連接條安裝在另一個(gè)位置處的、圖6的電池組的前視圖。
[0084]當(dāng)參考圖6和圖7描述連接條20時(shí)，為了方便起見(jiàn)，將把彼此相鄰的兩個(gè)電池模塊10加以區(qū)分地稱(chēng)為第一電池模塊IOa和第二電池模塊10b。另外，第一電池模塊IOa的匯流條和外部端子將被分別稱(chēng)為第一匯流條200a和第一外部端子311a，而第二電池模塊IOb的匯流條和外部端子將被分別稱(chēng)為第二匯流條200b和第二外部端子311b。
[0085]參考圖6，連接條20包括:第一金屬板21 ;第二金屬板22，該第二金屬板22與第一金屬板21間隔開(kāi)預(yù)定距離；以及金屬橋23，該金屬橋23將金屬板21，22彼此連接。如果第一金屬板21聯(lián)接到第一匯流條200a并且第二金屬板22聯(lián)接到第二匯流條200b，則連接條20將電池模塊10a、10b彼此電連接。第一金屬板21和第二金屬板22分別由與第一匯流條200a及第二匯流條200b相同的材料制成，并且，金屬板21、22和匯流條200a、200b優(yōu)選通過(guò)焊接而彼此聯(lián)接。這有助于最小化電阻并增大聯(lián)接力。
[0086]同時(shí)，盡管圖6示出了電池模塊10a、IOb被串聯(lián)連接，但本發(fā)明不限于此。換言之，如果第一匯流條200a和第二匯流條200b具有相同的極性，則彼此相鄰的電池模塊10a、IOb可以并聯(lián)連接。另外，也可以組合使用串聯(lián)連接和并聯(lián)連接。
[0087]參考圖7，如果第一金屬板21聯(lián)接到第一外部端子311a且第二金屬板22聯(lián)接到第二外部端子311b，則匯流條20可以將電池模塊10a、10b電連接。在這種情況下，與圖6類(lèi)似，第一金屬板21和第二金屬板22優(yōu)選分別由與第一外部端子311a及第二外部端子311b相同的材料制成，并且它們可以通過(guò)焊接而彼此聯(lián)接。
[0088]金屬橋22通過(guò)焊接而連接在金屬板21、22之間，稍后將參考圖8a至圖13來(lái)描述各種連接結(jié)構(gòu)。在此，將描述金屬橋23的作用和屬性。
[0089]當(dāng)電池組過(guò)熱時(shí)，金屬橋23將熔斷，并因此起到了切斷第一金屬板21和第二金屬板22之間的電連接的作用。優(yōu)選地，金屬橋23由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分且不含有對(duì)環(huán)境和人體有害的鉛(Pb)的無(wú)鉛合金制成，并且金屬橋23具有約150至300°C的熔點(diǎn)。該熔點(diǎn)范圍低于從用于引線111、112和/或金屬板21、22的鋁、銅、以及涂覆有鎳的銅中選出的單個(gè)金屬的熔點(diǎn)。因此，能夠快速中斷過(guò)電流。
[0090]考慮到連接條20應(yīng)耐受的最大電壓和最大電流、通過(guò)連接條20中斷的過(guò)電流水平、以及對(duì)連接條20所要求的電氣屬性(電阻)和/或機(jī)械特性(抗拉強(qiáng)度)來(lái)確定金屬橋23的熔點(diǎn)范圍。如果金屬橋23的熔點(diǎn)低于150°C，則電池組正常工作時(shí)流動(dòng)的電流可能會(huì)使連接條20斷開(kāi)。另外，如果金屬橋23的熔點(diǎn)高于300°C，則不能有效中斷過(guò)電流。
[0091]根據(jù)金屬橋23的熔點(diǎn)或者應(yīng)賦予金屬橋23或連接條20的電氣屬性和/或物理屬性，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)金屬橋23中含有的錫和銅的含量。
[0092]在金屬橋23的成分中，錫對(duì)金屬橋23的熔點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度有影響。對(duì)于具有150至300°C的熔點(diǎn)和良好抗拉強(qiáng)度的金屬橋23來(lái)說(shuō)，錫的含量被調(diào)節(jié)為80被％或更高，優(yōu)選在85至98wt%的范圍內(nèi)。在此，wt%是基于金屬橋23的材料的全部重量的單位。
[0093]在金屬橋23的成分中，銅對(duì)連接條20的導(dǎo)電性、熔點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度有影響，并且，考慮到銅的這種功能，銅的含量被調(diào)節(jié)為處于2至20wt%的范圍內(nèi)，優(yōu)選在4至15wt%的范圍內(nèi)。
[0094]通過(guò)如上所述地調(diào)節(jié)錫和銅的含量，可以獲得金屬橋23的良好抗拉強(qiáng)度，并且，由金屬橋23引起的電阻的增加可以控制為低于數(shù)個(gè)百分?jǐn)?shù)。此外，可以在150至300°C的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)金屬橋23的熔點(diǎn)。
[0095]可選地，金屬橋23還可以包括從鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)中選出的任一種金屬，以改善電氣屬性和/或機(jī)械屬性?？梢愿鶕?jù)應(yīng)賦予金屬橋23的電氣屬性和/或機(jī)械屬性來(lái)調(diào)節(jié)該附加金屬的含量，優(yōu)選在0.01至10wt%的范圍內(nèi)。
[0096]同時(shí)，雖然本發(fā)明示出了當(dāng)三個(gè)或更多個(gè)電池模塊10連接(圖2)時(shí)、金屬橋23被應(yīng)用于所有的連接條，但本發(fā)明不限于此。換言之，如果在電池組中使用了應(yīng)用金屬橋23的至少一個(gè)連接條20，則可以有效保護(hù)電池模塊的至少一部分。
[0097]如上所述，具有通過(guò)金屬橋23連接金屬板21、22的雙結(jié)構(gòu)的連接條20被應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組。因此，當(dāng)發(fā)生過(guò)電流時(shí)，該電池組可以由于連接條20的快速斷開(kāi)而確保使用時(shí)的安全性。
[0098]特別地，與電流中斷單元被應(yīng)用于與電極組件(未示出)相鄰的部分(例如引線
111、112)的情況相比，通過(guò)將電流中斷單元應(yīng)用于安裝在殼體外側(cè)的連接條20，該電池組可以進(jìn)一步減少著火或爆炸的可能性。換言之，通過(guò)使用具有較低的金屬導(dǎo)電性的金屬橋23增加電阻，根據(jù)本發(fā)明的具有雙結(jié)構(gòu)的連接條20引起了局部加熱。如果在與電極組件相鄰的部分處發(fā)生這種加熱現(xiàn)象，則會(huì)不可避免地增大由于氣體膨脹引起的著火或爆炸的可能性。
[0099]因此，如果電流中斷單元被應(yīng)用于諸如本實(shí)施例中通過(guò)殼體300而與電極組件隔離的連接條20等的部件，能夠防止由于為了使金屬橋23斷開(kāi)而產(chǎn)生的加熱所造成的著火和/或爆炸，從而確保二次電池使用時(shí)的安全性。
[0100]接下來(lái)，將參考圖8a至圖13描述金屬板21、22和金屬橋23之間的各種聯(lián)接模式。
[0101]圖8a至圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在電池組處采用的各種形狀的連接條的局部透視圖。
[0102]參考圖8a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且，金屬橋23形成在金屬板21、22的上表面上并連接到金屬板21、22。圖8a示出了金屬橋23形成在金屬板21、22的上表面上,但金屬橋23也可以形成在金屬板21、22的下表面上。
[0103]另外，如圖8b所示，金屬橋23可以形成在金屬板21、22的上表面和下表面上。在這種情況下，可以增強(qiáng)金屬板21、22之間的聯(lián)接力。
[0104]參考圖9a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且具有形成在其一側(cè)端部處的彼此面對(duì)的上表面中的容納凹槽RGl。同時(shí)，金屬橋23具有與容納凹槽RGl相對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀，并且，金屬橋23容納在通過(guò)所述容納凹槽RGl的接合而形成的空間中并結(jié)合到金屬板21、22。雖然圖9a示出了容納凹槽RGl僅形成在金屬板21、22的上表面中，但所述容納凹槽RGl也可以形成在金屬板21、22的上表面和下表面中。
[0105]參考圖％，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙形成在同一平面上，并具有形成在其彼此面對(duì)的一側(cè)端部處的第一彎曲部21’和第二彎曲部22’。同時(shí)，金屬橋23容納在通過(guò)第一彎曲部21’和第二彎曲部22’的接合而形成的空間中并結(jié)合到金屬板21、22。
[0106]參考圖9c,第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上,并具有從第一金屬板21和第二金屬板22的彼此面對(duì)的表面以預(yù)定深度形成的容納凹槽RG2。同時(shí)，金屬橋23的兩側(cè)被插入到容納凹槽RG2中并結(jié)合到金屬板21、22。
[0107]與圖8a和圖8b所示的結(jié)構(gòu)相比，圖9a、圖9b和圖9c所示的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了金屬板21,22之間的聯(lián)接力并減小了接觸電阻，這是因?yàn)榻饘侔?1、22和金屬橋23之間的接觸面積增大了。
[0108]參考圖10a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且金屬橋23直接介于金屬板21、22的彼此面對(duì)的表面之間并結(jié)合到金屬板21、22。
[0109]圖1Ob的結(jié)構(gòu)在以下方面不同于圖1Oa的結(jié)構(gòu):金屬板21、22的彼此面對(duì)的表面具有朝著金屬橋23呈錐形的斜面形狀。在這種情況下，金屬板21、22和金屬橋23之間的接觸面積進(jìn)一步增大了，這增強(qiáng)了金屬板21、22之間的聯(lián)接力并減小了接觸電阻。
[0110]參考圖1 Ia,第一金屬板21和第二金屬板22被定位成使得第一金屬板21的一側(cè)和第二金屬板22的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且金屬橋23介于該整個(gè)彼此面對(duì)的區(qū)域中并結(jié)合到金屬板21、22。
[0111]圖1lb和圖1lc的結(jié)構(gòu)在介于金屬板21、22之間的金屬橋23的面積方面不同于圖1la的結(jié)構(gòu)。換言之，金屬橋23僅形成在金屬板21、22彼此面對(duì)的區(qū)域的外周中的一側(cè)和另一側(cè)。在這種情況下，當(dāng)電池組處發(fā)生過(guò)電流時(shí)，連接條20可以快速斷開(kāi)。
[0112]同時(shí)，雖然附圖中未示出，但金屬橋23也可形成在該彼此面對(duì)的區(qū)域的整個(gè)外周處。在這種情況下，可以期待的是，與圖1la的結(jié)構(gòu)相比，金屬橋23將會(huì)更快速地?cái)嚅_(kāi)，并且，與圖1lb和圖1lc的結(jié)構(gòu)相比，金屬板21、22之間的聯(lián)接力將更優(yōu)良。
[0113]圖12的連接條20在以下方面不同于圖8a的連接條20:在金屬板21、22和金屬橋23之間進(jìn)一步設(shè)有鉚釘24。鉚釘24起到了增強(qiáng)金屬板21、22和金屬橋23之間的聯(lián)接力的作用。
[0114]同時(shí)，雖然圖12示出了鉚釘24被另外應(yīng)用于圖8a的連接條20，但本發(fā)明不限于此。換言之，鉚釘24也可應(yīng)用于圖8b至圖9c的結(jié)構(gòu)。
[0115]圖13的連接條20在以下方面不同于圖8a的連接條20:彼此面對(duì)的第一金屬板21的一側(cè)和第二金屬板22的一側(cè)具有朝著其端部變窄的錐形部N1、N2。在這種情況下，因?yàn)榕c圖8a的連接條20相比該錐形部N1、N2處的電阻增加了，所以，當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，因此可以快速斷開(kāi)連接條20。
[0116]同時(shí)，雖然圖13示出了錐形部N1、N2被另外形成在圖8a的連接條20處，但本發(fā)明不限于此。換言之，錐形部N1、N2也可應(yīng)用于圖Sb至圖1lc的結(jié)構(gòu)。特別地，在用于增大金屬板21、22和金屬橋23之間的接觸面積的結(jié)構(gòu)被聯(lián)接到圖13的連接條20(參見(jiàn)圖9a至圖9c)的情況下，當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí)，連接條20可以快速斷開(kāi)，金屬板21、22之間的聯(lián)接力是優(yōu)良的，并且接觸電阻低。
[0117]接下來(lái)，將參考圖14a和圖14b描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池組。
[0118]圖14a和圖14b是示出在根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池組處采用的各種形狀的連接條30的局部透視圖。
[0119]參考圖14a，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池組僅在連接條20方面不同于前述實(shí)施例的電池組，其它部件則大致相同。因此，下面的描述將僅集中于連接條30，在此將不再詳細(xì)描述其它部件。
[0120]連接條30由與前述實(shí)施例的連接條20的金屬橋23具有相同成分的合金板31制成。換言之，連接條30具有單一結(jié)構(gòu)，而不是前述實(shí)施例的連接條20的雙結(jié)構(gòu)，并且，連接條30由與前述實(shí)施例的金屬橋23相同的材料制成。
[0121]在這種情況下，當(dāng)過(guò)電流在電池組中流動(dòng)時(shí)，不僅連接條30的中央部可以容易地?cái)嚅_(kāi)，而且連接條30的與匯流條200或外部端子311聯(lián)接的聯(lián)接部可以容易地?cái)嚅_(kāi)，這確保了電池組使用時(shí)的安全性。
[0122]參考圖14b，連接條30具有形成在合金板31的至少一部分中的凹口 32。該凹口32從合金板31的厚度方向上的外側(cè)到內(nèi)側(cè)以預(yù)定深度形成。
[0123]合金板31的橫截面減少的程度與凹口 32的深度一樣多，因此，形成有該凹口 32的部分具有增答的電阻。因此，當(dāng)過(guò)電流流動(dòng)時(shí)，具有凹口 32的連接條30可以容易地?cái)嚅_(kāi)。
[0124]已經(jīng)詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，應(yīng)理解的是，僅通過(guò)圖示給出詳細(xì)描述和特定實(shí)例，同時(shí)指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這是因?yàn)楦鶕?jù)此詳細(xì)的描述對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和變型將會(huì)變得顯而易見(jiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組，包括: 多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有至少一個(gè)單元電池、用于容納所述單元電池的殼體、以及電連接到所述單元電池的匯流條；以及 連接條，所述連接條用于連接所述多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊， 其中，所述連接條中的至少一個(gè)包括: 第一金屬板； 第二金屬板，所述第二金屬板與所述第一金屬板間隔開(kāi)；和 金屬橋，所述金屬橋被構(gòu)造成連接所述第一金屬板和所述第二金屬板，并具有比所述金屬板低的熔點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述連接條連接所述彼此相鄰的電池模塊的匯流條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，還包括安裝在所述殼體的一側(cè)處的外部端子， 其中，所述匯流條連接所述單元電池和所述外部端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其中，所述連接條連接所述彼此相鄰的電池模塊的外部端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述彼此相鄰的電池模塊被串聯(lián)或并聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述金屬橋是含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組， 其中，所述錫的含量為80至98wt%，并且 其中，所述銅的含量為2至20wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其中，所述金屬橋還包括從以下項(xiàng)組成的組中選出的至少一種附加金屬:鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其中，所述附加金屬的含量為0.01至10wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述金屬橋具有150至300°C的熔點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板以規(guī)則的間隙位于同一平面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組，其中，所述金屬橋在所述第一金屬板和所述第二金屬板的任一個(gè)表面或兩個(gè)表面上結(jié)合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板具有形成在其彼此面對(duì)的一側(cè)端部處的上表面和下表面中的至少一個(gè)內(nèi)的容納凹槽，并且 其中，所述金屬橋具有與所述容納凹槽相對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀，并且容納在通過(guò)所述容納凹槽的接合而形成的空間中并結(jié)合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板分別具有形成在其一側(cè)端部處的第一彎曲部和第二彎曲部，并且 其中，所述金屬橋容納在通過(guò)所述第一彎曲部和所述第二彎曲部的接合而形成的空間中并結(jié)合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板具有從所述第一金屬板和所述第二金屬板的彼此面對(duì)的表面以預(yù)定深度形成的容納凹槽，并且 其中，所述金屬橋的兩側(cè)分別插入到所述容納凹槽中并結(jié)合到所述金屬板。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組，其中，所述金屬橋直接介于所述第一金屬板和所述第二金屬板的彼此面對(duì)的表面之間，并結(jié)合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組，其中，所述彼此面對(duì)的表面具有朝著所述金屬焊接橋呈錐形的傾斜表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側(cè)和所述第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且 其中，所述金屬橋介于該彼此面對(duì)的區(qū)域中并結(jié)合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側(cè)和所述第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且 其中，所述金屬橋形成在該彼此面對(duì)的區(qū)域的外周的一側(cè)和另一側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側(cè)和所述第二金屬板的一側(cè)在彼此至少部分重疊的同時(shí)彼此面對(duì)，并且 其中，所述金屬橋形成在該彼此面對(duì)的區(qū)域的整個(gè)外周處。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，還包括鉚釘，所述鉚釘用于將所述第一金屬板和所述金屬橋固定并將所述第二金屬板和所述金屬橋固定。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組， 其中，彼此面對(duì)的所述第一金屬板的一側(cè)和所述第二金屬板的一側(cè)具有朝著其端部變窄的錐形形狀。
23.—種電池組，包括: 多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊均具有至少一個(gè)單元電池、用于容納所述單元電池的殼體、以及電連接到所述單元電池的匯流條；以及 連接條，所述連接條用于連接所述多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，所述連接條具有150至300°C的熔點(diǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電池組，其中，所述連接條由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金材料制成。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電池組，其中，所述連接條具有形成在所述連接條的至少一部分中的凹口。
26.一種連接條，所述連接條連接電池組的多個(gè)電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊， 其中，所述連接條具有150至300°C的熔點(diǎn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的連接條，其中，所述連接條由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無(wú)鉛合金材料制成。
【文檔編號(hào)】H01M2/30GK103650209SQ201380002178
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月3日
【發(fā)明者】崔埈碩, 盧泰煥, 李珍圭, 金性泰, 金臺(tái)爀, 梁正勛, 崔丞惇, 姜達(dá)模, 金東延 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)