电池模块及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种电池模块，包括：至少一个电池单元阵列，在所述电池单元阵列中，多个电池单元沿横向设置以便被安装在电池框架中，在所述电池单元中，设置在所述电池单元两端的电极端子朝向相同方向放置；和多个连接构件，在所述电池单元阵列的上部和/或下部接合到所述电池单元阵列的每个电池单元的电极端子，其中所述连接构件是金属板，在所述金属板中贯穿至少三个彼此间隔开的垂直狭缝和与至少一个垂直狭缝交叉的水平狭缝。

Battery module and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池模块及其制造方法
本申请要求于2017年10月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0129639的优先权和权益，通过引用将其全部内容并入于此。本专利技术涉及电池模块及其制造方法。
技术介绍
近来，可充电和放电的再充电电池被广泛用作无线移动装置的能源。此外，再充电电池作为电动车辆和混合动力车辆的能源也受到关注，其被提出作为现有使用化石燃料的汽油车辆和柴油车辆的空气污染的解决方案。因此，由于再充电电池的优点，存在使用再充电电池的各种类型的应用，并且再充电电池有望在未来应用于更多领域和产品。根据电极和电解液的配置，再充电电池分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。在这些电池之中，电解液泄漏可能性低且容易制造的锂离子聚合物电池的使用正在增加。通常，取决于电池壳体的形状，再充电电池分为：电极组件分别嵌入圆柱形金属罐或棱柱形金属罐中的圆柱形电池单元和棱柱形电池单元；和电极组件嵌入由铝层压片形成的袋型壳体的袋型电池单元。在这些电池单元之中，圆柱形电池单元具有比棱柱形电池单元和袋型电池单元更大的电容。根据所使用的外部装置的类型，圆柱形电池单元用作单个电池，并且考虑到输出和容量，圆柱形电池单元还用作电连接有多个电池单元的电池模块或电池组。关于此，图1表示由圆柱形电池单元构成的电池模块的示意图。参考图1，电池模块10包括：电池阵列，在电池阵列中圆柱形电池单元1设置在多侧；连接构件3，连接到电池阵列的电池单元1；和电池框架2，固定电池阵列和连接构件3。连接构件3是由导电金属材料形成的板，并且是电连接和机械连接到电池单元1的电极端子并且将相邻的电池单元1彼此电连接的汇流条。金属连接构件和电池单元的电极端子通常被焊接以彼此连接。在焊接方法中，因为电阻焊接方法易于处理，使金属组织的变化较小从而使电极端子的变形最小化，并且由于焊接时的低温，电阻焊接方法对于电池单元的劣化而言相对稳定，因此电阻焊接被广泛使用。因此，图2至图4表示连接构件和电池单元的电极端子之间的使用电阻焊接的接合形式的照片和示意图。参见图2至图4，根据电阻焊接，经由彼此紧密贴附的连接构件3a和电极端子111施加有功电流，同时使用一对正负焊条11和12对作为焊接基础材料的连接构件3a的焊接部分W施加朝向电池单元1a的电极端子111的压力，使连接构件3a由于此时产生的电阻热而局部熔化。然而，在该工艺期间还产生不参与焊接的无功电流C2。无功电流是无效电流，其仅施加经过具有相对低电阻的连接构件3a，而未经过具有高电阻的电极端子111，这是因为连接构件3a的未被焊条11和12按压的剩余部分与电极端子111具有高界面电阻。相反，被焊条11和12按压的焊接部分W紧密地贴附到电极端子，使得流过其中的电流用作有功电流C1。如果有功电流C1和无功电流C2的施加集中在连接构件3a的焊接部分W，则在焊接部分W中形成过电流，从而可引起诸如破坏、破裂和焊接质量差之类的缺陷。因此，如图2和图3所示，在连接构件3a中形成狭缝30，以使无功电流C2沿着狭缝30绕道。同时，为了连接构件和电极端子之间的稳定连接，如图4所示，对于每个连接构件3b，依次进行两次或更多次电阻焊接。然而，如图4B所示，当在连接构件3b上额外地进行电阻焊接时，无功电流C2也施加通过焊接部分W'，使得狭缝30'变得无用。因此，有功电流C1和无功电流C2集中在相邻的焊接部分上，由于过电流，导致连接构件3b被破坏或焊接质量极度劣化。对于该问题，图5中示出了实际照片。特别是，在由于高纯度而具有低电阻和高导电性的金属材料，例如铜所形成的连接构件的情况下，经常产生上述问题，由于这个原因，很难进行两次或更多次电阻焊接。因此，需要一种能够从根本上解决上述问题的技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术致力于解决现有技术的问题和过去所要求实现的技术目标。特别地，本专利技术的另一个目的是提供一种电池模块，其中即使进行两次或多次电阻焊接，电池单元的电极端子和连接构件也以期望的形状和期望的质量彼此接合，并且尽管受到外部冲击和振动，也可以稳定地保持接合形状。本专利技术的又一个目的是提供一种电池模块的制造方法。技术方案为了实现上述目的，根据本专利技术的电池模块包括：至少一个电池单元阵列，在所述电池单元阵列中，多个电池单元沿横向设置以便被安装在电池框架中，在所述电池单元中，设置在所述电池单元两端的电极端子朝向相同方向放置；和多个连接构件，在所述电池单元阵列的上部和/或下部接合到所述电池单元阵列的每个电池单元的电极端子，所述连接构件是金属板，在所述金属板中贯穿至少三个彼此间隔开的垂直狭缝和与至少一个垂直狭缝交叉的水平狭缝。根据本专利技术的电池模块的优点在于，连接构件被三个或更多个垂直狭缝和连接所述垂直狭缝的水平狭缝分隔成多个部分，并且在每个部分处接合到电极端子时，连接构件和电极端子形成稳定接合结构。特别地，可以在每个部分处至少两次执行电阻焊接的状态下将连接构件多重接合到电极端子，因此在根据本专利技术的包括连接构件的电池模块中，基于多重接合结构，尽管存在诸如振动或冲击之类的外力，电池单元和连接构件之间的电连接结构也可以是稳定的。下面将通过本专利技术的不受限制的例子详细描述用于实现上述优点的连接构件的具体结构。在一个具体例子中，连接构件包括两个或更多个电阻焊接单元，所述电阻焊接单元设置在垂直狭缝中的相邻垂直狭缝之间；电阻焊接单元可以相对于水平狭缝分隔成在上方的第一焊接单元和在下方的第二焊接单元；连接构件可以具有两个或更多个电阻焊接单元被电阻焊接到电池单元的电极端子以进行双重接合的结构。也就是说，连接构件包括通过狭缝分隔的两个或更多个电阻焊接单元，并且电阻焊接单元接合到电池单元的电极端子以形成多重接合，从而由于诸如振动或冲击之类的外力引起的接合部分的破坏、破裂和变形的可能性很低。此外，应该注意的是，从第一焊接单元到第二焊接单元的电流施加路径可沿着垂直狭缝绕道。例如，当在两个或更多个电阻焊接单元中顺序执行电阻焊接时，无功电流绕道至与电阻焊接单元相邻的垂直狭缝。如上所述，这是因为在连接构件的除电阻焊接单元之外的剩余部分中，相对于电极端子的界面电阻较高。无功电流的绕道施加意味着无功电流从作为实际焊接部分的电阻焊接单元以及周边部分的待施加的有功电流中分散开。因此，可防止过电流施加到电阻焊接单元及其周边部分，因此，可实现不具有由于过电流而在连接构件和电极端子之间导致的接合故障的电池模块。在本专利技术中，金属板没有特别限制，只要它是导电材料即可。然而，金属板可由具有低电阻和高导电率的材料形成，具体地，可由包括作为第一材料的铜和作为第二种材料的选自由锌、镍、铝、铂、铅、锡和不锈钢组成的群中的至少一种金属的合金形成。根据本专利技术的专利技术人的验证，证实当作为第一材料的铜的含量小于90wt％时，因为连接构件具有相对高的电阻，所以在电极端子和连接构件的接合部分中不期望地产生不希望的热量，相反，当作为第一材料的铜的含量超过99wt％时，因为连接构件的电阻相对低，所以由于在电阻焊接时施加相对高的无功电流而难以实现期望的接合形状。通常，在电阻焊接期间，无功电流与焊接基础材料的电阻成反比，并且随着无功电流增加，有功电流减小，使得接合强度劣化。因此，应该理解，上述合金比对于实现根据本专利技术的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池模块，包括：至少一个电池单元阵列，在所述电池单元阵列中，多个电池单元沿横向设置以便被安装在电池框架中，在所述电池单元中，设置在所述电池单元两端的电极端子朝向相同方向放置；和多个连接构件，在所述电池单元阵列的上部和/或下部接合到所述电池单元阵列的每个电池单元的电极端子，其中所述连接构件是金属板，在所述金属板中贯穿至少三个彼此间隔开的垂直狭缝和与至少一个垂直狭缝交叉的水平狭缝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.10.11 KR 10-2017-01296391.一种电池模块，包括：至少一个电池单元阵列，在所述电池单元阵列中，多个电池单元沿横向设置以便被安装在电池框架中，在所述电池单元中，设置在所述电池单元两端的电极端子朝向相同方向放置；和多个连接构件，在所述电池单元阵列的上部和/或下部接合到所述电池单元阵列的每个电池单元的电极端子，其中所述连接构件是金属板，在所述金属板中贯穿至少三个彼此间隔开的垂直狭缝和与至少一个垂直狭缝交叉的水平狭缝。2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述连接构件包括设置在所述垂直狭缝中的相邻垂直狭缝之间的两个或更多个电阻焊接单元，每个电阻焊接单元相对于所述水平狭缝分隔成在上方的第一焊接单元和在下方的第二焊接单元，设置在所述连接构件中的所述两个或更多个电阻焊接单元被接合，从而电阻焊接到所述电池单元的所述电极端子。3.根据权利要求2所述的电池模块，其中从所述第一焊接单元到所述第二焊接单元的电流施加路径沿着所述垂直狭缝绕道。4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述金属板包括作为第一材料的铜和作为第二材料的选自由锌、镍、铝、铂、铅、锡和不锈钢组成的组中的至少一种金属的合金。5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述垂直狭缝包括：第一狭缝，连接到所述水平狭缝的一端；第二狭缝，连接到所述水平狭缝的另一端；和第三狭缝，在所述第一狭缝和所述第二狭缝之间与所述水平狭缝交叉。6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述第三狭缝垂直于所述水平狭缝。7.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述第三狭缝相对于所述水平狭缝形成20度至160度的角度。8.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述第一狭缝和所述第二狭缝垂直于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宰荣，孙荣洙，李永奎，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR