能量模块制造技术

本发明专利技术涉及一种能量模块(100)，其中所述能量模块(100)包括电池单元保持器外壳(101)、外盖(106)、多个锂离子圆柱形电池单元(200)、用连接条(104)彼此附接的集流条(108)。进一步地，圆柱形电池单元具有负极端子(200a)和正极端子(200b)两部分，其中基于弹性构件的电连接器系统(105)用铆钉连接到多个锂离子圆柱形电池单元(200)的至少一个端子。集流条(108)用铆钉(103)与圆柱形电池单元(200)的正极端子(200a)连接，由此确保在热失控状态下接近圆柱形电池单元(200)并从圆柱形电池单元(200)释放气体的便捷性。放气体的便捷性。放气体的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量模块


[0001]本主题涉及能量模块。更特别地，本主题涉及其中堆叠有多个单元电池的能量模块。

技术介绍

[0002]不同于无法再充电的一次电池，可再充电电池基本上能被充电或放电。通常，在低容量电池中，仅一个电池被封装成电池组形状，该低容量电池可用作各种紧凑型和便携式电子设备(如移动电话等)的电源。而在高容量电池中，将几个电池串联或并联连接，该高容量电池可用于用电设备(例如，充电宝、笔记本电脑)，或者驱动电动机(例如，电动踏板车、混合动力车辆等)。
[0003]提出了一种电池作为用于像电动车辆和各种其他应用之类的用电设备的清洁、高效和环境负责型电源，其中一种类型的电池就是锂离子电池，锂离子电池可再充电并且能形成为使得电动车辆中可用的空间被高效填充的各种各样的形状和尺寸。在电池单元模块中能设置多个锂离子电池单元的组合，以提供或产生足以运行用电单元且尤其是便携式用电设备的电量。
[0004]通常，常规能量模块包括以堆叠配置而布置的多个电池单元，并且还与电气设备电连通。进一步地，每个电池单元均包括阴极端子和阳极端子，其中端子以串联和并联配置的组合进行电连接，以使能量模块的电压输出和运行时间最大化。在某些设计中，电池盖必须设置在电池单元的堆叠上方，以隔离和保护每个电池单元的阳极端子和阴极端子。
附图说明
[0005]参考附图描述来描述具体实施方式。在所有附图中，相同的附图标记用于指代相似的特征和部件。
[0006]图1是根据本专利技术的一个实施例的能量模块的立体图。
[0007]图1a是根据本专利技术的一个实施例的能量模块的分解图。
[0008]图2是根据本专利技术的一个实施例的多个锂离子圆柱形电池单元的截面图。
[0009]图3是根据本专利技术的一个实施例的用于锂离子圆柱形电池单元的端子B的铆钉的截面图。
[0010]图3a是根据本专利技术的一个实施例的基于弹性构件的电连接器系统的分解图。
[0011]图4是根据本专利技术的一个实施例的用于锂离子圆柱形电池单元的端子B的铆钉的截面图。
[0012]图5是根据本专利技术的另一实施例的电池单元保持器外壳的分解图。
具体实施方式
[0013]电池行业在不断扩展以满足便携式装备、运输和通信市场日益增长的能量需求。基于锂离子的能量设备因其高能量密度、密封设计以及在世界市场上的高可用性而正在成
为工业标准电池。
[0014]通常，电池被分类为一次电池和二次电池，其中一次电池也被称为一次性电池并主要旨在被使用到能量耗尽，在这之后，该电池只是被一个或多个电池替换。二次电池通常被称为可再充电电池，其能被重复地再充电和重复使用，因此与一次性电池相比，二次电池长期看是经济的，也是环保的。
[0015]虽然相较于一次电池，可再充电电池提供了许多优点，但也有着一些基于所用电池的化学性质的缺点，这是因为与一次电池单元相比，二次电池单元的这些化学性质较不稳定。进一步地，由于这些相对不稳定的化学物质，在制造期间通常需要对二次电池单元进行特殊处理。
[0016]锂离子电池典型地配置为二次电池(可再充电电池)，其工作与否主要取决于在正电极和负电极之间移动的锂离子(Li+)。在充电和放电过程中，Li+内置于两个电极之间并在这两个电极之间行进；Li+从正电极移开，电解质内置于负电极中。因此，负电极处于富锂状态。当充电时，锂离子电池通常使用包含锂的材料作为电极，这是现代高性能电池的代表。
[0017]进一步地，锂离子电池以多种变体进行生产；最流行的锂离子电池有着最高的能量密度，其使用了钴或镍钴氧化物阳极。这些电池如过热时还具有缺点；它们往往产生其自身的内部氧供应。更特别地，在高温下，氧从阴极的氧化物材料中释放，这因许多原因而发生，像内部短路、过度充电或任何其他原因。由于氧和燃料对于电池单元都是内部可用的，因此火能在单个电池单元内起燃，并且难以用常规方法熄灭，从而可能导致安全风险。
[0018]此外，诸如锂离子电池的二次电池往往比一次电池更容易遭受热失控，并且发生热失控的主要原因是，当内部反应速率增加到热产生速率大于热去除速率的点时。此外，反应速率和放热反应均进一步增加。因此，在能量设备中产生的热值将高到足以引起电池和紧邻电池的材料燃烧。热失控的主要原因是电池单元内的短路、电池单元的不当使用、物理滥用、制造缺陷或将电池单元暴露于过度的外部温度。
[0019]热失控这个问题之所以重要，是因为热失控的单个事件就能导致严重的物理伤害\损害，并且在一些情况下，它还能导致人身伤害或失去生命。当电池处于热失控状态时，电池通常发出大量的烟雾、燃烧的液体电解质的射流以及显著的热量，这导致电池附近的周围部件燃烧并受到破坏。而且，如果电池组具有一堆电池单元，那么单个热失控事件将立即引起多个电池单元的热失控，因此，可能引起对这堆电池单元及其周围部件的广泛损坏。进一步地，如果初始火焰未被立即熄灭，那么因热失控状态而产生的火焰也有助于增加特性损坏的效果，无论能量设备是由单个电池单元还是多个电池单元构成。
[0020]以笔记本电脑或电动车辆中的热失控为例，在没有任何人类依赖的情况下，笔记本电脑中的热失控不仅能导致对笔记本电脑的损坏，而且能导致对笔记本电脑附近的周围环境(如家庭、办公室、汽车等)的至少一些损坏。并且，如果笔记本电脑电池被安装在飞行器板上，那么就可能发生最坏的情况，因热失控产生的烟雾能在更苛刻的情形中导致致命的碰撞着陆或紧急着陆。类似地，以电动车辆为例，混合动力车辆或电动车辆的电池组中的一个或多个电池的热失控不仅损坏车辆，而且能造成事故和车辆部件周围的环境的损坏。进一步地，为了克服热失控效应，使用阀来从电池单元中排出气体，但是当需要从被一起配置成形成能量模块的一组电池单元中排出气体时，以及需要通过受控的排放从能量模块中
排出气体以使封闭的能量模块气体压力保持在目标极限内来实现能量模块的安全工作时，问题产生。而且，在现有技术中，为了克服热失控，锂离子圆柱形电池单元通过点焊连接到共用集流条。进一步地，这个过程要求高精度，这是因为这个过程可能损坏电池单元端子，并且校正单个电池单元中的误差将是不可能的，最终它可能导致整个能量模块报废，而这是不期望的。进一步地，现有技术中已经采用的另一种方法是将电池单元端子固定在电池单元保持器组件中。电池单元端子经由铆钉型电接头与电流条接触。进一步地，这里由于两个端子在制造期间以及在生产线中看起来相似，因此存在端子被更换或混合的可能性。另外，由于铆钉的冲击吸收能力较小，因此由热失控引起的冲击将不会被电池单元吸收。之所以出现这种情形，是因为用于在热失控期间从能量模块中排出气体的空间受到阻碍。该空间由于电池单元的两侧因铆钉的存在而变成固定(刚性的，rigid)或减小而受限，而铆钉最终可能损坏这些电池单元。因铆钉的存在而导致的空间受限还会导致火的传播，而这两者都是不期望的。因此，需要一种改进的且高效的能量模块或能量设备，克服现有技术的所有上述问题和其他问题。
[0021]因此，存在设计具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于用电单元的能量模块(100)，包括：多个电池单元(200)；集流条(108)；多个铆钉(102，103)；所述一对集流条(108)安装在所述多个电池单元(200)的两个端子(200a、200b)上；以及所述多个电池单元(200)由所述两个端子(200a，200b)构成，其中多个基于弹性构件的电连接器系统(105)用铆钉(102)连接到所述多个电池单元(200)的所述至少一个端子。2.一种用于能量模块(100)的基于弹性构件的电连接器系统(105)，所述基于弹性构件的电连接器包括：上部环(105a)，中部线圈(105b)，以及下部盘(105c)；所述下部盘(105c)用铆钉(102)连接到所述集流条(108)，并且由正温度系数材料制成。3.如权利要求1所述的能量模块(100)，其中，所述多个电池单元(200)的所述至少一个端子(200a)用铆钉(103)连接到所述集流条(108)。4.如权利要求1所述的能量模块(100)，其中，所述多个电池单元(200)用防护罩(107)覆盖，其中所述罩(107)安装在电池单元保持器(101)和外盖(106)之间。5.如权利要求3所述的能量模块(100)，其中，所述防护罩(107)能从所述多个电池单元(200)的至少一侧滑动。6.如权利要求3所述的能量模块(100)，其中，所述多个电池单元保持器外壳(101)配置有狭槽(110)，以容纳单独的所述多个n电池单元(200)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：TVS电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：