CN101944629A

CN101944629A - 电池组

Info

Publication number: CN101944629A
Application number: CN2010102144663A
Authority: CN
Inventors: 朴汉圭; 金裕璇
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2011-01-12
Also published as: US8974951B2; KR20110002355A; JP2011014537A; JP5166486B2; EP2282363B1; KR101057563B1; EP2282363A1; US20110003193A1

Abstract

本发明提供一种电池组，其包括设置在隔板中且通过壳体中的电极接片连接的多个单元电池，以便利电池组的装配，并且防止单元电池在使用电池组时移动，由此提高了电池组的性能和制造效率。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及电池组，更具体地，涉及包括多个单元电池的高功率和高容量的电池组。

背景技术

与一次电池不同，二次电池是可再充电的。低容量二次电池用在小的便携式电子装置诸如，电话、笔记本电脑和摄像机中。高容量二次电池广泛地用作混合驱动车的马达驱动功率源。这样的二次电池包括圆柱型电池和棱柱型电池。多个高功率二次电池串联构成高容量二次电池，这对驱动需要高容量的装置的马达，例如，电动车的马达，是必要的。

而且，单个高容量二次电池，即，电池模块，包括多个串联和/或并联连接的单元电池。每个单元电池都包括：电极组件，包括正电极板和负电极板，且该正电极板和该负电极板之间具有隔板；壳体，其中设置电极组件；盖组件，耦接到壳体以密闭壳体；以及正端子和负端子，从盖组件突出出来，并且电连接到电极组件的正、负电极板的收集器(collector)。因此，电池模块的单元电池彼此间隔开，并且通过电极接片(electrode tab)串联和/或并联连接。电池模块***隔板中，以使单元电池彼此间隔开。最后，电池模块电连接到保护电路板，并且设置在外壳体中，以提供完成的电池组。

在设置在外壳体中之后，电池组的电池模块会因外部振动在外壳中移动，从而单元电池会彼此断开或者与保护电路板断开。为了试图防止这样的断开，通常在电池模块和外壳的内侧壁之间提供分离间隙防止构件(discrete gap prevention member)，以防止电池模块在外壳中移动。然而，因为分离间隙防止构件添加到电池组，所以增加了制造成本。另外，因为难以装配分离间隙防止构件和电池组，所以降低了生产率。

作为选择，分离的内部壳体可以包封电池模块，然后设置在外壳体中。然而，因为电池组在外壳体的内侧壁与添加的内壳体之间仍然具有间隙，所以难以防止电池模块的移动。

发明内容

本发明的方面提供电池组，包括：多个单元电池；隔板，其中设置单元电池；电极接片，彼此电连接至少两个单元电池；壳体，其中设置单元电池和隔板；以及间隙防止肋，设置在壳体的内壁上，以对应于隔板。

根据本发明的方面，单元电池可以是布置成多层结构的圆柱型电池，并且各层中相邻的单元电池可以具有相反的极性。

根据本发明的方面，隔板可以包括：具有板状形状的主体，具有对应于该单元电池的外表面的座表面；以及分隔壁，设置在座表面之间，该分隔壁包括散热凹槽。

根据本发明的方面，隔板可以包括延伸在各隔板的纵向方向上的引线孔，该纵向方向平行于单元电池的长度。

根据本发明的方面，隔板可以包括交替设置在隔板两侧的停止肋，以防止设置在隔板上的单元电池移动。

根据本发明的方面，隔板可以由柔软塑料形成。

根据本发明的方面，柔软塑料可以包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(CPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETE)和/或其等同物的至少之一。

根据本发明的方面，壳体可以包括其中设置单元电池和隔板的下壳体和密闭下壳体的上壳体，并且间隙防止肋可以设置在下壳体侧壁的内表面上。

根据本发明的方面，下壳体可以包括底板；以及从底板在向上的方向上向外倾斜的侧壁，其中间隙防止肋的远离底板设置的上部与间隙防止肋的相邻于底板设置的下部相比可以突出得更多。

根据本发明的方面，间隙防止肋的上部可以从侧壁之一突出约1.656mm，并且间隙防止肋的下部可以从侧壁之一突出约0.992mm。

根据本发明的方面，下壳体可以包括具有座凹陷部分的底板，座凹陷部分可以具有半圆截面，并且单元电池可以设置在座凹陷部分上。

本发明的方面提供电池组，包括：多个单元电池；隔板，其中设置单元电池；电极接片，彼此电连接至少两个单元电池；壳体，其中设置单元电池和隔板；以及间隙防止肋，设置在壳体的内壁上，以对应于电极接片。

根据本发明的方面，隔板可以包括：具有板状形状的主体，具有对应于单元电池的外表面的座表面；以及分隔壁，设置在座表面之间，该分隔壁包括散热凹槽。

根据本发明的方面，隔板可以包括设置在隔板的纵向方向上的引线孔，该纵向方向平行于单元电池的长度。

根据本发明的方面，隔板可以包括交替设置在隔板两侧的停止肋，以防止设置在隔板的座表面上的单元电池移动。

根据本发明的方面，隔板可以由柔软塑料形成。

根据本发明的方面，电极接片可以包括焊接到至少一个单元电池的接触以及连接到引线的引线连接。

根据本发明的方面，下壳体可以包括：底板；以及从底板在向上的方向上向外倾斜的侧壁，其中间隙防止肋的远离底板设置的上部与间隙防止肋的相邻于底板设置的下部相比可以从侧壁突出得更多。

根据本发明的方面，电池组还可以包括设置在电极接片和壳体之间的绝缘带，以保护电极接片。

本发明其它的方面和/或优点部分地将在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中理解，或者可以通过本发明的实施来掌握。

附图说明

结合附图，本发明的这些和/或其它的方面和优点通过本发明实施例的下述描述将变得明显易懂且更易于理解，其中：

图1图解了根据本发明的方案的电池组的透视图；

图2图解了图1的电池组的示意图，其中已经去除了上壳体；

图3图解了图1的电池组的分解透视图；

图4图解了图3的隔板的透视图；

图5图解了图4的隔板的示意图，其中设置了单元电池；

图6图解了电极接片连接到图5的单元电池的示意图；

图7图解了图2的下壳体的透视图；

图8图解了图7的下壳体的截面图；

图9图解了图1的电池组的底部的平面图；

图10图解了根据本发明的方案的电池组的底部的透视图；以及

图11图解了图10的电池组的底部的平面图。

具体实施方式

现在，将详细地描述本发明的实施例，附图中图解了本发明的示例，其中相同的附图标记通篇指代相同的元件。下面通过参考附图描述实施例，从而解释本发明。

图1图解了根据本发明的一方案的电池组的透视图。图2图解了图1的电池组的示意图，其中已经去除了上壳体。图3图解了图1的电池组的分解透视图。图4图解了图3的隔板的透视图。图5图解了其中设置了单元电池的图4的隔板的示意图。图6图解了耦接到图5的单元电池的电极接片的示意图。图7图解了图2的下壳体的透视图。图8图解了图7的下壳体的截面图。图9图解了图1的电池组的底部的平面图。

如图1至图9所示，根据本发明一方案的电池组100包括多个单元电池110、使单元电池110彼此分隔的隔板120、串联和/或并联连接单元电池110的电极接片130以及其中设置单元电池110、隔板120和电极接片130的壳体。壳体容纳单元电池110、隔板120和电极接片130。壳体的内壁提供有对应于隔板120的间隙防止肋154。

电池组100还包括保护单元电池110不过放电或过充电的保护电路板140和将单元电池110电连接到保护电路板140的引线141。

电池组100还包括设置在电极接片130外表面上的绝缘带170、设置在壳体下表面上的缓冲带180以及耦接到单元电池110上部的保持架190。保护电路板140设置在保持架190上。

单元电池110是圆柱型电池；然而，本发明的方案不限于此，从而单元电池110可以是棱柱型电池或其它形状的电池。串联和/或并联布置了五个单元电池110，并且两组五个单元电池110布置成两层。然而，本发明的方案不限于此，从而在更多或更少层中可以布置更多或更少的单元电池110；例如，在四层中的每一层中可以布置七个单元电池110。各层中相邻的单元电池110具有不同的极性。就是说，当相邻的单元电池110之一的端部具有正极(+)时，相同层中的相邻单元电池110设置为使该相邻电池110的端部具有负极(-)。

如图4所示，隔板120包括具有板状形状的隔板体121，隔板体121提供有对应于圆柱型单元电池110外表面的半圆座表面122。然而，本发明的方案不限于此，从而座表面(seat surface)122可以是其它形状，以便容放具有不同形状的单元电池110，例如，棱柱型单元电池。五个座表面122提供到隔板体121的上、下表面的每一个，从而两层单元电池110可以设置在隔板120中。然而，本发明的方案不限于此，从而隔板120可以包括更多或更少的座表面122，以分别容放更多或更少的单元电池110。分隔壁123设置在座表面122之间。分隔壁123提供有散热凹槽124。为了参考而不是限制的目的，单元电池110的电极设置在隔板120的“侧部”，而隔板120平行于单元电池110和分隔壁123的纵向方向的表面是隔板120的“端部”。

引线孔125在隔板体121的纵向方向上，即，在平行于单元电池110的纵向方向的方向上通过隔板120。每个引线孔125都设置在上层中设置的两个座表面122与下层中设置的两个座表面122之间。例如，图4中示出了四个引线孔125。然而，当隔板120包括更多或更少座表面122时，引线孔125的数量可以相应地增加或减少。

隔板体121的两侧提供有防止电池110移动的停止肋126，即，停止肋126设置为相邻于单元电池110的电极。停止肋126提供到座表面122的至少一端。因此，停止肋126防止单元电池110在关于隔板120的纵向方向上，即，与引线孔125的方向相同的方向上，从座表面122移开。停止肋126设置在引线孔125的上侧和下侧。停止肋126可以交替地提供到座表面122的第一侧和第二侧，从而，尽管停止肋126没有沿着隔板120的第一侧和第二侧二者提供在每个座表面122的端部，但是也可以防止单元电池110移动和移除。从而，因为停止肋126可以交替地设置到隔板120的两侧，所以在将电极接片130焊接到单元电池110时停止肋126不与电极接片130干扰。

隔板120可以由柔软塑料形成，其包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(CPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETE)和/或其等同物的至少之一。柔软塑料吸收振动，并且支撑和保护单元电池110。

电极接片130串联和/或并联连接两个或四个相邻的单元电池110。电极接片130设置在隔板120的侧部，以将在隔板120的上层和下层二者的单元电池110连接。在连接四个相邻的单元电池110时，电极接片130的四个角包括接触131，其焊接到单元电池110的正极(+)或负极(-)。在仅连接两个相邻的单元电池110时，电极接片130的每一端都包括接触131，其焊接到单元电池110的正极(+)或负极(-)。此外，电极接片130可以以复数形式设置以连接在多层中的隔板120中设置的单元电池110，从而不同层的相邻单元电池110并联连接，而相同层的相邻单元电池110串联连接；然而，本发明的方案不限于此，从而多个电极接片130可以以任何布置串联和/或并联连接单元电池110。电极接片130的中心提供有引线连接132，其支撑通过其的引线141。电极接片130可以由高导电性的金属形成，其包括镍、铝、铜和银的至少一种，但是本发明的方案不限于此，从而电极接片130可以由其它材料形成，并且可以包括多层，该多层中至少之一具有高导电性。

保护电路板140可以包括保护电路(未示出)或电气器件(未示出)，其保护单元电池110不过放电或过充电。

引线141从保护电路板140延伸以将保护电路板140连接到单元电池110，即，引线141可以将保护电路板140的保护电路或电气器件连接到单元电池110。引线141通过隔板120的引线孔125，并且固定到电极接片130的引线连接132。

壳体包括：下壳体150，其中设置单元电池110、隔板120、电极接片130和保护电路板140；以及上壳体160，其密闭下壳体150的开口上部。下壳体150包括底板151和从底板151的边缘向上延伸的四个侧壁152。

底板151的上表面包括其上设置单元电池110的多个座凹陷部分153。如图7所示，座凹陷部分153具有对应于单元电池110形状的半圆截面；然而，本发明的方案不限于此，从而座凹陷部分153可以具有其它形状，例如，对应于棱柱型单元电池的形状。座凹陷部分153可以排列为底板151上的网格，其对应于设置在隔板120中的单元电池110。

如图9所示，间隙防止肋154设置在侧壁152的内表面上。间隙防止肋154对应于隔板120。因此，间隙防止肋154垂直地设置在壳体的内壁上。彼此平行的一对间隙防止肋154设置在对应于隔板120的区域中，并且间隙防止肋154可以设置为对应于隔板120使得防止肋154布置为与隔板120的停止肋126对准。

如图8所示，侧壁152从底板151倾斜。就是说，侧壁152从底板151在向上的方向上向外倾斜。因此，间隙防止肋154的上部与其下部相比可以突出得更多。例如，间隙防止肋154的下端154b可以具有约0.992mm的突出长度d2，并且间隙防止肋154的上端154a可以具有约1.656mm的突出长度d1。换言之，上端154a与下端154b的突出比可以为约3∶2。然而，突出比不限于此，而是间隙防止肋154的上突出长度和下突出长度可以根据侧壁152从底板151的倾斜量而变化。这样，间隙防止肋154的上部与其下部相比突出得更多，以没有间隙地支撑隔板120。

如图1-3所示，上壳体160具有密闭下壳体150开口上部的形状和尺寸。因此，上壳体160具有板状形状，以覆盖具有基本上箱体形状的下壳体150。

绝缘带170附着在电极接片130和下壳体150之间来保护电极接片130。缓冲带180设置在下壳体150中。缓冲带180吸收来自底板151的振动，以保护单元电池110，并且缓冲带180设置在底板151的上表面上。

保持架190包封设置在隔板120中的单元电池110的上表面和侧表面，以保护单元电池110不受到外部振动，即，保持架190设置在在隔板120中设置的单元电池110的上表面周围以及隔板120的平行于分隔壁123的端表面周围。

现在，将描述根据本发明方案的如上所述被构造的电池组的装配方法。首先，单元电池110设置在隔板120的座表面122上，使相邻的单元电池110具有相反的极性。然而，本发明的方案不限于此，从而相邻的单元电池110可以具有相同的极性，并且可以串联和/或并联布置。散热凹槽124提供到座表面122之间的分隔壁123，以将单元电池110产生的热疏散到外面。沿着隔板体121的侧部交替设置的停止肋126防止单元电池110从隔板120移除。停止肋126支撑单元电池110的两端，以防止单元电池110被外部振动移动。

电极接片130分别焊接到至少两个(或四个)单元电池110的两端。因此，电极接片130焊接到的单元电池110彼此串联和/或并联连接。

绝缘带170附接到电极接片130的外表面。绝缘带170具有对应于电极接片130的形状以保护电极接片130。

单元电池110的上部耦接到保持架190，以包封单元电池110的上表面和侧表面。

保持架190的上表面提供有保护电路板140，引线141延伸到保护电路板140的外部。引线141连接到单元电池110。引线141通过隔板120的引线孔125，并且固定到提供到电极接片130的引线连接132。因此，引线141从保护电路板140延伸出来，并且连接到焊接至单元电池110的电极接片130。

然后，设置在隔板120上且连接到电极接片130的单元电池110以及设置在保持架190上的保护电路板140，即，电池模块，设置在下壳体150中。因为电池模块设置在下壳体150的底板151上面的缓冲带180上，所以电池模块受到保护而不与底板151碰撞。

电池模块的单元电池110的下表面没有被保持架190包封，并且分别设置在座凹陷部分153上，座凹陷部分153设置在下壳体150的底板151的上表面上。隔板120与提供到下壳体150的侧壁152的间隙防止肋154紧密接触。与隔板120的隔板体121的停止肋126接触的间隙防止肋154对应于隔板120的两侧。就是说，间隙防止肋154支撑隔板120，并且停止肋126防止设置在隔板120上的单元电池110移动。因此，间隙防止肋154防止设置在隔板120上的单元电池110移动。具体地，因为上端154a与下端154b相比突出得更多，所以甚至在下壳体150的侧壁152向外倾斜时，间隙防止肋154也与隔板120紧密接触。最后，上壳体160通过螺丝195耦接到下壳体150的上部，以完成电池组100的装配。然而，本发明的方案不限于此，从而上壳体160和下壳体150可以通过其他装置，诸如，销、粘合剂、胶带、插销或其他连接器耦接。

在下文，将参考图10和图11描述根据本发明方案的电池组。图10图解了根据本发明方面的电池组的透视图。图11图解了图10的电池组的底部的平面图。

如图10和图11所示，电池组200包括单元电池110、彼此分开单元电池110的隔板120、串联和/或并联连接单元电池110的电极接片130以及其中设置单元电池110、隔板120和电极接片130的下壳体。壳体的内壁提供有对应于电极接片130的间隙防止肋254。

电池组200还包括：保护电路板(未示出)，保护单元电池110不过放电或过充电；绝缘带(未示出)，粘合到电极接片130的外表面；缓冲带(未示出)，提供到壳体的下表面；保持架(未示出)，耦接到单元电池110的上部，并且提供有保护电路板(未示出)；以及上壳体(未示出)，密闭下壳体250。因为电池组200与电池组100除了下壳体250包括支撑电极接片130的间隙防止肋254外总体上相同，所以相同的附图标记表示相同的元件，并且省略其详细描述。

电池组200包括下壳体250，其中设置单元电池110、隔板120和电极接片130。

下壳体250包括底板251和从底板251的边缘向上延伸的四个侧壁252。侧壁252的内表面提供有间隙防止肋254。

如图11所示，间隙防止肋254设置在侧壁252上对应于电极接片130的位置处。因此，间隙防止肋254垂直地设置在侧壁252的内表面上，并且彼此平行的间隙防止肋254对设置在对应于电极接片130的区域中，即，间隙防止肋254设置为与电极接片130对准。

电池组200的装配方法与电池组100相同。在电池组200中，在单元电池110设置在下壳体250中时，间隙防止肋254支撑焊接到单元电池110的电极接片130。因此，保持电极接片130焊接到单元电池110的状态。此外，间隙防止肋254防止单元电池11移动。

根据本发明如上所述的各方案，设置在下壳体的侧壁上的间隙防止肋仅支撑隔板或者电极接片。然而，应当理解的是，隔板和电极接片可以同时受间隙防止肋的支撑。

根据本发明的方案，高容量和高功率的电池组包括其中设置多个单元电池且间隙防止肋与隔板和/或电极接片紧密接触的壳体，以最小化单元电池因外部振动引起的移动，由此防止单元电池的故障，来改善包括电池组的产品的可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物界定范围的本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中进行变化。

Claims

1.一种电池组，包括：

多个单元电池；

隔板，设置在所述单元电池之间；

电极接片，将至少两个所述单元电池彼此电连接；

壳体，其中设置所述单元电池和所述隔板；以及

间隙防止肋，设置在所述壳体的内壁上，以对应于所述隔板。

2.如权利要求1所述的电池组，其中所述单元电池是布置成多层结构的圆柱型电池，并且每层中相邻的单元电池具有相反的极性。

3.如权利要求1所述的电池组，其中所述隔板包括：

具有板状形状的主体，具有对应于所述单元电池的外表面的座表面；以及

分隔壁，设置在所述座表面之间，所述分隔壁包括散热凹槽。

4.如权利要求1所述的电池组，其中所述隔板包括在所述隔板的纵向方向上延伸的引线孔，所述纵向方向平行于所述单元电池的长度。

5.如权利要求1所述的电池组，其中所述隔板包括交替地设置在所述隔板两侧的停止肋，以防止设置在所述隔板中的所述单元电池移动。

6.如权利要求1所述的电池组，其中所述隔板由柔软塑料形成。

7.如权利要求6所述的电池组，其中所述柔软塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和/或其等同物的至少之一。

8.如权利要求1所述的电池组，其中所述壳体包括：

下壳体，其中设置所述单元电池和所述隔板；以及

上壳体，封闭所述下壳体；

其中所述间隙防止肋设置在所述下壳体侧壁的内表面上；

其中多个间隙防止肋布置在所述壳体的内壁上以与所述隔板的交替设置的停止肋对准。

9.如权利要求8所述的电池组，其中所述下壳体包括：

底板；和

侧壁，从所述底板在向上的方向上向外倾斜；

其中所述间隙防止肋的远离所述底板设置的上部与所述间隙防止肋的相邻于所述底板设置的下部相比从所述侧壁之一突出得更多。

10.如权利要求9所述的电池组，其中所述间隙防止肋的上部从所述侧壁之一突出约1.656mm，并且所述间隙防止肋的所述下部从所述侧壁之一突出约0.992mm。

11.如权利要求8所述的电池组，其中所述下壳体包括：

底板，具有座凹陷部分，所述座凹陷部分具有半圆截面；

其中所述单元电池设置在所述座凹陷部分上。

12.一种电池组，包括：

多个单元电池；

隔板，在所述隔板中设置所述单元电池；

电极接片，将至少两个所述单元电池彼此电连接；

壳体，在该壳体中设置所述单元电池和所述隔板；以及

间隙防止肋，设置在所述壳体的内壁上，以对应于所述电极接片。

13.如权利要求12所述的电池组，其中所述隔板包括：

14.如权利要求12所述的电池组，其中所述隔板包括延伸在所述隔板的纵向方向上的引线孔，所述纵向方向平行于所述单元电池的长度。

15.如权利要求12所述的电池组，其中所述隔板包括交替设置在所述隔板两侧的停止肋，以防止设置在所述隔板中的所述单元电池移动。

16.如权利要求12所述的电池组，其中所述隔板由柔软塑料形成。

17.如权利要求12所述的电池组，其中所述电极接片包括焊接到所述至少两个单元电池的接触，以及连接到引线的引线连接。

18.如权利要求12所述的电池组，其中所述壳体包括：

下壳体，其中设置所述单元电池和所述隔板；以及

上壳体，密闭所述下壳体；

其中所述间隙防止肋设置在所述下壳体侧壁的内表面上。

19.如权利要求18所述的电池组，其中所述下壳体包括：

底板；以及

侧壁，从所述底板在向上的方向上向外倾斜；

其中所述间隙防止肋的远离所述底板设置的上部与所述间隙防止肋的相邻于所述底板设置的下部相比突出得更多。

20.如权利要求12所述的电池组，还包括设置在所述电极接片和所述壳体之间的绝缘带，以保护所述电极接片。