CN104103796A - 电池单元和包括该电池单元的电池模块 - Google Patents

电池单元和包括该电池单元的电池模块 Download PDF

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Abstract

公开一种电池单元和包括多个电池单元的电池模块。电池单元包括：容纳电极组件并具有开口的壳体；盖板，覆盖开口并具有贯穿该盖板的端子***部分；通过端子***部分延伸到壳体中以将电极组件电暴露到壳体的外侧的端子构件；以及在端子***部分中并将端子构件固定到盖板的固定构件，固定构件通过插件注入成型方法形成，在该方法中，塑料树脂在端子构件被***到端子***部分中的状态下被注入到端子***部分中，固定构件包括从固定构件的上表面凹陷的凹部。

Description

电池单元和包括该电池单元的电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年4月8日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0038284的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。另外，本申请通过引用合并了和上述申请同日递交的名称为“电池单元和使用该电池单元的电池模块”、代理人卷号为No.73034/S744的美国专利申请No.14/048,943的全部内容，以及和上述申请同日递交的名称为“电池单元和使用该电池单元的电池模块”、代理人卷号为No.73035/S744的美国专利申请No.14/049,160的全部内容。
技术领域
本发明的实施例的方面涉及电池单元和包括彼此连接的多个电池单元的电池模块。
背景技术
一般来说，和不可充电的一次电池不同，二次电池是可充电和可放电的。二次电池可以作为能量源被用于移动设备、电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、不间断电源等。并且，例如根据采用二次电池的外部设备的类型，二次电池可以以单个电池或其中多个电池通过使用汇流条被电连接成单个单元的电池模块的形式被使用。
具有单个电池的输出和容量的小型移动设备，如移动电话，可以操作预定的时间。然而，当需要长期操作或高功率操作时，例如在电动汽车或混合动力汽车中，由于单个电池的输出和容量问题，电池模块被使用。根据所包括的电池的数量，电池模块可以增加输出电压或输出电流。通过串联或并联连接多个电池，电池模块可以获得所需的输出电压或输出电流。
发明内容
根据本发明的实施例的方面，电池单元具有电极端子的改进的组装，这可以降低制造成本，并且电池模块包括多个电池单元。
附加方面将在随后的描述中部分阐述，并且从描述将部分变得明显，或者可以通过对提出的实施例进行实践而知道。
根据本发明的一个或更多实施例，电池单元包括：容纳电极组件并具有开口的壳体；盖板，覆盖所述开口并具有贯穿所述盖板的端子***部分；通过所述端子***部分延伸到所述壳体中以将所述电极组件电暴露到所述壳体的外侧的端子构件；和在所述端子***部分中并将所述端子构件固定到所述盖板的固定构件，所述固定构件通过插件注入成型方法形成，在该方法中，塑料树脂在所述端子构件被***到所述端子***部分中的状态下被注入到所述端子***部分中，所述固定构件包括从所述固定构件的上表面凹陷的凹部。
所述固定构件可以包括下壁和从所述下壁向上延伸并被联接到所述端子***部分的边缘的侧壁。
所述侧壁可以向上延伸到所述盖板的上表面的上方。
所述固定构件可以进一步包括从所述侧壁向外延伸超过所述端子***部分的边缘并被支撑在所述盖板的上表面上的延伸部分。
所述端子构件可以包括被电连接到所述电极组件的集流体部分；被暴露到所述盖板的外侧的端子部分；和连接所述集流体部分和所述端子部分的连接部分。
所述端子部分可以与所述盖板的上表面间隔开。
所述端子部分可以在沿所述盖板的长边方向上延伸，所述连接部分可以包括从所述端子部分向下延伸的第一弯曲部分和从所述第一弯曲部分在与所述长边方向相反的方向上延伸的第二弯曲部分，并且所述集流体部分可以从所述第二弯曲部分的边缘在沿着所述盖板的短边方向上向下延伸。
所述第二弯曲部分可以被部分掩盖在所述固定构件中。
所述第二弯曲部分可以被完全掩盖在所述固定构件中。
所述固定构件可以包括填充所述端子***部分并包括所述凹部的第一固定部分和填充所述端子部分与所述盖板的上表面之间的间隙的第二固定部分。
所述端子构件可以包括正极端子构件和负极端子构件，并且所述正极端子构件和所述负极端子构件可以包括不相似的金属。
所述正极端子构件可以包括铝，所述负极端子构件可以包括铜。
端子构件可以进一步包括焊接层，该焊接层在所述正极端子构件和所述负极端子构件中的一个的上表面上并包括和所述正极端子构件和所述负极端子构件中的另一个的金属相同的金属。
根据本发明的一个或更多实施例，一种电池模块包括多个如前所述的电池单元和连接多个所述电池单元中相邻电池单元的所述端子构件的端子部分的汇流条。
所述固定构件可以包括下壁和从所述下壁向上延伸并被联接到所述端子***部分的边缘的侧壁。
所述侧壁可以向上延伸到所述盖板的上表面的上方。
所述固定构件可以进一步包括从所述侧壁越过所述端子***部分的边缘向外延伸并被支撑在所述盖板的上表面上的延伸部分。
所述端子构件可以包括被电连接到所述电极组件的集流体部分、被暴露到所述盖板的外侧的端子部分以及连接所述集流体部分和所述端子部分的连接部分。
所述端子部分可以与上述盖板的上表面间隔开，并在沿所述盖板的长边方向上延伸，所述连接部分可以包括从所述端子部分向下延伸的第一弯曲部分和从所述第一弯曲部分在所述长边方向上延伸的第二弯曲部分，所述集流体部分可以从所述第二弯曲部分的边缘在沿着所述盖板的短边方向上向下延伸。
所述第二弯曲部分的至少一部分可以被掩盖在所述固定构件中。
所述汇流条可以被焊接到所述端子部分。
所述端子构件可以包括正极端子构件和负极端子构件，所述正极端子构件和所述负极端子构件可以包括不相似的金属。
所述汇流条可以包括与所述正极端子部分或所述负极端子部分中的至少一个的金属相似的金属。
所述端子构件可以进一步包括焊接层，该焊接层在所述正极端子构件或所述负极端子构件中的一个的上表面上并包括与上述汇流条的金属相同的金属，所述上表面包括和所述汇流条的金属不同的金属。
所述正极端子构件可以包括铝（Al），所述负极端子构件可以包括铜（Cu），所述汇流条可以包括Al，所述焊接层可以包括Al并位于所述负极端子构件的端子部分的上表面上。
附图说明
通过参考附图更详细地描述本发明的一些示例性实施例，本发明的上述和其它特征和方面将变得更明显，附图中：
图1是根据本发明实施例的电池单元的分解透视图；
图2是图1的电池单元沿线II-II'截取的剖视图；
图3是示出了电极组件的示例的透视图；
图4是示出了根据本发明实施例的端子构件的透视图；
图5A至图5C是示出了连接在电极组件的同一表面上的正极集流体部分和负极集流体部分的布置的透视图；
图6A至图6C是示出了连接在电极组件的不同表面上的正极集流体部分和负极集流体部分的布置的透视图；
图7是示出了根据本发明实施例的固定构件的剖视图；
图8是示出了根据本发明另一个实施例的固定构件的剖视图；
图9A至图9C示出了在插件注入成型方法中，在形成固定构件时在盖板上固定正极端子构件和负极端子构件的工艺的示例；
图10是根据本发明实施例的电池模块的透视图；
图11是根据本发明另一个实施例的端子构件的透视图；
图12是示出了根据本发明另一个实施例的固定构件的剖视图；
图13是示出了根据本发明另一个实施例的固定构件的剖视图；
图14是示出了根据本发明另一个实施例的固定构件的剖视图；和
图15是示出了根据本发明另一个实施例的固定构件的剖视图。
具体实施例
下面将更详细地参考本发明的一些实施例，这些实施例的示例被示出在附图中，其中相似的附图标记自始至终代表相似的元件。在这方面，本实施例可以具有不同的形式，而不应当被解释为局限于这里提出的描述。如本领域技术人员将意识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同形式修改，全部不背离本发明的精神或范围。因此，附图和描述应当被认为本质上是例示性的而不是限制性的。
如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多相关的列出项目的任意和全部组合。诸如“……中的至少一个”的表述，当位于一系列元件之前时，修饰整个系列的元件，而不是修饰该系列中的单独元件。
图1是根据本发明实施例的电池单元的分解透视图。图2是图1的电池单元沿线II-II'截取的剖视图。图3是示出了根据本发明实施例的电极组件的透视图。参考图1至图3，根据本发明实施例的电池单元1包括电极组件10、用于容纳电极组件10的壳体20以及用于关闭壳体20的上端的盖组件30。
电池单元1可以是二次电池，例如锂离子电池。电池单元1可以是多种类型的，例如圆筒形电池单元、棱柱形电池单元或聚合物电池。然而，本发明并不局限于上述类型中的任何一种。
参考图3，电极组件10可以包括正极板11、负极板12和***在正极板11和负极板12之间的隔板13。例如，正极板11、负极板12和隔板13的层叠体可以被卷绕成胶卷形。
正极板11包括正极集流体部分11a和形成在正极集流体部分11a的至少一个表面上的正极活性物质层11b。没有涂覆正极活性物质层11b的正极物质未涂覆部分11c沿正极集流体部分11a的宽度方向被提供在正极集流体部分11a的边缘部分处。负极板12包括负极集流体部分12a和形成在负极集流体部分12a的至少一个表面上的负极活性物质层12b。没有涂覆负极活性物质层12b的负极物质未涂覆部分12c沿负极集流体部分12a的宽度方向被提供在负极集流体部分12a的边缘部分处。正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以被布置为在电极组件10的宽度方向上彼此分开。例如，正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c可以沿宽度方向被布置在电极组件10的相对边缘部分处。
在一个实施例中，盖组件30包括盖板310、电连接到电极组件10的端子构件320和330以及用于在盖板310上固定端子构件320和330的固定构件340和350。
用于***电极组件10的开口21被提供在壳体20中。随着盖板310被联接到壳体20，开口21被关闭。在一个实施例中，盖板310的边缘311与壳体20的形成开口21的上边缘22形状匹配。在该状态下，随着盖板310通过例如激光焊接联接到壳体20，用于容纳电极组件10的外壳被形成。安全通气口32可被提供在盖板310上。安全通气口32被设计为是易碎的，以便当壳体20的内部压力超过预先设定的点（例如，参考压力）时提供气体排出路径。用于将电解质注入壳体20中的电解质注入孔33可被提供在盖板310上。当电解质的注入完成时，电解质注入孔33由密封塞34关闭。
端子构件320和330分别是正极端子构件和负极端子构件。在下文中，端子构件320和330分别指正极端子构件320和负极端子构件330。正极端子构件320和负极端子构件330被分别电连接到电极组件10的正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c。电极组件10的正极物质未涂覆部分11c和负极物质未涂覆部分12c经由正极端子构件320和负极端子构件330被电暴露到壳体20的外侧。在一个实施例中，盖组件30的端子***部分35和36分别包括正极端子***部分和负极端子***部分。端子***部分35和36通过垂直贯穿盖板310而形成。正极端子构件320和负极端子构件330被分别***到端子***部分35和36中，并由正极端子固定构件340和负极端子固定构件350固定在盖板310上。
图4是示出了根据本发明实施例的负极（正极）端子构件330（320）的透视图。端子构件320和330通常具有相同的形状或彼此对称的形状。在图4中，形成正极端子构件320的构成元件的附图标记被表示在和负极端子构件330的构成元件的附图标记一起的括号里。
参考图1、图2和图4，正极端子构件320可包括正极端子部分321、正极集流体部分324以及连接正极端子部分321和正极集流体部分324的正极连接部分325。负极端子构件330可包括负极端子部分331、负极集流体部分334以及连接负极端子部分331和负极集流体部分334的负极连接部分335。在一个实施例中，负极端子部分331和正极端子部分321平行于盖板310的上表面312延伸。正极端子构件320和负极端子构件330可由具有导电性的金属形成。例如，正极端子构件320和负极端子构件330可通过利用冲压加工方法将金属板构件切割并弯曲到所需形状而形成。
负极端子部分331在水平方向上，也就是在沿盖板310的长边（major side）方向（例如，第一方向）上延伸。负极集流体部分334向下，也就是在沿盖板310的厚度方向的方向（例如，第二方向）上延伸。负极连接部分335从负极端子部分331被弯曲，从而连接负极端子部分331和负极集流体部分334。负极连接部分335可以包括第一负极弯曲部分332和第二负极弯曲部分333，第一负极弯曲部分332从负极端子部分331的在和第一方向相反的方向（例如，第三方向）上的边缘331a向下（例如，在第二方向上）弯曲并从其延伸，第二负极弯曲部分333从第一负极弯曲部分332的在第二方向上的边缘332a在第三方向上弯曲并从其延伸。负极集流体部分334可以从第二负极弯曲部分333的在和第一方向及第二方向交叉的方向上，也就是盖板310的短边（minor side）方向（例如，第四方向）上的边缘333a向下（例如，在第二方向上）弯曲并从其延伸。
根据上述结构，负极集流体部分334的大面积部分334b，而不是厚度部分334c，平行于电极组件10的负极物质未涂覆部分12c安置。大面积部分334b的宽度W可以被确定为使得大面积部分334b和负极物质未涂覆部分12c之间的接触面积适当大或尽可能大。因此，可以获得负极集流体部分334和负极物质未涂覆部分12c之间的大的接触面积，因此接触电阻可以小或减小。
图5A至图5C是示出了正极端子构件320和负极端子构件330的布置的透视图。在图5A至图5C中，正极集流体部分324和负极集流体部分334被连接在电极组件10的同一表面上。
参考图5A，在一个实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331彼此面对。参考图5B，在另一个实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331面对相反的方向。在图5A和图5B所示的实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330相对于长边方向具有对称的形状。参考图5C，在另一个实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330可以被布置为使得正极端子部分321和负极端子部分331面对同一方向。在该实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330的形状是相同的。
图6A至图6C是示出正极集流体部分324和负极集流体部分334的其中正极集流体部分324和负极集流体部分334被连接到电极组件10的不同表面上的布置的透视图。在如图6A和图6B所示的布置中，正极端子构件320和负极端子构件330具有相同的形状。在如图6C所示的布置中，正极端子构件320和负极端子构件330的形状相对于长边方向彼此对称。
在如图4所示的其中正极端子构件320的形状和负极端子构件330的形状相同的实施例中，正极端子构件320包括在第一方向上延伸的正极端子部分321、在第二方向上延伸的正极集流体部分324以及从正极端子部分321弯曲并连接正极端子部分321和正极集流体部分324的正极连接部分325。正极连接部分325可以包括第一正极弯曲部分322和第二正极弯曲部分323，第一正极弯曲部分322从正极端子部分321的在第三方向上的边缘321a在第二方向上弯曲并从其延伸，第二正极弯曲部分323从第一正极弯曲部分322的在第二方向上的边缘322a在第三方向上弯曲并从其延伸。正极集流体部分324可以从第二正极弯曲部分323的在第四方向上的边缘323a在第二方向上弯曲。
根据上述结构，正极集流体部分324的大面积部分324b，而不是厚度部分324c，平行于电极组件10的正极物质未涂覆部分11c安置。大面积部分324b的宽度W可以被确定为使得大面积部分324b和正极物质未涂覆部分11c之间的接触面积适当大或尽可能大。因此，可以获得正极集流体部分324和正极物质未涂覆部分11c之间的大的接触面积，因此接触电阻可以小或减小。
如图4的点线所示，当正极端子构件320的形状和负极端子构件330的形状对称时，正极集流体部分324从第二正极弯曲部分323的在与第四方向相反的方向（例如，第五方向）上的边缘323b在第二方向上弯曲并从其延伸。
正极端子构件320和负极端子构件330被分别***到正极端子***部分35和负极端子***部分36。正极端子部分321和负极端子部分331位于盖板310的上方，而正极集流体部分324和负极集流体部分334位于盖板310的下方。在这种状态下，正极端子构件320和负极端子构件330由分别***到正极端子***部分35和负极端子***部分36中的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350固定在盖板310上。正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由例如电绝缘的塑料形成。正极端子部分321和负极端子部分331从盖板310向上突出。间隙G1和G2（参考图2）被分别形成在盖板310的上表面312和正极端子部分321及负极端子部分331之间。因此，正极端子部分321和负极端子部分331被固定在盖板310上，正极端子部分321和负极端子部分331分别通过正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与盖板310电绝缘。
正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的电绝缘的塑料可以是，例如，一个或多个普通塑料，如聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯、高密度聚乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）；普通工程塑料，如聚缩醛、聚亚苯基氧化物（PPO）、聚亚苯基醚（PPE）、聚酰胺（Pam）、聚碳酸酯（PC）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）；高性能工程塑料，例如U聚合物、聚砜（PSF）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚醚砜（PES）、聚丙烯酸酯（PAR）、聚醚醚酮（PEEK）和聚四氟乙烯（PTFE）；以及超耐热工程塑料，如聚酰胺酰亚胺（PAI）和聚酰亚胺（PI）。例如，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由通过添加40%的玻璃纤维到PPS而得到的树脂形成。
参考图2，正极端子部分321和负极端子部分331在盖板310的上表面312的上方并与其相隔一段距离，在它们之间分别形成间隙G1和G2。在一个实施例中，间隙G1和G2可以相同。正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以部分或全部围绕正极连接部分325和负极连接部分335。在一个实施例中，正极连接部分325和负极连接部分335与盖板310的正极端子***部分35和负极端子***部分36之间的间隙被填充有形成正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的树脂。因此，正极端子构件320和负极端子构件330与盖板310电绝缘（例如，与其电完全绝缘）。第二正极弯曲部分323和第二负极弯曲部分333可以部分或全部（参考图2中的虚线）掩盖或围绕在正极端子固定构件340和负极端子固定构件350中。由于具有弯曲部分的正极连接部分325和负极连接部分335被掩盖在正极端子固定构件340和负极端子固定构件350中，正极端子构件320和负极端子构件330通过正极端子固定构件340和负极端子固定构件350联接到盖板310，并且正极端子构件320和负极端子构件330与盖板310之间的联接强度可以得到提升。
在一个实施例中，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以由插件注入成型方法形成，在该方法中，正极端子构件320和负极端子构件330被分别***到正极端子***部分35和负极端子***部分36中，然后上述塑料的树脂被注入，以被成型到正极端子***部分35和负极端子***部分36中。插件注入成型方法的一个示例将随后参考图9A至图9C进一步描述。
图7进一步详细示出了图2的区域“B”。参考图7，负极端子固定构件350包括从负极端子固定构件350的上表面350a向下凹陷的凹部350d。在一个实施例中，凹部350d可以由从上表面350a向下形成阶梯状的阶梯状表面350b和在阶梯状表面350b和上表面350a之间形成边界或者延伸的内侧表面350c限定。从阶梯状表面350b向上延伸的侧壁350f由上表面350a、内侧表面350c、形成和负极端子***部分36的边缘36a的边界的外侧表面350e限定。因此，负极端子固定构件350包括从下壁350g向上延伸的侧壁350f，并具有其中凹部350d被形成在侧壁350f和下壁350g之间的“U”形。侧壁350f被联接到负极端子***部分36的边缘36a。第二负极弯曲部分333可以被部分或完全掩盖在下壁350g中。
根据上面的结构，负极端子固定构件350的厚度可以薄且均匀（例如，全部薄且均匀）。均匀的厚度可以防止或基本上防止负极端子固定构件350在其中负极端子固定构件350在注入成型后被冷却的工艺中可能出现变形。例如，如果凹部350d没有被形成，如厚度T1所示，厚度将相对厚。在这种情况下，在负极端子固定构件350在注入之后被冷却时，负极端子固定构件350的中心部分将比其边缘部分冷却得更慢，因此，如图7中的虚线/点线所示，中心部分相比边缘部分将收缩。然后，边缘部分可能从负极端子***部分36被部分抬起，因此负极端子构件330可能是倾斜的，负极端子构件330和盖板310之间的联接强度可能会降低。此外，在负极端子***部分36和负极端子固定构件350之间可能产生间隙。根据图7所示的负极端子固定构件350，因为凹部350d被形成，负极端子固定构件350的厚度减小到均匀（例如，全部均匀），如厚度T2所示。由此注入后的变形和其他问题可以得到避免。
类似地，正极端子固定构件340可以包括从正极端子固定构件340的上表面340a向下凹陷的凹部340d。在一个实施例中，凹部340d可以由从上表面340a向下形成阶梯状的阶梯状表面340b和在阶梯状表面340b和上表面340a之间形成边界或者延伸的内侧表面340c限定。从阶梯状表面340b向上延伸的侧壁340f由上表面340a、内侧表面340c、形成和正极端子***部分35的边界的外侧表面340e限定。因此，正极端子固定构件340包括从下壁340g向上延伸的侧壁340f，并具有其中凹部340d被形成在侧壁340f和下壁340g之间的“U”形。侧壁340f被联接到正极端子***部分35的边缘35a。第二正极弯曲部分323可以被部分或完全掩盖在下壁340g中。
在一个实施例中，如图7所示，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的上表面340a和350a可以是和盖板310的上表面312相同的表面。在另一个实施例中，如图8所示，侧壁340f和350f可以向上延伸超过盖板310的上表面312，这样上表面340a和350a位于盖板310的上表面312的上方。因此，由于上表面340a和350a向上延伸，正极端子构件320和负极端子构件330，也就是第一正极弯曲部分322和第一负极弯曲部分332，与正极端子固定构件340和负极端子固定构件350之间的接触面积增加，使得联接强度可以得到提升。当侧壁340f和350f向上延伸时，凹部340d和350d防止或基本上防止下壁340g和350g的厚度过分增加，从而防止或基本上防止在注入正极端子固定构件340和负极端子固定构件350后变形。
图9A至图9C示出了在插件注入成型方法中形成正极端子固定构件340和负极端子固定构件350时在盖板310上固定正极端子构件320和负极端子构件330的工艺的示例。
参考图9A，当注模的上芯1001和下芯1002彼此分开时，也就是注模打开时，盖板310被放置在下芯1002的下分型线PL2上，正极端子构件320和负极端子构件330分别经由正极端子***部分35和负极端子***部分36通过贯穿盖板310被***到下芯1002中。用于分别支撑正极集流体部分324和负极集流体部分334的支撑孔1002a和1002b被提供在下芯1002中。当正极集流体部分324和负极集流体部分334分别由支撑孔1002a和1002b支撑时，正极端子部分321和负极端子部分331被定位成与盖板310的上表面312分开。为了防止或基本上防止正极端子部分321和负极端子部分331与盖板310的上表面312之间的间隙1009和1010被填充有塑料树脂，在一个实施例中，间隙1009和1010由上芯1001填充。间隙1009和1010对应于相对于上芯1001的操作方向的下切部。在一个实施例中，间隙1009和1010可由的滑芯1003和1004（参考图9B）填充当上芯1001***作时在与操作方向相交的方向上移动。换句话说，当上芯1001在操作方向上接近下芯1002或与下芯1002分开时，滑芯1003和1004可以在和上芯1001的操作方向相交的方向上移动，从而填充间隙1009和1010或者从其离开。
参考图9B，当盖板310、正极端子构件320和负极端子构件330被支撑在下芯1002上时，上芯1001接近下芯1002。当上芯1001和下芯1002被彼此联接时，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350将要在该处形成的成型空间1005和1006由上分型线PL1和下分型线PL2限定。间隙1009和1010分别由滑芯1003和1004填充。成型空间1005和1006分别通过门1007和1008被填充树脂。当经过了冷却时间（例如，预定的冷却时间）时，填充成型空间1005和1006的树脂被固化，从而用于在盖板310上固定正极端子构件320和负极端子构件330的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350被形成。
接下来，参照图9C，上芯1001与下芯1002分开，盖组件30与下芯1002分开。当盖组件30的形成完成时，电极组件10、正极端子构件320和负极端子构件330被相互电连接。正极集流体部分324被电连接到正极物质未涂覆部分11c，负极集流体部分334被电连接到负极物质未涂覆部分12c。正极集流体部分324与正极物质未涂覆部分11c的联接和负极集流体部分334与负极物质未涂覆部12c的联接可以通过例如超声波焊接进行。
当盖组件30和电极组件10彼此联接时，电极组件10通过开口21被***到壳体20中。随着盖板310通过例如激光焊接方法被联接到壳体20，开口21被关闭，电极组件10经由正极端子构件320和负极端子构件330被电暴露到壳体20的外侧。在电解质通过电解质注入孔33注入后，电解质注入孔33通过使用密封塞34而关闭，因此可以完成电池单元1的制造。
根据上述电池单元1，在一个实施例中，正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个可以由单独的金属板形成。换句话说，正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个的所有部件，分别为从正极集流体部分324和负集流体部分334到正极端子部分321和负极端子部分331，可以分别由相同的金属形成。因此，由于正极端子构件320和负极端子构件330可以没有例如焊接等的联接工艺而形成，因而制造成本可以降低，并且从正极集流体部分324和负极集流体部分334中的每一个到各自的正极端子部分321和负极端子部分331的电流路径的电特性可以是均匀的或基本均匀的。由于正极端子构件320和负极端子构件330通过使用塑料树脂由插件注入成型方法联接到盖板310，盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330之间的联接以及它们之间的电绝缘性可以同步或同时得到。并且，由于正极端子部分321和负极端子部分331水平延伸，也就是正极端子部分321和负极端子部分331彼此平行并与盖板310的上表面312平行，当如下所述电池模块2（参考图10）通过组合多个电池单元1形成时，彼此相邻的电池单元1的正极端子部分321和负极端子部分331可以被容易地连接。并且，处于水平延伸形式的正极端子部分321和负极端子部分331提供了充足的面积，并便于焊接于此。
根据本发明实施例，由于采用包括凹部340d和350d的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350，可避免下述问题：例如正极端子构件320和负极端子构件330由于在注入之后的变形而导致的位置对齐的缺陷、盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的联接强度的下降、在正极端子***部分35和负极端子***部分36与正极端子固定构件340和负极端子固定构件350之间产生间隙等。
图10是根据本发明实施例的电池模块的透视图。参考图10，电池模块2可以包括成行布置的多个电池单元1。例如，电池模块2可以包括布置在一个方向上的电池单元1，或者包括布置成一行或更多行的电池单元1的堆叠结构。
通过连接相邻电池单元1的正极端子部分321和负极端子部分331，电池单元1可以彼此串联或并联地电连接。例如，如图10所示，通过使用汇流条400连接一对相邻电池单元1的不同极性的端子部分，电池单元1可以被彼此串联连接。在一个实施例中，电池单元1可以被布置为使得其端子部分的极性在汇流条400的连接方向“A”上交替布置。汇流条400可以通过例如焊接被联接到正极端子部分321和负极端子部分331。虽然图10中未示出，通过使用汇流条400连接一对相邻电池单元1的相同极性的端子部分，电池单元1可以彼此并联连接。
汇流条400可以由表现出高的或优异的导电性的金属材料形成。在一个实施例中，汇流条400可以由具有均匀组分的金属材料形成。当正极端子部分321和负极端子部分331各自由与汇流条400的金属相似的金属形成时，正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个和汇流条400可以通过在相似金属之间的焊接而联接。相似的金属可以是例如铝（Al）和铜（Cu）。
正极端子部分321和负极端子部分331可以由不相似的金属形成。当汇流条400由与正极端子部分321和负极端子部分331的金属不同的金属材料形成时，不相似金属之间的联接可以被形成在正极端子部分321和汇流条400之间以及负极端子部分331和汇流条400之间。当汇流条400由与正极端子部分321和负极端子部分331中的任一个相似的金属形成时，不相似金属之间的联接可以被形成在汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331的另一个之间。
例如，足够的焊接强度可以通过例如铝-铝或铜-铜的相似金属之间的激光焊接得到。但是，如果激光焊接被应用到例如铝-铜的不相似金属之间，可焊性会降低，使得可能无法获得足够的焊接强度。搅拌摩擦焊（FSW）可以代替激光焊接在不相似的金属之间执行。FSW使用***在基座构件中并同时高速旋转的焊接工具（未示出）。由于焊接工具和基座构件之间的摩擦热，焊接工具周围的基座构件软化。通过旋转焊接工具由搅拌操作引起的塑性流动允许两个基座构件相对于两个基座构件的边界表面被强制彼此混合。因此，FSW可以在具有降低的可焊接性的不相似金属之间提供足够的焊接强度。
在一个实施例中，例如，正极端子部分321可以由电化学适合于正电极的Al形成，负极端子部分331可以由电化学适合于负电极的Cu形成，汇流条400可以由Al形成。正极端子部分321和汇流条400可以通过激光焊接联接，而负极端子部分331和汇流条400可通过FSW联接。因此，在汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间可以得到足够的焊接强度。在另一个实施例中，正极端子部分321和负极端子部分331可以通过FSW联接到汇流条400。
图11是根据本发明的另一个实施例的应用到电池单元1的正极端子构件320和负极端子构件330的透视图。当正极端子部分321和负极端子部分331由不相似金属形成，并且汇流条400由与正极端子部分321和负极端子部分331中的任意一个相同的金属形成时，由和汇流条400的金属相似的金属形成的焊接层326或336可以被提供在正极端子部分321和负极端子部分331中的另一个上。例如，当正极端子部分321由电化学适合于正电极的Al形成时，负极端子部分331可以由电化学适合于负电极的Cu形成，汇流条400可以由Al形成，则由和汇流条400的金属相同的金属Al形成的焊接层336可以被提供在负极端子构件330的上表面上。当汇流条400由Cu形成时，由和汇流条400的金属相同的材料Cu形成的焊接层326可以被提供在正极端子部分321的上表面上。焊接层326和336可以分别通过例如激光焊接或FSW分别形成在正极端子部分321和负极端子部分331的一个或多个上。在一个实施例中，如上描述和图2示出的间隙G1和G2最初可以不同，这样在焊接层326、336被提供后，正极端子部分321和负极端子部分331的上表面的最终高度相同。根据上述结构，由于汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间的联接是相似金属之间的联接，即使通过激光焊接也可以得到足够的焊接强度。
图12是示出了根据本发明的另一个实施例的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的剖视图。参考图12，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的侧壁340f和350f向上延伸超过盖板310的上表面312。并且，延伸部分340h和350h从侧壁340f和350f从正极端子***部分35和负极端子***部分36的边缘35a和36a在外部或向外延伸，并被支撑在盖板310的上表面312上。根据上述结构，盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的联接强度可以增加。由于延伸部分340h和350h增加了正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与盖板310之间的接触面积，因而盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的联接强度可以增加。此外，当汇流条400通过例如焊接被联接到正极端子部分321和负极端子部分331时，压力可由焊接工具向下施加到正极端子部分321和负极端子部分331。在这种状态下，由于延伸部分340h和350h被支撑在盖板310的上表面312上，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与正极端子***部分35和负极端子***部分36分开的可能性可以降低。并且，由于延伸部分340h和350h延伸超过正极端子***部分35和负极端子***部分36的边缘35a和36a，湿气通过正极端子固定构件340和正极端子***部分35之间的间隙或者负极端子固定构件350和负极端子***部分36之间的间隙进入壳体20可以减少，使得盖板310、电极组件10、正极集流体部分324和负极集流体部分334以及壳体20的腐蚀可能性被降低。
图13、图14和图15是示出了根据本发明的其它实施例的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的剖视图。参考图13、图14和图15，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350不同于图7、图8和图12的实施例中的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350在于：正极端子***部分35和负极端子***部分36的内侧以及正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个与盖板310的上表面312之间的间隙G1和G2被用树脂填充。换句话说，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350分别包括第一固定部分341和351以及第二固定部分342和352，第一固定部分341和351填充正极端子***部分35和负极端子***部分36并包括凹部350d和340d，第二固定部分342和352填充正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个与盖板310的上表面312之间的间隙G1和G2。第一固定部分341和351可以具有和如图7、图8和图12所示的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350的形状相同的形状。
图13、图14和图15所示的实施例的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以通过插件注入成型方法形成。例如，图13、图14和图15所示的正极端子固定构件340和负极端子固定构件350可以不使用图9B所示的注模的滑芯1003和1004而形成。
根据图13、图14和图15所示的实施例，盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的联接强度可以增加。由于第二固定部分342和352增加了正极端子构件320和负极端子构件330、盖板310、正极端子固定构件340和负极端子固定构件350之间的接触面积，盖板310与正极端子构件320和正极端子固定构件340中的每一个之间的联接强度可以增加。并且，当汇流条400通过例如焊接的方法联接到正极端子部分321和负极端子部分331时，向下的压力可以由焊接工具施加到正极端子部分321和负极端子部分331。在这种状态下，由于正极端子部分321和负极端子部分331由第二固定部分342和352支撑在盖板310上，正极端子固定构件340和负极端子固定构件350与正极端子***部分35和负极端子***部分36分开的可能性可以降低。
在焊接工艺中，传递到正极端子部分321和负极端子部分331的热可以通过第二固定部分342和352散发。
根据图13、图14和图15所示的实施例，由于正极端子部分321和负极端子部分331由第二固定部342和352支撑，在焊接汇流条400的工艺中，可以防止或基本上防止正极端子部分321和负极端子部分331向下弯曲。因此，汇流条400与正极端子部分321和负极端子部分331中的每一个之间的联接质量可以得到提升。并且，盖板310与正极端子构件320和负极端子构件330中的每一个之间的电绝缘可以得到提升。
尽管已经结合本发明的一些示例性实施例特别显示和描述了本发明，本领域普通技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种修改，而不背离由所附权利要求及其等同方案限定的本发明的精神和范围。对每个实施例内的特征或方面的描述通常应当被认为可以用于其它实施例的其他相似特征或方面。

Claims (14)

1.一种电池单元，包括：
容纳电极组件并具有开口的壳体；
盖板，覆盖所述开口并具有贯穿所述盖板的端子***部分；
通过所述端子***部分延伸到所述壳体中以将所述电极组件电暴露到所述壳体的外侧的端子构件；和
在所述端子***部分中并将所述端子构件固定到所述盖板的固定构件，所述固定构件通过插件注入成型方法形成，在该方法中，塑料树脂在所述端子构件被***到所述端子***部分中的状态下被注入到所述端子***部分中，
其中所述固定构件包括从所述固定构件的上表面凹陷的凹部。
2.如权利要求1所述的电池单元，其中所述固定构件包括下壁和从所述下壁向上延伸并被联接到所述端子***部分的边缘的侧壁。
3.如权利要求2所述的电池单元，其中所述侧壁向上延伸到所述盖板的上表面的上方。
4.如权利要求2所述的电池单元，其中所述固定构件进一步包括从所述侧壁向外延伸超过所述端子***部分的边缘并被支撑在所述盖板的上表面上的延伸部分。
5.如权利要求1所述的电池单元，其中所述端子构件包括：
被电连接到所述电极组件的集流体部分；
被暴露到所述盖板的外侧的端子部分；和
连接所述集流体部分和所述端子部分的连接部分。
6.如权利要求5所述的电池单元，其中所述端子部分与所述盖板的上表面间隔开。
7.如权利要求6所述的电池单元，其中所述端子部分在沿所述盖板的长边方向上延伸，所述连接部分包括从所述端子部分向下延伸的第一弯曲部分和从所述第一弯曲部分在与所述长边方向相反的方向上延伸的第二弯曲部分，并且所述集流体部分从所述第二弯曲部分的边缘在沿着所述盖板的短边方向上向下延伸。
8.如权利要求7所述的电池单元，其中所述第二弯曲部分被部分掩盖在所述固定构件中。
9.如权利要求7所述的电池单元，其中所述第二弯曲部分被完全掩盖在所述固定构件中。
10.如权利要求6所述的电池单元，其中所述固定构件包括：
填充所述端子***部分并包括所述凹部的第一固定部分；和
填充所述端子部分与所述盖板的所述上表面之间的间隙的第二固定部分。
11.如权利要求1所述的电池单元，其中所述端子构件包括正极端子构件和负极端子构件，并且所述正极端子构件和所述负极端子构件包括不相似的金属。
12.如权利要求11所述的电池单元，其中所述正极端子构件包括铝，所述负极端子构件包括铜。
13.如权利要求11所述的电池单元，其中所述端子构件进一步包括焊接层，该焊接层在所述正极端子构件和所述负极端子构件中的一个的上表面上并包括和所述正极端子构件和所述负极端子构件中的另一个的金属相同的金属。
14.一种电池模块，包括：
多个如权利要求1-13中任一项所述的电池单元；和
连接所述多个电池单元中相邻电池单元的所述端子构件的端子部分的汇流条。
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