CN110268551A - 电池模块和电池模块制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池模块。根据本发明的一个实施方式的电池模块包括：电池单元堆，所述电池单元堆具有包括电极引线的多个电池单元，其中所述多个电池单元彼此层叠；以及互连板ICB盖，所述互连板ICB盖包括将所述多个电池单元中的一个电池单元的电极引线和与所述一个电池单元相邻的另一个电池单元的电极引线彼此连接的联接和弯曲的电极引线连接主体，其中，所述ICB盖设置为多个，并且多个所述ICB盖布置为彼此在不同层。

Description

电池模块和电池模块制造方法

技术领域

本申请要求于2017年8月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0101854的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种电池模块和制造该电池模块的方法，并且更具体地说，涉及一种如下电池模块和制造该电池模块的方法，即使电池单元具有很小的单元厚度，该电池模块也可以保证电极引线之间的焊接间距。

背景技术

随着技术发展和对移动设备的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。通常，镍镉电池或氢离子电池已被用作二次电池。然而，最近广泛使用锂二次电池，因为与镍基二次电池相比由于罕见的记忆效应而充电和放电是自由的，自放电率非常低，并且能量密度高。

锂二次电池主要分别使用氧化锂和碳质材料作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在该电极组件中排列了分别涂覆有正极活性材料的正极板和负极活性材料的负极板，在正极板与负极板之间具有隔膜；以及外部构件(即电池壳体case)，该外部构件密封和容纳电极组件以及电解液。

锂二次电池包括正极、负极和插置在二者之间的隔膜和电解液。根据用于正极活性材料和负极活性材料的材料，将锂二次电池分类为锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常，通过将正极或负极活性材料施加到由铝或铜片、网、膜、箔等制成的集流器上然后使该集流器干燥来制备锂二次电池的电极。

图1是示出常规电池单元的截面图。图2是示出当在常规电池单元处减小单元厚度时在电极引线处发生干扰的截面图。这里，应该理解的是，为了示出当电池单元具有减小的单元厚度时在焊接时发生的问题，与实际的电池单元相比，在图2中夸大了电池单元。

为了电连接电池单元1的电极引线2，使用焊接。此时，为了保证电池单元1的电极引线2的焊接质量，应该确保预定焊接间距X(例如约7mm的焊接间距X)。参照图1，在常规电池单元1的情况下，单元厚度t1足够厚，因此即使电极引线2弯曲然后焊接，也可以确保焊接间距X。然而，近来，电池单元1的单元厚度t2趋于变薄，如图2所示。如果如上所述减小了电池单元1的单元厚度t2，则当电极引线2弯曲时，会在电极引线2之间的弯曲部分处发生相互干扰(参见图2中的部分I)，因此难以确保预定焊接间距X。

发明内容

技术问题

本公开旨在提供一种电池模块和用于制造该电池模块的方法，即使电池单元具有小的单元厚度，该电池模块也可以保证用于焊接电极引线的预定焊接间距。

另外，本公开旨在提供一种电池模块和用于制造该电池模块的方法，该电池模块可以通过防止焊接时电极引线之间的干扰来确保预定焊接间距以改善焊接质量。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，所述电池模块包括：电池单元堆，所述电池单元堆包括分别具有电极引线的多个电池单元，所述多个电池单元彼此层叠；以及互连板(ICB)盖，其中所述多个电池单元中的任何一个电池单元的电极引线和与所述任何一个电池单元相邻的另一个电池单元的电极引线彼此连接处的电极引线连接件弯曲并且联接到该互连板ICB盖，其中，所述ICB盖设置为多个，并且多个所述ICB盖布置在不同层。

此外，可以将布置在不同层的多个所述ICB盖分别布置在不同的虚拟直线上。

另外，所述ICB盖可以包括电连接到所述电极引线的汇流条。

此外，多个所述ICB盖可以包括第一ICB盖，所述第一ICB盖布置在与所述电池单元的主体相邻的位置；以及第二ICB盖，所述第二ICB盖布置在与所述第一ICB盖相比离所述电池单元的主体更远的位置。

另外，所述电池模块还可以包括联接到所述第一ICB盖的多个第一电极引线连接件和联接到所述第二ICB盖的多个第二电极引线连接件，并且所述多个第一电极引线连接件和所述多个第二电极引线连接件交替排列。

此外，所述第一电极引线连接件和所述第二电极引线连接件可以弯曲而不彼此接触。

另外，所述电极引线连接件可以具有从所述电极引线的线性部分弯曲的第一弯曲部分和在从所述第一弯曲部分延伸的区域处弯曲的第二弯曲部分。

此外，所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分弯曲成具有不同的角度或不同的形状。

另外，所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分沿彼此相反的方向弯曲。

同时，在本公开的另一个方面，还提供了一种用于制造电池模块的方法，所述方法包括：步骤(a)，提供分别具有电极引线的多个电池单元并且将所述多个电池单元彼此层叠；步骤(b)，将所述多个电池单元中的任何一个电池单元的电极引线和与所述任何一个电池单元相邻的另一个电池单元的电极引线彼此连接处的电极引线连接件弯曲，并且将所述电极引线连接件联接到ICB盖；以及步骤(c)提供多个所述ICB盖，使得多个所述ICB盖在不同层。

此外，所述步骤(b)可以包括：步骤(b1)，将第一ICB盖布置在与所述电池单元的主体相邻的位置；以及步骤(b2)，将第二ICB盖布置在与所述第一ICB盖相比离所述电池单元的主体更远的位置。

另外，所述步骤(b)可以包括：将与所述第一ICB盖联接的多个第一电极引线连接件弯曲和焊接，然后将与所述第二ICB盖联接的多个第二电极引线连接件弯曲和焊接。

而且，所述步骤(b)可以包括将所述第一电极引线连接件和所述第二电极引线连接件弯曲而不彼此接触。

另外，所述电极引线连接件可以具有从所述电极引线的线性部分弯曲的第一弯曲部分和在从所述第一弯曲部分延伸的区域处弯曲的第二弯曲部分，并且所述步骤(b)可以包括将所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分弯曲成具有不同的角度或不同的形状。

同时，在本公开的又一个方面，还提供了一种包括上述电池模块的电池组，并且还提供了一种包括上述电池模块的车辆。

有益效果

根据本公开的实施方式，由于联接有电极引线的ICB盖设置在不同层，因此即使电池单元具有很小的单元厚度，也可以确保用于电极引线之间的焊接的预定焊接间距。

另外，通过确保预定焊接间距，可以防止焊接时电极引线之间的干扰，从而提高焊接质量。

附图说明

图1是示出常规电池单元的截面图。

图2是示出当在常规电池单元处减小单元厚度时在电极引线处发生干扰的截面图。

图3是示出根据本公开的实施方式的在电池模块处将第一电极引线连接件联接到第一ICB盖的截面图。

图4是示出根据本公开的实施方式的在电池模块处将第二电极引线连接件联接到第二ICB盖的截面图。

图5是示出根据本公开的另一个实施方式的电池模块的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而应当在允许发明人适当地定义术语以获得最佳说明的基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，这里提出的描述仅是用于例示目的的优选示例，而并非旨在限制本公开的范围，因此，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。

在附图中，为了描述的方便和清楚，可夸大、省略或示意性地示出每个元件的尺寸或元件的特定部分。因此，每个元件的尺寸并不完全反映元件的实际尺寸。如果与本公开相关联的公知功能或元件的详细描述会不必要地模糊本公开的主题，则将省略与本公开相关联的公知功能或元件的详细描述。

这里使用的术语“组合”或“连接”不仅可以指一个构件和另一个构件直接组合或直接连接的情况，而且还可以指一个构件经由连接构件与另一个构件间接组合或间接连接的情况。

图3是示出根据本公开的实施方式的在电池模块处将第一电极引线连接件联接到第一ICB盖的截面图，图4是示出根据本公开的实施方式的在电池模块处将第二电极引线连接件联接到第二ICB盖的截面图，图5是示出根据本公开的另一个实施方式的电池模块的截面图。

参照图3和图4，根据本公开的实施方式的电池模块10包括电池单元堆100和互连板(ICB)盖300。

电池单元堆100包括具有电极引线111的多个电池单元110。设置在电池单元110处的电极引线111是一种暴露于外部并连接到外部设备的端子，并且可以由导电材料制成。电极引线111可以包括正极引线和负极引线。正极引线和负极引线可以相对于电池单元110的纵向方向设置在相反的方向上，或者正极引线和负极引线可以相对于电池单元110的纵向方向设置在相同的方向上。电极引线111可以电联接到汇流条400。电池单元110可以配置成使得多个单元电芯(unit cell)按正极板、隔膜和负极的顺序排列，或者使得双单元按正极板、隔膜、负极板、隔膜、正极板、隔膜和负极板适当层叠的的顺序排列，以适合于电池容量。

电池单元堆100可以被配置为使得多个电池单元110彼此层叠。这里，电池单元110可以具有各种结构，并且多个电池单元110可以以各种方式层叠。

电池单元堆100可包括用于分别容纳电池单元110的多个盒(未示出)。每个盒(未示出)可以通过注塑塑料制造，并且可以层叠具有用于容纳电池单元110的容纳部的多个盒(未示出)。其中层叠了多个盒(未示出)的盒组件可包括连接器元件或端子元件。连接器元件可包括用于连接到例如能够提供关于电池单元110的电压或温度的数据的电池管理***(BMS)(未示出)的各种类型的电连接组件或连接组件。此外，端子元件包括作为连接到电池单元110的主要端子的正极端子和负极端子，并且端子元件可以具有用于电连接到外部的端子螺栓。同时，电池单元110可以具有各种形状。

电极引线连接件200可以弯曲并且联接到ICB盖300。这里，ICB盖300可以包括汇流条400，并且多个电极引线111彼此连接的电极引线连接件200可以电连接到在ICB盖300上设置的汇流条400。电极引线连接件200可以设置为使得多个电池单元110中的任何一个电池单元110的电极引线111和另一个电池单元的电极引线111与任何一个电池单元110相邻的110彼此连接。例如，电极引线连接件200可以包括第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220。参照图3和图4，第一电极引线连接件210可以被设置为使得任何一个电池单元110a的电极引线111a和另一个相邻电池单元110b的电极引线111b彼此连接。另外，第二电极引线连接件220可以被设置为使得任何一个电池单元110c的电极引线111c和另一个相邻的电池单元110d的电极引线111d彼此连接。

如图3和图4所示，ICB盖300可以联接到电极引线连接件200的弯曲部分。这里，ICB盖300可以设置为多个，并且多个ICB盖300可以设置在不同层。例如，如果多个ICB盖300设置在不同层，则这可意味着多个ICB盖300设置在不同的虚拟直线上，但是本发明不限于此。可以以各种数量设置多个ICB盖300。然而，为了便于解释，以下描述将基于设置两个ICB盖300(即第一ICB盖310和第二ICB盖320)的情况。例如，参照图3和图4，以下描述将基于第一ICB盖310设置在虚拟直线A上并且第二ICB盖320设置在虚拟直线B上的情况。如果两个ICB盖300设置为具有如上所述的不同层，则即使电池单元110具有很小的单元厚度，也可以确保用于在电极引线111之间焊接的预定焊接间距。这将在后面详细说明。

如上所述，ICB盖300可以包括第一ICB盖310和第二ICB盖320。这里，参照图3和图4，第一ICB盖310设置在与电池单元110的主体相邻的位置处，并且第二ICB盖320设置在与第一ICB盖310相比离电池单元110的主体更远的位置处。另外，第一电极引线连接件210联接到第一ICB盖310，并且第二电极引线连接件220联接到第二ICB盖320。这里，第一电极引线连接件210可以设置为多个，并且第二电极引线连接件220也可以设置为多个。多个第一电极引线连接件210和多个第二电极引线连接件220可以交替排列。也就是说，参照图4，首先设置第一电极引线连接件210，然后设置第二电极引线连接件220，然后再次设置第一电极引线连接件210，然后再次设置第二电极引线连接件220，以此类推。以这种方式，第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220可以交替排列。这里，可以以各种数量设置第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220。如上所述，第一ICB盖310和第二ICB盖320设置在不同的虚拟直线上，并且第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220分别联接到第一ICB盖310和第二ICB盖320。因此，第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220也设置在不同的虚拟直线上。另外，参照图3和图4，因为第一电极引线连接件210和与第一电极引线连接件210相邻的第二电极引线连接件220设置在不同的虚拟直线上，所以第一电极引线连接件210和与第一电极引线连接件210相邻的第二电极引线连接件220可以弯曲而不彼此接触。通过这样做，根据本公开的实施方式的电池模块10可以确保用于在电极引线111之间焊接的预定焊接间距。为此，第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250可以弯曲成具有不同的角度，从而防止彼此干扰或接触。另选地，第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250可以弯曲成具有不同的形状，从而防止彼此干扰或接触。详细地说，参照图3和图4，例如，电极引线连接件200中的每一个(即第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220)可包括第一弯曲部分250和第二弯曲部分260。电极引线连接件200的第一弯曲部分250是从电极引线111的线性部分弯曲的部分，并且电极引线连接件200的第二弯曲部分260是在从第一弯曲部分250延伸的区域处弯曲的部分。第一电极引线连接件210可以具有用于任何一个电池单元110a的电极引线111a的第一弯曲部分250a和用于另一个电池单元110b的电极引线111b的第一弯曲部分250b，并且第二电极引线连接件220可以具有用于任何一个电池单元110c的电极引线111c的第一弯曲部分250c和用于另一个电池单元110d的电极引线111d的第一弯曲部分250d。这里，第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250a和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250c可以被配置为具有相同的角度，并且第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250b和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250d可以配置为具有不同的角度。另选地，第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250a和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250c也可以具有不同的角度，并且第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250b和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250d也可以具有不同的角度。通过这样做，第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220可以弯曲而不彼此接触。另选地，第一弯曲部分250a、250b、250c，250d中的至少一个可以形成为具有不同的形状，使得第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220弯曲而不彼此接触。同时，第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220可以以更多种方式弯曲而不彼此接触。例如，参照图5，第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250a、250b和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250c、250d可以在彼此相反的方向上弯曲，并且通过该弯曲方法，可以防止第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220彼此接触。

在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施方式的电池模块10的操作和效果。

参照图3和图4，ICB盖300可以包括多个ICB盖(例如第一ICB盖310和第二ICB盖320)，并且电极引线连接件200可以弯曲并连接到每个ICB盖300。这里，第一ICB盖310和第二ICB盖320可以设置在不同层上(例如设置在不同的虚拟直线上)，并且分别联接到第一ICB盖310和第二ICB盖310的第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220也可以设置在不同的虚拟直线上。

由于第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220设置在不同的虚拟直线上，所以与其中电极引线2排列在直线上并因此在弯曲部分(参见图2中的部分I)处彼此干扰的常规排列不同，第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220可以适当地弯曲而不彼此接触(即不会彼此干扰)。通过这样做，即使电池单元110具有很小的单元厚度，根据本公开的实施方式的电池模块10也可以确保用于在电极引线111之间焊接的预定焊接间距，因此可以改善焊接质量。

在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施方式的电池模块10的功能和效果，但是将不再详细描述与根据本公开的前一实施方式的电池模块10共有的特征。

首先，分别具有电极引线111的多个电池单元110彼此层叠(参见图3和图4)。

接下来，电极引线连接件200将多个电池单元110中的任何一个电池单元110的电极引线111和与该任何一个电池单元110相邻的另一个电池单元110的电极引线111彼此连接，并且电极引线连接件200弯曲并联接到ICB盖300。ICB盖300设置为多个，并且多个ICB盖300设置在不同层。将多个ICB盖300排列在不同层可以意味着，例如，将多个ICB盖300排列在不同的虚拟直线上。这里，ICB盖300包括第一ICB盖310和第二ICB盖320。另外，第一ICB盖310设置在与电池单元110的主体相邻的位置处，并且第二ICB盖320设置在与第一ICB盖310相比离电池单元110的主体的位置更远的位置处。另外，多个第一电极引线连接件210弯曲并焊接到第一ICB盖310，并且多个第二电极引线连接件220弯曲并焊接到第二ICB盖320。即，多个第一电极引线连接件210首先被弯曲并且通过焊接联接到第一ICB盖310(参见图3)，然后多个第二电极引线连接件220被弯曲然后通过焊接联接到第二ICB盖320(参见图4)。这里，参照图4，电极引线连接件200包括从电极引线111的线性部分弯曲的第一弯曲部分250和在从第一弯曲部分250延伸的区域处弯曲的第二弯曲部分260，并且第一电极引线连接件210和第二电极引线连接件220可以按照如下方式弯曲而不彼此接触：该方式将第一电极引线连接件210的第一弯曲部分250a、250b和第二电极引线连接件220的第一弯曲部分250c，250d弯曲为具有不同的角度或不同的形状。

同时，根据本公开的实施方式的电池组(未示出)可包括根据如上所述的本公开的实施方式的一个或更多个电池模块10。此外，除了电池模块10之外，电池组(未示出)还可以包括用于容纳电池模块10的壳体，以及用于控制电池模块10的充电和放电的(诸如BMS、电流传感器、熔丝等)各种设备。

同时，根据本公开的实施方式的车辆(未示出)可以包括上述电池组(未示出)或电池模块10，并且电池组(未示出)可以包括电池模块10。根据本公开的实施方式的电池模块10可以应用于如电动车辆或混合动力车辆的车辆(未示出)，例如被设置为使用电力的预定车辆(未示出)。

已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，详细描述和具体示例虽然表明了本公开的优选实施方案，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，在本公开范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

工业实用性

本公开针对电池模块和用于制造电池模块的方法，并且尤其适用于与二次电池相关的工业。

Claims (16)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

电池单元堆，所述电池单元堆包括分别具有电极引线的多个电池单元，所述多个电池单元彼此层叠；以及

互连板(ICB)盖，其中所述多个电池单元中的任何一个电池单元的电极引线和与所述任何一个电池单元相邻的另一个电池单元的电极引线彼此连接处的电极引线连接件弯曲并且联接到该互连板ICB盖，

其中，所述ICB盖设置为多个，并且多个所述ICB盖布置在不同层。

2.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，将布置在不同层的多个所述ICB盖分别布置在不同的虚拟直线上。

3.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，所述ICB盖包括电连接到所述电极引线的汇流条。

4.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，多个所述ICB盖包括：

第一ICB盖，所述第一ICB盖布置在与所述电池单元的主体相邻的位置；以及

第二ICB盖，所述第二ICB盖布置在与所述第一ICB盖相比离所述电池单元的主体更远的位置。

5.根据权利要求4所述的电池模块，所述电池模块包括联接到所述第一ICB盖的多个第一电极引线连接件和联接到所述第二ICB盖的多个第二电极引线连接件，并且

其中，所述多个第一电极引线连接件和所述多个第二电极引线连接件交替排列。

6.根据权利要求5所述的电池模块，

其中，所述第一电极引线连接件和所述第二电极引线连接件弯曲而不彼此接触。

7.根据权利要求6所述的电池模块，

其中，所述电极引线连接件具有从所述电极引线的线性部分弯曲的第一弯曲部分和在从所述第一弯曲部分延伸的区域处弯曲的第二弯曲部分。

8.根据权利要求7所述的电池模块，

其中，所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分弯曲成具有不同的角度或不同的形状。

9.根据权利要求7所述的电池模块，

其中，所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分沿彼此相反的方向弯曲。

10.一种用于制造电池模块的方法，所述方法包括：

步骤(a)，提供分别具有电极引线的多个电池单元并且将所述多个电池单元彼此层叠；

步骤(b)，将所述多个电池单元中的任何一个电池单元的电极引线和与所述任何一个电池单元相邻的另一个电池单元的电极引线彼此连接处的电极引线连接件弯曲，并且将所述电极引线连接件联接到ICB盖；以及

步骤(c)，提供多个所述ICB盖，使得多个所述ICB盖在不同层。

11.根据权利要求10所述的用于制造电池模块的方法，

其中，所述步骤(b)包括：

步骤(b1)，将第一ICB盖布置在与所述电池单元的主体相邻的位置；以及

步骤(b2)，将第二ICB盖布置在与所述第一ICB盖相比离所述电池单元的主体更远的位置。

12.根据权利要求11所述的用于制造电池模块的方法，

其中，所述步骤(b)包括：

将与所述第一ICB盖联接的多个第一电极引线连接件弯曲和焊接，然后将与所述第二ICB盖联接的多个第二电极引线连接件弯曲和焊接。

13.根据权利要求12所述的用于制造电池模块的方法，

其中，所述步骤(b)包括：

将所述第一电极引线连接件和所述第二电极引线连接件弯曲而不彼此接触。

14.根据权利要求13所述的用于制造电池模块的方法，

其中，所述电极引线连接件具有从所述电极引线的线性部分弯曲的第一弯曲部分和在从所述第一弯曲部分延伸的区域处弯曲的第二弯曲部分，并且

其中，所述步骤(b)包括：

将所述第一电极引线连接件的第一弯曲部分和所述第二电极引线连接件的第一弯曲部分弯曲成具有不同的角度或不同的形状。

15.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池模块。

16.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池模块。