CN110785875A - 圆柱形二次电池模块 - Google Patents

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金秀彰
文祯晤
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Abstract

公开了一种圆柱形二次电池模块。根据本发明实施例的圆柱形二次电池模块包括：包括电池外壳的多个圆柱形二次电池单体，所述电池外壳中容纳有电极组件和电解质；单体框架，多个圆柱形二次电池单体被放置在所述单体框架上；和汇流条，所述汇流条被电连接到圆柱形二次电池单体，并且其上形成有熔断部，其中，所述汇流条包括由彼此不同的材料制成的多个层。

Description

圆柱形二次电池模块
技术领域
本申请要求2017年12月7日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0167140的优先权，其公开内容通过引用结合并入本文。
本公开涉及一种圆柱形二次电池模块，并且更具体地，本公开涉及一种包括汇流条的圆柱形二次电池模块，所述汇流条具有熔断功能和免受物理冲击影响的保护功能。
背景技术
随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。在现有技术中，镍镉电池或氢离子电池已经被用作二次电池。然而，与镍基二次电池相比，锂二次电池由于几乎没有记忆效应而充电和放电自由，并且自放电率非常低，能量密度高，因此近来锂二次电池被广泛使用。
锂二次电池主要分别使用锂氧化物和碳质材料作为正极电极活性材料和负极电极活性材料。锂二次电池包括：二次电池单体，在该二次电池单体中，分别涂覆有正极电极活性材料和负极电极活性材料的正极电极板和负极电极板被布置为使得分隔件被置于所述正极电极板和负极电极板之间；和外部部件，即电池外壳，其密封并容纳二次电池和电解质溶液。
锂二次电池包括正极电极、负极电极和被置于其间的分隔件，和电解质。根据正极电极活性材料和负极电极活性材料所采用的材料，锂二次电池被分成锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常，通过将正极电极活性材料或负极电极活性材料施加到由铝或铜片、网、膜、箔等制成的集电器然后将其干燥而制备锂二次电池的电极。
通常，根据在其中容纳二次电池单体的外部部件的形状，二次电池可以被分成圆柱形型、立方体型和袋型。
图1(a)所示概略截面图示出了汇流条被联接到现有圆柱形二次电池模块中的圆柱形二次电池单体，图1(b)所示概略截面图示出了导线被联接到现有圆柱形二次电池模块中的圆柱形二次电池单体。
参考图1(a)，汇流条1被直接连接到二次电池单体2。然而，由于汇流条1比普通保险丝粗，所以汇流条1不能用作保险丝，因此，当发生过电流或高温时，不能断开电流连接。另外，参考图1(b)，汇流条3通过导线4被连接到二次电池单体5。然而，由于没有用于保护导线4的装置，因此导线4容易受到物理冲击。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种圆柱形二次电池模块，其中，汇流条可以具有用于二次电池单体的熔断功能和电连接功能，并且免受物理冲击的影响。
另外，本公开旨在提供一种圆柱形二次电池模块，该圆柱形二次电池模块可以通过使用汇流条的熔断功能来保护二次电池单体免受过电流或高温的影响。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种圆柱形二次电池模块，该圆柱形二次电池模块包括：多个圆柱形二次电池单体，所述圆柱形二次电池单体分别具有电池外壳，所述电池外壳中容纳有电极组件和电解质；单体框架，所述多个圆柱形二次电池单体被设置在所述单体框架处；和汇流条，所述汇流条被电连接到所述圆柱形二次电池单体，并且具有熔断部，其中，所述汇流条具有由彼此不同的材料制成的多个层。
而且，汇流条可以具有板形，以覆盖多个圆柱形二次电池单体的上部和下部中的至少一个，并且熔断部可以以与该多个圆柱形二次电池单体的数目相对应的数目形成在汇流条处。
另外，汇流条可以包括：至少一个合成树脂膜，所述合成树脂膜中形成有中空部；和被所述合成树脂膜保护的导电板。
而且，汇流条可以被构造为使得两个合成树脂膜分别被联接到一个导电板的上表面和下表面。
另外，导电板可以包括：焊接部，所述焊接部被设置成通过焊接而联接到所述圆柱形二次电池单体；孔，所述孔沿着所述焊接部的周边形成；大面积板部，所述大面积板部被所述孔与所述焊接部隔开，以区别于所述焊接部；和熔断部，所述熔断部被形成为连接所述焊接部和所述大面积板部，从而当过电流流过所述导电板处时，所述熔断部被断开连接。
而且，合成树脂膜可以被联接到导电板的上侧和下侧，以包围导电板，并且焊接部可以通过中空部被暴露于外侧。
另外，熔断部的宽度可以小于孔的宽度。
而且，焊接部可以被形成在所述焊接部的中心处的切口部划分成第一电阻焊接部和第二电阻焊接部。
同时，在本公开的另一个方面中，还提供了一种包括上述圆柱形二次电池模块的二次电池组，并且还提供了一种包括该圆柱形二次电池模块的车辆。
有利效果
根据本公开的实施例，所述汇流条可以具有用于二次电池单体的熔断功能和电连接功能，并且还免受物理冲击的影响。
另外，通过使用所述汇流条的熔断功能，可以保护二次电池单体免受过电流或高温的影响。
附图说明
图1(a)是示出汇流条被联接到现有圆柱形二次电池模块中的圆柱形二次电池单体的概略截面图，图1(b)是示出导线被联接到现有圆柱形二次电池模块中的圆柱形二次电池单体的概略截面图。
图2是示出根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块的概略立体图。
图3是示出图2的A部的放大图。
图4是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处采用的具有多个层的汇流条的分解立体图。
图5是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处采用的导电板的平面图。
图6是示出图5的B部的放大图。
图7是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处、汇流条被联接到二次电池单体的截面图。
图8是示出在根据本公开第二实施例的圆柱形二次电池模块处采用的导电板的局部放大图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般的和词典的含义，而应基于允许发明人为最佳解释而适当定义术语的原则，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，本文提出的描述仅是出于示意目的的优选实例，而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，可以对其作出其他等同替换和修改。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，每个元件或元件的特定部分的尺寸可能被夸大、省略或概略地示意。因此，每个元件的大小并非完全地反映该元件的实际尺寸。如果与本公开相关联的众所周知的功能或元件的详细描述不必要地模糊了本公开的主题，则将其省略。
本文使用的术语“组合”或“连接”不仅可以指一个部件和另一个部件被直接组合或直接连接的情况，还可以指一个部件经由连接部件与另一个部件间接组合或被间接连接的情况。
图2是示出根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块的概略立体图，图3是示出图2的A部的放大图，图4是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处采用的具有多个层的汇流条的分解立体图，图5是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处采用的导电板的平面图，图6是示出图5的B部的放大图，图7是示出在根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块处、汇流条被联接到二次电池单体的截面图。
参考图2到7，根据本公开实施例的圆柱形二次电池模块10包括多个圆柱形二次电池单体100、单体框架200和汇流条300，并且汇流条300具有由彼此不同的材料制成的多个层。
参考图7，圆柱形二次电池单体100包括：电极组件110，例如果冻卷型电极组件110；圆柱形电池外壳120，电解质与电极组件110一起被容纳在所述圆柱形电池外壳120中；正极电极端子121，所述正极电极端子121例如形成在电池外壳120的上部处；和负极电极端子122，所述负极电极端子122例如形成在电池外壳120的下部处。在图7中，汇流条300的导电板320被联接到正极电极端子121，但是也可以将汇流条300的导电板320联接到负极电极端子122。电极组件110可以具有这样的结构：正极电极111、负极电极113和被置于正极电极111和负极电极113之间的分隔件112被缠绕成果冻卷形状。正极电极111的引线(未示出)可以被附接到正极电极111，并且可以在例如电池外壳120的上侧处被连接到正极电极端子121。负极电极引线(未示出)可以被附接到负极电极113，并且可以在例如电池外壳120的下侧处被连接到负极电极端子122。另外，可以在电极组件110的中心处***圆柱形中心销(未示出)。所述中心销(未示出)固定并支撑电极组件110，并且可以用作用于排放在充电、放电和操作时由内部反应所产生的气体的通道。
同时，可以通过各种方法将多个圆柱形二次电池单体100串联或并联连接。例如，汇流条300可以被分别连接到圆柱形二次电池单体100的正极电极端子121和负极电极端子122，从而圆柱形二次电池单体100可以被串联或并联连接。
参考图2，多个圆柱形二次电池单体100可以被置放在单体框架200处，并且单体框架200可以被形成为与多个圆柱形二次电池单体100的形状相对应的各种形状。另外，单体框架200可以由各种材料制成。单体框架200可以使用金属材料来维持预定的刚性，但不限于此。
汇流条300被电连接到圆柱形二次电池单体100，并且具有熔断部324(见图6)。汇流条300可以是挠性基板，诸如挠性印刷电路板(FPCB)。汇流条300可以被形成为板形，以覆盖多个圆柱形二次电池单体100的上部或下部。然而，尽管在图2和7中示出汇流条300仅被联接到多个圆柱形二次电池单体100的上部，但本公开不限于此。
参考图4，汇流条300可以包括由彼此不同的材料制成的多个层。例如，汇流条300可以包括合成树脂膜310和导电板320。在下文中，将描述合成树脂膜310和导电板320。
参考图4和7，合成树脂膜310中可以形成有中空部311，并且被联接到导电板320以保护导电板320。可以设置至少一个合成树脂膜310，并且在该实施例中，如图4所示，两个合成树脂膜310被分别联接到一个导电板320的上表面和下表面，以保护导电板320。然而，合成树脂膜310的数目不限于两个，而是可以更多。合成树脂膜310可以被联接到导电板320的上侧和下侧，以包围导电板320。这里，导电板320的一部分可以通过形成在合成树脂膜310处的中空部311而暴露于外侧，并且，导电膜320的、通过合成树脂膜310的中空部311暴露于外侧的部分可以用作焊接部321，这在稍后解释。
导电板320被电连接到圆柱形二次电池单体100，并且参考图4，导电板320可以被置于两个合成树脂膜310之间，并且被合成树脂膜310保护。导电板320可以由铜制成，但不限于此。参考图5和6，熔断部324可以形成在导电板320处。即，导电板320提供熔断功能，并且将圆柱形二次电池单体100电连接。另外，利用联接到导电板320的上侧和下侧的两个合成树脂膜310，可以保护导电板320免受物理冲击的影响。
导电板320可以包括焊接部321、孔322、大面积板部323和熔断部324。参考图3和7，焊接部321被形成为使得导电板320通过焊接而被联接到圆柱形二次电池单体100。导电板320的焊接部321通过形成在合成树脂膜310处的中空部311而被暴露于外侧，并且导电板320通过焊接被电联接到圆柱形二次电池单体100。如图6和7所示，焊接部321可以被分成两个部分。即，焊接部321可以通过形成在焊接部321的中心处的切口部328分割成第一电阻焊接部326和第二电阻焊接部327。在这种情况下，可以在焊接部321的两个区域处形成不同的极性，从而电流可以在电阻焊接期间流动。即，例如，正极可以被连接到第一电阻焊接部326，负极可以被连接到第二电阻焊接部327。这里，参考图6，切口部328可以被形成为不被连接到孔322。然而，如稍后关于第二实施例所释，如果以电阻焊接之外的方式进行焊接，则焊接部321可以不必被分成两个部分。通过对导电板320穿孔而形成孔322，并且所述孔322沿着导电板320的焊接部321的周边形成，从而稍后解释的熔断部324形成在导电板320处。即，孔322可以围绕熔断部324而形成，以减小熔断部324的宽度。这里，熔断部324也可以被形成为具有小厚度。大面积板部323是通过导电板320中的孔322而与焊接部321相分离的部分，并且区别于焊接部321。即，大面积板部323和焊接部321被孔322彼此分离，但是焊接部321和大面积板部323被熔断部324彼此连接，这在稍后解释。如果导电板320由铜制成，则焊接部321、大面积板部323和熔断部324可以都由铜制成。
熔断部324形成在汇流条300的导电板320处。如上所述，熔断部324连接焊接部321和大面积板部323，但是被形成为：当过电流流过导电部320时，所述熔断部324断开。这里，熔断部324被形成为具有足够小的宽度，使得当过电流流过导电板320时，熔断部324可以被切断。然而，熔断部324的宽度可以根据汇流条300的材料和尺寸、电流强度、电压强度等被不同地确定。例如，熔断部324的宽度可以小于孔322的宽度。同时，如上所述，如果汇流条300覆盖多个圆柱形二次电池单体100的上部，则汇流条300可以具有与圆柱形二次电池单体100的数目相对应的数目的熔断部324。
在下文中，将参考附图描述根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块10的操作和效果。
参考图4，汇流条300可以包括由彼此不同的材料制成的多个层。例如，导电板320可以被置于两个合成树脂膜310之间，所述合成树脂膜310中形成有中空部311。这里，参考图7，导电板320仅通过合成树脂膜310的中空部311被暴露于外侧，并且合成树脂膜310的、未形成中空部311的部分被联接到导电板320，以保护导电板320。另外，在导电板320的、通过合成树脂膜310的中空部311暴露的部分中，在下侧处通过中空部311暴露的区域与圆柱形二次电池单体100接触，在上侧处通过中空部311暴露的区域被焊接。即，参考图6，通过合成树脂膜310的中空部311暴露的导电板320的上部形成焊接部321。另外，导电板320包括焊接部321和大面积板部323，并且焊接部321和大面积板部323利用小宽度的熔断部324彼此连接。这里，可以沿着焊接部321的周边形成开口，使得焊接部321和大面积板部323可以利用小宽度的细熔断部324连接。另外，焊接部321可以通过形成在焊接部321的中心处的切口部328而分成第一电阻焊接部326和第二电阻焊接部327。参考图3，在导电板320的焊接部321、孔322、大面积板部323、熔断部324和导电板320的切口部328中，孔322、大面积板部323和熔断部324被联接到合成树脂膜310，并且受到保护而未暴露于外侧，焊接部321和切口部328通过形成在合成树脂膜310处的中空部311而暴露于外侧。另外，工人可以通过形成在合成树脂膜310处的中空部311对暴露于外侧的焊接部321进行焊接(诸如电阻焊接)，以将汇流条300电连接到圆柱形二次电池单体100。如此，汇流条300可以将圆柱形二次电池单体100电连接。另外，当产生过电流或高温时，由于形成在汇流条300的导电板320处的熔断部324被切断，所以可以保护圆柱形二次电池单体100。此外，由于熔断部324被设置在合成树脂膜310的内侧，因此可以保护熔断部324免受外部物理冲击的影响。即，熔断部324被设置成被过电流或高温切断，但不被外部物理冲击切断。
图8是示出在根据本公开第二实施例的圆柱形二次电池模块处采用的导电板320的局部放大图。
在下文中，将参考图8描述根据本公开第二实施例的圆柱形二次电池模块10的操作和效果。然而，将不再详细描述与关于根据本公开第一实施例的圆柱形二次电池模块10所述的相同的特征。
本公开第二实施例与第一实施例的不同之处在于未划分导电板320的焊接部321。
参考图8，与第一实施例不同，焊接部321处未形成切口部328，而是在孔322内侧形成一个焊接部321。在第二实施例中，焊接部321可以通过除了电阻焊接之外的各种类型的焊接(诸如激光焊接)而电连接到圆柱形二次电池模块10。然而，第二实施例的焊接不限于激光焊接，而是可以采用本领域中已知的各种类型的焊接。
同时，根据本公开实施例的二次电池组(未示出)可以包括上述的根据本公开实施例的一个或多个圆柱形二次电池模块10。而且，除了圆柱形二次电池模块10，二次电池组(未示出)可以进一步包括用于容纳二次电池模块的外壳和用于控制二次电池模块的充电和放电的各种装置，诸如BMS、电流传感器等。
同时，根据本公开实施例的车辆(未示出)可以包括上述圆柱形二次电池模块10或二次电池组(未示出)，并且二次电池组(未示出)可以包括二次电池模块10。另外，根据本公开的实施例的二次电池模块10可以被应用于车辆(未示出)，例如，被设置成使用电力的预定车辆(未示出)，如电动车辆或混合动力电动车辆。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细说明和具体实例虽然指示了本公开的优选实施例，但是仅以示意的方式给出，因为从该详细描述，在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
工业适用性
本公开涉及一种圆柱形二次电池模块，并且特别适用于涉及二次电池的工业。

Claims (10)

1.一种圆柱形二次电池模块，包括：
多个圆柱形二次电池单体，所述圆柱形二次电池单体分别具有电池外壳，所述电池外壳中容纳有电极组件和电解质；
单体框架，所述多个圆柱形二次电池单体被设置在所述单体框架处；和
汇流条，所述汇流条被电连接到所述圆柱形二次电池单体，并且具有熔断部，
其中，所述汇流条具有由彼此不同的材料制成的多个层。
2.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述汇流条具有板形，以覆盖所述多个圆柱形二次电池单体的上部和下部中的至少一个，所述熔断部以与所述多个圆柱形二次电池单体的数目相对应的数目形成在所述汇流条处。
3.根据权利要求1所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述汇流条包括：
至少一个合成树脂膜，所述合成树脂膜中形成有中空部；和
被所述合成树脂膜保护的导电板。
4.根据权利要求3所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述汇流条被构造为使得两个合成树脂膜分别被联接到一个导电板的上表面和下表面。
5.根据权利要求3所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述导电板包括：
焊接部，所述焊接部被设置成通过焊接而联接到所述圆柱形二次电池单体；
孔，所述孔沿着所述焊接部的周边形成；
大面积板部，所述大面积板部被所述孔与所述焊接部隔开，以区别于所述焊接部；和
熔断部，所述熔断部被形成为连接所述焊接部和所述大面积板部，从而当过电流流过所述导电板处时，所述熔断部被断开连接。
6.根据权利要求5所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述合成树脂膜被联接到所述导电板的上侧和下侧，以包围所述导电板，并且所述焊接部通过所述中空部而暴露于外侧。
7.根据权利要求5所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述熔断部的宽度小于所述孔的宽度。
8.根据权利要求5所述的圆柱形二次电池模块，其中，所述焊接部被形成在所述焊接部的中心处的切口部划分成第一电阻焊接部和第二电阻焊接部。
9.一种二次电池组，包括根据权利要求1至8中任一项所述的圆柱形二次电池模块。
10.一种车辆，包括根据权利要求1至8中任一项所述的圆柱形二次电池模块。
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