TWI815254B - 電池模組的製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種電池模組的製造方法，包含排列多個單體電池。提供一集電板以及一絕緣層，其中絕緣層設置於集電板上。將絕緣層接觸單體電池的多個電極端子。對絕緣層接觸於電極端子的區域進行雷射焊接，而令集電板電性連接於電極端子。

Description

電池模組的製造方法
本發明關於一種電池模組的製造方法，特別是在集電板上設置有絕緣層的電池模組的製造方法。
在電池模組中，係用匯流板來與多個單體電池的正極端子焊接以提供正電位輸出。然而在單體電池放電的過程中，焊接處附近可能會產生高溫，高溫可能導致單體電池本身在正極端子附近的絕緣膜包材融化並導致正極端子可能意外地與附近的電池外殼導通，從而意外地與單體電池的負極端子產生短路。
因此一般在製作電池模組的過程中，會在匯流板與正極端子焊接前先在單體電池的正極端子周邊貼上絕緣雲母或絕緣紙等絕緣物，以避免單體電池的短路。然而，在正極端子周邊貼上絕緣物的程序較為繁瑣，除了要對每一個正極端子個別貼上絕緣物之外，還需對準貼齊以露上正極端子上側欲焊接的部分，不利於快速製作電池模組。
本發明在於提供一種電池模組的製造方法，不在正極端子周邊額外貼附單獨的絕緣物，以簡化電池模組的製造程序。
本發明之一實施例所揭露之電池模組的製造方法，包含下列步驟：排列多個單體電池；提供一集電板以及一絕緣層，其中絕緣層設置於集電板上；將絕緣層接觸單體電池的多個電極端子；以及對絕緣層接觸於電極端子的區域進行雷射焊接，而令集電板電性連接於電極端子。
本發明之另一實施例所揭露之電池模組的製造方法，包含下列步驟：排列多個單體電池；將一集電板接觸單體電池的多個電極端子；將集電板與電極端子焊接以彼此電性連接；以及在集電板與電極端子電性連接之後，將集電板鍍上一絕緣層。
根據上述實施例所揭露之電池模組的製造方法，由於係在電極端子與集電板焊接之前即預先將集電板的整個表面鍍上一層絕緣層，或者係在電極端子與集電板焊接之後才將集電板包含焊接處周邊的表面鍍上絕緣層，因此不需要對個別的電極端子額外貼附單獨的絕緣物，從而簡化了電池模組的製造程序。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
以下說明有關本發明之一實施例，首先請參照圖1到圖5，係根據本發明之一實施例所繪示之電池模組之製造方法的示意圖。
在本實施例中，首先如圖1所示，排列多個單體電池11。具體來說，將多個單體電池11全部並排排列成一層N×M的結構，並將單體電池11全部的正極端子112放置於同一側，其中N與M為正整數（本實施例中，N與M例如皆為4），而單體電池11的主體部111例如呈圓柱狀。
接著如圖2所示，提供第一集電板12以及第一絕緣層13，其中第一絕緣層13例如以電鍍的方式預先設置於第一集電板12上，且此時的第一絕緣層13的全部區域皆具有電絕緣性。
接著，將第一絕緣層13接觸單體電池11全部的正極端子112。
接著如圖3所示，對第一絕緣層13接觸於正極端子112的區域（如圖3箭頭指向處）進行雷射焊接，以使第一絕緣層13中被雷射焊接聚焦的區域產生分子擴散。具體來說，被雷射焊接聚焦的分子會擴散到靠近第一集電板12與正極端子112的局部區域，使得被雷射焊接的區域能夠轉變成具有導電性的連接區CA，而令第一集電板12透過連接區CA電性連接於正極端子112，如圖4所示。其中，雷射焊接的執行條件為：約250~350瓦(W)的功率、600~800公釐每秒(mm/s)的速度、10~20兆赫(MHz)的頻率以及40~60%的重疊率。
接著，在第一集電板12提供第一凸耳部14。具體來說，可將具導電性的第一凸耳部14焊接在第一集電板12的一側，以側向凸出於第一集電板12並電性連接於第一集電板12，並讓第一凸耳部14作為電池模組10的正電位提供處。
接著，提供第二集電板15以及第二絕緣層16，其中第二絕緣層16例如以電鍍的方式預先設置於第二集電板15上，且此時的第二絕緣層16的全部區域皆具有電絕緣性。
接著，將第二絕緣層16接觸單體電池11全部的負極端子113。
接著，對第二絕緣層16接觸於負極端子113的區域進行雷射焊接，以使第二絕緣層16中被雷射焊接聚焦的區域產生分子擴散，使得被雷射焊接的區域能夠轉變成具有導電性的連接區CA，而令第二集電板15透過連接區CA電性連接於負極端子113。
接著，在第二集電板15提供第二凸耳部17。具體來說，可將具導電性的第二凸耳部17焊接在第二集電板15的一側，以側向凸出於第二集電板15並電性連接於第二集電板15，並讓第二凸耳部17作為電池模組10的負電位提供處。完成後的電池模組10如圖5所示，且電池模組10可被收納在例如一殼體（未繪示）內。
在部分實施例中，第一凸耳部亦可與第一集電板為一體成型的結構，第二凸耳部亦可與第二集電板為一體成型的結構，而可省略焊接第一凸耳部與第二凸耳部的步驟。
根據上述實施例之電池模組的製造方法，由於係在正極端子與第一集電板焊接之前即預先將第一集電板的整個表面鍍上一層第一絕緣層，因此不需要對個別的正極端子額外貼附單獨的絕緣物，從而簡化了電池模組的製造程序。
請參照圖6到圖9，係根據本發明之另一實施例所繪示之電池模組之製造方法的示意圖。以下僅針對本發明之另一實施例與前述實施例不同之處進行說明，其餘部分將被省略。
在本實施例中，首先，排列多個單體電池21。具體來說，將多個單體電池21全部並排排列成一層N×M的結構，並將單體電池21全部的正極端子212放置於同一側，其中N與M為正整數。
接著，將第一集電板22直接接觸單體電池21全部的正極端子212。
接著，例如用點焊或雷射焊接等方式，將第一集電板22與正極端子212焊接以彼此電性連接。
接著，在第一集電板22提供第一凸耳部24。具體來說，可將具導電性的第一凸耳部24焊接在第一集電板22的一側，以側向凸出於第一集電板22並電性連接於第一集電板22，並讓第一凸耳部24作為電池模組20的正電位提供處，如圖6所示。
接著，提供第一包覆件CM，以將設置於第一集電板22並電性連接於第一集電板22的第一凸耳部24包覆住。
接著如圖7到圖8所示，例如以陽極處理或化學電鍍等方式。以陽極處理為例，將第一集電板22浸入電鍍液SL中以鍍上第一絕緣層23。由於第一集電板22已有局部區域與正極端子212焊接，因此第一絕緣層23並不會形成在第一集電板22與正極端子212之間的焊接區，而能保持第一集電板22與正極端子212之間的電性連接。並且，同時亦可在正極端子212的周邊與主體部211靠近正極端子212之一側共同鍍上實質上與第一絕緣層23為相同電絕緣材料的絕緣結構IS。然而，本發明不以此為限。在部分實施例中，亦可以物理氣相沉積、化學氣相沉積或塗覆法等方式來鍍上第一絕緣層與絕緣結構。在其他部分實施例中，亦可僅在第一集電板靠近正極端子之一側鍍上第一絕緣層。
接著，例如用點焊或雷射焊接等方式，將第二集電板25焊接到單體電池21全部的負極端子213，以將單體電池21的負極端子213與第二集電板25電性連接。
接著，在第二集電板25提供第二凸耳部27。具體來說，可將具導電性的第二凸耳部27焊接在第二集電板25的一側，以側向凸出於第二集電板25並電性連接於第二集電板25，並讓第二凸耳部27作為電池模組20的負電位提供處。
接著，提供第二包覆件（未繪示），以將設置於第二集電板25並電性連接於第二集電板25的第二凸耳部27包覆住。
接著，例如以陽極處理或化學電鍍等方式，將第二集電板25鍍上第二絕緣層26。在拆除第一包覆件CM與第二包覆件後，即完成電池模組20的製造，如圖9所示，且電池模組20可被收納在例如一殼體（未繪示）內。然而，本發明不以此為限。在部分實施例中，亦可以物理氣相沉積、化學氣相沉積或塗覆法等方式來將第二集電板鍍上第二絕緣層。
在部分實施例中，第一凸耳部亦可與第一集電板為一體成型的結構，第二凸耳部亦可與第二集電板為一體成型的結構，而可省略焊接第一凸耳部與第二凸耳部的步驟。
在部分實施例中，亦可在第一集電板鍍上第一絕緣層之後才對第一集電板焊接第一凸耳部，而可省略提供第一包覆件的步驟。
在部分實施例中，亦可在第二集電板鍍上第二絕緣層之後才對第二集電板焊接第二凸耳部，而可省略提供第二包覆件的步驟。
根據上述實施例之電池模組的製造方法，由於係在正極端子與第一集電板焊接之後才將第一集電板包含焊接處周邊的表面鍍上第一絕緣層，因此不需要對個別的正極端子額外貼附單獨的絕緣物，從而簡化了電池模組的製造程序。
在上述實施例中，係將全部的單體電池並排排列以形成並聯電路，但本發明不以此為限。在部分實施例中，亦可將單體電池排列成串聯電路以提升所欲輸出的電壓。具體來說，將單體電池分為第一組以及第二組，接著將單體電池的第一組與第二組分別並排排列，並接著將單體電池的第二組的正極端子接觸到第一組的負極端子以形成串聯連接，並露出第一組的正極端子。
在上述實施例中，單體電池的主體部係呈圓柱狀，但本發明不以此為限。在部分實施例中，單體電池的主體部亦可呈方柱狀。
請參照圖10，係根據本發明之又一實施例所繪示之電池模組的單體電池與集電板的配置示意圖。以下僅針對本發明之又一實施例與前述實施例不同之處進行說明，其餘部分將被省略。
在上述實施例中，單體電池的正極端子係沿主體部的中心軸設置，且係以單體電池相對於正極端子的一端作為負極端子，但本發明不以此為限。在本實施例中，正極端子312可偏離主體部311的中心軸AX設置，並且可將單體電池31與正極端子312相同一側未設置有正極端子312的區域作為負極端子313。
在此情況下，本實施例的第一集電板32與第二集電板35可各自呈指叉狀，以分別電性連接多個正極端子312與多個負極端子313。
根據本發明之一實施例之電池模組的製造方法，由於係在正極端子與第一集電板焊接之前即預先將第一集電板的整個表面鍍上一層第一絕緣層，或者係在正極端子與第一集電板焊接之後才將第一集電板包含焊接處周邊的表面鍍上第一絕緣層，因此不需要對個別的正極端子額外貼附單獨的絕緣物，從而簡化了電池模組的製造程序。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20:電池模組 11、21、31:單體電池 111、211、311:主體部 112、212、312:正極端子 113、213、313:負極端子 12、22、32:第一集電板 13、23:第一絕緣層 14、24:第一凸耳部 15、25、35:第二集電板 16、26:第二絕緣層 17、27:第二凸耳部 AX:中心軸 CA:連接區 CM:第一包覆件 IS:絕緣結構 SL:電鍍液
圖1到圖5係根據本發明之一實施例所繪示之電池模組之製造方法的示意圖。 圖6到圖9係根據本發明之另一實施例所繪示之電池模組之製造方法的示意圖。 圖10係根據本發明之又一實施例所繪示之電池模組的單體電池與集電板的配置示意圖。
10:電池模組
11:單體電池
112:正極端子
113:負極端子
12:第一集電板
13:第一絕緣層
14:第一凸耳部
15:第二集電板
16:第二絕緣層
17:第二凸耳部
CA:連接區

Claims (10)

  1. 一種電池模組的製造方法，包含：排列多個單體電池；提供一集電板以及一絕緣層，其中該絕緣層設置於該集電板上；將該絕緣層接觸該些單體電池的多個電極端子；以及對該絕緣層接觸於該些電極端子的區域進行雷射焊接，而令該集電板電性連接於該些電極端子。
  2. 如請求項1所述之電池模組的製造方法，其中排列該些單體電池包含：將全部的該些單體電池並排排列，以將全部的該些單體電池的該些電極端子放置於同一側。
  3. 如請求項1所述之電池模組的製造方法，其中提供該集電板以及該絕緣層包含：在該集電板鍍上該絕緣層。
  4. 如請求項1所述之電池模組的製造方法，更包含：提供一凸耳部，其中該凸耳部凸出於該集電板並電性連接於該集電板。
  5. 如請求項1所述之電池模組的製造方法，其中該集電板與該絕緣層的數量各自為二，該些電極端子包含多個正極端子與多個負極端子，該二集電板經由該二絕緣層經過雷射焊接的區域分別電性連接於該些正極端子與該些負極端子。
  6. 一種電池模組的製造方法，包含：排列多個單體電池；將一集電板接觸該些單體電池的多個電極端子；將該集電板與該些電極端子焊接以彼此電性連接；以及在該集電板與該些電極端子電性連接之後，將該集電板鍍上一絕緣層。
  7. 如請求項6所述之電池模組的製造方法，其中排列該些單體電池包含：將該些單體電池分為一第一組以及一第二組；將該些單體電池的該第一組與該第二組分別並排排列；以及將該些單體電池的該第一組與該第二組串聯連接，以露出該第一組的該些電極端子。
  8. 如請求項6所述之電池模組的製造方法，其中在將該集電板鍍上該絕緣層之前，更包含：提供一包覆件，以將設置於該集電板並電性連接於該集電板的一凸耳部包覆住。
  9. 如請求項6所述之電池模組的製造方法，其中該些單體電池包含多個主體部以及該些電極端子，該些電極端子為多個正極端子，且該些正極端子偏離該些主體部的中心軸設置。
  10. 如請求項9所述之電池模組的製造方法，其中該些主體部呈圓柱狀或方柱狀。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201230457A (en) * 2010-09-07 2012-07-16 Lg Chemical Ltd High-output, large-capacity battery pack

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