專利名稱：盒式鋰離子聚合物電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子聚合物電池組。本發(fā)明特別涉及盒式(cartridge-type)鋰離子聚合物電池組，其中用上板和下板固定至少兩個袋型(pouch-shaped)的鋰離子聚合物電池，使得用所述板部分地蓋住該電池，從而提供盒式電池組，并且將這樣的多層盒式電池組層疊并彼此串聯(lián)連接，以符合期望的設(shè)備的電源要求，并然后借助于螺栓和螺母或彈性緊固件可拆卸地固定。
背景技術(shù)：
通常，如圖1所示，電池模件1包括外殼2，其具有在頂部和底部開放的預(yù)定的容納空間；電池組件6，其具有軸線彼此平行設(shè)置的多個圓柱形電池3，和電池固定板5，其設(shè)置在整個電池3的頂部和底部，以通過支撐桿4一體地固定電池3；下蓋7，在電池組件6插入到外殼2的容納空間中時，其通過外殼的下邊緣將電池組件6的下電池固定板5固定；和上蓋8，其通過外殼2的上邊緣固定電池組件6的上電池固定板5。
特別是，每個下蓋7和上蓋8設(shè)有空氣流動口9，以便向外部排放從電池組件6中的每個電池3所產(chǎn)生的熱。另外，上蓋8在其一側(cè)設(shè)有端子8a以向外部設(shè)備提供電流。
然而，這樣的常規(guī)電池模件的問題是，形成電池組件的電池具有圓柱形，和相對大的長度，因此電池模件的整個體積不希望地變大。
而且，由于電池組件大，所以它不便于層疊和一體地固定多個電池組件以產(chǎn)生符合期望的設(shè)備的電源要求的電池模件。
在另一方面，由于電池組件中的每個電池的電極通過在電池固定板上的連接器連接，這樣的常規(guī)電池模件具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。而且，通過在電池固定板上的連接器連接每個電池的電極是很煩瑣的工作。
另外，在層疊多個電池模件以應(yīng)用作為需要高輸出的設(shè)備的電源(例如，可電動機驅(qū)動的車)時，在電池模件長時間工作時電池過熱的可能性很大，因為在形成電池模件的電池組件中的電池彼此緊密接觸并且用外殼包圍。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種盒式鋰離子聚合物電池組，其中在預(yù)定的單元中設(shè)置多個電池，以提供盒式鋰離子聚合物電池組，多層的這樣的盒式鋰離子聚合物電池組層疊以符合期望的電源要求，并且便于固定。
本發(fā)明的另一目的是提供一種盒式鋰離子聚合物電池組，通過將希望的PCB(印刷電路板)連接到該電池組中的鋰離子聚合物電池的電極片(electrode tab)就能夠容易地測量其電壓和溫度。
本發(fā)明另一目的是提供一種盒式鋰離子聚合物電池組，其能夠以使得電池組產(chǎn)生的熱有效地向外部排放的多層電池組的形式，用作要求高輸出的設(shè)備例如可電機驅(qū)動的車輛的電源。
根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種盒式鋰離子聚合物電池組，其包括至少兩個鋰離子聚合物電池，其中相鄰的電極片彼此連接，以形成與期望的設(shè)備的預(yù)定串聯(lián)電路；和上板和下板，它們分別設(shè)置在整個鋰離子聚合物電池的頂部和底部，并且彼此連接以致用它們部分地覆蓋每個鋰離子聚合物電池。
這里，術(shù)語“設(shè)備”應(yīng)理解為包括所有混合電動車輛(HEV)，電動車輛(EV)和各種原動機。


結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明將使得本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點更為明了圖1是示出常規(guī)電池模件的示意分解透視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的示意分解透視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的示意透視圖；圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組中冷卻鋰離子聚合物電池的空氣流動路徑的示意透視圖；圖5是示出如何層疊多層的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的示意透視圖；圖6是示出多層的根據(jù)另一本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的層疊結(jié)構(gòu)的部分放大示意分解透視圖，其中在電池組的第一層的最外電池和相鄰第一層的電池組的第二層的最外電池之間的兩個外端子串聯(lián)；和圖7是示出圖6所示的盒式鋰離子聚合物電池組的示意透視圖。
具體實施例方式
下面詳細(xì)參考圖2-7所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的示意分解透視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的盒式鋰離子聚合物電池組的示意透視圖。
如圖2-7所示，根據(jù)本發(fā)明的電池組包括至少兩個鋰離子聚合物電池11，其中相鄰電極片10(或電極端子)彼此連接，以與期望的設(shè)備(未示出)形成預(yù)定的串聯(lián)電路；和上板12和下板13，它們分別設(shè)置在整個鋰離子聚合物電池的頂部和底部，并且彼此連接，使得用它們部分地覆蓋每個鋰離子聚合物電池11(見圖2和3)。
具體地，每個鋰離子聚合物電池11可以用涂覆在面向每個上板12和下板13的表面上的粘結(jié)劑固定。另外，也可以通過各上板12和下板13的專門的形狀將每個鋰離子聚合物電池11固定。
當(dāng)通過每個上板12和下板13的專門形狀將鋰離子聚合物電池11固定時，優(yōu)選的是，上板12和下板13中的一個在預(yù)定間隔上具有多個接合用的突起14，并且另一個具有多個與突起14相對應(yīng)的接合用的多個孔14a。
優(yōu)選地，PCB 15設(shè)置在上板12和下板13之間，其中PCB 15具有預(yù)定長度，并且設(shè)有導(dǎo)線，每一對應(yīng)于正(+)極和負(fù)(-)極，每個導(dǎo)線連接到每個鋰離子聚合物電池11的相應(yīng)電極片10，使得能夠測量電池的電壓和溫度。
在鋰離子聚合物電池11中的兩個最外電池的兩個外電極片10，可以連接到設(shè)置在另一相鄰電池組的兩側(cè)上的最外電池的外電極片10，以與在相鄰電池組中的鋰離子聚合物電池形成串聯(lián)電路。這樣的連接能夠由兩個相對應(yīng)的導(dǎo)電件10a形成，其中一個具有向上彎曲的外端部分，而另一個具有向下彎曲的外端部分。這樣，在鋰離子聚合物電池11內(nèi)彼此相鄰的其余電極片可以通過另一個板狀導(dǎo)電件10b連接。
另外，上板12和下板13的每一個可以設(shè)有橫向部件17，其沿每個板12，13的長度而設(shè)置，橫向部件17在寬度方向彼此分開預(yù)定距離，使得在多層電池組層疊時(見圖4和5)，在每個電池組16中的鋰離子聚合物電池11能夠由空氣順暢地冷卻。
在此情況下，每個橫向部件17可以至少部分地從它面向的鋰離子聚合物電池11的表面突出。另外，每個橫向部件17可以設(shè)有裂縫孔或凹部17a，其具有用于降低由于層疊多個電池組16造成的重量增加并且防止所謂的“下陷”現(xiàn)象，即其中注模成型的產(chǎn)品的表面顯得凹陷的現(xiàn)象。
另外，優(yōu)選的，至少部分橫向部件17在其端邊緣上具有通孔17b，使得至少兩個電池組16能夠由螺栓和螺母一體地固定。
在另一實施例中，覆蓋每個鋰離子聚合物電池11的上板12和下板13的每個可以用緊固件(未示出)固定，如具有預(yù)定彈性力的夾具。
同時，在另一實施例中，可以在上板12和下板13的任何一個中的兩個最外端上，部分地鑲嵌模塑(insert mold)鋰離子聚合物電池11中的兩個最外電池的兩個外電極片10，以與另一個相鄰電池組的鋰離子聚合物電池形成串聯(lián)電路。具體地，在鋰離子聚合物電池11中的兩個最外電池的外電極片10可以通過部分暴露到外部的導(dǎo)電插入部件18和金屬部件(未示出)連接到設(shè)置在另一相鄰電池組的兩側(cè)上的最外電池的外電極片10，所述金屬件是可拆卸的，或通過焊接固定的，以將導(dǎo)電插入部件18的外暴露部分互連。
在此情況下，每個導(dǎo)電插入部件18可包括內(nèi)部部分18a，在組裝時所述內(nèi)部部分18a連接到相應(yīng)電池的外電極片10；固定部分18b，其具有至少一個填充孔18bb，其中在鑲嵌模塑時填充熔融樹脂，固定部分18b與內(nèi)部部分18a一體地形成；和突起18c，其從固定部分18b伸出并且連接到金屬部件。
下面，將說明根據(jù)本發(fā)明的上述盒式鋰離子電池組的組裝過程和操作(見圖2-5)。
首先，在工作臺(未示出)上放置預(yù)定數(shù)目的鋰離子聚合物電池。然后，通過導(dǎo)電件10a和10b順序?qū)⒃诿總€鋰離子聚合物電池11中彼此相鄰的電極片10連接。
首先，在工作臺(未示出)上設(shè)置預(yù)定數(shù)量的鋰離子聚合物電池。然后，每一鋰離子聚合物電池11中彼此相鄰的電極片10通過導(dǎo)電件10a、10b順序相連。
特別的，在鋰離子聚合物電池11的兩側(cè)上的最外電池的外電極片10分別通過兩個相對應(yīng)的導(dǎo)電件10a連接到設(shè)置在另一個相鄰電池組兩側(cè)的最外電池的外電極片10。
接下來，在全部鋰離子聚合物電池11的一側(cè)設(shè)置上板12，在其另一側(cè)設(shè)置下板13。以沿面向它們的表面施加的粘結(jié)劑固定上下板12、13。另一方面，通過用于接合的突起14和孔14a固定上下板12、13(見圖2和3)。
同時，為了方便測量鋰離子聚合物電池11的電壓和溫度，將PCB15設(shè)置在全部鋰離子聚合物電池11的頂部，使得它可以接觸每個鋰離子聚合物電池的電極片或相對應(yīng)的導(dǎo)電件10a，10b。然后，可以用上下板12、13固定鋰離子聚合物電池11。
接著，一旦完全組裝了包括具有多個鋰離子聚合物電池11的單元的電池組16，可以將多層電池組16層疊到符合所需設(shè)備(未示出)的電源要求的數(shù)目。接著，可以通過在上板12和下板13中橫向部件17的端邊緣上形成的通孔17b插入螺栓并且以螺母緊固螺栓，來固定這樣層疊的電池組。另一方面，可以使用彈性緊固件固定這樣層疊的電池組16。
具體地，裝配在電池組16最外側(cè)上的鋰離子聚合物電池11的最外電極片10上設(shè)置的兩個導(dǎo)電件10a，適合包裹相應(yīng)的板12或13的邊緣，一個導(dǎo)電件向上彎曲，而另一個向下彎曲。因此，向上彎曲的導(dǎo)電件10a連接到設(shè)置在向上彎曲的導(dǎo)電件10a的頂部上的對應(yīng)電池組的最外鋰離子聚合物電池11的電極片(或電極端子)。相似地，向下彎曲的導(dǎo)電件10a連接到設(shè)置在向下彎曲的導(dǎo)電件10a的底部上的對應(yīng)電池組的最外鋰離子聚合物電池11的電極片(見圖5)。
同時，在將多個電池組層疊用作如可電機驅(qū)動的車輛等設(shè)備的電源時，在一個電池組和另一與其相鄰的電池組之間，通過每個電池組16的上板和下板12、13的外側(cè)上形成的橫向部件17，形成物理空間。因此，由相鄰的電池組包圍的鋰離子聚合物電池11可以通過在相應(yīng)的電池組和與其相鄰的另一電池組之間形成的空間中循環(huán)的空氣順暢地冷卻(見圖4和5)。
工業(yè)應(yīng)用性從上述可見，根據(jù)本發(fā)明，多層電池組層疊并且易于固定，以符合期望的設(shè)備的電源要求。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠簡單地利用連接到電池組中的每個鋰離子聚合物電池的電極片的PCB，測量電池組的電壓和溫度。
另外，當(dāng)多層電池組用作要求高輸出的如可電機驅(qū)動的車輛的設(shè)備的電源時，能夠有效地將電池組產(chǎn)生的熱排放到外部。
盡管已就當(dāng)前認(rèn)為最實際和優(yōu)選的實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的實施例和附圖。相反，本發(fā)明覆蓋在權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種改變。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種盒式電池組，包括至少兩個電池，其中相對應(yīng)的電極片彼此連接，以便與期望的設(shè)備連接；和上板和下板，其分別設(shè)置在全部電池的頂部和底部，并且彼此連接，以致它們部分地覆蓋每個電池。
2.一種盒式電池組，包括電池；和上板和下板，其分別設(shè)置在所述電池的頂部和底部，并且它們彼此連接，使得它們部分地覆蓋所述電池。
3.如權(quán)利要求1或2的盒式電池組，其中上板和下板的一個在預(yù)定間隔具有用于接合的多個突起，而另一個具有與所述突起相對應(yīng)的用于接合的多個孔。
4.如權(quán)利要求1的盒式電池組，其中具有預(yù)定長度的PCB設(shè)置在所述上板和下板之間，而該PCB設(shè)有導(dǎo)線，每一對應(yīng)于正(+)極和負(fù)(-)極，每個導(dǎo)線連接到每個電池的相應(yīng)電極片，使得能夠測量該電池的電壓和溫度。
5.如權(quán)利要求1的盒式電池組，其中在所述多個電池中的內(nèi)部電池的電極片通過導(dǎo)電件連接到相鄰電池的相應(yīng)電極片。
6.如權(quán)利要求1的盒式電池組，其中在所述電池中的兩個最外電池的兩個外電極片連接到設(shè)置在另一相鄰電池組兩側(cè)的最外電池的外電極片，以與在所述相鄰電池組中的電池形成串聯(lián)電路，這樣的連接由兩個相對應(yīng)的導(dǎo)電件構(gòu)成，一個具有向上彎曲的外端部分，另一個具有向下彎曲的外端部分。
7.如權(quán)利要求1或2的盒式電池組，其中每個上板和下板設(shè)有沿每個板的長度設(shè)置的橫向部件，所述橫向部件在寬度方向彼此分開預(yù)定距離，使得在將多層電池組層疊時，每個電池組中的電池能夠由空氣順暢地冷卻。
8.如權(quán)利要求7的盒式電池組，其中每個橫向部件至少部分地從其所面對的電池的表面突出，使得在每個電池組中的電池能夠由空氣順暢地冷卻。
9.如權(quán)利要求8的盒式電池組，其中至少部分的所述橫向部件具有在其端邊緣上的通孔，使得至少兩個電池組能夠通過螺栓和螺母一體地固定。
10.如權(quán)利要求1或2的盒式電池組，其中，用彈性材料制造的緊固件固定電池組的上板和下板，以便將多個電池組一體地固定。
11.如權(quán)利要求1的盒式電池組，其中在上板和下板的任何一個中的兩個最外端上部分地鑲嵌模塑所述電池中的兩個最外電池的兩個外電極片，以便與另一個相鄰電池組的電池形成串聯(lián)電路，所述兩個外電極片通過部分暴露到外部的導(dǎo)電插入部件和使所述導(dǎo)電插入部件的外暴露部分互連的金屬部件連接到設(shè)置在另一個相鄰電池組兩側(cè)上的最外電池的外電極片。
12.如權(quán)利要求11的盒式電池組，其中每個導(dǎo)電插入部件包括內(nèi)部部分，在它們組裝時其連接到相應(yīng)電池的外電極片；固定部分，其與所述內(nèi)部部分一體地形成并且在鑲嵌模塑時其內(nèi)填充熔融樹脂；和突起，其從固定部分伸出并且連接到所述金屬部件。
13.如權(quán)利要求12的盒式電池組，其中每個導(dǎo)電插入部件的固定部分具有至少一個填充孔，在鑲嵌模塑時其中填充熔化樹脂。
14.如權(quán)利要求1或2的盒式電池組，其中所述電池是鋰離子聚合物電池。
權(quán)利要求
1.一種盒式鋰離子聚合物電池組，包括至少兩個鋰離子聚合物電池，其中相鄰的電極片彼此連接，以與期望的設(shè)備形成預(yù)定的串聯(lián)電路；和上板和下板，其分別設(shè)置在整個鋰離子聚合物電池的頂部和底部，并且彼此連接以致用它們部分地覆蓋每個鋰離子聚合物電池。
2.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中上板和下板的一個在預(yù)定間隔具有用于接合的多個突起，另一個具有與所述突起相對應(yīng)的用于接合的多個孔。
3.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中將具有預(yù)定長度的PCB設(shè)置在所述上板和下板之間，而且該PCB設(shè)有導(dǎo)線，每一對應(yīng)于正(+)極和負(fù)(-)極，每個導(dǎo)線連接到每個鋰離子聚合物電池的相應(yīng)電極片，使得能夠測量電池的電壓和溫度。
4.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中在所述鋰離子聚合物電池中的兩個最外電池的兩個外電極片連接到設(shè)置在另一相鄰的電池組的兩側(cè)的最外電池的外電極片，以便與在所述相鄰電池組中的鋰離子聚合物電池形成串聯(lián)電路，這樣的連接由兩個相對應(yīng)的導(dǎo)電件構(gòu)成，一個具有向上彎曲的外端部分，而另一個具有向下彎曲的外端部分。
5.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中每個上板和下板設(shè)有沿每個板的長度設(shè)置的橫向部件，所述橫向部件在寬度方向彼此分開預(yù)定距離，使得在將多層電池組層疊時，能夠用空氣順暢地冷卻每個電池組中的鋰離子聚合物電池。
6.如權(quán)利要求5的盒式鋰離子聚合物電池組，其中每個橫向部件至少部分地從其所面對的鋰離子聚合物電池的表面突出，使得在每個電池組中的鋰離子聚合物電池能夠由空氣順暢地冷卻。
7.如權(quán)利要求6的盒式鋰離子聚合物電池組，其中至少部分橫向部件在其端邊緣上具有通孔，使得至少兩個電池組能夠通過螺栓和螺母一體地固定。
8.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中以用彈性材料制造的緊固件固定電池組的上板和下板，以將多個電池組一體地固定。
9.如權(quán)利要求1的盒式鋰離子聚合物電池組，其中在上板和下板的任何一個中兩個最外端上部分地鑲嵌模塑鋰離子聚合物電池中的兩個最外電池的兩個外電極片，以便與另一個相鄰電池組的鋰離子聚合物電池形成串聯(lián)電路，所述兩個外電極片，通過部分暴露到外部的導(dǎo)電插入部件和使所述導(dǎo)電插入部件的外暴露部分互連的金屬部件，連接到另一個相鄰電池組兩側(cè)上設(shè)置的最外電池的外電極片。
10.如權(quán)利要求9的盒式鋰離子聚合物電池組，其中每個導(dǎo)電插入部件包括內(nèi)部部分，在它們組裝時其連接到相應(yīng)電池的外電極片；固定部分，其與所述內(nèi)部部分一體地形成并且在鑲嵌模塑時以熔融樹脂填充；和突起，其從固定部分伸出并且連接到所述金屬部件。
11.如權(quán)利要求10的盒式鋰離子聚合物電池組，其中每個導(dǎo)電插入部件的固定部分具有至少一個填充孔，在鑲嵌模塑時其中填充熔融樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開一種盒式鋰離子聚合物電池組，包括至少兩個鋰離子聚合物電池，其中相鄰的電極片彼此連接，以與期望的設(shè)備形成預(yù)定的串聯(lián)電路；和上板和下板，其分別設(shè)置在全部鋰離子聚合物電池的頂部和底部，并且彼此連接以致用它們部分地覆蓋每個鋰離子聚合物電池。多層的所述電池組方便地層疊和固定，以符合期望的設(shè)備的電源要求。
文檔編號H01M6/46GK1856889SQ200480027720
公開日2006年11月1日 申請日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者盧鐘烈, 南宮億 申請人:株式會社Lg化學(xué)