專利名稱：二次電池及具有二次電池的二次電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池，特別地，涉及二次電池的殼體。
背景技術(shù)：
和一次電池不同，二次電池是可再充電的。二次電池可以分為低容量電池和高容量電池，其中低容量電池用作例如蜂窩電話、便攜式計算機(jī)和可攜式攝像機(jī)的小型便攜式電器設(shè)備的電源，而高容量電池用作驅(qū)動混合電動車等中的電動機(jī)的電源。
二次電池可以形成多種形狀，例如圓柱形和棱柱形。為了驅(qū)動需要高電能的電動車的電動機(jī)，多個高容量二次電池彼此相連，從而形成電池模塊。
因為電池模塊是通過互聯(lián)多個二次電池構(gòu)成的，所以應(yīng)該很好地發(fā)散在各自二次電池中產(chǎn)生的熱量。特別地，當(dāng)使用電池模塊驅(qū)動電子洗滌機(jī)、電動小型摩托車或機(jī)動車(電動車或混合電動車)的電動機(jī)時，充分的散熱非常重要。
如果熱量不能充分散掉，從二次電池產(chǎn)生的熱量會引起電池模塊整個溫度的升高，因此，具有該電池模塊的裝置可能會出現(xiàn)故障。
特別地，在電池模塊用于機(jī)動車的情況下，電池在強電流下充電放電，在使用過程中由于二次電池內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可能升高到相當(dāng)大的程度。這嚴(yán)重影響了電池的固有屬性，并惡化了它們的固有容量。
隨著二次電池的內(nèi)部壓力由于其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)而升高，電池的形狀可能扭曲，以致影響了它的固有屬性。當(dāng)電池的寬度與長度的比值變成相似于棱柱形二次電池的寬度與長度的比值時，這個問題可能特別地嚴(yán)重。
因此，常規(guī)的電池模塊具有設(shè)置在相鄰二次電池之間的障壁，以支撐電池并產(chǎn)生用于流通冷空氣的間隙。這樣，可以冷卻二次電池，并防止它們的結(jié)構(gòu)變形。
然而，附加障壁使得二次電池模塊的體積增大，這通常是不愿意看到的，因為電池模塊安裝在限定的區(qū)域內(nèi)。此外，形成障壁需要更多的加工步驟，這會導(dǎo)致產(chǎn)品成本增加以及價格競爭力降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種二次電池，在二次電池模塊的構(gòu)造過程中不使用單獨的電池障壁而具有提高的散熱效率。
該二次電池包括具有正電極、負(fù)電極和隔板的電極組件，以及用于在其中安裝該電極組件的殼體。該殼體具有多個通道，以當(dāng)相鄰殼體的通道對齊時形成流體路徑。所述通道由形成在所述殼體表面上的凹入部分和一對凸起部分形成。所述凹入和凸起部分由所述殼體表面上間隔開的肋形成，并且所述肋整個地與所述殼體形成為一體。所述肋的上表面具有平坦的形狀。所述肋沿著平行于所述殼體的縱向高度設(shè)置。所述肋具有梯形的縱向橫截面形狀。所述通道對稱地形成在所述殼體彼此相對設(shè)置的表面上。所述殼體具有一對彼此相對設(shè)置的開口部分，并且所述殼體通過注入成型法形成。
二次電池模塊包括多個如上所述的二次電池。相鄰的二次電池設(shè)置成第一電池的各自肋面對并粘附第二電池的各自肋?？商娲?，所述相鄰二次電池可以設(shè)置成所述電池之一的各自肋設(shè)置并粘附在另一電池的各自肋之間。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的二次電池的透視圖。
圖2是根據(jù)圖1實施例的二次電池的分解透視圖。
圖3是沿著圖1的II-II線得到的二次電池的部分截面圖。
圖4A和圖4B是肋的可替代實施例的截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的二次電池模塊的示意截面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的二次電池模塊的部分透視圖，示出了二次電池的布置。
圖7是圖6所示的二次電池布置結(jié)構(gòu)的部分截面圖，示出了相鄰二次電池彼此的緊密粘附狀態(tài)。
圖8是二次電池可替代布置結(jié)構(gòu)的部分截面圖，示出了相鄰二次電池彼此緊密粘附的狀態(tài)。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的二次電池組驅(qū)動電動機(jī)的示意框圖。
具體實施例方式
參見圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的二次電池10包括安裝在大致成棱柱形的殼體11內(nèi)的電極組件20，殼體11沿著垂直方向(沿著圖中Z軸方向)縱向進(jìn)行，并具有整體上在殼體11上的肋111和被蓋板30密封的殼體11的開口部分11a。
在這個實施例中，電極組件20通過將絕緣隔板26插入正負(fù)電極22、24之間、將它們卷繞成膠卷形并用壓力將它們壓成棱柱形而形成。
殼體11由導(dǎo)電金屬材料形成，例如鋁、鋁合金和鍍鎳鋼，或者由高密度分子絕緣材料形成，例如聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯。殼體11大致是棱柱形，具有第一開口部分11a，通過它電極組件20可以插入殼體11中。
在這個實施例中，殼體11也可以具有與第一開口部分11a相對的第二開口部分11b。
具有分別電連接到電極組件20的正負(fù)電極22、24的正負(fù)電極端子60、70的蓋板30，被焊接到殼體11的第一開口部分11a上。進(jìn)一步，獨立的底板32被焊接到殼體11的第二開口部分11b上。
蓋板30和底板32被形成為它們與開口部分11a、11b相對應(yīng)。正負(fù)電極端子60、70固定在蓋板30上，以便它們通過蓋板30的開口部分(未示出)向外突出出殼體11。
蓋板30進(jìn)一步具有通風(fēng)口40，其在預(yù)定的壓力下破裂，以將殼體11內(nèi)的氣體釋放到外部，因此避免電池爆炸。
殼體11進(jìn)一步具有多個適于允許冷卻物流動的通道113。通道113可以用形成在殼體11表面上的凹入和凸起部分制成。
特別地，通道113形成在殼體11表面上分隔開的相鄰肋111之間。也就是說，肋111對應(yīng)于凸起部分，肋111之間的間隔對應(yīng)于凹入部分，從而形成了通道113。
如上所述，通道113由肋111形成，但是通道的構(gòu)成結(jié)構(gòu)不局限于此。通道可以為任意形狀，只要它們允許冷卻物向外流出殼體。
在這個實施例中，帶有平坦上表面111a的肋111相對于殼體11縱向(沿著圖中Z軸方向)設(shè)置。如圖3所示，當(dāng)肋111的側(cè)壁112從殼體11延伸時，它們就朝向各自的中心縱軸逐漸變細(xì)，形成梯形的截面形狀。
圖4A和圖4B示出肋的多種橫截面形狀。如圖4A所示，肋111’可以形成大致矩形的截面形狀，或者如圖4B所示，肋111”可以形成大致半圓形狀。
盡管有這些變化，但是肋111’和肋111”都具有平坦的上表面111a’和111a”。
當(dāng)設(shè)置多個二次電池以形成二次電池模塊時，肋111可以有選擇地形成在相鄰二次電池彼此接觸的區(qū)域。
如圖5所示，當(dāng)二次電池10形成二次電池模塊時，二次電池10彼此平行設(shè)置，因此，肋111對應(yīng)于殼體11的縱向側(cè)形成在殼體11的外表面。特別地，肋111對稱地形成在殼體11彼此相對設(shè)置的外表面。
在根據(jù)本發(fā)明的二次電池10中，殼體11可以通過模塑法和注入成型法形成。殼體11可以整體地與肋111形成為一體。
正負(fù)極端子60、70設(shè)置在固定在殼體11上開口部分11a的蓋板30上。然而，正負(fù)極端子可以安裝在固定在殼體上下開口部分的蓋板和底板上，并與電極組件的正負(fù)電極電連接。
根據(jù)本實施例的二次電池10可以設(shè)置成如圖5所示的二次電池模塊1。這將在下面詳細(xì)說明。
如圖5和圖6所示，多個二次電池10彼此相連并安裝在外殼100內(nèi)。多個二次電池10沿著一條線或兩條線設(shè)置，并且端板14和15設(shè)置在兩端，以便端板粘附到這個排列結(jié)構(gòu)。端板14、15用連接桿16彼此固定，連接桿16用例如螺絲釘連接到端板上。
通過將端板14、15連接在外殼100上，多個二次電池10固定地安裝在外殼100內(nèi)。
外殼100在一側(cè)具有入口孔101，以允許用于控制二次電池10溫度的冷卻空氣傳入，在另一側(cè)底部具有出口孔103，以釋放通過二次電池10的空氣。外殼100的結(jié)構(gòu)以及入口孔101和出口孔103的位置不局限于以上所述。
如圖6所示，容納在外殼100內(nèi)的多個二次電池10設(shè)置成相鄰二次電池10的肋111彼此面對。彼此面對的各自二次電池10的肋111在其上端111a彼此接觸，在這種狀態(tài)下，多個二次電池10彼此鄰接。
如圖7所示，流體路徑G由于相鄰?fù)ǖ?13a、113b形成在相鄰二次電池10之間。經(jīng)由外殼100的入口孔101傳入外殼100內(nèi)的溫度控制氣體，經(jīng)由流體路徑G穿過二次電池10，并經(jīng)由外殼100的出口孔103釋放掉，從而冷卻了二次電池10。
如上所述，當(dāng)二次電池模塊通過整體上形成在殼體11外表面的肋111構(gòu)成時，流體路徑充分形成，以在相鄰的二次電池之間通過溫度控制氣體而不用單獨提供障壁。
圖8是二次電池模塊的部分截面圖，示出了二次電池的可替代布置結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)相鄰二次電池彼此緊密粘附時，形成在殼體21上的通道213彼此交迭形成流體路徑G′。為了制成這樣的結(jié)構(gòu)，第一二次電池的肋211進(jìn)入第二相鄰二次電池的通道213，允許第一電池的前端211a緊密地粘附在二次電池殼體21的表面上。
由于第一二次電池的肋211可以交替地固定在相鄰二次電池的通道213中，所以二次電池很容易彼此結(jié)合制成期望的布置結(jié)構(gòu)。
在二次電池用導(dǎo)電材料制成的情況下，可以將非導(dǎo)體設(shè)置在電池之間，以當(dāng)肋接觸殼體時避免短路。
圖9是圖5所討論的二次電池模塊1驅(qū)動電動機(jī)50的示意框圖。
根據(jù)本發(fā)明的二次電池模塊有效地用作驅(qū)動電動機(jī)的電源，例如混合電動車(HEV)、電動車(EV)、無線清潔器、電動自行車、電動小摩托車等中的電動機(jī)。進(jìn)一步，電池模塊也可以用來滿足高功率/高容量的需要。
如上所述，改進(jìn)了二次電池的殼體形狀，以便不用在相鄰二次電池之間單獨安裝用于流通冷卻氣體的障壁就可以簡化氣體流通結(jié)構(gòu)，并且由于省略了障壁還可以縮減電池模塊的體積。
進(jìn)一步，相關(guān)加工步驟的數(shù)量和產(chǎn)品元件的數(shù)量都可以減少，因此降低了二次電池模塊的產(chǎn)品成本。
盡管以上已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是應(yīng)該理解可能出現(xiàn)在本領(lǐng)域技術(shù)人員所得知的基本發(fā)明思想內(nèi)的各種變化和/或修改仍然落入權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括具有正電極、負(fù)電極和隔板的電極組件；和用于在其中安裝該電極組件的殼體，其中該殼體包括在殼體外側(cè)的多個通道，所述通道適于與相鄰二次電池的通道一起形成流體路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述通道是由形成在所述殼體外側(cè)上的凹入部分和一對凸起部分形成的。
3.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述凹入部分和一對凸起部分由在所述殼體外側(cè)上間隔開的肋形成。
4.如權(quán)利要求2所述的二次電池，其中所述凹入部分和一對凸起部分整個地與所述殼體形成為一體。
5.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其中所述肋具有平坦的外表面。
6.如權(quán)利要求3所述的二次電池，其中所述肋沿著所述殼體的高度方向設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的二次電池，其中所述肋在所述殼體的高度方向上具有梯形的橫截面。
8.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述通道對稱地形成在所述殼體的彼此相對的外側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述殼體在沿著殼體高度方向的殼體各自端包括一對開口部分。
10.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述殼體通過注入成型法形成。
11.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述殼體是棱柱形。
12.如權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述二次電池是適于驅(qū)動電動機(jī)的二次電池模塊的一部分。
13.一種二次電池模塊，包括多個二次電池，每個都具有包括正電極、負(fù)電極和隔板的電極組件、在其中安裝該電極組件的殼體和直接形成在該殼體上以通過冷卻物的多個通道；其中所述多個二次電池設(shè)置成第一電池的多個通道與第二相鄰電池的多個通道交迭。
14.如權(quán)利要求13所述的二次電池模塊，其中所述通道由所述殼體上間隔開的肋形成。
15.如權(quán)利要求14所述的二次電池模塊，其中所述肋整體地形成在所述殼體上。
16.如權(quán)利要求14所述的二次電池模塊，其中所述相鄰二次電池設(shè)置成第一電池的肋面對并粘附第二相鄰電池的肋。
17.如權(quán)利要求14所述的二次電池模塊，其中所述相鄰二次電池設(shè)置成第一電池的肋設(shè)置在第二相鄰電池的肋之間。
18.如權(quán)利要求13所述的二次電池模塊，其中所述殼體在沿著殼體高度方向的殼體各自端包括一對開口部分。
19.如權(quán)利要求13所述的二次電池模塊，其中所述殼體通過注入成型法形成。
20.如權(quán)利要求13所述的二次電池模塊，進(jìn)一步包括適于容納所述多個二次電池的外殼。
全文摘要
一種二次電池包括具有正電極、負(fù)電極和隔板的電極組件，以及在其中安裝該電極組件的殼體。該殼體具有多個通道，適于與相鄰二次電池的通道一起形成流體路徑。
文檔編號H01M2/10GK1753205SQ20051010318
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者金容三 申請人:三星Sdi株式會社