專利名稱：鋰電池及其電極連接模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池及其電極連接模塊，且特別是涉及一種鋰鐵電池及其電極連接模塊。
背景技術(shù)：
自電動車發(fā)展以來，最早被應(yīng)用于電動車電池的是鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池由于成本低、性價比高的特點，在如今也是應(yīng)用最為廣泛的一種電動車電池。而在未來，鋰電池?zé)o疑將成為動力電池發(fā)展的方向。鋰電池重量輕、儲能大、無污染，但是目前由于技術(shù)限制，它在動力車上的應(yīng)用還非常有限。有鑒于此，業(yè)界看好鋰電池市場的商機，大舉投入鋰電池的研發(fā)生產(chǎn)，近來磷酸鋰鐵電池的技術(shù)更是日新月異。采用鋰鈷氧化物作為正極材料的鋰電池又稱為鋰鈷電池，鋰鈷電池除了具有高電容量及高能量密度的優(yōu)點之外，溫度特性及電池壽命的表現(xiàn)也不俗。然而，鋰鈷電池的產(chǎn)品安全性較讓人憂心，尤其近幾年來筆記型計算機及手機用鋰電池的危安事件頻傳，更使得消費者對于鋰鈷電池的信任度下降。磷酸鋰鐵電池的產(chǎn)品安全性遠(yuǎn)高于鋰鈷電池，但磷酸鋰鐵導(dǎo)電問題仍待改善，尤以安全性、增加電池蓄電量及降低成本為三大發(fā)展主軸。磷酸鋰鐵電池具有許多優(yōu)點，例如高溫特性佳、循環(huán)壽命長及材料成本低等，且磷酸鋰鐵電池的安全性更是目前鋰電池的正極材料中最佳的。磷酸鋰鐵電池具有安全性高及壽命長等優(yōu)點，但其封裝與電極連接仍有進一步改善的空間，以使磷酸鋰鐵電池的使用更為廣泛與安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種鋰電池的電極連接模塊，所述電極連接模塊可以用來耦接鋰電池的導(dǎo)電端子，以方便封裝鋰電池，提高鋰電池的質(zhì)量。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種鋰電池的電極連接模塊，所述電極連接模塊可以將電極連接器的固定螺帽安裝于電池外殼之中，可有效地避免人為使用時螺帽松脫，進而方便封裝鋰電池，且提高鋰電池的品質(zhì)。因此，本發(fā)明提供一種鋰電池電極連接模塊，其包括具有至少一個開口的電池蓋板，以及安裝于該電池蓋板的至少一個開口中的至少一個電極連接器。其中，每一電極連接器包括一連接柱、多個密封環(huán)、一螺帽以及一內(nèi)部連接端子。連接柱貫穿電池蓋板，多個密封環(huán)安裝于電池蓋板，且連接柱由密封環(huán)中間貫穿，螺帽鎖固于連接柱，并壓迫密封環(huán)于電池蓋板之上，以及內(nèi)部連接端子干涉配合于連接柱之上。其中， 螺帽位于電池蓋板與內(nèi)部連接端子之間，即螺帽位于電池蓋板內(nèi)側(cè)安裝于電池外殼內(nèi)部的一面。所述密封環(huán)包括一防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)、一 U形密封環(huán)耦合于電池蓋板以及一內(nèi)部密封環(huán)形成于U形密封環(huán)相對于防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的另一側(cè)。防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)包括一防旋轉(zhuǎn)凸緣以及一防旋轉(zhuǎn)外緣。而連接柱包括一防旋轉(zhuǎn)部與防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的防旋轉(zhuǎn)凸緣率禹合。此外，電池蓋板還包括一固定框以與防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的防旋轉(zhuǎn)外緣耦合。
所述電池蓋板還包括一環(huán)形凸緣，而U形密封環(huán)利用U形槽耦合于電池蓋板的環(huán)形凸緣。連接柱還包括一固定部，該固定部形成有螺紋，以使螺帽鎖固定于連接柱，并壓迫密封環(huán)。連接柱還可包括一連接部，內(nèi)部連接端子則包括一連接環(huán)，且連接部與連接環(huán)內(nèi)部的連接孔為干涉配合。此外，本發(fā)明的另一方面提供一種鋰電池，該鋰電池包括所述鋰電池電極連接模塊、外殼以及安裝于外殼之中的電池芯，電池芯與鋰電池電極連接模塊的電極連接器電性連接。其中，所述電極連接器的連接柱由鋁金屬或銅金屬所構(gòu)成。因此，本發(fā)明的電極連接模塊以及配置有此電極連接模塊的鋰電池可有效地將電極連接器上的螺帽安裝于電池蓋板的內(nèi)側(cè)，有效地避免電池電極連接器產(chǎn)生松脫的情況。此外，利用連接柱的防旋轉(zhuǎn)部，防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，以及蓋板本體的固定框更可有效地避免電極連接器于使用時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的情況。再者，本發(fā)明的電極接模塊利用內(nèi)部連接端子干涉配合于連接柱，不僅可以調(diào)整接合時的角度，更可以方便地與內(nèi)部的電池芯進行電性連接。


為了使本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、優(yōu)點與實施例更明顯易懂，提供附圖，在附圖中圖1是本發(fā)明鋰電池的示意圖。圖2是本發(fā)明鋰電池連接器的一較佳實施例的示意圖。圖3是圖2的本發(fā)明鋰電池連接器的較佳實施例的部分剖面示意圖。圖4是本發(fā)明鋰電池連接器的另一較佳實施例的示意圖。
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，將配合圖示說明如下，然而附圖僅作為說明用途，并非用于局限本發(fā)明。參閱圖1，其公開本發(fā)明鋰電池的示意圖。如圖1所示，鋰電池100，例如是磷酸鋰鐵電池(LiFePO4)，利用一外殼110包覆內(nèi)部的電池芯，并利用電極連接模塊120進行密封。其中，電極連接模塊120分別形成有一負(fù)極連接器122與一正極連接器124，以將電池所儲存的電能傳輸至所需的設(shè)備。進一步參閱圖2與圖3。圖2繪示本發(fā)明鋰電池連接器的一較佳實施例的示意圖，而圖3則繪示圖2的較佳實施例的部分剖面示意圖，以方便說明電極連接模塊200的結(jié)構(gòu)。如圖所示，電極連接模塊200包括一電池蓋板210，電池蓋板210上分別安裝有一正極連接器220與一負(fù)極連接器230。其中，以負(fù)極連接器230為例，負(fù)極連接器230進一步包括一連接柱232、一防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234、一 U形密封環(huán)236、一內(nèi)部密封環(huán)238、一螺帽240以及一內(nèi)部連接端子242，并且該負(fù)極連接器230固定于蓋板本體212。其中，防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234、U形密封環(huán)236以及內(nèi)部密封環(huán)238利用多個密封環(huán)，例如利用三層式密封環(huán)，以有效地避免泄漏的情況發(fā)生。蓋板本體212包括一開口 2126，開口 2126的周圍較佳地形成有一環(huán)形凸緣2122，而環(huán)形凸緣2122的外側(cè)則形成有一固定框2124。其中，固定框2124可以是正方形、三角形，或者是多邊形，較佳地，固定框2124不為圓形。
連接柱232則包括一外部端子2322、一防旋轉(zhuǎn)部2324、一穿設(shè)部2326、一固定部2328以及一連接部2329。防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234形成有一開口 2342，開口的周圍形成有一防旋轉(zhuǎn)凸緣2344，而防旋轉(zhuǎn)凸緣2344外側(cè)則形成有一防旋轉(zhuǎn)外緣2346。較佳地，防旋轉(zhuǎn)凸緣2344的形狀與防旋轉(zhuǎn)部2324的形狀互補，例如是正方形、三角形，或者是多邊形，一般而言，其不為圓形。相同地，較佳地，防旋轉(zhuǎn)外緣2346的形狀與固定框2124的形狀互補，故也可以是正方形、三角形，或者是多邊形，較佳地不為圓形。防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234的下方還包括一密封凸緣2348，以更緊密的與下方的U形密封環(huán)236結(jié)合。U形密封環(huán)236較佳地包括一上密封部2362與一下密封部2368，上密封部2362與下密封部2368之間形成有一 U形槽2366，以夾住蓋板本體212的環(huán)形凸緣2122的上下兩側(cè)，而U形密封環(huán)236的中間則形成有一開口 2364，以使連接柱232的穿設(shè)部2326穿設(shè)
于其中。下密封部2368較佳地還形成有一凹槽2369，以與安裝于該下密封部2368下方的內(nèi)部密封環(huán)238的凸緣2382密接。內(nèi)部密封環(huán)238的下方則包括螺帽240，用以與連接柱232的固定部2328鎖固。因此，連接柱232的固定部2328較佳地還包括螺紋，以與螺帽240的螺紋鎖固。當(dāng)利用螺帽240與連接柱232的固定部2328鎖固后，利用螺帽240與連接柱232的防旋轉(zhuǎn)部2324產(chǎn)生的夾持力，使得防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234、U形密封環(huán)236以及內(nèi)部密封環(huán)238可以有效地固定于蓋板本體212之上，并增加密封性。再通過連接柱232的防旋轉(zhuǎn)部2324，防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)234，以及蓋板本體212的固定框2124可以有效地避免電極連接器230于使用時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的情況。且由于螺帽240是固定于連接柱232的固定部2328，該螺帽240位于鋰電池的外殼之中，即電池蓋板210的內(nèi)偵牝電池蓋板210與內(nèi)部連接端子242之 間，故在使用鋰電池時，使用者不會接觸到螺帽，可以有效地避免現(xiàn)有的鋰電池電極連接器產(chǎn)生松脫的情況。接著，本發(fā)明的連接柱232在與內(nèi)部連接端子242加以固定，可以利用液氮使連接柱232的連接部2329的尺寸因熱漲冷縮的原理縮小，再與內(nèi)部連接端子242結(jié)合。其中，內(nèi)部連接端子242由底板2422、連接環(huán)2424以及連接孔2426所形成。當(dāng)連接柱232的連接部2329縮小后，插入內(nèi)部連接端子242的連接環(huán)2424內(nèi)部的連接孔2426，以在回復(fù)常溫后與連接孔2426產(chǎn)生緊密的干涉配合，進而避免產(chǎn)生滑動或轉(zhuǎn)動的情況，且維持良好的電性連接。因此，本發(fā)明的電極接模塊可以利用內(nèi)部連接端子242調(diào)整與連接柱232接合的角度，進而方便地與內(nèi)部的電池芯電性連接。本發(fā)明的電極接模塊的內(nèi)部連接端子242則可以利用焊接等方式電性連接電極薄膜材料所構(gòu)成的電池芯端子。其中，連接柱232的外部端子2322較佳地還可包括螺紋，以方便與其它鋰電池或者負(fù)載電性連接。正極連接器的連接柱較佳地是利用銅金屬所構(gòu)成，而負(fù)極連接器的連接柱較佳地是利用鋁金屬所構(gòu)成。此外，U形密封環(huán)236的材料較佳地是利用橡膠所構(gòu)成，例如天然橡膠或氟橡膠(Fluorine rubber)所構(gòu)成。參閱圖4，其繪示本發(fā)明鋰電池連接器的另一較佳實施例的示意圖。如圖所示，電極連接模塊300包括一電池蓋板310，該電池蓋板310上分別安裝有一正極連接器320與一負(fù)極連接器330。其中，以負(fù)極連接器330為例，負(fù)極連接器330進一步包括一連接柱332、一防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)334、一 U形密封環(huán)336、一內(nèi)部密封環(huán)338、一螺帽340以及一內(nèi)部連接端子342，并且該負(fù)極連接器330固定于蓋板本體312。其中，防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)334、U形密封環(huán)336以及內(nèi)部密封環(huán)338是利用多個密封環(huán)，例如利用三層式密封環(huán)，以有效地避免泄漏的情況發(fā)生。內(nèi)部密封環(huán)338的下方包括螺帽340，用以與連接柱332鎖固。當(dāng)利用螺帽340與連接柱332鎖固后產(chǎn)生的夾持力，使得防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)334、U形密封環(huán)336以及內(nèi)部密封環(huán)338可以有效地固定于蓋板本體312之上，并增加密封性。由于螺帽340是固定于連接柱332的固定部3328，該螺帽340位于鋰電池的外殼之中，即電池蓋板310的內(nèi)側(cè)，電池蓋板310與內(nèi)部連接端子342之間，故在使用鋰電池時，使用者不會接觸到螺帽，可以有效地避免現(xiàn)有的鋰電池電極連接器產(chǎn)生松脫的情況。接著，本發(fā)明的連接柱332在與內(nèi)部連接端子342加以固定，可以利用液氮使連接柱332的連接部3329的尺寸因熱漲冷縮的原理縮小，再與內(nèi)部連接端子342結(jié)合。其中，內(nèi)部連接端子342是由固定板3422、連接環(huán)3424以及連接孔3426所形成。當(dāng)連接柱332的連接部3329縮小后，插入內(nèi)部連接端子342的連接環(huán)3424內(nèi)部的連接孔3426，以在回復(fù)常溫后與連接孔3426產(chǎn)生緊密的干涉配合，進而避免產(chǎn)生滑動或轉(zhuǎn)動的情況，且維持良好的電性連接。因此，本發(fā)明的電極接模塊可以利用內(nèi)部連接端子342調(diào)整與連接柱332接合的角度，進而方便地與內(nèi)部的電池芯電性連接。本發(fā)明的電極接模塊還包括一端子蓋板360，該端子蓋板360上設(shè)置有開口 362，該開口 362的位置對應(yīng)于固定板3422上的開口 3428。因此，本發(fā)明的電極接模塊的內(nèi)部連接端子342與端子蓋板360，可以利用螺栓350與螺帽370穿過開口 3428與開口 362加以固定，并有效地夾持與電性連接電極薄膜材料所構(gòu)成的電池芯端子。因此，本發(fā)明的鋰電池與電極連接模塊可有效地將電極連接器上的螺帽安裝于電池的外殼之中，即電池蓋板的內(nèi)側(cè)，故在使用電池時，使用者不會接觸到螺帽，可以有效地避免電池電極連接器產(chǎn)生松脫的情況。此外，通過連接柱的防旋轉(zhuǎn)部，防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，以及蓋板本體的固定框更可有效地避免電極連接器于使用時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的情況。再者，本發(fā)明的電極接模塊利用內(nèi)部連接端子干涉配合于連接柱，不僅可以調(diào)整接合時的角度，更可以方便地與內(nèi)部的電池芯電性連接。雖然本發(fā)明已以實施方式公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可作各種修改與改變，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池電極連接模塊，包括 一電池蓋板，包含至少一個開口 ；以及 至少一個電極連接器，安裝于該電池蓋板的該至少一個開口中，其中，每一該至少一個電極連接器包括 一連接柱，經(jīng)由該電池蓋板的該開口，貫穿該電池蓋板； 多個密封環(huán)，安裝于該電池蓋板的該開口中，且該連接柱由該些密封環(huán)中間貫穿；一螺帽，鎖固于該連接柱，并壓迫該些密封環(huán)于該電池蓋板之上；以及一內(nèi)部連接端子，干涉配合于該連接柱之上，其中該螺帽位于該電池蓋板與該內(nèi)部連接端子之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述密封環(huán)包括 一防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)； 一 U形密封環(huán)，耦合于該電池蓋板；以及 一內(nèi)部密封環(huán)，形成于該U形密封環(huán)相對于該防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的另一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)包括一防旋轉(zhuǎn)凸緣以及一防旋轉(zhuǎn)外緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述連接柱包括一防旋轉(zhuǎn)部，以與該防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的該防旋轉(zhuǎn)凸緣耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述電池蓋板還包括一固定框，以與該防旋轉(zhuǎn)密封環(huán)的該防旋轉(zhuǎn)外緣耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述電池蓋板還包括一環(huán)形凸緣，該U形密封環(huán)包括一 U形槽耦合于該電池蓋板的該環(huán)形凸緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述連接柱還包括 一固定部，形成有螺紋，以使該螺帽鎖固于該連接柱，并壓迫該些密封環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池電極連接模塊，其中所述連接柱還包括一連接部，而該內(nèi)部連接端子包含一連接環(huán)，且該連接部與連接環(huán)內(nèi)部的連接孔為干涉配合。
9.一種鋰電池，包括 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的鋰電池電極連接模塊； 一外殼；以及 一電池芯，安裝于該外殼之中，并與該鋰電池電極連接模塊的電極連接器電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰電池，其中所述電極連接器的連接柱是由鋁金屬或銅金屬所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰電池電極連接模塊，包括一電池蓋板，以及安裝于電池蓋板之上的至少一個電極連接器。每一電極連接器包括一連接柱、多個密封環(huán)、一螺帽以及一內(nèi)部連接端子。連接柱貫穿電池蓋板，多個密封環(huán)安裝于電池蓋板，且連接柱由密封環(huán)中間貫穿，螺帽鎖固于連接柱，并壓迫密封環(huán)于電池蓋板之上。內(nèi)部連接端子干涉配合于連接柱之上。此外，本發(fā)明還涉及一種鋰電池。
文檔編號H01M2/08GK103066234SQ20111032707
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者黃泓雯 申請人:黃泓雯