電池組件、單位電池以及切斷裝置制造方法
【專利摘要】一方面，電池組件適用于容納多個單位電池，所述電池組件具有：單位電池接線，該單位電池接線被配置為對所述單位電池提供至少一個連接；切斷裝置，該切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路，所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量將所述連接斷開；以及電源接線，該電源接線被配置為對所述切斷裝置的所述加熱器電路提供電力。
【專利說明】電池組件、單位電池以及切斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開了一種電池組件、單位電池以及切斷裝置，更具體地，公開了一種用于在處理時使用的電池的有用配置。

【背景技術(shù)】
[0002]大容量電池系統(tǒng)的使用已經(jīng)日益成為某些【技術(shù)領(lǐng)域】的重要組成部分。例如，汽車工業(yè)正在經(jīng)歷著從混合動力汽車的時代向電動汽車時代的快速轉(zhuǎn)變。實現(xiàn)這種大容量的電池系統(tǒng)對于引入汽車新時代而言是關(guān)鍵的要素。在這種大容量的電池系統(tǒng)中，大量的電池單元彼此連接以提供期望的電壓量和電流量。
[0003]隨著這種結(jié)合有大量電池單元的電池系統(tǒng)的廣泛使用，電池單元的壽命將在若干年以后到期，并且電池系統(tǒng)將需要處理或重復(fù)利用。
[0004]當(dāng)拆卸電池系統(tǒng)時，一個或更多個這種電池單元具有不容忽視的水平的剩余電荷。在結(jié)合有大量電池單元的電池系統(tǒng)中，可能存在相當(dāng)大量的能量剩余的情況。當(dāng)嘗試將耦接的電池單元拆分成單個電池時，如果電池具有一定數(shù)量的剩余電荷，則將失去整個電池系統(tǒng)的平衡。這導(dǎo)致一種現(xiàn)象，該現(xiàn)象為逆向電流從某些電池流向已經(jīng)變得相對較弱且具有比其他電池相對較低的電壓的電池。該現(xiàn)象可能導(dǎo)致不希望的后果。迄今為止尚未提供安全拆卸電池系統(tǒng)的方法。
[0005]考慮到這些問題，存在一種在拆卸時將由所用單位電池組成的電池組件安全且容易地電分離成單個單位電池的結(jié)構(gòu)和方法的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一方面，提供一種適用于容納多個單位電池的電池組件，所述電池組件具有:
[0007]-單位電池接線，該單位電池接線被配置為對所述單位電池提供至少一個連接；
[0008]-切斷裝置，該切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路，所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量將所述連接斷開；以及
[0009]-電源接線，該電源接線被配置為對所述切斷裝置的所述加熱器電路提供電力。
[0010]另一方面，提供一種單位電池，所述單位電池具有:
[0011]-單位電池本體，該單位電池本體配置為提供電力；以及
[0012]-切斷裝置，該切斷裝置附接于所述單位電池本體，所述切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路，所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量而被斷開。
[0013]另一方面，提供一種切斷裝置，所述切斷裝置具有:
[0014]-保險絲電路；以及
[0015]-加熱器電路，該加熱器電路被配置為產(chǎn)生熱量，
[0016]所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的所述熱量而被斷開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1例示了等同于本實施方式中的電池組件的示例的電路圖。
[0018]圖2例示了等同于本實施方式中的單位電池和切斷裝置的示例的電路圖。
[0019]圖3A示意性地例示了第一實施方式中的切斷裝置的平面視圖。
[0020]圖3B示意性地例示了第一實施方式中的切斷裝置的側(cè)視圖。
[0021]圖3C示意性地例示了第一實施方式中的切斷裝置的仰視圖。
[0022]圖3D示意性地例示了第一實施方式中的切斷裝置的圖3A的截面視圖。
[0023]圖4示意性地例示了本實施方式中的單位電池的立體斜視圖。
[0024]圖5示意性地例示了本實施方式中的電池組件的立體斜視圖。
[0025]圖6A示意性地例示了正常使用中的本實施方式中的電池組件的立體斜視圖。
[0026]圖6B示意性地例示了進(jìn)行拆卸時的本實施方式中的電池組件的立體斜視圖。
[0027]圖7例示了組裝和拆卸本實施方式中的電池組件的示例性流程圖。
[0028]圖8例示了示出切斷裝置可以應(yīng)用的位置的本實施方式中的電池組件的電路圖。
[0029]圖9A示意性地例示了第二實施方式中的切斷裝置的加熱器電路的平面視圖。
[0030]圖9B示意性地例示了第二實施方式中的切斷裝置的加熱器電路的圖9A的截面視圖。
[0031]圖1OA示意性地例示了第二實施方式中的將圖9A的加熱器電路與保險絲電路相結(jié)合的切斷裝置的平面視圖。
[0032]圖1OB示意性地例示了第二實施方式中的切斷裝置的圖1OA的截面視圖。
[0033]圖1lA示意性地例示了第三實施方式中的在將加熱器電路與保險絲電路相結(jié)合之前的切斷裝置的斜視圖。
[0034]圖1lB示意性地例示了在第三實施方式中的接線之前的切斷裝置的斜視圖。
[0035]圖1lC示意性地例示了第三實施方式中的切斷裝置的完整斜視圖。
[0036]圖12A示意性地例示了第四實施方式中的利用絕緣管將保險絲電路覆蓋時的保險絲電路的斜視圖。
[0037]圖12B示意性地例示了第四實施方式中在圍繞保險絲電路形成加熱器電路之前的具有絕緣管的保險絲電路的斜視圖。
[0038]圖12C示意性地例示了第四實施方式中的切斷裝置的完整斜視圖。
[0039]圖13例示了等同于第五實施方式中的電池組件的示例的電路圖。
[0040]圖14例示了等同于第六實施方式中的電池組件的示例的電路圖。

【具體實施方式】
[0041]現(xiàn)在將詳細(xì)參考實施方式，在附圖中例示了實施方式的示例。附圖用于說明性目的，并且可以不按比例繪制。為了提供對本發(fā)明的透徹理解，在下面的詳細(xì)說明中闡述了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言明顯的是，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實施本發(fā)明。在其他示例中，為了避免不必要地模糊掉實施方式的方面，對已知方法、程序、成分、結(jié)構(gòu)和電路沒有進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]本文所使用的術(shù)語“電池”應(yīng)該被廣義地解釋為是指可以存儲電力的任何類型的設(shè)備。術(shù)語“電池”可以表示可充電設(shè)備、所謂的“二次電池”或非可充電設(shè)備。然而，可以將“電池”當(dāng)做暫時保存電荷的一次電池或電容器。
[0043]本文所使用的術(shù)語“單位電池”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為是指電池組件中的最小成分?！皢挝浑姵?unit cell) ”還可以被稱為“電池組單元(battery unit) ”、“電池組電池(battery cell) ”、“電池單元(cell unit) ”等。在本實施方式中，術(shù)語“單位電池”表示“單位電池本體”和“切斷裝置”兩者的結(jié)合。如果沒有“切斷裝置”附接至“單位電池本體”，則“單位電池”變得與“單位電池本體”等同。
[0044]本文所使用的術(shù)語“電池組件”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為是指適用于容納多個單位電池的任何組件。該說明書中的術(shù)語“電池組件”既是指包括多個單位電池的電池系統(tǒng)又是指適用于容納單位電池并且能夠在運送之后由用戶組裝的殼體或容器?！半姵亟M件(batteryassembly) ”也可以被稱為“電池包(battery pack) ”、“電池組庫(battery bank) ”、“電池組堆(battery stack) ”、“電池組電池(battery cell) ”、“電池堆(cell stack) ”、“電池庫(cell bank) ”以及本領(lǐng)域已知的任何其他的等同術(shù)語。
[0045]本文所使用的術(shù)語“接線”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為是指同時包括單路徑和多路徑在內(nèi)的一組導(dǎo)電路徑?！敖泳€”可以由形成在基板或其他絕緣體上的單條電線或多條電線或者諸如條形、殼體、圖案的任何種類的導(dǎo)電材料組成。
[0046]圖1例示了等同于本實施方式中的電池組件的示例的電路圖。如圖1所示，本實施方式中的電池組件1000適用于容納多個單位電池101 (在下文中，設(shè)置在X列、Y行(X、Y為任意整數(shù))中的單位電池101被稱為“單位電池101-XY”。表述“單位電池101”指表示多個單位電池中的任何單位電池)。
[0047]在圖1中，例如，電池組件1000包括四列三行、從101-11至101-43的總共12個單位電池。單位電池101的列和行的數(shù)量應(yīng)當(dāng)按照電池組件1000所需的規(guī)格任意地確定。例如，單位電池101的列數(shù)可以通過電池組件1000所需的輸出電壓以及每個單位電池101的單位電壓來確定。單位電池101的行數(shù)可以通過電池組件1000所需的電流容量以及每個單位電池101的電流容量來確定。
[0048]如圖11所示，例如，全部的單位電池101可以在電池組件1000B中彼此串聯(lián)連接。在圖11中，單位電池101-11至101-1η( ‘η’表示任何自然數(shù))串聯(lián)連接。圖11中的這種結(jié)構(gòu)可以將電池組件1000Β的輸出電壓最大化。另一方面，如圖12所示，在電池組件1000C中全部的單位電池101可以彼此并聯(lián)連接。在圖12中，單位電池101-11至101-ml(‘m’表示任何自然數(shù))彼此并聯(lián)連接。圖12中的這種結(jié)構(gòu)可以將電池組件1000C的輸出電流最大化。因此，可以基于電池組件提供電力的系統(tǒng)的使用目的來確定電池組件1000的配置，例如列和行的數(shù)量、單位電池101的總數(shù)量。
[0049]如圖1所示，電池組件1000包括單位電池接線111-113、單位電池101以及電源接線121-122。每個單位電池101包括第一單位電池端子30a、第二單位電池端子30b、第一加熱器端子31a以及第二加熱器端子31b。每個單位電池101包括切斷裝置100和單位電池本體30。
[0050]圖2例示了等同于本實施方式中的包括切斷裝置100在內(nèi)的單位電池101的電路圖。如圖2所示，每個單位電池101包括一個單位電池本體30和一個切斷裝置100。
[0051]單位電池本體30是配置為提供電力的電池的單元。單位電池本體30根據(jù)其配置存儲一定量的電流容量。單位電池本體30可以是可充電二次電池的任何類型的已知配置，例如鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、釩電池、鉛酸電池、鈉硫電池等。諸如雙層電容器和準(zhǔn)電容器的電容器可以用于單位電池本體30。應(yīng)當(dāng)注意的是，對這種可充電電池在類型和配置方面沒有限制。
[0052]單位電池本體30具有提供正電壓的正極端子30p和提供負(fù)電壓的負(fù)極端子30η。單位電池本體30的負(fù)極端子30η與單位電池101的第二單位電池端子30b連接。單位電池本體30可以根據(jù)電池的類型提供諸如接地端子的另一類型的端子。
[0053]還應(yīng)當(dāng)注意的是，單位電池101是否包括單位電池本體30是任意地確定的。其可以根據(jù)電池組件1000的規(guī)格來確定。根據(jù)一個方面，在運送電池組件之前，某些或全部單位電池本體30可以安裝在電池組件1000中。另一方面，在運送時所有單位電池本體30可以都不安裝在電池組件1000中，或者在運送時一些單位電池本體30可以安裝在電池組件1000中并在運送之后將這些單位電池本體30安裝在電池組件1000中。在這種情況下，已經(jīng)購買了電池組件1000的用戶可以選擇所需的單位電池本體，然后將其安裝并與單位電池接線111-113或者切斷裝置100連接。雖然本實施方式的電路圖被例示為單位電池本體安裝在電池組件中，但是包含單位電池本體30的這種情況僅僅是用于說明性目的并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為單位電池本體30必須安裝在電池組件1000中。
[0054]如圖2所示，切斷裝置100具有保險絲電路10和加熱器電路20。加熱器電路20被配置為具有產(chǎn)生熱量的加熱部分22。保險絲電路10被配置為具有可熔部分12,該可熔部分12通過加熱器電路20中產(chǎn)生的熱量將其自身斷開連接。
[0055]切斷裝置100中的保險絲電路10具有第一保險絲電路端子Ila和第二保險絲電路端子lib。第一保險絲電路端子Ila連接至單位電池101的第一單位電池端子30a。第二保險絲電路端子Ilb經(jīng)由接線40連接至單位電池本體30的正極端子30p。在圖2中，單位電池本體30連接在切斷裝置100的第二保險絲電路端子Ilb與單位電池101的第二單位電池端子30b之間；然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，單位電池本體30可以連接在單位電池101的第一單位電池端子30a與切斷裝置100的第一保險絲電路端子Ila之間。
[0056]切斷裝置100中的加熱器電路20具有第一加熱器電路端子21a和第二加熱器電路端子21b。第一加熱器電路端子21a連接至單位電池101的第一加熱器端子31a。第二加熱器電路端子21b連接至單位電池101的第二加熱器端子31b。
[0057]例如，切斷裝置100被配置為附接到單位電池本體30 (例如參見圖4)。應(yīng)當(dāng)注意的是，切斷裝置100可以位于除了被置于單位電池本體30上以外的任何地方，只要切斷裝置100可以通過提供電力而被斷開連接。稍后將對切斷裝置100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。切斷裝置100還可以被嵌入在單位電池本體30中。
[0058]再參照圖1，單位電池接線111-113被配置為對單位電池101提供至少一個連接。這種連接可以包括將某些單位電池101彼此串聯(lián)連接的一個或更多個串聯(lián)連接和/或?qū)⒛承﹩挝浑姵?01或單位電池101的某些串聯(lián)連接彼此并聯(lián)連接的一個或更多個并聯(lián)連接。不應(yīng)將串聯(lián)連接和/或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)認(rèn)為是對具體的連接結(jié)構(gòu)(例如本實施方式中所描述的連接結(jié)構(gòu))的限制。
[0059]在圖1中，例如，單位電池接線111-113提供四個成列的串聯(lián)連接和三個成行的、具有該四個串聯(lián)連接的并聯(lián)連接。第一串聯(lián)連接包括單位電池101-11至101-13 ;第二串聯(lián)連接包括單位電池101-21至101-23 ;第三串聯(lián)連接包括單位電池101-31至101-33 ;以及第四串聯(lián)連接包括單位電池101-41至101-43。單位電池接線111被配置為將四個串聯(lián)連接中的單位電池101-11至101-41的每個第一單位電池端子30a彼此連接，以向第一電池端子I 1a提供正電壓。單位電池接線112被配置為將單位電池101-13至101-43的第二單位電池端子30b彼此連接，以向第二電池端子IlOb提供負(fù)電壓。多個單位電池接線113中的每個單位電池接線被配置為將一個單位電池101的第二單位電池端子30b與下一個單位電池101的第一單位電池端子30a彼此連接，以提供串聯(lián)連接。
[0060]在圖1中，例如，電源接線121-122被配置為對切斷裝置100的加熱器電路20提供電力。在圖1中，例如，電源接線121被配置為將多個單位電池101的每個第一加熱器端子31a彼此連接，以提供來自第一電源端子120a的正電壓。電源接線122被配置為將多個單位電池101的每個第二加熱器端子31b彼此連接，以提供來自第二電源端子120b的負(fù)電壓。如稍后所述，第一電源端子120a和第二電源端子120b連接至電源的電源端子。應(yīng)當(dāng)注意的是，全部的加熱器電路20彼此并聯(lián)連接。
[0061]下面將詳細(xì)說明第一實施方式中的切斷裝置100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖3A示意性地例示了切斷裝置100的平面視圖。圖3B示意性地例示了切斷裝置100的側(cè)視圖。圖3C示意性地例示了切斷裝置100的仰視圖。圖3D示意性地例示了切斷裝置100的圖3A的截面視圖。
[0062]如圖3A至圖3D所示，第一實施方式中的切斷裝置100包括保險絲電路10、加熱器電路20以及絕緣基板I。作為一個示例，絕緣基板I形成為矩形。然而，基板的形狀不限于此。
[0063]如圖3A所示，第一實施方式的保險絲電路10形成在絕緣基板I的上側(cè)IU上。保險絲電路10包括第一保險絲電路端子11a、第二保險絲電路端子Ilb以及可熔部分12。第一保險絲電路端子Ila形成在上側(cè)IU的第一端，第二保險絲電路端子Ilb形成在上側(cè)IU的第二端。可熔部分12形成在第一保險絲電路端子Ila和第二保險絲電路端子Ilb之間。
[0064]保險絲電路10具有與在相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】中通常被稱為“溫度保險絲”或“熱熔斷器”的裝置相類似的功能。保險絲電路10被配置為當(dāng)保險絲電路10周圍的環(huán)境溫度或流動電流上升到一定程度時，通過熔化并斷開可熔部分12，使電路絕緣并斷開連接并且不可撤銷地防止電流在第一保險絲電路端子Ila和第二保險絲電路端子Ilb之間進(jìn)一步流動。該環(huán)境溫度可以是由于異常(例如對單位電池本體30過度充電、過度放電或短路)而上升的單位電池本體30的溫度。然而，在本實施方式的切斷裝置100中，環(huán)境溫度不但可以是由于這種異常而產(chǎn)生的溫度，而且可以是在必要時從加熱器電路20中特意產(chǎn)生并傳導(dǎo)的溫度。
[0065]第一保險絲電路端子I Ia和第二保險絲電路端子I Ib可以通過諸如金屬的任何導(dǎo)體材料形成。端子Ila和端子Ilb可以利用諸如光刻方法(photo lithographic method)的已知方法形成在絕緣基板I的上側(cè)IU上。
[0066]可熔部分12由具有一定熔化溫度的材料構(gòu)成，在該熔化溫度時可熔部分熔化并斷開。可熔部分12的該熔化溫度可以是當(dāng)向加熱器電路20施加一定量的電力時通過絕緣基板I從加熱器電路20的加熱部分22熱傳導(dǎo)的溫度。更具體地，可熔部分12可以由具有比絕緣基板I的耐熱溫度低的熔點的材料制成。這是由于當(dāng)向加熱器電路20施加電力并且加熱部分22中產(chǎn)生的熱量被傳導(dǎo)到保險絲電路10的可熔部分12以熔化并斷開可熔部分12時，絕緣基板I應(yīng)當(dāng)可以承受該傳導(dǎo)的熱量。
[0067]作為可熔部分12的材料，可以采用在期望的熔點熔化的任何材料?？梢赃x擇能在期望的熔點熔化的可熔部分12的材料。作為可熔部分12的材料的一個示例，可以使用低溫焊接材料。一方面，諸如鋅-錫焊料的低溫焊料的熔點可以被設(shè)置為80攝氏度至100攝氏度。同樣地，還可以采用任何其他的金屬合金作為可熔部分12的材料。對于“溫度保險絲”的相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，使用各種類型的可熔合金。這些類型的可熔合金還可以用于本實施方式的可熔部分12。例如，用于熱熔斷器的材料:松下公司(Panasonic Corporat1n)生產(chǎn)的EYP系列可以用于可熔部分12的材料。在EYP系列的熱熔斷器中，熔點(工作溫度)從80攝氏度到150攝氏度變化?？梢圆捎糜糜跓崛蹟嗥鞯娜魏尾牧稀?br> [0068]如圖3A所示，可以至少在表示為區(qū)域13a的保險絲電路10的可熔部分12之上形成保護(hù)層13。形成保護(hù)層13以對可熔部分12進(jìn)行物理保護(hù)和化學(xué)保護(hù)。該保護(hù)層13可以覆蓋絕緣基板I的上側(cè)IU的整個表面。對于保護(hù)層13的材料，例如可以使用有機(jī)焊料焊劑材料，但不限于此。
[0069]如圖3C所示，本實施方式的加熱器電路20形成在絕緣基板I的底側(cè)IB上。加熱器電路20包括第一加熱器電路端子21a、第二加熱器電路端子21b以及加熱部分22。第一加熱器電路端子21a形成在底側(cè)IB的第一端，第二保險絲電路端子Ilb形成在底側(cè)IB的第二端。加熱部分22形成在第一加熱器電路端子21a和第二加熱器電路端子21b之間。
[0070]第一加熱器電路端子21a和第二加熱器電路端子21b可以通過諸如金屬的任何導(dǎo)體材料形成。端子21a和端子21b可以利用諸如光刻方法的已知方法形成在絕緣基板I的底側(cè)IB上。
[0071]加熱部分22由通過提供電力而產(chǎn)生熱量的材料構(gòu)成。加熱部分22的材料是當(dāng)向加熱部分22施加一定量的電力時產(chǎn)生導(dǎo)致溫度和環(huán)境溫度上升的一定量的熱量的材料。該溫度可以作為傳導(dǎo)熱和/或輻射熱進(jìn)行傳導(dǎo)。如果保險絲電路10的可熔部分12被設(shè)置為足夠靠近足以接收加熱器電路20的加熱部分22中產(chǎn)生的該輻射熱，則該輻射熱能夠使可熔部分12斷開。即使可熔部分12不被設(shè)置為足夠靠近足以接收該輻射熱，而是被設(shè)置為接收來自加熱部分22的傳導(dǎo)熱，則該傳導(dǎo)熱也能夠使可熔部分12斷開。在本實施方式中，如圖3A至圖3D所示，由于絕緣基板I被設(shè)置在可熔部分12和加熱部分22之間，所以通過絕緣基板I傳遞的傳導(dǎo)熱的主要功能在于熔化可熔部分12。然而，只要輻射熱或傳導(dǎo)熱或者兩者都能斷開保險絲電路10，是傳導(dǎo)熱還是輻射熱使可熔部分12熔化并不重要。
[0072]對于加熱部分22的材料，可以采用能夠通過施加電力產(chǎn)生熱量的任何材料。該材料的一個示例是合金金屬，例如鎳-鉻合金、鐵-鉻合金。該材料的另一個示例是含碳材料。因此，對于加熱部分22的材料，可以采用選自由碳、銀、鐵-鉻-鋁合金、鎳-鉻合金、鎳-鉻-鐵合金、鉬和釕氧化物構(gòu)成的組的材料。該材料具有不足以作為導(dǎo)電材料的相對較低的電阻，并且當(dāng)電流流動時產(chǎn)生焦耳熱。
[0073]用于加熱的該材料可以以線或膏的形式設(shè)置。諸如鎳-鉻絲、鐵-鉻絲的加熱絲是可以在市場上買到的，因此該加熱絲是容易獲得的。加熱膏也是可以在市場上買到的。該加熱膏可以包括諸如銀的導(dǎo)電金屬粒子。通過調(diào)整包含在膏中的粒子的數(shù)量，可以容易地控制加熱能力和導(dǎo)電性，以滿足所需條件。在本實施方式中，例如，碳膏被用作加熱部分22的材料。由于其價格便宜且容易獲得，碳膏是有用的。
[0074]如圖3C所示，將碳膏附接以至少覆蓋形成在上側(cè)IU上的可熔部分12的區(qū)域。在該區(qū)域中，碳膏形成為彎曲的形狀23以保留一定的全長。確定加熱部分22的該全長，以產(chǎn)生使位于絕緣基板I的相對側(cè)上的可熔部分12斷開的足夠的熱量?？梢圆捎眉訜岵糠?2的任何其他的形狀，例如鋸齒形狀、蜿蜓形狀或更加復(fù)雜的形狀。加熱部分22可以通過已知的光刻方法、通過封膠機(jī)(dispenser)的處置方法或噴墨法來形成。絕緣基板I的底側(cè)IB還可以被保護(hù)膜部分地或整體地覆蓋。通過應(yīng)用碳膏作為加熱部分22，加熱器電路20可以被設(shè)計為具有諸如40歐姆的一定的電阻率以及16V的合適的應(yīng)用電壓。在該配置中，能夠在大約0.25秒內(nèi)將保險絲電路10加熱到跳閘溫度或更高。
[0075]如圖3B或圖3D中所示，絕緣基板I具有一定的厚度。絕緣基板I的厚度被確定為使得足以使上側(cè)IU上的可熔部分12斷開的足夠熱的熱量能夠從絕緣基板I的底側(cè)IB上的加熱部分22進(jìn)行傳導(dǎo)。絕緣基板I越薄，越能有效率地從加熱部分22向可熔部分12傳導(dǎo)熱量。另一方面，絕緣基板I越薄，絕緣基板I的機(jī)械強(qiáng)度越弱。因此，絕緣基板I的厚度應(yīng)當(dāng)通過平衡熱傳導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度來確定。
[0076]絕緣基板I可以由導(dǎo)熱材料構(gòu)成。眾所周知，金屬是傳導(dǎo)熱量的材料，然而，金屬不但傳導(dǎo)熱量而且傳導(dǎo)電流。如果絕緣基板I的電阻小于特定量，則加熱器電路20可能發(fā)生短路，并且難以產(chǎn)生熱量。因此，用于絕緣基板I的材料應(yīng)當(dāng)是可以維持一定量的電阻的絕緣體，以避免該問題?？梢圆捎萌魏畏N類的玻璃或樹脂來形成絕緣基板I。例如，可以采用聚酰亞胺作為絕緣基板I的材料。
[0077]絕緣體可以被設(shè)置為如同本實施方式中的絕緣基板I的基板的形式。絕緣體還可以設(shè)置為膜的形式。該基板或膜可以是柔性的。聚酰亞胺膜可以在市場上買到，并且可以被采用作為本實施方式中的絕緣基板I。
[0078]切斷裝置100可以利用諸如樹脂的密封劑進(jìn)行密封。例如，環(huán)氧樹脂Gpoxy)可以用于密封劑。切斷裝置100還可以被殼體或外殼覆蓋。殼體或外殼可以由樹脂或陶瓷構(gòu)成。另選地，切斷裝置100可以被嵌入在單位電池本體30中。在這種情況下，切斷裝置100可以形成在單位電池本體30的外殼或殼體中形成的間隔腔內(nèi)。
[0079]圖4示意性地例示了本實施方式中的單位電池101的立體斜視圖。如圖4所示，單位電池101包括單位電池本體30和切斷裝置。在本實施方式中，各單位電池101設(shè)置了切斷裝置100。然而，如上所述，切斷裝置100可以不設(shè)置于所有的單位電池101，而是可以設(shè)置于單個單位電池101或某些單位電池101。
[0080]在圖4中，切斷裝置100被附接在單位電池本體30的頂表面上。單位電池本體30在第一側(cè)表面上具有正極端子30p，并且在第二側(cè)表面上具有負(fù)極端子30η。單位電池本體101還具有第一單位電池端子30a、第二單位電池端子30b、第一加熱器端子31a以及第二加熱器端子31b。第一單位電池端子30a連接至切斷裝置100的第一保險絲電路端子11a。第二單位電池端子30b連接至單位電池本體30的負(fù)極端子30η。第一加熱器端子31a連接至切斷裝置100的第一加熱器電路端子21a。第二加熱器端子31b連接至第二加熱器電路端子31b。第二保險絲電路端子Ilb連接至單位電池本體30的正極端子。
[0081]除了端子30a、30b、31a和31b之外，整個單位電池101被例如塑料膜覆蓋。通過塑料膜對切斷裝置100以及將端子30&、3015、31&、3113、11&、1113、21&、2113、30?和30η彼此連接的接線進(jìn)行物理和化學(xué)保護(hù)。單位電池101的這種結(jié)構(gòu)可以由單位電池101的制造商來提供。當(dāng)制造單位電池101時或者在單獨制造單位電池101之后，可以同時將切斷裝置100附接并接線到單位電池本體30。
[0082]在切斷裝置100被附接到單位電池本體30的結(jié)構(gòu)中，切斷裝置100可以被附接到第一位置，使用中的單位電池本體30在該第一位置處的局部溫度被預(yù)期上升至高于單位電池本體30的第二位置的局部溫度。在特定使用中，切斷裝置100可以被附接到使用中的單位電池本體30的局部溫度被預(yù)期上升為單位電池本體30中最高溫度的位置。
[0083]如上所述，當(dāng)單位電池本體30中產(chǎn)生的溫度由于異常(例如對單位電池本體30過度充電、過度放電或短路)而上升時，切斷裝置100的可熔部分12可以被單位電池本體30中產(chǎn)生的溫度熔化并斷開。一方面，可以提前獲知當(dāng)在單位電池本體30中發(fā)生異常時溫度上升的該位置。因此，切斷裝置100可以被附接到這樣一個位置，在該位置處，單位電池本體30的溫度被預(yù)期上升至高于其他位置或者成為單位電池本體30的整個表面中的最高溫度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，切斷裝置100不但用于當(dāng)進(jìn)行拆卸時將各個單位電池101斷開連接，而且用于防止單位電池本體30或電池組件1000在使用中異常升高其溫度并引起更嚴(yán)重的問題。
[0084]圖5示意性地例示了本實施方式中的電池組件1000的立體斜視圖。圖5僅示出了電池組件1000的一個示例，可以采用該電池組件的任何其他結(jié)構(gòu)。
[0085]如圖5所示，電池組件1000適用于容納多個單位電池101。多個單位電池101可以被堆疊在殼體32的成行的間隔腔內(nèi)。如上所述，全部或任何的單位電池101分別具有切斷裝置100。在電池組件1000的殼體32的一側(cè)處設(shè)置有第一電池端子I 1a和第二電池端子110b。當(dāng)應(yīng)用與圖1相同的接線時，第一電池端子IlOa成為正極輸出端子并且第二電池端子IlOb成為負(fù)極輸出端子。
[0086]圖6A示意性地例示了正常使用中的電池組件1000的立體斜視圖。如圖6A所示，提供接線111來連接某些第一單位電路端子30b，提供接線112來連接某些第二單位電路端子30b。在該附圖中沒有示出接線113。
[0087]電池組件1000可以進(jìn)一步包括電源33。如上參照圖1所述，電源33具有第一加熱器端子120a和第二加熱器端子120b。另一方面，電源33被制造商提前安裝在電池組件1000中。然而，電源33可以在運送之后由用戶安裝。還設(shè)置有電源接線121和122，以提供與電源33的連接。電源接線121被設(shè)置為將單位電池101的各個第一加熱器端子31a彼此連接，并且電源接線122被設(shè)置為將單位電池101的各個第二加熱器端子31b彼此連接。可以設(shè)置短路接線123，以將電源接線121和122彼此連接。短路接線123被設(shè)置為通過使電源接線121和122短路來避免無意中向切斷裝置100的加熱器電路20施加電壓。在正常使用中，在電源接線121和122至電源端子120a和120b之間不設(shè)置連接。
[0088]進(jìn)一步地，下文將對一種將本實施方式中的單位電池斷開連接的方法進(jìn)行說明。圖6B示意性地例示了進(jìn)行拆卸時的本實施方式中的電池組件的立體斜視圖。
[0089]拆卸電池組件最有可能發(fā)生在當(dāng)該電池組件被丟棄時。然而，即使電池組件的使用壽命尚未到期，為了維修或替換其電池單元或其他部件，有時也需要拆卸電池組件。
[0090]如圖6B中所示，當(dāng)拆卸電池組件時，如果已經(jīng)設(shè)置了短路接線123，則首先將該短路接線123拆掉。然后，將電源接線121連接至電源33的電源端子120a。此外，將電源接線122連接至電源33的電源端子120b。然后，接通電源33的電源開關(guān)(未示出)。
[0091]通過接通電源33，向每個單位電池101中的切斷裝置100的加熱器電路20供應(yīng)電力。由于加熱器電路20被配置為通過提供電力來產(chǎn)生熱量，因此熱量被產(chǎn)生并且從加熱器電路20的加熱部分22經(jīng)由絕緣基板I被傳導(dǎo)到保險絲電路10的可熔部分12。由于從電源33供應(yīng)的電力被調(diào)整到足夠高足以將保險絲電路10的可熔部分12斷開，因此每個保險絲電路10被斷開并且每個單位電池本體30與其他單位電池本體電隔離。因此，在完成上述的斷開連接之后，即使某些單位電池本體30仍有一些剩余電荷，也可以通過斷開接線111-113而對電池組件1000進(jìn)行安全地拆卸并分離。
[0092]圖7例示了組裝和拆卸本實施方式中的電池組件的示例性流程圖。如圖7所示，一種用于組裝電池組件的方法包括以下步驟:
[0093](步驟SI)將至少一個切斷裝置100附接到多個單位電池本體30中的至少一個單位電池本體，切斷裝置100具有保險絲電路10和加熱器電路20 ；
[0094](步驟S2)組裝多個單位電池101以形成電池組件1000；
[0095](步驟S3)經(jīng)由保險絲電路10中的至少一個保險絲電路將多個單位電池101彼此連接，以提供用于正常使用的至少一個串聯(lián)和/或并聯(lián)連接；以及
[0096](步驟S4)將切斷裝置100的一個或更多個加熱器電路20彼此并聯(lián)連接。
[0097]在上述的步驟中，步驟S2可以在步驟SI之前執(zhí)行，步驟S4可以在步驟S3之前執(zhí)行。
[0098]當(dāng)拆卸電池組件1000時，進(jìn)一步執(zhí)行以下的步驟。
[0099](步驟S5)將一個或更多個切斷裝置100連接到電源；以及
[0100](步驟S6)為加熱器電路20提供電力，以通過加熱器電路20中產(chǎn)生的熱量將保險絲電路10斷開。
[0101]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)進(jìn)行拆卸時可以進(jìn)行步驟S4中的一個或更多個切斷裝置100的連接。還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果電源設(shè)置有電源開關(guān)，則當(dāng)進(jìn)行組裝時，可以進(jìn)行一個或更多個切斷裝置100與電源的連接。如果電源中不設(shè)置電源開關(guān)，則當(dāng)進(jìn)行與電源的連接時，同時執(zhí)行步驟S5和步驟S6。
[0102]例如，如果將與熱熔斷器EYP 2MP系列(松下公司)相同的材料用作保險絲電路10的可熔部分12，則可以利用來自電源33的大約為1.6V和80W的外部電力在0.25秒之內(nèi)將全部的單個單位電池101加熱到保險絲工作溫度。
[0103]最后，應(yīng)當(dāng)注意的是，切斷裝置可以被嵌入在電池組件的任何連接中。如上所述，可以為每個單位電池提供切斷裝置。由于該設(shè)置，所有單位電池彼此電隔離，因此保證了安全拆卸。然而，沒有必要為所有單位電池都設(shè)置切斷裝置。如果不為所有單位電池設(shè)置切斷裝置，則該結(jié)構(gòu)將節(jié)省切斷裝置的成本。
[0104]圖8指示切斷裝置可以被嵌入在圖1的電池組件1000中的位置。如圖8所示，切斷裝置可以安裝在多個單位電池本體30之間或者在串聯(lián)連接的頂部和/或底部，或者在串聯(lián)連接的并聯(lián)連接之間。
[0105]根據(jù)第一實施方式，由于電池組件1000設(shè)置有切斷裝置100和電源接線121和122，因此可以斷開單位電池本體30的電連接，從而能夠安全地實現(xiàn)電池組件的拆卸。不需要安裝任何特殊的部件來切斷單位電池之間的電連接。通過簡單地向緊鄰每個保險絲電路10的加熱器電路20施加電力，可以在回收或再利用時使單位電池101電分離。
[0106]根據(jù)第一實施方式，由于加熱器電路20全部并聯(lián)連接，可以通過向加熱器電路20施加電力大致同時地使全部的單位電池101電隔離。因此，顯著改善了回收和再利用電池組件的安全性。
[0107]根據(jù)第一實施方式，由于切斷裝置100被附接到單位電池本體30，當(dāng)任何的單位電池本體30工作異常時，可以使切斷裝置熔化。
[0108]下面將參照圖9A、圖9B、圖9A和圖9B對第二實施方式進(jìn)行說明。圖9A示意性地例示了第二實施方式中的切斷裝置100B的加熱器電路20B的平面視圖。圖9B示意性地例示了切斷裝置100B的加熱器電路20B的圖9A的截面視圖。
[0109]第二實施方式提供切斷裝置的另一種結(jié)構(gòu)。第二實施方式中的切斷裝置100B包括保險絲電路10以及堆疊在保險絲電路10上的加熱器電路20B。
[0110]與第一實施方式中的切斷裝置100相比較，第二實施方式中的切斷裝置100B與切斷裝置100的相同之處在于保險絲電路10與第一實施方式所用的相同，而與第一實施方式的區(qū)別在于，加熱器電路20B堆疊在形成在絕緣基板I的上側(cè)IU上的保險絲電路10上而不是形成在絕緣基板I的底側(cè)IB上。換句話說，保險絲電路10和加熱器電路20B是單獨制造的，然后其彼此結(jié)合。在該實施方式中的應(yīng)用與第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)和材料的地方同樣使用與第一實施方式中所用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記。省略了對這些結(jié)構(gòu)和材料的詳細(xì)說明。
[0111]如圖9A和圖9B中所示，第二實施方式中的切斷裝置100B的加熱器電路20B被配置為與保險絲電路10分開的電路。加熱器電路20B形成第一加熱器電路端子21a、第二加熱器電路端子21b以及加熱器部分21在絕緣基板2上。絕緣基板2與其上形成有保險絲電路10的絕緣基板I在形狀上有所不同。這是由于即使在堆疊加熱器電路20B之后，為了保護(hù)保險絲電路10的布線連接區(qū)域，也不應(yīng)當(dāng)覆蓋保險絲電路10的第一保險絲電路端子Ila和第二保險絲電路端子lib。對于絕緣基板2，可以使用與絕緣基板I相同的材料?？梢愿淖兊谝患訜崞麟娐范俗?1a和第二加熱器電路端子21b的大小和形狀，以適應(yīng)絕緣基板2。加熱器部分21與第一實施方式相同。第二實施方式同樣具有彎曲形狀部分23。
[0112]圖1OA示意性地例示了將圖9A的加熱器電路20B與保險絲電路10相結(jié)合的切斷裝置100B的平面視圖。圖1OB示意性地例示了切斷裝置100B的圖1OA的截面視圖。
[0113]如圖1OA和圖1OB中所不，在分別制造保險絲電路10和加熱器電路20B之后，將兩個電路結(jié)合。為了將加熱器電路20B附接于保險絲電路10，可以使用已知的粘接材料。該粘接材料可以具備有耐熱特性的、一定的熱傳導(dǎo)率。
[0114]根據(jù)第二實施方式，可以分別制造加熱器電路20B和保險絲電路10。因此，能夠提供可以更加容易地制造的切斷裝置。
[0115]下面將參照圖1lA至圖1lC對第三實施方式進(jìn)行說明。第三實施方式提供切斷裝置的另一種可選結(jié)構(gòu)。
[0116]圖1lA示意性地例示了在將保險絲電路10與加熱器電路20C結(jié)合之前第三實施方式中的切斷裝置100C的斜視圖。圖1lB示意性地例示了在接線之前的第三實施方式中的切斷裝置100C的斜視圖。圖1lC示意性地例示了第三實施方式中的切斷裝置100C的完整斜視圖。
[0117]與第一實施方式中的切斷裝置100相比較，第三實施方式中的切斷裝置100C與第一實施方式的相同之處在于保險絲電路10與第一實施方式所用的相同，而與第一實施方式的區(qū)別在于，加熱器電路20C形成在完全覆蓋保險絲電路10的絕緣管3上。換句話說，第三實施方式中的切斷裝置10C具有密封的管形。在該實施方式中的應(yīng)用與第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)和材料的地方同樣使用與第一實施方式中所用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記。省略了對這些結(jié)構(gòu)和材料的詳細(xì)說明。
[0118]如圖1lA所示，可以使用如第一實施方式中說明的保險絲電路10。首先，在對保險絲電路10進(jìn)行封裝之前將第一接線Ilc和第二接線Ild焊接于第一保險絲電路端子Ila和第二保險絲電路端子lib。第一接線Ilc和第二接線Ild是單位電池接線的一部分。然后，通過其上形成有加熱器電路20C的絕緣管3將已接線的保險絲電路10嵌入。
[0119]絕緣管3是由熱收縮材料制成的管。這種熱收縮管可以例如由諸如聚烯烴樹脂、PVC、含氟樹脂等的電子造橋軟塑料(electron bridge-building flexible plastic)制成?？梢栽谑袌錾腺I到各種尺寸和規(guī)格的熱收縮管。絕緣管3的直徑可以等于或大于保險絲電路10的寬度。絕緣管3的長度可以等于或大于保險絲電路10的長度。
[0120]第一加熱器電路端子21a和第二加熱器電路端子21b以及端子21a和21b之間的加熱部分22形成在絕緣管3的表面上。在封裝之后，加熱部分22形成為與保險絲電路10的可熔部分12所處的區(qū)域相重疊并將其覆蓋。
[0121]另選地，可以采用通過樹脂膠帶或樹脂涂料提供的絕緣結(jié)構(gòu)來代替絕緣管3。在該可選實施方式中，可以在通過樹脂膠帶或樹脂涂料形成絕緣結(jié)構(gòu)之后形成加熱器電路20C。
[0122]其次，如圖1lB所示，在將保險絲電路10嵌入并定位為使得保險絲電路10的可熔部分12與加熱器電路20C的加熱部分22相重疊之后，向絕緣管3施加熱量。熱量的溫度可以控制在等于或高于絕緣管3收縮的溫度。通過向絕緣管3的表面施加熱量，絕緣管3收縮并將保險絲電路10完全封裝。在不對加熱器電路20C進(jìn)行如圖1lC中所執(zhí)行的接線的情況下，能夠運送切斷裝置100C。在運送之后，必要時用戶可以任意地將電源接線連接至加熱器電路20C。
[0123]第三，如圖1lC所示，在封裝絕緣管3之后，將第一加熱器接線21c和第二加熱器接線21d焊接在第一加熱器電路端子21a和第二加熱器電路端子21b處。對于上述的步驟，實現(xiàn)了第三實施方式中的切斷裝置100C。有可能利用樹脂涂料覆蓋完整的切斷裝置100C。
[0124]根據(jù)第三實施方式，由于市場上可買到的管可以用來制造加熱器電路20C，能夠節(jié)省制造該加熱器電路的成本。
[0125]根據(jù)第三實施方式，如果在沒有加熱器電路接線的情況下運送切斷裝置100C，則用戶可以稍后在必要時將電源接線與加熱器電路20C連接。因此，這對于最初不想進(jìn)行加熱器連接的用戶來說是方便的。例如，在電池組件的維修服務(wù)中，當(dāng)引入不具備切斷裝置的傳統(tǒng)類型的電池組件時，服務(wù)人員可以將新的切斷裝置附接于傳統(tǒng)電池組件，以提供本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)勢。
[0126]下面將參照圖12A至圖12C對第四實施方式進(jìn)行說明。第四實施方式提供切斷裝置的另一可選結(jié)構(gòu)。
[0127]圖12A示意性地例示了第四實施方式中的利用絕緣管3B將保險絲電路12B覆蓋時的保險絲電路12B的斜視圖。圖12B示意性地例示了第四實施方式中在包圍保險絲電路12B形成加熱器電路20D之前的具有絕緣管3B的保險絲電路12B的斜視圖。圖12C示意性地例示了第四實施方式中的切斷裝置100D的完整斜視圖。
[0128]在第四實施方式中，采用具有與市場上可以買到的溫度保險絲相似的結(jié)構(gòu)的保險絲電路10B。如圖12A所示，溫度保險絲在第四實施方式中被用作保險絲電路10B。由于，可以采用具有該溫度保險絲的、市場上可以買到的任何類型的裝置，其被配置為在一定的熔點熔化并斷開其電流。溫度保險絲還可以被稱為“熱熔斷器”。
[0129]對于市場上可買到的該溫度保險絲，數(shù)據(jù)單通常是可用的。在該數(shù)據(jù)單中指示了一系列溫度保險絲的規(guī)格。對于指示溫度保險絲的特性的規(guī)格，通常有一些特定的溫度:例如，額定工作溫度、工作溫度、最高工作溫度、保持溫度以及最高溫度極限。“額定工作溫度”是指保險絲僅利用負(fù)載檢測電流將其導(dǎo)電的狀態(tài)變?yōu)殚_路時的溫度?！肮ぷ鳒囟取笔侵副ｋU絲在環(huán)境空氣烘箱中將其導(dǎo)電的狀態(tài)變?yōu)殚_路的熔斷溫度，該工作溫度以一定的速度且隨著加載一定量的電流而增加?！白罡吖ぷ鳒囟取笔侵冈趥鲗?dǎo)一定的額定電流時可以維持保險絲的最高溫度?！氨３譁囟取笔侵冈趥鲗?dǎo)一定的額定電流時可以維持保險絲不使其導(dǎo)電的狀態(tài)變?yōu)殚_路的最高溫度?！白罡邷囟葮O限”是指在保險絲已經(jīng)改變其導(dǎo)電的狀態(tài)之后保險絲能夠維持其機(jī)械和電氣性能的最高溫度，而不再次關(guān)閉一定的時段。數(shù)據(jù)單中還定義了額定電功率(electrical rating)。
[0130]通過參照該數(shù)據(jù)單，考慮流過單位電池101的最大電流和從加熱器電路施加的熱量，可以任意選擇一種合適的溫度保險絲。一個示例是可以用于保險絲電路1B的熱熔斷器N系列、F系列、E系列、H系列、MP系列以及MU系列(松下公司)，但不限于此。
[0131]在第四實施方式中，軸向引線類型的熱熔斷器N系列、F系列、E系列被用于保險絲電路10B。雖然在附圖中未示出，保險絲電路1B包括作為可熔部分的可熔合金以及連接至可熔合金的端部的一對鉛絲?？扇酆辖鸨环庋b在陶瓷制成的絕緣殼內(nèi)。絕緣殼利用環(huán)氧樹脂的密封劑在其兩端進(jìn)行密封，并且在內(nèi)部的可熔合金周圍填充樹脂焊劑。
[0132]首先，如圖12A所示，保險絲電路1B被嵌入在絕緣管3B中。絕緣管3B的結(jié)構(gòu)和材料可以被認(rèn)為與第三實施方式中的絕緣管3相同。與第三實施方式一樣地，樹脂膠帶或樹脂涂料可以用作代替絕緣管3B的可選絕緣裝置。
[0133]第二，如圖12B所示，在將保險絲電路1B嵌入絕緣管3B中之后，向絕緣管3B施加熱量。熱量的溫度可以控制為等于或高于絕緣管3B收縮的溫度。通過向絕緣管3施加熱量，絕緣管3B收縮并將保險絲電路10完全覆蓋。
[0134]第三，如圖12C中所示，在使絕緣管3B收縮之后，電熱絲22B包繞在收縮的絕緣管3B上。電熱絲22B為諸如鎳-鉻絲的已知的電熱絲。包著的電熱絲22B構(gòu)成加熱部分。第一加熱器電路接線21a和第二加熱器電路接線21b連接至電熱絲22B的端部。
[0135]第四，保護(hù)樹脂4粘附在絕緣管3B的周圍，從而至少覆蓋包著的電熱絲22B。已知的樹脂或塑料可以用于保護(hù)樹脂4。對于上述的步驟，實現(xiàn)了第四實施方式中的切斷裝置10D0有可能將完整的切斷裝置100D容納在殼體中。
[0136]根據(jù)第四實施方式，市場上可買到的部件被用于保險絲電路10B、絕緣管3B以及電熱絲22B。因此，能夠進(jìn)一步節(jié)省制造成本。
[0137]如上所述的本實施方式至少具有以下的優(yōu)點。例如，根據(jù)本實施方式，由于本實施方式中所用的技術(shù)都是不需要開發(fā)新技術(shù)的現(xiàn)有的成熟技術(shù)，因而能夠以非常低的成本實現(xiàn)。
[0138]根據(jù)本實施方式，不需要安裝任何特殊的部件來切斷單位電池之間的電連接。僅僅通過向每個保險絲電路的緊鄰的加熱器電路施加電力，就能夠在回收或再利用時斷開單位電池的電連接。
[0139]根據(jù)本實施方式，由于加熱器電路全部并聯(lián)連接，能夠通過向加熱器電路施加電力大致同時地使全部的單位電池電隔離。因此，顯著改善了回收和再利用電池組件的安全性。
[0140]電池組件、單位電池以及切斷裝置的結(jié)構(gòu)適用于任何類型的電源系統(tǒng)?？梢灶A(yù)期的是具有高能量密度和高容量的二次電池的使用將隨著智能電網(wǎng)項目的進(jìn)展而極大地增力口，智能電網(wǎng)項目即包含諸如太陽能電池系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0141]此外，隨著電動車在全球的擴(kuò)展，據(jù)信基于鋰的第二電池被認(rèn)為是最有前景的技術(shù)之一。然而可以預(yù)期的是要處理掉的單位電池(電池包)的數(shù)量也將隨著車輛的維修、替換購買和處理而增加。
[0142]電池包包括可以進(jìn)行再利用的、具有諸如銅和鋰的低能量的大量材料，以及目前正被回收的諸如鈷的貴金屬?？梢灶A(yù)期的是隨著電池尺寸變大和要處置的電池的數(shù)量增力口，這些材料的回收和再利用業(yè)務(wù)將在全球范圍大幅增長。
[0143]電池組件、單位電池和切斷裝置的結(jié)構(gòu)可以在拆卸堆疊有二次電池的電池組件時提供優(yōu)勢。
[0144]示例
[0145]下面將說明切斷裝置和電池組件的工作示例。
[0146]示例1:切斷裝置的制備
[0147]首先，制備熱熔斷器(EYP2MP092AFT、88攝氏度的工作溫度、松下公司制造)。熱熔斷器在中心樹脂包中具有作為可熔部分的可熔合金以及從中心樹脂包延伸的一對端子。然后，將厚度為0.5_的聚酰亞胺膜切成足以覆蓋熱熔斷器的全部長度和寬度。然后，將碳膏作為加熱部分印刷在經(jīng)過修整的聚酰亞胺膜的一側(cè)上的表面中心區(qū)域。將碳膏的長度和寬度調(diào)整為具有大約40歐姆的電阻。然后，通過適當(dāng)?shù)恼澈蟿崛蹟嗥鞲浇佑诰埘啺纺さ南喾匆粋?cè)，從而將位于聚酰亞胺膜一側(cè)的已印刷碳膏的區(qū)域與位于聚酰亞胺膜的相反一側(cè)的中心樹脂包相重疊。
[0148]示例2:切斷裝置的安裝
[0149]通過適當(dāng)?shù)恼澈蟿⑺圃斓纳鲜銮袛嘌b置附接于鋰電池的一側(cè)，以形成鋰單位電池。鋰電池的兩個電源端子中的一個電源端子連接至熱熔斷器的端子中的一個。共計制備十二個具有切斷裝置的鋰電池。將鋰單位電池進(jìn)行組裝以形成電池組。接線被設(shè)置為與鋰電池的兩個電源端子中的另一端子互相連接，并且與熱熔斷器的端子中的另一個端子互相連接。切斷裝置的碳膏的兩端彼此連接，以提供并聯(lián)連接。如圖1所示，提供了具有上述的接線、具有四列三行共計12個鋰單位電池的電池組件。
[0150]示例3:用于單位電池的再利用的電池切斷裝置的觸發(fā)
[0151]然后經(jīng)由電源開關(guān)將切斷裝置的碳膏的彼此連接的兩個端子與具有1.6伏特和80瓦特的電力的額外的電池相連接。然后，接通電源開關(guān)。在接通的瞬間，熱熔斷器的各個可熔合金在0.25秒之內(nèi)被熔化。此時各個鋰電池單元能夠彼此電隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組件，該電池組件適用于容納多個單位電池，所述電池組件包括: 單位電池接線，該單位電池接線被配置為對所述單位電池提供至少一個連接； 切斷裝置，該切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路，所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量將所述連接斷開；以及 電源接線，該電源接線被配置為對所述切斷裝置的所述加熱器電路提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，所述電池組件進(jìn)一步包括電源，該電源被配置為與所述電源接線連接，所述電源能夠為所述加熱器電路提供使所述保險絲電路斷開的足夠大的所述電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，所述電池組件進(jìn)一步包括: 多個單位電池，所述多個單位電池被配置為連接在所述連接中， 其中，所述切斷裝置附接于至少一個所述單位電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述連接為并聯(lián)連接或串聯(lián)連接。
5.一種單位電池，該單位電池包括: 單位電池本體，該單位電池本體被配置為提供電力；以及 切斷裝置，該切斷裝置附接于所述單位電池本體，所述切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路，所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量而被斷開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單位電池，其中，所述切斷裝置附接于第一位置，使用中的所述單位電池本體在該第一位置處的局部溫度被預(yù)期上升至高于所述單位電池本體的第二位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單位電池，其中，所述切斷裝置附接于這樣的位置，使用中的所述單位電池本體在該位置處的局部溫度被預(yù)期上升至所述單位電池本體中的最高溫度。
8.一種切斷裝置，該切斷裝置包括: 保險絲電路；以及 加熱器電路，該加熱器電路被配置為產(chǎn)生熱量， 所述保險絲電路被配置為通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的所述熱量而被斷開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切斷裝置，該切斷裝置進(jìn)一步包括絕緣體， 其中: 所述保險絲電路具有可熔部分， 所述加熱器電路具有加熱部分，所述加熱部分被配置為產(chǎn)生所述熱量，以及 所述絕緣體被設(shè)置為至少在所述可熔部分和所述加熱部分之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述可熔部分由具有比所述絕緣體的耐熱溫度更低的熔點的材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述可熔部分由低溫焊接材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述加熱器電路的所述加熱部分為線或膏。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述加熱器電路的所述加熱部分包括從由碳、銀、鐵-鉻-鋁合金、鎳-鉻合金、鎳-鉻-鐵合金、鉬和釕氧化物構(gòu)成的組中選擇的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述絕緣體由導(dǎo)熱材料構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述絕緣體由聚酰亞胺構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述絕緣體為基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述絕緣體為膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，其中，所述絕緣體是被配置為包圍所述保險絲電路的所述可熔部分的管。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切斷裝置，所述切斷裝置進(jìn)一步包括至少在所述保險絲電路的所述可熔部分之上形成的保護(hù)層。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切斷裝置，其中，所述保險絲電路設(shè)置有第一保險絲電路端子和第二保險絲電路端子，并且所述加熱器電路設(shè)置有第一加熱器電路端子和第二加熱器電路端子。
21.一種使單位電池斷開連接的方法，所述方法包括: 將至少一個切斷裝置附接于多個單位電池中的至少一個單位電池，所述切斷裝置具有保險絲電路和加熱器電路；以及 為所述加熱器電路提供電力，以通過所述加熱器電路中產(chǎn)生的熱量使所述保險絲電路斷開。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，當(dāng)所述電池組件被丟棄時，執(zhí)行為所述加熱器電路提供所述電力的步驟。
【文檔編號】H01M2/10GK104350634SQ201280073729
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】巖本隆 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司