電池組和應用于該電池組的連接條的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池組，該電池組在短路期間具有提高的安全性。根據本發(fā)明的電池組包括：多個電池模塊，電池模塊包括至少一個單元電池、容納單元電池的殼體和電連接單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條連接所述多個電池模塊當中的彼此相鄰的電池模塊。連接條中的至少一個包括：第一金屬板；第二金屬板，該第二金屬板被布置遠離第一金屬板；以及金屬橋，該金屬橋將第一金屬板連接到第二金屬板，并且具有比金屬板的熔點低的熔點。根據本發(fā)明，通過采用當過電流在電池組內流動的情況下容易斷開的連接條，確保了電池組使用時的更高的安全性。
【專利說明】電池組和應用于該電池組的連接條
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池組和應用于該電池組的連接條，該電池組在短路時具有提高的安全性，更具體地，涉及如下一種電池組和應用于該電池組的連接條:該電池組具有改進的結構，以防止由于短路造成的電池內部溫度升高而導致爆炸和/或著火。
[0002]本申請要求2012年I月3日在韓國提交的韓國專利申請N0.10-2012-0000709的優(yōu)先權，該韓國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。
[0003]本申請要求2013年I月3日在韓國提交的韓國專利申請N0.10-2013-0000470的優(yōu)先權，該韓國申請的公開內容在此通過引用的方式并入。
【背景技術】
[0004]隨著諸如攝相機、便攜式電話和便攜式PC等的便攜式電子產品被廣泛使用，通常用作這種便攜式電子產品的驅動源的二次電池的重要性增加了。
[0005]與無法充電的原電池不同的是，二次電池允許充電和放電，并在諸如數碼相機、移動電話、筆記本電腦、電動工具、電動自行車、電動汽車、混合動力車輛、大容量電力存儲設備等的高技術產業(yè)中得到了積極研究。
[0006]特別地，鋰二次電池的使用增加了，這是因為:與諸如鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等的其它現有二次電池相比，鋰二次電池的每單位重量的能量密度高，且允許快速充電。
[0007]鋰二次電池具有3.6V或更高的工作電壓并用作便攜式電子設備的電源。在其它情況下，多個電池串聯或并聯連接并用于高功率電動汽車、混合動力車輛、電動工具、電動自行車、電力存儲裝置、UPS等。
[0008]與鎳鎘電池或鎳氫電池相比，鋰二次電池具有三相工作電壓，并且，由于其每單位重量的能量密度高，鋰二次電池被越來越多地使用。
[0009]根據電解質的種類，鋰二次電池可以分成使用液體電解質的鋰離子電池和使用固體電解質的鋰離子聚合物電池。另外，根據聚合物固體電解質的種類，鋰離子聚合物電池可以分成不含有電解液的全固體鋰離子聚合物電池和使用含有電解液的凝膠式聚合物電解質的鋰離子聚合物電池。
[0010]使用液體電解質的鋰離子電池大多數使用圓柱形或矩形的金屬罐作為容器并通過焊接被密封在金屬罐內。使用這種金屬罐作為容器的罐式二次電池具有固定的形狀，因此限制了使用電池作為電源的電子產品的設計。另外，難以減小產品的體積。為此，已開發(fā)和使用了通過將電極組件和電解質放入由膜制成的袋狀包裝中并然后對其進行密封而制成的袋狀二次電池。
[0011]然而，鋰二次電池在過熱時可能會爆炸，因此，確保安全性成為了主要關注的問題。鋰二次電池可能由于各種因素而過熱，其中一個例子是超過限制值的過大電流流過鋰二次電池的情形。如果有過大的電流流過，鋰二次電池將產生焦耳熱，因此電池的內部溫度迅速升高。另外，溫度的迅速升高引起電解質的分解反應并導致熱失控(thermalrunaway ),這可能導致電池爆炸。當鋒利的金屬物體刺穿鋰二次電池時，當陰極和陽極之間的絕緣因為介于該陰極和陽極之間的分離膜的收縮而遭到破壞時，當由于連接到外部的充電電路或負載異常而使沖擊電流(rush current)被施加到電池時,會發(fā)生過電流。
[0012]因此，為了針對異常狀態(tài)(例如，過電流的發(fā)生)對電池進行保護，將鋰二次電池聯接到保護電路。該保護電路通常包括熔斷元件，當過電流發(fā)生時，該熔斷元件將充電或放電電流所流經的線路不可逆地斷開。
[0013]圖1是電路圖，用于示出與包括鋰二次電池的電池組聯接的保護電路中采用的熔斷元件的工作機制和布置結構。
[0014]如圖1所示，該保護電路包括:熔斷元件I ;感測電阻器2，感測電阻器2用于感測過電流；微控制器3，該微控制器3用于監(jiān)視過電流的發(fā)生并在過電流發(fā)生時操作所述熔斷元件I ;以及開關4，該開關4用于切換工作電流到熔斷元件I的流動。
[0015]熔斷元件I安裝到與電池組的最外側端子連接的主線路中。該主線路表示充電電流或放電電流所流經的布線。在圖1中，描繪了熔斷元件I安裝在高電勢線路(電池組+)處。
[0016]熔斷元件I是三端子元件，其中兩個端子連接到充電或放電電流所流經的主線路，另一個端子連接到開關4。另外，該熔斷元件包括串聯地連接到主線路并在特定溫度下斷開的保險絲Ia以及用于將熱量施加到保險絲Ia的電阻器lb。
[0017]微控制器3通過定期地檢測所述感測電阻器2的兩端處的電壓來監(jiān)視過電流的發(fā)生，并且，如果確定發(fā)生了過電流，則接通開關4。在這種情況下，流經主線路的電流以旁通的方式流到熔斷元件I并施加到電阻器lb。相應地，在電阻器Ib處產生的焦耳熱被傳導給保險絲Ia而升高保險絲Ia的溫度。如果保險絲Ia的溫度升高到熔化溫度，則保險絲Ia熔斷而不可逆地切斷主線路。如果主線路被切斷，則過電流不再流動，這解決了由于過電流引起的問題。
[0018]然而，上述技術具有幾個問題。例如，如果微控制器3發(fā)生故障，那么，即使發(fā)生了過電流，開關4也不能接通。在此情況下，電流沒有施加到熔斷元件I的電阻器lb，因此熔斷元件I并未工作。另外，用于布置熔斷元件I的空間應單獨地設置在該保護電路中，并且，用于控制熔斷元件I的操作的程序算法應加載在微控制器3上。因此，該保護電路的空間效率降低了，并且微控制器3的負荷增加了。

【發(fā)明內容】

[0019]技術問題
[0020]為了解決現有技術中的上述問題，設計出了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的目的是提供如下一種電池組及應用于該電池組的連接條:當在使用該電池組的同時、由于發(fā)生了異常而溫度升高時，能夠通過容易地斷開將多個電池模塊彼此電連接的該連接條來確保使用時的安全性。
[0021]問題解決方案
[0022]在本發(fā)明的一個方面，提供了一種電池組，其包括:多個電池模塊，每個電池模塊均具有至少一個單元電池、用于容納該單元電池的殼體以及電連接到該單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條用于連接所述多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，其中，所述連接條中的至少一個包括第一金屬板；第二金屬板，該第二金屬板與第一金屬板間隔開；以及金屬橋，該金屬橋被構造成連接第一金屬板和第二金屬板并具有比所述金屬板低的熔點。
[0023]在一個實施例中，所述連接條可以連接彼此相鄰的電池模塊的匯流條。
[0024]優(yōu)選地，所述電池組還可以包括安裝在殼體的一側處的外部端子，其中，所述匯流條連接單元電池和該外部端子。
[0025]在一個實施例中，所述連接條可以連接彼此相鄰的電池模塊的外部端子。
[0026]優(yōu)選地，彼此相鄰的電池模塊可以串聯或并聯地連接。
[0027]優(yōu)選地，所述金屬橋可以是含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金。
[0028]優(yōu)選地,所述錫的含量可以是80至98wt%,并且,所述銅的含量可以是2至20wt%。
[0029]優(yōu)選地，所述金屬橋還可以包括從由以下項組成的組中選出的至少一種附加金屬:鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)。
[0030]優(yōu)選地，所述附加金屬的含量可以是0.01至10wt%。
[0031]優(yōu)選地，所述金屬橋可以具有150至300°C的熔點。
[0032]在一個實施例中，所述第一金屬板和第二金屬板能夠以規(guī)則的間隙位于同一平面上。
[0033]優(yōu)選地，所述金屬橋可以在第一金屬板和第二金屬板的任一個表面或兩個表面上結合到第一金屬板和第二金屬板。
[0034]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以具有形成在其彼此面對的一側端部處的上表面和下表面中的至少一個內的容納凹槽，并且，所述金屬橋可以具有與該容納凹槽相對應的尺寸和形狀，并且可以容納在通過這些容納凹槽的接合而形成的空間中并結合到第一金屬板和第二金屬板。
[0035]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以分別具有形成在其側端處的第一彎曲部和第二彎曲部，并且，所述金屬橋可以容納在通過第一彎曲部和第二彎曲部的接合而形成的空間中并結合到第一金屬板和第二金屬板。
[0036]優(yōu)選地，第一金屬板和第二金屬板可以具有從其彼此面對的表面以預定深度形成的容納凹槽，并且，所述金屬橋的兩側可以分別插入到該容納凹槽中并結合到所述金屬板。
[0037]在一個實施例中，所述金屬橋可以直接介于第一金屬板和第二金屬板的彼此面對的表面之間，并結合到第一金屬板和第二金屬板。
[0038]優(yōu)選地，所述彼此面對的表面可以具有朝著該金屬焊接橋呈錐形的傾斜表面。
[0039]在一個實施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側和第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且，所述金屬橋可以介于該彼此面對的區(qū)域中并結合到第一金屬板和第二金屬板。
[0040]在一個實施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側和第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且，所述金屬橋可以形成在該彼此面對的區(qū)域的外周的一側和另一側。
[0041]在一個實施例中，第一金屬板和第二金屬板可以定位成使得第一金屬板的一側和第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且，所述金屬橋可以形成在該彼此面對的區(qū)域的整個外周處。[0042]在一個實施例中，電池組還可以包括鉚釘，該鉚釘用于將第一金屬板和金屬橋固定并將第二金屬板和金屬橋固定。
[0043]在一個實施例中，彼此面對的第一金屬板的一側和第二金屬板的一側可以具有朝著其端部變窄的錐形形狀。
[0044]在本發(fā)明的另一個方面，也提供了一種電池組，其包括:多個電池模塊，每個電池模塊均具有至少一個單元電池、用于容納單元電池的殼體、以及電連接到單元電池的匯流條；以及連接條，該連接條用于連接所述多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，該連接條具有150至300°C的熔點。
[0045]優(yōu)選地，所述連接條可以由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金材料制成。
[0046]優(yōu)選地，所述連接條可以具有形成在該連接條的至少一部分中的凹口。
[0047]在本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種連接條，該連接條連接電池組的多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，其中，該連接條具有150至300°C的熔點。
[0048]優(yōu)選地，該連接條可以由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金材料制成。
[0049]有益效果
[0050]根據本發(fā)明，當保護電路沒有正常工作而導致過電流流過電池組時，連接條被快速斷開以確保該電池組使用時的安全性。
[0051]另外，由于金屬橋而出現局部發(fā)熱的部件通過殼體而與電極組件分離，所以，通過施加熱量而斷開該金屬橋，能夠防止著火和/或爆炸，從而確保二級電池使用時的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，與前述公開內容一起用于提供本發(fā)明的技術精神的進一步理解。然而，本發(fā)明不應解釋為僅限于附圖，在附圖中:
[0053]圖1是電路圖，用于示出與電池模塊聯接的保護電路中采用的熔斷元件的布置結構和工作機制:
[0054]圖2是示出了根據本發(fā)明實施例的電池組的透視圖；
[0055]圖3是示出了構成根據本發(fā)明實施例的電池組的電池模塊的分解透視圖；
[0056]圖4是示出了圖3的電池模塊的、聯接到匯流條的電池單元的透視圖；
[0057]圖5是示出了構成根據本發(fā)明實施例的電池組的電池模塊的組裝狀態(tài)的透視圖；
[0058]圖6是示出了圖1的電池組的一部分的前視圖；
[0059]圖7是示出連接條安裝在另一位置處的、圖6的電池組的前視圖；
[0060]圖8a至圖13是示出了在根據本發(fā)明一個實施例的電池組處采用的、各種形狀的連接條的局部透視圖；并且
[0061]圖14a和圖14b是示出了在根據本發(fā)明另一個實施例的電池組處采用的、各種形狀的連接條的局部透視圖。
【具體實施方式】
[0062]在下文中，將會參考附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在描述之前，應理解的是，在說明書和所附權利要求書中使用的術語不應被解釋為限制通常的和字典意義，而是基于允許發(fā)明人定義適合于最佳解釋的術語的原理基于與本發(fā)明的技術方面相對應的意義和概念進行解釋。因此，僅為了說明目的在此提出的描述就是優(yōu)選的實例，而不是旨在限制本發(fā)明的范圍，因此應被理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對其進行其它的等價物和變型。
[0063]首先，將參考圖2來簡要描述根據本發(fā)明的電池組。
[0064]圖2是示出了根據本發(fā)明實施例的電池組的透視圖。
[0065]參考圖2，根據本發(fā)明的電池組包括多個電池模塊10和連接條20。根據其用途，該電池組可以由串聯或并聯連接的多個電池模塊10組成。本發(fā)明的圖2僅描繪了六個電池模塊10彼此串聯連接。然而，本發(fā)明不限于此，而是，可以根據需要將適當數目的電池模塊10串聯或并聯連接。
[0066]接下來，將參考圖3至圖5來描述該電池組的每個電池模塊10。
[0067]圖3是示出了構成根據本發(fā)明實施例的電池組的電池模塊的分解透視圖，圖4是示出了圖3的電池模塊的、聯接到匯流條的電池單元的透視圖，并且圖5是示出了構成根據本發(fā)明實施例的電池組的電池模塊的組裝狀態(tài)的透視圖。
[0068]參考圖3至圖5，每個電池模塊10均包括電池單元100、匯流條200、殼體300、外部端子311和電壓傳感器321。
[0069]通過堆疊由至少一個單元電池110A、IIOB和包圍該單元電池110A、IIOB的電池蓋120組成的單元模塊100A、100B、100C、100D來形成電池單元100。
[0070]單元電池110A、110B包括:電極組件(未示出)，該電極組件容納在外部構件中；以及第一電極引線111和第二電極引線112，該第一電極引線111和第二電極引線112分別連接到電極組件的第一和第二電極板的未涂覆的部分并朝著所述外部構件的一側和另一側分別引出。在本發(fā)明中，例如，上述第一和第二電極板分別是陰極板和陽極板。相應地，第一和第二電極引線111、112將被描述為陰極和陽極引線111、112。
[0071]通常，所述陰極板由鋁(Al)制成，所述陽極板由銅(Cu)制成。因此，從電極板和電極引線111、112之間的可焊性和電阻最小化方面來考慮，陰極引線111優(yōu)選由與陰極板相同的鋁(Al)制成，并且陽極引線112優(yōu)選由與陽極板相同的銅(Cu)或涂覆有鎳(Ni)的銅(Cu)制成。
[0072]在存在多個單元電池110A、1 IOB和多個單元模塊100A至100D的情況下，根據該電池的用途，單元電池110A、1 IOB和單元模塊100A至100D可以彼此串聯或并聯連接。然而，在此將僅基于串聯連接的情況來描述本發(fā)明。換言之，在本發(fā)明中，以單個單元電池IlOA的陰極引線111聯接到與其相鄰的單元電池IlOB的陽極引線112的方式來相互連接所述單元電池110A、110B。在這種情況下，單元電池IlOA的位于(R方向上的)后表面的最外側處的陰極引線111和單元電池IlOB的位于(F方向上的)前表面的最外側處的陽極引線112分別聯接到稍后描述的匯流條200。
[0073]同時，關于單元電池110A、110B和單元模塊100A-100D的數量，本發(fā)明示出了堆疊在一起的兩個單元電池110A、110B和堆疊在一起的四個單元模塊100A至100D。然而，這僅是一個示例，單元電池110A、110B和單元模塊100A-100D的數量不限于此，而是可以根據二次電池的用途而改變。[0074]匯流條200是具有薄板形狀的金屬，并具有通過將其一側彎曲成大致“L”形而形成的引線聯接部210和形成在另一側的端子凹槽220。引線聯接部210聯接到單元電池IlOA的位于電池單元100的后表面R的最外側處的陰極引線111和單元電池IlOB的位于前表面F的最外側處的陽極引線112。端子凹槽220提供了供所述外部端子311插入的空間。稍后將描述該外部端子311。
[0075]分別附接到陰極引線111和陽極引線112的匯流條200可以由彼此不同的材料制成。換言之，與陽極引線111 一樣，附接到陰極引線111的匯流條200優(yōu)選由鋁制成，并且與陽極引線112 —樣，附接到陽極引線112的匯流條200優(yōu)選由銅或涂覆有鎳的銅制成。
[0076]殼體300容納電池單元100并包括下殼體310和上殼體320。
[0077]下殼體310具有敞口的上部分，被形成為包圍電池單元100的兩側的一部分及其下表面，并具有一對狹縫310a。狹縫310a形成在下殼體310的一側中的、與匯流條200的引線聯接部210相對應的位置處，并且提供了當電池單元100插入在下殼體310中時容納該引線聯接部210的空間。因此，電池單元100和匯流條200可以在維持它們之間的電連接的同時分別位于下殼體310的內側和外側。
[0078]同時，外部端子311設置在下殼體310的一側上的、與匯流條200的端子凹槽200相對應的位置處，并且形成為從下殼體310向外突出。
[0079]外部端子311具有與匯流條200的端子凹槽220相對應的尺寸和形狀，并且端子凹槽220提供了當電池單元100容納在下殼體310中時、使外部端子311可以插入在匯流條200中的空間。外部端子311起到了將外部設備(未示出)電連接到電池單元100的作用。從最小化接觸電阻和增大聯接力方面來考慮，外部端子311和匯流條200優(yōu)選由相同材料制成并通過焊接而彼此聯接。
[0080]上殼體320具有敞口的下部分，并且形成為包圍電池單元110的上表面以及電池單元Iio的兩側面的插入到下殼體310中的部分(S卩，電極引線111、112被引出時所穿過的側面的部分)。上殼體320可以利用螺釘聯接到下殼體310。
[0081]上殼體320在其兩側處具有傳感器聯接單元320a，使得電壓傳感器321可以插入在傳感器聯接單元320a中。電壓傳感器321電連接到傳感器聯接單元320a內的電池單元100并感測電池單元100的電壓。
[0082]接下來，將參考圖6和圖7描述連接條20，該連接條20用于連接彼此相鄰的電池模塊10。
[0083]圖6是示出了圖1的電池組的一部分的前視圖，并且圖7是示出了連接條安裝在另一個位置處的、圖6的電池組的前視圖。
[0084]當參考圖6和圖7描述連接條20時，為了方便起見，將把彼此相鄰的兩個電池模塊10加以區(qū)分地稱為第一電池模塊IOa和第二電池模塊10b。另外，第一電池模塊IOa的匯流條和外部端子將被分別稱為第一匯流條200a和第一外部端子311a，而第二電池模塊IOb的匯流條和外部端子將被分別稱為第二匯流條200b和第二外部端子311b。
[0085]參考圖6，連接條20包括:第一金屬板21 ;第二金屬板22，該第二金屬板22與第一金屬板21間隔開預定距離；以及金屬橋23，該金屬橋23將金屬板21，22彼此連接。如果第一金屬板21聯接到第一匯流條200a并且第二金屬板22聯接到第二匯流條200b，則連接條20將電池模塊10a、10b彼此電連接。第一金屬板21和第二金屬板22分別由與第一匯流條200a及第二匯流條200b相同的材料制成，并且，金屬板21、22和匯流條200a、200b優(yōu)選通過焊接而彼此聯接。這有助于最小化電阻并增大聯接力。
[0086]同時，盡管圖6示出了電池模塊10a、IOb被串聯連接，但本發(fā)明不限于此。換言之，如果第一匯流條200a和第二匯流條200b具有相同的極性，則彼此相鄰的電池模塊10a、IOb可以并聯連接。另外，也可以組合使用串聯連接和并聯連接。
[0087]參考圖7，如果第一金屬板21聯接到第一外部端子311a且第二金屬板22聯接到第二外部端子311b，則匯流條20可以將電池模塊10a、10b電連接。在這種情況下，與圖6類似，第一金屬板21和第二金屬板22優(yōu)選分別由與第一外部端子311a及第二外部端子311b相同的材料制成，并且它們可以通過焊接而彼此聯接。
[0088]金屬橋22通過焊接而連接在金屬板21、22之間，稍后將參考圖8a至圖13來描述各種連接結構。在此，將描述金屬橋23的作用和屬性。
[0089]當電池組過熱時，金屬橋23將熔斷，并因此起到了切斷第一金屬板21和第二金屬板22之間的電連接的作用。優(yōu)選地，金屬橋23由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分且不含有對環(huán)境和人體有害的鉛(Pb)的無鉛合金制成，并且金屬橋23具有約150至300°C的熔點。該熔點范圍低于從用于引線111、112和/或金屬板21、22的鋁、銅、以及涂覆有鎳的銅中選出的單個金屬的熔點。因此，能夠快速中斷過電流。
[0090]考慮到連接條20應耐受的最大電壓和最大電流、通過連接條20中斷的過電流水平、以及對連接條20所要求的電氣屬性(電阻)和/或機械特性(抗拉強度)來確定金屬橋23的熔點范圍。如果金屬橋23的熔點低于150°C，則電池組正常工作時流動的電流可能會使連接條20斷開。另外，如果金屬橋23的熔點高于300°C，則不能有效中斷過電流。
[0091]根據金屬橋23的熔點或者應賦予金屬橋23或連接條20的電氣屬性和/或物理屬性，可以適當地調節(jié)金屬橋23中含有的錫和銅的含量。
[0092]在金屬橋23的成分中，錫對金屬橋23的熔點和抗拉強度有影響。對于具有150至300°C的熔點和良好抗拉強度的金屬橋23來說，錫的含量被調節(jié)為80被％或更高，優(yōu)選在85至98wt%的范圍內。在此，wt%是基于金屬橋23的材料的全部重量的單位。
[0093]在金屬橋23的成分中，銅對連接條20的導電性、熔點和抗拉強度有影響，并且，考慮到銅的這種功能，銅的含量被調節(jié)為處于2至20wt%的范圍內，優(yōu)選在4至15wt%的范圍內。
[0094]通過如上所述地調節(jié)錫和銅的含量，可以獲得金屬橋23的良好抗拉強度，并且，由金屬橋23引起的電阻的增加可以控制為低于數個百分數。此外，可以在150至300°C的范圍內調節(jié)金屬橋23的熔點。
[0095]可選地，金屬橋23還可以包括從鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)中選出的任一種金屬，以改善電氣屬性和/或機械屬性?？梢愿鶕x予金屬橋23的電氣屬性和/或機械屬性來調節(jié)該附加金屬的含量，優(yōu)選在0.01至10wt%的范圍內。
[0096]同時，雖然本發(fā)明示出了當三個或更多個電池模塊10連接(圖2)時、金屬橋23被應用于所有的連接條，但本發(fā)明不限于此。換言之，如果在電池組中使用了應用金屬橋23的至少一個連接條20，則可以有效保護電池模塊的至少一部分。
[0097]如上所述，具有通過金屬橋23連接金屬板21、22的雙結構的連接條20被應用于根據本發(fā)明實施例的電池組。因此，當發(fā)生過電流時，該電池組可以由于連接條20的快速斷開而確保使用時的安全性。
[0098]特別地，與電流中斷單元被應用于與電極組件(未示出)相鄰的部分(例如引線
111、112)的情況相比，通過將電流中斷單元應用于安裝在殼體外側的連接條20，該電池組可以進一步減少著火或爆炸的可能性。換言之，通過使用具有較低的金屬導電性的金屬橋23增加電阻，根據本發(fā)明的具有雙結構的連接條20引起了局部加熱。如果在與電極組件相鄰的部分處發(fā)生這種加熱現象，則會不可避免地增大由于氣體膨脹引起的著火或爆炸的可能性。
[0099]因此，如果電流中斷單元被應用于諸如本實施例中通過殼體300而與電極組件隔離的連接條20等的部件，能夠防止由于為了使金屬橋23斷開而產生的加熱所造成的著火和/或爆炸，從而確保二次電池使用時的安全性。
[0100]接下來，將參考圖8a至圖13描述金屬板21、22和金屬橋23之間的各種聯接模式。
[0101]圖8a至圖13是示出了根據本發(fā)明實施例的在電池組處采用的各種形狀的連接條的局部透視圖。
[0102]參考圖8a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且，金屬橋23形成在金屬板21、22的上表面上并連接到金屬板21、22。圖8a示出了金屬橋23形成在金屬板21、22的上表面上,但金屬橋23也可以形成在金屬板21、22的下表面上。
[0103]另外，如圖8b所示，金屬橋23可以形成在金屬板21、22的上表面和下表面上。在這種情況下，可以增強金屬板21、22之間的聯接力。
[0104]參考圖9a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且具有形成在其一側端部處的彼此面對的上表面中的容納凹槽RGl。同時，金屬橋23具有與容納凹槽RGl相對應的尺寸和形狀，并且，金屬橋23容納在通過所述容納凹槽RGl的接合而形成的空間中并結合到金屬板21、22。雖然圖9a示出了容納凹槽RGl僅形成在金屬板21、22的上表面中，但所述容納凹槽RGl也可以形成在金屬板21、22的上表面和下表面中。
[0105]參考圖％，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙形成在同一平面上，并具有形成在其彼此面對的一側端部處的第一彎曲部21’和第二彎曲部22’。同時，金屬橋23容納在通過第一彎曲部21’和第二彎曲部22’的接合而形成的空間中并結合到金屬板21、22。
[0106]參考圖9c,第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上,并具有從第一金屬板21和第二金屬板22的彼此面對的表面以預定深度形成的容納凹槽RG2。同時，金屬橋23的兩側被插入到容納凹槽RG2中并結合到金屬板21、22。
[0107]與圖8a和圖8b所示的結構相比，圖9a、圖9b和圖9c所示的結構增強了金屬板21,22之間的聯接力并減小了接觸電阻，這是因為金屬板21、22和金屬橋23之間的接觸面積增大了。
[0108]參考圖10a，第一金屬板21和第二金屬板22以規(guī)則的間隙位于同一平面上，并且金屬橋23直接介于金屬板21、22的彼此面對的表面之間并結合到金屬板21、22。
[0109]圖1Ob的結構在以下方面不同于圖1Oa的結構:金屬板21、22的彼此面對的表面具有朝著金屬橋23呈錐形的斜面形狀。在這種情況下，金屬板21、22和金屬橋23之間的接觸面積進一步增大了，這增強了金屬板21、22之間的聯接力并減小了接觸電阻。
[0110]參考圖1 Ia,第一金屬板21和第二金屬板22被定位成使得第一金屬板21的一側和第二金屬板22的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且金屬橋23介于該整個彼此面對的區(qū)域中并結合到金屬板21、22。
[0111]圖1lb和圖1lc的結構在介于金屬板21、22之間的金屬橋23的面積方面不同于圖1la的結構。換言之，金屬橋23僅形成在金屬板21、22彼此面對的區(qū)域的外周中的一側和另一側。在這種情況下，當電池組處發(fā)生過電流時，連接條20可以快速斷開。
[0112]同時，雖然附圖中未示出，但金屬橋23也可形成在該彼此面對的區(qū)域的整個外周處。在這種情況下，可以期待的是，與圖1la的結構相比，金屬橋23將會更快速地斷開，并且，與圖1lb和圖1lc的結構相比，金屬板21、22之間的聯接力將更優(yōu)良。
[0113]圖12的連接條20在以下方面不同于圖8a的連接條20:在金屬板21、22和金屬橋23之間進一步設有鉚釘24。鉚釘24起到了增強金屬板21、22和金屬橋23之間的聯接力的作用。
[0114]同時，雖然圖12示出了鉚釘24被另外應用于圖8a的連接條20，但本發(fā)明不限于此。換言之，鉚釘24也可應用于圖8b至圖9c的結構。
[0115]圖13的連接條20在以下方面不同于圖8a的連接條20:彼此面對的第一金屬板21的一側和第二金屬板22的一側具有朝著其端部變窄的錐形部N1、N2。在這種情況下，因為與圖8a的連接條20相比該錐形部N1、N2處的電阻增加了，所以，當過電流發(fā)生時會產生更多的熱量，因此可以快速斷開連接條20。
[0116]同時，雖然圖13示出了錐形部N1、N2被另外形成在圖8a的連接條20處，但本發(fā)明不限于此。換言之，錐形部N1、N2也可應用于圖Sb至圖1lc的結構。特別地，在用于增大金屬板21、22和金屬橋23之間的接觸面積的結構被聯接到圖13的連接條20(參見圖9a至圖9c)的情況下，當過電流發(fā)生時，連接條20可以快速斷開，金屬板21、22之間的聯接力是優(yōu)良的，并且接觸電阻低。
[0117]接下來，將參考圖14a和圖14b描述根據本發(fā)明另一個實施例的電池組。
[0118]圖14a和圖14b是示出在根據本發(fā)明另一個實施例的電池組處采用的各種形狀的連接條30的局部透視圖。
[0119]參考圖14a，根據本發(fā)明另一個實施例的電池組僅在連接條20方面不同于前述實施例的電池組，其它部件則大致相同。因此，下面的描述將僅集中于連接條30，在此將不再詳細描述其它部件。
[0120]連接條30由與前述實施例的連接條20的金屬橋23具有相同成分的合金板31制成。換言之，連接條30具有單一結構，而不是前述實施例的連接條20的雙結構，并且，連接條30由與前述實施例的金屬橋23相同的材料制成。
[0121]在這種情況下，當過電流在電池組中流動時，不僅連接條30的中央部可以容易地斷開，而且連接條30的與匯流條200或外部端子311聯接的聯接部可以容易地斷開，這確保了電池組使用時的安全性。
[0122]參考圖14b，連接條30具有形成在合金板31的至少一部分中的凹口 32。該凹口32從合金板31的厚度方向上的外側到內側以預定深度形成。
[0123]合金板31的橫截面減少的程度與凹口 32的深度一樣多，因此，形成有該凹口 32的部分具有增答的電阻。因此，當過電流流動時，具有凹口 32的連接條30可以容易地斷開。
[0124]已經詳細地描述本發(fā)明。然而，應理解的是，僅通過圖示給出詳細描述和特定實例，同時指示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這是因為根據此詳細的描述對于本領域的技術人員來說本發(fā)明的精神和范圍內的各種變化和變型將會變得顯而易見。
【權利要求】
1.一種電池組，包括: 多個電池模塊，每個電池模塊均具有至少一個單元電池、用于容納所述單元電池的殼體、以及電連接到所述單元電池的匯流條；以及 連接條，所述連接條用于連接所述多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊， 其中，所述連接條中的至少一個包括: 第一金屬板； 第二金屬板，所述第二金屬板與所述第一金屬板間隔開；和 金屬橋，所述金屬橋被構造成連接所述第一金屬板和所述第二金屬板，并具有比所述金屬板低的熔點。
2.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述連接條連接所述彼此相鄰的電池模塊的匯流條。
3.根據權利要求1所述的電池組，還包括安裝在所述殼體的一側處的外部端子， 其中，所述匯流條連接所述單元電池和所述外部端子。
4.根據權利要求3所述的電池組，其中，所述連接條連接所述彼此相鄰的電池模塊的外部端子。
5.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述彼此相鄰的電池模塊被串聯或并聯連接。
6.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述金屬橋是含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金。
7.根據權利要求6所述的電池組， 其中，所述錫的含量為80至98wt%，并且 其中，所述銅的含量為2至20wt%。
8.根據權利要求7所述的電池組，其中，所述金屬橋還包括從以下項組成的組中選出的至少一種附加金屬:鎳(Ni)、鋅(Zn)和銀(Ag)。
9.根據權利要求8所述的電池組，其中，所述附加金屬的含量為0.01至10wt%。
10.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述金屬橋具有150至300°C的熔點。
11.根據權利要求1所述的電池組，其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板以規(guī)則的間隙位于同一平面上。
12.根據權利要求11所述的電池組，其中，所述金屬橋在所述第一金屬板和所述第二金屬板的任一個表面或兩個表面上結合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
13.根據權利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板具有形成在其彼此面對的一側端部處的上表面和下表面中的至少一個內的容納凹槽，并且 其中，所述金屬橋具有與所述容納凹槽相對應的尺寸和形狀，并且容納在通過所述容納凹槽的接合而形成的空間中并結合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
14.根據權利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板分別具有形成在其一側端部處的第一彎曲部和第二彎曲部，并且 其中，所述金屬橋容納在通過所述第一彎曲部和所述第二彎曲部的接合而形成的空間中并結合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
15.根據權利要求11所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板具有從所述第一金屬板和所述第二金屬板的彼此面對的表面以預定深度形成的容納凹槽，并且 其中，所述金屬橋的兩側分別插入到所述容納凹槽中并結合到所述金屬板。
16.根據權利要求11所述的電池組，其中，所述金屬橋直接介于所述第一金屬板和所述第二金屬板的彼此面對的表面之間，并結合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
17.根據權利要求16所述的電池組，其中，所述彼此面對的表面具有朝著所述金屬焊接橋呈錐形的傾斜表面。
18.根據權利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側和所述第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且 其中，所述金屬橋介于該彼此面對的區(qū)域中并結合到所述第一金屬板和所述第二金屬板。
19.根據權利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側和所述第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且 其中，所述金屬橋形成在該彼此面對的區(qū)域的外周的一側和另一側。
20.根據權利要求1所述的電池組， 其中，所述第一金屬板和所述第二金屬板被定位成使得所述第一金屬板的一側和所述第二金屬板的一側在彼此至少部分重疊的同時彼此面對，并且 其中，所述金屬橋形成在該彼此面對的區(qū)域的整個外周處。
21.根據權利要求1所述的電池組，還包括鉚釘，所述鉚釘用于將所述第一金屬板和所述金屬橋固定并將所述第二金屬板和所述金屬橋固定。
22.根據權利要求1所述的電池組， 其中，彼此面對的所述第一金屬板的一側和所述第二金屬板的一側具有朝著其端部變窄的錐形形狀。
23.—種電池組，包括: 多個電池模塊，每個電池模塊均具有至少一個單元電池、用于容納所述單元電池的殼體、以及電連接到所述單元電池的匯流條；以及 連接條，所述連接條用于連接所述多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊，所述連接條具有150至300°C的熔點。
24.根據權利要求23所述的電池組，其中，所述連接條由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金材料制成。
25.根據權利要求23所述的電池組，其中，所述連接條具有形成在所述連接條的至少一部分中的凹口。
26.一種連接條，所述連接條連接電池組的多個電池模塊中的彼此相鄰的電池模塊， 其中，所述連接條具有150至300°C的熔點。
27.根據權利要求26所述的連接條，其中，所述連接條由含有錫(Sn)和銅(Cu)作為主要成分的無鉛合金材料制成。
【文檔編號】H01M2/30GK103650209SQ201380002178
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年1月3日 優(yōu)先權日:2012年1月3日
【發(fā)明者】崔埈碩, 盧泰煥, 李珍圭, 金性泰, 金臺爀, 梁正勛, 崔丞惇, 姜達模, 金東延 申請人:株式會社Lg化學