具有熱成型塑料外殼的電池電芯的殼體、電池電芯、電池模塊以及機(jī)動(dòng)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電池電芯的殼體，其具有金屬的內(nèi)側(cè)部分以及局部包圍內(nèi)側(cè)部分的熱成型塑料外殼(10)，所述外殼是電絕緣的。熱成型的外殼(10)與浸漬涂層等相比提高了機(jī)械強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，并且提高了擊穿強(qiáng)度。此外還涉及一種電池電芯、電池電芯模塊和機(jī)動(dòng)車。
【專利說(shuō)明】具有熱成型塑料外殼的電池電芯的殼體、電池電芯、電池模塊以及機(jī)動(dòng)車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池電芯的殼體、電池電芯、電池模塊以及機(jī)動(dòng)車。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池電芯的殼體通常由深拉鋁板構(gòu)成。此類殼體就是所謂的硬殼殼體。這種金屬殼體自然是導(dǎo)電的。通過(guò)將內(nèi)電極的正電位連接到殼體上確定了殼體的電位，從而最小化殼體上的不期望的電化學(xué)反應(yīng)。
[0003]因此必須將殼體本身電絕緣。唯有如此,才能將電池模塊中串聯(lián)的電芯分組并且使電芯相互間不會(huì)短路地分組。通過(guò)電絕緣表面、例如通過(guò)用自粘聚酯薄膜封裝電芯來(lái)實(shí)現(xiàn)電芯的殼體的絕緣。
[0004]在將此類電芯串聯(lián)成模塊時(shí)，存在各個(gè)電芯之間的電壓可能擊穿的問(wèn)題，其中電芯將會(huì)受損而不可用，或者絕緣故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)輸出故障消息。
[0005]DE 199 10 433 Al公開(kāi)了電池及其制造方法，其中將電池布置在至少局部由例如塑料薄膜的非導(dǎo)電材料構(gòu)成的袋之中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]按照本發(fā)明，提供一種用于電池電芯、優(yōu)選鋰離子電池電芯的殼體，其中，根據(jù)本發(fā)明所述殼體由金屬的內(nèi)側(cè)部分以及局部包圍內(nèi)側(cè)部分的熱成型的塑料外殼構(gòu)成，所述外殼是電絕緣的。
[0007]有各種不同的方案可用來(lái)設(shè)計(jì)外殼，其中最關(guān)鍵的是可靠地避免短路，對(duì)此在極端情況下，外殼必須僅僅設(shè)置在包括用于爬電距離的附加部在內(nèi)的電池電芯接觸部位上。
[0008]以下所述的實(shí)施方式均涉及用于棱柱形的電池電芯或者用于具有棱柱形的內(nèi)側(cè)部分的電池電芯的殼體，其中，當(dāng)然也可以將經(jīng)變化形狀的殼體用于其它形狀的電池電芯。
[0009]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，外殼在五個(gè)側(cè)面包圍殼體的金屬的內(nèi)側(cè)部分，其中，優(yōu)選外殼不遮蓋金屬的內(nèi)側(cè)部分的載有電池電芯端子的側(cè)面。因此外殼同樣具有棱柱形狀，或者其中一側(cè)敞開(kāi)的棱柱體。
[0010]作為替代方案，外殼也可以僅僅在三個(gè)側(cè)面遮蓋殼體的內(nèi)側(cè)部分，從而使該外殼具有U形的橫截面。
[0011]在這些實(shí)施方式中，每個(gè)電池電芯均配有單獨(dú)的外殼，電池電芯以金屬的內(nèi)側(cè)部分可輕松地插入該外殼中。可以任意組裝并隨后連接這些電池電芯。
[0012]按照本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，外殼設(shè)計(jì)成至少兩個(gè)朝向一側(cè)敞開(kāi)的棱柱體或者棱柱殼，其分別具有與上述實(shí)施方式一樣的特性。所述至少兩個(gè)棱柱體在此通過(guò)連接片或者沿著敞開(kāi)側(cè)的一條邊相互連接，從而形成用于至少兩個(gè)電池電芯的共同外殼。
[0013]在該實(shí)施方式中,夕卜殼或者相應(yīng)的棱柱體也可以僅僅在三個(gè)側(cè)面遮蓋殼體的內(nèi)側(cè)部分，從而使該外殼分別具有U形的橫截面。
[0014]根據(jù)共同外殼的設(shè)計(jì)，電池電芯可以設(shè)置成一排，或者平行的至少兩排。
[0015]優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)連接用的連接片越過(guò)由外殼的敞開(kāi)側(cè)形成的面伸出，從而提供一種可用來(lái)改變外殼的各個(gè)棱柱體之間距離的“伸展褶皺”。這樣能夠有利地補(bǔ)償厚度。
[0016]按照另一種優(yōu)選的實(shí)施方式所述，如在上述實(shí)施方式中一樣設(shè)計(jì)外殼，使得設(shè)有至少兩個(gè)朝向一側(cè)敞開(kāi)的棱柱體，所述棱柱體通過(guò)連接片或者沿著敞開(kāi)側(cè)的一條邊相互連接。該實(shí)施方式中連接片的尺寸設(shè)定成其面積與棱柱體的敞開(kāi)側(cè)相對(duì)應(yīng)。連接片還具有可供電池電芯端子穿行的兩個(gè)通孔。
[0017]按照這種有益的實(shí)施方式，將電池電芯的一部分插入外殼的一側(cè)敞開(kāi)的棱柱體之中，另一部分則被對(duì)面?zhèn)榷ㄎ辉谶B接片區(qū)域內(nèi)或者連接片下方。
[0018]相應(yīng)的棱柱體也可以僅僅在三個(gè)側(cè)面遮蓋殼體的內(nèi)側(cè)部分。
[0019]根據(jù)共同外殼的設(shè)計(jì)，這里也可以將電池電芯設(shè)置成一排或者平行的至少兩排。
[0020]殼體的熱成型外殼由一種熱塑性塑料構(gòu)成。專業(yè)人士均了解適用的塑料、塑料薄膜或者塑料板，例如聚烯烴、聚酯等類似材料。
[0021]例如當(dāng)使用在不同方向(雙軸向)上拉伸的薄膜的時(shí)候，也可以將多個(gè)薄膜彼此疊置地進(jìn)行加工。同樣可以使用例如纖維增強(qiáng)的薄膜，以有利地進(jìn)一步提高外殼的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的殼體的外殼由于在制造時(shí)經(jīng)受的拉伸，因此與其它對(duì)電池電芯殼體進(jìn)行絕緣的解決方案(例如以浸潰或者涂裝方式施加的材料或者配置熱縮軟管)相比有利地具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率以及較高的擊穿強(qiáng)度。
[0023]通過(guò)在加工時(shí)加熱用于制造外殼的塑料薄膜，也可以按照現(xiàn)有技術(shù)加工與通常相比更厚的薄膜，從而提高了可靠性。如有需要，按照現(xiàn)有技術(shù)必須將多個(gè)薄膜彼此疊置，以保證可靠的絕緣。
[0024]通過(guò)使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、技術(shù)成熟的標(biāo)準(zhǔn)薄膜卷材，殼體的外殼實(shí)現(xiàn)了低成本的電池電芯的絕緣。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的殼體的外殼沒(méi)有熔接縫或者重疊的粘接部位，這些均可能是絕緣缺陷的原因。此外還可以很輕松地檢查所使用的薄膜有無(wú)缺陷。
[0026]專業(yè)人士均熟悉現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于熱成型或者拉伸成型的制造方法。因此能夠以自動(dòng)化、適合量產(chǎn)并且工藝可靠的方式進(jìn)行加工或生產(chǎn)，從而保證絕緣可靠性，并且能避免常規(guī)手工封裝電池電芯時(shí)例如由于引起薄膜脫離的氣泡或者損傷的產(chǎn)生而導(dǎo)致的缺陷。此外還有利地降低利用自粘聚酯薄膜手工封裝電池電芯的用工量。
[0027]這種外殼可以利用簡(jiǎn)單的模具制造，并且也適合于安全運(yùn)輸電池電芯。在此可以將電池電芯直接用作陽(yáng)模。
[0028]按照本發(fā)明，還提供配有上述殼體的電池電芯、具有至少兩個(gè)電池電芯的電池電芯模塊以及尤其是電動(dòng)汽車的機(jī)動(dòng)車，所述機(jī)動(dòng)車具有至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電池電芯模塊，該電池電芯模塊與機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連。
[0029]從屬權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)中所述均為本發(fā)明的有益的改進(jìn)方案。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]以下將根據(jù)附圖和下列描述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖中:
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電池殼體的外殼的透視圖，
[0032]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的電池殼體的外殼透視圖，
[0033]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的電池殼體的外殼透視圖，以及
[0034]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的電池殼體的外殼透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1所不為用來(lái)容納電池電芯的殼體的金屬的內(nèi)側(cè)部分的外殼10。該外殼10具有包括五個(gè)封閉的側(cè)面和一個(gè)敞開(kāi)的側(cè)面12的棱柱體11，通過(guò)敞開(kāi)的側(cè)面插入圖中沒(méi)有繪出的殼體的內(nèi)側(cè)部分。
[0036]圖2所示的外殼10可在敞開(kāi)的側(cè)面12容納殼體的兩個(gè)內(nèi)側(cè)部分。為此在兩個(gè)棱柱體11之間提供連接片13，該連接片從其中一個(gè)棱柱體11的敞開(kāi)側(cè)面12朝向另一個(gè)棱柱體11的敞開(kāi)側(cè)面12延伸。連接片13具有與敞開(kāi)側(cè)面12相同的面積，并且具有用于圖中沒(méi)有繪出的電池電芯的端子的穿行的兩個(gè)通孔14，由此可以將另外兩個(gè)內(nèi)側(cè)部分布置在連接片13下方。
[0037]圖3所示的外殼10示出了一排棱柱體11，分別利用連接片13將這些棱柱體連接，但是連接片在這里越過(guò)由敞開(kāi)側(cè)面12形成的平面向外伸出并且形成一種伸展褶皺，從而能夠補(bǔ)償內(nèi)側(cè)部分的厚度差異。
[0038]圖4所示的外殼10基本上對(duì)應(yīng)于圖3所示的外殼10，只不過(guò)這里將棱柱體11的另外兩個(gè)側(cè)面15和16同樣也設(shè)計(jì)成敞開(kāi)的，從而呈U形地包圍相應(yīng)的棱柱體11中的內(nèi)側(cè)部分。
【權(quán)利要求】
1.用于電池電芯的殼體，其特征在于，所述殼體由金屬的內(nèi)側(cè)部分以及局部包圍所述內(nèi)側(cè)部分的熱成型的塑料構(gòu)成的外殼(10)構(gòu)成，所述外殼是電絕緣的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，所述外殼(10)在五個(gè)側(cè)面包圍所述殼體的金屬的內(nèi)側(cè)部分，從而形成在一側(cè)(12)敞開(kāi)的棱柱體(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，所述外殼(10)在三個(gè)相鄰的側(cè)面包圍所述殼體的金屬的內(nèi)側(cè)部分，使得所述外殼(10)的橫截面呈U形并且形成在三個(gè)側(cè)面敞開(kāi)的棱柱體(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的殼體，其特征在于，所述外殼(10)形成用于至少兩個(gè)內(nèi)側(cè)部分的外殼(10)，所述內(nèi)側(cè)部分分別通過(guò)連接片(13)相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼體，其特征在于，所述連接片(13)越過(guò)由所述外殼(10)的敞開(kāi)的側(cè)面(12)構(gòu)成的面向外伸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼體，其特征在于，所述連接片(13)的面積對(duì)應(yīng)于所述棱柱體(11)的敞開(kāi)的側(cè)面(12)的面積，并且所述連接片(13)具有兩個(gè)通孔(14)。
7.—種電池電芯,其具有根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池電芯，其特征在于，所述電池電芯是鋰離子電池電芯。
9.一種電池電芯模塊，其具有至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電池電芯。
10.一種尤其是電動(dòng)汽車的機(jī)動(dòng)車，其具有根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池電芯模塊，其特征在于，所述電池電芯模塊與機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連。
【文檔編號(hào)】H01M2/10GK104247081SQ201380008871
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月10日
【發(fā)明者】M·格勒賽 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司, 三星Sdi株式會(huì)社