具有新型結(jié)構(gòu)的電池模塊組件底板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有新型結(jié)構(gòu)的電池模塊組件底板(base plate)，更具體地講，涉及一種如下電池模塊組件的底板，其中，該底板由金屬片制成，在該金屬片的頂部處形成有模塊接納部，在模塊接納部上裝載每一個(gè)均包括電池單體的一個(gè)或多個(gè)電池模塊，所述片在其外邊緣的至少一部分處設(shè)有向上彎曲的側(cè)壁，并且模塊接納部設(shè)有朝向電池模塊突出的加強(qiáng)筋(reinforcement bead)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)裝置的日益發(fā)展，以及對(duì)此類移動(dòng)裝置需求的增長(zhǎng)，對(duì)二次電池的需求也大幅增長(zhǎng)。在這些二次電池當(dāng)中，鋰二次電池展示出高能量密度、高工作電壓、卓越的充電保持能力和長(zhǎng)使用壽命，因而被廣泛用作各種電子產(chǎn)品和移動(dòng)裝置的能源。
[0003]二次電池根據(jù)其外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常分為圓柱狀電池、棱柱狀電池和袋狀電池。特別地，棱柱狀電池和袋狀電池由于可以以高集成度堆疊并具有小的寬長(zhǎng)比，所以引起了廣泛關(guān)注。
[0004]此外，作為電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的能源，二次電池也引起了廣泛關(guān)注，該二次電池已被開發(fā)用于解決諸如使用化石燃料的現(xiàn)有汽油車和柴油車造成的空氣污染的問題。因此，二次電池由于自身優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于越來越多的應(yīng)用，而且，預(yù)計(jì)二次電池在未來會(huì)被應(yīng)用于更多應(yīng)用和產(chǎn)品。
[0005]隨著可應(yīng)用二次電池的應(yīng)用和產(chǎn)品的增加，電池種類也增加了，從而電池可以提供與不同應(yīng)用和產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的輸出和容量。此外，迫切需要減小被應(yīng)用于對(duì)應(yīng)應(yīng)用和產(chǎn)品的二次電池的尺寸和重量。
[0006]例如，諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī)的小型移動(dòng)裝置，對(duì)于每個(gè)裝置根據(jù)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的尺寸和重量的減小，使用一個(gè)或幾個(gè)尺寸小、重量輕的電池單體。另一方面，如電動(dòng)自行車和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的中型或大型裝置，使用具有多個(gè)彼此電連接的電池單體的電池模塊(也可被稱作“中型或大型電池組”)，原因是對(duì)于中型或大型裝置需要高輸出和大容量。電池模塊的尺寸和重量與對(duì)應(yīng)的中型或大型裝置的容納空間和功率直接相關(guān)。為此，制造商正試圖制造尺寸小、重量輕的電池模塊。
[0007]同時(shí)，在常規(guī)電池模塊中，二次電池可能由于過充電、過放電、過熱和外部沖擊等而被非正常操作，結(jié)果在電池中產(chǎn)生氣體。例如，過熱的電池產(chǎn)生氣體，而且隨著氣體在電池殼體中增壓更加速了電池部件的分解，這造成持續(xù)過熱并產(chǎn)生氣體，結(jié)果膨脹現(xiàn)象可能發(fā)生。在二次電池由于長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致緩慢老化時(shí)，該現(xiàn)象也會(huì)發(fā)生。在電池模塊構(gòu)造成具有其中電池模塊與電池組的外表面直接接觸的結(jié)構(gòu)的情況下，電池組的外表面可能因?yàn)榕蛎浂冃巍?br>[0008]為解決上述問題，在常規(guī)電池模塊最外側(cè)進(jìn)一步固定另外的結(jié)構(gòu)以最小化膨脹。然而，在此情況下，增大了電池模塊組件的總體積，且使得生產(chǎn)過程復(fù)雜化。
[0009]因此，非常需要能夠根本上解決上述問題的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]已經(jīng)提出本發(fā)明以解決上述問題和其它尚未解決的技術(shù)問題。
[0012]因此，本發(fā)明的目的是提供一種構(gòu)造成具有如下特定結(jié)構(gòu)的電池模塊組件底板，該特定結(jié)構(gòu)包括加強(qiáng)筋，由此能夠限制由膨脹造成的電池模塊組件體積的增大，同時(shí)防止由膨脹造成的電池模塊組件的變形，并且能夠提高生產(chǎn)過程的效率。
[0013]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供可以被組裝成具有緊湊結(jié)構(gòu)的電池模塊組件，在該緊湊結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定地固定被接納在電池模塊組件中的構(gòu)件，由此同時(shí)提高生產(chǎn)過程的安全性和效率。
[0014]技術(shù)解決方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，上述及其它目的可通過提供如下電池模塊組件的底板來實(shí)現(xiàn)，其中，該底板由金屬片制成，該金屬片具有形成在其頂部處的模塊接納部，在模塊接納部上裝載每一個(gè)均包括電池單體的一個(gè)或多個(gè)電池模塊，在片在其外邊緣的至少一部分處設(shè)有向上彎曲的側(cè)壁，并且模塊接納部設(shè)有朝向電池模塊突出的加強(qiáng)筋。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的電池模塊組件的底板包括加強(qiáng)筋。因此，能夠在不提供另外的支撐結(jié)構(gòu)的情況下下，防止由膨脹造成的電池模塊外表面的變形。此外，能夠構(gòu)造電池模塊組件使得該電池模塊組件具有緊湊結(jié)構(gòu)。
[0017]在優(yōu)選示例中，電池單體中的每一個(gè)可以是棱柱狀二次電池或袋狀二次電池。然而，本發(fā)明不限于此。
[0018]棱柱狀二次電池可構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu):電極組件以密封狀態(tài)安裝在棱柱狀金屬殼體中，并且袋狀二次電池可構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu):電極組件以密封狀態(tài)安裝在包括樹脂層和金屬層的層壓片中。
[0019]二次電池可以是具有高能量密度、放電電壓和輸出穩(wěn)定性的鋰二次電池。該鋰二次電池的其它部件將在下文簡(jiǎn)要描述。
[0020]通常，鋰二次電池包括正電極、負(fù)電極、分隔物和包含鋰鹽的非水電解液。
[0021 ] 正電極可通過例如以下方式來制造:將正電極活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的混合物涂覆到正電極集電器并干燥該混合物。可根據(jù)需要向混合物進(jìn)一步添加填充劑。另一方面，負(fù)電極可通過如下方式來制造:將負(fù)電極活性材料和粘結(jié)劑的混合物涂覆到負(fù)電極集電器并干燥該混合物?？筛鶕?jù)需要進(jìn)一步包括以上提到的配料。
[0022]分隔物置于負(fù)電極和正電極之間。分隔物可由呈現(xiàn)高離子滲透性和機(jī)械強(qiáng)度的絕緣薄膜制成。
[0023]包含鋰鹽的非水電解液由非水電解質(zhì)和鋰鹽構(gòu)成。用作非水電解液的可以是液態(tài)非水電解液、固態(tài)電解質(zhì)或無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)。
[0024]集電器、電極活性材料、導(dǎo)電材料、粘結(jié)劑、填充劑、分隔物、電解液和鋰鹽在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知，因此將省略其詳細(xì)說明。
[0025]可使用本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的常規(guī)方法來制造鋰二次電池。S卩，可通過在正電極和負(fù)電極之間置放多孔分隔物并在其中注入電解液來制造鋰二次電池。
[0026]正電極可通過例如以下方式來制造:將包含鋰過渡金屬氧化物活性材料、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑的漿料涂覆到集電器上并干燥所涂覆的漿料。同樣地，負(fù)電極可通過例如以下方式來制造:將包含碳活性材料、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑的漿料涂覆到薄集電器上并干燥所涂覆的漿料。
[0027]在優(yōu)選的示例中，電池模塊中的每一個(gè)可被構(gòu)造成使得電池單體彼此并聯(lián)地連接。
[0028]在具體示例中，可使用“η ”形或“[”形匯流條實(shí)現(xiàn)電池單體之間的并聯(lián)連接。替代地，電池單體的電極端子可通過使用匯流條而直接連接到彼此。
[0029]電池單體可固定至盒框架，并且電池模塊中的每一個(gè)可被構(gòu)造成具有其中堆疊盒框架的結(jié)構(gòu)。
[0030]盒框架是呈現(xiàn)預(yù)定剛度的結(jié)構(gòu)。盒框架保護(hù)電池單體免受外部沖擊影響并且確保電池單體的穩(wěn)定安裝。此外，電池單體被布置成使得，電池單體的電極引線被盒框架引向一偵U。因此，能夠經(jīng)由匯流條在電池單體之間更加易于實(shí)現(xiàn)電并聯(lián)連接。
[0031]此外，經(jīng)由匯流條而彼此并聯(lián)電連接的電池單體的電極引線可連接到電極端子，并且電極端子可置放在與布置電極引線的一側(cè)相同的側(cè)處。因此，被構(gòu)造成具有其中將電池單體固定到盒框架且堆疊盒框架的結(jié)構(gòu)的電池模塊可經(jīng)由在電池模塊中的每一個(gè)的一側(cè)處形成的電極端子而電連接到另一個(gè)電池模塊。此外，用于電壓檢測(cè)的檢測(cè)構(gòu)件可易于安裝在每一個(gè)電池模塊處。
[0032]例如，所述片可以是金屬片。
[0033]在優(yōu)選示例中，在底板上可裝載有兩個(gè)或更多個(gè)電池模塊，并且電池模塊組件可包括板狀組件蓋，該板狀組件蓋被裝載在電池模塊的頂部上且以緊固方式聯(lián)接至電池模塊，該組件蓋包括用于固定電纜的電纜固定部。
[0034]可通過提供組件蓋將電池模塊穩(wěn)定地安裝并固定至底板的模塊接納部。此外，提高了電池模塊組件的總體剛度，并且可穩(wěn)定地緊固和固定被接納在底板中的電纜。
[0035]在上述結(jié)構(gòu)中，電池模塊可設(shè)有用于與組件蓋緊固的緊固孔。因此，電池模塊可被裝載于在底板處形成的模塊接納部的頂部上，并同時(shí)緊固到組件蓋，從而實(shí)現(xiàn)更加安全穩(wěn)定的固定。此外，可通過使用螺栓或鉚釘穿過緊固孔來實(shí)現(xiàn)電池模塊和組件蓋之間的緊固。然而，本發(fā)明不限于此。
[0036]同時(shí)，加強(qiáng)筋中的每一個(gè)的突出高度可等于底板厚度的10%到400%。在高度過小的情況中，通過形成加強(qiáng)筋獲得的效果難以實(shí)現(xiàn)，這樣的情況不是優(yōu)選的。另一方面，在高度過大的情況中，電池模塊組件的總體積增大，這樣的情況也不是優(yōu)選的。優(yōu)選地，加強(qiáng)筋中的每一個(gè)的突出高度等于底板厚度的30%到300%。
[0037]在另一個(gè)優(yōu)選示例中，加強(qiáng)筋中的每一個(gè)可包括:主筋，主筋位于模塊接納部中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)的中心處，以吸收被集中在電池模塊中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)的中心上的膨脹應(yīng)力，且當(dāng)從上方觀察時(shí)該主筋呈圓形；副筋，副筋位于模塊接納部中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)的拐角處，副筋中的每一個(gè)具有比主筋小的尺寸，且當(dāng)從上方觀察時(shí)副筋中的每一個(gè)呈圓形；連接筋，連接筋從主筋延伸至相應(yīng)的副筋。
[0038]因此，非常優(yōu)選的是，主筋吸收被集中在電池模塊中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)上的總應(yīng)力，并且連接筋和副筋在每個(gè)方向上耗散應(yīng)力。
[0039]在上述結(jié)構(gòu)中，主筋的半徑可大于副筋中的每一個(gè)的半徑，以便有效吸收來自電池單體或電池模塊中的對(duì)應(yīng)一個(gè)的膨脹應(yīng)力。例如，主筋的半徑可等于副筋中的每一個(gè)的半徑的1.5到