電化學(xué)蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電化學(xué)蓄電池，其包括至少一個(gè)殼體、至少一個(gè)設(shè)置在所述殼體中的電化學(xué)電池以及至少兩個(gè)用于電接觸蓄電池的電連接端子，其中連接端子中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)相互連接的、不同的金屬或金屬合金的部段構(gòu)成。本發(fā)明還涉及一種用于制造電化學(xué)蓄電池的方法。
【專利說明】電化學(xué)蓄電池
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的電化學(xué)蓄電池。此外，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分的用于制造電化學(xué)蓄電池的方法。
[0002]這種電化學(xué)蓄電池用在許多技術(shù)領(lǐng)域中。本發(fā)明尤其涉及用于電動(dòng)車和混合動(dòng)力車的蓄電池領(lǐng)域。這些類型的蓄電池在效率、重量和制造成本方面提出了特殊要求。
[0003]本發(fā)明的目的是為大批量生產(chǎn)、尤其為在汽車技術(shù)應(yīng)用中的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝更有效率地設(shè)計(jì)電化學(xué)蓄電池。還說明了用于制造這種蓄電池的改進(jìn)方法。
[0004]此目的根據(jù)權(quán)利要求1通過一種電化學(xué)蓄電池得以實(shí)現(xiàn)，所述電化學(xué)蓄電池包括至少一個(gè)殼體、至少一個(gè)設(shè)置在所述殼體中的電化學(xué)電池以及至少兩個(gè)用于電接觸蓄電池的電連接端子，其中連接端子中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段構(gòu)成。該至少一個(gè)連接端子能夠例如由兩個(gè)單獨(dú)的、分別制造的金屬件組成，它們形成連接端子的不同金屬或金屬合金的兩個(gè)部段。這種類型的連接端子(其也被稱為雙金屬或多金屬連接端子)能夠更好地滿足許多關(guān)于制造單獨(dú)蓄電池以及具有多個(gè)單獨(dú)蓄電池的蓄電池組的特殊要求。在實(shí)踐中，許多問題都與用于構(gòu)成電化學(xué)電池的化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)特性有關(guān)。為了防止腐蝕后果，用于生產(chǎn)連接端子的材料選擇基于采用的電池技術(shù)類型局限于特定的材料。例如以串聯(lián)方式連接多個(gè)蓄電池如今已通過例如可擰緊的電源匯流排或匯流條相互連接而實(shí)現(xiàn)。關(guān)于改進(jìn)制造工藝，在許多情況下焊接或釬焊連接是更有利的。但由于用于連接端子的材料選擇受到限制，在許多情況下不能這樣連接或只能提高制造成本來連接。通過本發(fā)明的建議，連接端子中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段構(gòu)成能夠可以說是將最適合于與電化學(xué)電池接觸的材料轉(zhuǎn)換成最適合于連接端子與其它蓄電池的連接端子的外部電連接的材料。
[0005]包括至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段的該至少一個(gè)連接端子能夠形成為可擰緊式的連接端子或形成為無擰緊連接的連接端子。在提到的前一種情況下，連接端子能夠以例如通過電源匯流排或匯流條的可擰緊連接與另一電化學(xué)蓄電池的連接端子連接。在提到的后一種情況下，所述連接能夠例如通過對(duì)電源匯流排或匯流條的釬焊或焊接實(shí)現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，僅所述連接端子的所述至少兩個(gè)部段的第一部段與設(shè)置在殼體中的至少一個(gè)電池的正端子或負(fù)端子以直接的機(jī)械和電接觸連接。該連接端子的另一第二部段只通過所述第一部段間接地與所述電池端子連接。這樣因此能夠防止不期望的化學(xué)和/或電化學(xué)過程，否則由于連接端子的第一部段與電池端子的不同材料可能會(huì)出現(xiàn)這樣不期望的化學(xué)和/或電化學(xué)過程。該第一部段能夠例如由與電池端子的材料相同的材料構(gòu)成，該第一部段與所述電池端子直接的機(jī)械和電接觸。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，該連接端子的一個(gè)部段具有銅或由銅構(gòu)成。該連接端子的另一部段具有鋁或由鋁構(gòu)成。特別地，前面提到的與電池的正端子或負(fù)端子直接的機(jī)械和電接觸的連接端子的第一部段能夠具有銅或由銅構(gòu)成。
[0008]—個(gè)有利的進(jìn)一步方案，所述至少一個(gè)連接端子示出兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段之間的交界面，其與殼體表面基本上平行，其中連接端子設(shè)置在所述蓄電池殼體的該殼體表面上。因此這一方面能夠保證僅通過第一部段間接地連接到電池端子的連接端子的第二部段與電池端子充分地隔開。交界面可以是平坦的或不平坦的表面。特別地，交界面能夠形成為分界面。因此基本上平行的分界面有助于制造多金屬連接端子并且因此有助于制造整個(gè)電化學(xué)蓄電池。特別地，連接端子的不同金屬或金屬合金的兩個(gè)部段不需要例如通過旋轉(zhuǎn)焊接相互連接，直到在制造過程中第一部段已經(jīng)連接到電池的端子。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，該至少一個(gè)連接端子穿過蓄電池的殼體壁伸出。所述至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段的連接位置位于殼體內(nèi)，或至少位于相對(duì)于殼體的外部環(huán)境密封的區(qū)域內(nèi)。這具有以下優(yōu)點(diǎn):殼體保護(hù)兩個(gè)相互連接的部段之間的連接，以避免外部環(huán)境(尤其是濕氣)的影響。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，該至少一個(gè)連接端子、尤其是至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段構(gòu)成的連接端子是蓄電池的負(fù)連接端子。因此在某些蓄電池技術(shù)(例如鋰電池)中，這能夠在負(fù)連接端子的區(qū)域中防止特別不希望的后果。
[0011]—個(gè)有利的進(jìn)一步方案，蓄電池的至少一個(gè)第二連接端子由蓄電池殼體的材料構(gòu)成。該第二連接端子以及殼體能夠例如由鋁制成或具有鋁。這使得能夠更簡(jiǎn)單且更經(jīng)濟(jì)地制造這種蓄電池。尤其可規(guī)定，所述第二連接端子成型到蓄電池的殼體壁中。該第二連接端子從而成型為從殼體的外輪廓突出來，例如以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的、圓柱形、截頭圓錐形或棱柱形的形式突出來。這使得能夠提供特別經(jīng)濟(jì)的第二連接端子。特別地，因此不需要單獨(dú)構(gòu)件，也不需要連接到蓄電池上。
[0012]該蓄電池的殼體尤其可示出為棱柱形形狀，例如基本上呈矩形形狀，適用時(shí)具有倒圓的邊緣和/或角部。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，蓄電池殼體中的所述至少一個(gè)電池是鋰離子電池。這有利于為電動(dòng)車和混合動(dòng)力車提供在較小空間內(nèi)具有高存儲(chǔ)能力的蓄電池。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，至少一個(gè)、多個(gè)或所有連接端子具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱構(gòu)造。
[0015]此外，最初說明的目的還根據(jù)權(quán)利要求12通過一種用于制造電化學(xué)蓄電池的方法得以實(shí)現(xiàn)，所述蓄電池包括至少一個(gè)殼體、至少一個(gè)設(shè)置在所述殼體中的電化學(xué)電池以及至少兩個(gè)用于電接觸蓄電池的電連接端子，其中連接端子中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段構(gòu)成，并且這些部段連接在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步方案，所述至少兩個(gè)不同金屬或金屬合金的部段能夠通過摩擦焊接工藝(例如旋轉(zhuǎn)焊接)連接在一起。這有助于簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)地制造該至少雙金屬的連接端子。特別地，所述連接端子能夠由兩個(gè)或更多個(gè)部段預(yù)制成，并且隨后安裝到蓄電池中。
[0016]所述旋轉(zhuǎn)焊接尤其能夠以這樣的方式實(shí)現(xiàn)，在連接之前，所述連接端子的至少兩個(gè)部段以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)并且在過程中相互擠壓。這樣產(chǎn)生熱量，其最終導(dǎo)致這兩個(gè)部段焊接在一起。旋轉(zhuǎn)焊接因此是摩擦焊接的一種特殊形式。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間，要么該連接端子的一個(gè)部段被固定，而另一個(gè)部段運(yùn)動(dòng)，要么這兩個(gè)部段能夠朝向彼此運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以是沿相同旋轉(zhuǎn)方向的持續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或者是具有交替旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0017]接下來下面將參照附圖通過實(shí)施例來更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
[0018]其中:
[0019]圖1以等距視圖示出了電化學(xué)蓄電池；
[0020]圖2以剖視圖示出了圖1的電化學(xué)蓄電池的一部分；以及
[0021]圖3以等距視圖示出了電化學(xué)蓄電池的另一實(shí)施例。
[0022]在圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的元件。
[0023]圖1示出了電化學(xué)蓄電池I，其具有棱柱形的、即基本上矩形的殼體2。在所述殼體2的一個(gè)殼體壁3上，兩個(gè)電連接端子4、5從蓄電池I的殼體2突出來。連接端子4、5與設(shè)置在殼體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池電連接。連接端子4可以具有例如在圖1中可看到的圓柱形形狀。另一連接端子5示出為更復(fù)雜的形狀，其下面將參照?qǐng)D2的剖視圖更詳細(xì)地進(jìn)行闡述。
[0024]該連接端子5構(gòu)造為具有至少兩個(gè)相互連接的、不同的金屬或金屬合金的部段的連接端子。這在圖2中通過連接端子的上部段11和布置在下方的連接端子的下部段10示出。在部段10、11之間可看到分界面12，它基本上平行于殼體壁3或殼體壁3的相應(yīng)外表面延伸。上部段11例如由鋁構(gòu)成，而下部段10由銅構(gòu)成。下部段10通過金屬帶8、9(例如銅帶)與設(shè)置在殼體2中的鋰離子電池6的電端子7連接。
[0025]這些構(gòu)件8、9、10尤其由相同的金屬材料構(gòu)成。它們例如可以通過焊接連接在一起。連接端子5的上部段11可以通過旋轉(zhuǎn)焊接而焊接到下部段10上。
[0026]該殼體2可以尤其由金屬的、即可導(dǎo)電的材料構(gòu)成。由于此原因，密封件13由電絕緣材料、尤其是塑料材料制成。連接端子5穿過密封件13插入殼體壁3的殼體開口中并此外相對(duì)于殼體密封。密封件13尤其防止外部環(huán)境對(duì)殼體2內(nèi)部的構(gòu)件或?qū)B接端子5的部段
10、11之間的連接位置產(chǎn)生影響。連接端子5的上部段11可以額外地通過墊圈14保持在密封件13中，以保護(hù)并且機(jī)械支撐密封件13。
[0027]圖3示出了電化學(xué)蓄電池的另一實(shí)施例，其與圖1的實(shí)施例的不同之處在于連接端子4的不同實(shí)施例。可以看到，從上面看時(shí)連接端子4具有矩形輪廓。連接端子4可以由殼體2的材料(例如鋁)制成，并且通過成型工藝直接形成在殼體壁3上。這樣，無需將第二連接端子4作為單獨(dú)構(gòu)件來制造和安裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電化學(xué)蓄電池(I)，其包括至少一個(gè)殼體(2)、至少一個(gè)設(shè)置在所述殼體(2)中的電化學(xué)電池(6)以及至少兩個(gè)用于電接觸所述蓄電池(I)的電連接端子(4，5)，其特征在于，連接端子(4，5)中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段(10，11)構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，僅所述連接端子(4，5)的所述至少兩個(gè)部段(10，11)的第一部段(10)與設(shè)置在所述殼體(2)中的所述至少一個(gè)電池(6)的正端子或負(fù)端子(7)以直接的機(jī)械和電接觸連接，而另一第二部段(11)僅通過所述第一部段(10)間接地與所述電池(6)的所述端子(7)連接。3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述連接端子(4，5)的一個(gè)部段(10，11)具有銅或由銅構(gòu)成，而所述連接端子(4，5)的另一部段(10，11)具有鋁或由鋁構(gòu)成。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述至少一個(gè)連接端子(4，5)示出所述兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段(10，11)之間的交界面(12)，其基本上平行于殼體表面，所述連接端子(4，5)設(shè)置在所述蓄電池(I)的所述殼體(2)的該殼體表面上。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述至少一個(gè)連接端子(4，5)突出通過蓄電池(I)的殼體壁(3)，并且所述至少兩個(gè)相互連接的、不同金屬或金屬合金的部段(10，11)的連接位于所述殼體(2)內(nèi)，或至少位于相對(duì)于所述殼體的外部環(huán)境密封的區(qū)域內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄電池，其特征在于，所述至少一個(gè)連接端子(4，5)相對(duì)于所述殼體(2)密封。7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述至少一個(gè)連接端子(4，5)是蓄電池(I)的負(fù)連接端子。8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述蓄電池(I)的至少一個(gè)第二連接端子(4)由蓄電池(I)的殼體材料構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電池，其特征在于，所述第二連接端子(4)成型到所述蓄電池(I)的殼體壁(3)中，使得所述連接端子(4)從所述殼體(2)的外輪廓突出來。10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，所述蓄電池(I)的所述殼體(2)中的所述至少一個(gè)電池(6)是鋰離子電池。11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蓄電池，其特征在于，至少一個(gè)、多個(gè)或所有連接端子(4，5)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱構(gòu)造。12.—種用于制造電化學(xué)蓄電池(I)的方法，所述蓄電池包括至少一個(gè)殼體(2)、至少一個(gè)設(shè)置在所述殼體(I)中的電化學(xué)電池(6)以及至少兩個(gè)用于電接觸所述蓄電池(I)的電連接端子(4，5)，其特征在于，連接端子(4，5)中的至少一個(gè)由至少兩個(gè)不同金屬或金屬合金的部段(10，11)構(gòu)成，并且所述部段(10，11)連接在一起。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)不同金屬或金屬合金的部段(10，11)通過摩擦焊接工藝連接在一起。
【文檔編號(hào)】H01M2/20GK105900264SQ201480058594
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月27日
【發(fā)明人】拉爾夫·約斯維奇, 黑爾格·布倫納, 伯恩哈德·歐利希
【申請(qǐng)人】江森自控先進(jìn)能源動(dòng)力系統(tǒng)有限責(zé)任公司