[發明專利]可逆電連接器和方法

有效

• 申請號: 201210545383.1
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103165848A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: J.C.尤利克尼;B.E.卡爾森;T.謝
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M2/20
• 分類號: H01M2/20;H01M2/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及可逆電連接器，用于附連導電基板，該導電基板包括多單元電池的電池接線片。

背景技術

電池組可包括多個電池單元，其中，電池單元的接線片彼此導電地連接，以形成電池組。電池接線片可通過電阻或激光焊接連結，以在電池單元之間或電池單元和電池端子之間形成導電路徑。焊接過程的變化可導致接線片之間的被焊接連接部中的變化，這可導致電池組的導電性的變化。電池接線片由于焊接過程而被不可逆地改變，從而在將一個電池接線片從另一個分開來時，被焊接的電池接線片可被損壞或劣化，從而接線片和相應的電池單元不再可用。

多單元電池組，例如，包括多個彼此電連接的電池單元的電池組，可被用于包括混合動力車輛的汽車應用中。在汽車應用的有用壽命結束時，多單元電池組中的電池單元可保持其容量的大部分，從而電池單元可被再循環或反復使用于具有較低電壓和/或容量需求的責任較輕的應用中。電池單元的反復使用可需要電池單元從電池分離，該電池具有的電池接線片基本上完好，例如，處于未損壞或可重復使用的狀態。被焊接的電池接線片可在將被焊接的連接部分開到接線片不能再被使用的程度時被損壞，從而電池單元不能被再循環，例如，不能被附連到另外的電池單元或端子，或重新構造到另外的電池組中。另外，在焊接接頭的分開期間造成的電池接線片的劣化和/或損壞可因為影響解構電池單元用于材料再循環的能力而限制從被損壞電池單元回收材料的能力。

發明內容

在此提供一種熱-可逆粘合連接器，其被構造為可松脫地附連電池單元的電池接線片，還提供一種用于使用可松脫連接器而可逆地連接電池單元的接線片的方法。在此描述的導電連接器通過提供連接電池單元接線片的簡單、可松脫裝置而允許電池組和電池組單元的再循環，該裝置在當被松脫或可逆時，提供可再循環的電池單元，所述電池單元包括可重復使用的電池接線片和可重復使用的連接器。在一個例子中，電池組可以是在混合動力車輛的電池中初始使用的電池組，其中，在有用車輛服役壽命結束時，每個電池組和/或電池單元可保持其容量的大部分，從而電池組和/或電池單元可被再循環和另外專用于需要比初始車輛電池應用小的容量的其他應用。通過為電池單元接線片提供可松脫附連，電池單元可在車輛服役壽命結束時分離，而沒有對電池接線片的完好性進行妥協。

提供了一種可松脫電池接線片連接器。可松脫連接器可具有多層結構，包括由形狀記憶聚合物（SMP）制成并插置在粘合劑層之間的至少一層，粘合劑層可以是干性粘合劑層。如在此使用的，干性粘合劑是指本身粘稠的材料，其不依賴于熔化或溶解來激活它們的粘合特性。SMP和粘合劑層是導電的，使得可松脫連接器導電。SMP層具有大致C-形或弓形的持久形狀，有助于連接器從電池接線片分離。連接器可被定位在相鄰電池接線片之間，在連接器加熱到SMP轉變溫度以上的溫度之后施加力，從而連接器轉變為臨時形狀，適形于電池接線片表面，該臨時形狀可以是大致平的形狀，然后在被施加的力下，被冷卻到轉變溫度以下以附連電池接線片和在電池接線片之間提供導電路徑。

連接器可通過將連接器激活到SMP轉變溫度以上從而連接器恢復其持久形狀，導致粘合劑層和連接器從電池接線片的表面剝離，將連接器從電池接線片和電池單元基本上斷開連接。該連接被消除，從而電池接線片在斷開連接時基本沒有改變和/或處于使被附連的電池單元適于再循環的狀態。在一個例子中，可松脫電池接線片連接器可具有單層構造，其包括形狀記憶聚合物，其中，形狀記憶聚合物是粘合性的。

一種可逆地連接兩個導電基板的方法，包括：將包括形狀記憶聚合物（SMP）的導電粘合連接器定位在基板之間，將連接器加熱到高于SMP轉變溫度的溫度，并施加負載和在負載下將連接器冷卻到轉變溫度以下，以將連接器轉變為適形形狀，由此形成附連基板并在其之間提供電連接的粘合結合部。該方法可包括通過將連接器加熱到SMP轉變溫度以上而將連接器從基板斷開連接或松脫，其中，使連接器斷開連接包括將連接器的粘合部分從基板逐漸地剝離。連接器自臨時的適形形狀轉變為彎曲的持久形狀可產生分離力，其足以開始和推進粘合劑層和連接器從基板的分離。

使連接器斷開連接可中斷基板之間的電連接，從而連接器可被構造為極限開關或保險絲，其當連接器被加熱到對應于SMP轉變溫度的溫度極限上被激活。連接器可在斷開連接之后被重新附連，以將基板重新附連并重新建立電連接，其中，連接器可用作斷路器。連接器可以是電池接線片連接器，其被構造為將電池單元連接到另外的電池單元或端子。連接器可被從電池接線片松脫，從而電池接線片和/或連接器在移除連接器之后可被重新使用。