[發明專利]用于電池單元的電互連部

有效

• 申請號: 201710446881.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107507951B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 布萊恩·約瑟夫·羅伯特;托馬斯·P·布拉克特三世
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: H01M50/502
• 分類號: H01M50/502;H01M50/505;H01M50/517;H01M50/528;H01M50/536;H01M50/533
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

公開了一種用于電池單元的電互連部。一種電池組包括：袋式電池單元，具有從袋式電池單元伸出的電極極耳，電極極耳中的每個限定有貫孔；匯流條，與電極極耳接觸；機械結合的固體金屬顆粒的相應的團聚體，每個團聚體填充貫孔中的一個以將電極極耳機械結合至匯流條并將電極極耳電連接至匯流條。

技術領域

本公開涉及袋式離子電池單元以及生產所述袋式離子電池單元的方法。

背景技術

鋰離子袋式電池單元已用在包括汽車應用的多種產業中。由于與許多其他系統相比，袋式電池單元設計在一定電池電量下具有降低的重量和成本以及優化的封裝效率、較高的比密度和較高的每電池單元的電壓輸出，因此袋式電池單元設計引人注意。因此，對于許多應用來說鋰離子電力系統已變為主要選擇。袋式電池單元的傳統的電互連部形成為緊固螺柱或超聲焊接式極耳，這會經受力學不一致性、高接觸電阻、結合不均勻性和其它問題。此外，關于將由不同的金屬形成的匯流條與極耳連接，這兩種方案中任一方案都會遇到問題。

已開發了諸如熱噴涂沉積的可替代方法來提供電池互連部。然而，諸如電弧噴涂或等離子噴涂的這些方法使袋式電池單元經受高達20000℃的溫度。此外，通過熱噴涂沉積產生的結合部會受氧化沉積物的損害。

發明內容

在至少一個實施例中，公開了一種電池組。所述電池組包括袋式電池單元，所述袋式電池單元具有從袋式電池單元伸出的電極極耳，電極極耳中的每個限定有貫孔。電池組還包括：匯流條，與電極極耳接觸；機械結合的固體金屬顆粒的相應的團聚體，每個團聚體填充貫孔中的一個，以將電極極耳機械結合至匯流條并將電極極耳電連接至匯流條。每個電極極耳可包括至少一排貫孔。所述貫孔可以是圓形的。位于電極極耳中的至少一個內的貫孔可具有不同尺寸。所述貫孔可按照規則圖案布置。所述團聚體可覆蓋電極極耳的至少一部分。所述團聚體可以沒有空隙和/或氧化夾雜物。所述固體金屬顆粒中的每個可具有離散的晶體結構。

在另一實施例中，公開了一種電池組。所述電池組包括匯流條和一對袋式電池單元。每個袋式電池單元具有從袋式電池單元伸出的齒形極耳，所述一對袋式電池單元彼此相鄰地布置，使得齒形極耳對齊并叉合為接觸匯流條。電池組還包括固體金屬顆粒的團聚體，所述固體金屬顆粒機械地結合至彼此、結合至齒形極耳并結合至匯流條，以將齒形極耳電連接至匯流條。第一齒形極耳可包括一對叉齒。相鄰的齒形極耳可包括彼此接觸的叉齒。第一齒形極耳的叉齒的尺寸可與第二齒形極耳的叉齒的尺寸不同。極耳中的每個可包括至少一個貫孔。團聚體可以沒有空隙和/或氧化夾雜物。

在又一實施例中，公開了一種電池組。所述電池組可包括匯流條和多個袋式電池單元。每個袋式電池單元可具有從袋式電池單元伸出與其它袋式電池單元的極耳的高度不同的高度的極耳，并且所述多個袋式電池單元可彼此相鄰地布置，使得在極耳中的每個接觸匯流條的情況下極耳對齊并形成階梯形狀。電池組還可包括機械結合的固體金屬顆粒的相應的團聚體，所述固體金屬顆粒層疊在極耳中的每個的端部和匯流條的一部分之上，以將極耳電連接至匯流條。第一極耳的高度可以是第二極耳的高度的至少50％。所述多個袋式電池單元可包括至少三個電池單元。極耳可具有不同的化學成分。極耳中的至少一些的寬度可小于匯流條的寬度。團聚體可以沒有空隙和/或氧化夾雜物。

附圖說明

圖1A描繪了示例性的袋式電池單元電池內的各個層的分解視圖；

圖1B描繪了圖1A中描繪的袋式電池單元電池的透視圖；

圖2描繪了根據一個或更多個實施例的示例性的袋式電池單元連接到示例性的匯流條的透視圖；

圖3A-圖3C描繪了圖2中描繪的極耳上的詳細的示例性的貫孔(perforation)圖案；

圖4A描繪了具有齒形極耳(castellated tab)的示例性的電池組的一部分的透視圖；

圖4B示出了圖4A中描繪的具有齒形極耳的電池組的替代實施例；