专利名称：电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池组的封装结构、封装材料与封装方法。
背景技术：
在石油储存量日趋短少及石油价格升高为全球所需面对的问题，电动车辆为目前最佳的解决方案。在美国加州已经立法强制车商必须销售特定比率的电动汽车，其他各州也将跟进；法国、德国、瑞士、日本等均有奖励补助电动车辆使用或技术研发的政策，具实用性能的电动车辆也陆续开发完成，正以实验性试用逐步推广。锂电池导入是电动车发展成功关键，因锂电池重量仅为镍氢电池的一半，续航力却是镍氢电池的两倍，再加上锂电池工作电压高、能量密度大、寿命长及环保等优点，行驶过程中不会排放废气，不但节能减碳，还减少汽油的使用量，未来汽车大厂全面换用充电式锂电池将是锐不可挡的趋势。在电池组中通常通过电池架来控制电池单元间距以及提供耐外力冲击的结构强度，再以金属片通过焊接连接电池单元。结构上目前最难克服的是冲击与振动，特别在电动车的应用必须要能面对道路行驶的振动环境，这是移动式储能电池系统应用最重要的问题之一，这类车用电池组的失效常发生在电池单元与串并联金属片间的焊接处。因为从质量连接模型来看，这相当于将众多重物(电池)与金属片相连接。当电池组受到外力作用时，内部的电池单元易产生非同步的运动。电池单元与金属片之间的连接点常因承受应力而发生脱落或断裂，造成操作时部分脱落电池单元不参与供电的情况，呈现出来即为电池容量的衰减。接点脱落或接触不良的电池单元甚至会因为电压和容量差异，在操作中因见些性的振动接触而有产生火花的疑虑，电弧火花一旦导致电池发生熔焊短路，有可能危害整个电池组的安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池组的封装结构、封装材料与封装方法，可解决电池组内各电池单元的 固定问题，通过封装材料将单元电池紧密接合成一体，提供高稳定的耐振动结构，改善电池组的结构可靠度，提供更好的电池组安全性，封装材料兼具导热与散热功效，可同时提供电池组散热与均热功能。为达上述目的，本发明的电池组包括多个电池单元、多个导电单元以及一至数个封装材料。导电单元电连接电池单元。封装材料填充于电池单元之间的间隙，并与电池单兀的表面紧密结合。在本发明的一实施例中，封装材料的成分包括反应型树脂另外，封装材料的成分可还包括内包覆有相变化材料的复合材料或相变化材料微胶囊。此外,封装材料的成分可还包括结构强化纤维及/或弹性压缩粒子。反应型树脂例如是环氧树脂、不饱和聚酯、乙烯酯、聚氨酯或酚醛树脂。在本发明的一实施例中，电池组还包括至少一间隙控制件，配置于电池单元之间。在本发明的一实施例中，导电单元包括焊接于电池单元之间的多个金属片。
在本发明的一实施例中，电池组还包括一提高导热的网架，埋设于封装材料中。网架的各网眼中配置一个电池单元。此外，电池组可还包括一壳体散热器，连接至网架。在本发明的一实施例中，电池单元为圆筒状或方型柱状。电池单元之间的封装材料的总厚度大于等于电池单元的高度的百分之五十。基于上述，在本发明的电池组中，电池单元之间由封装材料紧密结合而不会产生相对运动，可确保电池单元间连接的可靠度，电池单元间的连接结构强度与应力主要改由封装材料承受，导电单元不再是电池单元连接主要的结构与应力承担元件。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1是本发明一实施例的电池组的剖面侧视图；图2是本发明另一实施例的电池组的剖面侧视图；图3A是图1的电池组在封装材料处的剖面上视图；图3B是本发明另一实施例的电池组的剖面上视图；图4A是本发明再一实施例的电池组的剖面上视图；图4B是本发明另一实施例的电池组的剖面上视图；图5是图4A的电池组的剖面侧视图。主要元件符号说明100、300:电池组110、111:电池单元IlOH:电池单元的高度120:导电单元130、230:封装材料130H:封装材料的厚度132:结构强化纤维134:弹性压缩粒子140、240:间隙控制件310:网架312:网眼320:散热器
具体实施例方式图1是本发明一实施例的电池组的剖面侧视图。请参照图1，本实施例的电池组100包括多个电池单元110、多个导电单元120以及一至数个封装材料130。导电单元120电连接电池单元110。封装材料130填充于电池单元110之间的间隙，并与电池单元110的表面紧密结合。举例而言，封装材料130可发挥一般胶材的功能而将多个电池单元110彼此紧紧地粘结在一起。因此，本实施例的电池组100通过封装材料130而形成一个一体性结构，电池单元110之间不会产生相对运动，进而确保导电单元120与电池单元110之间的电连接的可靠度。如此一来，可确保所有电池单元110的连接可靠度，进而提升电池组100的可靠度，提供更好的电性可靠度与寿命。此外，由封装材料130提供紧密粘结固定的电池组100连接结构，可避免电池组100受到外力致使电池单元110相对运动，导致电池单元110与导电单元120间的焊接点脱落或接触不良，使得电池组100电性下降。如果脱落或接触不良的电池单元Iio与导电单元120再次接触时，电池组100内部即有产生火花的疑虑，这将影响电池组100的安全性。本实施例的电池单元110例如是18650单元电池或其他电池单元。本实施例的电池单元110是圆筒状或方型柱状，直立地排成阵列状。电池单元110之间的封装材料130的厚度130H例如是大于等于电池单元110的高度IlOH的百分之五十。本实施例的导电单元120包括焊接于电池单元110之间的多个金属片，例如是铜片、镍片、铝片或其他金属片。依照需求，导电单元120将电池单元110彼此串联及/或并联。本实施例的电池组100还包括至少一间隙控制件140，配置于电池单元110之间。本实施例的封装材料130的成分包括反应型树脂及相变化材料微胶囊或内包覆有相变化材料的复合材料。换言之，本实施例的封装材料130的初始状态是呈液态或胶状，并经由热固化、光固化或其他方式固化封装材料130后才与电池单元110的表面紧密结合。反应型树脂例如是环氧树脂、不饱和聚酯、乙烯酯、聚氨酯、酚醛树脂或其他树脂。在封装材料130固化之前，间隙控制件140可先固定电池单元110之间的相对位置。在封装材料130固化之后，间隙控制件140可保留或从电池组100中移除。在图1所示的本实施例中，封装材料130是位于电池单元110的中段部分，间隙控制件140位于电池单元110的中段部分。。在如图2所示的实施例中，封装材料230则是位于电池单元110的上下部分，而间隙控制件240位于电池单元110的中段部分。图3A是图1的电池组在封装材料处的剖面上视图。请参照图3A，封装材料130的成分可还包括结构强化纤维132及/或弹性压缩粒子134。结构强化纤维132用以进一步加强封装材料130的结构强度。结构强化纤维132也可采用具有高导热能力的材料而增强电池组100的散热效率。弹性压缩粒子134则可吸收电池组100受到撞击时所承受的冲击力量。图3B是图1的电池组采用方型柱状电池单元111的另一实施例。图4A是本发明另一实施例的电池组的剖面上视图，而图5是图4A的电池组的剖面侧视图。请参照图4A与图5，本实施例的电池组300与图1的电池组100相似，在此仅介绍差异处。本实施例的电池组300还包括一网架310与一散热器320。网架310埋设于封装材料130中。网架310的各网眼312中配置一个电池单元110。网架310可加强封装材料130的结构强度，且采用高导热能力的材料制作网架310时也可增强电池组300的散热效率。本实施例的散热器320连接至网架310，以利于快速将网架310传来的热量从散热器320向外界散出。散热器320例如是包裹整个电池组300的金属外壳。另外，因为封装材料130与电池单元110的表面紧密结合，所以电池单元110所发出的热可快速传导给封装材料130而不会累积在电池单元110，并进一步向外传出至电池组300的外壳散热器320进行散热。反之，现有技术中将电池单元放置在树脂材料中预先成形的槽孔中，电池单元与空气将成为电池单元与树脂材料之间极大的热阻来源。图4B是图4A的电池组采用方型柱状电池单元111的另一实施例。综上所述，在本发明的电池组中，封装材料与电池单元紧密结合而避免电池单元之间产生相对运动，以确保电池单元与导电单元的连接的可靠度，进而提升电力提供的效能与安全性。另一方面，封装材料与电池单元紧密接触，也可降低热阻而提升散热效率。虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种电池组，包括: 多个电池单元； 多个导电单元，电连接该些电池单元；以及 一至数个封装材料，填充于该些电池单元之间的间隙，并与该些电池单元的表面紧密彡口口。
2.如权利要求1所述的电池组，其中该封装材料的成分包括反应型树脂。
3.如权利要求2所述的电池组，其中该封装材料的成分还包括相变化材料微胶囊或内包覆有相变化材料的复合材料。
4.如权利要求2所述的电池组，其中该封装材料的成分还包括结构强化纤维。
5.如权利要求2所述的电池组，其中该封装材料的成分还包括弹性压缩粒子。
6.如权利要求2所述的电池组，其中反应型树脂为环氧树脂、不饱和聚酯、乙烯酯、聚氨酯或酚醛树脂。
7.如权利要求1所述的电池组，还包括至少一间隙控制件，配置于该些电池单元之间。
8.如权利要求1所述的电池组，其中该些导电单元包括焊接于该些电池单元之间的多个金属片。
9.如权利要求1所述的电池组，还包括一提高导热的网架，埋设于该封装材料中，其中该网架的各网眼中配置该些电池单元其中之一。
10.如权利要求9所述的电池组，还包括一壳体散热器，连接至该网架。
11.如权利要求1所述的电池组，其中该些电池单元为圆筒状或方型柱状，该些电池单元之间的该封装材料的总厚度大于等于该些电池单元的高度的百分之五十。
全文摘要
本发明公开一种电池组的封装结构、封装材料与封装方法，包括多个电池单元、多个导电单元以及一至数个封装材料。导电单元电连接电池单元。封装材料填充于电池单元之间的间隙，并与电池单元的表面紧密结合。如此，电池组形成一体性结构，电池单元间不会产生相对运动，可避免电池单元与导电金属线或金属片的连接脱落的问题。
文档编号H01M2/10GK103187545SQ201110455569
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月29日
发明者施志哲, 张金泉, 叶胜发, 刘礼纶, 吴世维 申请人:财团法人工业技术研究院