焊接二次电池模块的电极引线的方法和使用该方法的紧凑二次电池模块与流程

本公开涉及一种用于焊接二次电池模块的电极引线的方法和使用该方法的紧凑二次电池，并且更加具体地，涉及用于焊接锂二次电池模块的电极引线和汇流条的方法和使用该方法的锂二次电池模块。

本申请要求在韩国于2014年12月24日提交的韩国专利申请no.10-2014-0188072的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。

背景技术：

随着对移动设备的技术发展和日益增长的需求，二次电池作为能量源已经被越来越多地消费。在过去，镍镉电池或者氢离子电池已经被用作二次电池，但是最近，具有高能量密度的锂离子电池和锂聚合物电池被广泛地使用。

在这些二次电池当中，锂二次电池引起很大的兴趣，锂二次电池使用锂过渡金属氧化物、锂复合氧化物等作为正电极活性材料并且确保高输出和容量。通常，锂二次电池具有其中由正电极、分隔物以及负电极组成的电极组件与电解质一起被埋置在密封容器中的结构。

同时，锂二次电池包括正电极、负电极以及被置于它们之间的分隔物和电解质。取决于哪一种材料被用作正电极活性材料和负电极活性材料，锂二次电池被分类成锂离子电池(lib)、聚合体锂电池(plib)等等。通常，通过将正电极活性材料或者负电极活性材料涂覆到诸如铝或者铜片、网状物、膜或者箔的电流集电极，并且然后进行干燥而形成这些锂二次电池的电极。

在二次电池模块中，通过在单体引线之间执行焊接、螺栓连接、铆接等使单体容纳在每个盒中。另外，当单体被串联或者并联地布置在二次电池模块中时，应通过使用上述方法电连接三个构件，即，由铝制成的正电极引线、由铜制成的负电极引线以及由铜制成并且为了感测布置的汇流条。

根据现有技术，存在各种二次电池模块，并且用于感测的汇流条和模块的盒被以不同的方式结构化和定位。为此，难以有效地执行连接工作并且感测结构的焊接质量被劣化。另外，为了焊接等应提供二次电池模块的不必要的空间，并且因此二次电池模块的能量密度被降低。

另外，为了将正在开发的二次电池模块设计为尽可能地紧凑以便增加能量效率或者密度，已经开发在蓄能装置或者蓄电装置中使用的二次电池模块。

同时，在一般的二次电池模块的构造中，当对单体的电极引线(al)(cu)和汇流条(cu)执行焊接(特别地，激光焊接)时，由于材料的不同熔点，通常，基础材料被按照铝引线、铜引线以及汇流条的顺序布置，并且然后为了焊接从单体引线照射激光。然而，如果按照此顺序执行焊接，则激光可能首先使单体引线变形。

技术实现要素：

技术问题

本公开被设计以解决现有技术的问题，并且因此本公开针对提供一种用于焊接具有改进结构的二次电池模块的电极引线的方法，其中由铜制成的汇流条、由与汇流条相同的材料制成的铜引线以及铝引线被按顺序布置在二次电池模块的相邻单体的对应电极引线所处的部分处并且然后一体地焊接，或者其中铝引线或者铜引线被平行地布置并且然后从汇流条在两个焊接点处焊接。本公开也针对以提供使用该方法的紧凑二次电池模块。

技术解决方案

在本公开的一个方面中，提供一种紧凑二次电池模块，包括：盒组件，该盒组件具有多个盒，多个盒在分别容纳单体的同时被堆叠，使得多个引线焊接部分以预定的图案位于盒侧壁处，在多个引线焊接部分处，相邻单体的第一引线和第二引线彼此重叠；以及感测壳体，该感测壳体具有分别与引线焊接部分对应地定位和焊接的多个汇流条，感测壳体能够被布置在盒组件的侧部处，其中当感测壳体被联接到盒组件时，第一引线、第二引线以及汇流条按照顺序从盒的侧壁在向外方向上定位并且从汇流条焊接。

在本公开的另一方面中，也提供一种紧凑二次电池模块，包括：盒组件，该盒组件具有多个盒，多个盒在分别容纳单体的同时被堆叠，使得多个引线焊接部分以预定的图案被形成在盒侧壁处，在多个引线焊接部分处，相邻单体的引线位于基本相同的线上；和感测壳体，该感测壳体具有分别与引线焊接部分对应地定位和焊接的多个汇流条，感测壳体能够被布置在盒组件的侧部处，其中当感测壳体被联接到盒组件时，汇流条在不同焊接点处被焊接到对应单体的第一引线和第二引线，第二引线具有与第一引线相反的极性。

优选地，二次电池模块可以进一步包括屏障，该屏障被设置在每个盒的侧部处以在焊接工作期间保护单体。

优选地，在单体被容纳在对应的盒中的状态下，每个单体的引线可以在离引线绝缘部分大约1mm处被以直角弯曲。

优选地，焊接可以是激光焊接。

优选地，在激光焊接中，可以基本垂直于感测壳体照射激光。

优选地，汇流条和第二引线可以由铜制成，并且第一引线可以由铝制成。

优选地，感测壳体可以进一步包括电池管理系统(bms)电路板，该电池管理系统(bms)电路板被构造成管理通过每个汇流条检测到的每个单体的电压和/或温度数据。

优选地，感测壳体可以借助于卡扣配合或者钩接被联接到盒组件。

优选地，二次电池模块可以进一步包括感测盖，该感测盖被联接到感测壳体。

优选地，感测盖可以借助于卡扣配合或者钩接被联接到感测壳体。

优选地，盒组件的两个邻近的盒可以借助于钩接彼此联接。

优选地，盒组件可以进一步包括上盖和下盖，该上盖和下盖借助于钩接被联接到盒组件的两端处的盒。

在本公开的另一方面中，也提供一种用于焊接紧凑二次电池模块的电极引线的方法，包括：(a)制备具有第一引线和第二引线的多个单体，该第一引线和第二引线具有相反的极性并且在相反的方向上被弯曲；(b)通过堆叠分别容纳单体的多个盒形成盒组件，使得引线焊接部分以预定的图案被形成在盒侧壁处，引线焊接部分允许相邻单体中的任何一个单体的第一引线面对盒侧壁并且允许另一单体的第二引线面对第一引线；(c)将感测壳体组装到盒组件的侧部，感测壳体具有分别面对第二引线的多个汇流条；以及(d)焊接每个汇流条以及与汇流条对应的第二引线和与第二引线对应的第一引线。

在本公开的另一方面中，也提供一种用于焊接紧凑二次电池模块的电极引线的方法，包括：(a)制备具有第一引线和第二引线的多个单体，该第一引线和第二引线具有相反的极性并且在相反的方向上被弯曲；(b)通过堆叠分别容纳单体的多个盒形成盒组件，使得引线焊接部分被形成在盒侧壁处，引线焊接部分允许相邻单体中的任何一个单体的第一引线和另一单体的第二引线位于盒侧壁处的相同线上；(c)将具有多个汇流条的感测壳体组装到盒组件的侧部，多个汇流条能够同时面对对应的第一引线和第二引线；以及(d)在与第一引线和第二引线对应的不同焊接点处焊接汇流条。

优选地，在步骤(b)中，屏障可以被形成在每个盒的侧部处。

优选地，在步骤(a)中，在单体被容纳在对应的盒中的状态下，每个引线可以在离单体的引线绝缘部分大约1mm处以直角被弯曲。

优选地，步骤(d)可以使用激光焊接机。

优选地，激光焊接机的激光照射方向可以基本垂直于感测壳体。

优选地，汇流条和第二引线可以由铜制成，并且第一引线可以由铝制成。

在本公开的另一方面中，也提供一种通过上述方法制造的紧凑二次电池模块。

在本公开的另一方面中，也提供一种二次电池组，该二次电池组包括通过上述方法制造的紧凑二次电池模块。

有利效果

根据本公开的实施例的用于焊接紧凑二次电池模块的电极端子的方法和使用该方法的紧凑二次电池模块给出下述效果。

首先，单体的引线的弯曲长度被最小化，并且在组装时，汇流条被附接到的结构被组装到盒组件的侧部，基础材料的顺序可以被改变(例如，在汇流条和铝引线之间以及在汇流条和铜引线之间的两个焊接点处单独地执行焊接，或者同时焊接汇流条、铜引线以及铝引线)，特别在激光焊接中。换言之，能够改进感测结构的焊接质量并且通过焊接不同种类的材料构造紧凑模块。

其次，最小化模块构造中的不必要的空间，使得模块可以被紧凑地构造以改进能量效率。

第三，能够按照在单体引线和汇流条之间焊接基础材料的顺序，通过在焊接照射方向上首先将激光照射到汇流条来防止引线的损坏。

附图说明

附图图示本公开的优选实施例并且连同下面的详细描述一起，用于提供本公开的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开不被解释为受到附图的限制。

图1是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的透视图。

图2是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的分解透视图。

图3是示出在图1和图2中描述的盒组件的部分透视图。

图4是图3的扩大透视图。

图5是示出图2的感测壳体的部分透视图。

图6是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的单体的引线的弯曲部分的横截面视图。

图7是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的引线焊接部分的部分横截面视图。

图8是用于图示根据本公开的实施例的用于焊接紧凑二次电池的电极引线的方法的图。

图9是用于图示根据本公开的另一实施例的用于焊接紧凑二次电池的电极引线的方法的图。

具体实施方式

在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和随附的权利要求中使用的术语不应被解释为被限于通用和字典意义，而是基于允许发明人定义适合于最佳解释的术语的原理基于与本公开的技术方面对应的意义和概念解释。

因此，在此提出的描述只是仅用于说明的目的的优选示例，并且不是旨在限制本公开的范围，因此应理解在没有脱离本公开的精神和范围的情况下能对其进行其它的等效和修改。

图1是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的透视图，并且图2是示出根据本公开的实施例的二次电池模块的分解透视图。

参考图1和图2，根据本公开的实施例的紧凑二次电池模块100包括盒组件20、感测壳体30以及感测盖40，在盒组件20中堆叠多个盒10，多个盒10分别容纳单体2，该感测壳体30借助于例如单触连接、卡扣配合、钩接等被联接到盒组件20的侧部，该感测盖40用于保护被安装在感测壳体30处的多个汇流条32和电池管理系统(bms)电路板34。在图2中，附图标记36表示一对数据通信端口，用于当多个模块100被联接时在bms电路板34之间交换数据，并且附图标记38表示温度数据端口，用于接收测量二次电池模块100的内部温度的温度传感器(未示出)的信号。附图标记31分别表示紧凑二次电池模块100的正电极端子和负电极端子。

通过堆叠多个盒10制备盒组件20，多个盒10通过注射成型塑料制成并且分别具有能够容纳单体2的容纳部分。盒10可以借助于卡扣配合或者钩接被彼此联接。在盒组件20中，多个引线焊接部分以预定的图案被定位在每个盒10的侧壁处，在该引线焊接部分处，相邻单体2的具有相反极性的引线12、14，例如，由铝制成并且具有第一极性的第一引线12和由铜制成并且具有与第一极性相反的第二极性的第二引线14彼此重叠。

盒组件20具有上盖11和下盖13，该上盖11和下盖13借助于例如钩接被联接到两端处的盒10。上盖11和下盖13分别被注射成型以具有与盒组件20的单独的盒10基本相同的形状。本领域的技术人员将会理解，上盖11和下盖13具有保护被容纳在两端处的盒10中的单体12的功能并且具有完成和包围二次电池模块100的外观的功能和结构。

图3是示出在图1和图2中描述的盒组件的部分透视图，图4是图3的放大透视图，并且图5是示出图2的感测壳体的部分透视图。

参考图1至图5，感测壳体30设有分别与引线焊接部分对应的多个汇流条32。每个汇流条32可以由例如铜制成。另外，感测壳体30可以通过例如绝缘塑料以近似矩形的形状被注射成型，并且能够分别容纳汇流条32的多个容纳孔35被以预定的图案穿过感测壳体30形成。在感测壳体30的近似中心处安装bms电路板34，bms电路板34用于收集通过对应的汇流条32感测的每个单体32的电压和/或温度数据，借助于所收集的数据平衡对应的单体2，并且将数据传送到模块的另一控制器(未示出)。bms电路板34被电连接到每个汇流条32的一端。

第一引线12和第二引线14分别从每个单体2的侧部延伸和弯曲预定的长度并且具有预定的宽度。每个单体2的第一引线12在附图上被向下弯曲了90度，并且第二引线14在附图上被向上弯曲了90度。

如上所述，为了构造每个引线焊接部分，邻近的单体2中的一个的第一引线12从弯曲部分延伸大约盒10的厚度的一半，并且另一单体2的第二引线14延伸大约盒10的厚度的另一半，使得第一引线12和第二引线14被定位在引线焊接部分中的相同平面上并且它们的端部基本彼此接触或者被彼此隔开预定的距离。在此状态下，如果感测壳体30被联接到盒组件20，则汇流条32同时彼此对应地面对第一引线12和第二引线14。而且，例如，使用激光焊接机在两个焊接点处可以执行焊接。在此焊接过程中，与第一引线12对应的感测壳体30的汇流条32可以被首先焊接，并且然后与第二引线14对应的汇流条32的焊接点可以被焊接。而且，通过使用具有两个焊接点的焊接机可以同时焊接两个焊接点。根据修改示例，本领域的技术人员应理解，第一引线12、第二引线14以及与它们对应的汇流条32也可以通过超声焊接被联接在一起。

图6是根据本公开的实施例的二次电池模块的弯曲部分的横截面视图。参考图6，为了通过紧凑地构造根据本公开的实施例的二次电池模块100来最大化能量效率，在单体2被容纳在对应的盒中的状态下，每个单体2的引线12、14可以在离引线绝缘部分15大约0.8至1.2mm的点处被弯曲。

图7是根据本公开的实施例的二次电池模块的部分横截面视图。参考图7，在与相应的引线焊接部分相邻的单体2的第一引线12和第二引线14被布置成彼此平行地面对的状态下，感测壳体30被联接到盒组件20的侧部，从而构造二次电池模块100。在这样的情况下，汇流条32、第一引线12以及第二引线14被定位成在从模块100的外部(即，从执行激光焊接的侧部)朝着盒组件的方向上面对。在此布置中，当在此被部署的状态下在汇流条32和第一引线12之间并且在汇流条32和第二引线14之间执行焊接时，特别地当在基本垂直于感测壳体30的方向上照射激光时，每个盒10在其侧部上具有屏障18以便保护被容纳在每个盒10中的单体2。本领域的技术人员将会完全地理解，屏障18用作阻挡壁，以防止从激光设备(未示出)发射的激光(未示出)被直接地照射到单体2上。

再次参考图1和图2，在根据本公开的实施例的二次电池模块100中，在感测壳体30被联接到盒组件20的状态下，感测盖40被联接到感测壳体30以保护bms电路板34和汇流条32。感测盖40可以借助于卡扣配合或者钩接被联接到感测壳体30，并且也可以通过绝缘塑料材料被注射成型。

将会描述根据本公开的另一实施例的焊接二次电池模块的电极引线的方法。

首先，制备多个单体2，在单体2中，具有相反极性的第一引线12和第二引线14被在相反方向上弯曲。当单体2被接收在盒10中时，第一引线12和第二引线14的长度可以大约是盒10的宽度的一半。另外，在单体2被容纳在对应的盒10中的状态下，单体的引线12、14可以以直角在离引线绝缘部分15近似0.8至1.2mm，优选地1mm的点处被弯曲，由此最大化能量效率。

随后，多个盒10被堆叠以形成盒组件20，在盒10中分别容纳单体2，使得引线焊接部分以预定的图案被定位在盒10的侧壁上以允许邻近的单体2的具有相反极性的引线12、14彼此面对。在此，如果容纳单体2的盒10被堆叠以形成盒组件20，则邻近的两个单体2的具有相反极性的第一引线12和第二引线14的端部可以彼此接触或者被彼此隔开预定的距离。然而，在引线焊接部分处，第一引线12和第二引线14被放置在相同的平面上。盒组件20的每个盒10可以包括能够容纳单体2的容纳部分，并且也可以具有钩或者狭槽使得一对相邻盒10可以借助于卡扣配合或者钩接被彼此联接，如本领域的技术人员容易地理解的。另外，在盒组件20的两侧处，可以借助于例如卡扣配合或者钩接将可以容纳和保护单体2的上盖11和下盖13彼此联接。另外，放置第一引线12和第二引线14的盒10可以采用在其侧部处具有屏障18的盒，使得在下面描述的激光焊接操作期间单体12可以被保护免受激光。

接下来，感测壳体30借助于卡扣配合或者钩接被联接到盒组件20的侧部，感测壳体30具有分别对应于相应的引线焊接部分的多个汇流条32，使得对应的汇流条32可以面对第一引线12和第二引线14。在此，第一引线12由铝制成，并且第二引线14和汇流条32由铜制成。

最后，在每个引线焊接部分的第一引线12、第二引线14以及每个汇流条32的两个焊接点处执行激光焊接。在此步骤中，具有两个焊接点的焊接系统可以被用于每个汇流条32，或者具有与任何一个引线对应的焊接点的单独的激光焊接机可以被用于执行点焊接数次。另外，激光焊接机可以在基本垂直于感测壳体30的方向上照射激光。

根据上述实施例的二次电池模块100可以彼此串联或者并联地电连接并且被容纳在预定的壳中，以为用于家用光电(pv)太阳能板的蓄电设备提供紧凑二次电池组。

图9是用于图示根据本公开的另一实施例的用于焊接紧凑二次电池的电极引线的方法的图。

参考图9，在用于焊接根据本实施例的二次电池的电极引线的二次电池方法和使用该方法的紧凑二次电池模块中，邻近的单体的具有相反极性的第一引线12和第二引线14被堆叠以形成引线焊接部分。在此过程中，第二引线14面对盒10的侧壁，并且第一引线12被定位在汇流条32和第二引线14之间。换言之，通过以这样的方式构造引线焊接部分，例如，当使用激光焊接机焊接引线焊接部分时，汇流条32、第一引线12以及第二引线14可以按顺序被定位并且在一个点处被焊接。在根据本实施例的焊接方法中，因为应同时焊接三种基础材料，所以优选的是，使用比其中仅两种基础材料被焊接的前述实施例使用的焊接机具有更强的输出的焊接机。

前述的描述仅是本公开的技术特征的说明，并且在没有脱离本公开的重要特征的情况下本领域的技术人员能够进行各种修改和变化。因此，在此公开的实施例旨在没有限制而是图示本公开的技术特征，并且这些实施例没有限制本公开的技术特征的范围。应根据随附的权利要求解释本公开的范围，并且落入其等效范围内的所有技术特征应被解释为被包括在本公开的范围中。

工业实用性

本公开涉及一种用于焊接二次电池模块的电极引线的方法和使用该方法的紧凑二次电池模块，并且特别地可适用于与二次电池模块的电极引线的焊接相关的工业。