可逆电连接器和方法
【专利说明】可逆电连接器和方法
[0001]本申请是中国发明专利申请(申请号:201210545383.1，申请日:2012年12月14日，发明名称:可逆电连接器和方法)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及可逆电连接器，用于附连导电基板，该导电基板包括多单元电池的电池接线片。
【背景技术】
[0003]电池组可包括多个电池单元，其中，电池单元的接线片彼此导电地连接，以形成电池组。电池接线片可通过电阻或激光焊接连结，以在电池单元之间或电池单元和电池端子之间形成导电路径。焊接过程的变化可导致接线片之间的被焊接连接部中的变化，这可导致电池组的导电性的变化。电池接线片由于焊接过程而被不可逆地改变，从而在将一个电池接线片从另一个分开来时，被焊接的电池接线片可被损坏或劣化，从而接线片和相应的电池单元不再可用。
[0004]多单元电池组，例如，包括多个彼此电连接的电池单元的电池组，可被用于包括混合动力车辆的汽车应用中。在汽车应用的有用寿命结束时，多单元电池组中的电池单元可保持其容量的大部分，从而电池单元可被再循环或反复使用于具有较低电压和/或容量需求的责任较轻的应用中。电池单元的反复使用可需要电池单元从电池分离，该电池具有的电池接线片基本上完好，例如，处于未损坏或可重复使用的状态。被焊接的电池接线片可在将被焊接的连接部分开到接线片不能再被使用的程度时被损坏，从而电池单元不能被再循环，例如，不能被附连到另外的电池单元或端子，或重新构造到另外的电池组中。另外，在焊接接头的分开期间造成的电池接线片的劣化和/或损坏可因为影响解构电池单元用于材料再循环的能力而限制从被损坏电池单元回收材料的能力。
【发明内容】
[0005]在此提供一种热-可逆粘合连接器，其被构造为可松脱地附连电池单元的电池接线片，还提供一种用于使用可松脱连接器而可逆地连接电池单元的接线片的方法。在此描述的导电连接器通过提供连接电池单元接线片的简单、可松脱装置而允许电池组和电池组单元的再循环，该装置在当被松脱或可逆时，提供可再循环的电池单元，所述电池单元包括可重复使用的电池接线片和可重复使用的连接器。在一个例子中，电池组可以是在混合动力车辆的电池中初始使用的电池组，其中，在有用车辆服役寿命结束时，每个电池组和/或电池单元可保持其容量的大部分，从而电池组和/或电池单元可被再循环和另外专用于需要比初始车辆电池应用小的容量的其他应用。通过为电池单元接线片提供可松脱附连，电池单元可在车辆服役寿命结束时分离，而没有对电池接线片的完好性进行妥协。
[0006]提供了一种可松脱电池接线片连接器。可松脱连接器可具有多层结构，包括由形状记忆聚合物(SMP)制成并插置在粘合剂层之间的至少一层，粘合剂层可以是干性粘合剂层。如在此使用的，干性粘合剂是指本身粘稠的材料，其不依赖于熔化或溶解来激活它们的粘合特性。SMP和粘合剂层是导电的，使得可松脱连接器导电。SMP层具有大致C-形或弓形的持久形状，有助于连接器从电池接线片分离。连接器可被定位在相邻电池接线片之间，在连接器加热到SMP转变温度以上的温度之后施加力，从而连接器转变为临时形状，适形于电池接线片表面，该临时形状可以是大致平的形状，然后在被施加的力下，被冷却到转变温度以下以附连电池接线片和在电池接线片之间提供导电路径。
[0007]连接器可通过将连接器激活到SMP转变温度以上从而连接器恢复其持久形状，导致粘合剂层和连接器从电池接线片的表面剥离，将连接器从电池接线片和电池单元基本上断开连接。该连接被消除，从而电池接线片在断开连接时基本没有改变和/或处于使被附连的电池单元适于再循环的状态。在一个例子中，可松脱电池接线片连接器可具有单层构造，其包括形状记忆聚合物，其中，形状记忆聚合物是粘合性的。
[0008]一种可逆地连接两个导电基板的方法，包括:将包括形状记忆聚合物(SMP)的导电粘合连接器定位在基板之间，将连接器加热到高于SMP转变温度的温度，并施加负载和在负载下将连接器冷却到转变温度以下，以将连接器转变为适形形状，由此形成附连基板并在其之间提供电连接的粘合结合部。该方法可包括通过将连接器加热到SMP转变温度以上而将连接器从基板断开连接或松脱，其中，使连接器断开连接包括将连接器的粘合部分从基板逐渐地剥离。连接器自临时的适形形状转变为弯曲的持久形状可产生分离力，其足以开始和推进粘合剂层和连接器从基板的分离。
[0009]使连接器断开连接可中断基板之间的电连接，从而连接器可被构造为极限开关或保险丝，其当连接器被加热到对应于SMP转变温度的温度极限上被激活。连接器可在断开连接之后被重新附连，以将基板重新附连并重新建立电连接，其中，连接器可用作断路器。连接器可以是电池接线片连接器，其被构造为将电池单元连接到另外的电池单元或端子。连接器可被从电池接线片松脱，从而电池接线片和/或连接器在移除连接器之后可被重新使用。
[0010]通过在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述能容易地显现本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点。
【附图说明】
[0011]图1是电池组的示意侧视图，其包括多个具有第一形状的可逆连接器；
[0012]图2是图1的电池组的示意侧视图，可逆连接器具有第二形状，从而电池单元被连接;
[0013]图3是图1的电池组的示意侧视图，可逆连接器回复到它们的第一形状，从而电池接线片未连接；
[0014]图4A是显示图1的连接器的第一例子的示意侧视图；
[0015]图4B是显示图2的连接器的第一例子的示意侧视图；
[0016]图4C是显示图3的连接器的第一例子的示意侧视图；
[0017]图5A是显示图1的连接器的第二例子的示意侧视图；
[0018]图5B是显示图2的连接器的第二例子的示意侧视图；和
[0019]图5C是显示图3的连接器的第二例子的示意侧视图。
【具体实施方式】
[0020]参考附图，其中相同的附图标记在多幅图中表示相似的部件，图1-5C中显示的元件不是必须按照尺寸或比例的。因而，在此展示的附图中提供的特定尺寸和应用并不视为限制性的。图1显示了电池10，其包括电池组12。电池10可在此被称为电池组件。电池10可包括多个电池组12。端子14，其可在此称为汇流条或U形沟道，可被连接至一个或多个电池组12，以传导电池10中的电池组12提供的电能。电池10可被构造用于混合动力车辆(未示出)中，例如，以将电能提供至混合动力车辆的一个或多个系统，所述系统可包括车辆动力传动系系统。
[0021]电池组12包括多个电池单元20。在一个例子中，电池单元20可以是锂-聚合物或锂离子类型(L1-离子)单元，和/或可被构造为袋状单元或棱形单元。每个电池单元20包括电池本体22和至少一个电池接线片24，所述电池本体包括电极(未示出)。电池接线片24被连接至电池本体22和/或至电池本体22中的电极，且可被构造为导电箔接线片。电池接线片24，其可在此称为基板或导电基板，限定至少一个接口表面26，在此可将该接口表面称为接线片接口、接线片接口表面、基板接口或基板表面。电池接线片24，例如，导电基板，可由导电材料制成。在一个例子中，电池接线片24可包括金属材料，金属材料可包括，例如，铜、银和铁中的一种或多种。可逆连接器(reversible connector) 30 (包括处于持久形状的形状记忆聚合物)可被插置在相邻接线片24之间(如图1所示)，并被转变为如图2所示的临时形状以电连接，例如，以通过粘合至接口表面26而在相邻接线片24之间提供导电路径。电池组12可被电连接至电池端子14，通过将处于如图1所示的持久的弯曲形状的可逆连接器30插置在端子14和相邻电池接线片24之间，并将连接器30转变为如图2所示的临时适形形状，以在接线片24和端子14之间提供导电路径，由此将电池组1