专利名称：锂电池及其连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂电池及其连接器，且特别是涉及一种锂铁电池及其连接器。
背景技术：
自电动车发展以来，最早被应用于电动车电池的是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池由于成本低、性价比高的特点，在如今也是应用最为广泛的一种电动车电池。而在未来，锂电池无疑将成为动力电池发展的方向。锂电池重量轻、储能大、无污染，但是目前由于技术限制，它在动力车上的应用还非常有限。有鉴于此，业界看好锂电池市场的商机，大举投入锂电池的研发生产，近来磷酸锂铁电池的技术更是日新月异。采用锂钴氧化物作为正极材料的锂电池又称为锂钴电池，锂钴电池除了具有高电容量及高能量密度的优点之外，温度特性及电池寿命的表现也不俗。然而，锂钴电池的产品安全性较让人忧心，尤其近几年来笔记型计算机及手机用锂电池的危安事件频传，更使得消费者对于锂钴电池的信任度下降。磷酸锂铁电池的产品安全性远高于锂钴电池，但磷酸锂铁导电问题仍待改善，尤以安全性、增加电池蓄电量及降低成本为三大发展主轴。磷酸锂铁电池具有许多优点，例如高温特性佳、循环寿命长及材料成本低等，且磷酸锂铁电池的安全性更是目前锂电池的正极材料中最佳的。磷酸锂铁电池具有安全性高及寿命长等优点，但其封装与电极连接仍有进一步改善的空间，以使磷酸锂铁电池的使用更为广泛与安全。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种锂电池连接器，所述连接器可以用来耦接锂电池的导电端子，以方便封装锂电池，提高锂电池 的质量。因此，本发明提供一种锂电池连接器，其包括一承载座与一盖板。承载座上形成有一固定板与一外部连接头，而盖板可将多个电池材料薄膜(例如正极材料薄膜或负极材料薄膜)堆叠而成的电极端子固定于承载座的固定板与盖板之间。其中所述承载座进一步包括多个固定装置，例如螺栓与螺帽，或者形成于承载座上的螺柱与螺帽，以将电极端子固定于承载座的固定板与盖板之间。此外，固定板上还可以形成一凹槽，以将电极端子固定于承载座的凹槽与盖板之间。其中，所述锂电池连接器是由铝金属或铜金属所构成。此外，根据本发明的另一方面，本发明公开了一种锂电池，包括外壳、由多个正极材料薄膜堆叠而成的正极端子、由多个负极材料薄膜堆叠而成的负极端子、分别夹紧正极端子与负极端子的多个锂电池连接器，以及外壳密封板。其中，每一锂电池连接器包括一承载座与一盖板，承载座包括一固定板与一外部连接头，并利用盖板将正极端子或负极端子固定于承载座的固定板与盖板之间。外壳密封板则用来将正极端子、负极端子与锂电池连接器密封于外壳之中，且经由外壳密封板的开口露出锂电池连接器的外部连接头。
其中所述承载座与盖板可以利多个固定装置，例如螺栓与螺帽，或多个形成于承载座上的螺柱与螺帽，将正极端子或负极端子固定于承载座的固定板与盖板之间。其中，一般而言，正极连接器较佳地是由铜金属所构成，而负极连接器较佳地是由铝金属所构成。此外，此锂电池更可以在承载座的固定板形成凹槽，并利用多个辅助端子层，所述辅助端子层一端电性连接凹槽的一凹槽端面，另一端则电性连接正极端子或负极端子。而所述外部连接头更包含一内螺纹与一外螺纹，以方便使用者将锂电池串联、并联或连接一外部的负载。其中锂电池较佳地为锂铁电池。因此，本发明的锂电池与其所使用的连接器，可以利用盖板与承载座有效地固定电极端子，故无需再使用焊接的方式连接锂电池连接器与正极端子或负极端子。因此，有效地降低了锂电池制造时的风险，更可以方便连接锂电池连接器与正极端子或负极端子，有效地改善锂电池的生产流程。此外，本发明的锂电池与其所使用的连接器，更进一步利用辅助端子层准确地连接凹槽的端面，以消除电极端子的误差，有效地增加电极端子与连接器之间的导电效率。
为了使本发明的上述以及其它目的、特征、优点与实施例更明显易懂，提供附图，在附图中图1是本发明锂电池的部分分解示意图。图2是本发明锂电池连接器的一较佳实施例的分解示意图。图3是本发明锂电池连接器的另一较佳实施例的分解示意图。图4是本发明锂 电池连接器的又一较佳实施例，应用辅助端子层以提升导电效率。图5是图2的本发明锂电池连接器的承载座的另一实施例示意图。图6是图3的本发明锂电池连接器的承载座的另一实施例示意图。
具体实施例方式有关本发明的详细说明及技术内容，将配合图示说明如下，然而附图仅作为说明用途，并非用于局限本发明。参阅图1，其公开了本发明的锂电池的部分分解示意图。如图1所示，锂电池100，例如磷酸锂铁电池(LiFePO4)，其电池芯140安装于外壳110之中，而电池芯140由绝缘包覆层142包覆电池材料薄膜所构成,所述电池材料薄膜例如正极薄膜材料与负极薄膜材料，正极薄膜材料一端形成凸出于绝缘包覆层142的正极端子144，而负极薄膜材料一端形成凸出于绝缘包覆层142的负极端子146。正极端子144进一步利用锂电池连接器120来固定，并且正极端子144的每一正极薄膜材料均与锂电池连接器120电性连接。而负极端子146亦进一步利用锂电池连接器121来固定，并且负极端子146的每一负极薄膜材料均与锂电池连接器121电性连接。一般而言，正极端子144的锂电池连接器120较佳地是利用铜金属所构成，而负极端子146的锂电池连接器121较佳地是利用铝金属所构成。锂电池连接器120包括盖板126与承载座128，并利用固定装置(参阅图2与图3)将盖板126与承载座128固定，使正极端子144被固定于其中。锂电池连接器121包括盖板122与承载座124，并利用固定装置(参阅图2与图3)将盖板122与承载座124固定，使负极端子146被固定于其中。当锂电池连接器120与锂电池连接器121被分别固定于正极端子144与负极端子146之上后，电池芯140被安装于外壳110之中，利用外壳密封板130将电池芯140覆盖，并使外壳密封板本体132上的开口 134与开口 136穿出承载座124与承载座128的一端的外部接头，以用来与其它锂电池或者负载电性连接。由于本发明利用盖板与承载座有效地固定电极端子，并利用承载座的外部接头，方便地与其它锂电池或者负载电性连接，故本发明的锂电池可以无需使用焊接的方式来连接锂电池连接器与正极端子或负极端子。因此，有效地降低了锂电池制造时的风险，更可以方便连接锂电池连接器与正极端子或负极端子，有效地改善锂电池的生产流程。进一步参阅图2，其绘示本发明锂电池连接器的一较佳实施例的分解示意图。如图2所示，锂电池连接器200包括承载座210以及盖板220，并利用螺栓230与螺帽240固定。因此，电极端子250，例如正极薄膜材料所延伸出来的正极端子，或者负极薄膜材料所延伸出来的负极端子，可有效地被承载座210与盖板220所夹持，并利用螺栓230与螺帽240增加夹持的力量。其中，承载座210较佳地包括一固定板，其上形成有一凸缘212，并配置有一凹槽214，较佳地，凹槽214的大小与电极端子250的尺寸相同，以增加接触面积。另外，凸缘212上还配置有多个开口 216，而盖板本体222上则配置有多个开口 224，以供螺栓230穿过并与螺帽240旋紧。此外，承载座210相对于凹槽214的另一端则形成有一外部接头218，以连接其它锂电池或者负载。再参阅图3，其绘示本发明锂电池连接器的另一较佳实施例的分解示意图。如图3所示，锂电池连接器300包括承载座310以及盖板320，并利用形成于承载座310之上的螺柱316与螺帽340固定。因 此，电极端子350，例如正极薄膜材料所延伸出来的正极端子，或者负极薄膜材料所延伸出来的负极端子，可有效地被承载座310与盖板320所夹持，并利用螺柱316与螺帽340增加夹持的力量。其中，本发明并不限于螺栓与螺帽、或者螺柱与螺帽，本发明也可以利用其它的固定装置，例如拉钉或铆丁，以有效地固定承载座与盖板，其均不脱离本发明的精神与范围。其中，承载座310较佳地还包括一固定板，其上有一凸缘312，并配置有一凹槽314，较佳地，凹槽314的大小与电极端子350的尺寸相同，以增加接触面积。另外，凸缘312上直接形成螺柱316更可以方便与盖板320的定位与固接。而盖板本体322上则配置有多个开口 324，以供螺柱316穿过并与螺帽340旋紧。此外，承载座310相对于凹槽314的另一端也形成有一外部接头318，以连接其它锂电池或者负载。此外，本发明的锂电池连接器也可以将螺帽形成于盖板或承载座之上，然后利用螺栓穿过承载座或盖板上的开口，以结合盖板与承载座，并将电极端子夹紧，其亦不脱离本发明的精神与范围。再进一步参阅图4，其是本发明锂电池连接器的又一较佳实施例。此锂电池连接器300有效地利用了辅助端子层454以提升电极端子与连接器之间的导电效率。如图4所示，承载座利用凹槽414容置电极端子450，而电极端子450是由正极材料薄膜或负极材料薄膜所形成的内部的电极端子。在叠置正极材料薄膜与负极材料薄膜时，电极端子450的前缘(即接近凹槽端面418的位置)并不会有相同的长度，而可能有一误差458，这是正极材料薄膜或负极材料薄膜的制造误差，或者是叠置正极材料薄膜与负极材料薄膜时的组装误差。如此，将使得并非每一层正极材料薄膜或负极材料薄膜均可有效地接触承载座的凹槽端面418。为了改善这种现象，本发明的锂电池连接器可进一步采用辅助端子层454，该辅助端子层454分别叠置于正极材料薄膜或负极材料薄膜的电极端子之间，即每放一层正极材料薄膜或负极材料薄膜，即叠上一层辅助端子层454，而辅助端子层454的一端形成一辅助端子层端面456，该辅助端子层端面456可以准确地连接凹槽端面418，并消除电极端子450的误差458，有效地增加电极端子与连接器之间的导电效率。相同地，再利用螺栓430与螺帽440可有效地经由开口 424与开口 416将盖板420与承载座固定，并夹紧电极端子450与辅助端子层454。此外，外部接头410较佳地包括一外螺纹417与一内螺纹419，以方便利用螺帽或螺栓连接外部接头410，进而方便使用者进行锂电池的并联、串联或连接外部的负载，例如电动马达等。参阅图5与图6，其分别绘示图2与图3的锂电池连接器的承载板的变化。图5的锂电池连接器500包括承载座510以及盖板520，并利用螺栓530与螺帽540固定。因此，电极端子550，例如正极薄膜材料所延伸出来的正极端子，或者负极薄膜材料所延伸出来的负极端子，可有效地被承载座510与盖板520所夹持，并利用螺栓530与螺帽540增加夹持的力量。其中，承载座510较佳地包括一固定板511，所述固定板511并未配置图2中的凹槽214，而承载座510相对于固定板511的另一端则形成有一外部接头518，以连接其它的锂电池或者负载。固定板511上更配置有多个开口 516，而盖板本体522上则配置有多个开口 524，以供螺栓530 穿过并与螺帽540旋紧。相较于图2的承载座210，图5的承载座510并未在固定板上形成凹槽，可进一步降低生产成本，而亦可以进一步减少用来固定的螺丝530与螺帽540的数量，仅需达到所需的夹持力，即可有效地夹持正极端子与负极端子。再参阅图6，锂电池连接器600包括承载座610以及盖板620，并利用形成于承载座610之上的螺柱616与螺帽640固定。因此，电极端子350，例如正极薄膜材料所延伸出来的正极端子，或者负极薄膜材料所延伸出来的负极端子，可有效地被承载座610与盖板620所夹持，并利用螺柱616与螺帽640增加夹持的力量。其中，本发明并不限于螺栓与螺帽、或者螺柱与螺帽，本发明亦可以利用其它的固定装置，例如拉钉或铆丁，以有效地固定承载座与盖板，其均不脱离本发明的精神与范围。其中，承载座610较佳地由一固定板611所构成，固定板611上形成有螺柱616,以方便与盖板620上配置的多个开口 624定位与固定。此外，承载座310相对于固定板611的另一端也形成有一外部接头618，以连接其它的锂电池或者负载。相同地，螺柱616与螺帽640的数量亦可根据需求而变化，其并不脱离本发明的精神与范围。本发明利用盖板与承载座的固定板，有效地固定电极端子，故本发明的锂电池可以无需使用焊接的方式连接锂电池连接器与正极端子或负极端子。因此，有效地降低了锂电池制造时的风险，更可以方便连接锂电池连接器与正极端子或负极端子，有效地改善锂电池的生产流程。此外，本发明更进一步利用辅助端子层准确地连接承载座的固定板上的凹槽的端面，以消除电极端子的误差，有效地增加电极端子与连接器之间的导电效率。本发明更利用承载座的外部接头，形成一外螺纹与一内螺纹，以方便利用螺帽或螺栓连接外部接头，进而方便使用者进行锂电池的并联、串联或连接外部的负载。虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明 的精神和范围内，可作各种修改与改变，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定为准。
权利要求
1.一种锂电池，包括 一外壳; 一正极端子，由多个正极材料薄膜堆叠而成； 一负极端子，由多个负极材料薄膜堆叠而成； 多个锂电池连接器，每一锂电池连接器包括 一承载座，包括一固定板与一外部连接头，以及 一盖板，以将该正极端子或该负极端子固定于该承载座的固定板与该盖板之间；以及一外壳密封板，将该正极端子、该负极端子与该些锂电池连接器密封于该外壳之中，且经由该外壳密封板的开口，露出每一该些锂电池连接器的该外部连接头。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述承载座的固定板进一步包括一凹槽形成于其上。
3.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述承载座进一步包含多个开口形成于其上，该盖板也包含多个开口形成于其上，以利用多个螺栓与螺帽将该正极端子或该负极端子固定于该承载座的该凹槽与该盖板之间。
4.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述承载座进一步包含多个螺柱形成于其上，该盖板包含多个开口形成于其上，以利用多个螺帽将该正极端子或该负极端子固定于该承载座的该凹槽与该盖板之间。
5.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述锂电池连接器包含铝金属的锂电池连接器以及铜金属的锂电池连接器。
6.根据权利要求2所述的锂电池，进一步包含多个辅助端子层，所述辅助端子层的一端电性连接该凹槽的一凹槽端面，另一端电性连接该正极端子或该负极端子。
7.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述外部连接头进一步包含一内螺纹与一外螺纹。
8.根据权利要求1所述的锂电池，其中所述锂电池为锂铁电池。
9.一种锂电池连接器，包括 一承载座，承载座上形成有一固定板与一外部连接头；以及 一盖板，以将多个电池材料薄膜堆叠而成一电极端子固定于该承载座的固定板与该盖板之间。
10.根据权利要求9所述的锂电池连接器，其中所述承载座的固定板进一步包含一凹槽与多个固定装置，以将该电极端子固定于该承载座的该凹槽与该盖板之间。
全文摘要
本发明涉及一种锂电池连接器，包括一承载座与一盖板。承载座包括一固定板与一外部连接头，通过盖板将锂电池的正极端子或负极端子固定于承载座的固定板与盖板之间。本发明也公开了具有此锂电池连接器的锂电池，该锂电池包括外壳、由多个正极材料薄膜堆叠而成的正极端子、由多个负极材料薄膜堆叠而成的负极端子、分别夹紧正极端子与负极端子的多个锂电池连接器，以及外壳密封板。
文档编号H01M2/26GK103066220SQ201110327090
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者黄泓雯 申请人:黄泓雯