具有改善可靠性的电池模块和包括该电池模块的大中型电池组的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电池模块，该电池模块具有被依次堆叠的呈片形的多个电池单元，其中电池模块由被层压和串联地连接的两个或者更多个六面体的单元电池形成，并且单元电池由被串联地连接的两个或者更多个电池单元组成，并且被彼此粘附。来自于单元电池当中的最外面的电池单元的电极端子（最外面的电极端子）被连接到电池模块的外部输入/输出端子，并且具有比剩余的电池单元的电极端子宽的竖直截面积使得能够防止由于外部冲击的破坏。
【专利说明】具有改善可靠性的电池模块和包括该电池模块的大中型电池组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池模块，该电池模块包括被依次堆叠的多个板状电池单元，其中，电池模块被构造成具有下述结构，即，在该结构中，在六面体的电池单元被堆叠的状态下两个或者更多个六面体的单元电池被彼此串联地连接，单元电池中的每一个被构造成具有下述结构，即，在该结构中，在电池单元被彼此紧密接触的状态下两个或者更多个电池单元被彼此串联地连接，并且单元电池的最外面的电池单元的电极端子(最外面的电极端子)连接到电池模块的外部输入输出端子，最外面的电极端子具有比另一个电池单元的电极端子大的竖直截面积，从而防止最外面的电极端子被外力破坏。
【背景技术】
[0002]能够充电或者放电的二次电池已经被广泛地用作无线移动装置的能源。另外，二次电池作为用于要求高输出和大容量的装置，诸如电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)以及插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)的电源，已引起了非常大的关注，已经开发了上述这些车辆来解决由现有的使用化石燃料的汽油车辆和柴油车辆引起的问题，诸如空气污染。
[0003]这样的装置使用具有被彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块以提供高输出和大容量。
[0004]优选地，中型或大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。为此，通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量容量比的棱柱状电池或袋状电池作为中型或大型电池模块的电池单元(单元电池)。特别地，当前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为护套构件的袋状电池上，这是因为袋状电池的重量轻，袋状电池的制造成本低，并且容易改变袋装电池的形状。
[0005]同时，在电池组中，当前组成被安装在用于车辆的电池组中的电池模块的电池单元的电极端子具有相同的尺寸。
[0006]另外，电极端子中的每一个通常是由具有0.5_或者更小的厚度的箔形成。因此，在振动和冲击被连续地施加到安装在车辆中的电池组的情况下，电极端子可能被破坏。
[0007]特别地，在材料方面，由铝形成的阴极端子呈现比由铜形成的阳极端子小的强度。结果，阴极端子呈现相对于外部冲击和振动的低阻力。
[0008]另外，汇流条被固定到电池模块。在振动被施加到电池模块的情况下，在电池单元和电池模块之间发生相对运动，因此,被连接在汇流条和相对应的电池单元之间的电极端子在结构上比被连接在各个电池单元之间的电极端子弱。
[0009]此外，通常通过激光焊接或者超声焊接实现在各个电极端子之间或者在电极端子和汇流条之间的连接，这对批量生产是适合的。然而，当电极端子中的每一个的厚度增加时，对于焊接所必要的能量的量增加，另外，不良率增加。
[0010]因此，存在对于能够防止电池单元的电极端子由于外部冲击被内部短路或者破坏同时提供高输出和大容量的高度需求。
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]因此，已经做出本发明以解决上述问题和尚待解决的其它技术问题。
[0013]本发明的目的是为了提供一种电池模块，该电池模块被构造成具有下述结构，gp，在该结构中，单元电池的最外面的电池单元的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的竖直截面积，从而甚至当外力诸如冲击或者振动被施加到电池模块时确保电极引线之间的连接可靠性。
[0014]本发明的另一个目的是为了提供一种包括单元电池和电池模块的高输出和大容量的中型或大型电池组，该中型或大型电池组能够使电池组的重量和尺寸最小化同时有效地加强电池单元的低的机械刚度。
[0015]技术方案
[0016]根据本发明的一个方面，通过提供一种电池模块能够完成以上和其它的目的，该电池模块包括被依次堆叠的多个板状电池单元，其中，电池模块被构造成具有下述结构，即，在该结构中，在六面体的电池单元被堆叠的状态下，两个或者更多个六面体的单元电池被彼此串联地连接，单元电池中的每一个被构造成具有下述结构，即，在该结构中，在电池单元彼此紧密接触的状态下，两个或者更多个电池单元被彼此串联地连接，并且单元电池的最外面的电池单元的电极端子(最外面的电极端子)被连接到电池模块的外部输入输出端子，最外面的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的竖直截面积，从而防止最外面的电极端子被外力破坏。
[0017]在根据本发明的电池模块中，在电池单元的电极端子当中，被连接到外部输入输出端子的最外面的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的竖直截面积。因此，防止最外面的电极端子被外部冲击或者振动破坏，从而大大地改善电池模块的可靠性和安全性。另外，排除最外面的电极端子的其它电池单元的电极端子具有比最外面的电极端子小的竖直截面积。因此，能够实现容易的焊接，从而实现容易的制造。
[0018]例如，最外面的电极端子的竖直截面积是其它电池单元的电极端子的竖直截面积的 110% 至 500%。
[0019]在优选实例中，最外面的电极端子可以具有比其它电池单元的电极端子大的厚度。
[0020]在这样的情况下，当将最外面的电极端子与其它电极端子相比较时，可以考虑最外面的电极端子具有与其它电极端子相同的宽度并且具有比其它电极端子大的厚度的结构，或者最外面的电极端子具有比其它电极端子大的宽度和厚度的结构。前述的结构是更优选的。
[0021]在电池单元的电极端子当中，被连接到外部输入输出端子的最外面的电极端子比如上所述的其它电池单元的电极端子厚的情况下，能够改善电池模块的可靠性和安全性，并且另外，容易地焊接电极端子。
[0022]同时，例如，最外面的电极端子可以被联接到被连接到外部输入输出端子的汇流条。[0023]因此，在被直接地连接到汇流条的最外面的电极端子的厚度大于其它电池单元的电极端子的厚度的情况下，能够加强电池模块的结构弱点。
[0024]汇流条中的每一个可以由镀有镍的铜形成，因此汇流条可以被容易地焊接到最外面的电极端子。
[0025]在具体实例中，最外面的电极端子的厚度可以是其它电池单元的电极端子的120%至300%。具体地，如果最外面的电极端子的厚度小于其它电池单元的电极端子的厚度的120%时，难以防止最外面的电极端子被破坏，这不是优选的。另一方面，如果最外面的电极端子的厚度大于其它电池单元的电极端子的厚度的30%，则在最外面的电极端子和汇流条之间的焊接性被降低，这不是优选的。
[0026]更优选地，最外面的电极端子的厚度是其它电池单元的电极端子的厚度的150%至 250%。
[0027]电池单元中的每一个的电极端子可以包括由铝形成的阴极端子和由被镀有镍的铜形成的阳极端子。优选地，阴极端子可以具有比阳极端子大的厚度。
[0028]因此，在由铝形成的阴极端子的厚度大于由被镀有镍的铜形成的阳极端子的厚度的情况下，能够加强材料的弱点。
[0029]在具体实例中，下面的表1示出每种材料的阴极端子和阳极端子的机械特性。如从表1中能够看到的，由铝形成的阴极端子具有比由铜形成的阳极端子低的抗拉强度。
[0030]〈表1>基于电池单元的用于电极引线的材料的抗拉强度的差别
【权利要求】
1.一种电池模块，所述电池模块包括依次堆叠的多个板状电池单元，其中: 所述电池模块被构造成具有下述结构，即，在所述结构中，两个或者更多个六面体的单元电池在所述六面体的电池单元被堆叠的状态下彼此串联地连接， 所述单元电池中的每一个被构造成具有下述结构，即，在所述结构中，两个或者更多个电池单元在所述电池单元彼此紧密接触的状态下彼此串联地连接，并且 所述单元电池的最外面的电池单元的电极端子(最外面的电极端子)被连接到所述电池模块的外部输入输出端子，所述最外面的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的竖直截面积，从而防止所述最外面的电极端子被外力破坏。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子的竖直截面积是其它电池单元的电极端子的竖直截面积的110%至500%。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的厚度。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子被联接到与所述外部输入输出端子连接的汇流条。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子的厚度是其它电池单元的电极端子的厚度的120%至300%。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池单元中的每一个的电极端子包括由铝形成的阴极端子和由镀有镍的铜形成的阳极端子。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述阴极端子具有比所述阳极端子大的厚`度。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子的阴极端子具有比所述最外面的电极端子的阳极端子大的厚度。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子的阴极端子的厚度是0.3至0.5mm,并且所述最外面的电极端子的阳极端子的厚度是0.1至0.3mm,处于小于所述阴极端子的厚度的范围内。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子具有比其它电池单元的电极端子大的宽度。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，所述最外面的电极端子的宽度是其它电池单元的电极端子的宽度的130%至200%。
12.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述汇流条中的每一个是由镀有镍的铜形成。
13.根据权利要求1所述的电池模块中，其中，所述板状电池单元中的每一个被构造成具有下述结构，即，在所述结构中，具有阴极/分隔物/阳极结构的电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中，并且阴极端子和阳极端子从所述电池壳体的相对端部突出。
14.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述单元电池中的每一个被构造成具有下述结构，即，在所述结构中，在所述电池单元彼此紧密接触的状态下，所述电池单元被安装在金属外壳中。
15.根据权利要求14所述的电池模块，其中，所述金属外壳被联接以完全地覆盖单元电池堆的外部，包括所述两个或者更多个电池单元的外部，不包括所述阴极端子和所述阳极端子。
16.根据权利要求15所述的电池模块,其中，所述金属外壳中的每一个具有与所述单元电池堆的外形相对应的内部结构，并且通过组装和紧固而使所述金属外壳彼此联接。
17.根据权利要求15所述的电池模块，其中，所述金属外壳的分段联接部被构造成具有凹凸式紧固结构，即，在所述结构中，当在所述金属外壳彼此接触以便彼此面对的状态下所述金属外壳被彼此推动时，通过弹性联接而使所述金属外壳被彼此接合。
18.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述金属外壳中的每一个由金属片形成。
19.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述单元电池中的每一个被构造成具有其中两个电池单元彼此串联连接的结构。
20.根据权利要求1所述的电池模块，其中，通过将第一单元电池的电极端子的末端和第二单元电池的电极端子的末端弯曲成当在截面中看时的“η ”形状并且焊接其重叠部分，实现在所述单元电池之间的串联连接。
21.一种高输出且大容量的电池组，基于输出和容量，所述电池组包括两个或者更多个根据权利要求1所述的电池模块。
22.根据权利要求21所述的电池组，其中，所述电池组被用作用于电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆的电源。
【文档编号】H01M2/26GK103688391SQ201280035381
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】卢泰焕, 崔晙硕, 张珉哲, 申寅撤, 李珍圭, 姜达模, 金汝珍, 金性泰, 金台爀 申请人:株式会社Lg化学