电池模块及其制造方法与流程

相关申请的交叉引用本技术要求于2021年2月23日向韩国专利局提交的韩国专利申请号10-2021-0024301和2022年2月22日向韩国专利局提交的韩国专利申请号10-2022-0023214的权益，其全部内容通过在此引用并入本文。本发明涉及电池模块及其制造方法，更具体地涉及具有改善的制造加工性的电池模块及其制造方法。

背景技术：

1、在现代社会中，随着诸如手机、笔记本电脑、摄像机和数码相机的便携式设备的日常使用，与上述的移动设备相关的领域中的技术得到积极开发。此外，可充电/放电的二次电池用作电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(p-hev)等的电源，以试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆造成的空气污染等。因此，对二次电池的开发的需求日益增加。

2、目前商业化的二次电池封装括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池由于例如与镍类二次电池相比具有几乎不表现出记忆效应并由此自由充电和放电并且自放电率非常低、能量密度高的优点而受到关注。

3、这种锂二次电池主要分别使用锂类氧化物和碳质材料作为阴极活性材料和阳极活性材料。锂二次电池封装括：电极组件，各自涂覆有阴极活性材料和阳极活性材料的阴极板和阳极板在隔板插在它们之间的状态下设置在所述电极组件中；以及将电极组件与电解质溶液一起密封和容纳的电池外壳。

4、通常，锂二次电池可以基于外部材料的形状分为其中电极组件内置在金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件内置在铝层叠片材的软包中的软包型二次电池组。

5、在用于小型设备的二次电池的情况下，设置二至三个电池单体，但是在用于诸如汽车的中型或大型设备的二次电池的情况下，使用其中大量电池单体被电连接的电池模块。在这种电池模块中，大量的电池单体彼此串联或并联连接以形成电池组件，由此改善容量和输出。此外，一个或多个电池模块可以与各种控制和保护系统如bms(电池管理系统：battery management system)和冷却系统一起安装以形成电池封装。

6、以往的电池模块为了多个电池单体之间的连接，可以利用汇流条和汇流条框架。下面将参照图1和2描述以往的电池模块中使用的汇流条和汇流条框架的结构。

7、图1是以往的电池模块的透视图。图2是将图1的截面“a”放大示出的局部视图。图1示出了其中电池模块竖起以示出汇流条框架和汇流条的外观的状态。

8、参照图1和2，以往的电池模块10包括其上堆叠有电池单体11的电池单体堆20以及设置在电池单体堆20的两侧上的汇流条框架30。汇流条40和感测组件50可以安装在汇流条框架30上。

9、汇流条40用于多个电池单体11之间的电连接，并且电池单体11的电极引线11l在穿过汇流条框架30中形成的狭缝后弯曲，并且可以与汇流条40连接。在一些情况下，电极引线11l也可以穿过汇流条40中形成的狭缝40s。在电极引线11l与汇流条40之间的连接中，方法没有限制，只要电连接是可能的即可，作为示例，可以通过焊接接合执行连接。以这种方式，通过汇流条40与电池单体11电连接的电池单体堆20可以通过暴露于外部的端子汇流条等连接至其它电池模块、bdu(电池断开单元：battery disconnect unit)等。也就是说，以往的电池模块10通过汇流条40电连接电池单体11，并且通过端子汇流条等将电池模块10与其它电池模块电连接，由此能够实现hv(高电压)连接。这里，hv连接是起到用于供应电力的电源的作用的连接，并且是指电池单体之间的连接或电池模块之间的连接。

10、同时，为了防止电池模块10的着火或爆炸，需要测量电池单体11的电压信息和温度信息并将其传输至bms(电池管理系统：battery management system)。以往的电池模块10包括感测组件50，并由此可以将电池单体的电压信息传输至bms。具体而言，该感测组件50可以通过接合构件52连接至汇流条40以测量每个电池单体的电压，并且测量值可以经由连接构件53和连接器(未示出)传输至外部bms。也就是说，以往的电池模块10可以经由汇流条40和感测组件50传输电压信息，由此实现低电压(lv：low voltage)连接。这里，lv连接是指用于感测和控制电池单体的电压的感测连接。

11、总之，以往的电池模块10将每个堆叠的电池单体的电极引线11l接合到汇流条40以实现hv连接，并且感测组件50可以连接至与电极引线11l接合的汇流条40以实现lv连接。此外，可以形成汇流条框架30以便安装这种汇流条40。

12、但是，该电池模块10需要许多部件以实现这种hv连接和lv连接，并且存在需要一系列复杂的制造工艺的缺点。

技术实现思路

1、技术问题

2、设计本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是通过改善以往的hv连接结构和lv连接结构来提供一种具有改善的制造加工性的电池模块，以及该电池模块的制造方法。

3、但是，本发明的实施例要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本发明中包括的技术思想的范围内进行各种扩展。

4、技术方案

5、根据本发明的一个实施例的电池模块包括：堆叠有包括电极引线的多个电池单体的电池单体堆；以及位于电池单体堆的一侧上的引线框架。从多个电池单体中的第一电池单体突出的第一电极引线和从多个电池单体中的第二电池单体突出的第二电极引线在穿过引线框架中形成的狭缝后弯曲并重叠以形成电极引线组件。在该电极引线组件中，第一电极引线的至少一部分和第二电极引线的至少一部分彼此接合。引线框架包括电极引线组件位于其上的第一支撑部。第一支撑部具有向电极引线组件所位于的方向突出的形状或向与电极引线组件所位于的方向相反的方向凹入的形状。电极引线组件的至少一部分与第一支撑部的一个表面紧密接触。

6、第一支撑部可以具有向电极引线组件所位于的方向突出的拱形形状。

7、第一支撑部可以具有向与电极引线组件所位于的方向相反的方向凹入的拱形形状。

8、可以在第一支撑部的中央形成贯穿的第一开口部，并且第一开口部可以在电极引线组件所位于的一侧贯穿。

9、引线框架可以包括横穿第一开口部的辅助支撑部，并且辅助支撑部可以具有与第一支撑部的形状相对应而突出或凹入的形状。

10、可以通过将金属板和弹簧构件中的至少一个附接至引线框架来形成第一支撑部。

11、该电池模块可进一步包括安装在引线框架上的感测组件。该感测组件可以包括：模块连接器；接合板，所述接合板接合至第一电极引线与第二电极引线中的至少一个；以及连接构件，所述连接构件连接模块连接器与接合板。

12、引线框架可以包括第一电极引线与接合板位于其上的第二支撑部，并且第二支撑部可以具有向接合板所位于的方向突出的形状或向与接合板所位于的方向相反的方向凹入的形状。第一电极引线与接合板重叠的部分的至少一部分可以与第二支撑部的一个表面紧密接触。

13、在第二支撑部中，第一电极引线与接合板可以彼此接合。

14、第二支撑部可以具有向接合板所位于的方向突出的拱形形状。

15、第二支撑部可以具有向与接合板所位于的方向相反的方向凹入的拱形形状。

16、可以在第二支撑部的中央形成贯穿的第二开口部，并且第二开口部可以在接合板所位于的一侧贯穿。

17、接合板位于第一支撑部上，并且可以接合至电极引线组件。

18、接合板的至少一部分可以与电极引线组件紧密接触。

19、在第一支撑部上，第一电极引线可以在覆盖第二电极引线的同时被接合以形成电极引线组件，可以在第一电极引线中形成凹入侧，并且接合板可以通过凹入侧接合至第二电极引线。

20、根据本发明的另一实施例的电池模块的制造方法包括：堆叠包括电极引线的多个电池单体以形成电池单体堆的步骤；在电池单体堆的一侧上设置引线框架的步骤；以及接合步骤，其中从多个电池单体中的第一电池单体突出的第一电极引线和从多个电池单体中的第二电池单体突出的第二电极引线在穿过引线框架中形成的狭缝后弯曲并重叠，并且至少部分地彼此接合以形成电极引线组件。引线框架包括电极引线组件位于其上的第一支撑部，所述第一支撑部具有向电极引线组件所位于的方向突出的形状或向与电极引线组件所位于的方向相反的方向凹入的形状。在接合步骤中，第一电极引线与第二电极引线在与第一支撑部紧密接触的同时重叠并接合，以形成电极引线组件。

21、第一支撑部可以具有向第一电极引线和第二电极引线所位于的方向突出的拱形形状，或者可以具有向与第一电极引线和第二电极引线所位于的方向相反的方向凹入的拱形形状。

22、在接合步骤中，焊接夹具可以设置为覆盖第一电极引线的一部分和第二电极引线的一部分，并且在引线框架与焊接夹具之间，第一电极引线和第二电极引线可以在彼此紧密接触的同时被接合。

23、在焊接夹具中可以形成第一夹具开口部。焊接设备可以通过第一夹具开口部将第一电极引线与第二电极引线暴露的部分接合以形成电极引线组件。

24、可以在第一支撑部的中央形成贯穿的第一开口部，第一开口部可以在电极引线组件所位于的一侧贯穿。在接合步骤中，第一电极引线与第二电极引线中与可以形成有第一开口部的区域相对应的部分可以被彼此焊接接合以形成电极引线组件。

25、有益效果

26、根据本发明的实施例，在实现hv连接中，在具有突出结构或凹入结构的支撑部上执行电极引线之间的接合。由此，该电极引线可以彼此紧密接触，由此促进它们的接合。

27、此外，由于消除了汇流条，因此可以提高电池模块的空间利用率，并且可以获得成本降低的效果。

28、此外，取代消除以往的汇流条，电极引线之间的接合和电极引线与感测组件之间的接合被一体地形成以同时实现hv连接和lv连接，因此，可以期待生产率提高。

29、本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员由所附权利要求的描述将清楚地理解上文未提及的附加的其它效果。