專利名稱：電極端子連接結構及采用該連接結構的動力電池組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電極端子連接結構，更具體地說，涉及一種將單體電池連接，以形
成動力電池組的電極端子連接結構。此外，本發(fā)明還涉及一種采用該電極端子連接結構的 動力電池組。
背景技術：
隨著石油的緊缺，以及人們對環(huán)保要求的提高，電動汽車和混和動力汽車越來越 顯示其優(yōu)越性。作為電動汽車的核心動力能源——動力電池組，它的重要性顯得尤為突出。 目前，鋰離子電池由于其具有安全、體積小、能量密度高等優(yōu)點而成為人們的首選動力能 源，通過串連或并聯(lián)多個單體電池可形成動力電池組。 單體電池在組成動力電池組時，電極端子之間需要進行連接，這種連接需要考慮 很多因素，既要滿足過電流傳導的要求，同時又要有一定的強度，除此之外，在動力電池組 發(fā)生異常時(比如說過充、短路等)，能夠有效的熔斷，以防止產生熱失控。但是，在電極端 子的連接結構中，最重要的性能還是電極端子之間連接的可靠性。 —般電池的電極端子連接結構，采用機械連接，如螺栓連接、鉚釘連接，例如， CN1767245A就公開了一種采用螺栓連接的電極端子連接結構。此外，為了降低接觸電阻也 有采用焊接進行連接的結構，如采用激光焊、釬焊等，例如，中國發(fā)明專利CN201051525就 公開了一種將片狀體的電極端子相互焊接的電極端子連接結構。為了實現(xiàn)過流保護，采用 低熔點釬料進行釬焊，一般采用以錫為主的合金，熔斷溫度在200-300度之間。
在上述現(xiàn)有技術中，存在一個比較突出的缺點，即上述電極端子的連接結構均采 用一種機械的剛性連接，當這種電極端子連接結構應用到汽車的動力電池組上時，由于汽 車在行駛過程中會發(fā)生各種晃動、震動、甚至碰撞，這種電極端子之間的剛性連接結構很容 易受到沖擊而損害，從而松動、斷開，導致動力電池組不能工作，電動汽車無法行駛，因而現(xiàn) 有技術中，電極端子連接結構的可靠性是一個影響到電動汽車普及的缺點。此外，在上述 現(xiàn)有技術中，采用熔斷溫度在200-300度、以錫為主的低熔點釬料對動力電池組進行過流 保護，由于熔化的溫度偏高，并且錫在熔化之后有一定張力，導致不能快速的達到熔斷的目 的。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種電極端子連接結構，該電極端子連接結 構導電性能優(yōu)良，并且具有高度的連接可靠性。 在本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案中，本發(fā)明進一步解決的技術問題是，上述電極端子 連接結構在滿足正常供電連接的同時，還能夠在電池過熱時起到過流熔斷的功能，并且熔 斷溫度更低，熔斷速度更快。 此外，本發(fā)明還要提供一種采用上述電極端子連接結構的動力電池組。 為解決本發(fā)明的技術問題，本發(fā)明提供一種電極端子連接結構，該電極端子連接結構包括相互連接的電極端子，以及密封的導電腔，該導電腔內填充有液態(tài)導電介質，所述 電極端子各自插入所述導電腔內，通過所述液態(tài)導電介質進行電連接。 為解決本發(fā)明進一步提出的技術問題，本發(fā)明提供如下進一步的改進方案所述 導電腔的下側形成有開口 ，該開口通過隔板進行密封，所述隔板在所述電極端子連接結構 過熱時能夠熔化，以將所述液態(tài)導電介質排出到所述導電腔的外部。所述隔板(6)在所述電極端子連接結構的過熱溫度達到100°C -3501:時熔化。
所述隔板(6)的材料為聚丙烯PP、聚乙烯PE、塑料ABS、聚苯醚PPO、聚苯硫醚PPS、 聚四氟乙烯PTFE、聚醚酮PEEK。 所述電極端子連接結構還包括收集腔，該收集腔設置在所述導電腔的下部，以在 所述隔板熔化時收集流出的所述液態(tài)導電介質。 所述導電腔上側形成有導電介質添加孔，該導電介質添加孔通過密封塞子密封。 所述液態(tài)導電介質為水銀或鉀鈉合金溶液。 所述導電腔和所述收集腔的材料為塑料、橡膠或陶瓷； 此外，本發(fā)明還提供一種動力電池組，包括多個單體電池，所述多個單體電池之間 通過電極端子串聯(lián)或并聯(lián)連接，其中所述電極端子采用上述的電極端子連接結構進行電連 接。 本發(fā)明通過改變電極端子之間的電連接介質，將傳統(tǒng)固態(tài)金屬的剛性連接改進為 常溫液態(tài)導電介質的柔性連接，通過有效密封的導電腔，將液態(tài)導電介質固定在電極端子 之間，從而在電動汽車行駛過程中，無論汽車發(fā)生晃動、震動、甚至是碰撞，均不能影響電極 端子的連接，從而保證了電極端子連接結構的可靠性，并且液態(tài)導電介質的導電性能優(yōu)良， 從而可以優(yōu)化電極端子連接結構的導電性能。當將該電極端子連接結構應用于動力電池組 時，動力電池組的工作可靠性可以得到高度的保障。 此外，在本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案中，所述導電腔下部設置有收集腔，并且腔體之 間設置有薄弱的、熔化溫度可控的隔板，在過大電流時，電極端子及導電介質的溫度會升 高，當溫度達到隔板熔化溫度時，隔板熔化，導電介質將從電極端子的腔體流到收集腔，電 極端子的電連接斷開，避免了溫度進一步升高，防止了熱失控的產生。在導電腔下部設置收 集腔的效果在于可以收集流出的導電介質，從而可以重復利用導電介質，避免浪費。
由此可見，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(l)在基本的技術方案中，能夠保證正常情況的 電流傳導性能，并保證連接的高度可靠性；(2)在進一步改進的技術方案中，還能夠在異常 情況下產生過電流時，及時地熔斷，提供過流保護功能，并且熔斷溫度可以設置的更低，斷 開時間更短，并可以重復利用導電介質；


圖1為第一實施方式的電極端子連接結構的剖視圖； 圖2為第一實施方式的電極端子連接結構的立體圖； 圖3為第一實施方式的電極端子連接結構的立體分解圖； 圖4為圖3所示部位的局部放大圖； 圖5為第二實施方式的電極端子連接結構的剖視圖； 圖6為圖6所示部位的局部放大






圖7為第二實施方式的電極端子連接結構的立體圖8為第二實施方式的電極端子連接結構的立體分解圖9為現(xiàn)有技術中電極端子連接結構的示意圖。 附圖符號說明
1-電極端子 2-單體電池 3，9，10-導電腔 4-收集腔 5-導電介質 6-隔板 7_導電介質添加孔 8-密封塞子
具體實施例方式[現(xiàn)有技術實施方式] 傳統(tǒng)的電極端子連接結構如圖9所示，電極端子1之間用固態(tài)導電介質5填充，通 過剛性連接，使不同電極端子1之間形成電連接。如前所述，該種剛性連接并不能保證電極 端子1連接的可靠性，當這種電極端子連接結構應用到汽車的動力電池組時，由于汽車在 行駛過程中會發(fā)生各種晃動、震動、甚至碰撞，這種電極端子1之間的剛性連接結構很容易 受到沖擊而損害，從而松動、斷開，導致動力電池組不能工作，電動汽車無法行駛，因而在現(xiàn) 有技術中，電極端子連接結構的可靠性是一個較為突出的缺點。 在該現(xiàn)有技術中，當電流增大時，由于導電介質5的電流導通能力沒有電極端子1 的電流通導能力強，一般只有電極端子1的1/5以下，因此在導電介質5處會產生局部的高 溫，當電流繼續(xù)流通時，溫度持續(xù)升高，當溫度升高至固態(tài)導電介質5的熔化溫度時，導電 介質5熔化，當熔化的液態(tài)金屬重量大于液態(tài)金屬與電極端子5之間的張力時，液態(tài)金屬離 開電極端子5，此時電流通導能力進一步下降，溫度升高速率加快，同時有一部分金屬氣化， 最終，固態(tài)導電介質5將以液態(tài)和氣態(tài)形式脫離電極端子5，電路斷開，阻止了進一步的熱 失控。但是，在該方式下，由于固態(tài)金屬的熔點一般比較高，金屬熔化后由于張力的作用不 能快速的離開電極端子l，導致斷開時間過長，增加了熱失控的可能性。
現(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[具體實施方式
1] 該實施例為動力電池組在工作過程中，電極端子1位于動力電池組上表面的實施 例。 如圖1至圖4所示，電極端子1被導電腔3密封連接起來，收集腔4設置在導電腔 3下方，導電腔3的下側設置有開口 ，并通過隔板6與收集腔4隔開，從導電腔3上方的導電 介質添加孔7添加導電介質5，最后將密封塞子8密封至導電介質添加劑孔7上。
其中，所述隔板6的熔化溫度為IO(TC -350°〇，從而在電極端子連接結構過熱溫度 達到IO(TC -35(TC能夠熔化，當然，所述隔板6的熔化溫度還可以根據(jù)實際情況進行選擇， 以適應不同的需要。隔板6材料為聚丙烯PP、聚乙烯PE、塑料ABS、聚苯醚PP0、聚苯硫醚 PPS、聚四氟乙烯PTFE、聚醚酮PEEK。液態(tài)導電介質5為液態(tài)導電金屬或導電金屬溶液，優(yōu) 選為水銀或鉀鈉合金溶液。所述的導電腔3和收集腔4的材料為絕緣材料，優(yōu)選為塑料、橡 膠或陶瓷。當然，還可以有意地選擇其中的一些透明的材料制造導電腔3和收集腔4，這樣 可以更方便進行檢修。
5
電極端子1與導電腔3之間的連接，優(yōu)選通過樹脂與金屬的結合工藝形成，例如， 通過在成型摸具中預先放置電極端子1，2，再將熔化后的樹脂澆注進成形摸具，從而可以將 電極端子1，2和導電腔3相互結合在一起?？梢园凑杖鐖D2所示的那樣，將兩個電極端子 1同時與樹脂材料的導電腔3—體形成。也可以按照如圖3所示的那樣，將每個電極端子1 與樹脂材料的導電腔3的一半分別形成，然后，再將分別成型的導電腔3的兩半連接起來， 具體地，左邊腔體9與電極端子1預先結合，右邊腔體10與電極端子1預先結合，最終裝配 時，左邊腔體9與右邊腔體10再進行連接密封。腔體之間的連接包括熱熔連接、膠連接、焊 接連接等。 當正常工作時，電流從電極端子1流經液態(tài)導電介質5進行傳導，由于導電介質5 為液態(tài)，與電極端子1有足夠的接觸面積，能夠保證電路的通暢；根據(jù)公式
Q = I2Rt 其中，Q為熱量，I為電流，R為電阻，t為時間； 當電流I增加時，產生的熱量Q將是以平方關系增長，所以當電池組發(fā)生短路、過 充等異常時，會有較大的電流經過液態(tài)導電介質5，由于電流的增大，在電阻R不變的情況 下，導電介質5將產生的熱量的更大，溫度迅速升高，當溫度升高至一定情況下，隔板6熔 化，導電介質5從導電腔3流至收集腔4，電極端子1之間沒有導電介質5，電路斷開，阻止 了進一步的熱發(fā)應，避免了熱失控的產生。 從上可以看出，本發(fā)明通過改變電極端子1之間的電連接介質，將傳統(tǒng)固態(tài)金屬 的剛性連接更改為常溫液態(tài)導電介質5的柔性連接，通過有效密封的導電腔3，將液態(tài)導電 介質5固定在電極端子1之間，從而在電動汽車行駛過程中，無論汽車發(fā)生晃動、震動、甚至 是碰撞，均不能影響電極端子1的連接，從而保證了電極端子連接結構的可靠性，并且液態(tài) 導電介質5的導電性能優(yōu)良，從而可以優(yōu)化電極端子連接結構的導電性能。當將該電極端 子連接結構應用于動力電池組時，動力電池組的工作可靠性可以得到高度的保障。
此外，所述導電腔3的下側設置有開口 ，并通過隔板6與收集腔4隔開，正常情況 下，導電腔3與收集腔4彼此獨立隔開、密封，當發(fā)生異常情況導致過流時，導電介質5將產 生的熱量的更大，溫度迅速升高，從而將低熔點材料的隔板6熔化，當隔板6熔化之后，導電 腔3與收集腔4連通。電極端子1之間的導電介質5在為液態(tài)，具有很好的流動性。另外， 導電介質5是否流出導電腔體，取決于隔板6的熔化溫度，為保證實現(xiàn)過流保護功能，可以 通過選擇隔板6的材料，將熔化溫度設置的更低。同時在液態(tài)導電介質5流到收集腔4之 后，不會跑到外部，仍在一個密封腔體內，因此不會造成其他副作用，可以重復利用導電介 質5。 由此可見，本發(fā)明通過在電極端子1之間的液態(tài)導電介質5，使電極端子1的連接 在滿足正常導電的同時，具有高度的連接可靠性，并且能夠在發(fā)生異常情況時實現(xiàn)過流熔 斷的功能，而且熔斷溫度更低，熔斷速度更快。
[具體實施方式
2] 該實施例為動力電池組在工作過程中，電極端子1位于動力電池組側面的實施 例。 如圖5至圖8所示，電極端子1被導電腔3密封連接起來，收集腔4設置在導電腔 3下方，導電腔3與收集腔4之間有隔板6隔開，從導電腔3上方的導電介質添加孔7添加液態(tài)導電介質5，最后將密封塞子8密封至導電介質添加劑孔7上。 當電流增加時，液態(tài)導電介質5產生的熱量的更大，溫度迅速升高，當溫度升高至
一定情況下，隔板6熔化，導電介質5從導電腔3流至收集腔4，從而電極端子1之間沒有液
態(tài)導電介質5，電路斷開，阻止了進一步的熱發(fā)應，避免了熱失控的產生。 從圖中可以看出，在該實施例中，導電腔3的形狀與具體實施方式
1略有不同，該
導電腔3的形狀為類橢圓的腔體，此外，電極端子1插入導電腔3的位置也有所不同。但這
并非本發(fā)明的本質區(qū)別，本發(fā)明的本質在于，通過改變電極端子1之間的電連接介質，使電
極端子1的連接在滿足傳導電流的同時，具有高度的連接可靠性，并且能夠在發(fā)生異常情 況時起到過流熔斷的作用，而且熔斷溫度更低，熔斷速度更快。該實施例的原理與具體實施 方式1是相同的，因而，對該實施方式的其他相同結構不再贅述。 本發(fā)明不限定于上述實施方式，在不改變發(fā)明目的的范圍內，可通過適當變型來 實施本發(fā)明。例如，導電腔3和收集腔4的形狀等，均可以根據(jù)實際應用需要而采取相應的 形狀，本發(fā)明的保護范圍應通過權利要求進行限定。
權利要求
一種電極端子連接結構，該電極端子連接結構包括相互連接的電極端子(1)，其特征在于，該電極端子連接結構還包括密封的導電腔(3)，該導電腔(3)內填充有液態(tài)導電介質(5)，所述電極端子(1)各自插入所述導電腔(3)內，通過所述液態(tài)導電介質(5)進行電連接。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述導電腔(3)的下側形成 有開口，該開口通過隔板(6)進行密封，所述隔板(6)在所述電極端子連接結構過熱時能夠 熔化，以將所述液態(tài)導電介質(5)排出到所述導電腔(3)的外部。
3. 根據(jù)權利要求2所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述隔板(6)在所述電極端 子連接結構的過熱溫度達到IO(TC -35(TC時熔化。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述隔板(6)的材料為聚丙 烯、聚乙烯、塑料、聚苯醚、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、或聚醚酮。
5. 根據(jù)權利要求4所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述電極端子連接結構還 包括收集腔(4)，該收集腔(4)設置在所述導電腔(3)的下部，以在所述隔板(6)熔化時收 集流出的所述液態(tài)導電介質(5)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述導電腔(3)上側形成有 導電介質添加孔(7)，該導電介質添加孔(7)通過密封塞子(8)密封。
7. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述液態(tài)導電介 質(5)為水銀或鉀鈉合金溶液。
8. 根據(jù)權利要求7所述的電極端子連接結構，其特征在于，所述導電腔(3)和所述收集 腔(4)的材料為塑料、橡膠或陶瓷。
9. 一種動力電池組，包括多個單體電池(2)，所述多個單體電池(2)通過電極端子(1) 串聯(lián)或并聯(lián)連接，其特征在于，所述電極端子(1)采用權利要求1至8中任一項所述的電極 端子連接結構進行電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型的、通過液態(tài)導電介質(5)進行連接的電極端子連接結構，該電極端子連接結構包括相互連接的電極端子(1)，以及密封的導電腔(3)，該導電腔(3)內填充有液態(tài)導電介質(5)，所述電極端子(1)各自插入所述導電腔(3)內，通過所述液態(tài)導電介質(5)進行連接。由于本發(fā)明通過液態(tài)導電介質(5)進行導電連接，因而在使用過程中，無論使用動力電池組的汽車發(fā)生任何晃動、震動等，均不能影響該電極端子連接結構的可靠性。此外，本發(fā)明還提供一種采用該電極端子連接結構的動力電池組。
文檔編號H01M2/20GK101752541SQ200810179278
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者鄭衛(wèi)鑫 申請人:比亞迪股份有限公司