專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池組，尤其涉及具有過熱保護功能的電池組。
背景技術(shù)：
安全性能一直是電池組特別是動力電池組的重要指標。通常，電池組的 各個單體電池之間是通過電極端子而連接在一起。電極端子之間可以通過螺
固、焊接等方式連接在一起。例如，CN201051525Y公開了一種電池組，該 電池組包括多個單體電池，單體電池之間通過貼合連接片狀的電極端子而連 接在一起，從而形成電池組。但是，當電池組過載時會產(chǎn)生大量的熱量，且 該熱量不能及時釋放，積聚的熱量可能使單體電池和電池組發(fā)生爆炸等危 險。因此，該電池組的安全性較差，過熱時容易損壞電池組。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提供一種具過載保護功能的電池組，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在 的問題。
本實用新型的電池組包括多個單體電池，所述多個單體電池通過電極端 子相互連接，其中，連接的兩個所述電極端子的周圍不導(dǎo)電地固定連接有金 屬件，該金屬件與所述電極端子的結(jié)合強度大于所述電極端子之間的結(jié)合強 度，所述金屬件在所述電極端子過熱時發(fā)生變形，使得所述電極端子隨所述 金屬件一起變形，從而斷開所述電極端子之間的連接。
使用本實用新型的電池組，當所述電池組在內(nèi)部短路、過充過放以及外 界著火等條件下而產(chǎn)生大量的熱量時，致使所述電極端子過熱，所述金屬件 能夠產(chǎn)生變形，并迫使與其固定連接的所述電極端子也產(chǎn)生變形，使得所述變形能夠克服所述電極端子之間的連接強度而斷開所述電極端子之間的連 接，從而有效地保護所述電池組，避免因過熱引起的損壞。


圖1是顯示根據(jù)本實用新型的第一實施方式的電池組的局部透視圖； 圖2是顯示根據(jù)本實用新型的第一實施方式的電池組的電極端子連接的 局部剖視圖3是顯示根據(jù)本實用新型的第一實施方式的電池組的電極端子斷開連 接的局部剖視圖4是顯示根據(jù)本實用新型的第一實施方式的一個實施例的電極端子連 接的局部剖視圖5是顯示根據(jù)本實用新型的第二實施方式的電池組的電極端子連接的 局部剖視圖6是顯示根據(jù)本實用新型的第二實施方式的電池組的電極端子斷開連 接的局部剖視圖7是顯示根據(jù)本實用新型的第二實施方式的一個實施例的電池組的局 部透視圖。
具體實施方式
圖1至圖7顯示了根據(jù)本實用新型的電池組的實施方式，如圖所示，該 電池組包括多個單體電池10，單體電池10通過電極端子20相互連接，連接 的兩個電極端子20的周圍不導(dǎo)電地固定連接有金屬件30，該金屬件30與電 極端子20的結(jié)合強度大于電極端子20之間的結(jié)合強度，金屬件30在所述 電極端子20過熱時發(fā)生變形，使得所述電極端子20隨所述金屬件30 —起 變形，并斷開電極端子20之間的連接。其中，圖l至圖3顯示了根據(jù)本實用新型的第一實施方式的電池組。具
體地，電極端子20從單體電池引出，并經(jīng)過一次90。彎折而在電極端子20 上形成具有相對的表面。電極端子20之間可以通過各種公知的焊接方式例 如冷壓焊、超聲波焊、激光焊或釬焊在相對的表面上形成連接，優(yōu)選形成線 連接或點連接。例如，可以在相對的表面上沿電極端子20的寬度方向涂敷 一條或多條線型焊料，或涂敷一個或多個點狀焊料。然后，通過加熱熔化焊 料而形成焊塊40，將電極端子20連接在一起，形成電池組。其中，焊料可 以選擇低熔點的金屬，如含有錫的焊料，在本實施方式中，使用錫作為焊料， 從而可以在過熱時焊塊40能夠軟化，并使電極端子20克服焊塊40的連接 力而產(chǎn)生變形并斷開焊塊40，即斷開電極端子20之間的連接。此外，也可 以用導(dǎo)電膠連接電極端子20，形成線連接或點連接，以降低電極端子20之 間的結(jié)合強度。
連接好電極端子20后，在電極端子20的外側(cè)固定連接金屬件30。其中， 該固定連接為不導(dǎo)電連接，即確保電極端子20與金屬件30之間導(dǎo)電。此外， 電極端子20與金屬件30之間的結(jié)合強度大于電極端子20之間的結(jié)合強度。 例如，可以使用電絕緣、耐高溫、可與金屬牢固結(jié)合的陶瓷材料如AI203、 Zr02、 MgO、 Ti02等無機氧化物，并在其中摻入粘合劑形成陶瓷粘結(jié)材料。 在電極端子20和金屬件30相對的表面上涂敷該粘結(jié)材料，從而可以將電極 端子20與金屬件30不導(dǎo)電地牢固地粘結(jié)在一起，并可以保證該電極端子20 和金屬件30之間的結(jié)合強度大于電極端子20之間的點連接或線連接。此外， 粘結(jié)材料形成的薄的粘結(jié)層具有良好的導(dǎo)熱性，可以保證電極端子20的熱 量可以快速傳遞給金屬件30?？蛇x擇地，還可以使用硅酸鹽型膠粘劑來粘結(jié) 固定電極端子20和金屬件30，公知地，硅酸鹽型膠粘劑具有導(dǎo)熱率高、結(jié) 合強度大、耐高溫等特點，同樣可以提供所需的不導(dǎo)電的牢固連接。
電池過載時，電極端子20產(chǎn)生的大量熱量將通過粘結(jié)層快速向金屬件30傳遞，使得金屬件30受熱迅速產(chǎn)生變形，如圖3所示，由于金屬件30 與電極端子20之間耐高溫的粘結(jié)層的結(jié)合強度大于電極端子20之間線連接 或點連接的結(jié)合強度，電極端子20將隨著金屬件30—起變形，從而克服焊 塊40的結(jié)合力使焊塊40斷裂，使得電極端子20之間的連接斷開，又由于 在電極端子20和金屬件30之間為不導(dǎo)電材料構(gòu)成的固定連接，所以當電極 端子20之間的連接斷開后，兩個單體電池IO之間就形成了電流斷路，從而 防止電池組進一步過熱而導(dǎo)致熱失控的發(fā)生。
金屬件30可以是任何能夠在過熱時產(chǎn)生使電極端子20發(fā)生斷開連接的 部件。例如可以使用依次連接的多個具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬層或形狀記 憶合金作為金屬件30。
使用具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬層時，最內(nèi)層的金屬層與電極端子20 固定連接，各金屬層之間依次固定連接，并保證最內(nèi)層金屬層與電極端子20 的結(jié)合強度以及各金屬層之間的結(jié)合強度大于電極端子20之間的結(jié)合強度。 從最內(nèi)層至最外層，各金屬層的熱膨脹系數(shù)依次遞減，使得在過熱時，位于 內(nèi)側(cè)的金屬層的熱膨脹受到外側(cè)的金屬層的限制，從而使金屬件30帶動電 極端子20朝最外層金屬層彎曲而產(chǎn)生變形。由于金屬件30與電極端子20 之間的結(jié)合強度較電極端子20之間的結(jié)合強度大，這種變形會使得焊塊40 斷裂，從而斷開電極端子20之間的連接。
在本實施方式中，如圖所示，金屬件30包括第一金屬層31和第二金屬 層32。其中，第一金屬層31和第二金屬層32可以選擇各種金屬和合金，但 要確保第一金屬層31的熱膨脹系數(shù)大于第二金屬層32的熱膨脹系數(shù)。例如， 可以使用包括第一金屬層31和第二金屬層32的雙金屬片，如Fe-M或Fe-Cu 雙金屬片。即可以使用鐵(熱膨脹系數(shù)為15X10—7/°C)作為第一金屬層31， 用銅(熱膨脹系數(shù)為170X10—7/°C)作為第二金屬層32，使用時，將第一金 屬層31和第二金屬層32的通過面焊接固定。電池過熱時，金屬件30受熱，
7第一金屬層31的熱膨脹受到第二金屬層32的限制，使得整個金屬件30連 同與其連接的電極端子20 —起朝向第二金屬層32彎曲，產(chǎn)生如圖3所示的 變形，并使焊塊40的連接斷開。
此外，還可以使用形狀記憶合金如Cu基或Fe基形狀記憶合金作為金屬 件30。也就是使由形狀記憶合金制成的金屬件30具有發(fā)生上述變形后的形 狀記憶，即在正常工作溫度下金屬件30具有圖1和圖2所示的金屬件30的 形狀，電池過載使形狀記憶合金受熱時，使該形狀記憶合金回復(fù)到圖3所示 的金屬件30的記憶形狀，該回復(fù)過程使得與形狀記憶合金連接的電極端子 20隨之一起產(chǎn)生變形，并使焊塊40斷開連接。
為了保證金屬件30與電極端子20之間的結(jié)合強度大于電極端子20之 間的結(jié)合強度，在本實用新型的一個實施例中，如圖4所示，電池組還包括 絕緣螺母50和螺釘60,以保持電極端子20和絕緣件30之間緊固的不導(dǎo)電 連接。具體地，絕緣螺母50可以由各種耐熱樹脂制成，使螺釘60絕緣于金 屬件30而螺固在電極端子20和絕緣螺母50內(nèi)。電極端子20和金屬件30 的相應(yīng)位置上形成有容納絕緣螺母50和螺釘60的槽和孔，電機端子20的 槽內(nèi)形成有與螺釘60配合的螺紋。如圖所示，螺釘60螺固在絕緣螺母50 和電極端子20中并使絕緣螺母50壓配合在金屬件30上，絕緣螺母50使得 螺釘60和電極端子20絕緣于金屬件30。因此，螺釘60緊固了金屬件30 與電極端子20之間的連接，從而加強該連接的結(jié)合強度，同時絕緣螺母50 保證了金屬件30與電極端子20之間的不導(dǎo)電連接。優(yōu)選地，可以在相互連 接的兩個電極端子20以及金屬件30上分別設(shè)置兩套絕緣螺母50和螺釘60， 以更好地加強金屬件30與相應(yīng)的電極端子20之間的結(jié)合強度。
圖5至圖7顯示了根據(jù)本實用新型的第二實施方式的電池組，其中，電 極端子20的連接處附近形成有凹部，并將電極端子20相向的凹部作為焊接 部分與焊塊連接。例如，如圖5至圖7所示，在每個電極端子20上形成一個朝向另一個電極端子20的凹部，并使該相對的凹部通過一個線型或點狀 的焊塊40連接在一起。這種結(jié)構(gòu)可以更好地保證電極端子20之間的線連接 或點連接，并確保電極端子20之間的連接強度更容易克服。
此外，與電極端子20連接的金屬件30形成有與電極端子20的凹部對 應(yīng)的凸部，以配合電極端子20的凹部。金屬件30可以由與第一實施方式相 同的多層金屬件或形狀記憶合金制成。與第一實施方式相似，金屬件30可 以通過各種連接方式，以大于電極端子20之間的結(jié)合強度的連接方式固定 在電極端子20的外側(cè)。如上所述，由于電極端子20通過凹部而保證了線連 接或點連接，電池過熱時，金屬件30的變形會更容易使電極端子20之間的 連接斷開。其斷開過程與第一實施方式基本相同，在此不做重復(fù)描述。
此外，在第二實施方式中，也可以在除電極端子20的凹部和相應(yīng)的金 屬件30的凸部之外的位置上設(shè)置類似圖4所示的絕緣螺母50和螺釘60，以 加強電極端子20與金屬件30之間的結(jié)合強度。
除了采用與第一實施方式相同的裝配關(guān)系(即圖1所示的經(jīng)過一次90 °彎折而在電極端子20上形成具有相對的表面并連接電極端子20)之外， 還可以采用其它的裝配關(guān)系。如圖7所示，在本實施方式的一個實施例中， 使用塑性良好的材料制作電極端子20(良好的塑性將有助于過熱時電極端子 20隨金屬件30變形而順利斷開連接)，將單體電池10的每個電池的電極端 子20分別經(jīng)過兩次90°彎折而在電極端子20上形成具有相對的表面，并形 成線連接或點連接。與第一實施方式相同，在本實施方式中，采用錫焊連接 的方式，使電極端子20通過線型或點狀的錫塊40連接在一起。
權(quán)利要求1.一種電池組，該電池組包括多個單體電池(10)，所述多個單體電池(10)通過電極端子(20)相互連接，其特征在于，連接的兩個所述電極端子(20)的周圍不導(dǎo)電地固定連接有金屬件(30)，該金屬件(30)與所述電極端子(20)的結(jié)合強度大于所述電極端子(20)之間的結(jié)合強度，所述金屬件(30)在所述電極端子(20)過熱時發(fā)生變形，使得所述電極端子(20)隨所述金屬件(30)一起變形，從而斷開所述電極端子(20)之間的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述電極端子(20)之 間通過焊接形成線連接或點連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池組，其特征在于，所述金屬件(30)與所 述電極端子(20)之間通過耐高溫、結(jié)合強度高的絕緣材料形成固定連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其特征在于，所述絕緣材料為陶瓷粘 結(jié)材料或硅酸鹽型膠粘劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述金屬件(30)包括 依次固定連接的多個具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬層，從與所述電極端子(20) 固定連接的最內(nèi)層金屬層至所述金屬件的最外層金屬層，所述金屬層的熱膨 脹系數(shù)依次遞減，所述金屬層之間的結(jié)合強度大于所述電極端子(20)之間 的結(jié)合強度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其特征在于，所述金屬件(30)為包 括兩個金屬層的雙金屬片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組，其特征在于，所述雙金屬片為Fe-Ni或Fe-Cu雙金屬片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述金屬件(30)為形 狀記憶合金。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其特征在于，所述金屬件(30〉為 Cu基或Fe基形狀記憶合金。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的電池組，其特征在于，所述 電池組還包括絕緣螺母(50)和螺釘(60)，所述電極端子(20)和所述金 屬件(30)通過所述絕緣螺母(50)和螺釘(60)保持緊固的不導(dǎo)電連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的電池組，其特征在于，所述 電極端子(20)形成為具有凹部，所述電極端子(20)在該凹部連接，所述 金屬件(30)形成有與所述電極端子(20)的凹部對應(yīng)的凸部。
專利摘要一種具有過熱保護功能的電池組，該電池組包括多個單體電池(10)，所述多個單體電池(10)通過電極端子(20)相互連接，其中，連接的兩個所述電極端子(20)的周圍不導(dǎo)電地固定連接有金屬件(30)，該金屬件(30)與所述電極端子(20)的結(jié)合強度大于所述電極端子(20)之間的結(jié)合強度，所述金屬件(30)在所述電極端子(20)過熱時發(fā)生變形，使得所述電極端子(20)隨所述金屬件(30)一起變形，從而斷開所述電極端子(20)之間的連接，從而有效地保護所述電池組，避免因過熱引起的損壞。
文檔編號H01M2/34GK201323216SQ200820183400
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者朱建華, 潘麗英, 鄭衛(wèi)鑫 申請人:比亞迪股份有限公司