專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組的封裝結(jié)構(gòu)、封裝材料與封裝方法。
背景技術(shù)：
在石油儲存量日趨短少及石油價格升高為全球所需面對的問題，電動車輛為目前最佳的解決方案。在美國加州已經(jīng)立法強制車商必須銷售特定比率的電動汽車，其他各州也將跟進；法國、德國、瑞士、日本等均有獎勵補助電動車輛使用或技術(shù)研發(fā)的政策，具實用性能的電動車輛也陸續(xù)開發(fā)完成，正以實驗性試用逐步推廣。鋰電池導(dǎo)入是電動車發(fā)展成功關(guān)鍵，因鋰電池重量僅為鎳氫電池的一半，續(xù)航力卻是鎳氫電池的兩倍，再加上鋰電池工作電壓高、能量密度大、壽命長及環(huán)保等優(yōu)點，行駛過程中不會排放廢氣，不但節(jié)能減碳，還減少汽油的使用量，未來汽車大廠全面換用充電式鋰電池將是銳不可擋的趨勢。在電池組中通常通過電池架來控制電池單元間距以及提供耐外力沖擊的結(jié)構(gòu)強度，再以金屬片通過焊接連接電池單元。結(jié)構(gòu)上目前最難克服的是沖擊與振動，特別在電動車的應(yīng)用必須要能面對道路行駛的振動環(huán)境，這是移動式儲能電池系統(tǒng)應(yīng)用最重要的問題之一，這類車用電池組的失效常發(fā)生在電池單元與串并聯(lián)金屬片間的焊接處。因為從質(zhì)量連接模型來看，這相當(dāng)于將眾多重物(電池)與金屬片相連接。當(dāng)電池組受到外力作用時，內(nèi)部的電池單元易產(chǎn)生非同步的運動。電池單元與金屬片之間的連接點常因承受應(yīng)力而發(fā)生脫落或斷裂，造成操作時部分脫落電池單元不參與供電的情況，呈現(xiàn)出來即為電池容量的衰減。接點脫落或接觸不良的電池單元甚至?xí)驗殡妷汉腿萘坎町?，在操作中因見些性的振動接觸而有產(chǎn)生火花的疑慮，電弧火花一旦導(dǎo)致電池發(fā)生熔焊短路，有可能危害整個電池組的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電池組的封裝結(jié)構(gòu)、封裝材料與封裝方法，可解決電池組內(nèi)各電池單元的 固定問題，通過封裝材料將單元電池緊密接合成一體，提供高穩(wěn)定的耐振動結(jié)構(gòu)，改善電池組的結(jié)構(gòu)可靠度，提供更好的電池組安全性，封裝材料兼具導(dǎo)熱與散熱功效，可同時提供電池組散熱與均熱功能。為達上述目的，本發(fā)明的電池組包括多個電池單元、多個導(dǎo)電單元以及一至數(shù)個封裝材料。導(dǎo)電單元電連接電池單元。封裝材料填充于電池單元之間的間隙，并與電池單兀的表面緊密結(jié)合。在本發(fā)明的一實施例中，封裝材料的成分包括反應(yīng)型樹脂另外，封裝材料的成分可還包括內(nèi)包覆有相變化材料的復(fù)合材料或相變化材料微膠囊。此外,封裝材料的成分可還包括結(jié)構(gòu)強化纖維及/或彈性壓縮粒子。反應(yīng)型樹脂例如是環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、乙烯酯、聚氨酯或酚醛樹脂。在本發(fā)明的一實施例中，電池組還包括至少一間隙控制件，配置于電池單元之間。在本發(fā)明的一實施例中，導(dǎo)電單元包括焊接于電池單元之間的多個金屬片。
在本發(fā)明的一實施例中，電池組還包括一提高導(dǎo)熱的網(wǎng)架，埋設(shè)于封裝材料中。網(wǎng)架的各網(wǎng)眼中配置一個電池單元。此外，電池組可還包括一殼體散熱器，連接至網(wǎng)架。在本發(fā)明的一實施例中，電池單元為圓筒狀或方型柱狀。電池單元之間的封裝材料的總厚度大于等于電池單元的高度的百分之五十。基于上述，在本發(fā)明的電池組中，電池單元之間由封裝材料緊密結(jié)合而不會產(chǎn)生相對運動，可確保電池單元間連接的可靠度，電池單元間的連接結(jié)構(gòu)強度與應(yīng)力主要改由封裝材料承受，導(dǎo)電單元不再是電池單元連接主要的結(jié)構(gòu)與應(yīng)力承擔(dān)元件。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1是本發(fā)明一實施例的電池組的剖面?zhèn)纫晥D；圖2是本發(fā)明另一實施例的電池組的剖面?zhèn)纫晥D；圖3A是圖1的電池組在封裝材料處的剖面上視圖；圖3B是本發(fā)明另一實施例的電池組的剖面上視圖；圖4A是本發(fā)明再一實施例的電池組的剖面上視圖；圖4B是本發(fā)明另一實施例的電池組的剖面上視圖；圖5是圖4A的電池組的剖面?zhèn)纫晥D。主要元件符號說明100、300:電池組110、111:電池單元IlOH:電池單元的高度120:導(dǎo)電單元130、230:封裝材料130H:封裝材料的厚度132:結(jié)構(gòu)強化纖維134:彈性壓縮粒子140、240:間隙控制件310:網(wǎng)架312:網(wǎng)眼320:散熱器
具體實施例方式圖1是本發(fā)明一實施例的電池組的剖面?zhèn)纫晥D。請參照圖1，本實施例的電池組100包括多個電池單元110、多個導(dǎo)電單元120以及一至數(shù)個封裝材料130。導(dǎo)電單元120電連接電池單元110。封裝材料130填充于電池單元110之間的間隙，并與電池單元110的表面緊密結(jié)合。舉例而言，封裝材料130可發(fā)揮一般膠材的功能而將多個電池單元110彼此緊緊地粘結(jié)在一起。因此，本實施例的電池組100通過封裝材料130而形成一個一體性結(jié)構(gòu)，電池單元110之間不會產(chǎn)生相對運動，進而確保導(dǎo)電單元120與電池單元110之間的電連接的可靠度。如此一來，可確保所有電池單元110的連接可靠度，進而提升電池組100的可靠度，提供更好的電性可靠度與壽命。此外，由封裝材料130提供緊密粘結(jié)固定的電池組100連接結(jié)構(gòu)，可避免電池組100受到外力致使電池單元110相對運動，導(dǎo)致電池單元110與導(dǎo)電單元120間的焊接點脫落或接觸不良，使得電池組100電性下降。如果脫落或接觸不良的電池單元Iio與導(dǎo)電單元120再次接觸時，電池組100內(nèi)部即有產(chǎn)生火花的疑慮，這將影響電池組100的安全性。本實施例的電池單元110例如是18650單元電池或其他電池單元。本實施例的電池單元110是圓筒狀或方型柱狀，直立地排成陣列狀。電池單元110之間的封裝材料130的厚度130H例如是大于等于電池單元110的高度IlOH的百分之五十。本實施例的導(dǎo)電單元120包括焊接于電池單元110之間的多個金屬片，例如是銅片、鎳片、鋁片或其他金屬片。依照需求，導(dǎo)電單元120將電池單元110彼此串聯(lián)及/或并聯(lián)。本實施例的電池組100還包括至少一間隙控制件140，配置于電池單元110之間。本實施例的封裝材料130的成分包括反應(yīng)型樹脂及相變化材料微膠囊或內(nèi)包覆有相變化材料的復(fù)合材料。換言之，本實施例的封裝材料130的初始狀態(tài)是呈液態(tài)或膠狀，并經(jīng)由熱固化、光固化或其他方式固化封裝材料130后才與電池單元110的表面緊密結(jié)合。反應(yīng)型樹脂例如是環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、乙烯酯、聚氨酯、酚醛樹脂或其他樹脂。在封裝材料130固化之前，間隙控制件140可先固定電池單元110之間的相對位置。在封裝材料130固化之后，間隙控制件140可保留或從電池組100中移除。在圖1所示的本實施例中，封裝材料130是位于電池單元110的中段部分，間隙控制件140位于電池單元110的中段部分。。在如圖2所示的實施例中，封裝材料230則是位于電池單元110的上下部分，而間隙控制件240位于電池單元110的中段部分。圖3A是圖1的電池組在封裝材料處的剖面上視圖。請參照圖3A，封裝材料130的成分可還包括結(jié)構(gòu)強化纖維132及/或彈性壓縮粒子134。結(jié)構(gòu)強化纖維132用以進一步加強封裝材料130的結(jié)構(gòu)強度。結(jié)構(gòu)強化纖維132也可采用具有高導(dǎo)熱能力的材料而增強電池組100的散熱效率。彈性壓縮粒子134則可吸收電池組100受到撞擊時所承受的沖擊力量。圖3B是圖1的電池組采用方型柱狀電池單元111的另一實施例。圖4A是本發(fā)明另一實施例的電池組的剖面上視圖，而圖5是圖4A的電池組的剖面?zhèn)纫晥D。請參照圖4A與圖5，本實施例的電池組300與圖1的電池組100相似，在此僅介紹差異處。本實施例的電池組300還包括一網(wǎng)架310與一散熱器320。網(wǎng)架310埋設(shè)于封裝材料130中。網(wǎng)架310的各網(wǎng)眼312中配置一個電池單元110。網(wǎng)架310可加強封裝材料130的結(jié)構(gòu)強度，且采用高導(dǎo)熱能力的材料制作網(wǎng)架310時也可增強電池組300的散熱效率。本實施例的散熱器320連接至網(wǎng)架310，以利于快速將網(wǎng)架310傳來的熱量從散熱器320向外界散出。散熱器320例如是包裹整個電池組300的金屬外殼。另外，因為封裝材料130與電池單元110的表面緊密結(jié)合，所以電池單元110所發(fā)出的熱可快速傳導(dǎo)給封裝材料130而不會累積在電池單元110，并進一步向外傳出至電池組300的外殼散熱器320進行散熱。反之，現(xiàn)有技術(shù)中將電池單元放置在樹脂材料中預(yù)先成形的槽孔中，電池單元與空氣將成為電池單元與樹脂材料之間極大的熱阻來源。圖4B是圖4A的電池組采用方型柱狀電池單元111的另一實施例。綜上所述，在本發(fā)明的電池組中，封裝材料與電池單元緊密結(jié)合而避免電池單元之間產(chǎn)生相對運動，以確保電池單元與導(dǎo)電單元的連接的可靠度，進而提升電力提供的效能與安全性。另一方面，封裝材料與電池單元緊密接觸，也可降低熱阻而提升散熱效率。雖然結(jié)合以上實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電池組，包括: 多個電池單元； 多個導(dǎo)電單元，電連接該些電池單元；以及 一至數(shù)個封裝材料，填充于該些電池單元之間的間隙，并與該些電池單元的表面緊密彡口口。
2.如權(quán)利要求1所述的電池組，其中該封裝材料的成分包括反應(yīng)型樹脂。
3.如權(quán)利要求2所述的電池組，其中該封裝材料的成分還包括相變化材料微膠囊或內(nèi)包覆有相變化材料的復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求2所述的電池組，其中該封裝材料的成分還包括結(jié)構(gòu)強化纖維。
5.如權(quán)利要求2所述的電池組，其中該封裝材料的成分還包括彈性壓縮粒子。
6.如權(quán)利要求2所述的電池組，其中反應(yīng)型樹脂為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、乙烯酯、聚氨酯或酚醛樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的電池組，還包括至少一間隙控制件，配置于該些電池單元之間。
8.如權(quán)利要求1所述的電池組，其中該些導(dǎo)電單元包括焊接于該些電池單元之間的多個金屬片。
9.如權(quán)利要求1所述的電池組，還包括一提高導(dǎo)熱的網(wǎng)架，埋設(shè)于該封裝材料中，其中該網(wǎng)架的各網(wǎng)眼中配置該些電池單元其中之一。
10.如權(quán)利要求9所述的電池組，還包括一殼體散熱器，連接至該網(wǎng)架。
11.如權(quán)利要求1所述的電池組，其中該些電池單元為圓筒狀或方型柱狀，該些電池單元之間的該封裝材料的總厚度大于等于該些電池單元的高度的百分之五十。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電池組的封裝結(jié)構(gòu)、封裝材料與封裝方法，包括多個電池單元、多個導(dǎo)電單元以及一至數(shù)個封裝材料。導(dǎo)電單元電連接電池單元。封裝材料填充于電池單元之間的間隙，并與電池單元的表面緊密結(jié)合。如此，電池組形成一體性結(jié)構(gòu)，電池單元間不會產(chǎn)生相對運動，可避免電池單元與導(dǎo)電金屬線或金屬片的連接脫落的問題。
文檔編號H01M2/10GK103187545SQ201110455569
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者施志哲, 張金泉, 葉勝發(fā), 劉禮綸, 吳世維 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院