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：
本實用新型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，本實用新型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，以及人們對環保要求的提高，電動汽車和混和動力汽車越來越顯示其優越性。作為電動汽車的核心動力能源一一動力電池組，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、能量密度高等優點而成為人們的首選動力能源，通過串連或并聯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。
一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，中國實用新型專利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
4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。
實用新型內容
本實用新型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良，并且具有高度的連接可靠性。
在本實用新型的進一步優選方案中，本實用新型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，本實用新型還要提供一種采用上述電極端子連接結構的動力電池組。
為解決本實用新型的技術問題，本實用新型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，通過所述液態導電介質進行電連接。
為解決本實用新型進一步提出的技術問題，本實用新型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-35(TC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，本實用新型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或并聯連接，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。
本實用新型通過改變電極端子之間的電連接介質，將傳統固態金屬的剛性連接改進為常溫液態導電介質的柔性連接，通過有效密封的導電腔，將液態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，并且液態導電介質的導電性能優良，從而可以優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，在本發明的進一步優選方案中，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，本實用新型具有如下優點(1)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2為第一實施方式的電極端子連接結構的立體圖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5為第二實施方式的電極端子連接結構的剖視圖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;
圖9為現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 4一收集腔
5—導電介質 6—隔板
7—導電介質添加孔 8—密封塞子
具體實施方式傳統的電極端子連接結構如圖9所示，電極端子1之間用固態導電介質5填充，通過剛性連接，使不同電極端子l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生各種晃動、震動、 甚至碰撞，這種電極端子l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l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，當電流繼續流通時，溫度持續升高，當溫度 升高至固態導電介質5的熔化溫度時，導電介質5熔化，當熔化的液態金屬 重量大于液態金屬與電極端子5之間的張力時，液態金屬離開電極端子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，固態導電介質5將以液態和氣態形式脫離電極端子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1，導致斷開時間過長， 增加了熱失控的可能性。
現在將參照附圖詳細描述本實用新型的優選實施例。 [具體實施方式
l]
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100°C-350°C，從而在電極端子連接結
8構過熱溫度達到10(TC-35(TC能夠熔化，當然，所述隔板6的熔化溫度還可 以根據實際情況進行選擇，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PPO、聚苯硫醚PPS、聚四氟乙烯PTFE、聚 醚酮PEEK。液態導電介質5為液態導電金屬或導電金屬溶液，優選為水銀 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。
電極端子1與導電腔3之間的連接，優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l， 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l， 2和導電腔3相互結合在一起。可 以按照如圖2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IO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流經液態導電介質5進行傳導，由于 導電介質5為液態，與電極端子1有足夠的接觸面積，能夠保證電路的通暢； 根據公式
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 生短路、過充等異常時，會有較大的電流經過液態導電介質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
9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 發應，避免了熱失控的產生。
從上可以看出，本實用新型通過改變電極端子l之間的電連接介質，將 傳統固態金屬的剛性連接更改為常溫液態導電介質5的柔性連接，通過有效
密封的導電腔3，將液態導電介質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，并且液態導電介質5 的導電性能優良，從而可以優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，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，本實用新型通過在電極端子1之間的液態導電介質5，使電 極端子l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 在發生異常情況時實現過流熔斷的功能，而且熔斷溫度更低，熔斷速度更快。 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之間沒有液態導電介質5，電路斷開，阻止了進一步的熱發 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l插入導電腔 3的位置也有所不同。但這并非本實用新型的本質區別，本實用新型的本質 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l是相同的，因而，對該實施方式的其他相同結構不再贅述。
本實用新型不限定于上述實施方式，在不改變實用新型目的的范圍內， 可通過適當變型來實施本實用新型。例如，導電腔3和收集腔4的形狀等， 均可以根據實際應用需要而采取相應的形狀，本實用新型的保護范圍應通過 權利要求進行艱定。
權利要求1.一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，通過所述液態導電介質(5)進行電連接。
2. 根據權利要求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，以將所述液態導電介質(5)排出到所述導電腔(3)的外部。
3. 根據權利要求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10(TC-35(TC時熔化。
4. 根據權利要求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導電介質(5)。
6. 根據權利要求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，所述液態導電介質(5)為水銀或鉀鈉合金溶液。
8. 根據權利要求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)串聯或并聯連接，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。
專利摘要本實用新型提供一種新型的、通過液態導電介質(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，通過所述液態導電介質(5)進行連接。由于本實用新型通過液態導電介質(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，本實用新型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H01M2/20GK201311949SQ20082023480
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日
發明者鄭衛鑫 申請人:比亞迪股份有限公司