包括由不同金屬組成的連接構件的電池模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種包括由不同金屬組成的連接構件的電池模塊，更具體地，本發明涉及一種包括電池的電池模塊，電池的電極端子通過連接構件彼此電連接，其中，每個電池單元被配置為具有這樣一種結構，在該結構中，電極組件安裝在電池殼體內，電池殼體由包括金屬層和樹脂層的層壓片制成，并且板形電極端子從電池殼體突出，電極端子包括由不同金屬制成的第一電極端子和第二電極端子，連接構件包括第一電極端子焊接于其上的主連接部件以及第二電極端子焊接于其上的埋藏連接部件，主連接部件包括第一電極端子的金屬，埋藏連接部件包括第二電極端子的金屬，在埋藏連接部件暴露于主連接部件的一個表面上的狀態下，埋藏連接部件埋藏在主連接部件中，使埋藏連接部件與主連接部件有相同的高度以形成平面，并且在使埋藏連接部件暴露的主連接部件的一個表面處，第一電極端子和第二電極端子分別與主連接部件、埋藏連接部件焊接。
【背景技術】
[0002]隨著移動設備的不斷發展，以及對此種移動設備的需求不斷增加，對作為移動設備的能量源的二次電池的需求也急速增加。此外，二次電池作為已經開發用于解決例如現存的使用化石燃料的汽油車、柴油車產生的空氣污染的問題的電動車輛(EV)和混合動力電動車輛(HEV)的動力源，引來了極大關注。
[0003]取決于使用二次電池的外部設備的類型，二次電池可以以單個電池的形式、或者以具有多個相互電連接的單位電池的電池模塊的形式使用。例如，小型設備，如移動電話，可以通過一塊電池的輸出和容量來操作預定的時間。另一方面，電池模塊需要用于中型或大型設備中，如膝上型計算機、便攜式數字多功能光盤(DVD)播放器、小型個人計算機(PC)、電動車輛以及混合動力電動車輛，因為高輸出和大容量是中型或大型設備必需的。
[0004]電池模塊包含多個彼此串聯和/或并聯電連接的單位電池。
[0005]關于這種情況，參考圖1和圖2，可以看出，在正電極端子和負電極端子使用具有復合金屬結構的連接構件彼此電連接的情況下，加工性能較低。
[0006]特別是，復合金屬型母線(bus bar) 100配置為具有這樣一種結構，在該結構中，由鋁制成的上連接部件102堆疊在由銅制成的下連接部件101上，然后乳制上連接部件102和下連接部件101。因此，很容易將由與上連接構件102相同的材料(S卩招)制成的正電極引線110焊接到復合金屬型母線100上。以同樣的方式，容易將由與下連接構件101相同的材料(銅)制成的負電極引線(未示出)焊接到復合金屬型母線100上。
[0007]然而，在如圖2所示將負電極導線210和正電極導線220兩者均焊接到復合金屬型母線200上的情況下，必須彎曲復合金屬型母線200。
[0008]當在復合金屬型母線200不彎曲的狀態下將負電極導線210和正電極導線220焊接到復合金屬型母線200上，相同銅材料之間的焊接或相同鋁材料之間的焊接是容易執行的。然而，在執行不同金屬材料之間焊接的情況下，由于焊接過程中產生的不同的金屬化合物，焊接部分抵抗振動的能力較弱，會導致發生脆性破壞。
[0009]另外，必須執行如上所述的額外的彎曲工藝，這使加工性能降低。進一步說，不同金屬的焊接降低電池模塊的安全性。
【發明內容】
[0010]技術問題
[0011]做出本發明用以解決以上問題，以及其他需要解決的技術問題。
[0012]因此，本發明的目的是提供一種電池模塊，其中由不同金屬材料制成的電極端子焊接在由不同金屬材料組成的在同一平面上的連接構件上，而不執行額外的彎曲工藝，因此，提高了加工性能并實現安全性，且不會有脆性破壞。
[0013]技術方案
[0014]依照本發明的一個方面，可以通過提供這樣一種電池模塊來實現上述和其他目的，該電池模塊包括電池，電池的電極端子通過連接構件彼此電連接，其中，每個電池單元配置為具有這樣一種結構，在該結構中，電極組件安裝在電池殼體內，電池殼體由包括金屬層和樹脂層的層壓片制成，并且板形電極端子從電池殼體突出，電極端子包括由不同金屬制成的第一電極端子和第二電極端子，連接構件包括第一電極端子焊接于其上的主連接部件以及第二電極端子焊接于其上的埋藏連接部件，主連接部件包括第一電極端子的金屬，埋藏連接部件包括第二電極端子的金屬，在埋藏連接部件暴露于主連接部件的一個表面上的狀態下，埋藏連接部件埋藏在主連接部件中，使埋藏連接部件與主連接部件有相同的高度以形成平面，并且在使埋藏連接部件暴露的主連接部件的一個表面處，第一電極端子和第二電極端子分別與主連接部件、埋藏連接部件焊接。
[0015]電池殼體可以由鋁層壓片制成。
[0016]在袋型電池相互電連接的情況下，尤其在袋型電池相互串聯電連接的情況下，根據本發明的連接構件用于電連接在正電極端子和負電極端子之間，從而提高加工性能。
[0017]尤其，連接構件可以包括第一電電極端子焊接于其上的主連接部件，以及第二電極端子焊于其上的埋藏連接部件，主連接部件包括第一電極端子的金屬，埋藏連接部件包括第二電極端子的金屬，在埋藏連接部件暴露于主連接部件的一個表面上的狀態下，埋藏連接部件可以埋藏在主連接部件中。
[0018]因此，在使埋藏連接部件暴露的主連接部件的一個表面處，第一電極端子和第二電極端子可以分別與主連接部件、埋藏連接部件焊接，并且第一電極端子和第二電極端子可以位于同一平面上，且連接構件可在同一方向上與電極端子焊接。
[0019]關于這種情況，參考圖2，在正電極引線和負電極引線兩者均焊接到傳統復合金屬型母線的情況下，必須彎曲連接構件，以使負電極引線位于上端復合金屬型母線的上端處，并且正電極引線位于復合金屬型母線的下端處。然而，根據本發明，能夠解決這個問題。
[0020]在一個具體例子中，根據本發明的第一電極端子和第二電極端子可以由從由Al、Cu、N1、Fe以及其中兩個或兩個以上的合金的組成的組中選擇的不同金屬材料制成。在這種情況下，主連接部件可以包括與第一電極端子對應的金屬材料，并且埋藏連接部件可以包括與第二電極端子對應的金屬材料。
[0021]在本發明的一個具體實施例中，在第一電極端子包括Cu的情況下，主連接部件可包括Cu，并且在第二電極端子包括Al的情況下，埋藏連接部件可以包括Al。
[0022]在本發明的另一具體實施例中，在第一電極端子包括Al的情況下，主連接部件可包括Al，在第二電極端子包括Cu的情況下，埋藏連接部件可以包括Cu。
[0023]連接構件可以是從金屬板、母線、引線組成的組中任意選擇的一項。可以通過如下方式來制造連接構件:在主連接部件的金屬表面上執行型材乳制以形成凹槽，用等離子體處理主連接部件的表面，在EPC下將埋藏連接部件的金屬材料插入到主連接部件處形成的凹槽內，并且乳制主連接部件和埋藏連接部件。
[0024]此外，在一個具體實例中，連接構件可以涂敷有Zn或Ni。在不同金屬彼此接觸的情況下，因為不同金屬的接觸導致的耐腐蝕性可能下降，導致難于將連接構件應用于有被腐蝕可能性的設備。在如上所述連接構件涂敷有Zn或Ni的情況下，在焊接不同的金屬過程中，難以生成不同金屬化合物，并且由于不同金屬的接觸導致的腐蝕可能會極大的減少，這是更優選的。
[0025]同時，電極端子和連接構件之間的焊接可以是從由電阻焊、激光焊、電弧焊、超聲波焊接、電子束焊接、復合焊接組成的組中選擇的任意一種。更具體的說，焊接可以是超聲波焊接或混合焊接。
[0026]超聲波焊接可使用20至60KHz的超聲振動來執行。激光焊接可使用連續波(CW)激光來執行，CW激光具有從250kJ/cm2到lMJ/cm2的激光能量密度和焊接速度從50到200mm/s的光學系統。具體來說，激光焊接可使用CW激光來執行，Cff激光具有從300kJ/cm2到500kJ/cm2的激光能量密度和焊接速度從80到120mm/s的光學系統。此外，在使用CW激光執行焊接的情況下，可以調整激光振蕩使激光有預定的頻率，以防止由于熱量不斷暴露在焊接材料上，導致焊接材料受到熱損傷。在這種情況下，調制頻率可從10Hz到IkHz,并且調制過程中的激光振蕩速率可能是調制頻率的30%到90%。這意味著，例如，在激光振蕩速率在IkHz調制時是50%的情況下，以Ims的間隔進行激光輸出調制，從而激光振蕩執行500 μ S，并且激光振蕩停止500 μ s,這樣重復。
[0027]根據本發明的另一方面，提供一種包括使用上述結構作為動力源的電池模塊的設備。設備可以是智能平板、膝上型計算機、電動汽車，例如為電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)，或插電式混合動力電動車輛(PHEV)或動力儲存設備。然而，本發明并不局限于此。
[0028]電池模塊的結構和制造方法和設備對于本發明所屬領域是眾所周知的，故具體描述此處省略。
【附圖說明】
[0029]本發明的以上和其他目的、特征、和其他優點可以結合附圖從如下詳細說明中更清晰的理解，在附圖中:
[0030]圖1是典型示出將正電極端子焊接到傳統復合金屬型母線的過程的視圖；
[0031]圖2是典型示出將正電極端子和負電極端子焊接到圖1中的母線上的過程的視圖；
[0032]圖3是典型示出根據本發明特定實施例的將正電極端子和負電極端子焊接到母線上的過程的視圖；
[0033]圖4是示出