[发明专利]改进焊接可靠性的电池模块和使用该电池模块的电池组

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改进焊接可靠性的电池模块和包括该电池模块的中型或大型电池组，并且更具体地，涉及一种电池模块，该电池模块包括多个顺序堆叠的板状电池胞，其中电池模块被构造为具有使得在电池胞被相互电连接的状态下两个或者更多个电池胞单元被堆叠的结构，每一个电池胞单元被构造为具有使得两个或者更多个电池胞在这些电池胞相互紧密接触的状态下相互并联连接的结构，并且通过在单个焊接点的一对一焊接来实现电池胞单元的电池胞的电极端子之间的并联连接。

背景技术

能够充电和放电的二次电池已被广泛地用作无线移动设备的能源。而且，二次电池作为要求高功率输出和大容量的设备的能源已经引起相当大的关注，所述设备包括电动车辆（EV）、混合动力车辆（HEV）以及插接式混合电动车辆（插接式HEV），这些车辆已被开发以解决由现有的使用矿物燃料的汽油和柴油车辆引起的问题，诸如空气污染。

这些装置使用中型或大型电池模块，所述电池模块具有多个被相互电连接的电池胞，以提供高功率输出和大容量。

中型或大型电池模块优选地制造成尽可能具有小尺寸和重量。为此，能够以高集成度堆叠并且具有小的质量容量比的棱柱形电池或者袋状电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池胞（单元电池）。尤其目前重点关注使用铝层压片作为护套构件的袋状电池，因袋状电池的重量小，袋状电池的制造成本低，并且容易更改袋状电池的形状。

图1是典型地示出传统袋状电池的透视图。图1中示出的袋状电池10被构造为具有使得两个电极端子11和12分别从电池体13的上端和下端突出的结构，而电极端子11和12彼此相反。护套构件14包括上护套部和下护套部。即，护套部14是双单元构件。电极组件（未示出）被容纳在容纳部中，该容纳部被限定在护套构件14的上护套部和下护套部之间。相对侧14a和上端14b和下端14c被相互结合，从而制造袋状电池10，相反侧14a和上端14b和下端14c是护套构件14的上护套部和下护套部的接触区域。

护套构件14被构造为具有树脂层/金属膜层/树脂层的层压结构。因此，能够通过将热和压力施加到护套构件14的上护套部和下护套部的相对侧14a和上和下端14b和14c而结合相互接触的护套构件14的上护套部和下护套部的相对侧14a和上端14b和下端14c，从而将其树脂层相互焊接。根据情况，使用结合剂可以将护套构件14的上护套部和下护套部的相对侧14a和上端14b和下端14c相互结合。对于护套构件14的相对侧14a，护套构件14的上护套部和下护套部的相同的树脂层被相互直接接触，从而通过焊接完成在护套构件14的相对侧14a处的均匀密封。另一方面，对于护套构件14的上端14b和下端14c，电极端子11和12分别从护套构件14的上端14b和下端14c突出。为此，考虑电极端子11和12的厚度和电极端子11和12与护套构件14之间的材料差异，护套构件14的上护套部和下护套部中的上端14b和下端14c被相互热焊接，而薄膜型密封构件16被插入在电极端子11和12与护套构件14之间，以增加护套构件14的密封性。

然而，护套构件14的机械强度低。因此，为了制造具有稳定结构的电池模块，电池胞（单元电池）通常被安装在组壳体中，诸如机盒中。然而，在其中安装中型或大型电池模块的设备或者车辆具有有限的安装空间。为此，如果由于使用诸如机盒的电池组壳体而增加电池模块的尺寸，则降低空间利用率。而且，由于电池胞的低机械强度在电池胞的充电和放电期间电池胞反复膨胀和收缩，因此热焊接的部分可能相互分离。

另外，袋状电池10的电极端子11和12具有比圆柱形电池或者棱柱形电池的电极端子大的面积和小的厚度，因此在电池组或者电池模块的构造期间可能限制电连接。

同时，通常通过以高集成度堆叠多个电池胞来制造安装在中型或大型电池组中的电池模块。邻接的电池胞的电极端子被相互电连接。

图2是典型地示出传统电池模块的电连接的透视图。

参考图2，电池模块50被构造为具有使得电池胞单元20被相互串联连接并且电池胞单元20被堆叠的结构。具体地，每两个电池胞10相互串联连接而电绝缘部15被布置在每两个电池胞10之间。

这样，通过在单个焊接点的一对一焊接而相互连接电池模块的电极端子。

然而，当电池胞单元在被堆叠的同时被相互并联连接时，需要电极端子之间的三个或者更多个连接，因此电池模块的结构变得复杂，并且当焊接相同的区域时内阻增加。

因此，对于能够提供高功率输出和大容量并且最小化内阻同时保持焊接可靠性的电池模块存在着高度需求。

发明内容