[发明专利]电池电芯连接件、用于制造电池电芯连接件的方法、电池、电池系统和机动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在电池电芯端子之间、尤其在多个电池电芯的电池电芯端子之间建立导电连接的连接件，用以将所述电池电芯电联接，其中所述连接件包括至少两个分别由不同材料制成的连接段，所述连接段在至少一个连接区域中通过相互接触的表面导电地相互连接。

本发明还涉及一种用于制造按照本发明的连接件的方法，以及一种包括至少一个按照本发明的连接件的电池，尤其是锂离子电池或镍-金属氢化物电池，本发明还涉及一种电池系统，它包括多个电池、尤其是锂离子电池或镍-金属氢化物电池以及至少一个按照本发明的连接件。此外，本发明又涉及一种机动车辆、尤其是电动驱动的机动车辆，它具有至少一个按照本发明的电池或一个按照本发明的电池系统。

背景技术

包括一个或多个直流的电池电芯的电池用作电化学的蓄能器或者换能器。在电池或各电池电芯放电时在电池中储存的化学能通过电化学的氧化还原反应转换成电能。因此这个电能可以根据使用者的需要来提供。

尤其在混合动力车辆和电动车中，在所谓的电池组中使用锂离子电池或者镍-金属氢化物电池，它们由大量串联的电化学电芯组成。在此，包括电池状态识别的电池管理系统一般用于安全监控和保证尽可能长的使用寿命。

已知为了建立串联或并联连接使电池或电池电芯的端子或极相互间固定地连接。为了建立这种固定连接，尤其为了建立不同金属材料的连接已知许多方法。例如可以建立不同金属材料的不可拆卸的连接，例如利用滚压包层。

由DE 10 2008 018 204 A1已知一种复合材料，它利用冷滚压包层制成。这种复合材料包括低合金的钢材、由铜材或镍材制成的中间层和由高合金钢材制成的层。由于低合金钢与基于高合金钢的替代材料特性配合使用，这种复合材料具有成本相对较低的优点。

但是由于通常相对很大的工件数量，为了连接电池电芯的端子或极使用焊接工艺、例如激光焊接。在此其缺陷是，由于通常由含铜或含铝材料制成并因此具有不同熔点的端子或电池电芯极的不同材料而产生技术问题，它们只能以相对较高的费用完成。

在用于连接电池电芯极或电池电芯端子的、含铜或含铝材料的连接中的另一问题在于易腐蚀性。两种不同的材料一起形成电化学电势，它导致腐蚀。在例如用于驱动机动车辆的电池或电池系统中，由于在电池系统中的不同温度特性可能形成冷凝水，该冷凝水在浸润含铜材料与含铝材料之间的连接位置时起到所谓的电化学局部电池(Lokalelement)的作用，腐蚀可能由此增强。通过冷凝水输送离子并且通过固体材料输送电子。在这种腐蚀过程中非贵重金属熔解并且贵重金属保持不变。腐蚀通常导致两种材料之间由于形成氧化淀积引起的接触电阻增大，并且在最恶劣情况下导致提前老化直到电池系统失效。

发明内容

为了解决这个问题，按照本发明提供一种用于在电池电芯端子之间建立导电连接的连接件，该连接件尤其在多个电池电芯的电池电芯端子之间使用，用以将所述电池电芯电联接。这个连接件包括分别由不同材料制成的至少两个连接段，所述连接段在至少一个连接区域通过相互接触的表面导电地相互连接。在此这样实现两个连接段的连接，即，使两个连接段的相互贴靠的表面的颗粒在边界层中以混合的形式存在。也就是说，两个连接段通过特殊的连接方法已经在边界层中产生扩散，所述边界层构造在表面的接触面上。

在此端子理解为电池电芯的一部分，它在电池电芯本体中与电极导电地连接并且以所谓的电池极的区段从电池电芯本体伸出。

本发明的优点

因此，由于相互贴靠的连接段的颗粒在边界层中的混合，不存在冷凝液可能进入的缝隙。也就是说，对于冷凝引起的腐蚀只提供最小的作用面，即在边界层的外侧区域或边缘区域。因此防止在两个表面之间的腐蚀，由此显著增加连接件的使用寿命以及尤其在较陈旧的连接件中大幅减小接触电阻并且保证在较长时间区段上的功能可靠性。

有利地，在表面上的颗粒的混合使在连接区域中的连接段形成复合材料。也就是说，连接件在连接区域中具有由两种相互连接的材料构成的材料。通过材料配合和/或形状配合实现连接。