[发明专利]具有复合材料的接触件

说明书

本发明涉及一种接触件(1)，其具有包含弹性材料(4)和引入该弹性材料的金属材料的复合材料(2)，用于引导电池单元的电流，其中该金属材料形成具有连贯的几何结构的金属体(5)，该金属体延伸穿过复合材料(2)，由此可以经由该金属体(5)将电流和热流引导穿过该复合材料(2)。此外，本发明涉及一种导电连接板和一种电池。

技术领域

本发明涉及具有复合材料的接触件，复合材料包含弹性聚合物材料和引入到该聚合材料中的金属材料，以传导电池单元的电流。

背景技术

由包含弹性聚合物材料和金属材料的复合材料制成的接触件是现有技术中已知的。文件WO 2014/016393 A1公开了一种用于车辆的能量存储装置，其配备有相应形成的接触件。在所公开的能量存储装置中，将能量存储器，例如电池单元，通过多个弹性接触件与电路板连接。接触件由弹性体组成，金属颗粒引入弹性体中。接触件在能量存储器和电路板之间建立弹性作用。这允许电池单元与电路板之间的电接触。此外，由于引入其中的金属颗粒，接触件也导电。

然而，已经发现，如果将常见的运行电压施加到接触件上，则在这种复合材料中不形成或仅形成很少的完全高导电的通道。结果，在电路板和能量存储器之间没有出现期望的低电阻。因此，本发明的目的是提供一种具有非常高的导电性的弹性接触件。

发明内容

该目的通过在开始时描述的类型的接触件来实现，其中，根据本发明，金属材料形成具有连贯的几何结构的金属体，其延伸穿过复合材料，从而可以通过该金属体引导电流和热流穿过复合材料。由于金属体具有连贯的几何结构，因此在复合材料中存在用于传导电流的高导电通道。此外，由于金属具有非常好的导热性，所以还可以经由该金属体传导热流。根据本发明，热流同样可以由聚合物材料引导。

由于在复合材料内部嵌入了弹性材料，因此该接触件是弹性的。在这种情况下，弹性材料填充位于复合材料中的金属结构的中间空间，间隙，孔隙或其他缺失处。为了获得特别良好的接触件弹性，复合材料应具有小于20体积％的金属材料。该复合材料优选具有小于15体积％，特别优选地具有小于10体积％的金属材料。

弹性材料优选形成为使得基于压缩导致的20％或更多的长度变化，又可以重新具有其原始长度。根据本发明，弹性材料的弹性模量应小于等于0.5N/m²，优选小于等于0.1N/m²，非常特别优选小于等于0.05N/m²。

形成用于传导电池单元的电流的接触件应理解为是指该接触件可以传导电池单元的充电和/或放电电流。电流由接触件持续引导。充电或放电电流在此尤其是通常出现在例如用于家庭或工业存储器或用于用电力驱动的机动车辆的移动式或固定式能量存储器的电池的电池单元(例如能量单元或功率单元)中的电流。

因此，接触件这样形成，使得其可以引导(推荐)由电池单元持续接收的充电电流和/或由电池单元持续给出的放电电流而不会造成损坏。例如，接触件这样形成，使得其同样可以持续地或至少短暂地引导由电池单元接收的最大充电电流和/或给出的最大放电电流。

接触件通过所使用的材料的特定的电特性，尤其是结合所使用的几何形状(尤其是横截面几何形状)而构造并适合用于该目的。尤其为此目的实现了足够低的过渡电阻或接触电阻。这里，也可以通过该接触件同时实现在运行中产生的热量的足够的散热(尤其是散热到导电的连接板中)。

例如，提到的持续充电电流为至少500mA，优选至少1000mA。示例性的持续充电电流为1010mA，1020mA，1700mA，1675mA，或者尤其在功率单元的情况下为2000mA或3000mA。例如，提到的最大充电电流为至少1500mA，优选至少2000mA。示例性的最大充电电流为2000mA，3000mA，3400mA，4000mA，5000mA或6000mA。