牵引电池的二次电池单元和制造二次电池单元的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于交通工具的牵引电池的二次电池单元(1)，其包括：棱柱形的壳体(2)，其包括壳体部分(3)和盖部分(5)，壳体部分在一侧具有孔(4)，盖部分与壳体部分(3)的这一侧至少间接地连接；以及至少一个电化学电池单元(6)，其容纳在壳体(2)内并包括至少一个阳极集电体(7)和至少一个阴极集电体(8)，阳极集电体与二次电池单元(1)的阳极端子电连接，阴极集电体与二次电池单元(1)的阴极端子电连接，其中阳极集电体(7)和阴极集电体(8)都设置在电化学电池单元(6)的面向盖部分(5)的一侧上，并且至少一个集电体(7，8)焊接到相应的端子上或者焊接到至少一个导电元件(9，3)上，该导电元件焊接到相应的端子上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】牵引电池的二次电池单元和制造二次电池单元的方法现有技术本专利技术涉及用于交通工具的牵引电池的二次电池单元以及用于制造用于交通工具的牵引电池的二次电池单元的方法。近来，诸如锂离子电池单元的二次电池单元用在不同的应用中。例如，二次电池单元安装在电动交通工具和混合动力电动交通工具中，以向这样的交通工具的电驱动单元供电。几个二次电池单元可以彼此组合以形成模块化电池的电池模块。这种电池模块的二次电池单元串联或并联连接。电池模块串联连接成一个或多个串，以形成模块化电池。二次电池单元的高能量密度旨在增加交通工具的续航里程和/或降低成本。但通常，在出现错误的情况下，具有高能量密度的锂离子二次电池单元会建立较高的反应动力学。为了防止错误事件，例如在出现错误的情况下所谓的二次电池单元的热失控，例如二次电池单元的内部短路或钉刺穿和/或二次电池单元的外部短路和/或二次电池单元的过充电和/或二次电池单元的碰撞/挤压事件，可以通过快速放电装置和/或快速关闭装置使二次电池单元进入安全状态，由于高放电电流，这两种情况都通过使电池单元均匀地发热而使二次电池单元的关闭功能化分离器进入关闭状态。对于二次电池单元的这种快速放电的主要要求是沿着二次电池单元的阳极和阴极之间的整个外部快速放电短路路径的电阻非常小。优选地，这样的快速放电路径的电阻小于100μΩ。US2016/056444A1公开了一种电池保护电路模块封装，其能够容易地实现高集成度和尺寸减小。电池保护电路模块封装包括端子引线框架和器件封装，端子引线框架包括第一内部连接端子引线和第二内部连接端子引线和多个外部连接端子引线，第一内部连接端子引线和第二内部连接端子引线设置在端子引线框架的两个边缘处并且电连接至电池裸露电池单元的电极端子，多个外部连接端子引线设置在第一内部连接端子引线和第二内部连接端子引线之间并用作多个外部连接端子，器件封装包括基板，该基板安装在端子引线框架上以电连接至端子引线框架，并在其上提供电池保护电路装置。KR2015/0038932A公开了一种用于制造二次电池的方法，其中电极组件嵌入方形罐中。该方法包括以下步骤：(a)在方形罐的上侧打开的情况下，将电极组件插入方形罐中并将顶罐与电解质入口组合；(b)将方形罐插入具有与方形罐的外观相对应的内部形状的保护壳体中；(c)通过电解质入口注入电解质并执行用于第一预成形的充电操作；(d)在输出第一预成形中产生的气体之后密封电解质入口，并执行用于第二预成形的完全充电操作、完全放电操作和老化操作；以及(e)输出在第二预成形中产生的气体并移除保护壳体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于交通工具的牵引电池的二次电池单元，其具有在出现错误的情况下可以建立具有非常低的电阻的快速放电路径的电池单元设计。上述目的通过独立权利要求解决。在以下描述、从属权利要求和附图中公开了有利的实施方式，其中单独考虑或至少两个实施方式彼此的任何结合考虑的这些实施方式可能涉及本专利技术的优选或有利的方面。尽管下面没有明确公开，二次电池单元的实施方式可以是方法的实施方式，反之亦然。根据本专利技术的用于交通工具的牵引电池的二次电池单元包括：棱柱形的壳体，其包括壳体部分和盖部分，壳体部分在一侧具有孔，盖部分与壳体部分的这一侧至少间接地连接；以及至少一个电化学电池单元，其容纳在壳体内并包括至少一个阳极集电体和至少一个阴极集电体，阳极集电体与二次电池单元的阳极端子电连接，阴极集电体与二次电池单元的阴极端子电连接。阳极集电体和阴极集电体都设置在电化学电池单元的面向盖部分的一侧上。至少一个集电体焊接到相应的端子上或焊接到至少一个导电元件上，该导电元件焊接到相应的端子上。由于根据本专利技术，二次电池单元的一个集电体或两个集电体焊接到二次电池单元的相应的端子上或焊接到相应的导电元件上并且该导电元件焊接到相应的端子上，因此集电体与相应的二次电池单元端子之间的电阻非常小。这可以通过二次电池单元端子在二次电池单元的电极之间建立具有非常低的电阻的快速放电短路路径，使得根据本专利技术的二次电池单元在出现错误的情况下可以非常快速地进入安全状态。可以通过激光焊接、压力焊接、点焊等将至少一个集电体焊接到相应的端子或相应的导电元件上。可以通过激光焊接、压力焊接、点焊等将相应的导电元件焊接到相应的二次电池单元端子上。此外，由于根据本专利技术的二次电池单元的集电体设置在电化学电池单元的同一侧，因此二次电池单元的体积占有率非常高，并因此二次电池单元的能量密度非常高。由此，由根据本专利技术的二次电池单元构成的电池模块的能量密度也非常高。棱柱形的壳体可以是方石形的，或者可以具有三角形或其他多边形的基部和顶部表面区域。壳体的壳体部分的孔设置在壳体部分的端面处。壳体部分可以通过深拉等制造。壳体部分可包括或构成二次电池单元的端子，至少一个导电元件或至少一个集电体焊接到该端子上。盖部分可以间接地或直接地与壳体部分的包括孔的一侧连接。盖部分可以包括或构成二次电池单元的另一个端子，至少一个导电元件或至少一个集电体焊接到该端子上。电化学电池单元可以是具有层叠电极的电池单元或卷芯(jellyroll)电池单元。根据本专利技术的二次电池单元可以可选地包括容纳在壳体内的两个或更多个电化学电池单元，其中各个电化学电池单元的单极集电体可以彼此组合以形成公共的集电体，其可以焊接到相应的二次电池单元端子或相应的导电元件上。阳极集电体可以直接或间接地与二次电池单元的阳极端子连接。阴极集电体可以直接或间接地与二次电池单元的阴极端子连接，而电池外壳也可以用作端子。当二次电池单元放电时，与电化学电池单元的阴极电连接的阴极集电体形成正极化的(positivepolarized)集电体，并且与电化学电池单元的阳极电连接的阳极集电体形成负极化的(negativepolarized)集电体。当二次电池单元充电时，阴极集电体形成负极化的集电体，并且阳极集电体形成正极化集电体。交通工具可以是陆上交通工具、水上交通工具或空中交通工具的形式的电动交通工具或混合动力电动交通工具。根据有利的实施方式，一个集电体经由第一导电元件电连接至壳体部分，壳体部分是至少部分导电的，另一个集电体经由第二导电元件与盖部分电连接，盖部分是至少部分导电的。在这种情况下，壳体部分和盖部分均形成二次电池单元的端子。例如，阴极集电体可以经由第一导电元件电连接至壳体部分，并且阳极集电体可以经由第二导电元件电连接至盖部分。阴极集电体可以焊接到第一导电元件上，并且第一导电元件可以焊接到壳体部分的导电部分上。此外，阳极集电体可以焊接到第二导电元件上，第二导电元件可以焊接到盖部分的导电部分上。由此，通过冷却壳体部分和盖部分，可以有效地冷却电化学电池单元，壳体部分和盖部分各自与二次电池单元的一个电极导热地连接。替代地，整个壳体部分和/或整个盖部分可以是导电的。二次电池单元的所提及的部件之间的焊接接触可以在二次电池单元的电极之间建立具有非常低的电阻的快速放电短路路径，使得二次电池单元可以在出现错误的情况下非常快速地进入安全状态。在任何情况下，二次电池单元的所提及的部件之间的各焊接可以使用激光焊接、压力焊接、点焊等进行。根据另外有利的实施方式，二次电池单元还包括至少一个不导电的隔离元件，其中第一导电元件形成为沿着电化学电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于交通工具的牵引电池的二次电池单元(1，15，23)，其包括：‑棱柱形的壳体(2，16，24)，其包括壳体部分(3)和盖部分(5，28)，所述壳体部分在一侧具有孔(4)，所述盖部分与所述壳体部分(3)的这一侧至少间接地连接；以及‑至少一个电化学电池单元(6)，其容纳在所述壳体(2，16，24)内并且包括至少一个阳极集电体(7)和至少一个阴极集电体(8)，所述阳极集电体与所述二次电池单元(1，15，23)的阳极端子(30)电连接，所述阴极集电体与所述二次电池单元(1，15，23)的阴极端子(31)电连接，‑其中，所述阳极集电体(7)和所述阴极集电体(8)都设置在所述电化学电池单元(6)的面向所述盖部分(5，28)的一侧上，并且‑至少一个集电体(7，8)焊接到相应的端子(30，31)上或焊接到至少一个导电元件(9，13，17，22)上，所述导电元件焊接到相应的端子(30，31)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.23 EP 17157623.41.一种用于交通工具的牵引电池的二次电池单元(1，15，23)，其包括：-棱柱形的壳体(2，16，24)，其包括壳体部分(3)和盖部分(5，28)，所述壳体部分在一侧具有孔(4)，所述盖部分与所述壳体部分(3)的这一侧至少间接地连接；以及-至少一个电化学电池单元(6)，其容纳在所述壳体(2，16，24)内并且包括至少一个阳极集电体(7)和至少一个阴极集电体(8)，所述阳极集电体与所述二次电池单元(1，15，23)的阳极端子(30)电连接，所述阴极集电体与所述二次电池单元(1，15，23)的阴极端子(31)电连接，-其中，所述阳极集电体(7)和所述阴极集电体(8)都设置在所述电化学电池单元(6)的面向所述盖部分(5，28)的一侧上，并且-至少一个集电体(7，8)焊接到相应的端子(30，31)上或焊接到至少一个导电元件(9，13，17，22)上，所述导电元件焊接到相应的端子(30，31)上。2.根据权利要求1所述的二次电池单元(1，15，23)，其中-一个集电体(7，8)经由第一导电元件(9，17)电连接至所述壳体部分(3)，-所述壳体部分(3)是至少部分导电的，-另一个集电体(7，8)经由第二导电元件(13，22)与所述盖部分(5，28)电连接，并且-所述盖部分(5，28)是至少部分导电的。3.根据权利要求2所述的二次电池单元(1)，其还包括至少一个不导电的隔离元件(11)，其中-所述第一导电元件(9)形成为沿着所述电化学电池单元(6)的面向所述盖部分(5)的一侧延伸的板，并且具有至少一个通孔(10)，另一个集电体(7，8)在不接触所述第一导电元件(9)的情况下被引导通过该通孔，-所述隔离元件(11)沿着所述第一导电元件(9)的面向所述盖部分(5)的一侧延伸，并包括与所述第一导电元件(9)的通孔(10)对准的至少一个通孔(12)，并且-所述第二导电元件(13)形成为沿着所述隔离元件(11)的面向所述盖部分(5)的一侧延伸的板。4.根据权利要求2所述的二次电池单元(15)，其还包括至少一个不导电的隔离元件(18)，其中-所述第一导电元件(17)形成为沿着所述电化学电池单元(6)的面向所述盖部分(5)的一侧的一部分延伸而不接触另一个集电体(7，8)的板，-所述隔离元件(18)具有第一部分(19)和第二部分(20)，所述第一部分沿着所述第一导电元件(17)的面向所述盖部分(5)的一侧延伸，并且所述第二部分沿着所述电化学电池单元(6)的面向所述盖部分(5)的一侧的一部分延伸，并且包括至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·皮尔茨，扬·卡什帕，本亚明·格劳尔，尼尔斯·欧默，埃里克·韦杜尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：德国,DE