[发明专利]电池触片配置

说明书

提供了用于构建和组装电池的系统和方法。一种电池可以包括电池单元触片支撑件以及多个堆叠的电池单元，其中电池单元的一部分延伸穿过电池单元触片支撑件并折叠在电池单元触片支撑件的顶部上。多个堆叠的电池单元中的每个可以包括在电池单元触片支撑件下方沿相反方向弯曲并在电池单元触片支撑件的顶部上沿相同方向弯曲的两个带相反电荷的电极触片端子。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月20日提交的题为“电池触片配置”、申请号为No.62/488,009的美国临时申请的优先权。上述申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本文涉及电池的架构、构造和操作，例如锂离子车辆电池。

背景技术和发明内容

电池是一种通过电化学电池单元(cell)存储电能的设备。诸如48V微混合动力车辆电池的车辆电池包括串联和/或并联电连接的多个堆叠的电池单元以满足车辆的电流和/或电压要求。通过堆叠电池单元，然后通过将电池单元触片端子焊接到总线条和/或直接将电池单元触片端子焊接在一起而电连接电池单元，来构造包括棱柱形或包袋型电池单元的电池。

然而，在此发明人已经意识到这种电池系统的潜在问题。作为一个示例，当尝试焊接不同电池单元的电池单元触片端子时，由于来自修剪、预弯曲和堆叠电池单元的累积公差，在电池单元触片端子之间可能出现气隙和失配。具体地，当堆叠电池单元时，棱形、包袋型电池单元的电池单元触片端子彼此间隔开，因为电池单元触片端子通常比它们从其延伸的电池单元包袋更薄。因此，电池单元触片端子在其堆叠之后必须被修剪、弯曲和/或调整，以在彼此间建立充分的表面接触以用于随后的焊接。具体地，相邻电池单元的触片端子必须沿相反的方向弯曲以彼此接触。这种弯曲需要两步双向机器触片轧制处理，从而导致了更长和更昂贵的制造过程。分两个连续的独立步骤来卷绕触片端子会导致触片端子之间更多的失配和气隙。气隙和失配会减少电池单元触片端子之间的接触面积，从而降低所得焊接的完整性，这会导致过早的电池失效。此外，沿着相反的方向弯曲相邻电池单元的触片端子会限制相邻电池单元可以彼此堆叠的紧密度，从而增加了电池的封装尺寸。

在一个示例中，上述问题可以由电池单元至少部分地解决，所述电池的电池单元包括：第一电极端子，沿第一方向在电池单元触片支撑件下方弯曲，并沿第一方向被卷绕在电池单元触片支撑件顶部上；以及第二电极端子，沿与第一方向相反的第二方向在电池单元触片支撑件下方弯曲，并沿第一方向被卷绕在电池单元触片支撑件上。第二电极端子可以比第一电极端子在电池单元触片支撑件下方弯曲得更多。

在另一示例中，电池可以包括电池单元触片支撑件以及多个堆叠的电池单元，所述多个堆叠的电池单元中的每个包括在电池单元触片支撑件下方沿相反方向弯曲的带相反电荷的两个电极触片端子，并包括突出穿过电池单元触片支撑件并在所述电池单元触片支撑件上沿相同方向弯曲的突出部分。每个电池单元的触片端子之一可以比另一个触片端子弯曲得更多，电池单元可以被堆叠，使得弯曲得更多的触片端子靠近相邻电池单元的弯曲得更少的触片端子。触片端子可以在电池单元触片支撑件上向后朝向包括弯曲得更多的触片端子的电池单元弯曲。

在又一示例中，一种用于电耦接电池单元的方法包括：在堆叠电池单元之前：在第一方向上弯曲每个电池单元的第一电极触片；在相反的第二方向上弯曲每个电池单元的第二电极触片；堆叠电池单元；以及在电池单元触片支撑件上在第一方向上卷绕电池单元的电极触片。

以这种方式，通过在相反方向上预弯曲每个电池单元的电池单元触片端子，在所述端子被一起卷绕在电池单元触片支撑件上之前，将被焊接的相邻电池单元的电池单元触片端子可以彼此共面接触。将已接触的端子一起卷绕在电池单元触片支撑件上增加了所述端子之间的表面接触，减少了所述端子之间的气隙并因此提高了触片端子之间后续焊接的完整性。