Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN101999184B - 模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法 - Google Patents

模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101999184B
CN101999184B CN200980110525.8A CN200980110525A CN101999184B CN 101999184 B CN101999184 B CN 101999184B CN 200980110525 A CN200980110525 A CN 200980110525A CN 101999184 B CN101999184 B CN 101999184B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery unit
plane battery
electrode surface
end electrode
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980110525.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101999184A (zh
Inventor
邓肯·科尔沃
克里斯托弗·K·戴尔
迈克尔·L·爱普斯顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lightening Energy
Original Assignee
Lightening Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lightening Energy filed Critical Lightening Energy
Publication of CN101999184A publication Critical patent/CN101999184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101999184B publication Critical patent/CN101999184B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

一种模块化电池，包括：第一平面电池单元，其具有第一平面电极表面；第二平面电池单元，其具有第二平面电极表面；以及可压缩互连器，其配置在所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面之间，并且使所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面电连接。还公开了模块化电池、互连器和方法的其它实施例。

Description

模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年3月24日提交的美国临时专利申请61/070,752的优先权。
技术领域
本发明涉及一种模块化电池、模块化电池用的互连器和与模块化电池有关的方法。
背景技术
模块化电池是包括两个以上的电池单元或单元模块或单元的电池。使用模块化电池的装置的常见例子是可以使用例如两个C型单元的手持式手电筒。
近来，模块化电池在包括混合电动车辆(“HEV”)、插入式混合电动车辆(“PHEV”)和其它应用的许多应用中变得重要。模块化电池在用于HEV、PHEV和其它应用时，除了需要耐用、安全和节省成本以外，还需要输送大量电力。
像手持式手电筒这样的模块化电池的应用需要使用多个串联连接的电池单元。然而，例如，HEV和PHEV用的模块化电池可能不同于常见的手电筒中使用的模块化C型单元。
美国专利5,552,243和美国专利5,393,617公开了堆叠型晶片单元的双极性电化学电池。晶片单元以串联方式电连接，其中，各单元的正极面接触相邻的单元的负极面。可以利用导电糊剂或粘合剂来提高单元到单元的接触。以压缩方式保持堆叠组件。在此通过引用包含美国专利5,552,243和美国专利5,393,617。
发明内容
本发明提供一种模块化电池，包括：第一平面电池单元，其具有第一平面电极表面；第二平面电池单元，其具有第二平面电极表面；以及可压缩互连器，其配置在所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面之间，并且使所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面电连接。
本发明还提供一种模块化电池，包括：第一平面电池单元，其具有第一平面电极表面；第二平面电池单元，其具有第二平面电极表面；以及互连器，其配置在所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面之间，并且使所述第一平面电极表面和所述第二平面电极表面电连接，所述互连器能够作为模块化单元相对于所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元去除。
本发明还提供一种模块化电池用的互连器，包括：导电性的可压缩层。本发明还提供一种模块化电池用的互连器，包括：导电性的纤维的层。
本发明还提供一种模块化电池的组装方法，包括以下步骤：将第一平面电池单元放置在外壳中；在所述第一平面电池单元上放置互连器，所述互连器是可压缩互连器、包括导电性的纤维的互连器或模块化互连器单元之一；在所述互连器上放置第二平面电池单元；以及朝向彼此对所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元加压。
本发明还提供一种电池的维护方法，包括以下步骤：监测平面电池单元的组；从大致为平面的电池单元的组中识别有缺陷的平面电池单元；去除所述有缺陷的平面电池单元，从而使可压缩互连器扩展；以及以对所述可压缩互连器进行压缩的方式插入无缺陷的平面电池单元。
附图说明
将参考优选实施例来说明本发明，其中：
图1A、1B、1C和1D是本发明可以使用的四类电极的平面图；
图2是电极和隔离体交错的单一单元模块内的电池配置的示意截面图；
图3A是示出去除了前框架部分的单元模块的密封型单一单元的示意正视图，而图3B示出前框架部分位于适当位置处的单元模块，并且图3A和3B这两者均示出根据本发明的互连器的布置；
图4是互连器位于下层的单元模块的平面图，并且示出具有馈通、爆破片和端口的塑料框架；
图5是具有用于填充、密封和感测的连通馈通的塑料框架的立体图；
图6A示意性示出具有馈通的外壳内具有6个单元模块的模块化电池的截面，而图6B示出平面图；
图7示意性示出将两个模块化电池包装到一起的配置；以及
图8是示出电池及其单元模块的远程监测和警告的解释图。
这些附图本质上是示意性的，并且不是按比例绘制的。为了清楚和便于理解，放大了一些元件的大小。
具体实施方式
为了足够对HEV、PHEV和其它应用供电，期望使用包含表面容积比高的单元的模块化电池，例如对电池的各单元使用平面设计的模块化电池。例如，这些单元可以约为大书的大小，其中，书的“封面”包含例如正极端子(还称为电极)，并且书的“封底”包含例如负极端子。与这些单元的、在单元的一端处使用凸状凹座从而与下一圆筒型单元进行电接触的圆筒形对应物(例如，C型单元电池)不同，大致为平面的单元不需要具有这种凸状凹座。
然而，由于制造技术和制造公差，大致为平面的单元具有许多表面凹凸，从而使得难以实现与其它的大致为平面的单元的良好的电接触。从成本的角度，调整制造技术以减少表面凹凸，这是不实用的。没有良好的电接触，就难以从一个大致为平面的单元向下一个大致为平面的单元传输电力，从而使得难以实现大功率应用。由于大致为平面的单元的一个平面与其它大致为平面的单元的平面不齐平，因此这种表面接触面积的减少最终使相邻的单元之间的阻抗增大。即使对于两个给定的大致为平面的单元、使电接触时的凹凸最小(例如，书的“封面”和“封底”完全配合，并且进行良好接触)，一旦这些单元其中之一故障，则不太可能替换单元将具有相同的凹凸。结果，电力由于阻抗变高而减少。第二个缺点是，尽管可以使用导电糊剂和/或导电粘合剂来使凹凸平滑化或填充这些凹凸，但糊剂和/或粘合剂对单元之间的连接提供了较高的阻抗。使用导电粘合剂和/或导电糊剂的另一问题是，一旦单元被粘合或糊到一起，则替换多单元型模块化电池内的单个故障单元将相当麻烦。第三个缺点是，大致为平面的电池单元的表面上的凹凸在使用这种电池的HEV、PHEV和/或其它装置的操作期间可能变化。这些凹凸可能由于温度、冲击、振动和/或其它条件的变化而变化。
本发明的目的是提供一种在两个单元之间提供良好的导电性的多单元型电池用的互连器。本发明的另一替代目的或附加目的是提供一种可以抑制两个单元之间的冲击和/或振动的互连器。本发明的又一替代目的或附加目的是提供一种可以允许容易地替换平面型单元的互连器。本发明的又一替代目的或附加目的是提供一种允许对电池进行压缩以提高导电性的互连器。
本发明的模块化电池包括彼此堆叠的、并且经由导电性的互连器以串联方式电连接到一起的多个单独单元模块。有利地，这些互连器可以是可压缩的，以减轻对单元模块的振动或冲击损坏。可选地或另外，这些互连器可以包括可以允许降低电阻和/或易于制造可压缩互连器的导电性纤维。可选地或另外，这些互连器可以是模块化的，并且可以作为单位去除，从而允许容易地去除和替换单独单元模块，并且使得这些互连器无需如同糊剂或粘合剂一样分别为粘性的或胶粘的。
可以由轻量型外壳以机械方式限定堆叠型单元模块。以下说明本发明的电池的几个实施例和示例。
单元模块
本发明的优选实施例的单元模块可以具有正极面和负极面位于两侧的刚性或半刚性的扁平形状，其中，正极面和负极面与相邻的单元模块电通信，以形成更高电压的单元模块的电池组。在各单元模块内，配置有多个正电极和负电极，其中，各个正电极和负电极以并联方式电连接至相同极性的各个其它电极。利用针对正电极和负电极的任何适当的锂离子电池材料来制造电极。例如，正极活性材料或阴极可以包括涂布到铝上的锂锰氧化物、锂钴氧化物或磷酸铁锂电化学活性材料。例如，负极活性材料或阳极可以包括涂布到铜(或阳极是钛酸锂尖晶石的情况下的铝)上的人造石墨或钛酸锂尖晶石。
单元模块包含在所示实施例中具有如图1A～1D所示的四种图案的活性材料涂布物的多个电极。图1A示出两侧上均涂布有阴极活性材料1、并且一侧上具有裸露的(无涂层的)箔片2的内部正电极9(例如，铝)，并且图1B示出两侧上均涂布有阳极活性材料3、并且在与正性片相对的侧上具有裸露的(无涂层的)箔片4的内部负电极10(例如，铜或铝)。图1C示出仅在一侧上涂布有阴极活性材料5、并且具有一个或两个裸露的箔片6的正端电极14，并且图1D示出仅在一侧上涂布有阳极活性材料7、并且具有一个或两个裸露的箔片8的负端电极15。两个端板片的优势在于允许改进随后的电极在单元模块中的密封。在本实施例中，电极9、10、14、15采用矩形板的形式，无需说明，可以根据单元模块的期望结构和其它设计考虑来使用其它适当形式和形状的电极。
位于组装型单元模块的相对端处的端电极14和15的两侧可以是无涂层的，并且对表面进行清洁和蚀刻以实现随后对单元模块的改进了的密封。优选本发明中的单元模块良好地隔绝水汽和空气。
在图2中，示出将图1A～1D所示的正电极和负电极(电极板)9、10、14、15组装在单个单元模块内。在附图中，为了清楚，大幅放大了活性材料涂布物1、3、5、7的厚度。正电极和负电极以并联方式电连接至相同极性的多个其它电极，以形成以单个单元模块的正端电极14和负端电极15终止的交错型电极组件。如图1C～1D和图2所示，正端电极板14具有两个片6，并且负端电极板15具有两个片8。正端电极板14的片6其中之一优选以焊接方式连接至正电极板9的片2，以形成构成单元模块的正端子的端片12。以相同方式，负端电极板15的片8其中之一优选以焊接方式连接至负电极板10的片4，以形成构成单元模块的负端子的端片13。端电极板14、15之间是交错的正电极9与负电极10，并且各电极之间是包含电解质的、诸如微孔聚烯烃等的具有充分的绝缘性的隔离体层11。在图2中，示出仅在端电极板14和15的一侧进行涂布，而未对它们的另一侧进行涂布，并且分别通过端片12和13，它们的另一侧呈现分别用于通过本发明的互连器、实现随后的高电压电池组件的正负单元端接表面。
在实践中，改变并且选择电极和隔离体层的数量，以实现所需的电化学能存储容量和所需的电力。除了增大电化学能存储以外，对于相同量的能，电极数量较多将允许较高的充放电速率。本发明中的具有多个电极的较大的表面面积降低了单元模块内每单位电极面积的特定电化学电流密度，也就是说，对于较大数量的电极，电极的每平方厘米的安培数较少，以使得电极可以在输送电压的损耗较少的情况下，以较低的电流密度输送更多的总电流。在电池中，由于众所周知的电极极化或电压损耗的电化学原理，高电极电流密度使电池电压降低。实际上，一般可以利用诸如超声波金属焊接机等的焊接机将多于30个的电极对分别接合至正电极和负电极的焊接端片12和13。如由单元模块的正极侧的端片12和负极侧的端片13所示，优选电极片在电极单元模块的相对侧上沿着其全长连接。单元模块的外侧上表面呈现正端电极14的裸露的箔表面，并且外侧底表面呈现负端电极15的裸露的金属表面。贴附至各个片或电极片的(后面所述的)电压和温度传感器由于它们极接近电极活性材料，因而提供与安全性有关的早期信息。
图3A中示出图2的交错型电极组件的密封，其中，针对各电极以截面示出正极活性材料和负极活性材料。如上所述，端电极板14、15具有两个片，并且仅在一侧上涂布有活性材料。如图3A所示，在单元模块23的相对边缘处，利用电绝缘的密封剂16密封正端片12和负端片13，并且利用相反极性的片在相同侧上重叠的绝缘体17使正端片12和负端片13彼此电绝缘。更具体地，单元模块23的左侧上的绝缘体17使负端电极15的片8与正端片12电绝缘，并且右侧上的绝缘体17使正端电极14的片6与负端片13电绝缘。此外，图3A中示出密封剂16与电极9、10和隔离体11的端部之间的间隙18。密封体16的材料还可以在与密封端片12和13正交的各侧上，将塑料框架19密封到交错型电极组件。密封的方法包括嵌件成形、注射成形、熔焊和胶粘(均为易起反应的，例如，环氧的以及热熔的)。
如图4和5所示，塑料框架19是具有通常为C形的前框架部分19a和后框架部分19b的两部分框架，其中，前框架部分19a和后框架部分19b在单元模块23的正面和背面处插入交错型电极组件和密封剂16上方，并被密封到交错型电极组件和密封剂16。图3A示出不具有框架19的单元模块23，并且图3B示出前框架部分19a密封到单元模块的单元模块23。图3B示出包括以下的框架19a中包含的特征：端口20，用于利用电解质对单元模块进行抽真空、填充和排泄，还可以由机械部件永久或暂时密封该端口；电馈通21，用于测量并监测各个单元电压和温度；以及爆破片22，用于释放单元模块23内累积的任何压力。
为了以串联方式电连接堆叠型单元模块23，将导电性的可压缩互连器24置于相邻的单元模块之间。图3示出用于串联连接到所示的单元模块23上方和下方的附加的单元模块的上部互连器24和下部互连器24。图4是省略了上部互连器24、并且单元模块的负端电极15的外表面(裸露的箔表面)与下部互连器24相接触的密封型单元模块23的顶视平面图。
如图2和3A所示，示出电极板的片2、4、6、8成角度急剧弯曲以彼此重叠，从而形成端片12、13。当然，可以并且有时优选地使片以曲率弯曲而不是如所示地急剧弯曲。此外，如图1C和1D所示，端电极板14、15的片6和8的宽度在端电极板的相对侧(左侧/右侧)上可以不同，其中，宽度较宽的片连接至端片或端子12、13，并且宽度较窄的片位于绝缘体17上。优选端口20设置在用于随后在形成之后对单元模块进行填充和真空排气的角落上。
在本实施例中，如图2、3A和3B所示，将电压传感器30a安装到正端片12和负端片13这两者，这允许通过外部电池管理系统(BMS)来监测单元模块的电池组内的任何单元的电压并调整其充电状态，以平衡多单元模块电池内的单元。以与正端片12和负端片13相接触的方式安装诸如热敏电阻等的温度传感器31a，以监测单元模块23的电极的温度。如图5所示，电压传感器30a和温度传感器31a经由感测线(导体)30b和31b分别电连接至前框架部分19a和后框架部分19b中设置的电馈通21。单元模块23配备有用以在灾难性的单元故障的情况下释放过多的内部压力的爆破片22。
期望完整的单元模块23作为在整个单元形成和真空排气过程中在干燥室中处理的制造模块。除了测量各个单元模块电压以外，电压传感器还可用于测量例如在互连器24和一个单元模块的正端电极14之间与互连器24和相邻的单元模块的负端电极15之间的机械接触处产生的、单元模块之间的阻抗分量。如这里所论述的，尽管期望在互连器电接触附近使用惰性气体以防止或减少在互连器和单元模块电表面接触之间产生电阻层，但连续监测这种机械接触的电阻率的能力是本发明的附加的好处和特征。
在自动化装配工艺时，或在批量制造时，可以在单一步骤中将交错型电极组件的所有四侧均密封到塑料框架19中，并在同一步骤或后续的细化步骤中同时引入填充孔、可爆破区域和嵌入式传感器布线。在自动化制造工艺时，例如，可以通过利用将图2的交错型电极组件放置在彼此接触的顶部模具和底部模具之间的注射成形、并且围住注入电绝缘的聚合密封材料的开放连续周边体积以制成包括可能预先配置的填充管、传感器和用于爆破保护的薄区的连续的单元模块周边密封体，来完全除去塑料框架。
互连器
本发明提供针对图6A的例子所示的、有利地可以是可压缩的从而提供对于平面型单元模块23之间的冲击或振动的缓冲的互连器24。例如，互连器24可以是提供多个并行的传导路径的可压缩的挠性导电薄片。互连器24的挠性可以在通过施加确保模块之间的良好接触和低电阻的力来维持单元平面模块之间的电接触时，容纳在对电池充电和放电期间单元组内的周期应变。可压缩的互连器24可以与相邻的单元板模块表面之间的可压缩挠性导电互连的需求一致的、由例如以可压缩弹性矩阵形式保持的金属丝网、金属或碳纤维、或者交织导电垫等的、具有充分性质的任何材料制成。可以选择单元模块的接触表面，以维持与单元模块的正负连接的表面的长期、低阻抗连接界面。
例如，丝网可以是约4密尔或0.004英寸的细丝。互连器的可压缩性可以是例如30％，以使得例如在施加充足的力以缩小织物的间距时，互连器的体积减小至施力之前的体积的70％。因而，在压缩期间层不会扩展至垂直于压力方向的侧以外的层结构的情况下，在平坦表面上加压时厚度为10密尔的互连层可以压缩成厚度为7密尔。优选地，互连器的可压缩性使得体积可以压缩成小于90％。
另外，与使用相邻的单元之间的直接金属到金属接触的现有技术或在相邻的单元之间使用导电粘合剂或糊剂相对比，有利地，本发明的特定互连器可以提高单元模块连接的导电性。表1示出根据本发明的用于制造互连器材料的可压缩织物或毡制品的各种材料。一些纤维进行了表面抛光，以提高互连器的接触材料的稳定性。
表1.本发明的互连器垫所使用的材料
材料 纤维 表面抛光 厚度 垫重量
英寸 克/平方英寸
A 铜/钢 锡 0.020 0.33
金属丝
B 蒙奈尔铜镍合金 无 0.020 0.31
金属丝
C 铝 无 0.021 0.10
金属丝
D 尼龙 银 0.072 0.24
毡制品
E 织物 银 0.015 0.08
尼龙
F 碳 镍 0.018 0.25
纤维
G 非织物 铜 0.012 0.04
聚酯
H 非织物 镍 0.014 0.17
聚酯
将采用由表1所示的材料制成的材料的1平方英寸垫的形式的互连器放置在以Al或铜的金属箔为表面的压板之间(Al和Cu模拟本发明的示例Li离子单元模块的外表面)，并且在经由具有Al或Cu箔表面的压板向互连器垫施加电流和机械压力时，测量电阻。在表2中示出在相同条件下并且针对互连器的相同区域测量出的由此产生的电阻。所施加的压力约为每平方英寸10磅。
表2.Al表面和Cu表面之间的互连的电阻值
下箔 上箔 互连器 互连阻抗(毫欧)
铝 铝 无 35
铜 铝 无 3.0
铝 铝 A ＜1
铝 铝 B 2.5
铝 铝 C 37
铝 铝 D 5.1
铝 铝 E 2.8
铝 铝 F 18
铝 铝 G 2.8
铝 铝 H 127
铜 铝 A ＜1
铜 铝 B 3.0
铜 铝 导电性银粘合剂 40
铜 铝 导电性石墨粘合剂 130
铜 铝 导电糊剂 2.6
例如，互连器A是本发明的互连器的优选实施例，并且例如，可以由从宾夕法尼亚州的Saegertown的MAJRProductsCorporation可获得的垫片等的电磁干扰/射频干扰遮蔽产品制成。
除了减轻例如来自道路冲击的冲击和振动以外，本发明的几个互连器24可以改善或维持电阻。在存在振动时互相连接的单元模块之间的电流的连续性也是车辆的重要的安全性和可靠性特征，这是因为如果电流的连续性出现缩减或单点断开，则由于任何模块化电池中的单元模块的任意对之间的电流的单点断开或缩减还将从车辆的电力输送“断开”或缩减分别针对所有其它的串联连接的单元模块的电流，因而来自电池的电力输出可能减少或停止，从而使整个车辆基本不动。这在例如车辆必须躲避道路事故的紧急情形下也成为车辆安全性问题。使用根据本发明的可压缩的弹性互连器可以避免电流的“单点故障”或缩减的发生和效果，并且与现有技术中可能不能够在不使电连接性和电流连续性在物理上断开或改变的情况下抵挡过度的振动或连续道路冲击的、导电粘合剂和糊剂的使用形成明显对比。
互连器还具有可除去以允许容易地去除单元模块和替换有缺陷的单元模块的优势。
优选地，互连器用于单元模块的铝-铝或铝-铜端电极之间，并且优选包括镍、锡、银或铜，并且最优选包括铜或银。为了改善和维持界面连接，例如，可以诸如通过镀锡或镀铟等对互连器24的表面进行表面处理。
为了例示本发明在不改变电阻的情况下吸收振动(压力变化)方面的优点，表3示出在施加不同的压力时压力对本发明的可压缩互连器的电阻的影响。施加至互连材料A(表1)的1平方英寸垫的压力的增加在超过所施加的每平方英寸(psi)15磅的压力的情况下，并未产生电阻的进一步减小。
表3.Al表面和Cu表面之间的互连材料A的电阻值
模块化电池
图6A和6B示出可以如何配置多个单元模块以形成电池组、从而提供高压和高功率的模块化电池。图6A示出彼此堆叠的并且由本发明的、用于将一个单元模块以串联方式电连接至下一个单元模块的可压缩互连器24分离开的6个单元模块。注意，可以在两个单元模块之间设置例如各自厚度为10密尔的例如8层的几个互连器。因而，例如，单元模块之间的空间可以为80密尔，并且在使用时可压缩成60密尔。
通过举例并且如上所述，正极单元模块表面可以由铝制成，并且负极单元模块表面可以由铜制成。互连器24可以延伸超过单元模块以接触电池外壳的内壁，从而在维持与单元模块的堆内的其它互连器的电隔离的同时，提供用以辅助从电池除热的低热阻抗的路径。
在图6A的所示例子中，6个单元模块23以堆叠型阵列包含于本实施例中具有矩形截面的外壳25内。外壳25是例如可以由铝制成、优选地由片状金属制成或由铸造结构构成的密封壳体。为了允许单元模块23的堆叠和组装、以及组装之后各个单元模块的去除和替换，外壳25的顶部或底部或者侧面之一可以经由螺栓或其它适当的紧固件可拆卸地连接至外壳。外壳25提供用于将单元模块和互连器以经受住电池工作环境中的冲击和振动的坚固的机械结构设置在组中的能力，并且如果导电，则还用作为到电池的电力或来自电池的电力的负性连接。在图6A中，为了例示目的示出6个单元模块，而实际的电池可以容纳20到30个单元模块或更多。本发明允许大量的单元模块互相连接，以制成极高电压的电池组。
图6A中的外壳25的侧面热接触互连器24以便于从单元到外部环境的热传递。外壳25的至少两个侧面、甚至所有的四个侧面与互连器24的边缘热接触，以使到外部环境的热传递最大化。由双层的热传导但电绝缘的材料25a来提供单元模块23和外壳25的壁之间的电隔离，该材料25a例如是由外壳的内部上的铝外壳的硬质阳极氧化产生的电绝缘涂布物、和各互连器的边缘周围的弹性的电绝缘且热传导的垫片，但是可以使用具有适当的热传导且电绝缘的任何材料。可以通过向外壳的外部添加散热片(由此提高迁移热传递)、以及通过利用氦气回填外壳的内部容积(由此提高传导热传递)，来进一步提高从单元模块的散热。利用惰性气体填充外壳还降低了可能增加互连器和单元模块的外表面之间的互连点的电阻的不期望的金属氧化的可能性。在存在空气的情况下，铝特别容易受到这种氧化，并且可以形成硬电阻氧化膜。
由于放电时与放电电流的平方成比例地发生欧姆加热(i2R)，因此选择放电时经过热动或熵冷却的电极活性材料在减少电池中的热生成和温度上升方面也是有利的。可以通过熵冷却来抵消欧姆加热，直至本发明的电池在放电时实际上可以冷却到比开始放电时的温度低的温度的程度。例如，我们已经得出，本发明的具有磷酸铁锂阴极和碳阳极的单元模块在以(等同于C速率的)给定电流放电时，被冷却了10℃。
外壳25包括针对电力输入端子和电力输出端子、即正端子26和负端子27的馈通。电源端子经由针对正端子26的内部电源总线28从内部连接至单元模块电池组的端部，并且导电性外壳25用作到负端子27的负总线29。外壳25配置有用于分别监测单元电压和单元温度的外部多管脚连接器30和31，并且这些连接器可以位于与电源端子26和27相同的区域中。在所示实施例中，存在6组多管脚连接器30和31(图6B)，每一组用于各单元模块23。各单元模块的感测线30b和31b经由电馈通21连接至感测线30c和31c，感测线30c和31c又连接至多管脚连接器30和31中的各个多管脚连接器。为了便于从堆叠型阵列去除和替换各个单元模块23，感测线30c、31c可以经由管脚-插座连接器或允许容易的安装和拆卸的其它适当连接器连接至馈通21。在图6A中，仅针对一个单元模块示出从多管脚连接器30和31到单元模块23的感测线30c、31c的内部连接。实际上，连接可以达到电池组中的一些或所有的单元模块。如上所述，将从各个传感器30a和31a获取的数据发送至总体车辆系统内的分立型或集成型分析、控制和通信模块。可以提供外部泄压装置32，以安全地处理电池组的任意高压故障模式。使用本发明中的多管脚连接器30和31便于替换各个单元模块。
本发明中的单元模块互连器24的使用和配置可以用于至少两个目的：(1)电连接相邻的单元模块23，和(2)高效地将通过端电极板14和15的外表面在单元模块内生成的热迁移到外壳25的壁。尽管这里利用导电性外壳25示出本发明，但外壳25也可以由不导电材料制成，在这种情况下，单独的负性总线29将单元模块23的组的一端处的单元模块23的负性表面连接至电池的负端子27。例如，使用非金属的电绝缘外壳25的优势可以是成本较低和重量较轻，并且如果外壳25的材料也是不导电的，则互连器24将无需与外壳25的壁电绝缘。如同使用与外壳25的外侧壁相邻的主动或被动冷却部件、例如与外壳的外壁相接触的吸热材料或流动冷却剂将有助于散热一样，在外壳的壁中使用导热性材料以便于从互连器向外壳25的外部的排热，这将是有利的。
为了降低电池组中的单元模块23之间的电阻，可以向单元模块23之间的可压缩互连器24施加压力。在图6A中示出可以如何容易地实现该操作的例子，其中，弹簧33位于外壳25的顶部，并且布置在正性电总线28和外壳25的顶部之间。弹簧33向单元模块23的组内的互连器24传递压力。另外，或者可选地，弹簧可以包含于外壳25的底部，从而从下方向单元模块23的组和互连器24施加压力。
在图6A中，示出端子26和27以及多管脚连接器30和31以及爆破片32和气口34位于外壳25的顶表面上，其中，该表面与端电极14和15平行。根据本发明，所有这些元件均可位于外壳25的一个或多个侧面上，从而允许将附加的密封型单元模块电池组紧密包装在一起(尽管并非电接触)以用于例如HEV应用的需要多个电池组的应用。如图7所示，在邻接包含端子等的侧面的两侧上排列冷却散热片47，这将进一步辅助多电池组件中的排热。
外壳25提供了以下特征：压缩单元模块的组的部件、气密外壳和用于电连接到端部单元模块的表面的部件。
在本发明的电池的操作期间，可以提供电子管理系统，以连续监测单元模块电压和单元模块温度、以及互连器两端的电压下降。这种将感测点紧密耦合到单元的电池功能广泛监测允许改善了的电池监测，并且使电池安全性提高。在图8中示出中央监测中心和HEV之间的简单的示意性数据监测和警告配置。
在图8中，HEV配备有包括根据本发明构造成的多个串联连接的单元模块的电池40。电池40连接至以根据现有技术已知的方式监测并控制电池性能的电池控制器48。电池控制器48通过包括HEV上安装的天线45和中央站天线46的无线通信网络与中央站44进行通信。电池控制器48连续监测各单元模块的电压和温度，并且在需要时，减少流过一个或多个单元模块的电流，以维持该电流处于安全水平。电池控制器48将监测数据发送至中央站44，并且从中央站接收通知数据以调节电池40的操作。
经由电压感测引线的电荷传输可以用于保持单元的电化学容量处于平衡。高压和/或高温指示将触发电池管理系统采取诸如使电池从其充电源断开等的校正动作，这特别对于HEV应用而言是重要的安全特征。参数随时间经过的偏差可以是需要维护的指标。单元模块之间的连接可分离的、本发明的模块化电池设计容易允许电池拆卸和替换有缺陷的组件，从而大大延长了以创造性方式构造的整个电池的服务寿命。
在本发明的单元模块中使用平面或扁平电极允许电极板上要使用的正极材料和负极材料的涂布物，比在作为许多电池单元的构造的常用方法、需要弯曲以制造例如使电极弯曲以形成螺旋的圆筒形单元的电极的情况下实际所使用的涂布物厚。由于具有活性材料的厚涂布物的电极的弯曲可能在该厚涂布物内产生应力，从而可能导致活性材料的开裂以及随后的与支撑和传导面的直接电接触的损耗，这又将减少特别是高电流时的可用安培小时(Ah)容量，因此对圆柱形单元用的必须弯成螺旋形的电极上的涂布物的厚度存在限制。可以利用活性材料的涂布物较厚的平面或扁平电极来实现本发明的单元模块的可用Ah容量的大幅增加，并且由于电极的活性材料的重量和体积相对于非活性材料、主要是活性材料支撑结构(例如，这里给出的例子的铜和铝活性材料支撑体)的重量和体积的比相对增加，因此可以利用特定能量密度(每单位重量或体积的瓦特小时)的增加来实现这种容量增加。
尽管将所示实施例中的电极公开为优选具有方形或矩形平面形式，但可以根据本发明制造其它的平面形式。例如，通过将正电极和负电极切割成平面片形式，并且利用隔离体以偏移方式交错正电极和负电极、从而允许所有的正电极平面片和所有的负电极平面片分别焊接到一起，本发明的单元模块还可以具有圆筒形。可以使用例如半圆形的弯曲框架来实现具有感测馈通和填充馈通的交错型电极的焊接组的周边密封。由此产生的单元模块在外观上将类似厚片或平坦化圆柱体，然后，将它们彼此堆叠并且与本发明的互连器电连接，随后密封到外壳中，以制成具有正端表面片和负端表面片的圆柱形多单元电池。本发明的单元模块的形状、大小和形式因素的灵活性使得能够最大化地利用需要电池的应用内的可用空间，并且使得能够灵活地可定制地制造单元模块。
尽管特别参考锂电池示出这里所述的发明，但其它化学电池将受益于本发明。特别地，如同HEV应用一样的需要非常高的充放电速率的电池由于相邻的单元模块之间的大的互连区域以及大量的正电极和负电极，因而将特别受益。利用本发明而变得可能的这种相邻的单元模块之间的大的互连区域降低了特定电流密度、即每平方厘米的安培数，以使得这些电极可以在单元模块的电压损耗较少的情况下，以较低的电流密度输送更多的总电流。在电池中，电极上的高电流密度由于众所周知的电极极化的电化学原理而产生电池电压下降。
得益于本发明的化学电池包括所有的锂电池、铅酸电池、镍金属氢电池、镍锌电池、其它可充电电池以及一次电池或不可充电电池。
本领域的技术人员将意识到，可以在不背离本发明的广义创造性概念的情况下，对前述说明书所描述的示例和实施例进行各种修改和改变。因此，要理解，本公开不限于所公开的特定示例和实施例，而是期望覆盖如由权利要求书限定的本发明的范围和精神内的所有明显修改。

Claims (16)

1.一种模块化电池，包括：
第一平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第一平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第一平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；
第二平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第二平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第二平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；以及
可压缩互连器，其配置在所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面之间，并且使所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面电连接，其中所述可压缩互连器具有未压缩体积，并且所述可压缩互连器在配置在所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元之间时，被压缩成小于所述未压缩体积的90％。
2.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述可压缩互连器包括包含导电性的纤维的层。
3.根据权利要求2所述的模块化电池，其特征在于，所述纤维包括金属丝。
4.根据权利要求3所述的模块化电池，其特征在于，所述金属丝包括内部金属芯和外部锡涂层。
5.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述可压缩互连器包括纤维网。
6.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述可压缩互连器包括降低所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面之间的阻抗的导电性材料。
7.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述第一平面电池单元的正端电极表面由铝制成，并且所述第二平面电池单元的负端电极表面由铝制成。
8.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述第一平面电池单元的正端电极表面由铝制成，并且所述第二平面电池单元的负端电极表面由铜制成。
9.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，还包括加压器，所述加压器用于对所述可压缩互连器进行压缩。
10.根据权利要求9所述的模块化电池，其特征在于，所述加压器是弹簧。
11.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，还包括：
第三平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第三平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，以及并联连接并形成所述第三平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；和
第二可压缩互连器，其配置在所述第二平面电池单元的正端电极表面和所述第三平面电池单元的负端电极表面之间，并且使所述第二平面电池单元的正端电极表面和所述第三平面电池单元的负端电极表面电连接。
12.一种电动车辆，包括根据权利要求1所述的模块化电池。
13.一种模块化电池，包括：
第一平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第一平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第一平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；
第二平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第二平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第二平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；以及
可压缩互连器，其配置在所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面之间，并且使所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面电连接，所述可压缩互连器包括导电性的纤维，其中所述可压缩互连器具有未压缩体积，并且所述可压缩互连器在配置在所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元之间时，被压缩成小于所述未压缩体积的90％。
14.一种模块化电池，包括：
第一平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第一平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第一平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；
第二平面电池单元，其具有并联连接并形成所述第二平面电池单元的正端电极表面的多个正电极，和并联连接并形成所述第二平面电池单元的负端电极表面的多个负电极；以及
可压缩互连器，其配置在所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面之间，并且使所述第一平面电池单元的正端电极表面和所述第二平面电池单元的负端电极表面电连接，所述可压缩互连器能够作为模块化单元相对于所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元去除，其中所述可压缩互连器具有未压缩体积，并且所述可压缩互连器在配置在所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元之间时，被压缩成小于所述未压缩体积的90％。
15.一种模块化电池的组装方法，包括以下步骤：
将具有并联连接的多个正电极和并联连接的多个负电极的第一平面电池单元放置在外壳中；
在所述第一平面电池单元上放置可压缩互连器；
在所述可压缩互连器上放置具有并联连接的多个正电极和并联连接的多个负电极的第二平面电池单元；以及
朝向彼此对所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元加压，
其中，所述可压缩互连器具有未压缩体积，并且所述可压缩互连器在配置在所述第一平面电池单元和所述第二平面电池单元之间时，被压缩成小于所述未压缩体积的90％。
16.一种电池的维护方法，包括以下步骤：
监测平面电池单元的组，其中各平面电池单元具有并联连接的多个正电极和并联连接的多个负电极；
从大致为平面的电池单元的组中识别有缺陷的平面电池单元；
去除所述有缺陷的平面电池单元，从而使可压缩互连器扩展；以及
以对所述可压缩互连器进行压缩的方式插入无缺陷的平面电池单元，
其中，所述可压缩互连器具有未压缩体积，并且所述可压缩互连器在配置在两个所述无缺陷的平面电池单元之间时，被压缩成小于所述未压缩体积的90％。
CN200980110525.8A 2008-03-24 2009-03-23 模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法 Active CN101999184B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7075208P 2008-03-24 2008-03-24
US61/070,752 2008-03-24
PCT/US2009/001791 WO2009120294A1 (en) 2008-03-24 2009-03-23 A modular battery, an interconnector for such batteries and methods related to modular batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101999184A CN101999184A (zh) 2011-03-30
CN101999184B true CN101999184B (zh) 2016-06-22

Family

ID=41089241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980110525.8A Active CN101999184B (zh) 2008-03-24 2009-03-23 模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8865337B2 (zh)
EP (1) EP2260524B1 (zh)
CN (1) CN101999184B (zh)
WO (1) WO2009120294A1 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8865337B2 (en) * 2008-03-24 2014-10-21 Lightening Energy Modular battery, an interconnector for such batteries and methods related to modular batteries
US8163421B2 (en) * 2009-03-09 2012-04-24 Tsun-Yu Chang High durability lithium-ion cells
US8173294B2 (en) 2009-04-28 2012-05-08 Lightening Energy High voltage modular battery with electrically-insulated cell module and interconnector peripheries
US8343642B2 (en) 2009-12-31 2013-01-01 Lightening Energy High voltage modular battery with compression bladder
US8822064B2 (en) * 2009-12-31 2014-09-02 Lightening Energy Modular battery with polymeric compression sealing
US20110177383A1 (en) 2010-01-19 2011-07-21 Lightening Energy Battery cell module for modular battery with interleaving separator
US20110200867A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-18 Lightening Energy Modular battery with battery cell having bimetallic end plates
DE102010052843A1 (de) * 2010-11-29 2012-05-31 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle
EP2648931B1 (en) 2010-12-07 2017-02-01 Allison Transmission, Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle
JP6007907B2 (ja) * 2011-07-04 2016-10-19 日本電気株式会社 二次電池
US9786961B2 (en) 2011-07-25 2017-10-10 Lightening Energy Rapid charging electric vehicle and method and apparatus for rapid charging
US8174235B2 (en) * 2011-07-25 2012-05-08 Lightening Energy System and method for recharging electric vehicle batteries
US8350526B2 (en) 2011-07-25 2013-01-08 Lightening Energy Station for rapidly charging an electric vehicle battery
US10340709B2 (en) * 2011-07-29 2019-07-02 Lightening Energy Electric battery rapid recharging system including a mobile charging station having a coolant supply line and an electrical supply line
DE102011089086A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls
CN103247828A (zh) * 2012-02-02 2013-08-14 凹凸电子（武汉）有限公司 电池异常处理装置和方法、电池系统以及用电设备
WO2013122766A1 (en) 2012-02-16 2013-08-22 Lightening Energy Energy banking system and method using rapidly rechargeable batteries
US9231271B2 (en) * 2012-02-28 2016-01-05 Amperex Technology Limited Merged battery cell with interleaved electrodes
WO2015103548A1 (en) 2014-01-03 2015-07-09 Quantumscape Corporation Thermal management system for vehicles with an electric powertrain
US10164235B2 (en) 2013-05-02 2018-12-25 Arcimoto, Inc. Battery assembly including multi-row battery interconnection member
US9525195B2 (en) * 2013-07-30 2016-12-20 Johnson Controls Technology Corporation Remanufacturing methods for battery module
US11011783B2 (en) 2013-10-25 2021-05-18 Quantumscape Battery, Inc. Thermal and electrical management of battery packs
US10107867B2 (en) 2013-11-12 2018-10-23 Infineon Technologies Ag Sensor arrangement, battery cell and energy system
US9834114B2 (en) 2014-08-27 2017-12-05 Quantumscape Corporation Battery thermal management system and methods of use
EP3227939A4 (en) * 2014-12-03 2018-09-12 K2 Energy Solutions Inc. Long cycle life prismatic battery cell for high power applications
CN108352537B (zh) 2015-07-31 2021-10-26 新塞尔斯有限公司 用于多种应用和电动车辆的便携式且模块化储能器
US10147984B2 (en) 2015-07-31 2018-12-04 SynCells, Inc. Portable and modular energy storage for multiple applications
JP6552919B2 (ja) * 2015-08-27 2019-07-31 Ｄｙｎａｂｏｏｋ株式会社 電子機器
US10873111B2 (en) 2016-08-09 2020-12-22 Wisk Aero Llc Battery with compression and prevention of thermal runaway propagation features
US11394573B2 (en) 2017-06-13 2022-07-19 SynCells, Inc. Energy virtualization layer with a universal smart gateway
US11125461B2 (en) 2017-06-13 2021-09-21 Gerard O'Hora Smart vent system with local and central control
US11271766B2 (en) 2017-06-13 2022-03-08 SynCells, Inc. Energy virtualization layer with a universal smart gateway
US10203738B2 (en) 2017-06-13 2019-02-12 SynCells, Inc. Energy virtualization layer for commercial and residential installations
FR3067860B1 (fr) * 2017-06-15 2021-04-16 Airbus Group Sas Systeme de charge d'au moins une batterie d'accumulateurs d'un vehicule et procede de gestion de recharge de ladite au moins une batterie
US10381617B2 (en) * 2017-09-28 2019-08-13 GM Global Technology Operations LLC Polymeric battery frames and battery packs incorporating the same
WO2019079817A1 (en) 2017-10-20 2019-04-25 Ohora Gerard ROBOTICS FOR ROTATING ENERGY CELLS IN VEHICLES
US10756398B2 (en) * 2018-06-22 2020-08-25 Wisk Aero Llc Capacitance reducing battery submodule with thermal runaway propagation prevention and containment features
DE102018116169B4 (de) * 2018-07-04 2022-02-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Luftfahrzeug
US10593920B2 (en) 2018-08-13 2020-03-17 Wisk Aero Llc Capacitance reduction in battery systems
US11038214B2 (en) * 2019-01-23 2021-06-15 Sf Motors, Inc. Systems and methods of managing battery cell degradation
US20220037710A1 (en) * 2019-02-13 2022-02-03 Lg Chem, Ltd. Battery Module, Manufacturing Method Thereof and Battery Pack Including Battery Module
US11791521B2 (en) 2019-09-13 2023-10-17 Hutchinson Technology Incorporated Electrode tabs and methods of forming
US11322806B2 (en) * 2019-09-13 2022-05-03 Hutchinson Technology Incorporated Sensored battery electrode
JP7366769B2 (ja) * 2020-01-24 2023-10-23 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6492053B1 (en) * 1997-06-10 2002-12-10 Ceramic Fuel Cells Limited Planar fuel cell assembly
US6500319B2 (en) * 2001-04-05 2002-12-31 Giner Electrochemical Systems, Llc Proton exchange membrane (PEM) electrochemical cell having an integral, electrically-conductive, compression pad

Family Cites Families (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL135703C (zh) 1959-10-30
US4044192A (en) * 1970-07-10 1977-08-23 Catalyst Research Corporation Thermal batteries
US3844841A (en) * 1972-12-29 1974-10-29 Energy Res Corp Modular battery construction
US4957829A (en) 1989-06-26 1990-09-18 At&T Bell Laboratories Modular battery plant system assembly comprising multiple unit cell modules
US5256502A (en) * 1991-09-17 1993-10-26 Gnb Incorporated Modular, multicell lead-acid batteries
US5429643A (en) 1993-06-02 1995-07-04 Gnb Battery Technologies Inc. Method of assembling a bipolar lead-acid battery and the resulting bipolar battery
US5393617A (en) 1993-10-08 1995-02-28 Electro Energy, Inc. Bipolar electrochmeical battery of stacked wafer cells
US5346786A (en) * 1994-03-21 1994-09-13 Hodgetts Philip J Modular rack mounted battery system
US6040085A (en) 1994-03-31 2000-03-21 Valence Technology, Inc. Battery packaging
US5582937A (en) 1994-10-12 1996-12-10 Bipolar Technologies, Inc. Bipolar battery cells, batteries and methods
US5595839A (en) 1994-10-13 1997-01-21 Yardney Technical Products, Inc. Bipolar lithium-ion rechargeable battery
GB9526577D0 (en) 1995-12-28 1996-02-28 Nat Power Plc Method for the fabrication of electrochemical cells
US6143445A (en) * 1998-08-07 2000-11-07 Ferment; George R. Composite electrodes containing chopped conductive fibers
US6969567B1 (en) 1998-08-23 2005-11-29 Texaco Ovonic Battery Systems, Llc Multi-cell battery
US6517967B1 (en) 1998-12-15 2003-02-11 Electric Fuel Limited Battery pack design for metal-air battery cells
JP4833420B2 (ja) 2000-02-25 2011-12-07 パナソニック株式会社 電池パック
US6969587B2 (en) * 2000-04-04 2005-11-29 Taylor Paul D Detection of nucleic acid heteroduplex molecules by anion-exchange chromatography
US6844110B2 (en) 2000-05-24 2005-01-18 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary cell and assembly thereof
US6458491B1 (en) * 2000-09-15 2002-10-01 Microporous Products, Lp Separator for energy storage cells
JP4504600B2 (ja) 2000-11-30 2010-07-14 パナソニック株式会社 角形密閉式電池及びその製造方法
US6500577B2 (en) * 2000-12-26 2002-12-31 Ronald B. Foster Modular polymer electrolyte membrane unit fuel cell assembly and fuel cell stack
US20020136946A1 (en) 2001-03-21 2002-09-26 Amatucci Glenn G. High voltage rechargeable electrochemical energy storage system structure
DE10113869A1 (de) * 2001-03-21 2002-09-26 Sms Demag Ag Dichtungsvorrichtung für Walzenlager mit Ausgleich radialen Versatzes
US6503658B1 (en) 2001-07-11 2003-01-07 Electro Energy, Inc. Bipolar electrochemical battery of stacked wafer cells
US6780540B2 (en) * 2001-08-08 2004-08-24 Delphi Technologies, Inc. Element sleeve for a battery
CN100539200C (zh) * 2002-01-25 2009-09-09 科纳卡科技有限公司 染料敏化太阳能电池的结构和材料
US6908711B2 (en) 2002-04-10 2005-06-21 Pacific Lithium New Zealand Limited Rechargeable high power electrochemical device
AU2003228041A1 (en) 2002-05-08 2003-11-11 Ilion Technology Packaging device for an electrochemical device and method for making the same
CN100356624C (zh) 2002-05-24 2007-12-19 上海神力科技有限公司 一种可实现输出电流数倍增加输出电压数倍降低的燃料电池
JP3649213B2 (ja) * 2002-07-30 2005-05-18 日産自動車株式会社 モジュール電池
JP2004087238A (ja) 2002-08-26 2004-03-18 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
US7163761B2 (en) 2002-11-14 2007-01-16 3M Innovative Properties Company Fuel cell stack
CN1735949B (zh) 2002-12-26 2011-06-15 富士重工业株式会社 蓄电装置及蓄电装置的制造方法
IL153895A (en) * 2003-01-12 2013-01-31 Orion Solar Systems Ltd Solar cell device
JP4175215B2 (ja) 2003-08-08 2008-11-05 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池、複合組電池、および組電池または複合組電池を用いた車両
JP3972884B2 (ja) 2003-10-10 2007-09-05 日産自動車株式会社 組電池
JP4300310B2 (ja) 2003-11-13 2009-07-22 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池、複合組電池、および組電池または複合組電池を用いた車両
US8124268B2 (en) 2003-11-14 2012-02-28 Nilar International Ab Gasket and a bipolar battery
US20060083986A1 (en) 2004-03-16 2006-04-20 Wen Li Battery with tin-based negative electrode materials
EP1601036A1 (en) * 2004-05-28 2005-11-30 Du Pont Canada Inc. Novel sealant material for electrochemical cell components
JP2006196428A (ja) 2004-05-31 2006-07-27 Nissan Motor Co Ltd 組電池およびその製造方法
KR100591432B1 (ko) 2004-05-31 2006-06-22 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
DE102004037678A1 (de) * 2004-08-02 2006-03-16 Webasto Ag Brennstoffzellenstapel
JP2008510130A (ja) * 2004-08-13 2008-04-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ソリッドステート検出器パッケージングの技術
JP2006147210A (ja) 2004-11-17 2006-06-08 Hitachi Ltd 二次電池及びその製造方法
US7510797B2 (en) 2005-02-24 2009-03-31 Aker Wade Power Technologies, Llc High capacity battery with integrally-powered cooling assembly
US7440258B2 (en) 2005-03-14 2008-10-21 Maxwell Technologies, Inc. Thermal interconnects for coupling energy storage devices
US8003268B2 (en) * 2005-03-31 2011-08-23 Smith William F Modular regenerative fuel cell system
SE528555C2 (sv) * 2005-04-01 2006-12-12 Nilar Int Ab Ett hölje för ett slutet batteri
RU2414023C2 (ru) * 2005-05-03 2011-03-10 Рэнди ОГГ Биполярная перезаряжаемая электрохимическая батарея
JP4736580B2 (ja) 2005-07-12 2011-07-27 日産自動車株式会社 バイポーラ電池、組電池及びそれらの電池を搭載した車両
KR100684763B1 (ko) * 2005-07-29 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈과 이차 전지 모듈의 단위 전지 연결구
US8048570B2 (en) * 2005-08-09 2011-11-01 Polyplus Battery Company Compliant seal structures for protected active metal anodes
US20070128472A1 (en) 2005-10-27 2007-06-07 Tierney T K Cell Assembly and Casing Assembly for a Power Storage Device
FR2894388B1 (fr) * 2005-12-02 2016-01-22 Renault Sas Module de generation d'electricite comprenant une pluralite de cellules electrochimiques
JP2007200758A (ja) 2006-01-27 2007-08-09 Toshiba Corp 電池パック
US8872474B2 (en) * 2006-02-09 2014-10-28 Karl F. Scheucher Fail safe serviceable high voltage battery pack
KR101260470B1 (ko) * 2006-04-07 2013-05-06 타이코에이엠피(유) 배터리 셀 모듈의 접속장치
JP5205713B2 (ja) * 2006-05-01 2013-06-05 日産自動車株式会社 双極型二次電池
DE102006028498B4 (de) * 2006-06-21 2016-04-14 Elringklinger Ag Brennstoffzellenstapel
KR100823510B1 (ko) 2006-10-17 2008-04-21 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈 및 그 제조 방법
US7807290B2 (en) 2006-12-01 2010-10-05 Zero Motorcycles Inc. Battery cell assembly
EP2518790B1 (en) * 2007-02-12 2015-01-21 Randy Ogg Stacked constructions for electrochemical batteries
JP5167703B2 (ja) 2007-06-20 2013-03-21 日産自動車株式会社 電池用電極
KR100949333B1 (ko) * 2007-11-12 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
US8865337B2 (en) * 2008-03-24 2014-10-21 Lightening Energy Modular battery, an interconnector for such batteries and methods related to modular batteries
US8389149B2 (en) * 2008-08-08 2013-03-05 Mp Assets Corporation Smart battery separators
DE102008047615A1 (de) * 2008-09-17 2010-04-15 Li-Tec Battery Gmbh Akkumulator
US20100104927A1 (en) 2008-10-29 2010-04-29 Scott Albright Temperature-controlled battery configuration
JP5490406B2 (ja) 2008-12-27 2014-05-14 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
US8823323B2 (en) * 2009-04-16 2014-09-02 Valence Technology, Inc. Batteries, battery systems, battery submodules, battery operational methods, battery system operational methods, battery charging methods, and battery system charging methods
US8173294B2 (en) 2009-04-28 2012-05-08 Lightening Energy High voltage modular battery with electrically-insulated cell module and interconnector peripheries
US9138965B2 (en) * 2009-10-30 2015-09-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Conductive fibrous materials
US8343642B2 (en) 2009-12-31 2013-01-01 Lightening Energy High voltage modular battery with compression bladder
US8822064B2 (en) 2009-12-31 2014-09-02 Lightening Energy Modular battery with polymeric compression sealing
US20110177383A1 (en) 2010-01-19 2011-07-21 Lightening Energy Battery cell module for modular battery with interleaving separator
US9780421B2 (en) * 2010-02-02 2017-10-03 Dana Canada Corporation Conformal heat exchanger for battery cell stack
JP5182534B2 (ja) * 2010-02-09 2013-04-17 株式会社村田製作所 二次電池
US20110200867A1 (en) 2010-02-16 2011-08-18 Lightening Energy Modular battery with battery cell having bimetallic end plates
US8709636B2 (en) * 2010-07-27 2014-04-29 GM Global Technology Operations LLC Repeating frame battery with joining of cell tabs via welded-on male and female slip-fit connectors

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6492053B1 (en) * 1997-06-10 2002-12-10 Ceramic Fuel Cells Limited Planar fuel cell assembly
US6500319B2 (en) * 2001-04-05 2002-12-31 Giner Electrochemical Systems, Llc Proton exchange membrane (PEM) electrochemical cell having an integral, electrically-conductive, compression pad

Also Published As

Publication number Publication date
EP2260524A1 (en) 2010-12-15
EP2260524A4 (en) 2012-12-12
EP2260524B1 (en) 2020-01-08
CN101999184A (zh) 2011-03-30
US20090239130A1 (en) 2009-09-24
US8865337B2 (en) 2014-10-21
WO2009120294A1 (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101999184B (zh) 模块化电池、这种电池用的互连器和与模块化电池有关的方法
CN102414909B (zh) 具有电绝缘的单元模块和互连器外围的高电压模块化电池
KR102378374B1 (ko) 버스바를 구비한 배터리 모듈 및 배터리 팩
CN102263222B (zh) 电池连接布局
CN110168771A (zh) 电池模块以及包括该电池模块的电池组
JP7312276B2 (ja) 電池モジュール、動力電池パック及び車両
CN101267029A (zh) 连接端子和使用该连接端子的二次电池
EP3902054B1 (en) Battery module
CN109390518A (zh) 电池单元框架、电池模块及包括电池模块的电池组和车辆
CN103296241A (zh) 一种电连接件以及一种电池
EP3584856A1 (en) Battery module and battery pack comprising same
CN110783619A (zh) 一种具备自加热功能的锂电池及其制备方法
CN205882031U (zh) 一种热均衡锂离子电池包
CN107331820B (zh) 免焊接电池模组及免焊接电池模组系统
KR101728101B1 (ko) 이차 전지의 충방전용 지그, 이를 이용한 이차전지용 충방전 장치 및 시스템 및, 이차 전지의 충방전용 지그의 배치 방법
US20100316893A1 (en) Secondary battery including protection circuit module and method for manufacturing the same
CN212303837U (zh) 锂离子电池模组及其汇流排组件
CN207353369U (zh) 一种电池模块
CN209401728U (zh) 二次电池及其集流组件
CN110474012A (zh) 电池和电池系统
CN218070120U (zh) 单体电芯、电池模组以及用电设备
CN218035399U (zh) 一种金属贴片式温度传感器
CN115295948B (zh) 一种哑铃电池、电池模组和车辆
CN221282224U (zh) 电极、电芯、电池包及车辆
CN207303211U (zh) 电池模块用的电路板连接结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant