專利名稱：儲(chǔ)能模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能模塊，且更具體地，涉及當(dāng)一個(gè)或多個(gè)電容電池與殼體耦接時(shí)通過(guò)以壓縮方式緊密附著和固定電容電池的電極以能夠在使用殼體構(gòu)造模塊時(shí)簡(jiǎn)化電極耦接的儲(chǔ)能模塊。
背景技術(shù)：
一般地，作為代表性的電化學(xué)儲(chǔ)能介質(zhì)的鋰離子電池和電化學(xué)電容器，是在所有·便攜式信息和通信裝置以及電子裝置中必須使用的成品的關(guān)鍵部件。這些電化學(xué)儲(chǔ)能介質(zhì)主要作為可用于電動(dòng)車、便攜式電子裝置等的新的再生能源領(lǐng)域的高品質(zhì)能源而被研究。這里，鋰離子電池是能通過(guò)使用鋰離子來(lái)持續(xù)充電和放電的能源介質(zhì)，且由于其每單位重量或單位體積可儲(chǔ)存的高能量密度而已經(jīng)被作為主要電源來(lái)研究。然而，由于穩(wěn)定性退化、使用期限短、充電時(shí)間長(zhǎng)以及輸出密度低，鋰離子電池在商業(yè)化方面具有很大困難。近來(lái)已開(kāi)發(fā)出的電化學(xué)電容器與鋰離子電池相比具有低能量密度，但由于其良好的瞬時(shí)輸出和長(zhǎng)壽命，它正最迅速地成長(zhǎng)為取代鋰離子電池的新的替代品。這種電容器已被用作或開(kāi)發(fā)為儲(chǔ)能模塊，它通過(guò)使用多個(gè)單元電池而被模塊化以實(shí)現(xiàn)高輸出和高容量，并可被模塊化為需要大量瞬時(shí)輸出的車輛(主要地,諸如汽車)的輔助電源。這種儲(chǔ)能模塊具有由多個(gè)電容器單元電池組成的電容電池陣列結(jié)構(gòu)。一般的電容器單元電池主要以六面體形狀或圓柱形狀形成。為模塊化，可能需要附加的模塊化單元，以堆疊或并聯(lián)連接一個(gè)或多個(gè)電容器單元電池來(lái)固定和電連接多個(gè)模塊。然而，在通過(guò)對(duì)電容器單元電池的連續(xù)電連接所必需的單獨(dú)固定單元或附加構(gòu)成單元來(lái)組裝電容器單元電池的情況下，儲(chǔ)能模塊的整個(gè)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，且電容電池陣列的組裝特性和分離特性變差。此外，在電容單元電池僅被置于平面上的情況下，多個(gè)電池占據(jù)的面積變寬，并因此，可能對(duì)減小儲(chǔ)能模塊的整體尺寸有限制。在現(xiàn)有技術(shù)中，為解決這些問(wèn)題，以主模塊結(jié)構(gòu)方式使用其中囊型電池被連續(xù)連接的結(jié)構(gòu)。在囊型電池中，層壓了多個(gè)各自具有配置在一側(cè)或兩側(cè)的陽(yáng)極端和陰極端的集電器，其外部部分用囊密封，且陽(yáng)極和陰極端通過(guò)超聲焊接來(lái)電連接。在這種囊型模塊結(jié)構(gòu)中，由于陽(yáng)極和陰極端通過(guò)超聲焊接來(lái)連接，所以可降低其電阻。然而，由于大部分陽(yáng)極和陰極端串聯(lián)連接，所以連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在電容電池充電和放電時(shí)，薄板型囊可能膨脹，即，可能被電極裝配體的電極板內(nèi)生成的氣體充氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種儲(chǔ)能模塊，其中，電容電池之間的耦接在殼體內(nèi)以壓縮方式被緊密附著和固定。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，提供了一種儲(chǔ)能模塊，包括多個(gè)電容器單元，其各自包括各自具有配置在其兩側(cè)部分處的彈性體的上殼體和下殼體，以及電容電池，其插入上殼體和下殼體內(nèi)且具有延伸在其兩側(cè)部分處的陽(yáng)極電極和陰極電極；其中，多個(gè)電容器單元通過(guò)插入電容電池的陽(yáng)極電極之間和陰極電極之間的母線電連接。上殼體和下殼體各自可具有內(nèi)部空間，且彈性體可配置在對(duì)應(yīng)于內(nèi)部空間的兩側(cè)部分的位置處。上殼體和下殼體可通過(guò)單獨(dú)的耦接構(gòu)件彼此緊密附著。彈性體可被配置成板簧(plate spring)類型。彈性體可被配置為使得其中央部分凸起彎曲(convexly curved)或成角彎曲 (angularly curved),以具有三角形截面。彈性體可被配置為使得壓縮面是起伏的，從而使接觸面最大化?？稍谛纬捎谏蠚んw和下殼體內(nèi)部的內(nèi)部空間中堆疊至少一個(gè)電容電池，使得延伸在電容電池的兩側(cè)部分處的陽(yáng)極端和陰極端定位在形成于上殼體和下殼體的兩側(cè)部分處的彈性體上。電容電池可以是以囊型密封的電容器單元電池。母線可插入各電容電池的端之間，用于交叉連接延伸至電容電池的兩側(cè)部分的陽(yáng)極端和陰極端，從而獲得電容器單元之間的電連接。母線可被配置成“[，，字彎曲夾形，且在母線的彎曲表面中的任一個(gè)內(nèi)可形成孔。


圖I是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的電容器單元的透視圖；圖2是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的電容器單元的截面圖；圖3和圖4是應(yīng)用于本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的上殼體和下殼體的透視圖；圖5A和圖5B是不出應(yīng)用于圖3和圖4所不的上殼體和下殼體中的每一個(gè)的彈性體的其他實(shí)例的截面的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的透視圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的截面圖。
具體實(shí)施例方式通過(guò)以下描述，將清晰理解有關(guān)根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的目的的作用效果以及技術(shù)構(gòu)成，在以下描述中，參照附圖描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。首先，圖I是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的電容器單元的透視圖；圖2是構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的電容器單元的截面圖；圖3和圖4是應(yīng)用于本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的上殼體和下殼體的透視圖；圖5A和圖5B是不出應(yīng)用于圖3和圖4所不的上殼體和下殼體中的每一個(gè)的彈性體的其他實(shí)例的截面的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的透視圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊的截面圖。
如附圖所示，根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊100可包括電容器單元101和用于將電容器單元101彼此電連接的母線140。電容器單元101可包括其內(nèi)分別具有彈性體111和121的上殼體110和下殼體120，以及插入并固定在上殼體110和下殼體120內(nèi)的電容電池130。上殼體110和下殼體120各自可被配置在一個(gè)表面開(kāi)口的四邊形盒中。上殼體110和下殼體120具有形成在其中央部分的內(nèi)部空間112和122，電容電池130被插入在該內(nèi)部空間中。彈性體111和121分別安裝在內(nèi)部空間112和122的兩側(cè)部分。上殼體110和下殼體120可彼此對(duì)應(yīng)構(gòu)成，且因此，上殼體110和下殼體120的開(kāi)口面可彼此緊密附著，并通過(guò)諸如螺栓和螺母的耦接構(gòu)件彼此耦接。這里，安裝在上殼體110和下殼體120處的彈性體111和121可被置于彼此對(duì)應(yīng)的位置處。另外，上殼體110和下殼體120可主要由金屬材料制成，并可被配置在通過(guò)混合金屬材料和樹(shù)脂材料制成的盒中。在使用金屬材料的情況下，優(yōu)選具有良好導(dǎo)熱性且能夠很容易保持其強(qiáng)度的金屬材料，諸如鋁。同時(shí)，突起113和123以及凹槽114和124可分別形成在與上殼體110和下殼體·120的開(kāi)口面相對(duì)的其他表面(也就是說(shuō)，上殼體110和下殼體120彼此緊密附著的結(jié)構(gòu)的頂面和底面)上。突起113和123以及凹槽114和124可形成在彼此對(duì)應(yīng)的拐角部分處，使得在上殼體Iio和下殼體120緊密附著以模塊化模塊100中的每一個(gè)的同時(shí)可順序堆疊模塊 100。至少一個(gè)電容電池130可被順序堆疊并插入上殼體110和下殼體120內(nèi)。這里，電容電池130可被構(gòu)造為囊型單元電池，該囊型單元電池通過(guò)堆疊各自具有延伸至其兩側(cè)部分的陽(yáng)極端132和陰極端133的電極裝配體131，并用囊密封所堆疊的電極裝配體131來(lái)構(gòu)成。在插入上殼體110和下殼體120內(nèi)的至少一個(gè)電容電池130中，電極裝配體131可被容納在內(nèi)部空間112和122中，且延伸至電極裝配體131的兩側(cè)部分的陽(yáng)極端132和陰極端133可被定位于形成在上殼體110和下殼體120的兩側(cè)部分處的彈性體111和121上。因此，上殼體110和下殼體120彼此緊密附著，且因此，電容電池130被緊密容納在上殼體110和下殼體120內(nèi)，并且延伸至電容電池130的兩側(cè)部分的陽(yáng)極端132和陰極端133通過(guò)彈性體111和121被壓縮，并因此可穩(wěn)定地進(jìn)行電極端(陽(yáng)極和陰極端)132和133之間的電連接。同時(shí)，安裝形成在上殼體110和下殼體120的兩側(cè)部分處的彈性體111和121，使得它們?cè)谛纬稍趦?nèi)部空間112和122中的每一個(gè)的橫向部分處的端連接部分內(nèi)可彈性移動(dòng)。彈性體111和121各自可被配置成板簧類型，并由此便于定位在連接部分內(nèi)的陽(yáng)極端132和陰極端133的電連接和壓縮。這里，彈性體111和121中的每一個(gè)均可具有板簧類型，且如圖I和圖3所示，其中央部分以棱角狀突出從而具有三角形截面，以提高陽(yáng)極端132和陰極端133上方和下方的壓縮性能。另外，為提高電容電池130的陽(yáng)極端132之間和陰極端133之間的附著特性，彈性體111和121中的每一個(gè)均可被配置為使得中央部分如圖5A所示凸起彎曲，或者使壓縮面起伏以具有如圖5B所示的多個(gè)凹凸，從而使壓縮部分最大化。
同時(shí)，通過(guò)在上殼體110和下殼體120的內(nèi)部空間112和122中插入電容電池130并壓縮和耦接上殼體110和下殼體120而制造的多個(gè)電容器單元101，可通過(guò)母線140電連接。母線140用于實(shí)現(xiàn)延伸至電容電池130的兩側(cè)部分的陽(yáng)極端和陰極端的電交叉連接。母線140的上彎曲部分和下彎曲部分分別插入電容電池130中的每一個(gè)的端132和端133之間，以允許電容器單元101之間的電連接。更具體地，可通過(guò)在電容電池130的陽(yáng)極端132之間插入母線140的上彎曲部分和下彎曲部分中的一個(gè)，以及將母線140的上彎曲部分和下彎曲部分中的另一個(gè)插入另一電容器單元101的陽(yáng)極端132中來(lái)獲得電容器單元101之間的電連接。母線140可由具有良好導(dǎo)電性和低電阻的鋁(Al)或銅(Cu)制成，并可由鋁合金或銅合金制成。而且，母線140也可由具有彈性的材料制成，使得當(dāng)電容電池130的陽(yáng)極端 132和陰極端133被上殼體110和下殼體120的彈性體111和121壓縮時(shí)，母線140可被瞬間壓縮。母線140可被配置成“ e ”字夾形狀，且其上彎曲部分和下彎曲部分中的每一個(gè)均可插入電容電池130的陽(yáng)極端132或陰極端133之間。這里，孔141可形成在各自由多個(gè)彎曲部分構(gòu)成的彎曲表面中的任一個(gè)內(nèi)。在母線140中形成孔141的原因是為了與在電容電池130充電時(shí)用于測(cè)量所施加的電壓的檢測(cè)線(未示出)連接。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊，組裝各自通過(guò)在上殼體和下殼體內(nèi)插入多個(gè)電容器單元并通過(guò)彈性體來(lái)壓縮延伸至兩側(cè)的陽(yáng)極端和陰極端而制造的多個(gè)電容器單元，并隨后通過(guò)使用母線來(lái)電連接，從而制造了比較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的模塊，并因此簡(jiǎn)化了工藝。另外，根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能模塊，插入殼體中的電容電池的電極首先通過(guò)母線連接，并其次通過(guò)配置在殼體兩側(cè)部分處的彈簧經(jīng)由壓縮來(lái)連接，從而當(dāng)由于電容電池的重復(fù)充電和放電而發(fā)生膨脹時(shí)，防止了陽(yáng)極端與陰極端之間的電學(xué)短路。盡管已結(jié)合實(shí)施方式示出并描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的思想和范圍的情況下，顯然可做出修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種儲(chǔ)能|吳塊，包括 多個(gè)電容器單元，其各自包括上殼體和下殼體，所述上殼體和下殼體均具有配置在其兩側(cè)部分處的彈性體；以及電容電池，其插入所述上殼體和所述下殼體內(nèi)，并具有在其兩側(cè)部分處延伸的陽(yáng)極電極和陰極電極； 其中，所述多個(gè)電容器單元通過(guò)插入所述電容電池的所述陽(yáng)極電極之間和所述陰極電極之間的母線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲(chǔ)能模塊,其中，所述上殼體和所述下殼體各自具有內(nèi)部空間，且所述彈性體配置在對(duì)應(yīng)于所述內(nèi)部空間的兩側(cè)部分的位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲(chǔ)能模塊，其中，所述彈性體被配置成板簧類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能模塊，其中，所述彈性體被配置為使得其中央部分凸起彎曲或成角彎曲，以具有三角形截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能模塊，其中，所述彈性體被配置為使得其壓縮面是起伏的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲(chǔ)能模塊，其中，所述電容電池由以囊型密封的電容器單元電池構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲(chǔ)能模塊，其中，所述母線被配置成“c ”字彎曲夾形，使得所述母線的上彎曲部分和下彎曲部分中的每一個(gè)插入所述電容電池的陽(yáng)極端或陰極端之間 且其中，在所述母線的彎曲表面中的任一個(gè)內(nèi)形成孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲(chǔ)能模塊，其中，在與所述上殼體和所述下殼體的開(kāi)口面相對(duì)的其他表面上，突起和凹槽對(duì)稱地形成在彼此對(duì)應(yīng)的拐角部分。
全文摘要
本文所公開(kāi)的是一種儲(chǔ)能模塊，包括上殼體和下殼體，其各自具有配置在其兩側(cè)部分處的彈性體；電容電池，其插入上殼體和下殼體內(nèi)且具有延伸在其兩側(cè)部分處的陽(yáng)極電極和陰極電極；以及母線，其插入電容電池的陽(yáng)極端之間和陰極端之間。根據(jù)本發(fā)明，可以比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)制造該模塊，且當(dāng)由于電容電池的重復(fù)充電和放電而發(fā)生膨脹時(shí)，可防止陽(yáng)極端與陰極端之間的電學(xué)短路。
文檔編號(hào)H01M2/20GK102903871SQ20121026074
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者鄭永學(xué), 鄭玄喆, 金倍均, 尹燦 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社