TWI335095B - Spacer for production of battery pack - Google Patents

Description

1335095 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於製備電池組之間隔物，尤指一 種用來製備以圓柱形電池（cylindrical batteries)作為單元電 5池(她灿)之-電池組所使用之-間隔物，其中此間隔物 構成一矩形架構之形式，且於矩形架構之相對側表面㈠目對 • ) &彳’'有複數電池接收部，此等電池接收部具有一圓 •肖i内面結構’其部分覆蓋圓柱形電池之外部表面，每一 電池接收部皆有—水平通孔（如。响姚），其延伸擴展於 • 10矩形架構之相對側表面間，且於矩形架構相對側表面上形 成有—對電池接收部（一單元接收部），其透過可輕易切割之 結構，與另一相鄰之單元接收部相連結。 【先前技術】 15 20 ，者订動裝置逐漸地發展，與對於此等行動裝置需求 =二於作為行動裝置能量來源之二次電池的需求也 f增加。其中為具#高能量密度與高放電電壓之 = 有許多針對其之研究，且現今在商業上已 依據二次電池所使用的外部裝置之種類 電池之形式，戎以—番 平 ^ a ^ ^ 且之形式使用二次電池，其中電 池組具有複數互相電性連 裝置如行動電話，：：：凡電池。舉例來說，小型 預設之時間。另_方面，^ 輸出與容量而操作達一 ，因為令型或大型裝置如手提電腦、 6 電及複合動力車(hybrid electric V—)需要高輸出與 大谷i ’則必須使用電池組。 、w電池組係一其内有複數單元電池，且彼此以串聯和/或 =相互電性連接之電池結構。維持單元電池之穩定排列 ，構對電池組而言非常重要，如此單元電池才能連續地與 彼此相互連結。 由於做為電池組單元電池之圓柱形二次電池外觀特徵 •的因素’所以維持其排列結構特別具有巨大的困難度。二 此，圓柱形二次電池則必須使用額外之固定構件。為維持 1〇圓柱形二次電池之排列結構，舉例來說，U固定膠帶或以 塑料塗層將圓柱形二次電池進行排列及固定。視情況所 需，可在單元電池間貼附雙面膠帶，以加強單元電池之聯 結力（coupling force)。 嫌然而’因固定膠帶與塑料塗層之強度小’而使固定膠 15 V和塑料塗層受破壞或斷裂的可能性非常高。因此，固定 膠帶與塑料塗層不適合穩固地維持單元電池之排列結構。 此外，當以固定夥帶或雙面膠帶組合電池組時，拆除及貼 上固定膠帶或雙面膠帶之程序非常複雜且棘手，此則成為 增加組成電池組所需時間之因素。 ⑴ 再者，依據電池組所使用之裝置的規格’必須調整彼 此連接之單元電池的數量，而使電池組具有各種不同的輸 出與容量。然而，用以維持圓柱形單元電池排列結構之固 定構件於其中係為必要的，因此，當電池組係由圓柱形單 元電池所組成時，會有必須依所要組裝之單元電池的數量 7 1335095 而製造各種固定構件的問題產生。為了解決這個問題，可 製造一單元固定構件，以使一個或更多單元電池固定於單 元固定構件上，且複數單元固定構件可彼此連結以組成一 電池組。然而在此情況下，必須依據電池組所需之輸出與 5 容量，將單元固定構件彼此互相聯結。 一 因此，亟需一種能夠根本解決上述問題之技術。 【發明内容】 因此，本發明可解決上述問題及其他尚未解決之技術 問題。 本發明之一目的係在提供一種用於製備電池組之間隔 物，其特別能夠允許使用最少量之零件，而製備一結構穩 定之電池組，且能夠避免電池組組裝或使用期間，所 之單元電池短路。 15 20 本發明之另-目的係在提供一種用於製備電池組之間 隔物’其能夠依情況所需切割成適當之尺寸，俾以輕易地 調整電池組之容量與輸出’ Μ夠有效地移除單元電池於 其充電與放電期間所產生之熱能。 本發明之又一目的係在提供一種包含上述間隔物之電 池組。 依據本發明之一觀點’可藉由提供一種製備使用圓柱 2池作為單元電池之—電池組之—間隔物，4中此間隔 1 成一㈣架構之形式，且於矩形架構之相對側表面(相 上’提供有複數電池接收部，此等電池接收部具有一 8 山）ϋ95 圓周型内面結構，其部分覆 ―電池接收部皆有—水平通孔=電池之外部表面，每 相對側，/、延伸擴展於矩形架構之 池接二 t於矩形架構相對側表面上形成有-對電 -相鄰Sr:收 較佳地，電池接收部於1 蓋單元電池之上下嫂矣&八下知各如供有側緣部分覆 單_ φ 下如表面，以穩固單元電池。特別是，當 凡電池被容置於電池接收部— 10 15 20 下端，周表面之形狀的結構：以對應早-電池上 之圓端之外部圓周表面係指圓柱形單元電池 下☆而表面。側緣沿著圓周型電池 較佳地，其係以，形(一馬蹄：^ 者使用主Li兀電池之圓形上下端表面可被側緣部分覆蓋。 子形側緣時，其能夠穩固單元電池，但形成在單元 1上下端表面上之電極端卻不會被覆蓋。因此，當組成 -’組時’其能夠輕易地實施單^電池間之電性連接。 且’側緣如上述係凸出以固定單元電池。因此，側緣 之凸出部分並無特別之限定’只要側緣能夠穩固單 即可。 電池接收部在結構上係形成以部分覆蓋單元電池之外 部表面，其部分覆蓋不超過單元電池高度之50%，較佳為 20%至40%。在此’ r單元電池之高度」係指以垂直於單元 電池之縱向進行切割時，單元電池切面上之直徑。在此結 構中，電池接收部係以侧緣穩固住圓柱形單元電池。具體 9

ίο 15 定單元電池，以防止單元電池在其縱向上之 处構特部防止單元電池因其圓柱形單元電池之 冓特徵而左右移動，以固定單元電池。 邙八在^佳實施例中’在每—電池接收部相對側之中間 直二：：成水平通孔以穿過架構，使水平通孔之延伸垂 的電池：:::縱：。：架構之同一平面上’於兩個相鄰 〇母連結部位，可連續形成水平通孔。在 離相鄰的電池接收部在其令央部位係彼此互相分 數…=在水平通孔之上下端兩側互相連結。因此，當複 士早池依本發明上述之組成，採用間隔物以互相連社 =其能財效地移除單元電池於其充電與^ 於其運作期間所產生之熱能。 次 在如上述定義之本說明書中’於架構之相對側表面 上，彼此相鄰之兩個電池接收部可稱為一單元接收部。本 發明之主要特徵’其一為能依情況所需輕易地分離單元接 收部。具體而言’單元接收部係以可輕易切 連結。 π因此，單元接收部之連結部位並無特別之限定，只要 單元接收部之連結部位係以可輕易切割之結構組成即可。 換言之’各種連結結構皆可。舉例來說，單元接收部之連 結部位可以寬度與厚度均小之閘極結構（柳_伽叫組 成。更具體而言，如同上述較佳實施例之說明，冬在每一 電池接收部相對側之中央部位上，形成水平通孔穿料構 時，各個單元接收部可於水平通孔之上下端，藉由寬度與 20 1335095 厚度均小之閘極結構而彼此相互連結。 在一較佳實施例中，在架構之相同與相對平面上，間 隔物可具有一垂直通道（thr〇ughchannei)形成於四個相鄰 電池接收部之相交部位上。垂直通道可視為一形成於四個 5圓之間的空間，此四個圓之排列為其圓心位於一假想正方 形之各個角，而每一個圓之圓周與位於正方形鄰角上之圓 的圓周相接觸n垂直通道係沿著電池接收部而形成 於間隔物之上端表面中央。垂直通道係以具有四個曲面之 菱形形成。垂直通道之大小與數量取決於所使用的單元電 10 池之大小與數量。 在具有上述結構組成之間隔物辛，可固定至少—電熱 調節器於垂直通道上，以測量單元電池之溫度。較佳地 垂直通道與水平通孔相通。在此結構中，電熱調節器較佳 為位於垂直通道與水平通孔彼此相通之部位，如此則電执 15調節器之固定可輕鬆完成，且提供電熱調節器所得之效果 將達到最大。 ，車交佳地’根據本發明之間隔物係由_塑膠材料製成， 塑膠材料如聚碳酸酯（PC)或聚丙烯酰腈_丁二烯_苯乙烯 (ABS)’其具有高電子絕緣性、重量輕且有高熱阻。而且， 20間隔物可以射出成形技術（injection molding)製成。 根據本發明之另-觀點，其提供一包括上述組成之間 隔物之電池組β 根據本發明之電池組，其可用於需兩個或兩個以上電 池組合之中型或大型電池系統。舉例來說，根據本發明之 1335095 電池組可廣泛運用於，型裝置，如手提電 如電動車和複合動力車。 人i裝置 由於本發明之間隔物可如前述被切割成所需之尺寸， 因。此可依據使用其電池組之裝置的規格(如輪出與容而 5 彈性地製成本發明之電池組。 例如，當圓柱形電池固定於間隔物之相對側時，電池 組可藉由附加複數圓柱形電池作為單元電池，至一預設架 構構件而製成。其中架構構件之一例子揭露於韓國專= r請第2005-0130423號中，其申請人與本發明之_請人相 1〇同。此專利申請案之揭露内容在此提出一併參考。 【實施方式】 現在，配合圖式加以詳細地說明本發明之較佳實施 15

20 例。然而應該注意的是，本發明之權利範圍並非僅限於下 列所舉之實施例。 圖1係依據本發明一較佳實施例’用以說明製備電池組 之間隔物之立體圖。 請參考圖1 ’ 一用於製備電池組之間隔物100係構成一 矩形架構之形式》間隔物1 〇〇在其相對側表面上，提供有電 池接收部201、202、203及204，其形成圓周結構係以對應 於每一圓柱形單元電池之外部表面，以使複數圓柱形單元 電池（無顯示）能夠被容置於各個電池接收部201、202、203 及204。在此’電池接收部201、202、203及204之内部周邊 具有一足以部分覆蓋圓柱形單元電池之大小。 12 1335095 在電池接收部200之上下端分別形成有側緣3〇〇和 4〇〇。側緣3〇〇和4〇〇係以u字形薄板結構，沿著半圓柱之圓 周延变伸/以使單元電池之上下端表面可分別被側緣和 400覆蓋。因此，側緣3〇〇和400覆蓋單元電池之上下端表面 5以期穩固單元電池。但因側緣300和400係由U字形結構所組 成，故單元電池之電極端並不會被側緣3〇〇和4〇〇所覆蓋。 在架構同一平面上，兩個相鄰電池接收部201與203之 接觸部位，形成有一沿著間隔物1 00厚度方向延伸之水平通 孔500。在四個相鄰電池接收部201、202、203及204之相交 1〇部位的架構同一平面或相對平面上，形成有—沿著間隔物 - 100縱向延伸之垂直通道600。 水平通孔500與垂直通道600係用為一冷卻劑如空氣之 流動官道。特別是，垂直通道600係用做為固定一電熱調節 器（無顯示）之空間。電熱調節器係固定於水平通孔500與垂 b 直通道6〇〇彼此相交之部位，因而使得單元電池溫度測量之 正確性提高。水平通孔500與垂直通道600之結構較詳細地 Φ 顯不於圖2與圖3中，其分別為間隔物1〇〇之平面圖與前視 圖。 形成於架構相對側表面之兩個電池接收部2〇 1與202組 20 成一單元接收部210。各個單元接收部210與230係透過閘極 結構700彼此連結，使其互相易於切割^每個閘極結構7〇〇 皆係具有厚度與寬度均小之薄板狀結構。閘極結構700形成 於單元接收部210之上下部位，並彼此分離位在單元接收部 210之中央部位。一個單元接收部210包括兩個電池接收部 13 1335095 201與202。因此，連接兩個單元接收部21〇與23〇之閘極結 構數量為4。閘極結構7〇〇較詳細地顯示於圖4，其為部分放 大圖’及圖5為圖4之前視圖。 此外，間隔物100之全部結構較詳細地顯示於圖6,其 5 係間隔物100之透視圖。 圖7係顯示將圓柱形二次電池固定於圖丨所示間隔物上 所組成之電池组之立體圖。

請參考圖7，單元電池800與801係一起固定於間隔物 100之相對側表面上。分別形成於各個電池接收部2〇〇上下 端之側緣300和400，部分覆蓋住單元電池8〇〇之上下端表 面，以幫助穩固單元電池800。另一方面，側緣3〇〇和4〇〇覆 盍住單元電池8〇〇之外部圓周表面。因此，單元電池8⑼之 電極端810係暴露於外，致使單元電池能夠輕易實施電性連 接。 15 除了上述固定裝置外，圓柱形電池8〇〇之大部分係透過 水平通孔500而暴露於外。因此，空氣流經暴露的空間故 其能夠輕易地移除單元電池8 〇 〇與8 〇丨於其充電與放電期間 所產生之熱能。而且，電熱調節器（未顯示）係固定於水平^ 孔500與垂直通道600彼此相通之部位。因此能夠使用一 個電熱調節器來測量四個相鄰單元電池之溫产。 單凡接收部210與230之連結部位係以可輕易切割之閘 極結構組成。因此，其能夠使用間隔物1〇〇而製造出^有各 種輸出與容量之電池組。 〃 20 山5095 率儘官本發明之實施例係為了方便說明而舉例，但是熟 ^此項技藝者應該明白，在不悖離本發明申請專利範圍之 砷與範圍内，可包括各種修改、附加與取代。 5產業利用性 從上面敘述可明顯看出，本發明間隔物之效果包括允 蜂使用最少量零件、減少之步驟數，進行結構穩定電池組 之生產，因而降低產品成本，並預防電池組組裝或使用期 間在早疋電池間發生短路。此外，本發明之間隔物可依情 〇况所需切割成各種尺寸。因此，本發明之間隔物具有輕易 $整一電池組之容量與輸出的效果，且可有效地移除單元 電池於其充電與放電期間所產生之熱能。 【圖式簡單說明】 15

20 本發明之上述及其他目的'特徵與優點經由上述詳細 的敘述並配合以下圖式將更為清楚。 圖1係依據本發明-較佳實施例之用以製備電池組之 物之立體圖。 圖2係圖1所示用以製備電池組之間隔物之平面圖。 圖3係圖1所示用以製備電池組之間隔物之前視圖。 圖4係圖丨所示間隔物單元接收部間連結結構之放大立 圖。 假 圖5係圖4之前視圖。 圖6係圖1所示用以製備電池組之間隔物之透視圖。 15 1335095 圖7係圓柱形二次電池固定於圖1所示間隔物上之立體圖。 【主要元件符號說明】 100 間隔物 200〜204 電池接收部 210、 230單元接收部 300 、 400 側緣 500 水平通孔 600 垂直通道 700 閘極結構 800 單元電池 810 電極端

16

Claims (1)

1335095 第96101753號，99年8月修正頁 .__ 十、申請專利範圍： 4°1 曰修 正本| 1. 一種製備以圓柱形電池為單元電池之一電池組所使 用之間隔物，其中該間隔物係構成一矩形架構之形式，且 於該矩形架構之相對側表面（相對面）上，該間隔物提供有複 5數電池接收部（batteiT receiving part)，該些電池接收部具有 圓周型内面結構部分覆蓋該等圓柱形電池之外部表面， 每一電池接收部皆有一水平通孔（through_h〇le),其延伸擴 Φ 展於該矩形架構之相對側表面間，且於該矩形架構相對側 表面上形成有一對電池接收部（一單元接收部），其透過可輕 10易切割之結構，與另一相鄰之單元接收部相連結； 其中，該間隔物具有一垂直通道（through_channel)，該 垂直通道係形成於該單元接收部之四個相鄰電池接收部的 相交部位上。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之間隔物，其中，該電池 15接收部於其上下端各提供有側緣，以部分覆蓋該單元電池 之上下端表面。 3. 如申请專利範圍第2項所述之間隔物，其中，該側緣 係一凸出之結構，在該單元電池被容置於該電池接收部 時，沿著該單元電池之外部圓周形狀覆蓋該單元電池之上 20 下端表面。 4. 如申請專利範圍第1項所述之間隔物，其中，該電池 接收部係形成以部分覆蓋該單元電池之外部表面之結構， 其部分覆蓋不超過該單元電池高度之50%。 1335095 5.如申凊專利範圍第1項所述之間隔物’其_，該水平 通孔係穿過該架構，形成於每一 電池接收部之相對側中央 部位。 6. 如申請專利範圍第1項所述之間隔物，其中，該單元 5

接收°卩之連結部位係以寬度小之一閘極結構（gate structure) 所組成。 7. 如申請專利範圍第5項所述之間隔物，其中，該水平 通孔係在其上下端提供有閘極結構，以互相連結各個單元 接收部。 10 8,如申請專利範圍第1項所述之間隔物，其中，該間隔 物具有一固定於該垂直通道上之電熱調節器，其係用以測 量該等單元電池之溫度。 9，如申請專利範圍第8項所述之間隔物，其中，該垂 直通道係與該水平通孔相通，且該電熱調節器係位於該垂 15 直通道與該水平通孔之相通部位。 10· —種電池組，其包含如申請專利範圍第1項所述之 i 間隔物。