[发明专利]具有正极性刚性容器的棱柱形锂离子电池单元

说明书

交叉引用

本申请要求序列号为61/555,298、标题为“具有正极性刚性容器的棱柱形锂离子电池单元”、2011年11月3日申请的美国临时申请的优先权和益处，该申请在此通过用于所有目的的参考而并入。

技术领域

本发明通常涉及电池和电池模块领域。更具体地，本发明涉及具有正极性刚性容器的电池单元，其可用于尤其是车辆环境中，以及其它的能量存储/消耗应用中。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能涉及下面将要描述和/或要求保护的本发明的各个方面的领域的各个方面。相信这种讨论有助于给读者提供背景信息，以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应当理解的是，这些陈述要从这个角度读取，而不是作为现有技术的承认。

与传统的用内燃机内的汽油的反应提供动力的车辆相比，将电力用作所有或部分动力的车辆可以提供许多优点。例如，使用电力的车辆可以产生更少的污染，并且可以表现出更大的燃料效率。在某些情况下，使用电力的车辆可以完全消除汽油的使用，而将电力用作全部动力。随着技术的不断发展，有必要为这种车辆提供改进的动力源，特别是电池模块。例如，希望增加这种车辆无需对电池再充电而能够行驶的距离。还希望提高电池的性能和耐用性，同时降低与电池模块相关联的成本。

电池模块的技术上的先进使用以及提高电动车辆性能的愿望已经引起了新的设计和工程挑战。例如，对于这种电池模块来说，增加的能量密度可能是可取的，以增加每个电池充电周期中的车辆行驶距离。目前，将电力用作全部动力的电动车辆每次充电只能行驶约40-100公里。这短短的行驶距离会妨碍公众普遍接受这种电动车辆。因此，希望提供一种展现出改进的能量密度和耐久性、同时降低生产成本的改进的电池模块。

发明内容

本文公开的某些实施例的概要列举如下。应当理解的是，这些方面仅向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。事实上，本公开可以包含可能没有在下文中列举的各种方面。

本发明的系统可以适用于很宽范围的设置，并且可以特别适合于将电力用作其至少一部分动力的车辆。此外，该系统在其他应用中也可能是有用的，如替代能源、便携式电池模块，和后备电源的能量存储。

本发明公开的实施例涉及具有正极性刚性容器的电池单元。根据所公开的实施例，电池单元可以包括容器和盖部，其耦合在一起形成矩形棱柱的几何形状。具有正极和负极线圈的电极组件被设置在电池单元内，并且正极线圈可以导电地耦合到电池单元。以这种方式，电池单元(例如，盖和容器两者)可以是正极性的。进一步的，电极组件可以具体表现为包卷或层叠结构。在一个实施例中，盖部可以包括排气孔，其响应于电池单元中的压力超过既定的阈值而打开。盖还可以包括正极端子、负极端子，以及一种用电解质填充电池单元的方法。

在另一实施例中，电池模块可以包括具有正极性刚性容器的多个电池单元。在模块内，每个电池单元可以包括通常设置为彼此靠近的正极和负极端子。电池单元的正极性可以使得模块内的每个电池单元都被布置在与端子位置相同的取向上。模块可以包括电池单元互连器，其将电池单元彼此有效连接。在一个实施例中，由于端子的放置方式，电池单元互连可以被缩短，并且电池单元互连可以通过冲压形成以减少与制造相关的废料。

关于目前公开的实施例，可以存在上面提到的特征的各种改进。附加的特征也可以被并入这些不同的实施例中。这些改进和附加特征可单独或以任何组合存在。例如，下面讨论的关于一个或多个实施例的各种特征可以被并入其他公开的实施例中，单独地或任意组合的。再次，上面给出的简要摘要仅旨在使读者熟悉本公开的实施例的若干方面和上下文，而不限制所要求的主题。

附图说明

本公开的各个方面可以通过阅读以下详细描述并参考其中的附图更好地理解，其中：

图1是具有为车辆贡献全部或部分动力的电池模块的车辆的实施例的透视图；

图2示出图1的车辆的实施例的剖面示意图，是以混合动力电动车辆的形式提供的；

图3是具有正极性刚性容器的棱柱形电池单元的实施例的透视图；

图4是图3的棱柱形电池单元的实施例的分解视图，具有电极组件；

图5是具有包卷结构的电极的实施例的透视图，该电极可以被容纳于具有正极性刚性容器的棱柱形电池单元中；

图6是包卷电极的实施例沿图5中的线6-6的横截面图，图示了截面结构；

图7是包卷电极的实施例沿图5中的线7-7的横截面图，图示了端部线圈；