CN107636887A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明能够有效地去除从电池单体产生的热并且旨在最小化由于外部冲击而引起的电池单体的变形。提供了一种电池模块，包括：电池单体堆叠体，该电池单体堆叠体具有彼此电连接的多个电池单体，和模块壳体，电池单体堆叠体被嵌入在该模块壳体中，其中，电池单体包括：袋型壳体，所述袋型壳体具有形成在该袋型壳体中的具有密封的边缘的存储部；电极组件，该电极组件被设置在袋型壳体的存储部中；以及电极端子，该电极端子的一端被连接到电极组件并且另一端被形成为突出到袋型壳体的外部，其中，袋型壳体具有翼部，该翼部形成为使得边缘的其上未形成有电极端子的至少一部分被弯曲，并且在翼部和存储部之间的至少一个空间中包括冷却构件。

Description

电池模块
技术领域
本公开涉及一种电池模块，并且更加特别地涉及一种具有优异的冷却效率的电池模块。
本申请要求于2015年10月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0141756的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
易于应用于各种产品组并且具有诸如高能量密度的电特性的二次电池不仅适用于便携式设备而且适用于由电动驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)、蓄能系统等。因为二次电池具有减少化石燃料使用的主要优点并且完全不会通过使用能量而产生副产物，所以二次电池作为改进能量效率的新型环保能源而受到关注。
应用于电动车辆等的电池组具有如下的结构，其中，多个单体组件(每个均包括多个单元电体)被串联连接，以获得高输出。另外，可以通过包括正极集电极、负极集电极、隔板、活性物质、电解质等的部件之间的电化学反应来使单元单体重复地充放电。
同时，由于近年来蓄能源的利用随着对于大容量结构的需求而增长，对于电池组(其中，包括串联地/并联地连接的多个二次电池的多个电池模块被集成)的需求日益增长。
因为电池组被制造成使得多个二次电池被紧凑地聚集在狭窄的空间中，所以重要的是，容易地释放由每个二次电池产生的热量。因为通过如上所述的电化学反应来执行二次电池的充电/放电过程，所以电池可能受到周围温度条件的影响。例如，如果充电/放电过程在诸如未保持在最佳温度下的极其低的温度或者极其高的温度的严酷的温度条件下执行，则电池的充电/放电效率可能被降低，并且因此可能难以确保正常运行的性能。
另外，由于用于构造冷却结构的构件之间存在的导热热阻，所以在许多情况下可能不会获得在设计阶段预期的冷却效率。
因此，对于给出高输出大容量电力、确保简单设计并且具有优异的寿命特性、安全性和冷却效率的电池模块存在高度需求。
发明内容
技术问题
设计本公开以解决相关技术的问题，并且因此本公开旨在提供一种电池模块，该电池模块与现有电池模块相比具有更优异的结构稳定性和更高的冷却效率。
技术解决方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池单体堆叠体，所述电池单体堆叠体具有彼此电连接的多个电池单体；和模块壳体，所述模块壳体容纳电池单体堆叠体，其中，每个电池单体包括：袋型壳体，所述袋型壳体具有容纳部，使得容纳部的边缘被密封；电极组件，所述电极组件被设置在袋型壳体的容纳部中；以及电极端子，所述电极端子具有连接到电极组件的一端和突出到袋型壳体的外部的另一端，其中，袋型壳体具有翼部，该翼部通过使边缘的未形成有电极端子的至少一部分熔合而形成，并且其中，冷却构件被设置到在翼部和容纳部之间的至少一个空间。
优选地，冷却构件可以与容纳部的外侧接触。
冷却构件可以通过导热粘合剂而附接到电池单体的侧面。
优选地，冷却构件可以与在竖直方向上相邻地堆叠的两个电池单体的容纳部的侧面一起接触。
优选地，冷却构件可以具有两个倾斜表面，使得每个倾斜表面分别与在竖直方向上堆叠的两个电池单体的容纳部的侧面接触。
优选地，冷却构件可以具有一个倾斜表面，以与一个电池单体的容纳部的侧面接触。
优选地，电池单体的至少一部分可以被构造成使得所述电池单体的容纳部的上表面和下表面彼此接触。
优选地，冷却构件的宽度可以小于翼部的宽度。
翼部可以向上或向下折叠以包裹冷却构件。
优选地，冷却构件可以具有圆形、椭圆形或多边形截面形状。
优选地，冷却构件可以与翼部的至少一部分接触。
优选地，冷却构件可以具有其中为中空的管形式。
优选地，冷却构件的两端中的至少一端可以形成为突出到电池单体的外部。
有利效果
根据本公开的实施例，可以有效地去除从电池单体产生的热，并且可以使由外部冲击引起的电池单体的变形最小化。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的电池单体的透视图。
图2是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的示意性侧视图。
图3a和3b是示出现有技术的电池模块的局部示意性侧视图。
图4是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的局部示意性侧视图。
图5至图7是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的示意性侧视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般的和字典的含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。
因此，在此提出的描述仅是为了说明的目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，所以应理解的是，能够在不脱离本公开的范围的情况下对其作出其它等同和修改。
根据本公开的实施例的电池模块包括：电池单体堆叠体，所述电池单体堆叠体具有彼此电连接的多个电池单体；和模块壳体，所述模块壳体容纳电池单体堆叠体，其中，每个电池单体包括：袋型壳体，所述袋型壳体具有容纳部，使得容纳部的边缘被密封；电极组件，所述电极组件被设置在袋型壳体的容纳部中；以及电极端子，所述电极端子具有连接到电极组件的一端和从袋型壳体突出的另一端，其中，袋型壳体具有翼部，所述翼部通过使边缘的未形成有电极端子的至少一部分熔合而形成，并且其中冷却构件被设置到在翼部和容纳部之间的至少一个空间。
电极组件包括正电极、负电极以及被插入在正电极和负电极之间的隔板。电极组件是具有代表性的果冻卷(jelly-roll)(或者卷筒式)电极组件，其中，将长片状的正电极和负电极在隔板插入该正电极和负电极之间的情况下卷动；堆叠式电极组件，其中，切割成预先确定的大小的多个正电极和负电极在隔板插入该正电极和负电极之间的情况下顺序地堆叠；堆叠/折叠式电极组件，其中，预先确定的大小的正电极和负电极在隔板插入该正电极和负电极之间的情况下堆叠的双单体或者全单体被卷动。
正电极包括由具有优异的导电性的金属薄板(例如，铝(Al)箔)制成的正极集电极和涂覆在其两侧上的正极活性物质层。正极板在其两侧上未形成有正极活性物质层的位置处具有正极集电极区域，即，正电极未涂覆的部分。
负电极包括由导电金属薄板(例如，铜(Cu)箔)制成的负极集电极和被涂覆在其两侧上的负极活性物质层。负极板在其两侧未形成负极活性物质层的位置处具有负极集电极区域，即，负电极未涂覆的部分。
隔板位于正电极和负电极之间并且使正电极和负电极彼此电绝缘。隔板可以形成为多孔膜，使得锂离子在正电极和负电极之间经过。隔板可以使用例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或其复合膜的多孔膜制成。
图1是示出根据本公开的实施例的电池单体的透视图。参考图1，袋型壳体110包括：容纳部112，所述容纳部112用于容纳电极组件120；和翼部111，所述翼部111通过密封容纳部112的边缘形成，使得边缘的未形成有电极端子的至少一部分被弯曲。
图2是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的示意性侧视图。参考图2，多个电池单体100被堆叠，并且冷却构件200可以被设置在翼部111与容纳部之间的空间中。冷却构件200可以被包括在翼部111和容纳部之间的至少一个空间中。冷却构件200可以由具有机械刚性的导热材料形成，并且例如可以由从由Al、Cu和W组成的组中选择的至少一个或者它们的合金形成，但是不限于此。
图3a和3b是示出现有技术的电池模块的局部示意性侧视图。参考图3a和3b，现有技术的电池模块包括位于堆叠的电池单体之间的散热板210，或者包括在其侧面的额外的冷却单元220，然而这增加了电池模块中的体积并且使制造加工性恶化。
在本公开中，因为冷却构件被设置在翼部与容纳部之间的至少一个空间中，所以不单独地需要散热板或额外的冷却单元，并且能够提供具有优异的结构安全性和优异的冷却效率的电池模块。
图4是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的局部示意性侧视图。参考图4，冷却构件200可以通过导热粘合剂300附接到电池单体100的侧面。只要其能够容易地传递热量，则导热粘合剂300没有特别地限制，并且导热粘合剂300可以由诸如环氧树脂、硅树脂、聚氨酯和丙烯酸酯的聚合物树脂或通过将氧化铝、氮化硼、氧化锌、氮化铝、碳基物质、银、铜等的颗粒分散在聚合物树脂中制备的材料制成。
另外，冷却构件可以与在竖直方向上相邻地堆叠的两个电池单体的容纳部的侧面一起接触。
此外，冷却构件可以具有一个或两个倾斜表面，使得一个倾斜表面与一个电池单体的容纳部的侧面接触，或者两个倾斜表面分别与竖直地堆叠的两个电池的容纳部的侧面接触。
图5至图7是示出根据本公开的实施例的具有冷却构件的电池模块的示意性侧视图。
参考图5，电池单体100具有一个倾斜表面，并且冷却构件200也具有一个倾斜表面，使得倾斜表面可以与电池单体100的容纳部的侧面接触。
另外，冷却构件的宽度可以具有小于翼部的宽度，并且翼部可以向上或向下折叠以包裹冷却构件，以便支撑电池单体以抵抗外部冲击并且因此改进结构安全性。参考图6，翼部111可以向上折叠以包裹冷却构件200，由此支撑每个电池单体100。
此外，冷却构件可以具有1mm至20mm的宽度，并且冷却构件可以具有在电池单体的厚度的20％至90％的范围中的厚度并且具有电池单体的长度的60％至130％的长度。
另外，冷却构件可以具有圆形、椭圆形或多边形截面形状，但是不限于此。
此外，冷却构件可以与翼部的至少一部分接触。
参考图7，冷却构件200可以具有其中为中空的管形式。另外，冷却构件200可以形成为使得其两端中的至少一端突出到电池单体的外部。如果冷却构件具有管形式，则冷却构件可以用作制冷剂移动通过的通道，并且冷却构件可以进一步将从电池单体产生的热量排放到外部。制冷剂可以在冷却构件的一侧引入，并且引入的制冷剂可以在冷却构件的另一侧被排放。
尽管已经参考附图描述了本公开的实施例，但是本公开不限于这些实施例，而是可以被修改为各种形式。本领域技术人员将会理解，在不偏离本公开的范围的情况下，能够进行各种变化。因此，应理解的是，上述实施例在所有方面都是说明性的，而不是限制性的。
附图标记
100：电池单体
110：袋型壳体
111：翼部
112：容纳部
120：电极组件
200：冷却构件
210：散热板
220：冷却单元
300：导热粘合剂

Claims (13)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：电池单体堆叠体，所述电池单体堆叠体具有彼此电连接的多个电池单体；和模块壳体，所述模块壳体容纳所述电池单体堆叠体，
其中，每个电池单体包括：袋型壳体，所述袋型壳体具有容纳部，使得所述容纳部的边缘被密封；电极组件，所述电极组件被设置在所述袋型壳体的所述容纳部中；以及电极端子，所述电极端子具有连接到所述电极组件的一端和突出到所述袋型壳体的外部的另一端，
其中，所述袋型壳体具有翼部，所述翼部通过使所述边缘的未形成有所述电极端子的至少一部分熔合来形成，并且
其中，冷却构件被设置到所述翼部和所述容纳部之间的至少一个空间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件与所述容纳部的外侧接触。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述冷却构件通过导热粘合剂而附接到所述电池单体的侧面。
4.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件与在竖直方向上相邻地堆叠的两个电池单体的所述容纳部的侧面一起接触。
5.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件具有两个倾斜表面，使得各个倾斜表面分别与在竖直方向上堆叠的两个电池单体的所述容纳部的侧面接触。
6.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件具有一个倾斜表面，以与一个电池单体的所述容纳部的侧面接触。
7.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述电池单体的至少一部分被构造成使得所述电池单体的所述容纳部的上表面和下表面彼此接触。
8.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件的宽度小于所述翼部的宽度。
9.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述翼部向上或向下折叠，以包裹所述冷却构件。
10.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件具有圆形、椭圆形或多边形截面形状。
11.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件与所述翼部的至少一部分接触。
12.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件具有其中为中空的管形式。
13.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述冷却构件的两端中的至少一端被形成为突出到所述电池单体的外部。
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