CN110249477A - 用于制造电池组的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电池组制造方法。本申请能够提供这样的电池组制造方法，其能够在注入至电池模块的树脂组合物充分固化以固定电池模块中所包括的电池单元之前对电池模块进行品质检查。

Description

用于制造电池组的方法
技术领域
本申请要求基于于2017年9月18日提交的韩国专利申请第10-2017-0119811号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及用于制造电池组的方法。
背景技术
二次电池被用作能量存储系统(ESS)、电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)以及诸如移动电话、PDA和笔记本电脑的小型先进电子设备的电源。
当需要大量电力(例如电动车辆的电动机驱动)时，通常使用其中连接并构成有包括复数个高功率电池单元的电池模块的大容量模块电池组。
电池单元可以是能够用作二次电池的单元。电池模块可以意指复数个电连接的电池单元容置在模块壳体中。电池组可以通过将复数个电池模块附接至基材以可拆卸并使所述复数个电池模块电连接来制造。
为了固定被容置在模块壳体中的电池单元，可以将树脂组合物注入配备有电池单元的模块壳体中。为了使由电池单元产生的热释放到外部以及将电池单元固定在模块壳体中，可以使用散热粘合剂树脂组合物作为树脂组合物。当树脂组合物具有高的粘度时，在粘合剂组合物的注入过程期间在注射装置中发生过载，因此需要树脂组合物具有低的粘度。
然而，在用电池模块组装电池组的之前，可以在安装电池模块使得电池模块的下部面向重力方向的状态下进行在线路末端(End Of Line，EOL)对电池模块进行的品质检查(例如发动机热测试)。在该过程中，通过设置在电池模块底部的入口注入的具有低粘度特性的树脂组合物可能通过入口流出，并且存在以下问题：为了防止这种情况，在EOL品质检查之前，应等待约3小时至4小时直至注入至电池模块中的树脂组合物充分固化。
发明内容
技术问题
本申请的目的是提供一种用于制造电池组的方法。
技术方案
在本说明书中提到的物理特性中，当测量温度影响结果时，除非另有说明，否则相关物理特性是在室温下测量的物理特性。术语室温是未经加热或冷却的自然温度，其通常为10℃至30℃范围内的一个温度，或者为约23℃或约25℃左右。此外，除非另有说明，否则本文中的温度的单位为℃。
在本说明书中提到的物理特性中，当测量压力影响结果时，除非另有说明，否则相关物理特性是在常压下测量的物理特性。术语常压是未经加压或减压的自然压力，其中通常约1个大气压左右被称为常压。
在与本申请相关的一个实例中，本申请涉及一种用于制造电池组的方法。
示例性电池组制造方法包括以下步骤：通过形成在配备有电池单元的电池模块的一侧上的入口注入树脂组合物；在电池模块的其上形成有入口的一侧上形成散热粘合剂层；以及在电池模块的其上形成有散热粘合剂层的一侧位于底部的状态下检查电池模块的品质。
作为一个实例，在通过形成在电池模块的一侧上的入口注入树脂组合物的步骤中，在包括具有上板、下板和侧壁、形成在其中的内部空间和形成在下板上的用于粘合剂组合物的入口的模块壳体以及存在于内部空间中的电池单元的电池模块被定位成使得下板面向上的状态下，粘合剂组合物可以通过下板的入口注入。
电池单元可以容置在模块壳体中。在模块壳体中可以存在一个或更多个电池单元，并且在模块壳体中可以容置有复数个电池单元。容置在模块壳体中的电池单元的数量根据用途等进行调整，其没有特别限制。容置在模块壳体中的电池单元可以彼此电连接。
在模块壳体中，形成有可以容置电池单元的内部空间，其中模块壳体可以至少包括形成内部空间的侧壁和下板。模块壳体还可以包括密封内部空间的上板。模块壳体可以通过使侧壁、下板和上板彼此形成或者将各自分开的侧壁、下板和/或上板组装而形成。这样的模块壳体的形状和尺寸没有特别限制，其可以根据应用、容置在内部空间中的电池单元的类型和数量等适当地选择。
在本说明书中，术语上板和下板是具有用于区分构成模块壳体的板的相对概念的术语。下板可以意指当将电池模块附接至电池组的基材并组装至电池组时与重力方向相对的板。
图1为示出示例性模块壳体(10)的图。示例性模块壳体(10)可以是箱形壳体(10)，其包括一个下板(10a)和四个侧壁(10b)。模块壳体(10)还可以包括密封内部空间的上板(10c)。
图2为如从上面观察的示出其中容置有电池单元(20)的图1的模块壳体(10)的示意图。
可以在模块壳体的下板、侧壁和/或上板中形成有孔。如下所述，当通过注入过程形成树脂层时，孔可以是用于注入树脂组合物的入口，树脂组合物是树脂层的形成材料。入口的形状、数量和位置可以考虑树脂层的形成材料的注入效率来调整。在一个实例中，入口可以形成在下板中。
在一个实例中，入口可以形成在侧壁、下板或上板的整个长度的约1/4至3/4点处或约3/8至7/8点处或大致中部处。可以通过形成在该点处的入口注入树脂组合物来形成具有宽的接触面积的树脂层。例如，如图3所示，1/4、3/4、3/8或7/8点是基于任一端面(E)(例如下板)测量的到孔形成位置的距离(A)相对于整个长度(L)的比率。在此，形成长度(L)和距离(A)的端部(E)也可以是任何端部(E)，只要长度(L)和距离(A)从同一端部(E)测量即可。在图3中，入口(50a)大致位于下板(10a)的中部处。
入口的尺寸和形状没有特别限制，其中入口可以考虑下面将描述的树脂层材料的注入效率来形成。例如，入口可以是圆形、椭圆形、诸如三角形或四边形的多边形、或者无定形类型。入口的数量及其间隔没有很大限制，其可以进行调整使得树脂层可以与下板等具有宽的接触面积，如上所述。
可以在其中形成有入口的侧壁、下板或上板等的端部处形成观察口(例如，图3中的50b)。例如，当通过入口注入树脂层材料时，这样的观察口可以用于观察注入的材料是否充分地注入至相关的侧壁、下板或上板的端部。观察口的位置、形状、尺寸和数量不受限制，只要其可以形成以确定注入的材料是否适当地注入即可。
模块壳体可以是导热壳体。术语导热壳体意指这样的壳体：其中整个壳体的热导率为10W/mk或更大，或者包括具有以上热导率的至少一部分。例如，如上所述的侧壁、下板和上板中的至少一者可以具有上述热导率。在另一实例中，侧壁、下板和上板中的至少一者可以包括具有所述热导率的部分。
在根据本申请的一个实例的电池模块的结构中，包括使下板和电池单元接触并且由注入至电池模块中的树脂组合物形成的树脂层。在这样的结构中，树脂层可以至少是导热树脂层，由此至少下板可以是导热的或者可以包括导热部分。
在此，在另一实例中，导热的上板、下板或侧壁或者导热部分的热导率可以为约20W/mk或更大、30W/mk或更大、40W/mk或更大、50W/mk或更大、60W/mk或更大、70W/mk或更大、80W/mk或更大、90W/mk或更大、100W/mk或更大、110W/mk或更大、120W/mk或更大、130W/mk或更大、140W/mk或更大、150W/mk或更大、160W/mk或更大、170W/mk或更大、180W/mk或更大、190W/mk或更大、或者约195W/mk或更大。热导率的值越高，就模块等的散热特性而言越有利，并因此上限没有特别限制。在一个实例中，热导率可以为约1,000W/mk或更小、900W/mk或更小、800W/mk或更小、700W/mk或更小、600W/mk或更小、500W/mk或更小、400W/mk或更小、300W/mk、或者约250W/mk或更小，但不限于此。表现出如上热导率的材料的种类没有特别限制，例如，其包括金属材料，例如铝、金、银、钨、铜、镍或铂。模块壳体可以完全由这样的导热材料构成，或者模块壳体的至少一部分可以是由导热材料构成的部分。因此，模块壳体可以具有在上述范围内的热导率，或者可以包括具有前述热导率的至少一部分。
在模块壳体中，热导率在以上范围内的部分可以是与上述树脂层和/或可以存在于树脂层与模块壳体之间的绝缘层接触的部分。此外，具有所述热导率的部分可以是与诸如冷却水的冷却介质接触的部分。根据这种结构，可以实现能够将由电池单元产生的热有效地排出至外部的结构。
容置在模块壳体中的电池单元的种类没有特别限制，其中可以应用所有各种已知的电池单元。在一个实例中，电池单元可以为袋型。参照图4，袋型电池单元(100)通常可以包括电极组合件、电解质和袋外部材料。
袋型电池(100)中包括的电极组合件(110)可以是一个或更多个正电极板和一个或更多个负电极板通过在其间设置隔离件而布置的形式。电极组合件(110)可以是其中一个正电极板和一个负电极板用隔离件卷绕在一起的卷绕型，或者可以分为其中复数个正电极板和复数个负电极板通过在其间设置各隔离件而交替地堆叠的堆叠型等。
袋外部材料(120)可以配置成配备有例如外绝缘层、金属层和内粘合剂层的形式。该外部材料(120)保护电极组合件(110)和诸如电解质的内部元件。电极组合件(110)的金属层可以包括诸如铝的金属薄膜，以保护诸如电解质的内部元件，补偿电极组合件(110)的电化学特性并考虑到散热等。这样的金属薄膜可以介于由绝缘材料形成的绝缘层之间，以确保电极组合件(110)与诸如电解质的元件或电池(100)外部的其他元件之间的电绝缘特性。
在一个实例中，外部材料(120)可以包括上袋(121)和下袋(122)，其中可以在上袋(121)和下袋(122)中的至少一者中形成凹型内部空间(I)。电极组合件(110)可以容置在袋的这样的内部空间(I)中。在上袋(121)和下袋(122)的外周表面上设置有密封部分(S)，其中这些密封部分(S)可以彼此接合以密封其中容置有电极组合件(110)的内部空间。
电极组合件(110)的各电极板设置有电极极耳(electrode tab)，其中一个或更多个电极极耳可以连接至电极引线。电极引线介于上袋(121)和下袋(122)的密封部分(S)之间，并且暴露于外部材料(120)的外部，由此其可以用作二次电池(100)的电极端子。
袋型电池的形式为一个实例，并且本申请中应用的电池单元不限于以上种类。在本申请中，各种类型的已知袋型电池或其他类型的电池都可以用作电池单元。
本申请的电池组制造方法中注入的树脂组合物可以是如下所述的含填料的树脂组合物。在本说明书中，术语含填料的树脂组合物是包含树脂组分和填料的组合物。树脂组合物可以具有足够的流动性以防止注射装置过载。在此，具有足够的流动性的事实可以意指粘度在约400cP或更小、或约100cP至约400cP的范围内。粘度的下限没有特别限制，只要树脂组合物具有足够低的粘度即可，但通常可以为约10Pas或更大。
在另一方面，当在室温下使用流变特性测量装置(ARES)在0.01/秒至10.0/秒的剪切速率范围内测量粘度时，树脂组合物的粘度可以为在2.5/秒点下测量的粘度值。
树脂组合物可以是例如粘合剂组合物。粘合剂组合物可以包含选自已知通常可用作粘合剂的树脂组分中的一种或更多种。树脂可以例示为丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂和环氧树脂等。在树脂组分中，已知丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂和有机硅树脂具有相似的导热特性，环氧树脂相对于它们具有优异的热导率，并且烯烃树脂具有比环氧树脂更高的热导率。因此，如果需要，可以在这些树脂中选择具有优异热导率的树脂。然而，单独用树脂组分几乎不能确保期望的热导率，并且如下所述，还可以应用在树脂组合物中以适当比率包含具有优异热导率的填料组分的方法。
树脂组合物可以是导热树脂组合物，并且导热树脂组合物的固化产物(例如：树脂层)的热导率可以为约1.5W/mK或更大、2W/mK或更大、2.5W/mK或更大、3W/mk或更大、3.5W/mK或更大、或者约4W/mK或更大。热导率可以为约50W/mK或更小、45W/mK或更小、40W/mK或更小、35W/mK或更小、30W/mK或更小、25W/mK或更小、20W/mK或更小、15W/mK或更小、10W/mK或更小、5W/mK或更小、4.5W/mK或更小、或者约4.0W/mK或更小。当树脂组合物为如上导热树脂组合物时，其中注入有树脂组合物的下板等可以为具有上述10W/mK或更大的热导率的部分。此时，模块壳体的表示热导率的部分可以是与冷却介质(例如冷却水等)接触的部分。导热树脂组合物的热导率例如是根据ASTM D5470标准或ISO 22007-2标准测量的数值。
例如，在根据ASTM D 5470标准将由树脂组合物形成的树脂层放置在两根铜棒之间之后，两根铜棒中的一根接触加热器，另一根接触冷却器，然后可以通过将加热器保持在恒定温度并调整冷却器的容量来形成热平衡状态(显示每5分钟约0.1℃或更小的温度变化的状态)。可以在热平衡状态下测量每根铜棒的温度，并且可以根据以下热导率方程式评估热导率(K，单位：W/mK)。在评估热导率时，可以将施加至树脂层的压力调整为约11Kg/25cm2左右，并且当树脂层的厚度在测量期间改变时，可以基于最终厚度计算热导率。
<热导率方程式>
K＝(Q×dx)/(A×dT)
在以上方程式中，K为热导率(W/mK)，Q为每单位时间迁移的热(单位：W)，dx为树脂层的厚度(单位：m)，A为树脂层的截面面积(单位：m2)，以及dT为铜棒的温度差(单位：K)。
将导热树脂组合物的热导率设定至以上范围的方法没有特别限制。例如，可以通过在树脂组合物中使用下面将描述的导热填料来调整导热树脂组合物的热导率。
树脂组合物可以为例如氨基甲酸酯树脂组合物。氨基甲酸酯树脂组合物可以为包含含有至少多元醇等的主要组合物和含有至少异氰酸酯化合物的固化剂组合物的双组分型，其可以固化以形成树脂层。
作为氨基甲酸酯树脂组合物，可以应用这样的树脂组合物：其包含具有无定形性质或足够低的结晶性质的多元醇作为包含在至少主要组合物中的多元醇以确保物理特性。
在此，术语无定形性质意指在下面将描述的DSC(差示扫描量热法)分析中未观察到结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)的情况，其中DSC分析可以以10℃/分钟的速率在-80℃至60℃的范围内进行，例如，其可以通过将温度以该速率从25℃升至60℃，然后再将温度降低至-80℃并再将温度升至60℃的方法来进行测量。在此，具有足够低的结晶性质的事实也意指在DSC分析中观察到的熔点(Tm)为约20℃或更低、约15℃或更低、约10℃或更低、约5℃或更低、约0℃或更低、约-5℃或更低、约-10℃或更低、或者约-20℃或更低。在此，熔点的下限没有特别限制，例如，熔点可以为约-80℃或更高、约-75℃或更高、或者约-70℃或更高。
这样的多元醇可以例示为羧酸多元醇和己内酯多元醇，或者具体为具有下述结构的多元醇。
羧酸多元醇可以通过使羧酸与包含多元醇(例如，二醇或三醇等)的组分反应来形成，并且己内酯多元醇可以通过使己内酯与包含多元醇(例如，二醇或三醇等)的组分反应来形成。此时，羧酸可以是二羧酸。
此时，可以通过控制各组分的种类和比率来构成满足上述物理特性的多元醇。
在一个实例中，多元醇可以为由下式1或2表示的多元醇。
[式1]
[式2]
在式1和2中，X为羧酸衍生的单元，以及Y为多元醇衍生的单元。多元醇衍生的单元可以为例如三醇单元或二醇单元。此外，n和m可以为任意数，例如，n为2至10范围内的自然数，以及m为1至10范围内的自然数。
如本文所用，术语“羧酸衍生的单元”可以意指羧酸化合物中除羧基以外的部分。类似地，如本文所用，术语“多元醇衍生的单元”可以意指多元醇化合物结构中除羟基以外的部分。
也就是说，如果多元醇的羟基与羧酸的羧基反应，则通过缩合反应消除水(H2O)分子以形成酯键。因此，当羧酸通过缩合反应形成酯键时，羧酸衍生的单元可以意指羧酸结构的不参与缩合反应的部分。此外，多元醇衍生的单元可以意指多元醇结构的不参与缩合反应的部分。
此外，式2中的Y还表示多元醇与己内酯形成酯键然后排除酯键的部分。也就是说，当多元醇与己内酯形成酯键时，多元醇衍生的单元即式2中的Y可以意指多元醇结构的不参与酯键合的部分。酯键分别在式1和2中示出。
另一方面，当以上中Y的多元醇衍生的单元为衍生自具有三个或更多个羟基的多元醇的单元(例如三元醇单元)时，可以实现其中Y部分是支化的并且形成在上式的结构中的结构。
上式1中的X的羧酸衍生的单元的种类没有特别限制，但是为了确保期望的物理特性，其可以为选自以下中的任一种单元：邻苯二甲酸单元、间苯二甲酸单元、对苯二甲酸单元、偏苯三酸单元、四氢邻苯二甲酸单元、六氢邻苯二甲酸单元、四氯邻苯二甲酸单元、草酸单元、己二酸单元、壬二酸单元、癸二酸单元、琥珀酸单元、苹果酸单元、戊二酸单元、丙二酸单元、庚二酸单元、辛二酸单元、2,2-二甲基琥珀酸单元、3,3-二甲基戊二酸单元、2,2-二甲基戊二酸单元、马来酸单元、富马酸单元、衣康酸单元和脂肪酸单元，其中考虑到树脂层的玻璃化转变温度，脂族羧酸衍生的单元比芳族羧酸衍生的单元更有利。
另一方面，式1和2中的Y的多元醇衍生的单元的种类没有特别限制，但是为了确保期望的物理特性，其可以为选自以下中的任一种或两种或更多种：乙二醇单元、丙二醇单元、1,2-丁二醇单元、2,3-丁二醇单元、1,3-丙二醇单元、1,3-丁二醇单元、1,4-丁二醇单元、1,6-己二醇单元、新戊二醇单元、1,2-乙基己基二醇单元、1,5-戊二醇单元、1,10-癸二醇单元、1,3-环己烷二甲醇单元、1,4-环己烷二甲醇单元、甘油单元和三羟甲基丙烷单元。
另一方面，上式1中的n为任意自然数，并且范围可以考虑期望的物理特性来选择。例如，其可以为2至10或2至5。
此外，上式2中的m为任意自然数，其中范围可以考虑期望的特性来选择，例如，其可以为1至10或1至5。
如果在式1和2中n和m在以上范围之外，则可能提高多元醇的结晶性质的表达。
这样的多元醇的分子量可以考虑期望的低粘度特性、耐久性或粘合性等来控制，例如，其可以在约300至约2000的范围内。本文中提到的分子量可以为例如通过使用GPC(凝胶渗透色谱法)测量的重均分子量，并且在本说明书中，除非另有说明，否则聚合物的分子量意指重均分子量。如果其在以上范围之外，则树脂层的可靠性可能是差的或者可能发生与挥发性组分有关的问题。
另一方面，固化剂组合物中包含的多异氰酸酯的种类没有特别限制，但是为了确保期望的物理特性，其可以有利地为脂环族系列。
也就是说，作为多异氰酸酯，可以使用芳族多异氰酸酯化合物，例如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、聚亚乙基亚苯基多异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、三嗪二异氰酸酯、萘二异氰酸酯和三苯基甲烷三异氰酸酯；脂族多异氰酸酯，例如六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯甲基、亚乙基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯或四亚甲基二异氰酸酯；脂环族多异氰酸酯，例如反式环己烷-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、双(异氰酸基甲基)环己烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯；或者前述中一者或更多者的碳二亚胺改性的多异氰酸酯或异氰脲酸酯改性的多异氰酸酯；等等。也可以使用以上列出的化合物中的两者或更多者的混合物。
树脂组合物中多元醇与多异氰酸酯的比率没有特别限制，其被适当地控制以使得能够进行其氨基甲酸酯反应。
为了在树脂组合物中并入其它组分例如下面将描述的填料和阻燃剂，可以将期望的添加剂配混至树脂组合物的主要组合物和/或固化剂组合物中并固化。
考虑到物理特性例如如上所述的热导率，树脂组合物可以包含填料。如果需要，可以通过使用合适的填料来确保在上述范围内的热导率等。在一个实例中，树脂组合物中包含的填料可以是导热填料。在本申请中，术语导热填料意指热导率为约1W/mK或更大、约5W/mK或更大、约10W/mK或更大、或者约15W/mK或更大的材料。导热填料的热导率可以为约400W/mK或更小、约350W/mK或更小、或者约300W/mK或更小。可用的导热填料的种类没有特别限制，但是考虑到绝缘特性等，可以应用陶瓷填料。例如，可以使用陶瓷颗粒如氧化铝、AlN(氮化铝)、BN(氮化硼)、氮化硅、SiC或BeO。此外，如果可以确保由树脂组合物形成的树脂层的绝缘特性，则还可以考虑应用诸如石墨的碳填料。树脂组合物中所含填料的类型或比率没有特别限制，其可以考虑树脂组合物的粘度、在树脂组合物中沉降的可能性、期望的耐热性或热导率、绝缘特性、填充效果或分散性等来选择。通常，填料的尺寸越大，树脂组合物的粘度越高，由此填料在树脂组合物中沉降的可能性高。此外，尺寸越小，耐热性趋于越高。因此，可以考虑这样的点来选择适当类型的填料，并且如果需要，还可以使用两种或更多种填料。此外，考虑到填充量，使用球形填料是有利的，但是考虑到网络形成或传导性等，也可以使用诸如针状或板状形式的填料。在一个实例中，树脂组合物可以包含平均粒径在0.001μm至80μm范围内的导热填料。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约0.01μm或更大、0.1μm或更大、0.5μm或更大、1μm或更大、2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、或者约6μm或更大。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约75μm或更小、70μm或更小、65μm或更小、60μm或更小、55μm或更小、50μm或更小、45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、15μm或更小、10μm或更小、或者约5μm或更小。
可以选择导热树脂组合物中包含的填料的比率使得可以确保上述特性，例如热导率等。例如，相对于树脂组合物中100重量份的树脂组分，填料可以以约50重量份至约2,000重量份的范围包含在内。在另一实例中，填料的重量份可以为约100重量份或更大、150重量份或更大、200重量份或更大、250重量份或更大、300重量份或更大、350重量份或更大、400重量份或更大、500重量份或更大、550重量份或更大、600重量份或更大、或者约650重量份或更大。
本申请的电池组制造方法包括在电池模块的其上形成有入口的一侧上形成散热粘合剂层的步骤。一侧可以意指其上形成有入口的下板、上板或侧壁。作为一个实例，可以在电池模块的下板上形成散热粘合剂层。在电池模块的下板上形成散热层的事实可以意指当将电池模块附接至电池组的基材并组装至电池组时，其形成在设置在与重力方向相对的侧面上的板上。
因此，当在其上形成有由树脂组合物注入的电池模块的入口的下板上形成散热粘合剂层时，可以防止树脂组合物在电池组的组装过程中通过入口流出，使得可以进行下面将描述的检查过程而不需等待约3小时至4小时。
作为一个实例，散热粘合剂层的热导率可以为约2W/mK或更大、2.5W/mK或更大、3W/mK或更大、3.5W/mK或更大、或者约4W/mK或更大。热导率可以为约50W/mK或更小、45W/mK或更小、40W/mK或更小、35W/mK或更小、30W/mK或更小、25W/mK或更小、20W/mK或更小、15W/mK或更小、10W/mK或更小、5W/mK或更小、4.5W/mK或更小、或者约4.0W/mK或更小。散热粘合剂层的热导率为例如根据ASTM D5470标准或ISO 22007-2标准测量的数值。
例如，在根据ASTM D 5470标准将散热粘合剂层放置在两个铜板之间之后，两个铜板中的一个接触加热器，另一个接触冷却器，然后可以通过将加热器保持在恒定温度并调整冷却器的容量来形成热平衡状态(显示每5分钟约0.1℃或更小的温度变化的状态)。可以在热平衡状态下测量每个铜板的温度，并且可以根据以下热导率方程式评估热导率(K，单位：W/mK)。在评估热导率时，可以将施加至散热层的压力调整为约11Kg/25cm2左右，并且当散热层的厚度在测量期间改变时，可以基于最终厚度计算热导率。
<热导率方程式>
K＝(Q×dx)/(A×dT)
在以上方程式中，K为热导率(W/mK)，Q为每单位时间迁移的热(单位：W)，dx为散热层的厚度(单位：m)，A为散热层的截面面积(单位：m2)，以及dT为铜板的温度差(单位：K)。
将散热粘合剂层的热导率设定至以上范围的方法没有特别限制。例如，可以通过使用导热填料作为散热粘合剂层中包含的填料来调整散热粘合剂层的热导率。
作为一个实例，形成其上形成有入口的散热粘合剂层的步骤可以包括将包括剥离膜和散热粘合剂层的散热粘合剂片附接在电池模块的其上形成有入口的一侧上的步骤。另一方面，电池模块的其上形成有入口的一侧可以是其上形成有入口的下板的一侧。也就是说，散热粘合剂层可以通过包括将包括剥离膜和散热粘合剂层的散热粘合剂片附接在电池模块的其上形成有入口的下板上的步骤而形成。
散热粘合剂片可以包括至少一个剥离膜和散热粘合剂层。例如，散热粘合剂片可以具有以剥离膜/散热粘合剂层/剥离膜的顺序层合的结构，并且可以具有以散热粘合剂层/剥离膜的顺序层合的结构。
在剥离包括两个剥离膜的散热粘合剂片中的一个剥离膜之后，可以将其中剥离膜被剥离的散热层附接至电池模块的下板。在包括一个剥离膜的散热片中，可以将散热粘合剂层附接至电池模块的下板而不剥离剥离膜。
另一方面，在将电池模块组装至电池组的步骤中，可以除去存在于散热粘合剂片的散热粘合剂层上的剥离膜，该剥离膜可以用于保护散热粘合剂片中包括的散热粘合剂层直至电池模块被组装至电池组。
散热粘合剂片上的散热粘合剂层可以由散热粘合剂组合物形成。形成散热粘合剂片上的散热粘合剂层的方法没有特别限制，并且其可以通过已知方法形成。作为一个实例，可以将散热粘合剂组合物涂覆在基膜上并固化以形成散热粘合剂层。作为另一实例，可以将散热粘合剂组合物浸渍在基膜上并固化以形成散热粘合剂层。
用于形成散热粘合剂片上的散热粘合剂层的散热粘合剂组合物可以包含选自已知通常可用的树脂组分中的一种或更多种。树脂可以例示为丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂和环氧树脂等。在树脂组分中，已知丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂和有机硅树脂具有相似的导热特性，环氧树脂相对于它们具有优异的热导率，并且烯烃树脂具有比环氧树脂更高的热导率。因此，如果需要，可以在这些树脂中选择具有优异热导率的树脂。然而，单独用树脂组分几乎不能确保散热粘合剂层的期望热导率，并且也可以应用在散热粘合剂组合物中以适当比率包含下述填料组分的方法。
作为一个实例，用于形成散热粘合剂片上的散热粘合剂层的散热粘合剂组合物可以是例如氨基甲酸酯散热粘合剂组合物。氨基甲酸酯散热粘合剂组合物可以包含至少多元醇和多异氰酸酯。这样的多元醇可以例示为羧酸多元醇或己内酯多元醇。
羧酸多元醇可以通过使羧酸与包含多元醇(例如，二醇或三醇等)的组分反应来形成，并且己内酯多元醇可以通过使己内酯与包含多元醇(例如，二醇或三醇等)的组分反应来形成。此时，羧酸可以是二羧酸。
氨基甲酸酯散热粘合剂组合物中包含的多异氰酸酯的种类没有特别限制，但是为了确保期望的物理特性，其可以有利地为脂环族系列。
也就是说，作为多异氰酸酯，可以使用芳族多异氰酸酯化合物，例如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、聚亚乙基亚苯基多异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、三嗪二异氰酸酯、萘二异氰酸酯和三苯基甲烷三异氰酸酯；脂族多异氰酸酯，例如六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯甲基、亚乙基二异氰酸酯、亚丙基二异氰酸酯或四亚甲基二异氰酸酯；脂环族多异氰酸酯，例如反式环己烷-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、双(异氰酸基甲基)环己烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯；或者前述中一者或更多者的碳二亚胺改性的多异氰酸酯或异氰脲酸酯改性的多异氰酸酯；等等。也可以使用以上列出的化合物中的两种或更多种的混合物。
另一方面，考虑到物理特性例如如上所述的热导率，用于形成散热粘合剂片上的散热粘合剂层的散热粘合剂组合物可以包含填料。在一个实例中，散热粘合剂组合物中包含的填料可以是导热填料。
导热填料的热导率可以为约400W/mK或更小、约350W/mK或更小、或者约300W/mK或更小。可用的导热填料的种类没有特别限制，但是考虑到绝缘特性等，可以应用陶瓷填料。例如，可以使用陶瓷颗粒如氧化铝、AlN(氮化铝)、BN(氮化硼)、氮化硅、SiC或BeO。此外，如果可以确保由散热粘合剂组合物形成的散热层的绝缘特性，则还可以考虑应用诸如石墨的碳填料。散热粘合剂组合物中包含的填料的类型或比率没有特别限制，其可以考虑散热粘合剂组合物的粘度、在散热粘合剂组合物中沉降的可能性、期望的热导率等来选择。通常，填料的尺寸越大，散热粘合剂组合物的粘度越高，由此填料在散热粘合剂组合物中沉降的可能性高。此外，尺寸越小，耐热性趋于越高。因此，可以考虑这样的点来选择适当类型的填料，并且如果需要，还可以使用两种或更多种填料。此外，考虑到填充量，使用球形填料是有利的，但是考虑到网络形成或传导性等，也可以使用诸如针状或板状形式的填料。在一个实例中，散热粘合剂组合物可以包含平均粒径在0.001μm至80μm范围内的导热填料。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约0.01μm或更大、0.1μm或更大、0.5μm或更大、1μm或更大、2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、或者约6μm或更大。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约75μm或更小、70μm或更小、65μm或更小、60μm或更小、55μm或更小、50μm或更小、45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、15μm或更小、10μm或更小、或者约5μm或更小。
可以选择导热散热粘合剂组合物中包含的填料的比率使得可以确保上述特性，例如热导率等。例如，相对于散热粘合剂组合物中100重量份的粘合剂组分，填料可以以约50重量份至约2,000重量份的范围包含在内。粘合剂组分可以意指例如多元醇和多异氰酸酯。在另一实例中，填料的重量份可以为约100重量份或更大、150重量份或更大、200重量份或更大、250重量份或更大、300重量份或更大、350重量份或更大、400重量份或更大、500重量份或更大、550重量份或更大、600重量份或更大、或者约650重量份或更大。
只要剥离膜在散热粘合剂层被附接在电池模块的下板上时可以容易地从散热粘合剂层剥离或者在被附接并且同时保护散热粘合剂层直至下面将描述的电池组制造步骤之后可以在电池组制造步骤中容易地剥离，材料就没有特别限制。在一个实例中，作为剥离膜，可以使用一侧或两侧已经受表面处理的聚酯(POET)膜。由于使用设置有剥离膜的散热粘合剂片，即使将散热粘合剂片的散热粘合剂层附接在电池模块的下板上并因此安装电池模块使得在下面将描述的品质检查过程中，电池模块的下板与重力方向相对，可以防止上述散热粘合剂层在品质检查过程期间因与底部接触而损坏。
作为另一实例，形成其上形成有入口的散热粘合剂层的步骤可以包括将散热粘合剂组合物施加至电池模块的其上形成有入口的一侧的步骤。另一方面，电池模块的其上形成有入口的一侧可以是其上形成有入口的下板的一侧。也就是说，散热粘合剂层可以通过包括将散热粘合剂组合物施加在电池模块的其上形成有入口的下板上的步骤来形成。另一方面，将散热粘合剂组合物施加在下板上的方法没有特别限制，并且其可以通过已知的方法施加在下板上。
只要用于形成散热粘合剂层的散热粘合剂组合物可以满足上述热导率或下面将描述的触变性等，其种类就没有特别限制。在一个实例中，满足以上物理特性的散热粘合剂组合物可以为氨基甲酸酯散热粘合剂组合物。
氨基甲酸酯散热粘合剂组合物可以是包含含有至少多元醇等的主要组合物和含有至少异氰酸酯化合物的固化剂组合物的双组分型，其可以固化以形成散热粘合剂层。
考虑到物理特性例如如上所述的热导率，散热粘合剂组合物可以包含填料。如果需要，可以通过使用合适的填料来确保在上述范围内的热导率等。在一个实例中，散热粘合剂组合物中包含的填料可以是导热填料。
导热填料的热导率可以为约400W/mK或更小、约350W/mK或更小、或者约300W/mK或更小。可用的导热填料的种类没有特别限制，但是考虑到绝缘特性等，可以应用陶瓷填料。例如，可以使用陶瓷颗粒如氧化铝、AlN(氮化铝)、BN(氮化硼)、氮化硅、SiC或BeO。此外，如果可以确保由散热粘合剂组合物形成的散热层的绝缘特性，则还可以考虑应用诸如石墨的碳填料。散热粘合剂组合物中包含的填料的类型或比率没有特别限制，其可以考虑散热粘合剂组合物的粘度、在散热粘合剂组合物中沉降的可能性、期望的热导率等来选择。通常，填料的尺寸越大，散热粘合剂组合物的粘度越高，由此填料在散热粘合剂组合物中沉降的可能性高。此外，尺寸越小，耐热性趋于越高。因此，可以考虑这样的点来选择适当类型的填料，并且如果需要，还可以使用两种或更多种填料。此外，考虑到填充量，使用球形填料是有利的，但是考虑到网络形成或传导性等，也可以使用诸如针状或板状形式的填料。在一个实例中，散热粘合剂组合物可以包含平均粒径在0.001μm至80μm范围内的导热填料。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约0.01μm或更大、0.1μm或更大、0.5μm或更大、1μm或更大、2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、或者约6μm或更大。在另一实例中，填料的平均粒径可以为约75μm或更小、70μm或更小、65μm或更小、60μm或更小、55μm或更小、50μm或更小、45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、15μm或更小、10μm或更小、或者约5μm或更小。
可以选择导热散热粘合剂组合物中包含的填料的比率使得可以确保上述特性，例如热导率等。例如，相对于散热粘合剂组合物中100重量份的粘合剂组分，填料可以以约50重量份至约2,000重量份的范围包含在内。另一方面，粘合剂组分可以意指多元醇和多异氰酸酯。在另一实例中，填料的重量份可以为约100重量份或更大、150重量份或更大、200重量份或更大、250重量份或更大、300重量份或更大、350重量份或更大、400重量份或更大、500重量份或更大、550重量份或更大、600重量份或更大、或者约650重量份或更大。
作为一个实例，可用的散热粘合剂组合物可以是具有优异触变性的组合物。在本说明书中，触变性意指在静态下不具有流动性但在振动时具有流动性的特性。测量触变性的方法没有特别限制，并且其可以通过本领域已知的流变仪器测量。例如，可以使用Brookfield粘度计DV-II+Pro作为流变仪器。通过使用具有优异触变性的粘合剂组合物，可以在由散热粘合剂组合物形成的散热粘合剂层中抑制气泡的产生，从而形成具有优异散热性能的散热粘合剂层。在一个实例中，散热粘合剂组合物根据以下方程式1可以具有在1至8范围内的触变指数(T)。
[方程式1]
T＝V0.5/V5
在以上方程式1中，V0.5是散热粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、0.5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度，以及V5表示散热粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度。
在一个实例中，散热粘合剂组合物的触变指数的下限可以为约1.5或更大、或者约2或更大。散热粘合剂组合物的触变指数的上限可以为例如约6或更小、或者约4或更小。
使散热组合物具有上述触变指数的方法可以包括例如向散热粘合剂组合物中添加触变性赋予试剂。触变性赋予试剂的实例可以包括碳酸钙(CaCO3)、氧化铝、滑石或热解法二氧化硅等。
可以进行将散热粘合剂组合物施加至电池模块的下板上的步骤，使得施加有散热粘合剂组合物的面积的比率为电池模块的下板的面积的70％至99％。通过如上所述调整施加有散热粘合剂组合物的面积的比率，在用电池模块组装电池组之后可以容易地分离电池模块，并且可以防止所施加的散热粘合剂在下面将描述的检查过程中被污染。面积比率的下限可以为例如约75％或更大、80％或更大、或者约85％或更大。面积比率的上限可以为例如约95％或更小、或者约90％或更小。
形成其上形成有入口的散热粘合剂层的步骤还可以包括施加散热粘合剂组合物然后使其固化的步骤。散热粘合剂组合物的固化包括热固化、光固化、室温固化等，其中固化方法没有特别限制，并且其可以通过已知方法进行固化。
通过固化步骤，可以加速施加在电池模块的下板上的散热粘合剂组合物的固化速度，并因此可以更早地进行电池模块的品质检查，使得可以提高电池组的生产率。
本申请的电池组制造方法可以包括在电池模块的其上形成有散热粘合剂层的一侧定位在底部的状态下检查电池模块的品质的步骤。
作为一个实例，检查电池模块的品质的步骤可以是在电池模块的下板面向下的状态下进行检查过程的步骤。在本说明书中，下板面向下的状态可以意指电池模块被安装成使得电池模块的下板面向重力方向的状态。
另一方面，电池模块的品质检查可以是例如发动机热测试。在用电池模块组装电池组之前，可以在线路末端(EOL)进行电池模块的这样的品质检查。
当电池模块被应用于电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)等时，其在电池模块的下板面向下的状态下被应用，并因此其也以电池模块的下板面向下的状态被安装以进行电池模块的品质检查。
作为一个实例，当将散热粘合剂施加至电池模块的一侧上(例如，如上所述下板上)的一部分时，本申请的检查电池模块的品质的步骤还可以包括以下步骤：安装支撑构件使得在其中一侧上施加有散热粘合剂组合物的电池模块中，其支撑该一侧的未施加散热粘合剂组合物的电池模块部分。
当如上将散热粘合剂施加至电池模块的其上形成有入口的一侧的一些区域时，施加有散热粘合剂的区域的形状没有特别限制，其可以为例如矩形、圆形或条状等。
另一方面，支撑构件的材料和形状没有特别限制，只要其可以在检查过程中支撑电池模块即可，其可以考虑耐久性和与电池模块的接触面积来选择。
当通过施加散热粘合剂组合物来在电池模块的下板上形成散热粘合剂层时，如上所述，施加有散热粘合剂组合物的面积的比率可以为电池模块的下板上的面积的约70％至约99％，并且可以暴露下板的一部分而不施加散热粘合剂组合物。因此，当将电池模块定位在支撑构件上使得下板面向下时，所施加的散热粘合剂组合物可以不接触支撑构件。因此，可以防止施加在电池模块的一侧上的散热粘合剂被损坏。
本申请的电池组制造方法可以包括将电池模块的下板附接至散热器的组装步骤。根据应用，电池组可以包括复数个电池模块，并且电池模块可以彼此电连接。
散热器可以意指能够促进电池模块中产生的热的释放的装置，其可以为例如配备有冷却介质流动通过的流动路径的管道。冷却介质没有特别限制，只要其可以吸收电池模块中产生的热即可，但是例如可以使用水。
通过在组装步骤中将电池模块的下板附接至散热器，电池单元中产生的热可以通过形成在电池模块的下板侧上的导热粘合剂组合物层传递至形成在电池模块的下板上的散热粘合剂层，并且热可以从形成在电池模块的下板上的散热粘合剂层传递至散热器。
图7是通过本申请的电池组制造方法制造的示例性电池组的示意图。根据图7，电池组(700)包括散热器(730)，其中具有形成在下板上的散热粘合剂层(720)的电池模块(710)可以被附接至散热器上。
有益效果
本申请可以提供能够有效地制造电池组的电池组制造方法。
附图说明
图1是示出本申请的示例性模块壳体的图。
图2是示出在图1的模块壳体中容置有电池单元的形式的图。
图3是其中形成有入口和观察口的示例性下板的图。
图4是示出本申请的示例性电池袋的图。
图5是示意性地示出本发明的电池组的结构的图。
图6是示出电池组制造方法的流程图，该方法包括通过本发明的散热粘合剂片形成其上形成有入口的散热粘合剂层的步骤。
图7是示出电池组制造方法的流程图，该方法包括通过本发明的散热粘合剂组合物形成其上形成有入口的散热粘合剂层的步骤。
具体实施方式
在下文中，将参照附图和实施例详细描述电池组制造方法，但是电池组制造方法的范围不受以下实施例限制。
实验例1.触变指数的测量
根据以下方程式1测量制备例2中使用的散热粘合剂的触变指数。
[方程式1]
T＝V0.5/V5
在以上方程式1中，V0.5是粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、0.5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度，以及V5表示粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度。
制备例1.使用散热粘合剂片的电池组制造方法
根据图5中所示的程序制造电池组。通过包括图1所示的模块壳体的电池模块的下板的入口注入填充有陶瓷填料的氨基甲酸酯系列双组分型树脂组合物，其中如图3，在电池模块的下板上形成有入口和观察口。在注入树脂组合物之后20分钟，将依次包括剥离膜(530)和热导率为2.0W/mK的散热粘合剂层(520)的散热粘合剂片的散热粘合剂层附接在电池模块的其上形成有入口的下板上以密封入口。将电池模块的下板面向下，然后进行电池模块的品质检查。虽然将电池模块定位成使得在向电池模块注入树脂组合物之后仅20分钟就将电池模块的下板面向下然后进行电池模块的品质检查，但通过入口注入至电池模块中的树脂组合物未流出。
制备例2.使用散热粘合剂的电池组制造方法
根据图6中所示的程序制造电池组。通过包括图1所示的模块壳体的电池模块的其上如图3形成有入口和观察口的下板的入口注入填充有陶瓷填料的氨基甲酸酯系列双组分型树脂组合物。在注入树脂组合物之后20分钟，将触变指数为3且热导率为3W/mK的氨基甲酸酯系列双组分型散热粘合剂组合物(620)施加在电池模块的其上形成有入口的下板上以密封入口。在除以下部分之外的位置施加散热粘合剂组合物(620)：在下面将描述的安装电池模块的过程中，销钉在支撑电池模块的同时接触电池模块的部分。施加有散热粘合剂组合物的面积是电池模块的施加有散热粘合剂组合物的下板的总面积的约85％。将电池模块安装在四个销钉上使得下板面向下，然后进行电池模块的品质检查。虽然将电池模块定位成使得在向电池模块注入树脂组合物之后仅20分钟就将电池模块的下板面向下然后进行电池模块的品质检查，但通过入口注入至电池模块中的树脂组合物未流出。

Claims (8)

1.一种电池组制造方法，包括以下步骤：通过形成在配备有复数个电池单元的电池模块的一侧上的入口注入树脂组合物；
在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上形成散热粘合剂层；以及
在所述电池模块的其上形成有所述散热粘合剂层的一侧位于底部的状态下检查所述电池模块的品质。
2.根据权利要求1所述的电池组制造方法，其中所述散热粘合剂层的热导率为2W/mK或更大。
3.根据权利要求1所述的电池组制造方法，其中在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上形成散热粘合剂层的步骤包括将包括剥离膜和散热粘合剂层的散热粘合剂片附接至所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧的步骤。
4.根据权利要求1所述的电池组制造方法，其中在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上形成散热粘合剂层的步骤包括将散热粘合剂组合物施加在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上的步骤。
5.根据权利要求4所述的电池组制造方法，其中在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上形成散热粘合剂层的步骤包括将根据以下方程式1具有在1至8范围内的触变指数(T)的所述散热粘合剂组合物施加至所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧的步骤：
[方程式1]
T=V0.5/V5
其中，V0.5是所述散热粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、0.5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度，以及V5表示所述散热粘合剂组合物的通过Brookfield粘度计在25℃的温度、5rpm的转速和CPA-52Z转子下测量的粘度。
6.根据权利要求4所述的电池组制造方法，其中施加有所述散热粘合剂组合物的面积的比率为所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧的面积的70％至99％。
7.根据权利要求4所述的电池组制造方法，其中在所述电池模块的其上形成有所述入口的一侧上形成散热粘合剂层的步骤还包括施加所述散热粘合剂组合物然后使所述散热粘合剂组合物固化的步骤。
8.根据权利要求4所述的电池组制造方法，其中检查所述电池模块的品质的步骤包括以下步骤：安装支撑构件使得在其中一侧上施加有所述散热粘合剂组合物的所述电池模块中，所述支撑构件支撑所述一侧的未施加所述散热粘合剂组合物的电池模块部分。
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