CN110326154B9 - 电池模块壳体和包括其的电池模块 - Google Patents

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Abstract

本申请可以提供适用于自动化过程的电池模块壳体、包括其的电池模块、包括这样的电池模块的电池组、和包括这样的电池模块或电池组的汽车。本申请可以通过应用自动化过程以低成本提供电池模块。

Description

电池模块壳体和包括其的电池模块
技术领域
本申请要求基于于2017年7月10日提交的韩国专利申请第10-2017-0087121号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及电池模块壳体、包括其的电池模块、包括这样的电池模块的电池组、和包括这样的电池模块或电池组的车辆。
背景技术
二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池或锂二次电池等，其中其典型实例为锂二次电池，并且主要使用锂氧化物和碳材料分别作为正电极活性材料和负电极活性材料。
二次电池包括：电极组合件，其中各自涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板设置有介于其间的隔离件；以及用于密封地容置电极组合件和电解质的外部材料。根据外部材料的形状，二次电池可以分类为罐型和袋型。
近年来，二次电池不仅广泛用于诸如便携式电子器件的小型器件，而且还广泛用于诸如汽车或电力存储系统的中型和大型系统。
当在这样的中型和大型系统中使用时，将大量的二次电池电连接以增加容量和电力。特别地，袋型二次电池由于其诸如重量小、制造成本低和形状变形容易的优点而被广泛使用。
然而，袋型二次电池通常不具有大的机械刚性，并且电池本身不包括用于使电池彼此接合的结构，因此难以堆叠。因此，当构造包括多个袋型二次电池的电池模块时，需要用于保护二次电池层合体免受外部冲击等、防止其流动并且便于堆叠的联接构件配置，例如单独的盒。
通常，当构造电池模块时，应用二次电池主体部分的重叠设计，或者应用向主体部分的大面积部分施加表面压力的方法、通过激光焊接等将二次电池的电极端子和汇流条固定的方法，以将复数个二次电池固定在电池模块的内部空间中。根据这样的常规电池模块配置，当施加外部振动时，存在这样的问题：二次电池的主体部分不仅被摇动，而且机械冲击直接传递至从电极组合件中引出的电极极耳(electrode tab)和连接至其的电极引线，从而影响电连接状态。为了解决这个问题，可以将树脂组合物注入电池模块中，然后固化以使外部振动的影响最小化。
然而，由于在上述方法中由于电池模块壳体与二次电池之间以及二次电池之间的公差而导致每个模块的内部容积不同，因此存在这样的问题：对于每个电池模块而言，必须手动地控制注入到电池模块壳体中的树脂组合物的注入量。
因此，需要能够提供适用于自动化过程的电池模块壳体、包括所述电池模块壳体的电池模块、包括这样的电池模块的电池组和包括这样的电池模块或电池组的车辆的措施。
发明内容
技术问题
本申请可以提供适用于自动化过程的电池模块壳体、包括所述电池模块壳体的电池模块、包括这样的电池模块的电池组、和包括这样的电池模块或电池组的汽车。
技术方案
在本申请的一个实例中，本申请涉及用于电池模块的电池模块壳体。
在本申请的一个实例中，提供一种电池模块壳体，包括：形成用于容纳树脂层和复数个电池单元的内部空间的底板和侧壁；形成在所述底板或所述侧壁中的控制孔；和位于所述控制孔上的透光膜。
在本申请的一个实例中，所述底板或所述侧壁包括注入孔，用于形成树脂层的树脂组合物注入所述注入孔中。
在本申请的一个实例中，所述底板或所述侧壁在与所述树脂层接触的部分处具有导热区域。
在本申请的一个实例中，所述控制孔形成在所述底板中。
在本申请的一个实例中，所述控制孔的位置P满足以下式1：
[式1]
1/50≤P＝B/L≤1/2
其中，P表示形成在所述底板或所述侧壁上的所述控制孔的位置，L表示基于所述底板或所述侧壁的任一端面所测量的所述底板或所述侧壁的总长度，以及B表示基于所述端面到所述控制孔的距离。
在本申请的一个实例中，所述透光膜形成为沿着复数个控制孔布置的方向延伸。
在本申请的一个实例中，所述透光膜包括基材和形成在所述基材上的粘合剂层。
在本申请的一个实例中，所述粘合剂层仅形成在所述基材的部分区域中。
在本申请的一个实例中，所述基材的其上形成有所述粘合剂层的部分区域和所述基材的其上未形成有所述粘合剂层的其余区域以预定角度弯曲，并且所述基材的所述部分区域和所述基材的所述其余区域具有不同的光学特性。
在本申请的一个实例中，所述基材的整个或部分区域包含吸收任意波长的光的吸收组分。
在本申请的一个实例中，在所述基材的整个或部分区域上形成有抗反射膜。
图1是示出包括一个底板10a和四个侧壁10b的呈盒子形式的示例性电池模块壳体10的透视图。电池模块壳体通过底板10a和四个侧壁10b形成内部空间，其中内部空间可以容置树脂层和复数个电池单元。电池模块壳体10还可以包括用于密封内部空间的顶板10c。术语“顶板”和“底板”可以根据参考方向互换使用。
本申请的电池模块壳体可以由一体化的底板和侧壁形成，或者可以通过分别组装分开的底板、侧壁和/或顶板形成。这样的模块壳体的形状和尺寸没有特别限制，其可以根据模块壳体的用途、容纳在内部空间中的电池单元的形状和数量等适当地选择。底板10a、侧壁10b或顶板10c由例如金属材料(例如不锈钢)形成并因此具有不使光透射的不透光性。不透光性意指任意波长的光的透射率为约10％或更小、5％或更小、3％或更小、或者约1％或更小。
图2是包括底板10a、侧壁10b、形成在底板中的控制孔20b、形成在底板中的注入孔20a和位于控制孔20b上的透光膜30的示例性电池模块壳体10的截面图。
在本申请中，电池模块壳体的底板、侧壁和/或顶板(下文中，可以被称为底板等)具有控制孔20b。此时，控制孔的形状、数量和位置可以考虑树脂组合物的种类、注入量、注入孔的形成位置或控制效率等来调节。
当树脂组合物被不足地注入到电池模块中时，树脂层形成为薄的，并因此由于外部振动而可能容易在电池单元之间的电连接状态下发生缺陷，使得电池模块的稳定性降低。另外，当过量地注入树脂组合物时，树脂组合物可能被排出，使电池模块的品质和生产率劣化。
在一个实施方案中，电池模块壳体的控制孔(透射孔或透光孔)可以形成为穿过具有不透光性的底板等，并且任意波长的光可以透射穿过控制孔。因此，观察者、检测器或观察仪器可以通过透射孔观察注入到电池模块壳体中的树脂组合物，使得可以容易地确定树脂组合物的注入量。
电池模块壳体10包括透光膜30。透光膜的类型、形状、数量和位置可以考虑控制孔来调节。在一个实例中，透光膜可以位于控制孔上。在本说明书中，透光膜位于控制孔上的事实可以意指透光膜附接至控制孔的位置或形成在控制孔上。在一个实例中，透光膜可以形成为覆盖控制孔超过形成在底板等上的控制孔的尺寸，或者也可以形成为与控制孔的尺寸相匹配。同时，透光膜可以位于控制孔的外表面、内表面或这两个表面上。透光膜的附接表面可以根据下面所述的透光膜的类型来适当地调节。
透光膜使透射穿过控制孔(或透射孔)的光透射。因此，观察者、检测器或观察仪器可以容易地观察树脂组合物的注入量，原因是通过透射孔和透光膜可以观察注入到电池模块壳体中的树脂组合物。因此，即使对于每个电池模块而言在内部空间中可能发生的公差根据复数个电池单元的不同尺寸和布置而变化，透光膜也能够实现预定量树脂组合物的注入，并且允许电池模块可以通过自动化过程批量生产。
确定树脂组合物的注入量的方法没有特别限制，并且其可以通过直接法或间接法确定。通过直接法确定的含义可以意指通过注入到电池模块中的树脂组合物来确定树脂组合物的注入量。在一个实例中，检测器或观察仪器可以接收被注入到电池模块中的树脂组合物反射的光以确定树脂组合物的注入量。同时，通过间接法确定的含义可以意指通过除注入到电池模块中的树脂组合物之外的元件来确定树脂组合物的注入量。在一个实例中，检测器或观察仪器可以通过观察透光膜的可检测组分来确定树脂组合物的注入量。
如本文所用，术语“透光”是与不透光性相反的术语，其意指具有任意波长的光的透射率为约60％或更大、70％或更大、80％或更大、或者约90％或更大。在此，任意波长可以包括例如约1nm至约1mm的波长，并且所述光可以意指紫外光、可见光、红外光或特高频光，并且更具体地，可以包括激光。
此外，本申请的透光膜使穿过控制孔的光透射，但是可以防止物质通过控制孔进入和离开。即，由于透光膜附接至控制孔的位置或形成在控制孔上，因此其可以防止树脂组合物通过控制孔流出到电池模块壳体的外部空间。由于树脂组合物在固化之前是具有预定粘度的流体，因此即使在观察者确定树脂组合物已经注入控制孔之后，其也可以由于惯性而继续流动。在这种情况下，一部分树脂组合物可能通过控制孔流出到外部，导致有缺陷的产品。透光膜还可以防止诸如灰尘的异物在该过程中通过控制孔注入到电池模块壳体的内部空间中。
同时，除控制孔之外，还可以在电池模块壳体的底板等中形成有孔。所述孔可以是形成为穿过底板等并且能够注入树脂组合物的通孔(或注入孔)。此时，注入孔的形状、数量和位置可以考虑树脂组合物的注入效率来调节。
电池模块壳体可以是导热壳体。术语导热壳体意指这样的壳体：整个壳体的热导率为10W/mk或更大，或者其具有为至少如上热导率的导热区域。例如，如上所述的侧壁、底板和顶板中的至少一者可以具有导热区域。在另一个实例中，底板和侧壁可以在与树脂层接触的部分处包括导热区域。在此，在另一个实例中，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1000W/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或更小、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，并且例如，存在金属材料，例如铁、铝、金、银、钨、铜、镍、铂或包含其的合金。
另外，导热区域可以是与冷却介质(例如冷却水)接触的部分。根据该结构，可以实现能够将由电池单元产生的热有效地释放到外部的结构。
同时，在本说明书中提到的物理特性中，当测量温度影响物理特性时，除非另外说明，否则物理特性可以是在室温下测量的物理特性。本文中的术语室温可以意指在约10℃至约30℃的范围内的任一温度，例如约25℃、23℃或约20℃左右的温度。
图3是其中形成有注入孔20a和控制孔20b的示例性底板的平面图。
在本申请的电池模块壳体中，注入孔20a可以形成在侧壁、底板或顶板中。注入孔的位置Q可以形成在底板等的整个长度的约1/4至约3/4点或者约3/8至约7/8点处或者约中间部分处。经由通过在所述点处形成的注入孔注入树脂组合物，可以缩短树脂组合物的注入时间，并且可以将树脂组合物均匀地注入到电池模块中。在一个实施方案中，通过注入孔20a注入的树脂沿着y轴(树脂的注入(或移动)方向)注入。
约1/4、3/4、3/8或约7/8点是如基于底板等的任一端面E所测量的到注入孔的形成位置的距离A相对于底板等的总长度L的比率。在此，形成长度L和距离A的端也可以是任一端，只要长度L和距离A从同一端测量即可。
同时，在本申请的电池模块壳体中，控制孔20b可以形成在底板或侧壁上。控制孔的位置P可以形成在满足以下式1的点处。
[式1]
1/50≤P＝B/L≤1/2
在上式1中，P表示形成在底板或侧壁上的控制孔的位置，L表示如基于底板或侧壁的任一端面E所测量的底板或侧壁的总长度，以及B表示基于所述端面到控制孔的距离。
即，1/50至1/2点是如基于底板或侧壁的任一端面所测量的到控制孔的形成位置的距离B相对于底板或侧壁的总长度L的比率。在此，形成长度L和距离B的端可以是任一端，只要长度L和距离B从同一端测量即可。
控制孔的位置P可以考虑注入孔的位置Q来形成，其可以形成在约1/50、1/40、1/30、1/20或约1/10点至约1/5、1/4、1/3或约1/2点处。例如，当注入孔的位置形成在约1/2点处时，控制孔的位置可以形成在约1/50点处。另外，当注入孔的位置形成在约7/8点处时，控制孔的位置可以形成在约1/8处点。此外，当注入孔的位置形成在约1/8和约7/8点处时，控制孔的位置可以形成在约1/2点处。如上所述，当控制孔的形成位置P满足式1时，可以精确地控制适当的注入树脂量。
控制孔的形成位置可以形成为尽可能远离底板等中的注入孔的形成位置。然而，控制孔的位置可以考虑树脂组合物的种类、注入量、控制效率等来调节。通过在所述点处形成控制孔，可以有效地检查通过注入孔注入的树脂组合物的注入量。
在一个实例中，复数个控制孔可以以任意方向布置和形成。具体地，复数个控制孔可以沿着x轴(与如上所述的树脂的移动方向(y轴)垂直的方向)布置。如本文所用，术语“垂直”并不仅仅意指数学意义的垂直。例如，“垂直”意指由y轴与x轴形成的角度为约70°至约120°、约80°至约110°或者约85°至约105°。
本申请的电池模块壳体中的透光膜的形状、布置和材料没有特别限制，只要其为能够使任意波长的光穿过控制孔从外部透射至内部空间的装置即可。
关于透光膜的布置，例如，当设置有一个或更多个控制孔时，可以形成与每个控制孔对应的单独的透光膜，也可以形成覆盖所有的一个或更多个控制孔的一个透光膜。
即，在一个实施方案中，当复数个控制孔以任意方向布置和形成时，一个透光膜可以形成为沿着控制孔的布置方向延伸。具体地，当复数个控制孔沿着x轴(与如上所述的树脂的移动方向(y轴)垂直的方向)布置时，一个透光膜可以形成为沿着x轴延伸。在这种情况下，透光膜可以充当用于防止树脂组合物在y轴方向上移动超过控制孔的阻止件(dam)或阻挡件(stopper)。
透光膜30可以包括基材和形成在基材上的粘合剂层，其中基材和粘合剂层各自具有透光性。
基材呈具有柔韧性和耐久性的聚合物膜的形式，其可以选自具有高拉伸强度的材料。例如，基材可以包括选自以下的一者或更多者：聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚氯乙烯；聚苯乙烯；聚氨酯；聚碳酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚(甲基)丙烯酸；聚丁烯；和聚丁二烯，但不限于此。
形成在基材上的粘合剂层可以包含具有粘合性使得基材粘结至电池模块壳体的物质。例如，粘合剂层可以通过将丙烯酸粘合剂、聚酯粘合剂、聚氨酯粘合剂、橡胶粘合剂、有机硅粘合剂或环氧粘合剂施加到基材上来形成，或者可以呈由粘合剂形成的粘结膜附接在基材上的形式。
粘合剂层可以附接至控制孔的位置。附接至控制孔的位置的事实可以意指粘合剂层附接至形成在底板中的控制孔所在的位置，并且粘合剂层可以附接至底板的外表面或内表面中的至少一个位置，其中粘合剂层可以以覆盖控制孔的形式附接或者附接至控制孔的周边部分。粘合剂层的粘合表面可以根据下面描述的透光膜的类型来适当地调节。
在本申请的一个实例中，粘合剂层的雾度可以为约60％或更小。雾度可以为55％或更小、50％或更小、45％或更小、40％或更小、35％或更小、或者30％或更小，并且可以为约5％或更大、10％或更大、或者15％或更大。当粘合剂层的雾度满足上述范围时，可以抑制来自基材表面的光反射，并且可以减少由于光反射引起的检测器的误差，从而在应用自动化过程时降低次品率。此外，当粘合剂层的雾度满足上述范围时，还可以防止来自电池模块壳体的表面的光反射。
透光膜还可以包括检测装置和抗反射装置等。
图4示例性地示出了具有检测装置的透光膜。在该实例中，透光膜301由基材31和形成在基材上的部分区域中的粘合剂层32构成。基材被划分成形成有粘合剂层32的部分区域31b和未形成有粘合剂层32的其余区域31a，其中粘合剂层32可以附接至控制孔的内表面。部分区域31b和其余区域31a可以以预定角度弯曲。部分区域31b和其余区域31a可以具有不同的光学特性。例如，部分区域31b可以具有无色透明的光学特性，而其余区域31a通过包含可检测组分33可以具有彩色光学特性。
当透光膜301通过透明粘合剂层32与控制孔接触时，在树脂组合物注入之前，观察者、检测器或观察仪器可以通过透明粘合剂层32和具有无色透明光学特性的部分区域31b从外部观察电池模块壳体的内部。当注入树脂组合物时，由于基材的其余区域31a在部分区域31b的方向上弯曲，其可以进一步覆盖控制孔。在这种情况下，观察者、检测器或观察仪器可以观察包含在部分区域31b中的可检测组分33，由此可以手动或自动地停止树脂组合物的注入。
可通过检测器等检测的组分没有特别限制，只要其是可光学检测的组分即可。在一个实例中，可以使用颜料或染料组分等作为可检测组分。
基材包含可检测组分的事实意指可检测组分作为形成基材的一种组分包含在内或者可检测组分形成在基材上。作为在基材上形成可检测组分的方法，可以使用已知方法，例如用可检测组分浸渍基材以形成基材或者将可检测组分涂覆在基材上以形成基材。
图5是其中基材包含吸收任意波长的光的吸收组分34的透光膜302、303的另一个实例。透光膜302由基材31和形成在基材31上的粘合剂层32构成，其中在基材的其上形成有粘合剂层的相对侧，在基材上形成有光吸收组分34。在另一个实例中，透光膜303由基材31和形成在基材31上的粘合剂层32构成，其中光吸收组分34作为形成基材的一种组分包含在内。透光膜302、303的粘合剂层32可以附接至控制孔的外表面或内表面中的一个或更多个位置。
同时，任意波长的光可以穿过控制孔进入基材的其中不包含光吸收组分34的区域35中而照射到内部空间。在这种情况下，各种光可能在控制孔周围被金属电池模块壳体的表面反射，并且这样的光反射可能降低穿过控制孔的光的检测精度。因此，当光吸收组分34包含在其中基材不覆盖控制孔的部分区域或控制孔的周边区域中时，可以通过防止光在电池壳体表面上被反射而提高穿过控制孔的光的检测精度。
任意波长的光没有特别限制，只要其是可以由光照射器照射并且至少一部分照射的光可以被接收的光即可，例如红外线、可见光线或紫外线，并且例如，可以使用激光。
吸收组分没有特别限制，只要其为具有防止光反射的功能的吸收组分即可，其可以为能够吸收各种光(包括由光照射器照射的光)的吸收组分。例如，可以使用颜料或染料组分等作为吸收组分。
在基材中包含吸收任意波长的光的吸收组分的事实意指吸收组分作为形成基材的一种组分包含在内，或者吸收组分形成在基材上。作为在基材上形成吸收组分的方法，可以使用已知的方法，例如用吸收组分浸渍基材以形成基材或者将吸收组分涂覆在基材上以形成基材。
图6是在基材上形成有作为抗反射装置的抗反射膜36的透光膜304的另一个实例。在上图6中，透光膜304可以由基材、形成在基材的部分区域或整个区域上的粘合剂层32、和形成在基材的其中形成有粘合剂层的相对侧上的抗反射膜34构成。同时，透光膜304的粘合剂层32可以附接至控制孔的外表面或内表面中的一个或更多个位置。
通过抗反射膜可以防止来自电池壳体的表面的光的反射，从而提高穿过控制孔的光的检测精度。
抗反射膜意指有助于光在具有不同折射率的两种介质之间的界面处被透射或被吸收而不被反射的膜。作为形成抗反射膜的方法，可以使用溅射法，但不限于此，并且其可以用已知方法来形成。抗反射膜可以形成在基材的整个或部分区域上。
本申请还涉及电池模块。
本申请的电池模块包括：电池模块壳体，所述电池模块壳体包括底板、侧壁、形成在底板或侧壁中的控制孔、和位于控制孔上的透光膜；电池单元；以及树脂层。
在本申请的一个实例中，提供一种电池模块，包括：电池模块壳体，所述电池模块壳体包括形成内部空间的底板和侧壁、形成在所述底板或所述侧壁中的控制孔、和位于所述控制孔上的透光膜；存在于所述模块壳体的所述内部空间中的复数个电池单元；以及树脂层，所述树脂层存在于所述模块壳体的所述内部空间中并且与所述复数个电池单元和所述底板或所述侧壁中的至少一者接触。
在一个实施方案中，所述透光膜包括基材和形成在所述基材上的粘合剂层。
在一个实施方案中，所述树脂层的热导率为1.5W/mK或更大。
在一个实施方案中，电池模块壳体的底板或侧壁还可以包括注入孔。用于形成底板或侧壁的树脂层的树脂组合物通过所述注入孔注入。
本申请的电池模块中包括的电池模块壳体与本申请的电池模块壳体相同，并因此将省略其详细描述。
本申请的电池模块还包括电池单元。在本申请中，术语电池单元意指通过包括电极组合件和外部材料而构成的一个单元二次电池。
图7是示意性地示出示例性袋型电池单元的配置的分解透视图，以及图8是图7的袋型电池单元的组装透视图。
容纳在电池模块壳体中的电池单元的类型没有特别限制，并且完全可以应用各种已知的电池单元。在一个实例中，电池单元可以为袋状。袋型电池单元50通常可以包括电极组合件51和袋外部材料52。
包括在袋型电池单元50中的电极组合件51可以是这样的形式：一个或更多个正极板和一个或更多个负极板设置有介于其间的隔离件。电极组合件51可以被划分成：一个正电极板和一个负电极板与隔离件缠绕在一起的缠绕型；或者多个正电极板和多个负电极板交替地与介于其间的隔离件堆叠的堆叠型；等等。
袋外部材料52可以由配备有例如外绝缘层、金属层和内粘合剂层的形式构成。这样的外部材料52保护内部元件例如电极组合件51。考虑到电极组合件51通过电解质对电化学特性的补偿和散热特性等，外部材料52中的金属层可以包括铝等的金属薄膜。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绝缘。
在一个实例中，外部材料52可以包括上袋52a和下袋52b，其中在上袋52a和下袋52b中的至少一者中可以形成凹形内部空间I。电极组合件51可以容纳在袋的这样的内部空间I中。在上袋52a和下袋52b的外周表面上设置有密封部S，并且这些密封部S彼此粘结，使得可以密封其中容置有电极组合件51的内部空间。
电极组合件51的每个电极板设置有电极极耳，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52a和下袋52b的密封部S之间，并且暴露于外部材料52的外部，由此其可以用作电池单元50的电极端子。
在此，电池单元的表面(例如袋外部材料52)可以包含吸收任意波长的光的吸收组分50a。任意波长的光没有特别限制，只要其是可以由光照射器照射并且至少一部分照射的光可以被接收的光即可，例如红外线、可见光线或紫外线，并且例如，可以使用激光。
吸收组分没有特别限制，只要其为具有防止光反射的功能的吸收组分即可，其可以为能够吸收由光照射器照射的光被电池单元的表面反射的反射光的吸收组分。例如，可以使用颜料或染料组分等作为吸收组分。
穿过控制孔的光可以被由金属材料(例如铝)构成的电池单元的表面反射，这用于降低光的检测精度。袋外部材料中包含的光吸收组分防止光被电池单元的表面反射，由此可以提高检测器的检测精度。
吸收组分可以包含在袋外部材料的所有表面或一些表面上。吸收任意波长的光的吸收组分包含在袋外部材料的所有表面或一些表面上的事实意指吸收组分作为形成袋外部材料的表面的一种组分包含在内，吸收组分形成在袋外部材料上，或者包含吸收任意波长的光的吸收组分的粘合带附接在袋外部材料上。其可以通过已知方法来形成，作为在袋外部材料上形成吸收组分的方法，例如用吸收组分浸渍袋外部材料或将吸收组分涂覆在袋外部材料上。
袋型单元的形状是一个实例，并且在本申请中应用的电池单元不限于与上述相同的种类。在本申请中，各种类型的已知袋型单元或其他类型的单元都可以应用为电池单元。
本申请的电池模块包括树脂层。在本申请中，术语树脂层是含有树脂组分的层，并且在一个实例中，树脂层也可以为粘合剂层。
图9是电池模块的示例性截面图，并且例如，模块可以为这样的形式：其包括电池模块壳体，所述电池模块壳体包括其上形成有注入孔20a和控制孔20b的底板10a和侧壁10b；容置在所述壳体内的复数个电池单元50；以及与电池单元50和所述壳体二者接触的树脂层40。在以上结构中，与树脂层40接触的底板等可以具有导热区域。
在此，接触意指热接触，其可以意指这样的状态：树脂层与底板等直接接触；或者存在在树脂层与底板等之间的另外的元件(例如下面所述的绝缘层等)，但是另外的元件不妨碍从树脂层至底板等的热传递。在此，不妨碍热传递的事实意指这样的情况：即使当在树脂层与底板等之间存在另外的元件(例如，绝缘层)时，另外的元件和树脂层的整体热导率也为约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，或者即使当存在另外的元件时，树脂层和与所述层接触的底板等的整体热导率也包括在上述范围内。热接触的热导率可以为约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。当存在其他元件时，该热接触可以通过控制其他元件的热导率和/或厚度来实现。
树脂层还可以与电池单元接触。电池单元与树脂层之间的接触也是上述热接触。通过采用这样的结构，本申请可以实现这样的模块：通过确保散热特性，同时大大减少在构造一般的电池模块或作为这样的模块的组合件的电池组时通常所需的各种紧固部件或模块冷却设备等，每单位体积容置更多的电池单元。因此，本申请可以提供具有更高的电力同时更小且更轻的电池模块。
相对于底板等的总面积，树脂层与底板等之间的接触面积可以为约70％或更大、75％或更大、80％或更大、85％或更大、90％或更大、或者约95％或更大。接触面积的上限没有特别限制，其可以为例如约100％或更小、或者小于约100％。
当底板等包括导热部时，接触面积可以是相对于导热部的接触面积，即相对于导热部的总面积的比率。
具有导热区域的底板等可以是与冷却介质(例如冷却水)接触的部分。即，如图9示意性所示，通过这样的结构可以容易地将热H排出至底板等，并且通过使这样的底板等与冷却介质CW接触，即使在更简单的结构中，也可以容易地进行热释放。
树脂层可以例如在约100μm至约5mm的范围内或者在约200μm至约5mm的范围内。在本申请的结构中，如果树脂层薄，则就散热特性而言是有利的，而如果树脂层厚，则有利于下面将描述的绝缘特性，并因此可以考虑这一点来设定适当的厚度。厚度可以为树脂层的最薄部分的厚度、最厚部分的厚度或平均厚度。
用于形成树脂层的材料(即树脂组合物)可以是粘合剂材料，其也可以是溶剂型、水性型或无溶剂型。另外，树脂组合物可以是可活化能射线固化型、可湿固化型、热固型或可室温固化型等。
考虑到热导率、绝缘性、耐热性(TGA分析)或比重等，树脂层可以包含填料。通过使用适当的填料，可以确保在上述范围内的热导率等。在一个实例中，填料可以为导热填料。在本申请中，术语导热填料意指热导率为约1W/mK或更大、5W/mK或更大、10W/mK或更大、或者约15W/mK或更大的填料。导热填料的热导率可以为约400W/mK或更小、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，但考虑到绝缘特性等，可以施加陶瓷填料。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、ZnO或BeO。此外，如果可以确保树脂层的绝缘特性，则也可以考虑应用碳填料如石墨。
包含在树脂层中的填料的形状或比率没有特别限制，这可以考虑树脂组合物的粘度、在树脂层中沉降的可能性、期望的耐热性或热导率、绝缘性、填充效果或分散等来选择。通常，填料的尺寸越大，树脂组合物的粘度越高，并且填料在树脂层中沉淀的可能性越高。此外，尺寸越小，热阻趋于增加。因此，可以考虑以上要点来选择适当类型的填料，并且根据需要，还可以使用两种或更多种填料。考虑到填充量，使用球形填料是有利的，但考虑到网络的形成或传导性，还可以使用呈诸如针状形态或扁平形态的形式的填料。在一个实例中，树脂层可以包含平均粒径在约0.001μm至约80μm范围内的导热填料。在另一个实例中，填料的平均粒径可以为约0.01μm或更大、0.1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。在另一个实例中，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。
包含在树脂层中的填料的比率可以考虑树脂层的特性来选择。例如，相对于100重量份的树脂层中的树脂组分，填料可以以约50重量份至约2000重量份的范围包含在内。在另一实例中，填料的重量份数可以为约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。
根据需要，树脂层还可以包含粘度控制剂例如触变剂、稀释剂、分散剂、表面处理剂或偶联剂以用于调节粘度，例如用于提高或降低粘度或者用于根据剪切力控制粘度。树脂层可以包含上述组分中的任一者或两者或更多者。
在一个实例中，本申请的电池模块还可以包括在电池模块壳体与电池单元之间或者在树脂层与电池模块壳体之间的绝缘层。通过添加绝缘层，可以防止诸如由于根据在使用期间可能发生的冲击使单元与壳体之间接触而导致的电短路现象或火灾的问题。绝缘层可以使用具有高绝缘性和热导率的绝缘片来形成，或者可以通过施加或注入表现出绝缘特性的材料来形成。例如，在如下所述的制造电池模块的方法中，形成绝缘层的过程可以在注入树脂组合物之前进行。在形成绝缘层时可以施加所谓的TIM(thermal interface material，热界面材料)等。或者，绝缘层可以由粘合剂材料形成，例如，绝缘层还可以使用几乎没有或没有填料(例如导热填料)的树脂层来形成。作为可以用于形成绝缘层的树脂组分，可以例示丙烯酸类树脂、PVC(聚(氯乙烯))、烯烃树脂例如PE(聚乙烯)、环氧树脂、有机硅或橡胶组分例如EPDM(乙烯丙烯二烯单体)橡胶等，但不限于此。绝缘层的根据ASTM D149测量的绝缘击穿电压可以为约5kV/mm或更大、10kV/mm或更大、15kV/mm或更大、20kV/mm或更大、25kV/mm或更大、或者30kV/mm或大。绝缘击穿电压的值越高，表现出的绝缘性越好，并因此其没有特别限制。例如，绝缘层的绝缘击穿电压可以为约100kV/mm或更小、90kV/mm或更小、80kV/mm或更小、70kV/mm或更小、或者60kV/mm或更小。绝缘层的厚度可以考虑绝缘层的绝缘特性和热导率等来设定成适当的范围，例如可以为约5μm或更大、10μm或更大、20μm或更大、30μm或更大、40μm或更大、50μm或更大、60μm或更大、70μm或更大、80μm或更大、或者约90μm或更大左右。此外，厚度的上限没有特别限制，并且可以为例如约1mm或更小、200μm或更小、190μm或更小、180μm或更小、170μm或更小、160μm或更小、或者约150μm或更小。
本申请还涉及电池组，例如包括两个或更多个如上所述的电池模块的电池组。在电池组中，电池模块可以彼此电连接。将两个或更多个电池模块电连接以构成电池组的方法没有特别限制，并且可以对其应用所有已知的方法。
本申请还涉及包括电池模块或电池组的装置。这样的装置的实例可以包括但不限于汽车例如电动车，其中可以包括需要二次电池作为电力的所有应用。例如，使用电池模块或电池组配置汽车的方法没有特别限制，并且可以应用一般方法。
有益效果
即使在电池模块内产生的公差对于每个电池模块而言不同，本申请的电池模块壳体通过设置有透光膜也可以容易地检查树脂组合物的注入量，并且允许电池模块可以通过自动化过程批量生产。另外，本申请的模块壳体通过设置有透光膜可以防止树脂组合物通过控制孔溢出。
此外，本申请的电池模块可以通过自动化过程批量生产，从而降低生产成本并缩短生产时间。另外，本申请的电池模块可以每单位体积容置大量的电池单元，从而以小尺寸生产并且在轻重量下产生高电力。
附图说明
图1是示出本申请的示例性电池模块壳体的透视图。
图2是在底板上形成有注入孔、控制孔和透光膜的示例性电池模块壳体的截面图。
图3是其中形成有注入孔和控制孔的示例性底板的平面图。
图4是示出具有检测装置的透光膜的截面图。
图5是示出在基材中包含吸收光的吸收组分的示例性透光膜的截面图。
图6是示出在基材上形成有抗反射膜的另一个示例性透光膜的截面图。
图7和图8是示出可以用作电池单元的示例性电池袋的透视图。
图9是示出示例性电池模块的结构的截面图。
具体实施方式
在下文中，将描述实施例和比较例，但是本申请的范围不受以下所示范围的限制。
评估方法
可加工性
其中注入到电池模块壳体中的树脂组合物的注入量不能从外部确定的情况或者其中注入到电池模块壳体中的树脂组合物通过控制孔排出的情况被评估为无法确保适合于自动化过程的可加工性。
<评估结果>
O：如果其适合于自动化过程应用
X：如果其不适合于自动化过程应用
实施例
将复数个电池单元容置在在底板中形成有注入孔和控制孔并且控制孔附接有透光膜的电池模块壳体中。在附接透光膜之后，通过注入孔将树脂组合物注入到电池模块壳体中。
比较例1
将复数个电池单元容置在在底板中形成有注入孔的电池模块壳体中，并且通过注入孔将树脂组合物注入到电池模块壳体中。
比较例2
将复数个电池单元容置在在底板中形成有注入孔和控制孔的电池模块壳体中，并且通过注入孔将树脂组合物注入到电池模块壳体中。
[表1]
Figure GDA0003644371390000171
根据上表1可以确定，本申请的电池模块壳体适合于电池模块的自动化过程。具体地，当通过应用其中应用了本实施方案的透光膜的电池模块壳体制造电池模块时，可以容易地确定树脂组合物的注入量，并且还可以防止树脂组合物通过控制孔反向排出。
同时，在比较例1中，由于没有形成控制孔，因此不能确定树脂组合物的注入量，而在比较例2中，可以通过控制孔确定树脂组合物的注入量，但难以容易地确定，并且树脂组合物还通过控制孔排出。因此，可以确定，比较例1和比较例2不适合自动化过程应用。

Claims (14)

1.一种电池模块壳体，包括：形成用于容纳树脂层和复数个电池单元的内部空间的底板和侧壁；
形成在所述底板或所述侧壁中的控制孔；和
位于所述控制孔的内表面上的透光膜，
其中所述底板或所述侧壁包括注入孔，用于形成树脂层的树脂组合物注入所述注入孔中，所述控制孔和所述注入孔同时位于所述底板中，或位于同一侧壁中，
其中所述透光膜包括基材和形成在所述基材上的粘合剂层，
其中所述粘合剂层仅形成在所述基材的部分区域中，
其中所述基材的其上形成有所述粘合剂层的部分区域和所述基材的其上未形成有所述粘合剂层的其余区域以预定角度弯曲，并且所述基材的所述部分区域和所述基材的所述其余区域具有不同的光学特性。
2.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中所述底板或所述侧壁在与所述树脂层接触的部分处具有导热区域。
3.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中所述控制孔形成在所述底板中。
4.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中所述控制孔的位置P满足以下式1：
[式1]
1/50≤P＝B/L≤1/2
其中，P表示形成在所述底板或所述侧壁上的所述控制孔的位置，L表示基于所述底板或所述侧壁的任一端面所测量的所述底板或所述侧壁的总长度，以及B表示基于所述端面到所述控制孔的距离。
5.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中所述透光膜形成为沿着复数个控制孔布置的方向延伸。
6.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中所述基材的整个或部分区域包含吸收任意波长的光的吸收组分。
7.根据权利要求1所述的电池模块壳体，其中在所述基材的整个或部分区域上形成有抗反射膜。
8.一种电池模块，包括：电池模块壳体，所述电池模块壳体包括形成内部空间的底板和侧壁、形成在所述底板或所述侧壁中的控制孔、和位于所述控制孔的内表面上的透光膜；
存在于所述模块壳体的所述内部空间中的复数个电池单元；以及
树脂层，所述树脂层存在于所述模块壳体的所述内部空间中并且与所述复数个电池单元和所述底板或所述侧壁中的至少一者接触，
其中所述底板或所述侧壁包括注入孔，用于形成树脂层的树脂组合物注入所述注入孔中，所述控制孔和所述注入孔同时位于所述底板中，或位于同一侧壁中，
其中所述透光膜包括基材和形成在所述基材上的粘合剂层，
其中所述粘合剂层仅形成在所述基材的部分区域中，
其中所述基材的其上形成有所述粘合剂层的部分区域和所述基材的其上未形成有所述粘合剂层的其余区域以预定角度弯曲，并且所述基材的所述部分区域和所述基材的所述其余区域具有不同的光学特性。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述电池单元的表面包含吸收任意波长的光的吸收组分。
10.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述树脂层的热导率为1.5W/mK或更大。
11.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述树脂层包含填料。
12.一种电池组，包括彼此电连接的两个或更多个根据权利要求8至11中任一项所述的电池模块。
13.一种汽车，包括根据权利要求8至11中任一项所述的电池模块。
14.一种汽车，包括根据权利要求12所述的电池组。
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