CN110720158B - 多层电池模块及包含其的多层电池组 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种多层电池模块。根据本发明的多层电池模块包括：第一柱形电池单元，其分别竖立设置并且按照在水平方向和竖直方向上形成矩阵的形式设置；第二柱形电池单元，其分别竖立设置在第一柱形电池单元的上部分上以便与第一柱形电池单元一一对应；以及散热器，其由具有高导热性的材料制成并且设置在第一柱形电池单元和第二柱形电池单元之间的层间边界处。第一柱形电池单元和第二柱形电池单元设置成使得其正极端子和其负极端子彼此面对，且散热器插置在它们之间。散热器具有设置为面对正极端子且相对于该正极端子凸出的部分，由此形成用于排放热空气和气体的通道。散热器具有设置为面对负极端子并且被迫抵靠所述负极端子的部分以形成散热路径。

Description

多层电池模块及包含其的多层电池组

技术领域

本公开涉及一种柱形二次电池模块，并且更具体地，涉及一种多层柱形二次电池模块，该多层柱形二次电池模块具有用于以分层形式布置的柱形二次电池的散热和防止链式燃烧结构。

本申请要求于2018年1月17日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0005920的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

根据外部形状，二次电池可以分为电极组件被包括在金属罐中的罐型二次电池和电极组件被包括在由铝片制成的袋中的袋型二次电池。这里，根据金属罐的形状，罐型二次电池也可以分为柱形电池和矩形电池。

袋型二次电池具有易堆叠和高能量密度的优点，但是由于低机械刚度而易受到外部冲击影响。另外，由于良好的耐久性，在安全性方面评估罐型二次电池优于袋型二次电池。因此，除了袋型二次电池之外，柱形二次电池广泛用于应用于环保电动车辆的电池模块或电池组中。

然而，在柱形二次电池中，因为充电和放电过程是通过电化学反应进行的，所以在充电和放电过程中产生热量。此时，如果热量没有适当地消散，则柱形二次电池可能退化得更快，并且在一些情况下可能发生燃烧或爆炸。这里，如果柱形二次电池中的任一个爆炸，则爆炸可能引起其他相邻柱形二次电池的一系列爆炸。因此，柱形二次电池的散热非常重要，特别是对于应用了多层组件方法的二次电池模块。

通常，柱形二次电池具有电流中断设备(CID)和用于在电池的异常运行期间中断电流并用于释放内部压力的安全口，该电流中断设备(CID)和安全口安装在电极组件和正极端子的顶盖之间的空间中。这里，安全口通常安装在二次电池的正极端子处。当二次电池的内部压力增加时，安全口突出并破裂以排出气体。换言之，当电池运行异常时，气体朝向安装有安全口的正极端子排出。

考虑到柱形二次电池的上述特性，传统多层柱形二次电池组的散热和气体排放结构如下。例如，柱形二次电池分成层，以包括布置在第一层中的第一柱形二次电池组和布置在第二层中的第二柱形二次电池组。此时，柱形二次电池以两种模式布置。在第一模式中，第一柱形二次电池组和第二柱形二次电池组的正极端子基于其中心部分彼此面对，负极端子布置在最上端或最下端。在第二模式中，第一柱形二次电池组和第二柱形二次电池组的负极端子基于其中心部分彼此面对，正极端子布置在最上端或最下端。

在第一模式中，散热结构应用于位于最上端和最下端处的负极端子，以便于向外面散热。然而，如果散热结构应用于在中间区域中在竖直方向上彼此面对的正极端子，则难以确保用于防止链式燃烧的气体排放空间。

在第二模式中，冷却板安装在中间区域中在竖直方向上彼此面对的负极端子之间，并且热量通过冷却板排放到外面。这里，气体排放空间可以容易地固定在位于最上端和最下端处的正极端子处，但是难以向其添加散热结构。

另外，在具有如上所述的传统散热和气体排放空间固定结构的多层电池模块的情况下，第一柱形二次电池组和第二柱形二次电池组的负极端子应该彼此面对或者面向相反的方向。在这种情况下，电池之间的电连接结构变得复杂。因此，甚至在与传统情况不同，层叠在竖直方向上的柱形二次电池布置成使得具有不同极性的端子在中间区域彼此面对时，需要一种有效地确保散热和气体排放空间的方法。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决现有技术的问题，并且因此本公开旨在提供一种多层电池模块以及包括多层电池模块的电池组，在该多层电池模块中，散热和防止链式燃烧结构应用于柱形电池单元组件，在柱形电池单元组件中正极端子和负极端子具有空间效率的布置成在竖直方向上彼此面对。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种多层电池模块，该多层电池模块包含：第一柱形电池单元，该第一柱形电池单元设置成竖立并且在横向和纵向方向上布置成矩阵形式；第二柱形电池单元，该第二柱形电池单元设置成竖立并且以一对一的关系布置在第一柱形电池单元上；以及散热器，该散热器由具有高导热性的材料制成并且布置在第一柱形电池单元和第二柱形电池单元之间的层边界处，其中，第一柱形电池单元和第二柱形电池单元布置成使其正极端子和其负电端子彼此面对，散热器插在它们之间，其中，散热器的面向正极端子的一部分朝向正极端子凸出以形成热量和气体排放路径，散热器的面向负极端子的一部分紧密贴合到负极端子以形成散热路径。

第一柱形电池单元和第二柱形电池单元可以布置成使得沿着横向方向相邻的第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的上部分和下部分颠倒，并且沿着纵向方向相邻的第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的上部分和下部分不颠倒。

散热器可以包括不平坦部分，该不平坦部分沿着横向方向具有不平坦图案并且具有与第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的横向布置区域和纵向布置区域对应的区域；以及散热部分，其从不平坦部分的至少一个边缘在竖直方向上具有增加的厚度，并且从所述第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的层边界暴露出。

多层电池模块可以还包含多个传热垫，所述多个传热递垫分别设置在第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的顶端和底端处，以覆盖在横向方向上相邻的所有负极端子和一部分正极端子。

多层电池模块可以还包含第一单元壳体，该第一单元壳体形成为包围第一柱形电池单元的每个的外周；以及第二单元壳体，该第二单元壳体竖直地联接到第一单元壳体，散热器插入在第一单元壳体和第二单元壳体之间，第二单元壳体形成为包围第二柱形电池单元中的每个的外周。

通过散热器的不平坦部分、第一单元壳体的上表面以及第二单元壳体的下表面，热量和气体排放路径可以被分隔成多个分开的隔室。

可以设置多个散热部，使得多个散热部沿着散热器的纵向方向不连续，并且多层电池模块还可以包含联接板，该联接板竖直地设置在散热部分之间并且联接到第一单元壳体和第二单元壳体的侧表面。

第一单元壳体和第二单元壳体可以包括侧突出部，所述侧突出部分别形成为从第一单元壳体和第二单元壳体的侧表面突出以在竖直方向上挤压散热部分。

在本发明的另一个方面中，还提供了一种多层电池组，该多层电池组包含：上述多层电池模块；以及配置成容纳多层电池模块的组壳，其中，组壳包括被配置成整体包围多层电池模块的侧外周的壳体；以及壳体上板和壳体下板，所述壳体上板和壳体下板分别联接到壳体的顶端和底端以覆盖多层电池模块的上部分和下部分。

壳体上板的内表面可以与位于第二柱形电池单元的顶端处的正极端子分开并且向其凸出，并且紧密地贴合到第二柱形电池单元的负极端子，并且壳体下板的内表面可以与位于第一柱形电池单元的底端的正极端子分开并且向其凸出，并且紧密地贴合到第一柱形电池单元的负极端子。

壳体可以具有形成在散热器所在高度处的排气孔。

有益效果

根据本公开的多层电池模块可以具有散热和气体排放空间而容易地将从柱形电池单元产生的热量和气体排放到正极端子和负极端子在竖直方向彼此面对的层边界处。

因此，即使在集中在狭窄空间中的任何一个柱形电池单元中产生热量和气体，也可以防止其他相邻柱形电池单元连串地燃烧或爆炸。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施方式的多层电池模块的立体图。

图2是沿图1的线I-I'截取的截面图。

图3是示出图2的第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的层边界部分的放大图。

图4是示出图1的散热器的立体图。

图5是图1的后视图。

图6是示出根据本公开的实施方式的第一柱形电池单元的顶端的一部分的图。

图7是图1的分解立体图。

图8是示出图7的第一单元壳体的分解立体图。

图9是示出根据本公开的实施方式的多层电池组的分解立体图。

图10是示出处于组装状态的图9的多层电池组的立体图。

图11是图10的后视图。

图12是沿图10的线II-II’截取的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应当被解释为限于一般含义和字典含义，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理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，在此提出的描述仅仅是仅用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。

图1是示出根据本公开的实施方式的多层电池模块的立体图，图2是沿图1的线I-I'截取的截面图，图3是示出图2的第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的层边界部分的放大图，以及图4是示出图1的散热器的立体图。

参照这些图，根据本公开的实施方式的多层电池模块100包括：第一柱形电池单元和第二柱形电池单元110、120；第一单元壳体160和第二单元壳体170，其分别用于容纳第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元池120并彼此竖直联接；以及散热器130，其插置在第一单元壳体160和第二单元壳体170之间。

柱形电池单元堆叠成两层。这里，可以理解，第一柱形电池单元110设置在第一层上，第二柱形电池单元120设置在第二层上。此外，散热器130位于第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的层边界处。

第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120在概念上根据其上部位置和下部位置分类，并且第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120具有相同的配置。这里，柱形电池单元包括例如凝胶卷(jelly-roll)型的电极组件、用于容纳电解液与电极组件的柱形电池壳、形成在电池壳顶端的正极端子、形成在电池壳底端的负极端子。

在该实施方式中，柱形电池单元可以被制造为使得形成正极端子的顶盖与电池壳分离，或者在顶盖处形成气孔，从而防止柱形电池单元因为柱形电池的内部压力由于在充电和放电过程期间在电池单元中产生的气体快速增加而爆炸。

一起参照图2和图8，第一柱形电池单元110可以在正极端子和负极端子朝向上侧或下侧竖立的状态下在横向和纵向方向上布置成矩阵形式(这里，基于每个图中所示的坐标，横向方向意味着±X轴方向，纵向方向意味着±Y轴方向)。

更具体地，第一柱形电池单元110可以布置成使得在横向方向上相邻的第一柱形电池单元颠倒，并且在纵向方向上相邻的第一柱形电池单元不颠倒。例如，每行中的柱形电池单元的上部分和下部分在X轴方向上颠倒，使得其顶部和底部的极性交替颠倒，并且每列中的柱形电池单元的上部分和下部分在Y轴方向上不颠倒，使得其顶部和底部的极性彼此相同(一起参照图2和8)。

第二柱形电池单元120可以设置在第一柱形电池单元110上，并且在横向和纵向方向上布置成矩阵形式以便以一对一的关系对应于第一柱形电池单元110。此外，类似于第一柱形电池单元110，第二柱形电池单元120也布置成使得在横向方向上相邻的第二柱形电池单元在其顶端和底端具有不同的极性，并且在纵向方向上相邻的第二柱形电池单元在其顶端和底端具有相同的极性。

此时，基于位于多层电池模块100的中部(即，位于多层电池模块100的层之间)的散热器130，具有不同极性的第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120设置成彼此面对。例如，在每一行中，第一柱形电池单元110的正极端子设置成竖直面对第二柱形电池单元120的负极端子，并且第一柱形电池单元110的负极端子布置成竖直面对第二柱形电池单元120的正极端子。

如果第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120如上所述布置，则与每行和列中的柱形电池单元的顶端和底端布置成具有相同极性的情况相比，柱形电池单元可以更容易地串联和/或并联连接。

此外，在一般多层电池模块100中，第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120彼此面对的中心部分(即，第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元110的层边界部分)具有高的蓄热率，并且当产生气体时，与外部相比，气体不易排出。本公开设计为通过将散热器130应用于第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120彼此面对的中心部分以顺畅地执行散热和气体排放而解决了该问题。

如图4所示，散热器130可以包括不平坦部分131以及散热部分132，该不平坦部分131沿着横向方向具有不平坦图案并且具有与第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的横向布置区域和竖直布置区域相对应的区域，该散热部分132从不平坦部分131的至少一个边缘具有增加的厚度并且从第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的层边界暴露出。在该实施方式中，散热部分132设置在不平坦部分131的两个边缘处，并且在散热部分132处设置分叉成若干分支的多个散热片132a，以确保足够的散热区域。

散热器130可以由具有高导热性的金属材料中的铝或铝合金制成。本公开的散热器130不限于铝。例如，可以使用铜、金或银，也可以使用除金属之外例如氮化铝和碳化硅的陶瓷材料。

作为参考，由于在充电和放电期间在电极端子处产生最大的热，因此冷却柱形电池单元的正极端子和负极端子是有效的。然而，如果正极端子覆盖有散热部分132，则柱形电池单元中产生的气体可能不能顺畅地排出，因此柱形电池单元很可能由于增加的压力而爆炸。因此，在本公开中，柱形电池单元的热量主要通过负极端子消散，并且散热器130形成在正极端子的顶部以确保气体排放空间。

具体地，散热器130的不平坦部分131设置成使得面向第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的每个正极端子的部分朝向正极端子凸出，从而形成用于排放柱形电池单元中产生的气体的气体排放路径。而且，散热器130的不平坦部分131的面对第一柱形电池单110和第二柱形电池单元120的每个负极端子的部分可以紧密地贴合到负极端子以形成通向散热部分132的散热路径。

如图5所示，每行的气体排放路径P可以沿着纵向方向(Y轴方向)与电池模块100的前表面和后表面中的至少一个连通。例如，将组装有BMS电路板和其他电子部件的BMS壳体190安装到本实施方式的电池模块100的前侧，并且气体排放路径P通过电池模块100的后部分与外面连通。

此外，散热器130的不平坦部分131吸收从第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的负极端子产生的热量。由于从电池模块100暴露出来的散热器130的散热部分132具有比不平坦部分131相对更低的温度，所以由不平坦部分131吸收的热量可以传递到散热部分132并排放到外面。

此时，为了提高导热性，可以在第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120与散热器130之间插入传热垫。传热垫由导热材料制成，并在散热器130和正极端子或负极端子之间传递热量。

传热垫可以通过粘合剂固定到散热器130和正极端子或负极端子。通过这样做，可以防止传热垫移动，并且可以去除或减少传热垫和散热器130之间的空气层或传热垫和正极端子或负极端子之间的空气层，以提高传热效率。

根据本公开的传热垫可布置在第一柱形电池单元和第二柱形电池单元110、120中的每一者的顶端和底端处，以将在横向方向上相邻的正极端子的一部分和所有负极端子一起覆盖。

传热垫根据其位置在概念上分为第一传热垫141、第二传热垫142和第三传热垫143。这里，第一传热垫141至第三传热垫143以相同的图案布置。因此，将详细描述第一传热垫141的构造和布置，并且将不详细描述第二传热垫142和第三传热垫143。

例如，一起参照图2至图3和图6至图8，位于第一柱形电池单元110的顶端处的正极端子110a和负极端子可以通过在纵向方向上延伸的多个金属板150彼此电连接。这里，金属板150是电连接柱形电池单元的由铜或铝制成的导电部件，并且金属板150被附接为部分地覆盖正极端子110a和负极端子。

第一传热垫141可以沿X轴方向与金属板150交替布置，以覆盖正极端子110a和负极端子的上部分。换言之，第一传热垫141可以覆盖负极端子的整个区域并且仅覆盖相邻正极端子110a的边缘区域。

更具体地，第一传热垫141可以包括由柱形电池单元的纵向布置长度延伸的带部分141a和以预定间隔在带部分141a处沿左右方向延伸的分支部分141b。

带部分141a沿纵向方向覆盖所有负极端子的上部分，分支部分141b沿左右方向覆盖与每个负极端子相邻的正极端子的边缘的一部分。

如果使用第一传热垫141，那么不仅负极端子而且正极端子110a的边缘的一部分可以接触第一传热垫141，使得第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的热量可以经由第一传热垫141从正极端子和负极端子快速传导到散热器130。此外，由于正极端子的上部分未被第一传热垫141和金属板150完全覆盖，因此在紧急情况下气体可以从正极端子排出。

再次参照图1、图2、图5和图7，根据本公开的多层电池模块100可以还包括第一单元壳体160，该第一单元壳体160由配置成彼此竖直联接的上壳和下壳制成以分别包围第一柱形电池单元110的外周，且第二单元壳体170由被配置成彼此竖直联接的上壳和下壳制成以分别包围第二柱形电池单元120的外周。此外，第一单元壳体160和第二单元壳体170可以对称地彼此联接，散热器130插置在第一单元壳体160和第二单元壳体170之间。

由于散热器130的不平坦部分131在X轴方向上具有不平坦结构，所以当散热器130与第一单元壳体160的顶表面和第二单元壳体170的底表面水平地设置时，不平坦部分131的顶部和底部被覆盖以在Y轴方向上形成长的热量和气体排放路径P。此时，热量和气体排放路径P被散热器130的不平坦部分131、第一单元壳体160的上表面和第二单元壳体170的下表面分隔成几个分开的隔室。例如，基于第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120，每行的气体排放路径P可以沿着纵向方向(Y轴方向)与电池模块100的前表面和后表面中的至少一个连通。本实施方式的电池模块100配置成使得BMS电路板和其他电子部件安装到其前侧，并且气体排放路径P通过其后侧与外面连通。

在这种情况下，即使任何一个柱形电池单元的正极端子破损而产生热量和气体，所述热量和气体也可以迅速地排到电池模块外。而且，由于电池模块的上部分和下部分以及左部分和右部分部分地阻挡散热器130，所以可以使对其他柱形电池单元的影响最小化。

散热器130的散热部分132可以在第一单元壳体160和第二单元壳体170的两侧表面处暴露于外。此外，第一单元壳体160和第二单元壳体170可以通过联接板180连接到单个主体中。

散热器130的散热部分132可以设置成多个，并且多个散热部分132沿着散热器130的纵向方向(Y轴方向)可以是不连续的。联接板180可以竖直地设置在散热部分132之间，并通过诸如螺钉或螺栓的紧固装置固定到第一单元壳体160和第二单元壳体170。联接板180可以分别固定地安装到第一单元壳体160和第二单元壳体170的两个侧表面。

根据这种联接配置，第一单元壳体160和第二单元壳体170可以被牢固地约束，并且位于第一单元壳体160和第二单元壳体170之间的散热器130可以完全不在上、下、左和右方向上移动。

此外，第一单元壳体160和第二单元壳体170还可以包括分别形成为从其侧表面突出的侧突出部163、173，以在竖直方向上挤压散热器130的散热部分132。

如图5所示，散热器130的暴露于外面的散热部分132可以被第一单元壳体160和第二单元壳体170的侧突出部163、173挤压而不移动。而且，尽管图中未示出，第一单元壳体160和第二单元壳体170的侧突出部163、173和散热器130的散热部分132可以通过竖直紧固螺栓或螺钉而彼此整体固定。

如上所述，通过设置在散热器130的散热部分132和挤压散热器130的散热部分132的顶部和底部的侧突出部163、173之间的联接板180，散热器130可以牢固地固定到第一单元壳体160和第二单元壳体170。

另外，如图8所示，第一单元壳体160和第二单元壳体170可以分别包括上壳161、171和下壳162、172，上壳161、171和下壳162、172可以彼此竖直联接。

上壳161、171和下壳162、172包围柱形电池单元的外表面，并且其顶端和底端可以暴露于外。例如，上壳161、171和下壳162、172可以包括能够将单独的柱形电池单元插入其中的电池保持器，并且可以彼此竖直地联接以围绕柱形电池单元的外表面。

此外，上壳161、171的顶端和下壳162、172的底端可以具有矩形件S，当插入柱形电池单元时，矩形件S可以支承柱形电池单元而不与电池保持器分离。

除了上述部件之外，多层电池模块100还可以包括用于控制第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的充电和放电的各种设备，例如BMS、电流传感器、保险丝等。

随后，参照图9至图12，将对多层电池组10进行说明。根据本公开的实施方式的多层电池组10包括上述多层电池模块100和配置成将多层电池模块100封装在其中的组壳200。作为参考，本实施方式的多层电池组10被设计为包括一个多层电池模块100，但是本公开不必限制于此。例如，与该实施方式不同，多层电池组10可以包括竖直和/或水平堆叠的两个或更多个多层电池模块100。

本实施方式的组壳200包括壳体210，以及用于覆盖壳体210的上部分和下部分的壳体上板220和壳体下板230。

壳体210可以具有大致四面体形状，其以对应于多层电池模块100的体积的尺寸整体地包围多层电池模块100的整个侧外周。可以在壳体210的前表面处设置正极端子、负极端子和其他通信端口，并且可以在壳体210的后表面处设置排气孔211。从多层电池模块100发出的热量或气体可以通过排气孔211排出到电池组10的外部。

当多层电池模块100容纳在组壳200中时，排气孔211可以设置在散热器130所在的高度处。例如，如图9和图11所示，在多层电池模块100的内部，排气孔211设置在与通过多层电池模块100的后表面与外部连通的热量和气体排放路径P相同的高度处。在这种情况下，由于排气孔211以相同的高度面对电池模块100的热量和气体排放路径P，所以可以更顺畅地将气体排到电池组10外。

此外，如图12所示，当壳体上板220安装到壳体210时，壳体上板220的内表面与位于第二柱形电池单元120的顶端处的正极端子分开并且朝向该正极端子凸出，并且紧密地贴合到负极端子。

因此，热量和气体排放路径P也可以形成在第二柱形电池单元120的上部分，类似于第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的层边界。此外，第二传热垫142可以另外附接到与负极端子接触的壳体上板220，以便增加来自负极端子的导热性。

壳体下板230具有类似于壳体上板220的结构。当壳体下板230安装到壳体210时，壳体下板230的内表面与位于第一柱形电池单元110的底端处的正极端子分开并且朝向该正极端子凸出，并且紧密地贴合到负极端子。因此，热量和气体排放路径P也可以形成在第一柱形电池单元池110的下部分，类似于第一柱形电池单元110和第二柱形电池单元120的层边界。此外，第二传热垫142可以另外附接到与负极端子接触的壳体上板220，以便增加来自负极端子的导热性。

即，根据本公开的壳体上板220和壳体下板230可以用于确保散热和气体排放空间(类似于上述散热器130)，并且保护电池模块免受外部冲击影响。因此，壳体上板220和壳体下板230可以优选地由具有优异机械刚度和优异导热性的金属材料制成。

本公开已被详细描述。然而，应当理解，详细说明和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但是仅作为解释方式给出，因为本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员来说从该详细说明将变得显而易见。

另外，当说明书中使用了指示上、下、左、右、前、后方向的术语时，对本领域技术人员来说显而易见的是，这些仅仅是为了便于解释而表示相对位置，可以根据观察者或被观察对象的位置而变化。

Claims (11)

1.一种多层电池模块，该多层电池模块包括：

第一柱形电池单元，所述第一柱形电池单元设置成竖立并且在横向方向和纵向方向上布置成矩阵形式；

第二柱形电池单元，所述第二柱形电池单元设置成竖立并且以一对一的关系布置在所述第一柱形电池单元上；以及

散热器，所述散热器由具有高导热性的材料制成并且布置在所述第一柱形电池单元与所述第二柱形电池单元之间的层边界处，

其中，所述第一柱形电池单元和所述第二柱形电池单元布置成使得第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的不同极性的端子彼此面对，并且

其中，所述散热器面对所述第一柱形电池单元和所述第二柱形电池单元中的每一个的正极端子的部分朝向所述正极端子凸出以形成热量和气体排放路径，并且所述散热器面对所述第一柱形电池单元和所述第二柱形电池单元中的每一个的负极端子的部分紧密贴合到所述负极端子以形成散热路径。

2.根据权利要求1所述的多层电池模块，

其中，所述第一柱形电池单元被布置成使得沿着横向方向相邻的第一柱形电池单元的上部分和下部分颠倒，并且沿着纵向方向相邻的第一柱形电池单元的上部分和下部分不颠倒，

其中，所述第二柱形电池单元被布置成使得沿着横向方向相邻的第二柱形电池单元的上部分和下部分颠倒，并且沿着纵向方向相邻的第二柱形电池单元的上部分和下部分不颠倒。

3.根据权利要求1所述的多层电池模块，

其中，所述散热器包括：

不平坦部分，所述不平坦部分沿着横向方向具有不平坦图案并且具有与所述第一柱形电池单元和所述第二柱形电池单元的横向布置区域和纵向布置区域相对应的区域；以及

散热部分，所述散热部分从所述不平坦部分的至少一个边缘在竖直方向上具有增加的厚度并且从所述第一柱形电池单元和第二柱形电池单元的层边界暴露出。

4.根据权利要求1所述的多层电池模块，该多层电池模块还包括：

多个传热垫，所述多个传热垫分别设置在所述第一柱形电池单元和所述第二柱形电池单元的顶端和底端，以覆盖在所述横向方向上相邻的所有负极端子和一部分正极端子。

5.根据权利要求3所述的多层电池模块，该多层电池模块还包括：

第一单元壳体，所述第一单元壳体形成为包围所述第一柱形电池单元的每个的外周；以及

第二单元壳体，所述第二单元壳体竖直地联接至所述第一单元壳体并且所述散热器插置在所述第一单元壳体和所述第二单元壳体之间，所述第二单元壳体形成为包围所述第二柱形电池单元中的每个的外周。

6.根据权利要求5所述的多层电池模块，

其中，所述热量和气体排放路径被所述散热器的不平坦部分、所述第一单元壳体的上表面以及所述第二单元壳体的下表面分隔成几个分开的隔室。

7.根据权利要求5所述的多层电池模块，

其中，所述散热部分设置为多个，并且所述多个散热部分沿着所述散热器的纵向方向是不连续的，并且

其中，所述多层电池模块还包括联接板，所述联接板竖直地设置在所述散热部分之间并且联接到所述第一单元壳体和所述第二单元壳体的侧表面。

8.根据权利要求5所述的多层电池模块，

其中，所述第一单元壳体和所述第二单元壳体包括侧突出部，所述侧突出部分别形成为从所述第一单元壳体和所述第二单元壳体的侧表面突出以在所述竖直方向上挤压所述散热部分。

9.一种多层电池组，该多层电池组包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的多层电池模块；以及

组壳，所述组壳被配置为容纳所述多层电池模块，

其中，所述组壳包括：

壳体，所述壳体被配置成整体地包围所述多层电池模块的侧面外周；以及

壳体上板和壳体下板，所述壳体上板和所述壳体下板分别联接到壳体的顶端和底端以覆盖多层电池模块的上部分和下部分。

10.根据权利要求9所述的多层电池组，

其中，所述壳体上板的内表面与位于所述第二柱形电池单元的顶端处的正极端子分开并且朝向所述正极端子凸出，并且紧密地贴合到所述第二柱形电池单元的负极端子，并且

其中，所述壳体下板的内表面与位于所述第一柱形电池单元的底端处的正极端子分开并且朝向所述正极端子凸出，并且紧密地贴合到所述第一柱形电池单元的负极端子。

11.根据权利要求9所述的多层电池组，

其中，所述壳体具有排气孔，所述排气孔形成在所述散热器所在的高度处。

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