CN115136400A - 用于防止连锁起火的电池模块制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于防止连锁起火的电池模块制造方法，并且更具体地涉及这样一种用于防止连锁起火的电池模块制造方法，包括：第一步骤，制备其中形成有具有预定尺寸的空间的多个接纳部(114)的模块壳体(110)；第二步骤，在所述接纳部(114)中容纳电池单元(130)；以及第三步骤，通过以预定温度加热来固定电池单元(130)，其中，模块壳体(110)包括下板(111)、多个侧板(112)以及用于形成接纳部(114)的多个分隔壁(113)，并且所述分隔壁(113)包括以预定高度从下板(111)延伸的下分隔壁(113(a))以及以预定高度从下分隔壁(113(a))延伸的上分隔壁(113(b))。

Description

用于防止连锁起火的电池模块制造方法
技术领域
本申请要求2020年6月29日提交的韩国专利申请2020-0079310的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，并且更具体地涉及一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，其被配置成使得到相邻电池单元的热传递被抑制并且该电池模块的重量减轻。
背景技术
随着近来由于空气污染和由于使用化石燃料而导致的能量消耗而对替代能源的开发，对能够储存所产生的电能的二次电池的需求增加。能够充电和放电的二次电池被密切地用于日常生活。例如，二次电池用于移动设备、电动车辆和混合电动车辆。
由于移动设备的使用增加、移动设备的复杂性增加以及电动车辆的发展，在现代社会中不可避免地使用的用作各种电子设备的能源的二次电池的所需容量已经增加。为了满足用户需求，多个电池单元被布置在小型装置中，而包括彼此电连接的多个电池单元的电池模块或包括多个电池模块的电池组被用在车辆中。
在电池模块或电池组中，多个电池单元彼此串联或并联连接以增加电池模块或电池组的容量和输出。在多个电池单元以彼此连接的状态使用的情况下，可能发生诸如过载的问题。
为了解决这个问题，已经开发了一种包括模块壳体的电池模块，该模块壳体能够抑制在特定电池单元中产生的热传递到与其相邻的另一电池单元。
图1是示出传统电池模块的立体图。如图1所示，传统电池模块10包括：多个电池单元11；模块壳体12，其被配置为在其中接纳多个电池单元11；以及填充物13，其被配置为包绕多个电池单元11并填充电池单元11之间的空间。
在传统电池模块中，填充物13形成在被接纳在模块壳体12中的电池单元11之间，由此电池单元11彼此隔开预定距离地布置。因此，具有能够抑制在特定电池单元11中产生的热移动到与其相邻的另一电池单元11的效果，由此能够提高电池模块的安全性。
然而，由于电池单元11彼此相邻地布置，使用填充物13填充是不容易的。此外，在产生空的空间的情况下，不可能充分地抑制热传递，并且电池单元没有被牢固地固定，由此即使由于弱的外部冲击，电池单元11也可能移动，这可能导致重大事故。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国专利公报2019-0132631
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，配置成使得在接纳在该电池模块中的多个电池单元中的任何一个电池单元中产生的热量到与其相邻的另一个电池单元的移动被抑制并且这些电池单元被牢固地固定。
本发明的另一目的是提供一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，使得电池模块的能量密度高，同时电池模块的重量减轻。
本发明的另一个目的是提供一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，使得制造时间减少并且产品缺陷率降低。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的能够防止连锁起火的电池模块制造方法包括：制备其中形成有多个接纳部114的模块壳体110的步骤，所述多个接纳部中的每个接纳部具有预定尺寸的空间；在所述多个接纳部114中的每个接纳部中接纳电池单元130的步骤；以及执行加热至预定温度以固定所述电池单元130的步骤，其中，所述模块壳体110包括：下板111；多个侧板112；以及被配置成形成所述多个接纳部114的多个分隔壁113，并且每个所述分隔壁113包括从所述下板111延伸预定高度的下分隔壁113(a)和从所述下分隔壁113(a)延伸预定高度的上分隔壁113(b)。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述下分隔壁113(a)和所述上分隔壁113(b)可以由不同材料制成。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述模块壳体110的所述下板111、所述侧板112和所述下分隔壁113(a)中的每一者由热塑性树脂制成，并且所述上分隔壁113(b)由热固性树脂制成。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述热塑性树脂可以是改性聚苯醚(mPPE)或聚碳酸酯(PC)，并且所述热固性树脂可以是硅、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述上分隔壁113(b)可以进一步包括玻璃泡。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述模块壳体110可以通过注射成型形成。
此外，根据本发明的电池模块制造方法还可以包括在制备其中形成有多个接纳部114的模块壳体110的步骤与在所述多个接纳部114中的每个接纳部中接纳电池单元130的步骤之间将粘合构件120注入所述接纳部114中的步骤，每个所述接纳部具有所述预定尺寸的空间。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述粘合构件120可以是热固性树脂。
此外，在根据本发明的电池模块制造方法中，所述电池单元130可以是圆柱形或棱柱形。
此外，本发明提供一种其中接纳有通过具有一个或多个上述特征的制造方法制造的电池模块100的电池组。
此外，本发明提供一种其中安装有上述电池组的装置。
有利效果
如从以上描述中显而易见，能够防止连锁起火的电池模块制造方法具有以下优点：预先在模块壳体中形成电池单元接纳部，将粘合构件注入到接纳部中，并且将电池单元接纳并固定在接纳部中，由此可以极大地减少制造时间。
此外，能够防止连锁起火的电池模块制造方法的优点在于，在电池单元接纳过程中，预先注入到接纳部中的热固性粘合构件均匀地包绕电池单元的外表面，由此能够牢固地固定电池单元，并因此电池模块的抗冲击性高。
此外，能够防止连锁起火的电池模块制造方法的优点在于，在被配置成将电池单元彼此隔开的分隔壁中包含玻璃泡，由此可以减轻电池模块的重量，并且使用较少的相对昂贵的热固性树脂，由此可以降低制造成本。
附图说明
图1是示出传统电池模块的立体图。
图2是根据本发明优选实施方式的电池模块的立体图。
图3是沿图2的线A-A'截取的截面图。
图4是根据本发明优选实施方式的电池单元的截面图。
图5是示出根据本发明优选实施方式的电池模块制造方法的流程图。
图6是示出根据本发明优选实施方式的电池模块制造方法的概念图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的优选实施方式。然而，在详细描述本发明的优选实施方式的操作原理时，当合并于此的已知功能和配置可能使本发明的主题模糊时，将省略其详细描述。
此外，在整个附图中使用相同的附图标记来表示执行类似功能或操作的部件。在整个说明书中一个部件被称为连接到另一个部件的情况下，不仅该一个部件可以直接连接到另一个部件，而且该一个部件可以经由其它部件间接连接到另一个部件。此外，包括某一元素并不意味着排除其它元素，而是意味着可以进一步包括这些元素，除非另有说明。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的能够防止连锁起火的电池模块制造方法。
图2是根据本发明优选实施方式的电池模块的立体图，图3是沿图2的线A-A'截取的截面图。
参照图2和图3，根据本发明的电池模块100包括模块壳体110、粘合构件120和接纳在模块壳体110中的多个电池单元130。
首先，具有大致六面体外形的模块壳体110包括平坦的下板111和从下板111的边缘垂直向上延伸的四个侧板112，以提供空间，多个电池单元130以彼此间隔开预定距离的状态接纳在该空间中。
这里，下板111和四个侧板112中的每一个可以由表现出预定强度的热塑性树脂制成，以保护接纳的电池单元130免受外部冲击，例如改性聚苯醚(mPPE)或聚碳酸酯(PC)。然而，各板的材料没有特别限制，只要该板能够实现相同的目的和功能即可。
此外，在由下板111和侧板112限定的空间中设置分隔壁113，以形成多个接纳部，电池单元130分别接纳在所述接纳部中。分隔壁113可以包括从下板111延伸预定高度的下分隔壁113(a)和从下分隔壁113(a)延伸预定高度的上分隔壁113(b)。
这里，下分隔壁113(a)优选由与下板111相同的材料制成，即热塑性树脂，例如改性聚苯醚(mPPE)或聚碳酸酯(PC)，而上分隔壁113(b)优选由表现出低导热性和高耐热性的热固性树脂制成，例如硅、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
因此，每个被接纳的电池单元130的下侧的一部分可以由下分隔壁113(a)支撑，下分隔壁113(a)表现出高刚度，并且从电池单元到与其相邻的另一电池单元的热传递可以由上分隔壁113(b)最小化。当然，显然电池单元130也可以由上分隔壁113(b)固定和支撑。
同时，每个具有预定尺寸的空玻璃泡可进一步包括在上分隔壁113(b)中。即，在诸如硅、环氧树脂或聚氨酯的热固性树脂与玻璃泡混合以形成上分隔壁113(b)的情况下，可以减轻模块壳体110的重量，并且使用较少相对昂贵的热固性树脂，由此可以降低制造成本。
此外，可以在电池单元130的外表面和分隔壁113之间进一步设置粘合构件120，例如由与上分隔壁113(b)相同的材料即热固性树脂制成的粘合构件120。
虽然在图3中所示的粘合构件120仅插入在分隔壁113和电池单元130的侧表面之间，但是显然粘合构件也可以形成在下板111和电池单元130的底表面之间。
尽管没有特别限制，但是分隔壁113的厚度或分隔壁113的厚度与粘合构件120的厚度之和可以为2mm或更小，优选为1mm或更小，以增加电池模块的能量密度。
图4是根据本发明优选实施方式的电池单元的截面图。接纳在根据本发明的模块壳体中的电池单元不限于图4所示的圆柱形电池单元，并且可以是棱柱形电池单元。
当通过示例描述图4所示的圆柱形电池单元时，电池单元130可以通过以下方式制造：将卷绕型电极组件131接纳在金属罐132中，将电解溶液注入到金属罐132中，并且将其上形成有电极端子的盖组件133连接到金属罐132的开口上端。
这里，电极组件131通过依次堆叠正极131(a)、负极131(b)和隔膜131(c)并将其卷绕成圆形来制造。
圆柱形中心销135插入到形成在电极组件131的中心区域处的中空芯部134中。中心销135通常由金属材料制成以具有预定强度。中心销135用于固定和支撑电极组件131，并且还用作通道，该通道被配置为排放当电池单元被充电和放电时以及当电池单元被操作时由于内部反应而产生的气体。
同时，正极端子133(a)以突出状态形成在盖组件133的上端的中心区域上，并且金属罐132的剩余区域形成负极端子133(b)。
当然，可用作二次电池的电池单元不限于具有上述构造的圆柱形电池单元130。
图5是示出根据本发明优选实施方式的电池模块制造方法的流程图，图6是示出根据本发明优选实施方式的电池模块制造方法的概念图。
参照图5和图6，根据本发明的优选实施方式的电池模块制造方法包括：步骤(S1)，在步骤(S1)中制备其中形成有多个接纳部的模块壳体；步骤(S2)，在步骤(S2)中将粘合构件注入所述多个接纳部中；步骤(S3)，在步骤(S3)中在每个所述接纳部中接纳电池单元；以及步骤(S4)，在步骤(S4)中执行加热至预定温度以固定所述电池单元。
首先，制备其中形成有多个接纳部的模块壳体的步骤(S1)是制备具有上述构造的模块壳体110的步骤，即具有由下板111和四个侧板112限定的空间的模块壳体110，其中接纳部114借助分隔壁113形成在该空间中，每个分隔壁113包括下分隔壁113(a)和上分隔壁113(b)。
在此，显然每个接纳部114的内径必须稍微大于其中接纳的圆柱形电池单元的外径，并且玻璃泡优选地混合在上分隔壁113(b)中。
同时，优选地，模块壳体110通过注射成型制造为一体。作为实施例，可以使用二次成型、多次注射或阻挡注射成型。然而，只要可以集成不同的材料，成型方法没有特别的限制。在采用上述成型方法的情况下，优点在于可以形成具有小厚度的分隔壁113，并且分隔壁113的厚度是均匀的。
将粘合构件注入到多个接纳部中的步骤(S2)是通过注射部200注入预定量的由诸如硅、环氧树脂或聚氨酯的热固性材料制成的粘合构件120的步骤。
粘合构件200填充待接纳的电池单元130和分隔壁113之间的间隙，以牢固地固定电池单元130并防止热传递到与其相邻的另一电池单元130。
在在每个接纳部中接纳电池单元的步骤(S3)中，在接纳部114填充有预定量的粘合构件120的状态下，使电池单元130位于接纳部114中。此时，粘合构件120被向上推至分隔壁113与电池单元130之间的空间，由此粘合构件具有围绕电池单元130的外周表面的形状。
执行加热至预定温度以固定电池单元的步骤(S4)是最后的步骤，其是将粘合构件120加热至预定温度的步骤，在该预定温度下热固性树脂可以硬化预定时间以将电池单元130固定到分隔壁113。
通常，多个电池单元被接纳在模块壳体中，热固性树脂被注入电池单元之间的空间中，并且热固性树脂被硬化，由此制造电池模块。然而，不容易将热固性树脂注入电池单元之间的小间隙中，由此导致产品缺陷并增加制造时间。
相反，在本发明中，制备具有形成在其中的电池单元接纳部的模块壳体，将粘合构件注入接纳部中，并且接纳电池单元并硬化，由此可以非常容易地形成分隔电池单元的分隔壁。
本发明可以提供一种其中接纳有通过具有至少一个上述特征的电池模块制造方法制造的电池模块的电池组。
此外，本发明可以提供具有安装在其中的电池组的装置。该装置可以是包括大容量电池的电子装置，例如电动车辆，混合动力电动车辆或插电式混合动力电动车辆。
本发明所属领域的技术人员将理解，基于以上描述，在本发明的范畴内各种应用和修改是可能的。
(附图标记说明)
100：电池模块
110：模块壳体
111：下板112：侧板
113：分隔壁
113(a)：下分隔壁113(b)：上分隔壁
114：接纳部
120：粘合构件
130：电池单元
131：电极组件
131(a)：正极131(b)：负极
131(c)：分隔件
132：金属罐
133：盖组件
133(a)：正极端子133(b)：负极端子
134：芯部
135：中心销
200：注射部

Claims (11)

1.一种能够防止连锁起火的电池模块制造方法，该电池模块制造方法包括以下步骤：
制备其中形成有多个接纳部的模块壳体，所述多个接纳部中的每个接纳部具有预定尺寸的空间；
在所述多个接纳部中的每个接纳部中接纳电池单元；以及
执行加热至预定温度以固定所述电池单元，
其中，所述模块壳体包括：下板；多个侧板；以及被配置成形成所述多个接纳部的多个分隔壁，并且
其中，每个所述分隔壁包括从所述下板延伸预定高度的下分隔壁和从所述下分隔壁延伸预定高度的上分隔壁。
2.根据权利要求1所述的电池模块制造方法，其中，所述下分隔壁和所述上分隔壁由不同的材料制成。
3.根据权利要求2所述的电池模块制造方法，其中，所述模块壳体的所述下板、所述侧板和所述下分隔壁中的每一者由热塑性树脂制成，并且
其中，所述上分隔壁由热固性树脂制成。
4.根据权利要求2所述的电池模块制造方法，其中，所述热塑性树脂是改性聚苯醚(mPPE)或聚碳酸酯(PC)，并且
其中，所述热固性树脂是硅、环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的电池模块制造方法，其中，所述上分隔壁进一步包括玻璃泡。
6.根据权利要求1所述的电池模块制造方法，其中，所述模块壳体通过注射成型形成。
7.根据权利要求1所述的电池模块制造方法，所述电池模块制造方法还包括在制备其中形成有多个接纳部的模块壳体的步骤与在所述多个接纳部中的每个接纳部中接纳电池单元的步骤之间将粘合构件注入所述接纳部中的步骤，每个所述接纳部具有所述预定尺寸的空间。
8.根据权利要求7所述的电池模块制造方法，其中，所述粘合构件是热固性树脂。
9.根据权利要求1所述的电池模块制造方法，其中，所述电池单元是圆柱形或棱柱形的。
10.一种电池组，在所述电池组中接纳有通过根据权利要求1至9中的任一项所述的电池模块制造方法制造的电池模块。
11.一种包括根据权利要求9所述的电池组的装置。
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