CN116998049A - 具有自然散热功能的电池壳体 - Google Patents
具有自然散热功能的电池壳体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116998049A CN116998049A CN202280022629.9A CN202280022629A CN116998049A CN 116998049 A CN116998049 A CN 116998049A CN 202280022629 A CN202280022629 A CN 202280022629A CN 116998049 A CN116998049 A CN 116998049A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat dissipation
- battery
- heat
- holes
- battery case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 26
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 26
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 14
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- -1 LiMnO 3 Chemical compound 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013709 LiNi 1-x M Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016599 LixFe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDDVNKWVBSLTMB-UHFFFAOYSA-N [Cu]=O.[Li] Chemical compound [Cu]=O.[Li] QDDVNKWVBSLTMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920005608 sulfonated EPDM Polymers 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有自然散热功能的电池壳体，更具体地涉及包括这样结构的电池壳体：包括壳体主体，该壳体主体具有中空结构，该中空结构具有至少一个开口；以及通风单元，该通风单元安装在开口中，其中通风单元包括：框架，该框架配置为限定通风单元的外部；至少一个第一散热部，至少一个第一散热部在框架中设置为以预定角度倾斜，该第一散热部具有板形；以及第二散热部，该第二散热部沿着第一散热部的上边缘和/或下边缘设置，该第二散热部设置有多个第二通孔。
Description
技术领域
本申请要求于2021年11月23日提交的韩国专利申请第2021-0162571号以及于2022年11月8日提交的韩国专利申请第2022-0147774号的优先权的权益，这些韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种具有能够将从容纳在其中的电池单体或电池模块产生的热量排出到外部的自然散热功能而不需要单独的冷却装置，从而可以降低壳体中的温度的电池壳体。
背景技术
随着例如智能手机、笔记本电脑和数码相机的移动设备的技术发展以及对移动设备的需求的增加，一直在积极进行基于能够充电和放电的二次电池的研究。另外，作为替代导致空气污染的化石燃料的能源的二次电池已经被应用于电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(P-HEV)和储能系统(ESS)。
目前广泛使用的二次电池有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池。
单个二次电池单体(即，单个电池单体)的工作电压大约为2.0V至5.0 V。因此，当需要高于上述工作电压的输出电压时，可以彼此串联连接多个电池单体以构成单体模块组件。另外，根据所需的输出电压或充电容量和放电容量，电池模块组件可以彼此串联或并联连接以构成电池模块。此外，通常使用至少一个电池模块通过添加额外部件来制造电池组。
同时，对于电池模块，有由于在充电和放电期间从电池单体产生的热量导致电池单体的稳定性和效率降低的危险。为了防止这种情况，使用各种方法来冷却电池模块。
作为示例，可以利用使用冷却气体的空气冷却型冷却方法。在这种情况下，通常提供例如冷却风扇的装置。
在涉及电池系统的空气冷却设备的专利文献1中，提供了例如冷却风扇和冷却通道的装置来冷却电池系统。然而，在这种情况下，存在由于添加了冷却装置，生产成本增加，或者由于其安装空间导致能量密度降低的问题。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国专利申请公开第2015—0044162号。
发明内容
技术问题
鉴于上述问题，已经做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种具有能够将从电池单体或容纳在壳体中的电池模块产生的热量排出到外部而不需要单独的冷却装置的结构的电池壳体。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的电池壳体包括壳体主体(100)，该壳体主体具有中空结构，该中空结构具有至少一个开口(110)的中空结构；以及通风单元(200)，该通风单元安装在开口(110)中，其中通风单元(200)包括：框架(210)，该框架配置为限定通风单元的外部；至少一个第一散热部(220)，至少一个第一散热部在框架(210)中设置为以预定角度倾斜，该第一散热部具有板形；以及第二散热部(230)，该第二散热部沿着第一散热部(220)的上边缘和/或下边缘设置，该第二散热部设置有多个第二通孔(231)。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)的下边缘可以比第一散热部的上边缘向壳体主体(100)的外部倾斜更多。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)可以设置为平行于壳体主体(100)的第一表面。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)可以被形成为与壳体主体(100)的第一表面形成锐角。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)可以由金属材料或导热树脂制成。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第二散热部(230)可以由金属材料或导热树脂制成。
此外，在根据本发明的电池壳体中，还可以包括第三散热部(240)，该第三散热部位于第一散热部(220)的外表面，该第三散热部设置有多个第三通孔(241)，其中第一散热部(220)可以设置有多个第一通孔(221)以及与第一散热部(220)的外表面间隔开预定距离的支撑部(222)，使得第三散热部可滑动，支撑部被配置为覆盖第三散热部(240)的边缘，并且由于第三散热部(240)的移动，一部分或所有的第一通孔(221)与一部分或所有的第三通孔(241)可以彼此重叠，或者所有的第一通孔与所有的第三通孔可以不彼此重叠。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)、第二散热部(230)和第三散热部(240)中的每一者可以由金属材料制成。
此外，在根据本发明的电池壳体中，具有多个第四通孔(251)的涂层(250)可以位于第二散热部(230)的内表面或外表面，每个第四通孔(251)的截面积可以大于每个第二通孔(231)的截面积，所有的第二通孔(231)可以通过第四通孔(251)暴露，并且涂层(250)可以由在比第二散热部(230)低的温度下熔化的导热树脂制成。
此外，在根据本发明的电池壳体中，第一散热部(220)可以被形成为与所述壳体主体(100)的第一表面形成锐角。
另外，本发明提供一种包括电池壳体以及容纳在电池壳体中的多个电池单体的电池模块。
此外，在根据本发明的电池壳体中，每个电池单体可以是圆柱形电池单体、方形电池单体和软包型电池单体中的任一者。
另外，本发明提供一种包括电池壳体以及容纳在电池壳体中的多个电池模块的电池组。
有益效果
在上述描述中显然，根据本发明的电池壳体具有这样的优点：该电池壳体设置有具有形成在其中的通孔的通风单元，从而可以将电池壳体中的热量排出到外部，而不需要单独的冷却装置。
另外，根据本发明的电池壳体具有这样的优点：省略或最小化了用于冷却的单独的装置，从而可以由于体积和重量的减小而提高能量密度，并且降低生产成本。
另外，根据本发明的电池壳体具有这样的优点：可以根据外部环境调节通孔的打开面积和关闭面积。
此外，根据本发明的电池壳体具有这样的优点：提供了当电池壳体中的温度达到预定温度以上时能够封闭通孔的涂层，从而可以阻挡空气引入壳体，因此可以最小化火灾爆发的可能性。
附图说明
图1是根据本发明的第一优选实施例的电池壳体的透视图。
图2是图1所示的电池壳体的分解透视图。
图3是图1所示的通风单元的放大透视图。
图4是沿着图1的线A—A’截取的横截面图。
图5是根据本发明的第二优选实施例的通风单元的分解透视图。
图6是当从另一角度观察时，图5所示的通风单元的分解透视图。
图7是图5所示的通风单元的分解透视图。
图8是示出根据外部空气环境的第三散热部的功能的图。
图9是本发明的第三优选实施例的沿着图5的线B-B’截取的横截面图。
图10是第二散热部和涂层的分解透视图。
图11是本发明的第四优选实施例的第二散热部和涂层的分解透视图。
具体实施方式
在本申请中，应当理解的是，术语“包括”、“具有”、“包含”等，表示所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或添加。
另外，在所有的附图中，将使用相同的附图标记表示执行相似功能或操作的部分。在说明书中，在一个部分被称为被连接到另一部分的情况下，不仅可以使一个部分直接连接到另一部分，而且一个部分可以经由其他部分间接连接到另一部分。另外，包括某元件，不表示排除其他元件，而表示除非另有说明，否则还可以包括这些元件。
此外，在本申请中，根据各个部件的安装方向，涉及向上方向和向下方向的描述可以表示下侧和上侧或者一侧和另一侧。
在下文中，将参照附图描述根据本发明的具有自然散热功能的电池壳体。
图1是根据本发明的第一优选实施例的电池壳体的透视图，并且图2是图1所示的电池壳体的分解透视图。另外，图3是图1所示的通风单元的放大透视图，并且图4是沿着图1的线A-A’截取的横截面图。
当参照图1至图4描述根据本发明的第一实施例的电池壳体时，电池壳体包括壳体主体100和通风单元200。
壳体主体100用于保护容纳在其中的至少一个电池单体(未示出)或至少一个电池模块(未示出)，并且壳体主体100可以由底表面、侧面和上表面限定。当然，底表面和侧面可以形成主体，并且上表面可以是盖。在下文中，将假定底表面是第一表面、侧面是第二表面并且上表面是第三表面给出描述。
至少一个通风单元200被安装到构成壳体主体100的第二表面，并且在第二表面中形成通风单元200安装在其中的开口110。这里，优选地，开口110的数量等于安装在其中的通风单元200的数量。
当详细描述安装在壳体主体100的开口110中的通风单元200时，通风单元200可以包括框架210、第一散热部220和第二散热部230。
由于各自具有预定宽度和长度的多个单元构件彼此连接，框架210限定通风单元200的外边缘。尽管在图中框架的整体外形被示出为四边形，但是框架的形状可以不受限制地改变。
在被固定到框架210的状态下，具有板形的第一散热部220被配置为将在壳体主体100中产生的热量排出到外部。也就是说，在壳体主体100的内部与外部之间进行热交换。
因此，第一散热部220由表现出高导热率的材料制成以顺利地进行热交换。进一步考虑到可加工性，优选地，第一散热部由例如铝或铜的金属或表现出优异的导热率的树脂制成。
表现出优异的导热率的树脂不受特别的限制，只要树脂在常温下处于固态即可。作为示例，优选地，表现出优异的导热率的树脂是聚氨酯树脂或硅树脂，并且更优选地，例如铝的金属颗粒被添加到该树脂中。
可以设置多个第一散热部220。此时，第一散热部可以以倾斜的状态被固定到框架210，同时相对于开口110具有预定的角度，从而可以增加与壳体主体100内部和外部的空气的接触面积，这可以提高散热效果。
这里，尽管第一散热部220的倾斜角度不受特别的限制，但是优选地，第一散热部的下边缘比第一散热部的上边缘向壳体主体100的外部(图1中的左边)倾斜更多，以使引入到第二散热部230的水或水分最少化的第二通孔231，更优选地，下边缘不突出超过壳体主体100的第二表面。
具有板形的第二散热部230沿着第一散热部220的上边缘和/或下边缘设置。第二散热部可以被固定到第一散热部220，或可以被固定到框架210，优选地，多个第二通孔231被设置在第二散热部中。
此时，优选地，第二通孔231具有大约0.5mm至1.5mm的直径，以排出内部热空气并且进一步使从外部引入的物质或水分最少化。
同时，优选地，第二散热部230设置为平行于壳体主体100的第一表面，以牢固地防止外部物质或水分的引入，更优选地，第二散热部具有大于0°小于90°的锐角。
第二散热部230以与第一散热部220相同的方式通过热量交换降低壳体主体100中的温度。因此，第二散热部可以由与第一散热部220相同的材料制成，例如金属或导热树脂。然而，第二散热部可以由与第一散热部不同的材料制成，只要第二散热部能够执行散热功能即可。
构成通风单元200的框架210、第一散热部220和第二散热部230可以通过注塑成型一体地制造，或者当上述部件由不同材料制成时，可以通过嵌件注塑成型制造。
图5是根据本发明的第二优选实施例的通风单元的分解透视图，并且图6是当从另一角度观察时，图5所示的通风单元的分解透视图。另外，图7是图5所示的通风单元的分解透视图，并且图8是示出根据外部空气环境的第三散热部的功能的图。
将参照图5至图8描述本发明的第二实施例，并且除了通风单元以外，第二实施例在结构上与第一实施例相同。
根据本发明的第二实施例的通风单元200包括框架210、第一散热部220、第二散热部230和第三散热部240。框架210与第一实施例的框架相同，因此将省略重复的描述。
第一散热部220设置有第一通孔221和支撑部222，并且形成为板形且具有形成在其中的多个第三通孔241的第三散热部240位于第一散热部220的外表面处。
配置为支撑第三散热部240的支撑部222被设置在第一散热部220的边缘的一侧或相对侧。另外，第三散热部240与第一散热部220的外表面间隔开预定距离使得第三散热部位于第一散热部220与支撑部222之间。
同时，第三散热部的长度L2稍小于第一散热部的长度L1。原因在于第三散热部在纵向方向上在第一散热部220的前面滑动，以调节第三通孔241的位置。
例如，当外部天气条件较好时，调节第三散热部240的位置使得第一通孔221和第三通孔241彼此对准以将壳体主体100中的热量快速排出到外部(图8的(a))。另一方面，当外部天气条件较差时(例如，当下雨时)，第三散热部240的位置被改变使得第一通孔221和第三通孔241彼此错开(图8的(b))。
当然，显然的是，第三散热部240的位置可以根据需要进行调整，使得仅有一部分第一通孔221与一部分第三通孔241彼此重叠，
如上所述，根据本发明的第二实施例的电池壳体具有壳体中的热量可以通过第一散热部220的第一通孔221以及第三散热部240的第三通孔241被更快速地排出到外部的结构。
在本发明的第二实施例中，优选地，第一散热部220、支撑部222和第三散热部240中的每一者由表现出优异导热率的金属制成，例如铝或铜。
尽管在图中支撑部222被示出为具有板形，支撑部的形状或位置不受特别的限制，只要支撑部能够在支撑第三散热部240的同时滑动即可。
图9是本发明的第三优选实施例的沿着图5的线B-B’截取的横截面图，图10是第二散热部和涂层的分解透视图，并且图11是本发明的第四优选实施例的第二散热部和涂层的分解透视图。
将参照图9至图11描述本发明的第三实施例和第四实施例。除了涂层以外，第三实施例和第四实施例在结构上与第一实施例或第二实施例相同。
在本发明的第三实施例中，涂层250被设置在第二散热部230的内表面上。在本发明的第四实施例中，涂层250被设置在第二散热部230的外表面上。
涂层250设置有多个第四通孔251。优选地，每个第四通孔251的截面积大于每个第二通孔231的截面积，并且所有的第二通孔231通过第四通孔251暴露。更优选地，涂层250由在比第二散热部230低的温度下熔化的导热树脂制成，最优选地，基于第一表面，第一散热部220与壳体主体100的第一表面形成大于0°小于90°的锐角。
当由于各种原因在电池单体中发生热失控现象时，在电池单体中可能产生高温气体和火焰。在第三实施例和第四实施例中，可以阻挡空气引入到壳体，从而可以最小化火灾爆发的可能性。
具体地，当容纳在电池壳体中的电池单体正常工作时，电池壳体中的热量容易通过第二通孔231排出。然而，当由于热失控而导致电池壳体中的温度达到由导热树脂制成的涂层250的熔化温度时，导热树脂被熔化。
特别地，当具有附接到其上的涂层250的第二散热部230与壳体主体100的第一表面形成锐角时，熔化的涂层250沿着第二散热部230的表面向下流动以填充第二通孔231，从而可以使引入电池壳体的外部空气最少化。
同时，当电池单体被容纳在壳体主体100中时，可以使用各种类型的电池单体。
也就是说，电池单体可以被分类为具有安装在金属硬壳中的电极组件的硬壳型电池单体以及具有安装在配置为具有层合片材结构的软包中的电极组件的软包型电池单体。
根据金属硬壳的形状，硬壳型电池单体可以被分类为圆柱形电池单体或方型电池单体，并且圆柱形电池单体可以包括圆柱形电池硬壳、容纳在电池硬壳中的卷绕型电极组件以及结合到电池硬壳的上部的盖组件。这里，圆柱形电池硬壳可以由重量轻的导电金属材料制成，例如铝、不锈钢或其合金。
通过交替地层叠电极和隔板来制造电极组件，并且通过将电极活性材料涂布到电极集电器来制造电极。
电极活性材料被分类为正极活性材料或负极活性材料。导电剂和粘合剂被添加到活性材料中，以制造浆料，并且浆料被涂布到金属箔上。
这里，例如，正极活性材料可以由层状化合物构成，例如锂钴氧化物(LiCoO2)或锂镍氧化物(LiNiO2)，或者被一种或多种过渡金属取代的化合物；由化学式Lil+xMn2-xO4(其中，x＝0至0.33)表示的锂锰氧化物或锂锰氧化物，例如LiMnO3、LiMn2O3或LiMnO2的锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物(例如LiV3O8)、LiFe3O4、V2O5或Cu2V2O7；由化学式LiNi1-xMxO2(其中，M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且x＝0.01至0.3)表示的镍定位的锂镍氧化物；由化学式LiMn2-xMxO2(其中，M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，x＝0.01至0.1)或化学式Li2Mn3MO8(其中，M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)表示的锂锰复合氧化物；LiMn2O4，其中化学式中的一部分Li被碱土金属离子取代；二硫化物化合物；或者Fe2(MoO4)3。然而，本发明不限于此。
通常添加导电剂，使得基于包括正极活性材料的混合物的总重量，导电剂占1至30重量％。
导电剂不受特别的限制，只要导电剂表现出高的导电性，而不会在应用了导电剂的电池中引起任何化学变化即可。例如，以下材料可以被用作导电剂：例如天然石墨或人造石墨的石墨；例如乙炔黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑或热裂炭黑的炭黑；例如碳纤维或金属纤维的导电纤维；例如氟化碳粉末、铝粉或镍粉的金属粉末；例如氧化锌或钛酸钾的导电晶须；例如氧化钛的导电金属氧化物；或者例如聚亚苯基衍生物的导电材料。
作为有助于在活性材料与导电剂之间进行粘合并且有助于与集电器粘合的组份的粘合剂通常以基于包括正极活性材料的混合物的总重量的1至30重量％的量添加。作为粘合剂的示例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
例如，作为负极活性材料，可以使用以下材料：例如非石墨化碳或石墨基碳的碳；例如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me’：Al、B、P、Si、周期表第1、2和3族元素、卤素；0＜x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)的金属复合氧化物；锂金属；锂合金；硅基合金；锡基合金；例如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4或Bi2O5的金属氧化物；例如聚乙炔的导电聚合物；锂钴镍基材料；或者例如Si、SiO、SiO2或其混合物的硅基材料。然而，本发明不限于此。当然，负极活性材料中可以任选地进一步包括上述导电剂和粘合剂。
软包型电池单体包括软包壳体、电极组件和电极引线。软包壳体具有形成在其中以容纳电极组件的袋型容纳空间。通常，由外树脂层、金属层和内树脂层构成的层合片材被冲压以形成容纳空间。
具体地，外树脂层位于最外侧，并且外树脂层可以由表现出优异的拉伸强度、抗水分渗透性和抗空气透过性的耐热聚合物制成，使得外树脂层表现出高耐热性和耐化学性，同时保护所容纳的电极组件。作为示例，外树脂层可以由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。然而，本发明不限于此。
被设置为邻接外树脂层的金属层对应于配置为防止水分或各种气体从外部渗透到壳体的阻挡层。重量轻并且容易成型的铝薄膜可以用作金属层的优选材料。
内树脂层被设置为与电极组件直接接触，因此内树脂层必须表现出高绝缘性能和对电解液的高耐受性。另外，内树脂层必须表现出高密封性，以隔离外部紧密密封壳体(即，内层之间的热结合密封部必须表现出优异的热结合强度)。内部树脂层可以由表现出优异的耐化学性和高密封性的选自例如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯丙烯酸酯或聚丁烯的聚烯烃基树脂、聚氨酯树脂和聚酰亚胺树脂的材料制成。然而，本发明不限于此，并且最优选使用表现出例如拉伸强度、刚性、表面硬度和抗冲击性的优异的机械性能以及优异的耐化学性的聚丙烯。
电极组件可以是被配置为具有长片型负极和长片型正极在隔板被插设于该长片型负极和改长片型正极之间的状态下被卷绕的结构的卷绕型电极组件、包括单元电池的层叠型电极组件，每个单元电池被配置为具有矩形正电极和矩形负电极在隔板被插设于该矩形正电极和该矩形负电极之间的状态下层叠的结构、被配置为具有使用长隔离膜卷绕单元电池的结构的层叠和折叠型电极组件，或者被配置为具有单元电池在隔板被插设于其间的状态下层叠然后彼此附接的结构的层合和堆叠型电极组件，然而，本发明不限于此。
当然，上述电极活性材料和粘合剂被涂布到负极和正极中的每一者。
构成一对电极引线的正极引线和负极引线分别被电连接到正极接线片和负极接线片，并且从软包壳体暴露于外部。
显然，当多个电池单体被容纳在壳体主体中以构成电池模块时，除了电池单体和壳体主体以外，还提供了例如汇流条以及各种电路板的各种部分。
此外，当多个电池模块被容纳在壳体主体中以构成电池组时，可以安装将电池模块彼此连接所需的各种部件，例如连接汇流条和各种电路板。
另外，上述电池模块或电池组可用作各种装置的电源，例如电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(P-HEV)和储能系统(ESS)。
尽管已经详细描述了本发明的具体细节，但是本领域技术人员将理解，其详细描述仅公开了本发明的优选实施例，因此，不限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范畴和技术构思的情况下，可以进行各种改变和修改，并且显然的是，这些改变和修改落入所附权利要求的范围内。
【附图标记说明】
100：壳体主体
110：开口
200：通风单元
210：框架
220：第一散热部
221：第一通孔222：支撑部
230：第二散热部
231：第二通孔
240：第三散热部
241：第三通孔
250：涂层
251：第四通孔
L1：第一散热部的长度
L2：第二散热部的长度
Claims (13)
1.一种电池壳体，包括：
壳体主体，所述壳体主体具有中空结构，所述中空结构具有至少一个开口；以及
通风单元，所述通风单元安装在所述开口中，
其中，所述通风单元包括：
框架，所述框架配置为限定所述通风单元的外部；
至少一个第一散热部，所述至少一个第一散热部在所述框架中设置为以预定角度倾斜，所述第一散热部具有板形；以及
第二散热部，所述第二散热部设置为沿着所述第一散热部的上边缘和/或下边缘设置，所述第二散热部设置有多个第二通孔。
2.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，所述第一散热部的所述下边缘比所述第一散热部的所述上边缘向所述壳体主体的外部倾斜更多。
3.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，所述第一散热部设置为平行于所述壳体主体的第一表面。
4.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，所述第一散热部被形成为与所述壳体主体的第一表面形成锐角。
5.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，所述第一散热部由金属材料或导热树脂制成。
6.根据权利要求5所述的电池壳体，其中，所述第二散热部由金属材料或导热树脂制成。
7.根据权利要求1所述的电池壳体，还包括，
第三散热部，所述第三散热部位于所述第一散热部的外表面，所述第三散热部设置有多个第三通孔，
其中，所述第一散热部设置有多个第一通孔以及与所述第一散热部的所述外表面间隔开预定距离的支撑部，使得所述第三散热部可滑动，所述支撑部被配置为覆盖所述第三散热部的边缘，并且
由于所述第三散热部的移动，一部分或所有的所述第一通孔与一部分或所有的所述第三通孔彼此重叠，或者所有的所述第一通孔与所有的所述第三通孔不彼此重叠。
8.根据权利要求7所述的电池壳体，其中，所述第一散热部、所述第二散热部和所述第三散热部中的每一者由金属材料制成。
9.根据权利要求1所述的电池壳体，其中，
具有多个第四通孔的涂层位于所述第二散热部的内表面或外表面，
每个所述第四通孔的截面积大于每个所述第二通孔的截面积，
所有的所述第二通孔通过所述第四通孔暴露，并且
所述涂层由在比所述第二散热部低的温度下熔化的导热树脂制成。
10.根据权利要求9所述的电池壳体，其中，所述第一散热部被形成为与所述壳体主体的第一表面形成锐角。
11.一种电池模块，包括：
权利要求1至10中的任一项所述的电池壳体；以及
容纳在所述电池壳体中的多个电池单体。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，每个所述电池单体是圆柱形电池单体、方形电池单体和软包型电池单体中的任一者。
13.一种电池组，包括：
权利要求1至10中的任一项所述的电池壳体；以及
容纳在所述电池壳体中的多个电池模块。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2021-0162571 | 2021-11-23 | ||
| KR10-2022-0147774 | 2022-11-08 | ||
| KR1020220147774A KR20230076095A (ko) | 2021-11-23 | 2022-11-08 | 자연 방열 기능을 구비한 배터리 케이스 |
| PCT/KR2022/017935 WO2023096245A1 (ko) | 2021-11-23 | 2022-11-15 | 자연 방열 기능을 구비한 배터리 케이스 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116998049A true CN116998049A (zh) | 2023-11-03 |
Family
ID=88527086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280022629.9A Pending CN116998049A (zh) | 2021-11-23 | 2022-11-15 | 具有自然散热功能的电池壳体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116998049A (zh) |
-
2022
- 2022-11-15 CN CN202280022629.9A patent/CN116998049A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10522803B2 (en) | Battery pack including coupling member having assembling guide function | |
| KR101753213B1 (ko) | 배터리 셀, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩 | |
| CN110692161B (zh) | 电极组件及稳定二次电池的方法 | |
| KR101451044B1 (ko) | 쌍극형 전지 | |
| US20090047575A1 (en) | Cell and battery incorporating the cell | |
| KR102092112B1 (ko) | 전지셀들의 배열 방향이 상이한 전지모듈들을 포함하고 있는 전지팩 | |
| CN108140867B (zh) | 具有其中形成有多个电极接片的单元电极的袋型电池单元 | |
| KR20150034498A (ko) | 벤팅 커버를 구비하는 배터리 셀 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| JP2005149891A (ja) | バイポーラ電池、及びそれを用いた組電池 | |
| EP3327854B1 (en) | Battery cell including electrode lead containing gas adsorbent | |
| KR101999529B1 (ko) | 노치가 형성된 리드박스를 포함하는 파우치형 이차전지 | |
| JP4466088B2 (ja) | 組電池 | |
| KR102248868B1 (ko) | 일체형 버스 바를 포함하는 전지팩 | |
| JP2000090976A (ja) | リチウム二次電池モジュール | |
| KR20140013177A (ko) | 이차전지 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| KR20210035591A (ko) | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 | |
| EP4044331A1 (en) | Pouch-type secondary battery having increased energy density, and method for manufacturing same | |
| US20240154205A1 (en) | Battery case having natural heat dissipation function | |
| CN116998049A (zh) | 具有自然散热功能的电池壳体 | |
| KR101526513B1 (ko) | 권취형 이차전지 전극 조립체가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 일체형 이차전지 | |
| KR20230076095A (ko) | 자연 방열 기능을 구비한 배터리 케이스 | |
| EP4216356A1 (en) | Pouch type battery cell with improved safety | |
| US20230387471A1 (en) | Electrode assembly and secondary battery comprising same | |
| KR20230125668A (ko) | 벤팅 가스 흡착부재가 구비된 전극 및 이를 포함하는 전지 셀 | |
| KR20230125669A (ko) | 벤팅 가스 흡착부재가 구비된 전극조립체 및 이를 포함하는 전지 셀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |