CN117480678A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本公开的一方式的电池模块具备：电池壳体；以及多个层压电池，其储存于电池壳体内，多个层压电池的各层压电池具有：电极体；收纳部，其收纳电极体；以及密封部，其将收纳部的周围密封，收纳部包括排气部和主体部，电池壳体内以排气部的顶端留在模制树脂之外的方式利用模制树脂进行了填充。

Description

电池模块
技术领域
本公开涉及电池模块。
背景技术
电池模块通常具备多个二次电池和收纳该多个二次电池的电池壳体。近年来，从轻量化的观点出发，研究了使用层压电池作为二次电池。另外，存在二次电池在异常时会产生气体的情况，因此，针对电池模块，为了防止破裂，还要求气体排出功能。在专利文献1中公开了一种电池模块，在该电池模块中，在收纳层压电池的电池壳体的内部填充模制树脂而形成树脂固定部，并且设有成为气体的排气路径的树脂缺损部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-190734号公报
发明内容
然而，在电池模块中使用多个电池的情况下，即使由于一个电池的异常过热而排出可燃性的高温气体，也需要针对如下情况防患于未然：异常过热向相邻的电池相继传播。就专利文献1所公开的电池模块而言，担忧由于在与层压电池接触的部分设置的树脂缺损部而致使在相邻的电池之间发生导热的情况。这样，专利文献1所公开的技术对于因异常过热的传播而引起的电池损害的研究不充分，仍有改善的余地。
本公开的目的在于提供一种抑制因异常电池的过热的传播而引起的电池损害的扩大并且确保自层压电池排气的排气路径的电池模块。
对于本公开的一方案的电池模块，其特征在于，具备：电池壳体；以及多个层压电池，其储存于电池壳体内，多个层压电池的各层压电池具有：电极体；收纳部，其收纳电极体；以及密封部，其将收纳部的周围密封，收纳部包括排气部和主体部，电池壳体内以排气部的顶端留在模制树脂之外的方式利用模制树脂进行了填充。
在本公开的一方案的电池模块中，也可以是，主体部埋在模制树脂中。
在本公开的一方案的电池模块中，也可以是，多个层压电池分别具有多个收纳部。
在本公开的一方案的电池模块中，也可以是，收纳部的排气部从主体部的电极体的一侧方在电极体的轴向上比主体部突出地设置。
在本公开的一方案的电池模块中，也可以是，使排气部的顶端的延长线上的、层压电池的密封部开封而自电极体排出的气体的排气路径形成于电池壳体的内表面与填充于电池壳体内的模制树脂的上表面之间。
根据本公开的一方案的电池模块，能够抑制因异常电池的过热的传播而引起的电池损害的扩大，能够确保自层压电池排气的排气路径。
附图说明
图1是实施方式的一例的电池模块的分解立体图。
图2是从上方观察实施方式的一例的电池模块的电池壳体内的局部而得到的俯视图。
图3是图2的A-A线处的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本公开的实施方式。此外，以下，在包括多个实施方式、变形例等的情况下，自最初便设想将上述多个实施方式、变形例等的特征部分适当地组合而构成新的实施方式的情况。另外，以下说明的构成要素中的未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素是任意的构成要素，而并非必需的构成要素。
附图包括示意图，在不同的图之间，各构件的进深、宽度、高度等尺寸比未必一致。另外，在本说明书中，在使用“大致”这样的用语的情况下，以与“大概”这样的用语相同的含义来使用，“大致～”这样的必要条件只要是实质上相同即可满足。
首先，参照图1对电池模块1的概略进行说明。图1是实施方式的一例的电池模块1的分解立体图。电池模块1具备：电池壳体14；以及多个层压电池10，其以立起姿势储存于电池壳体14内。
在本实施方式中，两个层压电池10以主平面相对于电池壳体14的底面大致垂直的方式立起。在两个层压电池10彼此之间以及层压电池10的周围共设有3个分隔壁12。此外，储存于电池模块1的层压电池10的数量没有特别限定。另外，分隔壁的数量也没有特别限定。以下，将X方向设为进深方向，将Y方向设为宽度方向，将Z方向设为高度方向，特别是将Z的+方向设为上方向，将Z的－方向设为下方向。此外，电池模块1的使用时的设置方向没有特别限定，例如，也可以是，电池模块1以Z方向与地面水平的方式来使用。
电池壳体14由壳体主体14a和将壳体主体14a的开口堵塞的盖16形成，形成电池模块1的外壳，并储存层压电池10和分隔壁12。就电池壳体14的形状而言，只要能够在内部储存层压电池10和分隔壁12即可，没有特别限定，例如，壳体主体14a是在上表面具有开口的长方体形状。盖16是在下表面具有开口的长方体形状，与壳体主体14a嵌合而将壳体主体14a的上部开口堵塞。电池壳体14内利用图1中未图示的模制树脂进行填充。即，在收纳于电池壳体14的内部的层压电池10以及分隔壁12之间的间隙填埋有模制树脂。此外，通常，在电池壳体14设置与收纳于电池壳体14内的层压电池10电连接的外部端子，但在图1中省略了外部端子。
层压电池10主要作为动力用的电源来使用。层压电池10例如作为电动汽车、电动工具、电动助力自行车、电动摩托车、电动轮椅、电动三轮车、电动推车等由马达驱动的电动设备的电源来使用。不过，层压电池10的用途没有限定，例如也可以作为清洁设备、对讲机、照明装置、数码相机、摄像机等在室内外使用的各种电气设备的电源来使用。
层压电池10具有：电极体；收纳部22，其收纳电极体；以及密封部23，其将收纳部22的周围密封。也可以是，层压电池10分别具有多个收纳部。在本实施方式中，在层压电池10中，在沿宽度方向排列的8个收纳部22的各收纳部22中具有圆筒形状的电极体。另外，在收纳部22中，除了包含电极体之外，例如还包含电解液。电解液例如是包含非水溶剂和溶解于非水溶剂的电解质盐的非水电解质。
层压电池10的外装体由两片层压片构成。作为层压片，能够使用将金属层和树脂层层叠而成的片材。层压片例如具有夹着金属层的两个树脂层，一个树脂层由能够热压接的树脂构成。作为金属层的例子，能举出铝层。
层压电池10的外形例如在俯视时为大致矩形形状。在层压电池10中，将层压片彼此接合而形成密封部23，由此，收纳有电极体等的收纳部22被密闭。在本实施方式中，密封部23形成于层压电池10的端缘、以及收纳部22彼此之间。换言之，密封部23将收纳部22密封，并且将相邻的收纳部22彼此相互连结起来。
收纳部22是被密封部23包围的部分，通过在两片层压片中的至少一者形成能够收纳电极体的凹部而设置收纳部22。在本实施方式中，该凹部形成于两片层压片双方，收纳部22向进深方向的两侧鼓出。
圆筒形状的电极体具有带状的电极(正极和负极)隔着隔膜卷绕而成的卷绕型的构造。此外，电极体的形状不限定于圆筒形状。另外，层压电池10所包含的电极体的数量也没有特别限定。另外，电极体的构造不限定于卷绕型，例如，也可以是多个正极和多个负极隔着隔膜逐片交替层叠而成的层叠型。
在层压电池10的上端，第1电极引线24自与各电极体对应的位置伸出。在层压电池10的下端，第2电极引线26自与各电极体对应的位置伸出。即，在层压电池10的上端和下端电极引线分别伸出电极体的数量。
例如，第1电极引线24的一端连接于电极体中的正极，第2电极引线26的一端连接于电极体中的负极。也可以是，第1电极引线24连接于负极，第2电极引线26连接于正极。另外，也可以是，第1电极引线24和第2电极引线26双方自层压电池10的上端和下端中的任一者伸出。此外，通常，在第1电极引线24和第2电极引线26分别连接有金属板等集电构件，再者，集电构件与设于电池壳体14或盖16的外部端子连接，但在图1中，省略了集电构件、外部端子等电连接构件。
多个层压电池10也可以在考虑到安全性的基础上最紧密地填充在电池模块1内。例如，也可以是，将相邻的层压电池10配置为一个层压电池10的电极体位于另一个层压电池10中相邻的电极体之间。即，也可以是，相邻的层压电池10以进深方向的厚度变薄的方式在宽度方向上错开地配置。
在本实施方式中，分隔壁12设于两个层压电池10彼此之间、以及两个层压电池10的周围，但分隔壁12也可以仅设于多个层压电池10彼此之间。分隔壁12与层压电池10同样呈立起姿势，例如高度比层压电池10高。分隔壁12例如具有在模制树脂固化之前保持层压电池10而进行层压电池10的定位的功能。分隔壁12例如也可以是沿着自层压电池10鼓出的收纳部22的形状反复凹凸的波形板形状，也可以是平板。
分隔壁12的材质没有特别限定，但优选的是具有绝缘性。作为分隔壁12的材质，能够例示聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、NORYL(注册商标)树脂(改性PPE)等热塑性树脂、聚氨酯等弹性材料、二氧化硅类的绝热材料等。另外，由于层压电池10的外装具有绝缘性，因此也可以是，分隔壁12使用铝、铝合金等相较于模制树脂20而言散热性优异的金属板，提高层压电池10的散热性。
接下来，参照图2和图3对电池模块1的电池壳体14内的结构进行说明。图2是从上方观察实施方式的一例的电池模块1的电池壳体14内的局部而得到的俯视图。图3是图2的A-A线处的剖视图。
如图2所示，电池壳体14内利用模制树脂20进行了填充。在向电池壳体14的内部填充模制树脂20的填充作业中，在使壳体主体14a的上部开口朝上并使层压电池10和分隔壁12以立起姿势定位于壳体主体14a内的状态下，使模制树脂从上部开口流入。通过电池壳体14内利用模制树脂20进行填充，能够保护周边电池不受因层压电池10的异常引起的过热的影响从而防止延烧。另外，多个层压电池10的上端自模制树脂20的上表面突出。通过使层压电池10的上端自模制树脂20的上表面突出，能够在异常时确保排气路径。具体而言，通过在收纳部22产生的气体的压力来使层压电池10的上端的、形成密封部23的两片层压片之间开封从而形成排气路径。
作为模制树脂20，能够例示丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚氯乙烯(PVC)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚氨酯类树脂等。
如图3所示，收纳部22周围被密封部23包围而密闭。收纳部22包括排气部22a和主体部22b。排气部22a是从主体部22b的电极体的一侧方向上方突出的部位。当在异常时收纳部22的内部压力上升时，排气部22a的顶端的延长线上的、层压电池10的密封部23被开封，气体自层压电池10的上端向大气中排出。排气部22a的设置位置没有特别限定，不过，也可以是，如图3所示，设于主体部22b的外缘的局部。在此使用的“上方”这一用语表示向电池壳体14的内部填充模制树脂时的上方向，在图3中是X方向，是电极体的轴向的一侧，表示层压电池10的立起方向的一侧。而且，“上表面”这一用语与权利要求书中使用的“上表面”这一用语一并表示向电池壳体14的内部填充模制树脂时的上方向的面。
主体部22b是收纳电极体和电解液的部位。主体部22b的外形是圆筒形状，俯视时如图3所示为大致矩形形状。第1电极引线24自主体部22b的上端伸出，第2电极引线26自主体部22b的下端伸出。在第1电极引线24和第2电极引线26分别连接有金属板等集电构件，多个层压电池10的第1电极引线24彼此以及第2电极引线26彼此分别连接，多个层压电池10并联连接。
在图3中，虚线所示的M表示模制树脂20的上表面。即，在虚线与壳体主体14a的底面之间的空间填充有模制树脂20，在本实施方式中，主体部22b埋在模制树脂20中。由此，能够利用模制树脂20来包围收纳电极体的主体部22b，因此能够更显著地抑制因异常电池向周围电池的导热而导致的电池损害。此外，模制树脂20的上表面也可以比主体部22b的上端靠下方。
排气部22a的顶端存在于比模制树脂20的上表面M靠上方的位置。换言之，电池壳体14内以排气部22a的顶端留在模制树脂20之外的方式利用模制树脂20进行了填充。由此，排气部22a的顶端不受模制树脂20的影响，能够使排气部22a的上方的密封部23开封。使密封部23开封而自电极体经由排气部22a排出的气体穿过在电池壳体14的内表面与模制树脂20的上表面M之间形成的排气路径并从设于电池壳体14的排气孔向电池壳体14外部排出。
在图3中，G1表示排气部22a的顶端与模制树脂20的上表面M之间的距离。能够确保自层压电池10排气的排气路径的G1的范围根据异常时的收纳部22的内部压力、密封部23的两片层压片的剥离强度等而变化，因此没有特别限定，不过，例如为1mm～10mm，优选为2mm～8mm。
在图3中，G2表示排气部22a的顶端与层压电池10的上端之间的距离。能够确保自层压电池10排气的排气路径的G2的范围根据异常时的收纳部22的内部压力、密封部23的两片层压片的剥离强度等而变化，因此没有特别限定，不过，例如为1mm～10mm，优选为2mm～8mm。
如上述那样，根据本公开的电池模块，层压电池的收纳部包括排气部，并且利用预定量的模制树脂填充电池壳体内，因此能够确保在异常时用于自层压电池排出气体的排气路径，并且能够防止延烧。
附图标记说明
1、电池模块；10、层压电池；12、分隔壁；14、电池壳体；16、盖；20、模制树脂；22、收纳部；22a、排气部；22b、主体部；23、密封部；24、第1电极引线；26、第2电极引线；M、模制树脂的上表面。

Claims (5)

1.一种电池模块，其中，
该电池模块具备：
电池壳体；以及
多个层压电池，其储存于所述电池壳体内，
所述多个层压电池的各层压电池具有：电极体；收纳部，其收纳所述电极体；以及密封部，其将所述收纳部的周围密封，
所述收纳部包括排气部和主体部，
所述电池壳体内以所述排气部的顶端留在模制树脂之外的方式利用模制树脂进行了填充。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述主体部埋在所述模制树脂中。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述多个层压电池分别具有多个所述收纳部。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述收纳部的排气部从所述主体部的电极体的一侧方在所述电极体的轴向上比所述主体部突出地设置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池模块，其中，
使所述排气部的顶端的延长线上的、层压电池的密封部开封而自所述电极体排出的气体的排气路径形成于所述电池壳体内表面与填充于所述电池壳体内的所述模制树脂的上表面之间。
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