CN118120099A

CN118120099A - 具有改进的安全性的电池组

Info

Publication number: CN118120099A
Application number: CN202380014084.1A
Authority: CN
Inventors: 申周桓; 朴承哲; 金奇永; 李炯锡
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2022-09-01
Filing date: 2023-07-25
Publication date: 2024-05-31
Also published as: KR20240031609A; EP4401205A1; WO2024049010A1; JP2024539590A

Abstract

本发明涉及一种电池组。该电池组具有被容纳在电池组壳体中的电芯堆叠组件且没有模块框架，由此在正常操作期间具有优异的散热效果。另外，由于在电池组中设置的多个电芯堆叠组件中的任一个中产生热量或者发生热失控的异常操作期间导热垫蒸发，所以电池组可以通过在底板与对应的电芯堆叠组件之间形成分离空间来抑制对应电芯堆叠组件的热量传播到相邻电芯堆叠组件，由此提高电池组的防止着火或爆炸的安全性。

Description

具有改进的安全性的电池组

技术领域

本发明涉及在热失控期间具有改进的安全性的电池组。

本申请要求于2022年9月1日提交的韩国专利申请No.10-2022-0110496的优先权权益，该韩国专利申请的公开内容的全文以引用方式并入本文中。

背景技术

当前，商业化的二次电池包括镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池由于其自由充放电的能力并且与镍类二次电池相比，几乎没有记忆效应，自放电速率非常低并且能量密度高而越来越受欢迎。

这些锂二次电池主要利用锂类氧化物和碳材料分别作为负极活性材料和正极活性材料。锂二次电池包括电极组件和外部材料(即，电池壳体)，在所述电极组件中，分别设置具有这种负极活性材料和正极活性材料的负极板和正极板且隔膜介于其间，在所述外部材料(即，电池壳体)中，电极组件与电解液被一起被密封。

通常，根据外部材料的形状，锂二次电池可以被分类为电极组件被内嵌在金属罐中的罐型二次电池以及电极组件被内嵌在铝层压片的袋中的袋型二次电池。

近年来，二次电池不仅被广泛用于诸如便携式电子装置这样的小型装置中，而且还被广泛用于诸如汽车和用于电力和能量储存的储能系统(ESS)这样的中型和大型装置中。二次电池被安装在电池组中并且安装在中型和大型装置等上。这里，为了增加电池组的容量和输出，大量的二次电池被包括在电池组中并且彼此电连接。这里，多个二次电池可以被容纳在一个模块壳体内部以构成一个电池模块，并且多个电池模块可以被容纳在一个电池组壳体内部以构成一个电池组。

通常，二次电池在高于最佳温度的环境中使用时可以劣化，并且在严重的情况下，可能爆炸或着火。此外，当使用多个二次电池形成电池组时，来自小空间中的多个二次电池的热量可以聚集，从而使电池组的温度上升得更快更剧烈。特别是，用于经常在户外使用的车辆或储电装置的电池组经常暴露在阳光直射下，并且可能经受诸如在夏季或沙漠地区中的酷热的高温状况。

此外，在电池组中设置的多个电池模块中的一些电池模块中，或者在电池组中设置的多个二次电池中的一些二次电池中，可能出现造成电池产生热量的异常情形。这种升温可以造成电池的温度持续升高，这可以造成电池超过预定阈值温度，从而可能导致热失控状况。如果这种热量产生或热失控没有被正确地控制，则电池组的安全性就不能被适当地保证。

[现有技术文献]

韩国专利公开No.10-2019-0018389

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是通过有效地控制热量产生或热失控情形来提供具有改进的安全性的电池组。

技术方案

为了解决上述问题，

在示例性实施方式中，本发明提供了

一种容纳多个电芯组件的电池组，所述电池组包括：

底板，所述底板包括所述电芯堆叠组件所在的电芯堆叠区域，

侧壁，所述侧壁沿着所述底板的边缘垂直地延伸和联接以包围所述电芯堆叠区域，以及

电池组壳体，所述电池组壳体包含联接到所述侧壁并且划分所述底板以形成多个电芯堆叠区域的隔板；

其中，所述侧壁和所述隔板当中的至少一个包括支承部，所述支承部在下部向内突出以支承所述电芯堆叠组件；以及

其中，所述电池组包括位于所述底板和所述电芯堆叠组件之间的导热垫，所述导热垫在高温下相变为气态以形成分离空间。

这里，所述支承部可以沿着所述侧壁或所述隔板的内下部形成，以支承所述电芯堆叠组件的下表面的边缘。

另外，所述支承部是包括硅酸盐的硅酸盐构件，所述硅酸盐包含硅Si、铝Al、铁Fe、镁Mg、锰Mn、钛Ti、钠Na、钾K、氟F和氧O元素中的一种或更多种。

此外，所述导热垫可以包括在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物。具体地，所述导热垫可以具有导热填料分散在包括在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物的基质中的结构。

另外，所述导热垫包括：第一层，在所述第一层中下表面邻接所述底板；以及第二层，所述第二层形成在所述第一层上并且具有邻接所述电芯堆叠组件的上表面。这里，所述导热垫在所述第一层中的导热填料的含量可以大于在所述第二层中的导热填料的含量。

另外，可以以相对于所述导热垫的总重量的1重量％至30重量％的量包括所述导热填料。

此外，导热填料可以包括以下一种或更多种：铝、铜、锌、镁、不锈钢、银、氧化铝Al₂O₃、二氧化硅SiO₂、氮化铝AlN₃、碳纳米管、碳化硅SiC、石墨和活性炭。

另外，所述导热垫可以具有0.5mm至5.5mm的平均厚度和等于或大于所述电芯堆叠组件与所述底板之间的分离距离的厚度。

有益效果

根据本发明的电池组在正常操作期间具有良好的散热效果，因为电芯堆叠组件被容纳在不包括模块框架的电池组壳体中。此外，电池组具有提高对抗电池组的着火或爆炸的安全性的优点，因为在电池组中设置的多个电芯堆叠组件中的任一个中产生热量或者经历热失控的异常操作的情况下，通过由于导热垫的蒸发而导致在底板和对应的电芯堆叠组件之间形成分离空间，可以抑制电芯堆叠组件的热量蔓延到相邻的电芯堆叠组件。

附图说明

图1是例示根据本发明的电池组的结构的立体图。

图2是安装有电芯堆叠组件的常规电池组的结构的截面图。

图3和图4是例示根据本发明的安装有电芯堆叠组件的电池组的结构的截面图。

具体实施方式

本发明可以具有各种修改形式和各种示例，并且具体示例在附图中例示并且在说明书中详细地描述。

然而，应该理解，本发明不限于特定实施方式，并且包括在本发明的精神和技术范围内的所有修改形式、等同形式或替代形式。

在本文中使用术语“包括”、“包含”和“具有”来指定在说明书中描述的特性、数字、步骤、动作、组件或构件或其组合的存在，并且应该理解，预先没有排除一个或更多个其它特性、数字、步骤、动作、组件、构件或其组合的存在或添加的可能性。

另外，当层、膜、区域或板的一部分设置在另一部分“上”时，这不仅包括一个部分“直接”设置在另一部分“上”的情况，而且包括第三部分插置在它们之间的情况。相比之下，当层、膜、区域或板的一部分设置在另一部分“下方”时，这不仅包括一个部分直接设置在另一部分“下方”的情况，而且包括第三部分插置在它们之间的情况。另外，在本申请中，“上”不仅可以包括设置在上部上的情况，而且还包括设置在下部上的情况。

下文中，将更详细地描述本发明。

电池组

在示例性实施方式中，本发明提供了一种容纳多个电芯组件的电池组，

所述电池组包括：

底板，所述底板包括电芯堆叠组件所在的电芯堆叠区域，

侧壁，所述侧壁垂直地延伸并且沿所述底板的边缘联接以包围所述电芯堆叠区域，以及

电池组壳体，所述电池组壳体包括联接到所述侧壁并且划分所述底板以形成多个电芯堆叠区域的隔板；其中，

所述侧壁和所述隔板当中的至少一个包括在下部向内突出以支承所述电芯堆叠组件的支承部；并且

所述电池组包括位于所述底板和所述电芯堆叠组件之间的导热垫，所述导热垫在高温下相变为气态以形成分离空间。

根据本发明的一种电池组包括多个电芯堆叠组件和容纳它们的电池组壳体。所述电池组壳体包括：支承部，所述支承部用于将所述电芯堆叠组件支承在所述侧壁和所述隔板当中的至少一个的下部的内侧处，使得所述电芯堆叠组件设置在与所述底板间隔开的某个高度处；以及导热垫，所述导热垫在高温下相变成气态，以在所述底板和固定于所述支承部的所述电芯堆叠组件之间形成分离空间。由于在多个电芯堆叠组件中的任一个中产生热量或者热失控期间导热垫蒸发，因此支承部和导热垫可以在底板和对应的电芯堆叠组件之间形成分离空间。所形成的分离空间可以抑制来自对应电芯堆叠组件的热量蔓延到邻近的电芯堆叠组件，由此抑制电池组的着火和/或爆炸。

图1、图3和图4是例示根据本发明的电池组100的结构的立体图和截面图。下文将参考图1、图3和图4更详细地进行描述。

本发明的电池组100包括电芯堆叠组件110和在其中容纳电芯堆叠组件110的电池组壳体。

本文中参照的电芯堆叠组件110可以不包括包围和保护其中多个电池电芯堆叠在一起的电芯堆叠件的模块框架构造，并且可以包括分别在电芯堆叠件中形成电极引线的前表面和后表面上联接汇流条框架与端板的构造。

这里，电芯堆叠件具有多个电池电芯的堆叠结构，电池电芯在内部包括电极组件，并且包括电连接到电极组件的一对电极引线以及包围电极组件使得电极引线向外拉出的电池壳体。电极引线可以在电池壳体的每个侧部被拉出。

另外，汇流条框架包括与电池电芯电连接的汇流条。汇流条框架在电芯堆叠件的前部和后部紧密联接到电芯堆叠件，使得电芯堆叠件中包括的每个电池电芯的电极引线连接到汇流条。

此外，端板与汇流条框架联接以覆盖汇流条，从而保护汇流条和电极引线等免受外部冲击影响。另外，端板聚集并固定电芯堆叠件中所包括的每个电池电芯。

电芯堆叠组件不包括如上所述包围和保护电芯堆叠件的模块框架构造，而是替代地设置有在结构上固定堆叠的电池电芯的端板以及电连接固定的电池电芯的汇流条框架，由此具有允许在充电和放电期间更高效地散发由多个电池电芯产生的热量以及减轻电芯堆叠件的单位重量的优点。

另外，可以在电池组中设置多个电芯堆叠组件110。此外，多个电芯堆叠组件110可以在从左到右的方向上布置，且侧表面彼此面对。例如，电池组100可以包括至少两个电芯堆叠组件110。在这种情况下，两个电芯堆叠组件110可以以彼此面对的右侧部和左侧部的形式在从左到右的方向上布置。

另外，电池组100包括包含上述电芯堆叠组件110的电池组壳体，并且根据需要还可以包括电池组壳体盖(未示出)，该电池组壳体盖联接到电池组壳体，以在电池组壳体的上部处覆盖电芯堆叠组件110的上部。

这里，电池组壳体包括设置在电芯堆叠组件110的下部处以包括电芯堆叠组件110所在的电芯堆叠区域的底板120，其中，底板120可以具有在水平方向上延伸的板形。如本文中使用的，水平方向是指平坦地面的表面方向。底板120可以设置有具有良好机械刚性的金属材料。

另外，多个电芯堆叠组件110可以位于底板120的上部上。为此目的，底板120包括电芯堆叠组件110所在的电芯堆叠区域。在这种情况下，底板120可以彼此联接，且侧壁130沿着底板的边缘垂直地延伸以包围电芯堆叠区域，从而形成用于容纳电芯堆叠组件110的空间。

除了执行为电芯堆叠组件110提供被容纳在下部处的空间的功能之外，底板120还可以执行散热器的功能，以将电芯堆叠组件110产生的热量散发到外部。为此，底板120可以在容纳有电芯堆叠组件110的侧部的另一侧部上设置有冷却装置(未示出)，使得诸如冷却剂或空气这样的制冷剂可以在接触状态下流动。另外，侧壁130的联接可以以本领域中的常规方式执行(例如，通过摩擦搅拌焊接等执行)。

此外，电池组壳体包括隔板140，该隔板140将内部空间划分为多个电芯堆叠组件区域，使得多个电芯堆叠组件110可以被安装在由侧壁130提供的容纳空间中。这里，隔板140可以在两端处联接，以如图1中所示垂直于两个相对的侧壁130之间，且下端部被配置为与底板120的上表面联接。

另外，侧壁130和隔板140当中的至少一个包括支承部150，该支承部150将电芯堆叠组件110固定到内下部，使得电芯堆叠组件110设置在与底板120间隔开的某个高度处。

支承部150位于侧壁130和/或隔板140的内下部处并且用于支承电芯堆叠组件110的下表面，使得它与底板120的上侧部间隔开一定距离。为此，支承部150可以成形为从下部支承电芯堆叠组件110。具体地，支承部150可以如图1中所示具有从侧壁130和/或隔板140的内下部垂直突出的形状，并且具有与电芯堆叠组件110的下表面相对的表面，以支承电芯堆叠组件110。

另外，支承部150可以设置在侧壁130和/或隔板140的内侧部上，以与电芯堆叠组件110间隔开预定距离。具体地，支承部150可以设置在相对于底板120的上表面0.5mm至5.0mm的高度处，并且更具体地，可以设置在0.5mm至3.0mm、0.5mm至1.5mm、或0.8mm至1.2mm的高度处。通过调节支承部150的位置以满足相对于底板120的上表面的高度，本发明可以防止在电池组100正常操作期间过大的分离距离降低内部散热的效率。此外，通过如上所述地调节支承部150的位置，当多个电芯堆叠组件110中的任一个产生热量时或者在热失控期间，可以防止小的分离距离造成热量通过用作散热器的底板120快速传递到邻近电芯堆叠组件110。

此外，支承部150可以沿着侧壁130和/或隔板140的内下部设置，以更牢固地支承电芯堆叠组件110。因此，支承部150可以成形为支承电芯堆叠组件110的下表面的边缘区域。

另外，支承部150可以由足够硬以支承电芯堆叠组件110，而又足够隔热以在电池组100异常操作期间没有因内部高温而变形的材料配置。具体地，支承部150可以由具有高刚度和隔热属性并且具有良好耐热性和良好绝缘性的硅酸盐材料配置。

本发明中所指的硅酸盐材料包括硅酸盐，并且可以没有限制地应用硅酸盐，只要它是本领域中常规使用的硅酸盐即可，更具体地，可以使用包含从硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)、钛(Ti)、钠(Na)、钾(K)、氟(F)和氧(O)中选择的一种或更多种元素的硅酸盐。

通常，硅酸盐是硅酸中的氢被其它金属原子取代的中性盐，在本发明中，诸如铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)、钛(Ti)、钠(Na)和钾(K)这样的元素可以取代氢，以便实现阻燃和/或耐火效果，并且可以使用尤其是用于阻燃的层状硅酸盐。

例如，硅酸盐可以包括以下中的一种或更多种：白云石、碲金银矿、绿磷石、钠云母、珍珠云母、硅灰石、黑云母、锐钛矿、针铁矿、铁叶云母、斜发沸石、绿脆云母、锂白云石、锂白云母、聚榍石、铁锂云母和带云母。

在一个示例中，支承部150可以包括包含云母的云母片。云母是包括花岗岩的粗岩石材料之一，并且具有优异的电绝缘属性，并且其特征是被加热时属性变化非常小。云母即使在500℃～1000℃的高温下也具有良好的形状稳定性和绝缘电阻。另外，云母具有优异的阻燃性并且在燃烧或被加热时不产生烟雾。这些属性允许即使在电池组100异常操作期间，电芯堆叠组件110与底板120之间也有稳定的间隙。

另外，为了将硅酸盐(例如，云母)制造成片形，支承部150可以由与结合剂(例如，耐热硅树脂)混合的小块或研磨的云母制成，被模制成大板，然后被切割成合适的长度以形成与电极组件的尺寸匹配的片形。然而，云母片的制造方法不限于此，并且可以根据本领域中已知的技术以多种方式制造云母片。

这里，“作为主成分”可以意指按总共100重量份的物质计包括至少60重量份、至少70重量份、至少80重量份、至少85重量份、至少90重量份、至少95重量份、至少98重量份或至少99重量份的主体成分。

在一个示例中，相对于总共100重量份的硅酸盐，支承部150可以包含1至20重量份的结合剂。

另外，片中所包括的结合剂可以是对于硅酸盐具有良好粘附性的任一种。具体地，结合剂可以包括但不限于包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚(乙烯-丙烯)共聚物的聚烯烃；包括尼龙的聚酰胺；和耐热硅树脂中的一种或更多种。

此外，电池组壳体包括位于通过支承部150形成在电芯堆叠组件110和底板120之间的分离空间中的导热垫160。导热垫160的功能是在电池组100正常操作期间将由电芯堆叠组件110产生的热量传递到底板120以便通过底板120散发，并且在电池组100异常操作期间(诸如在与导热垫160接触的电芯堆叠组件110产生热量和/或热失控期间)，蒸发或升华，以在电芯堆叠组件110与底板120之间形成分离空间。

为此，导热垫160可以包括在100℃至800℃下蒸发或升华以在电芯堆叠组件110异常操作期间形成分离空间的聚合物。更具体地，导热垫160中所包括的聚合物可以包括丙烯酸树脂、乙氧基树脂、聚苯乙烯类树脂、硅树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂等，并且通过将添加剂用于这些树脂或者通过物理-化学改性，可以在100℃-600℃；100℃-400℃；100℃-300℃或150℃-300℃下蒸发或升华。通过用在以上范围内蒸发或升华的聚合物配置导热垫，与用简单熔化的聚合物配置的常规导热垫相比，本发明可以在电芯堆叠组件110产生热量和/或热失控的情况下由于导热垫的蒸发/升华的热量而实现冷却效果，同时，在电池组100发生着火和/或爆炸之前，被加热的电芯堆叠组件110和底板120可以间隔开，从而可以防止电芯堆叠组件110的加热和/或热失控的热量蔓延到邻近的电芯堆叠组件。

另外，导热垫160可以作为包括自身在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物的基质(下文中称为“聚合物基质”)实现高导热性，并且可以具有导热填料分散在包括在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物的基质中以实现更高导热性的结构。

在这种情况下，导热填料可以不受限制地施加，只要施加它从而在电池、电池模块或电池组等中实现导热效果即可，但可以具体地包括铝、铜、锌、镁、不锈钢、银、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)、氮化铝(AlN₃)、碳化硅(SiC)、碳纳米管、石墨和活性炭中的一种或更多种。

另外，导热填料可以以相对于导热垫的总重量的1重量％至30重量％的量被包括，以防止在聚合物基质蒸发或升华之后电芯堆叠组件110与底板120接触。更具体地，导热填料可以以基于导热垫的总重量的1重量％至20重量％、1重量％至10重量％、10重量％至30重量％、15重量％至30重量％、或10重量％至20重量％的量被包括。

此外，导热填料可以是针状颗粒或纤维状颗粒，以便即使它包含少量导热填料也实现导热垫的高导热性。在这种情况下，导热填料的优点是，即使分散少量的导热填料，也能够在聚合物基质内部形成填料间导热网络，由此实现高导热率。

这里，导热填料的平均大小可以是1,000μm或更小，更具体地，900μm或更小、750μm或更小、500μm或更小、300μm或更小、100μm或更小、1至500μm、10至500μm、50至500μm、100至500μm、200至400μm、或50至300μm。这里，“平均大小”可以意指导热填料的“长轴长度”(穿过颗粒中心的最长长度)和“短轴长度”(穿过颗粒中心的最短长度)的平均值。通过将导热填料的平均大小调节到以上范围，本发明可以防止聚合物基质蒸发或升华之后电芯堆叠组件110与底板120之间接触，同时实现了导热垫160的高导热性。

此外，导热垫160可以具有单层结构，并且在某些情况下，具有多层结构。具有多层结构的导热垫可以在每一层中包括不同类型和/或含量的导热填料，由此进一步增强导热垫的散热效果。

在一个示例中，导热垫160可以具有包括以下的结构：第一层，所述第一层具有邻接底板的下表面；以及第二层，所述第二层形成在所述第一层上并且具有邻接电芯堆叠组件的上表面。这里，第一层中导热填料的含量可以大于在第二层中导热填料的含量。在这种情况下，与底板120接触的第一层的热传递速率可以显著增加，由此在电池组100正常操作期间提高导热垫的散热效率。另外，通过与第一层相比增加第二层的聚合物基质的含量比，可以在电池组100异常操作期间引起导热垫160更快地蒸发或升华，其优点是更快地防止了来自正在经历热量产生或热失控的电芯堆叠组件的热量被传递到相邻的电芯堆叠组件。

另外，可以通过支承部150的位置来控制导热垫160的结构、高度(或厚度)等。

作为一个示例，当如图3中所示支承部150a和150b位于侧壁130和/或隔板140的内下部处时，支承部150a和150b的高度(或厚度)可以等于电芯堆叠组件110与底板120之间的分离距离。在这种情况下，导热垫160可以是单层结构，并且可以具有与支承部150a和150b相同的高度(或厚度)。

作为另一示例，当如图4中所示支承部150a和150b位于侧壁130和/或隔板140的内下部的中部中时，导热垫160可以具有两层结构，并且其高度(或厚度)可以比支承部150a和150b厚。具体地，如果支承部150a和150b位于侧壁130和/或隔板140的内下部的中部中，则第一层161可以位于支承部150的下部，使得它填充底板120的所有电芯堆叠组件区域。此外，第二层162可以设置在第一层161上，并且可以具有等于或高于支承部150a和150b的高度(或厚度)，使得它与支承部150a和150b一起完全填充电芯堆叠组件区域。在这种情况下，可能期望第二层162具有相当于支承部150a和150b的高度(或厚度)。

另外，导热垫160可以具有0.5mm至5.5mm的平均厚度，但可以具有与电芯堆叠组件110与底板120之间的分离距离相等或者比该分离距离厚的厚度。通过具有与电芯堆叠组件110与底板120之间的分离距离相等或者比该分离距离厚的平均厚度，在电池组100正常操作期间，由电芯堆叠组件110产生的热量可以容易地散发到底板120(即，从导热垫160的上表面散发到下表面)。此外，导热垫160具有更安全的优点，因为它可以在外力施加到电池组100(特别是如果从上部施加外力)的情况下充当缓冲器。

此外，导热垫160可以设置在底板120的整个电芯堆叠区域，并且在某些情况下，可以部分地设置。导热垫160可以设置在底板120的整个电芯堆叠区域，但部分地形成在某个区域中，更具体地，形成在总面积的60-99％中，这可以增大与电芯堆叠组件110接触的表面的表面积，由此进一步提高导热性。

在一个示例中，电芯堆叠区域可以包括中部部分和外围部分，并且导热垫可以位于中部部分中。在这种情况下，导热垫可以具有更有效地散发内部热量的优点，从而在电池组正常操作期间具有高频率和高程度的热量产生。

根据本发明的电池组的优点是，通过具有上述配置，可以通过在产生热量或热失控的情况下由于导热垫的蒸发，在底板与对应的电芯堆叠组件之间形成分离空间来抑制热量从设置在其中的多个电芯堆叠组件中的任一个蔓延到相邻的电芯堆叠组件，由此提高电池组的对抗着火或爆炸的安全性。

在下文中，将通过示例和实验例的方式更详细地描述本发明。

然而，以下示例和实验例是本发明的例示，并且本发明不限于以下示例。

比较例

制备电池组，在该电池组中将八个包括十个袋状电芯的电芯堆叠组件两个水平两个垂直地插入到电池组壳体中。在这种情况下，电池组壳体具有如图1中所示的结构，但不包括“支承部”和“导热垫”。

示例

制备电池组，在该电池组中，将八个包括十个袋状电芯的电芯堆叠组件两个水平两个垂直地插入到电池组壳体中。在这种情况下，使用具有与图1相同结构的电池组壳体，但支承部和导热垫被调节为具有如图3或图4中的结构。

这里，将电芯堆叠组件与底板之间的分离距离调节为约1.8±0.2mm。另外，导热垫由以在300℃±50℃下蒸发的聚合物为主要成分的聚合物基质构成，并且在具有导热填料的情况下，以基于导热垫的总重量约15重量％的量施加针状铜颗粒作为导热填料。

[表1]

实验例

为了评估根据本发明的电池组的安全性，在安装在电池组中的一个电芯堆叠组件中引发热失控，并且测量与在被引发热失控的电芯堆叠组件相邻的电芯堆叠组件中发生着火所花费的时间。

具体地，将在示例和比较例中制备的电池组都充电至100％SOC。然后，将加热垫安装在容纳在电池组壳体中的八个电芯堆叠组件中的四个中心放置的电芯堆叠组件中的任一个的上部上，并且加热垫在300W下操作，以引发放置在加热垫下部中的电芯堆叠组件的热失控。这里，在从启用加热垫的时间起观察电池组内部10分钟的同时，i)测量放置在加热垫下部中的电芯堆叠组件着火所花费的时间，以及ii)检查与安装有加热垫的电芯堆叠组件相邻放置的电芯堆叠组件是否着火。结果在表2中示出。

[表2]

	着火所需的时间	相邻电芯堆叠组件是否着火
			比较例1	3分51秒	O
示例1	4分41秒	X
			示例2	5分8秒	X
示例3	5分11秒	X

如上表2中所示，可以看出，根据本发明的电池组具有提高的高温安全性。

具体地，发现示例的电池组在电芯堆叠组件暴露于高温时抑制电池模块着火，因为导热垫蒸发以在电芯堆叠组件与底板之间形成起到散热器作用的分离空间从而防止热量蔓延到相邻的电芯堆叠组件。

另一方面，电芯堆叠组件暴露于高温并且底板被设置为彼此邻接的比较例的电池组表现出在相邻的电芯堆叠组件中出现着火。

根据这些结果可见，根据本发明的电池组可以通过由于在电芯堆叠组件高温加热或热失控期间导热垫的蒸发而导致在底板与对应的电芯堆叠组件之间形成分离空间来抑制热量从该电芯堆叠组件蔓延到相邻的电芯堆叠组件。

虽然已参考本发明的优选示例描述了前述内容，但本领域的技术人员或具有本领域常识的人员将理解，在不脱离随后的专利权利要求中描述的思想和技术领域的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

因此，本发明的技术范围不限于说明书的具体实施方式中描述的内容，而必须由专利的权利要求来确定。

[参考标号]

10：常规电池组

100：本发明的电池组 11、110：电芯堆叠组件

12、120：底板 13、130：侧壁

140、140a:隔板 150、150a、150a:支承部

16、160：导热垫 161：导热垫的第一层

162：导热垫的第二层

Claims

1.一种容纳有多个电芯堆叠组件的电池组，所述电池组包括：

侧壁，所述侧壁沿着所述底板的边缘垂直地延伸和联接以包围所述电芯堆叠区域，和

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述支承部沿着所述侧壁或所述隔板的内下部形成，以支承所述电芯堆叠组件的下表面的边缘。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述支承部是包括硅酸盐的硅酸盐构件，所述硅酸盐包含硅Si、铝Al、铁Fe、镁Mg、锰Mn、钛Ti、钠Na、钾K、氟F和氧O元素中的一种或更多种。

4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述导热垫包括在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述导热垫具有导热填料分散在基质中的结构，所述基质包括在100℃至800℃下蒸发或升华的聚合物。

6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述导热垫包括：第一层，在所述第一层中下表面邻接所述底板；以及第二层，所述第二层设置在所述第一层上并且具有邻接所述电芯堆叠组件的上表面。

7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述导热垫在所述第一层中的导热填料的含量大于在所述第二层中的导热填料的含量。

8.根据权利要求5所述的电池组，其中，以相对于所述导热垫的总重量的1重量％至30重量％的量包括所述导热填料。

9.根据权利要求5所述的电池组，其中，导热填料包括以下一种或更多种：铝、铜、锌、镁、不锈钢、银、氧化铝Al₂O₃、二氧化硅SiO₂、氮化铝AlN₃、碳纳米管、碳化硅SiC、石墨和活性炭。

10.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述导热垫具有0.5mm至5.5mm的平均厚度和等于或大于所述电芯堆叠组件与所述底板之间的分离距离的厚度。