CN208045659U - 二次电池模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的一个实施例涉及一种二次电池模块。根据本实用新型的一个实施例，二次电池模块包括并排层叠的多个袋型二次电池及冷却层叠的所述多个袋型二次电池的冷却板，所述袋型二次电池包括在外围由外装材料形成的密封部和紧贴部，所述密封部形成在所述袋型二次电池四周侧中的三侧，在其余一侧形成所述紧贴部，所述密封部中的邻近所述紧贴部的部分形成向与所述紧贴部垂直的方向突出的延伸部，所述冷却板与层叠的所述多个袋型二次电池的所述紧贴部接触，以冷却所述紧贴部侧，在所述密封部中与所述紧贴部邻近的部分，形成向与所述紧贴部垂直的方向突出的延伸部。

Description

二次电池模块
技术领域
本实用新型的实施例涉及一种二次电池模块。
背景技术
随着数码相机、移动电话、笔记本电脑及混合动力汽车等尖端领域的开发，正在积极进行对可充电和放电的二次电池的研究。作为二次电池的示例，可例举镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍氢电池、锂二次电池。其中，锂二次电池的工作电压为3.6V以上，可用作便携式电子设备的电源，或者将多个锂二次电池串联连接而用于大功率混合动力汽车中，相比镍镉电池或镍金属氢化物电池，所述锂二次电池的工作电压高出三倍，而且单位重量的能量密度特性优异，因此呈现出快速被使用的趋势。
参照图1和图2A、2B，二次电池模块1所包含的现有的袋型二次电池中，袋膜容纳电池单元并进行密封，从而形成密封部6。密封部6 在引出电极接头4的两侧和上下侧进行密封。因此，为了冷却袋型二次电池，只能在没有形成密封部的袋型二次电池的侧面进行冷却。因而，过去为了冷却袋型二次电池，将二次电池模块形成为具有用于间接空冷或直接空冷的冷却空间。图1表示具有额外的冷却片2以便进行间接空冷的二次电池模块1。尤其，间接空冷的情况下，需要用于间接冷却的额外的冷却片形状及空间，因此会增加二次电池模块的容积和体积。
现有技术文献
专利文献
韩国公开专利公报第10-2015-0132996号(2015.11.27)
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的实施例的目的在于，提供一种包括能够冷却袋型二次电池的紧贴部的冷却板的二次电池模块。
此外，本实用新型的实施例的目的在于，提供一种袋型二次电池的紧贴部没有密封成密封部，使得紧贴部能够与冷却板接触的二次电池模块。
此外，本实用新型的实施例的目的在于，提供一种对紧贴部没有形成密封部的袋型二次电池，可通过冷却板来冷却紧贴部侧的二次电池模块。
(二)技术方案
根据本实用新型的一个实施例，提供一种二次电池模块，其包括：多个袋型二次电池，其并排层叠；及冷却板，对层叠的所述多个袋型二次电池进行冷却，所述袋型二次电池包括在外围由外装材料形成的密封部和紧贴部，所述密封部形成在所述袋型二次电池的四周侧中的三侧，在所述袋型二次电池的其余一侧形成所述紧贴部，在所述密封部中的邻近所述紧贴部的部分，形成向与所述紧贴部垂直的方向突出的延伸部，所述冷却板与层叠的所述多个袋型二次电池的所述紧贴部接触，以冷却所述紧贴部侧。
其中，所述冷却板上可形成多个突起，各所述突起被配置成位于相邻的袋型二次电池的紧贴部之间。
其中，各所述突起可具有与所述紧贴部的部分形状对应的曲面。
其中，在多个所述突起之间可形成能够容纳所述延伸部的中间部。
其中，在所述紧贴部中沿着长度方向可形成有凹陷部。
其中，在所述中间部中可形成有凹陷部支承部和插入槽，所述凹陷部支承部沿着所述紧贴部的长度方向与所述凹陷部对应地突出形成，所述插入槽是在所述凹陷部支承部的长度方向的外侧凹入形成，以容纳所述延伸部。
其中，所述冷却板可由导热性物质形成。
(三)有益效果
根据本实用新型的实施例，可提供一种包括能够冷却袋型二次电池的紧贴部的冷却板的二次电池模块。
此外，可提供一种袋型二次电池的紧贴部没有密封成密封部，使得紧贴部能够与冷却板接触的二次电池模块。
此外，可提供一种对紧贴部没有形成密封部的袋型二次电池，可通过冷却板来冷却紧贴部侧的二次电池模块。
附图说明
图1是表示现有的二次电池模块的图。
图2A和图2B是表示现有的袋型二次电池的图。
图3是本实用新型的一个实施例的袋型二次电池的立体图，图4 是本实用新型的一个实施例的袋型二次电池的平面图。
图5是示出本实用新型的一个实施例的外装材料及压模的图。
图6A是表示本实用新型的一个实施例的外装材料的容纳空间中配置有电极组件的状态的图，图6B是表示本实用新型的一个实施例的外装材料沿着电极组件的外围接合的状态的图。
图7是表示本实用新型的一个实施例的袋型二次电池的紧贴部配置有冷却板的状态的图。
图8是表示本实用新型的一个实施例的二次电池模块的图。
图9是放大表示本实用新型的一个实施例的二次电池模块中的冷却板与多个二次电池接触的状态的图。
图10是表示本实用新型的另一实施例的冷却板的立体图。
图11是表示图9的b-b'的截面的剖视图。
图12A和图12B是表示本实用新型的又一实施例的冷却板的剖视图。
图13A是图12A的二次电池模块的A-A方向的剖视图。
图13B是放大表示图13A中的C部分的图。
附图标记说明
10：袋型二次电池 11：电极组件
12：电极接头 15：外装材料
15a：曲面部 151：密封部
152：延伸部 153：紧贴部
154：凹陷部 155：容纳空间
20：冷却板 25：支承部件
200：压模
具体实施方式
下面，参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。但以下说明只是例示，本实用新型并不限定于此。
在本实用新型的说明中，认为对有关本实用新型的公知技术的具体说明会不必要地混淆本实用新型的主旨时，将省略其详细说明。并且，后面描述的术语是考虑在本实用新型中的功能而定义的，这些术语可根据使用者和操作者的意图或惯例等而不同。因此，术语的定义应该基于本说明书的整体内容而确定。
本实用新型的技术思想是由权利要求书确定，以下实施例只是为了向本实用新型所属技术领域的普通技术人员有效地说明本实用新型的技术思想的一种手段。
用于如电动汽车等各种电子设备的二次电池可以是，如锂离子电池或锂聚合物电池的袋型电池。下面，将这些电池统称为二次电池。
图3是本实用新型的一个实施例的袋型二次电池10的立体图，图4 是本实用新型的一个实施例的袋型二次电池10的平面图。
参照图3和图4，袋型二次电池10包括外装材料15，所述外装材料 15容纳引出电极接头12a、12b的电极组件(图6A和图6B的附图标记11)，外装材料15包括：紧贴部153，在电极组件11侧面中的至少一侧面紧贴在电极组件11；及密封部151，在除紧贴部153以外的部分，由外装材料15接合而形成，密封部151可包括在邻近紧贴部153的部分沿与紧贴部153垂直的方向突出预定长度L的延伸部152。
二次电池10可包括电极组件11及从电极组件11向外装材料15的外部突出的正极接头12a和负极接头12b。电极组件11可以是在正极板与负极板之间夹杂着卷形态的隔膜并卷绕成螺旋形状的包卷形态，但其并不限定于此，还可以是依次层叠正极板、隔膜、负极板的堆叠形态。正极接头12a和负极接头12b可分别与正极板和负极板电连接，并可从电极组件11的两端突出。但上述电极接头的形态并不限定于此，正极接头12a和负极接头12b可以在电极组件11的一端相互隔开并突出。在本实用新型的一个实施例中，对电极接头12a、12b在电极组件 11的两端突出的情况进行说明。
外装材料15可容纳引出电极接头12a、12b的电极组件11。外装材料15可包括铝。外装材料15中使用铝是为了实现小型化、轻量化、薄型化的同时，能够承受恶劣的热环境和机械冲击。外装材料15内可形成凹陷形状的多个容纳空间155a(参照图6A)，在容纳空间155a中配置电极组件11。配置电极组件11后，可沿着电极组件11的外围接合外装材料15。
密封部151可通过沿着电极组件11的外围接合外装材料15而形成。密封部151是通过接合外装材料15而形成，可沿着外装材料15侧面的四周面形成。此时，电极接头12a、12b可在电极组件11的两端向密封部151的外侧引出。例如，可在电极组件11的长度方向上从两端引出。但是，其并不限定于此，电极接头12a、12b在电极组件11的一端相互隔开并突出时，电极接头12a、12b可在电极组件11的一端向密封部151的外侧引出。
此时，二次电池模块的体积增加的大小相当于密封部151形成的长度。因此，本实用新型的一个实施例的袋型二次电池10中，并没有沿着电极组件11侧面的四周面形成密封部，而在至少一面上使外装材料15紧贴于电极组件12，从而可减少二次电池模块的体积。
外装材料15可紧贴在电极组件11的侧面中的至少一个侧面。其中，将外装材料15与电极组件11紧贴的部分称为紧贴部153。紧贴部 153可通过紧贴于电极组件11而形成。
另外，密封部151可包括邻近电极接头12a、12b的、以预定长度突出的至少一个延伸部152。
其中，延伸部152可在邻近紧贴部153的部分向与紧贴部153垂直的方向突出预定长度。由此，可在延伸部152与紧贴部153之间形成相当于延伸部152突出长度的空间。其中，延伸部152的长度可以是几 mm。两个延伸部152可向相同方向突出，并且可向与电极接头12的突出方向垂直的方向突出形成。并且，延伸部152可在没有形成电极接头12a、12b的电极组件11的至少一个侧面上突出。
进一步，由于在二次电池10的一面形成紧贴部153，从而能够提高二次电池10的冷却效率。紧贴部153可与能够冷却二次电池10的冷却板20(图8)等接触。例如，多个二次电池10可以以紧贴部向下的方式并排层叠，并将能够冷却二次电池10的冷却板20配置在多个二次电池10的下侧，以与多个二次电池10的紧贴部相接(参照图7)。
并且，扁平状的冷却板20紧贴于紧贴部153，由于在紧贴部153 的两端，延伸部152沿与紧贴部153垂直的方向延伸，因此延伸部152 可起到保持冷却板20与二次电池10的相对配置的作用。
另外，对本实用新型的一个实施例的袋型二次电池10的制造方法进行说明。
图5是示出本实用新型的一个实施例的外装材料15及压模200的图。
如图5所示，外装材料15可使用压模200压制以成型其形状。
压模200可包括：多个容纳空间260，其包括第一容纳空间260a 和第二容纳空间260b；及圆形件240，在容纳空间260之间的间隔处以圆状形成。并且，压模200可包括用于形成外装材料15的密封部151 的密封件220。
容纳空间260是用于容纳电极组件12的空间，可以是凹陷形状。为了外装材料15的形状，本实用新型的一个实施例的压模200可形成两个容纳空间260。虽然图5所示的本实用新型的一个实施例的压模 200可包括第一容纳空间260a和第二容纳空间260b，但是并不限定于此。即，本发明的各种实施例中，可以与外装材料15的形状对应地形成适当数量的容纳空间。
圆形件240可形成在各容纳空间260之间的间隔处。圆形件240可向与容纳空间260的凹陷方向相反的方向凸出形成。圆形件240可以形成为凸出的曲面形状，例如，圆形件240的截面可以是半圆形。
如上所述，虽然圆形件240的形状并不限定，但是当圆形件240 的截面为半圆形状时，圆形件240的截面的周长可以是图5中示出的A 到B的半圆形状的周长d。
在此，A侧表示邻近第一容纳空间260a的一侧，B侧表示邻近第二容纳空间260b的一侧。圆形件240的最上端可位于与密封件220的高度相同的高度。
并且，在对外装材料15进行压制工艺时，圆形件240能够防止外装材料15被破坏。这是因为，圆形件240的截面为半圆形，并且具有向上凸出的形状，从而可通过圆形件240的形状使外装材料15所承受的应力集中最小化。由此，能够防止外装材料15被破坏。
外装材料15可以被设置成包含铝或者铝合金的片状形态，并且可被施压到压模200所在的位置侧。由此，外装材料15可以被压制成压模200形状。
图6A是示出本实用新型的一个实施例的外装材料15的容纳空间155中配置有电极组件11的状态的图。图6B是示出本实用新型的一个实施例的外装材料15沿电极组件11的外围接合的状态的图。
参照图6A和图6B，通过压模200压制外装材料15后，外装材料15 的容纳空间155中可容纳电极组件11。
在以下说明中，将外装材料15的容纳空间155中配置有电极组件 11的空间称为第一容纳空间155a，没有配置电极组件11的空间称为第二容纳空间155b。
形成外装材料15的形状，从而可在外装材料15的第一容纳空间 155a中配置电极组件11。
配置电极组件11后，曲面部15a可沿着电极组件11的侧面中的至少一侧面展开。
曲面部15a可以形成为向上凸出的曲面形状，例如，曲面部15a的截面可以是半圆形。由此，具有凸出的形状的曲面部15a可沿着电极组件11的一侧面展开。
其中，曲面部15a紧贴的面可以是没有配置电极接头12a、12b的面。即，曲面部15a展开而可以形成紧贴于电极组件11上的紧贴部153。
如上所述，具有凸出的形状的曲面部15a紧贴在电极组件11的一侧面时，在紧贴部153中可形成相当于曲面部15a的中央的凹陷部154。在凹陷部154处，电极组件11与外装材料15之间更紧贴，从而电极组件12与外装材料15之间的传热更为有效。因此，形成凹陷部154对袋型二次电池10的冷却更为有效。
另外，虽然曲面部15a的形状并不限定，但是当曲面部15a的截面为半圆形时，曲面部15a的垂直截面上的曲面部15a的周长可以是半圆的周长d。即，曲面部15a的周长可以是图4中示出的从A到B的半圆形的周长d。其中，A侧表示邻近第一容纳空间155a的一侧，B侧表示邻近第二容纳空间155b的一侧。因此，曲面部15a可以是由从A到B的曲面构成的部分。在外装材料15的曲面部15a中，除了形成紧贴部153 以外的部分可以成为延伸部152的一部分。曲面部15a的形状相当于曲面，因此，如图6B所示，叠合外装材料15时，在没有紧贴在电极组件11的部分(延伸部152中邻近紧贴部153的部分)可略微突出。
曲面部15a紧贴在电极组件11时，第二容纳空间155b可覆盖电极组件11的上侧。
因此，电极组件11被外装材料15密封容纳，从而可形成袋型二次电池10。
图7是表示本实用新型的一个实施例的袋型二次电池的紧贴部 153配置有冷却板的状态的图。
参照图7，没有形成密封部151的紧贴部153呈电极组件11与外装材料15接触的状态，从而可形成对应于电极组件11面积的面。
分别包括紧贴部153的多个袋型二次电池10可配置在冷却板20 上。在紧贴部153不形成密封部151，因此冷却板20与紧贴部153可以直接接触。冷却板20与紧贴部153直接接触，从而能够冷却电极组件 11，其中，冷却板20与紧贴部153之间的接触不仅可包括冷却板20与紧贴部153之间直接接触，而且还可包括以在冷却板20与紧贴部153 之间夹杂着填隙料(gap filler)或导热粘合剂等的状态接触的情况。
图8是表示本实用新型的一个实施例的二次电池模块的图。
参照图8，在二次电池模块中，在冷却板20的相反面即多个二次电池10的上侧配置有壳体50，多个二次电池10的密封部151折叠从而可以减小二次电池模块的整体体积。
多个二次电池10中，可在每预定数量的二次电池10组之间配置弹性垫60。弹性垫60可缓冲二次电池10因肿胀(swelling)而膨胀，而且还能够防止外部冲击和振动传递至二次电池10。
此外，虽然图中未示出，为了提高多个二次电池10与冷却板20 之间的接触程度，可使用填隙料(gap filler)或导热粘合剂。
图9是放大表示本实用新型的一个实施例的二次电池模块中的冷却板20与多个二次电池10接触的状态的图。
参照图9，多个二次电池10并排层叠，层叠的多个二次电池10位于冷却板20上，从而多个二次电池10可通过冷却板20冷却。
冷却板20可根据多个二次电池10的紧贴部153形状而弯曲形成。
冷却板20上可形成具有与紧贴部153的部分形状对应的曲面的突起25a，使得与二次电池10的紧贴部153的接触面积最宽。并且，冷却板20中可形成能够容纳二次电池10的延伸部152的多个中间部26。中间部26可以是在冷却板20上以预定间隔形成的空的空间。中间部26 可以沿平行于二次电池10排列方向的方向形成在冷却板20上。中间部 26容纳从二次电池10向外侧突出的延伸部152，从而可以保持二次电池10并排层叠的状态。
下表1是冷却板20上形成突起25a(左侧)和冷却板上没有形成突起(右侧)的二次电池模块的温度相关的实验结果。
【表1】
形成突起25a的冷却板20 没有形成突起的冷却板
二次电池内的最高温度 35.7℃ 38.5℃
二次电池内的最低温度 27.2℃ 29.1℃
最高温度与最低温度之差 8.5℃ 9.4℃
最高热阻抗 1.8K/W 2.2K/W
如上所述，冷却板20上形成突起25a的二次电池模块的冷却效率高，因此，与没有形成突起的情况相比，二次电池模块中的温度较低，热阻抗较低。
图10是表示本实用新型的另一实施例的冷却板20的立体图，图11是表示图10的b-b'的剖视图，是表示在冷却板20上放置二次电池 10的状态的剖视图。
参照图10，为了比上述实施例提高冷却效率，如图8所示，中间部的一部分可以形成为与二次电池10的紧贴部153中形成的凹陷部154形状对应的凹陷部支承部25b，以替代中间部沿二次电池10 的排列方向平行地、长长地形成在冷却板20上的空的空间。并且，在中间部中与凹陷部支承部25b不对应的凹陷部支承部25b的两侧形成容纳延伸部152的插入槽26a。即，前述的实施例中，可以以形成空的空间的中间部26来替代凹陷部支承部25b，而在本实施例中在凹陷部154的下侧配置对应于凹陷部154形状的凹陷部支承部25b，从而使得二次电池10还可以通过凹陷部154实施冷却。如上所述，内部的电极组件11与外装材料15在凹陷部154处更紧贴，因此，凹陷部154与凹陷部支承部25b直接接触而进行冷却时，冷却效率会更高。
在冷却板20上放置二次电池10的情况下，图10中的a-a'的截面与前述的图8相同，b-b'的截面与图11所示内容相同。如图11所示，多个二次电池10的下侧可以具有与突起25a和凹陷部支承部25b接触的结构，以通过与二次电池10的下侧形状对应地形成的突起25a和凹陷部支承部25b进行整体冷却。
图12A和图12B是表示本实用新型的又一实施例的冷却板20' 的剖视图，图13A是图12A的二次电池模块的A-A方向的剖视图。
参照图12A、12B和图13A、13B，为了容纳延伸部152，本实施例的冷却板20'可以通过不同于上述的实施例的方式在冷却板20' 中沿与多个二次电池10的排列方向(图12A中的纵向)垂直的方向 (图12A中的垂直于地面的方向)形成阶梯部22。阶梯部22的厚度薄于在冷却板20'中不形成阶梯的部分21的厚度，从而可以形成容纳二次电池10的延伸部152的空间。为了更具体地表示冷却板20'中的阶梯部22的形状，图12B中放大表示图12A的B部分。
与上述的实施例不同，在本实施例中，可在冷却板20'中形成阶梯部22，从而容纳延伸部152，通过这种方式，冷却板20'的制造变得容易。即，与上述的在冷却板中沿与二次电池10的排列方向平行的方向形成槽的情况相比，本实施例的冷却板20'中仅在冷却板20'的两侧形成阶梯部22即可，从而可以通过简单的工艺形成容纳延伸部152的空间。
图13A是图12A的二次电池模块的A-A方向的剖视图，表示冷却板20'中没有形成阶梯部22的部分21与二次电池10的紧贴部153 相接的状态，图13B是放大表示图13A中的C部分的图。
如图13A和图13B所示，在本实施例的冷却板20'中，没有形成阶梯部22的部分21与二次电池10的紧贴部153相接，从而可以提高二次电池10与冷却板20'之间的紧贴性。由此，二次电池10的冷却效率得以提高。
另外，虽然图12A、12B和图13A、13B中没有示出，与上述的实施例一样，在本实施例中同样在冷却板20'上形成多个突起，从而可以增加二次电池10与紧贴部153的接触面积。突起可以具有与紧贴部153的形状对应的曲面。并且，在本实施例中还在冷却板20'上形成与凹陷部154的形状对应的凹陷部支承部，从而还可通过凹陷部 154进行冷却。
以上对本实用新型的代表性实施例进行了详细说明，本实用新型所属技术领域的普通技术人员能够理解，在不脱离本实用新型的范围内可对上述实施例进行多种变形。因此，本实用新型的权利范围不能局限于上述实施例，应根据权利要求书和与其等同的内容来确定。

Claims (13)

1.一种二次电池模块，其特征在于，包括：
多个袋型二次电池，其彼此层叠；及
冷却板，对层叠的所述多个袋型二次电池进行冷却，
所述袋型二次电池包括在外围由外装材料形成的密封部和紧贴部，
所述密封部形成在所述袋型二次电池的四周侧中的三侧，在所述袋型二次电池的其余一侧形成所述紧贴部，
所述冷却板与层叠的所述多个袋型二次电池的所述紧贴部接触，以冷却所述紧贴部侧，
在所述密封部中与所述紧贴部邻近的部分，形成向与所述紧贴部垂直的方向突出的延伸部。
2.根据权利要求1所述的二次电池模块，其特征在于，
在所述冷却板中形成能够容纳所述延伸部的中间部。
3.根据权利要求1所述的二次电池模块，其特征在于，
所述冷却板上形成多个突起，
各所述突起被配置成位于相邻的袋型二次电池的紧贴部之间。
4.根据权利要求3所述的二次电池模块，其特征在于，
各所述突起具有与所述紧贴部的部分形状对应的曲面。
5.根据权利要求1所述的二次电池模块，其特征在于，
在所述紧贴部中沿着长度方向形成有凹陷部。
6.根据权利要求5所述的二次电池模块，其特征在于，
在所述冷却板中形成有凹陷部支承部和插入槽，
所述凹陷部支承部沿着所述紧贴部的长度方向与所述凹陷部对应地突出形成，
所述插入槽是在所述凹陷部支承部的长度方向的外侧凹入形成，以容纳所述延伸部。
7.根据权利要求5所述的二次电池模块，其特征在于，
所述外装材料在其内部容纳电极组件之前，所述外装材料中形成容纳所述电极组件的多个容纳空间和位于所述多个容纳空间之间的间隔处的曲面部，
所述凹陷部由所述曲面部的至少一部分形成。
8.一种二次电池模块，其特征在于，包括：
多个袋型二次电池，其彼此层叠；及
冷却板，对层叠的所述多个袋型二次电池进行冷却，
所述袋型二次电池包括在外围由外装材料形成的密封部和紧贴部，
所述密封部形成在所述袋型二次电池的四周侧中的三侧，在所述袋型二次电池的其余一侧形成所述紧贴部，
所述冷却板与层叠的所述多个袋型二次电池的所述紧贴部接触，以冷却所述紧贴部侧，
在所述密封部中与所述紧贴部邻近的部分，形成向与所述紧贴部垂直的方向突出的延伸部，
在所述冷却板中形成能够容纳所述延伸部的阶梯部。
9.根据权利要求8所述的二次电池模块，其特征在于，
在所述紧贴部中沿着长度方向形成凹陷部。
10.根据权利要求8所述的二次电池模块，其特征在于，
所述冷却板上形成多个突起，
各所述突起被配置成位于相邻的袋型二次电池的紧贴部之间。
11.根据权利要求10所述的二次电池模块，其特征在于，
各所述突起具有与所述紧贴部的部分形状对应的曲面。
12.根据权利要求9所述的二次电池模块，其特征在于，
在所述冷却板中形成有凹陷部支承部，其沿着所述紧贴部的长度方向与所述凹陷部对应地突出形成。
13.根据权利要求9所述的二次电池模块，其特征在于，
所述外装材料在其内部容纳电极组件之前，所述外装材料中形成容纳所述电极组件的多个容纳空间和位于所述多个容纳空间之间的间隔处的曲面部，
所述凹陷部由所述曲面部的至少一部分形成。
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