CN217114565U - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的实施例的电池模块包括堆叠有多个电池单元的电池单元堆和用于容纳电池单元堆的模块框架，其中电池单元包括袋壳和容纳在袋壳中的电极组件，其中，用于控制电池膨胀的泡沫垫层位于袋壳的最外部。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年9月28日向韩国知识产权局提交的第 10-2020-0126067号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文中。
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种控制电池膨胀的电池模块和包括该电池模块的电池组。
背景技术
二次电池作为诸如移动装置和电动汽车的各种产品中的能源而受到广泛关注。二次电池是能够替代使用化石燃料的现有产品一种有效能源，并且由于它不会因能源的使用而产生副产品，因此作为环境友好型能源而备受关注。
近来随着对大容量二次电池结构的需求持续增加，包括将二次电池用作能量存储源，对多模块结构的电池组的需求也在增长，该电池组是串联和/或并联有多个二次电池的电池模块的组装。
同时，当多个电池单元串联/并联以配置电池组时，常用的方法是配置包括至少一个电池单元的电池模块，然后将其他部件加入至少一个电池模块中来配置电池组。
这种电池模块包括堆叠有多个电池单元的电池单元堆、用于容纳电池单元堆的模块框架以及形成在模块框架与电池单元堆的最外围的电池单元之间或多个电池单元之间的压缩垫。
图1是示出根据现有技术的形成有压缩垫的电池模块的示意图。图2是沿图1的电池单元堆的堆叠方向截取的截面图。
参考图1和图2，压缩垫30形成在电池单元堆10的最外围的电池单元与模块框架20之间。尽管未示出，压缩垫30可以进一步部分地形成在电池单元堆10的电池单元11之间。
压缩垫30可以形成为覆盖模块框架20的与电池单元11对应的大部分侧表面。此时，当电池单元11发生膨胀现象时，电池单元11可能膨胀，如图2 所示。通常，即使对压缩垫30进行加压和压缩，也存在不能进一步对压缩垫 30进行压缩的最小压缩厚度w，因此存在难以灵活地解决电池单元11的膨胀现象的问题。
实用新型内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种控制电池膨胀的电池模块以及包括该电池模块的电池组。
然而，本公开的实施例要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个实施例，提供了一种电池模块，包括：电池单元堆，多个电池单元堆叠在电池单元堆中，以及模块框架，用于容纳电池单元堆，其中，电池单元包括袋壳和容纳在袋壳中的电极组件，并且其中用于控制电池膨胀的泡沫垫层位于袋壳的最外部。
袋壳可以被配置为使得内树脂层和金属层在从电极组件朝向由泡沫垫层形成的最外层的方向上依次形成在电极组件和最外层之间。
电池模块还可以包括位于金属层与最外层之间的外树脂层。
电池模块还可以包括位于外树脂层与最外层之间的封装板层。
封装板层可以由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料形成。
内树脂层、金属层和外树脂层可以分别为聚丙烯(PP)层、铝层和尼龙层。
泡沫垫层可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或聚氨酯材料形成。
在电池单元堆包括的电池单元中，位于电池单元堆的最外部的电池单元可以与模块框架的侧面部分接触，并且与模块框架的侧面部分接触的电池单元部分可以是由泡沫垫层形成的最外层。
泡沫垫层可以形成在电池单元堆包括的电池单元的每个袋壳的最外部。
根据本公开的另一实施例，提供了一种上述电池模块的电池组。
有益效果
根据本公开的实施例，泡沫垫层形成在袋壳的最外部，因此袋式电池单元可以控制自身的膨胀。
另外，由于为每个电池单元都形成了膨胀吸收结构，所以电池单元堆整体上的压力分布和变形量可以是均匀的。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上述未描述的其他效果。
附图说明
图1是示出根据现有技术的形成有压缩垫的电池模块的示意图；
图2是沿图1的电池单元堆的堆叠方向截取的截面图；
图3是示出本公开的一个实施例的袋式电池单元的分解透视图；
图4是示出将图3的袋式电池单元组装的状态的透视图；
图5是沿图4的切割线A-A'截取的截面图；
图6是图5的区域P的放大截面图；
图7是示出包括图4的袋式电池单元的电池模块的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施例，使得本领域技术人员能够容易地实施它们。本公开可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于这里阐述的实施例。
为了清楚起见，与说明书无关的部件的描述被省略，并且整个说明书中相同的元件用相同的附图标记表示。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了各个元件的尺寸和厚度，并且本公开不一定限于附图中示出的情况。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了某些层和区域的厚度。
另外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一个元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一个元件上时，它表示不存在中间元件。此外，词语“上”或“上方”是指设置于基准部分上或下，并不一定指朝向重力的相反方向设置在基准部分的上端上。
此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”某个部件时，除非另有说明，否则意味着该部分还可以包括其他部件，而不排除其他部件。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，它是指当从上侧观察时的目标部分，当被称为“截面”时，它是指当从垂直切割的截面的侧部观察的目标部分。
图3是示出本公开的一个实施例的袋式电池单元的分解透视图。图4是示出将图3的袋式电池单元组装的状态的透视图。图5是沿图4的切割线A-A' 截取的截面图。图6是图5的区域P的放大截面图。
参考图3至图6，根据本实施例的袋式电池单元100可以通过将电极组件 200容纳在袋壳300内然后密封来制造。电极组件200可以包括正极、负极以及在正极与负极之间的隔膜。电极组件200可以是堆叠式电极组件、果冻卷 (jelly-roll)式电极组件或堆叠/折叠式电极组件。
正极和负极中的每一个都包括电极片(electrode tab)210t，分别连接到电极片210t的电极引线210和220可以暴露于袋壳300的外部。另外，电极引线210和220可以在被铅膜600覆盖的状态下分别位于密封部300S中，以确保密封性和绝缘性。
袋壳300由层压板构成，并且可以包括热熔的树脂层和用于防止材料渗透的金属层。
具体地，参考图6，上壳310可以包括用于密封的内树脂层310a、用于防止材料渗透的金属层310b、外树脂层310c以及用于控制电池膨胀的泡沫垫层310d。根据本实施例的泡沫垫层310d位于袋壳300的最外层上。泡沫垫层 310d可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或聚氨酯材料形成。在这种情况下，泡沫垫层310d可以是由具有一定程度的压缩比的泡沫制成的垫以控制膨胀。换句话说，泡沫垫层310d可以具有柔性特征，使得它可以不会太硬从而吸收膨胀。
如果需要，可以在泡沫垫层310D与外树脂层310c之间进一步包括封装板层(未示出)。
如上所述的上壳310的层结构同样可以应用于下壳320。换句话说，下壳 320可以包括内树脂层、金属层、外树脂层以及泡沫垫层，泡沫垫层用于控制电池沿远离电极组件200的方向膨胀。
相对于它们的厚度而言，外树脂层310c和封装板层可以具有优异的抗拉强度和耐候性，并且具有电绝缘特性以保护袋式二次电池100免受外部影响。外树脂层310c和封装板层中的每一个可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 树脂或尼龙树脂。金属层310b可以防止空气、水分等流入袋式电池层100中。金属层310b可以包括铝(Al)。内树脂层310a可以通过在其中设置有电极组件200的状态下施加热量和压力而彼此热熔合。内树脂层310a可以包括流延聚丙烯(CPP)或聚丙烯(PP)。
再参考图3至图5，可以在上壳310和下壳320中的每一个中形成凹陷的外壳部300ST，凹陷的外壳部300ST中可以安置电极组件200。密封部300S1 和300S2可以沿着外壳部300ST的外周针对上壳310和下壳320中的每一个而设置。上壳310的密封部300S1和下壳320的密封部300S2可以彼此热熔以形成密封部300S并密封袋壳300。
在本公开的另一实施例中，上壳的一侧和下壳的一侧可以彼此一体形成，而其余三侧可以被热熔接。
另一方面，电极组件200中包括的多个正极和多个负极中的每一个可以包括正电极片和负电极片，电极引线210和220分别连接到正电极片和负电极片。具体地，电极引线210和220中的一个可以是正极引线，另一个可以是负极引线。如上所述，连接到电极组件200的电极引线210和220从袋壳 300的一个端部突出，并且暴露于袋壳300的外部。
图7是示出包括图4的袋式电池单元的电池模块的截面图。
参考图7，根据本实施例的电池模块包括通过在一个方向上堆叠多个电池单元100而形成的电池单元堆110，以及用于容纳电池单元堆110的模块框架 500。电池单元100的堆叠方向可以垂直于电极引线210和220的突出方向。根据本实施例，在电池单元堆110包括的电池单元100中，位于电池单元堆 110的最外部的电池单元100可以与模块框架500的侧面部分接触。
与模块框架500的侧面部分接触的电池单元100的部分可以是参考图5 和图6描述的上壳310或下壳320。在这种情况下，最靠近模块框架500的侧面部分的层优选为上壳310的泡沫垫层310d。泡沫垫层310d形成在最外层，由此袋式电池单元可以控制其自身的膨胀，因此，不需要在电池模块中应用参考图2描述的单独的压缩垫。
泡沫垫层310d可以形成在电池单元堆110中包括的每个电池单元100的袋壳300的最外部分。在这种情况下，泡沫垫层可以形成在上壳310和下壳 320中的每一个的最外层上。通常而言，由于其结构使得压缩垫被应用在模块框架与最外围的电池单元之间和/或电池单元之间，压缩垫被应用到多个电池中单元中的每一个，因此每个电池单元的压力分布和变形量不同。然而，根据本实施例，当针对每个电池单元形成膨胀吸收结构时，电池单元堆110整体上在压力分布和变形量方面可以是均匀的。
另一方面，可以将一个或多个根据本实施例的电池模块封装在封装壳中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于电动自行车、电动汽车或混合动力汽车等车辆装置，但本公开不限于此，并且可以适用于能够使用电池模块的各种装置，这也落入本公开的范围内。
尽管以上参照优选实施例示出并描述了本实用新型，但本公开的范围不限于此，本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施例，这将落入所附权利要求中描述的本公开的概念的精神和范围内。
[附图标记说明]
100：电池单元
110：电池单元堆
200：电极组件
300：袋壳
310d：泡沫垫层。

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：
电池单元堆，多个电池单元堆叠在所述电池单元堆中，以及
模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池单元堆，
其中，所述电池单元包括袋壳和容纳在所述袋壳中的电极组件，并且
其中，用于控制电池膨胀的泡沫垫层位于所述袋壳的最外部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述袋壳被配置为使得内树脂层和金属层在从所述电极组件朝向由所述泡沫垫层形成的最外层的方向上依次形成在所述电极组件和所述最外层之间。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块还包括位于所述金属层与所述最外层之间的外树脂层。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块还包括位于所述外树脂层与所述最外层之间的封装板层。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，所述封装板层由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料形成。
6.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述内树脂层、所述金属层和所述外树脂层分别为聚丙烯(PP)层、铝层和尼龙层。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述泡沫垫层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或聚氨酯材料形成。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，在所述电池单元堆包括的所述电池单元中，位于所述电池单元堆的最外部的电池单元与所述模块框架的侧面部分接触，并且
与所述模块框架的所述侧面部分接触的电池单元部分是由所述泡沫垫层形成的最外层。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述泡沫垫层形成在所述电池单元堆包括的所述电池单元的每个袋壳的最外部。
10.一种电池组，其特征在于，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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