CN220553548U - 电池模组与电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池模组与电池包，所述电池模组包括多个电芯和第一防火层，各所述电芯依次排列；所述第一防火层设置于所述电芯的顶部，所述第一防火层与各所述电芯的顶面相贴合。本申请可以提高电池模组的防火性能，从而提高电池模组的使用安全性。

Description

电池模组与电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组与电池包。

背景技术

电池模组包括多个电芯，多个电芯之间采用串联或并联的方式相互连接。由于电池模组内部的电芯排布紧凑，一旦有电芯发生热失控，很容易将热量传导至其他电芯，导致其他电芯热失控，从而导致连锁的热失控，最终导致整个电池模组起火甚至爆炸，严重影响电池模组的使用安全性。

实用新型内容

本申请提供了一种电池模组与电池包，以提高电池模组的防火性能，从而提高电池模组的使用安全性。

本申请第一方面提供了一种电池模组，所述电池模组包括：多个电芯，各所述电芯依次排列；第一防火层，设置于所述电芯的顶部，所述第一防火层与各所述电芯的顶面相贴合。

可选地，所述第一防火层设有通孔，所述电芯的极柱穿设于所述通孔内，并突出于所述第一防火层的表面。

可选地，所述电池模组还包括两个端板，所述端板沿所述电芯的排列方向，设置于所述电芯的两端，所述电芯与所述端板之间设有第二防火层。

可选地，所述第二防火层的两侧分别粘接于所述端板与所述电芯的表面。

可选地，相邻所述电芯之间设有第三防火层。

可选地，所述第三防火层的上端与所述第一防火层的下表面相接触。

可选地，所述第三防火层的下端不超过所述电芯的下端。

可选地，所述第三防火层的两侧分别粘接于相邻所述电芯的表面。

可选地，所述第一防火、所述第二防火层或所述第三防火层包括云母片。

本申请第二方面提供了一种电池包，其包括本申请提供的任意一种电池模组，所述电池模组的数量至少为两个，多个所述电池模组沿竖直方向叠放。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的电池模组包括多个电芯和第一防火层，各所述电芯依次排列，所述第一防火层设置于所述电芯的顶部，所述第一防火层与各所述电芯的顶面相贴合；通过在电芯的顶部设置第一防火层，并使第一防火层与电芯的顶面相贴合，第一防火层在电芯的顶部起到防火隔热的作用，既能够有效防止火焰蔓延至电芯以外的区域，又能够延缓火焰在电芯之间的蔓延，从而避免整个电池模组出现热失控。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电池模组的结构示意图；

图2为图1所示电池模组的爆炸结构示意图；

图3为图1所示电池模组的部分结构示意图；

图4为图3中第一防火层的结构示意图；

图5为图3的剖面结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为图5中B处的局部放大图。

附图标记：

1-电芯；

11-极柱；

2-第一防火层；

21-通孔；

3-第二防火层；

4-第三防火层；

5-端板；

6-侧板；

7-汇流部件；

8-顶盖；

9-加热片。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1-图2所示，本申请实施例提供了一种电池模组，其包括多个电芯1、两个端板5、两个侧板6、汇流部件7和顶盖8。多个电芯1依次排列，例如多个电芯1可以沿自身厚度方向依次排列；端板5沿电芯1的排列方向设置于电芯1的两端，侧板6连接两个端板5，从而使端板5与侧板6共同形成围绕电芯1的固定框架；汇流组件设置于电芯1的顶部，并与各电芯1的极柱11相连接，从而现各电芯1之间的串并联；顶盖8盖设于汇流组件的顶部，形成电池模组的顶部。电池模组的底部还可以设置加热片9，以在温度较低的环境中对电池模组进行加热。

如图2-图7所示，进一步地，本申请实施例提供的电池模组还包括第一防火层2，第一防火层2设置于电芯1的顶部，第一防火层2与各电芯1的顶面相贴合，也就是说，第一防火层2与电芯1的顶面直接接触，第一防火层2与电芯1的顶面之间没有其他部件，汇流部件7和顶盖8等均设置于第一防火层2的外部。通过在电芯1的顶部设置第一防火层2，并使第一防火层2与电芯1的顶面相贴合，第一防火层2在电芯1的顶部起到防火隔热的作用，既能够有效防止火焰蔓延至电芯1以外的区域，又能够延缓火焰在电芯1之间的蔓延，从而避免整个电池模组出现热失控。也就是说，第一防火层2能够阻隔火焰的纵向传递，火焰无法穿过第一防火层2而蔓延至顶部的汇流部件7和顶盖8等，从而减小电池模组的损坏程度；第一防火层2能够延缓火焰的横向传递，当其中一个电芯1发生热失控时，使热量难以在电芯1的顶部横向传递，从而避免火焰蔓延至其他电芯1，也就避免了整个电池模组出现热失控。

如图2-图5所示，具体地，第一防火层2的表面设置成平面结构，既能够简化第一防火层2的结构，降低生产成本，还能够避免第一防火层2与电池模组的原有零部件(例如汇流部件7等)产生干涉，提高第一防火层2的通用性。

其中，第一防火层2可以设置成同时覆盖多个电芯1的连续的防火区域，也可以设置成多个相互独立的防火，例如，对应每一个电芯1分别设置单独的第一防火层2。第一防火层2可以仅覆盖电芯1的顶面的一部分，也可以完整地覆盖电芯1的顶面，只要能够在电芯1的顶面起到隔热作用，就能够改善电池模组的热失控的风险。

优选地，第一防火层2沿电芯1的排列防线延伸至电芯1的边缘，并且第一防火层2沿电芯1的长度方向延伸至电芯1的边缘，从而在电芯1的顶部形成连续的防火区域，有效地提高了防火隔热效果，降低了电池模组出现热失控的风险。第一防火层2的边缘不超过电芯1的边缘，以避免在第一防火层2的边缘产生悬空部位，使得第一防火层2的边缘容易出现破损，影响防火隔热效果。

进一步地，第一防火层2设有通孔21，电芯1的极柱11穿设于通孔21内，并突出于第一防火层2的表面，从而使各个电芯1在第一防火层2的外部实现相互连接，尽可能地减少火焰对电芯1意外的零部件产生的影响，从而降低电池模组出现热失控的风险。此外，第一防火层2设置有通孔21，该通孔21能够起到泄压作用，防止电芯1由于热失控而产生爆炸。

进一步地，第一防火层2粘接于电芯1的顶面，使第一防火层2与电芯1的顶面之间形成紧密连接，避免第一防火层2与电芯1产生相对移动或产生较大空隙，影响防火效果。

具体地，第一防火层2可以包括隔热材料制成的层片状结构，例如，聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氧化铝、氧化锆、勃姆石(AlOOH)、三水铝石(Al(OH)3)、氧化硅、氧化镁(镁氧)、氧化钙、二氧化钛(Titania)、钛酸钡、氧化铝-二氧化硅复合氧化物、氮化铝、氮化硼、硅、金刚石、硫酸钡、氟化钙、氟化钡、高岭土、蒙脱土、膨润土或长石中的任意一种或多种。第一防火层2可以设置成单层结构，也可以设置成多层复合结构。

优选地，第一防火层2包括云母片，原材料为天然矿制品，生产成本低，且生产过程不产生污染；而且云母片具有良好的电气性能，耐热性好，化学性质稳定，机械性能好，能够在热失控的情况下不发生损坏。

如图2-图5所示，进一步地，电芯1与端板5之间设有第二防火层3，通过第二防火层3在电芯1的端部起到防火隔热的作用，避免火焰蔓延至电芯1以外的区域，从而减小电池模组的损坏程度。

进一步地，第二防火层3的两侧分别粘接于端板5与电芯1的表面，使端板5与电芯1形成一个整体，从而控制电池模组的整体尺寸，提高电池模组的能量密度。

具体地，第二防火层3可以包括隔热材料制成的层片状结构，例如，聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氧化铝、氧化锆、勃姆石(AlOOH)、三水铝石(Al(OH)3)、氧化硅、氧化镁(镁氧)、氧化钙、二氧化钛(Titania)、钛酸钡、氧化铝-二氧化硅复合氧化物、氮化铝、氮化硼、硅、金刚石、硫酸钡、氟化钙、氟化钡、高岭土、蒙脱土、膨润土或长石中的任意一种或多种。第二防火层3可以设置成单层结构，也可以设置成多层复合结构；第三防火层4可以设置成单层结构，也可以设置成多层复合结构。

优选地，第二防火层3包括云母片，原材料为天然矿制品，生产成本低，且生产过程不产生污染；而且云母片具有良好的电气性能，耐热性好，化学性质稳定，机械性能好，能够在热失控的情况下不发生损坏。

进一步地，第二防火层3还包括绝缘层，绝缘层的材料包括但不限于PC、陶瓷、PP或尼龙等，绝缘层粘贴于云母片的表面，提高电芯1间的绝缘效果，从而提高电池模组的安全性能。

进一步地，相邻电芯1之间设有第三防火层4，通过第三防火层4将相邻的两个电芯1相互隔开，可以有效阻止火焰向相邻的电芯1蔓延，将热失控限制在单个电芯1的范围以内，从而避免整个电池模组出现热失控。

如图6所示，进一步地，第三防火层4的上端与第一防火层2的下表面相接触，使第三防火层4与第一防火层2共同形成多个单独的防火隔热空间，每一个防火隔热空间容纳一个电芯1，相邻的防火隔热空间互不连通，从而将电芯1的热失控限制在该防火隔热空间以内，从而避免整个电池模组出现热失控。

如图7所示，进一步地，第三防火层4的下端不超过电芯1的下端，也就是说，第三防火层4的下端与电芯1的下端对齐，或者第三防火层4的下端与电芯1的下端之间留有间隙。一方面，由于火焰产生的高温烟气一般向上流动，导致火焰很快向上蔓延，而火焰向下蔓延的可能性比较小，在电芯1的下端留有少量间隙，不会影响整体防火效果，还能够起到减重和节约成本的效果；另一方面，第三防火层4的下端与电芯1的底端之间留有间隙，可以避免第三防火层4与底部的支撑平面相接触，从而确保第三防火层4在电池模组在搬运或使用过程中不承重，防止第三防火层4产生破损。

进一步地，第三防火层4的两侧分别粘接于相邻电芯1的表面，使各个电芯1相互连接形成一个整体，从而控制相邻电芯1之间的间隔，进而控制电池模组的整体尺寸，提高电池模组的能量密度。

其中，第三防火层4的材质和结构可参考第二防火层3，第三防火层4和第二防火层3可以采用相同的材质和结构，也可以采用不同的材质和结构。

另外，本申请实施例还提供了一种电池包，其包括本申请实施立体提供的任意一种电池模组，电池模组的数量至少为两个，多个电池模组沿竖直方向叠放。当电池包内的一个电池模组出现热失控时，电池模组内的第一防火层2可以有效防止火焰向上传递，从而避免火焰蔓延至其他电池模组。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：

多个电芯，各所述电芯依次排列；

第一防火层，设置于所述电芯的顶部，所述第一防火层与各所述电芯的顶面相贴合。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一防火层设有通孔，所述电芯的极柱穿设于所述通孔内，并突出于所述第一防火层的表面。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括两个端板，所述端板沿所述电芯的排列方向，设置于所述电芯的两端，所述电芯与所述端板之间设有第二防火层。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第二防火层的两侧分别粘接于所述端板与所述电芯。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，相邻所述电芯之间设有第三防火层。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第三防火层的上端与所述第一防火层的下表面相接触。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第三防火层的下端不超过所述电芯的下端。

8.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第三防火层的两侧分别粘接于相邻所述电芯的表面。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述第一防火层包括云母片。

10.根据权利要求3或4所述的电池模组，其特征在于，所述第二防火层包括云母片。

11.根据权利要求5-8任一项所述的电池模组，其特征在于，所述第三防火层包括云母片。

12.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-1任一项所述的电池模组，所述电池模组的数量至少为两个，多个所述电池模组沿竖直方向叠放。