DE202023107195U1 - Battery module with electrically conductive cooling plate - Google Patents

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Abstract

Ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte, umfassend
ein Batteriemodul, das aus mehreren in einer einzelnen Axialrichtung gestapelten Batterieeinheiten besteht, wobei eine jeweilige Batterieeinheit zwei parallel zueinander angeordnete und als heteropolare Leistungsausgangsanschlüsse dieser Batterieeinheit dienende ebene Elektrodenkollektorschichten aufweist; und
mindestens eine elektrisch leitfähige Kühlplatte, die zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten geklemmt ist und einen ebenen elektrisch isolierenden Körper und mindestens einen im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist, wobei zur Bildung eines elektrisch leitfähigen Pfads der elektrisch leitfähige Abschnitt elektrisch mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten der benachbarten Batterieeinheiten verbunden ist und zur Bildung eines Wärmeableitungspfads der ebene elektrisch isolierende Körper die durch zwei benachbarte Batterieeinheiten entstehende Wärme leitet.

Figure DE202023107195U1_0000
A battery module with an electrically conductive cooling plate, comprising
a battery module consisting of a plurality of battery units stacked in a single axial direction, a respective battery unit having two flat electrode collector layers arranged parallel to one another and serving as heteropolar power output terminals of this battery unit; and
at least one electrically conductive cooling plate, which is clamped between two adjacent battery units and has a flat electrically insulating body and at least one electrically conductive section provided in the flat electrically insulating body, wherein to form an electrically conductive path, the electrically conductive section is electrically connected to the flat electrode collector layers adjacent battery units is connected and to form a heat dissipation path, the flat electrically insulating body conducts the heat generated by two adjacent battery units.
Figure DE202023107195U1_0000

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul und insbesondere ein Batteriemodul, dessen Inneres mit einer elektrisch leitfähigen Kühlplatte versehen ist.The present invention relates to a battery module and in particular to a battery module whose interior is provided with an electrically conductive cooling plate.

Stand der TechnikState of the art

In den letzten Jahren wurden mit der rasanten Entwicklung in verschiedenen Bereichen, wie z. B. die Bereiche der tragbaren elektronischen Produkte/Elektrofahrzeuge/Energiespeicherkraftwerke, die hohen Anforderungen an Energiespeichervorrichtungen mit hoher Energiespeicherdichte und hohem Umweltschutzanspruch ständig gesteigert. Ionen-Sekundärbatterien sind zur ersten Wahl geworden. Ferner wurden verschiedene Sekundärbatterien wie Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, Magnesium-Ionen-Sekundärbatterien und Natrium-lonen-Sekundärbatterien entwickelt. In der Praxis wird ein Batteriemodul in der Regel durch die Parallelschaltung der Batterieeinheiten gebildet, um so eine ausreichende Kapazität zu erreichen, die für verschiedene Geräte verwendet werden kann.In recent years, with the rapid development in various fields, such as: B. the areas of portable electronic products/electric vehicles/energy storage power plants, the high requirements for energy storage devices with high energy storage density and high environmental protection standards are constantly increasing. Ion secondary batteries have become the first choice. Further, various secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries, magnesium-ion secondary batteries and sodium-ion secondary batteries have been developed. In practice, a battery module is usually formed by connecting battery units in parallel to achieve sufficient capacity that can be used for various devices.

Zur Bildung eines Batteriemoduls (z. B. durch Reihenschaltung) müssen zusätzliche elektrisch leitfähige Kontaktanschlüsse für die elektrische Verbindung verwendet werden. Eine solche Verbindungsmethode verkompliziert nicht nur den Prozess, sondern verringert auch die Volumenausnutzung des gesamten Batteriemoduls. Eine andere bestehende Methode besteht darin, dass die Batteriemodule über eine Elektrodenkollektorschicht in direktem, flächigem Kontakt miteinander stehen, um die erforderliche elektrische Verbindung herzustellen. Da zur Herstellung einer elektrischen Verbindung eine Elektrodenkollektorschicht für den direkten, flächigen Kontakt verwendet wird, kann die entstehende Wärme nicht einfach abgeführt werden, was die Leistung des Batteriemoduls erheblich beeinträchtigt.To form a battery module (e.g. through series connection), additional electrically conductive contact connections must be used for the electrical connection. Such a connection method not only complicates the process, but also reduces the volume utilization of the entire battery module. Another existing method is for the battery modules to be in direct, flat contact with one another via an electrode collector layer in order to establish the required electrical connection. Since an electrode collector layer is used for direct, surface contact to create an electrical connection, the resulting heat cannot be easily dissipated, which significantly affects the performance of the battery module.

Darüber hinaus bestehen die allgemeinen Methoden zur Wärmeableitung von Batteriemodulen darin, dass dem Batteriemodul ein Kühlsystem oder eine Kühlplatte hinzugefügt wird, wodurch sich das Gesamtvolumen des Batteriemoduls vergrößert, das Batteriemodul nicht gleichmäßig gekühlt werden kann und ferner der Batteriemontageprozess komplizierter wird.In addition, the general methods of heat dissipation of battery modules are to add a cooling system or cooling plate to the battery module, which increases the overall volume of the battery module, cannot cool the battery module evenly, and further complicates the battery assembly process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Probleme zu lösen und ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte bereitzustellen.The invention is based on the object of solving the above-mentioned problems and providing a battery module with an electrically conductive cooling plate.

Aufgabe der ErfindungTask of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte bereitzustellen, bei dem eine elektrisch leitfähige Kühlplatte zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten angeordnet ist, um das Ziel einer elektrischen Verbindung und Wärmeableitung direkt zu erreichen, wodurch eine Anordnung externer elektrisch leitfähiger Kontaktanschlüsse und zusätzlicher Kühlsysteme wie bei der herkömmlichen Technik entfällt und somit sowohl eine hohe Volumenausnutzung als auch eine effiziente Wärmeableitung erreicht werden.It is an object of the present invention to provide an electrically conductive cooling plate battery module in which an electrically conductive cooling plate is disposed between two adjacent battery units to directly achieve the objective of electrical connection and heat dissipation, thereby providing an arrangement of external electrically conductive contact terminals and additional Cooling systems as in conventional technology are no longer required and both high volume utilization and efficient heat dissipation can be achieved.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte bereitzustellen, bei dem ein Mikrokanal im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehen ist, wodurch der Wärmeableitungseffekt erheblich verbessert und die Leistung des gesamten Batteriemoduls verbessert werden kann.It is another object of the present invention to provide a battery module with an electrically conductive cooling plate in which a micro-channel is provided in the flat electrically insulating body, whereby the heat dissipation effect can be significantly improved and the performance of the entire battery module can be improved.

Technische LösungTechnical solution

Die vorliegende Erfindung stellt ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte bereit, umfassend ein Batteriemodul und mindestens eine elektrisch leitfähige Kühlplatte, wobei das Batteriemodul aus mehreren in einer einzelnen Axialrichtung gestapelten Batterieeinheiten besteht und eine jeweilige Batterieeinheit zwei parallel zueinander angeordnete und als heteropolare Leistungsausgangsanschlüsse dieser Batterieeinheit dienende ebene Elektrodenkollektorschichten aufweist, wobei eine elektrisch leitfähige Kühlplatte zwischen je zwei benachbarten Batterieeinheiten geklemmt ist und einen ebenen elektrisch isolierenden Körper und mindestens einen im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist, der elektrisch leitfähige Abschnitt elektrisch mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten zweier benachbarter Batterieeinheiten verbunden ist und die beim Betrieb der Batterieeinheiten entstehende Wärme durch den ebenen elektrisch isolierenden Körper abgeführt wird.The present invention provides a battery module with an electrically conductive cooling plate, comprising a battery module and at least one electrically conductive cooling plate, the battery module consisting of a plurality of battery units stacked in a single axial direction and a respective battery unit having two planes arranged parallel to one another and serving as heteropolar power output connections of this battery unit Electrode collector layers, wherein an electrically conductive cooling plate is clamped between two adjacent battery units and has a flat electrically insulating body and at least one electrically conductive section provided in the flat electrically insulating body, the electrically conductive section being electrically connected to the flat electrode collector layers of two adjacent battery units and the heat generated during operation of the battery units is dissipated through the flat electrically insulating body.

Zum besseren Verständnis der Aufgaben, des technischen Inhalts, der Merkmale und der vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend konkrete Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben.For a better understanding of the tasks, the technical content, the features and the advantageous effects of the present invention, specific exemplary embodiments are described in detail below.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 1 shows a schematic view of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 2A zeigt eine schematische Ansicht der Batterieeinheiten des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 2A shows a schematic view of the battery units of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 2B zeigt eine schematische Ansicht der Batterieeinheiten eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 2 B shows a schematic view of the battery units of another embodiment of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 2C zeigt eine schematische Explosionsansicht der Batterieeinheiten des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 2C shows a schematic exploded view of the battery units of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 3 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 3 shows a schematic side view of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 4A und 4B zeigen schematische Ansichten eines anderen Ausführungsbeispiels des elektrisch leitfähigen Abschnitts des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte; 4A and 4B show schematic views of another embodiment of the electrically conductive section of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate;
  • 5 zeigt eine schematische Ansicht gemäß der vorliegenden Erfindung, in der die in der 4A gezeigte elektrisch leitfähige Kühlplatte zusätzlich mit einem Mikrokanal versehen ist; 5 shows a schematic view according to the present invention, in which the in the 4A electrically conductive cooling plate shown is additionally provided with a microchannel;
  • 6 zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte, das zusätzlich mit einem Mikrokanal versehen ist; 6 shows a schematic view of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate, which is additionally provided with a microchannel;
  • 7A und 7B zeigen schematische Ansichten eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Batteriemoduls mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte, das zusätzlich mit einem Mikrokanal versehen ist. 7A and 7B show schematic views of another embodiment of the battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate, which is additionally provided with a microchannel.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

Um die Vorteile, den Geist und die Merkmale der vorliegenden Erfindung verständlicher zu machen, werden nachfolgend Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf bestimmte Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern nur durch die Ansprüche. Diese Ausführungsbeispiele werden nur bereitgestellt, um die vorliegende Offenbarung tiefer und leichter verständlich zu machen.In order to make the advantages, spirit and features of the present invention more understandable, embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention will be described with reference to specific embodiments and with reference to specific drawings, but the invention is not limited thereto but only by the claims. These embodiments are provided only to make the present disclosure more thorough and easier to understand.

Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung der bestimmten Ausführungsbeispiele und soll den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „einer,“ „eine“, „eines“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z. B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.The terminology used herein is intended only to describe the specific embodiments and is not intended to limit the general spirit of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," "an," and "the," "the," "that" shall also include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Unless otherwise defined, all terms used herein (including technical and scientific terms) have the same meanings as would be assigned to them by one of ordinary skill in the art to which the embodiments pertain. It should also be made clear that expressions, e.g. B. those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having meaning consistent with their meaning in the context of the relevant technique, and are not to be interpreted in an idealized or overly formal sense, so long as this is not expressly defined herein.

Eine Bezugnahme in dieser gesamten Spezifikation auf „eine einzige Ausführungsform“ oder „eine beliebige Ausführungsform“ bedeutet, dass eine im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschriebene Funktion, Struktur oder Eigenschaft in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit beziehen sich die Ausdrücke „in einer einzigen Ausführungsform“ oder „in einer beliebigen Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen dieser Spezifikation nicht unbedingt alle auf dieselbe Ausführungsform, sondern können sich auf verschiedene Ausführungsformen beziehen. Ferner können die einzelnen Funktionen, Strukturen oder Eigenschaften, wie eine Person mit durchschnittlicher Fachkenntnis dieser Offenlegung entnehmen kann, in geeigneter Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert sein.Reference throughout this specification to “a single embodiment” or “any embodiment” means that a function, structure, or feature described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, the expressions “in a single embodiment” or “in any embodiment” in various places in this specification do not necessarily all refer to the same embodiment, but may refer to different embodiments. Further, as a person of ordinary skill in the art would understand from this disclosure, the individual functions, structures, or characteristics may be suitably combined in one or more embodiments.

Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist darauf hinzuweisen, dass die Begriffe „gekoppelt“, „verbunden“ und „angeordnet“ weit gefasst zu verstehen sind. Beispielsweise kann es sich um eine mechanische oder eine elektrische Verbindung handeln, oder es kann sich um eine interne Verbindung zwischen zwei Komponenten handeln, die direkt oder über ein Zwischenmedium verbunden sein können. Die spezifischen Bedeutungen der obigen Begriffe in der vorliegenden Erfindung sind je nach spezifischer Situation dem Fachmann verständlich.In describing the present invention, it should be noted that the terms "coupled", "connected" and "arranged" are to be understood broadly. For example, it can be a mechanical or an electrical connection, or it can be an internal connection between two components, which can be connected directly or via an intermediate medium. The specific meanings of the above terms in the present invention will be understandable to those skilled in the art depending on the specific situation.

Das erfindungsgemäße Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte umfasst ein Batteriemodul und mindestens eine elektrisch leitfähige Kühlplatte, wobei das Batteriemodul aus mehreren in einer einzelnen Axialrichtung gestapelten Batterieeinheiten besteht, eine jeweilige Batterieeinheit zwei parallel zueinander angeordnete ebene Elektrodenkollektorschichten umfasst und die beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten die heteropolaren Leistungsausgangsanschlüsse einer jeweiligen Batterieeinheit darstellen. Die elektrisch leitfähige Kühlplatte ist zwischen je zwei benachbarten Batterieeinheiten geklemmt und weist einen ebenen elektrisch isolierenden Körper und mindestens einen im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitt auf. Der elektrisch leitfähige Abschnitt ist elektrisch mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten zweier benachbarter Batterieeinheiten verbunden, um einen elektrisch leitfähigen Pfad zu bilden. Die durch zwei benachbarte Batterieeinheiten entstehende Wärme wird durch den ebenen elektrisch isolierenden Körper geleitet, um einen Wärmeableitungspfad zu bilden. Es wird auf 1 Bezug genommen. Beispielsweise weist das Batteriemodul 1 ein Batteriemodul 10 und eine elektrisch leitfähige Kühlplatte 40 auf, wobei das Batteriemodul 10 durch vertikales Stapeln mehrerer Batterieeinheiten 20 (Z-Achse) gebildet ist. Die elektrische Verbindung zwischen den mehreren Batterieeinheiten 20 kann durch eine Reihenschaltung, eine Parallelschaltung oder eine Reihen-ParallelSchaltung erfolgen. Die elektrisch leitfähige Kühlplatte 40 ist zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten 20 geklemmt. In diesem Fall kann die elektrische Verbindung zweier benachbarter Batterieeinheiten 20 durch eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung erfolgen. Es ist hier wichtig zu beachten, dass die in der Figur gezeigte Anzahl und die Verbindungsmethoden der Batterieeinheiten 20 sowie die Anzahl und die Positionen der elektrisch leitfähigen Kühlplatten 40 nur zur Veranschaulichung dienen. Jede Batterieeinheit 20 ist ein vollständiges und unabhängiges Modul, das im Folgenden ausführlich beschrieben wird.The battery module according to the invention with an electrically conductive cooling plate comprises a battery module and at least one electrically conductive cooling plate, the battery module consisting of a plurality of battery units stacked in a single axial direction, a respective battery unit comprising two flat electrode collector layers arranged parallel to one another and the two flat electrode collector layers the heteropolar power output connections of a respective one Represent battery unit. The electrically conductive cooling plate is clamped between two adjacent battery units and has a flat electrically insulating body and at least one electrically conductive section provided in the flat electrically insulating body. The electric one The conductive portion is electrically connected to the planar electrode collector layers of two adjacent battery units to form an electrically conductive path. The heat generated by two adjacent battery units is conducted through the flat electrically insulating body to form a heat dissipation path. It will be on 1 Referenced. For example, the battery module 1 has a battery module 10 and an electrically conductive cooling plate 40, the battery module 10 being formed by vertically stacking a plurality of battery units 20 (Z axis). The electrical connection between the multiple battery units 20 can be made by a series connection, a parallel connection or a series-parallel connection. The electrically conductive cooling plate 40 is clamped between two adjacent battery units 20. In this case, the electrical connection of two adjacent battery units 20 can take place via a series connection or a parallel connection. It is important to note here that the number and connection methods of the battery units 20 shown in the figure, as well as the number and positions of the electrically conductive cooling plates 40, are for illustrative purposes only. Each battery unit 20 is a complete and independent module, which is described in detail below.

Es wird auf die 1, 2A und 2C Bezug genommen. In der vorliegenden Erfindung werden zur Bildung eines Batteriemoduls 10 komplette und einzeln eingekapselte Batterieeinheiten 20 verwendet. Eine jeweilige Batterieeinheit 20 umfasst zwei ebene Elektrodenkollektorschichten 24, 25, ein elektrochemisches System 201 und einen Rahmenkleber 26, wobei die beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 die heteropolaren Leistungsausgangsanschlüsse einer jeweiligen Batterieeinheit 20 darstellen. Wenn beispielsweise die ebene Elektrodenkollektorschicht 24 der positive Ausgangsanschluss ist, ist die ebene Elektrodenkollektorschicht 25 der negative Ausgangsanschluss. Wenn beispielsweise die ebene Elektrodenkollektorschicht 24 der negative Ausgangsanschluss ist, ist die ebene Elektrodenkollektorschicht 25 der positive Ausgangsanschluss. Das elektrochemische System 201 umfasst eine Trennschicht 21, zwei Aktivmaterialschichten 22, 23 und ein in die Aktivmaterialschichten 22, 23 imprägniertes oder gemischtes Elektrolytsystem. Das Material der Trennschicht 21 kann aus den folgenden Materialien ausgewählt werden: Polymermaterialien, Keramikmaterialien, Glasfasermaterialien, mit Keramikpulver beschichtete Polymermaterialien oder Glasfasermaterialien. Die Trennschicht 21 weist Mikrolöcher auf, durch die Ionen hindurchgehen können. Die Mikrolöcher können in Form von Durchgangslöchern oder verwinkelten Löchern (nicht linear und durchgängig) vorliegen oder sogar direkt aus porösen Materialien bestehen. Wenn für das Keramikpulver ein Isoliermaterial ohne lonenleitfähigkeit ausgewählt wird, kann es aus Materialien im Mikro- und Nanobereich wie Titandioxid (TiO2), Aluminium(I)-oxid (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2) usw. oder aus alkylierten Keramikpartikeln bestehen. Als Keramikmaterial kann auch ein oxidischer Festelektrolyt wie Lithium-Lanthan-Zirkonoxid (Li7La3Zr2O12; LLZO) und Lithiumaluminiumtitanphosphat (LATP) gewählt werden. Ferner kann das Keramikmaterial eine Mischung aus isolierendem Keramikmaterial und oxidischem Festelektrolyt sein. Wenn die Trennschicht durch Stapeln des Keramikpulvers gebildet ist, kann sie ferner einen Polymerkleber wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer (PVDF-HFP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Acrylsäurekleber (acrylic acid glue), Epoxidharz, Polyethylenoxid (PEO), Polyacrylnitril (PAN) und Polyimid (PI) umfassen.It will be on the 1 , 2A and 2C Referenced. In the present invention, complete and individually encapsulated battery units 20 are used to form a battery module 10. A respective battery unit 20 comprises two flat electrode collector layers 24, 25, an electrochemical system 201 and a frame adhesive 26, the two flat electrode collector layers 24, 25 representing the heteropolar power output connections of a respective battery unit 20. For example, if the flat electrode collector layer 24 is the positive output terminal, the flat electrode collector layer 25 is the negative output terminal. For example, if the flat electrode collector layer 24 is the negative output terminal, the flat electrode collector layer 25 is the positive output terminal. The electrochemical system 201 comprises a separating layer 21, two active material layers 22, 23 and an electrolyte system impregnated or mixed into the active material layers 22, 23. The material of the separating layer 21 can be selected from the following materials: polymer materials, ceramic materials, fiberglass materials, polymer materials coated with ceramic powder, or fiberglass materials. The separating layer 21 has microholes through which ions can pass. The microholes can be in the form of through holes or angled holes (non-linear and continuous), or even made directly from porous materials. If an insulating material without ionic conductivity is selected for the ceramic powder, it can be made of micro- and nano-sized materials such as titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum (I) oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), etc. or alkylated Ceramic particles exist. An oxidic solid electrolyte such as lithium lanthanum zirconium oxide (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ; LLZO) and lithium aluminum titanium phosphate (LATP) can also be selected as the ceramic material. Furthermore, the ceramic material can be a mixture of insulating ceramic material and oxide solid electrolyte. When the release layer is formed by stacking the ceramic powder, it may further include a polymer adhesive such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), polytetrafluoroethylene (PTFE), acrylic acid glue, epoxy resin, polyethylene oxide (PEO). , polyacrylonitrile (PAN) and polyimide (PI).

Das Elektrolytsystem ist in die Aktivmaterialschichten 22, 23 imprägniert oder gemischt und kann ein flüssiger, kolloidaler, fester Elektrolyt oder ein aus einer beliebigen Kombination davon gemischter Elektrolyt sein. Die Aktivmaterialschichten 22, 23 sind durch die dazwischen liegende Trennschicht 21 getrennt, wobei die Aktivmaterialschichten 22, 23 und die Trennschicht 21 zusammen ein elektrochemisches System 201 bilden. Die Trennschicht 21 ist zwischen den Aktivmaterialschichten 22, 23 geklemmt und dient zum Isolieren der Aktivmaterialschichten 22, 23. Durch ihre Aktivmaterialien können die Aktivmaterialschichten 22, 23 chemische Energie in elektrische Energie (Stromversorgung) umwandeln oder elektrische Energie in chemische Energie umwandeln und im System speichern (Laden), um gleichzeitig lonenleitung und lonenwanderung zu erreichen. Die erzeugten Elektronen können direkt aus den ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 herausgeführt werden. Die Materialien der ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 sind üblicherweise Kupfer und Aluminium. Selbstverständlich können die Materialien dieser auch andere Metalle wie Nickel, Zinn, Silber und Gold oder Metalllegierungen sein.The electrolyte system is impregnated or mixed into the active material layers 22, 23 and may be a liquid, colloidal, solid electrolyte, or a mixed electrolyte of any combination thereof. The active material layers 22, 23 are separated by the separating layer 21 lying between them, the active material layers 22, 23 and the separating layer 21 together forming an electrochemical system 201. The separating layer 21 is clamped between the active material layers 22, 23 and serves to insulate the active material layers 22, 23. Through their active materials, the active material layers 22, 23 can convert chemical energy into electrical energy (power supply) or convert electrical energy into chemical energy and store it in the system (Charging) to achieve ion conduction and ion migration at the same time. The electrons generated can be led out directly from the flat electrode collector layers 24, 25. The materials of the flat electrode collector layers 24, 25 are usually copper and aluminum. Of course, the materials of these can also be other metals such as nickel, tin, silver and gold or metal alloys.

Gleichzeitig sind die ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 auf den am Umfang befindlichen Rahmenkleber 26 abgestimmt und dienen zusammen als Verkapselungskomponenten der Batterieeinheit 20. Der Rahmenkleber 26 ist ein Polymermaterial, und abgesehen davon, dass er an den Oberflächen der ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 haften können und im Elektrolytsystem beständig sein muss, unterliegt er keinen besonderen Beschränkungen. Beispielsweise kann das Material des Rahmenklebers 26 Epoxidharz, Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, thermoplastisches Polyimid, Silikonharz, Acrylharz, Kieselgel oder UV-härtender Kleber sein. Der Rahmenkleber ist am Umfang zwischen den beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 angeordnet und umgibt das elektrochemische System 201 (die Aktivmaterialschichten 22, 23 und die dazwischen liegende Trennschicht 21). Der Rahmenkleber und die beiden mit ihm verklebten Elektrodenkollektorschichten verkapseln das Elektrolytsystem zwischen den beiden Elektrodenkollektorschichten 24, 25 ohne Leckage und stehen nicht mit den Elektrolytsystemen anderer Batterieeinheiten 20 in Kontakt. Daher ist eine Batterieeinheit 20 ein eigenständiges und komplettes Stromversorgungsmodul, das durch direktes Verwenden der beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 und des Rahmenklebers 26 als Verkapselungsstruktur gebildet wird.At the same time, the flat electrode collector layers 24, 25 are matched to the peripheral frame adhesive 26 and together serve as encapsulation components of the battery unit 20. The frame adhesive 26 is a polymer material, and apart from the fact that it can adhere to the surfaces of the flat electrode collector layers 24, 25 and must be stable in the electrolyte system, it is not subject to any special restrictions. For example, the material of the frame adhesive 26 may be epoxy resin, polyethylene, polypropylene, polyurethane, thermoplastic polyimide, silicone resin, acrylic resin, silica gel or UV-curing adhesive. The frame adhesive is arranged on the circumference between the two flat electrode collector layers 24, 25 and surrounds the electrochemical system 201 (the active material layers 22, 23 and the separating layer 21 between them). The frame adhesive and the two electrode collector layers bonded to it encapsulate the electrolyte system between the two electrode collector layers 24, 25 without leakage and are not in contact with the electrolyte systems of other battery units 20. Therefore, a battery unit 20 is a self-contained and complete power supply module formed by directly using the two flat electrode collector layers 24, 25 and the frame adhesive 26 as an encapsulation structure.

Um den Verkapselungseffekt des Rahmenklebers 26 zu verbessern, wenn der Rahmenkleber 26 aus Kieselgel besteht, kann der Rahmenkleber 26 dreischichtig aufgebaut sein. Es wird auf 2B Bezug genommen. Die oberen und unteren Schichten sind modifizierte Kieselgelschichten 261, 262 und die mittlere ist die Kieselgelschicht 263. Die modifizierten Kieselgelschichten 261, 262 auf zwei Seiten werden modifiziert, indem das Zusammensetzungsverhältnis des Additionssilikons und des kondensationsvernetzenden Silikons eingestellt wird oder Additive hinzugefügt werden, um sie zum Verbinden heterogener Materialien (hier sind die heterogenen Materialien die ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 und die mittlere Kieselgelschicht 263) geeignet zu machen. Mit diesem Design kann die Haftung zwischen den Grenzflächen verbessert und gleichzeitig die Integrität des Gesamterscheinungsbildes und außerdem die Produktionsausbeute verbessert werden.In order to improve the encapsulation effect of the frame adhesive 26 when the frame adhesive 26 is made of silica gel, the frame adhesive 26 can be constructed in three layers. It will be on 2 B Referenced. The upper and lower layers are modified silica gel layers 261, 262 and the middle one is the silica gel layer 263. The modified silica gel layers 261, 262 on two sides are modified by adjusting the composition ratio of the addition silicone and the condensation curing silicone or adding additives to make them to the Connecting heterogeneous materials (here the heterogeneous materials are the flat electrode collector layers 24, 25 and the middle silica gel layer 263). This design can improve the adhesion between interfaces while improving the integrity of the overall appearance and also the production yield.

Es wird nun wieder auf 1 Bezug genommen. Die elektrisch leitfähige Kühlplatte 40 weist einen ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 und mindestens einen im ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitt 42 auf, wobei die elektrisch leitfähige Kühlplatte 40 zwischen den gegenüberliegenden ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 der oberen und unteren benachbarten Batterieeinheiten 20 geklemmt ist. Die Flächengröße des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41 ist im Wesentlichen gleich der Flächengröße der ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 einer jeweiligen Batterieeinheit 20. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 durch mehrere elektrisch leitfähige Stäbe dargestellt, die durch den ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 durchgehen, wobei die oberen und unteren Enden der elektrisch leitfähigen Stäbe in direktem Kontakt mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 zweier benachbarter Batterieeinheiten 20 stehen und die oberen und unteren Enden der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 (der elektrisch leitfähigen Stäbe) aus dem ebenen elektrisch isolierenden Körper herausragen. Bei der Anzahl der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 (der elektrisch leitfähigen Stäbe) handelt es sich um eine Mehrzahl. Die elektrisch leitfähigen Abschnitte können in einem Array im ebenen elektrisch isolierenden Körper angeordnet sein.It will now open again 1 Referenced. The electrically conductive cooling plate 40 has a flat electrically insulating body 41 and at least one electrically conductive section 42 provided in the flat electrically insulating body 41, the electrically conductive cooling plate 40 being clamped between the opposite flat electrode collector layers 24, 25 of the upper and lower adjacent battery units 20 is. The area size of the flat electrically insulating body 41 is essentially equal to the area size of the flat electrode collector layers 24, 25 of a respective battery unit 20. In the present exemplary embodiment, the electrically conductive sections 42 are represented by a plurality of electrically conductive rods which pass through the flat electrically insulating body 41 , wherein the upper and lower ends of the electrically conductive rods are in direct contact with the flat electrode collector layers 24, 25 of two adjacent battery units 20 and the upper and lower ends of the electrically conductive sections 42 (the electrically conductive rods) protrude from the flat electrically insulating body . The number of electrically conductive sections 42 (electrically conductive rods) is a plurality. The electrically conductive sections can be arranged in an array in the flat electrically insulating body.

Hierbei dient der ebene elektrisch isolierende Körper 41 der elektrisch leitfähigen Kühlplatte 40 hauptsächlich als Träger. Zusätzlich zur Fixierung (Positionierung) der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 dient er auch zur Wärmeableitung. Daher kann er ein Wärmeleitpad aus Keramik oder Silikon sein. Die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 der elektrisch leitfähigen Kühlplatte 40 sind elektrisch mit den oberen und unteren Batterieeinheiten 20 verbunden und können in Reihe oder parallel geschaltet sein. Es wird gleichzeitig auf die 1 und 3 Bezug genommen. Daher stehen die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung in direktem Kontakt mit zwei benachbarten Batterieeinheiten 20 auf der Ober- und Unterseite (nämlich die der elektrisch leitfähigen Kühlplatte 40 zugewandten Seiten), wobei die elektrische Verbindung durch Reihenschaltung erfolgt. In einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) stehen die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung in direktem Kontakt mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten zweier benachbarter Batterieeinheiten 20 auf der Ober- und Unterseite, die eine gleiche Polarität aufweisen, wobei die elektrische Verbindung durch Parallelschaltung erfolgt. Die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 können aus verschiedenen leitfähigen Materialien wie Kupfer, Gold, Silber, Aluminium usw. bestehen. Um eine ausreichende Leitungsfläche zu gewährleisten, betragen die obere und die untere Oberfläche der elektrisch leitfähigen Kühlplatte 40, nämlich die zum Kontaktieren mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 dienenden Oberflächen, 75 bis 90 % der Oberfläche des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41. Um ferner die elektrische Verbindung zwischen den oberen und unteren benachbarten Batterieeinheiten 20 sicherzustellen und einen bestimmten Wärmeableitungseffekt und Stützeffekt aufrechtzuerhalten, ist die Dicke der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 (elektrisch leitfähigen Stäbe) größer als die Dicke des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 (elektrisch leitfähigen Stäbe) beträgt vorzugsweise 0,8 bis 1,2 mm und die Dicke des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41 beträgt vorzugsweise 0,6 bis 1,0 mm.Here, the flat electrically insulating body 41 of the electrically conductive cooling plate 40 mainly serves as a carrier. In addition to fixing (positioning) the electrically conductive sections 42, it also serves to dissipate heat. Therefore it can be a thermal pad made of ceramic or silicone. The electrically conductive portions 42 of the electrically conductive cooling plate 40 are electrically connected to the upper and lower battery units 20 and may be connected in series or in parallel. It will be at the same time on the 1 and 3 Referenced. Therefore, to establish an electrical connection, the electrically conductive sections 42 are in direct contact with two adjacent battery units 20 on the top and bottom (namely the sides facing the electrically conductive cooling plate 40), the electrical connection being made by series connection. In another embodiment (not shown), the electrically conductive sections 42 are in direct contact with the flat electrode collector layers of two adjacent battery units 20 on the top and bottom, which have the same polarity, in order to establish an electrical connection, the electrical connection being made by connecting in parallel . The electrically conductive sections 42 can be made of various conductive materials such as copper, gold, silver, aluminum, etc. In order to ensure a sufficient conduction area, the upper and lower surfaces of the electrically conductive cooling plate 40, namely the surfaces used for contacting the flat electrode collector layers 24, 25, amount to 75 to 90% of the surface area of the flat electrically insulating body 41. In order further To ensure electrical connection between the upper and lower adjacent battery units 20 and to maintain a certain heat dissipation effect and support effect, the thickness of the electrically conductive portions 42 (electrically conductive rods) is larger than the thickness of the flat electrically insulating body 41. The thickness of the electrically conductive portions 42 (electrically conductive rods) is preferably 0.8 to 1.2 mm, and the thickness of the flat electrically insulating body 41 is preferably 0.6 to 1.0 mm.

Ferner können die als elektrisch leitfähige Stäbe gestalteten elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 zusätzlich zur Quaderform auch zylindrische oder andere Formen aufweisen. Die Dichte und Position bei der Arrayanordnung können ebenfalls je nach Bedarf angepasst werden.Furthermore, the electrically conductive sections 42 designed as electrically conductive rods can also have cylindrical or other shapes in addition to the cuboid shape. The density and posi The array arrangement can also be adjusted as needed.

Zusätzlich zu den elektrisch leitfähigen Stäben kann der elektrisch leitfähige Abschnitt 42 auch in Form einer elektrisch leitfähigen Schicht gestaltet werden. Es wird auf die 4A und 4B Bezug genommen. Der in Form einer elektrisch leitfähigen Schicht gestaltete elektrisch leitfähige Abschnitt 42 durchdringt den ebenen elektrisch isolierenden Körper 41. D. h. der ebene elektrisch isolierende Körper 41 umgibt den Umfang des elektrisch leitfähigen Abschnitts 42. Die elektrisch leitfähige Schicht (Der elektrisch leitfähige Abschnitt 42) weist eine obere und eine untere Oberfläche auf, die aus dem ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 herausragen, wodurch die obere und die untere Oberfläche direkt mit den beiden einander zugewandten ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 der oberen und unteren benachbarten Batterieeinheiten 20 in Kontakt stehen können. Daher sind die oberen und unteren benachbarten Batterieeinheiten 20 durch die elektrisch leitfähige Schicht (den elektrisch leitfähigen Abschnitt 42) elektrisch miteinander verbunden. Die Dicke des elektrisch leitfähigen Abschnitts 42 (der elektrisch leitfähigen Schicht) ist größer als die Dicke des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41. Die Dicke des elektrisch leitfähigen Abschnitts 42 (der elektrisch leitfähigen Schicht) beträgt vorzugsweise 0,8 bis 1,2 mm und die Dicke des ebenen elektrisch isolierenden Körpers 41 beträgt vorzugsweise 0,6 bis 1,0 mm, um sicherzustellen, dass der elektrisch leitfähige Abschnitt 42 (die elektrisch leitfähige Schicht) mit den beiden einander zugewandten ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 der oberen und unteren benachbarten Batterieeinheiten 20 in Kontakt stehen können, und somit eine elektrische Verbindung herzustellen und einen gewissen Wärmeableitungs- und Stützeffekt aufrechtzuerhalten.In addition to the electrically conductive rods, the electrically conductive section 42 can also be designed in the form of an electrically conductive layer. It will be on the 4A and 4B Referenced. The electrically conductive section 42, designed in the form of an electrically conductive layer, penetrates the flat electrically insulating body 41. That is, the flat electrically insulating body 41 surrounds the periphery of the electrically conductive portion 42. The electrically conductive layer (the electrically conductive portion 42) has upper and lower surfaces protruding from the flat electrically insulating body 41, thereby forming the upper and lower surfaces lower surface can be in direct contact with the two mutually facing flat electrode collector layers 24, 25 of the upper and lower adjacent battery units 20. Therefore, the upper and lower adjacent battery units 20 are electrically connected to each other through the electrically conductive layer (the electrically conductive portion 42). The thickness of the electrically conductive portion 42 (the electrically conductive layer) is greater than the thickness of the flat electrically insulating body 41. The thickness of the electrically conductive portion 42 (the electrically conductive layer) is preferably 0.8 to 1.2 mm and the Thickness of the flat electrically insulating body 41 is preferably 0.6 to 1.0 mm to ensure that the electrically conductive portion 42 (the electrically conductive layer) with the two facing flat electrode collector layers 24, 25 of the upper and lower adjacent battery units 20 can be in contact, and thus establish an electrical connection and maintain a certain heat dissipation and support effect.

Es wird nun auf 5 Bezug genommen. Um den Wärmeableitungseffekt der elektrisch leitfähigen Kühlplatte 40 weiter zu erhöhen, kann im elektrisch leitfähigen Abschnitt 42 (in der elektrisch leitfähigen Schicht) ein Mikrokanal 43 vorgesehen sein, damit ein Fluid (wie Luft oder ein Kühlmittel) zirkulieren und Wärme ableiten kann. Da der elektrisch leitfähige Abschnitt 42 (die elektrisch leitfähige Schicht) in den ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 eingebettet ist, muss der ebene elektrisch isolierende Körper 41 korrespondierend zum Mikrokanal 43 des elektrisch leitfähigen Abschnitts 42 (der elektrisch leitfähigen Schicht) ein Einlass und ein Auslass aufweisen, um sicherzustellen, dass das Fluid ein- und ausströmen kann.It will now open 5 Referenced. In order to further increase the heat dissipation effect of the electrically conductive cooling plate 40, a microchannel 43 may be provided in the electrically conductive portion 42 (in the electrically conductive layer) to allow a fluid (such as air or a coolant) to circulate and dissipate heat. Since the electrically conductive portion 42 (the electrically conductive layer) is embedded in the planar electrically insulating body 41, the planar electrically insulating body 41 must have an inlet and an outlet corresponding to the microchannel 43 of the electrically conductive portion 42 (the electrically conductive layer). to ensure fluid can flow in and out.

Es wird nun auf 6 Bezug genommen. Ähnlich kann auch im Ausführungsbeispiel von 1 und 3 ein Mikrokanal 43 zur Fluidzirkulation und Wärmeableitung im ebenen elektrisch isolierenden Körper 41 vorgesehen werden. Der Mikrokanal 43 kann nur auf einer Seite vorgesehen sein, wobei sein oberer Teil ausgehöhlt sein kann, sodass ein Fluid direkt mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 in Kontakt kommen kann, was nicht nur die Verarbeitung erleichtert, sondern auch den Wärmeableitungseffekt verbessert. In diesem Fall kann das Fluid Luft usw. sein. Wenn ferner die Gleichmäßigkeit der Wärmeableitung zweier benachbarter Batterieeinheiten 20 berücksichtigt werden soll, kann jeweils ein Mikrokanal 43 auf beiden Seiten vorgesehen sein (siehe 7A), wodurch der beste Wärmeableitungseffekt bei den in Kontakt kommenden ebenen Elektrodenkollektorschichten 24, 25 auf beiden Seiten erzielt werden kann. Oder der Mikrokanal 43 ist, wie in 7B gezeigt, so konzipiert, dass er eingebettet werden kann. In diesem Fall kann das Fluid Luft oder ein Kühlmittel sein. Die in den Figuren gezeigten Formen der elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 und des Mikrokanals 43 dienen nur zur Veranschaulichung. Beispielsweise ist hier der Mikrokanal 43 in Verbindung mit den elektrisch leitfähigen Abschnitten 42, die als rechteckige elektrisch leitfähige Stäbe gestaltet sind, dargestellt. D. h. die elektrisch leitfähigen Abschnitte 42 können in einer beliebigen Form gestaltet und mit einem geeigneten Mikrokanal 43 ausgestattet werden. Ferner können die Strömungsrichtung, die Position und die Breite des Mikrokanals 43 entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen angepasst werden. Die Darstellung in den Figuren dient nur zur Veranschaulichung.It will now open 6 Referenced. Similar can also be done in the exemplary embodiment of 1 and 3 a microchannel 43 for fluid circulation and heat dissipation can be provided in the flat electrically insulating body 41. The microchannel 43 may be provided on only one side, and its upper part may be hollowed out so that a fluid can come into direct contact with the flat electrode collector layers 24, 25, which not only facilitates processing but also improves the heat dissipation effect. In this case the fluid may be air, etc. Furthermore, if the uniformity of the heat dissipation of two adjacent battery units 20 is to be taken into account, a microchannel 43 can be provided on both sides (see 7A) , whereby the best heat dissipation effect can be achieved with the flat electrode collector layers 24, 25 coming into contact on both sides. Or the microchannel 43 is, as in 7B shown, designed to be embedded. In this case the fluid can be air or a coolant. The shapes of the electrically conductive sections 42 and the microchannel 43 shown in the figures are for illustrative purposes only. For example, the microchannel 43 is shown here in connection with the electrically conductive sections 42, which are designed as rectangular electrically conductive rods. I.e. the electrically conductive sections 42 can be designed in any shape and equipped with a suitable microchannel 43. Furthermore, the flow direction, position and width of the microchannel 43 can be adjusted according to actual needs. The representation in the figures is for illustrative purposes only.

Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte bereit, wobei im Batteriemodul eine elektrisch leitfähige Kühlplatte für eine elektrische Verbindung direkt zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten geklemmt ist, wobei gleichzeitig ein großflächiger Wärmeableitungspfad durch den ebenen elektrisch isolierenden Körper der elektrisch leitfähigen Kühlplatte bereitgestellt werden kann, wodurch die durch das Batteriemodul entstehende Wärme effektiv abgeführt und die optimale Leistung des Batteriemoduls aufrechterhalten werden kann. Da die elektrisch leitfähige Kühlplatte sowohl für die elektrische Verbindung als auch für die Wärmeableitung sorgt, können herkömmlich verwendete externe Verbindungsmechanismen wie elektrisch leitfähige Kontaktanschlüsse weggelassen werden, um die Volumenausnutzung zu verbessern. Darüber hinaus kann der ebene elektrisch isolierende Körper mit einem Mikrokanal versehen sein, wodurch der gesamte Wärmeableitungseffekt weiter verbessert wird, um die vorteilhaften Effekte sowohl einer hohen Volumenausnutzung als auch einer effizienten Wärmeableitung zu erreichen.In summary, the present invention provides a battery module with an electrically conductive cooling plate, wherein in the battery module an electrically conductive cooling plate is clamped directly between two adjacent battery units for an electrical connection, at the same time a large-area heat dissipation path can be provided through the flat electrically insulating body of the electrically conductive cooling plate , which can effectively dissipate the heat generated by the battery module and maintain the optimal performance of the battery module. Since the electrically conductive cooling plate provides both electrical connection and heat dissipation, commonly used external connection mechanisms such as electrically conductive contact terminals can be omitted to improve volume utilization. In addition, the flat electrically insulating body may be provided with a microchannel, thereby further improving the overall heat dissipation effect to achieve the beneficial effects of both high volume utilization and efficient heat dissipation.

Die vorstehende Beschreibung der Zeichnungen stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.The above description of the drawings only represents preferred embodiments of the invention and is not intended to limit the claims. All equivalent changes and modifications that may be made by one skilled in the art in accordance with the description and drawings of the invention are included within the scope of the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte, bei dem eine elektrisch leitfähige Kühlplatte zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten angeordnet ist, wobei die elektrisch leitfähige Kühlplatte einen ebenen elektrisch isolierenden Körper und mindestens einen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist. Durch den elektrisch leitfähigen Abschnitt wird ein elektrischer Übertragungspfad für den ebenen elektrisch isolierenden Körper gebildet, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Batterieeinheiten besteht. Diese elektrisch leitfähige Kühlplatte kann ferner einen Mikrokanal aufweisen, um die Volumenausnutzung und die Effizienz der Wärmeableitung des gesamten Batteriemoduls zu verbessern.The present invention thus relates to a battery module with an electrically conductive cooling plate, in which an electrically conductive cooling plate is arranged between two adjacent battery units, the electrically conductive cooling plate having a flat electrically insulating body and at least one electrically conductive section. The electrically conductive section forms an electrical transmission path for the flat electrically insulating body, whereby there is an electrical connection between the battery units. This electrically conductive cooling plate may further include a microchannel to improve the volume utilization and heat dissipation efficiency of the entire battery module.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
BatteriemodulBattery module
1010
BatteriemodulBattery module
2020
BatterieeinheitBattery unit
201201
elektrochemisches Systemelectrochemical system
2121
Trennschichtseparating layer
22, 2322, 23
AktivmaterialschichtActive material layer
24, 2524, 25
ebene Elektrodenkollektorschichtflat electrode collector layer
2626
RahmenkleberFrame glue
261261
modifizierte Kieselgelschichtmodified silica gel layer
262262
modifizierte Kieselgelschichtmodified silica gel layer
263263
KieselgelschichtSilica gel layer
4040
elektrisch leitfähige Kühlplatteelectrically conductive cooling plate
4141
ebener elektrisch isolierender Körperflat electrically insulating body
4242
elektrisch leitfähiger Abschnittelectrically conductive section
4343
MikrokanalMicrochannel

Claims (12)

Ein Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte, umfassend ein Batteriemodul, das aus mehreren in einer einzelnen Axialrichtung gestapelten Batterieeinheiten besteht, wobei eine jeweilige Batterieeinheit zwei parallel zueinander angeordnete und als heteropolare Leistungsausgangsanschlüsse dieser Batterieeinheit dienende ebene Elektrodenkollektorschichten aufweist; und mindestens eine elektrisch leitfähige Kühlplatte, die zwischen zwei benachbarten Batterieeinheiten geklemmt ist und einen ebenen elektrisch isolierenden Körper und mindestens einen im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehenen elektrisch leitfähigen Abschnitt aufweist, wobei zur Bildung eines elektrisch leitfähigen Pfads der elektrisch leitfähige Abschnitt elektrisch mit den ebenen Elektrodenkollektorschichten der benachbarten Batterieeinheiten verbunden ist und zur Bildung eines Wärmeableitungspfads der ebene elektrisch isolierende Körper die durch zwei benachbarte Batterieeinheiten entstehende Wärme leitet.A battery module with an electrically conductive cooling plate, comprising a battery module consisting of a plurality of battery units stacked in a single axial direction, a respective battery unit having two flat electrode collector layers arranged parallel to one another and serving as heteropolar power output terminals of this battery unit; and at least one electrically conductive cooling plate, which is clamped between two adjacent battery units and has a flat electrically insulating body and at least one electrically conductive section provided in the flat electrically insulating body, wherein to form an electrically conductive path, the electrically conductive section is electrically connected to the flat electrode collector layers adjacent battery units is connected and to form a heat dissipation path, the flat electrically insulating body conducts the heat generated by two adjacent battery units. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem der elektrisch leitfähige Abschnitt der elektrisch leitfähigen Kühlplatte den ebenen elektrisch isolierenden Körper durchdringt, wobei dessen zwei Enden in direktem Kontakt mit den beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten zweier benachbarter Batterieeinheiten stehen.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which the electrically conductive section of the electrically conductive cooling plate penetrates the flat electrically insulating body, the two ends of which are in direct contact with the two flat electrode collector layers of two adjacent battery units. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 2, bei dem es sich bei der Anzahl der elektrisch leitfähigen Abschnitte um eine Mehrzahl handelt, wobei die elektrisch leitfähigen Abschnitte in einem Array im ebenen elektrisch isolierenden Körper angeordnet sind.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 2 , in which the number of electrically conductive sections is a plurality, the electrically conductive sections being arranged in an array in the flat electrically insulating body. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 2, bei dem das obere und das untere Ende des elektrisch leitfähigen Abschnitts aus dem ebenen elektrisch isolierenden Körper herausragen.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 2 , in which the upper and lower ends of the electrically conductive section protrude from the flat electrically insulating body. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Abschnitts 75 bis 90 % der Oberfläche des ebenen elektrisch isolierenden Körpers beträgt.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which the surface of the electrically conductive section is 75 to 90% of the surface of the flat electrically insulating body. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem der elektrisch leitfähige Abschnitt der elektrisch leitfähigen Kühlplatte in den ebenen elektrisch isolierenden Körper eingebettet ist, wobei der elektrisch leitfähige Abschnitt eine obere und eine untere Oberfläche aufweist, die auf dem ebenen elektrisch isolierenden Körper freiliegen und mit den beiden einander zugewandten ebenen Elektrodenkollektorschichten zweier benachbarter Batterieeinheiten in direktem Kontakt stehen.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which the electrically conductive section of the electrically conductive cooling plate is embedded in the flat electrically insulating body, the electrically conductive section having an upper and a lower surface which are exposed on the flat electrically insulating body and with the two flat electrode collector layers facing one another neighboring battery units are in direct contact. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 6, bei dem ein Mikrokanal im elektrisch leitfähigen Abschnitt vorgesehen ist und zur Fluidzirkulation und Wärmeableitung dient.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 6 , in which a microchannel in the electrically conductive section is provided and serves for fluid circulation and heat dissipation. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 6, bei dem die Dicke des elektrisch leitfähigen Abschnitts größer als die Dicke des ebenen elektrisch isolierenden Körpers ist.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 6 , in which the thickness of the electrically conductive section is greater than the thickness of the flat electrically insulating body. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem zwei benachbarte Batterieeinheiten durch einen elektrisch leitfähigen Abschnitt elektrisch miteinander verbunden sind, um eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung zu bilden.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which two adjacent battery units are electrically connected to each other through an electrically conductive section to form a series connection or a parallel connection. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem die Flächengröße des ebenen elektrisch isolierenden Körpers im Wesentlichen gleich der der ebenen Elektrodenkollektorschichten einer jeweiligen Batterieeinheit ist.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which the area size of the flat electrically insulating body is essentially equal to that of the flat electrode collector layers of a respective battery unit. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, bei dem ein Mikrokanal im ebenen elektrisch isolierenden Körper vorgesehen ist und zur Fluidzirkulation und Wärmeableitung dient.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , in which a microchannel is provided in the flat electrically insulating body and is used for fluid circulation and heat dissipation. Batteriemodul mit elektrisch leitfähiger Kühlplatte nach Anspruch 1, wobei eine jeweilige Batterieeinheit Folgendes umfasst: die beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten; einen Rahmenkleber, der zwischen den beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten angeordnet ist, wobei die beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten und der Rahmenkleber zusammen einen geschlossenen Raum bilden; und ein elektrochemisches System, das im geschlossenen Raum angeordnet ist, um ihn von der Außenumgebung zu isolieren und zu verhindern, dass der Elektrolyt des elektrochemischen Systems nach außen fließt; wobei der Rahmenkleber und die beiden ebenen Elektrodenkollektorschichten als Verkapselungsstruktur der Batterieeinheiten dienen.Battery module with electrically conductive cooling plate Claim 1 , wherein a respective battery unit comprises: the two planar electrode collector layers; a frame adhesive disposed between the two flat electrode collector layers, the two flat electrode collector layers and the frame adhesive together forming a closed space; and an electrochemical system disposed in the closed space to isolate it from the external environment and prevent the electrolyte of the electrochemical system from flowing outside; wherein the frame adhesive and the two flat electrode collector layers serve as the encapsulation structure of the battery units.
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