ES3033853T3 - Battery module including thermal insulation member - Google Patents

Battery module including thermal insulation member

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ES3033853T3 ES21858529T ES21858529T ES3033853T3 ES 3033853 T3 ES3033853 T3 ES 3033853T3 ES 21858529 T ES21858529 T ES 21858529T ES 21858529 T ES21858529 T ES 21858529T ES 3033853 T3 ES3033853 T3 ES 3033853T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un módulo de batería que comprende: una pluralidad de celdas de batería, cada una con un electrodo conductor para evitar la transferencia de calor a celdas de batería adyacentes cuando se produce una fuga térmica en una celda de batería; una caja en la que se alojan las celdas de batería; y un elemento aislante térmico posicionado entre las celdas de batería y que bloquea la transferencia de calor a las celdas de batería adyacentes, en donde el elemento aislante térmico tiene una estructura compuesta que incluye un soporte hecho de un plástico con un punto de fusión inferior a la temperatura durante la fuga térmica en el exterior, y un material resistente al calor con un punto de fusión superior a la temperatura durante la fuga térmica en el interior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Módulo de batería que incluye elemento de aislamiento térmico
Sector de la técnica
Esta solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente coreana n. ° 2020-0104768 presentada el 20 de agosto de 2020.
La presente invención se refiere a un módulo de batería que incluye un elemento de aislamiento térmico que tiene una estructura compuesta capaz de, incluso cuando se produce una fuga térmica en una célula de batería, impedir la transferencia de calor a una célula de batería adyacente.
Antecedentes de la invención
Con el desarrollo tecnológico de los dispositivos móviles, como los teléfonos inteligentes, los ordenadores portátiles y las cámaras digitales, y el aumento de su demanda, se ha investigado activamente sobre las baterías secundarias, que son capaces de cargarse y descargarse. Además, las baterías secundarias, que son fuentes de energía que sustituyen a los combustibles fósiles causantes de la contaminación atmosférica, se han aplicado a un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) y un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
Existen baterías de iones de litio, baterías de polímero de litio, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidruro y baterías de níquel-zinc como baterías secundarias ampliamente utilizadas en la actualidad. La tensión de funcionamiento de una célula de batería secundaria unitaria, es decir, una célula de batería unitaria, es de aproximadamente 2,0 V a 5,0 V. Por tanto, en el caso de que se requiera una tensión de salida superior a la tensión de funcionamiento mencionada, una pluralidad de células de batería pueden conectarse entre sí en serie para constituir un conjunto de células de batería. Además, los conjuntos de células de batería pueden conectarse entre sí en serie o en paralelo para constituir un módulo de batería en función de la tensión de salida requerida o de las capacidades de carga y descarga. En general, un paquete de baterías se fabrica utilizando al menos un módulo de batería mediante la adición de un componente adicional.
El módulo de batería se fabrica de forma que tenga una estructura en la que las células de batería estén dispuestas densamente en la carcasa para aumentar la densidad energética de la misma. Por tanto, cuando se produce una fuga térmica en una célula de batería específica, el calor puede transferirse a las células de batería adyacentes a la misma.
Mientras tanto, convencionalmente, se proporciona un material de aislamiento térmico entre las células de batería para evitar la transferencia de calor entre las células de batería y para evitar el contacto directo entre las células de batería.
En el caso en que el material de aislamiento térmico convencional realice, por ejemplo, la función de un material absorbente de calor cuyas propiedades físicas cambien por el calor generado cuando se produce la fuga térmica en una célula de batería, sin embargo, no es posible soportar las células de batería e interrumpir la transferencia de calor entre las células de batería después de que se produzca la fuga térmica.
Además, un material de aislamiento térmico convencional cuya forma permanece inalterada después de que se produzca la fuga térmica está dispuesto en estrecho contacto con una célula de batería en la que se produce la fuga térmica. Como resultado, es difícil descargar el calor generado por la célula de batería, por lo que la célula de batería se mantiene en un estado de alta temperatura y, por tanto, el calor puede transferirse a las células de batería adyacentes a la misma en un momento determinado.
Puede encontrar ejemplos y realizaciones adicionales de la técnica anterior en los documento JP 2010 097693 A, WO 2019/187313 A1, US 2020/136114 A1 y WO 2019/058937 A1.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un módulo de batería que incluya un elemento de aislamiento térmico que tenga una estructura compuesta capaz de, incluso cuando se produce una fuga térmica en una célula de batería, impedir la transferencia de calor a una célula de batería adyacente y enfriar la célula de batería en la que se produce la fuga térmica.
Solución técnica
Para lograr el objetivo anterior, un módulo de batería según la presente invención incluye una pluralidad de células de batería, teniendo cada célula de batería de la pluralidad de células de batería conductores de electrodo, una carcasa configurada para recibir la pluralidad de células de batería y un elemento de aislamiento térmico situado entre la pluralidad de células de batería, estando el elemento de aislamiento térmico configurado para interrumpir la transferencia de calor entre las células adyacentes de la pluralidad de células de batería, en el que el elemento de aislamiento térmico tiene una estructura compuesta que incluye una parte exterior hecha de plástico que tiene un punto de fusión inferior a la temperatura a la que se produce la fuga térmica, de manera que el plástico se funde cuando se produce la fuga térmica, y un elemento de soporte proporcionado en una parte interior del elemento de aislamiento térmico, estando el elemento de soporte hecho de un material resistente al calor que tiene un punto de fusión más alto que la temperatura cuando se produce la fuga térmica, en el que se mantiene una forma del elemento de soporte incluso cuando se produce la fuga térmica para formar una capa de aire entre la pluralidad de células de batería, en el que el elemento de soporte está hecho de plástico a base de poliamida de alta resistencia al calor.
Además, en el módulo de batería según la presente invención, cada una de la pluralidad de células de batería puede ser una célula de batería en forma de bolsa que tiene una estructura en la que dos conductores de electrodo, es decir, un conductor de electrodo positivo y un conductor de electrodo negativo, sobresalen en direcciones opuestas. Además, en el módulo de batería según la presente invención, la carcasa puede incluir una carcasa inferior configurada para recibir la pluralidad de células de batería y el elemento de aislamiento térmico y una cubierta situada en la parte superior de la carcasa inferior.
Asimismo, el módulo de batería según la presente invención puede incluir además una barra colectora configurada para conectar eléctricamente entre sí los conductores de electrodos.
Además, en el módulo de batería según la presente invención, el elemento de aislamiento térmico puede proporcionarse además entre una de la pluralidad de células de batería y la carcasa.
Además, en el módulo de batería según la presente invención, el elemento de soporte puede tener una pluralidad de protuberancias formadas en superficies opuestas de una placa delgada.
Además, en el módulo de batería según la presente invención, el elemento de soporte puede tener anillos unidos entre sí.
Además, un paquete de baterías según la presente invención incluye un módulo de batería según la presente invención.
Además, un dispositivo según la presente invención incluye un paquete de baterías según la presente invención.Efectos ventajosos
Un módulo de batería según la presente invención tiene la ventaja de que el módulo de batería incluye un elemento de aislamiento térmico que tiene una estructura compuesta en la que, cuando se produce una fuga térmica en una célula de batería, solo permanece inalterado un elemento de soporte proporcionado en el elemento de aislamiento térmico para formar una capa de aire entre las células de batería, por lo que es posible maximizar el aislamiento térmico y los efectos de enfriamiento manteniendo la distancia entre la célula de batería en la que se produce la fuga térmica y las células de batería adyacentes a la misma.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de un módulo de batería según una realización de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en planta que muestra un elemento de aislamiento térmico situado entre las células de batería en el módulo de batería según la realización de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en planta que muestra un elemento de aislamiento térmico situado entre una célula de batería y una carcasa en el módulo de batería según la realización de la presente invención.
La FIG. 4 es una vista frontal que muestra las formas de un elemento de aislamiento térmico según una realización de la presente invención antes y después de la fuga térmica.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva que muestra diversas formas de un elemento de soporte según una realización de la presente invención.
Realizacion preferente de la invención
En la presente solicitud, debe entenderse que los términos “comprende”, “tiene”, “incluye”, etc. especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones mencionados de los mismos, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes o combinaciones adicionales de los mismos.
Además, en la totalidad de los dibujos se utilizarán los mismos números de referencia para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso de que en la memoria descriptiva se diga que una parte está conectada a otra parte, no solo puede que la parte esté directamente conectada a la otra parte, sino también, que la parte esté indirectamente conectada a la otra parte a través de una parte adicional. Además, que se incluya un determinado elemento no significa que se excluyan otros elementos, sino que significa que dichos elementos pueden incluirse adicionalmente a menos que se mencione lo contrario.
A continuación, se describirá un módulo de batería según la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.
La FIG. 1 es una vista en perspectiva en despiece de un módulo de batería según una realización de la presente invención.
Al describir en detalle el módulo 1000 de batería según la presente invención con referencia a la FIG. 1, el módulo 1000 de batería incluye una pluralidad de células 100 de batería, cada una de las cuales tiene conductores de electrodos, una carcasa 200 configurada para recibir las células 100 de batería, y un elemento 300 de aislamiento térmico situado entre las células 100 de batería.
En este caso, cada una de las células 100 de batería puede ser una célula de batería cilíndrica, una célula de batería prismática o una célula de batería en forma de bolsa. En lo sucesivo, el módulo 1000 de batería según la presente invención se describirá centrándose en que la célula de batería es una célula 100 de batería con forma de bolsa.
La célula 100 de batería con forma de bolsa incluye una carcasa de batería que tiene un conjunto de electrodo recibido en su interior y un par de conductores de electrodos.
En este caso, el conjunto de electrodo puede ser un conjunto de tipo enrollado, que está configurado para tener una estructura en la que un electrodo positivo de tipo lámina larga y un electrodo negativo de tipo lámina larga se enrollan en el estado en el que se interpone un separador entre los mismos, un conjunto de electrodo de tipo apilado, que está configurado para tener una estructura en la que un electrodo positivo rectangular y un electrodo negativo rectangular se apilan en el estado en el que se interpone un separador entre los mismos, un conjunto de tipo apilado y plegado, que está configurado para tener una estructura en la que las células unitarias se enrollan utilizando una película de separación larga, o un conjunto de tipo laminado y apilado, que está configurado para tener una estructura en la que las células unitarias se apilan en el estado en el que un separador se interpone entre las mismas y luego se unen entre sí. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello.
Además, puede utilizarse como electrolito un electrolito sólido o un electrolito casi sólido fabricado añadiendo un aditivo al electrolito sólido, es decir, un electrolito de tipo gel que tenga una forma intermedia entre líquida y sólida, además de un electrolito líquido, que es el que se utiliza habitualmente.
El conjunto de electrodo se recibe en la carcasa de batería, y la carcasa de batería está configurada generalmente para tener una estructura de lámina laminada que incluye una capa interior, una capa metálica y una capa exterior. La capa interior está dispuesta en contacto directo con el conjunto de electrodo, y por tanto la capa interior debe exhibir altas propiedades de aislamiento y alta resistencia a una solución electrolítica. Además, la capa interior debe exhibir una alta capacidad de sellado con el fin de sellar herméticamente la carcasa de batería desde el exterior, es decir, una parte sellada unida térmicamente entre las capas interiores debe exhibir una excelente fuerza de unión térmica.
La capa interior puede estar hecha de un material seleccionado entre una resina a base de poliolefina, como polipropileno, polietileno, acrilato de polietileno o polibutileno, una resina de poliuretano y una resina de poliimida, que presentan una excelente resistencia química y una alta capacidad de sellado. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y el polipropileno, que presenta excelentes propiedades físico-mecánicas, como resistencia a la tracción, rigidez, dureza superficial y resistencia al impacto, y una excelente resistencia química, es el que se utiliza de manera más preferida.
La capa metálica, que está dispuesta para hacer tope contra la capa interior, corresponde a una capa de barrera configurada para impedir que la humedad o diversos tipos de gas penetren en la batería desde el exterior. Como material preferido para la capa metálica puede utilizarse una película delgada de aluminio, que es ligera y fácilmente conformable.
La capa exterior se proporciona en la otra superficie de la capa metálica. La capa exterior puede estar hecha de un polímero resistente al calor que exhiba una excelente resistencia a la tracción, resistencia a la permeación de humedad y resistencia a la permeación de aire, de modo que la capa exterior exhiba una alta resistencia al calor y resistencia química al tiempo que protege el conjunto de electrodo. A modo de ejemplo, la capa exterior puede estar hecha de nailon o tereftalato de polietileno. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello.
Mientras tanto, el par de conductores 110 de electrodos está constituido por un conductor de electrodo positivo y un conductor de electrodo negativo, que pueden estar expuestos desde la carcasa de batería en un estado de estar conectados eléctricamente respectivamente a las lengüetas de electrodo positivo y a las lengüetas de electrodo negativo del conjunto de electrodo o pueden estar conectados directamente al conjunto de electrodo en el estado en el que se omiten las lengüetas.
Además, la célula 100 de batería con forma de bolsa puede ser una célula de conductor unidireccional que tiene una estructura en la que los conductores 110 de electrodos, es decir, el conductor de electrodo positivo y el conductor de electrodo negativo, sobresalen en la misma dirección o una célula de conductor bidireccional que tiene una estructura en la que el conductor de electrodo positivo y el conductor de electrodo negativo sobresalen en direcciones opuestas.
En particular, la siguiente descripción se realizará centrándose en que la célula 100 de batería según la presente invención es una célula 100 de batería con forma de bolsa que tiene la estructura de una célula 100 de conductor bidireccional.
La célula 100 de conductor bidireccional es generalmente más larga en una dirección en la que sobresalen los conductores que la célula de conductor unidireccional, y es necesario un elemento configurado para soportar la célula 100 de batería cuando la célula de batería se recibe en el módulo debido al aumento de su longitud.
La carcasa 200 incluye una carcasa 210 inferior configurada para recibir las células 100 de batería y el elemento 300 de aislamiento térmico y una cubierta 220 situada en la parte superior de la carcasa 210 inferior, estando la cubierta configurada para cubrir la parte superior de la carcasa inferior después de que las células 100 de batería y el elemento 300 de aislamiento térmico se reciban en la carcasa inferior.
Además, el módulo 1000 de batería según la presente invención puede incluir adicionalmente otros componentes diversos, como una barra colectora configurada para conectar eléctricamente entre sí los conductores de electrodos y una placa de detección configurada para detectar la información de tensión de las células de batería.
Mientras tanto, la FIG. 2 es una vista en planta que muestra un elemento de aislamiento térmico situado entre las células de batería en el módulo de batería según la realización de la presente invención, y la FIG. 3 es una vista en planta que muestra un elemento de aislamiento térmico situado entre la célula de batería y la carcasa en el módulo de batería según la realización de la presente invención.
Al describir la posición en la que se proporciona el elemento 300 de aislamiento térmico en el módulo 1000 de batería con referencia a las FIGS. 2 y 3, el elemento 300 de aislamiento térmico puede estar situado entre una de las células 100 de batería y otra célula 100 de batería, o puede estar situado entre una de las células 100 de batería y otra célula 100 de batería y entre cada una de las células 100 de batería más externas y una correspondiente de las superficies laterales de la carcasa 210 inferior, en la que se reciben las células de batería.
Dado que el elemento de aislamiento térmico está situado como se ha descrito anteriormente, el elemento 300 de aislamiento térmico puede servir para aislar las células 100 de batería entre sí mientras mantiene las células de batería a una temperatura normal, y puede servir para evitar la transferencia de calor entre las células 100 de batería cuando se produce una fuga térmica en cualquiera de las células de batería.
Mientras tanto, aunque la forma del elemento 300 de aislamiento térmico no está particularmente restringida, es preferible que el elemento 300 de aislamiento térmico se forme de manera que se disponga en estrecho contacto con la superficie lateral de la célula 100 de batería que hace tope contra el elemento de aislamiento térmico en consideración a la densidad energética del módulo 1000 de batería.
Además, en la presente invención, el área de la superficie lateral del elemento 300 de aislamiento térmico se muestra como igual al área de la superficie lateral de la parte de la célula 100 de batería en la que se recibe el electrodo. Sin embargo, el área de la superficie lateral del elemento 300 de aislamiento térmico no está limitada a la misma y puede seleccionarse de diversas maneras dentro de un rango en el que el elemento 300 de aislamiento térmico sea capaz de realizar la función descrita en la presente invención y el elemento de aislamiento térmico no interfiera con otros componentes del módulo 1000 de batería.
La FIG. 4 es una vista frontal que muestra las formas de un elemento de aislamiento térmico según una realización de la presente invención antes y después de la fuga térmica, y la FIG. 5 es una vista en perspectiva que muestra diversas formas de un elemento de soporte según una realización de la presente invención.
Al describir la estructura del elemento 300 de aislamiento térmico según la presente invención y el comportamiento del elemento de aislamiento térmico cuando se produce la fuga térmica en detalle con referencia a las FIGS. 4 y 5, el elemento 300 de aislamiento térmico está configurado para tener una estructura compuesta que incluye una parte exterior hecha de plástico que tiene un punto de fusión más bajo que la temperatura cuando se produce la fuga térmica y un elemento 310 de soporte proporcionado en una parte interior del elemento de aislamiento térmico, estando el elemento de soporte hecho de un material resistente al calor que tiene un punto de fusión más alto que la temperatura cuando se produce la fuga térmica.
Mientras tanto, aunque la FIG. 5 muestra una estructura en la que se forman protuberancias en una placa delgada, una estructura en la que bandas delgadas que tienen cada una, una anchura predeterminada están conectadas entre sí en forma de anillo, o una estructura en la que bandas delgadas que tienen cada una, una anchura predeterminada están conectadas entre sí en forma cuadrangular como ejemplo de la forma del elemento 310 de soporte, el elemento 310 de soporte puede formarse de manera que tenga diversas formas siempre que el área de contacto entre el elemento de soporte y la célula 100 de batería sea lo más pequeña posible dentro de un rango capaz de soportar las células 100 de batería.
Cuando aumenta el área de contacto entre el elemento 310 de soporte y la célula 100 de batería, aumenta la posibilidad de transferencia de calor a una célula 100 de batería adyacente a través del elemento 310 de soporte. En consecuencia, la estructura en la que el área de contacto entre el elemento 310 de soporte y la célula 100 de batería es lo más pequeña posible resulta ventajosa en el aspecto del aislamiento térmico.
Según la invención, el elemento de soporte está hecho de plástico de alta resistencia al calor, como material resistente al calor que tiene un punto de fusión superior a la temperatura cuando se produce la fuga térmica. En consideración de la facilidad y el coste de fabricación del elemento 310 de soporte y del elemento 300 de aislamiento térmico que incluye el elemento 310 de soporte, el elemento de soporte está hecho, según la invención, de plástico a base de poliamida de alta resistencia al calor.
Cuando la temperatura de la célula 100 de batería es normal, el plástico que constituye la parte exterior del elemento 300 de aislamiento térmico que tiene el elemento 310 de soporte en el mismo permanece inalterado, por lo que el elemento de aislamiento térmico está dispuesto en estrecho contacto con la célula 100 de batería adyacente a la misma sobre una gran superficie. Cuando se produce una fuga térmica, sin embargo, el plástico que constituye la parte exterior del elemento de aislamiento térmico se funde, por lo que solo queda el elemento 310 de soporte proporcionado en el elemento de aislamiento térmi
sobre el área mínima.
Como resultado, se forma una capa de aire entre las células 100 de batería o entre la célula 100 de batería y la carcasa 200, por lo que puede mejorarse el rendimiento del aislamiento térmico. Además, el calor generado como resultado de la fuga térmica se descarga al exterior a través de la convección en la capa de aire, por lo que la función de enfriamiento de la célula 100 de batería en la que se produce la fuga térmica también puede realizarse al mismo tiempo.
Es decir, el elemento 310 de soporte según la presente invención se diferencia de un elemento de aislamiento térmico convencional porque el elemento de soporte soporta la célula 100 de batería con el área de contacto mínima y la capa de aire que realiza las funciones de aislamiento térmico y enfriamiento se forma entre las células 100 de batería cuando se produce la fuga térmica, a diferencia del material de aislamiento térmico convencional, que realiza la función de un material de aislamiento térmico que interrumpe la transferencia de calor cuando se produce la fuga térmica o realiza la función de un material absorbente que absorbe el calor.
Descripción de números de referencia
1000: Módulo de batería
100: Célula de batería
110: Conductor de electrodo
200: Carcasa
210: Carcasa inferior
220: Cubierta
300: Elemento de aislamiento térmico
310: Elemento de soporte

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo (1000) de batería capaz de, cuando se produce una fuga térmica en una célula (100) de batería, impedir la transferencia de calor a una célula (100) de batería adyacente, comprendiendo el módulo (1000) de batería:
una pluralidad de células (100) de batería, teniendo cada célula de batería de la pluralidad de células de batería conductores (110) de electrodos;
una carcasa (200) configurada para recibir la pluralidad de células (100) de batería; y
un elemento (300) de aislamiento térmico situado entre la pluralidad de células (100) de batería, estando el elemento de aislamiento térmico configurado para interrumpir la transferencia de calor entre las células adyacentes de la pluralidad de células (100) de batería,
en el que el elemento (300) de aislamiento térmico tiene una estructura compuesta que comprende una parte exterior hecha de plástico que tiene un punto de fusión inferior a una temperatura cuando se produce la fuga térmica, de manera que el plástico se funde cuando se produce la fuga térmica, y un elemento (310) de soporte proporcionado en una parte interior del elemento de aislamiento térmico, estando el elemento de soporte hecho de un material resistente al calor que tiene un punto de fusión superior a la temperatura cuando se produce la fuga térmica,
en el que una forma del elemento (310) de soporte se mantiene incluso cuando se produce la fuga térmica para formar una capa de aire entre la pluralidad de células (100) de batería,
caracterizado porqueel elemento (310) de soporte está hecho de plástico a base de poliamida resistente al calor.
2. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 1,
en el que cada una de la pluralidad de células (100) de batería es una célula (100) de batería con forma de bolsa que tiene una estructura en la que dos conductores (110) de electrodos, es decir, un conductor de electrodo positivo y un conductor de electrodo negativo, sobresalen en direcciones opuestas.
3. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 1, en el que la carcasa (200) comprende:
una carcasa (210) inferior configurada para recibir la pluralidad de células (100) de batería y el elemento (300) de aislamiento térmico; y
una cubierta (220) situada en una parte superior de la carcasa (210) inferior.
4. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 3,
que comprende además una barra colectora configurada para conectar eléctricamente entre sí los conductores (110) de electrodos.
5. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 1,
en el que el elemento (300) de aislamiento térmico se proporciona además entre una de la pluralidad de células (100) de batería y la carcasa (200).
6. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 1,
en el que el elemento (310) de soporte tiene una pluralidad de protuberancias formadas en superficies opuestas de una placa delgada.
7. El módulo (1000) de batería según la reivindicación 1,
en el que el elemento (310) de soporte tiene anillos que están unidos entre sí.
8. Un paquete de baterías que comprende el módulo (1000) de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Un dispositivo que comprende el paquete de baterías según la reivindicación 8.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102674208B1 (ko) 2021-12-30 2024-06-12 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP7719205B2 (ja) * 2022-04-25 2025-08-05 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュール、バッテリーパック及びこれを含む自動車
EP4345994A4 (en) * 2022-04-27 2025-02-12 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY MODULE, BATTERY PACK AND VEHICLE
WO2024019399A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 배터리 모듈 및 이를 포함하는 자동차
US20250062446A1 (en) * 2022-08-29 2025-02-20 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack having improved safety
WO2024144085A1 (ko) * 2022-12-26 2024-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240123671A (ko) * 2023-02-07 2024-08-14 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 스택 조립체 및 이를 포함하는 배터리 팩
US20240339710A1 (en) * 2023-04-10 2024-10-10 GM Global Technology Operations LLC Segmented battery cell mounting plate for thermal runaway mitigation
KR20250049723A (ko) * 2023-10-05 2025-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 써멀 배리어 및 그를 포함하는 배터리 팩
CN121601887A (zh) * 2024-08-21 2026-03-03 Sk新能源株式会社 电池组件

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR101244736B1 (ko) 2006-08-17 2013-03-18 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP5326480B2 (ja) * 2008-10-14 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
US7736799B1 (en) 2009-07-17 2010-06-15 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity during thermal runaway using an outer layer of intumescent material
US8304108B2 (en) 2009-07-17 2012-11-06 Tesla Motors, Inc. Method and apparatus for maintaining cell wall integrity using a high yield strength outer sleeve
US8263254B2 (en) 2009-07-17 2012-09-11 Tesla Motors, Inc. Cell with an outer layer of intumescent material
KR101281811B1 (ko) 2010-08-16 2013-07-15 주식회사 엘지화학 구조적 안정성이 향상된 전지팩
JP6041443B2 (ja) * 2010-11-05 2016-12-07 エルジー・ケム・リミテッド 安全性が向上した二次電池
JP2012124319A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Jm Energy Corp 蓄電デバイス
US9142809B2 (en) 2011-01-04 2015-09-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
JP5486623B2 (ja) 2012-03-09 2014-05-07 豊田合成株式会社 電池ホルダ
KR101255250B1 (ko) * 2012-03-23 2013-04-16 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP6171332B2 (ja) 2012-12-26 2017-08-02 日産自動車株式会社 電池モジュール
KR101730961B1 (ko) 2013-01-04 2017-04-27 삼성에스디아이 주식회사 단열부재가 마련된 배터리 모듈
JP6608653B2 (ja) * 2015-09-02 2019-11-20 株式会社東芝 電池モジュール
EP3327817B1 (en) 2016-11-29 2019-11-06 Samsung SDI Co., Ltd. Wall structure of a battery cell, battery submodule, battery module or battery system
CN207587926U (zh) 2016-11-29 2018-07-06 北京科易动力科技有限公司 电池模块的吸热隔热结构
JP6885791B2 (ja) 2017-06-05 2021-06-16 積水化学工業株式会社 熱暴走防止シート
DE102017008102A1 (de) * 2017-08-29 2019-02-28 Carl Freudenberg Kg Energiespeichersystem
US11437664B2 (en) 2017-09-22 2022-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery module
EP3780254A4 (en) * 2018-03-30 2021-05-19 SANYO Electric Co., Ltd. POWER SUPPLY DEVICE, ELECTRIC VEHICLE CONTAINING LEDIT POWER SUPPLY DEVICE AND ENERGY STORAGE DEVICE
KR102328730B1 (ko) 2018-04-20 2021-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 직/병렬 연결을 용이하게 하는 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN112385071B (zh) 2018-07-09 2024-09-20 三洋电机株式会社 电池系统和具有电池系统的电动车辆以及蓄电装置
JP7074019B2 (ja) * 2018-10-24 2022-05-24 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
DE102019202560A1 (de) 2019-02-26 2020-08-27 Hyundai Motor Company System und verfahren zur abgasnachbehandlung, fahrzeug und verfahren zum betreiben eines fahrzeugs
CN210668459U (zh) 2019-08-20 2020-06-02 深圳安凯利电池有限公司 一种锂电池的防爆阻燃结构

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Publication number Publication date
CN115485911A (zh) 2022-12-16
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