[發明專利]具有用于防止冷卻劑與排出氣體混合的結構的電池模塊

有效

• 申請號: 201480046159.5
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN105474456B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 文禎晤;姜達模;崔鐘運;成準燁;孔炳五;嚴英燮
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/60
• 分類號: H01M10/60;H01M10/655;H01M10/6554;H01M10/6556;H01M2/10;H01M2/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 高偉,陸弋

技術領域

本發明涉及具有用于防止冷卻劑與排出氣體混合的結構的電池模塊，并且更特別地，涉及如下電池模塊，其包括以堆疊狀態布置的兩個或更多個電池單體和用于固定電池單體以構成電池單體堆的盒(cartridge)，電池單體能夠被充電和放電，其中，盒中的每一個包括接觸電池單體的冷卻片和用于固定冷卻片的盒框架，冷卻片包括兩個冷卻板，冷卻板以彼此間隔開的狀態安裝到盒框架以限定冷卻劑流動通道，盒框架設置有開口，開口與在冷卻板之間限定的冷卻劑流動通道連通，并且電池單體中的每一個的一側或相反兩側通過在電池單體中的一個和冷卻劑流動通道之間的界面上的密封構件密封，以防止電池單體中產生的氣體被引入到冷卻劑流動通道中。

背景技術

近年來，能夠被充電和放電的二次電池已經被廣泛用作無線移動設備的能源。此外，作為用于電動車輛、混合動力電動車輛(HEV)和插電式混合動力電動車輛(插電式HEV)的電源，二次電池已經吸引了相當多的關注，其已經被開發以解決由使用化石燃料的現有汽油和柴油車輛引發的問題，諸如空氣污染。

小型移動設備對于每個設備使用一個或數個電池單體。另一方面，中型或大型設備諸如車輛使用具有彼此電連接的多個電池單體的電池模塊，因為對于中型或大型設備，高輸出和大容量是必需的。

優選地，電池模塊被制造成具有盡可能小的尺寸和重量。為此，能夠以高集成度堆疊并且具有小的重量容量比的棱柱狀電池或袋狀電池通過被用作電池模塊的電池單體(單元電池)。特別地，很多注意力目前集中在使用鋁層壓片作為護套構件的袋狀電池，因為袋狀電池是輕質的，袋狀電池的制造成本低，并且容易修改袋狀電池的形狀。

構成這種電池模塊的電池單體是能夠充電和放電的二次電池。因此，在二次電池的充電和放電期間，從高輸出、大容量的二次電池生成大量的熱。特別地，在電池模塊中廣泛使用的每個袋狀電池的層壓片具有涂覆在其表面上的、呈現低熱導率的聚合物材料，使得難以有效降低電池單體的總體溫度。

如果在電池模塊的充電和放電期間從電池模塊生成的熱沒有從電池模塊有效移除，則加劇了電池模塊中的熱累積導致的電池模塊的退化。根據情況，電池模塊可能著火或爆炸。為此，高輸出、大容量的電池模塊需要冷卻系統用于冷卻在電池模塊中安裝的電池單體。

冷卻系統一般被構造成使冷卻劑在電池模塊中強制循環，以從構成電池模塊的電池單體移除熱。即，冷卻系統被構造成通過冷卻劑和電池單體或單元模塊的表面之間的接觸來冷卻構成電池模塊的單元模塊或電池單體。氣體諸如空氣被用作冷卻劑。因此，冷卻系統可以是基于接觸的空氣冷卻式冷卻系統。

然而，電池模塊的冷卻系統需要被構造成使得冷卻劑均勻地到達構成電池模塊的各個電池單體。因此，在其中使用能夠提高冷卻效率的多個構件制造電池模塊的情況下，電池模塊的尺寸以及電池模塊的制造成本增加。此外，難以將具有大尺寸的電池系統諸如電池模塊安裝在有限的空間諸如電動車輛(EV)或混合動力電動車輛(HEV)中。為此，對于冷卻系統非常必要的是能夠在構造成具有緊湊結構的同時呈現高的冷卻效率。

此外，由于電池單體暴露于高溫環境或電池單體的故障，在電池單體中發生短路，電解質在電池單體的陽極電極界面上分解，使得生成大量氣體，從而增大電池單體的內部壓力。根據情況，電池殼體可能破裂，并且氣體可能排出電池單體之外。一般，電池單體的內部氣體包括對人有害的有毒成分，諸如一氧化碳。在其中從電池單體排出的氣體與電池模塊中的冷卻劑相互混合的情況下，冷卻效率降低，并且同時，電池模塊的安全性降低。例如，在其中電池模塊被安裝在車輛中的情況下，在電池單體中產生的氣體可能在冷卻劑循環期間被引入到駕駛員或乘客空間中，使得人遭受有害健康的影響。

因此，對于電池模塊非常必要的是被構造成具有如下結構，即：在具有緊湊結構并呈現卓越的冷卻效率的同時，能夠防止單元電池中產生的氣體與沿冷卻劑流動通道流動的冷卻劑混合。

發明內容

技術問題

因此，已經作出本發明來解決以上問題和尚未解決的其它技術問題。

具體地，本發明的目的是提供一種構造為具有能夠防止電池模塊中生成的氣體與沿冷卻劑流動通道流動的冷卻劑混合的結構的電池模塊，從而延長電池模塊的壽命，并且提高電池模塊的安全性。

技術方案