[發明專利]多層電池模塊及包含其的多層電池組

有效

• 申請號: 201980002643.0
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN110720158B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 姜春權
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M10/6551
• 分類號: H01M10/6551;H01M10/6553;H01M10/653;H01M10/643;H01M10/613;H01M50/204;H01M50/543;H01M50/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

本公開提供一種多層電池模塊。根據本發明的多層電池模塊包括：第一柱形電池單元，其分別豎立設置并且按照在水平方向和豎直方向上形成矩陣的形式設置；第二柱形電池單元，其分別豎立設置在第一柱形電池單元的上部分上以便與第一柱形電池單元一一對應；以及散熱器，其由具有高導熱性的材料制成并且設置在第一柱形電池單元和第二柱形電池單元之間的層間邊界處。第一柱形電池單元和第二柱形電池單元設置成使得其正極端子和其負極端子彼此面對，且散熱器插置在它們之間。散熱器具有設置為面對正極端子且相對于該正極端子凸出的部分，由此形成用于排放熱空氣和氣體的通道。散熱器具有設置為面對負極端子并且被迫抵靠所述負極端子的部分以形成散熱路徑。

技術領域

本公開涉及一種柱形二次電池模塊，并且更具體地，涉及一種多層柱形二次電池模塊，該多層柱形二次電池模塊具有用于以分層形式布置的柱形二次電池的散熱和防止鏈式燃燒結構。

本申請要求于2018年1月17日在韓國提交的韓國專利申請No.10-2018-0005920的優先權，其公開內容通過引用并入本文。

背景技術

根據外部形狀，二次電池可以分為電極組件被包括在金屬罐中的罐型二次電池和電極組件被包括在由鋁片制成的袋中的袋型二次電池。這里，根據金屬罐的形狀，罐型二次電池也可以分為柱形電池和矩形電池。

袋型二次電池具有易堆疊和高能量密度的優點，但是由于低機械剛度而易受到外部沖擊影響。另外，由于良好的耐久性，在安全性方面評估罐型二次電池優于袋型二次電池。因此，除了袋型二次電池之外，柱形二次電池廣泛用于應用于環保電動車輛的電池模塊或電池組中。

然而，在柱形二次電池中，因為充電和放電過程是通過電化學反應進行的，所以在充電和放電過程中產生熱量。此時，如果熱量沒有適當地消散，則柱形二次電池可能退化得更快，并且在一些情況下可能發生燃燒或爆炸。這里，如果柱形二次電池中的任一個爆炸，則爆炸可能引起其他相鄰柱形二次電池的一系列爆炸。因此，柱形二次電池的散熱非常重要，特別是對于應用了多層組件方法的二次電池模塊。

通常，柱形二次電池具有電流中斷設備(CID)和用于在電池的異常運行期間中斷電流并用于釋放內部壓力的安全口，該電流中斷設備(CID)和安全口安裝在電極組件和正極端子的頂蓋之間的空間中。這里，安全口通常安裝在二次電池的正極端子處。當二次電池的內部壓力增加時，安全口突出并破裂以排出氣體。換言之，當電池運行異常時，氣體朝向安裝有安全口的正極端子排出。

考慮到柱形二次電池的上述特性，傳統多層柱形二次電池組的散熱和氣體排放結構如下。例如，柱形二次電池分成層，以包括布置在第一層中的第一柱形二次電池組和布置在第二層中的第二柱形二次電池組。此時，柱形二次電池以兩種模式布置。在第一模式中，第一柱形二次電池組和第二柱形二次電池組的正極端子基于其中心部分彼此面對，負極端子布置在最上端或最下端。在第二模式中，第一柱形二次電池組和第二柱形二次電池組的負極端子基于其中心部分彼此面對，正極端子布置在最上端或最下端。

在第一模式中，散熱結構應用于位于最上端和最下端處的負極端子，以便于向外面散熱。然而，如果散熱結構應用于在中間區域中在豎直方向上彼此面對的正極端子，則難以確保用于防止鏈式燃燒的氣體排放空間。

在第二模式中，冷卻板安裝在中間區域中在豎直方向上彼此面對的負極端子之間，并且熱量通過冷卻板排放到外面。這里，氣體排放空間可以容易地固定在位于最上端和最下端處的正極端子處，但是難以向其添加散熱結構。

另外，在具有如上所述的傳統散熱和氣體排放空間固定結構的多層電池模塊的情況下，第一柱形二次電池組和第二柱形二次電池組的負極端子應該彼此面對或者面向相反的方向。在這種情況下，電池之間的電連接結構變得復雜。因此，甚至在與傳統情況不同，層疊在豎直方向上的柱形二次電池布置成使得具有不同極性的端子在中間區域彼此面對時，需要一種有效地確保散熱和氣體排放空間的方法。

發明內容

技術問題