[發明專利]一種電池模組及其注膠方法

在審

• 申請號: 202210171687.X
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114520363A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 趙林燕;冀亞娟;鄧雪峰;賈強;陳琳潔
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/058;H01M50/242;H01M50/249
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 汪莉萍

本發明涉及電池制造技術領域，具體公開了一種電池模組及其注膠方法。該電池模組包括電池殼體、膠體單元和至少一個電池主體；電池殼體包括殼體箱體和蓋接于殼體箱體的殼體蓋板，殼體箱體上設有容納槽，殼體蓋板設有多個注膠口，注膠口連通容納槽與外部環境；電池主體安裝于容納槽內；膠體單元設于容納槽內，包裹電池主體的外表面，膠體單元包括自下向上的實體結構膠和發泡膠塊。上述改進能夠有效地阻止電池模組熱失控的擴展，提升電池模組的安全性、經濟性和結構穩定性。

技術領域

本發明涉及電池制造技術領域，尤其涉及一種電池模組及其注膠方法。

背景技術

隨著動力電池產業高速發展，電動汽車的市場占有率迅速提高。電動汽車在進入加速發展階段的同時，對續航里程，安全和價格有了更高的要求。得益于國家能源安全和碳排放戰略目標的促進，國內外電動汽車市場高速發展，成為汽車產業發展的潮流和趨勢。根據《新能源汽車產業發展規劃》，我國新能源汽車進入了加速發展的新階段，對比能量，輕量化，安全性有了更高的要求。

在電動汽車產業發展的過程中，動力電池安全和續航里程的提升是焦點問題之一。電池續航里程的提升著力于動力電池能量密度的提升和動力電池系統的輕量化開發等。安全則主要與電池模組中電芯件的熱失控緊密聯系，極端情況下電芯件發生熱失控容易引起燃燒和爆炸。在新能源汽車規模化推進的過程中，動力電池是最為核心的技術，其中動力電池安全是焦點問題之一，電池安全主要和溫度相關，溫度是影響電芯性能，循環壽命和安全性的重要因素，溫度較低難易發揮電芯性能，溫度過高則可能會引發熱失控等安全問題。現有動力鋰電池主要是磷酸鐵鋰和三元鋰電芯，它們自然溫度分別為200℃和500-800℃，然而極端情況下熱失控導致電芯的溫升在400℃以上，容易引起電芯的燃燒和爆炸。

電動汽車電池相關事故主要由熱失控造成，鋰離子動力電池系統由多節電池組成，其整個系統條件復雜，輕量化設計不足，難以有效防范極端情況下熱失控。現有的電動汽車電池熱失控的原因主要包括：

1)電池系統安全性的演變，例如電芯的老化等問題；

2)電池系統遭遇突發事件等情況，觸發局部的電芯熱失控；

3)由局部熱失控引發相鄰電芯發生熱失控，進而導致電池組熱失控擴展。

相對于單個電芯熱失控帶來的危害(例如25安時的三元鋰離子電池，在熱失控時會釋放出相當于0.15千克TNT當量的能量)，整個電池組熱失控造成的危害更加巨大，因此防范熱失控擴展的發生是電池系統設計中的關鍵。目前熱失控的防護方式主要分為空氣冷卻、液體冷卻和相變材料冷卻等方式。但在空氣冷卻中，電芯間隙小會導致電芯發生熱膨脹后風冷效果接近消失，熱失控防護功能不足，而電芯間隙大又不利于電池的續航里程。液體冷卻的方式需要使用復雜的金屬管道，增加了整個模組的重量和經濟成本；而隔熱套管等方法工藝復雜，拆卸困難且難以滿足模組的整體化設計需求，還會使得消費者維修經濟成本提高。另一方面單一的隔熱路徑設計會造成電池內部溫度的不均，違背電池模組溫度一致性的設計目標。

電動汽車安全需要加大電池設計和制造的安全之外，還需要把控模組和整個電池包熱失控防護的設計和制造，熱失控來源于電池充電，短路和特殊情況下的碰撞事故等。因此在模組中，管理各個電芯件的溫度均一性，電芯件位置的固定，極端情況下發生熱失控后有效阻止熱失控擴展，避免了周邊電芯件溫度升高和起火。

動力電池包系統一般占據電動汽車總質量的18％-30％，續航里程越大的電動汽車，電池系統的重量占比越高。因此電池系統輕量化結構的設計開發和制造對于提升電動汽車續航里程具有重要作用。電池包輕量化研究中，除電芯本體等的輕量化研究之外，還有電芯模組的輕量化設計開發。電芯模組的輕量化主要包含殼體材料和模組結構輕量化，以及電芯件排布。在模組優化設計中采用滿足熱失控防護，輕量化，具備規模化生產，降低經濟成本的灌封膠材料滿足市場需求也是電池系統改進的方法。