包含具有多孔结构的冷却/缓冲部件的电池模组制造技术

本发明专利技术提供了一种电池模组，其包含：电芯层积体，其中，以侧面相互接触的方式布置有多个电芯，所述电芯具有电极组件与电解质溶液一起密封在电池壳内的结构；和冷却/缓冲部件，其安装在所述电芯层积体下方以支撑所述电芯层积体的负荷，并且由多孔结构形成，从而从所述电芯层积体向下散发由所述电芯层积体在充电和放电过程中产生的热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有多孔结构的冷却/缓冲部件的电池模组
本申请要求于2016年6月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2016-0071475号的优先权和权益，通过援引将其全部内容并入本文。本专利技术涉及一种包含具有多孔结构的冷却/缓冲部件的电池模组。
技术介绍
近来，随着移动设备技术的发展和对移动设备的需求的增加，对于作为能源的重复充电放电的可充电电池的需求迅速增加，于是，对可以满足各种需求的可充电电池进行了大量研究。此外，可充电电池还作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PLUG-INHEV)等的能源而引人注意，这些车辆被认为是由使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆等引起的空气污染等问题的解决方案。因此，开发了仅由电池驱动的电动车辆(EV)和组合使用电池和现有发动机的混合动力电动车辆(HEV)等，其中一些已经商品化。作为用作EV和HEV等的能源的可充电电池，主要使用镍氢金属(Ni-MH)可充电电池，不过，近来，利用具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究正在积极进行，而且一些研究已处于商品化阶段。在这种可充电电池用于例如电能存储装置或汽车能源等需要高容量的装置或设备中的情况下，可充电电池以具有布置有多个电芯(batterycell)的结构的电芯组件或电池模组(batterymodule)的形式使用。通常，借助于包裹电芯外表面的框架或盒，将这种电芯组件或电池模组作为结构体使用以改善结构稳定性，从而在装置或设备的各种工作环境下防止由形成电芯组件或电池模组的电芯的物理损伤引起的性能劣化或安全性劣化。此外，为了冷却电芯在充电和放电过程中发出的热量，电芯组件或电池模组将冷却部件结合到一侧，并将热量传导到冷却部件来散发电芯发出的热量。图1示意性地描绘了部分呈现常规电池模组的结构的纵向截面图。参见图1，电池模组10包括电芯11、盒12、芯盖13和冷却板14。电芯11被布置成两个单元，其侧面相互接触并被盒12约束以获得结构稳定性。电芯11和盒12形成为它们被芯盖13包埋的结构。冷却板14安装在芯盖13之下。该结构形成为使电芯11在充电和放电过程中发出的热量沿箭头方向经过盒12和芯盖13传导到冷却板14，并且冷却剂沿着冷却板14的表面流动而散发热量。不过，在此结构中，取决于设计要求，其在形成和改变热传递途径方面受限。而且，在将盒、芯盖和冷却板结合到电芯的过程中，工作要求和工艺时间增加。因此，目前对于根本上解决这些问题的技术存在高度需求。
技术实现思路
[技术问题]进行本专利技术是为了提供包含具有多孔结构的冷却/缓冲部件的电池模组，其具有解决上述常规技术的问题和过去一直渴望解决的技术目的的优点。具体而言，本专利技术的目的是提供一种电池模组，其使得能够容易形成和改变用于散发电芯在充电和放电过程中产生的热量的热传递路径，并使部件最小化以及电池模组的结构稳定性和形成冷却结构的工作需求最小化，从而使电池模组结构紧凑，并减少制造成本。[技术方案]本专利技术的一个示例性实施方式提供了一种电池模组，其包含：电芯层积体，其中，以侧面相互接触的方式布置有多个电芯，所述电芯具有电极组件与电解质溶液一起密封在电池壳内的结构；和冷却/缓冲部件，其安装在所述电芯层积体下方以支撑所述电芯层积体的负荷，并且由多孔结构形成，从而从所述电芯层积体向下散发由所述电芯层积体在充电和放电过程中产生的热量。因此，本专利技术的电池模组具有安装在电芯层积体下方的具有多孔结构的冷却/缓冲部件，以支撑电芯层积体的负荷并从电芯层积体向下散发由电芯层积体在充电和放电过程中产生的热量，从而使热传递路径容易形成和改变，确保了电池模组的结构稳定性，使电池模组的结构与常规电池模组结构相比紧凑，并减少了制造成本。根据本专利技术的一个示例性实施方式，冷却/缓冲部件的上表面可以配置为与电芯层积体的下表面相对应。即，冷却/缓冲部件可以具有与电芯层积体的一个表面对应的形状，并且安装在电芯层积体上，从而可以将热量从电芯层积体的整个下表面区域导出。作为具体实例，在纵向截面上，电芯层积体的下表面和冷却/缓冲部件的上表面可以形成为连锁(锯齿)形状。具体而言，冷却/缓冲部件可以由桁架(truss)结构形成，从而支撑电芯层积体的负荷，减弱外部冲击和振动，并形成冷却剂流动的空间。作为桁架结构的实例，冷却/缓冲部件可以由与电芯层积体的下表面对应的六面体结构形成，六面体结构可以通过结合多个方柱结构或结合多个多面体结构而形成。作为另一具体实例，冷却/缓冲部件可以由在电芯层积体的下表面上布置和安装有多个弹簧结构的结构形成，无论电芯层积体的下表面的形状如何。冷却/缓冲部件的形状不限于上述形状，只要冷却/缓冲部件可以支撑电芯层积体并形成用来填充冷却剂的多孔结构即可。作为冷却/缓冲部件的具体实例，冷却/缓冲部件的尺寸可以为电芯层积体的高度的3％～30％。当冷却/缓冲部件的尺寸小于电芯层积体的高度的3％时，其可能无法充分减小由外部冲击和振动施加在电芯层积体上的外力，而当冷却/缓冲部件的尺寸大于电芯层积体的高度的30％时，其导致相对于电池模组体积的电池容量降低，于是可能无法实现紧凑的电池模组结构。冷却/缓冲部件可以由弹性材料形成，从而支撑电芯层积体的负荷，并减弱施加在电芯层积体上的外部冲击或振动。具体而言，冷却/缓冲部件可以由聚合物树脂形成。聚合物树脂可以为橡胶或塑料材料，但不限于此。根据本专利技术的一个示例性实施方式，粘合部件介于电芯层积体和冷却/缓冲部件之间并将它们结合，从而增强电芯层积体和冷却/缓冲部件之间的结合力，并提高导热性。根据本专利技术的一个示例性实施方式，可以用液相或固相冷却剂填充由冷却/缓冲部件的多孔结构形成的中空区。冷却剂可以进一步改善电芯的导热性。冷却剂可以由导热性聚合物(特别是聚碳酸酯类树脂或聚烯烃类树脂)构成，但不限于此。冷却剂可以在填充了中空区的状态下硬化。在冷却剂硬化的结构下，电池模组的构成中可以不含用于在冷却/缓冲部件中连续配置冷却剂的额外部件。根据本专利技术的一个示例性实施方式，电芯可以为袋型电池。具体而言，电芯可以由以下结构形成：其中，具有正极、隔板和负极的层积结构的电极组件包埋在形成有电极组件存储部的电池壳中，所述电极组件储存部具有电解质溶液，并且在电极组件存储部的外周上通过热熔合形成有密封剩余部。电极组件可以由折叠型、堆栈型、堆栈/折叠型或层积/堆栈型结构形成。折叠型、堆栈型、堆栈/折叠型或层积/堆栈型的电极结构详细说明如下。首先，具有折叠型结构的单元电芯可以通过将隔片设置在片状的正极和负极(正极和负极通过将包含电极活性材料的混合物涂布在各金属集流体上、进行干燥和加压、然后进行卷绕而制得)之间来制造。具有堆栈型结构的单元电芯可以通过将切割成与正极板和负极板对应的预定尺寸的隔板插入正极板和负极板(正极板和负极板通过将电极混合物涂布在各金属集流体上、然后进行干燥和加压、并将其切割成预定尺寸而制得)之间来制造。具有堆栈/折叠型结构的单元电芯具有正极和负极彼此相对的结构，并且可以通过以下方式制造：包含两个以上单元电芯(其中，层积两个以上极板)，使用一个以上隔膜以不重叠的形式卷绕单元电芯，或将隔膜弯曲成单元电芯的尺寸并将隔膜插入单元电芯之间。必要时，在正极和负极彼此相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模组，其包含：电芯层积体，其中，以侧面相互接触的方式布置有多个电芯，所述电芯具有电极组件与电解质溶液一起密封在电池壳内的结构；和冷却/缓冲部件，其安装在所述电芯层积体下方以支撑所述电芯层积体的负荷，并且由多孔结构形成从而从所述电芯层积体向下散发由所述电芯层积体在充电和放电过程中产生的热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.09 KR 10-2016-00714751.一种电池模组，其包含：电芯层积体，其中，以侧面相互接触的方式布置有多个电芯，所述电芯具有电极组件与电解质溶液一起密封在电池壳内的结构；和冷却/缓冲部件，其安装在所述电芯层积体下方以支撑所述电芯层积体的负荷，并且由多孔结构形成从而从所述电芯层积体向下散发由所述电芯层积体在充电和放电过程中产生的热量。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世橒，金修烈，金炫民，沈廷娥，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR