电池模块制造技术

一种电池模块，包括：在外壳内的多个电池，外壳由顶盖、底盖和至少一个侧壁形成；具有穿孔区域的绝缘层；从多个电池中的至少一个电池的极延伸到所述绝缘层的穿孔区域的开口；和在绝缘层的与开口相对的侧的通道，通道从所述穿孔区域延伸到所述顶盖和至少一个侧壁之间的可断裂密封件或柔性密封件。本实用新型专利技术是一种用于减弱电池模块中从一个电池到另一个电池的爆炸传播的技术。电池爆炸传播包含在与电池相邻的开口中，指向与其他电池分离的通道，并从外壳释放。与电池的一极相邻的绝缘区域的穿孔区域响应于爆炸而打开，从而沿着通道释放爆炸排放。由爆炸的电池产生的气体压力和热量通过在封闭件的边缘处的断裂密封件或柔性密封件和/或在预制断裂线处的盖的破裂而释放。 1

【技术实现步骤摘要】
电池模块相关申请交叉引用本申请要求于2016年11月14日提交的美国临时专利申请号62/421,956的权益，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求于2017年2月1日提交的美国专利申请号15/421,794的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本文介绍的技术的至少一个实施例涉及能量存储，并且更具体地涉及减弱电池模块中的爆炸传播。
技术介绍
电池单元故障可以由例如设计缺陷，制造缺陷和应力事件导致。电池单元中的设计缺陷可以包括例如电极、隔板或电解质设计中的缺陷。应力事件可以包括例如在低于冰点温度下的充电，振动或碰撞。电池单元故障可导致例如轻度短路或热失控。轻度短路可导致升高的自放电，其中由于功率放电低，热积聚最小。然而，如果足够的金属颗粒在一个点会聚，则相当大的电流可以开始在电池的电极之间流动，并且该点可以加热和减弱。热积聚可能损坏电池单元中的绝缘层并导致电短路。热失控可能导致电池温度快速达到500℃(932°F)，在此温度电池可能着火或爆炸。热失控也被一些工业专业人员称为“用火焰排气”和“快速拆卸”。例如可以在电动车辆中使用的电池模块中的电池单元通常彼此非常接近。电池模块中的一个电池的爆炸可以传播到电池模块中的其他电池，导致其它电池变得热不稳定或爆炸。爆炸可以以链式反应传播到多个电池或整个电池组，导致对电池模块和电池模块附近的任何物体的灾难性损坏。
技术实现思路
本技术的实施例解决了电池模块中的一个电池的爆炸导致的对电池模块和电池模块附近的任何物体的灾难性损坏的问题。本技术的一实施例提供了一种电池模块，所述电池模块包括：在外壳内的多个电池，所述外壳由顶盖、底盖和至少一个侧壁形成；具有穿孔区域的绝缘层；从所述多个电池中的至少一个电池的极延伸到所述绝缘层的所述穿孔区域的开口；和在所述绝缘层的与所述开口相对的侧的通道，所述通道从所述穿孔区域延伸到所述顶盖和所述至少一个侧壁之间的可断裂密封件或柔性密封件。本技术的另一实施例提供了一种电池模块，所述电池模块包括：在外壳内的多个电池，所述外壳由顶盖、底盖和至少一个侧壁形成；从所述多个电池中的至少一个电池的下极延伸到绝缘层的穿孔区域的开口；和在所述绝缘层的与从所述穿孔区域延伸到所述底盖的断裂线的开口相对的侧的通道本技术的又一实施例提供了一种电池模块，所述电池模块包括：多个电池，其由包括顶盖和侧壁的外壳封装；在所述多个电池上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层上的汇流条；在所述汇流条上的第二绝缘层，其具有与所述多个电池的极成一直线的多个穿孔区域，其中多个开口从所述多个电池的表面延伸穿过所述第一绝缘层和所述汇流条到所述多个穿孔区域；在所述第二绝缘层和所述顶盖之间的通道，所述通道从所述多个穿孔区域延伸到所述顶盖和所述侧壁之间的可破裂密封件或柔性密封件。本技术的又一实施例提供了一种电池模块，所述电池模块包括：多个电池，其由包括底盖和侧壁的外壳封装；在所述多个电池上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层上的汇流条；在所述汇流条上的第二绝缘层，其具有与所述多个电池的极成一直线的多个穿孔区域，其中多个开口从所述多个电池的表面延伸穿过所述第一绝缘层和所述汇流条到所述多个穿孔区域；在所述第二绝缘层和所述底盖之间的通道，所述通道从所述多个穿孔区域延伸到所述底盖的断裂线。本技术的实施例的电池模块通过隔离来自相邻电池的爆炸发射有效减弱电池模块中的爆炸传播。附图说明图1示出了电池模块的立体图。图2示出了电池模块的横截面视图，暴露了电池模块的内部部件。图3示出了电池模块的立体截面图。图4示出了电池模块的放大横截面立体图。图5示出了用于电池模块的顶盖构造的分解图。图6A示出了用于电池模块的底盖结构的分解图。图6B示出了用于电池模块的底盖结构的分解图。具体实施方式在本说明书中，对“实施例”，“一个实施例”等的引用意味着所描述的特定特征，功能，结构或特性包括在这里介绍的技术的至少一个实施例中。本说明书中出现的这种短语不一定都指相同的实施例。另一方面，所描述的实施例不一定是相互排斥的。在此介绍了一种用于减缓在可用于电动车辆，固定功率存储器和其它可能应用的类型的电池模块中的从一个电池到另一个电池的爆炸传播的技术。电池模块包括由顶盖，底盖和侧壁封装(encased)(封闭)的多个电池。从至少一个电池的一极延伸到电池模块内的绝缘层的穿孔区域的开口。在绝缘层的相对于开口的一侧的通道，所述通道从穿孔区域延伸到顶盖和侧壁之间的可断裂的或柔性的密封件。在电池爆炸的情况下，绝缘层的穿孔区域破裂，将爆炸排放释放到通道中。与相邻电池串联的邻近穿孔区域不破裂，因此爆炸排放不与相邻电池接触。由于爆炸发射(例如，电池的熔融化学物质成分)包含在通道中并且不接触相邻的电池，因此可以防止相邻的电池经历热失控和爆炸。电池爆炸可导致可断裂或柔性密封件的破裂或向外偏转，从而将爆炸排放物释放出电池模块。由于可断裂或柔性密封件位于电池模块的一侧，所以可以侧向引导爆炸发射(例如，远离电动车辆的乘客)。电池组由电池模块组成，每个电池模块具有几个，并且多达几千个电池单元。电池模块可以包括各种类型和配置格式的电池单元。这些电池单元可以紧密地封装在一起，以在外壳中实现高的封装密度。在任何时间点，电池单元中的一个可能变得有缺陷(例如，由于设计/制造缺陷或应力事件)。有缺陷的电池可能导致热失控，导致爆炸事件。作为爆炸的前兆，电池单元通过在极盖处或附近预制的断裂线或气体逸出而发射热气态烟雾。由于电池模块中的电池的高填充密度，烟雾和碎屑，如果不被包含或定向，则扩散到相邻电池。相邻电池从扩散的烟雾和/或碎片点燃，导致在一定时间范围(例如，秒)内的链式反应爆炸。在气体烟气排放和较高温度(例如，从热失控)之后，电池爆炸，产生更多的烟雾并喷射熔融的化学物质以及电池的碎片。在常规电池模块的外壳中，爆炸电池上方的结构或部件将热碎屑向下偏转回到与爆炸电池相邻的电池。当热碎屑落在相邻电池上时，相邻电池点燃，爆炸并将热气体和碎屑从一个电池传播到另一个电池，导致灾难性爆炸。当电池组中的多个或潜在的所有电池由于爆炸传播而爆炸时，结果可能是灾难性的，导致车辆的严重损坏，周围的性能或寿命的损失。导致链反应灾难性爆炸的电池爆炸传播可以发生在大多数(如果不是全部)现代电动车辆中。本文公开的技术通过隔离来自相邻电池的爆炸发射来减弱电池模块中的爆炸传播。电池模块包括由顶盖，底盖和侧壁封装的多个电池。实施例包括用于将从电池的爆炸事件产生的材料引导远离相邻电池的结构。例如，电池模块的侧壁上的柔性唇缘密封件用于使烟雾和碎屑逸出以及从其他电池隔离烟雾和碎屑。具有惰性气体(例如，氩气)的释放空间可以用作将烟和碎屑引导到柔性唇形密封件的路径。惰性气体剥夺任何烟雾和碎屑的氧气，并且不与可在许多类型的电池单元中发现的锂反应。实施例包括通过在指定位置(例如，制造在电池模块的底部处)包括断裂线以引导爆炸排放远离电动车辆的乘客(例如，向下)而减轻压力的结构。例如，使用预制断裂线来破裂电池模块的底盖以释放压力。在一个实施例中，电池模块包括侧壁上的柔性唇缘密封件和底盖上的预制断裂线。注意，虽然实施例包括车辆应用，但所公开的技术不限于车辆，并且可以潜在地在各种应用中实现。图1示出了电池模块100的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池模块，其特征是所述电池模块包括：

【技术特征摘要】
2016.11.14 US 62/421,956;2017.02.01 US 15/421,7941.一种电池模块，其特征是所述电池模块包括：在外壳内的多个电池，所述外壳由顶盖、底盖和至少一个侧壁形成；具有穿孔区域的绝缘层；从所述多个电池中的至少一个电池的极延伸到所述绝缘层的所述穿孔区域的开口；和在所述绝缘层的与所述开口相对的侧的通道，所述通道从所述穿孔区域延伸到所述顶盖和所述至少一个侧壁之间的可断裂密封件或柔性密封件。2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述穿孔区域具有比所述绝缘层的相邻部分更低的断裂强度。3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述可断裂密封件具有比所述顶盖更低的断裂强度。4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述通道填充有惰性气体并且衬有烧蚀材料。5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述开口填充有惰性气体并且衬有烧蚀材料。6.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：在所述至少一个电池的上表面上的另一绝缘层；和在所述另一绝缘层的上表面上的汇流条，所述汇流条具有与所述至少一个电池的所述极接触的连接线；其中所述开口延伸穿过所述另一绝缘层和所述汇流条。7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述汇流条由金属构成。8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述绝缘层由硅橡胶构成。9.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：从所述至少一个电池的下极延伸到另一绝缘层的另一穿孔区域的另一开口；和在所述另一绝缘层的与所述开口相对的侧上的另一通道。10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述另一通道从所述另一穿孔区域延伸到所述底盖中的断裂线。11.根据权利要求10所述的电池模块，其中所述断裂线的断裂强度小于所述底盖的相邻部分的断裂强度。12.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述另一通道从所述另一穿孔区域延伸到所述底盖和所述至少一个侧壁之间的另一可断裂或柔性密封件。13.根据权利要求9所述的电池模块，还包括：在所述至少一个单元的下表面上的另一绝缘层；在所述另一绝缘层的下表面上的另一汇流条，所述另一汇流条具有与所述至少一个电池的所述下极接触的另一连接线；其中所述另一开口延伸穿过所述另一绝缘层和所述另一汇流条。14.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池中的每个电池被封装在绝缘薄膜中。15.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述绝缘层包括多个穿孔区域，其中多个开口从所述多个电池的多个极延伸到所述多个穿孔区域。16.一种电池模块，其特征是所述电池模块包括：在外壳内的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈益芸，
申请(专利权)人：安徽新能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34