具有散热结构的单元模块的模块壳体和包括该模块壳体的电池模块的制作方法
具有散热结构的单元模块的模块壳体和包括该模块壳体的电池模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有散热结构的单元模块的模块壳体和一种包括该模块壳体的电池模块，并且更加具体地涉及一种包括电池单体的单元模块的模块壳体，该模块壳体包括:彼此联接以覆盖电池单体的整个外表面的第一覆盖部件和第二覆盖部件;安装凹槽，该安装凹槽在第一和第二覆盖部件中的至少一个的内侧端处形成从而电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和注射端口，该注射端口在模块壳体处形成，从而在其中电池单体被安装在模块壳体中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在安装凹槽和电池单体之间的界面。
【背景技术】
[0002]近年来，能够充电和放电的二次电池已经被广泛地为无线移动装置用作能源。另夕卜，作为用于已经为了解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染而得到研制的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(Plug-1n HEV)的电源，二次电池已经吸引了相当大的关注。
[0003]小型移动装置为每一个装置使用一个或者几个电池单体。另一方面，中型或者大型装置诸如车辆使用具有相互电连接的多个电池单体的中型或者大型电池模块，因为对于中型或者大型装置而言，高输出和大容量是必要的。
[0004]优选地，中型或者大型电池模块被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。因此，能够以高集成度堆叠并且具有小的重量与容量比的棱形电池或者袋形电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池单体。特别地，大量的兴趣目前集中于使用铝层压片作为护套部件(电池外壳)的袋形电池，因为袋形电池是轻质的，袋形电池的制造成本是低的，并且易于修改袋形电池的形状。
[0005]构成这种中型或者大型电池模块的电池单体是能够充电和放电的二次电池。因此，在二次电池的充电和放电期间从高输出、大容量二次电池产生了大量的热。特别地，广泛地在电池模块中使用的每一个袋形电池的层压片具有在其表面上涂覆的、呈现低的导热性的聚合物材料，结果难以有效地降低电池单体的总体温度。
[0006]如果不从电池模块有效地移除在电池模块的充电和放电期间从电池模块产生的热，则热在电池模块中积聚，结果电池模块的劣化加速。根据情况，电池模块可能着火或者爆炸。因此，在是包括多个中型或者大型电池模块的高输出、大容量电池的、用于车辆的中型或者大型电池组中需要冷却系统，以冷却安装在电池组中的电池单体。
[0007]通常通过以高集成度堆叠多个电池单体制造安装在中型或者大型电池组中的每一个电池模块。在此情形中，在其中电池单体被以预定间隔布置的状态下堆叠电池单体，从而在电池单体的充电和放电期间产生的热被移除。例如，可以在不使用另外的部件的情况下、在以预定间隔布置电池单体的状态下顺序地堆叠电池单体。可替代地，在其中电池单体具有低的机械强度的情形中，可以将一个或者多个电池单体安装在套管中以构成单元模块，并且可以堆叠多个单元模块以构成电池模块。因此，通过使用套管增加了电池模块的机械强度，但是电池模块的总尺寸增加。
[0008]另外地，在以上结构中，可以在堆叠的电池单体之间或者在堆叠的电池模块之间限定冷却剂通道从而有效地移除在堆叠的电池单体之间或者在堆叠的电池模块之间积聚的热。
[0009]特别地，在其中冷却结构基于水冷式冷却系统的情形中，在电池单体之间或者在电池模块之间限定多个冷却剂通道，结果设计冷却结构是非常困难的。另外，如果将冷却部件或者热传导部件安装到电池组的特殊区域以构成冷却结构，则电池组的总体尺寸进一步增加。
[0010]因此，在不使用套管的情况下安装电池单体的电池组是高度必要的，该电池组提供高输出、大容量电力，能够被制造为具有简单并且紧凑的结构，并且呈现优良的冷却效率和安全性。
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]因此，已经做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
[0013]本发明的一个目的在于提供一种单元模块的模块壳体，其被构造成覆盖电池单体的外表面，其中从电池单体产生的热被传导到模块壳体的覆盖部件从而电池单体被冷却，由此实现期望的冷却效率而不使用另外的部件，诸如热传导部件或者冷却部件，并且其中利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现有效的散热效果。
[0014]本发明的另一个目的在于提供一种电池模块，该电池模块被如此构造，使得从电池单体产生的热被耗散而不使用大量的部件，由此实现有效的冷却效果，电池模块的总体制造成本减小，并且电池模块易于制造。
[0015]技术方案
[0016]根据本发明的一个方面，能够通过提供一种包括电池单体的单元模块的模块壳体实现以上和其它目的，该模块壳体包括:联接到彼此以覆盖电池单体的整个外表面的第一覆盖部件和第二覆盖部件;安装凹槽，该安装凹槽在第一和第二覆盖部件中的至少一个的内侧端处形成使得电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和注射端口，该注射端口形成在模块壳体处，使得在其中电池单体被安装在模块壳体中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在安装凹槽和电池单体之间的界面。
[0017]覆盖部件被构造成覆盖电池单体的外表面，并且从电池单体产生的热被传导到覆盖部件从而电池单体被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
[0018]在一个优选实例中，第一和第二覆盖部件中的至少一个可以具有10W/mK到500W/mK的导热率。如果导热率太低，则实现期望的冷却效率是不可能的，这不是优选的。
[0019]具体地，第一和第二覆盖部件中的至少一个可以由热传导树脂制成。热传导树脂可以是具有高的导热率的材料。例如，热传导树脂可以是包括聚合树脂和添加于此的热传导材料或者碳纤维的复合材料。然而，本发明不限于此。
[0020]根据本发明，每一个电池单体可以是袋形二次电池，袋形二次电池构造成具有如下结构，即:其中电极组件被安装在由包括金属层和树脂层的层压片诸如铝层压片制成的袋形电池外壳的接纳部中。
[0021]在具体实例中，电池外壳可以在其外边缘处设置有密封部分(外边缘密封部分)，通过在其中电极组件被安装在电池外壳的接纳部中的状态下密封电池外壳的外边缘而形成该密封部分。
[0022]在以上结构中，在覆盖部件中的该至少一个处形成的安装凹槽每一个可以具有与电池单体中的相应一个的外边缘密封部分的形状对应的形状，使得在其中外边缘密封部分在安装凹槽中的相应一个中插入的状态下，每一个电池单体被安装在模块壳体中。
[0023]根据本发明的另一个方面，提供一种包括电池单体堆叠体的单元模块，该电池单体堆叠体的外表面被带有上述构造的模块壳体覆盖。
[0024]在具体实例中，单元模块构造成具有如下结构，S卩:其中热塑性树脂被注射到在模块壳体的安装凹槽和电池单体之间的界面。热塑性树脂可以在液体状态下被注射，并且然后可以固化。
[0025]在以上结构中，在模块壳体的安装凹槽和电池单体之间的界面可以完全地被热塑性树脂填充，由此有效地防止电池单体的移动是可能的。因此，维持其中电池单体被堆叠的结构而不使用另外的、在其中安装电池单体的套管是可能的。
[0026]另外，执行准确地对准电池单体与模块壳体的安装凹槽的复杂过程是不必要的。进而，固化的热塑性树脂紧密地接触电池单体，由此通过热传导更加有效地冷却电池单体是可能的。
[0027]热塑性树脂可以是具有高导热率的材料。例如，热塑性树脂可以选自聚酰亚胺树月旨、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂和聚丁二烯树脂。然而，本发明不限于此。
[0028]在具体实例中，构成电池单体堆叠体的每一个电池单体可以构造成具有如下结构，即:电极组件与电解质一起在密封状态下被容纳在袋形电池外壳中，其中电极组件被构造成具有其中分隔物被置于正电极和负电极之间的结构。
[0029]电极组件不受特别限制，只要电极组件构造成具有其中多个电极接线片被连接以构成正电极和负电极的结构。例如，电极组件可以构造成具有缠绕式结构、堆叠式结构或者堆叠/折叠式结构。在已经以本专利申请的申请人的名义提交的韩国专利申请公报N0.2001-0082058、N0.2001-0082059 和 N0.2001-0082060 中公开了堆叠 / 折叠式电极组件的细节。这些申请的公开在此通过引用而被并入。
[0030]电池单体堆叠体可以 构造成具有如下结构，其中每一个构造成具有其中在其一侧或者相反侧处形成电极端子的结构的、两个或者更多个电池单体的电极端子被相互串联连接，并且电极端子的连接部被弯曲和堆叠从而电极端子的弯曲连接部紧密地相互接触。
[0031]作为参考，通常的锂二次电池包括正电极、负电极、分隔物和包含锂盐的非水性电解溶液。
[0032]可以例如通过将正电极活性材料、传导剂和粘结剂的混合物施加到正电极集电器并且干燥该混合物而制造正电极。根据需要，可以进一步将填料添加到该混合物。
[0033]正电极活性材料可以是但是不限于分层化合物，诸如锂钴氧化物(LiCo02)或者锂镍氧化物(LiNi02)，或者由一种或者多种过渡金属取代的化合物；由化学式Li1+xMn2-x04(其中x = 0到0.33)代表的锂锰氧化物或者锂锰氧化物，诸如LiMn03、LiMn203，或者LiMn02;锂铜氧化物(1^20102);钒氧化物，诸如1^308、1^6304、￥205，或者012￥207;由化学式1^附1—具02(其中M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B，或者Ga，并且χ = 0.01到0.3)代表的N1-sited锂镍氧化物；由化学式1^]?112—具02(其中]\1 = (:0、附、卩6、(^、211，或者丁3，并且1 = 0.01到0.1)或者化学式1^#11週08(其中1 = ?6、(:0、附、01，或者211)代表的锂锰复合氧化物;具有部分地被碱土金属离子取代的化学式的、具有Li的LiMn204; 二硫化物化合物;或者Fe2(Mo04)3。
[0034]通常添加传导剂从而基于包括正电极活性材料的化合物的总重量，传导剂具有1到30重量％。传导剂不受特别限制，只要在传导剂不在传导剂被应用于此的电池中诱发任何化学变化时，传导剂呈现高传导性。例如，作为传导剂，可以使用石墨，诸如天然石墨或者人造石墨;碳黑，诸如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑，或者夏黑；传导纤维，诸如碳纤维或者金属纤维;金属粉末，诸如碳氟化物粉末、铝粉末，或者镍粉末;传导晶须，诸如氧化锌或者钛酸钾;传导金属氧化物，诸如氧化钛;或者传导材料，诸如聚苯醚衍生物。
[0035]粘结剂是有助于在活性材料和传导剂之间的结合并且与集电器结合的成分。基于包括正电极活性材料的化合物的总重量，粘结剂通常被以1到30重量％的数量添加。作为粘结剂的实例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠(CMC)、淀粉、羟丙纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯聚丁橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
[0036]填料是用于抑制正电极的膨胀的可选成分。关于填料无任何具体限制，只要它不在填料被应用于此的电池中引起化学变化，并且由纤维性材料制成。作为填料的实例，可以使用烯基聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯;和纤维性材料，诸如玻璃纤维和碳纤维。
[0037]可以通过向负电极集电器施加并且干燥负电极活性材料而制造负电极。根据需要，可以将上述成分选择性地添加到负电极活性材料。
[0038]作为负电极活性材料，例如，可以使用碳，诸如非石墨化碳或者石墨基碳;金属复合氧化物，诸如 LixFe203 (0 <x< 1)、LixTO2 (0<x< 1)^ SnxMei—xMe ’ y0z (Me: Mn、Fe、Pb、Ge; Me ’:△1、8、？、51、周期表的1、2和3族元素、齒素;0^<1;1&<3;1<2^8);锂金属;锂合金;硅基合金；锡基合金；金属氧化物，诸如 Sn0、Sn02、Pb0、Pb02、Pb203、Pb304、Sb203、Sb204、Sb205、Ge0、Ge02、Bi203、Bi204，或者Bi205;传导聚合物，诸如聚乙炔;或者L1-Co-Ni基材料。
[0039]分隔物被置入正电极和负电极之间。作为分隔物，例如可以使用呈现高离子渗透性和高机械强度的绝缘性薄膜。分隔物通常具有0.01到ΙΟμπι的孔径和5到300μπι的厚度。作为用于分隔物的材料，例如使用由呈现化学阻力和疏水性的烯聚合物，诸如聚丙烯制成的薄片或者无纺织物、玻璃纤维，或者聚乙烯。在其中固体电解质诸如聚合物被用作电解质的情形中，固体电解质还可以在功能上用作分隔物。
[0040]包含锂盐的非水性电解溶液由极性有机电解溶液和锂盐构成。作为电解溶液，可以使用非水性液体电解溶液、有机固体电解质或者无机固体电解质。
[0041]作为非水性液体电解溶液的实例，可以提到非质子有机溶剂，诸如Ν-甲基-2-吡咯烷酮、丙烯碳酸盐、乙烯碳酸盐、丁烯碳酸盐、二甲基碳酸盐、二乙基碳酸盐、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、四轻基法兰克(tetrahydroxy Franc)、2_甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1，3_二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、原甲酸甲酯、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、丙烯碳酸盐衍生物、四氢呋喃衍生物、乙醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
[0042]作为有机固体电解质的实例，可以提到聚乙烯衍生物、乙撑氧衍生物、聚丙烯氧化物衍生物、磷酸酯聚合物、聚离胺酸(poly agitat1n lysine)、聚酯硫化物、聚乙稀醇、聚偏二氟乙烯和包含离子离解族的聚合物。
[0043]作为无机固体电解质的实例，可以提到锂(Li)的氮化物、卤化物和硫酸盐，诸如Li3N、Li1、Li5Nl2、Li3N-Li1-Li0H、LiSi04、LiSi04-Li1-Li0H、Li2SiS3、Li4Si04、Li4Si04-Li1-L1H，和 Li3P04-Li2S-SiS2。
[0044]锂盐是在上述非水性电解质中能够易于溶解的材料，并且可以包括例如LiCl、LiBr、Li1、LiC104、LiBF4、LiBiQCliQ、LiPF6、LiCF3S03、LiCF3C02、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3S03L1、CF3S03L1、(CF3S02)2NL1、氯硼烷锂、低脂肪羧酸锂、锂四苯硼酸盐和酰亚胺。
[0045]另外，为了改进充电和放电特性和阻燃性，例如，嘧啶、亚磷酸三乙酯、三羟乙基胺、环醚、乙二胺、η-甘醇二甲醚、hexaphosphoric triamide、硝基苯衍生物、硫磺、醌亚胺染料、N-取代恶唑烷酮、Ν，N-取代咪唑啉、乙二醇烷基醚、鑰盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等可以被添加到非水性电解溶液。根据情况，为了赋予不燃性，非水性电解溶液可以进一步包括包含卤素的溶剂，诸如四氯化碳和乙烯三氟化物。进而，为了改进高温存储特性，非水性电解溶液可以进一步包括二氧化碳气体。
[0046]根据本发明的另一个方面，提供一种电池组，该电池组被构造成具有其中在相互串联连接的状态中堆叠带有上述构造的多个单元模块的结构。根据本发明进一步的方面，提供一种包括作为电源的电池组的装置。
[0047]例如，该装置可以被用作电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或者能量存储系统。然而，本发明不限于此。
[0048]在本发明所属技术领域中，该装置的结构和制造方法是众所周知的，并且因此将省略其详细说明。
【附图说明】
[0049]与附图相结合，根据以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中:
[0050]图1是示出根据本发明的一个实施例的板形电池单体的平面视图；
[0051]图2是示出根据本发明的一个实施例的单元模块的透视图；并且
[0052]图3是示出根据本发明的另一个实施例的单元模块的截面视图。
【具体实施方式】
[0053]现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
[0054]图1是典型地示出根据本发明的一个实施例的板形电池单体的平面视图。
[0055]参考图1，板形电池单体10被构造成具有如下结构，其中两个电极引线11和12在其中电极引线11和12彼此相反的状态下从电池外壳13的上端和下端突出。
[0056]电池外壳13包括每一个由包括金属层和树脂层的层压片制成的上和下电池外壳部。在其中正电极/分隔物/负电极结构的电极组件(未示出)被安装于在电池外壳13中限定的电极组件接纳部14中的状态下，作为电极组件接纳部14的外边缘的、电池外壳13的上和下电池外壳部的相反侧15b、上端15a和下端15c通过热结合在密封状态中结合到彼此以在电池外壳13处形成密封部分15，由此制造了电池单体10。 [0057 ]电池单体10被构造成具有如下结构，其中电极引线11和12从电池外壳13的上和下电池外壳部的上端15a和下端15c突出。考虑到电极引线11和12的厚度和在电极引线11和12与电池外壳13之间的材料差异地，并且另外为了增加电池外壳13的可密封性，在其中将膜式密封部件16置入电极端子11和12与电池外壳13之间的状态下，电池外壳13的上和下电池外壳部的上端15a和下端15c被热结合到彼此。
[0058]图2是示出根据本发明的一个实施例的单元模块的透视图。
[0059]参考图2，单元模块的模块壳体包括联接到彼此以覆盖通过堆叠电池单体形成的电池单体堆叠体110的整个外表面的第一覆盖部件120和第二覆盖部件130，每一个电池单体被构造成具有如此结构，其中被构造成具有其中将分隔物置入正电极和负电极之间的结构的电极组件(未示出)在密封状态下被与电解质一起地容纳在袋形电池外壳中。第一覆盖部件120和第二覆盖部件130由具有30W/mK的导热率的热传导树脂制成。其中安装电池单体堆叠体110的电池单体的安装凹槽140在第一覆盖部件120和第二覆盖部件130的内侧端处形成。
[0060]注射端口151和152分别地形成在第一覆盖部件120的一侧处和在第二覆盖部件130的一侧处，在其中电池单体堆叠体110被安装在第一覆盖部件120和第二覆盖部件130中的状态下，通过注射端口 151和152将热塑性树脂注射到在安装凹槽140和电池单体堆叠体110的电池单体之间的界面。
[0061]S卩，单元模块100被构造成具有如此结构，其中包括由热传导树脂制成的覆盖部件120和130的模块壳体覆盖电池单体堆叠体110的外表面。从电池单体堆叠体110产生的热被直接地传导到呈现高导热性的覆盖部件120和130，由此电池单体堆叠体110被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体堆叠体110的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件120和130增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
[0062]图3是示出根据本发明的另一个实施例的单元模块的截面视图。
[0063]参考图3，单元模块200的模块壳体包括联接到彼此以覆盖电池单体堆叠体210的整个外表面的第一覆盖部件220和第二覆盖部件230。第一覆盖部件220和第二覆盖部件230由具有30W/mK的导热率的热传导树脂制成。分别地在第一覆盖部件220和电池单体堆叠体210之间和在第二覆盖部件230和电池单体堆叠体210之间限定了多余的空间261和262。
[0064]注射端口(未示出)形成在第一覆盖部件220的一侧处和在第二覆盖部件230的一侧处，在其中电池单体堆叠体210被安装在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230的安装凹槽与电池单体之间的界面。热塑性树脂，诸如由Bos t i c公司生产的Therme 11861在液体状态中通过注射端口被注射到第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中，并且然后固化。结果，单元模块200被构造成具有如此结构，其中第一覆盖部件220和第二覆盖部件230被完全地固定到电池单体堆叠体210从而防止了电池单体堆叠体210在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中移动。
[0065]在带有上述构造的单元模块200中，在模块壳体和电池单体堆叠体之间限定的多余的空间261和262完全地被热塑性树脂填充，由此有效地防止电池单体堆叠体210的移动是可能的。另外，执行将电池单体堆叠体210的电池单体与第一覆盖部件220和第二覆盖部件230的安装凹槽准确地对准的复杂过程是不必要的，由此提高单元模块200的产率和在单元模块的制造过程中的效率。
[0066]虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。
[0067]工业实用性
[0068]如根据以上说明清楚地，根据本发明的单元模块的模块壳体被构造成覆盖电池单体的外表面，并且从电池单体产生的热被传导到模块壳体的覆盖部件从而电池单体被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
【主权项】
1.一种单元模块的模块壳体，所述单元模块包括电池单体，所述模块壳体包括: 第一覆盖部件和第二覆盖部件，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件彼此联接以用于覆盖所述电池单体的整个外表面； 安装凹槽，所述安装凹槽形成在所述第一覆盖构件和所述第二覆盖部件中的至少一个覆盖构件的内侧端处，使得所述电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和 注射端口，所述注射端口形成在所述模块壳体处，使得在所述电池单体被安装在所述模块壳体中的状态下，通过所述注射端口将热塑性树脂注射到在所述安装凹槽和所述电池单体之间的界面。2.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件中的至少一个具有10W/mK到500W/mK的导热率。3.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件中的至少一个由热传导树脂制成。4.根据权利要求3所述的模块壳体，其中，所述热传导树脂是包括聚合树脂和添加于此的热传导材料或者碳纤维的复合材料。5.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，每一个所述电池单体构造成具有如下结构，即:其中电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片制成的电池外壳中。6.根据权利要求5所述的模块壳体，其中，在所述电池外壳的外边缘处设置有密封部分(外边缘密封部分)，所述密封部分通过在所述电极组件被安装在所述电池外壳的接纳部中的状态下密封所述电池外壳的外边缘而形成。7.根据权利要求6所述的模块壳体，其中，形成在所述覆盖部件中的所述至少一个覆盖构件处的所述安装凹槽各自具有与所述电池单体中的相应一个的所述外边缘密封部分的形状对应的形状，使得在所述外边缘密封部分插入所述安装凹槽中的相应一个中的状态下，每一个所述电池单体被安装在所述模块壳体中。8.—种包括电池单体堆叠体的单元模块，所述电池单体堆叠体的外表面被根据权利要求1到7中的任一项所述的模块壳体覆盖。9.根据权利要求8所述的单元模块，其中，热塑性树脂被注射到在所述模块壳体的安装凹槽与电池单体之间的界面。10.根据权利要求9所述的单元模块，其中，所述热塑性树脂在液体状态下被注射，并且然后固化。11.根据权利要求10所述的单元模块，其中，所述热塑性树脂选自聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂和聚丁二烯树脂。12.根据权利要求8所述的单元模块，其中，所述电池单体堆叠体包括电池单体，每一个所述电池单体被构造成具有如下结构，即:电极组件与电解质一起在密封状态下容纳在袋形电池外壳中，其中，所述电极组件被构造成具有分隔物被置于正电极和负电极之间的结构。13.根据权利要求9所述的单元模块，其中，所述电极组件被构造成具有缠绕式结构、堆叠式结构或者堆叠/折叠式结构。14.根据权利要求8所述的单元模块，其中，所述电池单体堆叠体被构造成具有如下结构，即:其中两个或者更多个电池单体的电极端子被相互串联连接，并且所述电极端子的连接部被弯曲。15.—种电池组，所述电池组被构造成具有如下结构，S卩:多个根据权利要求14所述的单元模块在相互串联连接的状态下被堆叠。16.—种装置，包括作为电源的根据权利要求15所述的电池组。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述装置是电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或者能量存储系统。
【专利摘要】提供了一种用于制造包括电池单体的单元模块的模块壳体，其包括：在覆盖电池单体的整个外表面的同时彼此地相互联接的第一覆盖部件和第二覆盖部件；安装凹口部，该安装凹口部形成在第一覆盖部件和第二覆盖部件的至少一个内端部分上从而在其中安装电池单体；注射孔，该注射孔形成在模块壳体上，从而在安装电池单体时将热塑性树脂注射到安装凹口部和电池单体的界面中。
【IPC分类】H01M2/10, H01M2/02
【公开号】CN105493309
【申请号】CN201480045102
【发明人】文祯晤, 姜达模
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月18日
【公告号】US20160197386, WO2015030405A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有散热结构的单元模块的模块壳体和一种包括该模块壳体的电池模块，并且更加具体地涉及一种包括电池单体的单元模块的模块壳体，该模块壳体包括:彼此联接以覆盖电池单体的整个外表面的第一覆盖部件和第二覆盖部件;安装凹槽，该安装凹槽在第一和第二覆盖部件中的至少一个的内侧端处形成从而电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和注射端口，该注射端口在模块壳体处形成，从而在其中电池单体被安装在模块壳体中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在安装凹槽和电池单体之间的界面。
【背景技术】
[0002]近年来，能够充电和放电的二次电池已经被广泛地为无线移动装置用作能源。另夕卜，作为用于已经为了解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染而得到研制的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(Plug-1n HEV)的电源，二次电池已经吸引了相当大的关注。
[0003]小型移动装置为每一个装置使用一个或者几个电池单体。另一方面，中型或者大型装置诸如车辆使用具有相互电连接的多个电池单体的中型或者大型电池模块，因为对于中型或者大型装置而言，高输出和大容量是必要的。
[0004]优选地，中型或者大型电池模块被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。因此，能够以高集成度堆叠并且具有小的重量与容量比的棱形电池或者袋形电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池单体。特别地，大量的兴趣目前集中于使用铝层压片作为护套部件(电池外壳)的袋形电池，因为袋形电池是轻质的，袋形电池的制造成本是低的，并且易于修改袋形电池的形状。
[0005]构成这种中型或者大型电池模块的电池单体是能够充电和放电的二次电池。因此，在二次电池的充电和放电期间从高输出、大容量二次电池产生了大量的热。特别地，广泛地在电池模块中使用的每一个袋形电池的层压片具有在其表面上涂覆的、呈现低的导热性的聚合物材料，结果难以有效地降低电池单体的总体温度。
[0006]如果不从电池模块有效地移除在电池模块的充电和放电期间从电池模块产生的热，则热在电池模块中积聚，结果电池模块的劣化加速。根据情况，电池模块可能着火或者爆炸。因此，在是包括多个中型或者大型电池模块的高输出、大容量电池的、用于车辆的中型或者大型电池组中需要冷却系统，以冷却安装在电池组中的电池单体。
[0007]通常通过以高集成度堆叠多个电池单体制造安装在中型或者大型电池组中的每一个电池模块。在此情形中，在其中电池单体被以预定间隔布置的状态下堆叠电池单体，从而在电池单体的充电和放电期间产生的热被移除。例如，可以在不使用另外的部件的情况下、在以预定间隔布置电池单体的状态下顺序地堆叠电池单体。可替代地，在其中电池单体具有低的机械强度的情形中，可以将一个或者多个电池单体安装在套管中以构成单元模块，并且可以堆叠多个单元模块以构成电池模块。因此，通过使用套管增加了电池模块的机械强度，但是电池模块的总尺寸增加。
[0008]另外地，在以上结构中，可以在堆叠的电池单体之间或者在堆叠的电池模块之间限定冷却剂通道从而有效地移除在堆叠的电池单体之间或者在堆叠的电池模块之间积聚的热。
[0009]特别地，在其中冷却结构基于水冷式冷却系统的情形中，在电池单体之间或者在电池模块之间限定多个冷却剂通道，结果设计冷却结构是非常困难的。另外，如果将冷却部件或者热传导部件安装到电池组的特殊区域以构成冷却结构，则电池组的总体尺寸进一步增加。
[0010]因此，在不使用套管的情况下安装电池单体的电池组是高度必要的，该电池组提供高输出、大容量电力，能够被制造为具有简单并且紧凑的结构，并且呈现优良的冷却效率和安全性。
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]因此，已经做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
[0013]本发明的一个目的在于提供一种单元模块的模块壳体，其被构造成覆盖电池单体的外表面，其中从电池单体产生的热被传导到模块壳体的覆盖部件从而电池单体被冷却，由此实现期望的冷却效率而不使用另外的部件，诸如热传导部件或者冷却部件，并且其中利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现有效的散热效果。
[0014]本发明的另一个目的在于提供一种电池模块，该电池模块被如此构造，使得从电池单体产生的热被耗散而不使用大量的部件，由此实现有效的冷却效果，电池模块的总体制造成本减小，并且电池模块易于制造。
[0015]技术方案
[0016]根据本发明的一个方面，能够通过提供一种包括电池单体的单元模块的模块壳体实现以上和其它目的，该模块壳体包括:联接到彼此以覆盖电池单体的整个外表面的第一覆盖部件和第二覆盖部件;安装凹槽，该安装凹槽在第一和第二覆盖部件中的至少一个的内侧端处形成使得电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和注射端口，该注射端口形成在模块壳体处，使得在其中电池单体被安装在模块壳体中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在安装凹槽和电池单体之间的界面。
[0017]覆盖部件被构造成覆盖电池单体的外表面，并且从电池单体产生的热被传导到覆盖部件从而电池单体被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
[0018]在一个优选实例中，第一和第二覆盖部件中的至少一个可以具有10W/mK到500W/mK的导热率。如果导热率太低，则实现期望的冷却效率是不可能的，这不是优选的。
[0019]具体地，第一和第二覆盖部件中的至少一个可以由热传导树脂制成。热传导树脂可以是具有高的导热率的材料。例如，热传导树脂可以是包括聚合树脂和添加于此的热传导材料或者碳纤维的复合材料。然而，本发明不限于此。
[0020]根据本发明，每一个电池单体可以是袋形二次电池，袋形二次电池构造成具有如下结构，即:其中电极组件被安装在由包括金属层和树脂层的层压片诸如铝层压片制成的袋形电池外壳的接纳部中。
[0021]在具体实例中，电池外壳可以在其外边缘处设置有密封部分(外边缘密封部分)，通过在其中电极组件被安装在电池外壳的接纳部中的状态下密封电池外壳的外边缘而形成该密封部分。
[0022]在以上结构中，在覆盖部件中的该至少一个处形成的安装凹槽每一个可以具有与电池单体中的相应一个的外边缘密封部分的形状对应的形状，使得在其中外边缘密封部分在安装凹槽中的相应一个中插入的状态下，每一个电池单体被安装在模块壳体中。
[0023]根据本发明的另一个方面，提供一种包括电池单体堆叠体的单元模块，该电池单体堆叠体的外表面被带有上述构造的模块壳体覆盖。
[0024]在具体实例中，单元模块构造成具有如下结构，S卩:其中热塑性树脂被注射到在模块壳体的安装凹槽和电池单体之间的界面。热塑性树脂可以在液体状态下被注射，并且然后可以固化。
[0025]在以上结构中，在模块壳体的安装凹槽和电池单体之间的界面可以完全地被热塑性树脂填充，由此有效地防止电池单体的移动是可能的。因此，维持其中电池单体被堆叠的结构而不使用另外的、在其中安装电池单体的套管是可能的。
[0026]另外，执行准确地对准电池单体与模块壳体的安装凹槽的复杂过程是不必要的。进而，固化的热塑性树脂紧密地接触电池单体，由此通过热传导更加有效地冷却电池单体是可能的。
[0027]热塑性树脂可以是具有高导热率的材料。例如，热塑性树脂可以选自聚酰亚胺树月旨、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂和聚丁二烯树脂。然而，本发明不限于此。
[0028]在具体实例中，构成电池单体堆叠体的每一个电池单体可以构造成具有如下结构，即:电极组件与电解质一起在密封状态下被容纳在袋形电池外壳中，其中电极组件被构造成具有其中分隔物被置于正电极和负电极之间的结构。
[0029]电极组件不受特别限制，只要电极组件构造成具有其中多个电极接线片被连接以构成正电极和负电极的结构。例如，电极组件可以构造成具有缠绕式结构、堆叠式结构或者堆叠/折叠式结构。在已经以本专利申请的申请人的名义提交的韩国专利申请公报N0.2001-0082058、N0.2001-0082059 和 N0.2001-0082060 中公开了堆叠 / 折叠式电极组件的细节。这些申请的公开在此通过引用而被并入。
[0030]电池单体堆叠体可以 构造成具有如下结构，其中每一个构造成具有其中在其一侧或者相反侧处形成电极端子的结构的、两个或者更多个电池单体的电极端子被相互串联连接，并且电极端子的连接部被弯曲和堆叠从而电极端子的弯曲连接部紧密地相互接触。
[0031]作为参考，通常的锂二次电池包括正电极、负电极、分隔物和包含锂盐的非水性电解溶液。
[0032]可以例如通过将正电极活性材料、传导剂和粘结剂的混合物施加到正电极集电器并且干燥该混合物而制造正电极。根据需要，可以进一步将填料添加到该混合物。
[0033]正电极活性材料可以是但是不限于分层化合物，诸如锂钴氧化物(LiCo02)或者锂镍氧化物(LiNi02)，或者由一种或者多种过渡金属取代的化合物；由化学式Li1+xMn2-x04(其中x = 0到0.33)代表的锂锰氧化物或者锂锰氧化物，诸如LiMn03、LiMn203，或者LiMn02;锂铜氧化物(1^20102);钒氧化物，诸如1^308、1^6304、￥205，或者012￥207;由化学式1^附1—具02(其中M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B，或者Ga，并且χ = 0.01到0.3)代表的N1-sited锂镍氧化物；由化学式1^]?112—具02(其中]\1 = (:0、附、卩6、(^、211，或者丁3，并且1 = 0.01到0.1)或者化学式1^#11週08(其中1 = ?6、(:0、附、01，或者211)代表的锂锰复合氧化物;具有部分地被碱土金属离子取代的化学式的、具有Li的LiMn204; 二硫化物化合物;或者Fe2(Mo04)3。
[0034]通常添加传导剂从而基于包括正电极活性材料的化合物的总重量，传导剂具有1到30重量％。传导剂不受特别限制，只要在传导剂不在传导剂被应用于此的电池中诱发任何化学变化时，传导剂呈现高传导性。例如，作为传导剂，可以使用石墨，诸如天然石墨或者人造石墨;碳黑，诸如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑，或者夏黑；传导纤维，诸如碳纤维或者金属纤维;金属粉末，诸如碳氟化物粉末、铝粉末，或者镍粉末;传导晶须，诸如氧化锌或者钛酸钾;传导金属氧化物，诸如氧化钛;或者传导材料，诸如聚苯醚衍生物。
[0035]粘结剂是有助于在活性材料和传导剂之间的结合并且与集电器结合的成分。基于包括正电极活性材料的化合物的总重量，粘结剂通常被以1到30重量％的数量添加。作为粘结剂的实例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠(CMC)、淀粉、羟丙纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯聚丁橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
[0036]填料是用于抑制正电极的膨胀的可选成分。关于填料无任何具体限制，只要它不在填料被应用于此的电池中引起化学变化，并且由纤维性材料制成。作为填料的实例，可以使用烯基聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯;和纤维性材料，诸如玻璃纤维和碳纤维。
[0037]可以通过向负电极集电器施加并且干燥负电极活性材料而制造负电极。根据需要，可以将上述成分选择性地添加到负电极活性材料。
[0038]作为负电极活性材料，例如，可以使用碳，诸如非石墨化碳或者石墨基碳;金属复合氧化物，诸如 LixFe203 (0 <x< 1)、LixTO2 (0<x< 1)^ SnxMei—xMe ’ y0z (Me: Mn、Fe、Pb、Ge; Me ’:△1、8、？、51、周期表的1、2和3族元素、齒素;0^<1;1&<3;1<2^8);锂金属;锂合金;硅基合金；锡基合金；金属氧化物，诸如 Sn0、Sn02、Pb0、Pb02、Pb203、Pb304、Sb203、Sb204、Sb205、Ge0、Ge02、Bi203、Bi204，或者Bi205;传导聚合物，诸如聚乙炔;或者L1-Co-Ni基材料。
[0039]分隔物被置入正电极和负电极之间。作为分隔物，例如可以使用呈现高离子渗透性和高机械强度的绝缘性薄膜。分隔物通常具有0.01到ΙΟμπι的孔径和5到300μπι的厚度。作为用于分隔物的材料，例如使用由呈现化学阻力和疏水性的烯聚合物，诸如聚丙烯制成的薄片或者无纺织物、玻璃纤维，或者聚乙烯。在其中固体电解质诸如聚合物被用作电解质的情形中，固体电解质还可以在功能上用作分隔物。
[0040]包含锂盐的非水性电解溶液由极性有机电解溶液和锂盐构成。作为电解溶液，可以使用非水性液体电解溶液、有机固体电解质或者无机固体电解质。
[0041]作为非水性液体电解溶液的实例，可以提到非质子有机溶剂，诸如Ν-甲基-2-吡咯烷酮、丙烯碳酸盐、乙烯碳酸盐、丁烯碳酸盐、二甲基碳酸盐、二乙基碳酸盐、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、四轻基法兰克(tetrahydroxy Franc)、2_甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1，3_二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、原甲酸甲酯、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、丙烯碳酸盐衍生物、四氢呋喃衍生物、乙醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
[0042]作为有机固体电解质的实例，可以提到聚乙烯衍生物、乙撑氧衍生物、聚丙烯氧化物衍生物、磷酸酯聚合物、聚离胺酸(poly agitat1n lysine)、聚酯硫化物、聚乙稀醇、聚偏二氟乙烯和包含离子离解族的聚合物。
[0043]作为无机固体电解质的实例，可以提到锂(Li)的氮化物、卤化物和硫酸盐，诸如Li3N、Li1、Li5Nl2、Li3N-Li1-Li0H、LiSi04、LiSi04-Li1-Li0H、Li2SiS3、Li4Si04、Li4Si04-Li1-L1H，和 Li3P04-Li2S-SiS2。
[0044]锂盐是在上述非水性电解质中能够易于溶解的材料，并且可以包括例如LiCl、LiBr、Li1、LiC104、LiBF4、LiBiQCliQ、LiPF6、LiCF3S03、LiCF3C02、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3S03L1、CF3S03L1、(CF3S02)2NL1、氯硼烷锂、低脂肪羧酸锂、锂四苯硼酸盐和酰亚胺。
[0045]另外，为了改进充电和放电特性和阻燃性，例如，嘧啶、亚磷酸三乙酯、三羟乙基胺、环醚、乙二胺、η-甘醇二甲醚、hexaphosphoric triamide、硝基苯衍生物、硫磺、醌亚胺染料、N-取代恶唑烷酮、Ν，N-取代咪唑啉、乙二醇烷基醚、鑰盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等可以被添加到非水性电解溶液。根据情况，为了赋予不燃性，非水性电解溶液可以进一步包括包含卤素的溶剂，诸如四氯化碳和乙烯三氟化物。进而，为了改进高温存储特性，非水性电解溶液可以进一步包括二氧化碳气体。
[0046]根据本发明的另一个方面，提供一种电池组，该电池组被构造成具有其中在相互串联连接的状态中堆叠带有上述构造的多个单元模块的结构。根据本发明进一步的方面，提供一种包括作为电源的电池组的装置。
[0047]例如，该装置可以被用作电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或者能量存储系统。然而，本发明不限于此。
[0048]在本发明所属技术领域中，该装置的结构和制造方法是众所周知的，并且因此将省略其详细说明。
【附图说明】
[0049]与附图相结合，根据以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中:
[0050]图1是示出根据本发明的一个实施例的板形电池单体的平面视图；
[0051]图2是示出根据本发明的一个实施例的单元模块的透视图；并且
[0052]图3是示出根据本发明的另一个实施例的单元模块的截面视图。
【具体实施方式】
[0053]现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
[0054]图1是典型地示出根据本发明的一个实施例的板形电池单体的平面视图。
[0055]参考图1，板形电池单体10被构造成具有如下结构，其中两个电极引线11和12在其中电极引线11和12彼此相反的状态下从电池外壳13的上端和下端突出。
[0056]电池外壳13包括每一个由包括金属层和树脂层的层压片制成的上和下电池外壳部。在其中正电极/分隔物/负电极结构的电极组件(未示出)被安装于在电池外壳13中限定的电极组件接纳部14中的状态下，作为电极组件接纳部14的外边缘的、电池外壳13的上和下电池外壳部的相反侧15b、上端15a和下端15c通过热结合在密封状态中结合到彼此以在电池外壳13处形成密封部分15，由此制造了电池单体10。 [0057 ]电池单体10被构造成具有如下结构，其中电极引线11和12从电池外壳13的上和下电池外壳部的上端15a和下端15c突出。考虑到电极引线11和12的厚度和在电极引线11和12与电池外壳13之间的材料差异地，并且另外为了增加电池外壳13的可密封性，在其中将膜式密封部件16置入电极端子11和12与电池外壳13之间的状态下，电池外壳13的上和下电池外壳部的上端15a和下端15c被热结合到彼此。
[0058]图2是示出根据本发明的一个实施例的单元模块的透视图。
[0059]参考图2，单元模块的模块壳体包括联接到彼此以覆盖通过堆叠电池单体形成的电池单体堆叠体110的整个外表面的第一覆盖部件120和第二覆盖部件130，每一个电池单体被构造成具有如此结构，其中被构造成具有其中将分隔物置入正电极和负电极之间的结构的电极组件(未示出)在密封状态下被与电解质一起地容纳在袋形电池外壳中。第一覆盖部件120和第二覆盖部件130由具有30W/mK的导热率的热传导树脂制成。其中安装电池单体堆叠体110的电池单体的安装凹槽140在第一覆盖部件120和第二覆盖部件130的内侧端处形成。
[0060]注射端口151和152分别地形成在第一覆盖部件120的一侧处和在第二覆盖部件130的一侧处，在其中电池单体堆叠体110被安装在第一覆盖部件120和第二覆盖部件130中的状态下，通过注射端口 151和152将热塑性树脂注射到在安装凹槽140和电池单体堆叠体110的电池单体之间的界面。
[0061]S卩，单元模块100被构造成具有如此结构，其中包括由热传导树脂制成的覆盖部件120和130的模块壳体覆盖电池单体堆叠体110的外表面。从电池单体堆叠体110产生的热被直接地传导到呈现高导热性的覆盖部件120和130，由此电池单体堆叠体110被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体堆叠体110的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件120和130增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
[0062]图3是示出根据本发明的另一个实施例的单元模块的截面视图。
[0063]参考图3，单元模块200的模块壳体包括联接到彼此以覆盖电池单体堆叠体210的整个外表面的第一覆盖部件220和第二覆盖部件230。第一覆盖部件220和第二覆盖部件230由具有30W/mK的导热率的热传导树脂制成。分别地在第一覆盖部件220和电池单体堆叠体210之间和在第二覆盖部件230和电池单体堆叠体210之间限定了多余的空间261和262。
[0064]注射端口(未示出)形成在第一覆盖部件220的一侧处和在第二覆盖部件230的一侧处，在其中电池单体堆叠体210被安装在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中的状态下，通过注射端口将热塑性树脂注射到在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230的安装凹槽与电池单体之间的界面。热塑性树脂，诸如由Bos t i c公司生产的Therme 11861在液体状态中通过注射端口被注射到第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中，并且然后固化。结果，单元模块200被构造成具有如此结构，其中第一覆盖部件220和第二覆盖部件230被完全地固定到电池单体堆叠体210从而防止了电池单体堆叠体210在第一覆盖部件220和第二覆盖部件230中移动。
[0065]在带有上述构造的单元模块200中，在模块壳体和电池单体堆叠体之间限定的多余的空间261和262完全地被热塑性树脂填充，由此有效地防止电池单体堆叠体210的移动是可能的。另外，执行将电池单体堆叠体210的电池单体与第一覆盖部件220和第二覆盖部件230的安装凹槽准确地对准的复杂过程是不必要的，由此提高单元模块200的产率和在单元模块的制造过程中的效率。
[0066]虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。
[0067]工业实用性
[0068]如根据以上说明清楚地，根据本发明的单元模块的模块壳体被构造成覆盖电池单体的外表面，并且从电池单体产生的热被传导到模块壳体的覆盖部件从而电池单体被冷却。因此，实现期望的冷却效率而不使用另外的部件诸如热传导部件或者冷却部件是可能的。另外，利用覆盖电池单体的外表面的、由相同材料制成的覆盖部件增加了在冷却方向上的自由度，由此实现了有效的散热效果。
【主权项】
1.一种单元模块的模块壳体，所述单元模块包括电池单体，所述模块壳体包括: 第一覆盖部件和第二覆盖部件，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件彼此联接以用于覆盖所述电池单体的整个外表面； 安装凹槽，所述安装凹槽形成在所述第一覆盖构件和所述第二覆盖部件中的至少一个覆盖构件的内侧端处，使得所述电池单体被安装在相应的安装凹槽中；和 注射端口，所述注射端口形成在所述模块壳体处，使得在所述电池单体被安装在所述模块壳体中的状态下，通过所述注射端口将热塑性树脂注射到在所述安装凹槽和所述电池单体之间的界面。2.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件中的至少一个具有10W/mK到500W/mK的导热率。3.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，所述第一覆盖部件和所述第二覆盖部件中的至少一个由热传导树脂制成。4.根据权利要求3所述的模块壳体，其中，所述热传导树脂是包括聚合树脂和添加于此的热传导材料或者碳纤维的复合材料。5.根据权利要求1所述的模块壳体，其中，每一个所述电池单体构造成具有如下结构，即:其中电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片制成的电池外壳中。6.根据权利要求5所述的模块壳体，其中，在所述电池外壳的外边缘处设置有密封部分(外边缘密封部分)，所述密封部分通过在所述电极组件被安装在所述电池外壳的接纳部中的状态下密封所述电池外壳的外边缘而形成。7.根据权利要求6所述的模块壳体，其中，形成在所述覆盖部件中的所述至少一个覆盖构件处的所述安装凹槽各自具有与所述电池单体中的相应一个的所述外边缘密封部分的形状对应的形状，使得在所述外边缘密封部分插入所述安装凹槽中的相应一个中的状态下，每一个所述电池单体被安装在所述模块壳体中。8.—种包括电池单体堆叠体的单元模块，所述电池单体堆叠体的外表面被根据权利要求1到7中的任一项所述的模块壳体覆盖。9.根据权利要求8所述的单元模块，其中，热塑性树脂被注射到在所述模块壳体的安装凹槽与电池单体之间的界面。10.根据权利要求9所述的单元模块，其中，所述热塑性树脂在液体状态下被注射，并且然后固化。11.根据权利要求10所述的单元模块，其中，所述热塑性树脂选自聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂和聚丁二烯树脂。12.根据权利要求8所述的单元模块，其中，所述电池单体堆叠体包括电池单体，每一个所述电池单体被构造成具有如下结构，即:电极组件与电解质一起在密封状态下容纳在袋形电池外壳中，其中，所述电极组件被构造成具有分隔物被置于正电极和负电极之间的结构。13.根据权利要求9所述的单元模块，其中，所述电极组件被构造成具有缠绕式结构、堆叠式结构或者堆叠/折叠式结构。14.根据权利要求8所述的单元模块，其中，所述电池单体堆叠体被构造成具有如下结构，即:其中两个或者更多个电池单体的电极端子被相互串联连接，并且所述电极端子的连接部被弯曲。15.—种电池组，所述电池组被构造成具有如下结构，S卩:多个根据权利要求14所述的单元模块在相互串联连接的状态下被堆叠。16.—种装置，包括作为电源的根据权利要求15所述的电池组。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述装置是电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或者能量存储系统。
【专利摘要】提供了一种用于制造包括电池单体的单元模块的模块壳体，其包括：在覆盖电池单体的整个外表面的同时彼此地相互联接的第一覆盖部件和第二覆盖部件；安装凹口部，该安装凹口部形成在第一覆盖部件和第二覆盖部件的至少一个内端部分上从而在其中安装电池单体；注射孔，该注射孔形成在模块壳体上，从而在安装电池单体时将热塑性树脂注射到安装凹口部和电池单体的界面中。
【IPC分类】H01M2/10, H01M2/02
【公开号】CN105493309
【申请号】CN201480045102
【发明人】文祯晤, 姜达模
【申请人】株式会社Lg化学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月18日
【公告号】US20160197386, WO2015030405A1
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