电池模块、包括其的电池组和运送其的方法与流程

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年8月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0097867和于2021年7月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0094712的权益，这两个韩国专利申请的公开的全部内容以引用方式并入本文中。
3.本公开涉及电池模块、包括该电池模块的电池组和运送电池模块的方法，并且更具体地，涉及具有增强吸附力的电池模块、包括该电池模块的电池组和运送电池模块的方法。


背景技术：

4.随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。因此，许多能够满足各种需求的电池的研究应运而生。
5.二次电池作为诸如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆这样的动力驱动装置的能源以及诸如移动电话、数码相机和膝上型计算机这样的移动装置的能源已经引起了相当大的关注。
6.小型移动装置每个装置使用一个或多个电池电芯，而诸如车辆这样的中型或大型装置需要高功率和大容量。因此，使用具有相互电连接的多个电池电芯的中型或大型电池模块。
7.优选地制造中型或大型电池模块，以便具有尽可能小的尺寸和重量。因此，可以以高集成度堆叠并相对于容量而言重量小的棱柱形电池、袋型电池等主要用作中型或大型电池模块的电池电芯。此外，为了保护电池电芯堆叠免受外部冲击、热或振动的影响，电池模块可以包括模块框架，在该模块框架中前表面和后表面敞露，以将电池电芯堆叠容纳在内部空间中。
8.在制造电池模块的过程或制造包括电池模块的电池组的过程中，可以执行运送电池模块中所包括的电池电芯堆叠的步骤。此时，由于中型或大型电池模块中所包括的电池电芯的数量增加并且重量增加，因此在运送电池模块的过程中电池模块掉落的风险会增加。
9.图1是用于说明用于运送常规电池模块中所包括的电池电芯组件的方法的图。图2是例示了图1的电池电芯组件的前视图。
10.参照图1，在运送常规电池模块中所包括的电池电芯堆叠10之前，在电池电芯堆叠10布置在载物台30上的状态下，使用电芯堆叠机器人40对电池电芯堆叠10的两个侧表面施压。电芯堆叠机器人40在电池电芯堆叠10的两个侧表面被施压的状态下运送电池电芯堆叠10，电池电芯堆叠10中所包括的电芯因施压而彼此紧密接触，因此，在运送电池电芯堆叠10的过程中，可以保持其形状。
11.参照图2，常规电池模块中所包括的电池电芯堆叠10是通过堆叠多个电池电芯11来形成的。此时，电池电芯堆叠10可以被形成为使得带12附接到单独的电池电芯11，以堆叠
多个电池电芯11。然而，随着电池模块中所包括的电池电芯的数量增加并且重量增加，由于在通过附接单独的电池电芯带来堆叠电池电芯时出现的堆叠台阶d1和电池电芯间距d2，因此在运送过程期间电池电芯堆叠10掉落的风险会增加。


技术实现要素：

12.技术问题
13.本公开的目的是提供具有增强的吸附力的电池模块、包括该电池模块的电池组和运送电池模块的方法。
14.然而，本公开的实施方式要解决的技术问题不限于上述的问题，并可以在本公开中所包括的技术思路的范围内进行各种扩展。
15.技术方案
16.根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池电芯堆叠，该电池电芯堆叠是通过堆叠多个电池电芯来形成的；绝缘盖，该绝缘盖覆盖所述电池电芯堆叠的两个端部部分；保持构件，该保持构件缠绕所述电池电芯堆叠的与所述绝缘盖相邻的两个端部部分；以及粘合构件，该粘合构件设置在所述电池电芯堆叠的上表面上。
17.可以在所述粘合构件的两个表面当中的朝向所述电池电芯堆叠的一个表面上形成粘合材料。
18.所述电池模块还可以包括吸附补充层，所述吸附补充层形成在所述粘合构件的两个表面当中的与朝向所述电池电芯堆叠的一个表面相反的另一个表面上。
19.所述吸附补充层可以由多孔聚合物材料形成。
20.所述电池电芯堆叠的上表面可以形成台阶部分，并且所述粘合构件可以沿着所述台阶部分形成。
21.所述电池模块还可以包括粘合带，所述粘合带设置在所述电池电芯堆叠中所包括的相互相邻的电池电芯之间。
22.所述电池电芯可以包括电极组件和用于容纳所述电极组件的电芯壳体，并且所述电池电芯堆叠中所包括的相互相邻的电池电芯可以具有每个电芯壳体直接面对彼此的结构。
23.根据本公开的另一实施方式，提供了一种电池组，该电池组包括：所述电池模块；下组外壳，该下组外壳具有安装有多个所述电池模块的多个模块区域；导热树脂层，该导热树脂层被涂覆到所述模块区域中的所述下组外壳；以及上组外壳，该上组外壳用于覆盖所述多个电池模块，其中，所述导热树脂层设置在所述电池模块和所述下组外壳之间。
24.所述多个模块区域可以被在所述下组件外壳中形成的多个分隔壁分隔，并且所述分隔壁可以设置在所述多个电池模块当中的相邻电池模块之间。
25.根据本公开的另一实施方式，提供了一种运送电池模块的方法，该方法包括以下步骤：将多个电池电芯在一个方向上堆叠，以形成电池电芯堆叠；在所述电池电芯堆叠的上部部分上形成粘合构件，以便覆盖所述多个电池电芯中的每一个的一侧；以及将吸附器设置在所述粘合构件上，以将包括所述电池电芯堆叠的电池模块运送到所述吸附器。
26.所述吸附器可以在与所述电池电芯堆叠的堆叠方向垂直的方向上附接到所述粘合构件。
27.所述运送电池模块的方法还可以包括将所述电池模块直接安装在具有多个模块区域的下组外壳中，其中，所述多个模块区域由多个分隔壁分隔，并且所述电池模块安装在彼此相邻的所述分隔壁之间。
28.可以在所述粘合构件的两个表面当中的朝向所述电池电芯堆叠的一个表面上形成粘合材料，并且所述粘合构件将所述电池电芯彼此固定。
29.有益效果
30.根据本公开的实施方式，在堆叠多个电池电芯之后，将带附接到电池电芯堆叠的上表面，并且使用吸附器移动包括电池电芯堆叠的电池模块，由此能够降低在要运送物体在移动期间掉落的风险。
31.本公开的效果不限于以上提到的效果，并且本领域的技术人员根据对所附权利要求书的描述，将清楚地理解以上未描述的另外的其它效果。
附图说明
32.图1是用于说明用于运送常规电池模块中所包括的电池电芯组件的方法的图；
33.图2是例示了图1的电池电芯组件的前视图；
34.图3是例示了根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图；
35.图4是图3的电池模块的分解立体图；
36.图5是示出了根据本公开的一个实施方式的粘合构件的图；
37.图6是图3的电池模块中所包括的电池电芯的立体图；
38.图7是用于说明根据本公开的另一实施方式的运送电池模块的方法的图；
39.图8是图7中的区域a的放大图；以及
40.图9是根据本公开的另一实施方式的电池组的分解立体图。
具体实施方式
41.下文中，将参考附图来详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域的技术人员能容易地执行它们。本公开可以按各种不同方式进行修改，而不限于本文中阐述的实施方式。
42.为了清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分，并且类似的参考标号在整个说明书中指定类似的元件。
43.另外，在附图中，为了便于描述，任意地例示了每个元件的大小和厚度，并且本公开不一定限于附图中例示的那些。在附图中，为了清晰起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，一些层和区域的厚度被夸大地示出。
44.另外，将理解，当诸如层、膜、区域或板这样的元件被称为“在”另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，这意味着不存在其他中间元件。另外，词语“上”或“上方”意味着设置在参考部分上或下方，不一定意味着朝向重力反方向设置在参考部分“上”或“上方”。
45.另外，在整个说明书中，当一个部分被称为“包括”某个部件时，这意味着该部分还可以包括其他部件而没有排除其它部件，除非另有说明。
46.另外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，这意味着从上侧观察目标部分，并且
当被称为“截面”时，这意味着从垂直切割的截面的一侧观察目标部分。
47.图3是例示了根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。图4是图3的电池模块的分解立体图。图5是示出了根据本公开的一个实施方式的粘合构件的图。图6是图3的电池模块中所包括的电池电芯的立体图。
48.参照图3至图6，根据本公开的一个实施方式的电池模块100包括堆叠有多个电池电芯110的电池电芯堆叠200。
49.首先，电池电芯110优选地为袋型电池电芯，并可以被形成为矩形片状结构。例如，根据本实施方式的电池电芯110包括两条电极引线111和112，并具有电极引线111和112相对于电芯主体113设置在彼此相反方向上的位置处的结构。电极引线111和112分别具有从电芯主体113的一个端部部分114a和另一端部部分114b突出的结构。更具体地，电极引线111和112连接到电极组件(未示出)并从电极组件(未示出)向电池电芯110的外部突出。两条电极引线111和112中的一者可以是正极引线111，而另一者可以是负极引线112。即，正极引线111和负极引线112可以相对于电芯主体113设置在彼此相反的方向上。
50.此外，可以在电极组件(未示出)被容纳在电芯壳体114中的状态下，通过将电芯壳体114的两个端部部分114a和114b与连接它们的一个侧部114c接合来制作电池电芯110。换句话说，根据本实施方式的电池电芯110具有总共三个密封部，密封部具有通过诸如热熔这样的方法来密封的结构，并且剩下的另一侧部可以由连接部115构成。电芯壳体114可以由包括树脂层和金属层的层压片构成。
51.可以形成多个这样的电池电芯110，并且多个电池电芯被堆叠以便彼此电连接，由此形成电池电芯堆叠200。具体地，如图6中所示，多个电池电芯110可以沿着x轴方向堆叠。由此，电极引线111和112可以分别在y轴方向和-y轴方向上突出。
52.此外，与常规电池模块不同，根据本实施方式的电池模块100可以形成去除了模块框架和金属端板的无模块结构。作为模块框架的替代，根据本实施方式的电池模块100可以包括侧面板600和保持带700。因为模块框架和端板被去除，因此不必进行需要精确控制的复杂过程(如将电池电芯堆叠200容纳在模块框架内部的过程)或组装模块框架与端板的过程。另外，有仅通过去除模块框架和端板就可以显著地减轻电池模块100的重量的优点。另外，根据本实施方式的电池模块100的优点是，由于模块框架被去除，因此电池组组装过程中的可再加工性是有利的。相比之下，由于模块框架的焊接结构，即使出现缺陷，常规电池模块也不能被再加工。
53.侧面板600是板状构件并可以设置在电池电芯堆叠200的两个侧面上，以补充电池模块100的刚性。这样的侧面板600具有弹性性质，并可以包括通过注射成型而制造的塑料材料，并且在某些情况下，可以应用板簧材料。侧面板600的宽度可以大于电池电芯110的宽度。这里，侧面板600的宽度可以意指z轴方向上的长度。
54.保持带700是在电池电芯堆叠200的两个端部部分处缠绕电池电芯堆叠200的构件，并可以执行固定构成电池电芯堆叠200的侧面板600和多个电池电芯110的功能。在以这种方式经由保持带700固定电池电芯堆叠200和侧面板600之后，可以在与电极引线111和112的突出方向对应的电池电芯堆叠200的前表面和后表面上设置绝缘盖400。这样的保持带700可以由具有预定弹力的材料构成，并且具体地，可以应用板簧的结构。
55.如上所述，在根据本实施方式的电池模块100中，端板和汇流条框架可以被去除，
并且替代地，可以设置绝缘盖400。另一方面，电池电芯110的位于电池电芯堆叠200外部的电极引线可以电连接到端子汇流条500。与电极引线经由汇流条彼此连接的常规电池模块不同，根据本实施方式的电极引线111和112直接彼此接合，其部分电连接到端子汇流条500，由此形成hv(高压)连接。因此，在根据本实施方式的hv连接结构中，汇流条和其上安装有汇流条的汇流条框架可以被去除。这里，hv连接用于发挥提供电力的电源的作用，并意味着电池电芯之间的连接以及电池模块之间的连接。
56.另一方面，根据本实施方式的电池模块100包括设置在电池电芯堆叠200的上表面上的粘合构件130。可以在粘合构件130的两个表面当中的朝向电池电芯堆叠200的一个表面上形成粘合材料。粘合构件130可以替换位于彼此相邻的电池电芯110之间的带，由此降低在运送电池模块100期间可能出现的物体掉落的风险。粘合构件130可以用于将电池电芯110彼此固定。
57.如图5中所示，在根据本实施方式的粘合构件130中，可以在粘合构件130的两个表面当中的与朝向电池电芯堆叠200的一个表面相反的一个表面上形成由多孔聚合物材料制成的吸附补充层135。多孔聚合物材料可以由诸如硅树脂或橡胶这样的材料形成。
58.作为示例，吸附补充层135可以是海绵状的，并且该吸附补充层135可以使在稍后描述的吸附器中形成真空时的吸附力翻倍。根据本实施方式的吸附补充层135可以粘附到粘合构件130的底面。
59.如图7和图8中所示，电池电芯堆叠200的上表面可以具有当电池电芯110堆叠时出现的台阶部分。粘合部件130沿着这样的台阶部分形成，由此防止空气由于电池电芯110之间的台阶部分而流入，并且使由于堆叠步骤导致的运送过程中的影响以及当电池电芯110堆叠时出现的电池电芯间隔最小化。
60.根据本实施方式，电池电芯堆叠200中所包括的相互相邻的电池电芯110可以具有每个电芯壳体直接彼此面对的结构。根据常规情况，构造为使得在相邻的电池电芯110之间形成粘合带以固定电池电芯堆叠200，然而根据本实施方式，通过完全或部分地替换电池电芯110之间的粘合带，可以在电池电芯堆叠200的上表面上形成粘合构件。然而，电池电芯110之间的粘接带的数量可以减少，或者附接到电池电芯110的粘合带的面积可以减小。换句话说，每个电池电芯110的电芯壳体可以在没有粘合带的情况下彼此紧密接触，并且为了补充形成在电池电芯堆叠200的上表面上的粘合构件，可以在电池电芯110之间形成粘合带，或者粘合带可以以面积减小的形式形成。
61.下面，将参考图7和图8来描述根据本公开的另一实施方式的运送电池模块的方法。
62.图7是用于说明根据本公开的另一实施方式的运送电池模块的方法的图。图8是图7中的区域a的放大图。
63.参照图7和图8，根据本公开的运送电池模块的方法包括以下步骤：将多个电池电芯110在一个方向上堆叠，以形成电池电芯堆叠200，在电池电芯堆叠200的上部部分上形成粘合构件130，以便覆盖多个电池电芯110中的每一个的一侧，以及将吸附器210设置在粘合构件130上，以将包括电池电芯堆叠200的电池模块100运送到吸附器210。
64.根据本实施方式的吸附器210可以在与电池电芯堆叠200的堆叠方向垂直的方向上附接到粘合构件130。换句话说，当吸附器210在与图4的z轴所指示的方向相反的方向上
接近粘合构件130时，吸附器210可以被吸附到粘合构件130。吸附器210可以是真空型。
65.执行上述电池模块100的运送步骤，使得电池模块100可以直接安装在图8中示出的具有多个模块区域的下组外壳1111中，如随后将描述的。
66.图9是根据本公开的另一实施方式的电池组的分解立体图。
67.参照图9，根据本实施方式的电池组1000可以包括参考图3至图8描述的电池模块、用于容纳电池模块100的组框架1100以及位于电池模块100和组框架1100的底部部分1111之间的导热树脂层1200。
68.首先，电池模块100包括如上所述的绝缘盖，并且替代地，可以其中去除了模块框架和端板的无模块结构。多个这样的电池模块100可以被容纳在组框架1100中，以形成电池组1000。
69.组框架1100可以包括下组外壳1110和覆盖下组外壳1110的上组外壳1120，并且多个电池模块100可以设置在下组外壳1110的底部部分1111上。下组外壳1110具有多个模块区域，并且多个模块区域可以由形成在下组外壳1110中的多个分隔壁1350分隔。分隔壁1350形成在多个电池模块100当中的彼此相邻的电池模块100之间。例如，导热树脂层1200包括彼此相邻的第一导热树脂层和第二导热树脂层，多个模块区域包括通过分隔壁1350彼此分隔的第一区域和第二区域，第一导热树脂层被形成为对应于第一区域，并且第二导热树脂层可以被形成为对应于第二区域。此时，第一导热树脂层和第二导热树脂层可以通过分隔壁1350彼此分开地设置。
70.此外，导热树脂层1200可以通过将导热树脂涂覆到下组外壳1110的底部部分1111来形成。导热树脂可以包括导热粘合材料，并且具体地，可以包括硅树脂材料、尿烷材料和丙烯酸材料中的至少一种。导热树脂在涂覆时是液体，但在涂覆后固化，从而它可以发挥将电池模块100固定到下组外壳1110的作用。另外，由于导热树脂具有优异的热传递性质，因此从电池电芯100产生的热可以快速地传递到底部部分1111，由此防止电池组1000过热。在根据本实施方式的电池模块100中，因为省去了模块框架，所以图4中的电池电芯堆叠200的下表面可以直接安装在涂覆到下组外壳1110的导热树脂层1200上。电池电芯堆叠200的下表面可以与导热树脂层1200接触。此时，电池电芯堆叠200可以通过具有粘合性能的导热树脂层1200固定到下组外壳1110。
71.如图4中所示，在根据本实施方式的电池模块100中，在去除了模块框架的无模块结构中，电池电芯110的部分可以暴露于外部，并且为了结构稳定性，必须固定暴露的电池电芯110。因此，根据本实施方式的电池组1000可以形成能够将电池模块100(特别地，构成电池模块100的每个电池电芯110)固定到底部部分1111的导热树脂层，由此提高结构稳定性。另外，通过省去模块框架，从电池电芯产生的热量可以直接从导热树脂层传递到组框架，由此提高冷却效率。尽管未示出，但散热器结构可以形成在组框架上。
72.以上提到的电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这种装置可以应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力车辆这样的车辆装置，但本公开不限于此，并适用于可以使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
73.尽管已经参考优选的实施方式示出和描述了本发明，但本公开的范围不限于此，并且本领域的技术人员可以做出落入所附权利要求中描述的本发明原理的精神和范围内的众多其它的修改形式和实施方式。
74.[附图标记说明]
[0075]
110：电池电芯
[0076]
114：电芯壳体
[0077]
130：粘合构件
[0078]
200：电池电芯堆叠
[0079]
210：吸附器
[0080]
400：绝缘盖
[0081]
1350：分隔壁