安全性增强的电池模块及电池组的制作方法

本申请要求于2021年11月3日在韩国提交的韩国专利申请10-2021-0150114的优先权，其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及电池，并且更具体地，涉及安全性提高的电池模块和电池组以及包括该电池模块和该电池组的车辆。

背景技术：

1、随着近来对诸如膝上型电脑、摄像机和移动电话之类的便携式电子产品的需求的迅速增加以及机器人、电动车辆等的迫切商业化，已经积极地进行了对能够重复充电/放电的高性能二次电池的研究。

2、目前商用二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池由于与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应而备受关注，因此具有自由充电/放电、非常低的自放电速率和高能量密度的优点。

3、锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板与负极板定位成其间具有隔膜；以及壳体(即，电池壳体)，其中电极组件气密地容纳有电解质。

4、通常，根据壳体的形状，锂二次电池可以分类为：电极组件被接收在金属罐中的罐型二次电池；以及电极组件被接收在铝层压片的袋中的袋型二次电池。

5、近来，二次电池不仅在诸如便携式电子装置之类的小型装置中，而且在诸如电动车辆和能量存储系统(ess)之类的中大型装置中广泛地用于驱动或能量存储。多个二次电池可以彼此电连接并且一起容纳在模块壳体中以构成一个电池模块。多个电池模块可以彼此连接以构成一个电池组。

6、然而，当多个二次电池(电池电芯)或多个电池模块密集地布置在窄空间中时，它们可能容易受到热事件的影响。特别地，当在电池模块中发生诸如热失控之类的事件时，可以产生高温气体、火焰或热。当气体、火焰或热未被适当地控制时，电池模块中可能发生火灾或爆炸，并且其它电池模块中也可能发生火灾或爆炸。而且，中型或大型电池组(例如，用于电动车辆的电池组)可以包括大量电池电芯和电池模块以增加容量和/或输出。此外，在电池组安装在电动车辆等上的情况下，电池组周围可能存在诸如驾驶员之类的人。因此，当在特定电池模块中发生的热事件没有被适当控制并且发生诸如热传播之类的链式反应时，可能导致大的性能损坏以及寿命损失。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种具有改进的结构的电池模块，以在电池模块发生热事件时提高安全性，并且本公开旨在提供包括该电池模块的电池组和车辆。

3、然而，本公开所要解决的技术目的并不限于此，本领域普通技术人员将从以下公开内容中清楚地理解本文未提及的其它目的。

4、技术方案

5、在本公开的一个方面，提供一种电池模块，包括：电芯组件，所述电芯组件包括一个或更多个电池电芯；模块壳体，所述模块壳体具有容纳所述电芯组件的内部空间；以及膨胀构件，所述膨胀构件位于所述模块壳体中，并且配置成当被供应热时通过体积膨胀来填充所述模块壳体中的空的空间的至少一部分。

6、所述膨胀构件可以包括相变材料。

7、而且，所述的电池模块还可以包括灭火构件，所述灭火构件含有灭火材料，并且配置成当所述膨胀构件膨胀时释放其中的所述灭火材料。

8、而且，所述膨胀构件可以位于所述电芯组件与所述灭火构件之间。

9、而且，所述灭火构件可以位于所述电芯组件上方。

10、而且，所述模块壳体中可以形成有排气孔，其中所述膨胀构件配置成当膨胀时封闭所述排气孔的至少一部分。

11、而且，所述膨胀构件的膨胀程度可以部分地不同。

12、而且，所述膨胀构件可以包括具有不同的膨胀反应温度的多个膨胀部分。

13、在本公开的另一方面中，还提供一种包括根据本公开所述的电池模块的电池组。

14、根据本公开的另一方面，提供一种电池组，该电池组包括：电芯组件，所述电芯组件包括一个或更多个电池电芯；电池组壳体，所述电池组壳体具有容纳所述电芯组件的内部空间；以及膨胀构件，所述膨胀构件位于所述电池组壳体中，并且配置成当被供应热时通过体积膨胀来填充所述电池组壳体中的空的空间的至少一部分。

15、根据本公开的另一方面，提供一种包括根据本公开所述的电池模块或电池组的车辆。

16、有益效果

17、根据本公开，即使当电池模块中发生热事件时，也可以提高针对热事件的安全性。

18、特别地，根据本公开的一个方面，当电池模块中发生热事件时，可以填充空的空间以抑制火灾。

19、此外，根据本公开的实施方式，由于防止或抑制外部氧气的引入，因此可以防止火灾。

20、而且，根据本公开的实施方式，因为防止了火焰等的泄漏，所以可以防止热失控或火灾传播到其它电池模块。

21、本公开可以具有将在每个实施方式中描述的各种其它效果，或者将省略本领域普通技术人员可以容易推断出的效果的描述。

技术特征：

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述膨胀构件包括相变材料。

3.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括灭火构件，所述灭火构件含有灭火材料，并且配置成当所述膨胀构件膨胀时释放其中的所述灭火材料。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述膨胀构件位于所述电芯组件与所述灭火构件之间。

5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述灭火构件位于所述电芯组件上方。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块壳体中形成有排气孔，

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述膨胀构件的膨胀程度部分地不同。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述膨胀构件包括具有不同的膨胀反应温度的多个膨胀部分。

9.一种电池组，所述电池组包括权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。

10.一种电池组，所述电池组包括：

11.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块或者包括根据权利要求10所述的电池组。

技术总结
公开了一种电池模块，其具有改进结构，从而在电池模块内发生热事件时更安全。根据本发明的一个方面的电池模块包括：具有一个或更多个电池电芯的电芯组件；在内部空间中容纳所述电芯组件的模块壳体；以及膨胀构件，所述膨胀构件位于所述模块壳体内，并且配置成当被供应热时体积膨胀并且填充所述模块壳体内的空的空间的至少一部分。

技术研发人员：张诚桓,成准烨,朴明基
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15