[发明专利]具有提高的安全性的电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有提高的安全性的电池模块，并且，更加特别地，涉及如下电池模块，该电池模块具有多个板状电池单元，所述多个板状电池单元中的每个均具有分别形成在其上端和下端处的电极端子，所述电池模块包括：两个或者更多个电池单元；缓冲构件，该缓冲构件被布置在电池单元之间的界面处以抑制电池单元的移动并且在电池单元的充电和放电期间缓冲电池单元的体积变化；以及一对模块壳，所述一对模块壳被联接以整体地覆盖除电池单元的电极端子之外的电池单元堆的外部，各个模块壳由片材形成。

背景技术

近来，能够充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动设备的能量源。而且，将二次电池作为电动车辆（EV）和混合动力电动车辆（HEV）的动力源已引起了相当大的关注，已经开发了上述二次电池来解决由现有的使用化石燃料的汽油车和柴油车所引起的问题，例如空气污染。

小型移动设备为每个设备使用一个或数个电池单元。另一方面，由于中大型设备需要高功率和大容量，所以中大型设备诸如车辆使用具有被相互电连接的多个电池单元的中大型电池模块。

优选地，中大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量容量比的棱形电池或袋状电池来作为中大型电池模块的电池单元。具体地，目前很多兴趣都集中在使用铝层压片作为包覆构件的这样的袋状电池，因为该袋状电池的重量轻并且该袋状电池的制造成本低。

图1是典型地示出传统的具有代表性的袋状电池的透视图。在图1中示出的袋状电池100被构造成具有如下结构，在所述结构中，两个电极引线110和120分别从电池本体130的上端和下端突出，使得电极引线110和120彼此相对。

包覆构件140包括上包覆部和下包覆部。即，包覆构件140是两单元式构件。在电极组件（未示出）被安装在于包覆构件140的上包覆部和下包覆部之间限定的容纳部中的状态下，作为包覆构件140的上包覆部和下包覆部的接触区域的相对的两侧140a和上端140b以及下端140c被彼此结合，从而制造袋状电池100。包覆构件140被构造成具有树脂层/金属膜层/树脂层的层压结构。因此，能够通过将热和压力施加到包覆构件140的上包覆部和下包覆部的相对的两侧140a和上端与下端140b、140c使得其树脂层彼此焊接，从而将包覆构件140的上包覆部和下包覆部的彼此接触的相对的两侧140a和上端以及下端140a、140b彼此接合。根据情况，可以使用结合剂将包覆构件140的上包覆部和下包覆部的相对的两侧140a和上端以及下端140b、140c彼此结合。

对于包覆构件140的相对的两侧140a，包覆构件140的上包覆部和下包覆部的相同的树脂层彼此直接接触，从而通过焊接实现在包覆构件140的相对的两侧140a处的均匀密封。另一方面，对于包覆构件140的上端和下端140b和140c，电极引线110和120分别从包覆构件140的上端和下端140b和140c突出。为此，考虑电极引线110和120的厚度以及在电极引线110和120与包覆构件140之间的材料的差别，在薄膜型密封构件160被插入在电极引线110和120与包覆构件140之间的状态下，包覆构件140的上包覆部和下包覆部的上端和下端140b、140c被彼此热焊接，从而提高包覆构件140的密封性。

然而，包覆构件140的机械强度低。为此，电池单元（单元电池）被安装在诸如盒体（cartridge）的电池组外壳中，以制造具有稳定结构的电池模块。然而，中大型电池模块被安装的设备或者车辆具有有限的安装空间。因此，当由于诸如盒体的电池组外壳的使用而增加电池模块的尺寸时，空间利用被降低。而且，由于电池单元的机械强度低，所以在电池单元的充电和放电期间电池单元重复地膨胀和收缩。结果，包覆构件的热焊接的区域可能容易彼此分离。

已经提出关于模块壳覆盖袋状电池单元的外表面的一些技术，从而确保电池单元的安全性。

例如，日本专利申请公开No.2005-108693公开了一种关于包括具有相同弹性的一对弹性部的模块壳用以支撑袋状层压电池单元的相对的主表面的技术。

上述技术提出使用模块壳弹性地挤压电池单元的相对的主表面的结构，各个模块壳被弯曲成凹进形状。然而，由于到电池单元的相对主表面的模块壳的附加附接，电池单元的总体尺寸不可避免地被增加。而且，要求电池单元插入到具有上述构造的模块壳中。结果，组装工艺不易执行，并且因此，批量生产困难。即，当电池单元被强制地插入到模块壳中时，过大的载荷被施加到电池单元，因此电池单元可能被损坏。