[发明专利]电池模块和应用于电池模块的汇流条

说明书

技术领域

本公开涉及一种在短路时具有提高的安全性的电池模块和一种应用于该电池模块的汇流条，并且更具体地涉及一种具有改进的结构以防止短路导致的电池温度升高引起的爆炸或起火的电池模块，以及一种应用于该电池模块的汇流条。

本申请要求2011年11月28日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0125225的优先权，其公开内容在此通过引用并入。

本申请要求2012年11月28日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0135793的优先权，其公开内容在此通过引用并入。

背景技术

随着更积极地使用便携式电动产品，诸如摄影机、便携式电话和便携式PC，通常被用作这种便携式电动产品的驱动源的二次电池的重要性正在提高。

与不可充电的一次电池不同，二次电池允许充电和放电，并且在下列高科技工业中积极研究该二次电池，诸如数码相机、蜂窝电话、笔记本电脑、电动工具、电动自行车、电动车辆、混合动力车辆、大容量能量存储装置等。

特别地，锂二次电池的使用正在增长，因为与其它现有二次电池，诸如铅蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池等相比，锂二次电池每单位重量的能量密度高，并且允许快速充电。

锂二次电池具有3.6V或更高的工作电压，并且被用作便携式电子装置的电源。在其他情况下，多个电池串联或并联连接，并且用于高功率电动车辆、混合动力车辆、电动工具、电动自行车、能量存储装置、UPS等等。

与镍-镉电池或镍金属氢化物电池相比，锂二次电池具有三倍工作电压，并且由于其每单位重量的高能量密度，所以越来越多地使用锂二次电池。

取决于电解质的类型，锂二次电池可被分为：锂离子电池，其使用液态电解质；和锂离子聚合物电池，其使用固态电解质。另外，取决于聚合物固态电解质的类型，锂离子聚合物电池可被分为：全固态锂离子聚合物电池，其不含电解质；和锂离子聚合物电池，其使用含有电解质的凝胶型聚合物电解质。

使用液态电解质的锂离子电池大多数都使用柱形或矩形金属罐作为容器，并且通过焊接密封在该容器中。使用这种金属罐作为容器的罐型二次电池具有固定的形状，因而限制了使用该电池作为电源的电动产品的设计。另外，难以降低产品的体积。因此，已经研发和使用了一种袋型二次电池，其通过如下方式制备，即将电极组件和电解质放入薄膜制成的袋封装件中，然后密封该袋封装件。

然而，当过热时，该锂二次电池可能爆炸，所以确保安全的问题是主要关注点。锂二次电池可能由于各种因素过热，过热的实例是如下情况，超过极限值的过流流过锂二次电池。如果过流流动，锂二次电池就产生焦耳热，因而电池的内部温度快速升高。另外，温度的快速升高导致电解质的分解反应和热逃逸，这可导致电池爆炸。过流可在下列情况下发生，即当尖锐金属物质刺穿锂二次电池时、当阴极和阳极之间的绝缘因为介于阴极和阳极之间的隔板收缩而破坏时、当由于异常充电电路或连接至外部的负荷导致向电池施加冲击电流时等。

因此，锂二次电池被联接至保护电路，以便保护电池不受异常状态、诸如发生过流的影响。保护电路通常包括熔断元件，当发生过流时，该熔断元件不可逆地断开充电或放电电流流动的线路。

图1是例示在联接至包括锂二次电池的电池模块的保护电路中使用的熔断元件的布置和操作机构的电路图。

如图1中所示，保护电路包括：熔断元件10；感测电阻器20，用于感测过流；微控制器30，用于监控过流的发生并且当过流发生时操作熔断元件10；和开关40，用于开关构造电流向熔断元件10的流动，以便当发生过流时保护电池模块。

熔断元件10被安装至主线路，该主线路连接至电池模块的最外端子。主线路表示充电电流或放电电流流过的线路。在图1中，示出熔断元件10被安装在高电位线处（Pack+）。

熔断元件10是三端子元件，其中两个端子连接至充电电流或放电电流流过的主线路，一个端子连接至开关40。另外，熔断元件包括：熔丝11，其串联地连接至主线路，并且在特定温度下断开；和电阻器12，其用于向熔丝11施加热。

微控制器30通过定时检测该感测电阻器20两端处的电压，监控过流的发生，并且如果确定发生了过流，就开启开关40。在该情况下，流经主线路的电流通过经旁路绕开而流动至熔断元件10，并且施加至电阻器12。因此，在电阻器12处产生的焦耳热被传导至熔丝11，以升高熔丝11的温度。如果熔丝11的温度升高至熔化温度，熔丝11就熔断，从而不可逆地切断主线路。如果主线路被切断，过流就不再流动，这解决了过流导致的问题。