具有提高的冷卻效率的電池單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電池單元，其中一個或多個電極組件嵌入在電池殼體中，電極組件具有包括正電極、負(fù)電極以及置于正電極和負(fù)電極之間的分隔物的結(jié)構(gòu)，并且其中用于消散在充電/放電或短路的發(fā)生時從電極組件的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的熱的一個或多個散熱構(gòu)件被布置成接觸電極組件的內(nèi)部和/或電極組件的外表面，并且其中散熱構(gòu)件的一部分被暴露至電極組件的外側(cè)。
【專利說明】具有提高的冷卻效率的電池單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有提高的冷卻效率的電池單元，并且更加特別地，涉及這樣的一種電池單元，該電池單元被構(gòu)造成使得具有陰極、陽極以及置于陰極和陽極之間的分隔物的結(jié)構(gòu)的至少一個電極組件被安裝在電池殼體中，至少一個散熱構(gòu)件被設(shè)置在電極組件中且/或接觸電極組件的外表面，并且散熱構(gòu)件的一部分從電極組件向外暴露，所述散熱構(gòu)件用于消散在電池單元的充電和放電期間或在短路發(fā)生時在電極組件中產(chǎn)生的熱。

【背景技術(shù)】
[0002]近來，能夠充電和放電的二次電池已經(jīng)被廣泛地用作用于無線移動裝置的能源。另外，二次電池作為用于電動車輛(EV)、混合動力電動車輛(HEV)以及插電式混合動力電動車輛(Plug-1n HEV)的電源已經(jīng)吸引了相當(dāng)大的關(guān)注，已經(jīng)開發(fā)了上述這些車輛來解決由現(xiàn)有的、使用化石燃料的汽油車和柴油車所引起的問題，例如空氣污染。
[0003]小型移動裝置為每個裝置使用一個或多個電池單元。另一方面，諸如車輛的中大型裝置使用具有多個電池單元的中大型電池模塊，所述多個電池單元彼此串聯(lián)連接，因為對于中大型裝置來說高輸出和大容量是必需的。
[0004]優(yōu)選地，中大型電池模塊被制造成使得盡可能地具有小的尺寸和重量。為此，能夠以高集成度堆疊并且具有小的重量容量比的棱柱狀電池或者袋狀電池通常被用作中大型電池模塊的電池單元(單元電池)。特別地，當(dāng)前更多的興趣集中于使用鋁層壓片作為包覆構(gòu)件的袋狀電池上，因為袋狀電池是輕質(zhì)的，袋狀電池的制造成本低，并且容易修改袋狀電池的形狀。
[0005]組成這樣的中大型電池模塊的電池單元可以是能夠被充電和放電的二次電池。當(dāng)在電池的充電和放電期間，由于電池的內(nèi)部電阻而從電池產(chǎn)生熱時，電池的溫度增加。特別地，在電池的放電期間，由于由電池中的發(fā)熱反應(yīng)弓I起的熱從電池產(chǎn)生大量的熱，因此電池的溫度進(jìn)一步增加。隨著電池的溫度的增加，由于負(fù)反應(yīng)，電池的壽命特性被劣化并且氣體被產(chǎn)生。為此，冷卻電池是非常重要的。
[0006]此外，在電池模塊中廣泛地使用的每個袋狀電池的層壓片具有被涂覆在其表面上的呈現(xiàn)低導(dǎo)熱性的高分子材料，因此其難以有效地降低電池單元的整體溫度。
[0007]特別地，在其中高電流被用于提供高輸出的情形中，如在電動車輛中，從電池中產(chǎn)生的大量熱進(jìn)一步增加。如果在電池模塊的充電和放電期間從電池模塊產(chǎn)生的熱沒有從電池模塊有效地移除，則熱積累在電池模塊中，因此電池模塊的退化被加速。根據(jù)情形，電池模塊可能著火或爆炸。為此，作為高輸出、大容量電池的電池組需要冷卻系統(tǒng)以冷卻安裝在其中的電池單元。
[0008]近年來，單個電池的容量已經(jīng)被增加以增加電池組的整體容量并且減少電池組的成本。結(jié)果，從電池產(chǎn)生的熱變得嚴(yán)重。
[0009]為了解決上述問題，不是有效的直接空氣冷卻方法，呈現(xiàn)高效率但是招致更多的成本的使用散熱板的間接空氣冷卻方法以及使用流動通過形成在散熱板中的水流通道的冷卻劑來執(zhí)行冷卻的水冷卻方法。
[0010]然而，在其中使用基于通過對流或者傳導(dǎo)將熱傳遞到電池的外側(cè)而執(zhí)行的方法的情形中，如果電池的厚度被增加，則對于從電池單元的中間產(chǎn)生的熱被傳遞到被布置在電池單元的外部處的散熱板來說不是容易的，因此不能夠均勻地降低電池單元的整體溫度。
[0011]為了解決上述問題，有必要制造涉及更大成本的冷卻系統(tǒng)。結(jié)果，電池組的制造成本被增加。
[0012]另外，當(dāng)由于針式導(dǎo)體穿透到電池中而發(fā)生內(nèi)部短路時，不能夠均勻地抑制電池的溫度的增加。此外，電池抵抗外部沖擊的強(qiáng)度是低的，因此難以確保電池的安全性。
[0013]因此，存在對于提供這樣的二次電池的高度需求，該電池單元能夠有效地移除在電池單元的充電和放電期間從電池單元產(chǎn)生的熱，同時提供高輸出、大容量功率，并且當(dāng)由于外部沖擊和針式導(dǎo)體穿透到電池單元中而發(fā)生內(nèi)部短路時，能夠更加有效地執(zhí)行冷卻工藝，從而電池單元的安全性和壽命特性得以改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)問題
[0015]因此，已經(jīng)提出本發(fā)明以解決上述問題以及仍未解決的其它技術(shù)問題。
[0016]作為對解決如上所述的問題的各種廣泛和深入的研究和試驗的結(jié)果，本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在其中電池單元被制造成使得散熱構(gòu)件被設(shè)置在電極組件中并且/或接觸電極組件的外表面，且散熱構(gòu)件的一部分從電極組件向外暴露的情形中，能夠從電池單元有效地排放從電極組件產(chǎn)生的熱，從而以低成本改善電池單元的壽命特性。
[0017]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種電池單元，該電池單元能夠從電池單元有效地排放從電極組件產(chǎn)生的熱，從而改善電池單元的壽命特性。
[0018]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種電池單元，即使當(dāng)由于針式導(dǎo)體穿透到電池單元中而發(fā)生內(nèi)部短路時，該電池單元能夠從電池單元有效地排放熱，從而電池單元的溫度的增加被最大地抑制，并且電池抵抗外部沖擊的強(qiáng)度是高的。
[0019]本發(fā)明的又一目的在于，提供一種電池模塊或電池組，使用所述電池單元來最大化冷卻效率。
[0020]技術(shù)方案
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，以上和其它目的能夠通過提供一種電池單元來實現(xiàn)，該電池單元被構(gòu)造成使得:至少一個電極組件被安裝在電池殼體中，所述電極組件具有包括陰極、陽極以及置于所述陰極和所述陽極之間的分隔物的結(jié)構(gòu)；至少一個散熱構(gòu)件被設(shè)置在所述電極組件中且/或接觸所述電極組件的外表面，所述散熱構(gòu)件用于消散在所述電池單元的充電和放電期間或在短路發(fā)生時在所述電極組件中產(chǎn)生的熱；并且所述散熱構(gòu)件的一部分從所述電極組件向外暴露。
[0022]如先前所描述的，散熱構(gòu)件被設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的電池單元中。具體地，能夠執(zhí)行直接熱傳導(dǎo)的散熱構(gòu)件被設(shè)置在電池單元中。因此，與低效的經(jīng)由電池單元的外表面將熱傳遞到電池單元的外側(cè)的常規(guī)方法相比較，能夠提高散熱。
[0023]另外，散熱構(gòu)件的一部分被設(shè)置在電極組件中。因此，當(dāng)由于針式導(dǎo)體穿刺到電池單元中而導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)部短路時，能夠最大地抑制電池單元的溫度的增加。此外，與僅包括電池殼體的常規(guī)電池單元相比較，能夠改善電池單元的強(qiáng)度。結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高電池單元的安全性。
[0024]在優(yōu)選示例中，散熱構(gòu)件可以被構(gòu)造成具有板形結(jié)構(gòu)，其中散熱構(gòu)件被設(shè)置在電極組件中并且/或與電極組件的外表面接觸。
[0025]安裝在電池殼體的容納部中的電極組件不被特別地限制，只要電極組件被構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)即可，即，該結(jié)構(gòu)包括:通過互連多個電極突片形成的陰極；通過互連多個電極突片形成的陽極；以及置于陰極和陽極之間的分隔物。優(yōu)選地，電極組件被構(gòu)造成具有卷繞式(果凍卷式)、堆疊式或堆疊/折疊式結(jié)構(gòu)。在已經(jīng)以本專利申請的 申請人:的名義提交的韓國專利申請公開 N0.2001-0082058,N0.2001-0082059 以及 N0.2001-0082060 中公開了堆疊/折疊式電極組件的細(xì)節(jié)。上述專利申請的全部內(nèi)容通過引用而合并在本申請中，如在此完全地闡述。
[0026]對于果凍卷狀物，散熱構(gòu)件可以被安裝在其卷繞中心部分處。散熱構(gòu)件可以在焊接期間安裝在果凍卷狀物的卷繞中心部分處。可替代地，可以使用芯軸來執(zhí)行卷繞，并且可以在芯軸被移除之后將散熱構(gòu)件插入到果凍卷狀物中。
[0027]根據(jù)情形，電池單元可以包括兩個或更多個電極組件。在這樣的情形中，散熱構(gòu)件可以被設(shè)置在電極組件之間的界面處。在其中散熱構(gòu)件接觸電極組件之間的界面的情形中，在電池單元的充電和放電期間在電池單元中產(chǎn)生的熱可以經(jīng)由散熱構(gòu)件移除。將散熱構(gòu)件安裝在電極組件之間的界面處的工藝是非常簡單的。
[0028]在其中電池單元包括兩個或更多個果凍卷狀物的情形中，散熱構(gòu)件可以被安裝在果凍卷狀物之間的界面處。
[0029]散熱構(gòu)件的散熱效率受散熱構(gòu)件接觸電極組件的表面面積的影響。例如，散熱構(gòu)件可以具有相當(dāng)于電極組件的總厚度的大約0.1至20%的厚度。另外，散熱構(gòu)件可以具有相當(dāng)于電極組件的寬度的50%或更多的尺寸。如果散熱構(gòu)件的尺寸太小，則從電池單元產(chǎn)生的熱可能不被充分地傳遞到散熱構(gòu)件，這不是優(yōu)選的。另一方面，如果散熱構(gòu)件的尺寸過大，則電池單元的總尺寸被增加，這不是優(yōu)選的。然而，散熱構(gòu)件的尺寸沒有必要限于在上面限定的范圍。
[0030]如先前所描述的，散熱構(gòu)件的一部分從電極組件向外暴露，以提高散熱效率。散熱構(gòu)件的暴露部分可以具有相當(dāng)于散熱構(gòu)件的總尺寸的I至50%，優(yōu)選地5至40%，更加優(yōu)選地10至30%的尺寸。可以基于電極組件來設(shè)定散熱構(gòu)件的暴露部分的尺寸。例如，散熱構(gòu)件的暴露部分可以具有相當(dāng)于電極組件的平面面積的2至30%的尺寸。
[0031]在優(yōu)選示例中，散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端可以與電池殼體接觸。在其中散熱構(gòu)件的一個側(cè)端接觸電池殼體的情形中，經(jīng)由電池殼體消散在電池單元中產(chǎn)生的熱，從而有效地實現(xiàn)散熱。
[0032]該結(jié)構(gòu)被優(yōu)選地應(yīng)用于使用由金屬材料制成的圓柱形容器作為電池殼體的圓柱形電池單元或者使用由金屬材料形成的棱柱形容器作為電池殼體的棱柱形電池單元。
[0033]在另一優(yōu)選示例中，散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端可以經(jīng)由電池殼體從電池殼體向外延伸。
[0034]在其中散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端從電池殼體向外延伸的情形中，在電池單元的充電和放電期間在電池單元中產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱構(gòu)件傳遞到電池單元的外側(cè)，從而實現(xiàn)更加有效的冷卻。該結(jié)構(gòu)優(yōu)選地在其中電池殼體由呈現(xiàn)導(dǎo)熱性稍微低的材料形成或者被構(gòu)造成具有導(dǎo)熱性稍微低的結(jié)構(gòu)的情形中使用。
[0035]例如，在電池殼體由包括樹脂層和金屬層的層壓片形成的情形中，層壓片具有涂覆在其表面上的呈現(xiàn)低導(dǎo)熱性的聚合物材料，結(jié)果難以有效地降低電池單元的整體溫度。另一方面，如上所述在其中散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端從電池殼體向外延伸的結(jié)構(gòu)中，能夠解決在上面提及的冷卻問題。
[0036]在該情形中，層壓片可以在其中散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端被設(shè)置在層壓片中的狀態(tài)下被熱焊接。具體地，在其中電極組件被安裝在由層壓片例如鋁層壓片形成的袋形殼體的容納部并且散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端被布置在相應(yīng)的片材之間的狀態(tài)下，包括樹脂層和金屬層的層壓片和與所述層壓片分離或者從所述層壓片延伸的另外的片材可以彼此熱焊接。
[0037]如前面所描述的，從電池殼體向外暴露的散熱構(gòu)件的一部分是散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端。例如，在其中散熱構(gòu)件在平面上被形成為四邊形的情況下，可以暴露一個側(cè)邊緣、兩個側(cè)邊緣、三個側(cè)邊緣或四個側(cè)邊緣?？商娲?，可以暴露每個側(cè)邊緣的整體或一部分。
[0038]優(yōu)選地，散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端可以從電池殼體的與電極端子位于其處的電池殼體的另一側(cè)相對的一側(cè)向外延伸，或者從電池殼體的與電極端子位于其處的電池殼體的另一側(cè)相鄰的一側(cè)向外延伸。
[0039]具體地，設(shè)置在電極組件之間的界面處的散熱構(gòu)件可以與用于充電和放電的電極端子相對地定位，或者與用于充電和放電的電極端子相鄰地定位。在該結(jié)構(gòu)中，防止了短路的發(fā)生。
[0040]用于散熱構(gòu)件的材料不被特別地限制，只要散熱構(gòu)件由導(dǎo)熱材料形成即可。例如，散熱構(gòu)件可以由呈現(xiàn)高導(dǎo)熱性的金屬材料形成。
[0041]從電池殼體向外暴露的散熱構(gòu)件的部分的尺寸不被特別地限制。特別地，在其中另外的構(gòu)件或者裝置被添加到散熱構(gòu)件以便于最大化散熱構(gòu)件的冷卻特性的情形中，從電池殼體向外暴露的散熱構(gòu)件的部分的尺寸可以大于設(shè)置在電池單元中的散熱構(gòu)件的部分的尺寸。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括兩個或更多個具有上述結(jié)構(gòu)的電池單元的電池模塊。
[0043]在優(yōu)選示例中，電池模塊可以進(jìn)一步包括熱交換構(gòu)件，其中從相應(yīng)的電池單元向外突出的散熱構(gòu)件可以與熱交換構(gòu)件接觸。通過這樣的散熱構(gòu)件和熱交換構(gòu)件的組合有效地實現(xiàn)熱傳遞?？梢允褂弥T如焊接和機(jī)械緊固的各種方法來實現(xiàn)在散熱構(gòu)件和熱交換構(gòu)件之間的接觸。
[0044]熱交換構(gòu)件的結(jié)構(gòu)不被特別地限制。優(yōu)選地，熱交換構(gòu)件設(shè)有一個或多個流動通道，冷卻劑流動通過該流動通道。例如，在其中諸如水的液體冷卻劑流動通過的冷卻劑流動通道被形成在熱交換構(gòu)件處的情形中，與常規(guī)的空氣冷卻結(jié)構(gòu)相比較，能夠以高可靠性實現(xiàn)優(yōu)異的冷卻效果。
[0045]具體地，熱交換構(gòu)件可以被構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括:基部，該基部與散熱構(gòu)件緊密接觸；相對的側(cè)部，該相對的側(cè)部連接到基部，所述相對的側(cè)部具有在其縱向方向上穿過所述相對的側(cè)部的冷卻劑流動通道；以及多個散熱翼片，所述多個散熱翼片在其中散熱翼片從基部向上延伸的狀態(tài)下設(shè)置在相對的側(cè)部之間。
[0046]因此，從電池單元傳遞到散熱構(gòu)件的熱被傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件的基部的底部，并且通過基于形成通過熱交換構(gòu)件的相對的側(cè)部的冷卻劑流動通道的水冷卻結(jié)構(gòu)以及通過基于散熱翼片的空氣冷卻結(jié)構(gòu)被去除，從而有效地實現(xiàn)來自于電池單元的熱的消散。
[0047]可替代地，冷卻劑流動通道不可以被形成在熱交換構(gòu)件處，以僅基于空氣冷卻結(jié)構(gòu)實現(xiàn)來自于電池單元的熱的消散。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種通過基于輸出和容量來組合一個或多個電池模塊來制造的電池組和包括所述電池組的裝置。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的裝置包括多個電池組以便于提供高輸出和大容量。根據(jù)本發(fā)明的電池組被優(yōu)選地用作電動車輛、混合電動車輛、插電式混合電動車輛或蓄電裝置的電源，在這些裝置中，在電池組的充電和放電期間產(chǎn)生的高溫?zé)崃渴菄?yán)重的安全問題。
[0050]特別地，在長時間內(nèi)散熱高對于要求來自于電池組的高輸出的電動車輛和插電式混合電動車輛來說是必需的。在這樣的情況下，在這樣的電動車輛和插電式混合電動車輛中優(yōu)選地使用根據(jù)本發(fā)明的電池組。
[0051]電池模塊、電池組件以及如上所述裝置的結(jié)構(gòu)和制造方法在使用電池單元的本領(lǐng)域中是公知的，并且因此其詳細(xì)描述將會被省略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將會更加清楚地理解本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和其它優(yōu)勢，其中:
[0053]圖1是示出其中根據(jù)本發(fā)明的實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部的典型視圖；
[0054]圖2是示出其中根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部的典型視圖；
[0055]圖3是圖2的平面圖；
[0056]圖4是示出其中根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部的典型視圖；
[0057]圖5是圖4的平面圖；
[0058]圖6是示出示例性的熱交換構(gòu)件的典型視圖；并且
[0059]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池組的結(jié)構(gòu)的典型視圖。

【具體實施方式】
[0060]現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明的范圍不受到所示意的實施例的限制。
[0061]圖1典型地示出其中根據(jù)本發(fā)明的實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部。
[0062]參考圖1，電池單元100包括兩個或更多個電極組件150和160 ;電極突片130和140，該電極突片130和140從相應(yīng)的電極組件150和160延伸；電極引線110，該電極引線110被焊接到電極突片130和140 ;散熱構(gòu)件180，該散熱構(gòu)件180置于電極組件150和160之間；以及電池殼體170，該電池殼體170覆蓋包括電極突片130和150的電極組件150和160和散熱構(gòu)件180的外表面。電池殼體170是由棱柱狀金屬容器形成。
[0063]散熱構(gòu)件180的至少一個側(cè)端從電極組件150和160向外暴露。散熱構(gòu)件180的暴露尺寸I是電極組件150和160中的每個電極組件的總尺寸L的大約10%。
[0064]此外，暴露的散熱構(gòu)件180接觸電池殼體170的內(nèi)側(cè)。為此,從電極組件向外暴露的散熱構(gòu)件180的一個側(cè)端被彎曲以增加在散熱構(gòu)件180的暴露末端和電池殼體170之間的接觸面積。因此，散熱構(gòu)件180的暴露末端接觸電池殼體170，導(dǎo)致在電池單元中產(chǎn)生的熱經(jīng)由電池殼體170向外消散。
[0065]另外，散熱構(gòu)件180被設(shè)置在電極組件之間的界面處。因此，在電池單元中產(chǎn)生的熱被更加有效地傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件180，并通過散熱構(gòu)件180的一個側(cè)端向外消散。
[0066]通常，從電極組件產(chǎn)生的熱通過電池殼體向外排放。因此，當(dāng)從電極組件產(chǎn)生熱時，電極組件中的每一個電極組件的內(nèi)側(cè)溫度比電極組件中的每個電極組件的外側(cè)溫度高。為此，兩個電極組件被安裝在電池殼體中，并且散熱構(gòu)件置于電極組件之間，以從與電池殼體不相鄰的電極組件的內(nèi)側(cè)部分有效地移除熱。
[0067]圖2典型地示出其中根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部，并且圖3是圖2的平面圖。
[0068]參考圖2和圖3，散熱構(gòu)件180的一個側(cè)端181從電池殼體172向外延伸。電池殼體172由包括金屬層和樹脂層的層壓片形成。在其中散熱構(gòu)件180設(shè)置在電池殼體172中的狀態(tài)下，所述層壓片被熱焊接，使得散熱構(gòu)件180的一部分從電池殼體172向外暴露，以組成電池單元200。例如，堆疊式或者堆疊/折疊式電極組件150和160安裝在電池殼體172 中。
[0069]因此，在電池單元的充電和放電期間在電池單元中產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱構(gòu)件180從電池單元向外傳遞，從而實現(xiàn)更加有效的冷卻。即，從電池殼體170向外暴露散熱構(gòu)件180的一部分，不僅在正常條件下消散在電池單元的充電和放電期間產(chǎn)生的熱，而且大大地抑制在針穿刺測試期間由于內(nèi)部短路而導(dǎo)致的溫度突然增加。此外，由于電極組件150和160的機(jī)械強(qiáng)度的增加，電池單元的剛性得以改善。
[0070]散熱構(gòu)件180的側(cè)端181從與電池殼體的另一側(cè)相對的電池殼體的一側(cè)向外延伸，以防止短路的發(fā)生，其中電極端子112和114位于該電池殼體的所述另一側(cè)處。
[0071]圖4典型地示出其中根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的散熱構(gòu)件置于電極組件之間的電池單元的內(nèi)部，并且圖5是圖4的平面圖。
[0072]參考圖4和圖5，散熱構(gòu)件180的至少一個側(cè)端81從與電極端子112和114位于其處的電池殼體的端部相鄰的電池單元的一側(cè)向外延伸。散熱構(gòu)件180的側(cè)端181從電池殼體172向外延伸。因此，在電池單元的充電和放電期間在電池單元中產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱構(gòu)件180從電池單元向外傳遞，從而實現(xiàn)更加有效的冷卻。
[0073]圖6典型地示出可以在本發(fā)明中使用的示例性散熱構(gòu)件，并且圖7示例性地示出其中熱交換構(gòu)件被連接到根據(jù)本發(fā)明的實施例的散熱構(gòu)件的電池組的結(jié)構(gòu)。
[0074]參考圖6和圖7，電池組700被構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)，其中多個電池單元200被堆疊，使得電池單元200在橫向方向上彼此面對，并且熱交換構(gòu)件600被設(shè)置在每個散熱構(gòu)件的一個側(cè)端181處，每個散熱構(gòu)件的所述一個側(cè)端181從相應(yīng)的電池殼體的與電極端子112和114位于其處的電池殼體的另一側(cè)相對的一側(cè)向外暴露。
[0075]散熱構(gòu)件600被構(gòu)造成具有以下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括基部610，該基部610在其中基部610與散熱構(gòu)件的側(cè)端181的底部緊密接觸的狀態(tài)下連接到從相應(yīng)的電池單元向外突出的散熱構(gòu)件的側(cè)端181 ;連接到基部610的相對的側(cè)部620和620’，所述相對的側(cè)部620和620’具有在其縱向方向上穿過所述相對的側(cè)部620和620’形成的冷卻劑流動通道621和622 ；以及多個散熱翼片630，所述多個散熱翼片630在其中散熱翼片630從基部610向上延伸的狀態(tài)下設(shè)置在所述相對的側(cè)部620和620’之間。
[0076]在如上所述的上述結(jié)構(gòu)中，冷卻劑流動通道621和622被設(shè)置成使得諸如水的冷卻劑流動通過冷卻劑流動通道621和622，并且散熱翼片630以預(yù)定間隔D布置，使得空氣能夠流動通過在相應(yīng)的散熱翼片630之間限定的空間。因此，可以在高可靠性和優(yōu)異的冷卻效率的情況下移除從散熱構(gòu)件180傳遞的熱。
[0077]盡管已經(jīng)為了說明性目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不背離如所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，各種修改、添加和替代是可能的。
[0078]工業(yè)實用性
[0079]從上面的描述顯而易見的是，根據(jù)本發(fā)明的電池單元被構(gòu)造成使得加速來自于電池單元的熱的消散的散熱構(gòu)件被設(shè)置在電極組件中并且/或者在其中散熱構(gòu)件接觸電極組件的外表面的狀態(tài)下從電極組件向外暴露。因此,從電池單元有效地排放在電池單元中產(chǎn)生的熱，從而改善電池單元的壽命特性。
[0080]另外，從電池單元向外突出的散熱構(gòu)件與熱交換構(gòu)件接觸。因此，冷卻結(jié)構(gòu)被簡化，并且電池模塊或者電池組的安全性被進(jìn)一步改善。
【權(quán)利要求】
1.一種電池單元，所述電池單元被構(gòu)造成使得: 至少一個電極組件被安裝在電池殼體中，所述電極組件具有包括陰極、陽極以及置于所述陰極和所述陽極之間的分隔物的結(jié)構(gòu)； 至少一個散熱構(gòu)件被設(shè)置在所述電極組件中且/或接觸所述電極組件的外表面，所述散熱構(gòu)件用于消散在所述電池單元的充電和放電期間或在短路發(fā)生時在所述電極組件中產(chǎn)生的熱；并且 所述散熱構(gòu)件的一部分從所述電極組件向外暴露。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件被構(gòu)造成具有板形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述電極組件被構(gòu)造成具有卷繞式結(jié)構(gòu)(果凍卷狀物)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述電極組件被構(gòu)造成具有堆疊式結(jié)構(gòu)或堆疊/折疊式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件被安裝在所述果凍卷狀物的卷繞中心部分處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述電池單元包括兩個或更多個電極組件，并且所述散熱構(gòu)件被設(shè)置在所述電極組件之間的界面處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端與所述電池殼體接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池單元，其中，所述電池殼體是由金屬材料制成的圓柱形或棱柱形殼體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端從所述電池殼體向外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池單元，其中，所述電池殼體由包括樹脂層和金屬層的層壓片形成，并且在所述散熱構(gòu)件的所述至少一個側(cè)端被設(shè)置在所述層壓片中的狀態(tài)下，所述層壓片被熱焊接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件的至少一個側(cè)端從與所述電池殼體的另一側(cè)相對的所述電池殼體的一側(cè)向外延伸，或者從與所述電池殼體的另一側(cè)相鄰的所述電池殼體的一側(cè)向外延伸，其中所述電極端子位于所述電池殼體的所述另一側(cè)處。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其中，所述散熱構(gòu)件由導(dǎo)熱材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池殼體,其中,所述散熱構(gòu)件由金屬材料形成。
14.一種電池模塊，包括兩個或更多個根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項所述的電池單J Li ο
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池模塊，進(jìn)一步包括: 熱交換構(gòu)件，其中 從所述電池單元向外突出的散熱構(gòu)件與所述熱交換構(gòu)件接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池模塊，其中，所述熱交換構(gòu)件設(shè)有一個或多個流動通道，冷卻劑流動通過所述流動通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池模塊，其中，所述散熱構(gòu)件被構(gòu)造成具有如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括:基部，所述基部與所述散熱構(gòu)件緊密接觸；相對的側(cè)部，所述相對的側(cè)部連接到所述基部，并且具有冷卻劑流動通道，所述冷卻劑流動通道在所述相對的側(cè)部的縱向方向上穿過所述相對的側(cè)部而形成；以及多個散熱翼片，所述多個散熱翼片在所述散熱翼片從所述基部向上延伸的狀態(tài)下設(shè)置在所述相對的側(cè)部之間。
18.—種電池組，基于輸出和容量，所述電池組包括一個或多個根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池模塊。
19.一種裝置，所述裝置包括根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池組。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述裝置是電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合電動車輛或蓄電裝置。
【文檔編號】H01M2/02GK104321926SQ201380027697
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】李在憲, 鄭升鉉, 鄭根昌 申請人:株式會社Lg化學(xué)