具有散热以及隔热功能的电池模块以及配备所述电池模块的电池组的制作方法

本发明涉及一种电池模块，尤其涉及一种同时具备对在电池单元中产生的热量进行散热的散热功能以及通过隔绝热量而在发生热失控时防止热量扩散到相邻的其他电池单元的隔热功能的电池模块。此外，本发明还涉及一种配备如上所述的电池模块的电池组。

背景技术：

1、通常来讲，电池模块为了防止在长时间使用时因为温度而导致的电池模块寿命的急剧缩短而配备冷却系统，而如上所述的冷却系统需要在考虑到基于电池模块的使用环境的发热量等的情况下进行设计。

2、但是，在电池模块的使用过程中，当因为一部分电池单元的故障而呈现出异常的发热状态时可能会导致温度的持续上升，而在超过临界温度的情况下将发生热失控(thermal runaway)并进一步导致安全问题。

3、即，当在一部分电池单元上发生的热失控现象在短时间内扩散到相邻的电池单元时，将导致电池模块整体的温度急剧上升，而这会进一步导致包括多个电池模块的电池组整体的温度上升，从而对财产和人身安全造成严重的损害。因此，为了防止如上所述的热失控现象的快速扩散，有必要在电池单元之间适用用于对热量进行隔绝的部件。

4、此外，在相邻的电池单元之间还会适用当因为溶胀(swelling)而导致电池单元的膨胀时被压缩并对溶胀进行吸收的缓冲部件，而作为如上所述的缓冲部件，可以使用如发泡聚丙烯(epp)板(expanded polypropylene pad)或聚氨酯板等。

5、此外，在韩国公开专利第10-2020-0106378号中公开了一种包括在因为电池单元溶胀而导致体积膨胀时被压缩的一对溶胀吸收板、以及通过介于一对溶胀吸收板之间而对相邻的电池单元之间的热传递进行阻隔并在事先设定的基准温度以上发生膨胀的热阻隔板的电池模块。即，所述公开专利通过一对溶胀吸收板以及介于所述溶胀吸收板之间的热阻隔板，即使是在因为在一部分电池单元上发生的异常发热现象而导致电池模块内的温度上升并超过临界值的情况下，也可以稳定地维持相邻的电池单元之间的间隔，并延缓相邻电池单元之间的热失控现象的扩散。

6、此外，在韩国公开专利第10-2022-0114801号中公开了一种包括介于电池单元之间的至少一个缓冲垫以及配置在缓冲垫的两侧面中的至少一侧面上并与电池单元面接触的热传导层，而且热传导层包含石墨(graphite)材料的电池模块。即，本公开专利采用将在电池单元中产生的热量通过包含石墨的热传导层传递到冷却装置并释放到外部的构成。

7、此外，在韩国公开专利第10-2022-0029941号中公开了一种在电池模块内部包括热阻隔膜，且热阻隔膜包括由云母制成的片材形状的耐热层的电池模块。即，本公开专利采用通过由云母制成的片材形状的耐热层防止热量或火焰从发生起火或发热现象的电池单元扩散到相邻电池单元的构成。

8、如上所述的公开专利采用通过热阻隔板或由云母制成的片材形状的耐热层延缓相邻电池单元之间的热失控现象的扩散或通过包含石墨的热传导层将在电池单元中产生的热量传递到冷却装置并释放到外部的构成。即，现有的公开专利并没有同时具备对在电池单元中产生的热量进行散热的散热功能以及通过隔绝热量而在发生热失控时防止热量扩散到相邻的其他电池单元的隔热功能。例如，为了在发生热失控时对热量进行阻隔而使用云母片材，但是并不能实现电池单元的散热功能，而且虽然可以在发生热失控时实现防止火焰扩散的功能，但是因为隔热性能受限而无法对热传递进行阻隔。

技术实现思路

1、技术课题

2、因此，本发明旨在解决如上所述的现有技术中存在的问题，其目的在于提供一种同时具备对在电池单元中产生的热量进行散热的散热功能以及通过隔绝热量而在发生热失控时防止热量扩散到相邻的其他电池单元的隔热功能的电池模块以及配备所述电池模块的电池组。

3、用于解决课题的手段

4、为了达成如上所述的目的，本发明的电池模块，其特征在于，包括：电池单元层叠体；以及，模块外壳，对所述电池单元层叠体进行收容；所述电池单元层叠体，包括：多个电池单元；以及，至少一个以上的散热以及隔热复合体，介于所述电池单元之间；所述散热以及隔热复合体，包括：真空隔热板，在内部具有真空空间；绝缘涂布的石墨片，层叠到所述真空隔热板的一侧表面；以及，缓冲部件，利用阻燃性材料构成，层叠到所述真空隔热板的另一侧表面；所述真空隔热板，将金属材料的两个板材通过冲压成型以在内部具有真空空间的方式进行密封，内部真空空间的一侧板材的表面以压纹形状进行冲压加工，从而以其压纹面与另一个板材的内侧面贴紧的状态进行密封，所述真空隔热板，在彼此接触的压纹面与另一个板材的内侧面之间还配置有热传导抑制片。

5、所述石墨片采用在膨胀石墨中包含热传导性填料的结构，水平方向(面方向)上的热传导率为150～350w/mk，而垂直方向上的热传导率为5～10w/mk为宜。

6、所述绝缘涂布的石墨片，利用具有电绝缘性以及阻燃性的混合材料以不足100μm的厚度涂布到石墨面料的整个表面上为宜。

7、所述热传导抑制片，为陶瓷纤维、玻璃纤维、气相二氧化硅或气凝胶含浸片为宜。

8、所述电池模块，还可以包括：散热板，以与所述电池单元、所述散热以及隔热复合体的一侧端部接触的形态配置，并以将间隙填料(gap filler)作为媒介彼此接触的形态配置。

9、此外，为了达成如上所述的目的，本发明的电池组，其特征在于，包括：多个电池模块；以及，外壳，对所述多个电池模块进行收容；所述电池模块，包括：电池单元层叠体；以及，模块外壳，对所述电池单元层叠体进行收容；所述电池单元层叠体，包括：多个电池单元；以及，至少一个以上的散热以及隔热复合体，介于所述电池单元之间；所述散热以及隔热复合体，以如上所述的方式构成。

10、发明效果

11、本发明可以借助于通过介于彼此相邻的电池单元之间并而执行单独功能或同时执行两种功能的散热复合体和隔热复合体或散热以及隔热复合体，同时起到对在电池单元中产生的热量进行散热的散热功能以及通过隔绝热量而在发生热失控时防止热量扩散到相邻的其他电池单元的隔热功能。

技术特征：

1.一种具有散热以及隔热功能的电池模块，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的具有散热以及隔热功能的电池模块，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的具有散热以及隔热功能的电池模块，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的具有散热以及隔热功能的电池模块，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的具有散热以及隔热功能的电池模块，其特征在于，还包括：

6.一种电池组，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于：

10.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，还包括：

技术总结本发明的电池模块，包括：电池单元层叠体(100)；以及，模块外壳(200)，对电池单元层叠体进行收容；电池单元层叠体，包括：多个电池单元(110)；以及，至少一个以上的散热复合体(120)以及隔热复合体(130)，介于电池单元之间；散热复合体，包括：绝缘涂布的石墨片(121)；以及，缓冲部件(122)，利用阻燃性材料构成，层叠到石墨片的一侧表面；而隔热复合体，包括：真空隔热板(131)，在内部具有真空空间；以及，缓冲部件(132)，利用阻燃性材料构成，层叠到真空隔热片的一侧表面。技术研发人员：权载盛,朴相九,金炳秀,李浩受保护的技术使用者：株式会社HTC技术研发日：技术公布日：2024/12/2