电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆的制作方法

本申请要求于2023年2月23日在韩国提交的韩国专利申请第10-2023-0024614号的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的公开内容并入本文。本公开内容涉及一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及一种在电池单元着火的情况下排出气体但不排出火焰的电池模块，以及包括该电池模块的电池组和车辆。

背景技术：

1、随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加，并且镍镉电池或氢离子电池已经被用作常规的二次电池，但是近来，与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应，从而具有诸如自由充电和放电、极低的自放电率和高能量密度的优点的锂二次电池被广泛使用。

2、这些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和外部材料，在所述电极组件中，分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在其间设置有隔膜，所述外部材料将电极组件与电解质密封并容纳在一起，即电池壳体。

3、锂二次电池由正极、负极、介于正极与负极之间的隔膜以及电解质组成，并且根据使用什么正极活性材料和负极活性材料被分为锂离子电池(lithium ion battery,lib)、聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery,plib)等。通常，通过将正极活性材料或负极活性材料涂覆在诸如铝或铜片(sheet)、网(mesh)、膜(film)、箔(foil)等的集电器上，然后对其进行干燥而形成这些锂二次电池的电极。

4、锂二次电池目前因其诸如高工作电压和极高的能量密度的优点而备受关注，但是由于它们使用有机电解质，因此锂二次电池的过度充电会引起过电流和过热，在严重的情况下可能导致由爆炸或着火引起的火灾的问题。

5、各种类型的二次电池包括具有能够保护电池单元的壳体和堆叠并插入壳体中的多个电池单元的电池模块以及包括多个电池模块的电池组。

6、在此，在电池模块的壳体内部的至少一个电池单元中出现火焰的情况下，如果火焰流出到电池模块的壳体的外部，则火焰不仅会扩散到其他电池模块，而且还会对使用者造成危险的情况。

7、例如，如果在电池模块或电池组安装在电动车辆中时在电池单元中产生火焰并且火焰泄漏到外部，则驾驶电动车辆的驾驶员可能被烧伤或处于危险的情况。

8、或者，如果从任何电池模块产生的火焰扩散到相邻的电池模块，则电池模块或电池组可能由于火焰的连锁反应而损坏、烧毁或爆炸，因此存在不能确保电池模块的稳定性的问题。

9、为了解决该问题，在传统的电池模块的情况下，安装了锯齿形的排气路径构件，使得火焰被排气路径构件阻挡而气体沿着排气路径构件移动。

10、图1和图2是传统电池模块的排气路径构件的示例性视图。

11、然而，如图1和图2所示，当设置在排气路径构件1上的挡板2以锯齿形设置在传统电池模块中时，则具有存在气体不能移动通过的死空间(dead space)(参见图1中的x)，或者产生涡流(参见图2中的y)以阻止气体平稳地流动的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开内容旨在解决相关技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，该电池模块可以允许气体沿预设方向排放到壳体的外部，但是在电池单元中出现火焰的情况下没有火焰被排放，并且还可以允许气体在移动时平稳地流动。

3、技术方案

4、根据本公开内容的一个方面，可以提供一种电池模块，包括：电池单元堆，其中堆叠有多个电池单元；壳体，容纳所述电池单元堆并且形成有排出气体的第一出口；以及排气路径构件，耦接到所述壳体以提供用于所述气体的排气路径，所述排气路径构件被设置为允许所述气体排出但防止火焰流出，并且具有形成在其中的第二出口，其中，所述排气路径构件配置为使得所述气体沿直线方向移动。

5、在实施方式中，所述排气路径构件可包括：主体，耦接到所述壳体并且具有形成在其中的所述第二出口；以及多个分隔构件，形成在所述主体内部，并且被设置为将移动的气体彼此合并以沿直线方向移动。

6、在实施方式中，其中，所述分隔构件可包括多个具有形成为从直线倾斜的倾斜部的单元分隔件，以及在所述多个单元分隔件之间形成有气体可以移动通过的移动空间。

7、在实施方式中，所述多个分隔构件可以以锯齿形布置。

8、在实施方式中，所述单元分隔件可包括：具有直线形状的中央部；第一倾斜部，形成为从所述中央部的一端向直线倾斜；第二倾斜部，形成为从所述中央部的另一端向直线倾斜。

9、在实施方式中，所述多个单元分隔件可全部形成为相同的尺寸和形状。

10、在实施方式中，所述多个单元分隔件中的第一单元分隔件和相邻的第二单元分隔件可设置在彼此面对的方向上。

11、在实施方式中，所述多个单元分隔件中的所述第一单元分隔件的第二倾斜部可设置为靠近相邻的所述第二单元分隔件的第一倾斜部。

12、在实施方式中，所述多个单元分隔件中的所述第一单元分隔件的所述第二倾斜部和相邻的所述第二单元分隔件的所述第一倾斜部可设置为以预设间隔彼此间隔开并且彼此平行。

13、在实施方式中，移动通过所述多个单元分隔件中的所述第一单元分隔件的所述第二倾斜部与相邻的所述第二单元分隔件的所述第一倾斜部之间的移动空间的第一气体，以及移动通过所述多个单元分隔件中的所述第二单元分隔件的第二倾斜部与相邻的第三单元分隔件的第一倾斜部之间的移动空间的第二气体可设置为彼此合并以沿直线移动。

14、同时，根据本公开内容的另一方面，可以提供一种包括上述电池模块的电池组，并且另外，可以提供一种包括该电池模块的车辆。

15、有益效果

16、根据本公开内容的实施方式，具有在电池单元中出现火焰的情况下，气体可以沿预设方向排放到壳体的外部，但是火焰不被排放，并且气体还可以在移动时平稳地流动的效果。

技术特征：

1.一种电池模块，包括：

2.根据权利要求1所述的电池模块，

3.根据权利要求2所述的电池模块，

4.根据权利要求3所述的电池模块，

5.根据权利要求3所述的电池模块，

6.根据权利要求5所述的电池模块，

7.根据权利要求6所述的电池模块，

8.根据权利要求7所述的电池模块，

9.根据权利要求8所述的电池模块，

10.根据权利要求9所述的电池模块，

11.一种电池组，包括根据权利要求1至10中任一项的电池模块。

12.一种车辆，包括根据权利要求1至10中任一项的电池模块。

技术总结
本发明公开了一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。根据本公开内容的实施方式的电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元的电池单元堆；容纳所述电池单元堆并且形成有排出气体的第一出口的壳体；以及耦接到所述壳体以提供用于气体的排气路径的排气路径构件，该排气路径构件被设置为允许气体排出但防止火焰流出，并且具有形成在其中的第二出口，其中，排气路径构件配置为使得所述气体沿直线方向移动。

技术研发人员：朴正勋,崔完燮,韩珉希,韩承沅,郑惠美
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：2025/3/6