二次电池用冷却板及包括该冷却板的二次电池模块的利记博彩app

二次电池用冷却板及包括该冷却板的二次电池模块的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及二次电池用冷却板及包括该冷却板的二次电池模块，上述二次电池用冷却板为平板型的冷却板，其中，在上述冷却板内沿着其长度方向以相互隔开的方式形成有多个冷却部，在上述冷却部的内侧面形成有多个加强筋。本实用新型的二次电池用冷却板可以使由外部冲击及刺激引起的电池模块贯通时的变形最小化，作为其结果，减小冷却板的变形对单位电池产生的影响而抑制在电池模块内的单位电池发生短路，从而改善电池安全性。并且，可有效地散发在充放电时产生的热，来防止电池的容量特性降低，并提高电池寿命特性及电池性能的可靠性。
【专利说明】
二次电池用冷却板及包括该冷却板的二次电池模块
技术领域
[0001] 本实用新型涉及二次电池用冷却板及包括该冷却板的二次电池模块，具有优秀的 冷却效果，并可以使由外部冲击及刺激引起的电池模块贯通时的变形最小化，作为其结果， 减小对相邻的单位电池产生的影响，而提高电池的安全性。
【背景技术】
[0002] 本申请基于2014年11月17日的韩国专利申请第10-2014-0160228号及2015年11月 4日的韩国专利申请第10-2015-0154411号的优先权的权利，包含相应韩国专利申请的文献 所公开的全部内容作为本说明书的一部分。
[0003] 随着对移动设备的技术开发和需求增加，作为能源的电池的需求正急剧增加，由 此兴起对能够符合多种要求的电池的多种研究。
[0004]代表性地，在电池的形状方面，能够以较薄的厚度适用于如手机等这样的产品的 袋型二次电池的需求较高，在材料方面，对具有高能量密度、放电电压、功率稳定性的锂离 子电池、锂离子聚合物电池等这样的锂二次电池的需求较高。
[0005] 上述二次电池可具有圆筒形、方形等多种形状，在需要大电力的设备、例如适用于 电动汽车等的马达驱动的情况下，以一个二次电池为单位电池串联连接多个而构成大容量 的大容量二次电池组件（以下称为"电池模块"）。
[0006] 构成上述电池模块的各个单位电池包括：电极组件，正极板和负极板以将隔膜介 于其间的方式层叠而成；电池壳体，具有内置上述电极组件的空间部;正极、负极的电极端 子，向上述电池壳体的外部露出一部分，并与上述电极组件所具备的正极板、负极板的集电 体电连接。并且，在各单位电池中，例如，在方形二次电池的情况下，向电池壳体的上部突出 的正极端子及负极端子以与相邻的单位电池的正极端子及负极端子错开的方式交叉排列 后，分别连接负极端子及正极端子，而构成电池模块。
[0007] 此时，上述电池模块由多个至几十个单位电池连接而成，因此，应容易地放出在各 单位电池产生的热。
[0008] 电池模块的散热特性非常重要，以至于可以左右电池性能。当电池进行充放电时 伴随热的进出，此时所产生的热与单位电池的容量、即所层叠的单位电池的数量成比例。进 行充放电时产生的热在休止期期间放出，越是厚的电池，越存在无法在休止期期间充分地 放出在放电时产生的热的倾向。在如此所产生的热在电池内累积的情况下，导致电池内部 的温度上升，结果降低电池性能，严重时会引起爆炸的危险。尤其，在适用上述电池模块作 为电动吸尘器、电动踏板车或汽车用的马达驱动用大容量二次电池的情况下，由于以大电 流进行充放电，因此，电池的温度由于在电池的内部产生的热而上升至相当高的温度。
[0009] 由此，需要开发可以有效地放出在电池模块内产生的热的冷却板。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1:韩国专利公开第2012-0048938号（2012年5月16日公开） 【实用新型内容】
[0013] 本实用新型要解决的第一技术课题在于，提供二次电池用冷却板，上述二次电池 用冷却板具有优秀的冷却效果，并可以使由外部冲击及刺激引起的电池模块贯通时的变形 最小化，作为其结果，减小对相邻的单位电池产生的影响，而抑制在单位电池中发生短路等 改善电池的安全性。
[0014] 并且，本实用新型要解决的第二技术课题在于，提供包括上述冷却板的二次电池 模块及电池组。
[0015] 然而，本实用新型要实现的技术课题并不局限于如上所述的问题，本实用新型所 属技术领域的普通技术人员可以从以下记载中准确地理解未提及另外的一些课题。
[0016] 为解决上述课题，根据本实用新型一实施例，提供二次电池用冷却板，为平板型的 冷却板，其中，在上述冷却板内沿着长度方向以相互隔开的方式形成有多个冷却部，在上述 冷却部的内侧面形成有多个加强筋。
[0017] 并且，根据本实用新型的另一实施例，提供二次电池模块，由能够进行充放电的多 个单位电池以隔开间隔的方式排列而成，其中，在上述单位电池之间设有上述的冷却板。
[0018] 进一步，根据本实用新型的另一实施例，提供电池组，包括上述二次电池模块。
[0019] 本实用新型的其他实施例的具体事项包含于以下的详细说明中。
[0020] 实用新型效果
[0021] 本实用新型的二次电池用冷却板可以使由外部冲击及刺激引起的电池模块贯通 时的变形最小化，作为其结果，减小冷却板的变形对单位电池产生的影响而抑制在电池模 块内的单位电池发生短路，从而改善电池安全性。并且，可有效地散发在充放电时产生的 热，来防止电池的容量特性降低，并提高电池寿命特性及电池性能的可靠性。
【附图说明】
[0022] 本说明书中所附的以下附图用于例示本实用新型的优选的实施例，与上述实用新 型内容一同起到更好地理解本实用新型的技术思想的作用，因此本实用新型不应局限于这 些附图所记载的事项来解释。
[0023] 图1为简要表示本实用新型一实施例的二次电池用冷却板的结构的立体图。
[0024] 图2为在本实用新型一实施例的二次电池用冷却板中表示具有多种结构的冷却部 的立体图。
[0025] 图3为在本实用新型一实施例的二次电池用冷却板中表示具有多种结构的冷却部 的立体图。.
[0026] 图4为在本实用新型一实施例的二次电池用冷却板中表示具有多种结构的冷却部 的立体图。
[0027] 图5为简要表示本实用新型一实施例的二次电池模块的结构的分解立体图。
[0028] 图6为表示观察实验例1中的冷却板的放热效果的结果所得到的曲线图。
[0029]图7为表示观察实验例2中的冷却板的循环特性改善效果的结果所得到的曲线图。
[0030] 图8为在设有平板型冷却板的情况下的钉状物(nail)贯通实验的图。
[0031] 图9为在设有本实用新型一实施例的冷却板的情况下的钉状物贯通实验的图。
[0032] 附图标记说明 [0033] 10:单位电池 20:冷却板
[0034] 20a:第一板材20b:第二板材
[0035] 21:冷却部 22:加强筋
[0036] 22a:第一筋 22b:第二筋
[0037] 22c:划分部 23:加强部
[0038] 100:二次电池模块
【具体实施方式】
[0039] 以下，参照附图，具体说明本实用新型的结构及作用。在参照附图进行说明时，与 附图标记无关地向相同结构要素赋予相同的附图标记，并省略对此的重复说明。第一、第二 等术语可用于说明多种结构要素，然而上述结构要素不应局限于上述术语。上述术语只用 于从其他结构要素中区分一结构要素。
[0040] 冷却板
[0041] 图1为简要表示本实用新型一实施例的二次电池用冷却板的结构的立体图。图1仅 为用于说明本实用新型的一例，本实用新型并不局限于此。
[0042]以下，参照图1进行说明如下，本实用新型一实施例的二次电池用冷却板20作为平 板型冷却板，在上述冷却板内，沿着其长度方向（y轴方向）以相互隔开的方式形成有多个冷 却部21，在上述冷却部的内侧面形成有多个加强筋22。并且，在上述冷却部21的上部还可设 有加强部23,上述加强部23用于在二次电池模块内设置及支撑冷却板。
[0043] 通常，冷却板介于多个单位电池之间，来防止单位电池的体积膨胀及破损，并迅速 地向外部放出在单位电池产生的热，从而起到提高单位电池的冷却效率的作用。
[0044] 现有冷却板主要使用铝材质的平板型冷却板，并以在电池模块内无充裕的空间的 方式紧贴于单位电池之间。由此，在如钉状物贯通实验时这样的施加外部冲击的情况下，冷 却板发生垂直方向上的变形，这使相邻的单位电池发生变形，从而发生短路。并且，在充放 电期间，尤其在高温下的充放电期间，在单位电池产生的热在充放电循环之间的休止期 (rest step)内未充分地冷却而累积，使电池容量的退化加速化，从而降低寿命特性及电池 性能的可靠性。
[0045] 对此，本实用新型的特征在于，在如钉状物贯通实验这样的施加来自外部的冲击 及刺激的情况下，使冷却板的变形最小化，来减小相邻的单位电池的变形，其结果是，以能 够抑制发生短路的方式在冷却板20的内部设置空的空间形态的冷却部21，并且，在上述冷 却部形成加强筋22而具有凹凸结构，从而与加强效果一同有效地散发在空间的充放电时产 生的热，提高电池的安全性、寿命特性及电池性能的可靠性。
[0046]具体地，本实用新型一实施例的冷却板20沿着其长度方向（y轴方向）以相互隔开 的方式形成有多个冷却部21，并且在上述冷却部的内侧面形成有多个加强筋22。
[0047] 更具体地，上述冷却板20可以为形成有上述冷却部的单一结构体，或者也可以为 两个以上的板材以形成上述冷却部的方式相向配置而成的两层以上的结构体。
[0048] 并且，在上述冷却板为两层结构体的情况下，可以是，上述冷却板包括以可分离的 方式相结合的第一板材及第二板材，上述第一板材和第二板材之间包括以沿着冷却板的长 度方向（y轴方向）隔开的方式形成的多个冷却部，在上述冷却部的内侧面形成有多个加强 筋，上述加强筋包括突出地形成于上述第一板材的多个第一筋和突出地形成于第二板材的 多个第二筋。
[0049] 此时，上述第一板材及第二板材的厚度可分别独立地为上述冷却板的厚度的0.2 倍至0.5倍、更具体地为0.25倍至0.4倍。
[0050] 并且，突出地形成于上述第一板材的多个上述第一筋的宽度可以为0.1mm至1mm， 可以在单位冷却部内以0.1mm至1mm的间隔隔开而形成。并且，在上述第一筋中，单位加强筋 各自的宽度及隔开距离在上述的范围内可以均匀，也可不均匀。
[0051] 并且，上述第一筋的高度可以与上述冷却板的厚度的0.1倍至0.3倍、更具体地与 上述冷却板的厚度的〇. 15倍至0.25倍的厚度相当。并且，在上述第一筋中，单位加强筋各自 的高度在上述的范围内可以相同，也可不同。
[0052] 另一方面，突出地形成于上述第二板材的多个上述第二筋的宽度可以为0.1mm至 1mm，可以在单位冷却部内以0.1mm至1mm的间隔隔开而形成。并且，在上述第二筋中，单位加 强筋各自的宽度及隔开距离在上述的范围内可以均匀，也可不均匀。
[0053] 并且，上述第二筋的厚度可以与上述冷却板的厚度的0.1倍至0.3倍、更具体地与 上述冷却板的厚度的〇. 15倍至0.25倍相当。并且，在上述第二筋中，单位加强筋各自的高度 在上述的范围内可以相同，也可不同。
[0054] 并且，上述第一筋及第二筋在上述的范围内的宽度可以相同，也可以互不相同。
[0055] 并且，上述第一筋及第二筋可以以在上述的范围内相对应或位于相错开的位置的 方式以相同的隔开距离隔开而形成，或者以仅一部分相对应的方式以互不相同的隔开距离 隔开而形成。
[0056] 并且，上述第一筋及第二筋的高度可以相同，也可不同。
[0057] 并且，上述第一筋及第二筋可分别独立地具有方形、半球形、金字塔形等多种形 态，也可混合包括其中的一种或两种以上的形态。并且，上述第一筋及第二筋可具有相同的 形态，也可具有互不相同的形态。
[0058]并且，在上述冷却板20内，在上述第一板材和第二板材之间还可设有用于对多个 上述冷却部之间进行划分的划分部，上述划分部在第一板材和第二板材的内侧面分别突出 地形成而使各端部可相接触。
[0059] 具体地，上述划分部的宽度可以为0.1mm至2mm、更具体地为0.5mm至1mm。
[0060] 并且，在上述冷却板20中，上述第一筋和第二筋可以相向配置。
[0061] 具体地，上述第一筋和第二筋的端部能够以隔开规定间隔的方式相向配置。此时， 上述第一筋的端部和第二筋的端部以隔开与冷却板的厚度的0.05倍至0.15倍的厚度、更具 体地与冷却板的厚度的0.1倍至0.14倍的厚度相当的间隔的方式相向配置。
[0062]并且，在上述冷却板20中，上述第一筋和第二筋可相互错开配置。
[0063]此时，上述第一筋和第二筋的各端部可相互重叠或使上述第一筋和第二筋的端部 位于一直线上。
[0064]在上述第一筋和第二筋的各端部相互重叠的情况下，上述第一筋和第二筋的各端 部能够以与冷却板的厚度的0.05倍至0.1倍的厚度、更具体地与冷却板的厚度的0.06倍至 〇. 08倍的厚度相当的高度重叠。
[0065] 图2至图4为在两层结构体的冷却板中表示在上述冷却板的冷却部内突出地形成 的加强筋的多种形态的图。图2至图4仅为用于说明本实用新型的例子，本实用新型并不局 限于此。
[0066] 以下，参照图2至图4进行说明如下，在上述冷却板20为两层结构体的情况下，可以 是，上述冷却板20包括以可分离的方式相结合的第一板材20a及第二板材20b，并包括沿着 冷却板的长度方向（y轴方向）隔开而形成的多个冷却部21，在上述冷却部21的内侧面形成 有多个加强筋22,上述加强筋22包括突出地形成于上述第一板材20a的多个第一筋22a和突 出地形成于第二板材20b的多个第二筋22b。
[0067] 并且，在上述第一板材20a和第二板材20b之间还可设有用于对多个上述冷却部21 之间进行划分的划分部22c，上述划分部22c分别在第一板材20a和第二板材20b的内侧面突 出地形成且各端部可相接触。
[0068]在上述冷却板20中，第一板材20a、第二板材20b、第一筋22a、第二筋22b及划分部 22c的具体特征如同上述。并且，在图2中，al表示上述第一板材20a的厚度，bl表示上述第二 板材的厚度，cl表示第一筋22a的高度，dl表示第二筋22b的高度，并且el表示上述第一筋 22a的末端部和第二筋22b的末端部之间的间隔(或隔开距离），其具体的值如同上述。
[0069] 并且，在上述冷却板20中，上述第一筋22a和第二筋22b可以相向配置。
[0070] 具体地，如图2所示，上述第一筋22a和第二筋22b的端部隔开规定间隔而相向配 置，更具体地，上述第一筋22a和第二筋22b的端部可以以隔开与冷却板的厚度的0.05倍至 0.15倍的厚度相当的隔开距离el的方式相向配置。
[0071] 在这种情况下，上述第一板材的厚度al、第二板材的厚度bl、第一筋的高度cl、第 二筋的高度dl及第一筋末端和第二筋末端的隔开距离el的总长度(al+bl+cl+dl+el)与冷 却板的厚度相当。
[0072]并且，在上述冷却板20中，上述第一筋22a和第二筋22b可相互错开配置。
[0073]此时，上述第一筋22a和第二筋22b的各端部可以如图3所示地相互重叠，或者如图 4所示地使上述第一筋22a和第二筋22b的端部位于一直线上。
[0074]在上述第一筋22a和第二筋22b的端部相互重叠的情况下，上述重叠部的高度e2能 够以与上述冷却板的厚度的0.05倍至0.1倍的厚度、更具体地与上述冷却板的厚度的0.06 倍至0.08倍的厚度相当的高度重叠。在这种情况下，从上述第一板材的厚度a2、第二板材的 厚度b2、第一筋的高度c2及第二筋的高度d2的总长度减去上述第一筋和第二筋重叠的高度 后的长度(al+bl+cl+dl-el)与冷却板的厚度相当。
[0075]并且，在上述第一筋22a和第二筋22b的端部位于一直线上的情况下，上述第一板 材的厚度a3、第二板材的厚度b3、第一筋的高度c3及第二筋的高度d3的总长度(a3+b3+c3+ d3)与冷却板的厚度相当。
[0076] 并且，上述冷却板20在上述的冷却部21的上部还可包括加强部23,上述加强部23 用于在二次电池模块内设置及支撑冷却板。由此，上述冷却板中的冷却部21所处的面与单 位电池的发热面相接触，加强部23经过上述单位电池的外侧。
[0077] 具体地，上述加强部23可以为方形平板，可以在上述冷却部21的上部与冷却部形 成为一体，或者可以由不同于上述冷却部的其他部件形成后通过焊接等而接合。
[0078]并且，上述冷却板20具体地可以具有平板状的形状，并且，大小可与单位电池的前 部面相对应。如上所述的冷却板的整个面与单位电池的一侧整个面相接触，一侧端经过上 述单位电池的外侧。由此，向上述二次电池模块供给的冷却用空气经过上述冷却板内的网 眼流动，并使向冷却板传递的热向外部进行冷却。
[0079]并且，只要是用于通常冷却板的制造，则上述冷却板20可不受特殊限制地使用。具 体地，可列举铝、铝合金、不锈钢、铜、银或氧化铝等，可单独使用其中的一种或使用两种以 上的混合物。更具体地，上述冷却板20可包含铝或铝合金。并且，构成上述冷却板的第一板 材、第二板材、第一筋、第二筋、划分部及加强部也可包含与上述相同的材质。
[0080] 并且，上述冷却板20的厚度可以为1.5mm至3mm，更具体地，可以为1.7mm至2mm。 [0081] 并且，优选地，上述冷却板20的开口率为70体积百分比至90体积百分比。当开口率 在上述范围内时，可同时实现防止冷却板的变形及提高冷却效率的效果。
[0082] 二次电池模块
[0083]并且，根据本实用新型的另一实施例，提供包括上述的冷却板的二次电池模块。
[0084] 具体地，上述二次电池模块中，可充放电的多个单位电池以隔开间隔的方式排列， 在上述单位电池之间设有上述的冷却板。
[0085] 图5为简要表示本实用新型一实施例的二次电池模块的结构的分解立体图。图5仅 为用于说明本实用新型的一例，本实用新型并不局限于此。
[0086] 以下参照图5进行说明如下，本实用新型一实施例的二次电池模块100中，可充放 电的多个单位电池10以隔开间隔的方式排列，在上述单位电池10之间设有平板型冷却板 20,在上述冷却板内，沿着其长度方向（y轴方向）以相互隔开的方式形成有多个冷却部21， 在上述冷却部的内侧面形成有多个加强筋22。
[0087] 更具体地，上述二次电池模块100构成为，多个单位电池借助连接器(未图示)而以 串联或并联的方式电连接，并利用捆扎带(未图示)而被收紧、模块化，此时的二次电池模块 100包括配置于各单位电池10之间的冷却板20。并且，优选地，上述二次电池模块100还可包 括端板(未图示），当收紧捆扎带时，上述端板防止单位电池10的破损。
[0088] 上述二次电池模块可设在形成外部壳体的另外的外壳(未图示）内，此时，向上述 外壳供给的冷却用空气经过介于单位电池10之间的冷却板20,在此过程中，在单位电池产 生的热被进行交换，被进行交换后的空气向外壳外部排出，从而向外部放出在单位电池产 生的热。
[0089]另一方面，在上述二次电池模块100中，上述单位电池10作为具有由正极板和负极 板将隔膜位于其间的电极组件而生产电力的单元，能够呈收纳于电池壳体中的形态。
[0090] 具体地，上述单位电池10可包括：电极组件；电池壳体，形成有能够收纳上述电极 组件的内部空间；正极及负极的电极引线，一侧末端(例如，一端)与上述电极组件相连接， 另一侧末端(例如，另一端）向上述电池壳体的外部突出；以及密封部，密封上述电池壳体的 入口。
[0091] 上述单位电池10中的电池壳体可以为由上部层叠片和下部层叠片构成的袋型电 池壳体，也可体现为具有密封部的结构，上述密封部是沿着上述电池壳体的外周面使上部 层叠片和下部层叠片热熔合而成的。
[0092] 并且，构成上述电池壳体的上述上部层叠片、下部层叠片可以为包括金属层及遮 盖上述金属层的树脂层在内的层叠片。更具体地，构成为由作为内部层的聚烯烃树脂层 (Polyolefin Layer)、金属薄层(主要为铝层)及外部层(主要为尼龙层)依次层叠的多层膜 结构，上述聚烯烃树脂层具有热压接性而发挥密封材料作用，上述金属薄层保持机械强度， 并发挥水分和氧的阻隔层的作用，上述外部层作为保护层而发挥作用。通常使用铸造用聚 丙稀(CPP，Casted Polypropylene)作为聚稀经树脂层。
[0093]并且，向电池壳体的上部层叠片和下部层叠片相接触的外周面部位施加热和压力 而使树脂层相互热压接，从而形成上述密封部。此时，未放置有电极引线的外周面部分为上 部层叠片、下部层叠片相同的树脂层，因此可借助直接的熔融来进行均匀的密封。具体地， 上述热压接工序可利用电热和压力而在120 °C至250 °C温度中以0 ? IMPa至1 OMPa压力条件进 行实施。
[0094]相反，在放置有电极引线的电池壳体的上端部的外周面突出有电极引线，因此，优 选地，在考虑电极引线的厚度及电池壳体的原材料的异质性以能够提高密封性的方式在与 电极引线之间设有绝缘膜的状态下进行热压接，但本实用新型并不局限于此。
[0095]并且，只要是连接多个电极极耳而构成正极和负极的结构，则上述电极组件就不 受特殊限制。
[0096]具体地，上述电极组件可以为在正极板和负极板之间设有隔膜而层叠的堆叠型电 极组件，上述正极板在正极集电体的至少一面包括正极活性物质涂敷部，上述负极板在负 极集电体的至少一面包括负极活性物质涂敷部。
[0097]并且，上述电极组件可以为在正极板和负极板之间设有隔膜而以相向的方式卷绕 的卷型电极组件，上述正极板在正极集电体的至少一面包括正极活性物质涂敷部，上述负 极板在负极集电体的至少一面包括负极活性物质涂敷部。
[0098] 并且，上述电极组件可以为在正极板和负极板之间设有隔膜而层叠的多个单位电 极组件重叠多个且在各个重叠部设有隔膜并且上述隔膜包围各个单位电极组件的堆叠-折 叠型电极组件，上述正极板在正极集电体的至少一面包括正极活性物质涂敷部，上述负极 板在负极集电体的至少一面包括负极活性物质涂敷部。
[0099] 上述堆叠型及卷型结构在本技术领域中众所周知，因此，在本说明书中省略对此 的说明。并且，对上述堆叠_折叠型结构的电极组件的详细内容已公开于本发明人的韩国专 利申请公开第2001-0082058号、第2001-0082059号及第2001-0082060号，上述申请作为参 照与本发明的内容融为一体。
[0100] 更具体地，在本实用新型一实施例的二次电池中，上述电极组件可以为堆叠-折叠 型电极组件。
[0101] 另一方面，在上述电极组件中，负极板包括：负极集电体；以及负极活性物质涂敷 部，在上述负极集电体的至少一面、优选地在两面涂敷有负极活性物质。
[0102] 在上述的负极板中，只要不对电池引起化学变化且具有高导电性，则负极集电体 不受特殊限制，例如，可使用在铜、不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、铜或不锈钢的表面利用镍、 钛、银等进行表面处理所得到的物质及铝-镉合金等。
[0103] 并且，上述负极集电体的厚度可以为3WI1至500WI1。
[0104] 并且，也可在上述负极集电体的表面形成微细的凹凸来强化负极活性物质的结合 力。例如，可以以薄膜、薄片、箱、网、多孔质体、发泡体、无纺布体等多种形态进行使用。
[0105] 并且，上述的负极活性物质涂敷部包含负极活性物质、粘结剂及导电材料。
[0106] 作为上述负极活性物质可使用可进行锂的可逆性插入及脱出的化合物。作为具体 的例子，可列举人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维、非晶质碳等碳材料、Si、Al、Sn、Pb、Zn、 13;1、111、]\%、6&、0(1、3;[合金、311合金或41合金等可以与锂实现合金化的金属化合物、或者包含 金属化合物和碳材料的复合物、或者如Si0x(0<x<2)这样的硅系化合物等，可单独使用其 中一种或使用两种以上的混合物。并且，还可作为上述负极活性物质使用金属锂薄膜。
[0107] 上述粘结剂起到提高负极活性物质粒子之间的附着及负极活性物质和负极集电 体之间的粘结力的作用。作为具体的例子，可列举聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羧甲基纤 维素(CMC)、淀粉、羟丙纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化三元乙丙橡胶、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、丁苯橡胶、氟橡胶或 它们的多种共聚物等，并可单独使用其中一种或使用两种以上的混合物。
[0108] 如上所述的粘结剂可包含负极活性物质涂敷部总重量的1重量百分比至30重量百 分比。
[0109] 并且，上述导电材料用于向电极赋予导电性，在所构成的电池中，只要不引起化学 变化并具有电子导电性，则可以不受限制地使用。作为具体的例子，可以列举:天然石墨或 人造石墨等石墨；炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑、热黑、碳纤维等碳系物质； 铜、镍、铝、银等金属粉末或金属纤维;氧化锌、钛酸钾等导电性晶须;氧化钛等导电性金属 氧化物;或聚苯衍生物等导电性聚合物等，可单独使用其中一种或使用两种以上的混合物。
[0110] 如上所述的导电材料可包含负极活性物质涂敷部的总重量的1重量百分比至30重 量百分比。
[0111] 并且，在上述电极组件中，上述正极板包括:正极集电体；以及正极活性物质涂敷 部，在上述正极集电体的至少一面、优选地在两面涂敷有正极活性物质。
[0112] 在上述的正极板中，只要不在电池中引起化学变化且具有高导电性，则上述正极 集电体不受特殊限制，例如，可使用在不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、铝、不锈钢的表面利用碳、 镍、钛、银等进行表面处理所得到的物质。
[0113] 并且，上述正极集电体的厚度通常可以为3wii至500wii，也可在上述正极集电体的 表面上形成微细的凹凸来提高正极活性物质的粘结力。例如，能够以薄膜、薄片、箱、网、多 孔质体、发泡体、无纺布体等多种形态进行使用。
[0114]并且，在上述的正极板中，正极活性物质涂敷部可以均涂敷于正极集电体的两面， 也可以仅在正极集电体的一面涂敷有活性物质，然而，若考虑二次电池的容量，则更优选 地，在两面均涂敷正极活性物质。
[0115] 并且，为了防止在以后的充放电过程中发生短路，上述正极板可在上述正极板平 板涂敷部的两末端、即正极板平板涂敷部的起始部及末端部包括绝缘带。此时，绝缘带可以 与上述的负极板中说明的相同。
[0116] 上述正极极耳可借助激光焊接、超声波焊接、电阻焊接等焊接或导电性粘结剂而 以能够通电的方式附着，并且可在上述正极极耳附着绝缘带来防止电极之间的短路。
[0117] 并且，上述单位电池10包括:从电极组件延伸的电极极耳；以及焊接于上述电极极 耳的电极引线。
[0118] 此时，上述电极端子可位于单位电池的单向或双向。
[0119] 并且，上述电极端子可在上述电池模块的一边或两边以串联或并联的方式电连 接。
[0120] 另一方面，在上述电极组件中，介于上述的正极板和负极板之间的隔膜可以为具 有高离子透过率和机械强度的绝缘性薄膜。
[0121] 具体地，上述隔膜可以为多孔性聚合物薄膜、例如利用乙烯均聚物、丙烯均聚物、 乙烯/ 丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物及乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等这样的聚烯烃系聚合 物制成的多孔性聚合物薄膜或它们的两层以上的层叠结构体。并且，上述隔膜也可以为多 孔性无纺布、例如由高熔点的玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等形成的无纺布。
[0122] 根据情况，为了提高电池的稳定性，也可以在上述隔膜上涂敷凝胶聚合物电解质。 作为这种凝胶聚合物的代表性例，可列举聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等。在使用 聚合物等固体电解质作为电解质的情况下，固体电解质可兼作隔膜。
[0123] 并且，上述隔膜内包括的气孔的直径可以为0.0 lwii至10M1。
[0124] 并且，上述隔膜的厚度可以为5mi至300_。
[0125] 并且，优选地，上述隔膜以比负极板的末端部长的方式延伸，以便即使隔膜因热而 收缩，也可阻断负极电极。具体地，上述隔膜可以从负极末端部延伸5mm以上。
[0126] 电池组
[0127] 并且，根据本实用新型的另一实施例，提供包括上述电池模块的电池组。
[0128] 上述电池组可用作电动工具（Power Tool)、包括电动汽车（EV，Electric Vehicle)、混合动力电动汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)及插电式混合动力汽车 (PHEV，Plug_in Hybrid Electric Vehicle)在内的电动汽车或电力储存用系统中任一种 以上的大中型设备的电源。
[0129] 以下，为了使本实用新型所属技术领域的普通技术人员可以容易地实施，对本实 用新型的实施例详细地进行说明。然而，本实用新型可体现为各种不同的形态，并不局限于 在此所说明的实施例。
[0130](实施例:二次电池模块的制造）
[0131] 准备具有如图1所示的结构的平板型A1冷却板(第一板材的厚度a 1为0.5mm，第二 板材的厚度b 1为0.5mm，第一筋的高度c 1为0.3mm，第二筋的高度d 1为0.3mm，第一筋的末端 和第二筋的末端的隔开距离el为0.2mm，第一筋及第二筋的宽度分别为0.2mm，第一筋和第 二筋之间的隔开距离为0.2mm，划分部的宽度为0.5mm，冷却板的厚度为1.7mm，开口率为80 体积百分比）。
[0132] 在干燥室中以各个电极组件中的电极端子朝向一方向地形成于电池外置材料的 方式收纳二分电池(bicell)结构的堆叠-折叠型电极组件，并在注入1M的LiPF 6碳酸酯系电 解质之后，以对电池外置材料的外周面进行热熔合的方法制造29个袋型单位电池。
[0133] 之后，以划分为29个空间的方式将上述准备的冷却板配置于A1材质的模块外壳中 后，以使上述29个单位电池紧贴于上述冷却板的方式在各空间分别收纳一个单位电池。此 时，29个单位电池的电极端子以只在电池模块的一面突出的方式朝向相同方向收纳。
[0134] 然后，以一次性形成所收纳的上述单位电池之间及单位电池和外部端子之间的连 接的方式制造一个端子组件。此时，在端子组件形成有能够插入所有单位电池的电极端子 的端子孔，所插入的单位电池的电极端子通过与已构成于端子组件的母线之间的连接而串 联连接，母线还与向端子组件的外部突出的输入输出端子预连接。此后，在使端子组件与上 述电极端子所形成的部分相结合后，与壳体进行焊接而制造模块外壳完全被封闭的结构的 电池模块。
[0135] (比较例1:二次电池模块的制造）
[0136] 在上述实施例中，除了未使用冷却板之外，以与上述实施例相同的方法进行实施 而制造了电池模块。
[0137] (比较例2:二次电池模块的制造）
[0138] 除了使用平板型铝冷却板(厚度为1.7mm)来代替上述实施例中的冷却板之外，以 与上述实施例相同的方法进行实施而制造了电池模块。
[0139] (实验例1:散热效果评价）
[0140] 对上述实施例的冷却板评价了电池模块内的散热效果。
[0141] 详细地，分别设置上述实施例及比较例2的冷却板并堆叠具有二分电池结构的29 个单位电池而制造了电池模块(29层（stack)、42Ah级电池）。对所制造的电池模块，在25°C 温度、恒流/恒压(CC/CV)条件下，以1C充电至4.2V/38mA之后，在恒流(CC)条件下，以1C放电 至3.0V。除了如以下表1所示对放电速率(C-rate)进行多种变更之外，以与上述方法相同的 方法进行实施来观察温度是否上升。并将其结果示于以下表1。
[0142] 表1
[0144] 实验结果是，在比较例2的情况下，当放电至2C时，温度上升约13°C，所上升的热在 休止期期间无法完全冷却而累积。与此相反，在实施例的情况下，所上升的温度在休息期期 间几乎完全冷却。由此，可以确认到，在实施例的冷却板的情况下，在放电时产生的热几乎 未被累积。
[0145] 图6为表示观察上述实施例、比较例1及比较例2的冷却板的放热效果的结果所得 到的曲线图。
[0146] 根据图6所示的结果，在实施例、比较例1及比较例2中，未包括冷却板的比较例1的 电池模块中的温度上升最大。并且，在仅使用平板型的冷却板的比较例2的电池模块的情况 下，与比较例1相比，散热效果上升且温度增加得少，然而包括本实用新型的冷却板的实施 例的电池模块呈现出比比较例2更显著地改善的散热效果。
[0147] (实验例2:电池寿命特性改善效果）
[0148] 对于上述实施例的冷却板，评价了高容量的电池单元的长期循环实验时产生的热 累计现象防止效果。
[0149] 详细地，分别设置上述实施例及比较例2的冷却板并堆叠具有二分电池结构的29 个单位电池而制造了电池模块(29层、42Ah级电池）。对所制造的电池模块，在45°C温度、恒 流/恒压条件下，以1C充电至4.2V/38mA之后，恒流条件下，以1C放电至3.0V。将此作为一个 循环，反复进行了 200个循环。并且，对以与上述方法相同的方法制造的电池模块，在45°C温 度、恒流/恒压的条件下，以2C充电至4.2V/38mA之后，在恒流条件下，以2C放电至3.0V。将此 作为一循环，反复进行了 200个循环。在图7中示出其结果。
[0150] 如图7所示，实施例的冷却板在进行放电时，抑制温度上升和高速冷却效果与比较 例2的冷却板相比，呈现出了缓和的热累积现象。从这样的结果中可知，通过适用本实用新 型的冷却板，可改善电池循环特性。
[0151] (实验例3:贯通实验）
[0152] 进行了如下的实验:对在实施例及比较例2中制造的电池模块以电池容量的1/2C 电流进行充电（CC-CV，50mA为止)至4.2V后，使用直径为1 cm的具有半圆形态的剖面的钢棒 (steel bar)以5cm/分钟的速度进行贯通。
[0153] 实验结果是，在实施例及比较例2的二次电池模块中，在冷却板内均形成了贯通 孔。然而，在实施例的冷却板内形成的贯通孔的直径为3_，这小于比较例2的贯通孔的直径 (4mm)，并且，在与包括贯通孔的冷却板相邻的单位电池中，实施例的发生贯通或变形的单 位电池的数量为3个，这与比较例2 (4个)相比有所减少。
[0154]这样的结果是，在比较例2的冷却板的情况下，钉状物贯通压力沿着贯通方向（或 垂直方向）进行，因此冷却板的变形向相邻的单位电池沿着相同的方向传递，相反，在实施 例的情况下，当钉状物进行贯通时，冷却板的冷却部内空的空间裂开，并使贯通压力向相邻 的冷却部水平地传递，并且，相邻的冷却部吸收贯通压力并发生变形。其结果是，冷却板的 变形对相邻的单位电池所产生的影响减小，从而减少短路的发生。
[0155] 图8为在设有平板型冷却板的情况下的钉状物贯通实验的图。图9为在设有本实用 新型一实施例的冷却板的情况下的钉状物贯通实验的图。
[0156] 参照图8,当钉状物(或钢棒)T贯通时，现有的平板型冷却板P为内部被填满的单一 形态的板，因此，因板自身的厚度而引起很大的变形。
[0157] 然而，参照图9,本实用新型一实施例的双重结构的冷却板20因冷却部21的存在而 使内部空置，因此，可以与空的空间相应地使厚度方向上的变形发生得较少。因此，能够适 用这种中间空的双重结构的冷却板20，而减少由钉状物T的贯通引起的板的变形，由此减小 下部单位电池10的变形，而减少单位电池10的短路事故。
[0158] 考虑如上所述的这些问题再进一步察看如下，在上述说明的实施例中，提出第一 板材20a及第二板材20b以可分离的方式相结合的情况而进行了说明，但当钉状物(或钢棒） 进行贯通时单位电池的变形减小而可减少短路事故的效果可以仅通过具有空的空间形态 的冷却部的存在来实现，因此，第一板材20a及第二板材20b并非必须能够进行分离。
[0159]由此，为了便于组装，也可以使第一板材20a及第二板材20b以可分离的方式相结 合，但也可以制造成一体形，这是不言而喻的。
[0160] 适用吸热材料或相变物质的其他实施方式
[0161 ]本实用新型还可实施对冷却板适用吸热材料的其他实施例。
[0162] 具体地进行说明如下，可以以在形成于本实用新型的冷却板20的冷却部21的内部 放入作为可吸热的物质的吸热材料（未图示）的方式来实现本实用新型的另一实施方式。 即，可在冷却部21的内部具有吸热材料。
[0163] 在向冷却部21的内部放入吸热材料的情况下，冷却板20从单位电池10吸收的热变 得更多。因此，在向冷却部21放入吸热材料的情况下，电池的性能、安全性、可靠性及寿命可 进一步得到提高。
[0164] 作为吸热材料可使用含有大量水分的凝胶物质或如硅油那样着火点高的液体或 无闪点(flash point:物质生成可燃性蒸气而可能着火的最低温度)的液体。
[0165] 并且，还可以以向本实用新型的冷却板2 0中形成的冷却部21的内部放入容器 (capSUle)(未图示)的方式来实施另一实施方式。此时，可向容器的内部放入可以根据温度 发生相变的物质。
[0166] 即，可在冷却部21的内部具有容器，并在容器的内部放入相变物质(Phase Change Material)。并且，作为可以相变的物质需要放入如水这样的热容量高的物质。
[0167] 当假设使用液体状的相变物质时，若在单位电池10中产生热，则在容器的内部可 发生相变的物质从液体升华为气体，此时，相变物质可吸收较高的热。由此，冷却板20可从 单位电池10有效地吸收热。
[0168] 若如此有效地吸收较高的热，则冷却板20从单位电池10吸收的热显著增大，因此 可进一步提高电池的性能、安全性、可靠性及寿命。
[0169] 在如上所述的本实用新型的详细说明中，对具体的实施例进行了说明。但在不脱 离本实用新型的范畴的范围下，可进行多种变形。本实用新型的技术思想不应局限于本实 用新型所记述的实施例，而是应根据实用新型要求保护的范围以及与上述本实用新型要求 保护的范围等同的技术方案来确定。
【主权项】
1. 一种二次电池用冷却板，为平板型的冷却板，其中， 在所述冷却板内沿着长度方向以相互隔开的方式形成有多个冷却部， 在所述冷却部的内侧面形成有多个加强筋。2. 根据权利要求1所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述冷却板包括相结合的第一板材和第二板材， 所述加强筋包括： 第一筋，突出地形成于所述第一板材;及 第二筋，突出地形成于第二板材。3. 根据权利要求2所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 设有对多个所述冷却部之间进行划分的划分部， 所述划分部分别突出地形成于第一板材和第二板材的内侧面而使所述划分部的各端 部相接触。4. 根据权利要求3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述划分部的宽度为〇. Imm至2_。5. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋相向配置。6. 根据权利要求4所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的端部隔开规定间隔。7. 根据权利要求6所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的端部隔开与冷却板的厚度的0.05倍至0.15倍的厚度相当的间 隔。8. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋相互错开配置。9. 根据权利要求8所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的各端部相互重叠。10. 根据权利要求9所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的各端部以与冷却板的厚度的0.05倍至0.1倍的厚度相当的高度 重叠。11. 根据权利要求8所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的端部位于一直线上。12. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一板材和第二板材的厚度分别为所述冷却板的厚度的〇. 2倍至0.5倍。13. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋的高度分别独立地与所述冷却板的厚度的0.1倍至0.3倍的厚度 相当。14. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 多个所述第一筋的宽度为〇. Imm至1_，并以〇. Imm至Imm的间隔隔开而形成。15. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 多个所述第二筋的宽度为〇. Imm至1_，并以〇. Imm至Imm的间隔隔开而形成。16. 根据权利要求2或3所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述第一筋和第二筋分别独立地具有由方形、半球形及金字塔形构成的组中的任一种 形态。17. 根据权利要求1所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述冷却板的厚度为1.5mm至3_。18. 根据权利要求1所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 所述冷却板的开口率为70体积百分比至90体积百分比。19. 根据权利要求1所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 在所述冷却部的内部具有吸热材料。20. 根据权利要求1所述的二次电池用冷却板，其特征在于， 在所述冷却部的内部具有容器，在所述容器的内部放入有相变物质。21. -种二次电池模块，由能够进行充放电的多个单位电池以隔开间隔的方式排列而 成，其中， 在所述单位电池之间设有权利要求1所述的冷却板。22. 根据权利要求21所述的二次电池模块，其特征在于， 所述冷却板的大小与所述单位电池的大小对应。23. -种电池组，包括权利要求21所述的二次电池模块。
【文档编号】H01M10/613GK205595422SQ201520917680
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年11月17日
【发明人】崔承烈
【申请人】株式会社Lg化学