[发明专利]具增进安全性的改良式中型或大型电池组

说明书

技术领域

本发明关于一种具有增进的安全性的改良中型或大型的电池组，特别是，关于一种中型或大型的电池组，具有整体的紧凑结构，并安排成当电池单元因为多种不同的原因膨胀而造成例如变形、破裂或分离等物理性的变化发生在电池组的特定区域上时，而机械性的实现电连接元件断开，由此保证电池组的安全性。

背景技术

当可移动装置有长足的进步时，并对这些可移动装置的需求大量增加，亦对于作为可移动装置电源的二次电池有强烈的需求。其中一种二次电池是具有高能量密度与放电电压的锂二次电池，对其已作了广泛的研究，现在市面上已经在大量商业使用。

在用作功率驱动装置，例如电动脚踏车(E-Bikes)、电动机车、电动车(EV)或混合电力车(HEV)中的驱动电源，以及例如移动电话、数码相机、个人行动助理(PDA)与笔记型电脑等无线电子通讯装置的电源，二次电池已经吸引了大量的注意。

只装有只电池的小型电池组用在小型的装置中，例如行动电话与数码相机。另一方面，具有电池模组的中型或大型电池组，其包含两个或多个彼此串联和/或并联连接的电池单元，用于中型或大型的装置，例如笔记型电脑与电动车。

如前所述，锂二次电池具有绝佳的电性质，然而，锂二次电池的安全性不佳。例如，当发生锂二次电池的不正常操作，例如过充、过放、暴露在高温下和断开时，会导致作为电池成分的活性材料与电解质的分解，因此产生热与气体，由所产生的热与气体所造成的高温与高热条件会加速上述的分解，由此可能引发火灾与爆炸。

由于这个原因，锂二次电池都有安全系统，例如在电池过充、过放或过电流时用于切断电流的保护电路，正温度系数元件(PTC)，其电阻在电池温度增加时明显增加以阻碍电流，或当压力因为产生气体而增大时阻碍电流或排出气体的安全流通口。例如，在小型的圆柱状二次电池中，PTC元件与安全流通口通常位于具有阴极/隔离部/阳极结构的电极组件(发电元件)的上部，其置于圆柱壳中。另一方面，在方形或是袋形小尺寸二次电池中，保护电路与PTC元件通常置于方形或是袋形壳的上端，其中发电元件置于密封状态。

锂二次电池的安全问题对于中型或大型具有多单元结构的电池组更加严重。由于在多单元结构的电池组中使用多个电池单元，部分电池单元的不正常操作会造成其他电池单元的不正常操作，因此引发火灾与爆炸，而引发大规模事故。对此，中型或大型的电池组都有安全系统，如保险丝、双金属、与电池管理系统(BMS)，以保护电池单元免于过充、过放与过电流。

然而，随着持续使用锂二次电池，随着持续对电池进行充放电，发电元件与电连接元件会慢慢退化。例如，发电元件的退化会导致电极材料与电解质的分解，从而产生气体。结果，电池单元(圆柱壳或袋形壳)会慢慢膨胀。在锂二次电池的一般状态下，安全系统，即BMS，会检测过放、过充或过电流并控制/保护电池组。然而，在锂二次电池的不正常状态下，当BMS没有工作时，发生危险的概率增加了，并且难以为电池组控制电池组的安全性。中型或大型的电池组具有固定安装于预定壳中的多个电池单元的结构。因此，各个膨胀的电池单元进一步在受限的壳中被加压，因此在电池组的不正常操作状态下，火灾与爆炸的机会大大地增加了。

因此，十分需要在基本上能保证中型或大型的电池组安全性的技术。

此外，由于装置的重量与体积都在减少，也持续需要具紧凑结构的电池组。

发明内容

因此，提供本发明以解决上述问题，以及其他尚未解决的技术问题。

特别是，本发明的目的在于提供一种电池组，其中，当电池单元因为不正常操作，例如电池组的过充、过放、过电流，或电池组由于电池单元长期充放电的劣化而膨胀时，由电池组物理性的改变机械性的实现电池组电连接元件断开，由此保证电池组的高安全性。

本发明的另一目的在于提供一种中型或大型电池组，以紧凑的结构组成，同时保证电池组的高安全性。

依据本发明，可经由提供具有多个可充放电的，以高密度的方式相互堆叠并彼此电连接的电池单元的中型或大型电池组，而实现上述与其他的目的，其中，当电池单元因为电池组的不正常操作或电池组由于电池单元长期充放电的劣化而膨胀时，应力会因膨胀电池单元厚度的改变而集中在电池组特定区域上，由此造成电池组物理性的改变，而由电池组物理性的改变机械性实现电池组电连接元件的断开。

中型或大型电池组的优选实施例，其中电池单元在平板上以高密度的方式相互堆叠同时彼此电连接，公开于韩国专利申请案2004-112589，已经以本专利申请人的名义申请。上述韩国专利申请案的公开如同全然发表于此而并为参考。