[发明专利]改善的安全性的电池组

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改善的安全性的电池组，并且更加具体地，涉及一种电池组，其包括：电源单元，该电源单元包括被相互电连接的两个或者更多个电池单元或者电池模块；切断部分，该切断部分位于电池单元或者电池模块之间的至少一个串联区域处，以当出现由压力驱动开关所引导的电池模块或者电池单元的短路时中断电池组中的电连接；压力驱动开关，该压力驱动开关被并联地连接到切断部分所位于的电池单元或者电池模块，以当电源单元故障时检测电池单元或者电池模块的体积的膨胀并且引导电池单元或者电池模块的短路的发生；以及外部输入和输出端子，该外部输入和输出端子被连接到位于电源单元的最外侧处的电极端子，以将电力供应给外部设备。

背景技术

随着移动设备的日益发展并且对于这样的移动设备的需求增加，对于二次电池的需求作为用于移动设备的电源已经急剧地增加。在这样的二次电池之中是具有高能量密度和放电电压的锂二次电池，对其已经进行了很多研究并且现在已商业化且被广泛地使用。

二次电池作为用于诸如电动自行车（E自行车）、电动车辆（EV）、以及混合电动车辆（HEV）的电力驱动设备的电源以及诸如移动电话、数字相机、个人数字助理（PDA）、以及膝上型计算机的移动无线电子设备的电源已经吸引相当大的注意。

其中安装电池单元的小型电池组被用于诸如移动电话和数字相机的小型设备。另一方面，其中安装包括被相互并联地和/或串联地连接的两个或者更多个电池单元（在下文中，也被称为“多单元”）的电池组的中型或者大型电池组，被用于诸如膝上型计算机和电动车辆的中型或者大型设备。

锂二次电池呈现优异的电性能，诸如大的容量和高的放电电压；然而，锂二次电池具有低的安全性。例如，当诸如锂二次电池的过度充电、过度放电、暴露于高温、以及电短路的异常操作出现时，引起是电池的部件的活性材料和电解液的分解，因此产生热和气体，并且由热和气体的产生引起的高温和高压条件加速上述分解。最终，可能发生火灾或者爆炸。

为此原因，锂二次电池设有安全系统，诸如保护电路，用于当电池被过度充电或者过度放电时或者当过电流流入电池时中断电流；正温度系数（PTC）元件，当电池的温度增加时其电阻大大地增加而使得中断电流；以及安全通风口，当由于气体的产生导致压力增加时中断电流或者排放气体。例如，在小型柱状二次电池的情况下，PTC元件和安全通风口通常被设置在具有阴极/隔膜/阳极结构的电极组件（发电元件）的顶部处，其被安装在柱状容器中。另一方面，在小型棱柱状或者袋状二次电池的情况下，保护电路模块和PTC元件通常被安装在棱柱状容器或者袋状壳体的上端处，其中发电元件被安装在密封状态中。

对于具有多单元结构的中型或者大型电池组，锂二次电池的安全有关的问题甚至更加严重。因为在多单元电池组中使用多个电池单元，所以电池单元中的一些的异常操作可能引起其它电池单元的异常操作，因此可能发生起火或者爆炸，这可能导致大规模事故。为此原因，中型或者大型电池组设有诸如电池管理系统（BMS）的安全系统，以保护电池单元免受过度充电、过度放电、以及过电流。

同时，随着连续地使用锂二次电池，即，随着锂二次电池被重复地充电和放电，发电元件和电连接构件逐渐地退化。例如，发电元件的退化导致电极材料和电解液的分解，通过其产生气体。结果，电池单元（容器或者袋状壳体）逐渐地膨胀。在锂二次电池的正常状态下，诸如BMS的主动控制器检测电池组的过度放电、过度充电、或者过电流。在其中检测到的电池组的过度放电、过度充电、或者过电流过大的情况下，主动控制器中断电池组中的电连接以降低电池组的风险。

然而，在使用如上所述的主动控制器的情况下，必需将外部电流供应给BMS。因此，如果没有电流供应给BMS，则BMS不能保护电池组。

因此，存在对于能够根本地确保电池组的安全性同时解决上述问题的技术的高度需求。

发明内容

技术问题

已经提出本发明以解决上述问题和还没有被解决的其他技术问题。

作为要解决上述问题的各种广泛的和深入的研究和试验的结果，本申请的发明人已经发现，在其中电池组包括压力驱动开关和切断部分的情况下，其在电池组中具有特定的构造，当电池组被过度充电时压力驱动开关检测电池单元或者电池模块的体积的膨胀并且引导在电池组的一部分中出现短路，当电池组出现该短路时切断部分中断电池组中的电连接，从而确保电池组的安全性处于所期待的水平。

因此，本发明的目的是提供一种具有能够提高安全性的特定结构的电池组。

技术方案