[发明专利]具有层压板以减少侧破裂冲击的电池组及其制造方法

说明书

本发明提供了一种用于分离多个电池单元的分离构件，其包括多个第一壁和多个第二壁，多个第二壁的厚度大于第一壁的厚度。所述分离构件可从塌缩状态展开到展开状态。分离构件在塌缩状态下具有板构造，并且在展开状态下具有蜂窝结构。所述多个第一壁和所述多个第二壁共同限定蜂窝结构的多个单元格。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月15日提交的美国专利申请第16/009,268号的优先权和权益。上述申请的公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及包括电化学单元的电池组，并且更具体地涉及包括用于分离单独的电池单元(battery cell)的分离构件的电池组及其制造方法。

背景技术

此部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

随着电动车辆技术的不断发展，需要为此类车辆提供改进的电池系统和模块。电池模块或电池组可包括紧密包装在电池外壳中的多个电化学单元。

紧密包装的电池单元的构造可能会影响电池系统在受损时的反应。在一些配置中，当一个单元因撞击而受损时，在单元内可能发生热失控过程，从而产生快速上升的压力。在一些情况下，压力尖峰可能使单元的密封内部体积破裂，可能潜在地导致火灾。如果电池组内的单个单元过热或引起火灾，那么它在相邻单元中会导致类似的反应。

减少热失控传播的一个方法是在单元之间提供气隙。虽然空气是良好的绝缘体并且可以足以用于某些应用，但存在改进的空间。例如，在一些应用中的热失控过程期间，可在几秒内在单元内产生几升易燃气体，且气隙在防止热失控传播方面可能不太有效。

减少热失控传播的另一种方法是在每个单元中提供破裂盘。作为压力释放装置的破裂盘设置在单元的端部，以在达到指定压力时释放单元的内部压力。然而，在一些配置中，当单元在一侧破裂时，单元的内部压力可以导致朝向邻近单元侧向指向的喷枪效应，这可能导致邻近单元的热失控和侧破裂。

本公开解决了电池单元热失控和侧破裂等问题。

发明内容

在一种形式中，提供了一种用于分离多个电池单元的分离构件，其包括多个第一壁和多个第二壁，第二壁的厚度大于第一壁的厚度。所述分离构件可从塌缩状态展开到展开状态。分离构件在塌缩状态下具有板构造，并且在展开状态下具有包括单元格的蜂窝结构。所述多个第一壁和所述多个第二壁共同限定所述蜂窝结构的所述多个单元格。在本公开的多种替代形式中：所述多个第一和第二壁各自包括层压结构；所述第一壁各自包括第一层压板，且所述第二壁各自包含一对所述第一层压板及其间的粘合剂区段；所述第一层压板包括芯层和在所述芯层的相对表面上的一对外层；所述芯层选自金属片材、纸张片材、由阻燃树脂编织的碳纤维；所述外层由选自云母、阻燃树脂、介电材料的材料制成；所述蜂窝结构的每个单元格具有六边形横截面，并且由所述第一壁中的四个第一壁和所述第二壁中的两个第二壁限定；所述多个第二壁在所述蜂窝结构中彼此平行；第一壁中的相邻第一壁在蜂窝结构中限定120°的角度。

在另一个形式中，提供了一种用于保护电池组内的单独电池单元免受热失控的结构，其包括限定用于接收成组的电池单元的多个腔的多个壁。每组设置在一个腔中。所述多个壁各自包括层压结构，所述层压结构包括芯层和与芯层相对的外层。外层包括具有低介电常数的阻燃材料。在本公开的多种替代形式中：所述层压结构包括金属层和设置在所述金属层的相对表面上的云母层；所述层压结构包括通过阻燃材料浸渍的纸张片材和在所述纸张片材的相对表面上的一对阻燃涂层；所述芯层包括由阻燃树脂编织的碳纤维，并且所述一对外层包括介电涂层；同一组中的所有电池单元在共同的通气位置处取向成带正端子。