[发明专利]具有能够快速冷却的结构的电池模块和包括该电池模块的ESS

说明书

根据本发明的一个实施例的电池模块包括：多个电池单体；模块壳体，该模块壳体容纳单体堆，该单体堆包括所述多个电池单体；喷洒器，该喷洒器在所述单体堆的堆叠方向从一侧穿过模块壳体；和热膨胀块，该热膨胀块被设置在所述模块壳体中的中空空间中，以根据所述模块壳体的内部的温度升高而热膨胀。

技术领域

本公开涉及一种具有允许快速冷却的结构的电池模块和一种包括该电池模块的ESS。更具体地，本公开涉及一种具有如下结构的电池模块和一种包括该电池模块的ESS：当由于排气气体在电池模块的内部泄漏而操作喷洒器时，该结构能够快速地增加用于灭火和冷却的冷却流体(例如，冷却水)的液位。

本申请要求2020年2月27日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0024462号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池备受关注，因为与镍类二次电池相比，锂二次电池几乎没有记忆效应，从而确保自由充电和放电，并且还具有非常低的放电速率和高的能量密度。

锂二次电池主要使用锂类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，在该电极组件中设置有分别覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，并且分隔件被置于该正极板和该负极板之间；以及外部，即电池袋外部，该外部用于将电极组件与电解质一起密封和存储。

最近，二次电池不仅广泛用于诸如便携式电子设备的小型设备，还广泛用于诸如车辆和能量存储系统的中型或大型设备。当在这种中型或大型设备中使用时，大量二次电池被电连接以增加容量和输出。特别地，袋型二次电池广泛用于这种中型设备，因为袋型二次电池可以容易地堆叠。

同时，由于对大容量结构的需求最近随着作为能量存储源的使用而不断增加，对电池模块的需求也在不断增加，该电池模块包括串联和/或并联电连接的多个二次电池。

此外，电池模块通常具有由金属材料制成的外部壳体，以保护或存储多个二次电池免受外部冲击。同时，对高容量电池模块的需求最近正在增加。

在这种高容量电池模块的情况下，如果由于至少一些内部电池单体中发生排气而增加电池模块的内部的温度，则可能产生很大的损坏。也就是说，如果由于内部温度的增加而发生热失控现象，则高容量电池模块的温度可能迅速增加，因此可能发生大规模的着火和/或爆炸。

因此，需要开发一种快速且完全的灭火技术，以在由于在电池模块的内部的电池单体中发生排气而出现异常温度升高时立即采取措施。

发明内容

技术问题

本公开被设计成解决相关技术的问题，因此本公开涉及当由于排气气体在电池模块的内部泄漏而操作喷洒器时，快速地增加用于灭火和冷却的冷却流体(例如，冷却水)的液位，以确保快速的灭火和冷却，并且本公开涉及一种包括该电池模块的ESS。

然而，本公开所要解决的技术问题不限于以上内容，并且本领域技术人员根据以下描述将会理解本文未提到的其他目的。

技术方案

在本公开的一个方面，提供一种电池模块，包括：多个电池单体；模块壳体，该模块壳体被构造成容纳单体堆，该单体堆包括所述多个电池单体；喷洒器，该喷洒器被设置成在所述单体堆的堆叠方向上的一侧处穿过所述模块壳体；和热膨胀块，该热膨胀块被设置在所述模块壳体的内部的中空空间中，并且被构造成随着所述模块壳体的内部的温度升高而热膨胀。

模块壳体可以包括：一对基盖，所述一对基盖被构造成分别覆盖所述单体堆的下表面和上表面；一对侧盖，所述一对侧盖被构造成覆盖所述单体堆的侧表面；前盖，该前盖被构造成覆盖所述单体堆的前表面；和后盖，该后盖被构造成覆盖所述单体堆的后表面。