[发明专利]一种电池模组及其注胶方法

说明书

本发明涉及电池制造技术领域，具体公开了一种电池模组及其注胶方法。该电池模组包括电池壳体、胶体单元和至少一个电池主体；电池壳体包括壳体箱体和盖接于壳体箱体的壳体盖板，壳体箱体上设有容纳槽，壳体盖板设有多个注胶口，注胶口连通容纳槽与外部环境；电池主体安装于容纳槽内；胶体单元设于容纳槽内，包裹电池主体的外表面，胶体单元包括自下向上的实体结构胶和发泡胶块。上述改进能够有效地阻止电池模组热失控的扩展，提升电池模组的安全性、经济性和结构稳定性。

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电池模组及其注胶方法。

背景技术

随着动力电池产业高速发展，电动汽车的市场占有率迅速提高。电动汽车在进入加速发展阶段的同时，对续航里程，安全和价格有了更高的要求。得益于国家能源安全和碳排放战略目标的促进，国内外电动汽车市场高速发展，成为汽车产业发展的潮流和趋势。根据《新能源汽车产业发展规划》，我国新能源汽车进入了加速发展的新阶段，对比能量，轻量化，安全性有了更高的要求。

在电动汽车产业发展的过程中，动力电池安全和续航里程的提升是焦点问题之一。电池续航里程的提升着力于动力电池能量密度的提升和动力电池系统的轻量化开发等。安全则主要与电池模组中电芯件的热失控紧密联系，极端情况下电芯件发生热失控容易引起燃烧和爆炸。在新能源汽车规模化推进的过程中，动力电池是最为核心的技术，其中动力电池安全是焦点问题之一，电池安全主要和温度相关，温度是影响电芯性能，循环寿命和安全性的重要因素，温度较低难易发挥电芯性能，温度过高则可能会引发热失控等安全问题。现有动力锂电池主要是磷酸铁锂和三元锂电芯，它们自然温度分别为200℃和500-800℃，然而极端情况下热失控导致电芯的温升在400℃以上，容易引起电芯的燃烧和爆炸。

电动汽车电池相关事故主要由热失控造成，锂离子动力电池系统由多节电池组成，其整个系统条件复杂，轻量化设计不足，难以有效防范极端情况下热失控。现有的电动汽车电池热失控的原因主要包括：

1)电池系统安全性的演变，例如电芯的老化等问题；

2)电池系统遭遇突发事件等情况，触发局部的电芯热失控；

3)由局部热失控引发相邻电芯发生热失控，进而导致电池组热失控扩展。

相对于单个电芯热失控带来的危害(例如25安时的三元锂离子电池，在热失控时会释放出相当于0.15千克TNT当量的能量)，整个电池组热失控造成的危害更加巨大，因此防范热失控扩展的发生是电池系统设计中的关键。目前热失控的防护方式主要分为空气冷却、液体冷却和相变材料冷却等方式。但在空气冷却中，电芯间隙小会导致电芯发生热膨胀后风冷效果接近消失，热失控防护功能不足，而电芯间隙大又不利于电池的续航里程。液体冷却的方式需要使用复杂的金属管道，增加了整个模组的重量和经济成本；而隔热套管等方法工艺复杂，拆卸困难且难以满足模组的整体化设计需求，还会使得消费者维修经济成本提高。另一方面单一的隔热路径设计会造成电池内部温度的不均，违背电池模组温度一致性的设计目标。

电动汽车安全需要加大电池设计和制造的安全之外，还需要把控模组和整个电池包热失控防护的设计和制造，热失控来源于电池充电，短路和特殊情况下的碰撞事故等。因此在模组中，管理各个电芯件的温度均一性，电芯件位置的固定，极端情况下发生热失控后有效阻止热失控扩展，避免了周边电芯件温度升高和起火。

动力电池包系统一般占据电动汽车总质量的18％-30％，续航里程越大的电动汽车，电池系统的重量占比越高。因此电池系统轻量化结构的设计开发和制造对于提升电动汽车续航里程具有重要作用。电池包轻量化研究中，除电芯本体等的轻量化研究之外，还有电芯模组的轻量化设计开发。电芯模组的轻量化主要包含壳体材料和模组结构轻量化，以及电芯件排布。在模组优化设计中采用满足热失控防护，轻量化，具备规模化生产，降低经济成本的灌封胶材料满足市场需求也是电池系统改进的方法。