[发明专利]具有改善的安全性的二次电池

说明书

技术领域

本申请中公开的本发明涉及具有改善的安全性的二次电池、电池模块和电池组。

背景技术

可充电的二次电池广泛用作无线移动装置的能源。另外，作为电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的动力源，二次电池引起了很多关注，预期电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)会减少由使用化石燃料的典型汽油和柴油车辆造成的空气污染。

在小型移动装置中使用一至四个电池单元(battery cells)，而将包括许多相互电连接的电池单元的中型到大型电池模块用于需要高功率和高容量的中型到大型装置如汽车中。为了最佳地减小中型到大型电池模块的尺寸和重量，将具有高集成度和小的重量对容量之比的棱柱型电池和袋型电池广泛用作中型到大型电池模块中的电池单元。

特别地，由于包括外部部件如铝层压板的袋型电池重量轻、以经济方式制造并易于变压，所以其引起了许多关注。

中型到大型电池模块包括相互串联电连接的许多电池单元以提供特定的设备或装置所需要的功率和容量，并具有抵抗外力的稳定结构。

构成中型到大型电池模块的电池单元是可充电的二次电池。其中，锂二次电池具有高能量密度、高电压、长使用寿命和低自放电速率。

开发二次电池的一种主要尝试是提高安全性。特别地，由于在作为电动车辆和混合动力车辆的动力源的中型到大型电池组中使用的二次电池包括许多高度集成的高能量电池单元并含有具有低燃点的有机电解质，所以重要的是确保它们的安全性。

发明内容

技术问题

本发明提供二次电池、电池模块和电池组，其包含用于提高其安全性的防弹材料。

技术方案

本发明的实施方式提供包含至少一种防弹材料的二次电池。

在一些实施方式中，可使用本领域中的任意防弹材料，条件是所述防弹材料具有约1.0GPa～约6.0GPa的拉伸强度和约150℃以上的热解温度。防弹材料的实例可包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、超高分子量的聚乙烯纤维(UHMWPE纤维)和聚苯并唑纤维(PBO纤维)，但不限制于此。

在其他实施方式中，所述防弹材料可布置在二次电池的任意区域如电极组件的外表面、电池外部部件的内表面以及电池外部部件的最外表面上。

在本发明的其他实施方式中，电池模块包含：相互串联或并联连接的多个二次电池；和至少一种防弹材料。

在一些实施方式中，所述防弹材料可以由上述材料形成。

在其他实施方式中，电池模块可以以如下形式提供：i)不向电池模块中包含的二次电池提供防弹材料，而在电池模块的水平下提供防弹材料；ii)向电池模块中包含的二次电池提供防弹材料，但在电池模块的水平下不提供防弹材料；以及iii)向电池模块中包含的二次电池提供防弹材料，且在电池模块的水平下也提供防弹材料。

在另外其他实施方式中，在电池模块水平下的防弹材料可布置在如下的至少一处上：电池模块的内部、电池模块外部部件的内表面、和电池模块外部部件的最外表面。

在本发明的另外其他实施方式中，电池组包含：多个电池模块和用于提高安全性的至少一种防弹材料。

在一些实施方式中，电池组可以以如下形式提供：i)不向电池组中包含的电池模块提供防弹材料，而在电池组的水平下提供防弹材料；ii)向电池组中包含的电池模块提供防弹材料，但在电池组的水平下不提供防弹材料；以及iii)向电池组中包含的电池模块提供防弹材料，且在电池组的水平下也提供防弹材料。

在其他实施方式中，在电池组水平下的防弹材料可布置在如下的至少一处上：电池组的内部、电池组外部部件的内表面、和电池组外部部件的最外表面。

在另外其他实施方式中，可将电池组用作如下的动力源：电动工具；电动车辆，包括混合动力车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)；电动双轮车辆，包括电动自行车和电动踏板车；电动高尔夫球车；电动卡车；以及电动商用车辆。

在另外其他实施方式中，当布置在电动车辆的发动机室内时，电池组可以与流过冷冻剂的导管相邻，且所述电池组或所述导管可具有防弹材料。

在另外的实施方式中，防弹材料可布置在电池组与导管之间，或导管可布置在电池组与防弹材料之间，但不限制于此。

发明效果

根据本发明，二次电池、电池模块和电池组包含防弹材料。即使当导电针形构件刺入二次电池、电池模块或电池组中时，也能够防止发热、燃烧、蒸发的电解质的排出以及针形构件与电极之间的电接触，由此提高二次电池、电池模块和电池组的安全性。

附图说明