[发明专利]用于车辆的高压电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的高压电池，该高压电池旨在解决危及安全性的几个因素，诸如当高压电池中的袋型二次电池被暴露于过充电或者基本上高温时。

背景技术

可再充电的二次电池已经作为电动车辆、混合电动车辆等的电源受到关注，其被提出以解决各种问题，诸如由现有的使用化石燃料的汽油车辆或者柴油车辆引起的大气污染。因为它们需要相当高的输出和大容量，所以诸如车辆的设备利用具有彼此连接的多个电池单元的中型和大型电池系统。广泛地用作中型和大型电池系统中的单元电池的袋型锂离子聚合物二次电池(例如，高压电池)的尺寸相当大，安全性优异，并且与小型设备中使用的相同类型的电池相比重量轻。因此，有利于实现便携式电子设备的轻巧。

然而，在袋型锂二次电池中，当电池被外部金属穿透时，可能由于内部短路而发生爆炸或者燃烧。具体地，当高容量锂二次电池用于车辆时，内部能量的量是巨大的，因此引起提高对于穿透安全性的关注。现有技术的袋型二次电池包括电极组件、壳体、阳极片、阴极片、和连接构件。电极组件具有阳极板、隔板和阴极板。壳体在其中容纳电极组件并且具有密封部，并且通过顺序地堆叠热融合层(thermal fusion layer)、金属层和绝缘层来形成。阳极片电连接至阳极板，具有围绕从阳极板向外突出的阳极片的一部分的片薄膜。阴极片电连接至阴极板，具有围绕从阴极板向外突出的阴极片的一部分的片薄膜。连接构件用作强力地将金属层电连接至阳极片。

然而，即使在上述袋型二次电池中，当电池被穿透时，绝缘层可能导致对应于绝缘层的厚度的电流放电延迟时间。导电板之间的绝缘层抑制充电或放电时在袋单元(pouch cell)中所产生的热量的耗散，并且当电池被穿透时在导电板之间的穿透部分中流动强电流。具体地，由于围绕穿透部分突然地和局部地产生的发热，绝缘层的物质可以被劣化，因此导致变形或者膨胀。此外，安全构件的存在可能不利地增加袋单元的重量。

因此，需要一种在电池被穿透时具有由于绝缘层而导致的最小的延迟时间、导电板之间具有改善的导热性、在导电板之间不受到变形或者膨胀、并且不需要增加袋单元的重量或者尺寸的高压电池。

上述仅旨在帮助对本发明背景的理解，并且并不旨在意味着本发明落入现有技术和为本领域技术人员已知的范围内。

发明内容

因此，本发明提供用于车辆的高压电池，该高压电池在穿透出现时具有由于绝缘层而导致的最小延迟时间、导电板之间的改善的导热性、防止导电板之间出现变形或者膨胀以及防止袋单元的重量或者大小增加。

根据本发明的一个方面，用于车辆的高压电池可包括：具有阴极板、阳极板、和设置在阴极板和阳极板之间的隔板的电极组件；和耦接至电极组件的外表面的安全构件，安全构件可以具有电连接至阴极板的第一导电板，和电连接至阳极板并且具有在其表面上的绝缘表面的第二导电板。

电极组件可以被卷绕成凝胶卷(jelly roll)(例如，交替层)的形式。安全构件可以形成具有第一导电板和第二导电板并且具有位于第一导电板和第二导电板之间的绝缘表面的层。第一导电板可以由铜制成和第二导电板可以由铝制成。第二导电板可以通过铝阳极氧化来处理以形成绝缘表面。另外，安全构件可被形成为具有对应于电极组件的外表面的面积的大小。第一延伸部可以从安全构件的第一导电板的侧面突出，并且第一电极片可以从电极组件的阴极板的侧面突出，从而电连接第一延伸和第一电极片。第二延伸部可以从安全构件的第二导电板的侧面突出，并且第二电极片可以从电极组件的阳极板的侧面突出，从而电连接第二延伸和第二电极片。

作为从上述描述显而易见的是，用于车辆的高压电池可以增加袋单元的物理硬度以确保更有效地发挥电池的模块化所需要的耐用性，并且，当在诸如车辆碰撞或者外力损坏的异常条件下出现内部短路时，主短路路径可以形成在安全构件中，因此诱导能量排出而不燃烧。此外，当执行的放热反应超过预定的温度时，安全构件和电极组件之间的聚合物层可以逐渐熔化，因此诱导吸热反应并且从而降低袋单元内的温度。

用于车辆的高压电池的优点在于，在凝胶卷(例如，交替层)，即，电极组件的堆叠过程中，可以进一步堆叠预堆叠的安全构件，因此克服常规袋单元在穿透时的缺点，并且排除了除第一导电板和第二导电板之外的额外材料的必要性。因此，本发明的高压电池在袋单元被穿透时可以消除对应于常规的绝缘板的延迟时间，因此允许电流更加迅速地放电，而没有由于穿透导致的延迟时间。