[发明专利]电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆

说明书

给电池模块的引线连接部分设置安全元件，以在过充电的情况下提高电池模块的安全性。根据本公开内容的电池模块包括两个或更多个电池单元，并且所述电池模块包括电流切断电池单元，所述电流切断电池单元将相邻的第一电池单元和第二电池单元电连接，并且在发生过充电时，所述电流切断电池单元破裂(rupture)以断开电连接。

技术领域

本公开内容涉及一种电池模块，更具体地，涉及一种在过充电情况下切断电流流动的电池模块。此外，本公开内容涉及一种包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。本申请要求于2017年11月23日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0157433号和于2018年8月24日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0099235号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。

背景技术

目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，其中，锂二次电池很少具有或不具有记忆效应，因此锂二次电池因充放电自由、自放电率极低和能量密度高的优点而比镍基二次电池更受到关注。

对于正极活性材料和负极活性材料，锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳材料。锂二次电池包括：组装有单元电池的电极组件，每个单元电池包括具有涂覆有正极活性材料的正极集流体的正极板、具有涂覆有负极活性材料的负极集流体的负极板、以及介于正极板与负极板之间的隔膜；和封装材料，即以气密方式被密封的电池壳体，电极组件与电解质溶液一起被容纳在封装材料中。

根据电池壳体的形状，锂二次电池分为电极组件内置于金属罐中的罐型二次电池和电极组件内置于铝层压片的袋中的袋型二次电池。

最近，二次电池不仅广泛用在诸如便携式电子产品之类的小型装置中，而且还广泛用在诸如车辆和储能系统(ESS)之类的中型和大型装置中。为了用在中型和大型装置中，多个二次电池进行电连接以构建电池模块或电池组，从而增加容量和输出。特别是，袋型二次电池因易于堆叠且重量轻而广泛用在中型和大型装置中。

袋型二次电池具有其中连接有电极引线的电极组件与电解质溶液一起被容纳在袋壳体中，并且袋壳体以气密方式被密封的结构。电极引线的一部分暴露在袋壳体的外部，并且暴露的电极引线电连接至安装有该二次电池的装置，或者用于将二次电池彼此电连接。

图1和图2是示出例如在常规电池模块中串联连接的两个袋型二次电池的视图。

如图中所示，袋型二次电池10包括伸出袋壳体30之外的电极引线40。电极引线40根据电极性分为正极(+)引线和负极(-)引线，并且以气密方式电连接至容纳在袋壳体30中的电极组件20。也就是说，正极引线电结合至电极组件20的正极板，负极引线电结合至电极组件20的负极板。

可存在多种将袋型二次电池10串联连接的方法，图1示出了将电极引线40弯折，并且使用连接条50将弯折的电极引线40焊接，以将电极引线40连接，图2示出了在弯折的电极引线40之间有重叠的情况下通过焊接对它们进行连接。在图1的间接连接方法或图2的直接连接方法中，当电极引线40的连接部分被称为引线连接部分A时，电池模块中的多个袋型二次电池10可通过引线连接部分A彼此连接。

同时，需要保护二次电池免于诸如过充电、过放电、过热和过电流之类的异常情况，并且通常在电池模块或电池组中一起实现二次电池保护电路。特别是，为了满足二次电池更高的能量密度和更低的成本而随着高容量活性材料、薄隔离膜(thin separator)和高电压操作的技术发展，过充电成为问题，解决过充电情况下的着火和爆炸问题是必要的。另外，由于锂二次电池使用易燃的有机溶剂，因此当锂二次电池由于过充电而处于异常条件时必须确保安全性。

然而，常规的引线连接部分A只不过是电流流动的路径(path)。例如，其与确保具有这种连接结构的电池模块的安全性的功能无关。如上所述，常规的引线连接部分A在过充电情况下不具有安全元件，因此，例如，当二次电池保护电路的过充电防止功能不能正常工作时，安全性非常差。