用于二次電池的框架及包括框架的電池模塊、電池組和車輛的制作方法
【專利說明】用于二次電池的框架及包括框架的電池模塊、電池組和車輛
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年6月5日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2014-0068471的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此通過引用而被并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種電池，并且更加具體地，涉及一種用于二次電池的框架，該框架用于構(gòu)造具有多個(gè)二次電池的電池模塊，并且涉及一種包括該框架的電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前，鎳-鎘電池、鎳-金屬氫化物電池、鎳-鋅電池、鋰二次電池等被用作商業(yè)二次電池。在它們當(dāng)中，與鎳基二次電池相比，鋰二次電池幾乎沒有任何記憶效應(yīng)，并且因此由于它們的自由充電或者放電、低度自放電和高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，鋰二次電池正在獲得大量關(guān)注。
[0005]鋰二次電池通常分別地使用氧化鋰和碳質(zhì)材料作為正電極活性材料和負(fù)電極活性材料。鋰二次電池包括:電極組件，其中設(shè)置分別地涂覆有正電極活性材料和負(fù)電極活性材料的正電極板和負(fù)電極板，且分隔物介于正電極板和負(fù)電極板之間；和外覆件即電池外殼，該電池外殼密封并且容納電極組件連同電解質(zhì)。
[0006]通常，根據(jù)外部形狀，鋰二次電池可以分類成其中電極組件被包括在金屬罐中的罐型二次電池和其中電極組件被包括在鋁層壓片的袋中的袋型電池。
[0007]近來，二次電池不僅廣泛地用于小型裝置諸如蜂窩式電話，而且還廣泛用于中型或者大型裝置諸如車輛和蓄電器。當(dāng)被用于中型或者大型裝置時(shí)，很多的二次電池被電連接以提高容量和輸出。特別地，在中型或者大型裝置中，經(jīng)常使用袋型二次電池，這是因?yàn)槟軌蛉菀椎囟询B它們。
[0008]然而，袋型二次電池并不具有高的機(jī)械剛度，這是因?yàn)橥ǔ＠糜射X和聚合物的層壓片制成的電池外殼來封裝袋型二次電池。因此，當(dāng)構(gòu)造包括多個(gè)袋型二次電池的電池模塊時(shí)，堆疊框架經(jīng)常地用于針對(duì)外部沖擊等保護(hù)二次電池、防止二次電池的晃動(dòng)并且促使更加易于堆疊二次電池。這種堆疊框架也稱為電池盒(cartridge)。
[0009]圖1是示意性地示出用于二次電池的現(xiàn)有框架的頂視圖。
[0010]參考圖1，用于二次電池的現(xiàn)有框架可以構(gòu)造成具有框架本體10，該框架本體10呈四邊形形狀且具有中空的中心，并且二次電池的邊緣可以放置在框架本體10的一部分上。另外，可以堆疊多個(gè)框架以構(gòu)造電池模塊，并且二次電池可以位于在堆疊的框架之間形成的空閑空間中。
[0011]同時(shí)，當(dāng)使用多個(gè)如上所述的框架組裝多個(gè)二次電池時(shí)，冷卻板20可以如在圖1中所示介于二次電池之間。二次電池可以在高溫環(huán)境中例如在夏季中使用，并且二次電池自身還可以發(fā)熱。此時(shí)，如果堆疊了多個(gè)二次電池，則二次電池的溫度可以升得較高。如果溫度升高高于適當(dāng)?shù)乃?，則二次電池可以遭受性能的劣化或者在嚴(yán)重的情形中可以引起爆炸或者火災(zāi)。因此，當(dāng)構(gòu)造電池模塊時(shí)，冷卻板20 (也稱為散熱片)，經(jīng)常地介于二次電池之間以便利用冷卻板20防止二次電池的溫度升高。
[0012]如果冷卻板20介于電池模塊的二次電池之間，則二次電池可以被以各種形式和方式冷卻。代表性地，可以允許外部空氣圍繞冷卻板20流動(dòng)以利用在冷卻板20和空氣之間的熱交換來降低二次電池的溫度，這在本技術(shù)領(lǐng)域中廣泛使用且稱為空氣冷卻。
[0013]通常，冷卻板20由金屬材料諸如鋁制成，并且除了散熱片的其它部分，即框架本體10，可以由塑料等制成?？梢砸愿鞣N方式，代表性地利用嵌件注射來制造用于二次電池的框架。在嵌件注射中，首先制備冷卻板20，并且然后在其中冷卻板20放入嵌件注射模制機(jī)器中的狀態(tài)中，注射模制框架本體10以制成用于二次電池的框架。
[0014]然而，在以上制造方法中，冷卻板20可以由于框架本體10的收縮而變形。換言之，在嵌件注射模制期間，執(zhí)行從高溫到低溫的冷卻過程，并且此時(shí)與冷卻板20相比，經(jīng)歷注射模制的框架本體10可以收縮得相對(duì)嚴(yán)重。例如，在冷卻過程期間，框架本體10可以如由圖1中的箭頭指示地收縮。
[0015]冷卻板20通常構(gòu)造成具有薄板形狀。因此，如果框架本體10如上所述地收縮，則冷卻板20可以在不耐受框架本體10的收縮時(shí)變形或者扭曲。另外，這種變形或者扭曲可以導(dǎo)致在二次電池和冷卻板20之間的接觸表面減少或者不穩(wěn)定的冷卻通道，這可能嚴(yán)重地降低冷卻效果。
[0016]而且，如果冷卻板20由于框架本體10的膨脹或者收縮而扭曲或者變形，則用于二次電池的框架的形狀或者尺寸可整體上改變。因此，當(dāng)通過堆疊用于二次電池的這種框架來構(gòu)造電池模塊時(shí)，框架可能不易堆疊，而且在這些框架被完全地堆疊之后，電池模塊的總體形狀或者尺寸可能改變或者框架可能被不穩(wěn)定地堆疊。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]技術(shù)問題
[0018]本公開設(shè)計(jì)用于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且因此本公開涉及提供一種用于二次電池的框架，該框架具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)以防止冷卻板由于在制造過程期間主框架的收縮而變形或者扭曲，并且還提供具有以上框架的一種電池模塊、一種電池組和一種車輛。
[0019]本公開的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以根據(jù)以下詳細(xì)說明得到理解并且將從本公開的示例性實(shí)施例變得更加完全地明顯。而且，將容易地理解到本公開的目的和優(yōu)點(diǎn)可以利用在所附權(quán)利要求及其組合中示出的方案來實(shí)現(xiàn)。
[0020]技術(shù)方案
[0021]在本公開的一個(gè)方面，提供一種用于二次電池的框架，該框架包括:冷卻板，該冷卻板由導(dǎo)熱材料制成且具有有板形狀；和主框架，該主框架具有以預(yù)定距離在水平方向上彼此間隔開的多個(gè)單元框架，主框架構(gòu)造成包圍冷卻板的邊緣并且由不同于冷卻板的材料制成。
[0022]優(yōu)選地，當(dāng)從上方觀察時(shí)，冷卻板可以具有四邊形形狀。
[0023]還優(yōu)選地，主框架可以構(gòu)造成在冷卻板的每一個(gè)側(cè)邊處具有兩個(gè)或者更多個(gè)單元框架。
[0024]還優(yōu)選地，當(dāng)從上方觀察時(shí)，冷卻板可以具有矩形形狀，并且主框架可以構(gòu)造成使得被設(shè)置在冷卻板的長(zhǎng)側(cè)邊處的單元框架的數(shù)目大于被設(shè)置在冷卻板的短側(cè)邊處的單元框架的數(shù)目。
[0025]還優(yōu)選地，主框架可以構(gòu)造成使得位于冷卻板的一個(gè)側(cè)邊處的單元框架經(jīng)由冷卻板的棱邊延伸到冷卻板的另一個(gè)側(cè)邊。
[0026]還優(yōu)選地，主框架可以分別地在冷卻板的相反側(cè)邊處具有開口。
[0027]還優(yōu)選地，冷卻板可以包括上板和下板，該上板和下板分別地具有板形狀并且以預(yù)定距離在豎直方向上彼此間隔開以面對(duì)彼此。
[0028]還優(yōu)選地，主框架可以具有在其側(cè)邊處形成的開口從而使在上板和下板之間的空閑空間的至少一部分敞開。
[0029]還優(yōu)選地，上板和下板可以構(gòu)造成使得，其一端通過所述開口突出到主框架之外，并且突出部分分別地向上和向下彎曲。
[0030]還優(yōu)選地，上板和下板中的至少一個(gè)可以具有朝向另一個(gè)板突出的凸棱(bead)。
[0031]還優(yōu)選地，所述多個(gè)單元框架中的至少一個(gè)可以至少部分地包括位于冷卻板上方的上框架和位于冷卻板下方的下框架，并且借助于設(shè)置成穿過冷卻板的連接部將上框架和下框架彼此連接。
[0032]還優(yōu)選地，冷卻板可以由鋁制成，并且主框架可以由聚合樹脂材料制成。
[0033]還優(yōu)選地，可以在其中冷卻板插入在主框架中的狀態(tài)中借助于嵌件注射形成該主框架。
[0034]在本公開的另一個(gè)方面，還提供一種電池模塊，該電池模塊包括根據(jù)本公開的用于二次電池的框架。
[0035]在本公開的另一個(gè)方面，還提供一種電池組，該電池組包括根據(jù)本公開的用于二次電池的框架。
[0036]在本公開的另一個(gè)方面，還提供一種車輛，該車輛包括根據(jù)本公開的用于二次電池的框架。
[0037]有利的效果
[0038]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，因?yàn)橛刹煌诶鋮s板的材料制成的框架本體即主框架不由單個(gè)單元元件構(gòu)成而是由多個(gè)物理上分開的單元元件構(gòu)成，所以能夠防止冷卻板由于主框架