电池模块.pdf

一种电池模块包括：被布置在一排中的多个电池单元；串联连接多个电池单元的多个汇流条；以及被机械连接到多个电池单元中的第一电池单元并被电连接到多个电池单元中的第二电池单元的短路构件。

权利要求书1.  一种电池模块，包括：被布置在一排中的多个电池单元；串联连接所述多个电池单元的多个汇流条；和被机械连接到所述多个电池单元中的第一电池单元并被电连接到所述多个电池单元中的第二电池单元的短路构件。2.  如权利要求1所述的电池模块，其中：所述第一电池单元在被布置在所述排中的所述多个电池单元中位于所述排的一端，并且所述第二电池单元在被布置在所述排中的所述多个电池单元中位于所述排的另一端。3.  如权利要求1所述的电池模块，其中所述第一电池单元进一步包括响应于所述电池模块的过充电能被电短路到所述短路构件的膜。4.  如权利要求3所述的电池模块，其中响应于所述电池模块的过充电，所述膜响应于所述第一电池单元的内部压力的增加是能反转的，以然后被电短路到所述短路构件。5.  如权利要求3所述的电池模块，其中所述短路构件包括：被机械连接到所述第一电池单元的基体区域；从所述基体区域延伸并重叠所述第一电池单元的所述膜的第一延伸区域；和从所述基体区域延伸并被电连接到所述第二电池单元的第二延伸区域。6.  如权利要求5所述的电池模块，进一步包括所述第一电池单元和所述基体区域之间的绝缘层。7.  如权利要求5所述的电池模块，其中：所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个包括电极组件、容纳所述电极组件的壳体以及穿过所述壳体并与所述电极组件电连接的第一端子和第二端子，并且所述短路构件的所述第二延伸区域被电连接到所述第二电池单元的所述第二端子。8.  如权利要求7所述的电池模块，进一步包括在所述短路构件的所述第二延伸区域和所述第一电池单元之间以及在所述短路构件的所述第二延伸区域和除所述第二端子之外的所述第二电池单元之间的绝缘层。9.  如权利要求7所述的电池模块，其中：所述第一电池单元的所述壳体和所述第一电池单元的所述第一端子被彼此电连接，并且所述第一电池单元的所述膜在所述第一电池单元的所述壳体中。10.  如权利要求9所述的电池模块，其中所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个进一步包括被形成在所述电极组件和所述第一端子之间的熔断器。11.  如权利要求10所述的电池模块，其中所述熔断器响应于所述电池模块的过充电是能熔化的和能切断的。12.  如权利要求10所述的电池模块，其中响应于导体刺破所述短路构件和所述第一电池单元的所述壳体：所述第一电池单元的所述壳体和所述短路构件通过所述导体彼此短路，比熔化所述熔断器的电流的量更大的电流流入所述熔断器，并且所述壳体和所述电极组件之间的电连接被切断，以消除所述壳体的极性。13.  如权利要求5所述的电池模块，其中：所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个包括电极组件、容纳所述电极组件的壳体以及穿过所述壳体并与所述电极组件电连接的第一端子和第二端子，所述壳体包括长侧壁和短侧壁，所述短侧壁具有比所述长侧壁的面积更小的面积，并且所述短路构件的所述基体区域在所述长侧壁上。14.  如权利要求13所述的电池模块，其中所述长侧壁的面积等于所述基体区域的面积。15.  如权利要求7所述的电池模块，其中所述膜被形成在所述壳体上并在所述第一端子与所述第二端子之间。16.  如权利要求7所述的电池模块，其中所述膜相比所述第一电池单元的所述第一端子更接近所述第一电池单元的所述第二端子。

说明书电池模块
相关申请的交叉引用
2013年10月21日递交到韩国知识产权局且名称为“电池模块”的韩国专利申请第10-2013-0125380号通过引用被整体合并于此。
技术领域
实施例涉及一种电池模块。
背景技术
锂离子二次电池可以被用在诸如笔记本电脑或智能电话的小尺寸电子设备中。与其它类型的二次电池相比，近来开发的锂离子二次电池可以具有优越的性能，包括高输出功率、高容量和重量轻，并且它们可以被广泛用在混合动力车辆或电动车辆中。
发明内容
实施例涉及一种电池模块。
实施例通过提供包括被布置在一排中的多个电池单元、串联连接多个电池单元的多个汇流条以及被机械连接到多个电池单元中的第一电池单元并被电连接到多个电池单元中的第二电池单元的短路构件的电池模块来实现。
第一电池单元可以在被布置在一排中的多个电池单元中位于该排的一端，并且第二电池单元可以在被布置在一排中的多个电池单元中位于该排的另一端。
第一电池单元可以进一步包括响应于电池模块的过充电可被电短路到短路构件的膜。
响应于电池模块的过充电，膜响应于第一电池单元的内部压力的增加可以是可反转的，以然后被电短路到短路构件。
短路构件可以包括被机械连接到第一电池单元的基体区域、从基体区域延伸并重叠第一电池单元的膜的第一延伸区域以及从基体区域延伸并被电连接到第二电池单元的第二延伸区域。
电池模块可以进一步包括第一电池单元和基体区域之间的绝缘层。
第一电池单元和第二电池单元中的每一个可以包括电极组件、容纳电极组件的壳体以及穿过壳体并与电极组件电连接的第一端子和第二端子，并且短路构件的第二延伸区域可以被电连接到第二电池单元的第二端子。
电池模块可以进一步包括在短路构件的第二延伸区域和第一电池单元之间以及在短路构件的第二延伸区域和除第二端子之外的第二电池单元之间的绝缘层。
第一电池单元的壳体和第一电池单元的第一端子可以被彼此电连接，并且第一电池单元的膜可以在第一电池单元的壳体中。
第一电池单元和第二电池单元中的每一个可以进一步包括被形成在电极组件和第一端子之间的熔断器。
熔断器响应于电池模块的过充电可以是可熔化的和可切断的。
响应于导体刺破短路构件和第一电池单元的壳体，第一电池单元的壳体和短路构件可以通过导体彼此短路，比熔化熔断器的电流的量更大的电流流入熔断器，并且壳体和电极组件之间的电连接可以被切断，以消除壳体的极性。
第一电池单元和第二电池单元中的每一个包括可以电极组件、容纳电极组件的壳体以及穿过壳体并与电极组件电连接的第一端子和第二端子，壳体可以包括长侧壁和短侧壁，短侧壁具有比长侧壁的面积更小的面积，并且短路构件的基体区域可以在长侧壁上。
长侧壁的面积可以大约等于基体区域的面积。
膜可以被形成在所述壳体上并在第一端子与第二端子之间。
膜可以相比第一电池单元的第一端子更接近第一电池单元的第二端子。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域技术人员来说特征将显而易见，附图中：
图1A和图1B例示根据一个实施例的电池模块的透视图和局部分解透视图；
图2A、图2B和图2C例示根据一个实施例的电池模块的示例性电池单元的透视图、沿图2A的线2b-2b截取的剖视图和沿图2A的线2c-2c截取的垂直剖视图；
图3A和图3B例示根据一个实施例的电池模块的电池单元中的示例性熔断器的透视图；
图4A例示显示根据一个实施例的电池模块中的电池单元和短路构件之间的关系的垂直剖视图；
图4B和图4C例示显示当电池模块被过充电时发生短路之前和之后膜和短路 构件之间的关系的放大剖视图；
图5A至图5C例示显示当电池模块被过充电时根据一个实施例的电池模块的操作的电路图；
图6例示根据一个实施例的电池模块被导体刺破的状态的垂直剖视图；
图7A和图7B例示显示当电池模块被刺破时根据一个实施例的电池模块的操作的电路图；和
图8A和图8B例示当电池模块被刺破时根据一个实施例的电池模块的操作的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更充分地描述示例实施例，然而，它们可体现为不同的形式，并且不应当被认为限于本文提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开将是全面和完整的，并将向本领域技术人员充分地传达示例性的实施方式。
在图中，为了例示清楚，层和区域的尺寸可能被夸大。在全文中，相同的附图标记代表相同的元件。
如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一个或多个的任意和所有组合。
本文使用的术语仅用于描述特定的实施例的目的，并不旨在限制。如本文所用，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，当在说明书中使用时，术语“包括”表明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是，虽然术语第一、第二等可在本文中用来描述各种构件、元件、区域、层和/或部件，但是这些构件、元件、区域、层和/或部件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个构件、元件、区域、层和/或部件与另一个构件、元件、区域、层和/或部件。因此，例如，下面讨论的第一构件、元件、区域、层和/或部件可以被称为第二构件、元件、区域、层和/或部件，而不脱离本申请的教导。
另外，如本文所用，术语“短路构件”可以指用于提高电池模块的过充电安全性和刺破安全性两者的元件。此外，如本文所用，术语“短路构件”可以不意味着它被安装在各电池单元中，而是可以意味着一个短路构件被安装在具有多个被布置在一排中的电池单元的电池模块的外侧。
图1A和图1B例示根据一个实施例的电池模块10的透视图和局部分解透视图。
如图1A和图1B所示，根据一个实施例的电池模块10可以包括多个电池单元100、多个汇流条200和短路构件300。
多个电池单元100可以，例如，被水平布置在一排中。在下面的描述中，第一电池单元100a可以是被布置在一排中的多个电池单元100中的位于第一(例如，在该排的一端)的电池单元，第二电池单元100b可以是被布置在一排中的多个电池单元100中的位于最后(例如，在该排的另一端或相反端)的电池单元。例如，多个其它电池单元可能会或可能不会位于第一电池单元和第二电池单元之间。
多个电池单元100的每一个可以包括，例如，壳体110、盖板150(覆盖壳体110)以及穿过盖板150向上突出的第一端子(例如正电极端子)160a和第二端子(例如负电极端子)160b。在一个实施方式中，盖板150可以是壳体110的一部分，壳体110和盖板150可提供具有大致棱柱形形状的电池单元100。
在一个实施方式中，第一端子160a可被电连接到盖板150，壳体110和盖板150可具有和第一端子160a相同的极性(例如正极性)。在一个实施方式中，盖板150可以进一步包括在电池单元的正常操作状态下向下或向内面对或突出并且在过充电状态下由于电池单元的内部压力增加而可以被反转(向上或向外面对或突出)的膜155。
膜155可被形成在壳体110或盖板150上并在第一端子160a与第二端子160b之间。例如，膜155的外边缘可以与第一端子160a或第二端子160b相邻。在一个实施方式中，膜155可以相比电池单元中的一个的第一端子160a更接近该一个电池单元的第二端子160b。在一个实施方式中，膜155可以被形成在电池单元上的另一个合适的位置。如上所述，在一实施方式中，盖板150可以为壳体110的一部分。
盖板150可以进一步包括排气口153(用于在过充电期间将内部气体释放到外部)以及塞152(用于封闭在制造过程中电解质溶液通过其被注入的电解质注入孔)。电池单元100的每一个的结构将在下面更详细地描述。
多个汇流条200可以串联电连接多个电池单元100。例如，多个汇流条200可以将在电池单元100中的一个的一侧的第一端子160a(或第二端子160b)电连接到电池单元100中的与该一个电池单元100相邻的另一个的一侧的第二端子160b(或第一端子160a)。在一个实施方式中，多个汇流条200可以并联电连接多个电池单元100。
短路构件300可以被机械地或物理地连接或附着到第一电池单元100a。短路构件300可以被电连接到第二电池单元100b。例如，当电池模块10处于正常操作状态时(例如，当电池模块10没有被过充电和/或以其他方式功能正常时)，短路构件300可以仅被机械地连接到第一电池单元100a，而没有被电连接到第一电池单元100a，并可以仅被电连接到第二电池单元100b。在一个实施方式中，绝缘层可以被插入在第一电池单元100a与短路构件300之间。
在一个实施方式中，短路构件300可以是由例如铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢等制成的导体。
短路构件300可以包括例如基体区域310、第一延伸区域320和第二延伸区域330。
基体区域310可以通过例如粘合层被机械或物理地连接到第一电池单元100a的外部或外面。例如，如上所述，第一电池单元100a可以具有壳体110，壳体110包括长侧壁(具有相对大的面积)和被连接到长侧壁的短侧壁(具有相对小的面积，例如，比长侧壁的面积更小的面积)。短路构件300的基体区域310可以通过或者利用其间的绝缘层被附着到长侧壁的外部。在一个实施方式中，基体区域310的面积可以大约等于或稍微小于长侧壁的面积。在一个实施方式中，基体区域310的面积可大于长侧壁的面积。
第一延伸区域320可以从基体区域310向上延伸预定长度，并可位于对应于或重叠第一电池单元100a的膜155的区域。例如，第一延伸区域320可被弯曲至少一次，第一延伸区域320的端部可以位于膜155上或重叠膜155。例如，膜155和第一延伸区域320在电池模块10的正常操作状态下可以不彼此短路，并在电池模块10的过充电状态下可以被彼此短路。在一个实施方式中，第一延伸区域320的宽度可以小于基体区域310的宽度。
第二延伸区域330可以从基体区域310横向延伸，以被电连接到第二电池单元100b。例如，第二延伸区域330可被弯曲至少一次，第二延伸区域330的端部可以被电连接到第二电池单元100b的第二端子160b。例如，第二延伸区域330的端部可被焊接到第二电池单元100b的第二端子160b。在一个实施方式中，第二延伸区域330的宽度可以小于基体区域310的宽度。在一个实施方式中，第二延伸区域330可通过或由于其间的绝缘层而与第一电池单元100a和第二电池单元100b中的每一个的壳体110绝缘。
根据一个实施例，过充电安全性可以在模块基础上得到提高。例如，一个短路构件300可以不被安装在电池单元100的每一个内或对应于电池单元100的每 一个，而是可以被安装在电池模块10的外侧，使得在电池模块10过充电的情况下电池模块10的过电流通过短路构件300被旁路。
例如，当电池模块10被过充电时，膜155(可以在之前被电连接到第一电池单元的第一端子160a)可被反转，然后也被电连接到短路构件300的第一延伸区域320。因此，过充电电流可以通过短路构件300的第一延伸区域320、基体区域310和第二延伸区域330被旁路到电池模块10的外部，从而提高电池模块10的过充电安全性。
图2A、图2B和图2C例示根据一个实施例的电池模块的示例性电池单元的透视图、沿图2A的线2b-2b截取的剖视图和沿图2A的线2c-2c截取的垂直剖视图。图3A和图3B例示根据一个实施例的被形成在电池模块的电池单元中的示例性熔断器的透视图。
如图2A至图2C所示，电池单元100的每一个可以包括壳体110、电极组件120、第一集电板130a、第一绝缘部件140a、第二集电板130b、第二绝缘部件140b、盖板150、第一端子160a和第二端子160b。
参照图2C，电极组件120的数量可以是两个，或电极组件120的数量可以小于或大于两个。此外，壳体110可以被称为罐。在一个实施方式中，壳体110可包括盖板150。
壳体110可包括一对长侧壁111a和111b(它们可以是大致平坦的并可以彼此面对)、一对短侧壁112a和112b(它们可以连接长侧壁111a和111b并可以彼此面对)以及连接长侧壁111a和111b与短侧壁112a和112b的底壁113。在一个实施方式中，长侧壁111a和111b的每一个的面积可以大于短侧壁112a和112b的每一个的面积。在一个实施方式中，壳体110可以具有由盖板150密封的顶部开口区域。电极组件120可以和电解质溶液被容纳在壳体110中。在一个实施方式中，壳体110可以由例如铝、铝合金、铜、铜合金、铁、铁合金、不锈钢等的一种制成。
电极组件120可包括一对长侧区域120a和120b(它们可以是大致平坦的并可以彼此面对)以及一对短侧区域120c与120d(它们可连接长侧区域120a和120b并可以彼此面对)。在一个实施方式中，长侧区域120a和120b的每一个的面积可以大于短侧区域120c和120d的每一个的面积。另外，电极组件120可包括在相反的方向延伸预定距离的没有涂覆第一活性物质(未示出)的第一未涂覆区域(即第一未涂覆部分)121a和没有涂覆第二活性物质(未示出)的第二未涂覆区域(即第二未涂覆部分)122a。例如，第一未涂覆区域121a可以在一个方向上通 过长侧区域120a和120b与短侧区域120c和120d延伸并突出预定长度，第二未涂覆区域122a可以在另一方向(和该一个方向相反)上通过长侧区域120a和120b与短侧区域120c和120d延伸并突出预定长度。在一个实施方式中，电极组件120的第一未涂覆区域121a和第二未涂覆区域122a可以朝壳体110的短侧壁112a和112b延伸预定长度。
另外，电极组件120可通过卷绕或层叠可以具有薄板或薄膜形状的第一电极板121、第二电极板122以及第一电极板121和第二电极板122之间的隔板123形成。第一电极板121可以用作正电极，第二电极板122可以用作负电极。可代替地，第一电极板121和第二电极板122可以相反地起作用。
第一电极板121可以通过将第一电极活性物质(例如过渡金属氧化物)涂敷到由金属箔(例如铝或铝合金)形成的第一电极集流体而形成。第一电极板121包括其上没有涂敷第一电极活性物质的第一未涂覆部分121a。第一未涂覆部分121a可充当第一电极板121与第一集电板130a之间的电流流动通道。
第二电极板122可以通过将第二电极活性物质(例如石墨或碳)涂敷到由金属箔(例如铝或铜箔或其合金)形成的第二电极集流体而形成。第二电极板122可包括其上没有涂敷第二电极活性物质的第二未涂覆部分122a。第二未涂覆部分122a可充当第二电极板122与第二集电板130b之间的电流流动通道。第一电极板121和第二电极板122可以具有相对于彼此不同的极性。
隔板123可以在第一电极板121和第二电极板122之间，以帮助防止短路并促进电荷(例如锂离子)的运动。隔板123可以由例如聚乙烯膜、聚丙烯膜或者包括聚丙烯和聚乙烯的组合膜等形成。
如上所述，电极组件120与电解质溶液一起被容纳在壳体110中。电解质溶液可包括有机溶剂，例如碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸二甲酯(DMC)以及锂盐，例如LiPF6或LiBF4。在一个实施方式中，电解质溶液可以是液体、固体或凝胶相。
第一集电板130a可位于壳体110内，并可以被电连接在第一端子160a和电极组件120之间。例如，第一集电板130a可包括被电连接到第一端子160a的第一区域131a、被电连接到电极组件120的第一未涂覆区域121a的第二区域132a以及从第一区域131a弯曲并被形成在第一区域131a和第二区域132a之间的弯曲区域133a。此外，第二区域132a可以包括被焊接到第一未涂覆区域121a的第三区域134a。使用这样的结构，电极组件120可以被构造成使得它基本上紧贴到第一集电板130a。例如，电极组件120可以因为重力而从第一集电板130a被拉下，电极 组件120的底部区域可与壳体110的底壁113隔开预定距离。
在一个实施方式中，基本为矩形的熔断器孔135a可被形成在第一集电板130a的第一区域131a中，一对熔断器136a(每一个都具有相对小的截面面积)可被形成在熔断器孔135a的相反侧。例如，熔断器136a的每一个的宽度可以小于第一区域131a或第二区域132a的宽度。为了形成熔断器136a，被形成在第一区域131a中的通孔被例示在图3A中。如图3B所示，切口部分435a可被形成在熔断器436a的相反侧。
熔断器136a可以被由于在外部短路或电池单元100的过电流的情况下流动的过电流产生的热熔化(例如，可以是可熔的)，以切断充电和/或放电电流，从而提高电池单元100的安全性。
另外，结合孔137a和138a(第一端子160a的紧固区域161a和结合突起164a可被结合到其上)可被形成在第一集电板130a的第一区域131a中。
在一个实施方式中，第一集电板130a可以包括，例如，铝、铝合金、钛、不锈钢、金、钽、铌、铪、锆、钒、铟、钴、钨、锡、铍、钼或它们的合金。在一个实施方式中，当第一集电板130a由铝制成时，熔断器136a也可以由铝制成。铝的熔点约为659℃。因此，如果熔断器136a的温度由于过充电而上升到约659℃，熔断器136a可以被自然地熔化和切断(例如可以是可切断的)。熔断器136a被熔化和切断的时间越长，电弧放电的时间可能越长，因此电池单元100可能在内部是不稳定的。
第一绝缘部件140a可大致围绕第一集电板130a的第一区域131a。例如，第一绝缘部件140a可位于盖板150与第一集电板130a的第一区域131a之间，并且可以围绕第一端子160a的紧固区域161a、凸缘163a和第一集电板130a的第一区域131a。例如，第一绝缘部件140a可包括被插入在第一集电板130a的第一区域131a和第一端子160的凸缘163a与盖板150之间的上部区域141a以及围绕第一集电板130a的第一区域131a、第一端子160a的紧固区域161a和凸缘163a的大致四个侧区域142a。第一绝缘部件140a可由例如聚苯硫醚(其可以是稳定的或不与电解质溶液反应)等形成。
盖板150可覆盖壳体110的开口区域，同时允许第一端子160a暴露或突出到外部。壳体110和盖板150之间的边界可以用激光束进行焊接。在一个实施方式中，电解质溶液注入孔151可以被形成在盖板150中，并可以由塞152封闭。在一个实施方式中，排气口153(具有相对小的厚度)也可被形成在盖板150中。盖板150可以由和壳体110相同的材料制成。
在一个实施方式中，盖板150可包括通孔154和封闭或覆盖通孔154的膜155。通孔154和膜155可被形成在第二端子160b和排气口153之间。在一个实施方式中，通孔154和膜155可以被形成在其他合适的位置。膜155可具有比盖板150的厚度更小的厚度，并在正常状态下(例如，电池单元没有被过充电或以其他方式正常操作的状态下)可以凸出地形成，或者可朝电极组件120突出或指向电极组件120。响应于异常状态下(例如在电池单元被过充电的状态下)电池单元的内部压力的增加，膜155可以通过在远离电极组件120的方向反转而凸出地形成(例如，可以远离电极组件凸出地突出或指向)。膜155可以被电短路到短路构件300的第一延伸区域320，例如，膜155对于短路构件300的第一延伸区域320是可短路的。
第一端子160a可被电连接到第一集电板130a，并可穿过盖板150，再向外延伸预定长度。例如，第一端子160a可被结合到第一集电板130a的第一区域131a，并可穿过第一绝缘部件140a和盖板150，再向外延伸预定长度。第一端子160a可被电和机械结合到第一集电板130a的第一区域131a中的结合孔137a，并可包括柱状的紧固区域161a以及被固定到紧固区域161a并在壳体110或盖板150的外部且与汇流条(未示出)结合的固定区域162a。
在一个实施方式中，板状的凸缘163a可水平地延伸预定长度并在壳体110或第一绝缘部件140a内。凸缘163a可包括向下延伸的结合突起164a(被结合到第一集电板130a的第一区域131a中的另一结合孔138a)。在一个实施方式中，凸缘163a的顶表面可以与第一绝缘部件140a的上部区域141a紧密接触。在一个实施方式中，预定的空间可以被提供在凸缘163a和第一绝缘部件140a的侧区域142a之间。第一集电板130a的熔断器136a和弯曲区域133a可位于该空间中。
在一个实施方式中，紧固区域161a、固定区域162a、凸缘163a和结合突起164a(构成第一端子160a)可以包括，例如，铝、铝合金等。
在一个实施方式中，盖板150上方的紧固区域161a可被结合到固定区域162a，然后被铆接或焊接，盖板150下方的紧固区域161a和结合突起164a可被结合到第一集电板130a的第一区域131a中的结合孔137a和138a，然后被铆接或焊接。
在一个实施方式中，第一端子160a的紧固区域161a可以穿过盖板150，密封衬垫171a可被形成在其外圆周上。因此，第一端子160a可以与盖板150绝缘。在一个实施方式中，密封衬垫171a可以由例如全氟烷氧基(其可以是惰性的或不与电解质溶液反应)形成。
在一个实施方式中，上绝缘部件172a可被插入在固定区域162a和壳体110 之间。上绝缘部件172a可与密封衬垫171a紧密接触。上绝缘部件172a可将第一固定区域162a和盖板150彼此绝缘。在一个实施方式中，上绝缘部件172a可以由例如聚苯硫醚(其可以是惰性的或不与电解质溶液反应)形成。
例如，在壳体110和盖板150带正电荷的电池中，固定区域162a和盖板150可通过高电阻构件(未示出)彼此电连接。
第二集电板130b、第二绝缘部件140b和第二端子160b的结构可以分别和第一集电板130a、第一绝缘部件140a、第一端子160a的结构基本上相同。在一个实施方式中，熔断器孔135b和熔断器136b可被提供在第二集电板130b中。在一个实施方式中，熔断器孔135b和熔断器136b可以不被提供在第二集电板130b中。例如，第二集电板130b可以由铜或铜合金制成。铜具有大于铝的熔点的大约1083℃的熔点。例如，在第二集电板130b的熔断器136b开始操作(例如熔化)之前，第一集电板130a的熔断器136a首先操作，使得充电电流和/或放电电流被切断。为了进一步提高电池单元100的安全性，如图2B所示，第二集电板130b的熔断器孔135b和熔断器136b可被提供。
图4A例示显示根据一个实施例的电池模块10中的电池单元100和短路构件300之间的关系的垂直剖视图。图4B和图4C例示显示当电池模块10被过充电时发生短路之前和之后膜155和短路构件300之间的关系的局部放大剖视图。
如图4A所示，绝缘层340可被提供在短路构件300的基体区域310中或上，以被连接或附着到壳体110的长侧壁111b。例如，基体区域310可以被附着到壳体110的外部，而不是壳体110的内部。在一个实施方式中，短路构件300的第一延伸区域320可从基体区域310向上延伸预定长度，然后在平行于盖板150的方向上被弯曲。例如，短路构件300的第一延伸区域320可以位于膜155(其被形成在盖板150上或中)上或重叠膜155。短路构件300的第二延伸区域330可被电连接到电池单元100的第二端子(即负电极端子)160b。短路构件300的第二延伸区域330可通过绝缘层340与电池单元100的壳体110绝缘。
如图4B所示，短路构件300的第一延伸区域320在正常状态下(例如，当电池单元100没有被过充电和/或以其他方式功能正常时)可以不被短路到膜155。然而，如图4C所示，短路构件300的第一延伸区域320在异常状态下(例如当电池单元100被过充电时)可被短路到膜155。例如，如果电池单元100被过充电，从电解质溶液或活性物质产生气体，电池单元100的内部压力增加，膜155可以是可短路的。因此，之前向下或向内凸出的膜155可以被反转为向上或向外凸出，使得膜155(和被电连接到其上的第一电池单元的端子)被短路到短路构件300的 第一延伸区域320(和被电连接到其上的第二电池的端子)。
图5A至图5C例示显示当电池模块被过充电时根据一个实施例的电池模块10的操作的电路图。
如图5A所示，电池模块10可以包括被彼此串联连接的五个电池单元100，以及短路构件300(具有第一电池单元100a和第二电池单元100b之间的开关155)，被彼此串联连接的五个电池单元100的每个可包括熔断器136a。例如，开关155可以基本上对应于膜155。在一个实施方式中，当电池模块10被过充电时，过充电电流可以从第一电池单元100a流到第二电池单元100b。
如图5B所示，如果电池模块10被过充电，第一电池单元100a的膜155可以操作，以被短路到短路构件300。在电路图中，开关155被接通。例如，如果电池模块10被过充电，电池单元100的内部压力可能增加，从而使膜155可以被向外推并被反转，以被短路到短路构件300。
如图5C所示，如果电池模块10被过充电，第一电池单元100a的熔断器136a可以在第一时间被熔化和切断，从而使充电电流可以不被供给到电池单元100，而是通过开关(即膜155)以及短路构件300被旁路。例如，因为充电电流可以在第一时间被供给到第一电池单元100a，第一电池单元100a的熔断器136a可以在第一时间被熔化和切断。在一个实施方式中，图5B和图5C所示的状态可几乎同时建立。
如上所述，根据一个实施例，当电池模块10被过充电时，充电电流可以不被供给到电池单元100，而是可以通过短路构件300被旁路，由此提高电池模块10的过充电安全性。
图6例示根据一个实施例的电池模块10被导体350刺破的状态的垂直剖视图。
如图6所示，例如针形的导体350可以刺破短路构件300和第一电池单元100a。因此，短路构件300和第一电池单元100a的壳体110可以被例如针形的导体350彼此直接短路。
图7A和图7B例示显示当电池模块被刺破时根据一个实施例的电池模块10的操作的电路图。
如图7A和图7B所示，如果例如针形的导体350使短路构件300和第一电池单元100a的壳体110直接彼此短路，则可以在第一电池单元100a和第二电池单元100b之间形成旁路的短路电流通道。
例如，比允许的电流的量更大的过电流可以在第一电池单元100a和第二电池单元100b之间流动，从而熔化第一电池单元100a的熔断器136a。因此，只要例 如针形的导体350刺破第一电池单元100a，可以在第一电池单元100a和第二电池单元100b之间形成旁路的短路电流通道，从而提高电池模块10的刺破安全性。
图8A和图8B例示当电池模块被刺破时根据一个实施例的电池模块10的操作的示意图。
如图8A和图8B所示，当例如针形的导体350刺破第一电池单元100a时，短路电流可以流过第一电池单元100a的第一端子(即，正电极端子)160a、第一电池单元100a的壳体110、针形的导体350、短路构件300、多个电池单元100以及第一电池单元100a的第二端子(即，负电极端子)160b。例如，短路电流可以高于或等于允许的电流，第一电池单元100a的熔断器136a可以被熔化和切断。因此，第一电池单元100a的壳体110可与电极组件120的正电极电隔开，使得第一电池单元100a的壳体110的极性可被消除。
如上所述，当例如针形的导体350刺破短路构件300和第一电池单元100a时，第一电池单元100a的能量可通过短路构件300迅速减小。另外，由于熔断器136a被熔化和切断，第一电池单元100a的壳体110的极性，例如正极性，可以被消除。因此，第一电池单元100a的刺破安全可以得到提高。
作为总结和回顾，在混合动力车辆或电动车辆中使用的锂离子二次电池可以具有相对高的容量，提供针对过充电或刺破的安全装置可能是重要的。当锂离子二次电池被过度充电或刺破时，安全装置可以迅速地切断充电或放电路径。
实施例可以提供可以在模块基础上有助于提高针对过充电和刺破的安全性的电池模块。
根据一个实施例，短路构件可以仅被安装在电池模块的一侧，而不是被安装在每个电池单元中，从而在电池模块过充电期间过充电电流可以通过短路构件被旁路，从而提高电池模块的过充电安全性。另外，可以在每个模块上仅安装一个短路构件，可以降低组件的数量，从而降低电池模块的制造成本。
另外，如果针形的导体刺破短路构件和电池单元，电池单元的能量可通过短路构件迅速释放。此外，电池单元的壳体的极性(例如正极性)可借助熔断器的熔化而消除，从而提高电池模块的刺破安全性。
在本文中已经公开示例实施例，尽管使用特定的术语，但它们仅以一般和描述性的意义被使用并将被解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，正如自递交本申请时起对本领域普通技术人员将变得明显的那样，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或可以和结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非有相反的明确表示。因此，本领域技术人员将理解， 在不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。