JP7462663B2 - 電池モジュール、その製造方法および電池モジュールを含む電池パック - Google Patents
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Description
（関連出願との相互引用）
本出願は２０１９年６月１２日付韓国特許出願第１０－２０１９－００６９２３０号および２０２０年１月３０日付韓国特許出願第１０－２０２０－００１１３２９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本出願は２０１９年６月１２日付韓国特許出願第１０－２０１９－００６９２３０号および２０２０年１月３０日付韓国特許出願第１０－２０２０－００１１３２９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、電池モジュール、その製造方法および電池モジュールを含む電池パックに関するものであって、具体的には、熱伝導性樹脂の定量塗布が可能な電池モジュールの製造方法、前記方法で製造された電池モジュールおよび前記電池モジュールを含む電池パックに関するものである。
現代社会では携帯電話、ノートパソコン、カムコーダ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化されるにつれて、前記のようなモバイル機器に関連する分野の技術に対する開発が活発になっている。また、充放電の可能な二次電池は化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案として、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグ－インハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として用いられているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。
現在商用化された二次電池としてはニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうちのリチウム二次電池はニッケル系列の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらなくて充放電が自由であり、自己放電率が非常に低くエネルギー密度が高いという長所で脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを挟んで配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材、即ち、電池ケースを備える。
一般に、リチウム二次電池は外装材の形状によって、電極組立体が金属カンに内装されているカン型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内装されているパウチ型二次電池とに分類できる。
小型機器に用いられる二次電池の場合、２－３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに用いられる二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）が用いられる。このような電池モジュールは、多数の電池セルが互いに直列または並列に連結されてセル積層体を形成することによって容量および出力が向上される。また、一つ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。
図１は、従来の電池モジュール１０に対する分解斜視図である。
図１を参照すれば、電池モジュール１０は、前面と後面が開放されてセル積層体２０を内部空間に収納するモノフレーム３０およびモノフレーム３０の前面と後面を覆うエンドプレート６０を含む。
このようなモノフレーム３０の場合、セル積層体２０が図１に示した矢印のようにＸ軸方向に沿ってモノフレーム３０の開放された前面または後面に水平方向に組み立てられる形態である。但し、モノフレーム３０の高さはセル積層体２０の最大高さと挿入過程での組み立て公差（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）などを考慮して高く設計されなければならず、これによって不必要に浪費される空間が発生してしまう。ここで、公差（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）とは、嵌め合いなどによって発生する間隙をいう。
一方、セル積層体２０の下部とモノフレーム３０の間に、熱伝達およびセル積層体の固定のための熱伝導性樹脂層を形成することができる。一般に、セル積層体２０をモノフレーム３０に挿入した以後に、モノフレーム３０に形成された注入口を通じて熱伝導性樹脂を挿入することによって、熱伝導性樹脂層を形成する。
但し、前記のような注入方法の場合、各電池モジュールでの部品の公差によって熱伝導性樹脂の定量注入が難しくて、必要以上の熱伝導性樹脂が消費される短所がある。
本発明の実施形態は既存に提案された方法の前記のような問題点を解決するためのものであって、内部空間をさらに効率的に活用することができ、熱伝導性樹脂を定量注入することができる電池モジュールの製造方法、前記方法で製造された電池モジュールおよび前記電池モジュールを含む電池パックを提供することをその目的とする。
但し、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述の課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張できる。
本発明の一実施形態による電池モジュールは複数の電池セルを含むセル積層体；および前記セル積層体を収容するモジュールフレームを含み、前記モジュールフレームの底部は、熱伝導性樹脂層がそれぞれ形成された第１領域、第２領域および第３領域を含み、前記第１領域の熱伝導性樹脂層および前記第２領域の熱伝導性樹脂層は前記第３領域の熱伝導性樹脂層より厚い。
前記第１領域および前記第２領域は前記モジュールフレームの前記底部において互いに離隔された両端部に位置し、前記第３領域は互いに離隔された前記第１領域と前記第２領域の間に配置できる。
前記第３領域の熱伝導性樹脂層は、前記第１領域の熱伝導性樹脂層と隣接した第１熱伝導性樹脂層および前記第２領域の熱伝導性樹脂層と隣接した第２熱伝導性樹脂層を含むことができ、前記第３領域は、前記第１熱伝導性樹脂層と前記第２熱伝導性樹脂層の間に位置した熱伝導性樹脂未塗布部を含むことができる。
前記電池モジュールは、前記熱伝導性樹脂未塗布部を覆う絶縁フィルムをさらに含むことができる。
前記電池モジュールは、前記第１熱伝導性樹脂層および前記第２熱伝導性樹脂層のうちの少なくとも一方と前記底部の間に位置した絶縁フィルムをさらに含むことができる。
前記電池モジュールは、前記第１熱伝導性樹脂層および前記第２熱伝導性樹脂層の間に位置した絶縁フィルムをさらに含むことができる。
前記モジュールフレームの前面と後面がそれぞれ開放され、前記第１領域と前記第２領域は、前記前面および前記後面とそれぞれ隣接した前記底部の両端部にそれぞれ配置できる。
前記複数の電池セルの電極リードは、前記前面および前記後面に向かって突出していてもよい。
前記第３領域の熱伝導性樹脂層と前記底部の間に位置する絶縁フィルムをさらに含むことができる。
前記複数の電池セルの積層方向は前記モジュールフレームの前記底部と平行であり、前記複数の電池セルそれぞれが前記熱伝導性樹脂層と接触してもよい。
前記モジュールフレームは上部が開放されたＵ字型であってもよく、前記電池モジュールは前記モジュールフレームの前記上部で前記セル積層体を覆う上部プレートをさらに含むことができる。
前記モジュールフレームは前記底部の対向する両側面で上方に延びた２つの側面部をさらに含み、前記２つの側面部の間の距離は前記上部プレートの幅と同一であってもよい。
本発明の一実施形態による電池モジュールの製造方法は、上部が開放されたモジュールフレームの底部に熱伝導性樹脂を塗布して熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階；複数の電池セルを含むセル積層体が、上部が開放された前記モジュールフレームの底部に向かって垂直に移動する段階；前記セル積層体が前記熱伝導性樹脂塗布層を圧縮しながら熱伝導性樹脂層を形成する段階；および前記開放されたモジュールフレームの上部で前記セル積層体を覆うように上部プレートを装着する段階を含み、前記モジュールフレームの底部は第１領域、第２領域および第３領域を含み、前記熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階で前記熱伝導性樹脂が前記第１領域および前記第２領域にそれぞれ塗布され、前記熱伝導性樹脂層を形成する段階で前記第１領域および前記第２領域に塗布された前記熱伝導性樹脂が前記第３領域に移動する。
前記第１領域および前記第２領域は前記モジュールフレームの前記底部において互いに離隔された両端部に位置し、前記第３領域は互いに離隔された前記第１領域と前記第２領域の間に配置できる。
前記モジュールフレームの前面と後面がそれぞれ開放され、前記第１領域と前記第２領域は、前記前面および前記後面とそれぞれ隣接した前記底部の両端部に配置できる。
前記複数の電池セルの電極リードは、前記前面および前記後面に向かって突出していてもよい。
前記電池モジュールの製造方法は、前記第３領域上に絶縁フィルムを配置する段階をさらに含むことができる。
本発明の実施形態によれば、モジュールフレームに対するセル積層体の垂直組み立てによって、電池モジュール内不必要な空間を減らすことができて内部空間を効率的に活用することができる。
また、既存の注入方式の代わりに、熱伝導性樹脂を塗布して熱伝導性樹脂層を形成するので、熱伝導性樹脂を必要なだけのみ定量塗布するのが容易である。
以下、添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付けるようにする。
また、図面で示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示されたところに限定されない。図面で、様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして、図面で、説明の便宜のために、一部層および領域の厚さを誇張されるように示した。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分“の上に”または“上に”あるという時、これは他の部分“の直上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分“の直上に”あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分“の上に”または“上に”あるというのは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって“の上に”または“上に”位置することを意味するのではない。
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。
図２は本発明の一実施形態による電池モジュール１００とその製造方法を説明するための分解斜視図であり、図３は図２のモジュールフレーム３００を示す斜視図である。
図２および図３を参照すれば、本実施形態の電池モジュール１００は、複数の電池セル２１０を含むセル積層体２００およびセル積層体２００を収容するモジュールフレーム３００を含む。
モジュールフレーム３００は上部が開放されたＵ字型であってもよく、電池モジュール１００はモジュールフレーム３００の前記上部でセル積層体２００を覆う上部プレート５００をさらに含むことができる。
モジュールフレーム３００は底部３１０および底部３１０の対向する両側面で上方（Ｚ軸方向）に延びた２つの側面部３２０を含み、前面３３０と後面３４０が開放された形態であってもよい。この時、２つの側面部３２０の間の距離は上部プレート５００の幅と同一であるのが好ましい。
セル積層体２００は一定の方向に沿って積層された複数の電池セル２１０を含み、各電池セル２１０の電極リード２１１を連結するバスバー７１０およびバスバー７１０が装着されるバスバーフレーム７００をさらに含むことができる。この時、複数の電池セル２１０の積層方向はモジュールフレーム３００の底部３１０と平行であってもよい。即ち、図２に示されたＹ軸方向と平行であってもよい。
このようなセル積層体２００がモジュールフレーム３００の底部３１０上に装着されて、複数の電池セル２１０それぞれがモジュールフレーム３００の底部３１０に塗布された熱伝導性樹脂層と接触できる。前記熱伝導性樹脂層については後で詳しく説明する。
図４は、図２のセル積層体２００に含まれている一つの電池セル２１０を示す斜視図である。図２および図４を共に参照すれば、本実施形態による電池セル２１０は二つの電極リード２１１、２１２が互いに対向して電池本体２１３の一端部２１４ａと他端部２１４ｂからそれぞれ突出している構造を有する。電池セル２１０は、電池ケース２１４に電極組立体（図示せず）を収納した状態で電池ケース２１４の両端部２１４ａ、２１４ｂとこれらを連結する両側面２１４ｃを接着することによって製造できる。このような電池セル２１０を備えたセル積層体２００は、モジュールフレーム３００に装着された時、電極リード２１１、２１２が前面３３０または後面３４０に向かって突出していてもよい。
一方、電池モジュール１００は、前面３３０と後面３４０を覆うエンドプレート６００をさらに含むことができる。モジュールフレーム３００とエンドプレート６００は溶接などの方法によって接合できるが、これに制限されず多様な実施形態が適用できる。具体的に図示しなかったが、変形された実施形態として、モジュールフレームは前面と後面が開放されず一体化された構造を形成してエンドプレートが不必要な構造であってもよい。
図２および図３を再び参照すれば、本発明の一実施形態による電池モジュール１００の製造方法は、上部が開放されたモジュールフレーム３００の底部３１０に熱伝導性樹脂を塗布して熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階、複数の電池セル２１０を含むセル積層体２００が、上部が開放されたモジュールフレーム３００の底部３１０に向かって垂直に移動する段階、およびセル積層体２００が前記熱伝導性樹脂塗布層を圧縮しながら熱伝導性樹脂層を形成する段階を含む。
この時、セル積層体２００が底部３１０に向かって垂直に移動するのは、図２に示した矢印のように、Ｚ軸方向の反対方向に沿ってセル積層体２００が底部３１０上に配置されることを意味する。
モジュールフレーム３００の底部３１０は第１領域３１１、第２領域３１２および第３領域３１３を含み、前記熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階で熱伝導性樹脂が第１領域３１１および第２領域３１２に塗布される。
第１領域３１１と第２領域３１２は、底部３１０で互いに離隔された両端部に配置できる。具体的には、側面部３２０と隣接した端部でない、開放された前面３３０および後面３４０とそれぞれ隣接した底部３１０の両端部に第１領域３１１と第２領域３１２が配置できる。一方、第３領域３１３は、互いに離隔された第１領域３１１と第２領域３１２の間に配置できる。
即ち、第１領域３１１と第２領域３１２の位置に特別な制限があるのではないが、前面３３０および後面３４０とそれぞれ隣接した底部３１０の両端部に位置するのが好ましい。電極リード２１１が他の部分に比べて発熱量が多いため、電極リード２１１と対応する所に第１領域３１１と第２領域３１２が位置するのがセル積層体２００の冷却にさらに効率的であるためである。
その後、モジュールフレーム３００の開放された上部を上部プレート５００で覆い、モジュールフレーム３００の前面３３０と後面３４０それぞれをエンドプレート６００で覆う段階が続く。
先に説明した通り、図１のモノフレーム３０は、水平方向に挿入による組み立て公差を考慮してモノフレーム３０の高さを余裕あるように設計する必要があるが、本実施形態ではセル積層体２００を垂直方向に沿って組み立てることができるため、側面部３２０の高さをさらに低く設定して、さらにコンパクトな電池モジュールを構成することができる。即ち、容量および出力に優れた電池モジュールを製造することができる。
図５は、図３の切断線Ｂ－Ｂ’に沿って切断した断面図の一部を示す。特に、第１領域３１１～第３領域３１３の間の境界を拡大して示す。図５を図２と共に再び参照すれば、先に説明した通り、底部３１０の中の第１領域３１１と第２領域３１２に熱伝導性樹脂を塗布して熱伝導性樹脂塗布層４００を形成することができる。その後、セル積層体２００が垂直方向（図２のＺ軸と反対方向）に沿って移動して熱伝導性樹脂塗布層４００を圧縮することができる。これにより、第１領域３１１と第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００の一部が第３領域３１３に移動する。即ち、第３領域３１３の左側に位置した第１領域３１１の熱伝導性樹脂塗布層４００はＣ方向に、第３領域３１３の右側に位置した第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００はＣ’方向に移動する。
先に説明した通り、図１のモノフレーム３０は、セル積層体２０を挿入した後にモノフレーム３０の注入口を通じて熱伝導性樹脂を注入するため、必要以上の熱伝導性樹脂が注入される問題があった。
本実施形態では、熱伝導性樹脂を予め塗布するので、従来のような必要以上の過量注入を防止することができる。また、セル積層体２００の圧縮によって熱伝導性樹脂塗布層４００の一部が移動して満たされる形態であるので、熱伝導性樹脂の定量塗布がさらに容易であるという長所がある。
一方、熱伝導性樹脂塗布層４００の熱伝導性樹脂は熱伝導性接着物質を含むことができ、具体的にシリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）素材、ウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎ）素材およびアクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）素材のうちの少なくとも一つを含むことができる。前記熱伝導性樹脂は、塗布時には液状であるが、塗布後に固化されてセル積層体２００を構成する一つ以上の電池セル２１０を固定する役割を果たすことができる。また、熱伝導特性が優れるため電池セル２１０で発生した熱を迅速に電池モジュールの外部に伝達して電池モジュールの過熱を防止することができる。
図６は、セル積層体が熱伝導性樹脂塗布層を圧縮して熱伝導性樹脂層４１０ａ、４２０ａ、４３０ａを形成した以後を示す断面図である。
即ち、セル積層体（図示せず）の圧縮によって、図５に示されたように第１領域３１１と第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００の一部が第３領域３１３に移動し、図６に示されたように第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ａ、第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ａおよび第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ａを形成する。
前記のように、圧縮による熱伝導性樹脂の移動によって熱伝導性樹脂層４１０ａ、４２０ａ、４３０ａが形成されるので、第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ａおよび第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ａは第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ａより厚くてもよい。より詳しくは、第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ａと第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ａはそれぞれ第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ａ方向に行くほどその厚さが減少できる。
ここで、熱伝導性樹脂層４１０ａ、４２０ａ、４３０ａの厚さは底部３１０を基準にして底部３１０の垂直方向に対する長さを意味する。
即ち、本発明の一実施形態によれば、第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ａの最低点と底部３１０の間の長さが第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ａの最高点と底部３１０の間の長さより長くてもよい。同様に、第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ａの最低点と底部３１０の間の長さが第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ａの最高点と底部３１０の間の長さより長くてもよい。
図７～図１０はそれぞれ本発明の他の変形実施形態を説明するための断面図である。まず、図７は、絶縁フィルム４４０をさらに含む電池モジュールに対する断面図である。
図７を参照すれば、底部３１０と第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ｂの間に、電気的絶縁のための絶縁フィルム４４０がさらに配置されてもよい。
即ち、図３および図５での第３領域３１３上に絶縁フィルム４４０をさらに配置し、第１領域３１１と第２領域３１２に塗布された熱伝導性樹脂塗布層４００が絶縁フィルムの上に移動しながら図７のような熱伝導性樹脂層４１０ｂ、４２０ｂ、４３０ｂおよび絶縁フィルム４４０の構造を形成することができる。
絶縁フィルム４４０は、第３領域３１３に熱伝導性樹脂が完全に塗布されていない部分ができた場合、その部分を通じて電池セル（図示せず）と底部３１０の間に電流が流れることを防止するためのものであり、電気的絶縁性を帯びる薄い膜であればその形態と素材に制限はない。
その次に、図８は、本発明の変形実施形態として、第３領域３１３に形成された熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｃを含む電池モジュールを説明するための断面図である。
前述のとおり、セル積層体（図示せず）の圧縮によって、図５に示されたように第１領域３１１と第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００の一部が第３領域３１３に移動する。
この時、図８を参照すれば、第１領域３１１の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部が第３領域３１３に移動して第１熱伝導性樹脂層４３０ｃａを形成することができ、第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部が第３領域３１３に移動して第２熱伝導性樹脂層４３０ｃｂを形成することができる。但し、第１熱伝導性樹脂層４３０ｃａと第２熱伝導性樹脂層４３０ｃｂは互いに当接せず離隔されて熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｃが形成できる。
圧縮による熱伝導性樹脂の移動によって熱伝導性樹脂層４１０ｃ、４２０ｃ、４３０ｃａ、４３０ｃｂが形成されることは同一でありが、第１領域３１１と第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）から移動した熱伝導性樹脂が互いに当接しないため熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｃが設けられ得る。
即ち、本実施形態によれば、第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ｃａ、４３０ｃｂは、第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ｃと隣接した第１熱伝導性樹脂層４３０ｃａおよび第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ｃと隣接した第２熱伝導性樹脂層４３０ｃｂを含むことができる。また、第３領域３１３は、第１熱伝導性樹脂層４３０ｃａと第２熱伝導性樹脂層４３０ｃｂの間に位置した熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｃを含むことができる。
その次に、図９と図１０は本発明の変形実施形態として、第３領域３１３に形成された熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｄ、４３１ｅを覆う絶縁フィルム４４０ｄ、４４０ｅを説明するための断面図である。
まず、図９を参照すれば、本発明の変形された一実施形態による電池モジュールは、第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａおよび第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂのうちの少なくとも一方と底部３１０の間に位置した絶縁フィルム４４０ｄをさらに含むことができる。即ち、図９に絶縁フィルム４４０ｄが第１および第２熱伝導性樹脂層４３０ｄａ、４３０ｄｂ全ての下に位置したもののみ示されているが、第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａと第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂのうちの一方の下に位置することも変形された形態として可能である。
その次に、図１０を参照すれば、本発明の変形された一実施形態による電池モジュールは、第１熱伝導性樹脂層４３０ｅａおよび第２熱伝導性樹脂層４３０ｅｂの間に位置した絶縁フィルム４４０ｅをさらに含むことができる。より詳しくは、第１熱伝導性樹脂層４３０ｅａの一端部と絶縁フィルム４４０ｅの左側端部が当接し、第２熱伝導性樹脂層４３０ｅｂの一端部と絶縁フィルム４４０ｅの右側端部が当接し得る。
図３および図５での第３領域３１３上に絶縁フィルム４４０ｄ、４４０ｅをさらに配置し、第１領域３１１と第２領域３１２に塗布された熱伝導性樹脂塗布層４００が絶縁フィルムの上または両側に移動しながら、図９のような熱伝導性樹脂層４１０ｄ、４２０ｄ、４３０ｄａ、４３０ｄｂおよび絶縁フィルム４４０ｄの構造や図１０のような熱伝導性樹脂層４１０ｅ、４２０ｅ、４３０ｅａ、４３０ｅｂおよび絶縁フィルム４４０ｅの構造を形成することができる。
具体的に、図９で示された構造の場合、第１領域３１１の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部が第３領域３１３に移動して絶縁フィルム４４０ｄ上に第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａを形成することができ、第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部が第３領域３１３に移動して絶縁フィルム４４０ｄ上に第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂを形成することができる。第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａと第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂは互いに当接せず離隔され得る。
即ち、第３領域３１３の熱伝導性樹脂層４３０ｄａ、４３０ｄｂは、第１領域３１１の熱伝導性樹脂層４１０ｄと隣接した第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａおよび第２領域３１２の熱伝導性樹脂層４２０ｄと隣接した第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂを含むことができる。また、絶縁フィルム４４０ｄ上に互いに離隔された第１熱伝導性樹脂層４３０ｄａと第２熱伝導性樹脂層４３０ｄｂのうちの少なくとも一方が配置できる。
これとは異なり、図１０で示された構造の場合、熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の移動程度および移動量などを計算して、絶縁フィルム４４０ｅの横幅を相対的に狭く形成することができる。これにより、第１領域３１１の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部と第２領域３１２の熱伝導性樹脂塗布層４００（図５参照）の一部が第３領域３１３に移動する時、絶縁フィルム４４０ｅの上まで移動するのではなく、それぞれ絶縁フィルム４４０ｅの左側端部と右側端部まで移動できる。
図９および図１０に示された絶縁フィルム４４０ｄ、４４０ｅは、第３領域３１３に形成された熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｄ、４３１ｅを覆うことができる。このような絶縁フィルム４４０ｄ、４４０ｅによって熱伝導性樹脂未塗布部４３１ｄ、４３１ｅを通じて電池セル（図示せず）と底部３１０の間に電流が流れるのを防止することができる。このような絶縁フィルム４４０ｄ、４４０ｅは、前述のように、電気的絶縁性を帯びる薄い膜であればその形態と素材に制限はない。
前述の本実施形態による一つまたはそれ以上の電池モジュールは、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却システムなどの各種制御および保護システムと共に装着されて電池パックを形成することができる。
前記電池モジュールや電池パックは多様なデバイスに適用できる。具体的には、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用できるが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。
本実施形態で、前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象になる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得る。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。
１０：電池モジュール
２０：セル積層体
１００：電池モジュール
２００：セル積層体
２１０：電池セル
２１１：電極リード
２１２：電極リード
２１４ａ：両端部
２１４ｂ：両端部
２１４ｃ：両側面
３００：モジュールフレーム
３１０：底部
３１１：第１領域
３１２：第２領域
３１３：第３領域
３２０：側面部
３３０：前面
３４０：後面
４００：熱伝導性樹脂塗布層
４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄ，４１０ｅ，４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃ，４２０ｄ，４２０ｅ，４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃａ，４３０ｃｂ，４３０ｄａ，４３０ｄｂ，４３０ｅａ，４３０ｅｂ：熱伝導性樹脂層
４３１ｃ，４３１ｄ，４３１ｅ：熱伝導性樹脂未塗布部
４４０，４４０ｄ，４４０ｅ：絶縁フィルム
５００：上部プレート
２０：セル積層体
１００：電池モジュール
２００：セル積層体
２１０：電池セル
２１１：電極リード
２１２：電極リード
２１４ａ：両端部
２１４ｂ：両端部
２１４ｃ：両側面
３００：モジュールフレーム
３１０：底部
３１１：第１領域
３１２：第２領域
３１３：第３領域
３２０：側面部
３３０：前面
３４０：後面
４００：熱伝導性樹脂塗布層
４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄ，４１０ｅ，４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃ，４２０ｄ，４２０ｅ，４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃａ，４３０ｃｂ，４３０ｄａ，４３０ｄｂ，４３０ｅａ，４３０ｅｂ：熱伝導性樹脂層
４３１ｃ，４３１ｄ，４３１ｅ：熱伝導性樹脂未塗布部
４４０，４４０ｄ，４４０ｅ：絶縁フィルム
５００：上部プレート
Claims (15)
- 複数の電池セルを含むセル積層体；および
前記セル積層体を収容するモジュールフレームを含み、
前記モジュールフレームの底部は、熱伝導性樹脂層がそれぞれ形成された第１領域、第２領域および第３領域を含み、
前記第１領域の熱伝導性樹脂層および前記第２領域の熱伝導性樹脂層は前記第３領域の熱伝導性樹脂層より厚く、
前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域は前記複数の電池セルの積層方向に垂直な方向に配置されており、
前記第１領域および前記第２領域は、前記モジュールフレームの前記底部において互いに離隔された両端部に位置し、
前記第３領域は、互いに離隔された前記第１領域と前記第２領域の間に位置し、
前記複数の電池セルの積層方向は、前記モジュールフレームの前記底部と平行であり、前記複数の電池セルそれぞれが前記熱伝導性樹脂層と接触する、電池モジュール。 - 前記第３領域の熱伝導性樹脂層は、前記第１領域の熱伝導性樹脂層と隣接した第１熱伝導性樹脂層および前記第２領域の熱伝導性樹脂層と隣接した第２熱伝導性樹脂層を含み、
前記第３領域は、前記第１熱伝導性樹脂層と前記第２熱伝導性樹脂層の間に位置した熱伝導性樹脂未塗布部を含む、請求項１に記載の電池モジュール。 - 前記熱伝導性樹脂未塗布部を覆う絶縁フィルムをさらに含む、請求項２に記載の電池モジュール。
- 前記第１熱伝導性樹脂層および前記第２熱伝導性樹脂層のうちの少なくとも一方と前記底部の間に位置した絶縁フィルムをさらに含む、請求項２または３に記載の電池モジュール。
- 前記第１熱伝導性樹脂層および前記第２熱伝導性樹脂層の間に位置した絶縁フィルムをさらに含む、請求項２または３の何れか一項に記載の電池モジュール。
- 前記モジュールフレームの前面と後面がそれぞれ開放され、
前記第１領域と前記第２領域は、前記前面および前記後面とそれぞれ隣接した前記底部の両端部に位置する、請求項１～４の何れか一項に記載の電池モジュール。 - 前記複数の電池セルの電極リードは、前記前面および前記後面に向かって突出している、請求項６に記載の電池モジュール。
- 前記第３領域の熱伝導性樹脂層と前記底部の間に位置する絶縁フィルムをさらに含む、請求項１～７の何れか一項に記載の電池モジュール。
- 前記モジュールフレームは、上部が開放されたＵ字型であり、
前記モジュールフレームの前記上部で前記セル積層体を覆う上部プレートをさらに含む、請求項１～８の何れか一項に記載の電池モジュール。 - 前記モジュールフレームは、前記底部の対向する両側面から上方に延びた２つの側面部をさらに含み、
前記２つの側面部の間の距離は前記上部プレートの幅と同一である、請求項９に記載の電池モジュール。 - 請求項１～１０の何れか一項による電池モジュールを一つ以上含む電池パック。
- 上部が開放されたモジュールフレームの底部に熱伝導性樹脂を塗布して熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階；
複数の電池セルを含むセル積層体が、上部が開放された前記モジュールフレームの底部に向かって垂直に移動する段階；
前記セル積層体が前記熱伝導性樹脂塗布層を圧縮しながら熱伝導性樹脂層を形成する段階；および
前記開放されたモジュールフレームの上部で前記セル積層体を覆うように上部プレートを装着する段階を含み、
前記モジュールフレームの底部は第１領域、第２領域および第３領域を含み、
前記熱伝導性樹脂塗布層を形成する段階で前記熱伝導性樹脂が前記第１領域および前記第２領域にそれぞれ塗布され、
前記熱伝導性樹脂層を形成する段階で前記第１領域および前記第２領域に塗布された前記熱伝導性樹脂が前記第３領域に移動し、
前記第１領域の熱伝導性樹脂層および前記第２領域の熱伝導性樹脂層は前記第３領域の熱伝導性樹脂層より厚く、
前記第１領域、前記第２領域および前記第３領域は前記複数の電池セルの積層方向に垂直な方向に配置されており、
前記第１領域および前記第２領域は、前記モジュールフレームの前記底部において互いに離隔された両端部に位置し、
前記第３領域は、互いに離隔された前記第１領域と前記第２領域の間に位置し、
前記複数の電池セルの積層方向は、前記モジュールフレームの前記底部と平行であり、前記複数の電池セルそれぞれが前記熱伝導性樹脂層と接触する、電池モジュールの製造方法。 - 前記モジュールフレームの前面と後面がそれぞれ開放され、
前記第１領域と前記第２領域は、前記前面および前記後面とそれぞれ隣接した前記底部の両端部に位置する、請求項１２に記載の電池モジュールの製造方法。 - 前記複数の電池セルの電極リードは、前記前面および前記後面に向かって突出している、請求項１３に記載の電池モジュールの製造方法。
- 前記第３領域上に絶縁フィルムを配置する段階をさらに含む、請求項１２～１４の何れか一項に記載の電池モジュールの製造方法。
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