KR100627397B1 - Secondary battery module - Google Patents

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전윤철
김태용
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 이차전지의 안전 밸브의 구조를 개선하여 이차전지 모듈의 수명을 연장할 수 있도록, 소정 압력에서 개방되는 안전 밸브를 포함하며 일정 간격으로 배열되는 다수개의 단위전지들을 포함하는 이차전지 모듈에 있어서, 상기 단위전지에 설치된 안전 밸브는 상기 단위전지의 위치에 따라 파단 강도가 상이한 이차전지 모듈을 제공한다.The present invention is to improve the structure of the safety valve of the secondary battery to extend the life of the secondary battery module, including a safety valve which is open at a predetermined pressure and a secondary battery module including a plurality of unit cells arranged at regular intervals The safety valve installed in the unit cell provides a secondary battery module having a different breaking strength according to the position of the unit cell.

이차전지, 이차전지 모듈, 안전 밸브, 파단 강도Secondary Battery, Secondary Battery Module, Safety Valve, Breaking Strength

Description

이차 전지 모듈{SECONDARY BATTERY MODULE}Secondary Battery Module {SECONDARY BATTERY MODULE}

도 1은 본 발명에 의한 단위 전지를 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a unit cell according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 리드부 및 밴트 플레이트의 일부를 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a part of the lead portion and the bent plate according to the present invention.

본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 안전 밸브(valve)의 구조를 개선한 이차 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery module, and more particularly, to a secondary battery module having an improved structure of a safety valve of a secondary battery.

최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 상기한 고출력 이차 전지 복수개를 직렬로 연결하여 대용량의 이차 전지를 구성하게 된다.Recently, a high output secondary battery using a high energy density nonaqueous electrolyte has been developed, and a plurality of high output secondary batteries can be connected in series to be used for driving a motor such as an electric vehicle, which requires a large power. The secondary battery is configured.

이와 같이 하나의 대용량 이차 전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 '전지 모듈'이라 칭한다.)는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 '단위전지'라 칭한다.)로 이루어지며, 상기 각각의 단위전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하고 상기 극판과 전기적으로 연결되는 단자가 구비된 캡 조립체를 포함한다.As described above, one large capacity secondary battery (hereinafter, referred to as a 'battery module' for convenience of description throughout the specification) is commonly referred to as a plurality of secondary batteries (hereinafter referred to as 'unit cells' for convenience of description throughout the specification). Each unit cell includes an electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed with a separator interposed therebetween, a case having a space part in which the electrode assembly is embedded, and coupled to the case to seal the electrode plate; And a cap assembly with terminals that are electrically connected.

또한, 상기 캡 조립체는 전극군의 극판과 전기적으로 연결되는 외부 단자와 케이스를 밀폐시키는 가스켓 이외에 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 안전장치를 더욱 포함한다.In addition, the cap assembly further includes a safety device that prevents explosion of the battery by releasing gas by breaking under a set pressure condition in addition to a gasket for sealing an external terminal and a case electrically connected to the electrode plate of the electrode group.

즉, 단위전지는 과충전되거나 고온에서 노출될 경우 전해액과 전지부의 활물질층 간의 반응 또는 전해액, 활물질층 자체의 분해 반응으로 인하여 가스가 발생하게되는데, 이러한 가스로 인하여 전지가 발화되거나 폭발할 위험이 있으며, 이러한 위험을 방지하기 위해서 캡 조립체에 안전 밸브를 설치한다.That is, when the unit battery is overcharged or exposed at high temperature, gas is generated due to the reaction between the electrolyte and the active material layer of the battery unit or the decomposition reaction of the electrolyte and the active material layer itself. The gas may cause the battery to ignite or explode. And a safety valve is installed in the cap assembly to prevent this risk.

그리고 각각의 단위전지는 통상 하우징 내에서 일정 간격으로 배열 장착되고 각 단위전지의 단자를 연결하여 전지 모듈을 구성하게 된다.In addition, each unit cell is usually arranged in a predetermined interval in the housing and connects the terminals of each unit cell to form a battery module.

여기서 상기 전지 모듈은 다수의 단위전지를 전기적으로 연결하며, 전지 모듈의 안정성을 위해서 다수의 단위전지를 하나의 전지 모듈로 체결하는 구조를 가지게 된다. Here, the battery module electrically connects a plurality of unit cells, and has a structure in which a plurality of unit cells are connected to one battery module for stability of the battery module.

즉, 다수의 단위전지를 일렬로 배열시키고, 상기 다수의 전지들의 최외측에 두 개의 엔드 플레이트를 배치하며, 상기 엔드 플레이트가 일렬로 배열된 단위전지를 내측으로 밀착시킨다.That is, a plurality of unit cells are arranged in a row, two end plates are disposed at the outermost side of the plurality of cells, and the unit cells in which the end plates are arranged in line are closely contacted inward.

이때, 엔드 플레이트의 가압력에 의하여 최외측에 위치한 단위전지가 가장 큰 압력을 받게되고, 내측으로 갈수록 작용하는 압력은 감소하게 된다. At this time, the unit cell positioned at the outermost side receives the greatest pressure by the pressing force of the end plate, and the pressure acting toward the inner side decreases.

따라서 최외측에 위치한 단위전지에 가장 큰 압력이 작용하므로, 상기 단위전지는 내측에 위치한 단위전지보다 상대적으로 내부 압력이 쉽게 증가하여 최외측에 위치한 단위전지의 안전 밸브가 가장 먼저 파단되는 문제점이 있다.Therefore, since the greatest pressure acts on the outermost unit cell, the internal pressure of the unit cell is easily increased relative to the inner unit cell, so that the safety valve of the outermost unit cell is broken first. .

또한, 이와 같은 경우 전지 모듈은 충분히 수명을 다하지 아니하였음에도 최외측에 위치한 단위전지의 안전 밸브가 파단되어 전지 모듈 전체를 사용할 수 없는 문제점이 있다. In addition, in this case, even if the battery module has not sufficiently reached its end of life, there is a problem in that the safety valve of the unit cell located at the outermost side is broken so that the entire battery module cannot be used.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전지 모듈에 설치되는 단위전지들의 안전 밸브를 개선하여 수명이 향상된 전지 모듈을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a battery module with improved lifespan by improving the safety valve of the unit cells installed in the battery module.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전지 모듈에 배치되는 각 단위전지들의 위치에 따라 안전 밸브의 파단 강도가 상이하도록 설정한다.In order to achieve the above object, the present invention is set so that the breaking strength of the safety valve is different depending on the position of each unit cell disposed in the battery module.

이를 위해 본 발명의 전지 모듈은 안전 밸브를 포함하는 캡 플레이트가 설치된 다수 개의 단위전지가 일렬로 배열되며, 최외각에 배치되는 단위전지에 설치된 안전 밸브의 파단 강도를 가장 크게 형성한다.To this end, in the battery module of the present invention, a plurality of unit cells in which a cap plate including a safety valve is installed is arranged in a line, and the breakage strength of the safety valve installed in the outermost unit cell is greatest.

여기서 상기 단위전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하고 상기 극판과 전기적으로 연결되는 단자가 구비된 캡 조립체를 포함한다.Here, the unit cell includes an electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate interposed therebetween, a case having a space part in which the electrode assembly is embedded, and a terminal coupled to the case to seal the terminal plate and electrically connected to the electrode plate. And a cap assembly provided.

또한, 상기 캡 조립체는 외부 단자와 케이스를 밀폐시키는 가스켓 이외에 설정된 압력 조건에서 파단되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 안전 밸브를 더욱 포함한다.In addition, the cap assembly further includes a safety valve that prevents the battery from being exploded by releasing the gas by breaking under a set pressure condition in addition to the gasket sealing the external terminal and the case.

그리고 상기 단위전지들은 직렬로 연결된 구조로 이웃하는 단위전지 간에 양극단자와 음극단자가 서로 엇갈리도록 교차 배열되어 전지 모듈을 형성한다.In addition, the unit cells have a structure in which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are alternately arranged between the adjacent unit cells in a structure connected in series to form a battery module.

또한, 상기 전지 모듈의 중앙에서 외측으로 갈수록 단위전지의 안전 밸브의 파단 강도는 점진적으로 증가하는 구조로 될 수 있다.In addition, the breaking strength of the safety valve of the unit cell may gradually increase from the center of the battery module to the outside.

여기서 상기 안전 밸브의 파단 강도는 안전 밸브를 구성하는 소재의 강도, 안전 밸브의 두께, 안전 밸브에 형성되는 홈의 두께 등을 변형함으로써 조절 가능하다.Here, the breaking strength of the safety valve can be adjusted by modifying the strength of the material constituting the safety valve, the thickness of the safety valve, the thickness of the groove formed in the safety valve, and the like.

여기서 상기 이차전지 모듈은 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어서, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다.Here, the secondary battery module is a device that operates by using a motor such as a hybrid electric vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), a wireless cleaner, an electric bicycle, an electric scooter, and the like, and is used as an energy source for driving a motor of the device. Can be used.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 본 실시예에서는 각형 이차전지에 대해서 설명하겠으나, 이에 한정되는 것은 아니며 원통형 전지 등 다양한 구조에 적용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described with respect to the rectangular secondary battery, but is not limited thereto and may be applied to various structures such as a cylindrical battery.

상기한 도면을 참조하여 먼저 대용량의 전지모듈(100)을 이루는 각 단위전지 (50)의 구조를 살펴보면, 상기 단위전지(50)는 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체(10)와 상기 전극 조립체(10)가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스(14), 상기 케이스(14)와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체(30), 상기 양극판(11) 및 음극판(14)의 집전체(20)와 전기적으로 연결되고 상기 캡 조립체(30)의 외측으로 돌출되는 양극단(32)자 및 음극단자(33), 상기 캡 조립체(30)에 설치되어 전지 내부 압력 상승에 따라 파단되는 안전밸브(36)를 포함한다.Looking at the structure of each unit cell 50 constituting a large-capacity battery module 100 with reference to the above drawings, the unit cell 50 is the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 between the separator (13) A case 14 having an electrode assembly 10 positioned at an inner side and a space in which the electrode assembly 10 is embedded, a cap assembly 30 coupled to the case 14 to seal the cap assembly 30, and the positive electrode plate 11. And a positive electrode terminal 32 and a negative electrode terminal 33 that are electrically connected to the current collector 20 of the negative electrode plate 14 and protrude out of the cap assembly 30, and are installed in the cap assembly 30. It includes a safety valve 36 that breaks as the pressure rises.

상기 케이스(14)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(10)이 위치하는 내부 공간부를 가진 육면체 또는 그 이외의 형상으로 이루어진다.The case 14 is made of a conductive metal such as aluminum, an aluminum alloy or nickel plated steel, and the shape is made of a cube or other shape having an internal space part in which the electrode group 10 is located.

본 실시예에서 상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어지며, 양극판의 무지부(11a)와 음극판의 무지부(12a)가 전극군(10)의 양단에 대향 배치되어, 케이스(14)를 수직으로 세워 캡 조립체(30)가 상,하 방향으로 놓여졌을 때를 기준으로 케이스(14)의 양 측면에 전극군(10)의 무지부(11a, 12a)가 위치할 수 있도록 내장 설치되며, 전극군(10)의 양단의 무지부(11a, 12a)에 각각 설치되는 탭(20)(또는 집전판)을 매개로 캡 조립체(30)의 양,음극단자(32, 33)가 전기적으로 연결된다.In the present embodiment, the electrode group 10 is a jelly formed by winding the vortex in the state in which the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12, each of which is coated on the current collector and laminated with the separator 13 interposed therebetween. It is made of a roll type, and the plain portion 11a of the positive electrode plate and the plain portion 12a of the negative electrode plate are disposed opposite to both ends of the electrode group 10, and the case 14 is vertically raised so that the cap assembly 30 can be turned upside down. It is installed so that the uncoated portions (11a, 12a) of the electrode group 10 is located on both sides of the case 14 relative to when placed in the downward direction, and the uncoated portions of both ends of the electrode group 10 ( The positive and negative terminals 32 and 33 of the cap assembly 30 are electrically connected to each other via the tabs 20 (or current collector plates) respectively installed at 11a and 12a.

그리고 좀더 구체적으로, 상기 캡 조립체(30)는 가스켓을 매개로 상기 케이스(14)의 상단에 기밀을 유지한 상태로 결합되는 캡 플레이트(31)와 상기 캡 플레 이트(31)의 중앙에 상기 안전밸브(36)가 설치된 구조로 되어 있다.And more specifically, the cap assembly 30 is secured to the center of the cap plate 31 and the cap plate 31 are coupled to the airtight state on the top of the case 14 via a gasket. The valve 36 is provided.

또한, 상기 캡 플레이트(31)에는 중앙에 개부구(38)가 형성되고, 상기 개구부(38)에 안전밸브(36)가 설치되는데, 상기 안전밸브(36)는 소정의 내부 압력 조건에서 파단될 수 있도록 판 형상으로 형성된다.In addition, an opening 38 is formed at the center of the cap plate 31, and a safety valve 36 is installed at the opening 38, and the safety valve 36 may be broken under a predetermined internal pressure condition. It is formed into a plate shape so that.

또한 상기 안전밸브(36)는 외측을 향해 볼록하게 만곡된 형상으로 형성하며, 만곡부의 가장자리에 두께를 얇게한 홈(37)을 형성하여 소정의 압력에서 용이하게 파단될 수 있는 구조로 형성할 수 있다.In addition, the safety valve 36 is formed in a convexly curved shape toward the outside, and can be formed in a structure that can be easily broken at a predetermined pressure by forming a thin groove 37 in the edge of the curved portion. have.

따라서 상기 홈(37)의 두께에 따라 안전 밸브의 파단압을 조정할 수 있으며, 상기 홈(37)의 두께를 두껍게 할수록 높은 내압에도 견딜 수 있다.Therefore, the breaking pressure of the safety valve can be adjusted according to the thickness of the groove 37, and the thicker the groove 37 can withstand high internal pressure.

다만 상기한 안전밸브(36)의 구조는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 본 발명은 안전밸브(36)의 구조에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 단위전지(50)의 특성과 이에 따른 단위전지(50)의 내압 조건에 따라 다양하게 변형될 수 있다.However, the structure of the safety valve 36 is only one embodiment of the present invention, the present invention is not particularly limited to the structure of the safety valve 36, the characteristics of the unit cell 50 and the unit cell accordingly It may be variously modified according to the pressure resistance condition of 50.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈(100)을 도시한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a rechargeable battery module 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기한 도면을 참조하여 전지 모듈을 설명하면, 다수의 단위전지(50)를 적층 배열하여 전지 집합체를 이루고, 상기 전지 집합체의 양 측단에는 각각 엔드 플레이트(61)를 배열 설치한다.Referring to the drawings, the battery module will be described. A plurality of unit cells 50 are stacked to form a battery assembly, and end plates 61 are arranged on both side ends of the battery assembly.

또한, 상기 각 엔드 플레이트(61)들을 연결하는 연결 로드(65)가 엔드 플레이트(61)에 삽입되고 상기 연결 로드(65)의 단부에는 너트(68)가 결합되어 상기 엔드 플레이트(61)를 죔으로써 상기 단위전지(50)들을 가압하는 구조로 되어 있다.In addition, a connecting rod 65 connecting the end plates 61 is inserted into the end plate 61, and a nut 68 is coupled to an end of the connecting rod 65 to fasten the end plate 61. As a result, the unit cells 50 are pressurized.

그리고 상기 전지 집합체는 단위전지(50) 사이에 전지 격벽(64)을 설치하여 단위전지(50) 사이의 간격을 유지하고 냉각용 공기를 유통시키는 구조로 되어 있다.The battery assembly has a structure in which a battery partition 64 is disposed between the unit cells 50 to maintain a gap between the unit cells 50 and to distribute cooling air.

여기서 각 단위전지들에 설치한 안전밸브는 그 파단 강도가 상이하게 형성한다.Here, the safety valves installed in the unit cells are formed to have different breaking strengths.

특히, 도 2에 도시한 바와 같이 전지 모듈(100)의 길이방향으로 양측단에서부터 소정 길이만큼을 외측부(Ⅱ)라하고, 상기 외측부(Ⅱ) 사이를 중앙부(Ⅰ)라 할 때, 상기 중앙부(Ⅰ)에 배치한 단위전지(50)의 안전 밸브(36)와 외측부(Ⅱ)에 배치한 단위전지(50)의 안전 밸브(36)의 파단 강도가 상이하도록 형성할 수 있다.Particularly, as shown in FIG. 2, when the outer side portion II is a predetermined length from both side ends in the longitudinal direction of the battery module 100, and the outer side portion II is the center portion I, the center portion ( The breakdown strength of the safety valve 36 of the unit cell 50 arranged in I) and the safety valve 36 of the unit cell 50 arranged in the outer part II may be different.

여기서 양쪽 외측부(Ⅱ)에 배치한 단위전지(50)들에 설치된 안전 밸브(36)는 두께가 두꺼운 판재로 형성하고, 중앙부(Ⅰ)에 배치한 단위전지(50)들에 설치된 안전 밸브(36)는 상대적으로 얇은 판재로 형성하여, 파단 강도가 상이하도록 형성할 수 있다.Here, the safety valves 36 installed on the unit cells 50 disposed on both outer side portions II are formed of a thick plate, and the safety valves 36 installed on the unit cells 50 disposed on the center portion I. ) May be formed of a relatively thin plate, so that the breaking strength is different.

또는 상기 안전 밸브(36)를 형성하는 판재의 두께는 일정하게 유지하되 안전 밸브(36)에 형성되는 오목부(37)의 두께를 조정함으로써, 안전 밸브(36)의 파단 강도를 조정할 수 있으며, 안전 밸브(36)를 구성하는 소재의 종류를 달리하여 외측부에는 강도가 큰 소재를 사용하고, 내측부에는 강도가 작은 소재를 사용하여 안전 밸브의 파단 강도를 조절할 수 있다.Alternatively, the thickness of the plate forming the safety valve 36 may be kept constant, but the breaking strength of the safety valve 36 may be adjusted by adjusting the thickness of the recess 37 formed in the safety valve 36. By varying the kind of material constituting the safety valve 36, a breaking material of the safety valve can be adjusted by using a material having a high strength on the outside and a material having a low strength on the inside.

다만, 단위전지에 적용되는 다양한 안전 밸브(36)에 있어서, 파단 강도를 조절하는 방법은 제한하지 않으며, 일반적으로 널리 알려진 방법으로 상기 안전 밸브(36)의 파단 강도를 조절할 수 있을 것이다.However, in various safety valves 36 applied to a unit cell, a method of adjusting the breaking strength is not limited, and the breaking strength of the safety valve 36 may be adjusted by a generally known method.

상기한 구조의 전지 모듈에 있어서, 외측부(Ⅱ)에 위치한 단위전지(50)들은 상대적으로 큰 가압력을 받게되고, 중앙부(Ⅰ)에 위치한 단위전지(50)들은 상대적으로 작은 가압력을 받게 되는데, 안전 밸브(36)의 파단 강도가 상이함에 따라 외측부(Ⅱ)에 배치한 단위전지(50)들의 안전 밸브(36)는 비교적 큰 압력에서도 견디므로 조기에 파단되지 아니하고 중앙부(Ⅰ)에 배치한 단위전지(50)들의 안전 밸브(36)와 비슷한 시기에 파단될 수 있다.In the battery module of the above structure, the unit cells 50 located in the outer portion (II) is subjected to a relatively large pressing force, the unit cells 50 located in the central portion (I) is subjected to a relatively small pressing force, safety As the breaking strength of the valve 36 is different, the safety valve 36 of the unit cells 50 disposed on the outer part II withstands a relatively large pressure, so that the unit cell disposed on the central part I is not broken early. It may break at a time similar to the safety valve 36 of the 50.

HEV(하이브리드 전기 자동차)용 이차전지 모듈(100)의 경우 각 단위전지(50)에 설치된 안전 밸브(36)의 파단 강도는 외측부(Ⅱ)의 경우 약 8㎏/㎠ 내지 9㎏/㎠으로 형성하고, 중앙부(Ⅰ)의 경우 5㎏/㎠ 내지 7㎏/㎠으로 형성함이 바람직하다. In the case of the secondary battery module 100 for HEV (hybrid electric vehicle), the breaking strength of the safety valve 36 installed in each unit cell 50 is about 8 kg / cm 2 to 9 kg / cm 2 for the outer part II. In the case of the central portion (I), it is preferable to form the 5kg / ㎠ to 7kg / ㎠.

여기서, 외측부(Ⅱ)에 설치된 단위전지(50)의 안전 밸브(36)의 파단 강도가 9㎏/㎠ 이상이면 단위전지 내부에 가스가 과다하게 누적되어 폭발할 위험이 있으며, 파단 강도가 8㎏/㎠ 이하이면 외압에 의하여 안전 밸브(36)가 조기에 파단될 염려가 있다.Here, if the breaking strength of the safety valve 36 of the unit cell 50 installed in the outer part (II) is 9 kg / cm 2 or more, there is a risk of excessive accumulation of gas inside the unit cell and an explosion, and the breaking strength is 8 kg. If it is / cm 2 or less, the safety valve 36 may break early due to external pressure.

또한, 중앙부(Ⅰ)에 설치된 단위전지(50)의 안전 밸브(36)의 파단 강도를 7㎏/㎠이상으로 형성하면 단위전지(50)가 과다하게 팽창하여 엔드 플레이트(61)에 큰 응력이 작용함으로써 엔드 플레이트(61)가 파손될 염려가 있으며, 5㎏/㎠이하로 형성하면 단위전지(50)가 조금만 팽창해도 안전 밸브(36)가 쉽게 파단될 수 있는 위험이 있다.In addition, when the breaking strength of the safety valve 36 of the unit cell 50 provided in the center portion I is set to 7 kg / cm 2 or more, the unit cell 50 is excessively expanded and a large stress is applied to the end plate 61. There is a risk that the end plate 61 is damaged by the action, and if formed below 5kg / ㎠, there is a risk that the safety valve 36 can be easily broken even if the unit cell 50 is slightly expanded.

상기 안전 밸브(36)는 전지 모듈(100)의 길이방향으로 중앙에서 외측으로 배치되는 단위전지(50)에 설치될수록 안전 밸브(36)의 파단강도가 점진적으로 증가하 도록 형성될 수 있다. The safety valve 36 may be formed to gradually increase the breaking strength of the safety valve 36 as the safety valve 36 is installed in the unit cell 50 disposed from the center to the outside in the longitudinal direction of the battery module 100.

여기서 상기 단위전지(50)들의 안전 밸브(36)는 전지 모듈의 길이방향으로 중앙에서 외측으로 배치되는 단위전지에 설치될수록 안전 밸브(36)의 두께가 점진적으로 증가하도록 형성할 수 있다.Here, the safety valves 36 of the unit cells 50 may be formed such that the thickness of the safety valves 36 gradually increases as they are installed in the unit cells disposed from the center to the outside in the longitudinal direction of the battery module.

따라서, 상기 단위전지(50)들은 는 전지 모듈의 길이방향으로 중앙에서 외측으로 갈수록 안전 밸브(36)의 파단 강도가 점진적으로 증가하여 외압이 증가하는 만큼 안전 밸브(36)의 파단 강도도 증가시킬 수 있다.Accordingly, the unit cells 50 may increase the breaking strength of the safety valve 36 as the breakdown strength of the safety valve 36 gradually increases from the center to the outside in the longitudinal direction of the battery module. Can be.

이러한 구조의 전지 모듈(100)은 외측에 설치된 엔드 플레이트(61)가 단위전지(50)들을 내측으로 가압하여 중앙에서 외측으로 갈수록 단위전지(50)에 작용하는 가압력은 점차 증가하고, 이에 맞추어 안전 밸브(36)의 파단 강도가 외측으로 갈수록 점차 증가하는 구조로 형성되어 전지 모듈(100)에 설치된 단위전지(50) 중 어느 하나의 안전 밸브(36)가 조기에 파단되는 것을 방지할 수 있으며, 전지 모듈(100)의 수명을 충분히 연장할 수 있는 이점이 있다.In the battery module 100 having such a structure, the end plate 61 installed on the outside presses the unit cells 50 to the inside, and the pressing force acting on the unit cell 50 gradually increases from the center to the outside, and accordingly safety Breakage strength of the valve 36 is formed to gradually increase toward the outside to prevent any one of the safety valve 36 of the unit cell 50 installed in the battery module 100 is broken early, There is an advantage that can extend the life of the battery module 100 sufficiently.

또한, 안전 밸브(36)의 전체적인 두께를 점진적으로 증가시키는 방법 외에 안전 밸브(36)에 홈(37)이 형성된 경우에는 홈(37)의 두께를 점진적으로 증가시킴으로써 안전 밸브(36)의 파단 강도를 점진적으로 증가시킬 수도 있으며, 안전 밸브(36)를 이루는 소재의 강도를 점진적으로 증가시키는 방법도 적용될 수 있다.In addition, if the groove 37 is formed in the safety valve 36 in addition to the method of gradually increasing the overall thickness of the safety valve 36, the breaking strength of the safety valve 36 by gradually increasing the thickness of the groove 37. May be gradually increased, and a method of gradually increasing the strength of the material constituting the safety valve 36 may also be applied.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

먼저 복수개의 단위전지(50)들을 일렬로 배열하고 단위전지(50)들의 최외측에 엔드플레이트(61)를 부착하여 단위전지(50)들을 내측으로 밀착고정함으로써 이 차전지 모듈(100)을 구성하게 되는데, 이때 단위전지(50)들에 작용하는 가압력은 외측에서 중앙으로 갈수록 점차 감소하고 최외측에 가장 큰 가압력이 작용한다.First, the secondary battery module 100 is configured by arranging the plurality of unit cells 50 in a row and attaching end plates 61 to the outermost sides of the unit cells 50 to fix the unit cells 50 inwardly. At this time, the pressing force acting on the unit cells 50 gradually decreases from the outside to the center and the largest pressing force acts on the outermost side.

또한 이차전지 모듈(100)을 일정기간 사용하여 전지 내부에서 가스가 발생하면, 가장 큰 가압력을 받는 최외측에 배치된 단위전지(50)는 가장 큰 내부압력을 갖게된다.In addition, when gas is generated inside the battery using the secondary battery module 100 for a predetermined period of time, the unit cell 50 disposed at the outermost side receiving the greatest pressing force has the largest internal pressure.

이때, 상기 단위전지(50)들이 이차전지 모듈(100)의 길이방향으로 중앙에서부터 외측으로 배치될수록 단위전지(50)에 설치된 안전 밸브(36)의 파단 강도를 일정 비율로 증가시켜, 외측에 배치된 단위전지(50)에 큰 내부압력이 걸리더라도 안전 밸브(36)의 파단 강도가 상대적으로 크게 설정되어 상기 안전 밸브(36)는 쉽게 파단되지 않으며, 하나의 이차전지 모듈(100)에 설치된 다수의 안전 밸브(36)가 거의 동시에 파단될 수 있다.At this time, as the unit cells 50 are disposed from the center to the outside in the longitudinal direction of the secondary battery module 100, the breaking strength of the safety valve 36 installed in the unit cell 50 is increased at a predetermined ratio, and disposed outside. Even when a large internal pressure is applied to the unit cell 50, the breaking strength of the safety valve 36 is set relatively large so that the safety valve 36 is not easily broken, and a plurality of secondary battery modules 100 are installed in one secondary battery module 100. The safety valve 36 can be broken at about the same time.

본 발명의 이차전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다.The secondary battery of the present invention is a device that operates by using a motor such as a hybrid electric vehicle (HEV), an electric vehicle (EV), a wireless cleaner, an electric bicycle, an electric scooter, and the like, and is used as an energy source for driving a motor of the device. Can be used.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 전지 모듈의 외측에 위치한 단 위전지 안전 밸브의 파단 강도는 전지 모듈의 중앙에 위치한 단위전지의 안전 밸브의 파단 강도 보다 크게 형성되므로 외측에 위치한 단위전지의 안전 밸브가 조기에 파단되지 않고 전지 모듈의 수명을 연장할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the breaking strength of the unit cell safety valve positioned outside the battery module is greater than that of the safety valve of the unit cell positioned at the center of the battery module. The safety valve does not break prematurely and can extend the life of the battery module.

Claims (9)

소정 압력에서 개방되는 안전 밸브를 구비한 복수 개의 단위전지들을 포함하는 이차전지 모듈에 있어서,In the secondary battery module comprising a plurality of unit cells having a safety valve that opens at a predetermined pressure, 상기 이차전지 모듈의 길이 방향으로 양측단에서부터 소정의 길이만큼을 외측부라 하고 상기 외측부 사이를 중앙부라 할 때, In the longitudinal direction of the secondary battery module when a predetermined length from both side ends as the outer side and the middle portion between the outer portion, 전지 모듈의 외측부에 배치된 단위전지의 안전 밸브의 파단 강도는 8㎏/㎠ 내지 9㎏/㎠이고, Breaking strength of the safety valve of the unit cell disposed in the outer portion of the battery module is 8kg / ㎠ to 9㎏ / ㎠, 전지 모듈의 중앙부에 배치된 상기 단위전지의 안전 밸브의 파단 강도는 5㎏/㎠ 내지 7㎏/㎠이며, Breaking strength of the safety valve of the unit cell disposed in the center of the battery module is 5kg / ㎠ to 7㎏ / ㎠, 상기 이차전지 모듈의 길이방향으로 중앙에서 외측으로 배치된 단위전지에 설치될수록 안전 밸브는 파단 강도가 점진적으로 증가하는 이차전지 모듈.The secondary battery module of the safety valve is gradually increased as the safety valve is installed in the unit cell disposed from the center to the outside in the longitudinal direction of the secondary battery module. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 단위전지들에 설치된 안전 밸브의 오목부는 단위전지의 위치에 따라 두께가 상이한 이차전지 모듈.The secondary battery module of claim 1, wherein the recesses of the safety valves installed in the unit cells have different thicknesses according to positions of the unit cells. 제 1항에 있어서, 상기 안전 밸브는 외측을 향해 볼록하게 만곡된 형상으로 형성되며, 만곡부의 가장자리에는 두께를 얇게한 오목부를 형성하여 소정의 압력에서 용이하게 파단될 수 있는 구조로 이루어지며,The method of claim 1, wherein the safety valve is formed in a convexly curved shape toward the outside, and has a structure that can be easily broken at a predetermined pressure by forming a concave portion with a thin thickness at the edge of the curved portion, 상기 오목부는 이차전지 모듈의 길이방향으로 외측에 배치된 단위전지에 설치될수록 점진적으로 두께가 증가하는 이차전지 모듈.The concave portion of the secondary battery module gradually increases in thickness as it is installed in the unit cell disposed on the outside in the longitudinal direction of the secondary battery module. 제 1항에 있어서, 상기 단위전지들에 설치된 안전 밸브는 상기 단위 전지의 위치에 따라 상기 안전 밸브를 구성하는 소재가 상이한 이차전지 모듈.The secondary battery module of claim 1, wherein the safety valves installed in the unit cells have different materials forming the safety valve according to a position of the unit cell. 제 1항에 있어서, 상기 안전 밸브는 이차전지 모듈의 길이방향으로 외측에 배치된 단위전지에 설치될수록 점진적으로 강도가 큰 소재로 이루어진 이차전지 모듈.The secondary battery module of claim 1, wherein the safety valve is formed of a material having a greater strength as it is installed in a unit cell disposed at an outer side in the longitudinal direction of the secondary battery module.
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