KR100648720B1 - Case for secondary battery and, secondary battery and secondary battery module using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지 모듈의 부피를 최소화 하면서 냉각효율을 향상시키기 위하여 외형을 이루는 케이스의 외측면 중 적어도 한 면이 내측으로 함입되어 오목부를 이루는 단위 전지들 및 상기 단위 전지들이 적층 배열되고 내부로 냉각 매체가 유통되는 하우징을 포함하는 이차 전지 모듈을 제공한다.The present invention is to minimize the volume of the secondary battery module to improve the cooling efficiency of at least one side of the outer surface of the case forming the inner side to form a recessed unit cells and the unit cells and the unit cells are stacked and cooled inside Provided is a secondary battery module including a housing in which a medium is distributed.

이차 전지, 이차 전지 모듈, 냉각 효율, 케이스Secondary Battery, Secondary Battery Module, Cooling Efficiency, Case

Description

이차 전지의 케이스와, 이를 이용한 이차 전지 및 이차 전지 모듈{CASE FOR SECONDARY BATTERY AND, SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY MODULE USING THE SAME}Case of secondary battery, secondary battery and secondary battery module using same {CASE FOR SECONDARY BATTERY AND, SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY MODULE USING THE SAME}

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.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 실시예와 다른 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.2A to 2B are perspective views of a rechargeable battery according to another embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.3A to 3B are perspective views of a rechargeable battery according to still another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 평면도이다.4 is a plan view of a rechargeable battery module according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예와 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 막대부재를 도시한 사시도이다.5A to 5C are perspective views illustrating a rod member of a rechargeable battery module according to an embodiment of the present invention and another embodiment.

본 발명은 이차 전지 및 이차 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형태를 개선한 이차전지의 케이스에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery and a secondary battery module, and more particularly, to a case of a secondary battery having an improved form.

최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되 고 있으며, 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 상기한 고출력 이차 전지를 복수개 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 so as to be used for driving a motor such as an electric vehicle requiring a large power. The secondary battery is configured.

상기 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 등의 형상이 있으며, 하나의 대용량 이차 전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 전지모듈이라 칭한다)는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 단위전지라 칭한다)로 이루어진다.The secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical shapes and square shapes, and one large capacity secondary battery (hereinafter, referred to as a battery module for convenience of description throughout) is usually connected in series. It consists of a plurality of secondary batteries (hereinafter referred to as unit cells for convenience of explanation throughout the specification).

상기 각각의 단위전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체, 상기 캡 조립체로 부터 돌출되고 상기 전극 조립체에 구비된 양,음극판의 집전체와 전기적으로 연결되는 양,음극 단자를 포함한다.Each unit cell includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are positioned with a separator interposed therebetween, a case having a space in which the electrode assembly is embedded, a cap assembly coupled to the case and sealing the protruding portion from the cap assembly. And positive and negative terminals electrically connected to the positive and negative current collectors provided in the electrode assembly.

그리고 각각의 단위전지를 일렬로 배열하고, 나사가공된 음극단자와 양극단자간에 너트를 매개로 도전체를 연결 설치하여 전지 모듈을 구성하게 된다.Each unit cell is arranged in a row, and a battery module is constructed by connecting and installing a conductor between nuts through a screwed negative electrode terminal and a positive electrode terminal.

그런데 각각의 단위전지는 작동 시에 내부에서 열이 발생하고, 다수의 단위 전지로 구성된 상기 전지 모듈의 경우 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있어야 원활하게 기능을 수행할 수 있다.However, each unit cell generates heat internally at the time of operation, and in the case of the battery module composed of a plurality of unit cells, it is possible to smoothly perform the function only when it is possible to easily release heat generated.

상기한 바와 같이 전지 모듈내의 열을 방출하기 위해서 종래의 전지 모듈은 하우징 내에 수개의 단위 전지를 나란히 배열하고 각 단위 전지 사이에는 냉매가 유통할 수 있는 통로가 형성된 전지격벽을 설치하여 격벽사이에 냉매를 유통시킴으로써 단위 전지를 냉각시키고 단위 전지 사이의 간격을 유지시키는 구조로 되어있다.As described above, in order to dissipate heat in the battery module, a conventional battery module arranges several unit cells side by side in a housing, and installs battery partition walls having passages through which refrigerant flows between the unit cells, thereby providing a refrigerant between the partition walls. The unit cell is cooled so that the unit cell is cooled and the gap between the unit cells is maintained.

그런데 상기 격벽을 단위 전지 사이에 삽입한 구조의 경우 격벽을 새로이 제작하므로 비용이 추가적으로 발생하고, 격벽의 크기로 인하여 전지 모듈의 부피가 확대되는 문제점이 있다.However, in the case of the structure in which the partition is inserted between the unit cells, the barrier rib is newly manufactured, and thus a cost is additionally generated, and the volume of the battery module is increased due to the size of the barrier rib.

전지 모듈의 부피가 커지는 경우 전지 모듈 자체의 무게가 늘어날 뿐 아니라 전지 모듈이 탑재되는 기기 특히 HEV 차량의 경우 설계가 곤란해지게 된다. When the volume of the battery module increases, not only the weight of the battery module itself increases, but also a device in which the battery module is mounted, especially a HEV vehicle, becomes difficult to design.

또한, 열 방출이 제대로 이루어지지 않는 경우 예컨대, 각 단위전지에서 발생되는 열은 전지모듈의 온도 상승을 초래하게 되고 결과적으로 상기 전지모듈이 적용된 기기의 오작동을 일으키게 된다.In addition, when heat is not released properly, for example, heat generated in each unit cell causes an increase in the temperature of the battery module, resulting in a malfunction of the device to which the battery module is applied.

따라서 HEV용과 같이 대용량이 요구되는 이차 전지의 경우 전지 모듈의 크기를 최소화하면서 방열 특성을 향상시킬 수 있도록 된 전지 모듈의 개발이 절실한 실정이다.Therefore, the development of a battery module that can improve the heat dissipation characteristics while minimizing the size of the battery module in the case of a secondary battery that requires a large capacity, such as for HEV.

또한, 전지 사용 중 보호회로가 정상적으로 동작하지 않거나 전지의 예기치 못한 이상 반응이 일어나는 경우에는 전지내부의 화학 반응에 따라 가스가 발생하는데, 종래의 단위 전지의 경우 가스를 수용할 수 있는 공간이 부족하여 전지 내부에서 압력이 상승하게 되므로 전지 케이스가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 수 있다.In addition, when the protection circuit does not operate normally or an unexpected abnormal reaction occurs while the battery is in use, gas is generated according to a chemical reaction inside the battery. In the case of a conventional unit cell, there is not enough space to accommodate the gas. Since the pressure rises inside the battery, a swelling phenomenon in which the battery case swells may occur.

또한 상기 스웰링 현상으로 인하여 전지 케이스가 팽창하여 전지 모듈에서 단위 전지들을 고정시키는 체결구를 압박하여 체결구가 파손될 위험이 있으며, 심각한 경우에는 단위 전지가 폭발할 수 있다는 문제점이 있다.In addition, due to the swelling phenomenon, the battery case may be expanded to press the fasteners for fixing the unit cells in the battery module, thereby causing the fastener to be damaged. In serious cases, the unit battery may explode.

그리고 종래와 같이 밴트를 설치하여 소정의 압력조건 하에서 가스를 방출하는 구조로 되어 있다고 하더라도 밴트가 개방되면 다시 복구할 수 없어 전지를 폐기해야 하므로 가스를 수용할 수 있는 공간이 부족하여 전지의 수명이 단축되는 문제점이 있다.In addition, even if the vent is installed to discharge gas under a predetermined pressure condition as in the prior art, the battery cannot be recovered once the vent is opened. Therefore, the battery must be discarded. There is a problem that is shortened.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이차전지의 케이스의 구조를 개선하여 격벽없이 냉매의 유동 통로를 형성하여 이차 전지 모듈의 부피를 최소화할 수 있는 이차 전지 모듈을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the structure of the case of the secondary battery to form a flow path of the refrigerant without a partition wall to minimize the volume of the secondary battery module It is to provide a secondary battery module.

또한 단위 전지 내부에 여유 공간을 확보하여 스웰링 현상을 방지할 수 있는 이차전지 및 이차전지의 케이스와 이차전지 모듈을 제공함에 있다.In addition, the present invention provides a secondary battery, a secondary battery case and a secondary battery module that can prevent a swelling phenomenon by securing a free space inside the unit battery.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 단위 전지는 케이스의 외측면 중 적어도 한 면이 오목하게 함입된 구조로 되어 있다.In order to achieve the above object, the unit cell of the present invention has a structure in which at least one of the outer surfaces of the case is recessed.

여기서 상기 단위 전지는 세퍼레이터와 상기 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극판과 음극판을 포함하는 전극 조립체 및, 상기 전극 조립체가 내장되며 외측면 중 적어도 한면이 오목하게 함입된 케이스, 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체를 포함할 수 있다.The unit cell may include an electrode assembly including a separator and a cathode plate and a cathode plate disposed on both sides of the separator, a case in which the electrode assembly is embedded and at least one side of the outer surface is recessed, and a cap coupled to and sealing the case. It may comprise an assembly.

상기 캡 조립체에는 전극 단자가 구비되는 캡 플레이트가 구비되며 상기 캡 플레이트에는 가스가 발생하여 스웰링 현상으로 케이스의 형상이 변형되는 것을 방지하기 위하여 그 중심에는 일정한 압력에서 개방되는 밴트를 포함할 수 있다.The cap assembly may include a cap plate provided with an electrode terminal, and the cap plate may include a vent that is opened at a constant pressure at a center thereof to prevent gas from being generated and deformation of the case due to a swelling phenomenon. .

상기 케이스는 오목하게 함입된 형상으로 되어 있으며, 중앙부분에서 개구부의 폭은 상기 전극 조립체가 내장될 수 있을 정도이면 충분하다.The case has a concave recessed shape, the width of the opening in the central portion is sufficient to the extent that the electrode assembly can be built.

또한 상기 오목부의 단면 형상은 호(弧) 형태로 형성될 수 있으며, 케이스의 높이 방향으로 동일한 단면형상으로 형성될 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the concave portion may be formed in an arc shape, it may be formed in the same cross-sectional shape in the height direction of the case.

또한 상기 전지 케이스의 구조는 케이스의 강성을 확보할 수 있도록 케이스의 양쪽 끝단에 지지부가 형성되고 지지부 사이에서 함입되어 오목부가 형성 될 수 있으며, 또한 케이스의 양쪽 끝단부터 중앙쪽으로 함입된 구조로 될 수 있다.In addition, the structure of the battery case may have a support portion formed at both ends of the case to secure the rigidity of the case and may be recessed between the support portions to form a concave portion, and also may be a structure embedded in the center from both ends of the case have.

또한 상기 오목부의 형상을 유지하기 위해서 상기 케이스를 구성하는 판재의 두께를 증가시키거나 또는 상기 단위 전지가 전지 모듈을 구성할 때 전지 사이에 막대 부재를 삽입함으로써 단위 전지의 내부 압력 등을 지지할 수 있다.In addition, in order to maintain the shape of the concave portion, the thickness of the plate constituting the case may be increased, or when the unit cell constitutes the battery module, the rod member may be inserted between the cells to support the internal pressure of the unit cell. have.

한편 본 발명은 각 단위전지를 교차 배열하고, 나사가공된 음극단자와 양극단자간에 너트를 매개로 도전체를 연결 설치하여 전지 모듈을 구성하게 된다.On the other hand, the present invention is arranged to cross each unit cell, and between the screwed negative terminal and the positive terminal connected to the conductor via a nut to install a battery module.

상기 전지 모듈은 전지 케이스의 형상에 따라 단위전지 사이에 냉매 유동 통로가 형성되고, 상기 냉매 유동 통로에는 막대 부재를 삽입할 수 있다. The battery module may have a refrigerant flow passage formed between unit cells according to a shape of a battery case, and a rod member may be inserted into the refrigerant flow passage.

또한 상기 단위 전지가 맞닿는 부분에는 단위 전지간 절연을 확보하기 위하여 절연부재가 삽입될 수 있다.In addition, an insulating member may be inserted into a portion where the unit cells contact each other to secure insulation between the unit cells.

또한 상기 이차전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전도 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로 사용될 수 있다. In addition, the secondary battery may be used as an energy source for driving a motor of the device in a device that operates 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. Can be.

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 이차전지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기한 도면을 참조하여 먼저 대용량의 전지모듈을 이루는 각 단위전지(10)의 구조를 살펴보면, 상기 단위전지(10)는 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체(14)와, 상기 전극 조립체(14)가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스(20), 상기 케이스(20)와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체(30), 상기 양,음극판(11,12)의 집전체와 전기적으로 연결되고 상기 캡 조립체(30) 외측으로 돌출되는 양,음극단자(31,32)를 포함한다.Looking at the structure of each unit cell 10 constituting a large-capacity battery module with reference to the above drawings, the unit cell 10 is the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 positioned between the separator 13 A case 20 having an electrode assembly 14, a space part in which the electrode assembly 14 is embedded, a cap assembly 30 coupled to the case 20 and sealing the cap assembly 30, the positive and negative electrode plates 11, And positive and negative terminals 31 and 32 electrically connected to the current collector of 12) and protruding outside the cap assembly 30.

여기서 상기 캡 조립체(30)는 가스가 발생하여 케이스(20) 내부에 압력이 과대하게 증가하는 것에 대비하여 일정한 압력 조건에서 개방되는 밴트(34)를 포함할 수 있다.In this case, the cap assembly 30 may include a vent 34 that opens under a constant pressure condition in preparation for excessive gas increase due to gas generation.

또한 상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극 조립체(14)가 위치하는 내부 공간부를 가진 육면체의 각형 또는 그 이외의 형상으로 이루어진다.In addition, the case 20 is made of a conductive metal such as aluminum, aluminum alloy or nickel plated steel, and the shape is made of a cube or other shape having a cube having an inner space in which the electrode assembly 14 is located. .

도 2에 도시된 바와 같이 상기 케이스(20)는 양쪽 끝단에 직선형태의 소정 길이로 형성되어 이웃하는 단위 전지(10)와 접하는 지지부가 구비되고, 상기 지지부(21) 사이는 중앙을 향하여 함입된 오목부(22)가 형성된다.As shown in FIG. 2, the case 20 is formed at both ends to have a predetermined length in a straight line, and has a support portion contacting the neighboring unit cells 10, and the support portion 21 is recessed toward the center. The recessed part 22 is formed.

상기 오목부(22)는 상기 케이스(20)의 전면과 후면 중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 바람직하게는 양면에 모두 형성되어 냉각효율을 최대화 시킬 수 있다.The recess 22 is formed on at least one surface of the front and rear of the case 20, preferably formed on both sides can maximize the cooling efficiency.

또한 상기 오목부(22)는 중심을 향하여 직선으로 함입되거나, 또는 완만하게 포물선을 그리며 함입되는 등 다양한 형태로 함입될 수 있으며, 바람직하게는 외부의 힘을 균일하게 지지할 수 있도록 호(弧) 형상으로 함입될 수 있다.In addition, the concave portion 22 may be embedded in a straight line toward the center, or may be embedded in various forms, such as to form a parabolic curve gently, preferably arc to support the external force uniformly It may be incorporated into a shape.

떠힌 상기 오목부(22)의 단면 형상은 케이스(20)의 높이 방향으로 동일하게 형성된다.The cross-sectional shape of the recessed portion 22 is formed to be the same in the height direction of the case 20.

상기 지지부(21)는 케이스 내부로 함입되지 않는 부분으로 단위 전지(10)가 전지 모듈(40)을 형성할 때 각 단위전지(10)들이 적층될 수 있도록 지지하는 역할을 할 뿐만 아니라 전지 내부에서 가스가 발생할 경우 증가하는 부피를 수용할 수 있는 공간으로서의 기능을 할 수 있다.The support part 21 is a part which is not embedded in the case, and serves to support the unit cells 10 to be stacked when the unit cell 10 forms the battery module 40 as well as inside the battery. It can function as a space to accommodate increasing volume when gas is generated.

따라서 상기 지지부(21)의 길이는 전지 모듈(40)에서 단위 전지(10)들이 적층된 구조를 충분히 유지할 수 있을 뿐 아니라 냉매의 유동 통로(41)를 충분히 확보할 수 있도록 적절한 길이로 형성된다.Therefore, the length of the support part 21 may be formed to an appropriate length to sufficiently maintain the structure in which the unit cells 10 are stacked in the battery module 40 and to sufficiently secure the flow passage 41 of the refrigerant.

또한 상기 케이스(20)의 판재 두께는 단위 전지(10) 내부의 압력이 증가하거나 전지 모듈(40)을 구성할 때, 외부환경에 의하여 오목부(22)의 형상이 변형되지 않을 정도의 충분한 정도로 두껍게 될 수 있다.In addition, the thickness of the plate 20 of the case 20 is sufficiently high that the shape of the recess 22 is not deformed by the external environment when the pressure inside the unit cell 10 increases or when the battery module 40 is configured. Can become thick.

또한 상기 오목부(22)는 상기 케이스(20)의 중앙부분에서 가장 많이 함입되는 바, 중앙부분에서의 상기 케이스(20)의 폭은 전극 조립체(14)가 삽입될 수 있을 정도의 너비로 형성된다.In addition, the recess 22 is most embedded in the center portion of the case 20, the width of the case 20 in the center portion is formed to a width enough to insert the electrode assembly 14 do.

도 2a는 상기 케이스(20)의 전면과 후면 모두에 오목부(22)가 형성된 단위 전지(10)를 도시하고 있는데, 본 실시예는 케이스(20)의 중심으로 갈수록 냉매 유동 통로의 면적이 증가하여 발열량이 가장 많은 중심부분에서의 냉각 효율을 극대화할 수 있는 구조이다.2A illustrates a unit cell 10 having recesses 22 formed on both front and rear surfaces of the case 20. In this embodiment, the area of the refrigerant flow passage increases as the center of the case 20 increases. Therefore, it is the structure that can maximize the cooling efficiency in the central part with the most heat generation.

도 2b는 상기 케이스(20)의 전면에 오목부(22)가 형성된 단위 전지(10)를 도시하고 있는데, 본 실시예는 전지 모듈(40)의 부피를 최소화하면서 냉매 유동 통로(41)를 형성할 수 있으며 오목부(22)의 호 형상의 곡률 반경을 조정함으로써 냉매 유동 통로의 면적을 확대하거나 축소할 수 있다.FIG. 2B illustrates a unit cell 10 having recesses 22 formed on the front surface of the case 20. In this embodiment, the refrigerant flow passage 41 is formed while minimizing the volume of the battery module 40. The area of the refrigerant flow passage can be enlarged or reduced by adjusting the arc-shaped curvature radius of the recess 22.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 단위 전지(10)를 도시하고 있는데, 상기 케이스(20)의 일면이 지지부(21)를 포함하지 아니하고 상기 케이스(20)의 양쪽 끝단에서 호 형상으로 함입된 구조로 오목부(22)가 형성되어 있으며 도 3a는 상기 케이스(20)의 전면과 후면 모두에 오목부가 형성된 구조이고, 도 3b는 상기 케이스(20)의 전면에 오목부가 형성된 구조이다.3 illustrates a unit cell 10 according to another embodiment of the present invention, in which one surface of the case 20 does not include the support portion 21 and is recessed in an arc shape at both ends of the case 20. Concave portion 22 is formed in the structure of FIG.

상기 구조는 상기 단위전지(10)가 전지 모듈(40) 구성 시, 상기 케이스(20)의 옆면이 적층 구조를 지지하는 역할을 하며, 함입되는 면적을 증가시킴으로써 냉매의 유동 통로를 최대한으로 확보하여 냉각효율을 극대화시킬 수 있다.The structure of the unit cell 10 when the battery module 40 is configured, the side surface of the case 20 serves to support the laminated structure, by increasing the area to be embedded to ensure the maximum flow path of the refrigerant Cooling efficiency can be maximized.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(40)을 도시하고 있는데, 상기 전지 모듈(40)은 상기 단위 전지(10)들이 일렬로 적층되며, 상기 단위 전지(40) 사이에는 상기 케이스 오목부(22)의 형상으로 인하여 냉매가 유동할 수 있는 통로(41)가 형성된다.4 illustrates a battery module 40 according to an embodiment of the present invention, in which the unit cells 10 are stacked in a line, and the case is recessed between the unit cells 40. Due to the shape of the portion 22, a passage 41 through which the refrigerant can flow is formed.

상기 전지 모듈(40)은 격벽을 포함하지 아니하고 단위 전지 케이스(20)의 끝단이 이웃하는 단위 전지(10)의 끝단과 접하여 적층된 구조로 되어 있다.The battery module 40 does not include a partition wall, and the end of the unit battery case 20 is stacked in contact with the end of the neighboring unit battery 10.

상기 냉매의 유동 통로(41)에는 상기 오목부(22)의 형상을 유지하기 위하여 소정의 단면 형상의 막대부재(42)가 삽입된다.In order to maintain the shape of the recess 22, a rod member 42 having a predetermined cross-sectional shape is inserted into the flow passage 41 of the refrigerant.

상기 막대부재(42)의 단면 형상에는 제한이 없으며, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 바람직하게는 원형, 사각형 또는 육각각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다.The cross-sectional shape of the rod member 42 is not limited, and may have a cross-sectional shape, such as a circle, a square, or a hexagon, as shown in FIGS. 5A to 5C.

또한 상기 막대 부재(42)는 상기 단위 전지(10)의 높이와 동일한 길이를 가지면서 상기 냉매의 유동 통로에 삽입된다.In addition, the rod member 42 is inserted into the flow passage of the refrigerant having the same length as the height of the unit cell 10.

또한 상기 각각의 단위 전지(10)가 접하는 부분에는 단위전지(10) 사이의 절연을 유지할 수 있도록 절연부재(43)가 삽입될 수 있다.In addition, an insulating member 43 may be inserted into a portion where each of the unit cells 10 is in contact so as to maintain insulation between the unit cells 10.

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

단위 전지의 케이스(20)의 전면 또는 후면 중 적어도 어느 한 면이 완만한 호 형상으로 함입된 오목부(42)를 구비하고 있어서, 상기 케이스(20)가 일렬로 적층될 경우 이웃하는 단위 전지(10)의 끝단부가 맞닿아 냉매의 유동 통로(41)가 형성되고, 별도의 격벽이 필요하지 않는다.At least one of the front side or the rear side of the case 20 of the unit cell has a recessed portion 42 recessed in a gentle arc shape. When the case 20 is stacked in a row, neighboring unit cells ( The end of 10) abuts to form a flow passage 41 of the refrigerant, and no separate partition wall is necessary.

따라서 격벽이 제거되어 전지 모듈(40)의 부피를 감소시킬 수 있으며, 단위 전지의 케이스(20)가 격벽을 개재하지 아니하고 직접 냉매와 접촉하여 열전달 경로가 감소하여 효율적인 냉각을 기대할 수 있다.Therefore, the partition wall may be removed to reduce the volume of the battery module 40, and the case 20 of the unit cell may directly contact the refrigerant without interposing the partition wall, thereby reducing the heat transfer path, thereby allowing efficient cooling.

또한 냉매와 접촉하는 케이스(20)의 면이 평면이 아닌 곡면으로 구성되어 접 촉 면적이 넓어지므로 열전달 면적이 확대되어 냉각 효율이 향상되고, 특히 발열량이 많은 중앙부분에서의 냉매 유동 통로가 넓은 구조로 되어 있어서 효율적으로 단위전지를 냉각시킬 수 있다.In addition, since the surface of the case 20 which is in contact with the refrigerant is formed of a curved surface rather than a plane, the contact area is widened, thereby increasing the heat transfer area, thereby improving cooling efficiency, and in particular, a structure in which the refrigerant flow passage in the central portion having a large amount of heat is wide The unit cell can be cooled efficiently.

또한 상기 케이스(20) 내부에는 상기 전극 조립체(14)가 내장되는 부분 외에 상기 케이스(20)의 좌, 우측으로 일정한 부피의 잉여 공간이 형성되어 전지의 예기치 못한 이상 반응으로 인하여 가스가 발생할 경우 상기 가스를 수용하는 기능을 수행하게 되어 스웰링 현상을 방지할 수 있다.In addition, when the gas is generated due to an unexpected abnormal reaction of the battery, a predetermined volume of surplus space is formed in the case 20 to the left and the right of the case 20 in addition to the portion in which the electrode assembly 14 is embedded. It is possible to prevent the swelling phenomenon by performing a function to receive the gas.

또한 상기 케이스와 결합하는 캡 조립체(30)에는 밴트(34)가 설치될 수 있어서 가스가 다량 발생하여 전지 케이스(20) 내부의 압력이 상승하는 경우 밴트(34)가 개방되어 가스를 방출시킬 수 있어 상기 케이스(20)의 형상을 유지시킬 수 있다.In addition, a vent 34 may be installed in the cap assembly 30 that is coupled to the case, so that when a large amount of gas is generated and the pressure inside the battery case 20 increases, the vent 34 may be opened to release the gas. The shape of the case 20 can be maintained.

또한 본 발명에 의한 전지 모듈(40)은 냉매 유동 통로(41)에 막대 부재(42)가 삽입되어 전지 내부의 압력이 상승할 경우, 상기 오목부(22)에 작용하는 압력을 상기 막대 부재(42)가 지지함으로써 상기 오목부(22)의 곡률을 유지하여 냉각 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the battery module 40 according to the present invention, when the rod member 42 is inserted into the refrigerant flow passage 41 to increase the pressure inside the battery, the pressure applied to the recess 22 may be applied to the rod member ( By supporting 42, the curvature of the recess 22 can be maintained to prevent the cooling efficiency from being lowered.

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 있으며 반드시 그 용도가 이에 한정되는 것은 아니다.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. It may be used and the use is not necessarily limited thereto.

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 the range of.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 전지 케이스의 형상에 의하여 냉매 유통 통로가 형성될 수 있도록 단위 전지의 케이스에 오목부가 형성됨으로써 열전달 면적이 확대되고, 격벽을 제거할 수 있으므로 전지 모듈의 부피를 줄일 수 있고 열전달 경로를 축소시킬 수 있어 냉각효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the recess portion is formed in the case of the unit cell so that the refrigerant flow passage is formed by the shape of the battery case, thereby increasing the heat transfer area and removing the partition wall. Can reduce the heat transfer path and reduce the heat transfer path, thereby improving the cooling efficiency.

또한 전지 케이스 내부에 잉여 공간이 형성되어 가스가 발생할 경우 이를 수용할 수 있어서 벤트가 개방되는 것을 막거나 파손되는 것을 지연시킬 수 있어서 이차전지의 수명을 연장할 수 있다.In addition, a surplus space is formed inside the battery case, so that gas can be accommodated to prevent the opening of the vent or delay the breakage, thereby extending the life of the secondary battery.

Claims (26)

외형을 이루는 케이스의 외측면 중 적어도 한 면이 내측으로 함입되어 오목부를 이루는 단위 전지들; 및Unit cells including at least one of the outer surfaces of the case forming the outer shape to be recessed inward to form a recess; And 상기 단위 전지들이 적층 배열되고 내부로 냉각 매체가 유통되는 하우징;A housing in which the unit cells are stacked and in which a cooling medium is distributed; 을 포함하는 이차 전지 모듈.Secondary battery module comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면 또는 후면 중 어느 한 면에만 오목부가 형성된 이차 전지 모듈.The secondary battery module of claim 1, wherein the case has a recess formed only on one surface of the front surface or the rear surface of the case in contact with a neighboring unit battery. 제 1항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면과 후면 모두에 오목부가 형성된 이차 전지 모듈.The rechargeable battery module of claim 1, wherein the case has recesses formed in both front and rear surfaces thereof in contact with neighboring unit cells. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는 양쪽 끝단에 이웃하는 단위 전지와 접하는 지지부가 형성되고 상기 지지부 사이에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지 모듈.The secondary battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the case is provided with a support part in contact with neighboring unit cells at both ends, and the recess is formed between the support parts. 제 4항에 있어서, 상기 케이스는 일면 전체에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지 모듈.The secondary battery module of claim 4, wherein the case has the recessed portion formed on one surface thereof. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 호(弧) 형상으로 함입된 이차전지 모듈.The secondary battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein the recess is embedded in an arc shape. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 단위 전지 사이에 막대부재가 삽입된 이차 전지 모듈.The secondary battery module according to any one of claims 1 to 3, wherein a rod member is inserted between the unit cells. 제 7항에 있어서, 상기 막대부재는 그 단면 형상이 원형인 이차 전지 모듈.The rechargeable battery module of claim 7, wherein the rod member has a circular cross-sectional shape. 제 7항에 있어서, 상기 막대부재는 그 단면 형상이 사각형인 이차 전지 모듈.The rechargeable battery module of claim 7, wherein the rod member has a rectangular cross-sectional shape. 제 7항에 있어서, 상기 막대부재는 그 단면 형상이 육각형인 이차 전지 모듈.The rechargeable battery module of claim 7, wherein the rod member has a hexagonal cross-sectional shape. 제 1항에 있어서, 일렬로 배열된 상기 단위 전지가 맞닿아 접하는 부분에 절연부재가 삽입되는 이차 전지 모듈The rechargeable battery module of claim 1, wherein an insulating member is inserted into a portion of the unit cells arranged in a row and in contact with each other. 제 1항에 있어서, 상기 단위 전지는 밴트를 포함하는 이차 전지 모듈. The secondary battery module of claim 1, wherein the unit cell comprises a vent. 제 1항에 있어서, 상기 이차 전지는 각형인 이차 전지 모듈.The secondary battery module of claim 1, wherein the secondary battery is rectangular. 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터의 양면에 배치되는 양극판과 음극판을 포함하는 전극 조립체; An electrode assembly including a separator and a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed on both sides of the separator; 상기 전극 조립체가 내장되며 외측면 중 적어도 어느 한 면이 오목하게 함입되어 오목부를 이루는 케이스; 및 A case in which the electrode assembly is embedded and at least one of the outer surfaces is recessed to form a recess; And 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하며 상기 양극판 및 음극판의 집전체와 전기적으로 연결되는 단자가 구비된 캡 조립체;A cap assembly coupled to the case to seal the cap and having a terminal electrically connected to a current collector of the positive electrode plate and the negative electrode plate; 를 포함하고,Including, 상기 케이스는 양쪽 끝단에 이웃하는 단위 전지와 접하는 지지부가 형성되고 상기 지지부 사이에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지.The case has a secondary battery is formed in the support portion in contact with the neighboring unit cells at both ends and the recess is formed between the support portion. 제 14항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면 또는 후면 중 어느 한 면에만 오목부가 형성된 이차 전지.The rechargeable battery of claim 14, wherein the case has a recess formed only on one surface of the front surface or the rear surface of the case in contact with a neighboring unit battery. 제 14항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면과 후면 모두에 오목부가 형성된 이차 전지.The rechargeable battery of claim 14, wherein the case has recesses formed in both front and rear surfaces thereof in contact with neighboring unit cells. 삭제delete 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는 일면 전체에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지.The secondary battery according to any one of claims 14 to 16, wherein the case has the recessed portion formed on one surface thereof. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 호(弧) 형상으로 함입된 이차 전지.The secondary battery according to any one of claims 14 to 16, wherein the recess is embedded in an arc shape. 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단위 전지는 밴트를 포함하는 이차 전지.The secondary battery of claim 14, wherein the unit cell comprises a vent. 일측이 개구되어 전극 조립체가 내장되며, 외측면 중 적어도 한 면이 내측으로 함입되어 오목부를 이루며,One side is opened and the electrode assembly is built in, at least one of the outer surface is recessed inward to form a recess, 양쪽 끝단에 이웃하는 단위 전지와 접하는 지지부가 형성되고 상기 지지부 사이에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지 케이스.A secondary battery case having a support portion in contact with neighboring unit cells at both ends, the recess is formed between the support portion. 제 21항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면 또는 후면 중 어느 한 면에만 상기 오목부가 형성된 이차 전지 케이스.The secondary battery case of claim 21, wherein the recess is formed on only one surface of the front surface or the rear surface of the case in contact with a neighboring unit battery. 제 21항에 있어서, 상기 케이스는 이웃하는 단위 전지와 접하는 전면과 후면 모두에 상기 오목부가 형성된 이차 전지 케이스.22. The rechargeable battery case of claim 21, wherein the case has the recessed portions formed in both front and rear surfaces thereof in contact with neighboring unit cells. 삭제delete 제 21항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스는 일면 전체에 상기 오목부가 형성되는 이차 전지 케이스.24. The secondary battery case of any one of claims 21 to 23, wherein the case has the concave portion formed on an entire surface thereof. 제 21항 내지 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 호(弧) 형상으로 함입된 이차 전지 케이스.The secondary battery case according to any one of claims 21 to 23, wherein the recess is recessed in an arc shape.
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