KR101318391B1 - Sodium-sulfur rechargeable battery module - Google Patents
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Abstract
보다 간편하고 용이하게 용기 내에 단전지를 배열 설치할 수 있고, 단전지의 재설치 작업이 용이하고 손쉽게 이루어질 수 있도록, 복수개의 나트륨 유황 전지가 수납되는 용기와, 상기 용기의 개방된 상단에 설치되는 덮개, 상기 용기 내에 수납되며 전면에는 상기 나트륨 유황 전지가 삽입되는 복수개의 수용홈이 간격을 두고 배열 형성된 전지 소켓을 포함하는 나트륨 유황 전지 모듈을 제공한다.More simple and easy to arrange the unit cells in the container, and to facilitate the easy re-installation of the unit cell, a container in which a plurality of sodium sulfur cells are housed, a cover installed on the open top of the container, the The present invention provides a sodium sulfur battery module including a battery socket that is accommodated in a container and has a plurality of accommodating grooves arranged at intervals on a front surface thereof.
Description
본 발명은 나트륨-유황 전지 모듈에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 모듈 내부에 단전지를 보다 용이하게 장착할 수 있도록 된 나트륨 유황 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium-sulfur battery module. In more detail, the present invention relates to a sodium sulfur battery module, which makes it easier to mount a single cell inside the module.
일반적으로, 나트륨 유황 전지는 에너지 밀도 및 충방전 효율이 높고 자기 방전이 없으며 불규칙적인 충방전에도 성능의 저하가 없는 특성으로, 대용량 전력 저장용 전지로써 개발되고 있다.Generally, a sodium-sulfur battery is developed as a large-capacity power storage battery because of its high energy density, charge / discharge efficiency, self-discharge, and irregular charge / discharge characteristics.
나트륨 유황 전지는 음극으로 나트륨(Na)을 사용하고, 양극으로 유황(S)을 사용하며, 전해질로 나트륨이온 전도성을 갖는 고체전해질의 베타알루미나 세라믹스를 사용한다. 베타알루미나는 나트륨 이온만을 통과시키는 성질을 가지고 있어, 나트륨 이온이 상기 베타알루미나를 거쳐 음극과 양극 간을 이동함으로써 충방전이 이루어진다.Sodium sulfur batteries use sodium alumina (Na) as the cathode, sulfur (S) as the anode, and beta-alumina ceramics of the solid electrolyte having sodium ion conductivity as the electrolyte. Since beta-alumina has a property of passing only sodium ions, sodium ions are charged / discharged by moving between the cathode and the anode through the beta-alumina.
나트륨 유황 전지는 전해질관 및 전해질관을 둘러싸는 양극용기를 포함한다. 전해질관의 내부는 나트륨으로 채워지고, 전해질관과 양극용기 사이에는 유황과 탄소펠트가 위치한다.The sodium sulfur battery includes an anode tube enclosing an electrolyte tube and an electrolyte tube. The inside of the electrolyte tube is filled with sodium, and sulfur and carbon felt are placed between the electrolyte tube and the positive electrode container.
상기한 나트륨 유황 전지는 복수개가 하나의 용기 내에 수납되어 집적화됨으로써 대용량의 나트륨 유황 전지 모듈을 이루게 된다.A plurality of the sodium sulfur cells are accommodated in one container and integrated, thereby forming a large capacity sodium sulfur battery module.
종래에는 복수개의 나트륨 유황 전지를 용기 내에 고정시키기 위해 모래 등의 충전사가 이용되었다. 즉, 전기적으로 연결된 단전지를 용기 내에 배치하고 각 단전지가 요동되지 않도록 단전지 사이에 충전사를 채워 고정하는 구조로 되어 있다.In the past, a filler such as sand was used to fix a plurality of sodium sulfur batteries in a container. In other words, the electrically connected unit cells are disposed in a container, and the unit cells are fixed by filling a filling thread between the unit cells so that the unit cells do not swing.
그런데 상기한 충전사를 이용한 고정 구조는 전지 모듈의 조립에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 특히, 단전지를 교체하는 등 사후 관리가 요구되는 경우 충전사 사이에 새 단전지를 다시 장착하기 어려워 전체를 제거하고 다시 설치해야 하는 등 사후관리가 어렵고 제대로 이루어지지 못하는 문제가 있다.By the way, the fixing structure using the filling yarn has a disadvantage that takes a lot of time to assemble the battery module. In particular, when after-care is required, such as replacing a single cell, it is difficult to re-install a new cell between charging companies, so that after-care is difficult and not properly performed, such as having to remove and re-install the whole.
이에 나트륨 유황 전지 모듈에 있어서 단전지 고정을 위한 새로운 기술의 개발이 요원한 실정이다.Therefore, the development of a new technology for fixing a single cell in the sodium sulfur battery module is a long situation.
이에, 보다 간편하고 용이하게 용기 내에 단전지를 배열 설치할 수 있도록 된 나트륨 유황 전지 모듈을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a sodium sulfur battery module that enables simpler and easier arrangement of unit cells in a container.
또한, 단전지의 재설치 작업이 용이하고 손쉽게 이루어질 수 있도록 하여 사후관리에 편리한 나트륨 유황 전지 모듈을 제공한다.In addition, the reinstallation of the unit cell can be made easily and easily provides a convenient sodium sulfur battery module for post-management.
이를 위해 본 전지 모듈은 복수개의 나트륨 유황 전지가 수납되는 용기와, 상기 용기의 개방된 상단에 설치되는 덮개, 상기 용기 내에 수납되며 전면에는 상기 나트륨 유황 전지가 삽입되는 복수개의 수용홈이 간격을 두고 배열 형성된 전지 소켓을 포함할 수 있다.To this end, the battery module includes a container in which a plurality of sodium sulfur batteries are accommodated, a cover installed at an open upper end of the container, and a plurality of receiving grooves stored in the container and having the sodium sulfur battery inserted therein at an interval. It may comprise an array of battery sockets.
본 전지 모듈은 상기 전지 소켓의 수용홈에 삽입되어 수용홈의 내면과 상기 나트륨 유황 전지 사이에 배치되는 절연시트를 더 포함할 수 있다.The battery module may further include an insulating sheet inserted into the receiving groove of the battery socket and disposed between the inner surface of the receiving groove and the sodium sulfur battery.
상기 전지 소켓은 상기 수용홈이 상부에서 하부로 형성되고 하단은 막힌 구조일 수 있다. The battery socket may have a structure in which the receiving groove is formed from the top to the bottom and the bottom thereof is blocked.
상기 전지 소켓은 상기 수용홈이 상부에서 하부로 관통 형성된 구조일 수 있다.The battery socket may have a structure in which the receiving groove penetrates from the top to the bottom.
상기 전지 소켓은 상기 나트륨 유황 전지의 길이에 대응되는 높이로 형성될 수 있다.The battery socket may be formed at a height corresponding to the length of the sodium sulfur battery.
상기 전지 소켓은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The battery socket may be made of a plastic material.
상기 절연시트는 마이카(mica)재질 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.The insulating sheet may be made of mica or silicon.
이와 같이 본 실시예에 의하면, 전지 모듈의 용기에 단전지를 용이하게 장착할 수 있어 전지 모듈 조립에 소요되는 공정시간을 단축하고, 작업 부하를 낮출 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, the unit cell can be easily mounted in the container of the battery module, thereby shortening the process time required for assembling the battery module and reducing the workload.
또한, 전지 모듈의 사후 관리가 용이하고 효율적으로 이루어질 수 있어, 전지 모듈의 수명을 극대화할 수 있으며, 제품의 경쟁력을 보다 확보할 수 있게 된다.In addition, the post-management of the battery module can be made easily and efficiently, maximizing the life of the battery module, it is possible to more secure the competitiveness of the product.
도 1은 본 실시예에 따른 나트륨 유황 전지 모듈의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 나트륨 유황 전지 모듈의 측단면도이다.
도 3은 또다른 실시예에 따른 나트륨 유황 전지 모듈의 측단면도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a sodium sulfur battery module according to the present embodiment.
2 is a side sectional view of the sodium sulfur battery module according to the present embodiment.
3 is a side cross-sectional view of a sodium sulfur battery module according to another embodiment.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention, .
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive.
도 1은 본 실시예에 따른 나트륨 유황 전지 모듈의 구성을 도시하고 있으며, 도 2는 나트륨 유황 전지 모듈의 조립된 상태의 단면을 도시하고 있다.1 shows the configuration of the sodium sulfur battery module according to the present embodiment, Figure 2 shows a cross-sectional view of the assembled state of the sodium sulfur battery module.
도시된 바와 같이, 나트륨 유황 전지 모듈(10)(이하, 설명의 편의를 위한 전지 모듈이라 한다)은 복수개의 나트륨 유황 전지(이하, 설명의 편의를 위해 단전지라 한다)를 대용량으로 집적화시킨 것으로, 복수개의 단전지(12)가 수납되는 용기(14)와, 상기 용기(14)의 개방된 상단을 덮어 내부를 밀폐하는 덮개(16)를 포함한다.As shown, the sodium sulfur battery module 10 (hereinafter referred to as a battery module for convenience of explanation) is a plurality of sodium sulfur battery (hereinafter referred to as a unit cell for convenience of description) in a high-capacity integrated, A
상기 용기(14)는 금속재로 형성될 수 있으며, 외측면에 단열재가 설치될 수 있다. 상기 단열재는 전지 모듈의 보온을 위한 것으로 내열성을 갖는 재질로 이루어진다.The
상기 덮개(16) 또한 용기(14)와 같이 금속재로 형성될 수 있으며, 외측면에는 보온을 위한 내열성 재질의 단열재가 설치될 수 있다. 상기 단열재는 예를 들어 암면, 질석, 퍼라이트(Perlite), 탄소섬유, 흑연섬유 등이 사용될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. The
상기 용기(14) 및 덮개(16)는 보온을 위한 구조로 상기 단열재 외에 진공 구조로 이루어지거나 진공 구조를 더 더 포함할 수 있으며, 이러한 구조 외에 다양한 보온 구조를 구비할 수 있다.The
여기서, 상기 전지 모듈은 상기 단전지(12)를 용기(14) 내에서 고정하기 위한 전지 소켓(20)을 더 포함한다.Here, the battery module further includes a
이에 각 단전지(12)는 전지 소켓(20)을 매개로 용기(14) 내에 설정된 형태로 배열되며 용기(14) 내에서 유동되지 않고 그 배열된 상태를 유지하게 된다.Accordingly, each
본 실시예에서, 상기 전지 소켓(20)은 상기 용기(14) 내에 수납되며 전면에는 상기 나트륨 유황 전지가 삽입되는 복수개의 수용홈(22)이 간격을 두고 배열 형성된 구조로 되어 있다. 이에 따라 복수개의 단전지(12)는 단지 용기(14)에 수납된 전지 소켓(20)의 상면에 형성된 수용홈(22)에 끼워 넣는 것으로 용기(14) 내에 배치 및 수납이 완료된다. 또는 상기 전지 소켓(20)의 상면에 형성된 수용홈(22)에 단전지(12)를 삽입해서 끼우고, 이렇게 단전지(12)가 배열 고정된 전지 소켓(20)을 단지 용기(14) 내에 장착하는 것으로 용기(14) 내에 단전지(12)를 배치 및 수납 완료할 수 있게 된다.In the present embodiment, the
이와 같이, 전지 소켓(20)을 용기(14)에 수납시키는 것으로 용기(14) 내에 단전지(12)를 배열하고 고정해야 하는 수고를 덜 수 있으며, 전지 모듈의 조립 시간과 공정을 최소로 단축할 수 있게 된다.As such, by storing the
또한, 전지 모듈 사후 관리를 위해 일측 단전지(12)를 교체해야 하는 경우, 전지 소켓(20)의 수용홈(22)에서 단전지(12)를 꺼내고 다시 새로운 단전지(12)를 끼우면 되므로 보다 편리하게 작업할 수 있다. 즉, 상기 전지 소켓(20)은 수용홈(22)이 미리 규정된 크기로 형성되어 있는 구조로, 수용홈(22)에서 단전지(12)를 빼내면 해당 수용홈(22)은 빈 상태로 새로운 단전지(12)가 장착될 영역을 확보하게 한다. 이에 상기 빈 수용홈(22)에 새로운 단전지(12)를 끼우면 되므로 새로운 단전지(12)의 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.In addition, when one
상기 전지 소켓(20)은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 전지 소켓은 강성 및 절연성과 단열성을 갖는 섬유 강화 플라스틱(FRP) 재질로 이루어질 수 있다. 이에 상기 전지 소켓(20)은 단전지(12)를 절연시키면서, 발생되는 열을 보온하고, 강성을 가지고 지속적으로 단전지(12)를 지지하여 외부 충격에 대해 단전지(12)의 유동을 방지할 수 있게 된다.The
또한, 본 전지 모듈은 상기 전지 소켓(20)의 수용홈(22)에 삽입되어 수용홈(22)의 내면과 상기 나트륨 유황 전지 사이에 배치되는 절연시트(30)를 더 포함한다. 상기 절연시트(30)는 예를 들어 마이카(mica) 재질, 실리콘 재질 등으로 이루어질 수 있다. 상기 절연시트(30)는 시트 형태로 단전지를 감싸며 설치되거나, 단전지가 삽입될 수 있도록 원통형태로 이루어질 수 있다.In addition, the battery module further includes an
상기 절연시트(30)는 단전지(12)를 감싸 전지 소켓(20)의 수용홈(22)과 단전지(12) 사이에 접하여 설치된다. 상기 절연시트(30)는 단전지(12)와 전지 소켓(20) 사이를 절연함과 더불어 단전지(12)에서 발생되는 고열로부터 전지 소켓(20)을 보호하게 된다.The
여기서, 상기 전지 소켓(20)은 용기(14)의 내부와 대응되는 크기와 형태로 이루어져 용기(14)에 삽입되었을 때 외측면이 용기(14) 내측면에 접하여 용기(14) 내에서 유동되지 않도록 되어 있다. 본 실시예에서 상기 용기(14)는 사각형태로 이루어지는 데, 상기 전지 소켓(20) 또한 용기(14)와 대응되도록 사각형태로 이루어진다. 또한, 상기 전지 소켓(20)에 형성되는 수용홈(22)은 단전지(12) 또는 절연시트(30)와 단전지(12)가 충분히 삽입될 수 있는 정도의 형태나 크기로 이루어질 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.Here, the
상기 전지 소켓(20) 또는 전지 소켓(20)에 형성되는 수용홈(22)의 높이는 상기 단전지(12)의 길이 이하로 형성될 수 있다. 상기 단전지(12)는 상단에 단자가 설치되어 있어서 용기(14) 내에서 상단의 단자간에 서로 전기적인 연결을 하게 된다. 이에 상기 전지 소켓(20)의 높이 또는 단전지(12)가 삽입되는 수용홈(22)의 높이는 상기 단전지(12)의 길이보다 작다. 따라서 단전지(12)가 전지 소켓(20)의 수용홈(22) 내에 깊이 들어가지 않고 전지 소켓(20) 상단 위쪽으로 노출되어 단전지(12)의 상단 단자간 연결 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다. The height of the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 전지 소켓(20) 상면에 형성되는 각 수용홈(22)은 상부에서 하부로 형성되고 하단은 막힌 구조로 되어 있다. 즉, 상기 수용홈(22)은 상부만 개방된 홈 구조로 단전지(12)의 하단은 수용홈(22)의 하단에 놓여지게 된다. In addition, as shown in Figure 2, each receiving
한편, 도 3은 전지 모듈의 또다른 실시예를 도시하고 있다.On the other hand, Figure 3 shows another embodiment of a battery module.
이하 설명에서 본 실시예의 전지 모듈은 전지 소켓(24)에 형성되는 수용홈(26)의 구조를 제외하고 나머지 구성는 위에서 언급한 다른 실시예와 동일하다. 이에 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description, the battery module of the present embodiment has the same configuration as the other embodiments except for the structure of the receiving
본 실시예에서 상기 전지 소켓(24)은 수용홈(26)이 상부에서 하부를 지나 전지 소켓(24)에 관통 형성된 구조로 되어 있다.In this embodiment, the
이에 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전지 소켓(24)의 수용홈(26)에 단전지(12)를 끼워 설치하게 되면 단전지(12)의 하단은 용기(14)의 바닥면에 놓여지게 된다. 이러한 구조의 경우 전지 소켓(24)을 제조하기 용이하며, 용기(14)의 바닥면에 히터 등을 설치하여 단전지(12)에 직접적으로 열을 전달할 수 있어 단전지(12)의 열관리에 유리한 장점을 갖는다.As shown in FIG. 3, when the
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.
10 : 전지 모듈 12 : 단전지
14 : 용기 16 : 덮개
20,24 : 전지 소켓 22,26 : 수용홈
30 : 절연시트10: Battery module 12: Single cell
14 container 16: cover
20,24:
30: insulation sheet
Claims (7)
상기 용기의 개방된 상단에 설치되는 덮개,
상기 용기 내에 수납되며 전면에는 상기 나트륨 유황 전지와 대응되는 형태를 이루고 각 나트륨 유황 전지가 삽입되는 복수개의 수용홈이 간격을 두고 배열 형성되어, 복수개의 나트륨 유황 전지가 상기 각 수용홈에 각각 끼워져 고정되는 전지 소켓
을 포함하는 나트륨 유황 전지 모듈.A container in which a plurality of sodium sulfur cells are accommodated,
A cover provided at an open top of the container,
It is housed in the container and forms a shape corresponding to the sodium sulfur battery on the front surface, and the plurality of receiving grooves into which each sodium sulfur battery is inserted are arranged at intervals, and the plurality of sodium sulfur batteries are inserted into and fixed to the respective receiving grooves. Battery socket
Sodium sulfur battery module comprising a.
상기 전지 소켓의 수용홈에 삽입되어 수용홈의 내면과 상기 나트륨 유황 전지 사이에 배치되는 절연시트를 더 포함하는 나트륨 유황 전지 모듈.The method of claim 1,
Sodium sulfur battery module further comprises an insulating sheet inserted into the receiving groove of the battery socket disposed between the inner surface of the receiving groove and the sodium sulfur battery.
상기 전지 소켓은 상기 나트륨 유황 전지의 길이에 대응되는 높이로 형성된 나트륨 유황 전지 모듈.The method of claim 1,
The battery socket is a sodium sulfur battery module formed to a height corresponding to the length of the sodium sulfur battery.
상기 전지 소켓은 플라스틱 재질로 이루어진 나트륨 유황 전지 모듈.The method of claim 1,
The battery socket is a sodium sulfur battery module made of a plastic material.
상기 절연시트는 마이카(mica) 재질 또는 실리콘 재질로 이루어진 나트륨 유황 전지 모듈.3. The method of claim 2,
The insulating sheet is a sodium sulfur battery module made of mica or silicon material.
상기 전지 소켓은 상기 수용홈이 상부에서 하부로 형성되고 하단은 막힌 구조의 나트륨 유황 전지 모듈.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The battery socket is a sodium sulfur battery module of the structure in which the receiving groove is formed from the top to the bottom is blocked.
상기 전지 소켓은 상기 수용홈이 상부에서 하부로 관통 형성된 구조의 나트륨 유황 전지 모듈.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The battery socket is a sodium sulfur battery module structure of the receiving groove is formed penetrating from the top to the bottom.
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