KR101416544B1 - 이차전지 케이스 - Google Patents

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KR101416544B1 KR1020130092118A KR20130092118A KR101416544B1 KR 101416544 B1 KR101416544 B1 KR 101416544B1 KR 1020130092118 A KR1020130092118 A KR 1020130092118A KR 20130092118 A KR20130092118 A KR 20130092118A KR 101416544 B1 KR101416544 B1 KR 101416544B1
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Abstract

본 발명은 파우치형의 이차전지에 있어서 이차전지를 효율적으로 보호하면서 동시에 다층의 스택구조를 가능하게 하는 이차전지 케이스에 관한 것으로, 원형 모서리, 전극 인출부 및 전극 피난부 등의 구성으로 케이스에 의한 이차전지의 파우치 손상을 방지하며, 특히 실리콘 인입부를 구비하여 주입되는 실리콘이 이차전지의 파우치 접합부를 지지하게 하여 진동이나 충격에도 접합부의 손상을 최소화할 수 있는 이차전지 케이스를 제공한다.

Description

이차전지 케이스{Rechargeable Battery Case}
본 발명은 이차전지 케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 파우치형의 이차전지에 있어서 이차전지를 효율적으로 보호하면서 동시에 다층의 스택구조를 가능하게 하는 이차전지 케이스에 관한 것이다.
이차전지 기술은 최근 많은 발전을 통하여 상용화 영역을 넓히고 있다. 과거에 휴대폰이나 노트북 등 소형 휴대용 전자기기에 주로 사용되던 것에서 벗어나 자동차, 선박용 에너지원으로 혹은 건물용 비상 전원 등으로 그 적용 범위를 크게 넓히고 있다.
이처럼 이차전지가 그 적용범위를 넓히기 위해서는 무엇보다도 고출력, 고밀도의 스택구조가 요구된다. 실제로, 자동차나 선박, 건물에 사용되는 이차전지는 휴대기기의 경우보다 고출력이 요구되므로 이를 위한 고밀도의 스택구조를 사용하고 있으며 이를 더욱 개선하기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다.
이차전지는 그 형상에 따라서도 종류를 나눌 수 있는데 대표적으로는 원통형 및 캔 등에 담기는 각형, 유연성 있는 주머니에 담기는 파우치형으로 그 종류를 나눌 수 있다. 이 중 원통형 및 각형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피와 무게를 줄이는데 어려움이 있다. 따라서, 두 전극과 분리막, 전해질을 필름으로 만든 파우치에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 최근 각광받고 있다. 이러한 파우치형 이차전지의 경우 가볍고 부피가 작아 높은 집적도로 적층할 수 있어 스택형의 고출력 이차전지 모듈의 구성에 적합하다.
이와 같은 파우치형 이차전지는 일반적으로 도1과 같이 음극, 양극, 전해질 및 세퍼레이터를 포함하여 이루어지는 전극체(11)의 일측으로 전극탭(12)이 형성되는 전지셀(10)이, 파우치(20)의 내부에 수용되는 형태이다. 일반적으로 전극체(11)는 딱딱한, 즉 고형의 구조체이며 파우치(20)는 유연성 있는 절연성 물질로 만들어진다. 또한 여기서 전극탭(12)은 파우치(20)의 외부로 노출되어 외부 회로와 전기적으로 연결되며 나머지 부분은 모두 파우치(20)로 수용되어 밀봉된다. 밀봉 시에는 파우치(20)의 윗면, 아랫면 끝단을 서로 접합하는 방법으로 밀봉이 이루어지므로 도1에서와 같이 접합부(21)가 총 네 개의 면에 걸쳐 형성되는 것이 일반적이다.
파우치형 이차전지는 강성 있는 외장재를 따로 구비하고 있지 않으므로 실제로 차량이나 전자제품에 사용되기 위해서는 견고한 고정 및 물리적 충격으로부터 이차전지를 보호해 줄 케이스가 필요하다. 특히 고출력을 위하여 스택 형태로 사용될 경우에는 견고한 적층 구조를 제공해 줄 케이스가 필수적이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1042132호에서는 파우치형 이차전지용 케이스에 대해 개시되어 있다. 그러나 이러한 종래 기술에서의 이차전지 케이스는 차량의 운행 등에 의해 발생하는 진동이나 물리적 충격, 혹은 장시간의 사용에 의해 발생할 수 있는 파우치의 손상에 대해 취약하다. 특히 파우치형 이차전지에 있어서 파우치는 절연재로서의 역할을 하기 때문에 파우치가 파손되면 내용물 유출은 물론 전극 간 쇼트의 문제가 발생할 수 있는 치명적인 단점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술들이 가지고 있던 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 이차전지 케이스에 있어서 파우치 고정 구조를 개선하여 진동이나 충격에도 파우치의 손상을 방지할 수 있는 이차전지 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 고출력을 위한 스택 구성시 견고한 구조로 적층될 수 있는 이차전지 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 효율적인 방열이 가능하여 발열로 인한 이차전지의 폭발을 방지할 수 있는 이차전지 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가장자리에 파우치 접합부를 보유하며 파우치 밖으로 인출되는 전극탭이 형성된 파우치형 이차전지를 보호하는 이차전지 케이스에 있어서, 이차전지 케이스는 케이스 상판과 케이스 하판으로 분리되며 내측에 파우치형 이차전지를 수용할 수 있도록 공동부가 형성된 케이스 프레임; 공동부의 각 모서리에 형성되는 원형 모서리; 파우치형 이차전지의 전극탭을 케이스 프레임 외부로 인출시킬 수 있도록 케이스 프레임에 형성되는 전극 인출로; 케이스 상판 및 케이스 하판의 가장자리 부분에 형성되며 일측은 볼록하며 일측은 오목하여 케이스 프레임의 적층시 케이스 프레임 사이를 연결해 주며 내부에 장볼트를 삽입하기 위한 원형의 삽입홈을 보유하는 연결구; 케이스 프레임 내측면에 파우치형 이차전지의 옆면과 맞물리는 V자형 홈; 및 케이스 상판 및, 또는 케이스 하판에는 방열판을 케이스 프레임과 평행한 방향으로 삽입할 수 있게 하여주는 방열판 삽입홈;을 포함하며, 전극인출로의 시작단과 끝단에는 오목한 단차가 형성되며 시작단에는 전극탭을 수용하는 테이퍼부가 추가로 형성되며, 케이스 상판 및 케이스 하판은 후크로 체결되고, 케이스 상판과 케이스 하판의 내측은 파우치 접합부를 수용하며 케이스 상판과 케이스 하판 간격은 파우치 접합부의 두께보다도 크며, 케이스 상판 내지 케이스 하판의 내측에는 가장자리를 따라 실리콘이 인입되는 홈이 형성되어 있고, 연결구 내부에는 장볼트 삽입시 장볼트가 케이스 프레임 내부에 노출되지 않도록 장볼트를 감싸는 원통형의 가이드가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 이차전지 케이스는, 파우치형 이차전지의 접합부가 케이스에 의해 직접 지지되지 않고 케이스 내측에 주입되는 실리콘에 의하여 지지되므로 물리적 충격이나 흔들림, 장시간의 사용에도 접합부가 손상되지 않는다.
또한 본 발명에 의한 이차전지 케이스는, 돌출형 연결구 및 오목형 연결구를 구비하여 견고한 적층구조를 유지할 수 있어, 내구성이 높은 고출력 스택 구조를 구성할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 이차전지 케이스는, 전극탭이 인입되는 부위와 인출되는 부위에 단차 및 테이퍼 구조를 두어 전극탭이 케이스에 의하여 손상되지 않도록 보호하여 준다.
또한 본 발명에 의한 이차전지 케이스는, 그 내측면에 실제 파우치형 이차전지의 형태에 맞도록 V자형 홈을 구비하고 있어 케이스가 이차전지를 더욱 견고히 고정하여 준다.
또한 본 발명에 의한 이차전지 케이스는, 열방출용 금속판을 삽입할 수 있는 삽입홈을 구비하고 있어 이차전지의 과열을 방지하는 효과를 갖는다.
도1은 일반적인 파우치형 이차전지를 나타낸 분해사시도,
도2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스의 분해사시도,
도3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스의 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스(110, 160) 내측부와 전지셀(200)의 결합 모습을 나타내는 일부 단면도,
도5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 원형 모서리(111)를 구비한 상판(110)의 사시도 및 일부 확대도,
도6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전극 인출부(112) 및 전극 피난부(113)를 구비한 상판(110)의 평면도 및 일부 확대도,
도7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스(110, 160) 내측부 중 전극 피난부(113) 부위를 자른 단면도,
도8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스의 적층 구조를 나타내는 사시도 및 부분 확대도,
도9a, 도9b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 오목형, 돌출형 연결구(115, 165)의 내부 모습을 나타낸 사시도,
도10a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이차전지 케이스를 적층한 스택구조에 대한 분해 사시도이며, 도10b는 완성된 스택구조를 나타낸 사시도,
도11은 본 발명의 일 실시 예에 의한, 내측에 실리콘 인입홈(114)을 구비한 이차전지 케이스 상판(110) 혹은 하판(160)의 배면도,
도12a는 본 발명의 일 실시 예에 의한, 실리콘이 주입되기 전의 케이스(110, 160)의 내측부 단면도, 도12b는 실리콘이 주입되어 실리콘(s)이 전지셀(200)의 접합부(21)를 압박하며 지지하고 있는 모습을 나타낸 내측부 단면도,
도13a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 방열판 삽입홈(118)을 구비한 이차전지 케이스(110, 160)의 사시도, 도13b는 도13a의 케이스(110, 160)에 전지셀(200) 및 방열판(700)이 장착된 상태의 모습을 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면의 가독성을 위하여 도면상 대칭되는 구조이거나 동일한 구성임이 용이하게 확인될 수 있는 경우에는 일부 도면상의 부호를 생략하였다.
도2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 케이스가 파우치형 이차전지(200)(이하, 전지셀)와 결합되는 모습을 나타낸다. 여기에서 볼 수 있듯이 이차전지 케이스는 상판(110)과 하판(160)으로 구성되며 내부에 공동부(300)가 존재하여 상기 공동부(300)에는 전지셀(200)이 위치하게 된다. 이 때 파우치 접합부(21)는 케이스 상판(110) 및 하판(160) 내측부로 일부 삽입된다. 전극탭(12)은 이차전지 케이스(상판(110) 및 하판(160)) 외부로 인출되는데 이를 위한 케이스의 상세 구조는 추후 설명한다. 케이스 상판(110) 및 하판(160)은 그 둘레에 분포하는 후크(116) 및 후크 체결구(117)가 결합하는 것으로 결합, 고정될 수 있다. 바람직하게는 도2에서와 같이 둘레 중에서도 그 최외측부를 따라 후크(116) 및 후크 체결구(117)를 구성하는 것이 상하판(110, 160) 결합 및 분리에 있어 편리하다. 도3의 사시도에서는 케이스 상판(110) 및 하판(160)과 전지셀(200)이 결합된 모습을 볼 수 있다.
본 발명의 이차전지 케이스(110, 160)는 그 공동부(300)가 사각형인 것이 바람직하며, 특히 직사각형 내지 정사각형인 것이 바람직하다. 그러나 이것은 공동부(300)에 장착되는 전지셀(200)이 직사각형 내지 정사각형인 경우를 상정한 것이며 전지셀(200)의 형상을 따라 공동부(300)도 유사한 형상을 취한다고 볼 것이며 특히 전지셀(200)이 원형인 경우에는 공동부(300) 역시 원형의 형상을 할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 이하의 실시 예에서는 전지셀(200) 및 공동부(300)가 직사각형 형상인 경우를 예로 들겠다.
도3에서 볼 수 있듯이 이차전지 케이스(110, 160)와 전지셀(200)의 결합시 전지셀(200)의 접합부(21) 및 전극탭(12)은 상판(110) 및 하판(160) 사이로 인입되며 전지셀(200)의 고형부(전지셀(200)에서 접합부(21) 및 전극탭(12)를 제외한 부분)는 매우 작은 간격만을 남긴 채 공동부(300)에 위치하게 된다. 즉 도2에서 공동부(300)의 긴 변의 길이(w)와, 짧은 변의 길이(d)는 모두 전지셀(200)의 고형부와의 간격이 1mm 안팎에 근접하도록 구성함이 사이즈의 컴팩트화를 위하여 바람직하다.
도4는 케이스 상판(110) 및 하판(160)의 내측부와 그에 결합하는 전지셀(200)을 단면도로 나타낸 것이다. 여기서 볼 수 있듯이 케이스 상판(110) 및 하판(160)의 내측부와 전지셀(200)이 접촉하는 부분은 경사(일 예로, 도면에 표시된 대로 약 5도)를 두어 V자 홈을 구성하는 것이 바람직하다. 이는 일반적인 전지셀(200)의 모양을 고려한 것으로 이러한 V자 접촉면의 구성으로 접촉면과 전지셀(200)은 접촉이 발생할 시 면접촉할 수 있게 되어 케이스(110, 160)에 대한 전지셀(200)의 고정이 더욱 견고해질 수 있다. 도4에 표시된 1mm 간격은 도3에서 설명한 전지셀(200) 고형부와 상하판(110, 160) 사이의 간격과 동일한 취지이다.
또한 도4에서, 전지셀(200)의 접합부(21)는 상판(110)과 하판(160)의 내측부 사이에 위치하게 되는데, 이 때 상판(110)과 하판(160) 내측부 사이에 접합부(21)의 두께보다 더 큰 간격을 두어 상판(110)과 하판(160)의 내측부, 그리고 접합부(21)가 모두 일정 간격 유격을 갖도록 함이 바람직하다. 예를 들어, 접합부(21)의 두께는 일반적으로 0.5mm 내외이므로 상판(110)과 하판(160)의 내측부 간격은 1.5mm 내외로 설정할 수 있다. 결국 상판(110)과 하판(160)이 접합부(21)와 직접 접촉하지 않으므로 이차전지 케이스에 흔들림, 진동, 물리적 충격이 발생하여도 케이스(110, 160)에 의하여 파우치의 접합부(21)가 손상되는 일이 발생하지 않는다.
도5는 상판(110)의 배면 사시도 및 상판(110)에 구비되는 원형 모서리(111) 부분을 확대한 일부 확대도이다. 이와 같은 원형 모서리(111)에는 도3에서도 볼 수 있듯이 전지셀(200)의 모서리 부분이 위치하게 된다. 이렇게 원형 모서리(111)를 구비함으로써 전지셀(200) 모서리가 케이스(110, 160)에 직접 닿지 않으므로 진동 발생시 케이스(110, 160)와 전지셀(200)의 모서리의 마찰에 의한 손상이 방지될 수 있다. 원형 모서리(111)는 전술한 상판(110)은 물론 그와 대응되는 위치의 하판(160)에도 구성된다.
도6은 전극 인출부(112) 및 전극 피난부(113)의 구조를 나타내기 위한 상판(110)의 평면도 및 일부 확대도이다. 전지셀(200)은 전술한 내용대로, 전극탭(12)을 필수적으로 보유하게 되는데, 이 전극탭(12)은 타 전지셀과의 직렬 혹은 병렬 연결을 위하여 케이스(110, 160) 밖으로 인출될 필요가 있다. 따라서 케이스(110, 160)에는 케이스 내측과 외측을 연결하여 주는 전극 인출로(추후 도시)가 전극탭(12)이 위치할 곳에 구비되어 있다. 여기서 전극탭(12)은 전극 인출로를 통하여 케이스(110, 160) 밖으로 인출된 이후, 상단 방향 혹은 하단 방향으로 꺾어지면서 타 전지셀(200)의 전극탭(12)과 연결될 필요가 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 케이스는 도6의 확대도에서 볼 수 있듯이 전극탭(12)이 인출되는 부분, 즉 전극 인출로의 끝단에 약간(예를 들어, 5mm 내외)의 단차를 두어 전극탭(12)이 꺾이는 부분에 대한 보상 부위인 전극 인출부(112)를 구성한다. 즉 전극 인출부(112)는 전극탭(12)을 케이스(110, 160) 밖으로 인출시키며 위나 아래로 구부려도 케이스(110, 160)에 의해 과도하게 눌리는 것을 방지하며 동시에 전극탭(12)을 수용하여 보호하는 역할을 한다.
전극 피난부(113)는 전극 인출부(112)와 유사한 단차 구조로 다만 케이스(110, 160)의 내측에, 즉 전극 인출로의 시작단에 형성되어 있다. 전술한 대로, 전지셀(200)에서 접합부(21)를 제외한 부분(고형부)과 케이스(110, 160) 사이의 유격이 1mm 내외로 매우 작으므로 케이스(110, 160)에 의한 전극탭(12)의 눌림이나 손상을 방지하기 위해서는 전극 피난부(113)를 구성함이 바람직하다.
도7은 케이스(110, 160) 내측부 중 전극 피난부(113) 부위를 자른 단면도이다. 본 도면에서 볼 수 있듯이 전극 피난부(113)는 단차 외에도 테이퍼 구조(도7에서 원형 점선 부위)를 가질 수 있다. 이러한 테이퍼 구조 역시 전극탭(12)을 더욱 보호하기 위한 것으로, 진동이나 물리적 충격 발생시 케이스(110, 160)와의 직접 마찰로 인한 전극탭(12)의 손상을 방지하기 위한 목적을 갖는다.
도8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 케이스의 적층 구조를 나타내는 사시도 및 부분 확대도이다. 제1 이차전지 케이스(100a) 상단에 제2 이차전지 케이스(100b)가 적층되어 있으며 상기 부분 확대도에서 확인할 수 있듯이, 상판(110)에는 오목형 연결구(115)가 존재하며 하판(160)에는 돌출형 연결구(165)가 존재하여 적층시 서로 맞물릴 수 있으므로, 고출력 이차전지 구성을 위한 적층에 있어서도 견고한 구조를 유지할 수 있다. 또한 상기 연결구쌍(115, 165)은 내부에 원형의 삽입홈(추후 도시)이 존재하여 장볼트가 삽입될 수 있다. 상기 장볼트가 총 네 개의 연결구쌍(115, 165)에 모두 삽입되면 적층된 이차전지 케이스는 외부 충격이나 흔들림에도 적층 구조가 흐트러지지 않는 견고한 구조를 갖게 된다.
도8의 사시도에서는 바람직한 실시 예에 따라, 전극 인출로(167) 및 전극 고정구(168)가 구성된 모습도 볼 수 있다. 전극 인출로(167)는 전술한 바 대로, 전지셀(200)의 전극탭(12)이 케이스(110, 160) 외부로 인출되는 통로이며 양극과 음극의 전극탭(12) 각각을 위하여 케이스 하나 당 두 개의 전극 인출로(167)가 구성된다. 전극 고정구(168)는 인출된 전극탭(12)이 상하 병렬 연결을 위하여 접혀지면 이를 볼트 등을 이용하여 고정하기 위한 연결구이다. 스택구조 구성시, 상단 및 하단의 이차전지 케이스의 전극탭(12)은 예를 들어, 레이저 용접 등의 방법으로 서로 연결되어 병렬 연결을 구성할 수 있으며, 이와 관련하여서는 도10b에서 추후 도시한다.
도9a와 도9b는 전술한 연결구(115, 165)의 내부 모습을 나타낸 사시도이다. 상판(110) 및 하판(160)의 각 오목형, 돌출형 연결구(115, 165)는 내부에 원형의 삽입홈(h)이 존재하여 스택구조 고정을 위한 장볼트가 삽입될 수 있도록 한다. 또한 도9b에서 볼 수 있듯이 연결구(115, 165) 중 어느 하나에는 원통형의 가이드(166)가 존재하고 상기 가이드는 다른 하나의 연결구에 삽입된다. 이러한 구조는, 추후 장볼트가 삽입되어 이차전지 케이스의 적층구조가 완성된 상태에서 장볼트에 의한 전지간 쇼트가 발생할 가능성을 사전에 차단하기 위함이다. 즉, 원통형의 가이드(166)가 연결구(115, 165)를 관통하는 장볼트를 케이스(110, 160) 내부에 노출되지 않도록 모두 감싸게 되므로 혹시나 파우치(20)의 손상에 의해 발생할 수 있는 전지셀(200) 간의 쇼트를 방지한다.
도10a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 케이스를 적층한 스택구조에 대한 분해 사시도이며 도10b는 완성된 스택구조를 나타낸다. 전지셀(200)이 수용된 다수의 이차전지 케이스(100)가 서로 간의 연결구(115, 165)의 맞물림으로 적층되며 이를 다수의 장볼트(b) 및 이에 대응하는 다수의 너트(n)로 고정할 수 있다. 여기에 구조의 견고함을 위하여 상단 커버(500) 및 하단 커버(600)를 구비할 수도 있다고 할 것이다. 도10b에서는 스택구조에서 다수의 이차전지 케이스(100)의 각 전극탭(12a, 12b, 12c, 12d)이 상단으로 접히며 서로 병렬로 연결되는 모습도 볼 수 있는데 이 때 전술한 대로, 전극탭(12a, 12b, 12c, 12d)들은 레이저 용접 등의 방법으로 연결될 수 있으며 전극 고정구(168, 본 도면에서는 미도시)와 볼트 등의 구성을 이용하여 접혀진 전극탭을 이차전지 케이스에 견고하게 고정할 수도 있다.
도11은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 내측에 실리콘 인입홈(114, 점선으로 표시)을 구비한 이차전지 케이스 상판(110) 혹은 하판(160)의 배면도를 나타낸다. 본 도면과 같이 상판(110) 혹은 하판(160) 중 어느 하나에, 혹은 양측 모두에 내측면을 따라 바람직하게는 2mm에서 4mm의 너비로 실리콘 인입홈(114)이 형성될 수 있다. 추후 실리콘 인입홈(114)에는 액상의 실리콘이 주입되거나 고형의 실리콘이 삽입될 수 있다. 도4와 관련하여 설명한 대로, 전지셀(200)의 접합부(21)는 상판(110)과 하판(160)의 내측부 사이에 위치하게 되며, 이렇게 상기 내측부 사이의 간격을 접합부(21)의 두께보다 크게 설정하는 경우, 내측부가 접합부(21)를 압박할 수 없어 케이스(110, 160)는 전지셀(200)을 지지할 수가 없게 된다. 결국 상기 실리콘 인입홈(114)에 실리콘을 충분한 두께로 주입 내지 삽입하는 경우, 상기 실리콘이 전지셀(200)의 접합부(21)를 압박하여 이차전지 케이스(110, 160)가 전지셀(200)을 지지할 수 있게 된다. 도12a는 실리콘이 주입되기 전의 케이스(110, 160)의 내측부 단면도를 나타낸 것이며 도12b는 실리콘이 주입되어 실리콘(s)이 전지셀(200)의 접합부(21)를 압박하며 지지하고 있는 모습을 나타낸다. 결국 단단한 구조인 상판(110) 내지 하판(160)에 의한 접합부(21)의 지지로 발생할 수 있는 접합부(21)의 손상을 연한 구조인 실리콘이 그 지지를 대신함으로써 방지할 수 있게 된다. 물론 여기서의 실리콘은 예시로서 든 것이며 공업적으로 쓰일 수 있는 연성의 물질이라면 실리콘 외의 물질을 주입 내지 삽입하는 방법으로 동일한 목적을 달성할 수 있다고 할 것이다.
도13a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방열판 삽입홈(118)을 구비한 이차전지 케이스(110, 160)의 사시도를 나타낸다. 방열판 삽입홈(118)은 예를 들어, 0.5mm에서 1mm 정도 깊이의 단차 구조이며 상기 도면상 상판(110)에만 구비한 것으로 되어 있으나 실시 예에 따라 하판(160)에만 구비되거나 상판(110) 및 하판(160)에 동시에 구비될 수도 있다. 도13b는 도13a의 케이스(110, 160)에 전지셀(200) 및 방열판(700)이 장착된 상태의 모습을 나타낸 사시도이다. 즉 이차전지 케이스에 전지셀(200)이 장착된 상태로 방열판 삽입홈(118)에 방열판(700)을 삽입하면, 전지셀(200)은 방열판(700)과 접촉하며, 사용시 발생하는 열은 상기 방열판(700)을 통하여 효율적으로 방출될 수 있다. 특히 발열시 전지셀(200)이 팽창하는 현상이 발생할 수 있는데, 이 경우, 방열판(700)이 열을 방출하여 전지셀(700)이 혹시라도 폭발하지 않도록 하여주는 효과가 있다. 방열판(700)은 방열판 삽입홈(118)에 삽입되므로 이차전지의 단일 구성에서는 물론 스택 구성에서도 삽입될 수 있으며 케이스(110, 160) 끝단 부위에서 상단이나 하단으로 구부리는 방법으로 고정시킬 수 있고, 금속판, 특히 알루미늄판인 것이 열 방출 효율면에서 바람직하다.
이상 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기에서 설명된 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
10: 전지셀 11: 전극체
12: 전극탭 20: 파우치
21: 파우치 접합부
100: 다수의 이차전지 케이스 110: 케이스 상판
111: 원형 모서리 112: 전극 인출부
113: 전극 피난부 114: 실리콘 인입부
115: 오목형 연결구 116: 후크
117: 후크 체결구 118: 방열판 삽입홈
160: 케이스 하판 165: 돌출형 연결구
166: 원통형 가이드 167: 전극 인출로
168: 전극 고정구 200: 전지셀
300: 공동부 500: 상단 커버
600: 하단 커버 700: 방열판

Claims (1)

  1. 가장자리에 파우치 접합부를 보유하며 파우치 밖으로 인출되는 전극탭이 형성된 파우치형 이차전지를 보호하는 이차전지 케이스에 있어서,
    케이스 상판과 케이스 하판으로 분리되며 내측에 파우치형 이차전지를 수용할 수 있도록 공동부가 형성된 케이스 프레임;
    공동부의 각 모서리에 형성되는 원형 모서리;
    파우치형 이차전지의 전극탭을 케이스 프레임 외부로 인출시킬 수 있도록 케이스 프레임에 형성되는 전극 인출로;
    케이스 상판 및 케이스 하판의 가장자리 부분에 형성되며 일측은 볼록하며 일측은 오목하여 케이스 프레임의 적층시 케이스 프레임 사이를 연결해 주며 내부에 장볼트를 삽입하기 위한 원형의 삽입홈을 보유하는 연결구;
    케이스 프레임 내측면에 파우치형 이차전지의 옆면과 맞물리는 V자형 홈; 및
    케이스 상판 및, 또는 케이스 하판에는 방열판을 케이스 프레임과 평행한 방향으로 삽입할 수 있게 하여주는 방열판 삽입홈;을 포함하며,
    전극인출로의 시작단과 끝단에는 오목한 단차가 형성되며 시작단에는 전극탭을 수용하는 테이퍼부가 추가로 형성되며, 케이스 상판 및 케이스 하판은 후크로 체결되고, 케이스 상판과 케이스 하판의 내측은 파우치 접합부를 수용하며 케이스 상판과 케이스 하판 간격은 파우치 접합부의 두께보다도 크며, 케이스 상판 내지 케이스 하판의 내측에는 가장자리를 따라 실리콘이 인입되는 홈이 형성되어 있고, 연결구 내부에는 장볼트 삽입시 장볼트가 케이스 프레임 내부에 노출되지 않도록 장볼트를 감싸는 원통형의 가이드가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 케이스.
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