KR101574326B1 - 크림핑된 각기둥형 배터리 구조체 - Google Patents

Abstract

배터리 하우징은 일반적으로 평평한 사변형의 바닥면을 갖는 단일체형의 무이음 베이스 부재를 포함하며, 측벽이 상기 바닥면으로부터 연장되어 있다. 바닥면의 길이 치수는 측벽의 높이의 적어도 두배이다. 베이스 부재는 개방된 정상면을 갖는다. 하우징은 덮개 부재를 포함하고, 어 덮개 부재는 개방된 정상면을 폐쇄하고 베이스의 측벽과 결합할 수 있다. 전기 저항성 시일링 가스켓이 덮개 부재및 측벽과 접촉하여 유밀한(fluid-tight) 시일을 제공한다. 구성품들은 크림핑(crimping) 또는 헤밍(hemming)으로 기계적으로 서로 물리게 된다. 하우징은 특히 개별 배터리들을 파워 어셈블리로 적층하도록 되어 있으며, 하우징의 기하학적 구조에 의해 열관리가 최적화된다. 배터리 및 이 배터리를 포함하는 배터리 어셈블리도 개시된다.

Description

크림핑된 각기둥형 배터리 구조체{CRIMPED, PRISMATIC BATTERY STRUCTURE}

본 출원은 2010년 6월 4일에 "크림핑된 각기둥형 배터리 구조체" 라는 명칭으로 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 제 61/351,526 호에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 이의 개시 내용은 본원에 참조로 관련되어 있다.

본 발명은 일반적으로 배터리 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 크림핑되고 시일링된 구조에 근거한 특별한 하우징 구성을 사용하는 배터리 모듈 및 이러한 모듈의 결합에 근거한 파워 시스템에 관한 것이다.

배터리의 하우징은 배터리 적층체의 전기 화학적으로 작용하는 구성품을 유지 및 보호하고 또한 그로부터 전력을 추출할 수 있게 해주는 기능을 한다. 배터리 하우징은 배터리의 전해질 및 전위적으로 반응하는 구성품을 주변 분위기의 산소, 습기 및 다른 유해한 성분으로부터 절연시킨다. 배터리 하우징은 가벼워야 하며 울퉁불퉁해야 하고, 그의 사용과 제작은 간단해야 하고 또한 저렴해야 한다. 또한, 하우징은 열적 부하의 관리를 최적화하면서 다수의 배터리 모듈로 구성된 파워 시스템의 결합을 쉽게 해주도록 구성되어야 한다.

어떤 경우, 배터리 구성품은 가요성 폴리머 패키지 안에 배치된다. 이러한 종류의 하우징은 가볍고 가격이 저렴하지만, 이러한 패키지는 습기와 산소에 대해 투과성이 있으며, 전류의 인출을 위해 전극 탭이나 다른 구조가 패키지로부터 돌출되어야 할 때 문제가 생기기도 한다. 또한, 이러한 가요성 패키지는 적층 형태로 쉽게 형성될 수 없다. 그래서, 그러한 가요성 패키지는 일반적으로 전기 자동차 및 다른 그러한 고전력 및/또는 긴 수명 용도에서는 사용되지 않는다.

금속 배터리 하우징은 고강도, 양호한 열소산 및 배터리 구성품에 대한 양호한 전기적 접촉을 제공하면서 분위기 오염물에 대한 우수한 시일을 이룰 수 있다. 그러나, 금속 배터리 하우징의 사용과 관련하여 어떤 문제가 일어난다. 일반적으로, 원통형 배터리 하우징 구조체는 제작이 비교적 쉽다. 그러나, 원통형 배터리 구조체는 전기 자동차에서 사용될 때 요구될 수 있는 바와 같은 최대 팩킹(packing) 밀도를 제공하지는 못한다.

어떤 경우에, 배터리 하우징은 각기둥형 구조체로 형성되는데, 이 구조체는 다각형(전형적으로는 사각형) 프로파일을 갖는 것을 의미한다. 이러한 배터리 구조체는 전력 밀도가 최대화되는 고 부피 팩킹을 가능케 해준다. 추가로, 비교적 큰 외부 표면적으로 인해 매우 양호한 열소산이 이루어진다. 비용이 큰 문제인데, 각기둥형 배터리 구조체의 구성에는 전형적으로 비교적 값비싼 딥드로잉된 금속 구조 구성품이 필요하므로 비용상의 문제로 인해 그러한 각기둥형 배터리 구조체의 사용에는 한계가 있다. 추가로, 그러한 구조체의 시일링은 전형적으로 레이저 용접과 같은 비교적 값비싼 과정으로 이루어질 필요가 있다.

아래에서 설명하는 바와 같이, 본 발명은 딥드로잉(deep drawing) 또는 다른 값비싼 금속 제작 과정을 사용함이 없이 제작될 수 있는 각기둥형 배터리 케이싱을 사용하는 개선된 배터리 구조체를 제공한다. 추가로, 본 발명의 배터리 하우징은 비교적 저렴한 크림핑(crimping) 또는 헤밍(hemming) 기술을 이용하여 결합될 수 있도록 되어 있다. 또한, 본 발명의 하우징은, 상호 연결을 최소화하고 열부하의 관리를 최적화하면서 개별적인 배터리 모듈들을 파워 구성으로 쉽게 적층할 수 있게 되어 있다. 본 발명의 이들 및 다른 이점은 이하의 도면, 설명 및 논의을 통해 명백하게 알 수 있을 것이다.

단일체형의 무이음 베이스 부재를 포함하는 배터리 하우징이 개시된다. 이 베이스 부재는 측벽이 연장되어 있는 바닥면 및 개방된 정상면을 갖는다. 베이스 부재의 바닥면은 사각형과 같은 사변형이고 바닥면의 길이 치수는 측벽의 높이의 적어도 두배이다. 배터리 하우징은 덮개 부재를 더 포함하고, 이 덮개 부재는 베이스 부재의 정상면에 배치되어 그 정상면을 폐쇄하게 되며 또한 베이스 부재의 측벽과 결합할 수 있다. 상기 하우징은 전기 저항성 시일링 가스켓을 더 포함하고, 덮개가 베이스 부재와 결합되면 상기 시일링 가스켓은 덮개 부재 및 와 베이스 부재의 측벽과 접촉하게 된다.

특별한 경우에, 베이스 부재의 사각형 바닥면은 그의 길이가 그의 폭의 적어도 두배가 되도록 형성된다. 특정한 경우, 상기 측벽은 베이스와의 연결부에서 오목형 단차부를 형성하게 되며, 특별한 경우 이 단차부는 전체 측벽 높이의 20% 이하를 차지한다. 상기 덮개 부재는 상기 단차부에 대응하는 중앙 오목부를 형성하는 오목형 주변부를 또한 포함할 수 있고, 따라서 결합된 하우징의 적층을 쉽게 해준다.

다른 경우, 상기 하우징의 측벽은 그에 형성된 홈 또는 오목부를 포함할 수 있으며 이 오목부는 시일링 가스켓 및 덮개 부재와 결합하여 그들을 지지한다. 어떤 특별한 경우, 상기 덮개 부재는 크림핑되어 시일링 가스켓과 결합하고 따라서 그 가스켓이 베이스의 측벽과 접촉하게 된다. 다른 경우, 상기 측벽은 크림핑되어 시일링 가스켓과 결합하고 따라서 그 가스켓이 덮개와 결합하게 된다.

상기 가스켓은 폴리머 재료를 포함하며, 어떤 경우에는 덮개가 베이스 부재에 부착되기 전에 그 덮개에 사출 성형될 수 있다.

상기 하우징에 기초한 배터리 구조체도 개시된다. 이 배터리 구조체는 상기 하우징 안에 유지되는 배터리 적층체를 포함한다. 배터리 적층체는 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드 각각과 전기적으로 연결되는 제 1 단자 및 적어도 하나의 캐소드 각각과 전기적으로 연결되는 제 2 단자를 포함한다. 배터리 적층체는 상기 적어도 하나의 애노드 각각을 상기 적어도 하나의 캐소드 각각으로부터 전기 절연시키도록 배치되는 이온 투과성의 전기 절연성 세퍼레이터 막을 더 포함한다. 전해질체가 완성된 배터리 구조체를 포함하도록 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 캐소드와 유체 접촉하여 배치된다. 어떤 경우에는, 배터리 적층체는 적어도 하나의 애노드가 베이스 부재 또는 덮개 부재와 전기적으로 연결되고 또한 적어도 하나의 캐소드는 베이스 부재와 덮개 부재 중의 타방과 전기적으로 연결되도록 배치된다. 이러한 종류의 배터리는 한 하우징의 덮개가 다른 하우징의 베이스와 접촉하는 직렬 배치로 적층될 수 있으며, 어떤 경우에는, 적층된 하우징들 사이에 전기 전도성 필러재가 배치되어 더 양호한 전기적 접촉을 이룰 수 있다.

또한, 하우징 구조체를 제작하는 방법도 개시된다.

도 1 은 본 발명에 따른 배터리 하우징의 제 1 실시 형태의 베이스 부재의 일 부분의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 베이스 부재와 결합될 수 있는 덮개 부재의 일 부분의 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 베이스 부재와 도 2 의 덮개 부재와 함께 이용될 수 있는 시일링 가스켓의 단면도이다.
도 4a ∼ 4d 는 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 배터리 하우징의 제 1 실시 형태의 구성품들을 결합 및 시일링하는 단계들을 순차적으로 나타낸다.
도 5 는 배터리 하우징의 제 1 실시 형태로 결합되는 도 1 ∼ 3 의 구성품들의 사시도이다.
도 6a 는 도 5 에 나타나 있는 종류의 배터리 개체로 구성된 배터리 적층체를 도시한다.
도 6b 는 도 6a 의 적층체의 일 부분의 확대도이다.
도 7a 는 결합 전에 있는 본 발명의 다른 실시 형태의 베이스 부재, 덮개 부재 및 시일링 가스켓의 일 부분의 단면도이다.
도 7b 는 결합되어 있지만 크림핑되어 있지 않은 단계에 있는 도 7a 의 구성품들을 나타낸다.
도 7c 는 크림핑되어 폐쇄 및 시일링 결합되어 있는 도 7a 및 7b 의 구성품들을 나타낸다.
도 8 은 도 7a ∼ 7c 의 구성품들로 결합된 배터리 하우징의 제 2 실시 형태의 사시도를 나타낸다.

본 발명의 배터리 하우징은, 직렬 및/또는 병렬 연결 배터리의 적층체가 매우 양호한 전기적 접촉과 효율적인 공간 사용을 제공하고 또한 열 소산을 최적화하도록 그 적층체에 쉽게 결합될 수 있는 배터리 구조를 제공하도록 되어 있다. 본발명의 구조체는 딥드로잉 기술과 같은 값비싼 금속 성형 기술을 사용하지 않고 제작될 수 있으며 또한 쉽게 결합되어 신뢰적인 밀봉된 배터리 구조로 될 수 있다. 본 발명의 배터리 하우징은 다수의 상이한 구성으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 원리를 몇몇 특정 실시 형태를 참조하여 설명할 것이며, 다른 실시 형태들도 본 발명의 범위에 있음을 이해해야 한다.

이제 도 1 을 참조하면, 본 발명에 이용될 수 있는 베이스 부재(10)의 일 실시 형태의 부분 단면도가 나타나 있다. 이 베이스 부재는 전형적으로 강 또는 알루미늄과 같은 재료로 된 단일체형의 무이음체(seamless body)이다. 상기 하우징(10)은 사변형을 갖는 일반적으로 평평한 바닥면(12)을 포함한다. 전형적으로, 이 바닥면은 사각형이며, 특별한 경우에 바닥면의 길이는 그 바닥면의 폭 보다 크게 되어 있다. 하우징(10)은 그로부터 돌출되어 있는 측벽(14)을 가지며, 보는 바와 같이, 이 측벽은 바닥면의 둘레에 무이음식으로 결합되어 있다.

도 1 의 실시 형태에서 보는 바와 같이, 측벽(14)은 베이스(10)의 바닥면(12)과의 연결부에서 오목형 단차부(16)를 포함한다. 이 오목형 단차부는 전형적으로 측벽(14)의 전체 높이의 20% 이하인 높이를 가지며, 전체 베이스 부재(10) 주위에 형성된다.

또한 도 1 의 실시 형태에서, 측벽(14)은 베이스 부재(10)의 개방된 상부면 근처에 있는 상부 홈 또는 오목부를 포함한다. 이 오목부(18) 역시 베이스의 전체 주위에 형성되어 있다. 일 특별한 실시 형태에서, 베이스 부재(10)는, 그의 전체 길이가 약 74 mm 이고 바닥면(12)에서 측정한 길이는 상기 단차부의 존재로 인해 67.5 mm 가 되도록 형성된다. 이 특별한 실시 형태에서, 측벽(14)의 전체 높이는 27.23 mm 이고 단차부의 높이는 약 4.75 mm 이며, 오목부(18)의 높이는 약 3.63 mm이고 나머지 중앙부의 높이는 약 18.85 mm 이다. 치수는 특정 용도에 따라 변할 수 있으며, 전형적인 실시 형태에서 벽의 높이는 베이스의 길이의 50% 이하이다. 상기 측벽이 하우징의 길이에 비해 비교적 작도록 하우징이 형성되므로, 일단계 드로잉 또는 스탬핑과 같은 간단한 금속 성형 기술로 베이스를 제작할 수 있어, 제작 비용이 최소화된다. 마찬가지로, 하우징에 단차부에 있기 때문에, 배터리 개체(unit)의 적층이 쉽게 된다. 또한, 하우징은 개별적인 배터리 개체 사이에 흐르는 가스 또는 액체를 냉각하기 위한 통로를 보존하면서 그 개별적인 배터리 개체의 벌크 사이의 열전달을 최대화하여 열 관리가 최적화되도록 형성되어 있다.

이제 도 2 를 참조하면, 도 1 의 하우징(10)과 함께 이용될 수 있는 덮개 부재(20)의 구성이 나타나 있다. 이 덮개(20)는 일반적으로 스탬핑 또는 일단계 드로잉과 같은 비교적 간단한 기술을 이용하여 금속판으로 제작된다. 덮개(20)는 일반적으로 베이스 부재의 개방된 정상면에 대응하는 사각형으로 되어 있다. 덮개(20)는 베이스 부재의 측벽에 결합될 수 있게 형성된 결합부(22)를 포함한다. 덮개 부재(20)는 중앙 오목부(24)를 형성하는 오목형 주변부(22)를 포함하며, 뒤에서 설명하겠지만, 상기 중앙 오목부는 하우징 부재의 바닥면에 있어서 그 하우징 부재의 단차부(16)로 형성되는 부분에 일반적으로 대응하여 결합하도록 되어 있다. 또한, 이 주변부(22)는 베이스 부재(10)의 오목부(18)와 결합할 수 있는 숄더(26)를 형성한다.

이제 도 3 을 참조하면, 도 1 및 2 의 베이스 부재(10)와 덮개(20)를 함께 시일링하는데 사용될 수 있는 시일링 가스켓(30)의 단면도가 나타나 있다. 가스켓(30)은 일반적으로 폴리머 재료와 같은 전기 저항성의 탄성 재료로 만들어진다. 특별한 경우, 고 결정질 폴리머가 이러한 종류의 용도에서 신뢰적인 유밀성(fluid-tight) 시일을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에서 사용될 수 있는 일 특별한 폴리머는 폴리프로필렌을 포함한다. 다른 경우, 폴리에틸렌 및 특히 고밀도 폴리에틸렌이 가스켓 재료로 이용될 수 있다. 다른 폴리올레핀이 이 목적으로 유사하게 사용될 수 있다.

도 4a ∼ 4d 는 도 1 ∼ 3 에 나타나 있는 구성품의 결합 단계들을 개략적으로 나타낸다. 도 4a 에서, 베이스 부재(10), 덮개(20) 및 가스켓(30)은 분해된 예비결합 상태로 나타나 있다. 도 4b 에서 보는 바와 같이, 가스켓(30)이 측벽(14)의 오목부(18)에서 베이스 부재(10)에 지지되도록 배치된다. 어떤 경우에는, 시일링 가스켓(30)을 베이스 부재(10)와 결합시켜 유지하는 것을 도와 주기 위해 접착제를 그 시일링 가스켓에 바를 수 있다. 그러나, 이 단계는 선택적인 것이고, 많경우에는 가스켓(30)은 그러한 접착제를 필요로 하지 않는다. 어떤 특별한 경우, 가스켓(30)은 베이스 부재(10)에 사출 성형될 수 있으며, 또는 대안적으로 덮개(20)에 사출 성형될 수 있다.

도 4c 는 결합되어 배치되어 있는 베이스 부재(10), 덮개(20) 및 가스켓(30)을 나타낸다. 보는 바와 같이, 오목부(18)는 가스켓(30)과 덮개(20)를 지지하는 역할을 한다. 도 4d 는 결합 과정의 최종 단계를 나타내는데, 여기서 덮개(20)의 연결부(22)는 크림핑되어 있어 가스켓(30)이 베이스 부재(10)에 압착되어 타이트한 방습 시일이 얻어진다. 크림핑은 다양한 기계적인 수단으로 쉽게 이루어질 수 있으며, 이러한 설계로 인해, 종래 기술에서 전형적인 레이저 용접 등과 같은 비싼/비싸거나 복잡한 시일링 단계가 필요 없게 된다.

이제 도 5 를 참조하면, 전술한 바와 같이 결합된 배터리 패키지(50)가 사시도가 나타나 있다. 결합된 패키지(50)는 전술한 바와 같은 베이스 부재(10), 덮개(20) 및 가스켓(30)을 포함한다. 상기 단차부(16)는 베이스 주위에 형성되어 있어 단차형 후방부를 형성하게 되며, 덮개(20)의 오목한 주변부(22)는 그 덮개(20)에서 중앙 오목부(24)를 형성하며, 일반적으로 이 중앙 오목부는 대응하는 전지(24)의 베이스의 단차부를 수용하도록 되어 있다.

본 발명의 배터리 하우징은 그 안에 배터리 적층체를 포함한다. 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 배터리 적층체는 하나 이상의 애노드, 하나 이상의 캐소드 및 이들 사이에 배치되는 이온 투과성의 전기 저항성 세퍼레이터 막을 포함한다. 이러한 배치 구성의 부재들이 적절한 전극에 배치되면, 배터리 구조체가 형성된다. 본 발명의 하우징은 유밀하고 이들 부재를 유지하며, 특별한 경우, 배터리 적층체의 애노드 부재는 덮개 또는 베이스 부재에 연결되어 그 전극의 일 단자를 형성하고, 캐소드 부재는 덮개와 베이스 중의 타방에 연결되어 배터리의 제 2 단자를 형성하게 된다. 이렇게 해서, 하우징 자체는 배터리 단자를 형성할 것이며, 다른 실시 형태에서는 별도의 단자가 포함될 수 있다.

이제 도 6a 를 참조하면, 전술한 배터리 하우징을 사용하여 준비될 수 있는 배터리 적층체의 일 부분이 나타나 있다. 도 6a 에서 보는 바와 같이, 3개의 배터리(60a, 60b, 60c)가 결합되어 일 적층체를 이루고 있다. 각 경우, 베이스 부재(10)는 배터리의 일 전극을 형성하고 덮개 부재(20)는 배터리의 다른 단자를 형성한다. 도 6a 에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 배터리(60a)의 베이스 부재(10a)는 제 2 배터리(60b)의 베이스 부재(10b)와 직접 전기적 접촉을 하며 제 1 배터리(60a)의 덮개 부재(20a)는 제 2 배터리(60b)의 덮개 부재(20b)와 직접 전기적 접촉을 하여, 배터리(60a, 60b)의 각 전극이 전기적 병렬 관계로 연결된다. 제 2 배터리(60b)의 덮개 부재(20b)는 제 3 배터리(60c)의 베이스 부재(10c)와 전기적 접촉을 하여, 이들 두 배터리는 전기적 직렬로 관계에 있게 된다. 또 다른 배터리들이 이 적층체에 배치되어 파워 팩을 형성하게 됨을 이해할 것이다. 일반적으로, 이러한 결합체는 80 ∼ 100 개의 개별적인 모듈을 포함할 수 있으며, 300 볼트 이상을 발생시킬수 있다.

어떤 경우에 배터리(60)의 각 하우징 구성품들은 직접 전기적 접촉을 이룰 수 있지만, 또 다른 실시 형태에서는, 전기 전도성 페이스트 또는 접착제와 같은 전기 전도성 재료로 된 층이 상기 구성품들 사이에 위치되어 배터리의 전기적(또한 어떤 경우에는 열적) 연결을 이루는데 도움을 줄 수 있다.

이제 도 6b 를 참조하면, 도 6a 의 확대 상세도가 나타나 있는데, 이는 개별적인 배터리 모듈(60a ∼ 60c)이 어떻게 접촉하고 있는지를 더 잘 도시하고 있다. 보는 바와 같이, 본 발명의 배터리 하우징의 구성에 의해, 냉각이 잘 되게 해주는 개방형 통로(62, 64)가 적층체에 제공되면서, 다양한 부재들 사이에 매우 양호한 전기적 접촉이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 구조는 여전히 큰 면적의 냉각이 일어나게 해주면서 전지들 사이에 열저장체를 분포시키도록 최대의 열적 접촉을 제공한다.

본 발명의 배터리 하우징은 또 다른 구성으로 실시될 수 있는데, 도 7a ∼ 7c 가 그러한 다른 실시 형태를 나타낸다. 도 7a 는 배터리 하우징의 제 2 실시 형태의 베이스 부재(70), 덮개 부재(72) 및 시일링 가스켓(74)의 부분 단면도를 나타낸다. 도 7a 의 실시 형태에서, 베이스 부재(70)는 앞 실시 형태에서 처럼 전형적으로는 사각형인 일반적으로 평평한 바닥면(76)을 갖는 단일체형 무이음 부재이다. 측벽(78)이 베이스로부터 연장되어 있고, 앞 실시 형태에서 처럼, 그 베이스의 바닥면(76)의 길이 치수는 측벽(78)의 높이의 적어도 두배이다. 이 실시 형태에서, 측벽(78)은 앞 실시 형태에서와 같은 단차형 후방부를 포함하지 않지만, 전술한 바와 같이 베이스의 개방 정상부의 근처에 있는 오목부(18)를 포함한다. 덮개 부재(72)는 그에 고정되는 가스켓(74)을 갖는 것으로 나타나 있는데, 특별한 경우에, 이 가스켓(74)은 덮개(72)에 직접 사출 성형될 수 있고 하지만 다른 경우에는 별도의 단계에서 고정될 수도 있다. 덮개(72)는 가스켓(74)으로 덮히는 상향 돌출 플랜지부(80)를 포함한다. 그 덮개는 또한 제 2 상향 돌출부(82)를 포함하는데, 이 돌출부는 다음의 도면에서 명백히 알 수 있는 바와 같이 하우징의 나머지와 동등한 위치까지 덮개의 정상면(84)을 올리는 역할을 한다.

결합 과정의 제 2 단계에서, 도 7b 에서 보는 바와 같이, 가스켓(74)이 부착되어 있는 덮개(72)가 베이스 부재(70)의 개방된 정상면을 덮기 위해 배치된다. 이때, 베이스 부재(70)의 측벽(78)에 형성된 오목부(18)는 덮개/가스켓 어셈블리 와 결합하여 그를 지지하게 된다. 또한, 상기 오목부(18) 위쪽에 배치되는 측벽(78)의 상부(86)는 가스켓(74)의 정상 표면 위쪽으로 돌출한다.

이제 도 7c 을 참조하면, 배터리 패키지의 결합의 최종 단계가 나타나 있다. 이 단계에서, 측벽(78)의 상향 돌출부(86)가 크림핑되어 가스켓(74)이 덮개(72)의 플랜지부(80)에 압착되며, 덮개(72)의 상부면(84)은 전지의 나머지와 대략 같은 높이에 있다.

이제 도 8 을 참조하면, 본 발명의 이 실시 형태에 따른 완성된 배터리 패키지(90)의 사시도를 나타낸다. 이 도에서 보는 바와 같이, 패키지는 베이스 부재(70), 덮개 부재((72) 및 가스켓(74)을 포함한다.

이 실시 형태는 다양한 형상과 크기로 만들어질 수 있다. 특히, 이 실시 형태는 베이스 부재 및 그래서 결과적인 배터리의 길이 치수가 그의 높이 치수의 적어도 두배가 되도록 또한 하우징의 길이 치수가 폭 치수의 적어도 두배가 되도록 구성된다. 일 특별한 실시 형태에서, 하우징의 길이 치수는 약 200 mm 이며, 하우징의 폭 치수는 약 75 mm 이고, 높이 치수는 약 47.5 mm 이다.

전술한 도면과 설명은 본 발명의 몇몇 특정 실시 형태에 대한 실례를 들기 위한 것이지 그의 실시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자에게는 본 명세서에 나타나 있는 교시에 비추어 다른 수정예 및 변형예가 명백할 것이다. 모든 등가물을 포함하여 다음의 청구 범위가 본 발명의 범위를 규정한다.

Claims (20)

1. 배터리 하우징으로서,
   일반적으로 평평한 사변형의 바닥면을 갖는 단일체형의 무이음 베이스 부재로서, 측벽이 상기 바닥면으로부터 연장되어 있고, 이 바닥면의 길이 치수는 측벽의 높이의 적어도 두배이며, 개방된 정상면을 갖는 베이스 부재;
   상기 베이스 부재의 개방된 정상면에 배치되며 그 베이스 부재의 측벽과 결합할 수 있는 덮개 부재; 및
   상기 덮개 부재가 베이스 부재의 상기 측벽과 결합되면 덮개 부재와 베이스 부재의 측벽 사이에 위치되어 그들과 접촉하게 되는 전기 저항성 시일링 가스켓
   을 포함하고,
   상기 측벽은 상기 베이스 부재의 바닥면과의 연결부에서 오목형 단차부를 포함하고,
   상기 덮개 부재는 상기 단차부에 대응하는 중앙 오목부를 형성하는 오목형 주변부를 포함하는, 배터리 하우징.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 부재의 사변형 바닥면은 사각형인 배터리 하우징.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 바닥면의 길이 치수는 그의 폭 치수의 적어도 두배인 배터리 하우징.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 단차부는 측벽의 전체 높이 치수의 20% 이하인 높이 치수를 갖는 배터리 하우징.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 측벽은 베이스 부재의 개방된 정상면의 근처에 형성된 오목부를 포함하며, 이 오목부는 상기 시일링 가스켓 및 덮개 부재와 결합하여 그들을 지지하는 배터리 하우징.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 덮개 부재는 크림핑되어 시일링 가스켓과 결합하고 따라서 그 시일링 가스켓이 베이스의 측벽과 접촉하여 그들 사이에 시일을 이루게 되는 배터리 하우징.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 측벽은 크림핑되어 시일링 가스켓과 결합하고 따라서 그 시일링 가스켓이 덮개 부재와 접촉하여 그들 사이에 시일을 이루게 되는 배터리 하우징.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스켓은 폴리머 재료로 만들어져 있는 배터리 하우징.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리올레핀 및 이들의 조합물에서 선택되는 배터리 하우징.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스켓은 덮개 부재 또는 베이스 부재에 사출 성형되는 배터리 하우징.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 부재와 덮개 부재는 금속으로 만들어져 있는 배터리 하우징.
14. 제 1 항의 하우징;
    상기 하우징 안에 유지되는 배터리 적층체로서, 적어도 하나의 애노드, 이 적어도 하나의 애노드 각각과 전기적으로 연결되는 제 1 단자, 적어도 하나의 캐소드, 이 적어도 하나의 캐소드 각각과 전기적으로 연결되는 제 2 단자, 및 상기 적어도 하나의 애노드 각각을 상기 적어도 하나의 캐소드 각각으로부터 전기 절연시키도록 배치되는 이온 투과성의 전기 절연성 세퍼레이터 막을 포함하는 배터리 적층체; 및
    상기 적어도 하나의 애노드 및 상기 적어도 하나의 캐소드와 유체 접촉하여 배치되는 전해질체를 포함하고,
    상기 제 1 단자는 상기 베이스 부재와 상기 덮개 부재 중의 일방과 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 단자는 상기 베이스 부재와 상기 덮개 부재 중의 타방과 전기적으로 연결되는, 배터리 구조체.
15. 삭제
16. 제 14 항의 배터리 구조체를 적어도 두개 포함하며, 이들 적어도 두개의 배터리 구조체는 한 배터리 구조체의 베이스 부재가 다른 배터리 구조체의 덮개 부재와 전기적으로 접촉되도록 적층된 관계로 배치되는, 스택(stack).
17. 제 14 항의 배터리 구조체를 적어도 두개 포함하며, 이들 적어도 두개의 배터리 구조체는 한 배터리 구조체의 베이스 부재가 다른 배터리 구조체의 베이스 부재와 전기적으로 접촉되도록 나란히 있는 관계(side by side relationship)로 배치되는, 스택.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 배터리 구조체 중의 한 배터리 구조체의 하우징의 적어도 일 부분과 상기 적어도 두개의 배터리 구조체 중의 다른 배터리 구조체의 하우징의 적어도 일 부분 사이에 배치되어 그들 사이에 전기적 접촉을 이루게 되는 전기 전도성 필러재를 더 포함하는, 스택.
19. 배터리 하우징을 제작하는 방법으로서,
    일반적으로 평평한 사변형의 바닥면을 갖는 단일체형의 무이음 베이스 부재로서, 측벽이 상기 바닥면으로부터 연장되어 있고, 이 바닥면의 길이 치수는 측벽의 높이의 적어도 두배이며, 개방된 정상면을 갖는 상기 베이스 부재를 제공하는 단계;
    상기 베이스 부재의 정상면에 배치되며 그 베이스 부재의 측벽과 결합할 수 있는 덮개 부재를 제공하는 단계;
    상기 덮개 부재가 베이스 부재의 측벽과 결합되면 덮개 부재 및 베이스 부재의 측벽과 접촉하게 되는 전기 저항성 시일링 가스켓을 제공하는 단계;
    상기 덮개 부재가 베이스 부재의 정상면에 배치되어 그 정상면을 폐쇄하고 또한 가스켓 부재가 덮개 부재와 베이스 부재 사이에 위치되어 그들과 접촉하도록 덮개 부재와 시일링 가스켓을 베이스 부재와 결합시키는 단계; 및
    상기 시일링 가스켓이 덮개 부재와 베이스 부재 사이에서 압착되도록 그 덮개 부재와 베이스 부재 사이에 크림프 시일링(crimp seal)를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 베이스 부재는 그의 측벽이 베이스 부재의 바닥면과의 연결부에서 오목형 단차부를 포함하도록 형성되고, 상기 덮개 부재는 상기 측벽의 단차부에 대응하는 중앙 오목부를 포함하는, 배터리 하우징을 제작하는 방법.
20. 삭제

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