KR101690576B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 젤리롤을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극 적층체의 온도 및 압력 중 하나 이상을 입력받아 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는지를 판단하고, 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 상기 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는 경우, 이벤트 신호를 출력하는 배터리 관리부; 용질이 보관되는 용질 보관부, 상기 용질과 혼합되며 열을 흡수할 수 있는 용매가 보관되는 용매 보관부, 및 상기 용매 보관부와 용질 보관부를 구획하는 경계구획막을 포함하는 흡열 발생부; 및 상기 배터리 관리부로부터 상기 이벤트 신호를 입력받은 경우, 상기 경계구획막이 파단되도록 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 흡열 발생부 가격부;를 포함함으로써, 외부 충격에 의한 단락, 과충전, 외부 노출, 관통, 압축 등에 의해 전지가 가열되는 경우, 전지 내부에서 즉각적으로 흡열 반응이 수행될 수 있도록 하여, 전지의 안정성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 전지 내에 흡열 발생부를 포함함으로써, 전지의 안정성을 현저히 향상시킨 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로써, 저용량 전지의 경우 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
상기 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 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.
이와같이 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 이루어지며, 상기 각각의 단위전지는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체, 상기 캡 조립체로 돌출되고 상기 전극 조립체에 구비된 양,음극판의 집전체와 전기적으로 연결되는 양,음극 단자를 포함한다.
그리고 각각의 단위전지는 통상 다수개가 간격을 두고 배열되어 각 단자간 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지 모듈을 구성하게 된다.
여기서 상기한 전지모듈은 수 개에서 많게는 수십 개의 단위전지를 연결시켜 하나의 전지모듈을 구성함에 따라 각 단위 전지에서 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있어야 한다. 이차 전지 모듈의 열 방출 특성은 전지의 성능을 좌우할 정도로 매우 중요하다.
열 방출이 제대로 이루어지지 않는 경우 각 단위 전지간에 온도 편차가 발생되어 충/방전 효율을 떨어뜨리게 되고, 단위 전지에서 발생되는 열에 의해 전지내부의 온도가 상승되어 결과적으로 전지의 성능이 저하되며 심한 경우 폭발의 위험을 초래하게 된다. 또한, 과충전, 과방전 및 외부 쇼트가 발생하는 경우에도 전지내부의 온도가 급격하게 향상되어, 폭발을 유발하므로, 전지 내부의 온도 조절 문제 해결과 관련 다양한 연구가 진행되고 있다.
종래에는 전지 내부의 온도를 감소시키기 위해 전지 모듈의 과충전, 과방전 및 쇼트 상태를 감지하고, 이에 따라 전지 모듈의 충방전 경로를 차단하는 방법에 제안되었으나, 이는 전지 내부에 온도가 증가된 경우, 전지의 상승된 온도를 제어하지 못하므로, 전지 내부에 잔열이 존재하여, 추가 온도 상승 원인이 발생시 바로 폭발하는 등의 문제가 있었다.
한국공개특허 제2006-86120호에는 이차 전지 모듈이 개시되어 있다.
한국공개특허 제 2006-86120호
본 발명은 외부 충격에 의한 단락, 과충전, 외부 노출, 관통, 압축 등에 의해 전지가 가열되는 경우, 전지 내부에서 즉각적으로 흡열 반응을 일으켜 안정성을 현저히 향상시킨 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지는 하나 이상의 젤리롤을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극 적층체의 온도 및 압력 중 하나 이상을 입력받아 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는지를 판단하고, 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 상기 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는 경우, 이벤트 신호를 출력하는 배터리 관리부; 용질이 보관되는 용질 보관부, 상기 용질과 혼합되며 열을 흡수할 수 있는 용매가 보관되는 용매 보관부, 및 상기 용매 보관부와 용질 보관부를 구획하는 경계구획막을 포함하는 흡열 발생부; 및 상기 배터리 관리부로부터 상기 이벤트 신호를 입력받은 경우, 상기 경계구획막이 파단되도록 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 흡열 발생부 가격부;를 포함할 수 있다.
상기 흡열 발생부는, 상기 용매 보관부 및 상기 용질 보관부 중 어느 하나의 내부에 위치하는 니들부를 포함하고, 상기 니들부는 상기 흡열 발생부 가격부의 상기 가격에 의해 상기 경계구획막과 접촉하여 상기 경계구획막을 파단시킬 수 있다.
상기 흡열 발생 가격부는, 상기 이벤트 신호에 의해 온(on) 될 수 있는 밸브; 및 상기 밸브가 온(on)되면 상기 흡열 발생부 측으로 돌출되도록 격발되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 격발체;를 포함할 수 있다.
상기 흡열 발생 가격부는, 상기 흡열 발생부 측에 위치하고 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부; 및 상기 도어부에 일측이 지지되고, 흡열 발생부 가격부 내부에 형성되어 가스를 압축된 상태로 보관하는 압축 가스 저장부;를 포함하고, 상기 압축 가스 저장부에 보관된 압축 가스는, 상기 도어부의 상기 개방에 의해 상기 흡열 발생부 측으로 방출되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있다.
상기 흡열 발생부 가격부는, 상기 흡열 발생부 측에 위치하고 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부; 및 상기 도어부에 일측이 지지되고 상기 흡열 발생부 가격부의 내부에 압축된 상태로 위치하는 탄성체를 포함하는 격발체;를 포함하고, 상기 격발체는, 상기 도어부의 상기 개방에 의해 상기 흡열 발생부 측으로 격발되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있다.
상기 흡열 발생 가격부는, 상기 이벤트 신호에 의해 온(on)될 수 있는 밸브; 가스를 압축된 상태로 보관하는 압축가스 저장부, 일단이 상기 압축가스 저장부에 결합되고 타단이 상기 흡열 발생부 측으로 개방된 가스 유로, 및 상기 가스 유로를 개폐할 수 있는 가스 유로 밸브부를 포함하는 압축 가스 발사부;를 포함하고, 상기 밸브가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부에 의해 상기 가스 유로가 개방되어, 상기 가스 유로의 타단을 통해 상기 흡열 발생부 측으로 가스가 분사됨으로써 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있다,
상기 밸브가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부측으로 돌출되는 탄성 결합부를 더 포함하고, 상기 압축 가스 발사부는, 상기 탄성 결합부의 상기 돌출에 의해 가스 유로 밸브부가 이동됨으로써 상기 가스 유로가 개방될 수 있다.
상기 가스 유로는, 상기 가스 유로 밸브부를 수용하는 챔버를 포함하되, 상기 챔버의 일측은 압축 가스 저장부가 연통되고, 타측에는 홀이 형성되며, 상기 가스 유로 밸브부는, 일측이 상기 챔버 내에서 상기 홀 측으로 지지되고, 타측은 상기 홀을 관통하여 연장되며, 상기 가스 유로 밸브부는 상기 탄성 결합부의 돌출에 의해 상기 일측으로 이동되어 상기 가스 유로가 개방될 수 있다.
상기 압축 가스 발사부의 외측으로 돌출되는 상기 가스 유로 밸브부는, 상기 돌출되는 측의 상기 압축 가스 발사부의 격벽에 인장된 탄성체로 지지될 수 있다.
상기 가스 유로 밸브부는 상기 돌출된 방향과 수직 방향으로 연장되고 상기 압축된 탄성체와 결합된 지지부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 이벤트 발생시, 즉각적으로 전지 내부에서 흡열 발응이 수행될 수 있도록 하여, 전지의 안정성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡열 발생부의 사시도이다.
도 3 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡열 발생 가격부의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡열 발생 가격부의 일부를 확대한 도면이다.
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 젤리롤을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극 적층체의 온도 및 압력 중 하나 이상을 입력받아 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는지를 판단하고, 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 상기 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는 경우, 이벤트 신호를 출력하는 배터리 관리부; 용질이 보관되는 용질 보관부, 상기 용질과 혼합되며 열을 흡수할 수 있는 용매가 보관되는 용매 보관부, 및 상기 용매 보관부와 용질 보관부를 구획하는 경계구획막을 포함하는 흡열 발생부; 및 상기 배터리 관리부로부터 상기 이벤트 신호를 입력받은 경우, 상기 경계구획막이 파단되도록 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 흡열 발생부 가격부;를 포함함으로써, 외부 충격에 의한 단락, 과충전, 외부 노출, 관통, 압축 등에 의해 전지의 팩이 변형되어, 전지 내부가 가열되는 경우, 전지 내부에서 즉각적으로 흡열 반응이 수행될 수 있도록 하여, 전지의 안정성을 현저히 향상시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 도면이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 적층체(100); 배터리 관리부(200); 흡열 발생부(300); 및 흡열 발생 가격부(400)를 포함한다.
전극 적층체(100)는 하나 이상의 젤리롤을 포함하는 것으로서, 상기 젤리롤은 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극판과 음극판을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 적층형, 또는 소정 단위의 양극판과 음극판을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 긴 길이의 연속적인 분리막 시트를 이용하여 일 방향으로 폴딩한 형태일 수 있으며, 이외의 다른 형태도 가능하다.
전극 적층체(100)는 상기 젤리롤 외에 상기 젤리롤을 밀봉되게 수용하는 케이스를 더 포함할 수 있으며, 상기 케이스는 젤리롤이 삽입될 수 있는 공간을 형성하는 몸체부, 및 이 몸체부를 덮는 커버부로 구성될 수 있다.
배터리 관리부(Battery Management System; BMS)(200)는 흡열 발생 가격부(400)를 통해 흡열 발생부(300)를 제어하는 수단으로, 상기 전극 적층체(200)의 온도 및 압력 중 하나 이상을 입력받아 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는지를 판단하고, 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 상기 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는 경우, 이벤트 신호를 출력하는 역할을 수행한다. 구체적으로 상기 온도 또는 압력의 상승은 외부의 충격에 의한 단락, 과충전, 외부 노출, 관통, 압축 등에 의해 전지의 팩이 변형되는 경우 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 배터리 관리부(200)로부터 상기 이벤트 신호를 입력받은 흡열 발생 가격부(400)가 흡열 발생부(300)를 가격함으로써, 전지 내에서 흡열 반응이 수행될 수 있게 된다.
상기 배터리 관리부(Battery Management System; BMS)(200)는 상기 전극 적층체(200) 및 상기 흡열 발생부 가격부(400)와 전기적으로 연결된 것이라면, 그 형성 위치는 특별히 한정되지 않는다.
흡열 발생부(300)는 외부 충격에 의한 단락, 과충전, 외부 노출, 관통, 압축 등에 의해 전지의 팩이 변형에 의해 전지의 내부가 가열되는 경우, 발생한 열을 흡수하여 직접적으로 전지를 냉각시키는 역할을 수행하는 것으로, 용질이 보관되는 용질 보관부(310), 상기 용질과 혼합되어 열을 발생시킬 수 있는 용매가 보관되는 용매 보관부(320), 및 상기 용매 보관부(320)와 용질 보관부(310)을 구획하는 경계구획막(340)을 포함하는 것이다.
상기 용질 보관부(310)에는 용매와 혼합되어 흡열 반응을 일으킬 수 있는 흡열 반응성 재료가 포함될 수 있으며, 구체적으로는 염화암모늄, 질산암모늄, 수산화바륨, 설탕 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 용매 보관부(320)에는 전술한 흡열 반응성 재료들과 혼합되어 흡열 반응을 일으킬 수 있는 용매가 포함될 수 있으며, 예를 들면 수용성 극성 용매일 수 있으며, 보다 구체적으로는 물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 경계구획막(340)은 흡열 발생부 가격부(400)에 의해 소정의 가격이 발생하는 경우, 파단되어 용질 보관부(310)의 용질과 용매 보관부(320)의 용매가 서로 혼합될 수 있게 하는 것이다.
상기 경계구획막(340)을 이루는 소재는 특별히 한정되지 않으나, 가격이 발생하기 전에 상기 용질 보관부(310, 330)의 용질과 용매 보관부(320)의 용매가 서로 섞이지 않도록, 적정 범위의 투과성을 가지는 소재인 것이 바람직하며, 또한, 가격에 의해 용이하게 파단될 수 있는 소재인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌, 비닐아세테이트 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 경계구획막(340)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 100 내지 1000㎛일 수 있으며, 상기 범위를 가지는 경우 흡열 가격부(400)의 가격에 용이하게 파단될 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 있어서, 상기 용질 보관부(310) 및 용매 보관부(330)의 배치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용질 보관부(310)는 상기 흡열 발생부(300)의 바깥면을 따라 형성될 수 있으며, 용매 보관부(320)는 상기 용질 보관부(310)에 감싸진 형태로 상기 흡열 발생부(300)의 내측에 형성될 수 있으며, 상기 용질 보관부(310)와 용매 보관부(320)는 경계구획막(340)에 의해 구획된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 용질 보관부(310) 및 용매 보관부(330)는 경계구획막(340)을 기준으로 각각 1개씩 상하로, 또는 좌우로 형성될 수 있으며, 또한, 용질 보관부(310) 및 용매 보관부(330) 중 어느 하나가, 흡열 발생부(300)의 외벽을 감싸며 디귿자 형태로 형성될 수 도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 흡열 발생부(300)는 용매 보관부(320) 및 상기 용질 보관부(310) 중 어느 하나의 내부에 위치하는 니들부(330)를 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 니들부(330)는 상기 흡열 발생부 가격부(400)의 상기 가격에 의해 상기 경계구획막(340)을 파단시키는 역할을 수행하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 니들부(330)는 일단은 상기 용매 보관부(320) 또는 용질 보관부(310) 중 어느 하나의 내부에 부착되고, 타단은 경계구획막(340)을 향하도록 형성된 것일 수 있으며, 경계구획막(340)을 향하는 부분이 날카로운 형태로 형성된 것일 수 있다. 상기 니들부(330)는 상기 흡열 발생부 가격부(400)에서 소정의 가격(예를 들면, 격발체 또는 압축가스의 발사)이 발생되는 경우, 그 힘으로 상기 경계구획막(340)에 접촉하여 상기 날카로운 끝단에 의해 경계구획막(340)을 용이하게 파단시킬 수 있게 된다.
흡열 발생 가격부(400)는 흡열 발생부(300)를 가격하여, 상기 흡열 발생부(300) 내부에서 흡열 반응이 일어날 수 있게 하는 역할을 수행한다.
상기 흡열 발생 가격부(400)는 상기 배터리 관리부(200)와 전기적으로 연결되어, 상기 이벤트 신호를 입력받을 수 있도록 형성되며, 상기 입력 받은 신호에 따라 상기 경계구획막(340)이 파단되도록 상기 흡열 발생부(300)를 가격할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡열 발생 가격부(400)의 단면도를 나타낸 도 3을 참조하면, 상기 흡열 발생부 가격부(400)는 상기 배터리 관리부(200)로부터 입력받은 이벤트 신호에 의해 온(20)될 수 있는 밸브(422)와, 상기 밸브(422)가 온(on)되면 상기 흡열 발생부(300) 측으로 돌출되도록 격발되어 상기 흡열 발생(300)를 가격할 수 있는 격발체(420)를 포함할 수 있으며, 상기 격발체(420)의 격발에 의해 흡열 발생부(300) 내부의 경계구획막(340)이 파단되어 흡열 반응이 일어나게 된다.
본 발명에 따른 밸브(412, 422, 432, 440)은 on/off 시에 밸브에 연결된 부재를 일축 방향으로 좌우 운동시킬 수 있는 밸브로서, 예를 들면 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡열 발생부 가격부(400)의 단면도를 나타낸 도 4를 참조하면, 상기 흡열 발생부 가격부(400)는 상기 흡열 발생부(300) 측에 위치하고, 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부(430); 상기 도어부(430)에 일측이 지지되고, 흡열 발생부 가격부(400) 내부에 형성되어 가스를 압축된 상태로 보관하는 압축가스 저장부(434)를 포함할 수 있으며, 상기 압축 가스 저장부(434)에 보관된 압축 가스는, 상기 도어부(430)의 상기 개방에 의해 상기 흡열 발생부(300) 측으로 방출되어 상기 흡열 발생부(300)를 가격할 수 있다.
상기 도어부(430)에는 상기 이벤트 신호에 의해 온(on)될 수 있는 밸브(432)가 부착될 수 있으며, 상기 밸브(432)가 온(on)되면, 도어부(430)가 개방되어 상기 흡열 발생부(300) 측으로 상기 압축가스가 방출되어, 이로써, 흡열 발생부(300) 내부의 경계구획막(340)이 파단되어 흡열 반응이 일어나게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡열 발생부 가격부(400)의 단면도를 나타낸 도 5를 참조하면, 상기 흡열 발생부 가격부(400)는 상기 흡열 발생부(300) 측에 위치하고, 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부(410); 및 상기 도어부(310)에 일측이 지지되고, 상기 흡열 발생부 가격부(400)의 내부에 압축된 탄성체를 포함하는 격발체(414)를 포함할 수 있으며, 상기 격발체(414)는 상기 이벤트 신호에 의해 밸브(412)가 온(on)되면, 도어부(410)가 개방되어 상기 흡열 발생부(300) 측으로 격발되어 상기 흡열 발생부(300)를 가격할 수 있게 되며, 이로써, 흡열 발생부(300) 내부의 경계구획막(340)이 파단되어 흡열 반응이 일어나게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡열 발생 가격부(400)의 단면도를 나타낸 도 6를 참조하면, 상기 흡열 발생 가격부(400)는 상기 이벤트 신호에 의해 온(on)될 수 있는 밸브(440); 및 가스를 압축된 상태로 보관하는 압축가스 저장부(460), 일단이 상기 압축가스 저장부(460)에 결합되고 타단이 상기 흡열 발생부(300) 측으로 개방된 가스 유로(450), 및 상기 가스 유로(450)를 개폐할 수 있는 가스 유로 밸브부(444)를 포함하는 압축 가스 발사부;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 밸브(440)가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부(444)에 의해 상기 가스 유로(450)가 개방되어, 상기 가스 유로(450)의 타단을 통해 상기 흡열 발생부(300) 측으로 가스가 분사됨으로써 상기 흡열 발생부(300)를 가격할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 상기 가스 유로 밸브부(444)는 압축 가스 발사부의 외측으로 돌출되어 형성될 수 있으며, 상기 밸브(440)가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부(444)가 이동됨으로써 압축 가스 저장부(460)와 상기 가스 유로(450) 사이의 홀을 통해 압축된 가스가 방출될 수 있게 된다. 상기 가스 유로 밸브부(444)는 압축가스 저장부 내에 탄성체(446)에 고정될 수 있으며, 밸브(440)가 오프(off)되는 경우, 상기 탄성체(446)의 복원력에 의해 다시 제자리로 돌아 올 수 있게 된다.
격발체를 사용하는 경우, 격발체가 과격이동하여 전지 내 다른 부품들을 가격하는 문제가 발생할 수 있는데, 이와 같이 압축 가스에 의해 흡열 발생부(300)의 가격이 수행되는 경우, 과격이동을 막아 전지 내부의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 흡열 발생 가격부(400)는 전술한 구성 외에 상기 밸브가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부(444)측으로 돌출되는 탄성 결합부(442)를 더 포함할 수 있다(도 6 참조).
여기에서, 압축 가스 발사부는, 상기 탄성 결합부(442)의 상기 돌출에 의해 가스 유로 밸브부(444)가 이동됨으로써 상기 가스 유로(450)가 개방될 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 상기 탄성 결합부(442)는 적정 탄성을 가진 물질로 형성된 것으로서, 밸브(440)의 on/off에 따라 가스 유로 밸브부(444)를 이동시킬 수 있도록 상기 밸브(440)와 압축 가스 발사부 사이에 구비될 수 있으며, 예를 들면, 압축 가스 발사부의 격벽 일부로서 구비될 수 있다.
상기 밸브(440)가 온(on)되는 경우, 상기 탄성 결합부(442)의 중앙 부분이 상기 밸브(440)에 의해 가스 유로 밸브부(444)측으로 돌출되어, 가스 유로 밸브부(444)를 이동시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 탄성 결합부(442)는 가스 유로(450)가 개방되는 동안에 상기 밸브(440)와 압축 가스 발사부 사이를 밀봉하는 역할을 수행함으로써, 상기 가스 유로 밸브부(444)로부터 방출되는 압축 가스가 밸브(440) 측으로 유입되는 것을 막아 압축 가스의 손실을 막을 수 있게 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡열 발생 가격부(400)의 단면도를 나타낸 도 7을 참조하면, 상기 가스 유로(450)는 상기 가스 유로 밸브부(444)를 수용하는 챔버(470)를 포함하되, 상기 챔버(470)의 일측은 압축 가스 저장부(460)가 연통되고, 타측에는 홀이 형성되며, 상기 가스 유로 밸브부(444)는 일측이 챔버(470) 내에서 상기 홀 측으로 지지되고, 타측은 상기 홀을 관통하여 연장되며, 상기 가스 유로 밸브부(444)는 상기 탄성 결합부(442)의 돌출에 의해 상기 일측으로 이동되어 상기 가스 유로(450)가 개방될 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 상기 가스 유로 밸브부(444)의 상기 이동에 의해 상기 가스 유로(450)가 개방되면, 상기 압축 가스 저장부(460)에 압축된 가스가 상기 챔버(470)의 연통 부분을 통해 홀로 유입되어 압축 가스가 방출되게 된다.
여기에서 상기 챔버(470)는 상기 압축 가스 저장부(460)가 연통된 부분에 탄성체(446)을 더 포함할 수 있으며, 밸브(440)가 오프(off)되는 경우, 상기 탄성체(446)의 복원력에 의해 상기 가스 유로 밸브부(444)는 다시 제자리로, 챔버(470)에 수용될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡열 발생 가격부(400)의 가스 유로 밸브부(444)를 확대한 도 8을 참고하면, 상기 압축 가스 발사부의 외측으로 돌출되는 가스 유로 밸브부(444)는 상기 돌출되는 측의 압축 가스 발사부의 격벽에 인장된 탄성체(448)로 지지될 수 있다. 상기 인장된 탄성체(448)는 탄성체가 본래의 모양보다 늘어난 형태로서, 상기 밸브(440)가 온(on)되어 상기 가스 유로 밸브부(444)가 이동하는 경우, 상기 가스 유로 밸브부(444)가 과격이동하는 것을 방지할 수 있게 한다. 또한, 상기 탄성체(448)가 압축 가스 저장부(460)가 아닌 가스 유로(450) 상에 형성되므로, 상기 가스 유로 밸브부(444)가 개방되기 전에는 압축 가스에 노출되지 않아, 탄성체의 부식 등의 문제를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
여기에서 상기 가스 유로 밸브부(444)는 상기 돌출된 방향과 수직 방향으로 연장되고 상기 인장된 탄성체(448)와 결합된 지지부(452)를 더 구비할 수 있으며, 상기 밸브(440)가 온(on)되어 상기 가스 유로 밸브부(444)가 이동하는 경우, 상기 지지부(452)에 가스 유로 밸브부(444)가 과격이동하는 것을 방지할 수 있게 한다.
보다 구체적으로, 상기 가스 유로 밸브부(444)의 이동시, 상기 지지부(452)는 상기 압축 가스 저장부(460)의 외벽에 막히게 되므로, 상기 지지부(452)와 상기 압축 가스 저장부(460) 사이의 거리 만큼만 이동할 수 있게 되어, 상기 가스 유로 밸브부(444)가 과격이동하는 것을 방지할 수 있게 하는 것이다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 실시예를 중심을 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
또한, 본 발명에서 보이는 구성요소들을 공지의 유사한 기능을 수행하는 기술요소로 치환하거나 변형하는 것도 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 아래의 청구범위에서 보이는 사상 및 그 균등범위까지 미친다.
100 : 전극 적층체
200 : 배터리 관리부
300 : 흡열 발생부
400 : 흡열 발생부 가격부

Claims (10)

  1. 하나 이상의 젤리롤을 포함하는 전극 적층체;
    상기 전극 적층체의 온도 및 압력 중 하나 이상을 입력받아 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는지를 판단하고, 상기 온도 및 압력 중 하나 이상이 상기 기 설정된 온도 또는 압력을 초과하는 경우, 이벤트 신호를 출력하는 배터리 관리부;
    용질이 보관되는 용질 보관부, 상기 용질과 혼합되며 열을 흡수할 수 있는 용매가 보관되는 용매 보관부, 및 상기 용매 보관부와 용질 보관부를 구획하는 경계구획막을 포함하는 흡열 발생부; 및
    상기 배터리 관리부로부터 상기 이벤트 신호를 입력받은 경우, 상기 경계구획막이 파단되도록 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 흡열 발생부 가격부;를 포함하고,
    상기 흡열 발생부는, 상기 용매 보관부 및 상기 용질 보관부 중 어느 하나의 내부에 위치하는 니들부를 포함하고, 상기 니들부는 상기 흡열 발생부 가격부의 상기 가격에 의해 상기 경계구획막과 접촉하여 상기 경계구획막을 파단시킬 수 있고,
    상기 가격은 격발체 또는 압축 가스의 발사로 수행되는, 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 흡열 발생 가격부는, 상기 이벤트 신호에 의해 온(on) 될 수 있는 밸브; 및 상기 밸브가 온(on)되면 상기 흡열 발생부 측으로 돌출되도록 격발되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는 격발체;를 포함하는, 이차 전지.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 흡열 발생 가격부는,
    상기 흡열 발생부 측에 위치하고 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부; 및
    상기 도어부에 일측이 지지되고, 흡열 발생부 가격부 내부에 형성되어 가스를 압축된 상태로 보관하는 압축 가스 저장부;를 포함하고,
    상기 압축 가스 저장부에 보관된 압축 가스는, 상기 도어부의 상기 개방에 의해 상기 흡열 발생부 측으로 방출되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는, 이차 전지.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 흡열 발생부 가격부는,
    상기 흡열 발생부 측에 위치하고 상기 이벤트 신호에 의해 개방될 수 있는 도어부; 및
    상기 도어부에 일측이 지지되고 상기 흡열 발생부 가격부의 내부에 압축된 상태로 위치하는 탄성체를 포함하는 격발체;를 포함하고,
    상기 격발체는, 상기 도어부의 상기 개방에 의해 상기 흡열 발생부 측으로 격발되어 상기 흡열 발생부를 가격할 수 있는, 이차 전지.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 흡열 발생 가격부는,
    상기 이벤트 신호에 의해 온(on)될 수 있는 밸브;
    가스를 압축된 상태로 보관하는 압축가스 저장부, 일단이 상기 압축가스 저장부에 결합되고 타단이 상기 흡열 발생부 측으로 개방된 가스 유로, 및 상기 가스 유로를 개폐할 수 있는 가스 유로 밸브부를 포함하는 압축 가스 발사부;를 포함하고,
    상기 밸브가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부에 의해 상기 가스 유로가 개방되어, 상기 가스 유로의 타단을 통해 상기 흡열 발생부 측으로 가스가 분사됨으로써 상기 흡열 발생부를 가격하는, 이차 전지.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 밸브가 온(on)되면 상기 가스 유로 밸브부측으로 돌출되는 탄성 결합부를 더 포함하고, 상기 압축 가스 발사부는, 상기 탄성 결합부의 상기 돌출에 의해 가스 유로 밸브부가 이동됨으로써 상기 가스 유로가 개방될 수 있는, 이차 전지.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 가스 유로는, 상기 가스 유로 밸브부를 수용하는 챔버를 포함하되, 상기 챔버의 일측은 압축 가스 저장부가 연통되고, 타측에는 홀이 형성되며,
    상기 가스 유로 밸브부는, 일측이 상기 챔버 내에서 상기 홀 측으로 지지되고, 타측은 상기 홀을 관통하여 연장되며,
    상기 가스 유로 밸브부는 상기 탄성 결합부의 돌출에 의해 상기 일측으로 이동되어 상기 가스 유로가 개방될 수 있는, 이차 전지.
  9. 청구항 7 또는 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 가스 발사부의 외측으로 돌출되는 상기 가스 유로 밸브부는, 상기 돌출되는 측의 상기 압축 가스 발사부의 격벽에 인장된 탄성체로 지지되는, 이차 전지.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 가스 유로 밸브부는 상기 돌출된 방향과 수직 방향으로 연장되고 상기 인장된 탄성체와 결합된 지지부를 더 구비하는, 이차 전지.
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KR100888286B1 (ko) * 2006-07-24 2009-03-10 주식회사 엘지화학 흡열성 물질을 포함하고 있는 하부 절연체가 장착된이차전지
KR101444509B1 (ko) * 2011-08-31 2014-10-28 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR101280004B1 (ko) * 2011-11-18 2013-07-05 자동차부품연구원 충전시스템 연계형 배터리 온도관리 장치 및 그 방법
KR20140026089A (ko) * 2012-08-24 2014-03-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩 및 전지 모듈

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