KR101866355B1 - 파우치형 이차전지의 가스배출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지의 가스배출장치에 관한 것으로서, 파우치에 의해 밀폐되고 상기 파우치의 일측 외부로 양극탭과 음극탭이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀 및 상기 파우치형 셀들의 파우치가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈, 상기 셀 케이스의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구, 상기 가스배출구에 결합되어 연통되는 연결덕트, 및 상기 연결덕트의 일측에 형성되는 송풍팬을 포함하여 이루어져, 상기 파우치형 셀의 내부 쇼트나 과충전으로 인해 발생되는 많은 양의 발화성 가스를 일정 부위로 포집하여 빠르게 배출할 수 있도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄인 파우치형 이차전지의 가스배출장치에 관한 것이다.

Description

파우치형 이차전지의 가스배출장치 {Gas exhaust device of pouch type secondary battery}
본 발명은 파우치형 이차전지의 가스배출장치에 관한 것으로서, 파우치에 의해 밀폐되고 상기 파우치의 일측 외부로 양극탭과 음극탭이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀 및 상기 파우치형 셀들의 파우치가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈, 상기 셀 케이스의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구, 상기 가스배출구에 결합되어 연통되는 연결덕트, 및 상기 연결덕트의 일측에 형성되는 송풍팬을 포함하여 이루어져, 상기 파우치형 셀의 내부 쇼트나 과충전으로 인해 발생되는 많은 양의 발화성 가스를 일정 부위로 포집하여 빠르게 배출할 수 있도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄인 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다.
리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있으며, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.
이러한, 파우치형 리튬 폴리머 전지(이하, "파우치형 셀"이라고 함)는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 외측에 견고한 케이스를 결합하여 장시간 사용할 수 있도록 구성된다.
그러나, 이러한 종래의 파우치형 셀을 적층하여 구성되는 이차전지는 출력 또는 용량 특성을 향상시키기 위해 유기 용매 및 가소제들이 첨가되어 제조된다.
그리고 충방전 과정에서 과충전이 발생하거나 수개의 셀 중 특정한 셀의 고장으로 인한 내부 쇼트 발생 등에 의해 순식간에 셀 내부의 온도가 상승하고, 이로 인한 발화성 가스 발생으로 파우치가 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생한다.
그리하여 파우치의 측면 등이 터지면서 많은 양의 발화성 가스가 방출되는데, 종래의 파우치형 셀은 도 1과 같이 전극체(10)와, 상기 전극체(10)의 접속되며 일측에 양극단자(11)와 음극단자(12)가 형성되고 상기 전극체(10)를 밀봉하는 파우치(20)으로 이루어지며, 상기 전극체(10)에 대하여 일정거리 이격되도록 배기부재(30)가 배치되고, 상기 파우치(20)는 상기 전극체(10)와 배기부재(30)를 덮도록 형성되어 주변이 용착되어 밀봉되며, 상기 배기부재(30)는 통기구멍(31)이 형성되어 연결관(40)으로 연통되도록 구성된다.
그리고 상기 전극체(10)와 배기부재(30) 사이의 용착된 파우치(20)에는 안전판(21)이 형성된다.
그리하여 종래의 파우치형 셀은 상기 전극체(10)의 과충전 또는 쇼트로 인해 가스가 발생하면 상기 안전판(21)이 떨어지며 전극체(10) 내부에서 발생하는 가스가 상기 배기부재(30)로 배출되어, 상기 통기구멍(31)과 연통되는 상기 연결관(40)을 따라 배출되도록 구성되어 발화 또는 폭발을 방지하도록 구성되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 파우치형 셀은 구조가 복잡하고 상기 파우치(20)에 안전판(21)이 형성되어야 하므로 제작이 어려운 문제점이 있다.
또한, 파우치형 셀은 강도가 약하여 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 외측에 견고한 케이스를 결합하여 사용하게 되는데, 과충전 및 쇼트로 인한 가스 발생시 상기 케이스에 특정한 부위로 가스가 배출되도록 하는 장치가 없어 발화성 가스를 신속하게 배출시킬 수 없으므로, 상기 케이스 내부에 잔류되는 가스로 인한 발화 및 폭발 가능성이 존재하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파우치에 의해 밀폐되고 상기 파우치의 일측 외부로 양극탭과 음극탭이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀 및 상기 파우치형 셀들의 파우치가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈, 상기 셀 케이스의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구, 상기 가스배출구에 결합되어 연통되는 연결덕트, 및 상기 연결덕트의 일측에 형성되는 송풍팬을 포함하여 이루어져, 상기 파우치형 셀의 내부 쇼트나 과충전시 발화성 가스가 발생하여 상기 파우치의 일부가 터지면서 배출되는 많은 양의 발화성 가스를 일정 부위로 포집하여 빠르게 배출할 수 있도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄인 파우치형 이차전지의 가스배출장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치는, 파우치(120)에 의해 전극체(110)가 밀폐되고 상기 파우치(100)의 일측 외부로 양극탭(111)과 음극탭(112)이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀(130), 및 상기 파우치형 셀(130)들의 파우치(120)가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스(140), 를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈(100); 상기 셀 케이스(140)의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구(200); 상기 가스배출구(200)에 결합되어 연통되는 연결덕트(300); 및 상기 연결덕트(300)의 일측에 형성되는 송풍팬(400); 을 포함하며, 상기 파우치형 셀(130) 내부에서 쇼트가 발생하거나, 또는 과충전이 발생하여 상기 파우치(120)에 스웰링(swelling) 현상이 발생할 경우, 상기 파우치(120)의 일 측면이 터지면서 발생하는 발화성 가스가 상기 셀 케이스(140)의 내부로 방출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파우치형 셀모듈(100)의 셀 케이스(140)는, 나란히 적층되는 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130)의 파우치(120) 외측면을 지지하는 한 쌍의 커버(141); 및 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130) 사이에 개재되는 파티션(142); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커버(141)는 상기 파우치형 셀모듈(100)이 적층되는 면에 돌출부(141a)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지의 가스배출 제어방법은, 파우치형 셀모듈(100)의 온도와 전압을 측정하는 단계(S10); 상기 S10 단계에서 측정된 온도가 70℃보다 높거나, 전압이 4.7V보다 높을 때 송풍팬(400)을 작동시키는 단계(S20); 및 상기 온도가 70℃보다 높거나 또는 전압이 4.7V보다 높을 때, 파우치형 셀모듈(100)내의 파우치(120)가 터지면서 발생하는 발화성 가스가 상기 파우치형 셀모듈(100)내의 파우치(120)가 밀폐되도록 결합된 셀 케이스(140)의 내부로 방출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 S20 단계에서 상기 송풍팬(400)이 작동되면, 상기 파우치형 셀모듈(100)의 전극탭(111, 112)과 연결되는 릴레이를 차단시키는 단계(S30)가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치는,
나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈의 셀 케이스의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구, 상기 가스배출구에 결합되어 연통되는 연결덕트, 및 상기 연결덕트의 일측에 형성되는 송풍팬을 포함하여 이루어져, 상기 파우치형 셀의 내부 쇼트나 과충전시 발화성 가스가 발생하여 상기 파우치의 일부가 터지면서 배출되는 많은 양의 발화성 가스를 일정 부위로 포집하여 빠르게 배출할 수 있도록 하고, 상기 파우치형 셀모듈의 온도와 전압을 측정하여 일정한 비정상 조건에 도달시 송풍팬을 작동시켜 빠르게 가스를 배출하도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 이차전지의 가스배출장치를 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치를 나타낸 사시도 및 측면도.
도 5는 도 4의 AA'방향 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 파우치형 셀모듈의 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치의 가스배출 제어방법을 나타낸 단계도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 파우치형 이차전지의 가스배출장치는, 파우치(120)에 의해 전극체(110)가 밀폐되고 상기 파우치(120)의 상측 외부로 양극탭(111)과 음극탭(112)이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀(130), 및 상기 파우치형 셀(130)들의 파우치(120)가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스(140), 를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈(100); 상기 셀 케이스(140)의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구(200); 상기 가스배출구(200)에 결합되어 연통되는 연결덕트(300); 및 상기 연결덕트(300)의 일측에 형성되는 송풍팬(400); 을 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 파우치형 셀모듈(100)은 도 4와 같이 상기 파우치형 셀(130)의 전극체(110)가 상기 파우치(120)에 의해 밀폐되도록 상기 파우치(120)가 상기 전극체(110)의 외면을 둘러싸는 형태로 형성된다.
그리고 상기 전극체(110)의 일측으로 연장 형성되는 상기 양극탭(111)과 음극탭(112)이 상기 파우치(120)의 외부로 인출되도록 형성된다.
즉, 상기 파우치형 셀(130)은 상기 전극체(110)에 그 일측으로 양극탭(111) 및 음극탭(112)이 연장 형성되어 이루어지며, 상기 파우치(120)가 상기 양극탭(111)과 음극탭(112)을 제외한 상기 전극체(110)만을 밀폐하도록 감싸는 형태로 이루어진다.
그리고 이와 같이 형성되는 상기 파우치형 셀(130)은 한 쌍으로 이루어져 나란히 적층되며, 상기 파우치형 셀(130)들은 파우치(120)가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스(140)가 외측면에 결합된다.
즉, 상기 파우치형 셀(130)들의 양극탭(111) 및 음극탭(112)를 제외한 상기 파우치(120)로 감싸있는 부분이 다시 상기 셀 케이스(140)에 의해 둘러싸여 상기 셀 케이스(140)에 의해 밀폐된다.
이때, 상기 셀 케이스(140)는 내부에 일정한 공간이 확보될 수 있도록 상기 파우치(120)에 밀착되지 않게 형성되는 것이 바람직하다.
그리하여 상기 파우치형 셀모듈(100)은 일측으로 상기 양극탭(111) 및 음극탭(112)이 상기 셀 케이스(140)의 외부로 인출되도록 형성되고, 상기 전극체(110)는 상기 파우치(120)에 의해 밀폐되며, 상기 파우치(120)의 외측에 셀 케이스(140)의 결합에 의해 다시 밀폐되어 2중으로 밀폐되는 구조를 이룬다.
이때, 상기 파우치형 셀(130)의 전극체(110)는 양극, 음극, 전해질 및 상기 양극과 음극을 분리하는 격리판으로 구성되어 전기가 충전 및 방전되는 부분이며, 상기 양극탭(111) 및 음극탭(112)은 상기 전극체(110)에서 방전시 발생되거나 외부로부터 충전시 유입되는 전류를 전달하는 부분이다.
상기와 같이 형성되는 파우치형 셀모듈(100)은 수개가 나란히 적층되도록 구성되며, 상기 셀 케이스(140)의 외부로 인출되는 양극탭(111) 또는 음극탭(112)은 하나의 파우치형 셀모듈(100)의 한 쌍의 양극탭(111)이 결합되고 음극탭(112)은 서로 이웃하는 파우치형 셀모듈(100)의 음극탭(112)와 결합되어 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
이때, 상기 양극탭(111) 및 음극탭(112)은 커넥터 또는 연결판 등을 이용하여 결합되거나 레이저 또는 초음파 용접에 의해 결합될 수 있다.
이와 같이 상기 수개의 파우치형 셀모듈(100)이 구성되고, 각각의 파우치형 셀모듈(100)의 셀 케이스(140) 일측에 상기 가스배출구(200)가 연장 형성된다.
이때, 상기 가스배출구(200)는 도 5와 같이 상기 셀 케이스(140)가 적층되는 면이 아닌 측면에 형성되어 상기 셀 케이스(140)의 내부 공간과 연통되도록 구성된다.
그리고 상기 각각의 가스배출구(200)들이 연결되어 연통되도록 상기 연결덕트(300)가 형성된다.
이때, 상기 가스배출구(200)는 상기 셀 케이스(140)에서 연장 형성되지 않고 상기 셀 케이스(140)에 관통구멍이 형성되어 상기 연결덕트(300)가 상기 셀 케이스(140)에 직접 결합되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 연결덕트(300)의 일측에는 상기 송풍팬(400)이 형성된다.
그리하여 상기 송풍팬(400)이 작동되면 상기 연결덕트(300)를 따라 공기가 유동되고, 이때 상기 연결덕트(300)에 연통되는 가스배출구(200)를 따라 상기 셀 케이스(140) 내부에서 발생되는 발화성 가스가 배출되어 상기 연결덕트(300)를 통해 신속하게 배출되도록 구성된다.
상기 내용을 정리하여 설명하면, 우선 상기 파우치형 셀(130)의 전극체(110)는 충전과 방전을 반복하며 전기를 생산 또는 방출하게 된다.
그런데 이와 같이 충전과 방전의 반복 또는 충격 등으로 인해 상기 파우치형 셀(130) 내부에서 쇼트가 발생하거나, 충전 과정에서 과충전이 발생하면 순식간에 셀 내부의 온도가 상승하고, 이로 인한 발화성 가스 발생으로 상기 파우치(120)가 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생한다.
이때, 상기 파우치(120)의 측면 등이 터지면서 많은 양의 발화성 가스가 방출되는데, 이와 같이 발생되는 가스가 상기 셀 케이스(140)의 내부에 모여진다.
이렇게 상기 셀 케이스(140) 내부에 모여지는 가스는 상기 가스배출구(200)을 통과하여 상기 연결덕트(300)로 유동되고, 상기 연결덕트(300)의 일측에 구성되는 송풍팬(400)이 작동하여 상기 연결덕트(300)로 공기를 불어넣어 발화성 가스와 함께 상기 연결덕트(300)의 타측으로 배출시킨다.
그리하여 상기 파우치형 셀(130)의 내부 쇼트나 과충전시 발화성 가스가 발생하여 상기 파우치(120)의 일부가 터지면서 배출되는 많은 양의 발화성 가스를 일정 부위로 포집하여 빠르게 배출할 수 있도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄일 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 파우치형 셀모듈(100)의 셀 케이스(140)는, 도 6과 같이 나란히 적층되는 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130)의 파우치(120) 외측면을 지지하는 한 쌍의 커버(141); 및 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130) 사이에 개재되는 파티션(142); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
이는 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130)사이에 상기 파티션(142)을 삽입하고 상기 커버(141)를 한 쌍으로 하여 외측면을 지지하도록 구성한 것이다.
그리하여 상기 셀 케이스(140)가 상기 파우치형 셀(130)들의 파우치(120) 부분을 밀폐하기 용이하게 되며, 또한 상기 파티션(142)은 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130)간의 쇼트를 방지하는 역할도 할 수 있다.
이때, 상기 파우치형 셀모듈(100)은 하나의 파우치형 셀(130)을 하나의 일체형으로 형성되는 셀 케이스(140)에 삽입하여 상측을 밀폐하도록 구성할 수도 있으나, 상기와 같이 한 쌍의 파우치형 셀(130)로 구성되는 경우에는 상기 파우치형 셀(130) 사이에 상기 파티션(142)를 개재하고 상기 커버(141)를 2장으로 하여 양측에서 결합하도록 구성하는 것이 제작이 용이하다.
그리고 상기 파티션(142)은 내측이 비어있는 프레임의 형태로 이루어질 수도 으며, 내측의 비어있는 부분에 완충재를 결합하여 형성될 수도 있다.
또한, 상기 커버(141)는 상기 파우치형 셀모듈(100)이 적층되는 면에 돌출부(141a)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 파우치형 셀모듈(100)이 적층되는 커버(141)의 면에 돌출부(141a)가 형성되어 상기 돌출부(141a)에 의해 적층되는 면이 밀착되지 않고 일정한 틈새를 갖도록 구성될 수 있다.
그리하여 상기 수개의 파우치형 셀모듈(100)의 사이로 냉각 공기가 유동될 수 있도록 하여 충방전시 발생되는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
그리고 상기 셀 케이스(140)의 커버(141)는 열전도율이 높아 방열 성능이 우수하며 구조적 안정성이 우수한 재료인 알루미늄으로 제작될 수 있고, 상기 파티션(142)은 전기적 부도체인 플라스틱으로 형성되어 상기 파우치형 셀(130)과 파우치형 셀(130) 사이의 쇼트를 방지하는데 적합하도록 제작될 수 있다.
그리고 본 발명의 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지의 가스배출 제어방법은, 파우치형 셀모듈(100)의 온도와 전압을 측정하는 단계(S10); 상기 S10단계에서 측정된 온도가 70℃보다 높거나, 전압이 4.7V보다 높을 때 송풍팬(400)을 작동시키는 단계(S20); 를 포함하여 이루어진다.
도 7은 본 발명의 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지의 가스배출 제어방법을 나타낸 단계도이다.
우선, 상기 S10 단계에서는 상기 파우치형 셀모듈(100)의 온도와 전압을 측정한다.
이를 위해 상기 파우치형 셀모듈(100)의 일측에 온도센서가 구비되고 양극탭(111)과 음극탭(112)을 연결하도록 구성되는 전압센싱라인에 전압측정수단이 연결될 수 있다.
이때, 상기 온도센서는 수개의 파우치형 셀모듈(100)에 각각 구비될 수도 있으며, 상기 온도센서와 전압측정수단은 본 발명의 가스배출장치를 포함한 파우치형 이차전지(1000)의 양극탭(111) 및 음극탭(112)과 연결되는 보호회로 또는 BMS(Battery Management System) 등의 배터리 제어부에 각각 연결 및 구성될 수 있다.
그리하여 상기 파우치형 셀모듈(100)이 내부 쇼트, 과충전 또는 과방전으로 인해 온도와 전압이 상승되는지의 여부 측정하게 된다.
그리고 상기 S20 단계에서는 S10 단계에서 측정된 온도가 70℃보다 높거나, 전압이 4.7V보다 높을 때 송풍팬(400)을 작동시키는 단계이다.
즉, 상기 파우치형 셀모듈(100)에서 측정되는 온도가 70℃를 초과거나 전압이 4.7V를 초과하면 상기 파우치형 셀(130)의 내부 쇼트, 과충전 또는 과방전이 일어나 상기 파우치형 셀(130)의 파우치(120)의 일측이 터지며 발화성 가스가 발생되는 것으로 판단하여 상기 송풍팬(400)을 작동시키는 단계이다.
이때, 상기 측정 전압의 판단 기준인 4.7V는 상기 파우치형 셀모듈(100)이 한 쌍의 파우치형 셀(130)이 적층되어 이루어져, 상기 파우치형 셀(130)들의 양극탭(111)과 음극탭(112)이 결합되는 직렬 연결일때의 전압이며, 병렬로 연결되거나 상기 파우치형 셀모듈(100)을 구성하는 상기 파우치형 셀(130)의 매수가 다르면 전압의 이상 여부를 판단하는 기준이 달라질 수 있다.
마찬가지로 상기 온도의 판단 기준인 70℃ 또한 상기 파우치형 셀모듈(100)의 구성 및 냉각 구조 등과 같은 요인에 따라 변동될 수 있다.
또한, 상기 S20 단계에서 상기 송풍팬(400)이 작동되면, 상기 파우치형 셀모듈(100)의 전극탭(111, 112)과 연결되는 릴레이를 차단시키는 단계(S30)가 더 수행될 수 있다.
즉, 상기 송풍팬(400)이 작동되면 상기 파우치형 셀모듈(100)은 내부 쇼트, 과충전 또는 과방전 등의 이상이 있다고 판단되는 것이므로, 상기 파우치형 셀모듈(100)의 전극탭(111, 112)과 연결되는 릴레이를 차단시킴으로서, 이상이 있는 파우치형 셀모듈(100)을 제외한 다른 정상의 파우치형 셀모듈(100)을 보호할 수 있다.
또한, 상기 릴레이가 차단되어 상기 파우치형 셀모듈(100)과 연결되는 배터리 제어부 또는 전기장치들로 과전류가 공급되는 것을 차단할 수 있다.
이와 같이 상기 파우치형 셀모듈(100)의 온도와 전압을 측정하여 일정한 비정상 조건에 도달시 상기 송풍팬(400)을 작동시켜 신속하게 발화성 가스를 배출하도록 함으로서 발화 또는 폭발 가능성을 줄이고 각종 전기장치들을 보호할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : (본 발명의) 파우치형 이차전지의 가스배출장치
100 : 파우치형 셀모듈
110 : 전극체
111 : 양극탭 112 : 음극탭
120 : 파우치
130 : 파우치형 셀
140 : 셀 케이스
141 : 커버 141a : 돌출부
142 : 파티션
200 : 가스배출구
300 : 연결덕트
400 : 송풍팬

Claims (5)

  1. 파우치(120)에 의해 전극체(110)가 밀폐되고 상기 파우치(120)의 일측 외부로 양극탭(111)과 음극탭(112)이 인출되도록 형성되어 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀(130), 및 상기 파우치형 셀(130)들의 파우치(120)가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스(140), 를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈(100);
    상기 셀 케이스(140)의 일측에 형성되어 연통되는 가스배출구(200);
    상기 가스배출구(200)에 결합되어 연통되는 연결덕트(300); 및
    상기 연결덕트(300)의 일측에 형성되는 송풍팬(400)을 포함하며,
    상기 파우치형 셀(130) 내부에서 쇼트가 발생하거나, 또는 과충전이 발생하여 상기 파우치(120)에 스웰링(swelling) 현상이 발생할 경우, 상기 파우치(120)의 일 측면이 터지면서 발생하는 발화성 가스가 상기 셀 케이스(140)의 내부로 방출되고, 상기 셀 케이스(140)의 내부에 모이는 가스는 가스배출구(200)를 통과하여 연결덕트(300)로 유동되며, 상기 연결덕트(300)의 일측에 구성된 송풍팬(400)이 작동하여 연결덕트(300)로 공기를 불어넣어 발화성 가스와 함께 연결덕트(300)의 타측으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 가스배출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파우치형 셀모듈(100)의 셀 케이스(140)는, 나란히 적층되는 상기 한 쌍의 파우치형 셀(130)의 파우치(120) 외측면을 지지하는 한 쌍의 커버(141); 및
    상기 한 쌍의 파우치형 셀(130) 사이에 개재되는 파티션(142); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 가스배출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버(141)는 상기 파우치형 셀모듈(100)이 적층되는 면에 돌출부(141a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 가스배출장치.
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  5. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12046763B2 (en) 2021-01-14 2024-07-23 Sk On Co., Ltd. Battery module
US12068493B2 (en) 2021-01-14 2024-08-20 Sk On Co., Ltd. Battery module

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101573691B1 (ko) * 2013-03-04 2015-12-03 주식회사 엘지화학 결락부가 형성된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
US9666843B2 (en) 2014-07-30 2017-05-30 Ford Global Technologies, Llc Array frame design for electrified vehicle battery arrays
US9728755B2 (en) 2014-07-30 2017-08-08 Ford Global Technologies, Llc Array frame design for electrified vehicle battery arrays
US9508966B2 (en) 2014-07-30 2016-11-29 Ford Global Technologies, Llc Array frame design for electrified vehicle battery arrays
KR102289582B1 (ko) * 2014-12-30 2021-08-13 에이치엘그린파워 주식회사 밀봉 구조의 배터리 하우징 및 이를 이용한 배터리 모듈의 제조 방법
WO2018000189A1 (zh) * 2016-06-28 2018-01-04 宁德新能源科技有限公司 二次电池电芯
KR102220902B1 (ko) 2017-01-26 2021-02-26 삼성에스디아이 주식회사 소화시스템을 포함하는 배터리 팩
KR102096983B1 (ko) 2017-09-08 2020-04-03 주식회사 엘지화학 벤팅 가스를 이용하여 커넥터를 파단시키는 구조를 갖는 배터리 모듈
KR102150759B1 (ko) 2017-10-26 2020-09-01 주식회사 엘지화학 파우치형 전지의 압력변화 측정을 위한 부품 및 이를 이용한 파우치형 전지의 압력변화 측정 방법
NO20180252A1 (en) * 2018-02-19 2019-08-20 Rolls Royce Marine As Marine energy storage unit
JP7070448B2 (ja) * 2019-01-21 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 排煙ダクト
KR102446570B1 (ko) * 2019-05-03 2022-09-23 주식회사 엘지에너지솔루션 위험감지 전지 셀
WO2021253334A1 (zh) * 2020-06-18 2021-12-23 东莞新能安科技有限公司 具有泄压结构的电池包
CN113437424B (zh) * 2021-07-01 2023-09-15 湖南兆科动力新能源有限公司 一种新能源汽车的单体式锂电池组
US11984611B2 (en) * 2021-08-17 2024-05-14 Beta Air, Llc Stack battery pack for electric vertical take-off and landing aircraft
CN113921983A (zh) * 2021-09-28 2022-01-11 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种具有定向泄压结构的电池模组
KR20230133619A (ko) 2022-03-11 2023-09-19 (주)그리너지 이차전지용 전극 조립체, 이를 포함하는 이차전지 및 이차전지의 제조 방법
KR20240074381A (ko) * 2022-11-21 2024-05-28 주식회사 엘지에너지솔루션 토출물 분리배출유닛을 갖는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864694B1 (ko) * 2007-04-25 2008-10-21 (주)비피에스 파우치 전지용 형상기억 튜브로 구성된 고온 안전변

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4242665B2 (ja) * 2002-05-13 2009-03-25 パナソニック株式会社 組電池の冷却装置及び二次電池
KR20040017094A (ko) * 2002-08-20 2004-02-26 삼성에스디아이 주식회사 안전변을 구비한 파우치형 이차전지
JP3725105B2 (ja) * 2002-08-30 2005-12-07 株式会社東芝 二次電池の過放電防止回路及び二次電池の過放電防止法
KR100896777B1 (ko) * 2006-03-20 2009-05-11 가부시키가이샤 덴소 향상된 장착성을 갖는 다중 전력공급장치
JP4448111B2 (ja) * 2006-07-31 2010-04-07 日立ビークルエナジー株式会社 電源システム
JP5236210B2 (ja) * 2007-05-10 2013-07-17 カルソニックカンセイ株式会社 バッテリの電池モジュール構造
KR101106111B1 (ko) * 2007-06-28 2012-01-18 주식회사 엘지화학 효율적인 냉각 및 배기 구조의 중대형 전지팩
JP5142605B2 (ja) * 2007-06-28 2013-02-13 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
KR101169205B1 (ko) * 2008-06-25 2012-07-26 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 중대형 전지팩
JP5431036B2 (ja) * 2009-06-15 2014-03-05 三洋電機株式会社 車両用の組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のセパレータ
JP2011049137A (ja) * 2009-07-31 2011-03-10 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864694B1 (ko) * 2007-04-25 2008-10-21 (주)비피에스 파우치 전지용 형상기억 튜브로 구성된 고온 안전변

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12046763B2 (en) 2021-01-14 2024-07-23 Sk On Co., Ltd. Battery module
US12068493B2 (en) 2021-01-14 2024-08-20 Sk On Co., Ltd. Battery module

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Publication number Publication date
WO2012134108A2 (ko) 2012-10-04
US20140023887A1 (en) 2014-01-23
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KR20120108677A (ko) 2012-10-05

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