KR102137756B1 - 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈 - Google Patents

간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102137756B1
KR102137756B1 KR1020170035400A KR20170035400A KR102137756B1 KR 102137756 B1 KR102137756 B1 KR 102137756B1 KR 1020170035400 A KR1020170035400 A KR 1020170035400A KR 20170035400 A KR20170035400 A KR 20170035400A KR 102137756 B1 KR102137756 B1 KR 102137756B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
lead
electrode
battery cell
pair
Prior art date
Application number
KR1020170035400A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180106689A (ko
Inventor
진희준
서성원
이윤구
문정오
주은아
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170035400A priority Critical patent/KR102137756B1/ko
Priority to JP2019509536A priority patent/JP6785949B2/ja
Priority to US16/313,637 priority patent/US20190237824A1/en
Priority to EP18772425.7A priority patent/EP3483980A4/en
Priority to PCT/KR2018/002145 priority patent/WO2018174417A1/ko
Priority to CN201880003040.8A priority patent/CN109964362B/zh
Publication of KR20180106689A publication Critical patent/KR20180106689A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102137756B1 publication Critical patent/KR102137756B1/ko
Priority to US18/115,669 priority patent/US20230207911A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M2/021—
    • H01M2/0267—
    • H01M2/0275—
    • H01M2/26—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/12—

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 파우치 타입의 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 전압을 센싱하는 전압 센서; 및 상기 배터리 셀과 전압 센서 사이를 연결하는 센싱 와이어;를 포함하는 것으로서, 상기 배터리 셀은, 전극 탭과 연결되는 센싱 리드를 구비하며, 상기 센싱 리드는, 상기 파우치 셀의 실링부에 형성된 센싱 홀을 통해 외부로 노출된다.

Description

간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈{A battery module having a simple sensing structure}
본 발명은, 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는, 양 방향으로 전극 리드가 인출되는 형태의 파우치 타입 배터리 셀에 있어서, 센싱 라인의 길이를 최소화 할 수 있는 구조를 취하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
파우치 타입 배터리 셀에 있어서, 양극 탭과 음극 탭이 서로 다른 방향으로 인출되고, 이로 인해 양극 탭과 연결되는 양극 리드 및 음극 탭과 연결되는 음극 리드 역시 서로 다른 방향으로 인출되는 형태를 갖는 경우, 배터리 셀의 전압을 센싱하기 위한 센싱 라인은 필연적으로 매우 길어지게 된다.
도 1을 참조하면, 한 쌍의 전극 리드(1a,1b)가 서로 반대 방향으로 인출된 형태의 파우치 타입 배터리 셀(1)이 도시되어 있다.
이러한 배터리 셀(1)의 전압 센싱을 위해서는 서로 반대 측에 위치하는 양극 리드(1a)와 음극 리드(1b) 각각을 센싱 와이어(3)를 이용하여 전압 센서(2)와 연결해야 하기 때문에, 이러한 양 방향 인출형 배터리 셀의 경우, 필연적으로 센싱 와이어(3)가 매우 긴 길이를 가질 수 밖에 없게 되는 것이다.
이처럼 센싱 와이어(3)의 길이가 길게 형성되는 경우, 복잡한 센싱 구조에 의한 모듈 내 공간적 제약이 따르는 문제가 발생되고, 또한 다른 부품과의 간섭 등으로 인해 센싱 와이어(3)가 데미지를 입을 가능성 또한 높아지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 센싱 와이어가 배터리 셀의 일 방향에만 설치될 수 있도록 하여 센싱 와이어의 설치 길이를 최소화 하며, 또한 센싱 와이어의 연결을 위한 센싱 리드 및 그와 인접한 전극 리드 간의 단락 가능성을 최소화 하기 위한 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 파우치 타입의 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 전압을 센싱하는 전압 센서; 및 상기 배터리 셀과 전압 센서 사이를 연결하는 센싱 와이어;를 포함하는 것으로서, 상기 배터리 셀은, 전극 탭과 연결되는 센싱 리드를 구비하며, 상기 센싱 리드는, 상기 파우치 셀의 실링부에 형성된 센싱 홀을 통해 외부로 노출된다.
상기 배터리 셀은, 상기 한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출되는 양 방향 인출형 배터리 셀일 수 있다.
상기 센싱 리드는, 상기 한 쌍의 전극 리드 중 어느 하나와 인접하여 위치할 수 있다.
상기 센싱 와이어는, 상기 센싱 리드와 전압 센서 사이를 연결하고, 또한 상기 센싱 리드에 인접한 전극 리드와 전압 센서 사이를 연결할 수 있다.
상기 센싱 홀은, 상기 파우치 케이스의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다.
상기 센싱 와이어는, 솔더에 의해 상기 센싱 리드에 연결될 수 있다.
상기 센싱 홀은, 상기 파우치 케이스의 상면 및 하면 모두에 형성될 수 있다.
상기 센싱 와이어의 단부에는 리셉터클이 연결되며, 상기 리셉터클은, 상기 센싱 리드의 양 면을 탄성 가압하면서 접촉될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 한 쌍의 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 및 상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 밀봉되는 파우치 케이스;를 포함하는 것으로서, 상기 배터리 셀은, 상기 전극 탭과 연결되는 센싱 리드를 구비하며, 상기 센싱 리드는, 상기 파우치 셀의 실링부에 형성된 센싱 홀을 통해 외부로 노출된다.
상기 배터리 셀은, 상기 한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출되는 양 방향 인출형 배터리 셀일 수 있다.
상기 센싱 리드는, 상기 한 쌍의 전극 리드 중 어느 하나와 인접하여 위치할 수 있다.
상기 센싱 홀은, 상기 파우치 케이스의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 곳에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 센싱 와이어가 배터리 셀의 일 방향에만 설치될 수 있도록 함으로써 센싱 와이어의 설치 길이를 최소화 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 센싱 와이어의 연결을 위한 센싱 리드 및 그와 인접한 전극 리드 간의 단락 가능성을 최소화 할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래의 센싱 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 3은, 본 발명에 적용되는 배터리 셀을 나타내는 평면도이다.
도 4는, 도 3의 A영역에 대한 확대도이다.
도 5는, 본 발명에 적용되는 배터리 셀의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 3에 나타난 배터리 셀을 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 도 5에 도시된 배터리 셀에 센싱 와이어가 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 5에 나타난 배터리 셀에 가스켓이 적용된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명에 적용되는 배터리 셀의 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 3에 나타난 배터리 셀을 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 도 8에 도시된 배터리 셀에 센싱 와이어가 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 8에 나타난 배터리 셀에 가스켓이 적용된 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 파우치 타입의 배터리 셀(10), 배터리 셀(10)의 전압을 센싱하는 전압 센서(20) 및 배터리 셀(10)의 양극/음극과 전압 센서(20) 사이를 전기적으로 연결하는 센싱 와이어(30)를 포함하는 형태로 구현된다.
본 발명에 적용되는 상기 배터리 셀(10)은, 파우치 타입의 배터리 셀로서, 전극 조립체(11), 파우치 케이스(12), 한 쌍의 전극 리드(13,15), 한 쌍의 실란트(14,16) 및 센싱 리드(17)를 포함하는 형태로 구현된다.
상기 전극 조립체(11)는, 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 적어도 1회 이상 적층된 형태를 가지며, 양 측 최 외각에는 절연을 위해 세퍼레이터가 각각 위치하는 것이 바람직하다.
도면에 도시되지는 않았으나, 상기 양극판은, 양극 집전체 및 적어도 그 일 면 상에 코팅되는 양극 활물질 층으로 이루어지며, 일측 단부에는 양극 활물질 층이 코팅되지 않은 양극 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 양극 무지부 영역은 양극 리드(13)와 연결되는 양극 탭(11a)으로서 기능한다.
마찬가지로, 상기 음극판은, 음극 집전체 및 적어도 그 일 면 상에 코팅되는 음극 활물질 층으로 이루어지며, 일측 단부에는 활물질 층이 코팅되지 않은 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 무지부 영역은 음극 리드(15)와 연결되는 음극 탭(11a)으로서 기능한다.
본 명세서에서는, 예시적으로, 도 2에 있어서 오른쪽에 위치하는 전극 리드(13)를 양극 리드로 지칭하고, 왼쪽에 위치하는 전극 리드(15)를 음극 리드로 지칭하고 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 극성은 서로 반대로 형성될 수도 있는 것이다.
한편, 상기 양극판과 음극판은 적층 시에 서로 다른 극성을 갖는 전극 탭(11a)들, 즉 양극 탭과 음극 탭이 서로 반대 방향을 향하도록 배치된다.
또한, 상기 세퍼레이터는, 양극판과 음극판 사이에 개재되어 서로 다른 극성을 갖는 극판끼리 물리적으로 직접 접촉되는 것을 방지하되, 이온이 통과할 수 있도록 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 전극 리드(13, 15)는, 양극 탭에 연결되는 양극 리드(13) 및 음극 탭에 연결되는 음극 리드(15)로 구분되며, 상술한 바와 같이 양극 탭과 음극 탭은 서로 반대 방향을 향하고 있기 때문에 이에 따라 양극 리드(13) 및 음극 리드(15) 역시 서로 반대 방향을 향해 연장된다.
한편, 이러한 전극 리드(13,15)로는 니켈이 코팅된 알루미늄 재질이 이용되는 경우가 통상적인데, 이러한 금속의 전극 리드(13,15)는 파우치 케이스(12)의 밀봉 시에 파우치 케이스(12)의 내측면과 잘 접착되지 않는 특성이 있다.
따라서, 상기 파우치 케이스(12)의 실링 영역 중 전극 리드(13,15)가 인출되는 영역은 밀봉성의 측면에서 취약할 수 있기 때문에, 밀봉성의 향상을 위해 파우치 케이스(12)의 내측면과의 접착성이 좋은 수지 재료로 만들어진 실란트(14,16)가 전극 리드(13,15)의 둘레에 부착될 수 있다.
상기 파우치 케이스(12)는, 상부 케이스와 하부 케이스로 이루어질 수 있고, 상부 케이스 및 하부 케이스 각각은 제1 수지층/금속층/제2 수지층으로 구성되는 다층의 파우치 필름으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 파우치 필름의 최 내측면을 이루는 제1 수지층은, 상/하부 케이스가 맞닿은 상태로 열을 가하였을 때 서로 잘 융착이 될 수 있도록 하기 위해 열 융착성을 갖는 수지로 이루어질 수 있다.
상기 파우치 케이스(12)는, 전극 조립체(11)를 수용하는 수용부(12a) 및 수용부(12a)의 둘레 방향으로 연장되어 전극 리드(13,15)가 외부로 인출된 상태로 열 융착되어 파우치 케이스(12)를 밀봉시키는 실링부(12b), 이렇게 두 영역으로 나누어 볼 수 있다.
상술한 바와 같이, 이러한 실링부(12b) 중 전극 리드(13,15)가 지나는 영역은, 밀봉성이 취약해질 우려가 있기 때문에, 해당 영역에는 실란트(14,16)가 적용된다.
즉, 상기 실란트(14,16)는, 전극 리드(13,15)의 둘레에 부착된 상태로 상부 파우치 케이스 및 하부 파우치 케이스 각각의 내측면 사이에 개재된다.
한편, 본 발명에 적용되는 배터리 셀(10)은, 한 쌍의 전극 리드(13,15) 외에 전압 센싱을 위한 센싱 리드(17)를 더 구비하는데, 이러한 센싱 리드(17)의 극성은 양극일 수도 있고, 음극일 수도 있다.
즉, 상기 센싱 리드(17)는, 양극 리드(13) 또는 음극 리드(15) 중 어느 하나의 전극 리드와 인접하여 위치하는데, 도 2에 도시된 예시와 같이 양극 리드(13)가 인출된 방향에 위치하는 실링부(12b) 상에 위치하는 경우에는 음극의 극성을 가지며, 도 2에 도시된 예시와는 반대로 음극 리드(15)가 인출된 방향에 위치하는 경우에는 양극의 극성을 갖게 된다.
다음은, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기 센싱 리드(17)에 대해서 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은, 본 발명에 적용되는 배터리 셀을 나타내는 평면도이고, 도 4는, 도 3의 A영역에 대한 확대도이다. 또한, 도 5는, 본 발명에 적용되는 배터리 셀의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 3에 나타난 배터리 셀을 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 센싱 리드(17)는, 배터리 셀(10)의 일측 또는 타측의 실링부(12b)에 위치하는 구성요소이다. 이러한 센싱 리드(17)는, 전극 조립체(11)의 전극 탭(11a)에 접합되며, 인접한 양극 리드(13) 또는 음극 리드(15)와 나란히 연장되되, 파우치 케이스(12)의 외부까지 연장되지는 않고 그 내부에 위치하며, 파우치 케이스(12)의 실링부(12b) 일부에 형성된 센싱 홀(H)을 통해 외부로 노출된다.
한편, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 실링부(12b) 중 센싱 리드(17)가 위치하는 영역은 실링이 이루어지지 않게 된다. 즉, 상기 실링부(12b)의 전체 폭(D)과 비교하여 센싱 리드(17)가 위치하는 영역의 실링 폭(d)은 더 작아질 수 밖에 없는데, 이로 인한 밀봉성 저하를 방지하기 위해 센싱 리드(17)가 위치하는 영역의 실링 폭(d)은 실링부(12b)의 전체 폭의 1/4 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5 내지 도 7을 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 센싱 와이어를 연결하는 방식에 대해 설명하기로 한다.
도 6은, 도 5에 도시된 배터리 셀에 센싱 와이어가 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 5에 나타난 배터리 셀에 가스켓이 적용된 실시예를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 실링부(12b)의 어느 일 면에만 센싱 홀(H)이 형성된 경우에는 솔더(S)를 이용하여 센싱 와이어(30)를 센싱 리드(17)에 접합할 수 있다.
본 발명의 도면에서는 센싱 홀(H)이 파우치 케이스(12)의 상면에 형성된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상면이 아닌 하면에 형성될 수도 있는 것이다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 본 발명에 적용되는 배터리 셀(10)은, 센싱 홀(H)로 인한 파우치 케이스(12)의 밀봉성 저하를 방지하기 위한 가스켓(18)을 더 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
상기 가스켓(18)은, 센싱 홀(H)의 가장자리에 삽입되며, 센싱 리드(17)와 파우치 케이스(12)의 내측면 사이에 개재되어 센싱 홀(H)이 형성된 영역을 밀봉시킨다.
또한, 상기 가스켓(18)은, 센싱 홀(H)의 내벽면을 커버함으로써 센싱 홀(H)의 내벽면, 즉 센싱 홀(H)의 형성을 위한 절단면을 통해 금속 층이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써 금속 층을 통한 단락 발생을 막을 수 있다.
다음은, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 적용되는 배터리 셀의 다른 실시예 및 이 경우에 적용되는 센싱 와이어와 센싱 리드 간의 연결 방식에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은, 본 발명에 적용되는 배터리 셀의 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 3에 나타난 배터리 셀을 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이고, 도 9는, 도 8에 도시된 배터리 셀에 센싱 와이어가 연결된 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은, 도 8에 나타난 배터리 셀에 가스켓이 적용된 실시예를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명에 적용되는 배터리 셀(10)은, 도 5에 도시된 것과는 달리, 파우치 케이스(12)의 상하 양 면 모두에 센싱 홀(H)을 구비할 수 있다.
도 9를 참조하면, 이와 같이 파우치 케이스(12)의 상하 면에 모두 센싱 홀(H)이 형성되는 경우에는, 리셉터클(31)을 이용하여 센싱 와이어(20)와 센싱 리드(17) 간을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 리셉터클(31)은, 센싱 와이어(30)의 일 단과 연결되어, 그 단부에 형성된 한 쌍의 접촉부(31a)가 센싱 리드(17)의 양 면을 각각 탄성 가압함으로써 안정적이고 손쉽게 배터리 셀(10)과 전압 센서(20) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이 경우, 전기 저항의 최소화 및 결합력의 극대화를 위해 접촉부(31a)는 센싱 홀(H)과 대응되는 형상 및 면적을 가질 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 앞서 도 7에 나타난 실시예를 통해 설명한 바와 마찬가지로, 파우치 케이스(12)의 양 면에 형성된 센싱 홀(H) 각각은 가스켓(18)을 통해 밀봉될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 실링부(12b)를 통해 외부로 노출되는 센싱 리드(17)를 가짐으로써, 서로 반대 방향으로 인출된 전극 리드(13,15) 각각에 센싱 와이어(30)를 연결할 필요가 없다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀(17)의 일측에 인접하여 위치하는 하나의 전극 리드와 센싱 리드(17)를 통해 배터리 셀(10)과 전압 센서(20) 간의 전기적 연결이 이루어질 수 있는 구조를 가지며, 이로써 센싱 와이어(30)의 연장 길이가 단축되는 구조적 장점을 갖는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 배터리 셀
11: 전극 조립체
11a: 전극 탭
12: 파우치 케이스
12a: 수용부
12b: 실링부
13, 15: 전극 리드
14, 16: 실란트
17: 센싱 리드
18: 가스켓
H: 센싱 홀
S: 솔더
20: 전압 센서
30: 센싱 와이어

Claims (12)

  1. 한 쌍의 전극 탭을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 탭과 연결되는 한 쌍의 전극 리드, 및 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 밀봉되는 파우치 케이스를 포함하는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀의 전압을 센싱하는 전압 센서; 및
    상기 배터리 셀과 전압 센서 사이를 연결하는 센싱 와이어;
    를 포함하는 배터리 모듈에 있어서,
    상기 배터리 셀은, 전극 탭과 연결되는 센싱 리드를 구비하며,
    상기 센싱 리드는, 상기 파우치 케이스의 실링부에 형성된 센싱 홀을 통해 외부로 노출되고,
    상기 배터리 셀은,
    상기 한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출되는 양 방향 인출형 배터리 셀이며,
    상기 센싱 리드는,
    상기 한 쌍의 전극 리드 중 어느 하나와 인접하여 위치하고,
    상기 센싱 리드의 극성은 상기 센싱 리드와 인접하여 위치하는 전극 리드의 극성과 반대인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 와이어는,
    상기 센싱 리드와 전압 센서 사이를 연결하고, 또한
    상기 센싱 리드에 인접한 전극 리드와 전압 센서 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 홀은,
    상기 파우치 케이스의 상면 또는 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱 와이어는,
    솔더에 의해 상기 센싱 리드에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 홀은,
    상기 파우치 케이스의 상면 및 하면 모두에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센싱 와이어의 단부에는 리셉터클이 연결되며,
    상기 리셉터클은, 상기 센싱 리드의 양 면을 탄성 가압하면서 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 한 쌍의 전극 탭을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 탭과 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 및
    상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 밀봉되는 파우치 케이스;
    를 포함하는 배터리 셀에 있어서,
    상기 배터리 셀은, 상기 전극 탭과 연결되는 센싱 리드를 구비하며,
    상기 센싱 리드는, 상기 파우치 케이스의 실링부에 형성된 센싱 홀을 통해 외부로 노출되고,
    상기 배터리 셀은,
    상기 한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출되는 양 방향 인출형 배터리 셀이며,
    상기 센싱 리드는,
    상기 한 쌍의 전극 리드 중 어느 하나와 인접하여 위치하고,
    상기 센싱 리드의 극성은 상기 센싱 리드와 인접하여 위치하는 전극 리드의 극성과 반대인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 센싱 홀은,
    상기 파우치 케이스의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
KR1020170035400A 2017-03-21 2017-03-21 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈 KR102137756B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170035400A KR102137756B1 (ko) 2017-03-21 2017-03-21 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈
JP2019509536A JP6785949B2 (ja) 2017-03-21 2018-02-21 簡単なセンシング構造を有するバッテリーモジュール
US16/313,637 US20190237824A1 (en) 2017-03-21 2018-02-21 Battery module having simple sensing structure
EP18772425.7A EP3483980A4 (en) 2017-03-21 2018-02-21 BATTERY MODULE HAVING SIMPLE DETECTION STRUCTURE
PCT/KR2018/002145 WO2018174417A1 (ko) 2017-03-21 2018-02-21 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈
CN201880003040.8A CN109964362B (zh) 2017-03-21 2018-02-21 具有简单感测结构的电池模块
US18/115,669 US20230207911A1 (en) 2017-03-21 2023-02-28 Battery module having simple sensing structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170035400A KR102137756B1 (ko) 2017-03-21 2017-03-21 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180106689A KR20180106689A (ko) 2018-10-01
KR102137756B1 true KR102137756B1 (ko) 2020-07-24

Family

ID=63584635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170035400A KR102137756B1 (ko) 2017-03-21 2017-03-21 간단한 센싱 구조를 구비하는 배터리 모듈

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20190237824A1 (ko)
EP (1) EP3483980A4 (ko)
JP (1) JP6785949B2 (ko)
KR (1) KR102137756B1 (ko)
CN (1) CN109964362B (ko)
WO (1) WO2018174417A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022057666A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 トヨタ自動車株式会社 電池
KR20230072622A (ko) * 2021-11-18 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 센싱부재를 포함하는 파우치형 전지셀 및 이를 포함하는 전지모듈

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004031270A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Nissan Motor Co Ltd 両タブ型セルおよび組電池

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1131486A (ja) * 1997-07-08 1999-02-02 Ricoh Co Ltd 扁平型電池
US5948562A (en) * 1997-11-03 1999-09-07 Motorola, Inc. Energy storage device
JP3503516B2 (ja) * 1999-02-25 2004-03-08 三菱電機株式会社 薄型電池、電子機器及び薄型電池の製造方法
AUPR199400A0 (en) * 2000-12-09 2001-01-11 Energy Storage Systems Pty Ltd A connection between a conductive substrate and a laminate
JP4107054B2 (ja) * 2002-11-08 2008-06-25 日産自動車株式会社 薄型電池
CN100444430C (zh) * 2005-06-16 2008-12-17 日产自动车株式会社 扁平型电池及采用该扁平型电池的电池组
JP4661648B2 (ja) * 2005-06-16 2011-03-30 日産自動車株式会社 扁平型電池および該扁平型電池を用いた組電池
JP5219587B2 (ja) * 2008-03-31 2013-06-26 三洋電機株式会社 ラミネート式電池及びそのラミネート式電池を備えた電池モジュール
JP5436663B2 (ja) * 2009-05-04 2014-03-05 エルジー・ケム・リミテッド 電圧検出部材及びこれを採用したバッテリーモジュール
JP5443097B2 (ja) * 2009-08-18 2014-03-19 矢崎総業株式会社 電源装置
KR101217564B1 (ko) * 2010-08-16 2013-01-02 주식회사 엘지화학 전압 검출 어셈블리 및 이를 포함하는 전지모듈
US8895177B2 (en) * 2010-11-18 2014-11-25 Robert Bosch Gmbh Modular battery pack systems for prismatic cells
KR101369308B1 (ko) * 2012-04-06 2014-03-07 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리
KR20140013132A (ko) * 2012-07-09 2014-02-05 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지
KR101984314B1 (ko) * 2012-12-26 2019-05-30 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지
KR101577387B1 (ko) * 2013-05-06 2015-12-16 주식회사 엘지화학 이차전지, 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
KR101743696B1 (ko) * 2013-11-29 2017-06-05 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP6097678B2 (ja) * 2013-12-18 2017-03-15 株式会社富士通テレコムネットワークス福島 接触不良を検出する充放電試験装置
JP2015125878A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社デンソー 電池セル及び組電池
KR20160054268A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 주식회사 엘지화학 이차전지셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈
JP6202024B2 (ja) * 2015-03-10 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
KR101953362B1 (ko) * 2015-09-02 2019-05-22 주식회사 엘지화학 개선된 체결구조를 갖는 배터리 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004031270A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Nissan Motor Co Ltd 両タブ型セルおよび組電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP6785949B2 (ja) 2020-11-18
WO2018174417A1 (ko) 2018-09-27
CN109964362A (zh) 2019-07-02
EP3483980A4 (en) 2019-08-07
CN109964362B (zh) 2024-02-06
US20230207911A1 (en) 2023-06-29
EP3483980A1 (en) 2019-05-15
KR20180106689A (ko) 2018-10-01
US20190237824A1 (en) 2019-08-01
JP2019525432A (ja) 2019-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6387566B1 (en) Battery with laminated insulator/metal/insulator case
US9252403B2 (en) Rechargeable battery
US9065112B2 (en) Secondary battery module with short-circuit protector
US9799874B2 (en) Rechargeable battery
KR102515095B1 (ko) 이차 전지
KR20130004041A (ko) 이차전지
US11133545B2 (en) Prismatic secondary battery and method for manufacturing same
US20230207911A1 (en) Battery module having simple sensing structure
JP2014157813A (ja) 電池モジュール
KR20200080077A (ko) 에너지 밀도가 향상된 구조를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
JP2008227472A (ja) キャパシタ
KR20200080076A (ko) 정확한 온도 센싱이 가능한 구조를 갖는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20140094205A (ko) 이차 전지
CN111081916A (zh) 二次电池
KR102470495B1 (ko) 이차전지 및 그 제조방법
KR102160275B1 (ko) 셀 카트리지 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102256603B1 (ko) 높은 에너지 밀도를 갖는 배터리 셀
CN109698287B (zh) 二次电池
EP2736099A1 (en) Rechargeable battery
KR101805232B1 (ko) 리벳에 의한 결합구조를 갖는 배터리 셀
US10320035B2 (en) Battery pack
KR100530156B1 (ko) 파우치형 리튬 이차전지
KR101769106B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 이에 적용되는 전극 리드 어셈블리
KR20200114805A (ko) 이차 전지
KR20150064335A (ko) 전극리드를 포함하고 있는 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant