KR102186401B1 - 흡수층 및 절연 필름을 포함한 전지 하우징 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지용 하우징에 관한 것이다. 냉매 누출이 발생하는 경우, 운영의 안전성을 향상시키기 위해, 상기 하우징은 바닥부 위에 배치되는 흡수층 및 상기 흡수층의 일 부분을 덮는 절연 필름을 포함한다.

Description

흡수층 및 절연 필름을 포함한 전지 하우징{BATTERY HOUSING WITH ABSORBENT LAYER AND INSULATION FILM}
본 발명은 바닥부를 포함하며, 전지 셀 및 전지 셀을 냉각하기 위한 냉각 장치의 적어도 일부를 수용하기 위한 전지 하우징에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 상기 전지 하우징을 갖는 전지 모듈과 상기 전지 모듈을 포함한 자동차에 관한 것이다.
이차 전지는 반복적으로 충전 및 방전할 수 있다는 점에서 일차 전지와 상이한 반면, 일차 전지는 전기적 에너지로 화학적 에너지의 비가역적인 전환 만을 제공한다. 낮은 용량의 이차 전지는 휴대폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치용 전원으로서 사용되는 반면, 높은 용량의 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 전원으로 사용된다.
일반적으로, 이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 어셈블리, 전극 어셈블리를 수용하는 케이스, 및 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함한다. 전해액은 양극, 음극 및 전해액의 전기 화학적 반응을 통해 전지의 충전 및 방전할 수 있도록 케이스 내에 주입된다. 케이스는 사용 목적 및 용도에 따라 원통형 또는 직사각형 일 수 있다.
이차 전지는 높은 에너지 밀도를 요구하는 예컨대 하이브리드 자동차의 모터를 구동할 수 있도록 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수 개의 단위 셀로 형성된 전지 모듈로서 사용될 수 있다. 즉, 전지 모듈은 필요한 전력 양에 부합하고 가령, 전기 자동차의 모터 구동을 위한 고출력을 갖는 이차 전지를 구현하기 위하여, 다수 개의 단위 전지 셀의 전극 단자를 서로 연결하여 형성된다.
전지 모듈은 블록 또는 모듈 방식의 디자인으로 구성될 수 있다. 블록 방식의 디자인에 있어, 각 전지는 공통 집전 구조 및 공통 전지 관리 시스템에 연결되어 단위 별로 하우징 내에 배치된다. 모듈 방식의 디자인에 있어, 다수개의 전지 셀은 서브 모듈을 형성하도록 서로 연결되고, 여러 개의 서브 모듈은 전지 모듈을 형성하기 위해 서로 연결된다. 전지 관리 기능은 모듈 또는 서브 모듈 레벨로 적어도 부분적으로 실현될 수 있으며 이에 따라 호환성이 증진될 수 있다. 하나 이상의 전지 모듈은 전지 시스템을 구성하기 위해, 기계적 및 전기적으로 통합되고, 열관리 시스템을 갖추며, 하나 이상의 전기 소비체와 통신하도록 설치된다.
전지 시스템의 열적 제어를 위해, 열 관리 시스템은 전지 모듈의 이차 전지로부터 발생된 열을 효율적으로 발열, 방출, 및/또는 소산시킴으로써 적어도 하나의 전지 모듈을 안전하게 사용할 수 있도록 하는 것이 요구된다. 전지에서 발생된 열이 충분히 발열, 방출, 및/또는 소산되지 않으면, 전지 셀 간의 온도 편차가 발생하여 하나 이상의 전지 모듈은 원하는 양의 전력을 생성할 수 없게 된다. 또한, 이차 전지의 내부 온도가 상승하게 되면 내부 이상 반응으로 이어질 수 있으며, 이에 따라 이차 전지의 충/방전 성능이 악화되며 이차 전지의 수명도 단축될 수 있다. 따라서, 셀에서 발생하는 열을 효율적으로 발열, 방출, 및/또는 소산시키기 위한 냉각 장치가 필요하다. 냉각 장치는 대개 물과 글리콜(glycol)의 혼합물을 냉매로 사용한다. 냉각 장치에서 누수가 일어날 경우 냉매는 냉각 장치에서 유출되어 전지 하우징 내로 흐를 수 있다. 이에 따라, 전압이 인가되고 있는 전지 부품의 통전부는 냉매에 의해 누전될 위험성이 있다. 특히, 400V의 전압이 제공되는 전지의 경우 전도성 염이 생성되는 냉매의 가수 분해(hydrolysis)로 인해 전지의 통전부를 단락시킬 수 있다.
본 발명은 종래 기술이 가지고 있는 단점 중 적어도 일부를 극복하거나 줄일 수 있으며, 냉매의 누수가 있는 경우에도 전지 시스템의 운영 안전성을 확보할 수있는 전지 하우징을 제공한다.
본 발명에 따르면 종래의 기술이 가지고 있는 적어도 하나 이상의 단점을 극복하거나 줄일 수 있다. 특히, 전지 하우징은 상기 전지 하우징의 내부 바닥부에 배치된 흡수층 및 상기 흡수층 위에 배치된 절연 필름을 포함하고, 상기 절연 필름은 상기 흡수층에 부분적으로 고정되며, 상기 절연 필름과 상기 흡수층 사이의 2개의 고정된 섹션(section) 사이 영역은 유체 통과 통로를 제공한다. 또한, 전술한 이차 전지의 상기 전지 하우징은 본 발명에 따른 상기 전지 하우징이다. 본 발명의 다른 측면에 의하면, 전술한 자동차의 이차 전지는 본 발명에 따른 상기 이차 전지다.
본 발명의 추가적인 측면은 이하 후술할 다양한 실시예를 설명하는 종속항, 도면, 및/또는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 이러한 다양한 실시예는 여러 가지 구성으로 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 절연 필름은 상기 흡수층을 향해 열린 홈을 포함할 수 있다. 상기 홈은 냉매가 흐를 수 있는 유통로 또는 채널을 형성한다. 상기 홈은 상기 흡수층을 향해 열린 구조를 가짐에 따라, 냉매가 상기 흡수층 전체로 효과적으로 전달되고 상기 흡수층 위로 분배되어 냉매가 상기 흡수층 전체에 공급될 수 있다. 이로써, 냉매는 전지의 통전부로부터 효과적으로 멀리 옮겨져 보내진다.
적어도 냉각 장치(예: 냉각 파이프) 일부는 상기 전지 하우징을 통하여 연장될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 냉각 장치의 열교환 부재는 상기 전지 하우징 내에 배치될 수 있고, 냉매 경로가 상기 열교환 부재를 통해 연장될 수 있다.
특히, 이차 전지의 운영 중에, 상기 바닥부는 상기 전지 하우징의 내측 하면인 최하부 면에 바닥 플레이트 등으로 제공될 수 있다. 상기 흡수층은 중력 방향을 따라 상기 바닥부 위에 제공될 수 있고 상기 절연 필름은 상기 흡수층 위에 제공될 수 있다. 상기 흡수층은 상기 바닥부와 직접 접촉하고, 상기 절연 필름은 상기 흡수층과 직접 접촉할 수 있다. 상기 바닥부는 캡에 의해 밀봉될 수 있는 상기 전지 하우징의 개구를 대향하여 배치될 수 있다.
따라서 상기 홈은 아래쪽을 향할 수 있다.
상기 홈의 길이 방향에 수직 제공되는 상기 절연 필름의 단면은 지그재그의 형상을 가질 수 있다. 상기 지그재그 형상의 단면을 갖는 상기 홈은, 예컨대 상기 절연 필름을 접거나 열을 가하여 몰딩함으로써, 저비용으로 용이하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 지그재그 형상의 단면은 상기 흡수층으로부터 멀어지도록 열린 홈을 더욱 제공할 수 있다. 이들 홈은 위를 향하고 있으므로 상기 냉각 장치로부터 누수된 냉매를 용이하게 수용할 수 있고 냉매를 상기 흡수층으로 안내하여 통전부로부터 멀리할 수 있다. 예를 들어, 통전부는 전지 셀의 단자 및/또는 하우징 일 수 있다.
상기 절연 필름은 열가소성 물질로 제조된 부재 또는 포일(foil) 일 수 있다. 이 절연 필름을 상기 바닥부 및 상기 흡수층에 장착하기 전에 미리 형성할 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 절연 필름은 상기 흡수층 위에 딥드로잉(deep-drawing) 공법에 의해 형성될 수 있다. 이 절연 필름의 형성은 상기 절연 필름에 필요한 비용과 설치 공간을 감소시킬 수 있고, 더욱이 탁월한 적응력으로 전지의 통전부로부터 흡수층을 잘 분리시킬 수 있다.
상기 전지 하우징은 전지 하우징의 기계적 안정성을 향상하기 위해 상기 바닥부에 배치되는 보강 부재를 포함할 수 있다. 상기 보강 부재는 상기 전지 하우징을 갖는 전지를 사용할 경우 바닥부로부터 중력 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 보강 부재는 그 길이 방향을 따라 길게 형성되는 보강 리브 일 수 있다. 전지의 통전부, 예컨대 상기 전지 셀의 하우징은 상기 보강 부재 위에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 보강 부재는 상기 전지 셀을 상기 흡수층으로부터 일정 거리를 유지할 수 있고, 상기 절연 필름은 이에 더욱 이격되어 상기 흡수층을 상기 전지 셀로부터 전기적으로 절연시킨다.
상기 보강 부재는 연속적인 개구부를 가지고 형성될 수 있다. 상기 보강 부재는 그 길이 방향을 따라 적어도 부분적으로 형성될 수 있고 상기 연속적인 개구부는 상기 보강 부재의 길이 방향에 대해 수직 연장될 수 있다. 상기 연속적인 개구부를 통해, 냉매는 상기 보강 부재 위로 흘러 전지 통전부의 접근에 따른 접촉 위험을 증가시키지 않고 상기 보강 부재의 일 측에서 상기 보강 부재의 타 측으로 용이하게 흐를 수 있다. 따라서, 상기 연속적인 개구부는 냉매가 전지의 통전부에 접촉할 위험을 더욱 감소시킨다.
상기 연속적인 개구부는 적어도 하나 이상의 상기 홈과 유통될 수 있어, 냉매가 적어도 하나 이상의 상기 홈으로부터 상기 연속적인 개구부로 용이하게 쌍방으로 유동할 수 있는바, 이에 따라 누수된 냉매를 보다 양호하게 분배할 수 있다.
상기 절연 필름은 특히 상기 연속적인 개구부를 막지 않고 상기 보강 부재를 덮을 수 있으므로, 연속적으로 흐르는 유통로가 적어도 하나 이상의 상기 홈과 상기 연속적인 개구부로 연장되어 누수된 냉매가 상기 보강 부재의 일 측으로부터 상기 보강 부재의 타 측으로 용이하게 흘리므로, 이에 따라 냉매를 효율적으로 분산시킬 수 있다.
상기 연속적인 개구부와 상기 흡수층 사이로 여유 공간이 형성될 수 있다. 이에 따라, 누수된 냉매는 상기 연속적인 개구부로부터 상기 흡수층으로 용이하게 쌍방으로 흐를 수 있게 된다.
상기 전지 하우징은 적어도 2개 이상의 상기 보강 부재를 포함할 수 있으며, 상기 흡수층은 2개의 상기 보강 부재 사이에 배치된다. 2개의 상기 보강 부재는 예컨대 상기 전지 하우징을 갖는 전지를 사용할 경우 하부로부터 중력 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 상기 보강 부재는 그 길이 방향을 따라 직선형으로 형성되는 보강 리브일 수 있다. 상기 보강 부재는 서로 평행하게 또는 0도 내지 90도의 각도를 갖고 연장될 수 있다. 이에 따라, 상기 바닥부는 상기 보강 부재 사이로 누수된 냉매를 수용하기 위한 저장부 또는 함몰부를 형성할 수 있다. 이 저장부 또는 함몰부는, 누출된 냉매가 중력으로 인해 모일 수 있으며 용이하게 흡수될 수 있다.
상기 전지 하우징은 적어도 2개의 상기 절연 필름을 포함할 수 있고, 상기 절연 필름 중 하나는 상기 보강 부재 중 하나를 덮고 다른 하나의 상기 절연 필름은 상기 보강 부재 중 다른 하나를 덮으며, 상기 흡수층의 상기 섹션은 상기 절연 필름에 의해 노출된다. 특히, 상기 전지 하우징은 복수의 상기 절연 필름 및 복수의 상기 흡수층을 포함할 수 있으며, 각각의 상기 절연 필름은 분리된 상기 흡수층의 상기 영역을 덮는다. 예를 들어, 상기 절연 필름은 서로 이격 배치될 수 있으며, 상기 절연 필름 각각은 보강 다수의 부재 중 하나를 덮는다. 노출된 상기 영역은 상기 보강 부재 사이와 상기 보강 부재로부터 일정한 거리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 누수된 냉매는 상기 보강 부재 및 상기 보강 부재와 접촉할 수 있는 전지 부분으로부터 상기 흡수층을 향해 유도되어 분배 및 흡수된다. 대안적으로, 절연성 필름은 냉매가 연속적인 개구를 통해 상기 흡수층으로 흐르도록 상기 연속적인 개구부를 갖는 단일 부재로서 형성될 수 있다.
상기 바닥부는 웨이브 모양의 불균일한 형상을 가질 수 있으며, 공동이 상기 흡수층과 상기 바닥부 사이에 제공된다. 상기 바닥부는 상기 공동 사이의 상기 흡수층과 접촉할 수 있다. 냉매를 흡수하기 위한 상기 흡수층은 최대 용량에 도달할 경우, 여분의 냉매는 상기 공동 내에 함유될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 여분의 냉매는 상기 흡수층을 대향하는 상기 홈 및/또는 완전히 채워지지 않은 상기 보강 부재 사이에 배치된 저장부 또는 함몰부에 함유되는 등 상기 흡수층과 절연체 막 사이에 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 흡수층의 윗공간과 상기 절연 필름의 윗공간은 상기 흡수층이 팽창할 경우 냉매를 흡수하기 위해 사용될 수 있다.
상기 바닥부 가장자리에 있어, 자유 공간이 상기 전지 하우징의 측벽과 상기 흡수층 사이에 형성될 수 있다. 자유 공간은 상기 절연 필름으로 덮일 수 있다. 측면은 상기 바닥부로부터 돌출될 수 있다. 자유 공간은 적어도 하나 이상의 상기 흡수층 또는 복수의 상기 흡수층에 인접하는 연속적이거나 불연속적인 상기 채널을 형성할 수 있다. 상기 절연 필름은 상기 측면의 자유 공간을 적어도 부분적으로 또는 완전히 덮을 수 있다.
상기 흡수층은 냉매를 흡수하는 고 흡수성 수지(super-absorbent polymer) 로 형성될 수 있다. 고 흡수성 수지의 예시적인 물질은 폴리아크릴산 나트륨염(poly-arcylic acid sodium salt) 일 수 있다. 다른 바람직한 물질은 폴리아크릴아미이드 공중합체(polyacrylamide copolymer), 에틸렌 말레산 무수물 공중합체(ethylene maleic anhydride copolymer), 가교 카복시 메틸셀룰로스(cross-linked carboxymethyl cellulose), 폴리비닐 알코올 공중합체(polyvinyl alcohol copolymers), 가교 폴리에틸렌 옥사이드(cross-linked polyethylene oxide) 및 폴리 아크릴 나이트릴의 전분 그래프트 공중합체(starch grafted copolymer of polyacrylonitrile)이다. 상기 절연 필름은 전지 내부에서 발생하는 400V 또는 그 이상의 전압 등을 절연할 수 있는 전기 절연체로 형성될 수 있다.
상기 전지 하우징은 하나 이상의 상기 전지 셀을 포함하는 전지 모듈의 하우징 또는 하나 이상의 상기 전지 모듈을 포함할 수 있는 전지 시스템의 하우징 일 수 있다. 상기 전지 하우징이 전지 시스템의 하우징인 경우, 각기 상기 전지 모듈의 하우징은 본 발명에 따른 하우징 일 수도 있다.
본 발명은 바람직한 실시예 및 도면을 참조하여 설명될 것이다. 실시예의 다양한 특징은 전술한 바와 같이 다양하게 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉매 누수 시에도, 전지 시스템에 대한 운영의 안전성을 확보할 수 있다. .
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 예시적인 실시예를 상세히 설명으로 함으로써 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확해 질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전지 셀의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 전지 셀의 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 전지 하우징에 대한 바닥부의 개략적인 평면도이다.
도 5는 실시예에 따른 전지 하우징에 대한 바닥부의 개략적인 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 전지 하우징에 대한 바닥부의 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 실시예에 따른 전지 하우징에 대한 바닥부의 개략적인 단면도이다.
첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 여러 가지 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 효과와 특징 및 그 구현 방법을 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 중복되는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서 같은 참조부호를 붙였다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및/또는"라는 용어는 관련된 구성에 대해 하나 또는 그 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예를 기술함에 있어서 "할 수 있다"라는 표현은 "본 발명의 하나 이상의 실시예"를 의미한다. 본 명세서는 다양한 실시예를 설명하고 있으나, 당업자가 본 발명을 수정하여 실시하는 것은 명백하다고 볼 수 있다. 이러한 모든 변형은 청구 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
필름, 영역 또는 부재가 다른 필름, 영역 또는 부재 "위"에 있다는 것은, 다른 필름, 영역 또는 부재 위에 직접 배치될 수 있거나, 또 다른 필름, 영역 또는 부재가 더욱 개재되어 포함할 수 있는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 전지 셀의 사시도이고, 도 2는 도 1의 IV-IV 선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 전지 셀(80)은 전극 조립체(10) 및 전극 조립체(10)와 전해질을 수용하는 케이스(26)를 포함한다. 전지 셀(80)은 케이스(26)의 개구부를 밀봉하기 위한 캡 조립체(30)를 더욱 포함할 수 있다. 전지 셀(80)은 각형 구조의 리튬 이온 이차 전지로 예시되지만, 이에 한정되지 않는다.
전극 조립체(10)는 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 양극(11)과 음극(12)을 나선형으로 권취한 젤리-롤 형태의 전극 조립체로 형성할 수 있다. 양극(11)과 음극(12)은 얇은 금속 포일로 형성된 집전체에 활물질이 코팅된 코팅 영역과 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(11a)와 음극 무지부(12a)를 각각 포함할 수 있다. 양극(11)의 코팅 영역은 일 예로, 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 기재에 전이 금속 산화물 등의 활물질을 코팅함으로써 형성될 수 있다. 또한, 음극(12)의 코팅 영역은 일 예로, 구리나 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 기재에 탄소, 그라파이트(graphite) 등과 같은 활물질을 코팅함으로써 형성할 수 있다.
양극 무지부(11a)는 양극(11)의 전극 길이 방향으로 일측 단부에 형성될 수 있으며, 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 전극 길이 방향으로 일측 단부에 형성될 수 있다. 양극 무지부(11a)와 음극 무지부(12a)는 코팅 영역에 대해 서로 대향하는 측면에 위치할 수 있다. 또한, 세퍼레이터(13)는 양극(11), 음극(12) 및 세퍼레이터(13)가 교대로 위치한 후에 나선형으로 권취될 수 있는 다수 개의 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 전극 조립체(10)는 양극(11), 세퍼레이터(13) 및 음극(12)이 반복적으로 적층된 다수 개의 시트를 포함하는 구조로 구성되나 본 발명은 이로써 한정되지는 않는다.
전극 조립체(10)는 전해액과 함께 케이스(26) 내에 수용될 수 있다. 전해액은 LiPF6 또는 LiBF4와 같은 리튬 염과 EC, PC, DEC, EMC, EMC 등의 유기 용매를 사용하여 이루어질 수 있다. 전해액은 액체, 고체 또는 겔(gel) 상태 일 수 있다. 케이스(26)는 대략 직육면체 형상으로 구성될 수 있으며, 일면에 개구부가 형성될 수 있다. 케이스(26)는 일 예로 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
케이스(26)는 전극 조립체(10)를 수용하는 공간을 형성하기 위해, 실질적으로 직사각형의 형상을 갖는 바닥면(27)과, 한 쌍의 제1 측벽인 넓은 측면(18,19) 및 각각 바닥면(27)의 단부에 대해 수직적으로 연결된 제2 측벽인 한 쌍의 좁은 측면을 포함할 수 있다. 제1 측벽(18,19)은 서로 마주 보도록 배치될 수 있고, 제2 측벽은 서로 마주 보도록 배치되어 제1 측벽(18,19)과 연결될 수 있다. 바닥면(27)과 제1 측벽(18,19)이 서로 연결되는 모서리의 길이는 바닥면(27)과 제2 측벽이 서로 연결되는 모서리의 길이보다 길 수 있다. 바람직하게는, 인접한 제1,2 측벽은 약 90도의 각도를 두고 세워진다.
캡 조립체(30)는 케이스(26)의 개구부를 덮기 위해 케이스(26)에 접합되는 캡 플레이트(31), 캡 플레이트(31)로부터 외부로 돌출되어 양극(11) 및 음극(12)과 전기적으로 연결되는 양극 단자(21, 제1 단자) 및 음극 단자(22, 제2 단자)를 포함할 수 있다. 캡 플레이트(31)는 일 방향으로 연장될 수 있는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며, 케이스(26)의 개구부에 결합할 수 있다. 캡 플레이트(31)는 캡 조립체(30)의 내부와 연통되는 주입구(32) 및 벤트 홀(34)을 포함할 수 있다. 주입구(32)는 전해액이 주입되도록 구성될 수 있으며, 밀봉 캡(38)이 주입구(32)의 위나 주입구(32) 내에 장착될 수 있다. 또한, 벤트 홀(34)이나 벤트 홀(34) 내에는 소정의 압력에 의해 개방될 수 있는 노치(39a)를 포함한 벤트 부재(39)가 장착될 수 있다. 여기서 소정의 압력은 미리 설정된 압력 값을 갖는 과도 압력일 수 있다. 예를 들어, 벤트 부재(39)는 소정 압력에서 개방되도록 구성된 과압 밸브 일 수 있다. 대안적으로, 벤트 부재(39)는 가령, 노치(39a) 부위가 소정의 압력에서 파단되도록 구성되는 밀봉 부재 일 수 있다.
양극 단자(21)와 음극 단자(22)는 캡 플레이트(31)의 상방으로 돌출하도록 장착될 수 있다. 양극 단자(21)는 집전 탭(41)을 통해 양극(11)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 음극 단자(22)는 집전 탭(42)을 통해 음극(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 양극 단자(21)와 집전 탭(41)을 전기적으로 연결하기 위해, 단자 연결 부재(25)가 양극 단자(21)와 집전 탭(41) 사이에 장착될 수 있다. 단자 연결 부재(25)는 양극 단자(21)에 형성된 구멍에 삽입되어, 그 하부가 집전 탭(41)에 용접될 수 있다.
밀봉을 위해 가스켓(59)이 단자 연결 부재(25)와 캡 플레이트(31) 사이에 장착될 수 있다. 또한, 가스켓(59)은 단자 연결 부재(25)가 연장되는 구멍에 삽입될 수 있다. 또한, 단자 연결 부재(25)의 하부가 삽입될 수 있는 하부 절연 부재(43)가 캡 플레이트(31)의 하부에 장착될 수 있다. 양극 단자(21)와 캡 플레이트(31) 사이에 양극 단자(21)와 캡 플레이트(31)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 플레이트(58)가 장착될 수 있다. 단자 연결 부재(25)는 연결 플레이트(58)에 삽입될 수 있다. 따라서, 캡 플레이트(31) 및 케이스(26)는 양극을 띠도록 대전 될 수 있다.
음극 단자(22)와 집전 탭(42)을 전기적으로 연결하기 위해, 다른 단자 연결 부재(25)가 음극 단자(22)와 집전 탭(42) 사이에 설치될 수 있다. 단자 연결 부재(25)는 음극 단자(22)에 형성된 구멍에 삽입되어, 단자 연결 부재(25)의 상부 및 하부가 각각 음극 단자(22) 및 집전 탭(42)에 용접될 수 있다. 가스켓(59)과 유사한 밀봉용 가스켓이 단자 연결 부재(25)가 연장되는 구멍에 삽입되어 음극 단자(22)와 캡 플레이트(31) 사이에 장착된다. 또한, 음극 단자(22)와 집전 탭(42)을 캡 플레이트(31)로부터 절연하기 위해 하부 절연 부재(45)가 캡 플레이트(31) 하부에 장착될 수 있다.
음극 단자(22)와 캡 플레이트(31)의 전기적 절연을 위해 이들 사이에 상부 절연 부재(54)가 장착될 수 있다. 단자 연결 부재(25)가 상부 절연 부재(54)에 형성된 구멍에 삽입될 수 있다. 캡 조립체(30)는 단락 구멍(37)과 단락 구멍(37)에 설치되어 양극(11)과 음극(12)을 단락시킬 수 있는 단락 부재(56)를 포함할 수 있다. 단락 부재(56)는 상부 절연 부재(54)와 캡 플레이트(31) 사이에 위치할 수 있으며, 상부 절연 부재(54)는 단락 부재(56)에 대응하는 위치에 놓이는 절개부를 가질 수 있다. 단락 부재(56)는 절개부를 통해 노출된 음극 단자(22)와 중첩할 수 있고, 분리되어 위치할 수도 있다.
또한, 단락 부재(56)는 음극 단자(22)와 벤트 홀(34) 사이에 있을 수도 있고, 벤트 홀(34)보다 음극 단자(22)에 더 가까이 위치할 수도 있다. 단락 부재(56)는 전극 조립체(10)를 향해 만곡되는 볼록한 곡면부를 포함할 수 있으며, 만곡부의 외측에 형성되어 캡 플레이트(31)에 고정될 수 있는 모서리부를 포함할 수 있다. 전지 셀(80) 내부의 압력이 상승하면 단락 부재(56)가 단락을 일으키도록 변형될 수 있다. 즉, 전지 셀(80) 내에서 불필요한 반응으로 가스가 발생하면, 전지 셀(80) 내부 압력이 상승할 수 있다. 전지 셀(80)의 내압이 소정의 수준 이상으로 상승하게 되면, 단락 부재(56)의 곡면부는 반대 방향으로 오목하게 변형되어 음극 단자(22)와 접촉하면서 단락을 유발한다.
도 3을 참조하면, 전지 모듈(100)의 일 실시 형태는 일 방향으로 정렬된 다수개의 전지 셀(80)과 다수개의 전지 셀(80)의 바닥면과 인접하도록 제공된 열교환 부재(110)를 포함한다. 한 쌍의 엔드 플레이트(180)가 전지 셀(80) 외부에서 전지 셀(80)의 넓은 표면과 마주하도록 제공되고, 연결 플레이트(190)는 한 쌍의 엔드 플레이트(180)와 서로 연결되도록 구성되어 엔드 플레이트(180)와 함께 다수개의 전지 셀(80)을 고정한다. 전지 모듈(100) 양측에 배치된 체결부(18a)는 볼트(40)에 의해 바닥 플레이트(210)에 고정된다. 바닥 플레이트(210)는 전지 하우징(200)의 일부이다.
여기서 각 전지 셀(80)은 각형(또는 사각형) 셀이고, 셀의 넓은 평면이 함께 적층 되어 전지 모듈(100)을 만든다. 또한, 각 전지 셀(80)은 전극 조립체와 전해액을 수용하도록 구성되는 전지 케이스(26)를 포함한다. 전지 케이스(26)는 캡 조립체(30)에 의해 밀봉된다. 캡 조립체(30)는 서로 다른 극성을 갖는 양극 단자(21)와 음극 단자(22), 및 벤트 홀(34)과 함께 제공된다. 전지 셀(80)의 안전수단인 벤트 홀(34)은 전지 셀(80)에서 생성되는 가스가 전지 셀(80)의 외부로 배출되도록 하는 통로 역할을 한다. 벤트 홀(34)에는 벤트 부재(39)가 설치된다. 서로 이웃하는 전지 셀(80)의 양극 단자(21) 및 음극 단자(22)는 버스바(15)를 통하여 전기적으로 연결되며, 버스바(15)는 너트(16) 등의 체결수단에 의해 고정될 수 있다. 따라서, 전지 모듈(100)은 하나의 묶음으로 다수개의 전지 셀(80)을 전기적으로 연결하여 전원 장치로서 사용될 수 있다.
일반적으로, 전지 셀(80)은 충전 및/또는 방전을 수행하는 동안 많은 양의 열을 발생시킨다. 발생된 열은 전지 셀(80)에 축적되어 전지 셀(80)의 열화를 촉진한다. 따라서, 전지 모듈(100)은 전지 셀(80)의 바닥면에 인접하여 설치되어 전지 셀(80)을 냉각하는 열교환 부재(110)를 더욱 포함한다. 또한, 바닥 플레이트(210)와 열교환 부재(110) 사이에 고무 등의 탄성 물질로 만들어진 탄성 부재(120)가 개재될 수 있다.
열교환 부재(110)는 복수의 전지 셀(80)의 바닥면에 대응되는 크기. 가령, 전지 모듈(100) 내의 모든 전지 셀(80)의 바닥면 전체와 완전히 겹치는 냉각 플레이트를 포함할 수 있다. 냉각 플레이트는 대개 냉각 유체가 통과할 수 있는 통로를 포함한다. 냉각 유체는 열교환 부재(110)의 내부, 즉 냉각 플레이트의 내부를 순환하면서 전지 셀 (80)과 열교환을 수행한다.
전지 셀(80)을 마주하는 바닥 플레이트(210)의 표면을 이하 전지 하우징(200)의 바닥부(220)로 정의한다. 전지 셀(80)을 갖는 전지 하우징(200)은 전지(1), 특히 이차 전지(1)를 형성한다.
벤트 홀(34) 및/또는 벤트 부재(39)는 연속적으로 또는 전지 셀(80)이 서로 정렬되는 방향을 따라서도 정렬될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바닥 플레이트(210), 즉, 전지 하우징(200)에 대한 바닥 플레이트(210)의 바닥부(220)의 평면도를 도시하고 있다. 전지 하우징(200)을 갖는 전지가 사용될 경우, 평면도는 중력 방향에 따른 평면도가 된다.
하나 이상의 흡수층(230)이 바닥부(220) 위에 배치된다. 도 4에 도시된 예시적 실시예에서, 3개의 흡수층(230)이 바닥부(220) 위에 배치된다. 적어도 하나 이상의 흡수층(230)은 고 흡수성 수지(super-absorbent polymer)를 포함하거나 이로써 만들어질 수 있다.
또한, 하나 이상의 절연 필름(240)은 적어도 하나 이상의 흡수층(230) 위에 배치된다. 이에 따라, 적어도 하나 이상의 흡수층(230)은 바닥부(220)와 적어도 하나 이상의 절연 필름(240) 사이에 적어도 부분적으로 배치된다.
절연 필름(240)은 흡수층(230)에 부분적으로(섹션 별로) 고정된다. 예를 들어, 흡수층(230)과 절연 필름(240)은 접착제 또는 용접으로 서로 고정될 수 있다. 흡수층(230)과 절연 필름(240)이 용접으로 서로 고정될 경우, 초음파 용접 등의 공정을 사용할 수 있다. 고정점들 가령, 용접점들은 서로 이격되어 2개의 고정된 섹션들 또는 지점들(spots) 사이 영역을 유체 투과 통로로서 절연 필름(240)과 흡수층(230) 사이에 제공한다. 이에 따라, 냉각 유체는 흡수층(230)과 절연 필름(240) 사이로 용이하게 유동하여 절연 필름(240)에 의해 덮인 흡수층(230)의 섹션뿐만 아니라 절연 필름(240)에 의해 덮여지지 않는 흡수층(230)의 다른 섹션으로 흡수될 수 있다.
전지 하우징(200)은 전지 하우징(200)의 바닥부(220) 위에 배치된 적어도 하나 이상, 가령 2개 이상의 보강 부재(250)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 보강 부재(250)는 바닥부(220)로부터 돌출되거나 바닥부(220)에 수직인 방향으로 바닥부(220)로부터 멀리 연장될 수 있다. 도 4에 도시된 예시적 실시예에서, 2개의 절연 필름(240)이 각각 서로 다른 보강 부재(250) 하나씩을 덮는다. 특히, 절연 필름(240)은 보강 부재(250) 및 흡수층(230) 위에 딥드로잉(deep-drawing) 방식으로 형성될 수 있다. 흡수층(230) 중 하나는 보강 부재(250) 사이에 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 예시적 실시예에서, 3개의 흡수층(230) 중 2개는 보강 부재(250)의 하나와 전지 하우징(200)의 각 측면(260, 270) 사이에 배치된다. 여기서 측면(260, 270)은 서로 간에 대해 평행하게 연장될 수 있고 보강 부재(250)에 대해서도 평행하게 연장될 수 있다. 따라서, 보강 부재(250)의 길이 방향은 측면(260, 270)과 평행하게 연장되는 방향이 될 수 있다. 즉, 보강 부재(250)는 서로가 평행하게 연장될 수 있다.
보강 부재(250)를 덮는 절연 필름(240)은 보강 부재(250) 사이에 배치된 흡수층(230)만 덮지 않을 수 있다. 절연 필름(240)은 각 보강 부재(250)의 각기 다른 쪽 위에 배치된 흡수층(230)을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다.
또한, 전지 하우징(200)은 적어도 하나 이상의 추가 절연 필름(240a)을 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상 추가 절연 필름(240a)은 측면(260, 270)의 어느 하나에 인접하여 배치된 흡수층(230) 하나를 덮는다. 추가 절연 필름(240a)은 각각의 측면(260, 270)의 적어도 일부를 더욱 덮을 수 있다.
흡수층(230)의 적어도 일 섹션(230)은 절연 필름(240, 240a) 어느 것에 의해 덮이지 않으며, 이하 이 부위를 노출 섹션(230s)이라 지칭한다.
바닥부(220)의 코너(280)의 적어도 일부 및/또는 보강 부재(250)의 선택된 일부나 모든 단부(290)에, 적어도 하나 이상의 전지 셀 또는 적어도 하나 이상의 전지 모듈을 배치 및/또는 고정하기 위한 위치 설정 부재(300)가 제공된다. 도 4에 도시된 예시적 실시예에서, 위치 설정 부재(300)는 흡수층(230) 또는 절연 필름(240) 어느 부위에 의해서도 덮이지 않는다.
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5에서, 지시선 310으로 가리키는 부위는, 절연 필름(240) 및/또는 추가 절연 필름(240a)이 흡수층(230)의 각 부위에 고정되는 고정점(예: 용접점)을 나타낸다. 도 5를 기준으로 볼 때, 고정점(310)은 전지 하우징(200)의 일 방향을 따라 서로 간격을 두고 배치된다. 흡수층(230) 하나에 절연 필름(240) 하나를 고정하는 고정 이음부는 다수의 고정점(310)을 포함한다. 여기서, 다수의 고정점(310)은 서로 이격 배치되어, 고정점(310) 사이에 절연 필름(240, 240a)과 흡수층(230)이 고정되지 않은 영역을 형성한다. 이들 영역은 절연 필름(240, 240a)과 흡수층(230) 사이에 유체 투과 통로를 제공한다.
도 6은 도 5의 확대도로서, 유체 통과 통로를 위한 하나의 영역을 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 보강 부재(250)는 보강 부재(250)의 길이 방향(y)에 대해 수직하게 연장될 수 있는 연속적인 개구부(320)를 가지고 형성될 수 있다. 보강 부재(250)의 길이 방향을 따라, 연속적인 개구부(320)는 양 단부에서 폐쇄될 수 있다. 연속적인 개구부(320)는 적어도 하나 이상의 보강 부재(250)의 양 측면 상의 바닥 플레이트(210)의 두 섹션을 서로 연결하여, 냉각 유체가 적어도 하나 이상의 보강 부재(250)의 길이 방향에 대해 수직 방향으로 하나의 섹션으로부터 다른 섹션을 향해 흐를 수 있도록 한다.
또한, 고정점(310) 사이의 이격 거리로 인해, 고정점(310) 사이에 유체 투과 통로(310p)를 형성하는 영역이 흡수층(230)과 절연 필름(240) 사이에 형성된 유로(330)를 따라 냉각 유체가 흐르도록 남는다. 유로(330)는 연속적인 개구부(320)를 통해 연장될 수 있다.
각각의 흡수층(230)은 연속적인 개구부(320)로부터 거리를 두고 배치될 수 있어서, 흡수층(230)의 어느 부분과도 간섭되지 않은 여유 공간(340)이 연속적인 개구부(320)와 각각의 흡수층(230) 사이에 제공된다.
바닥부(220) 또는 바닥 플레이트(210)는 돌출부를 갖는 웨이브 형상을 갖는다. 이에 따라 적어도 하나 이상의 흡수층(230)과 바닥부(220) 사이에 공동(350)이 형성된다. 흡수층(230)에 흡수되지 않는 냉각 유체는 공동(350)에 저장될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 유로(330)의 우회로(360)는 공동(350)을 통해 연장될 수 있다. 유로(330)와 우회로(360)는 적어도 연속적인 개구부(320)에서 합쳐질 수 있다.
도 7은 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다. 도 7은 절연 필름(240)을 도시하며, 적어도 하나 이상의 추가 절연 필름(240a)은 이와 유사한 형상을 가질 수 있다.
절연 필름(240)은 흡수층(230)을 향해 열린 홈(370)을 포함할 수 있다. 홈(370)은 적어도 하나 이상의 보강 부재에 대해 수직 연장될 수 있다. 적어도 하나 이상 또는 바람직하게 모든 홈(370)은, 절연 필름(240)과 흡수층(230) 사이를 흐르는 냉매가 연속적 개구를 향하여 용이하게 흐르거나 절연 필름(240)과 흡수층(230) 사이에 용이하게 분포될 수 있도록, 유체 전도 방식으로 하나 이상의 보강 부재의 하나 이상의 연속적 개구부와 연결될 수 있다.
홈(370)의 길이 방향(y) 즉, 적어도 하나 이상의 보강 부재(250)의 길이 방향(y)에 평행한 방향에 수직한 절연 필름(240)의 단면은, 지그재그 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 절연 필름(240)은 흡수층(230)을 향해 열린 홈(370)뿐만 아니라, 흡수층(230)으로부터 멀어지는 방향, 가령, 전지의 전지 셀을 향해 열린 홈(380)을 제공한다. 흡수층(230)으로부터 멀어지는 방향으로 열린 홈(380)은 흡수층(230)의 노출 영역으로 냉각 유체를 유도할 수 있다.
80: 전지 셀 290: 단부
100: 전지 모듈 300: 위치 설정 부재
200: 전지 하우징 310: 고정점
210: 바닥 플레이트 310p: 유체 투과 통로
220: 바닥부 320: 연속된 개구부
230: 흡수층 330: 유로
240: 절연 필름 340: 여유 공간
250: 보강 부재 350: 공동
260, 270: 측면 360: 우회로
280: 코너 370, 380: 홈

Claims (11)

  1. 전지 셀을 수용하며, 바닥부를 포함하는 전지 하우징에 있어서,
    상기 전지 하우징 내부로 상기 바닥부 위에 배치되는 흡수층; 및
    상기 흡수층 위에 배치되는 절연 필름
    을 포함하고,
    상기 절연 필름이 상기 흡수층에 부분적으로 고정되고, 상기 흡수층은 상기 절연 필름에 의해 덮이지 않는 노출 섹션을 포함하고, 상기 절연 필름과 상기 흡수층 사이의 2개의 고정 섹션 사이에 유체 통과 통로가 제공되는 전지 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 필름은 상기 흡수층을 향해 열린 홈을 포함하는 전지 하우징.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈의 길이 방향에 대해 수직한 상기 절연 필름의 단면이 지그재그 형상을 갖는 전지 하우징.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전지 하우징은 상기 바닥부 위에 배치되는 보강 부재를 포함하며,
    상기 보강 부재는 연속적인 개구부를 형성하는 전지 하우징.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연 필름은 상기 흡수층을 향해 열린 홈을 포함하고, 상기 연속적인 개구부는 유체 전도 방식(in a fluid-conductive manner)으로 상기 홈에 연결되는 전지 하우징.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연 필름은 상기 보강 부재를 덮는 전지 하우징.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연속적인 개구부와 상기 흡수층 사이에 여유 공간이 있는 전지 하우징.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 보강 부재가 적어도 2개 이상이고,
    상기 흡수층은 상기 2개의 상기 보강 부재 사이에 배치되는 전지 하우징.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 절연 필름이 적어도 2개 이상이고, 상기 절연 필름 중 하나는 상기 보강 부재 중 하나를 덮고, 상기 절연 필름의 다른 하나는 상기 보강 부재 중 다른 하나를 덮고, 상기 흡수층의 일부가 상기 절연 필름에 의해 덮이지 않고 노출된 전지 하우징.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전지 하우징을 포함하는 전지 모듈.
  11. 제10항의 전지 모듈을 포함하는 자동차.
KR1020180002985A 2017-01-26 2018-01-09 흡수층 및 절연 필름을 포함한 전지 하우징 KR102186401B1 (ko)

Priority Applications (3)

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PCT/KR2018/000675 WO2018139789A1 (ko) 2017-01-26 2018-01-15 흡수층 및 절연 필름을 포함한 전지 하우징
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102716975B1 (ko) * 2019-10-30 2024-10-11 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
FR3112433B1 (fr) * 2020-07-10 2022-10-07 Faurecia Systemes Dechappement Batterie de stockage d’électricité et procédé de fabrication d’une telle batterie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029838B1 (ko) 2007-06-28 2011-04-15 주식회사 엘지화학 냉각 효율이 향상된 중대형 전지팩

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9516850D0 (en) * 1995-08-17 1995-10-18 Programme 3 Patent Holdings High temperature storage battery
WO2009020805A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Meadwestvaco Corporation Packaging tray with compartment
FR2968839B1 (fr) * 2010-12-10 2013-06-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Pack batterie haute tension etanche
CN103917394B (zh) * 2011-11-14 2016-08-17 本田技研工业株式会社 车辆用蓄电池单元
EP2770554B1 (de) * 2013-02-06 2015-04-08 MAGNA STEYR Battery Systems GmbH & Co OG Batteriesystem mit Absorptionsvorrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029838B1 (ko) 2007-06-28 2011-04-15 주식회사 엘지화학 냉각 효율이 향상된 중대형 전지팩

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