KR102320109B1 - Battery module and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR102320109B1 KR1020170011205A KR20170011205A KR102320109B1 KR 102320109 B1 KR102320109 B1 KR 102320109B1 KR 1020170011205 A KR1020170011205 A KR 1020170011205A KR 20170011205 A KR20170011205 A KR 20170011205A KR 102320109 B1 KR102320109 B1 KR 102320109B1
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Abstract

본 발명은 배터리 모듈 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 과전류 시 자체적으로 전극단자가 융단되어 배터리 셀을 보호하는 배터리 모듈 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a battery module in which an electrode terminal is melted by itself in case of overcurrent to protect a battery cell, and to a method of manufacturing the same.

Description

배터리 모듈 및 그 제작 방법{BATTERY MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Battery module and its manufacturing method

본 발명은 배터리 모듈 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 과전류 시 자체적으로 전극단자가 융단되어 배터리 셀을 보호하는 배터리 모듈 및 그 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a battery module in which an electrode terminal is melted by itself in case of overcurrent to protect a battery cell, and to a method of manufacturing the same.

일반적인 배터리는 이차전지로써, 케이스 내에 다수의 전지 셀들을 적층시켜 수납하고 이를 전기적으로 연결한 구성을 가진다. A general battery is a secondary battery, and has a configuration in which a plurality of battery cells are stacked and stored in a case and electrically connected thereto.

이러한 배터리를 구성하는 단위전지로서의 파우치형 이차전지(이하, 배터리 셀)는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하다.A pouch-type secondary battery (hereinafter, referred to as a battery cell) as a unit cell constituting such a battery has flexibility and is relatively free in shape, light in weight, and excellent in safety.

기본적으로 상기 배터리 셀은, 복수개의 양극전극(알루미늄호일)과 음극전극(구리호일)을 분리막을 사이에 두고 적층함과 아울러, 양극전극에 양극탭을, 음극전극에 음극탭을 용접한 후, 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉한 구조를 갖는다.Basically, in the battery cell, a plurality of positive electrodes (aluminum foil) and negative electrodes (copper foil) are laminated with a separator interposed therebetween, and a positive electrode tab is welded to the positive electrode and a negative electrode tab is welded to the negative electrode, It has a sealed structure wrapped in an aluminum pouch.

한편, 이러한 배터리 셀에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 배터리 사용 중 배터리 셀들의 과충전, 과방전, 과전류, 발열, 연쇄적인 부반응에 의한 발화 또는 폭발이 발생할 위험이 있다.On the other hand, since various combustible materials are embedded in these battery cells, there is a risk of ignition or explosion due to overcharging, overdischarging, overcurrent, heat generation, and chain side reactions of the battery cells during use of the battery.

그러므로 상기 배터리 내부에는 단위 배터리 셀들의 전압, 전류, 온도 등을 지속적으로 검출하고 배터리 셀의 보호제어가 필요하는데, 이러한 배터리 셀의 보호는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM), TCO(Thermal Cut-out) 등의 안전소자를 통해 보호되고, 이러한 안전소자는 BMS(Battery Management Systems)를 통해 작동이 제어된다.Therefore, it is necessary to continuously detect the voltage, current, temperature, etc. of the unit battery cells inside the battery and to protect the battery cells. The protection of the battery cells is a PTC (Positive Temperature Coefficient) device and a Protection Circuit Module (Protection Circuit Module). : It is protected through safety devices such as PCM) and TCO (thermal cut-out), and the operation of these safety devices is controlled through BMS (Battery Management Systems).

따라서 상기 배터리 셀은 과충전, 과방전 및 과전류 등을 방지하기 위하여 BMS와 스팟 용접(Spot welding) 또는 솔더링(Soldering) 등으로 결합되어 전기적으로 연결된다.Accordingly, the battery cell is electrically connected to the BMS by spot welding or soldering to prevent overcharging, overdischarging, and overcurrent.

그러나 외부쇼트나 배터리 셀 이상으로 인해 자체적으로 과전류가 발생되는 경우, 보호제어를 수행하기 전에 상기 BMS가 파손되거나 단락될 수 있으며, 하나의 BMS에 복수개의 배터리 셀이 결합되어 하나의 배터리 셀에 일시적인 이상이 생긴 경우에도 한꺼번에 배터리 구동이 중단될 수 있다. However, if an overcurrent is generated by itself due to an external short circuit or a battery cell abnormality, the BMS may be damaged or short-circuited before the protection control is performed. Even if an abnormality occurs, the battery operation may be stopped all at once.

또한, 과전류를 방지하기 위하여 보호회로 외에 추가적으로 퓨즈를 장착한 경우에도 비용문제로 인하여 모듈 또는 팩 단위로 연결되어 상기 BMS와 같이 하나의 배터리 셀의 일시적인 이상에도 한꺼번에 배터리 모듈 또는 배터리 팩의 구동이 영구 중단되는 단점이 있다.In addition, even when a fuse is additionally installed in addition to the protection circuit to prevent overcurrent, it is connected in a module or pack unit due to a cost problem, so that even if one battery cell is temporarily abnormal like the BMS, the operation of the battery module or battery pack is permanent. There are downsides to stopping.

따라서 배터리에 과전류가 발생되는 경우, 과전류가 발생된 해당 배터리 셀을 즉각적으로 보호할 수 있는 기술 개발이 요구된다.Therefore, when an overcurrent occurs in the battery, it is required to develop a technology capable of immediately protecting the corresponding battery cell in which the overcurrent has occurred.

KRUS 2013-00428132013-0042813 AA

본 발명은 과전류 시 모듈 단위 또는 팩 단위가 아닌 해당 배터리 셀만 즉각적으로 보호를 수행하는 배터리 모듈 및 그 제작 방법을 제공한다.The present invention provides a battery module that immediately protects only a corresponding battery cell, not a module unit or a pack unit, in case of overcurrent, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀은 분리막, 분리막을 사이에 두고 형성되는 복수개의 음극전극 및 양극전극 및 상기 음극전극 및 양극전극 각각으로부터 일부 영역이 연장되어 형성되는 한 쌍의 전극단자를 포함하여 구성되고, 상기 한 쌍의 전극단자는 각각 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림탭 집합으로 형성되며, 상기 복수개의 슬림탭 집합을 구성하는 개별 슬림탭의 두께와 폭은 상기 복수개의 슬림탭 집합으로 구성 시 상기 배터리 셀의 허용전류에 의해 제한된다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes a separator, a plurality of negative and positive electrodes formed with the separator interposed therebetween, and a pair of electrode terminals formed by extending some regions from each of the negative and positive electrodes. wherein the pair of electrode terminals are formed of a set of a plurality of slim tabs each having a predetermined width, and the thickness and width of the individual slim tabs constituting the set of the plurality of slim tabs are constituted of the set of the plurality of slim tabs is limited by the allowable current of the battery cell.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈은 일 측에 돌출되어 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림 탭(Slim tab)으로 형성된 한 쌍의 전극단자를 가지는 하나 이상의 배터리 셀 및 상기 한 쌍의 전극단자를 통해 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 BMS를 포함하여 구성된다.A battery module according to an embodiment of the present invention is provided through one or more battery cells having a pair of electrode terminals protruding from one side and formed of a plurality of slim tabs having a predetermined width and the pair of electrode terminals. and a BMS electrically connected to the battery cell.

상기 한 쌍의 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭은, 과전류 시 융단조건에 의하여 결정된다.The thickness and width of the slim tab forming the pair of electrode terminals is determined by the melting condition in case of overcurrent.

상기 한 쌍의 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수는, 배터리 셀의 허용전류를 근거로 하여 설정된다.The thickness, width, and number of the slim tabs forming the pair of electrode terminals are set based on the allowable current of the battery cell.

복수개의 슬림 탭은 소정의 간격을 가지고 이격되어 있으며, 이때, 상기 한 쌍의 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수는 상기 배터리 셀의 허용전류 및 상기 소정의 간격에 근거하여 설정된다.The plurality of slim tabs are spaced apart from each other with a predetermined interval, and in this case, the thickness, width, and number of the slim tabs forming the pair of electrode terminals are set based on the allowable current of the battery cell and the predetermined interval. .

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 제작방법은 과전류 시 융단되는 전극단자를 포함하여 구성되는 배터리 모듈을 제작하는 방법에 있어서, 상기 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수를 산출하는 슬림 탭 값 산출단계, 상기 슬림 탭 값 산출단계에서 산출된 슬림 탭의 폭과 개수에 대응하는 슬림 탭으로 상기 전극단자를 형성하는 전극단자 형성단계 및 상기 전극단자 형성단계에서 형성된 전극단자를 BMS에 연결시키는 BMS 연결단계를 포함하여 구성된다.A battery module manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a battery module including an electrode terminal that is melted during overcurrent, and a slim for calculating the thickness, width and number of slim tabs forming the electrode terminal. The tap value calculation step, the electrode terminal forming step of forming the electrode terminal with slim tabs corresponding to the width and number of slim tabs calculated in the slim tap value calculating step, and the electrode terminal formed in the electrode terminal forming step are connected to the BMS It is configured including the BMS connection step.

상기 슬림 탭 값 산출단계는, 복수개의 슬림 탭 간의 기 설정된 소정의 간격 및 배터리 셀의 허용전류를 근거로 하여 상기 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수를 산출한다.In the step of calculating the slim tab value, the thickness, width and number of the slim tabs are calculated based on a predetermined interval between the plurality of slim tabs and the allowable current of the battery cells.

상기 기 설정된 소정의 간격은, 전극단자 형성단계 수행 시 상기 복수개의 슬림 탭 간에 소정의 간격을 가지도록 형성된다.The predetermined interval is formed to have a predetermined interval between the plurality of slim tabs when the electrode terminal forming step is performed.

상기 슬림 탭 값 산출단계는, 배터리 셀의 융단조건을 근거로 하여 상기 슬림 탭의 두께 및 폭을 산출한다.In the step of calculating the slim tab value, the thickness and width of the slim tab are calculated based on the melting condition of the battery cell.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 및 그 제작 방법은 배터리 셀의 전극단자를 복수개의 슬림 탭(Slim tab)으로 형성하여 과전류 시 자체적으로 융단되어 종래의 BMS 내 보호회로와 퓨즈보다 즉각적으로 배터리 셀을 보호하며 이상이 있는 해당 배터리 셀만 융단됨에 따라 안전하고 안정적으로 배터리를 사용할 수 있다.The battery module and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention form the electrode terminals of the battery cells into a plurality of slim tabs, so that they are melted by themselves in case of overcurrent, so that the battery cells are more immediately than the conventional protection circuits and fuses in the BMS. The battery can be used safely and stably as only the corresponding battery cell with an abnormality is melted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 구성도.
도 2는 종래의 배터리 모듈의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 제작 방법의 순서도.
1 is a block diagram of a battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a conventional battery module.
3 is a flowchart of a method for manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Only the embodiments are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art of the scope of the present invention.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Also, terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of identifying one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

<실시 예 1><Example 1>

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈에 대하여 설명한다.Next, a battery module according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리 모듈은 과전류 시 자체적으로 융단되도록 배터리 셀의 전극단자를 복수개의 슬림 탭(Slim tab)으로 형성하여 배터리의 안정성이 증대될 수 있도록 한다.In the battery module of the present invention, the electrode terminals of the battery cells are formed into a plurality of slim tabs so as to melt themselves in case of overcurrent, so that the stability of the battery can be increased.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈(100)은 일 측에 돌출되어 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림 탭(Slim tab)으로 형성된 한 쌍의 전극단자(120)를 가지는 하나 이상의 배터리 셀(110) 및 상기 한 쌍의 전극단자를 통해 상기 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되는 BMS(130)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , a battery module 100 according to an embodiment of the present invention is one having a pair of electrode terminals 120 formed of a plurality of slim tabs protruding from one side and having a predetermined width. It is configured to include the battery cell 110 and the BMS 130 electrically connected to the battery cell 110 through the pair of electrode terminals.

또한, 상기 한 쌍의 전극단자(120)는, 과전류 시 자체적으로 융단되어 배터리가 보호될 수 있도록 한다.In addition, the pair of electrode terminals 120 are self-melted in case of overcurrent so that the battery can be protected.

또한, 배터리 모듈의 각 구성은 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.In addition, each configuration of the battery module will be described in more detail below.

상기 배터리 셀(110)은 엄밀하게 말하면 배터리 셀의 몸체이며, 일반적으로 배터리 셀은 리튬계 이차전지를 사용하므로 배터리 셀의 구조는 복수개의 양극전극(알루미늄호일)과 음극전극(구리호일)을 분리막을 사이에 두고 적층되어, 양(+)극전극에는 양(+)극탭, 음(-)극전극에는 음(-)극탭이 용접된 후, 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉한 형태로 구성된다. Strictly speaking, the battery cell 110 is the body of a battery cell, and since the battery cell generally uses a lithium-based secondary battery, the battery cell has a structure in which a plurality of positive electrodes (aluminum foil) and a negative electrode (copper foil) are separated by a separator. It is laminated with a positive (+) electrode in between, a positive (+) pole tab is welded to the negative (-) pole electrode, and a negative (-) pole tab is welded to the negative (-) pole electrode, and then wrapped and sealed with an aluminum pouch.

따라서 상기 배터리 셀(110)은 양(+)극전극, 음(-)극전극 및 분리막을 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉한 형태로 구성된 조립체이다.Therefore, the battery cell 110 is an assembly configured to be sealed by wrapping the positive (+) electrode, negative (-) electrode, and the separator in an aluminum pouch.

또한, 상기 배터리 셀(110)에 용접된 상기 양(+)극 탭과 음(-)극 탭은 본 발명의 한 쌍의 전극단자(120)로 볼 수 있는데, 이러한 한 쌍의 전극단자(120)에 대해서는 아래에서 좀 더 상세하게 설명하도록 한다.In addition, the positive (+) pole tab and the negative (-) pole tab welded to the battery cell 110 can be viewed as a pair of electrode terminals 120 of the present invention, and such a pair of electrode terminals 120 ) will be described in more detail below.

배터리 셀(110)의 일 측에 돌출되어 형성되는 한 쌍의 전극단자(120)는 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림 탭(Slim tab)의 형태로 형성되며, 이는 도 2를 들어 설명하도록 한다.A pair of electrode terminals 120 protruding from one side of the battery cell 110 are formed in the form of a plurality of slim tabs having a predetermined width, which will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 종래의 배터리 모듈의 구성도이다.2 is a block diagram of a conventional battery module.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전극단자의 형태는 단순히 하나의 탭 형태로 형성되었고, 기능도 단순히 전류가 흐르는 경로로 사용되었을 뿐 별다른 기능이 없었다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the conventional electrode terminal was formed in the form of a single tab, and the function was simply used as a path through which current flows and had no particular function.

또한, 종래에 과전류 시 배터리 모듈의 일반적인 보호제어는 BMS 내의 보호회로를 구동하여 보호제어를 수행하였는데, 이러한 보호제어는 과전류로 인하여 BMS가 파손되거나 단락되어 보호제어를 수행하지 못하는 경우가 발생하였었다.In addition, in the conventional protection control of the battery module in case of overcurrent, protection control was performed by driving a protection circuit in the BMS.

그래서 상기의 경우를 방지하고자 배터리 모듈은 보호회로 외에 추가적으로 퓨즈를 장착하는데, 일반적으로 퓨즈는 복수개의 배터리 셀이 구성된 모듈 또는 팩 단위로 연결되어 하나의 배터리 셀의 일시적인 이상인 경우에도 한꺼번에 배터리 구동이 영구 중단되는 단점이 있다.Therefore, in order to prevent the above case, the battery module is additionally equipped with a fuse in addition to the protection circuit. In general, the fuse is connected in a module or pack unit composed of a plurality of battery cells, so that even if one battery cell is temporarily abnormal, the battery operation is permanently performed at once. There are downsides to stopping.

이와 같은 문제들을 해결하고자, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈(100)은 과전류 시 자체적으로 융단되는 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 통해 각각의 배터리 셀의 과전류 보호를 수행할 수 있으며, 복수개의 슬림 탭(Slim tab) 형태는 병렬연결로 볼 수 있어 슬림 탭(Slim tab) 개수가 증가하면 전체 저항이 감소되므로 각 슬림 탭(Slim tab)에 걸리는 전류의 합은 하나의 탭 형태 전극단자의 전류보다 크다.In order to solve such problems, the battery module 100 according to an embodiment of the present invention can perform overcurrent protection of each battery cell through the pair of electrode terminals 120 that are fused by themselves in case of overcurrent, A plurality of slim tab types can be viewed as parallel connection, and as the number of slim tabs increases, the total resistance decreases. greater than the current of

따라서, 동일크기 대비 본 발명의 전극단자(120)는 종래의 전극단자보다 높은 허용전류를 가질 수 있다.Therefore, compared to the same size, the electrode terminal 120 of the present invention may have a higher allowable current than the conventional electrode terminal.

또한, 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭은, 과전류 시 융단조건에 의하여 결정되며, 이는 배터리 셀의 과전류 시 자체적으로 전극단자가 융단될 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the thickness and width of the slim tab forming the pair of electrode terminals 120 are determined by the melting condition in case of overcurrent, so that the electrode terminal can be melted by itself in case of overcurrent of the battery cell. to do

여기서 상기 융단조건은 소정의 전류 값 이상인 경우, 상기 슬림 탭(Slim tab) 전부가 융단될 수 있도록 하는 전류 제한 값으로, 상기 소정의 전류 값은 허용전류 값보다 큰 전류 값이다.Here, the melting condition is a current limiting value that allows all of the slim tabs to be melted when the current value is greater than or equal to a predetermined current value, and the predetermined current value is a current value greater than the allowable current value.

또한, 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성하는 복수개의 슬림 탭은 소정의 간격으로 이격되어 있으며, 소정의 간격을 가진 상기 복수개의 슬림 탭은 종래의 전극단자보다 공기와 접촉하는 표면적이 넓어져 종래보다 빠르게 열을 발산시킬 수 있다.In addition, the plurality of slim tabs forming the pair of electrode terminals 120 are spaced apart from each other by a predetermined interval, and the plurality of slim tabs having a predetermined interval have a larger surface area in contact with air than the conventional electrode terminal. It can dissipate heat faster than before.

또한, 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수는 상기 배터리 셀의 허용전류 및 상기 소정의 간격에 근거하여 설정되는데, 이는 소정의 간격이 방열이나 슬림 탭(Slim tab)의 효율을 위하여 최소한의 간격 값을 가지게 되어 소정의 간격이 없는 경우보다 사용할 수 있는 슬림 탭(Slim tab)의 폭 및 개수가 줄어들어 두께가 증가되기 때문이다.In addition, the thickness, width, and number of slim tabs forming the pair of electrode terminals 120 are set based on the allowable current of the battery cell and the predetermined interval, which means that the predetermined interval is the heat dissipation. However, this is because the thickness is increased because the width and number of slim tabs that can be used are reduced compared to the case in which there is no predetermined gap because the thin tab has a minimum spacing value for the efficiency of the slim tab.

또한, 허용전류는 BMS(130)에 연결된 배터리 셀의 개수 및 직렬 또는 병렬과 같은 연결구조에 따라 배터리 셀의 허용전류 값이 달라질 수 있다.In addition, the allowable current may vary according to the number of battery cells connected to the BMS 130 and a connection structure such as series or parallel.

이러한 허용전류의 크기에 따라서 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수가 설정되는데, 배터리 모듈(100) 제작을 용이하게 하기 위하여 일반적인 허용전류를 수용할 수 있는 슬림 탭(Slim tab)의 두께를 고정하여 사용한다.The thickness, width, and number of slim tabs forming the pair of electrode terminals 120 are set according to the size of the allowable current. In order to facilitate the production of the battery module 100, a general allowable current Use by fixing the thickness of the slim tab that can be accommodated.

따라서 슬림 탭(Slim tab)의 두께는 종래의 하나의 탭 구성의 폭을 사용하여 융단조건 시 융단될 수 있는 두께의 범위와 상기 허용전류를 수용할 수 있는 두께의 범위 내 겹치는 부분의 최대 값으로 설정할 수 있도록 한다. 여기서 상기 최대 값은 사용자가 효율에 따라 임의로 선택할 수 있는 값이다.Therefore, the thickness of the slim tab is the maximum value of the overlapping portion within the range of the thickness that can be melted under the melting condition using the width of the conventional one tab configuration and the range of the thickness that can accommodate the allowable current. to be able to set Here, the maximum value is a value that a user can arbitrarily select according to efficiency.

또한, 두께를 최대 값으로 기 설정된 상태에서 슬림 탭(Slim tab)의 폭은, 융단조건 시 융단될 수 있는 폭의 범위와 허용전류를 수용하는 폭의 범위 내 겹치는 부분의 중간 값으로 설정할 수 있도록 하고, 설정된 폭을 근거로 하여 하나의 슬림 탭(Slim tab)이 수용할 수 있는 전류의 크기를 산정한다.In addition, in the state where the thickness is preset to the maximum value, the width of the slim tab can be set as an intermediate value between the overlapping part within the range of the width that can be melted during the melting condition and the range of the width that accommodates the allowable current. and calculates the amount of current that one slim tab can accommodate based on the set width.

이에 따라 상기 슬림 탭(Slim tab)의 개수는 상기 허용전류에 하나의 슬림 탭(Slim tab)의 수용전류를 나누는 방법을 통해 산정되고, 이는 (식1)로 나타낼 수 있다.Accordingly, the number of slim tabs is calculated by dividing the allowable current by the receiving current of one slim tab, which can be expressed by (Equation 1).

(식1) (슬림 탭의 개수)=(허용전류/하나의 슬림 탭의 수용전류)(Equation 1) (number of slim taps) = (allowable current/accepted current of one slim tap)

또한, 상기 슬림 탭(Slim tab)의 두께의 값을 고정시킨 상태에서 슬림 탭(Slim tab)의 폭 및 개수를 예를 들어 설명한다면, 허용전류가 8[A]고 융단조건은 13[A] 이상인 경우, 상기 슬림 탭의 폭은 두께 및 금속재질 등을 고려하여 2[A]를 수용할 수 있으며 3[A] 이상의 전류가 흐르면 융단될 수 있는 값으로 슬림 탭의 폭을 설정한다.In addition, if the width and number of slim tabs are described as an example in a state where the thickness of the slim tab is fixed, the allowable current is 8 [A] and the melting condition is 13 [A] In this case, the width of the slim tab is set to a value that can accommodate 2 [A] in consideration of thickness and metal material, and can be melted when a current of 3 [A] or more flows.

또한, 슬림 탭의 개수는 하나의 슬림 탭에 2[A]씩 흐르도록 4개의 슬림 탭을 형성한다. 이는 발열, 저항 및 전류공급효율에 따라 개수와 폭을 조정 할 수 있다.In addition, the number of slim tabs forms four slim tabs so that 2 [A] flows to one slim tab. The number and width can be adjusted according to heat generation, resistance and current supply efficiency.

또한, 일반적으로 셀의 탭은 양(+)극 탭과 음(-)극 탭으로 나뉘는데, 양(+)극 탭과 음(-)극 탭은 서로 다른 금속으로 이루어지는 경우가 많다. In addition, in general, the tab of a cell is divided into a positive (+) pole tab and a negative (-) pole tab, and the positive (+) pole tab and the negative (-) pole tab are often made of different metals.

예를 들어 리튬 이차전지에서는, 전기화학적인 안정성을 고려하여, 양(+)극 탭은 알루미늄(Al), 음극 탭은 구리(Cu) 또는 니켈(ni)이 도금된 구리를 사용하여 만들어지고, 이와 같은 양(+)극 탭과 음(-)극 탭은 전기화학적 반응성 및 안정성을 높이기 위함이다.For example, in a lithium secondary battery, in consideration of electrochemical stability, the positive (+) electrode tab is made of aluminum (Al) and the negative electrode tab is made of copper (Cu) or nickel (ni) plated copper, Such a positive (+) electrode tab and a negative (-) electrode tab are for increasing electrochemical reactivity and stability.

따라서 양(+)극 탭과 음(-)극 탭의 두께, 폭 및 개수는 각 탭의 금속 재질에 따라 상이할 수 있다.Accordingly, the thickness, width, and number of the positive (+) pole tab and the negative (-) pole tab may be different depending on the metal material of each tab.

상기 BMS(130)는 상기 한 쌍의 전극단자(120) 통해 상기 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결된다.The BMS 130 is electrically connected to the battery cell 110 through the pair of electrode terminals 120 .

이러한 BMS(130)에는 하나 이상의 배터리 셀이 연결될 수 있으며, 연결 방식은 스팟용접 및 솔더링 등을 이용하여 연결할 수 있다.One or more battery cells may be connected to the BMS 130 , and the connection method may be connected using spot welding and soldering.

<실시 예 2><Example 2>

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 제작방법에 대하여 설명한다.Next, a method for manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리 모듈 제작방법은 과전류 시 전극단자가 융단될 수 있도록 슬림 탭(Slim tab) 폭과 개수를 산출하고, 산출된 폭과 개수에 맞춰 형성된 전극단자를 BMS 연결하여 안전하게 배터리를 사용할 수 있도록 한다. The battery module manufacturing method of the present invention calculates the width and number of slim tabs so that the electrode terminals can be melted in case of overcurrent, and connects the electrode terminals formed according to the calculated width and number to the BMS so that the battery can be safely used. do.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 제작 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a method for manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 제작 방법은 과전류 시 한 쌍의 전극단자(120)가 융단될 수 있도록 전극단자를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수를 산출하고(슬림 탭 값 산출단계: S310), 산출된 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수를 근거로 하여 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성한다(전극단자 형성단계: S320).Referring to FIG. 3 , in the method for manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention, the thickness, width, and number of slim tabs forming the electrode terminals so that the pair of electrode terminals 120 can be melted during overcurrent. is calculated (slim tab value calculation step: S310), and the pair of electrode terminals 120 is formed based on the calculated thickness, width, and number of slim tabs (electrode terminal forming step: S320) ).

그 후, 상기 전극단자 형성단계(S320)에서 형성된 전극단자를 BMS에 연결시킨다(BMS 연결단계: S330). Then, the electrode terminal formed in the electrode terminal forming step (S320) is connected to the BMS (BMS connection step: S330).

또한, 배터리 모듈 제작방법의 각 단계는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다. In addition, each step of the battery module manufacturing method will be described in more detail below.

상기 슬림 탭(Slim tab) 값 산출단계 (S310)는 과전류 시 전극단자(120)가 융단될 수 있도록 전극단자를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수를 산출하는 단계이다. The slim tab value calculation step S310 is a step of calculating the thickness, width, and number of slim tabs forming the electrode terminals so that the electrode terminals 120 can be melted in case of overcurrent.

더욱 상세하게, 상기 슬림 탭(Slim tab) 값 산출단계(S310)는 기 설정된 두께를 근거로 융단조건 시 융단될 수 있는 폭의 범위와 허용전류를 수용하는 폭의 범위 내 겹치는 부분의 중간 값을 슬림 탭(Slim tab)의 폭으로 산출하는 슬림 탭(Slim tab) 폭 산출단계 및 허용전류를 근거로 전극단자를 형성하는 슬림 탭(Slim tab)의 개수를 산출하는 슬림 탭(Slim tab) 개수 산출단계를 포함하여 구성될 수 있다. In more detail, the slim tab value calculation step (S310) is based on the preset thickness, the intermediate value of the overlapping portion within the range of the width that can be melted under the melting condition and the range of the width that accommodates the allowable current. Calculation of the number of slim tabs for calculating the number of slim tabs forming the electrode terminals based on the step of calculating the width of the slim tab calculated from the width of the slim tab and the allowable current It may comprise steps.

여기서 융단조건은 소정의 전류 값 이상인 경우, 상기 슬림 탭(Slim tab) 전부가 융단될 수 있도록 하는 전류 제한 값으로써, 상기 소정의 전류 값은 허용전류 값보다 큰 전류 값이다.Here, the melting condition is a current limiting value that allows all of the slim tabs to be melted when the current value is greater than or equal to a predetermined current value, and the predetermined current value is a current value greater than the allowable current value.

따라서 상기 융단조건을 근거로 하여 상기 슬림 탭(Slim tab)의 두께 및 폭을 산출할 수 있다.Accordingly, the thickness and width of the slim tab may be calculated based on the shear condition.

또한, 복수개의 슬림 탭(Slim tab) 간의 기 설정된 소정의 간격 및 배터리 셀의 허용전류를 근거로 하여 상기 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수를 산출할 수 있다.In addition, the thickness, width, and number of the slim tabs may be calculated based on a predetermined interval between the plurality of slim tabs and the allowable current of the battery cells.

이는 소정의 간격이 방열이나 슬림 탭(Slim tab)의 효율을 위하여 최소한의 간격 값을 가지게 되어 결정할 수 있는 슬림 탭(Slim tab)의 폭 및 개수가 줄어들어 두께가 증가되기 때문이다.This is because a predetermined interval has a minimum interval value for heat dissipation or efficiency of the slim tab, so that the width and number of slim tabs that can be determined are reduced and the thickness is increased.

그러나 슬림 탭(Slim tab)의 두께는 제작을 용이하게 하기 위해 값을 고정해서 사용하는데, 그 고정 값은 종래의 하나의 탭 구성의 폭을 가진 경우, 융단조건 시 융단될 수 있는 두께의 범위와 상기 배터리 셀의 허용전류를 수용할 수 있는 두께의 범위 내 겹치는 부분의 최대 값을 슬림 탭(Slim tab)의 두께로 설정하여 상기 소정의 간격으로 인하여 폭 및 개수가 제한되지 않도록 한다. 여기서 상기 최대 값은 사용자의 임의로 선택할 수 있는 값이다.However, the thickness of the slim tab is used by fixing a value to facilitate manufacturing, and the fixed value is the range of thickness that can be melted under the shearing condition when it has the width of a conventional one tab configuration. The maximum value of the overlapping portion within the range of the thickness that can accommodate the allowable current of the battery cell is set as the thickness of the slim tab so that the width and the number are not limited due to the predetermined interval. Here, the maximum value is a value arbitrarily selectable by the user.

또한, 배터리 셀의 허용전류는 BMS(130)에 연결된 배터리 셀의 개수 및 직렬 또는 병렬과 같은 연결구조에 따라 배터리 셀의 허용전류 값이 달라질 수 있다.In addition, the allowable current of the battery cells may vary according to the number of battery cells connected to the BMS 130 and a connection structure such as series or parallel.

상기 슬림 탭(Slim tab) 개수 산출단계는 상기 허용전류에 하나의 슬림 탭(Slim tab)의 수용전류를 나누는 방법을 통해 산정되고, 이는 상기 (식1)을 이용하여 산출한다.The step of calculating the number of slim tabs is calculated by dividing the allowable current by the accepted current of one slim tab, which is calculated by using (Equation 1) above.

또한, 상기의 단계의 산출방법을 예를 들어 설명한다면, 상기 슬림 탭(Slim tab)의 두께는 소정의 값으로 고정된 상태에 허용전류는 15[A], 융단조건은 22[A]인 경우, 상기 슬림 탭의 폭은 두께 및 금속재질 등을 고려하여 3[A]를 수용할 수 있으며 4[A] 이상의 전류가 흐르면 융단될 수 있는 값으로 슬림 탭(Slim tab)의 폭을 산출한다.In addition, if the calculation method of the above step is described as an example, when the thickness of the slim tab is fixed at a predetermined value, the allowable current is 15 [A], and the melting condition is 22 [A] , The width of the slim tab can accommodate 3 [A] in consideration of the thickness and metal material, and calculates the width of the slim tab with a value that can be melted when a current of 4 [A] or more flows.

또한, 슬림 탭의 개수는 하나의 슬림 탭에 3[A]씩 흐르므로 5개의 슬림 탭이 산출된다. 이는 발열, 저항 및 전류공급효율에 따라 개수와 폭을 조정 할 수 있다.In addition, since the number of slim taps flows by 3 [A] to one slim tap, five slim taps are calculated. The number and width can be adjusted according to heat generation, resistance and current supply efficiency.

또한, 상기 전극단자 형성단계(S320)는 상기 슬림 탭 값 산출단계(S310)에서 산출된 슬림 탭(Slim tab)의 두께와 폭 및 개수를 근거로 하여 상기 전극단자를 형성한다.In addition, in the electrode terminal forming step ( S320 ), the electrode terminal is formed based on the thickness, width, and number of slim tabs calculated in the slim tab value calculating step ( S310 ).

여기서 상기 슬림 탭(Slim tab)의 두께는 상기 슬림 탭 값 산출단계(S310)에서 언급한 바와 같이 제작공정을 간소화시키기 위하여 소정의 값으로 고정하여 사용함에 따라 본 전극단자 형성단계(S320)는 상기 슬림 탭 값 산출단계(S310)에서 산출된 슬림 탭의 폭 및 개수에 따른 모양으로 상기 한 쌍의 전극단자(120)를 형성한다.Here, as the thickness of the slim tab is fixed to a predetermined value to simplify the manufacturing process as mentioned in the slim tab value calculation step S310, the electrode terminal forming step S320 is the The pair of electrode terminals 120 are formed in a shape according to the width and number of slim tabs calculated in the slim tap value calculation step ( S310 ).

여기서 형성된 전극단자(120)의 양극(+) 탭과 음(-)극 탭의 모양은 상이할 수도 있다.The shape of the positive (+) tab and the negative (-) tab of the electrode terminal 120 formed here may be different.

또한, 형성 모양을 상기 슬림 탭 간에 소정의 간격을 가지는 모양으로 설정하여 배터리 셀 충/방전 시 각 슬림 탭에서 발생되는 열이 용이하게 배출될 수 있도록 한다.In addition, by setting the shape to have a predetermined interval between the slim tabs, heat generated in each slim tab during charging/discharging of the battery cells can be easily discharged.

또한, 상기 BMS 연결단계(S330)는 상기 전극단자 형성단계에서 형성된 한 쌍의 전극단자(120)를 BMS(130)에 연결시킨다. In addition, the BMS connection step ( S330 ) connects the pair of electrode terminals 120 formed in the electrode terminal forming step to the BMS 130 .

상기 한 쌍의 전극단자(120)와 BMS(130) 간의 연결 방식은 스팟용접 및 솔더링 등을 이용하여 연결할 수 있으며, 상기 BMS(130)에 하나 이상의 배터리 셀을 연결할 수도 있다.The connection method between the pair of electrode terminals 120 and the BMS 130 may be connected using spot welding and soldering, and one or more battery cells may be connected to the BMS 130 .

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.On the other hand, although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for description and not for limitation. In addition, those of ordinary skill in the art of the present invention may be capable of various embodiments within the described claims technology.

100: 배터리 모듈
110: 배터리 셀
120: 전극단자
130: BMS
100: battery module
110: battery cell
120: electrode terminal
130: BMS

Claims (9)

분리막;
상기 분리막을 사이에 두고 형성되는 복수개의 음극전극 및 양극전극; 및
상기 음극전극 및 양극전극 각각으로부터 일부 영역이 연장되어 형성되는 한 쌍의 전극단자;
를 포함하여 구성되는 배터리셀에 있어서,
상기 한 쌍의 전극단자는 각각 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림 탭(slim tab) 집합으로 형성되며,
상기 복수개의 슬림 탭 집합을 구성하는 개별 슬림탭의 두께, 폭 및 개수는 상기 배터리 셀의 기설정된 과전류 융단조건과 허용전류, 슬림 탭의 수용전류를 근거로 설정됨으로써, 상기 과전류 융단조건에 해당하는 과전류가 유입되는 경우, 슬림 탭이 융단되고,
상기 슬림 탭의 개수는,
하기 (식1)에 의해 산출되는 개수로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
(식1) (슬림 탭의 개수)=(허용전류/하나의 슬림 탭의 수용전류)
separator;
a plurality of cathode and anode electrodes formed with the separator interposed therebetween; and
a pair of electrode terminals extending from each of the cathode electrode and the anode electrode;
In the battery cell comprising a,
The pair of electrode terminals is formed of a set of a plurality of slim tabs each having a predetermined width,
The thickness, width and number of individual slim tabs constituting the set of the plurality of slim tabs are set based on the preset overcurrent melting condition and allowable current of the battery cell, and the receiving current of the slim tab, corresponding to the overcurrent melting condition When an overcurrent flows in, the slim tap is melted,
The number of the slim tab is,
Battery cells, characterized in that formed in the number calculated by the following (Equation 1).
(Equation 1) (number of slim taps) = (allowable current/accepted current of one slim tap)
일 측에 돌출되어 소정의 폭을 가진 복수개의 슬림 탭(Slim tab)으로 형성된 한 쌍의 전극단자를 가지는 하나 이상의 배터리 셀; 및
상기 한 쌍의 전극단자를 통해 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 BMS;
를 포함하여 구성되며,
상기 한 쌍의 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수는,
상기 배터리 셀의 기설정된 과전류 융단조건과 허용전류, 슬림 탭의 수용전류를 근거로 설정됨으로써, 상기 과전류 융단조건에 해당하는 과전류가 유입되는 경우, 슬림 탭이 융단되고,
상기 슬림 탭의 개수는,
하기 (식1)에 의해 산출되는 개수로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
(식1) (슬림 탭의 개수)=(허용전류/하나의 슬림 탭의 수용전류)
one or more battery cells protruding from one side and having a pair of electrode terminals formed of a plurality of slim tabs having a predetermined width; and
a BMS electrically connected to the battery cell through the pair of electrode terminals;
It consists of
The thickness, width and number of slim tabs forming the pair of electrode terminals are,
By setting based on the preset overcurrent melting condition and allowable current of the battery cell, and the receiving current of the slim tap, when an overcurrent corresponding to the overcurrent melting condition is introduced, the slim tab is melted,
The number of the slim tab is,
A battery module, characterized in that formed by the number calculated by the following (Equation 1).
(Equation 1) (number of slim taps) = (allowable current/accepted current of one slim tap)
삭제delete 삭제delete 청구항 2에 있어서,
복수개의 슬림 탭은 소정의 간격을 가지고 이격되어 있으며,
이때, 상기 한 쌍의 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수는 상기 배터리 셀의 허용전류 및 상기 소정의 간격에 근거하여 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
3. The method according to claim 2,
The plurality of slim tabs are spaced apart from each other at a predetermined interval,
In this case, the thickness, width, and number of slim tabs forming the pair of electrode terminals are set based on the allowable current of the battery cell and the predetermined interval.
과전류 시 융단되는 전극단자를 포함하여 구성되는 배터리 모듈을 제작하는 방법에 있어서,
상기 전극단자를 형성하는 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수를 산출하는 슬림 탭 값 산출단계;
상기 슬림 탭 값 산출단계에서 산출된 슬림 탭의 두께와 폭 및 개수에 대응하는 복수개의 슬림 탭으로 상기 전극단자를 형성하는 전극단자 형성단계; 및
상기 전극단자 형성단계에서 형성된 복수개의 슬림 탭을 BMS에 연결시키는 BMS 연결단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 슬림 탭 값 산출 단계에서,
상기 슬림 탭의 개수는 허용전류 및 슬림 탭의 수용전류를 근거로 아래 (식 1)에 의하여 산출됨으로써, 상기 과전류 융단조건에 해당하는 과전류가 유입되는 경우, 슬림 탭이 융단되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제작방법.
(식1) (슬림 탭의 개수)=(허용전류/하나의 슬림 탭의 수용전류)
In the method of manufacturing a battery module comprising an electrode terminal that is melted in case of overcurrent,
a slim tab value calculation step of calculating the thickness, width, and number of slim tabs forming the electrode terminal;
an electrode terminal forming step of forming the electrode terminal with a plurality of slim tabs corresponding to the thickness, width, and number of the slim tabs calculated in the slim tab value calculating step; and
a BMS connection step of connecting the plurality of slim tabs formed in the electrode terminal forming step to the BMS; It is characterized in that it comprises a,
In the step of calculating the slim tap value,
The number of the slim tab is calculated by the following (Equation 1) based on the allowable current and the receiving current of the slim tab, so that when the overcurrent corresponding to the overcurrent melting condition is introduced, the slim tab is melted, characterized in that How to make a battery module.
(Equation 1) (number of slim taps) = (allowable current/accepted current of one slim tap)
삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 기 설정된 소정의 간격은, 전극단자 형성단계 수행 시 상기 복수개의 슬림 탭 간에 소정의 간격을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제작방법.
8. The method of claim 7,
The method of manufacturing a battery module, characterized in that the predetermined interval is formed to have a predetermined interval between the plurality of slim tabs when the electrode terminal forming step is performed.
삭제delete
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