KR102427427B1 - 배터리, 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차 - Google Patents

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Abstract

배터리(100), 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차가 개시된다. 상기 배터리(100)는 하우징, 커버 플레이트(30), 단자(40), 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)를 포함하고, 상기 커버 플레이트(30)는 상기 하우징의 단부에 위치되고, 상기 커버 플레이의 종 방향 또는 횡 방향으로 배열되는 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)을 구비하고, 상기 단자(40)는 상기 커버 플레이트(30)에 배치되고, 상기 단자(400)는 일부가 상기 제1 측 영역(301)에 위치되며, 다른 일부가 상기 제2 측 영역(302)에 위치되고, 상기 제1 폴 코어(10) 및 상기 제2 폴 코어(20)는 상기 하우징 내부에 위치되며, 상기 제1 폴 코어(10)는 상기 제1 측 영역(301)의 위치에 대응되고, 제1 전극 탭(11)을 구비하고, 상기 제1 전극 탭(11)의 적어도 일부는 상기 제1 측 영역(301)에서 상기 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 상기 단자(40)의 일부에 연결되고, 상기 제2 폴 코어(20)는 상기 제2 측 영역(302)의 위치에 대응되고, 제2 전극 탭(21)을 구비하고, 상기 제2 전극 탭(21)의 적어도 일부는 상기 제2 측 영역(302)에서 상기 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 상기 단자(40)의 다른 일부에 연결된다.

Description

배터리, 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차
본 개시는 전기 자동차 기술 분야에 관한 것으로, 배터리, 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차에 관한 것이다.
리튬 이온 배터리의 전극 탭은 양극 탭 및 음극 탭을 포함한다. 양극 탭 및 음극 탭은 복수 개 층의 극히 얇은 동박 또는 알루미늄 박을 적층하는 방식으로 구성된다. 관련 기술에서, 일반적으로 전극 탭과 커버 플레이트의 단자 사이에 연결부재 구조를 추가하고, 연결부재의 일단을 먼저 탭에 연결한 다음, 연결부재의 타단을 커버 플레이트에 연결한다. 양극 탭을 양극 연결부재에 연결하고, 음극 탭을 음극 연결부재에 연결한 다음, 양극 연결부재를 대응되는 커버 플레이트 상의 양극 단자에 연결하고, 다음으로 음극 연결부재를 대응되는 커버 플레이트 상의 음극 단자에 연결한다. 이러한 연결 방법에 의해 연결된 전극 탭을 커버 플레이트에 연결하려면 두 단계의 용접 공정이 필요하다. 따라서, 조립 공정이 비교적 복잡하고, 여러 번의 용접으로 인해 배터리의 내부 저항 및 다른 위험이 증가하게 된다. 또한, 배터리의 폴 코어와 커버 플레이트는 일대일 대응되게 연결할 수 밖에 없고, 조립된 배터리는 배터리 팩의 전기 용량 또는 전압을 변경하기 위해 병렬 또는 직렬로 연결된다. 이러한 구조는 복잡하고 배터리 팩의 체적이 비교적 크다.
본 개시는 배터리를 제공한다. 배터리 조립 공정이 간단하고 더 많은 사용 요구사항을 충족시킬 수 있다.
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배터리는 하우징, 커버 플레이트, 단자, 제1 폴 코어 및 제2 폴 코어를 포함하고, 커버 플레이트는 하우징의 단부에 위치되고, 커버 플레이트의 종 방향 또는 횡 방향으로 배열되는 제1 측 영역 및 제2 측 영역을 구비하고, 단자는 커버 플레이트에 배치되고, 단자는 일부가 제1 측 영역에 위치되며, 다른 일부가 제2 측 영역에 위치되고, 제1 폴 코어는 하우징 내부에 위치되며 제1 측 영역의 위치에 대응되고, 제1 전극 탭을 구비하고, 제1 전극 탭의 적어도 일부는 제1 측 영역에서 제2 측 영역으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 단자의 일부에 연결되고, 제2 폴 코어는 하우징 내부에 위치되며 제2 측 영역의 위치에 대응되고, 제2 전극 탭을 구비하고, 제2 전극 탭의 적어도 일부는 제2 측 영역에서 제1 측 영역으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 단자의 다른 일부에 연결된다.
본 개시는 또한 상기 배터리를 구비하는 배터리 팩을 제공한다.
본 개시는 또한 상기 배터리 팩을 구비하는 전기 자동차를 제공한다.
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본 개시의 배터리는 체적이 작고 실용성이 높고, 연결 부재 구조를 생략할 수 있다. 상기 연결 구조는 견고하고 조립 공정을 단순화하여 제조 비용이 절감되며, 내부 저항을 효과적으로 저하시키고, 배터리의 시장 경쟁력 향상에 유리하다
본 개시의 상술 및/또는 추가의 측면 및 장점은 이하 첨부 도면을 참조하여 이루어진 설명에서 명백해지고 이해될 수 있을 것이고, 여기서:
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 일 상태의 배터리의 연결 구조의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 다른 일 상태의 배터리의 연결구조의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리의 개략 구조도이다.
도 4는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 일 상태의 배터리의 개략 구조도이다.
도 5는 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리의 개략 구조도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리의 커버 플레이트와 단자의 연결 구조의 개략도이다.
이하, 본 개시의 실시예에 대해 상세하게 설명할 것이며, 실시예의 예시는 첨부 도면에서 나타낸다. 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 실시예는 예시적인 것이고, 본 개시를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자는 본 개시의 원리 및 사상을 벗어나지 않는 한 실시예들에 대한 다양한 변경, 수정, 대체 및 변형을 진행할 수 있으며, 본 개시의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의된다.
본 개시의 설명에서, 이해해야 할 것은, 용어 "길이", "폭", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우"는 첨부 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기초한 것이고, 단지 본 개시를 설명 및 간략하게 해석하기 위해 사용된 것일 뿐이며, 언급되는 장치 또는 구성 요소가 특정 배향을 가지거나 특정 배향으로 구성 및 작동되어야 한다는 것을 명시하거나 암시하는 것은 아니다. 따라서, 이러한 용어는 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
이하, 도 1내지 도 6을 참조하여 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)는 하우징(도시되지 않음), 커버 플레이트(30), 단자(40), 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, 커버 플레이트(30)는 하우징의 단부에 위치될 수 있고, 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)을 구비한다. 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)은 커버 플레이트(30)의 횡 방향을 따라 배열될 수 있고, 또는 커버 플레이트(30)의 종 방향을 따라 배열될 수 있다. 커버 플레이트(30)의 횡 방향은 도 2에 도시된 전후 방향으로 이해될 수 있고, 즉, 커버 플레이트(30)의 폭 방향이고, 커버 플레이트(30)의 종 방향은 도 2에 도시된 좌우 방향으로 이해될 수 있고. 즉, 커버 플레이트(30)의 길이 방향이다.
단자(40)는 커버 플레이트(30)에 배치될 수 있고, 단자(40)의 일부는 제1 측 영역(301)에 위치될 수 있고, 단자(40)의 다른 일부는 제2 측 영역(302)에 위치될 수 있다. 즉, 단자(40)는 커버 플레이트(30)의 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)에 걸쳐 배치된다.
당업자는 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)이 모두 공간 영역이라는 것을 이해할 수 있다. 즉, 커버 플레이트(30)의 일부를 제1 측 영역(301)이라 칭하고, 커버 플레이트(30)의 다른 일부를 제2 측 영역(302)이라고 칭한다.
제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)는 하우징 내부에 위치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 폴 코어(10)는 제1 측 영역(301)의 위치에 대응될 수 있고, 제2 폴 코어(20)는 제2 측 영역(302)의 위치에 대응될 수 있다. 또한, 제1 폴 코어(10)는 제1 전극 탭(11)을 구비할 수 있고, 제1 전극 탭(11)은 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장될 수 있으며, 제1 전극 탭(11)은 적어도 단자(40)의 일부에 연결되어, 제1 폴 코어(10)와 단자(40) 사이의 연결을 구현하도록 한다. 제2 폴 코어(20)는 제2 전극 탭(21)을 구비할 수 있고, 제2 전극 탭(21)은 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 연장될 수 있으며, 제2 전극 탭(21)은 적어도 단자(40)의 다른 일부에 연결되어, 제2 폴 코어(20)와 단자(40) 사이의 연결을 구현하도록 한다.
유의해야 할 것은, 제1 전극 탭(11)은 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 부분적으로 연장될 수 있거나, 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역으로의 방향을 따라 전체적으로 연장될 수 있다. 제2 전극 탭(21)은 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 부분적으로 연장될 수 있거나, 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 전체적으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 제1 전극 탭(11)의 적어도 일부는 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장될 수 있고, 제2 전극 탭(21)의 적어도 일부는 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 연장될 수 있으며, 이들은 모두 본 개시의 보호 범위 내에 속한다.
리튬 이온 배터리의 전극 탭은 복수 개 층의 얇은 동박 또는 알루미늄 박을 적층하는 방식으로 구성된다. 전극 탭의 두께, 사이즈, 형상 및 커버 플레이트 상의 단자의 형상과 같은 요소로 인해, 전극 탭을 커버 플레이트에 대응되는 단자에 직접 연결하기 어렵다. 관련 기술에서, 일반적으로 전극 탭과 커버 플레이트의 단자 사이에 연결부재 구조를 추가하고, 연결부재의 일단을 먼저 전극 탭에 연결한 다음, 연결부재의 타단을 커버 플레이트에 연결한다. 이러한 연결 방법에 의해 연결된 전극 탭을 커버 플레이트에 연결하려면 두 단계의 용접 공정이 필요하다. 따라서, 조립 공정이 비교적 복잡하고, 여러 번의 용접으로 인해 배터리의 내부 저항 및 다른 위험이 증가하게 되고, 배터리의 안전성 및 사용수명이 감소된다. 또한, 배터리의 폴 코어와 커버 플레이트는 일대일 대응되게 연결할 수 밖에 없고, 조립된 배터리는 배터리 팩의 전기 용량 또는 전압을 변경하기 위해 병렬 또는 직렬로 연결된다. 이러한 구조는 복잡하고 배터리 팩의 체적이 비교적 크다.
본 개시에서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 커버 플레이트(30) 상의 단자(40)와 연결 부재에 의해 연결될 수 있고, 또한 커버 플레이트(30) 상의 단자(40)에 직접 연결될 수도 있다. 배터리(100)의 조립 공정에서, 연결 부재 구조를 생략할 수 있어, 연결 구조가 간단하여 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 단자(40)에 직접 연결하여 용접 횟수를 감소시킬 수 있고 조립 공정을 단순화할 수 있으며 배터리(100)의 내부 저항을 효과적으로 저하시킬 수 있으므로, 배터리(100)의 성능을 우수하게 하고 배터리(100)의 안전성 및 사용수명을 보장할 수 있다.
제1 전극 탭(11)의 적어도 일부는 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장될 수 있고, 제2 전극 탭(21)의 적어도 일부는 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 연장될 수 있다. 따라서, 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)의 위치는 보다 더 콤팩트할 수 있고, 이는 배터리(100)의 체적을 감소시키는데 유리하며, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)을 단자(40)에 쉽게 연결할 수 있다.
제1 전극 탭(11)은 단자(40)의 일부 또는 더 큰 영역에 연결되고, 제2 전극 탭(21)은 단자(40)의 다른 일부 또는 더 큰 영역에 연결된다. 즉, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 동일한 단자(40)에 연결될 수 있으므로, 제1 폴 코어(10)와 제2 폴 코어(20)가 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있어, 배터리 (100)의 전기 용량 또는 전압을 증가시켜, 더 많은 사용 요구사항을 충족시킬 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)는 단자(40)에 연결될 수 있어, 더 많은 사용 요구사항을 충족시킬 수 있다. 배터리는 체적이 작고 실용성이 높고, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)이 동일 단자(40)에 직접 연결될 수 있어, 연결 부재 구조를 생략할 수 있다. 상기 연결 구조가 견고하고 조립 공정을 단순화하여 제조 비용이 절감되며, 내부 저항을 효과적으로 저하시키고, 배터리(100)의 시장 경쟁력 향상에 유리하다.
본 개시의 실시예의 배터리(100)에 따르면, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 단자(40)는 판형 본체(402) 및 기둥형 본체(403)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 판형 본체(402)는 커버 플레이트(30)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)와 대향되는 표면에 설치될 수 있고, 판형 본체(402)의 일부는 제1 측 영역(301)에 위치될 수 있으며, 판형 본체(402)의 다른 일부는 제2 측 영역(302)에 위치될 수 있다. 제1 전극 탭(11)은 적어도 판형 본체(402)의 일부에 연결되고, 제2 전극 탭(21)은 적어도 판형 본체(402)의 다른 일부에 연결된다. 따라서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 단자(40)와의 연결을 구현하고, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 단자(40)와의 연결은 구조가 간단하고 편리하다.
기둥형 본체(403)는 판형 본체(402)에 연결될 수 있고, 기둥형 본체(403)는 커버 플레이트(30)를 관통하여 커버 플레이트(30)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)와 배향되는 표면으로부터 돌출될 수 있다. 따라서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 커버 플레이트(30) 와의 연결을 구현하고, 배터리(100)가 다른 장치에 적용되고 다른 장치에 전력을 공급하는 것을 편리하도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 판형 본체(402) 및 기둥형 본체(403)는 본 개시에서 일체형 또는 분리형 부재일 수 있다. 판형 본체(402)와 기둥형 본체(403)가 분리형 부재인 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 조립 과정에서, 판형 본체(402)는 커버 플레이트(30)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)와 대향되는 일 측에 배치될 수 있고, 기둥형 본체(403)의 일단은 커버 플레이트(30)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)와 배향되는 측으로부터 커버 플레이트(30)를 관통한 후, 기둥형 본체(403)의 일단이 판형 본체(402)에 연결된다. 연결 방식은 용접, 클램핑 등일 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)은 커버 플레이트(30)의 횡 방향, 즉 커버 플레이트(30)의 폭 방향을 따라 배열될 수 있다. 또한, 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)은 커버 플레이트(30)의 횡 방향 중심선에 의해 구분된다. 여기서 이해해야 할 것은, 커버 플레이트(30)의 횡 방향 중심선은 커버 플레이트(30)의 종 방향으로 커버 플레이트(30)을 평분하며 커버 플레이트(30)의 횡 방향으로 연장된 것이다. 단자(40)의 판형 본체(402)는 플랫폼 구조로 구성될 수 있다. 판형 본체(402)는 커버 플레이트(30)의 일 측면을 초과하여 연장될 수 있고, 판형 본체(402)의 표면은 평탄하다. 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 판형 본체(402)의 일 측면의 단면에 연결될 수 있어, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)이 단자(40)의 단면에 연결 시 작업이 더 편리하도록 할 수 있다.
또한, 단자(40)의 판형 본체(402)는 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)에 균일하게 분포될 수 있다. 즉, 커버 플레이트(30)의 폭 방향으로의 중심선과 단자(40)의 중심선은 중첩될 수 있어, 연결구조가 대칭되게 분포될 수 있고, 이는 연결구조의 안정성을 향상시키는데 유리하다.
본 개시의 실시예의 배터리(100)에 따르면, 단자(40)가 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 각각 연결되는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 개시의 일부 실시예에서, 단자(40)는 레이저 용접, 초음파 용접, 리벳팅 등에 의해 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 각각 연결될 수 있으며, 이는 모두 본 개시의 보호 범위 내에 속하며, 단자(40)를 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 견고하게 연결하는 요구사항만 충족시키면 된다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 3및 도 4에 도시된 바와 같이, 판형 본체(402)의 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)와 대향되는 표면은 장착 평면(401)을 구성할 수 있다. 제1 전극 탭(11)의 판형 본체(402)에 연결되는 일부는 장착 평면(401)에 평행될 수 있으며 장착 평면(401)에 연결될 수 있고, 제2 전극 탭(21)의 판형 본체(402)에 연결되는 일부는 장착 평면(401)에 평행될 수 있으며 장착 평면(401)에 연결될 수 있다. 따라서, 단자(40)의 판형 본체(402)는 면과 면 접촉으로 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 연결될 수 있어, 연결면적이 커서, 연결구조가 견고해진다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 절곡될 수 있다.
제1 전극 탭(11)은 제1 연결부(111), 제1 절곡부(112) 및 제1 장착부(113)를 포함할 수 있다. 제1 연결부(111)는 제1 폴 코어(10)에서 제2 폴 코어(20)와 멀어지는 방향으로 연장될 수 있고, 제1 절곡부(112)는 제1 연결부(111)에 연결될 수 있으며, 제1 절곡부(112)는 제2 폴 코어(20)의 방향으로 절곡될 수 있다. 제1 장착부(113)는 제1 절곡부(112)에 연결될 수 있으며 제2 폴 코어(20)의 방향으로 연장되고, 제1 장착부(113)는 장착 평면(401)에 평행되는 부분이 형성되며 이는 장착 평면(401)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 연결부(111)는 제1 폴 코어(10)에 연결되고, 제1 장착부(113)는 장착 평면(401)에 연결되며, 제1 연결부(111), 제1 절곡부(112) 및 제1 장착부(113)는 순차적으로 연결되어, 제1 폴 코어(10)와 단자(40)와의 연결을 구현하도록 한다.
제2 전극 탭(21)은 제2 연결부(211), 제2 절곡부(212) 및 제2 장착부(213)를 포함할 수 있다. 제2 연결부(211)는 제2 폴 코어(20)에서 제1 폴 코어(10)와 멀어지는 방향으로 연장될 수 있고, 제2 절곡부(212)는 제2 연결부(211)에 연결될 수 있으며, 제2 절곡부(212)는 제1 폴 코어(10)의 방향으로 절곡될 수 있다. 제2 장착부(213)는 제2 절곡부(212)에 연결될 수 있으며 제1 폴 코어(10)의 방향으로 연장되고, 제2 장착부(213)는 장착평면(401)에 평행되는 부분이 형성되며 이는 장착평면(401)에 연결될 수 있다. 제2 연결부(211)는 제2 폴 코어(20)에 연결되고, 제2 장착부(213)는 장착 평면(401)에 연결되며, 제2 연결부(211), 제2 절곡부(212) 및 제2 장착부(213)는 순차적으로 연결되어, 제2 폴 코어(20)와 단자(40)와의 연결을 구현하도록 한다.
제조 공정에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 전극 탭(11)의 일단 및 제2 전극 탭(21)의 일단을 각각 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)에 각각 연결할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다음으로, 제1 전극 탭(11)의 타단 및 제2 전극 탭(21)의 타단을 각각 단자(40)에 연결한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마지막으로, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)을 절곡함으로써, 제1 전극 탭(11)이 제1 연결부(111), 제1 절곡부(112) 및 제1 장착부(113)를 형성하도록 한다. 제2 전극 탭(21)은 제2 연결부(211), 제2 절곡부(212) 및 제2 장착부(213)를 형성한다. 이 경우, 제1 폴 코어(10)와 제2 폴 코어(20)는 서로 연결될 수 있어, 배터리(100)의 부피가 작아지고, 구조가 더 콤팩트하며, 제1 폴 코어(10)와 제2 폴 코어(20) 사이의 연결이 더 편리하고 효율적이다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 각각 일체형 부재일 수 있다. 즉, 제1 연결부(111), 제1 절곡부(112) 및 제1 장착부(113)는 일체로 형성될 수 있으며, 제2 연결부(211), 제2 절곡부(212) 및 제2 장착부(213)는 일체로 형성될 수 있고, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 알루미늄 박 또는 동박에 의해 일체로 감겨지거나 또는 적층 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 중간 연결 구조를 피할 수 있어, 조립이 필요 없고 배터리(100)의 내부 저항을 저하시키는데 유리하고, 제조 단계를 감소시키고, 제조 공정을 단순화하여, 제조 비용을 절감시킨다.
본 개시에서, 제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분의 배치방식은 실제 요구에 따라 자유롭게 설정될 수 있다. 상기 두 부분은 이격되게 배치되거나, 일체로 배치되거나, 서로 저촉되게 배치되거나, 중첩 영역을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일부 실시예에서, 제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분은 단자(40)의 중심선의 양 측에 이격되게 배치될 수 있으며, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 단자(40)에 각각 연결될 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 일부 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분은 일체로 형성될 수 있으며, 단자(40)의 중심선 상에 위치된다. 또는 제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분은 서로 저촉되게 배치될 수 있으며, 예를 들어, 서로 접하는 방식으로 배치 또는 서로 접하는 방식으로 연결될 수 있고, 접하는 중심선이 단자(40)의 중심선 상에 위치된다. 이 경우, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)을 먼저 연결한 다음 단자(40)에 연결할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 일부 다른 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분은 중첩 영역이 형성될 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에서, 단자(40)의 중심선은 중첩 영역을 통과할 수 있다.
제1 전극 탭(11)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 전극 탭(21)의 단자(40)에 연결되는 부분이 각각 상이한 방식으로 배치되는 실시예는 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 단자(40)를 견고하게 연결시키는 요건을 만족할 수 있으며, 이는 모두 본 개시의 보호범위 내에 속한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에는 사전 용접 영역(51)이 설치될 수 있고, 단자(40)는 사전 용접 영역(51)에 연결될 수 있어, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 단자(40) 사이의 연결을 보다 안전하고 신뢰할 수 있도록 한다.
유의해야 할 것은, 도 1의 구체적 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 복수 개 층의 알루미늄/동박에 의해 함께 적층된 후, 보호 시트(50)가 추가되어, 보호 시트(50)의 중심에서 복수 개 층의 알루미늄/동박이 함께 사전 용접된다. 보호 시트(50)의 중심에서의 용접 영역은 사전 용접 영역(51)이다. 일 측면에서, 사전 용접은 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)을 하나로 구성하여, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 단자(40)와의 연결을 용이하도록 한다. 다른 측면에서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)의 사전 용접 영역(51)의 표면은 평탄하여, 단자(40)가 사전 용접 영역(51)에 연결 시, 연결이 보다 안전할 수 있고, 작업이 더 편리하다.
여기서, 사전 용접 방법은 레이저 용접, 초음파 용접 등일 수 있다. 보호 시트(50)는 일정 두께를 갖는 알루미늄 시트 또는 구리 시트일 수 있으며, 복수 개의 박 층을 하나로 사전 용접시키는 요건만 충족시키면 된다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단자(40)의 가장자리는 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 연결되지 않는다. 즉, 단자(40)와 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21) 사이의 연결 영역은 단자(40)의 가장자리로부터 일정 거리에 위치될 수 있다. 예를 들어, 단자(40)가 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21) 상의 사전 용접 영역(51)에 연결된 실시예에서, 사전 용접 영역(51)은 단자(40)의 가장자리로부터 일정 거리에 위치될 수 있고, 이는 단자(40)가 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)에 견고하게 연결되도록 보장할 수 있으며, 연결 영역의 가장자리가 쉽게 균열되지 않도록 보장한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 폴 코어(10)는 2 개의 제1 전극 탭(11): 제1 양극 탭(12) 및 제1 음극 탭(13)을 포함할 수 있고, 제2 폴 코어(20)는 2 개의 제2 전극 탭(21): 제2 양극 탭(22) 및 제2 음극 탭(23)을 포함할 수 있다. 제1 양극 탭(12) 및 제1 음극 탭(13)은 제1 폴 코어(10)의 길이 방향, 즉 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 제2 양극 탭(22) 및 제2 음극 탭(23)은 제2 폴 코어(20)의 길이 방향, 즉 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
단자(40)는 양극 단자(41) 및 음극 단자(42)를 포함할 수 있다. 제1 양극 탭(12) 및 제2 양극 탭(22)은 양극 단자(41)에 연결될 수 있고, 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)은 음극 단자(42)에 연결될 수 있다. 따라서, 종래 기술에서의 양극 탭을 양극 단자에 연결하기 위한 양극 연결 시트 및 종래 기술에서의 음극 탭을 음극 단자에 연결하기 위한 음극 연결 시트 모두를 생략하여 조립 공정을 더욱 단순화하고, 제조 비용을 절감시키며, 배터리(100)의 내부 저항을 저하시키도록 한다.
또한, 유의해야 할 것은, 본 개시에서 제1 양극 탭(12)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 양극 탭(22)의 단자(40)에 연결되는 부분의 배치방식과 제1 음극 탭(13)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 음극 탭(23)의 단자(40)에 연결되는 부분의 배치방식이 동일하거나 상이할 수 있다. 다시 말해, 배터리(100)의 제1 양극 탭(12)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 양극 탭(22)의 단자(40)에 연결되는 부분과 제1 음극 탭(13)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 음극 탭(23)의 단자(40)에 연결되는 부분은 일체로, 이격되게, 서로 저촉되게, 또는 중첩되는 방식과 같은 하나 또는 2 개의 방식으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 도시되지 않은 본 개시의 일부 실시예에서, 제1 양극 탭(12)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 양극 탭(22)의 단자(40)에 연결되는 부분은 단자(40)의 중심선의 양 측에서 이격되게 배치될 수 있고, 제1 음극 탭(13)의 단자(40)에 연결되는 부분 및 제2 음극 탭(23)의 단자(40)에 연결되는 부분은 일체로 배치될 수 있으며 이들의 중심선은 단자(40)의 중심선에 위치된다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 배터리(100)는 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)를 포함하는 것에 제한되지 않고, 더 많은 폴 코어를 추가로 포함할 수 있다. 인접한 2 개의 폴 코어는 한 쌍을 구성할 수 있고, 복수 개의 폴 코어는 적어도 한 쌍의 폴 코어를 포함할 수 있으며, 각 한 쌍의 폴 코어의 2 개의 전극 탭은 서로 연결될 수 있고, 서로 연결된2 개의 탭은 단자(40)에 연결될 수 있다. 배터리(100)의 제조 공정에서, 복수 개의 폴 코어가 쌍으로 연결하여 복수 개 쌍의 폴 코어를 형성한 다음, 복수 개 쌍의 폴 코어의 전극 탭을 사전 연결하고, 최종적으로 사전 연결된 전극 탭을 단자(40)에 직접 연결하여, 복수 개의 폴 코어의 연결을 구현함으로써, 복수 개의 폴 코어와 단자(40) 사이의 연결 구조가 더 단순화하게 된다.
본 개시의 일부 실시예에서, 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)는 리튬 이온 배터리 등일 수 있으며, 이는 모두 본 개시의 보호 범위 내에 속한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 구체적인 실시예에 따른 배터리(100)에 대하여 상세하게 설명한다. 유의해야 할 것은, 이하의 설명은 단지 예시적인 설명일 뿐이며 본 개시에 대한 제한으로서 이해해서는 안 된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 제1 폴 코어(10), 제2 폴 코어(20), 제1 양극 탭(12), 제2 양극 탭(22), 제1 음극 탭(13), 제2 음극 탭(23), 커버 플레이트(30) 및 보호 시트(50)을 포함한다. 양극 단자(41) 및 음극 단자(42)는 커버 플레이트(30)의 길이 방향에서의 양 단에 설치된다.
배터리(100)의 조립 공정은 다음과 같다.
먼저, 권취 또는 적층된 후 제1 양극 탭(12) 및 제2 양극 탭(22)은 복수 개 층의 알루미늄 박을 이용하여 함께 적층된 것이고, 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)은 복수 개 층의 동박을 이용하여 함께 적층된 것이다. 제1 양극 탭(12), 제2 양극 탭(22), 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)에 보호 시트(50)를 각각 추가하여, 보호 시트(50)의 좌우 위치를 중심으로 맞춘다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 양극 탭(12), 제2 양극 탭(22), 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)은 각각 초음파 용접을 통해 사전 용접되어, 초음파 용접의 사전 용접 영역(51)이 보호 시트(50)의 중앙에 위치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단자(40)의 판형 본체(402)는 플랫폼 구조이다. 플랫폼은 커버 플레이트(30)의 측면보다 약간 높도록 한다. 사전 용접된 제1 폴 코어(10) 및 제2 폴 코어(20)는 각각 커버 플레이트(30)의 폭 방향을 따라 커버 플레이트(30)의 양 측에 위치된다. 제1 양극 탭(12) 및 제1 음극 탭(13)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 분포되고, 제2 양극 탭(22) 및 제2 음극 탭(23)은 또한 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 분포된다. 제1 양극 탭(12) 및 제2 양극 탭(22)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향의 중심선을 따라 정렬되며, 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향의 중심선을 따라 정렬되고, 보호 시트(50)는 단자(40)의 플랫폼 가장자리로부터 일정 거리에 위치된다.
제1 양극 탭(12) 및 제2 양극 탭(22)은 양극 단자(41)의 판형 본체(402)의 중심선의 양 측에 지정된 거리의 간격으로 배치되고, 제1 음극 탭(13) 및 제2 음극 탭(23)은 음극 단자(42)의 판형 본체(402)의 중심선의 양 측에 지정된 거리의 간격으로 배치된다. 사전 용접된 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)은 레이저 용접에 의해 단자(40)의 판형 본체(402)에 직접 연결된다. 레이저 용접이 진행되는 위치는 초음파 사전 용접된 사전 용접 영역(51)에 위치한다. 따라서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)과 커버 플레이트(30)와의 연결이 견고하도록 보장한다.
이어서, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(21)을 절곡함으로써, 제1 폴 코어(10)와 제2 폴 코어(20)가 조합되어 배터리(100)를 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(100)가 조립된다.
본 개시의 실시예에 따른 배터리 팩은 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)를 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)는 전술한 유익한 기술적 효과를 가지므로, 본 개시의 실시예에 따른 배터리 팩도 더 많은 사용 요구사항을 충족시킬 수 있으며, 체적이 작고 실용성이 높고, 연결 부재 구조를 또한 생략할 수 있는 대응되는 효과를 가진다. 상기 연결 구조는 견고하고 조립 공정을 단순화하여 제조 비용이 절감되며, 내부 저항을 효과적으로 저하시키고, 시장 경쟁력 향상에 유리하다.
본 개시의 실시예에 따른 전기 자동차는 본 개시의 실시예에 따른 배터리 팩을 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 배터리 팩은 전술한 유익한 기술적 효과를 가지므로, 본 개시의 실시예에 따른 전기 자동차도 더 많은 사용 요구사항을 충족시킬 수 있으며, 체적이 작고 실용성이 높고, 연결 부재 구조를 또한 생략할 수 있는 대응되는 효과를 가진다. 상기 연결 구조는 견고하고 조립 공정을 단순화하여 제조 비용이 절감되며, 내부 저항을 효과적으로 저하시키고, 시장 경쟁력 향상에 유리하다.
본 개시의 실시예에 따른 배터리(100), 배터리 팩 및 전기 자동차의 다른 구성 및 동작은 당업자에게 있어서 공지되어 있으며, 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.
본 개시의 설명에서, 유의해야 할 것은, 달리 명확하게 규정 또는 한정하지 않는 한, "장착", "설치", "연결" 및 "결합"과 같은 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 연결은 고정 연결, 분리 가능한 연결 또는 일체형 연결일 수 있으며, 또는 연결은 기계적 연결 또는 전기 연결일 수 있고, 또는 연결은 직접 연결, 중간 개체를 통한 간접 연결 또는 두 구성 요소 간의 내부 연통일 수 있다. 당업자는 구체적 상황에 따라 본 개시에서 전술한 용어의 구체적 의미를 이해할 수 있다.
본 개시의 설명에서, "실시예", "구체적 실시예"또는 "예"와 같은 참조 용어의 설명은 실시예 또는 적어도 하나의 실시예에서의 예 또는 본 개시의 예에서 설명된 구체적 특징, 구조, 재료 또는 특성을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어의 개략적인 서술은 반드시 동일한 실시예 또는 예에 관한 것은 아니다. 나아가, 설명된 구체적 특징, 구조, 재료 또는 특성은 간섭 또는 모순되지 않는 한 적절한 방식으로 임의의 하나 이상의 실시예 또는 예에서 서로 조합될 수 있다.
100: 배터리 10: 제1 폴 코어
11: 제1 전극 탭 111: 제1 연결부
112: 제1 절곡부 113: 제1 장착부
12: 제2 양극 탭 13: 제1 음극 탭
20: 제2 폴 코어 21: 제2 전극 탭
211: 제2 연결부 212: 제2 절곡부
213: 제2 장착부 22: 제2 양극 탭
23: 제2 음극 탭 30: 커버 플레이트
301: 제1 측 영역 302: 제2 측 영역
40: 단자 401: 장착 평면
402: 판형 본체 403: 기둥형 본체
41: 양극 단자 42: 음극 단자
50: 보호 시트 51: 사전 용접 영역

Claims (12)

  1. 하우징, 커버 플레이트, 단자, 제1 폴 코어 및 제2 폴 코어를 포함하고,
    상기 커버 플레이트는 상기 하우징의 단부에 위치되고, 상기 커버 플레이트의 종 방향 또는 횡 방향으로 배열되는 제1 측 영역 및 제2 측 영역을 구비하고,
    상기 단자는 상기 커버 플레이트에 배치되고, 상기 단자는 일부가 상기 제1 측 영역에 위치되며, 다른 일부가 상기 제2 측 영역에 위치되고,
    상기 제1 폴 코어는 상기 하우징 내부에 위치되며 상기 제1 측 영역의 위치에 대응되고, 제1 전극 탭을 구비하고, 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부는 상기 제1 측 영역에서 상기 제2 측 영역으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 상기 단자의 일부에 연결되고,
    상기 제2 폴 코어는 상기 하우징 내부에 위치되며 상기 제2 측 영역의 위치에 대응되고, 제2 전극 탭을 구비하고, 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부는 상기 제2 측 영역에서 상기 제1 측 영역으로의 방향을 따라 연장되며, 적어도 상기 단자의 다른 일부에 연결되며,
    상기 단자는 판형 본체를 포함하고,
    상기 판형 본체는 상기 커버 플레이트의 상기 제1 폴 코어 및 제2 폴 코어와 대향되는 표면에 하나의 부재로 연속하여 배치되고, 상기 판형 본체는 일부가 상기 제1 측 영역에 위치되며, 다른 일부가 상기 제2 측 영역에 위치되고, 상기 제1 전극 탭은 적어도 상기 판형 본체의 일부에 연결되며, 상기 제2 전극 탭은 적어도 상기 판형 본체의 다른 일부에 연결되는 배터리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단자는 기둥형 본체를 포함하고,
    상기 기둥형 본체는 상기 판형 본체에 연결되며 상기 커버 플레이트를 관통하여 상기 커버 플레이트의 상기 제1 폴 코어 및 상기 제2 폴 코어와 배향되는 표면으로부터 돌출되는 배터리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 측 영역 및 상기 제2 측 영역은 상기 커버 플레이트의 횡 방향을 따라 배열되며, 상기 커버 플레이트의 횡 방향 중심선에 의해 구분되고, 상기 판형 본체는 상기 제1 측 영역 및 상기 제2 측 영역에 균일하게 분포되는 배터리.
  4. 제2항에 있어서, 상기 판형 본체의 상기 제1 폴 코어 및 상기 제2 폴 코어와 대향되는 표면은 장착 평면을 구성하고, 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부는 상기 장착 평면에 평행되며 상기 장착 평면에 연결되고, 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부는 상기 장착 평면에 평행되며 상기 장착 평면에 연결되는 배터리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 전극 탭은,
    상기 제1 폴 코어에서 상기 제2 폴 코어와 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부에 연결되며 상기 제2 폴 코어의 방향으로 절곡되는 제1 절곡부; 및
    상기 제1 절곡부에 연결되며 상기 제2 폴 코어의 방향으로 연장되고, 상기 장착 평면에 평행되며 상기 장착 평면에 연결되는 제1 장착부를 포함하는 배터리.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2 전극 탭은,
    상기 제2 폴 코어에서 상기 제1 폴 코어와 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 연결부;
    상기 제2연결부에 연결되며 상기 제1 폴 코어의 방향으로 절곡되는 제2 절곡부; 및
    상기 제2 절곡부에 연결되며 상기 제1 폴 코어의 방향으로 연장되고, 상기 장착 평면에 평행되며 상기 장착 평면에 연결되는 제2 장착부를 포함하는 배터리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부 및 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부는 일체로 배치되거나, 이격되게 배치되거나, 서로 저촉되게 배치되거나, 중첩되는 방식으로 배치되는 배터리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부와 상기 단자는 레이저 용접, 초음파 용접 및 리벳팅 중 어느 하나의 방식으로 연결되는 배터리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부와 상기 단자는 레이저 용접, 초음파 용접 및 리벳팅 중 어느 하나의 방식으로 연결되는 배터리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 폴 코어는 상기 제1 폴 코어의 길이 방향을 따라 이격되게 배치되는 2 개의 제1 전극 탭: 제1 양극 탭 및 제1 음극 탭을 구비하고, 상기 제2 폴 코어는 상기 제2 폴 코어의 길이 방향을 따라 이격되게 배치되는 2 개의 제2 전극 탭: 제2 양극 탭 및 제2 음극 탭을 구비하고, 2 개의 단자: 양극 단자 및 음극 단자가 존재하고, 상기 제1 양극 탭 및 상기 제2 양극 탭은 상기 양극 단자에 연결되며, 상기 제1 음극 탭 및 상기 제2 음극 탭은 상기 음극 단자에 연결되는 배터리.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 따른 배터리 팩을 포함하는 전기 자동차.
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