KR102455775B1 - 배터리, 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차 - Google Patents

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Abstract

배터리, 이를 구비하는 배터리 팩 및 전기 자동차가 개시된다. 배터리(100)는 하우징; 상기 하우징의 단부에 위치되는 커버 플레이트(30); 상기 커버 플레이트(30)에 배치되는 단자(40); 상기 하우징 내부에 위치되고 전극 탭(20)을 구비하며, 상기 전극 탭(20)의 적어도 일부가 상기 단자(40)에 연결되는 폴 코어(10); 및 상기 전극 탭(20)의 적어도 일부에서 상기 단자(40)와 배향되는 일 측을 커버하는 절연 스페이서(50)를 포함한다.

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.
관련 기술에서, 리튬 이온 배터리의 전극 탭은 양극 탭 및 음극 탭을 포함하고, 양극 탭 및 음극 탭은 복수 개 층의 얇은 알루미늄 또는 동박 적층체를 포함한다. 전극 탭은 비교적 유연하며 조립 공정에서 쉽게 변형됨으로 인해, 주름 및 기타 불리한 상황이 발생한다. 전극 탭 및 단자의 용접 공정에서, 용접 위치에서 버어(burr) 또는 용접 슬래그가 발생될 수 있다. 일반적인 방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 테이프를 용접위치에 접착하는 것이지만, 여전히 버어가 테이프를 뚫는 위험이 있다.
본 개시는 전극 탭의 변형 또는 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 배터리를 제공한다.
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배터리는 하우징; 하우징의 단부에 위치되는 커버 플레이트; 커버 플레이트에 배치되는 단자; 하우징 내부에 위치되고 전극 탭을 구비하며, 전극 탭의 적어도 일부가 단자에 연결되는 폴 코어; 및 전극 탭의 적어도 일부에서 단자와 배향되는 일 측을 커버하는 절연 스페이서를 포함한다.
본 개시는 또한 상기 배터리를 구비하는 배터리 팩을 제공한다.
본 개시는 또한 상기 배터리 팩을 구비하는 전기 자동차를 제공한다.
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본 개시에 따른 배터리는 전극 탭의 변형 또는 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 보다 안전하고 신뢰할 수 있으며, 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 배터리의 폴 코어와 전극 탭의 연결 구조의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 절연 스페이서가 포함되지 않은 배터리의 개략 구조도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 절연 스페이서가 포함되지 않은 배터리의 개략 구조도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 일 상태의 배터리의 개략 구조도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 다른 일 상태의 배터리의 개략 구조도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 절연 스페이서의 일 실시형태의 개략 구조도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 절연 스페이서의 다른 일 실시형태의 개략 구조도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 배터리의 커버 플레이트와 단자의 연결 구조의 개략도이다.
도 9는 도8에서 원 A의 확대된 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", "수직" 및 "수평"은 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. 또한, 본 개시의 설명에서, 달리 언급되지 않는 한, "복수 개의"는 2 개 이상을 의미한다.
이하, 도 1내지 도 9를 참조하여 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)는 하우징(도시되지 않음), 폴 코어(10), 커버 플레이트(30), 단자(40) 및 절연 스페이서(50)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 커버 플레이트(30)는 하우징의 단부에 위치되고, 커버 플레이트(30)에는 단자(40)가 설치된다. 폴 코어(10)는 하우징 내부에 위치될 수 있다. 폴 코어(10)는 전극 탭(20)을 구비하며, 전극 탭(20)은 전극 탭(20)과 커버 플레이트(30) 사이의 연결을 구현하기 위해 단자(40)에 연결될 수 있다. 여기서, 전극 탭(20)은 단자에 부분적으로 연결될 수 있거나, 전극 탭(20) 전부가 단자(40)에 연결될 수 있다. 다시 말해, 전극 탭(20)의 적어도 일부는 단자(40)에 연결될 수 있다. 또한, 절연 스페이서(50)는 단자(40)에 연결되는 전극 탭(20)의 일부에서 단자(40)와 배향되는 일 측을 커버할 수 있다.
유의해야 할 것은, 전극 탭(20) 및 단자(40)는 연결 시트와 같은 중간 연결 구조에 의해 연결될 수 있으며, 연결이 견고하고 신뢰할 수 있다. 물론, 전극 탭(20)과 단자(40)도 직접 연결될 수 있고, 연결 구조가 간단하여 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 전극 탭(20)과 단자(40) 사이의 직접 연결은 용접 횟수를 감소시킬 수 있고 조립 공정을 단순화할 수 있으며 배터리(100)의 내부 저항을 효과적으로 저하시킬 수 있다. 또한, 배터리(100)의 성능을 우수하게 하고 배터리(100)의 안전성 및 사용수명을 보장할 수 있으며, 이는 본 개시의 보호 범위 내에 속한다.
관련 기술에서, 리튬 이온 배터리의 전극 탭은 복수 개 층의 얇은 알루미늄 또는 동박 적층체를 포함한다. 전극 탭은 비교적 유연하며 조립 공정에서 쉽게 변형됨으로 인해, 주름 및 기타 불리한 상황이 발생한다. 전극 탭 및 단자의 용접 공정에서, 용접 위치에서 버어 또는 용접 슬래그가 발생될 수 있다. 일반적인 방법은 PET 테이프를 용접위치에 접착시키는 것이지만, 여전히 버어가 테이프를 뚫는 위험이 있다.
본 개시에서, 절연 스페이서(50)는 전극 탭(20)의 단자(40)에 연결되는 일부에서 단자(40)와 배향되는 일 측을 커버한다. 절연 스페이서(50)는 커버 플레이트(30)와 협력하여 유연한 전극 탭(30)을 고정시켜, 전극 탭(30)의 변형을 방지한다. 또한 절연 스페이서(50)는 전극 탭(20)과 단자(40) 사이의 연결부위를 커버할 수 있어, 연결부위의 버어가 전극 탭(20) 및 기타 구성 요소를 뚫어 배터리(100)의 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다.
본 개시의 실시예에 따른 배터리(100)는 절연 스페이서(50)를 포함하고, 전극 탭(20)의 변형 또는 손상을 효과적으로 방지할 수 있어, 보다 안전하고 신뢰할 수 있으며, 배터리(100)의 시장 경쟁력 향상에 유리하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예의 배터리(100)에 따르면, 전극 탭(20)은 절곡될 수 있어 전극 탭(20)이 단자(40)와 쉽게 연결되도록 한다. 전극 탭(20)은 절곡부(201)를 포함할 수 있고, 절곡부(201)에는 소켓(203)이 형성될 수 있으며, 절연 스페이서(50)는 소켓(203) 내에 위치될 수 있다. 물론, 절연 스페이서(50)의 일부는 소켓(203) 내에 위치될 수 있고, 이에 의해 공간을 충분히 이용하고, 배터리(100)의 구조를 보다 콤팩트하게 하며, 공간의 낭비를 피할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 5를 참조하면, 전극 탭(20)은 절곡부(201)에 연결되는 장착부(202)를 더 포함할 수 있고, 단자(40)의 폴 코어(10)와 대향되는 표면이 장착 평면(401)을 구성할 수 있고, 장착부(202)는 장착 평면(401)에 평행될 수 있으며 장착 평면(401)에 연결될 수 있다. 따라서, 전극 탭(20)과 단자(40) 사이의 연결을 구현하고, 연결 구조가 간단하고 편리하며, 전극 탭(20)과 단자(40)가 면과 면 접촉을 통해 연결될 수 있어, 연결면적이 커서, 전극 탭(20)과 단자(40) 사이의 연결이 보다 견고해진다.
또한, 절연 스페이서(50)는 장착부(202)를 커버할 수 있고, 절연 스페이서(50)의 가장자리는 장착부(202)와 절곡부(201)의 연결부위 내에 위치될 수 있으므로, 장착부(202)와 절곡부(201)의 연결부위에 주름 변형 또는 함몰 파열을 방지할 수 있어, 전극 탭(20)의 구조 견고성을 향상시킨다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 전극 탭(20)은 일체형 부재일 수 있다. 다시 말해, 장착부(202)와 절곡부(201)는 일체로 형성될 수 있고, 전극 탭(20)의 장착부(202)와 절곡부(201)는 알루미늄 박 또는 동박을 이용하여 일체로 권취되거나 적층될 수 있다. 따라서, 중간 연결 구조의 사용을 피하고, 배터리(100)의 내부 저항을 저하시키며, 조립을 필요로 하지 않으므로, 제조 단계를 줄이고, 처리절차를 단순화시키며, 제조비용을 절감시킨다.
처리 과정에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전극 탭(20)은 먼저 알루미늄 박 또는 동박을 이용하여 권취되거나 적층되어 편판형 전극 탭을 형성하고, 평판형 전극 탭(20)과 단자(40)가 연결되고, 다음으로 전극 탭(20)의 단자(40)와의 연결부위의 커버 플레이트(30)와 배향되는 일 측에 절연 스페이서(50)가 장착되고, 다음으로 전극 탭(20)을 절곡한다. 절곡 과정에서 전극 탭(20)은 절연 스페이서(50)의 가장자리를 따라 절곡되어 절곡부(201)를 형성하여, 절연 스페이서(50)는 절곡 공정을 단순화하고 보다 편리하도록 한다.
또한, 절연 스페이서(50)의 가장자리는 아크 가장자리로 형성될 수 있다. 따라서, 전극 탭(20)을 절곡하여 장착부(202) 및 절곡부(201)를 형성할 때, 절연 스페이서(50)의 아크 가장자리는 절곡부(201)와 더 잘 협력할 수 있어, 전극 탭(20)의 절곡이 편리하며, 전극 탭(20)의 주름 변형을 방지하도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단자(40)는 판형 본체(402) 및 기둥형 본체(403)를 포함할 수 있다. 판형 본체(402)는 커버 플레이트(30)의 폴 코어(10)와 대향되는 표면에 설치될 수 있고, 판형 본체(402)의 폴 코어(10)와 대향되는 표면은 장착 평면(401)을 구성할 수 있으므로, 단자(40)와 전극 탭(20)의 연결을 용이하도록 한다. 기둥형 본체(403)는 판형 본체(402)에 연결될 수 있고, 기둥형 본체(403)는 커버 플레이트(30)를 관통하여 커버 플레이트(30)의 폴 코어(10)와 배향되는 표면으로부터 돌출될 수 있다. 따라서, 전극 탭(20)과 커버 플레이트(30) 사이의 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 8에 도시된 바와 같이, 조립 과정에서, 판형 본체(402)는 커버 플레이트(30)의 폴 코어(10)와 대향되는 일 측에 배치될 수 있고, 기둥형 본체(403)의 일단은 커버 플레이트(30)의 폴 코어(10)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 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 절연 스페이서(50)는 커버 플레이트(30)에 클램핑될 수 있고, 즉 절연 스페이서(50)는 클램핑에 의해 커버 플레이트(30)에 연결될 수 있어, 절연 스페이서(50)의 연결이 간단하고 신뢰할 수 있으며, 절연 스페이서(50)가 커버 플레이트(30)와 협력하여 전극 탭(20)의 변형을 더 잘 방지하도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트(30)의 절연 스페이서(50)와 대향되는 표면에는 후크(31)가 설치될 수 있고, 절연 스페이서(50)는 후크(31)에 클램핑되어 절연 스페이서(50)와 커버 플레이트(30) 사이의 연결을 구현하도록 한다.
본 개시에서, 후크(31)의 개수 및 배치 위치는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 절연 스페이서(50)는 4 개의 후크(31)에 의해 클램핑되고, 2 개의 후크(31)는 커버 플레이트(30)의 길이 방향(도 8에 도시된 좌우 방향)을 따라 절연 스페이서(50)의 양 측에 각각 클램핑되며, 동일한 측의 2 개의 후크(31)는 지정된 거리의 간격으로 배치된다. 따라서, 4 개의 후크(31)는 대체적으로 사각형의 4 개의 모서리에 위치하여 절연 스페이서(50)를 고정시키므로, 절연 스페이서(50)를 보다 견고하게 고정시킨다.
여기서, 실제 조건에 따라 동일한 측의 후크(31) 사이의 거리는 자유롭게 설정될 수 있으며, 후크(31)의 개수는 도 8의 실시예에 도시된 4 개의 후크에 제한되지 않는다. 물론, 절연 스페이서(50)를 커버 플레이트(30)에 연결하기 위한 클램핑 구조는 도 8 및 도 9에 도시된 후크(31)에 제한되지 않으며, 절연 스페이서(50)가 클램핑을 통해 커버 플레이트(30)에 연결되는 요건만 충족시키면 된다.
또한, 절연 스페이서(50)의 커버 플레이트(30)와 배향되는 표면에는 슬롯(501)이 설치될 수 있고, 후크(31)는 절연 스페이서(50)의 가장자리로부터 슬롯(501)에 걸릴 수 있어, 후크(31)와 절연 스페이서(50)는 보다 견고하고 확실하게 클램핑될 수 있고, 구조 설계가 보다 합리적이다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 절연 스페이서(50)는 판형 구조로 형성될 수 있으며, 판형 구조와 커버 플레이트(30)는 보다 밀접하게 조립할 수 있으므로, 전극 탭(20)에 대한 고정효과가 더 우수하여, 절연 스페이서(50)와 커버 플레이트(30) 사이의 연결을 용이하도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 절연 스페이서(50)의 커버 플레이트(30)와 배향되는 측면에는 폴 코어(10)를 향해 돌출되는 보강 리브(502)가 설치될 수 있다. 보강 리브(502)는 절연 스페이서(50)의 강도를 향상시킬 수 있어, 사용 과정에서 절연 스페이서(50)의 변형 또는 파열로 인해 배터리(100)의 정상 사용에 대한 영향을 방지할 수 있다. 보강 리브(502)에는 슬롯(501) 전부 또는 슬롯(501)의 일부가 형성될 수 있다. 즉, 보강 리브(502)는 슬롯(501)의 전체 또는 슬롯(501)의 일부가 보강 리브(502) 상에 형성될 수 있다. 보강 리브(50)는 절연 스페이서(50)의 가장자리까지 연장될 수 있으며, 보강 리브(50)의 단부는 슬롯(501)을 구비할 수 있어, 보강 리브(502)의 연장 길이가 충분히 길도록 보장하며, 후크(31)와 절연 스페이서(50) 사이의 클램핑을 구현할 수 있다. 따라서 구조 설계가 더 합리적이다.
또한, 절연 스페이서(50)의 커버 플레이트(30)와 대향되는 측면에는 절연 스페이서(50)의 중량을 감소시키고 제조 비용을 절감시키도록, 홈(503)이 설치될 수 있다. 홈(503)의 위치는 보강 리브(502)의 위치에 대응될 수 있다. 즉, 홈(503)는 보강 리브(502)의 내부로 함몰되어, 처리 과정에서 몰드의 개수를 감소시킬 수 있어 몰드 관리를 용이하도록 하고 처리 절차를 단순화시킨다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 평행하게 배치되는 복수 개의 보강 리브(502)가 포함되거나, 평행하게 배치되며 보강 리브(502)의 위치에 대응하는 복수 개의 홈(503)이 포함될 수도 있다. 절연 스페이서(50)의 체적 및 강도와 같은 요소에 따라, 2 개, 3 개 또는 3 개 이상의 보강 리브(502) 및 홈(503)이 각각 포함될 수 있으며, 이들은 모두 본 개시의 보호 범위 내에 속한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 보강 리브(502)에 수직되는 연장 방향으로, 절연 스페이서(50)의 커버 플레이트(30)와 대향되는 표면에는 제1지지 리브(504) 및 제2지지 리브(505)가 설치될 수 있고, 제1지지 리브(504) 및 제2지지 리브(505)는 각각 절연 스페이서(50)의 양단에 위치될 수 있다. 절연 스페이서(50)가 전극 탭(20)을 커버할 경우, 제1지지 리브(504) 및 제2지지 리브(505)는 전극 탭(20)의 폭 방향(도 4에 도시된 좌우 방향)으로 전극 탭(20)의 양 측에 각각 위치할 수 있으며, 커버 플레이트(30)에 저촉될 수 있으므로, 절연 스페이서(50)의 단부의 강도를 향상시킬 수 있고, 나아가 절연 스페이서(50)의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 7에 도시된 구체적 실시예에서, 절연 스페이서(50)의 커버 플레이트(30)와 대향되는 측면의 양단에는 제1지지 리브(504) 및 제2지지 리브(505)가 설치된다. 절연 스페이서(50) 및 커버 플레이트(30)는 후크(31)에 의해 클램핑될 때, 후크(31)는 절연 스페이서(50)의 양단에 클램핑될 수 있고, 제1지지 리브(504) 및 제2지지 리브(505)는 후크(31)와 협력하여 클램핑 구조를 보다 견고하고 신뢰할 수 있도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 절연 스페이서(50)는 고무재일 수 있고, 고무는 처리 및 성형이 용이하고 선택적인 물리적 및 화학적 특성을 가지며, 고무재는 표면이 평탄하고 양호한 절연성 및 고온 저항성을 가지므로, 전극 탭(20) 및 다른 구성 요소를 쉽게 손상시키지 못한다. 예를 들어, 본 개시의 일부 구체적 실시예에서, 절연 스페이서(50)는 PET 재료로 제조될 수 있다.
본 개시에서, 절연 스페이서(50)의 두께 및 절연 스페이서(50) 상의 보강 리브(502)의 길이, 폭, 높이 및 개수는 절연 스페이서(50)의 상이한 재료에 따라 조절할 수 있다. 따라서, 절연 스페이서(50)는 상이한 강도 요건을 충족시키며 보다 실용적이다.
본 개시의 일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 절연 스페이서(50)와 전극 탭(20)의 단자(40)와의 연결부위 사이에는 보호 접착층(60)이 배치될 수 있고, 보호 접착층(60)은 전극 탭(20)의 커버 플레이트(30)와의 연결부위를 또한 차폐할 수 있고, 이에 의해 연결부위의 버어가 전극 탭(20) 및 다른 구성 요소를 뚫는 것을 방지하며, 보다 안전하고 신뢰할 수 있도록 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 보호 접착층(60)은 접착 테이프일 수 있고, 접착 테이프는 전극 탭(20)에 접착되어 연결될 수 있다. 따라서, 연결 방식이 간단하고 결합이 더욱 긴밀하고 견고하다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트(30)의 폭 방향(도 4에 도시된 전후 방향)에서, 단자(40)의 양단은 절연 스페이서(50)의 양단을 초과하여 연장될 수 있고, 즉 절연 스페이서(50)가 배터리(100)의 단부를 초과하는 것을 방지하도록, 절연 스페이서(50)의 폭은 단자(40)의 폭보다 작으므로, 배터리(100)는 보다 가지런한 구조를 갖는다. 커버 플레이트(30)의 길이 방향(도 4에 도시된 좌우 방향)에서 절연 스페이서(50)의 양단은 전극 탭(20)의 양단을 초과하여 연장될 수 있고, 즉 절연 스페이서(50)의 길이는 전극 탭(20)의 폭보다 커서, 절연 스페이서(50)가 전극 탭(20)을 완전히 커버할 수 있도록 하고, 이는 전극 탭(20)의 변형을 효과적으로 방지할 수 있으며 더 나은 고정효과를 가질 수 있다.
보호 접착층(60)을 포함하는 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트(30)의 폭 방향(도 3에 도시된 전후 방향)에서, 단자(40)의 양단은 보호 접착층(60)의 양단을 초과하여 연장될 수 있고, 즉, 보호 접착층(60)의 폭은 단자(40)의 폭보다 작아, 보호 접착층(60)이 단자(40)의 영역 내에서 전극 탭(20)을 완전히 커버할 수 있도록 하여, 보호 접착층(60)의 가장자리가 말리거나 갈라짐으로 인해 커버효과에 영향을 미치지 않도록 한다. 또한, 커버 플레이트(30)의 길이 방향(도 3에 도시된 좌우 방향)에서, 보호 접착층(60)의 양단은 전극 탭(20)의 양단을 초과하여 연장될 수 있고, 즉, 보호 접착층(60)의 길이는 단자(40)의 길이보다 작고 전극 탭(20)의 폭보다 더 커서, 보호 접착층(60)이 전극 탭(20)을 완전히 커버할 수 있고 전극 탭(20)에 커버효과가 더 좋도록 보장한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 커버 플레이트(30)는 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)을 구비할 수 있고, 제1 측 영역(301) 및 제2 측 영역(302)은 커버 플레이트(30)의 횡 방향을 따라 배열될 수 있다. 여기서, 커버 플레이트(30)의 횡 방향은 도 2에 도시된 전후 방향으로 이해될 수 있고. 즉, 커버 플레이트(30)의 폭 방향이다.
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.
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.
본 개시의 일부 실시예에서, 폴 코어(10)의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 2 개 이상의 폴 코어(10)가 포함될 수 있다. 복수 개의 폴 코어(10)는 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있어, 배터리(100)가 더 많은 사용 요건을 충족시키도록 더 큰 용량 또는 더 높은 전압을 가질 수 있다. 복수 개의 폴 코어(10) 중 2 개의 인접한 폴 코어(10)는 한 쌍을 구성할 수 있고, 2 개의 폴 코어(10)는 커버 플레이트(30)의 폭 방향을 따라 나란히 배치될 수 있다. 배터리(100)의 폴 코어(10)는 적어도 한 쌍의 폴 코어(10)를 포함하고, 각각의 쌍의 폴 코어(10)는 제1 폴 코어(11) 및 제2 폴 코어(12)를 포함한다.
제1 폴 코어(11) 및 제2 폴 코어(12)는 하우징 내부에 위치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 폴 코어(11)는 제1 측 영역(301)의 위치에 대응될 수 있고, 제2 폴 코어(12)는 제2 측 영역(302)의 위치에 대응될 수 있다. 또한, 제1 폴 코어(11)는 제1 전극 탭(21)을 구비할 수 있고, 제1 전극 탭(21)은 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장될 수 있으며, 제1 전극 탭(21)은 적어도 단자(40)의 일부에 연결되어, 제1 폴 코어(11)와 단자(40) 사이의 연결을 구현하도록 하고, 제2 폴 코어(12)는 제2 전극 탭(22)을 구비할 수 있고, 제2 전극 탭(22)은 제2 측 영역(302)에서 제1 측 영역(301)으로의 방향을 따라 연장될 수 있으며, 제2 전극 탭(22)은 적어도 단자(40)의 다른 일부에 연결되어, 제2 폴 코어(12)와 단자(40) 사이의 연결을 구현하도록 한다.
유의해야 할 것은, 제1 전극 탭(21)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(22)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(21)의 적어도 일부는 제1 측 영역(301)에서 제2 측 영역(302)으로의 방향을 따라 연장될 수 있고, 제2 전극 탭(22)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.
또한, 적어도 한 쌍의 폴 코어(10)와 일대일로 대응되는 적어도 하나의 절연 스페이서(50)가 포함될 수 있으며, 각각의 절연 스페이서(50)는 대응되는 한 쌍의 폴 코어(10)의 제1 전극 탭(21)의 단자(40)와의 연결부위의 단자(40)와 배향되는 일 측, 및 제2 전극 탭(22)의 연결부위의 단자(40)와 배향되는 일 측을 동시에 커버할 수 있다. 다시 말해, 복수 개의 쌍의 폴 코어(10)가 포함되는 경우, 하나의 절연 스페이서(50)가 포함될 수 있고, 하나의 절연 스페이서(50)는 복수 개의 쌍의 폴 코어(10) 중 한 쌍의 폴 코어(10)에 대응될 수 있고, 또는 복수 개의 절연 스페이서(50)이 포함될 있고, 복수 개의 절연 스페이서(50)는 복수 개의 쌍의 폴 코어(10)와 일대일로 대응되게 배치될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 폴 코어(11)는 2 개의 제1 전극 탭(21): 제1 양극 탭(211) 및 제1 음극 탭(212)을 포함할 수 있고, 제2 폴 코어(12)는 2 개의 제2 전극 탭(22): 제2 양극 탭(221) 및 제2 음극 탭(222)을 포함할 수 있다. 제1 양극 탭(211) 및 제1 음극 탭(212)은 제1 폴 코어(11)의 길이 방향, 즉 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 제2 양극 탭(221) 및 제2 음극 탭(222)은 제2 폴 코어(12)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(211) 및 제2 양극 탭(221)은 양극 단자(41)에 연결될 수 있고, 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)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, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 양극 탭(211)의 양극 단자(41)와의 연결부분의 양극 단자(41)와 배향되는 일 측, 및 제2 양극 탭(221)의 양극 단자(41)와의 연결부분의 양극 단자(41)와 배향되는 일 측에는 하나의 절연 스페이서(50)가 설치될 수 있으며, 이를 양극 절연 스페이서(51)라고 칭한다. 또는 제1 음극 탭(212)의 음극 단자(42)와의 연결부분의 음극 단자(42)와 배향되는 일 측, 및 제2 음극 탭(222)의 음극 단자(42)와의 연결부분의 음극 단자(42)와 배향되는 일 측에는 하나의 절연 스페이서(50)가 설치될 수 있으며, 이를 음극 절연 스페이서(52)라고 칭한다.
제1 양극 탭(211), 제2 양극 탭(221), 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)은 커버 플레이트(30)와 배향되는 측에 절연 스페이서(50)가 설치될 때, 본 개시의 일부 실시예에서, 양극 절연 스페이서(51)와 음극 절연 스페이서(52)는 이격되게 배치될 수 있으며, 즉 독립적으로 배치되어 다른 구성 요소의 실장 및 원재료 절약을 용이하도록 한다. 물론, 양극 절연 스페이서(51)와 음극 절연 스페이서(52)는 또한 서로를 향해 연장되어 일체로 연결될 수 있고, 이에 의해 부품 수를 줄이고 조립 절차를 감소시킬 수 있다.
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 설명 일 뿐이며 본 개시에 대한 제한으로서 이해해서는 안 된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 제1 폴 코어(11), 제2 폴 코어(12), 제1 양극 탭(211), 제1 음극 탭(212), 제2 양극 탭(221), 제2 음극 탭(222), 커버 플레이트(30), 양극 단자(41), 음극 단자(42), 양극 절연 스페이서(51), 음극 절연 스페이서(52) 및 2 개의 보호 접착층(60)을 포함한다.
배터리(100)의 조립 공정은 다음과 같다.
먼저, 권취 또는 적층된 후 제1 양극 탭(211) 및 제2 양극 탭(221)은 복수 개 층의 알루미늄 박을 이용하여 함께 적층된 것이고, 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)은 복수 개 층의 동박을 이용하여 함께 적층된 것이다. 제1 양극 탭(211), 제2 양극 탭(221), 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)에 보호 시트(70)를 각각 추가하여, 보호 시트(70)의 좌우 위치를 중심으로 맞춘다. 제1 양극 탭(211), 제2 양극 탭(221), 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)은 각각 초음파 용접을 통해 사전 용접되어, 초음파 용접의 사전 용접 영역(71)이 보호 시트(70)의 중앙에 위치된다.
커버 플레이트(30)상의 양극 단자(41)의 판형 본체(402) 및 음극 단자(42)의 판형 본체(402)는 모두 플랫폼 구조이다. 플랫폼은 커버 플레이트(30)의 제1 폴 코어(11) 및 제2 폴 코어(21)와 대향되는 측면보다 약간 높도록 한다. 사전 용접된 제1 폴 코어(11) 및 제2 폴 코어(12)는 각각 커버 플레이트(30)의 폭 방향을 따라 커버 플레이트(30)의 양 측에 위치된다. 제1 양극 탭(211) 및 제1 음극 탭(212)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 분포되고, 제2 양극 탭(221) 및 제2 음극 탭(222)은 또한 커버 플레이트(30)의 길이 방향을 따라 분포된다. 제1 양극 탭(211) 및 제2 양극 탭(221)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향의 중심선을 따라 정렬되며, 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)은 커버 플레이트(30)의 길이 방향의 중심선을 따라 정렬되고, 보호 시트(70)는 단자(40)의 플랫폼 가장자리로부터 일정 거리에 위치된다.
제1 양극 탭(211) 및 제2 양극 탭(221)은 양극 단자(41)의 중심선의 양 측에 지정된 거리의 간격으로 배치되고, 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극 탭(222)은 음극 단자(42)의 중심선의 양 측에 지정된 거리의 간격으로 배치된다. 사전 용접된 전극 탭(20)은 레이저 용접에 의해 단자(40)의 판형 본체(402)의 장착 평면(401)에 연결된다. 레이저 용접의 연결부위는 도 2에 도시된 바와 같이 초음파 사전 용접된 사전 용접 영역(71)에 위치하여, 전극 탭(20)과 커버 플레이트(30) 사이의 연결이 견고하도록 보장한다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 양극 탭(211) 및 제2 양극 탭(221)의 연결부위에 보호 접착층(60)을 접착되고, 제1 음극 탭(212) 및 제2 음극의 연결부위에 보호 접착층(60)을 접착한다. 커버 플레이트(30)의 폭 방향에서, 보호 접착층(60)의 폭은 커버 플레이트(30) 상의 단자(40)의 판형 본체(402)보다 약간 작다. 커버 플레이트(30)의 길이 방향에서, 보호 접착층(60)의 길이는 전극 탭(20)의 폭보다 크다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 2 개의 보호 접착층(60) 상에 각각 양극 절연 스페이서(51) 및 음극 절연 스페이서(52)가 배치되고, 양극 절연 스페이서(51) 및 음극 절연 스페이서(52)는 커버 플레이트(30) 상의 후크(31)와 각각 클램핑된다. 절연 스페이서(50)의 폭은 단자(40)의 판형 본체(402)의 폭보다 약간 작고, 절연 스페이서(50)의 길이는 단자(40)의 판형 본체(402)의 길이보다 크다.
마지막으로, 전극 탭(20)을 절곡함으로써, 제1 폴 코어(11)와 제2 폴 코어(12)가 조합되어 배터리(100)를 형성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 절곡시킨 후, 전극 탭(20)의 장착부(202)와 절곡부(201) 사이의 거리는 절연 스페이서(50)의 두께에 대응되므로, 공간 낭비를 피하도록 한다. 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 팩은 전극 탭(20)의 변형 또는 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 보다 안전하고 신뢰할 수 있으며, 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 자동차는 전극 탭(20)의 변형 또는 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 보다 안전하고 신뢰할 수 있으며, 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: 폴 코어
11: 제1 폴 코어 12: 제2 폴 코어
20: 전극 탭 201: 절곡부
202: 장착부 203: 소켓
21: 제1전극 탭 211: 제1 양극 탭
212: 제1 음극 탭 22: 제2 전극 탭
221: 제2 양극 탭 222: 제2 음극 탭
30: 커버 플레이트 301: 제1 측 영역
302: 제2 측 영역 31: 후크
40: 단자 401: 장착 평면
402: 판형 본체 403: 기둥형 본체
41: 양극 단자 42: 음극 단자
50: 절연 스페이서 501: 슬롯
502: 보강 리브 503: 홈
504: 제1 지지 리브 505: 제2 지지 리브
51: 양극 절연 스페이서 52: 음극 절연 스페이서
60: 보호 접착층 70: 보호 시트
71: 사전 용접 영역

Claims (17)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 단부에 위치되는 커버 플레이트;
    상기 커버 플레이트에 배치되는 단자;
    상기 하우징 내부에 위치되고 전극 탭을 구비하며, 상기 전극 탭의 적어도 일부가 상기 단자에 연결되는 폴 코어; 및
    상기 전극 탭의 적어도 일부에서 상기 단자와 배향되는 일 측을 커버하는 절연 스페이서를 포함하고,
    상기 절연 스페이서와 상기 전극 탭의 적어도 일부 사이에는 보호 접착층이 배치되며,
    상기 보호 접착층의 폭은 상기 단자의 폭보다 작고, 상기 보호 접착층의 길이는 상기 단자의 길이보다 작으며 상기 전극 탭의 폭보다 크고;
    상기 절연 스페이서의 폭은 상기 단자의 폭보다 작고, 상기 절연 스페이서의 길이는 상기 전극 탭의 폭보다 큰 배터리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 탭은 절곡부 및 상기 절곡부에 의해 형성되는 소켓을 구비하며, 상기 절연 스페이서의 적어도 일부는 상기 소켓 내에 위치되는 배터리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단자의 상기 폴 코어와 대향되는 표면은 장착 평면을 구성하고, 상기 전극 탭은 상기 절곡부에 연결되는 장착부를 더 구비하며, 상기 장착부는 상기 장착 평면에 평행되며 상기 장착 평면에 연결되고; 상기 절연 스페이서는 상기 장착부를 커버하며, 상기 절연 스페이서의 가장자리는 상기 장착부와 상기 절곡부의 연결부위에 위치되는 배터리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단자는,
    상기 커버 플레이트의 상기 폴 코어와 대향되는 표면에 배치되는 판형 본체: 상기 판형 본체의 상기 폴 코어와 대향되는 표면은 상기 장착 평면을 구성함; 및
    상기 판형 본체에 연결되며 상기 커버 플레이트를 관통하여 상기 커버 플레이트의 상기 폴 코어와 배향되는 표면으로부터 돌출되는 기둥형 본체를 포함하는 배터리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 판형 본체와 상기 기둥형 본체는 일체형 부재이고; 또는,
    상기 판형 본체와 상기 기둥형 본체는 분리형 부재인 배터리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 절연 스페이서는 상기 커버 플레이트에 클램핑되는 배터리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 커버 플레이트의 상기 절연 스페이서와 대향되는 표면에는 후크가 설치되고, 상기 절연 스페이서의 상기 커버 플레이트와 배향되는 표면에는 슬롯이 설치되며, 상기 후크는 상기 절연 스페이서의 가장자리에서 상기 슬롯에 걸림 장착되는 배터리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 절연 스페이서의 상기 커버 플레이트와 배향되는 표면에는 상기 폴 코어를 향해 돌출되는 보강 리브가 설치되고, 상기 슬롯의 적어도 일부는 상기 보강 리브에 형성되는 배터리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 절연 스페이서의 상기 커버 플레이트와 대향되는 표면에는 상기 보강 리브의 내부로 함몰되는 홈이 설치되는 배터리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 절연 스페이서의 상기 커버 플레이트와 대향되는 표면에는 제1지지 리브 및 제2지지 리브가 설치되고, 상기 제1지지 리브 및 상기 제2지지 리브는 각각 상기 전극 탭의 폭 방향으로 상기 전극 탭의 양 측에 위치되며, 모두 상기 커버 플레이트에 저촉되는 배터리.
  11. 제1항에 있어서, 상기 커버 플레이트는 상기 커버 플레이트의 횡 방향을 따라 배열되는 제1 측 영역 및 제2 측 영역을 구비하며, 상기 단자는 일부가 상기 제1 측 영역에 위치되며, 다른 일부가 상기 제2 측 영역에 위치되고;
    적어도 한 쌍의 폴 코어가 존재하고, 각각의 쌍의 폴 코어는 상기 제1 측 영역의 위치에 대응되는 제1 폴 코어 및 상기 제2 측 영역의 위치에 대응되는 제2 폴 코어를 포함하며, 상기 제1 폴 코어는 제1 전극 탭을 구비하고, 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부는 상기 제1 측 영역에서 상기 제2 측 영역으로의 방향으로 연장되며, 적어도 상기 단자의 일부에 연결되고, 상기 제2 폴 코어는 제2 전극 탭을 구비하고, 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부는 상기 제2 측 영역에서 상기 제1 측 영역으로의 방향으로 연장되며, 적어도 상기 단자의 다른 일부에 연결되고;
    상기 절연 스페이서는 상기 제1 전극 탭의 적어도 일부에서 상기 단자와 배향되는 일 측 및 상기 제2 전극 탭의 적어도 일부에서 상기 단자와 배향되는 일 측을 커버하는 배터리.
  12. 제11항에 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 탭의 적어도 일부 및 상기 제2 양극 탭의 적어도 일부는 상기 양극 단자에 연결되며, 상기 제1 음극 탭의 적어도 일부 및 상기 제2 음극 탭의 적어도 일부는 상기 음극 단자에 연결되고;
    2 개의 절연 스페이서: 양극 절연 스페이서 및 음극 절연 스페이서가 존재하고, 상기 양극 절연 스페이서는 상기 제1 양극 탭의 적어도 일부에서 상기 양극 단자와 배향되는 일 측 및 상기 제2 양극 탭의 적어도 일부에서 상기 양극 단자와 배향되는 일 측을 커버하고, 상기 음극 절연 스페이서는 상기 제1 음극 탭의 적어도 일부에서 상기 음극 단자와 배향되는 일 측 및 상기 제2 음극 탭의 적어도 일부에서 상기 음극 단자와 배향되는 일 측을 커버하는 배터리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 양극 절연 스페이서 및 상기 음극 절연 스페이서는 이격되게 배치되거나, 서로를 향해 연장되어 일체로 연결되는 배터리.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 배터리 팩.
  15. 제14항에 따른 배터리 팩을 포함하는 전기 자동차.
  16. 삭제
  17. 삭제
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