KR102581762B1 - 단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치 - Google Patents

단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치 Download PDF

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Abstract

본원의 실시예는, 단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치를 제공하는 바, 단부 커버 어셈블리는 전지 셀에 사용되고, 단부 커버 어셈블리는, 단부 커버와, 단부 커버에 설치된 전극 단자와, 전극 단자와 단부 커버 사이의 절연에 사용되고 또한 전극 단자에 감합 설치된 절연 부재를 구비하고, 절연 부재는 전극 단자에 맞닿고, 절연 부재 및 전극 단자의 적어도 하나에는 응력 해방 홈이 설치되어 있고고, 응력 해방 홈은, 전극 단자와 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하도록 배치되어 있다.

Description

단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치
본원은 2020년 04월 17일에 제출된 발명 명칭이 "단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치"인 중국 특허 출원 제202010306786.5호의 우선권을 주장하고, 당해 출원의 모든 내용이 본문에 원용된다.
본원은 에너지 저장 장치 기술 분야에 관한 것으로, 특히 단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치에 관한 것이다.
과학 기술의 발전에 따라, 충 방전 가능한 전지 셀의 적용 분야는 점점 넓어지고, 예를 들어 전지 셀은 자동차, 전기 자전거 또는 무선 전동 공구 등에 사용될 수 있다. 동시에, 전지 셀의 안전 성능에 대한 요구도 점점 높아지고 있다.
현재, 기존 기술의 전지 셀은 일반적으로 하우징과, 하우징 내에 위치하는 전극 어셈블리와, 하우징의 개구부를 커버하도록 설치되는 단부 커버 어셈블리를 구비하고, 단부 커버 어셈블리에는 절연 부재 및 전극 단자 등의 부재가 설치되어 있고, 단부 커버 어셈블리의 안전 성능은 전지 셀 전체의 안전 성능에 직접 영향을 미친다.
본원은 단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치를 제공하고, 단부 커버 어셈블리의 안전 성능의 향상을 목적으로 한다.
본원의 제1 양태의 실시예는, 전지 셀용 단부 커버 어셈블리에 있어서, 단부 커버와, 단부 커버에 설치된 전극 단자와, 전극 단자와 단부 커버의 절연에 사용되고, 전극 단자에 감합 설치된 절연 부재를 포함하고, 절연 부재는 전극 단자에 맞닿고, 절연 부재 및 전극 단자의 적어도 하나에는 응력 해방 홈이 설치되어 있고, 응력 해방 홈은, 전극 단자와 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하도록 배치되어 있는, 단부 커버 어셈블리를 제공한다.
본원의 제1 양태의 실시예에 따르면, 절연 부재에는 관통홀이 설치되고, 전극 단자는 주상(柱狀)부를 구비하고, 주상(柱狀)부는 관통홀 내에 감합 설치되고 또한 적어도 일부의 관통홀의 공벽에 맞닿으며,
응력 해방 홈은, 주상(柱狀)부와 상기 공벽의 맞닿음에 의한 반경 방향의 응력을 흡수하도고, 상기 관통홀의 원주 방향에 따라 설치되어 있다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈은, 전극 단자에 설치되고, 응력 해방 홈은, 주상(柱狀)부의 외벽이 움푹 파이어 형성된다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈은, 절연 부재에 설치되고,
응력 해방 홈은, 공벽이 움푹 파이어 형성되고,
또는, 일부 공벽에 두 개 이상의 돌기가 돌출되어 형성되고, 돌기와 주상(柱狀)부는 맞닿고, 두 개 이상의 돌기는, 인접한 두 개의 돌기 사이에 응력 해방 홈이 형성되도록, 주상(柱狀)부의 원주 방향에 따라 간격을 두고 분포되어 있다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈은 복수이고, 복수의 응력 해방 홈은, 관통홀의 원주 방향에 따라 대칭되게 설치되어 있다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈의 축 방향의 축 방향에서의 횡단면은, V 자형, U 자형 또는 원호형을 나타낸다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈은 절연 부재에 설치되고,
응력 해방 홈은, 절연 부재 중 단부 커버에 배향하는 표면이 움푹 파이어 형성되고,
및/또는, 응력 해방 홈은, 절연 부재 중 단부 커버에 대향하는 표면이 움푹 파이어 형성되어 있다.
선택 가능하게, 응력 해방 홈은, 고리형을 나타내고 또한 전극 단자의 주위에 설치되며,
또는, 응력 해방 홈은 복수이고, 복수의 응력 해방 홈은, 전극 단자의 주위에 간격을 두고 분포되어 있다.
선택 가능하게, 단부 커버는 연결홀을 구비하고, 전극 단자는 연결홀에 설치되어 있으며,
절연 부재는, 본체부와 본체부에 연결된 위치 결정부를 구비하고, 또한, 위치 결정부는 연결홀 내에 설치되어 있다.
본원의 제2 양태의 실시예는, 또한, 하우징과, 하우징 내에 위치하는 전극 어셈블리와, 하우징의 개구부를 커버하여 설치된 단부 커버 어셈블리를 구비하고, 단부 커버 어셈블리는 상술한 단부 커버 어셈블리인 전지 셀을 제공한다.
본원의 제3 양태의 실시예는 또한 상술한 전지 셀을 구비하는 전지 모듈을 제공한다.
본원의 제4 양태의 실시예는, 또한, 상술한 전지 셀을 구비하고, 전지 셀이 전기 에너지의 공급에 사용되는 장치를 제공한다.
본원의 실시예의 단부 커버 어셈블리에 있어서, 단부 커버 어셈블리는 단부 커버, 전극 단자 및 절연 부재를 구비하고, 절연 부재는 전극 단자와 단부 커버 사이의 절연에 사용되고 또한 절연 부재는 전극 단자에 감합 설치되어 있다. 절연 부재가 전극 단자에 감합 설치될 때, 절연 부재와 전극 단자는 서로 맞닿고, 전극 단자가 변형 또는 요동될 경우, 절연 부재는 균열되기 매우 쉽다. 본원의 실시예는, 절연 부재 및/또는 전극 단자에 응력 해방 홈을 설치하고 응력 해방 홈에 의해 전극 단자와 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수할 수 있고, 또한 절연 부재가 받는 응력을 감소시키고, 절연 부재에 균열이 발생되는 것을 방지하고, 단부 커버 어셈블리의 안전 성능에 영향을 미친다. 따라서, 본원의 실시예는, 단부 커버 어셈블리의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
다음의 도면을 참조하여 비제한적인 실시예에 대해 수행된 상세한 설명을 열독하는 것에 의해, 본원의 기타 특징, 목적 및 장점이 더욱 명확하게 되는 바, 여기서 동일 또는 유사한 도면 부호는 동일 또는 유사한 특징을 나타낸다.
도 1은 본원의 실시예에 따른 차량의 구조 개략도이다.
도 2는 본원의 실시예에 따른 전지 팩의 구조 개략도이다.
도 3은 본원의 실시예에 따른 전지 모듈의 구조 개략도이다.
도 4는 본원의 실시예에 따른 전지 셀의 사시 구조 개략도이다.
도 5는 도 4의 분해 구조 개략도이다.
도 6은 도 4 중 단부 커버 어셈블리의 분해 구조 개략도이다.
도 7은 본원의 기타 일 실시예에 따른 전지 셀의 사시 구조 개략도이다.
도 8은 도 7의 분해 구조 개략도이다.
도 9는 도 7 중 단부 커버 어셈블리의 분해 구조 개략도이다.
도 10은 도 7 중 단부 커버 어셈블리의 상면도이다.
도 11은 도 10 중 A-A에서의 단면도이다.
도 12는 본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 13은 도 12 중 B-B에서의 단면도이다.
도 14는 본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 하면도이다.
도 15는 본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 사시도이다.
도 16은 본원의 기타 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 17은 도 16 중 C-C에서의 단면도이다.
도 18은 본원의 기타 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 하면도이다.
도 19는 본원의 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 20은 본원의 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 21은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 22는 도 21 중 D-D에서의 단면도이다.
도 23은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 하면도이다.
도 24는 도 22 중 I에서의 국부 확대 구조 개략도이다.
도 25는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 26은 도 25 중 E-E에서의 단면도이다.
도 27은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 하면도이다.
도 28은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 사시도이다.
도 29는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 절연 부재의 상면도이다.
도 30은 본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리의 전극 단자의 구조 개략도이다.
이하, 본원의 각 양태의 특징과 예시적인 실시예를 상세히 설명한다. 다음의 상세한 설명에서는, 본원의 전반적인 이해를 제공하기 위해, 많은 구체적인 내용이 제시되어 있다. 하지만, 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원은 이러한 특정 세부 사항 중 일부를 필요로 하지 않고 실시할 수 있다. 이하의 실시예에 대한 설명은 단순히 본원의 실시예를 나타내어, 본원을 더 잘 이해하기 위한 것이다. 도면 및 다음의 설명에서, 본원의 불필요한 모호함을 피하기 위해, 주지의 구조 및 기술의 적어도 일부가 표시되지 않았으며, 명확하게 하기 위해, 구조의 일부 치수가 과장되어 있을 수 있다. 또한, 다음에 기재된 특징, 구조 또는 특성은, 임의의 적절한 방식으로 하나 이상의 실시예에 결합될 수 있다.
본원의 설명에서, 특별히 언급하지 않는 한, "복수"는 2 개 이상을 의미하고, "상", "하", "좌", "우", "내", "외" 등 용어가 표시된 방향과 위치 관계는 단순히 본원의 설명을 용이하게 하고, 설명을 단순화하기 위한 것이며, 참조된 장치 또는 소자가 특정 방향을 가지고, 특정 방향으로 구성 및 조작되어야 함을 나타내거나 또는 암시하는 것은 아니므로, 본원을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
다음의 설명에 나타난 방향 용어는 모두 도면에 표시된 방향이며, 본원의 실시예의 구체적인 구조를 한정하는 것은 아니다. 또한, 본원의 설명에서 더 설명해야 할 것은, 특별히 명시적으로 제한하지 않는 한, 용어 "설치", "연결"은 광의적으로 이해하여야 하며, 예를 들어 고정적으로 연결될 수도 있고, 분리 가능하게 연결될 수도 있으며, 또는 일체적으로 연결될 수도 있으며, 직접적으로 연결될 수도 있고, 간접적으로 연결될 수 도 있다. 당업자는 구체적인 상황에 따라 상술한 용어의 본원에서의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본원을 더 잘 이해하기 위해, 이하, 도 1 내지 도 30을 참조하여, 본원의 실시예의 단부 커버 어셈블리, 전지 셀, 전지 모듈 및 장치를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 실시예는, 우선 차량을 제공하는 바, 차량은, 전지 팩(1) 및 차량 본체(2)를 구비하고, 전지 팩(1)은 차량 본체(2)에 설치되어 있다.
차량은 신 에너지 자동차인 바, 순수 전기 자동차일 수도 있고, 하이브리드 자동차 또는 항속 거리 연장 형 자동차일 수도 있으며, 이륜 또는 삼륜 전동 차량일 수도 있다. 차량 본체(2)에는 구동 모터가 설치되고, 구동 모터는 전지 팩(1)에 전기적으로 연결되며, 전지 팩(1)을 통해 전기 에너지가 공급되며, 구동 모터는 전동 기구를 통해 차량 본체(2)의 바퀴에 연결되어, 자동차가 주행하도록 구동한다. 예를 들어, 전지 팩(1)은 차량 본체(2)의 하단에 수평으로 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전지 팩(1)의 설치 방식은 다양하고, 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 전지 팩(1)은 케이스(12)와 케이스(12) 내에 설치된 전지 모듈(11)을 구비한다.
전지 모듈(11)의 개수는 하나 또는 복수이고, 복수의 전지 모듈(11)은 케이스(12) 내에 배열되어 설치되어 있다. 케이스(12)의 종류는 한정되지 않고, 케이스(12)는 프레임 형 케이스, 데스크 형 케이스 또는 박스 형 케이스 등일 수 있다. 케이스(12)는 전지 모듈을 수납하기 위한 하부 케이스와 하부 케이스를 커버하는 상부 케이스를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전지 모듈(11)의 설치 방식은 다양하고, 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 전지 모듈(11)은, 수납부(미도시)와 수납부에 위치하는 복수의 전지 셀(10)을 구비하고, 전지 셀(10)은 수납부 내에 병렬로 설치되어 있다.
수납부의 설치 방식은 다양하고, 예를 들어, 수납부는 하우징과 하우징에 커버되는 커버 플레이트를 구비하거나, 또는, 수납부는 잇따라 둘러싸여 연결된 측부 플레이트와 단부 플레이트를 구비하거나, 또는, 수납부는 대향되어 설치된 단부 플레이트와 단부 플레이트 및 전지 셀의 외부 주위의 밴드를 구비하거나, 또는, 수납부는 측부 플레이트, 단부 플레이트 및 밴드를 구비할 수도 있다.
전지 셀(10)은, 차량에 적용될 수 있을 뿐만아니라, 기타 장치에 사용될 수도 있다. 본원의 실시예는 또한 전원으로서 전지 셀(10)을 사용하는 장치를 제공하는 바, 장치는 차량, 선박 또는 항공기 등일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
전지 셀(10)의 설치 방식은 다양하고, 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 4 내지 도 5을 참조하면, 도 4는 본원의 실시예에 따른 일종의 전지 셀(10)의 사시 구조 개략도이고, 도 5는 도 4의 분해 구조 개략도이다.본원의 실시예에 따른 전지 셀(10)에 따르면, 전지 셀(10)은 각기둥형 전지 셀(10)이다.
기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7은 본원의 기타 일 실시예에 따른 일종의 전지 셀(10)의 사시 구조 개략도이고, 도 8은 도 7의 분해 구조 개략도이다. 본원의 기타 일 실시예에 따른 전지 셀(10)에 따르면, 전지 셀(10)은 원통형 전지 셀(10)이다.
도 6 및 도 9을 참조하면, 도 6은 일 실시예에 따른 각기둥형 전지 셀(10) 단부 커버 어셈블리의 분해 구조 개략도이고, 도 9는 본원의 기타 일 실시예에 따른 원통형 전지 셀(10)의 단부 커버 어셈블리의 분해 구조 개략도이다.본원의 실시예에 따른 전지 셀(10)에 따르면, 각기둥형 전지 셀(10) 및 원통형 전지 셀(10)은, 모두 하우징(200)과, 하우징(200) 내에 위치하는 전극 어셈블리(300)와, 하우징(200)의 개구부를 커버하도록 설치된 단부 커버 어셈블리(100)를 구비한다.
전극 어셈블리(300)는 탭을 구비하고, 탭은 어댑터 시트(150)를 통해 단부 커버 어셈블리(100)의 전극 단자(130)에 연결되어, 전극 어셈블리(300)에 의해 생성된 전기 에너지를 외부로 출력한다.
탭은 예를 들어 두 개이고, 두 개의 탭은 각각 제1 탭(310) 및 제2 탭(320)이며, 전극 단자(130)는 예를 들어 두 개이고, 두 개의 전극 단자(130)는 각각 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)이고, 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)는 각각 제1 탭(310) 및 제2 탭(320)에 연결되어 있다.
전지 셀(10)이 각기둥형 전지 셀(10)인 경우, 각기둥형 전지 셀(10)의 전극 어셈블리(300)는, 예를 들어 제1 전극 시트, 제2 전극 시트 및 세퍼레이터(미도시)를 구비하고, 제1 전극 시트와 제2 전극 시트 사이는, 세퍼레이터에 의해 절연되어 있다. 제1 전극 시트, 제2 전극 시트 및 세퍼레이터는, 권취 또는 적층의 방식으로 전극 어셈블리(300)를 형성하고, 전극 어셈블리(300)와 전해액 사이에 화학 반응이 발생되어 전기 에너지가 생성된다. 제1 전극 시트는 예를 들어 정극 시트이고, 제2 전극 시트는 예를 들어 부극 시트이며, 정극 활물질은 정극 시트의 도포 영역에 도포될 수 있고, 부극 활물질은 부극 시트의 도포 영역에 도포될 수 있다. 정극 시트의 도포 영역으로부터 연신된 미도포 부분을 정극 탭으로 할 수도 있는 바, 예를 들어 제1 탭(310)이 정극 탭일 수 있다. 부극 시트의 도포 영역으로부터 연신된 미도포의 부분을 부극 팩으로 할 수도 있는 바, 예를 들어, 제2 탭(320)이 부극 탭일 수 있다. 제1 전극 시트는 제1 탭(310)을 통해 제1 전극 단자(130a)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극 시트는 제2 탭(320)을 통해 제2 전극 단자(130b)에 전기적으로 연결되어, 생성된 전기 에너지를 외부로 출력하고, 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)는 모두 단부 커버 어셈블리(100)에 설치되어 있다.
각기둥형 전지 셀(10)의 제1 탭(310) 및 제2 탭(320)은, 예를 들어, 전지 셀(10)의 폭방향(도 5 중 Y방향) 양측에 각각 설치되어 있다. 각기둥형 전지 셀(10)의 제1 탭(310) 및 제2 탭(320)은, 예를 들어 전지 셀(10)의 높이 방향(도 5 중 Z방향) 일측에 설치될 수 있다. 원통형 전지 셀(10)의 제1 탭(310) 및 제2 탭(320)은, 예를 들어 전지 셀(10)의 높이 방향(도 8 중 Z방향) 양측에 각각 설치되어 있다.
원통형 전지 셀(10)은 예를 들어 두 개의 단부 커버 어셈블리(100)를 구비하고, 두 개의 단부 커버 어셈블리(100)는, 원통형 전지 셀(10)의 높이 방향의 양측에 각각 설치되어 있다. 원통형 전지 셀(10)은 하나의 단부 커버 어셈블리(100) 만을 구비할 수도 있다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 단부 커버 어셈블리(100)는 또한 단부 커버(110) 및 절연 부재를 구비하고, 전극 단자(130)는 단부 커버(110)에 설치되고, 절연 부재는 전극 단자(130)와 단부 커버(110) 사이의 절연에 사용되고, 절연 부재는 전극 단자(130)에 감합 설치되어 있다.
절연 부재의 설치 위치는 제한되지 않는 바, 예를 들어, 절연 부재는 단부 커버(110) 중 전극 어셈블리(300)에 배향하는 일측에 설치된 제1 절연 부재(120)이거나, 또는, 절연 부재는 단부 커버(110) 중 전극 어셈블리(300)에 대향하는 일측에 설치된 제2 절연 부재(160)이다. 또는, 절연 부재는 제1 절연 부재(120)를 구비할 뿐만아니라, 제2 절연 부재(160)도 포함할 수 있다. 본원의 실시예에 있어서, 제1 절연 부재(120)를 예로 본원의 실시예의 구상을 설명한다.
제1 절연 부재(120)가 전극 단자(130)에 감합 설치될 경우, 제1 절연 부재(120)는 전극 단자(130)에 맞닿고, 전극 단자(130)가 변형 또는 요동될 경우, 제1 절연 부재(120)는 균열되기 쉽다. 예를 들어, 전극 단자(130)가 리벳 접합 방식을 사용하여 단부 커버(110)에 고정될 경우, 전극 단자(130)는 리벳 접합 과정에서 팽창이 발생되어, 전극 단자(130)가 제1 절연 부재(120)를 가압하게 되고, 제1 절연 부재(120)는 힘을 받아 변형 균열이 발생될 가능성이 있다. 제1 절연 부재(120)에 균열이 형성될 경우, 금속 입자가 균열 내에 떨어질 가능성이 있고 또한 전극 단자(130)와 단부 커버(110) 사이의 연면 거리를 감소시켜, 단부 커버 어셈블리(100)의 단락을 일으키고, 단부 커버 어셈블리(100)의 안전 성능에 영향을 미친다.
이하, 원통형 단부 커버 어셈블리(100)를 예로 본원의 실시예의 구상을 설명한다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 도 10은 본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리(100)의 상면도이고, 도 11은 도 10 중 A-A에서의 단면도이다.
본원의 실시예에 따른 단부 커버 어셈블리(100)에 따르면, 단부 커버 어셈블리(100)는, 단부 커버(110)와, 단부 커버(110)에 설치된 전극 단자(130)와, 전극 단자(130)와 단부 커버(110) 사이의 절연에 사용되고 또한 전극 단자(130)에 감합 설치된 제1 절연 부재(120)를 구비하고, 제1 절연 부재(120)는 전극 단자(130)에 맞닿고, 제1 절연 부재(120) 및 전극 단자(130)의 적어도 하나에는 응력 해방 홈(140)이 설치되고, 응력 해방 홈(140)은, 전극 단자(130)와 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하도록 배치되어 있다.
본원의 실시예는, 제1 절연 부재(120) 및/또는 전극 단자(130)에 응력 해방 홈(140)을 설치하는 것을 통해, 응력 해방 홈(140)에 의해 전극 단자(130)와 제1 절연 부재(120)의 맞닿음에 의한 응력을 흡수할 수 있고, 또한 제1 절연 부재(120)가 받는 응력을 감소할 수 있으며, 제1 절연 부재(120)가 균열되는 것을 피할 수 있고, 균열이 발생되어 단부 커버(110)의 안전 성능에 영향을 미치는 것을 피할 수 있기에, 본원의 실시예는 단부 커버 어셈블리(100)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
제2 절연 부재(160)가 전극 단자(130)에 감합 설치될 경우, 제2 절연 부재(160) 및 전극 단자(130)의 적어도 하나에 응력 해방 홈(140)이 설치되어 있다.
도 12 내지 도 15을 참조하면, 도 12는 본원의 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 상면도이고, 도 13은 도 12 중 B-B에서의 단면도이며, 도 14는 본원의 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 하면도이며, 도 15는 본원의 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 사시도이다.
본원의 일부 실시예에 따르면, 전극 단자(130)가 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)를 구비할 경우, 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)는 동일한 제1 절연 부재(120)에 감합 설치될 수 있다.
기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 단부 커버 어셈블리(100)는 두 개의 제1 절연 부재(120)에 의해 각각 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)에 감합 설치되어 있다. 두 개의 제1 절연 부재(120), 제1 전극 단자(130a) 및 제2 전극 단자(130b)의 적어도 하나에는, 응력 해방 홈(140)이 설치되어, 전극 단자(130)와 제1 절연 부재(120)의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하고 있다. 선택 가능하게, 각 조의 서로 연관되는 제1 절연 부재(120) 및 전극 단자(130)에는 모두 응력 해방 홈(140)이 설치되어, 각 전극 단자(130)와 각 제1 절연 부재(120)의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하고 있다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 단부 커버 어셈블리(100)는 또한 연결 단부 플레이트(180)를 구비하고, 연결 단부 플레이트(180)는, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 배향하는 일측에 설치되고, 전극 단자(130)는 연결 단부 플레이트(180)에 연결되어 있다. 예를 들어, 연결 단부 플레이트(180)에는 리벳 접합 홀이 설치되고, 전극 단자(130)의 일단은 리벳 접합 홀 내에 위치한다.
예를 들어, 전극 단자(130)는 제1 절연 부재(120)의 단부 커버(110)을 향한 일측으로부터 제1 절연 부재(120) 내에 연신된 후, 전극 단자(130)는 계속하여 연결 단부 플레이트(180)의 리벳 접합 홀 내에 연신되고, 전극 단자(130)에 대한 리벳 접합 조작을 수행하여, 전극 단자(130)가 리벳 접합 홀 내에 리벳 접합하도록 한다. 제1 절연 부재(120)는, 연결 단부 플레이트(180)와 단부 커버(110) 사이에 가압되어 설치되기에, 제1 절연 부재(120)가 전극 단자(130)의 맞닿음에 의한 응력을 받을 때, 제1 절연 부재(120)는 균열되기 매우 쉽고, 연결 단부 플레이트(180)와 단부 커버(110) 사이의 연면 거리를 보장하기가 어렵다. 본원의 실시예는, 응력 해방 홈(140)을 설치하는 것을 통해, 제1 절연 부재(120)에 의해 균열이 생성되는 가능성을 감소할 수 있고, 단부 커버 어셈블리(100)의 단락을 피할 수 있고, 단부 커버(110)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 제1 절연 부재(120)에는 관통홀(121)이 설치되고, 전극 단자(130)는 주상(柱狀)부(131)를 구비하며, 주상(柱狀)부(131)는 관통홀(121) 내에 감합 설치되고 또한 관통홀(121)의 적어도 일부 공벽(122)에 맞닿는다. 그 중, 관통홀(121)의 공벽(122)은, 제1 절연 부재(120) 중 관통홀(121)에 대향하는 벽면을 가리킨다.
응력 해방 홈(140)의 설치 위치는 다양하고, 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은 관통홀(121)의 원주 방향에 따라 설치되고, 주상(柱狀)부(131)와 공벽(122)의 맞닿음에 의한 반경 방향의 응력을 흡수한다. 반경 방향은 관통홀(121)의 축 방향에 수직인 방향이고, 관통홀(121)의 축 방향은 높이 방향이며, 반경 방향은 예를 들어 폭 방향 또는 두께 방향이다.
이러한 선택 가능한 실시예에 있어서, 주상(柱狀)부(131)는 적어도 일부 공벽(122)에 맞닿고, 주상(柱狀)부(131)는 공벽(122)에 반경 방향의 응력을 제공하고, 응력 해방 홈(140)은 관통홀(121)의 원주 측에 설치되어, 응력 해방 홈(140)이 당해 반경 방향의 응력을 흡수할 수 있도록 하고, 또한 제1 절연 부재(120)에 균열이 발생되는 것을 피한다.
응력 해방 홈(140)은 제1 절연 부재(120) 및/또는 주상(柱狀)부(131)에 설치되어, 주상(柱狀)부(131)와 제1 절연 부재(120)의 맞닿음에 의한 반경 방향의 응력을 흡수할 수 있다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은 제1 절연 부재(120)에 설치되어 있다. 응력 해방 홈(140)이 제1 절연 부재(120)에 설치될 경우, 응력 해방 홈(140)은 공벽(122)에 설치되거나, 또는, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향하는 표면에 설치되거나, 또는 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 배향하는 표면에 설치될 수 있다.
예를 들어, 응력 해방 홈(140)은 공벽(122)에 설치되고, 응력 해방 홈(140)은 공벽(122)이 움푹 파이어 형성되어 있다. 공벽(122)과 주상(柱狀)부(131)의 접촉 면적을 감소시킬 수 있고, 응력 해방 홈(140)은 제1 절연 부재(120)에 일정한 변형 공간을 제공할 수 있기에, 제1 절연 부재(120)에 균열이 발생하는 것을 피할 수 있다.
기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 16 내지 도 18을 참조하면, 도 16은 본원의 기타 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 상면도이고, 도 17은 도 16 중 C-C에서의 단면도이며, 도 18은 본원의 기타 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 하면도이다.
본원의 기타 일 실시예에 따르면, 일부 공벽(122)에는 두 개 이상의 돌기(123)가 돌출되어 있고, 돌기(123)는 주상(柱狀)부(131)에 맞닿고, 돌기(123)는 전극 단자(130)의 원주 방향에 따라 간격을 두어 분포되어, 인접한 두 개의 돌기(123) 사이에 응력 해방 홈(140)을 형성한다. 주상(柱狀)부(131)와 돌기(123)가 서로 맞닿아, 주상(柱狀)부(131)와 제1 절연 부재(120) 사이의 접촉 면적을 더욱 감소시킬 수 있다. 인접한 두 개의 돌기(123) 사이에는 응력 해방 홈(140)이 형성되어, 돌기(123) 및 제1 절연 부재(120)의 기타 부위의 변형을 위해 변형 공간을 제공하여, 제1 절연 부재(120)에 균열이 발생하느 것을 피할 수 있다.
응력 해방 홈(140)이 주상(柱狀)부(131) 및/또는 공벽(122)에 설치될 경우, 응력 해방 홈(140)의 분포 방식은 다양하고, 도 19 및 도 20을 참조하면, 응력 해방 홈(140)의 개수는 하나이고, 하나의 응력 해방 홈(140)은, 관통홀(121)의 원주측에 위치한다.
기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은 복수이고, 복수의 응력 해방 홈(140)은, 관통홀(121)의 원주 방향에서 대칭적으로 분포되어 있다. 복수의 대칭적으로 분포된 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120)가 받는 힘을 더욱 균형시킬 수 있고, 제1 절연 부재(120)의 국부가 받는 힘이 너무 커서 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
응력 해방 홈(140)의 형상은 다양하게 설치되고, 응력 해방 홈(140)이 공벽(122) 또는 주상(柱狀)부(131)에 설치될 경우, 응력 해방 홈(140)의 축 방향에서의 횡단면은, V 자형, U 자형 또는 원호형을 나타낸다. 응력 해방 홈(140)의 축 방향에서의 횡단면은 또한 기타 형상일 수도 있는 바, 응력 해방 홈(140)이 전극 단자(130)와 제1 절연 부재(120)가 맞닿을 때의 응력을 흡수할 수 있으면 된다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 단부 커버(110)에는 연결홀(111)이 설치되고, 전극 단자(130)는 연결홀(111)에 설치되며, 예를 들어, 주상(柱狀)부(131)는 연결홀(111)을 관통하여 설치되어 있다. 제1 절연 부재(120)는 본체부(120a)와 본체부(120a)에 연결된 위치 결정부(120b)를 구비하고, 위치 결정부(120b)는 연결홀(111) 내에 설치되어 있다. 주상(柱狀)부(131)와 단부 커버(110) 사이의 연면 거리를 증가시켜, 단부 커버 어셈블리(100)의 안전 성능을 향상시킨다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 단부 커버 어셈블리(100)는 예를 들어 밀봉 링(170)을 더 구비하고, 밀봉 링(170)은 주상(柱狀)부(131)에 감합 설치되어 있으며, 밀봉 링(170)은, 위치 결정부(120b) 중 본체부(120a)에 배향하는 일측에 위치하고, 또한 단부 커버 어셈블리(100)의 안전 성능을 향상시킨다.
위치 결정부(120b)는 예를 들어 원통형을 나타내고, 관통홀(121)은 본체부(120a) 에 위치하는 제1 관통홀(121a)과, 위치 결정부(120b)에 위치하는 제2 관통홀(121b)을 구비한다.
제1 관통홀(121a) 및 제2 관통홀(121b)의 크기는 한정되지 않고, 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 17에 도시된 바와 같이, 제2 관통홀(121b)은 예를 들어 제1 관통홀(121a)의 반경 방향의 크기와 동일하다.
또는, 기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 21 내지 도 24을 참조하면, 도 21은 본원의 기타 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 상면도이고, 도 22는 도 21 중 D-D에서의 단면도이며, 도 23는 본원의 다른 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 하면도이며, 도 24는 도 22 중 I에서의 국부 확대 구조 개략도이다.
본원의 다른 일 실시예에 따르면, 제2 관통홀(121b)의 반경 방향의 크기는, 제1 관통홀(121a)의 반경 방향의 크기보다 크기에, 제2 관통홀(121b)의 공벽(122)과 주상(柱狀)부(131) 사이의 거리가 미리 설정된 거리에 도달하도록 하여, 주상(柱狀)부(131)가 팽창하여 변형 또는 요동될 때 위치 결정부(120b)를 가압하여 위치 결정부(120b)에 균열이 발생하는 것을 피할 수 있다.
응력 해방 홈(140)이 공벽(122)에 설치될 경우, 응력 해방 홈(140)은, 본체부(120a)에 대응되게 설치되거나, 또는 응력 해방 홈(140)은 본체부(120a)로부터 위치 결정부(120b)까지 연신될 수 있다. 위치 결정부(120b)에 응력 해방 홈(140)이 설치되어 있으므로, 위치 결정부(120b)가 힘을 받을 때 균열되는 것을 피할 수 있다.
또한 다른 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 도 25 내지 도 28을 참조하면, 도 25는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 상면도이고, 도 26은 도 25 중 E-E에서의 단면도이며, 도 27은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 하면도이다.도 28은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 일종의 제1 절연 부재(120)의 사시 구조 개략도이다.
본원의 또 다른 일 실시예에 따르면, 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향하는 표면에 설치되고, 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향하는 표면이 움푹 파이어 형성될 수 있다. 응력 해방 홈(140)은 또한 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 배향하는 표면에 설치되고, 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 배향하는 표면이 움푹 파이어 형성될 수도 있다. 또는, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향하는 표면 및 단부 커버(110) 에 배향하는 표면에 모두 응력 해방 홈(140)이 설치될 수도 있다. 이러한 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120)에 변형 공간을 제공하여 제1 절연 부재(120)에 균열이 발생하는 것을 피할 수 있다.
응력 해방 홈(140)이 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향하는 표면 및 단부 커버(110)에 배향하는 표면에 설치될 경우, 응력 해방 홈(140)은 예를 들어 고리형을 나타내고, 고리형의 응력 해방 홈(140)은 관통홀(121) 주위에 설치되며, 응력 해방 홈(140)은, 관통홀(121)의 원주 방향의 서로 다른 위치의 응력을 흡수할 수 있다.
또는, 도 29을 참조하면, 다른 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은 복수이고, 복수의 응력 해방 홈(140)은, 관통홀(121)의 원주 방향에서 대칭적으로 분포되어, 제1 절연 부재(120)가 받는 힘을 더욱 균일하게 한다. 도 29 중 응력 해방 홈(140)은 4 개이고, 4 개의 응력 해방 홈(140)은 관통홀(121)의 원주 방향에서 대칭적으로 분포되어 있다.
도 30을 참조하면, 다른 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 응력 해방 홈(140)은 전극 단자(130)에 설치되고, 응력 해방 홈(140)은 주상(柱狀)부(131)의 외벽이 움푹 파이어 형성되어 있다. 다시 말해서, 주상(柱狀)부(131)는, 적어도 일부 외벽을 통해 공벽(122)와 서로 맞닿고, 응력 해방 홈(140)은 외벽에 설치되어, 주상(柱狀)부(131)와 공벽(122) 사이의 접촉 면적을 감소시킬 수 있고, 주상(柱狀)부(131)의 변형량을 감소시킬 수 있으며, 또한 주상(柱狀)부(131)가 공벽(122)에 인가하는 반경 방향의 힘을 감소시킬 수 있으며, 제1 절연 부재(120)에 균열이 발생하는 것을 피할 수 있다.
또한, 공벽(122) 및 주상(柱狀)부(131)의 외벽에 모두 응력 해방 홈(140)이 설치될 경우, 공벽(122)과 주상(柱狀)부(131) 외벽의 응력 해방 홈(140)은 대향되어 설치되고, 응력 해방 홈(140) 내부가 중공으로 되고, 예를 들어 공벽(122)에 돌기(123)가 설치될 경우, 공벽(122)의 돌기(123)와 주상(柱狀)부(131) 외벽의 응력 해방 홈(140)은 위치가 어긋나, 돌기(123)가 응력 해방 홈(140) 내에 위치하여 응력 해방 홈(140)의 작용에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 제1 절연 부재(120) 및 전극 단자(130)에는 모두 응력 해방 홈(140)이 설치되고, 제1 절연 부재(120)의 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120)의 단부 커버(110)에 대향 및/또는 배향하는 표면에 설치되어 있으며, 전극 단자(130)의 응력 해방 홈(140)은 그 외벽에 설치되어 있다.
또는, 기타 일부 선택 가능한 실시예에 있어서, 제1 절연 부재(120)에는 응력 해방 홈(140)이 설치되고, 응력 해방 홈(140)은, 제1 절연 부재(120) 중 단부 커버(110)에 대향 및/또는 배향하는 표면에 설치되는 제1 응력 해방 홈(140)과, 공벽(122) 에 설치되는 제2 응력 해방 홈(140)을 구비한다.
당업자라면, 상술한 실시예는 모두 예시적인 것이고 제한적인 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 상이한 실시예에 나타난 상이한 기술적 특징들은 서로 결합되어 유익한 효과를 달성 할 수 있다. 당업자라면 도면, 명세서 및 특허 청구 범위를 검토한 후, 개시된 실시예의 기타 변형예를 이해하고 실현할 수 있다. 특허 청구 범위에서 용어 "포함"은 다른 장치 또는 단계를 배제하는 것은 아니다. 물품이 수사에 규정되어 있지 않은 경우, 하나/한 종류 또는 복수/복수 종류의 물품을 포함하는 것을 의도하고, "하나/한 종류 또는 복수/복수 종류의 물품"과 교환으로 사용할 수 있다. 용어 "제1", "제2"는 특정 순서를 나타내는 것이 아니라 명칭을 나타내는 데 사용된다. 청구항의 모든 참조 부호는 모두 보호 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 청구항에 기재된 여러 부분의 기능은 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 모듈에 의해 실현될 수 있다. 일부 기술적 특징이 상이한 종속 청구항에 나타나 있지만 이러한 기술적 특징을 조합하여 유익한 효과를 달성할 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
1: 전지 팩, 10: 전지 셀, 11: 전지 모듈, 12: 케이스, 2: 차량 본체,
100: 단부 커버 어셈블리,
110: 단부 커버, 111: 연결홀,
120: 제1 절연 부재, 120a: 본체부, 120b: 위치 결정부, 121: 관통홀, 121a: 제1 관통홀, 121b: 제2 관통홀, 122: 공벽, 123: 돌기,
130: 전극 단자, 130a: 제1 전극 단자, 130b: 제2 전극 단자, 131: 주상(柱狀)부,
140: 응력 해방 홈,
150: 어댑터 시트,
160: 제2 절연 부재,
170: 밀봉 링,
180: 연결 단부 플레이트,
200: 하우징,
300: 전극 어셈블리, 310: 제1 탭, 320: 제2 탭,
X: 두계 방향, Y: 폭 방향, Z: 높이 방향.

Claims (12)

  1. 전지 셀용 단부 커버 어셈블리에 있어서,
    단부 커버와,
    상기 단부 커버에 설치된 전극 단자와,
    상기 전극 단자와 상기 단부 커버의 절연에 사용되고, 상기 전극 단자에 감합 설치된 절연 부재를 포함하고,
    상기 절연 부재는 상기 전극 단자에 맞닿고, 상기 절연 부재 및 상기 전극 단자의 적어도 하나에는 응력 해방 홈이 설치되어 있고, 상기 응력 해방 홈은, 상기 전극 단자와 상기 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하도록 배치되어 있고,
    상기 절연 부재에는 관통홀이 설치되어 있고, 상기 전극 단자는 주상(柱狀)부를 구비하고, 상기 주상(柱狀)부는 상기 관통홀 내에 감합 설치되고 또한 적어도 일부의 상기 관통홀의 공벽에 맞닿으며,
    상기 응력 해방 홈은, 상기 주상(柱狀)부와 상기 공벽의 맞닿음에 의한 반경 방향의 응력을 흡수하도록, 상기 관통홀의 원주 방향에 따라 설치되어 있고,
    상기 단부 커버는 연결홀을 구비하고, 상기 전극 단자는 상기 연결홀에 설치되어 있으며,
    상기 절연 부재는, 본체부와, 상기 본체부에 연결된 위치 결정부를 구비하고, 또한, 상기 위치 결정부는 상기 연결홀 내에 설치되어 있는, 단부 커버 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈은 상기 전극 단자에 설치되고, 상기 응력 해방 홈은, 상기 주상(柱狀)부의 외벽이 움푹 파이어 형성되는, 단부 커버 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈은 상기 절연 부재에 설치되어 있고,
    상기 응력 해방 홈은 상기 공벽이 움푹 파이어 형성되거나,
    또는, 일부 상기 공벽에 두 개 이상의 돌기가 돌출되어 형성되고, 상기 돌기와 상기 주상(柱狀)부가 맞닿고, 두 개 이상의 상기 돌기가, 인접한 두 개의 상기 돌기 사이에 상기 응력 해방 홈이 형성되도록, 상기 주상(柱狀)부의 원주 방향에 따라 간격을 두고 분포되는, 단부 커버 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈은 상기 절연 부재에 설치되어 있고,
    상기 응력 해방 홈은, 상기 절연 부재 중 상기 단부 커버에 배향하는 표면이 움푹 파이어 형성되고,
    및/또는, 상기 응력 해방 홈은, 상기 절연 부재 중 상기 단부 커버에 대향하는 표면이 움푹 파이어 형성되는, 단부 커버 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈은, 고리형을 나타내고 또한 상기 전극 단자의 주위에 설치되거나,
    또는, 상기 응력 해방 홈은 복수이고, 복수의 상기 응력 해방 홈은, 상기 전극 단자의 주위에 간격을 두고 분포되어 있는, 단부 커버 어셈블리.
  6. 전지 셀용 단부 커버 어셈블리에 있어서,
    단부 커버와,
    상기 단부 커버에 설치된 전극 단자와,
    상기 전극 단자와 상기 단부 커버의 절연에 사용되고, 상기 전극 단자에 감합 설치된 절연 부재를 포함하고,
    상기 절연 부재는 상기 전극 단자에 맞닿고, 상기 절연 부재 및 상기 전극 단자의 적어도 하나에는 응력 해방 홈이 설치되어 있고, 상기 응력 해방 홈은, 상기 전극 단자와 상기 절연 부재의 맞닿음에 의한 응력을 흡수하도록 배치되어 있고,
    상기 절연 부재에는 관통홀이 설치되어 있고, 상기 전극 단자는 주상(柱狀)부를 구비하고, 상기 주상(柱狀)부는 상기 관통홀 내에 감합 설치되고 또한 적어도 일부의 상기 관통홀의 공벽에 맞닿으며,
    상기 응력 해방 홈은, 상기 주상(柱狀)부와 상기 공벽의 맞닿음에 의한 반경 방향의 응력을 흡수하도록, 상기 관통홀의 원주 방향에 따라 설치되어 있고,
    상기 응력 해방 홈은 상기 전극 단자에 설치되고, 상기 응력 해방 홈은, 상기 주상(柱狀)부의 외벽이 움푹 파이어 형성되는, 단부 커버 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈은 복수이고, 복수의 상기 응력 해방 홈은, 상기 관통홀의 원주 방향에 따라 대칭되게 설치되어 있는, 단부 커버 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 응력 해방 홈의 축 방향에서의 횡단면은, V 자형, U 자형 또는 원호형을 나타내는, 단부 커버 어셈블리.
  9. 하우징과,
    상기 하우징 내에 위치하는 전극 어셈블리와,
    상기 하우징의 개구부를 커버하여 설치된 단부 커버 어셈블리를 구비하고,
    상기 단부 커버 어셈블리는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 단부 커버 어셈블리인, 전지 셀.
  10. 제9항의 전지 셀을 구비하는 전지 모듈.
  11. 제9항의 전지 셀을 구비하고, 상기 전지 셀은 전기 에너지를 공급하는 데 사용되는, 장치.
  12. 삭제
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