KR102629554B1 - Safety pad, battery cell and battery module having the same - Google Patents

Safety pad, battery cell and battery module having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102629554B1
KR102629554B1 KR1020210079269A KR20210079269A KR102629554B1 KR 102629554 B1 KR102629554 B1 KR 102629554B1 KR 1020210079269 A KR1020210079269 A KR 1020210079269A KR 20210079269 A KR20210079269 A KR 20210079269A KR 102629554 B1 KR102629554 B1 KR 102629554B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
safety
safety pad
battery
base layer
Prior art date
Application number
KR1020210079269A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220169504A (en
Inventor
조영태
임경섭
최원석
김성기
조정봉
이락열
정성용
Original Assignee
진양오토모티브 (주)
진양산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 진양오토모티브 (주), 진양산업주식회사 filed Critical 진양오토모티브 (주)
Priority to KR1020210079269A priority Critical patent/KR102629554B1/en
Publication of KR20220169504A publication Critical patent/KR20220169504A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102629554B1 publication Critical patent/KR102629554B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/32Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed at least two layers being foamed and next to each other
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/009Use of pretreated compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16Halogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32Phosphorus-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/02Halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10Encapsulated ingredients
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 세이프티 패드와 이를 구비하는 배터리셀 및 배터리모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 세이프티 패드는 베이스 레이어(Base layer)와, 고분자 조성물 및 소화약제가 혼합된 혼합재료가 롤-투-롤 방식으로 공급되는 상기 베이스 레이어에 도포되고, 도포된 혼합재료가 가열드럼 및 쿨링롤을 경유하면서 경화되어 형성되는 세이프티 버퍼 레이어(Safety buffer layer) 및 상기 베이스 레이어에 형성된 세이프티 버퍼 레이어가 롤-투-롤 방식으로 이송되면서 오염방지 물질이 도포되고 UV 램프 및 오븐을 경유하면서 경화되어 형성되는 코티드 레이어(Coated layer)를 포함하며, 상기 고분자 조성물은 폴리올에터(Polyol-ether), 폴리올락톤(Polyol-lactone), 가교제, 촉매, 정포제, 충전제(Filler), 안료, 발포제 및 경화제를 포함하여 구성되고, 상기 소화약제는 탄산수소나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 인산암모늄(ammonium phosphate), 할로겐계(halogen)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 고밀도 시트로 형성되고, 권취롤에 권취되어 포장 및 보관 후 요구되는 길이만큼 재단되어 사용 가능한 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 고완충기능과 화재 확산 지연을 통해 배터리 셀과 이를 포함하는 배터리 모듈 및 이를 통해 구성되는 배터리 팩과 상기 배터리 팩을 장착한 전기자동차의 안정성을 확보할 수 있는 이점을 가진다.
The present invention relates to a safety pad and a battery cell and battery module equipped with the same. The safety pad according to the present invention is a mixture of a base layer, a polymer composition, and a fire extinguishing agent in a roll-to-roll manner. A safety buffer layer is applied to the base layer supplied and formed by curing the applied mixed material while passing through a heating drum and a cooling roll, and the safety buffer layer formed on the base layer is roll-to-roll. It includes a coated layer formed by applying an anti-pollution material while being transported in a method and curing it through a UV lamp and an oven. The polymer composition includes polyol-ether, polyolactone, and lactone), cross-linking agent, catalyst, foaming agent, filler, pigment, foaming agent, and curing agent, and the fire extinguishing agent is sodium hydrogen carbonate, ammonium phosphate, and halogen. ), and is characterized in that it is formed into a high-density sheet including one or more selected from the group consisting of, is wound on a winding roll, and can be cut to the required length after packaging and storage.
According to this, it has the advantage of securing the stability of the battery cell, the battery module containing it, the battery pack constructed therefrom, and the electric vehicle equipped with the battery pack through high buffering function and delay in the spread of fire.

Description

세이프티 패드 그리고, 이를 구비하는 배터리셀 및 배터리모듈{ Safety pad, battery cell and battery module having the same}Safety pad and battery cell and battery module having the same {Safety pad, battery cell and battery module having the same}

본 발명은 배터리 셀 및 배터리 모듈을 충격으로부터 보호하면서 화재 발생 시 소화물질에 의해 화재 확산을 지연시킬 수 있는 세이프티 패드와 이를 구비하는 배터리셀 및 배터리모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a safety pad that can protect battery cells and battery modules from impact and delay the spread of fire by extinguishing substances in the event of a fire, and a battery cell and battery module equipped with the same.

배터리 셀(Cell)은 전기에너지를 충/방전하여 사용할 수 있는 리튬이온 배터리의 기본 단위로 양극재, 음극재, 분리막, 전해액을 알루미늄 케이스에 수용하여 형성된다. A battery cell is the basic unit of a lithium-ion battery that can be used to charge/discharge electrical energy and is formed by housing an anode material, a cathode material, a separator, and an electrolyte in an aluminum case.

그리고, 상기와 같이 구성되는 배터리 셀을 외부의 충격과 열, 진동 등으로부터 보호하기 위해 배터리 모듈(Module)이 구성되며, 상기 배터리 모듈은 일정한 개수의 배터리 셀을 프레임에 수용하여 형성되는 조립체(Assembly)로 구성된다.In addition, a battery module is constructed to protect the battery cells configured as above from external shock, heat, vibration, etc., and the battery module is an assembly formed by accommodating a certain number of battery cells in a frame. ) is composed of.

또한, 상기와 같이 구성되는 배터리 모듈은 제어시스템과 냉각시스템 등이 포함된 배터리 팩(Pack) 형태로 구성되어 전기자동차와 같은 최종 시스템에 전원공급을 위한 에너지원으로 장착되어 운용되고 있다. In addition, the battery module configured as above is configured in the form of a battery pack that includes a control system and a cooling system, and is installed and operated as an energy source for power supply to a final system such as an electric vehicle.

한편, 전기자동차에 적용되는 배터리 모듈의 경우 고에너지 밀도화를 구현하면서 충전시 발생되는 발열에 의해 팽창하고, 방전에 수반하여 수축된다. Meanwhile, in the case of battery modules applied to electric vehicles, while realizing high energy density, they expand due to heat generated during charging and contract during discharging.

따라서, 배터리 모듈을 구성하는 각 배터리 셀 사이에는 이와 같은 팽창과 수축에 대응하기 위한 완충수단이 더 구비되고 있다.Accordingly, a buffering means is further provided between each battery cell constituting the battery module to cope with such expansion and contraction.

일 예로 일본공개특허 2020-004556A“전지 모듈용 완충 시트”에는 완충시트를 이용한 전지 모듈의 완충구조가 게시된다. For example, Japanese Patent Publication No. 2020-004556A “Buffering sheet for battery module” discloses a buffering structure for a battery module using a buffering sheet.

도 1 에는 종래 기술에 따른 전지 모듈용 완충 시트의 완충 구조를 위한 도면이 도시된다. Figure 1 shows a diagram for the cushioning structure of a cushioning sheet for a battery module according to the prior art.

도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀 적층체(12)와 상기 적층체를 구속하는 구속 부재(13a, 13b)로 구성되며, 전지 셀(11)의 대상면(11a)과 구속부재 사이 또는 인접하는 전지 셀의 대상면(11a) 사이에 완충 시트(14)가 개재되어 충전 시 전지 셀(11)의 탄성 지지와 함께 방전시 반력이 제공될 수 있도록 완충구조가 형성된다.Referring to the drawing, a battery module according to the prior art is composed of a plurality of battery cell stacks 12 and restraining members 13a and 13b for restraining the stack, and the target surface 11a of the battery cells 11 A cushioning sheet 14 is interposed between the restraining member or the target surface 11a of an adjacent battery cell to form a buffering structure so that a reaction force can be provided during discharging along with elastic support of the battery cell 11 during charging. .

하지만, 종래 기술에 따른 상기 완충 시트(14)는 베이스부(21)와 사다리꼴 형상의 돌기부(22)를 포함하도록 구성되어 구조적 완충이 가능한 반면, 돌기부(22)의 형상이 차지하는 부피로 인하여 배터리 모듈의 전체 체적이 증가하게 되는 문제점을 가진다. However, while the cushioning sheet 14 according to the prior art is configured to include a base portion 21 and a trapezoidal protrusion 22 to provide structural cushioning, the battery module There is a problem in that the overall volume increases.

한편, 배터리 모듈을 구성하는 전지 셀은 과충전 또는 전기적/물리적인 충격에 의해 과열되는 경우가 빈번하고, 이와 같은 과열은 배터리 모듈 내부에서 발화되어 전기자동차의 화재 사고로 이어질 수 있는 문제점을 가진다. Meanwhile, the battery cells that make up the battery module are frequently overheated due to overcharging or electrical/physical shock, and such overheating can ignite inside the battery module, leading to a fire accident in the electric vehicle.

따라서, 전기자동차에 설치되는 배터리팩의 경우에는 배터리 모듈을 냉각시키기 위한 냉각장치와 충방전 제어를 위한 제어장치를 포함하도록 구성되어 배터리 모듈의 과열을 방지하고는 있으나, 배터리 모듈 내부에서 발화가 발생할 경우 이에 대한 조치는 이루어지지 못하는 문제점을 가진다. Therefore, in the case of a battery pack installed in an electric vehicle, it is configured to include a cooling device to cool the battery module and a control device for charge and discharge control to prevent overheating of the battery module, but there is a risk of ignition occurring inside the battery module. In this case, there is a problem in that no action can be taken.

JPJ.P. 2020-004556 2020-004556 AA JPJ.P. 6724552 6724552 B2B2 JPJ.P. 6277987 6277987 B2B2 JPJ.P. 5122898 5122898 B2B2

본 발명의 목적은 배터리 셀의 팽창과 수축에 대응하여 완충기능을 제공하면서 배터리 셀 발화시 화재를 지연시키거나 소화시킬 수 있는 세이프티 패드를 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide a safety pad that can delay or extinguish a fire when a battery cell ignites while providing a cushioning function in response to expansion and contraction of the battery cell.

본 발명의 다른 목적은 배터리 모듈의 체적 증가를 줄일 수 있는 세이프티 패드 및 상기 세이프티 패드를 포함하는 배터리 셀 및 상기 배터리 셀을 복수개 수용하여 구성되는 배터리 모듈을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a safety pad that can reduce the increase in volume of the battery module, a battery cell including the safety pad, and a battery module configured to accommodate a plurality of the battery cells.

본 발명에 따른 세이프티 패드는 베이스 레이어(Base layer)와, 고분자 조성물 및 소화약제가 혼합된 혼합재료가 롤-투-롤 방식으로 공급되는 상기 베이스 레이어에 도포되고, 도포된 혼합재료가 가열드럼 및 쿨링롤을 경유하면서 경화되어 형성되는 세이프티 버퍼 레이어(Safety buffer layer) 및 상기 베이스 레이어에 형성된 세이프티 버퍼 레이어가 롤-투-롤 방식으로 이송되면서 오염방지 물질이 도포되고 UV 램프 및 오븐을 경유하면서 경화되어 형성되는 코티드 레이어(Coated layer)를 포함하며, 상기 고분자 조성물은 폴리올에터(Polyol-ether), 폴리올락톤(Polyol-lactone), 가교제, 촉매, 정포제, 충전제(Filler), 안료, 발포제 및 경화제를 포함하여 구성되고, 상기 소화약제는 탄산수소나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 인산암모늄(ammonium phosphate), 할로겐계(halogen)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 고밀도 시트로 형성되고, 권취롤에 권취되어 포장 및 보관 후 요구되는 길이만큼 재단되어 사용 가능한 것을 특징으로 한다. The safety pad according to the present invention is applied to the base layer, where a base layer and a mixed material containing a polymer composition and a fire extinguishing agent are supplied in a roll-to-roll manner, and the applied mixed material is applied to a heating drum and The safety buffer layer, which is formed by curing through a cooling roll, and the safety buffer layer formed on the base layer are transferred in a roll-to-roll manner, and an anti-pollution material is applied and cured through a UV lamp and oven. It includes a coated layer formed by, and the polymer composition includes polyol-ether, polyol-lactone, crosslinking agent, catalyst, foam stabilizer, filler, pigment, and foaming agent. and a hardener, wherein the fire extinguishing agent includes at least one selected from the group consisting of sodium hydrogen carbonate, ammonium phosphate, and halogen, and is formed into a high-density sheet and wound. It is wound on a roll and can be cut to the required length after packaging and storage.

상기 오염방지 물질은 스테아르산아연(zinc stearate), 탤크(talc), 탄산마그네슘(magnesium carbonate) 중에서 선택된 1종 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다. The anti-pollution material is characterized in that it is formed of one or more types selected from zinc stearate, talc, and magnesium carbonate.

상기 소화약제는 고분자 물질과 함께 코어-쉘 구조로 마이크로 캡슐화되어 상기 고분자 조성물과 혼합되는 것을 특징으로 한다.The fire extinguishing agent is characterized in that it is microencapsulated in a core-shell structure with a polymer material and mixed with the polymer composition.

상기 폴리올에터(Polyol-ether) 및 폴리올락톤(Polyol-lactone)은 마스터배치(Match Batch, M/B) 형태로 믹싱되어 액상의 혼합재료로 형성되되, 상기 폴리올에터는 폴리올락톤의 3배 이상 투입되는 것을 특징으로 한다.The polyol-ether and polyol-lactone are mixed in the form of a masterbatch (M/B) to form a liquid mixed material, and the polyol-ether is more than three times the amount of polyolactone. It is characterized by being input.

상기 혼합재료가 베이스 레이어 상측에 도포된 이후에는 평활도 개선을 위한 폴리에틸렌(polyethylene) 필름이 추가 공급되고, 상기 폴리에틸렌 필름은 상기 쿨링롤 통과 이후 필링롤을 이용하여 제거되는 것을 특징으로 한다.After the mixed material is applied on the base layer, a polyethylene film is additionally supplied to improve smoothness, and the polyethylene film is removed using a peeling roll after passing the cooling roll.

본 발명에 따른 배터리 셀은 상기와 같은 특징 중 어느 하나를 가지는 세이프티 패드가 일측에 구비되는 것을 한다. The battery cell according to the present invention is provided on one side with a safety pad having any one of the above features.

본 발명에 따른 배터리 모듈은 상측이 개구되며 내부에 소정 공간이 형성되는 프레임과, 상기 프레임의 상측을 차폐하는 커버 및 상기 프레임 내부의 소정 공간에 수용되는 복수의 배터리 셀을 포함하며, 상기 복수의 배터리 셀 사이 및 가장 외측에 구비되는 배터리 셀의 다른 일면과 상기 프레임 사이에는 상기와 같은 특징 중 어느 하나를 가지는 세이프티 패드가 구비되는 것을 특징으로 한다.The battery module according to the present invention includes a frame that is open at the top and has a predetermined space therein, a cover that shields the upper side of the frame, and a plurality of battery cells accommodated in a predetermined space inside the frame, and the plurality of battery cells are accommodated in a predetermined space inside the frame. A safety pad having any one of the above features is provided between the battery cells and between the other surface of the outermost battery cell and the frame.

본 발명에 따른 세이프티 패드를 구성하는 세이프티 버퍼 레이어는 FD(Field Density) 200 내지 300 고밀도 폴리우레탄 폼에 소화약제가 포함된 형태로 구성됨에 따라 충격흡수는 물론 높은 기밀성을 가지며, 화재 발생 시 화재 확산을 지연시킬 수 있다.The safety buffer layer constituting the safety pad according to the present invention is composed of high-density polyurethane foam with a field density of FD (Field Density) of 200 to 300 and a fire extinguishing agent, so it has not only shock absorption but also high airtightness and prevents fire from spreading in the event of a fire. can be delayed.

따라서, 본 발명에 따른 세이프티 패드가 적용된 전기자동차 배터리 모듈은 운행 중 배터리 모듈의 기밀 유지 및 우수한 완충 기능을 수행하며, 배터리 과열로 인한 화재 발생 시에는 화재 확산을 지연시켜 운전자 및 탑승자의 대피 시간을 확보할 수 있는 이점을 가진다. Therefore, the electric vehicle battery module to which the safety pad according to the present invention is applied maintains the airtightness of the battery module during operation and performs an excellent buffering function, and in the event of a fire due to battery overheating, it delays the spread of the fire, shortening the evacuation time of the driver and passengers. There are advantages that can be secured.

또한, 본 발명에 따른 세이프티 패드는 고밀도 폴리우레탄 폼의 내부에 코어-쉘 구조의 소화약제를 포함시켜 세이프티 버퍼층으로 형성함에 따라 두께가 얇은 패드 형태로 형성될 수 있다. In addition, the safety pad according to the present invention can be formed in the form of a pad with a thin thickness by including a core-shell structure fire extinguishing agent inside the high-density polyurethane foam to form a safety buffer layer.

따라서, 배터리 모듈 형성 시 보다 컴팩트한 구조 설계가 가능하며, 이로 인해 배터리 모듈의 체적을 줄일 수 있는 이점을 가진다. Therefore, a more compact structural design is possible when forming a battery module, which has the advantage of reducing the volume of the battery module.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 세이프티 패드는 세이프티 버퍼층을 복수 층으로 형성하여 단계적 화재 지연이 이루어질 수 있다. In addition, the safety pad according to the present invention forms a safety buffer layer in multiple layers, so that step-by-step fire delay can be achieved.

즉, 본 발명에 따른 세이프티 패드는 베이스 레이어의 상측에 고밀도 폴리우레탄과 소화약제가 혼합된 하나의 세이프티 버퍼 레이어가 형성되어 완충 및 화재 확산 지연 기능이 발현되고, 그 상측으로 오염방지 조성물과 소화약제 조성물이 혼합된 다른 하나의 세이프티 버퍼 레이어가 형성되어 오염물질의 점착을 방지하면서 화재 확산 지연 기능이 발현될 수 있다. That is, in the safety pad according to the present invention, a safety buffer layer containing a mixture of high-density polyurethane and a fire extinguishing agent is formed on the upper side of the base layer to exhibit buffering and fire spread delay functions, and an anti-pollution composition and a fire extinguishing agent are placed on the upper side of the safety pad. Another safety buffer layer mixed with the composition is formed, preventing adhesion of contaminants and performing a function of delaying the spread of fire.

도 1 은 종래 기술에 따른 전지 모듈용 완충 시트의 완충 구조를 보이기 위한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 세이프티 패드의 일 실시 예를 보인 도면.
도 3 은 도 2 의 A-A'부 단면에 따른 층상구조를 개략적으로 보이기 위한 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 세이프티 패드 제조공정의 일 실시 예를 보인 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 세이프티 패드 제조설비의 일 실시 예를 보인 도면.
도 6 은 본 발명에 따른 세이프티 패드가 적용된 배터리 셀의 일 실시 예를 보인 도면.
도 7 은 본 발명에 따른 세이프티 패드가 적용된 배터리 모듈의 일실시 예를 개략적으로 보인 도면.
도 8 은 본 발명에 따른 세이프티 패드의 다른 실시 예를 보인 도면.
도 9 는 도 8의 실시 예에 따른 세이프티 패드 제조공정을 보인 도면.
도 10 은 본 발명에 따른 세이프티 패드의 또 다른 실시 예를 보인 도면.
도 11 은 도 10의 실시 예에 따른 세이프티 패드 제조공정을 보인 도면.
Figure 1 is a diagram showing the cushioning structure of a cushioning sheet for a battery module according to the prior art.
Figure 2 is a diagram showing an embodiment of a safety pad according to the present invention.
FIG. 3 is a view schematically showing the layered structure along the cross-section along section A-A' of FIG. 2.
Figure 4 is a diagram showing an embodiment of the safety pad manufacturing process according to the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a safety pad manufacturing facility according to the present invention.
Figure 6 is a diagram showing an embodiment of a battery cell to which a safety pad according to the present invention is applied.
Figure 7 is a diagram schematically showing an example of a battery module to which a safety pad according to the present invention is applied.
Figure 8 is a diagram showing another embodiment of a safety pad according to the present invention.
Figure 9 is a diagram showing the safety pad manufacturing process according to the embodiment of Figure 8.
Figure 10 is a diagram showing another embodiment of a safety pad according to the present invention.
Figure 11 is a diagram showing the safety pad manufacturing process according to the embodiment of Figure 10.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings FIGS. 2 to 11. Meanwhile, in the drawings and detailed descriptions, illustrations and references to structures and operations that can be easily understood by those in the field are simplified or omitted. In particular, in the illustrations and detailed descriptions of the drawings, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and operations of elements that are not directly related to the technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly shown or described. did.

도 2 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되고, 도 3 에는 도 2 의 A-A'부 단면에 따른 층상구조를 개략적으로 보이기 위한 도면이 도시된다. 그리고, 도 4 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드 제조공정의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되며, 도 5 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드 제조설비의 일 실시 예를 보인 도면이 도시된다. FIG. 2 is a drawing showing an embodiment of the safety pad according to the present invention, and FIG. 3 is a drawing schematically showing the layered structure along the cross-section of part A-A' of FIG. 2. Additionally, Figure 4 shows a diagram showing an example of the safety pad manufacturing process according to the present invention, and Figure 5 shows a diagram showing an example of the safety pad manufacturing facility according to the present invention.

이들 도면을 참조하면, 우선, 본 발명에 따른 세이프티 패드(100)는 배터리 셀의 일측에 구비되어 탄성 및 기밀성을 제공하면서 화재 발생 시 화재 확산을 지연시킨다. Referring to these drawings, first, the safety pad 100 according to the present invention is provided on one side of the battery cell to provide elasticity and airtightness while delaying the spread of fire in the event of a fire.

이를 위해 상기 세이프티 패드(100)는 폴리에틸렌 필름(polyethylene film)으로 구성되는 베이스 레이어(Base layer, 120)와, 상기 베이스 레이어(120)의 상측에서 고분자 조성물을 이용하여 형성되는 세이프티 버퍼 레이어(Safety buffer layer, 140) 및 상기 세이프티 버퍼 레이어(140)의 상측에서 오염방지를 위해 형성되는 코티드 레이어(Coated layer, 160)를 포함하여 구성된다. To this end, the safety pad 100 includes a base layer (120) made of polyethylene film, and a safety buffer layer (Safety buffer) formed on the upper side of the base layer (120) using a polymer composition. layer 140) and a coated layer 160 formed on the upper side of the safety buffer layer 140 to prevent contamination.

상기 베이스 레이어(120)는 기성 폴리에틸렌 필름을 활용할 수 있으며, 롤(Roll)-투(to)-롤(Roll) 방식으로 상기 세이프티 버퍼 레이어(140)의 코팅을 위해 공급된다. The base layer 120 can utilize a ready-made polyethylene film, and is supplied for coating the safety buffer layer 140 using a roll-to-roll method.

상기 세이프티 버퍼 레이어(140)는 상기와 같이 공급되는 베이스 레이어(120)의 상측에 고밀도의 고분자 조성물 및 소화약제를 혼합한 층으로 형성된다.The safety buffer layer 140 is formed as a mixture of a high-density polymer composition and a fire extinguishing agent on the upper side of the base layer 120 supplied as described above.

상세히, 상기 고분자 조성물은 폴리올에터(Polyol-ether), 폴리올락톤(Polyol-lactone), 가교제, 촉매, 정포제, 충전제(Filler), 안료, 발포제 및 경화제를 포함하여 구성된다. In detail, the polymer composition includes polyol-ether, polyol-lactone, crosslinking agent, catalyst, foam stabilizer, filler, pigment, foaming agent, and curing agent.

상기 폴리올에터(Polyol-ether) 및 폴리올락톤(Polyol-lactone)은 마스터배치(Match Batch, M/B) 형태로 믹싱되어 액상의 혼합재료로 형성되고 폴리올에터는 폴리올락톤의 3배 이상 투입된다. The polyol-ether and polyol-lactone are mixed in the form of a masterbatch (M/B) to form a liquid mixed material, and the polyol-ether is added at least three times the amount of polyolactone. .

상기 충전제는 탄산칼슘(CaCO3)이 적용될 수 있으며, 발포제는 아질소(N2) 가스가 적용될 수 있고, 경화제는 이소시아네이트(Isocyanate)가 적용될 수 있다. The filler may be calcium carbonate (CaCO 3 ), the foaming agent may be nitrous (N2) gas, and the curing agent may be isocyanate.

또한, 상기 소화약제는 탄산수소나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 인산암모늄(ammonium phosphate), 할로겐계(halogen)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 형성된다. In addition, the fire extinguishing agent is formed by containing at least one selected from the group consisting of sodium hydrogen carbonate, ammonium phosphate, and halogen.

일 예로, 상기 소화약제는 1,1,1,2,2-Pentafluoroethane (CF3CF2H, HFC-125), 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계 케톤 화합물, dodecafluoro-2-methylpentan-3-one(FK-5-1-12, CF3CF2C(O)CF(CF3)2)), 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane(CHClFCF3, HCFC-124), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3-온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2) 군으로부터 선택된 1종 이상을 충진한 마이크로캡슐 형태로 구성될 수 있다.As an example, the fire extinguishing agent is 1,1,1,2,2-Pentafluoroethane (CF 3 CF 2 H, HFC-125), 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane (CF 3 CHFCF 3 ), Chlorotetrafluoroethane (CHClFCF 3 ), fluorochemical ketone compound, dodecafluoro-2-methylpentan-3-one (FK-5-1-12, CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 )), 1 -chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C 2 HClF 4 ), 2-chloro-1,1,1,1,2-tetrafluoroethane(CHClFCF 3 , HCFC-124), decafluorocyclohexanone (perfluoroethane (cyclohexanone), CF 3 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 (-1,1,1,2,4,4,5,5,5-nonafluoro-2-trifluoromethyl -butan-3 one), (CF 3 ) 2 CFC(O)CF(CF 3 ) 2 (-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-octafluoro -2,4,-bis(trifluoromethyl)pentan-3-one), CF 3 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 , CF 3 C(O)CF(CF 3 ) 2 , 1, 1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-hexadodecafluorooctane-2-one (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 C(O)CF 3 ), 1,1,1,3,4,4,4,-heptafluoro-3-trifluoromethylbutan-2-one (CF 3 C(O)CF (CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,4,4,5,5,-octafluoro-2-trifluoromethylpentan-3-one (HCF 2 CF 2 C(O)CF( CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-undecafluoro-2-trifluoromethylhexan-3-one (CF 3 CF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1-chloro-,1,1,3,4,4,4-hexafluoro-3-trifluoromethyl-butan-2-one ((CF 3 ) 2 CFC(O)CF 2 CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluorohexan-3-one (CF 3 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 ), 1,1,1,5,5,5,-hexafluoropentane-2-4-dione (CF 3 C(O)CH 2 C(O)CF 3 ), 1,1,1,2,5,6,6,6-octafluoro-2,5-bis(trifluoromethyl)hexane-3,4-dione ((CF 3 ) 2 CFC(O) C(O)C(O)CF(CF 3 ) 2 ), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-tetradecafluoroheptane -4-one (CF 3 CF 2 CF 2 C(O)CF 2 CF 2 CF 3 ), 1,1,1,3,3,4,4,4-octafluorobutal-2-one (CF 3 C(O)CF 2 CF 3 ), 1,1,2,2,4,5,5,5-octafluoro-1-trifluoromethoxy-4-trifluoromethylpentan-3-one (CF 3 OCF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ) and 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-tridecafluoro-2 -Trifluoromethylheptan-3-one (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 C(O)CF(CF 3 ) 2 ) It may be in the form of a microcapsule filled with one or more selected from the group.

즉, 상기 소화약제는 고분자 물질과 함께 코어-쉘 구조로 마이크로 캡슐화되어 상기 고분자 조성물에 혼합될 수 있다. That is, the fire extinguishing agent may be microencapsulated in a core-shell structure together with a polymer material and mixed into the polymer composition.

한편, 상기와 같이 고분자 조성물과 소화약제를 교반하여 형성되는 액상의 혼합재료는 롤-투-롤 방식으로 공급되는 베이스 레이어(120)에 도포된 이후 세이프티 버퍼 레이어(140)로 형성된다. Meanwhile, the liquid mixed material formed by stirring the polymer composition and the fire extinguishing agent as described above is applied to the base layer 120 supplied in a roll-to-roll method and then formed as the safety buffer layer 140.

그리고, 상기 세이프티 버퍼 레이어(140)의 상측에는 오염물질의 점착을 방지하기 위한 오염방지물질이 도포되어 코티드 레이어(160)를 형성함으로써 완충 기능 및 화재확산 지연 기능의 세이프티 패드(100)가 형성된다. In addition, an anti-pollution material is applied to the upper side of the safety buffer layer 140 to prevent adhesion of contaminants to form a coated layer 160, thereby forming a safety pad 100 with a buffer function and a fire spread delay function. do.

이하에서는 상기와 같은 세이프티 패드(100)의 형성을 위한 제조설비의 일 실시 예와 함께 보다 상세한 제조 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, a more detailed manufacturing process will be described along with an example of manufacturing equipment for forming the safety pad 100 as described above.

도 5 를 참조하면, 상기 고분자 조성물과 소화약제는 믹서(710)에 수용되어 액상의 혼합재료로 교반되며, 이질소(N2) 가스를 함께 공급하면서 밀도를 조정한다.Referring to Figure 5, the polymer composition and fire extinguishing agent are contained in a mixer 710 and stirred into a liquid mixed material, and the density is adjusted while supplying dinitrogen (N 2 ) gas.

그리고, 상기 믹서(710)에 수용된 혼합재료는 제1피이티롤(730)과 이송롤러(740)에 의해 일방향으로 공급되는 베이스 레이어(120)에 콤마코터(760)를 이용하여 도포된다.And, the mixed material contained in the mixer 710 is applied to the base layer 120 supplied in one direction by the first PT roll 730 and the transfer roller 740 using a comma coater 760.

상기와 같이 베이스 레이어(120)에 도포된 혼합재료는 오븐(810)과 가열드럼(820) 쿨링롤(830)을 경유하면서 경화되어 세이프티 버퍼 레이어(140)로 형성된다. The mixed material applied to the base layer 120 as described above is cured while passing through the oven 810, the heating drum 820, and the cooling roll 830 to form the safety buffer layer 140.

한편, 상기 혼합재료를 베이스 레이어(120) 상측에 도포한 이후에는 평활도 개선을 위해 폴리에틸렌(polyethylene) 필름이 추가 공급될 수 있다. Meanwhile, after the mixed material is applied on the base layer 120, an additional polyethylene film may be supplied to improve smoothness.

이를 위해 상기 콤마코터(760)와 오븐(810) 사이에는 제2피이티롤(860)이 더 구비되어 도포된 혼합재료 층의 상측에 폴리에틸렌 필름 보호층이 추가 형성될 수 있으며, 쿨링롤(860)을 통과한 이후에는 필링롤(860)을 이용하여 폴리에틸렌 필름 보호층이 제거 될 수 있다.For this purpose, a second PT roll 860 is further provided between the comma coater 760 and the oven 810, so that a polyethylene film protective layer can be additionally formed on the upper side of the applied mixed material layer, and a cooling roll 860 After passing through, the polyethylene film protective layer can be removed using the peeling roll 860.

상기 세이프티 버퍼 레이어(140)가 형성된 베이스 레이어(120)는 이송롤러(840)에 의해 이송되면서 오염방지 물질이 도포되며, 상기 오염방지 물질은 스테아르산아연(zinc stearate), 탤크(talc), 탄산마그네슘(magnesium carbonate) 중에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다. The base layer 120 on which the safety buffer layer 140 is formed is transferred by a transfer roller 840 and applied with an anti-pollution material. The anti-pollution material is zinc stearate, talc, and carbonic acid. It may be formed of one or more types selected from magnesium (magnesium carbonate).

본 실시 예에서 상기 오염방지 물질은 메쉬롤(912)과 닥터 블레이드(914)를 이용한 그라비아 코팅 방식으로 도포될 수 있으며, 오염방지 물질이 도포된 베이스 레이어(120)는 이송롤러(940)에 의해 UV 램프(920)가 수용된 챔버 및 오븐(930)을 순차적으로 경유하면서 경화되어 오염방지 기능의 코티드 레이어(160)를 포함한 세이프티 패드(100)가 제조된다. In this embodiment, the anti-pollution material can be applied by gravure coating using a mesh roll 912 and a doctor blade 914, and the base layer 120 onto which the anti-pollution material is applied is applied by a transfer roller 940. The safety pad 100 including the coated layer 160 with an anti-contamination function is manufactured by curing it sequentially through a chamber containing a UV lamp 920 and an oven 930.

그리고, 상기 세이프티 패드(100)는 커터(950)에 의해 일정길이로 절단된 이후 권취롤(960)에 권취되어 포장 및 보관될 수 있으며, 필요 시 요구되는 길이만큼 제단하여 사용될 수 있다. In addition, the safety pad 100 can be cut to a certain length by a cutter 950 and then wound on a winding roll 960 to be packaged and stored. When necessary, it can be cut to a required length and used.

한편, 상기와 같이 제조된 세이프티 패드(100)는 고밀도 시트로 제조되어 1 ㎡ 기준 3T(3mm)를 기준으로 FD(Field Density) 200 내지 300 수준의 고밀도 특성을 가지며, 이로 인해 고에너지 완충은 물론 높은 복원률로 인한 기밀성 및 치수 안정성을 가질 수 있다. Meanwhile, the safety pad 100 manufactured as described above is made of a high-density sheet and has high-density characteristics of FD (Field Density) 200 to 300 based on 3T (3 mm) per 1 m2, which provides high energy buffering as well as It can have airtightness and dimensional stability due to its high recovery rate.

그리고, 상기와 같은 특성의 세이프티 패드(100)는 배터리 셀(300)의 일면에 구비되어 베터리 셀(300)의 팽창 및 수축 시 완충 기능이 제공될 수 있다. In addition, the safety pad 100 with the above characteristics may be provided on one side of the battery cell 300 to provide a cushioning function when the battery cell 300 expands and contracts.

도 6 은 본 발명에 따른 세이프티 패드가 적용된 배터리 셀의 일 실시 예를 보인 도면으로, 상기 세이프티 패드(100)는 배터리 셀(300)을 구성하는 케이스(320)의 일면에 부착된 형태로 적용될 수 있다. Figure 6 is a diagram showing an embodiment of a battery cell to which a safety pad according to the present invention is applied. The safety pad 100 can be applied in a form attached to one surface of the case 320 constituting the battery cell 300. there is.

이를 위해 상기 세이프티 패드(100)의 일면에는 점착층이 더 부가되거나 접착제 등이 추가 도포되어 접합될 수 있으며, 세이프티 패드(100)는 상기 케이스(320)의 일면과 대응되는 크기로 재단되어 부착될 수 있다. To this end, an adhesive layer may be added to one side of the safety pad 100 or an adhesive may be additionally applied and bonded, and the safety pad 100 may be cut to a size corresponding to one side of the case 320 and attached. You can.

한편, 상기와 같이 구성되는 배터리 셀(300)은 프레임(520) 내부에 복수개 배열되어 외부충격과 열, 진동 등으로부터 보호될 수 있도록 배터리 모듈(500)로 형성될 수 있다. Meanwhile, a plurality of battery cells 300 configured as above may be arranged inside the frame 520 to form a battery module 500 to be protected from external shock, heat, vibration, etc.

도 7 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드가 적용된 배터리 모듈의 일실시 예를 보인 도면이 도시된다.Figure 7 shows a diagram showing an example of a battery module to which a safety pad according to the present invention is applied.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 셀(300)은 일면에 세이프티 패드(100)가 부착된 상태로 프레임(520) 내부에 일방향 정렬 배치되어 배터리 셀(300)과 배터리 셀(300) 사이에 세이프티 패드(100)가 위치된다. Referring to the drawing, the battery cell 300 according to the present invention is arranged in one direction inside the frame 520 with the safety pad 100 attached to one side, so that the battery cell 300 is positioned between the battery cells 300 and the battery cell 300. Safety pad 100 is positioned.

그리고, 상기 세이프티 패드(100)는 가장 외각에 구비되는 배터리 셀(300)의 다른 일측에서 프레임(520)과 베터리 셀(300) 사이에 더 구비되며, 복수의 배터리 셀(300)이 수용된 프레임(520)의 상측은 커버(540)로 차폐되어 배터리 모듈(500)이 구성된다. In addition, the safety pad 100 is further provided between the frame 520 and the battery cell 300 on the other side of the outermost battery cell 300, and is provided as a frame ( The upper side of 520 is shielded with a cover 540 to form a battery module 500.

상기와 같이 구성되는 배터리 모듈(500)은 각각의 배터리 셀(300)이 세이프티 패드(100)에 의해 기밀이 유지되고, 외부 충격이나 팽창 및 수축 시 완충될 수 있다. In the battery module 500 configured as above, each battery cell 300 is kept airtight by the safety pad 100 and can be cushioned in the event of external impact or expansion and contraction.

또한, 배터리 셀(300) 및 프레임(520) 사이에 각각 개재되는 세이프티 패드(100)는 화재 발생 시 융해되며 내부에 구비되는 소화약제가 작용하여 화재 확산을 지연시키거나 소화시킬 수 있다.In addition, the safety pad 100 interposed between the battery cell 300 and the frame 520 melts when a fire occurs, and the fire extinguishing agent provided therein acts to delay or extinguish the spread of the fire.

한편, 도 8 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드의 다른 실시 예를 보인 도면이 도시되고, 도 9 에는 도 8의 실시 예에 따른 세이프티 패드의 제조공정을 보인 도면이 도시된다. Meanwhile, FIG. 8 shows a drawing showing another embodiment of the safety pad according to the present invention, and FIG. 9 shows a drawing showing the manufacturing process of the safety pad according to the embodiment of FIG. 8.

이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 세이프티 패드(100)는 화재 확산 지연을 위한 제1 세이프티 버퍼 레이어(142)와 완충 기능을 위한 제2 세이프티 버퍼 레이어(144)가 구분 형성된다. Referring to these drawings, the safety pad 100 according to this embodiment is separately formed with a first safety buffer layer 142 for delaying the spread of fire and a second safety buffer layer 144 for a buffering function.

상세히, 본 실시 예에 따른 세이프티 패드(100)는 전술한 실시 예와 같이 폴리에틸렌 필름으로 형성되는 베이스 레이어(120)가 롤-투-롤 방식으로 공급되고, 상기 베이스 레이어(120)의 상측에 소화약제가 도포된 이후 경화되어 소화약제층인 제1 세이프티 버퍼 레이어(142)로 형성된다.In detail, the safety pad 100 according to the present embodiment is supplied with a base layer 120 formed of a polyethylene film in a roll-to-roll manner as in the above-described embodiment, and a fire extinguisher is placed on the upper side of the base layer 120. After the chemical is applied, it hardens to form the first safety buffer layer 142, which is a fire extinguishing agent layer.

그리고, 상기와 같이 형성된 제1 세이프티 버퍼 레이어(142)의 상측으로 전술한 실시예와 동일한 고분자 조성물을 콤마 코터(Comma Coater, 760)를 이용하여 도포하고, 가열 경화시켜 폼 시트 형태의 제2 세이프티 버퍼 레이어(144)가 형성된다. Then, the same polymer composition as in the above-described embodiment was applied to the upper side of the first safety buffer layer 142 formed as above using a comma coater (760) and heat-cured to form a second safety buffer layer in the form of a foam sheet. A buffer layer 144 is formed.

또한, 상기와 같이 폼 시트 형태로 형성된 제2 세이프티 버퍼 레이어(144)의 표면에는 전술한 바와 같이 오염방지 물질이 도포되고, UV 및 가열을 통해 경화시켜 오염물질의 점착을 방지하기 위한 코티드 레이어(160)가 형성된다. In addition, an anti-pollution material is applied to the surface of the second safety buffer layer 144, which is formed in the form of a foam sheet as described above, and is cured through UV and heating to form a coated layer to prevent adhesion of contaminants. (160) is formed.

한편, 도 10 에는 본 발명에 따른 세이프티 패드의 또 다른 실시 예를 보인 도면이 도시되고, 도 11 에는 도 10의 실시 예에 따른 세이프티 패드 제조공정을 보인 도면이 도시된다. Meanwhile, FIG. 10 shows a diagram showing another embodiment of the safety pad according to the present invention, and FIG. 11 shows a diagram showing the safety pad manufacturing process according to the embodiment of FIG. 10.

이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 세이프티 패드(100)는 화재 확산 지연이 순차적으로 이루어질 수 있도록 완충 및 화재확산 지연을 위한 제3 세이프티 버퍼 레이어(Third Safety buffer layer, 146)와, 오염방지 및 화재확산 지연을 위한 제4 세이프티 버퍼 레이어(Fourth Safety buffer layer,148)가 구분 형성된다. Referring to these drawings, the safety pad 100 according to the present embodiment includes a third safety buffer layer (Third Safety buffer layer 146) for buffering and delaying the spread of the fire so that the delay in the spread of the fire can be sequentially achieved, and a third safety buffer layer (146) for preventing contamination. And a fourth safety buffer layer (148) is separately formed to delay the spread of fire.

상세히, 본 실시 예에 따른 세이프티 패드(100)는 전술한 실시 예와 같이 폴리에틸렌 필름으로 형성되는 베이스 레이어(120)가 롤-투-롤 방식으로 공급되고, 상기 베이스 레이어(120)의 상측에 고분자 조성물과 소화약제가 혼합되어 도포된 이후 경화되어 완충 및 화재확산 지연 기능의 제3 세이프티 버퍼 레이어(146)로 형성된다.In detail, the safety pad 100 according to the present embodiment is supplied with a base layer 120 formed of a polyethylene film in a roll-to-roll manner, as in the above-described embodiment, and a polymer layer is placed on the upper side of the base layer 120. After the composition and fire extinguishing agent are mixed and applied, they are cured to form a third safety buffer layer 146 with a buffering and fire-spreading function.

그리고, 상기와 같이 형성된 제3 세이프티 버퍼 레이어(146)의 상측으로 오염방지 물질과 소화약제가 혼합되어 도포되며, UV 및 가열을 통해 경화시켜 오염물질 점착 방지 및 화재확산 지연 기능의 제4 세이프티 버퍼 레이어(148)가 형성된다.Then, a mixture of anti-pollution material and fire extinguishing agent is applied to the upper side of the third safety buffer layer 146 formed as described above, and is cured through UV and heating to form a fourth safety buffer that prevents adhesion of contaminants and delays the spread of fire. A layer 148 is formed.

한편, 상기 제3세이프티 버퍼 레이어(146)와 제4 세이프티 버퍼 레이어(148)에 투입되는 소화약제는 서로 다른 비중으로 투입될 수 있으며, 최 외곽층을 형성하여 화재확산을 1차적으로 지연할 수 있는 제4 세이프티 버퍼 레이어(148)에 상대적으로 많은 비중의 소화약제를 투입하고, 화재 확산의 2차 지연 및 완충 및 기밀 기능을 위한 제3 세이프티 버퍼 레이어(146)에는 소화약제의 투입 비중을 줄일 수 있다. Meanwhile, the fire extinguishing agent injected into the third safety buffer layer 146 and the fourth safety buffer layer 148 may be injected at different proportions, and can primarily delay the spread of fire by forming an outermost layer. A relatively large proportion of fire extinguishing agent is injected into the fourth safety buffer layer 148, and the proportion of fire extinguishing agent is reduced in the third safety buffer layer 146 for secondary delay of fire spread and buffering and airtight functions. You can.

100.......... 세이프티 패드 120.......... 베이스 레이어
140.......... 세이프티 버퍼 레이어 160.......... 코티드 레이어
300.......... 배터리 셀 320.......... 케이스
500.......... 배터리 모듈 520.......... 프레임
540.......... 커버
100.........Safety pad 120..........Base layer
140.........Safety buffer layer 160............Coated layer
300.............Battery cell 320............Case
500............Battery module 520...............Frame
540.............Cover

Claims (7)

베이스 레이어(Base layer)와,
고분자 조성물 및 소화약제가 혼합된 혼합재료가 롤-투-롤 방식으로 공급되는 상기 베이스 레이어에 도포되고, 도포된 혼합재료가 가열드럼 및 쿨링롤을 경유하면서 경화되어 형성되는 세이프티 버퍼 레이어(Safety buffer layer) 및
상기 베이스 레이어에 형성된 세이프티 버퍼 레이어가 롤-투-롤 방식으로 이송되면서 오염방지 물질이 도포되고 UV 램프 및 오븐을 경유하면서 경화되어 형성되는 코티드 레이어(Coated layer)를 포함하며,
상기 고분자 조성물은 폴리올에터(Polyol-ether), 폴리올락톤(Polyol-lactone), 가교제, 촉매, 정포제, 충전제(Filler), 안료, 발포제 및 경화제를 포함하여 구성되고, 상기 소화약제는 탄산수소나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 인산암모늄(ammonium phosphate), 할로겐계(halogen)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 고밀도 시트로 형성되고, 권취롤에 권취되어 포장 및 보관하여 요구되는 길이만큼 재단 후 사용 가능한 것을 특징으로 하는 세이프티 패드.
A base layer,
A mixed material containing a polymer composition and a fire extinguishing agent is applied to the base layer supplied in a roll-to-roll manner, and the applied mixed material is cured while passing through a heating drum and cooling roll to form a safety buffer layer. layer) and
The safety buffer layer formed on the base layer is transferred in a roll-to-roll manner and includes a coated layer formed by applying an anti-pollution material and curing it through a UV lamp and an oven,
The polymer composition includes polyol-ether, polyol-lactone, cross-linking agent, catalyst, foam stabilizer, filler, pigment, foaming agent, and curing agent, and the fire extinguishing agent is hydrogen carbonate. It is formed into a high-density sheet containing at least one selected from the group consisting of sodium hydrogen carbonate, ammonium phosphate, and halogen, wound on a winding roll, packaged, stored, and cut to the required length. A safety pad characterized as being usable.
제1 항에 있어서,
상기 오염방지 물질은 스테아르산아연(zinc stearate), 탤크(talc), 탄산마그네슘(magnesium carbonate) 중에서 선택된 1종 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 세이프티 패드
According to claim 1,
The anti-pollution material is a safety pad characterized in that it is formed of one or more types selected from zinc stearate, talc, and magnesium carbonate.
제1 항에 있어서,
상기 소화약제는 고분자 물질과 함께 코어-쉘 구조로 마이크로 캡슐화되어 상기 고분자 조성물과 혼합되는 것을 특징으로 하는 세이프티 패드.
According to claim 1,
A safety pad, characterized in that the fire extinguishing agent is microencapsulated in a core-shell structure with a polymer material and mixed with the polymer composition.
제1 항에 있어서, 상기 폴리올에터(Polyol-ether) 및 폴리올락톤(Polyol-lactone)은 마스터배치(Match Batch, M/B) 형태로 믹싱되어 액상의 혼합재료로 형성되되, 상기 폴리올에터는 폴리올락톤의 3배 이상 투입되는 것을 특징으로 하는 세이프티 패드.
The method of claim 1, wherein the polyol-ether and polyol-lactone are mixed in a master batch (M/B) form to form a liquid mixed material, and the polyol-ether is A safety pad characterized in that more than three times the amount of polyolactone is added.
제1 항에 있어서,
상기 혼합재료가 베이스 레이어 상측에 도포된 이후에는 평활도 개선을 위한 폴리에틸렌(polyethylene) 필름이 추가 공급되고, 상기 폴리에틸렌 필름은 상기 쿨링롤 통과 이후 필링롤을 이용하여 제거되는 것을 특징으로 하는 세이프티 패드.
According to claim 1,
After the mixed material is applied on the base layer, a polyethylene film is additionally supplied to improve smoothness, and the polyethylene film is removed using a peeling roll after passing the cooling roll.
제1 항 내지 5항 중 어느 한 항에 따른 세이프티 패드가 일측에 구비되는 배터리 셀.
A battery cell having a safety pad according to any one of claims 1 to 5 on one side.
상측이 개구되며 내부에 소정 공간이 형성되는 프레임;
상기 프레임의 상측을 차폐하는 커버 및
상기 프레임 내부의 소정 공간에 수용되는 복수의 배터리 셀을 포함하며,
상기 복수의 배터리 셀 사이 및 가장 외측에 구비되는 배터리 셀의 다른 일면과 상기 프레임 사이에는 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 세이프티 패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
A frame with an upper side open and a predetermined space formed inside;
A cover that shields the upper side of the frame and
It includes a plurality of battery cells accommodated in a predetermined space inside the frame,
A battery module, characterized in that the safety pad according to any one of claims 1 to 5 is provided between the plurality of battery cells and between the frame and another surface of the outermost battery cell.
KR1020210079269A 2021-06-18 2021-06-18 Safety pad, battery cell and battery module having the same KR102629554B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210079269A KR102629554B1 (en) 2021-06-18 2021-06-18 Safety pad, battery cell and battery module having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210079269A KR102629554B1 (en) 2021-06-18 2021-06-18 Safety pad, battery cell and battery module having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220169504A KR20220169504A (en) 2022-12-28
KR102629554B1 true KR102629554B1 (en) 2024-01-26

Family

ID=84538368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210079269A KR102629554B1 (en) 2021-06-18 2021-06-18 Safety pad, battery cell and battery module having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102629554B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4102335B2 (en) * 2003-06-19 2008-06-18 三星エスディアイ株式会社 Battery pack

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5122898U (en) 1974-08-09 1976-02-19
JPH0424552A (en) 1990-05-21 1992-01-28 Tosoh Corp Analyzing method for hydroquinone derivative
JP6277987B2 (en) 2015-03-24 2018-02-14 株式会社豊田自動織機 Battery module
JP7063744B2 (en) 2018-06-27 2022-05-09 住友理工株式会社 Cushioning sheet for battery module
KR20210047347A (en) * 2018-08-28 2021-04-29 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 Battery with expandable layer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4102335B2 (en) * 2003-06-19 2008-06-18 三星エスディアイ株式会社 Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220169504A (en) 2022-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016372041B2 (en) Low profile pressure disconnect device for lithium ion batteries
US8920950B2 (en) Pouch type battery cell and module having exhaust part in a region of the sealing part
DE102021119483A1 (en) MULTI-LAYER FIRE PROTECTION AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME
US11296386B2 (en) Expandable electrochemical cell effluent containment device and corresponding systems and methods
KR20170005117A (en) Lithium ion battery with thermal runaway protection
KR102335202B1 (en) Secondary Battery with improved Stability having Heat Expandable layer and Method thereof
US20140162093A1 (en) Energy storage device having a safety coating
JP7412417B2 (en) lithium ion battery stack
EA017128B1 (en) Optimized dimensional relationships for an electrochemical cell having coiled core
CN111836737B (en) Motor vehicle
US6503656B1 (en) Method for production of battery
US11183721B2 (en) Thermal barrier incorporating phase change material for a power module assembly
CN103403915A (en) Housing for receiving a flat electrochemical cell
US20230327254A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR20220029482A (en) Battery module and battery pack including the same
KR20210151647A (en) Fire extinguishing device for secondary battery, and battery pack containing thereof
KR102629554B1 (en) Safety pad, battery cell and battery module having the same
US20220013825A1 (en) Thermal blocking sheet
JP2024516439A (en) Electrical Energy Storage Unit
KR102250898B1 (en) A pouch for an electrochemical device and an electrochemical device comprising the same
KR102566706B1 (en) Pouch case for secondary battery and pouch-type secondary battery comprising the same
DE102014211043A1 (en) Lithium cell with fluorine absorber
US20240222786A1 (en) Battery module
WO2024024976A1 (en) Bus bar, manufacturing method of same, and power storage device
EP4395039A2 (en) Battery module with a fire-extinguishing sheet

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant