KR102642182B1 - 전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치 - Google Patents

전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102642182B1
KR102642182B1 KR1020237001872A KR20237001872A KR102642182B1 KR 102642182 B1 KR102642182 B1 KR 102642182B1 KR 1020237001872 A KR1020237001872 A KR 1020237001872A KR 20237001872 A KR20237001872 A KR 20237001872A KR 102642182 B1 KR102642182 B1 KR 102642182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
box body
battery
hole
wall
gas
Prior art date
Application number
KR1020237001872A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230026437A (ko
Inventor
펑강 자오
쟈롱 홍
샤오텅 황
원리 왕
청 쉐
하이치 양
랑차오 후
Original Assignee
지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드
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 지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드 filed Critical 지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드
Publication of KR20230026437A publication Critical patent/KR20230026437A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102642182B1 publication Critical patent/KR102642182B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/009—Collecting, removing and/or treatment of the condensate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; 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
    • H01M50/24—Mountings; 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/691—Arrangements or processes for draining liquids from casings; Cleaning battery or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명의 실시예에서는 전지용 박스 본체(11), 전지(10), 전기 장치, 전지 제조 방법(300) 및 장치(400)를 제공한다. 상기 박스 본체(11)는, 상기 박스 본체(11) 내에 수용된 전지 셀(20)의 온도를 조절하는 열 관리 부재(13); 상기 박스 본체(11) 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀(110c)이 설치되어 있는 제1 벽(110); 상기 열 관리 부재(13)에 부착되고, 상기 관통홀(110c)을 차폐하여 상기 관통홀(110c)을 통해 상기 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재(16)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단은 전지(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
본 발명의 실시예는 전지 기술분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전지용 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이러한 상황에서, 전기 자동차는 에너지 절약성 및 친환경적인 장점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 구성 부분이 되었다. 전기 자동차에 있어서 전지 기술은 그 발전과 관계되는 중요한 요소이다.
전지 기술의 발전에서, 전지의 성능의 향상은 물론 안전 문제도 간과할 수 없는 문제이다. 전지의 안전성이 보장되지 않는다면 그 전지는 사용할 수가 없다.
전지는 고온 다습한 환경에서 전지 박스 본체 내에 응축액을 생성하기 쉬워 안전 위험을 일으키고 전지의 안전성에 영향을 미친다. 따라서 전지의 안전성을 어떻게 높일 것인가는 전지 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 문제이다.
본 발명의 실시예에서는 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 전지용 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치를 제공한다.
제1양태에 따르면, 전지용 박스 본체를 제공하고, 상기 박스 본체는, 박스 본체 내에 수용된 전지 셀의 온도를 조절하는 열 관리 부재; 상기 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀이 설치되어 있는 제1 벽; 상기 열 관리 부재에 부착되고, 상기 관통홀을 차폐하여 상기 관통홀을 통해 상기 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단은 응축 부재를 사용하여 열 관리 부재에 부착하고, 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키는 관통홀을 차폐하여 관통홀을 통해 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시킴으로써 응축액이 박스 본체 내의 전기 연결 영역으로부터 멀리 떨어져 있도록 하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 박스 본체의 내부 표면에 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 열 관리 부재는 상기 제1 벽과 교차하고, 상기 응축 부재의 제1 부분은 상기 열 관리 부재를 따라 연장되어 상기 열 관리 부재에 부착되고, 상기 응축 부재의 제2 부분은 상기 제1 벽을 따라 연장되어 상기 관통홀을 차폐한다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 관통홀을 차폐하는 덮개형 구조체를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 덮개형 구조체는 상기 제1 벽에서 상기 관통홀의 주변 영역에 부착되며, 기체가 상기 박스 본체에 유입되도록 제1 개구가 구비된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 개구는 상기 덮개형 구조체의 제1 방향에 설치되고, 상기 제1 방향은 중력 방향과 반대되는 방향이다.
덮개형 구조체로 관통홀을 차폐하면 관통홀에 도달하는 기체가 덮개형 구조체에 의해 응축되어 응축 효과를 향상시킬 수 있다. 응축된 기체는 덮개형 구조체의 제1 개구를 통해 박스 본체 내부로 유입되어 박스 본체 내부와 외부의 압력 균형을 유지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 개구는 상기 박스 본체 내 소방 시스템 파이프의 연결 부위에 대응되며, 상기 제1 개구는 또한 상기 연결 부위에서 유체가 누출될 경우 상기 연결 부위에서 누출된 유체를 수집하기 위해 사용된다.
이렇게 하여 연결 부위에서 누출된 유체가 박스 본체 내에 확산되어 안전 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 덮개형 구조체는 반구형 및 직사각형이다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 덮개형 구조체의 응축액을 상기 열 관리 부재로 유도하는 유로를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 유로의 양측 부분에서 상기 열 관리 부재 또는 상기 제1 벽에 부착된다.
일부 실시예에서, 상기 덮개형 구조체에는 상기 유로와 대응되며 상기 덮개형 구조체의 응축액을 상기 유로로 유도하는 제2 개구가 구비된다.
일부 실시예에서, 상기 제2 개구는 상기 덮개형 구조체의 제2 방향에 설치되고, 상기 제2 방향은 중력 방향이다.
일부 실시예에서, 상기 열 관리 부재에는 상기 유로 내의 응축액의 중력이 임계값에 도달한 경우 상기 유로 내의 응축액을 상기 박스 본체에서 배출하는 단방향 중력 밸브가 설치된다.
덮개형 구조체와 유로를 통해 응축액 또는 소방 파이프의 연결 부위에서 누출된 유체를 열 관리 부재로 유도할 수 있다. 단방향 중력 밸브를 통해 응축액 또는 누출된 유체가 많을 때 이를 박스 본체 밖으로 배출하여 전지의 안전성을 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 박스 본체는 상기 박스 본체 내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 하는 압력 균형 기구를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 벽은 제1 보조벽 및 제2 보조벽을 더 포함하고, 여기서, 상기 제1 보조벽과 상기 제2 보조벽 사이에는 공동이 형성되고, 상기 제1 보조벽은 상기 박스 본체의 내벽이고 상기 제2 보조벽은 상기 박스 본체의 외벽이며, 상기 제1 보조벽에는 상기 관통홀이 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 제2 보조벽에는 상기 압력 균형 기구가 설치되고, 상기 박스 본체 외부로부터 상기 압력 균형 기구를 통해 상기 공동에 유입되는 기체는 상기 관통홀을 통해 상기 박스 본체 내부로 유입된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 벽은 상기 압력 균형 기구를 통해 상기 공동에 유입된 기체를 상기 공동에 응축시킨다.
제1 보조벽과 제2 보조벽은 공동을 형성할 수 있다. 이렇게 하여 박스 본체 외부의 기체가 공동으로 유입된 후 공동에서 응축되어 응축액을 공동 내에 형성하고; 또한 공동의 존재로 인해 기체의 응축 공간을 증가시켜 응축 효과가 더욱 향상된다.
일부 실시예에서, 상기 관통홀의 축선은 상기 압력 균형 기구의 축선과 중첩되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 관통홀이 상기 제2 보조벽 상의 직교 투영은 상기 압력 균형 기구와 중첩되지 않는다.
관통홀과 압력 균형 기구를 서로 엇갈리게 설치하면 기체가 공동 내에서 통과하는 통로를 연장시켜 기체의 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 공동 내에는 상기 압력 균형 기구를 통해 상기 공동에 유입되는 기체를 응축시키는 핀(fin)이 설치된다.
핀을 설치하면 기체의 응축 면적을 확대하여 기체의 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 핀은 상기 압력 균형 기구에서부터 상기 관통홀에 이르는 기체 통로에 설치된다.
이렇게 하여 기체가 압력 균형 기구로부터 관통홀로 유동할 때 핀과 접촉함으로써 핀에 의해 응축되어 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 핀은 상기 제1 보조벽에 고정된다.
일부 실시예에서, 상기 핀은 상기 압력 균형 기구의 중심과 상기 관통홀의 중심을 연결한 선에 평행된다.
이렇게 하여 핀의 응축 효과를 구현할 수 있을 뿐 아니라 핀을 사용하여 기체의 유통을 방지하지 않고 기류의 흐름을 유도하여 박스 본체 내부와 외부의 압력 균형을 보장할 수 있다.
제2양태에 따르면, 전지를 제공하고, 상기 전지는 다수의 전지 셀; 및 제1 양태에 따른 박스 본체를 포함하며, 여기서, 상기 다수의 전지 셀은 상기 박스 본체 내에 수용된다.
제3양태에 따르면, 전기 장치를 제공하고, 상기 전기 장치는 제2 양태에 따른 전지를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 전기 장치는 차량, 선박 또는 우주선이다.
제4양태에 따르면, 전지 제조 방법을 제공하고, 상기 방법은, 다수의 전지 셀을 제공하는 단계; 박스 본체를 제공하는 단계; 상기 다수의 전지 셀을 상기 박스 본체 내에 수용하는 단계를 포함하고, 상기 박스 본체는 상기 박스 본체 내에 수용된 전지 셀의 온도를 조절하는 열 관리 부재; 상기 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀이 설치되어 있는 제1 벽; 상기 열 관리 부재에 부착되고, 상기 관통홀을 차폐하여 상기 관통홀을 통해 상기 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재;를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 열 관리 부재는 상기 제1 벽과 교차하고, 상기 응축 부재의 제1 부분은 상기 열 관리 부재를 따라 연장되어 상기 열 관리 부재에 부착되고, 상기 응축 부재의 제2 부분은 상기 제1 벽을 따라 연장되어 상기 관통홀을 차폐한다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 관통홀을 차폐하는 덮개형 구조체를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 덮개형 구조체는 상기 제1 벽에서 상기 관통홀의 주변 영역에 부착되며, 기체가 상기 박스 본체에 유입되도록 제1 개구가 구비된다.
일부 실시예에서, 상기 응축 부재는 상기 덮개형 구조체의 응축액을 상기 열 관리 부재로 유도하는 유로를 더 포함한다.
제5양태에 따르면, 전지 제조 장치를 제공하고, 상기 장치는 상기 제4양태에 따른 방법을 구현하는 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단은 응축 부재를 사용하여 열 관리 부재에 부착하고, 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키는 관통홀을 차폐하여 관통홀을 통해 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시킴으로써 응축액이 박스 본체 내의 전기 연결 영역으로부터 멀리 떨어져 있도록 하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
여기서 설명된 도면은 본 발명에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위한 것이며, 본 발명의 일부분을 구성한다. 본 발명의 모식적인 실시예 및 그에 대한 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로, 본 발명에 대한 부당한 제한을 구성하지 않는다. 첨부된 도면에서,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 분해도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른 박스 본체의 구조 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 부분적 구조 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 방법의 모식적인 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 장치의 모식적인 블록도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더욱 분명하게 하기 위해, 아래 본 발명의 실시예에 첨부된 도면과 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단을 분명하게 서술하며, 분명한 것은, 기술되는 실시예는 단지 본 발명의 부분적인 실시예로서, 전부의 실시예가 아니다. 본 발명 중의 실시예에 기반하여 본 기술분야의 통상의 기술자가 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에 획득한 모든 다른 실시예도 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명의 기술분야에 속한 기술자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하며; 본 발명의 명세서에서 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예의 목적을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며; 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 및 상기 도면의 설명에서 용어 "포함” 및 "구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포괄하도록 의도된 것이다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 또는 상기 도면에서 용어 "제1", "제2" 등은 상이한 객체를 구별하기 위한 것으로, 특정 순서 또는 1차 및 2차 관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 발명에서 언급된 "실시예”는 실시예와 결합하여 기술된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 각 부분에 기재된 해당 문구는 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것이 아닐 수 있고, 다른 실시예와 상호 배타적으로 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본문에 기술된 실시예가 다른 실시예와 서로 결합될 수 있다는 것을 명시적 및 묵시적으로 이해할 것이다.
본 발명의 설명에서 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 "장착”, "서로 연결”, "연결”, "부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착가능한 연결 또는 일체형 연결일 수 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서, 용어 "및/또는”은 단지 연관 객체를 설명하는 연관 관계이고, 3가지 관계가 존재함을 의미하는 바, 예를 들어, "A 및/또는 B"는, A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미할 수 있다. 이 밖에, 본 발명에서 부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 객체가 "또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명에서 나타나는 "다수”는 2개 이상(2개를 포함)을 의미하고, 마찬가지로, "다수의 그룹”은 두 그룹 이상(두 그룹을 포함)을 의미하며, "다수의 조각”은 두 조각 이상(두 조각을 포함)을 의미한다.
본 발명에서, 전지 셀은 리튬 이온 2차 전지, 리튬 이온 1차 전지, 리튬-황 전지, 나트륨-리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 전지 셀은 원통형, 편평형, 직육면체 또는 다른 형태 등일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 전지 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 전지 셀, 직사각형 직육면체 전지 셀 및 소프트 팩 전지 셀 등 3가지로 분류되나, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급된 전지는 하나 이상의 전지 셀을 포함하여 더 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 이상의 전지 셀을 패키징하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 정극 시트, 부극 시트 및 분리막으로 구성된다. 전지 셀은 주로 정극 시트와 부극 시트 사이에서 금속 이온의 이동에 의거하여 작동된다. 정극 시트는 정극 집전체 및 정극 활물질층을 포함하고, 정극 활물질층은 정극 집전체의 표면에 코딩되며, 정극 활물질층이 코딩되지 않은 집전체는 정극 활물질층이 코딩된 집전체로부터 돌출되고, 정극 활물질층이 코딩되지 않은 집전체는 적층 후 정극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 전지를 예로 들면, 정극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 정극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 부극 시트는 부극 집전체 및 부극 활물질층을 포함하고, 부극 활물질층은 부극 집전체의 표면에 코팅되며, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 부극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층 후 부극 탭으로 사용된다. 부극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 부극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 퓨즈 없이 큰 전류를 통과하게 하기 위해 정극 탭은 여러 개이고 적층되어 있으며, 부극 탭은 여러 개이고 적층되어 있다. 분리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 어셈블리는 권취식 구조 또는 적층식 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
전지 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 함께 고려해야 하고, 이 밖에, 전지의 안전성도 고려해야 한다.
전지 셀에 있어서, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정뿐만 아니라 적절한 환경 온도 설계에서 비롯되며, 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위해 전지 셀은 일반적으로 최소 3중 보호 조치를 취한다. 구체적으로, 보호 조치에는 적어도 스위치 소자, 적절한 분리막 재료 선택 및 압력 완화 기구가 포함된다. 스위치 소자는 전지 셀 내의 온도 또는 저항이 일정한 임계값에 도달할 경우 전지의 충전 또는 방전을 중단할 수 있는 소자를 말한다. 분리막은 정극 시트와 부극 시트를 분리하기 위해 사용되며, 온도가 일정한 수치까지 상승할 경우 부착된 마이크로미터 스케일 (심지어는 나노미더 스케일)의 미세 기공을 자동으로 용해하여 금속 이온이 분리막을 통과할 수 없도록 함으로써 전지 셀의 내부 반응을 종료시킨다.
압력 완화 기구는 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정된 임계값에 도달하면 작동하여 내부 압력 또는 온도를 완화하는 소자 또는 부재를 말한다. 상기 임계값은 설계 요구에 따라 달라진다. 상기 임계값은 전지 셀 중 정극 시트, 부극 시트, 전해액 및 분리막 중 하나 또는 몇 가지의 재료에 따라 달라질 수 있다. 압력 완화 기구는 방폭 밸브, 가스 밸브, 압력 완화 밸브 또는 안전 밸브 등의 형태를 취할 수 있고, 구체적으로 압력 감지 또는 온도 감지 소자 또는 구조를 취할 수 있으며, 즉, 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정된 임계값에 도달하면 압력 완화 기구가 동작을 실행하거나 압력 완화 기구에 설치된 약한 구조가 파괴되어 내부 압력 또는 온도를 완화시킬 수 있는 개구 또는 통로가 형성된다.
본 발명에서 언급된 "작동”은 압력 완화 기구에 동작이 발생하거나 또는 일정한 상태로 활성화되어 전지 셀의 내부 압력 및 온도가 완화되는 것을 말한다. 압력 완화 기구에 발생하는 동작은 압력 완화 기구 중의 적어도 일부가 파열, 파쇄, 찢어지거나 열리는 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 압력 완화 기구가 작동되면 전지 셀 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 작동된 부위에서 외부로 배출된다. 이러한 방식은 압력 또는 온도가 제어 가능한 상태에서 전지 셀의 압력 및 온도가 완화되도록 하여 잠재적인 더욱 심각한 사고를 막을 수 있다.
본 발명에서 언급된 전지 셀의 배출물은 전해액, 용해 또는 분열된 정극 시트 및 부극 시트, 분리막의 파편, 반응에 의해 생성된 고온 고압 기체, 화염 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전지 셀 상의 압력 완화 기구는 전지의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 합선, 과충전 등 상황이 발생할 경우 전지 셀 내부에 열폭주를 초래하여 압력 또는 온도가 급상승할 수 있다. 이때 압력 완화 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 외부로 완화함으로써 전지 셀의 폭발과 발화를 방지할 수 있다.
기존의 압력 완화 기구의 설계 방식에서는 주로 전지 셀 내부의 고압과 고열을 완화, 즉 상기 배출물을 전지 셀 외부로 배출하는 데 초점을 맞춘다. 고온 고압의 배출물이 전지 셀에 설치된 압력 완화 기구의 방향으로 배출되면, 보다 구체적으로, 압력 완화 기구가 작동되는 영역의 방향으로 배출되면, 이러한 배출물의 위력과 파괴력은 매우 클 수 있으며, 심지어 그 방향에 있는 하나 이상의 구조를 파괴할 수 있어 안전 문제를 일으킬 수 있다. 이 밖에, 전지 셀 내부에서 열폭주가 발생하면 전지 셀 내부에 고압과 고열이 계속 발생할 수 있어 지속적인 안전 문제를 초래할 수 있다.
상기 문제점에 대하여, 전지 박스 본체 내에 소방 시스템을 설치하고, 소방 시스템의 소방 파이프는 전지 셀에서 압력 완화 기구가 설치된 벽의 위쪽에 설치될 수 있다. 압력 완화 기구가 작동될 때, 소방 파이프는 소방 매체를 배출하여 압력 완화 기구에서 배출되는 배출물의 온도를 낮추어 배출물의 위험성을 낮출 수 있으며; 소방 매체는 또한 작동된 압력 완화 기구를 통해 전지 셀 내부로 유입되어 전지 셀의 온도를 더욱 낮추고 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 압력 완화 기구가 작동될 때 전지 셀 내에서 배출된 배출물을 이용하여 소방 파이프를 파괴함으로써 소방 파이프 내의 소방 매체가 배출되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 소방 파이프는 소방 매체를 수용하기 위해 사용되며, 여기서 소방 매체는 유체일 수 있고, 상기 유체는 액체 또는 기체일 수 있다. 압력 완화 기구가 상기 소방 파이프를 파괴하지 않은 경우 상기 소방 파이프는 어떠한 물질도 수용하지 않을 수 있고, 압력 완화 기구가 작동된 경우 소방 파이프에 소방 매체를 수용하도록 할 수 있으며, 예를 들어, 밸브 개폐를 통해 소방 매체가 소방 파이프에 유입되도록 할 수 있다. 또는, 압력 완화 기구가 파괴되지 않은 경우에도 상기 소방 파이프에 소방 매체가 항상 수용될 수 있고, 상기 소방 매체는 또한 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 온도 조절은 다수의 전지 셀을 가열하거나 냉각하는 것을 말한다. 전지 셀을 냉각하거나 전지 셀의 온도를 낮추는 경우, 상기 소방 파이프는 냉각 유체를 수용하여 다수의 전지 셀의 온도를 낮추며, 이때 소방 파이프는 또한 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각 파이프 등으로도 불릴 수 있으며, 수용되는 소방 매체는 냉각 매체라고 불릴 수도 있고, 보다 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 가스라고 불릴 수 있다. 선택적으로, 상기 소방 매체는 더 나은 온도 조절 효과를 얻기 위해 순환 유동될 수 있다. 선택적으로, 소방 매체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
전지는 고온 다습한 환경에서 전지 박스 본체 내에 응축액을 생성하기 쉬워 안전 위험을 일으키고 전지의 안전성에 영향을 미친다. 구체적으로, 전지 내의 고온 다습한 기체는 온도가 비교적 낮은 부재, 예를 들어 전지 박스 본체 내의 소방 파이프와 만나면 응축액을 생성하게 되는데, 이 응축액이 전지 내의 전기 연결 영역에 떨어지면 전지의 안전성에 영향을 줄 수 있다.
이를 감안하여 본 발명은 응축 부재를 사용하여 열 관리 부재에 부착하고, 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키는 관통홀을 차폐하여 관통홀을 통해 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시킴으로써 응축액이 박스 본체 내의 전기 연결 영역으로부터 멀리 떨어져 있도록 하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 기술적 해결수단을 제공한다.
열 관리 부재는 유체를 수용하여 다수의 전지 셀의 온도를 조절한다. 여기서 유체는 액체 또는 기체일 수 있고, 온도 조절은 다수의 전지 셀을 가열하거나 냉각하는 것을 말한다. 전지 셀을 냉각하거나 전지 셀의 온도를 낮추는 경우, 상기 열 관리 부재는 냉각 유체를 수용하여 다수의 전지 셀의 온도를 낮추고, 이때 열 관리 부재는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로도 불릴 수 있으며, 수용되는 유체는 냉각 매체 또는 냉각 유체라고 불릴 수도 있고, 보다 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 가스라고 불릴 수 있다. 이 밖에, 열 관리 부재는 가열하여 다수의 전지 셀의 온도를 높일 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 더 나은 온도 조절 효과를 얻기 위해 순환 유동될 수 있다. 선택적으로, 유체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
응축 부재는 열 관리 부재에 부착되고 박스 본체 내부와 외부의 기체를 연통시키는 관통홀을 차폐하여 상기 관통홀을 통해 상기 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시킨다. 응축 부재로는 금속과 같이 열전도성이 좋은 재료를 사용할 수 있다. 응축 부재는 관통홀을 차폐하여 관통홀을 통해 박스 본체 내부로 유입된 기체를 응축시킬 수 있는 한 다양한 가능한 형태 및 설치 방법을 취할 수 있다.
전지 박스 본체는 다수의 전지 셀, 버스 부재 및 전지의 기타 부재를 수용한다. 일부 실시예에서, 박스 본체에는 전지 셀을 고정하기 위한 구조체가 더 설치될 수 있다. 박스 본체의 형태는 수용된 다수의 전지 셀에 따라 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 박스 본체는 직사각형이고 6개의 벽을 가질 수 있다.
버스 부재는 다수의 전지 셀 사이 전기적 연결, 예를 들어 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결을 구현하여 높은 전압 출력을 형성한다. 버스 부재는 전지 셀의 전극 단자를 연결함으로써 전지 셀 사이 전기적 연결을 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 부재는 전지 셀의 전극 단자에 용접으로 고정될 수 있다. 버스 부재에 의해 형성된 전기적 연결은 "고전압 연결”이라고도 불릴 수 있다.
버스 부재 외에도 전지 내에는 전지 셀의 상태를 감지하는 센싱 소자가 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 전지 내의 전기적 연결은 버스 부재에 의해 형성된 전기적 연결 및/또는 센싱 소자의 전기적 연결을 포함할 수 있다.
전지 박스 본체에는 박스 본체 내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 하는 압력 균형 기구가 더 설치될 수 있다. 예를 들어, 박스 본체 내부의 압력이 박스 본체 외부보다 큰 경우, 박스 본체 내부의 기체는 압력 균형 기구를 통해 박스 본체 외부로 유출되고; 박스 본체 내부의 압력이 박스 본체 외부보다 작은 경우, 박스 본체 외부의 기체는 압력 균형 기구를 통해 박스 본체 내부로 유입될 수 있다.
이해해야 할 것은, 이상 기술된 전지 박스 본체의 각 부재는 본 발명의 실시예를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 즉, 본 발명의 실시예에 따른 전지용 박스 본체는 상기 부재를 포함할 수도 있고, 상기 부재를 포함하지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 해결수단은 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 전기스쿠터, 전기 장난감, 전기 공구, 전기 자동차, 선박, 우주선 등 전지를 사용하는 다양한 장치에 적용될 수 있으며, 예를 들어, 우주선에는 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주 비행선 등이 포함된다.
이해해야 할 것은, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 해결수단은 상기 기술된 장치뿐만 아니라, 전지를 사용하는 모든 장치에 적용될 수 있으며, 설명의 간결함을 위해 아래 실시예에서는 전기 자동차를 예로 설명한다.
예를 들어, 도 1에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 전기차(REEV, Range Extended Electric Vehicles)일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 전지(10)가 설치될 수 있으며, 컨트롤러(30)는 전지(10)를 제어하여 모터(40)에 전원을 공급한다. 예를 들어, 차량(1)의 저부 또는 앞쪽 또는 뒤쪽에 전지(10)가 설치될 수 있다. 전지(10)는 차량(1)의 전원 공급에 사용될 수 있고, 예를 들어, 전지(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용되어 차량(1)의 전기 회로에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 주행 시 작동 전력 수요를 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 전지(10)는 차량(1)의 작동 전원 외에도 차량(1)의 구동 전원으로 사용되어 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
상이한 전력 사용 요구를 만족하기 위해, 전지(10)는 다수의 전지 셀(20)을 포함할 수 있으며, 여기서, 다수의 전지 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 및 병렬 연결이 혼합된 것을 말한다. 전지는 전지 팩이라고도 불릴 수 있다. 선택 가능하게, 다수의 전지 셀(20)은 우선 직렬, 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈을 구성하고, 다수의 전지 모듈이 다시 직렬, 병렬 또는 혼합 연결되어 전지(10)를 구성할 수 있다. 즉, 다수의 전지 셀(20)로 직접 전지(10)를 구성할 수도 있고, 또는 먼저 전지 모듈을 구성한 후 전지 모듈로 전지(10)를 구성할 수도 있다.
예를 들어, 도 2에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 구조 모식도이고, 전지(10)에는 다수의 전지 셀(20)이 포함될 수 있다. 전지(10)는 박스 본체(11)를 더 포함할 수 있고, 박스 본체(11) 내부는 중공 구조이며, 다수의 전지 셀(20)이 박스 본체(11) 내에 수용된다. 도 2에서와 같이, 박스 본체(11)는 각각 제1 부분(111)(상부 박스 본체) 및 제2 부분(112)(하부 박스 본체)라 불리는 두 부분을 포함할 수 있으며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 스냅 결합된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형태는 다수의 전지 셀(20)이 조합된 형태에 따라 결정될 수 있으며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 모두 하나의 개구가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 모두 중공 직육면체일 수 있고 각각 하나의 면만 개구면이며, 제1 부분(111)의 개구 및 제2 부분(112)의 개구는 서로 대향되도록 설치되고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 스냅 결합되어 폐쇄된 공동을 갖는 박스 본체(11)를 형성할 수 있다. 다수의 전지 셀(20)은 병렬, 직렬 또는 혼합 연결되어 조합된 후 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)이 스냅 결합되어 형성된 박스 본체(11) 내에 배치된다.
선택 가능하게, 전지(10)는 다른 구성을 더 포함할 수 있으며, 여기서 일일이 설명하지 않는다. 예를 들어, 상기 전지(10)는 다수의 전지 셀(20) 사이 전기적 연결, 예를 들어 병렬, 직렬 또는 혼합 연결을 구현하는 버스 부재를 포함할 수 있다. 구체적으로, 버스 부재는 전지 셀(20)의 전극 단자를 연결함으로써 전지 셀(20) 사이 전기적 연결을 구현할 수 있다. 나아가, 버스 부재는 전지 셀(20)의 전극 단자에 용접으로 고정될 수 있다. 다수의 전지 셀(20)의 전기 에너지는 나아가 도전 기구를 통해 박스 본체(11)를 통하여 인출될 수 있다. 선택 가능하게, 도전 기구도 버스 부재에 속할 수 있다.
상이한 전력 요구에 따라, 전지 셀(20)의 개수는 임의의 수치로 설정될 수 있다. 다수의 전지 셀(20)은 큰 용량 또는 전력을 구현하기 위해 직렬, 병렬 또는 혼합 연결의 방식으로 연결될 수 있다. 각 전지(10)에 포함된 전지 셀(20)의 개수가 많을 수 있으므로, 장착의 편의를 위해 전지 셀(20)을 그룹으로 나누어 설치하고 각 그룹의 전지 셀(20)로 전지 모듈을 구성할 수 있다. 전지 모듈에 포함된 전지 셀(20)의 개수는 한정되지 않으며, 요구에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 전지 모듈의 일 구현예이다. 전지는 다수의 전지 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 전지 모듈은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결의 방식으로 연결될 수 있다. 도 4에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(20)의 구조 모식도이고, 전지 셀(20)은 하나 이상의 전극 어셈블리(22), 케이스(211) 및 커버판(212)을 포함한다. 도 4에 도시된 좌표계는 도 3과 동일하다. 케이스(211) 및 커버판(212)은 케이싱 또는 전지 보관함(21)을 형성한다. 케이스(211)의 벽 및 커버판(212)은 모두 전지 셀(20)의 벽으로 지칭된다. 케이스(211)는 하나 이상의 전극 어셈블리(22)를 구성한 후의 형상에 따라 결정되며, 예를 들어 케이스(211)는 중공 직육면체 또는 입방체 또는 원통형일 수 있고, 케이스(211)의 하나의 면은 하나 이상의 전극 어셈블리(22)가 케이스(211) 내에 쉽게 배치될 수 있도록 하기 위한 개구를 갖는다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공 직육면체 또는 입방체일 경우, 케이스(211)의 하나의 평면은 개구면이고, 즉 상기 평면은 벽체 없이 케이스(211) 내부 및 외부가 연통되도록 한다. 케이스(211)가 중공 원통형일 경우, 케이스(211)의 단면은 개구면이고, 즉 상기 단면은 벽체 없이 케이스(211) 내부 및 외부가 연통되도록 한다. 커버판(212)은 개구를 커버하고 케이스(211)와 연결되어 전극 어셈블리(22)가 배치된 폐쇄된 캐비티를 형성한다. 케이스(211) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진되어 있다.
상기 전지 셀(20)은 2개의 전극 단자(214)를 더 포함할 수 있고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)에 설치될 수 있다. 커버판(212)은 일반적으로 평판 형상이고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)의 평판면에 고정되며, 2개의 전극 단자(214)는 각각 정극 단자(214a) 및 부극 단자(214b)이다. 각각의 전극 단자(214)에는 커버판(212)과 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여 전극 어셈블리(22) 및 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 부재(23)가 대응하여 설치되고, 이는 집전 부재로 지칭될 수도 있다.
도 4에서와 같이, 각 전극 어셈블리(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 갖는다. 제1 탭(221a)과 제2 탭(222a)의 극성은 서로 반대된다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 정극 탭인 경우 제2 탭(222a)은 부극 탭이다. 하나 이상의 전극 어셈블리(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 연결 부재(23)를 통해 하나의 전극 단자와 연결되고, 하나 이상의 전극 어셈블리(22)의 제2 탭(222a)은 다른 연결 부재(23)를 통해 다른 전극 단자와 연결된다. 예를 들어, 정극 단자(214a)는 연결 부재(23)를 통해 정극 탭과 연결되고, 부극 단자(214b)는 다른 연결 부재(23)를 통해 부극 탭과 연결된다.
상기 전지 셀(20)에서, 전극 어셈블리(22)는 실제 사용 요구에 따라 하나 또는 다수개가 설치될 수 있으며, 도 4에서와 같이, 전지 셀(20) 내에 4개 독립적인 전극 어셈블리(22)가 설치된다.
전지 셀(20)에는 압력 완화 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 압력 완화 기구(213)는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 작동되어 내부 압력 또는 온도를 완화한다.
압력 완화 기구(213)는 다양한 가능한 압력 완화 기구일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 압력 완화 기구(213)는, 압력 완화 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달하면 용융되도록 구성된 온도 감지 압력 완화 기구일 수 있고; 및/또는, 압력 완화 기구(213)는 압력 완화 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달하면 파열되도록 구성된 압력 감지 압력 완화 기구일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지용 박스 본체(11)의 모식도이다. 도 5에서와 같이, 박스 본체(11)는 열 관리 부재(13), 제1 벽(110) 및 응축 부재(16)를 포함할 수 있다.
열 관리 부재(13)는 박스 본체(11) 내에 수용된 전지 셀(20)의 온도를 조절한다. 전지 셀(20)의 온도를 낮추는 경우, 상기 열 관리 부재(13)는 냉각 매체를 수용하여 다수의 전지 셀(20)의 온도를 조절하며, 이때, 열 관리 부재(13)는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각판으로 불릴 수도 있다. 선택 가능하게, 열 관리 부재(13)에 수용된 유체는 더 나은 온도 조절 효과를 얻기 위해 순환 유동될 수 있다. 선택 가능하게, 열 관리 부재(13)는 박스 본체(11)의 저부에 설치될 수 있다.
제1 벽(110)에는 박스 본체(11) 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀(110c)이 설치된다. 제1 벽(110)은 박스 본체(11)의 임의의 벽일 수 있다. 선택 가능하게, 도 5에서와 같이, 제1 벽(110)은 박스 본체(11)의 측벽일 수 있다. 예를 들어, 상기 측벽은 도 2 중 제2 부분(112)(하부 박스 본체)의 측벽일 수 있다. 관통홀(110c)은 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 할 수 있다. 예를 들어, 박스 본체(11) 내부의 압력이 박스 본체(11) 외부보다 큰 경우, 박스 본체(11) 내부의 기체는 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 외부로 유출되고; 박스 본체(11) 내부의 압력이 박스 본체(11) 외부보다 작은 경우, 박스 본체(11) 외부의 기체는 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입될 수 있다.
응축 부재(16)는 열 관리 부재(13)에 부착되고, 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시킨다.
응축 부재(16)로는 금속과 같이 열전도성이 좋은 재료를 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 응축 부재(16)는 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시킬 수 있는 한 형태 및 설치 방식에 대해 한정하지 않는다. 응축 부재(16)는 관통홀(110c)을 완전히 차폐할 수도 있고 관통홀(110c)을 부분적으로 차폐할 수도 있다.
열 관리 부재(13)는 상대적으로 낮은 온도를 유지할 수 있으므로 열 관리 부재(13)에 부착되어 있는 응축 부재(16)의 온도도 상대적으로 낮으며, 이렇게 하여 박스 본체(11) 외부로부터 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11)내부로 유입된 기체는 응축 부재(16)에 의해 응축되어 응축액은 박스 본체(11) 내의 전기 연결 영역으로부터 멀리 떨어져 있고, 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체가 상대적으로 건조하여 박스 본체(11) 내부에 응축액을 재형성하기 어려우므로 전지(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결, 즉 버스 부재에 의해 형성된 전기적 연결 부위에 응축액이 있으면 고전압 사이 단락이 발생하여 안전상의 문제가 발생할 수 있으며; 또는, 센싱 소자의 전기적 연결 부위에 응축액이 있으면 센싱 소자의 감지 효과가 상실될 수 있어 전지 관리 시스템에 영향을 주고 나아가 안전상의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 응축 부재(16)를 사용하여 열 관리 부재(13)에 부착하고, 박스 본체(11) 내부와 외부의 기체를 연통시키는 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시킴으로써 응축액이 박스 본체(11) 내의 전기 연결 영역으로부터 멀리 떨어져 있도록 하여 전지（10）의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단은 소방 시스템을 구비한 전지(10)에 적용될 수 있다. 전지(10)의 안전성을 향상시키기 위해, 전지(10) 내에는 소방 시스템이 포함될 수 있고, 소방 시스템의 소방 파이프는 전지 셀(20)에서 압력 완화 기구(213)가 설치된 벽(예를 들어, 커버판(212))의 위쪽에 설치될 수 있다. 압력 완화 기구(213)가 작동될 때, 소방 파이프는 소방 매체를 배출하여 압력 완화 기구(213)에서 배출되는 배출물의 온도를 낮춧어 배출물의 위험성을 낮출 수 있으며; 소방 매체는 또한 작동된 압력 완화 기구(213)를 통해 전지 셀(20) 내부로 유입되어 전지 셀(20)의 온도를 더욱 낮추고 전지(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 소방 파이프의 온도는 상대적으로 낮으므로 전지(10) 내 고온 다습한 기체는 소방 파이프 부분에서 응축되어 응축액을 생성할 수 있고, 상기 응축액이 아래쪽에 있는 전지(10) 내부의 전기 연결 영역에 떨어져 전지(10)의 안전성이 영향을 받을 수 있다.
이해해야 할 것은, 상기 소방 시스템을 구비한 장면은 단지 본 발명의 실시예에 따른 하나의 가능한 응용 장면일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 응축 부재(16)는 박스 본체(11)의 내부 표면에 설치될 수 있다.
예를 들어, 열 관리 부재(13)가 제1 벽(110)과 교차하는 경우, 응축 부재(16)의 제1 부분은 열 관리 부재(13)를 따라 연장되어 열 관리 부재(13)에 부착되고, 응축 부재(16)의 제2 부분은 제1 보조벽(110a)을 따라 연장되어 관통홀(110c)을 차폐한다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 도 5 또는 도 6에서와 같이, 응축 부재(16)는 관통홀(110c)을 차폐하는 덮개형 구조체(161)를 포함할 수 있다.
선택 가능하게, 덮개형 구조체(161)는 제1 벽(110)에서 관통홀(110c)의 주변 영역에 부착되며, 기체가 상기 박스 본체(11)에 유입되도록 제1 개구(161a)가 구비될 수 있다. 제1 개구(161a)는 덮개형 구조체(161)의 제1 방향에 설치될 수 있고, 상기 제1 방향은 중력 방향과 반대되는 방향, 즉 도면에서 위쪽 방향이다.
덮개형 구조체(161)로 관통홀(110c)을 차폐하면 관통홀(110c)에 도달하는 기체가 덮개형 구조체(161)에 의해 응축되어 응축 효과를 향상시킬 수 있다. 응축된 기체는 덮개형 구조체의 제1 개구(161a)를 통해 박스 본체(11) 내부로 유입되어 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력 균형을 유지할 수 있다.
선택 가능하게, 덮개형 구조체(161)는 관통홀(110c)을 완전히 차폐할 수도 있고 관통홀(110c)을 부분적으로 차폐할 수도 있다. 예를 들어, 덮개형 구조체(161)의 상단 가장자리가 관통홀(110c)의 최고점보다 높아 관통홀(110c)을 완전히 차폐할 수도 있고, 덮개형 구조체(161)의 상단 가장자리가 관통홀(110c)의 최고점보다 높지 않아 관통홀(110c)을 부분적으로 차폐할 수 있다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 개구(161a)는 박스 본체(11) 내 소방 시스템 파이프의 연결 부위에 대응되며, 제1 개구(161a)는 또한 연결 부위에서 유체가 누출될 경우 연결 부위에서 누출된 유체를 수집하기 위해 사용된다.
박스 본체(11) 내에 소방 시스템을 설치할 때 소방 시스템 파이프(소방 파이프)의 연결 부위에서 유체가 누출될 가능성이 있다. 이때 응축 부재(16)는 소방 파이프의 연결 부위의 아래에 설치되어 제1 개구(161a)가 소방 파이프의 연결 부위에 대응되도록 할 수 있다. 이렇게 하여 상기 연결 부위에서 유체가 누출되더라도 누출된 유체가 제1 개구(161a)를 통해 덮개형 구조체(161) 내부로 떨어져 수집될 수 있다.
소방 파이프의 연결 부위에서 유체가 누출되고 누출된 유체가 수집되지 않으면 박스 본체(11) 내에 확산되고 지속적으로 증발 및 응축되어 안전 위험을 유발할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 사용하면 상기 안전 위험의 발생을 감소할 수 있다.
선택 가능하게, 덮개형 구조체(161)는 반구형 또는 직사각형일 수 있으나, 본 발명의 실시예의 기능을 구현할 수 있는 한 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 도 7에서와 같이, 응축 부재(16)는 덮개형 구조체(161)의 응축액을 열 관리 부재(13)로 유도하는 유로(162)를 더 포함한다. 응축 부재(16)는 유로(162)의 양측 부분에서 열 관리 부재(13) 또는 제1 벽(110)에 부착되어 응축 부재(16)와 열 관리 부재(13) 또는 제1 벽(110) 사이의 밀폐를 보장한다.
덮개형 구조체(161)에는 유로(162)와 대응되며 덮개형 구조체(161)의 응축액을 유로(162)로 유도하는 제2 개구(161b)가 구비된다. 제2 개구(161b)는 덮개형 구조체(161)의 제2 방향에 설치되고, 제2 방향은 중력 방향, 즉 도 7에서 아래쪽 방향이다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 도 8에서와 같이, 열 관리 부재(13)에는 유로(162) 내의 응축액의 중력이 임계값에 도달한 경우 유로(162) 내의 응축액을 박스 본체(11)에서 배출하는 단방향 중력 밸브(130)가 설치될 수 있다.
단방향 중력 밸브(130)는 유로(162) 내의 액체의 중력이 임계값에 도달하면 열리고 액체를 아래쪽으로 배출하지만 외부 기체는 역방향으로 들어갈 수 없다. 선택 가능하게, 유로(162)는 중력 방향에서 길이를 길게 설치하여 단방향 중력 밸브(130)가 열릴 때의 중력과 일치하도록 할 수 있다.
덮개형 구조체(161)와 유로(162)를 통해 응축액 또는 소방 파이프의 연결 부위에서 누출된 유체를 열 관리 부재(13)로 유도할 수 있다. 나아가, 단방향 중력 밸브(130)를 통해 응축액 또는 누출된 유체가 많을 때 이를 박스 본체(11) 밖으로 배출하여 전지(10)의 안전성을 보장할 수 있다.
선택 가능하게, 응축 부재(16)는 밀봉재를 통해 또는 용접 방식으로 열 관리 부재(13) 또는 제1 벽(110)에 부착될 수 있다. 상기 밀봉재는 열전도성 밀봉재일 수 있다.
이해해야 할 것은, 응축 부재(16)는 다른 방식으로 및/또는 다른 위치에서 열 관리 부재(13) 또는 제1 벽(110)에 부착될 수 있으며, 본 발명의 실시예의 기능을 구현할 수 있는 한 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 박스 본체(11)는 박스 본체(11)내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 하는 압력 균형 기구(17)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 박스 본체(11) 내부의 압력이 박스 본체(11) 외부보다 큰 경우, 박스 본체(11) 내부의 기체는 압력 균형 기구(17)를 통해 박스 본체(11) 외부로 유출되고; 박스 본체(11) 내부의 압력이 박스 본체(11) 외부보다 작은 경우, 박스 본체(11) 외부의 기체는 압력 균형 기구(17)를 통해 박스 본체(11) 내부로 유입될 수 있다. 선택 가능하게, 제1 벽(110)이 단층 벽인 경우, 압력 균형 기구(17)는 관통홀(110c) 내에 설치될 수 있고; 제1 벽(110)이 다층 벽인 경우, 압력 균형 기구(17) 및 관통홀(110c)은 상이한 층의 보조벽에 각각 설치될 수 있다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 도 9에서와 같이, 제1 벽(110)은 제1 보조벽(110a) 및 제2 보조벽(110b)을 포함할 수 있고, 여기서, 제1 보조벽(110a)과 제2 보조벽(110b) 사이에는 공동이 형성되고, 제1 보조벽(110a)은 박스 본체(11)의 내벽이고 제2 보조벽(110b)은 박스 본체(11)의 외벽이며, 제1 보조벽(110a)에는 관통홀(110c)이 설치된다.
이때, 제2 보조벽(110b)에는 압력 균형 기구(17)가 설치되고, 박스 본체(11) 외부로부터 압력 균형 기구(17)를 통해 공동에 유입되는 기체는 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입될 수 있다. 제1 벽(110)은 압력 균형 기구(17)를 통해 공동에 유입된 기체를 공동에 응축시킬 수 있다.
제1 벽(110)이 다층 벽으로 설치된 경우, 다층 벽은 공동을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 9 중 제1 보조벽(110a)과 제2 보조벽(110b)은 공동을 형성할 수 있다. 이렇게 하여 박스 본체(11) 외부의 기체가 공동으로 유입된 후 공동 내에서 응축되어 응축액을 공동 내에 형성하고; 또한, 공동의 존재로 인해 기체의 응축 공간을 증가시켜 응축 효과가 더욱 향상된다.
선택 가능하게, 본 발명의 다른 실시예로서, 응축액 또는 누출된 유체가 박스 본체(11) 내부에 축적되는 것을 방지하기 위해 제1 벽(110) 내의 공동으로 유도할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조벽(110a)의 관통홀을 이용하여 상기 관통홀의 설치 위치를 덮개형 구조체(161)보다 낮게 하고 유로를 통해 응축액 또는 누출된 유체를 상기 관통홀로 유도히어 공동 내부로 배출할 수 있다. 나아가, 공동의 저부에도 단방향 중력 밸브를 설치하여 응축액 또는 누출된 유체가 많을 경우 박스 본체(11) 외부로 배출할 수 있다.
선택 가능하게, 도 9에서와 같이, 제1 보조벽(110a) 및 제2 보조벽(110b) 외에도 제1 벽(110)은 제1 보조벽(110a)과 제2 보조벽(110b)을 연결하는 제3보조벽(110e)을 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 관통홀(110c)의 축선은 압력 균형 기구(17)의 축선과 중첩되지 않는다. 선택 가능하게, 관통홀(110c)이 제2 보조벽(110b) 상의 직교 투영은 압력 균형 기구(17)와 중첩되지 않는다.
도 9 및 도 10에서와 같이, 관통홀(110c) 및 압력 균형 기구(17)는 제1 보조벽(110a) 및 제2 보조벽(110b)에 각각 위치하며, 서로 마주하지 않는다. 관통홀(110c)과 압력 균형 기구(17)가 마주하여 있는 경우, 외부 기체는 압력 균형 기구(17)를 통해 공동에 유입된 후 빠른 속도로 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부에 유입되므로 기체의 응축 효과에 영향을 줄 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 관통홀(110c)과 압력 균형 기구(17)를 서로 엇갈리게 설치하여 기체가 공동 내에서 통과하는 통로를 연장시켜 기체의 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
선택 가능하게, 본 발명의 일 실시예에서, 도 11에서와 같이, 공동 내에는 압력 균형 기구(17)를 통해 공동에 유입되는 기체를 응축시키는 핀(110d)이 더 설치될 수 있다.
핀(110d)을 설치하면 기체의 응축 면적을 확대하여 기체의 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
핀(110d)은 압력 균형 기구(17)에서부터 관통홀(110c)에 이르는 기체 통로에 설치될 수 있다. 이렇게 하여 기체가 압력 균형 기구(17)로부터 관통홀(110c)로 유동할 때 핀(110d)과 접촉함으로써 핀(110d)에 의해 응축되어 응축 효과를 향상시킬 수 있다.
핀(110d)은 제1 보조벽(110a)에 고정될 수 있다. 고정 방식은 접착, 용접, 볼트 연결 등이 될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 볼트 연결 방식으로 고정할 경우, 핀(110d)에는 볼트 피복과 홀이 형성된다.
선택 가능하게, 핀(110d)은 압력 균형 기구(17)의 중심과 관통홀(110c)의 중심을 연결한 선에 평행될 수 있다. 이렇게 하여 핀(110d)의 응축 효과를 구현할 수 있을 뿐 아니라 핀(110d)을 사용하여 기체의 유통을 방지하지 않고 기류의 흐름을 유도하여 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력 균형을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예는 다수의 전지 셀(20), 및 전술한 각 실시예에서 설명한 박스 본체(11)를 포함하는 전지(10)를 더 제공하고, 여기서, 다수의 전지 셀(20)은 박스 본체(11) 내에 수용된다.
선택 가능하게, 상기 전지(10)는 다른 전지 부재, 예를 들어, 버스 부재, 센싱 소자, 소방 시스템 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 부분적 구조 모식도이다. 도 12에서와 같이, 상기 전지(10)는 박스 본체(11) 및 다수의 전지 셀(20)을 포함할 수 있다.
박스 본체(11)는 전술한 각 실시예에서 설명한 박스 본체(11)일 수 있다. 예를 들어, 박스 본체(11)는 열 관리 부재(13)에 부착되고 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재(16) 포함한다.
전지 셀(20)은 전술한 각 실시예에서 설명한 전지 셀(20)일 수 있으며, 예를 들어, 전지 셀(20)은 도 4 중의 전지 셀(20)일 수 있다.
전지(10)는 다수의 전지 셀(20)의 전기적 연결을 구현하는 버스 부재를 더 포함할 수 있다. 전지(10)는 전지 셀(20)의 상태를 감지하는 센싱 소자를 더 포함할 수 있다. 버스 부재 및 센싱 소자는 전지 셀(20)의 위쪽에 설치될 수 있다.
전지 셀(20)의 덮개에는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달한 경우 내부 압력을 완화할 수 있는 압력 완화 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 압력 완화 기구(213)의 위쪽에는 압력 완화 기구(213)가 작동될 때 소방 매체를 배출하여 압력 완화 기구에서 배출되는 배출물의 온도를 낮추고 전지 셀(20)의 온도를 낮추는 소방 파이프가 더 설치될 수 있다.
제1 벽(110)에는 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 하는 압력 균형 기구(17)가 설치될 수 있다. 압력 균형 기구(17)가 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력을 균형시킬 때 기체는 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된다. 전술한 각 실시예에서 설명한 바와 같이, 기체는 박스 본체(11) 내부로 유입되는 과정에서 응축되며, 이렇게 하여 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체는 상대적으로 건조하여 박스 본체(11) 내부에 응축액을 재형성하기 어렵기에, 박스 본체(11) 내부의 전기 연결 영역, 예를 들어, 버스 부재 또는 센싱 소자의 전기 연결 영역이 응축액의 영향으로 발생하는 안전 문제를 방지할 수 있다.
전지(10) 중 각 부재의 구체적인 설명은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있으며, 간결함을 위해 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 전술한 각 실시예에 따른 전지(10)를 포함하는 전기 장치를 제공한다. 선택적으로, 전기 장치는 차량(1), 선박 또는 우주선일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 전지용 박스 본체, 전지 및 전기 장치를 설명하였고, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전지 제조 방법 및 장치를 설명하며, 이중 구체적으로 설명하지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 방법(300)의 모식적인 흐름도이다. 도 13에서와 같이, 상기 방법(300)은,
다수의 전지 셀(20)을 제공하는 단계(310);
박스 본체(11)를 제공하는 단계(320);
다수의 전지 셀(20)을 박스 본체(11) 내에 수용하는 단계(330)를 포함하고,
상기 박스 본체(11)는
박스 본체(11) 내에 수용된 전지 셀(20)의 온도를 조절하는 열 관리 부재(13);
박스 본체(11)내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀(110c)이 설치되어 있는 제1 벽(110);
열 관리 부재(13)에 부착되고, 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재(16);를 포함한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 장치(400)의 모식적인 블록도이다. 도 14에서와 같이, 전지 제조 장치(400)는 제공 모듈(410) 및 장착 모듈(420)을 포함할 수 있다.
제공 모듈(410)은 다수의 전지 셀(20)을 제공하고; 박스 본체를 제공하기 위해 사용되고, 박스 본체(11)는, 박스 본체(11) 내에 수용된 전지 셀(20)의 온도를 조절하는 열 관리 부재(13); 박스 본체(11) 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀(110c)이 설치되어 있는 제1 벽(110); 열 관리 부재(13)에 부착되고, 관통홀(110c)을 차폐하여 관통홀(110c)을 통해 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재(16);를 포함한다.
장착 모듈(420)은 다수의 전지 셀(20)을 박스 본체(11) 내에 수용하기 위해 사용된다.
마지막으로 설명하고자 하는 것은, 상기 실시예는 단지 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것으로, 이를 한정하지 않으며; 본 발명은 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 전술한 실시예에 기재된 기술적 해결수단을 수정하거나 기술적 특징의 일부 또는 전부를 그와 동등한 것으로 대체할 수 있으며, 그러나 이러한 수정 또는 대체로 인해 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본 발명의 각 실시예에 따른 기술적 해결수단의 사상 및 범위를 벗어나는 것은 아니다.
1-차량, 10-전지, 20-전지 셀, 30-컨트롤러, 40-모터,
11-박스 본체, 13-열 관리 부재, 16-응축 부재, 17-압력 균형 기구, 22-전극 어셈블리, 23-연결 부재, 110-제1 벽, 110a-제1 보조벽, 110b-제2 보조벽, 110c-관통홀, 110d-핀, 110e-제3 보조벽, 111-제1 부분, 112-제2 부분, 130-단방향 중력 밸브, 161-덮개형 구조체, 161a-제1 개구, 161b-제2 개구, 162-유로, 212-커버판, 213-압력 완화 밸브, 214-전극 단자, 214a-정극 단자, 214b-부극 단자, 221a-제1 탭, 222a-제2 탭.

Claims (32)

  1. 전지용 박스 본체(11)로서,
    유체를 수용하여 상기 박스 본체(11) 내에 수용된 전지 셀(20)의 온도를 조절하는 열 관리 부재(13);
    상기 박스 본체(11) 내부와 외부의 기체를 연통시키기 위한 관통홀(110c)이 설치되어 있는 제1 벽(110);
    상기 열 관리 부재(13)에 부착되고, 상기 관통홀(110c)을 차폐하여 상기 관통홀(110c)을 통해 상기 박스 본체(11) 내부로 유입된 기체를 응축시키는 응축 부재(16)를 포함하며;
    상기 응축 부재(16)는 상기 박스 본체(11)의 내부 표면에 설치되고, 상기 응축 부재(16)는 상기 관통홀(110c)을 차폐하는 덮개형 구조체(161)를 포함하고, 상기 응축 부재(16)는 상기 덮개형 구조체(161)의 응축액을 상기 열 관리 부재(13)로 유도하는 유로(162)를 더 포함하며, 상기 덮개형 구조체(161)에는 상기 유로(162)와 대응되며 상기 덮개형 구조체(161)의 응축액을 상기 유로(162)로 유도하는 제2 개구(161b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 관리 부재(13)는 상기 제1 벽(110)과 교차하고, 상기 응축 부재(16)의 제1 부분은 상기 열 관리 부재(13)를 따라 연장되어 상기 열 관리 부재(13)에 부착되고, 상기 응축 부재(16)의 제2 부분은 상기 제1 벽(110)을 따라 연장되어 상기 관통홀(110c)을 차폐하는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 덮개형 구조체(161)는 상기 제1 벽(110)에서 상기 관통홀(110c)의 주변 영역에 부착되며, 기체가 상기 박스 본체(11)에 유입되도록 제1 개구(161a)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 개구(161a)는 상기 덮개형 구조체(161)의 제1 방향에 설치되고, 상기 제1 방향은 중력 방향과 반대되는 방향인 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 개구(161a)는 상기 박스 본체(11) 내 소방 시스템 파이프의 연결 부위에 대응되며, 상기 제1 개구(161a)는 또한 상기 연결 부위에서 유체가 누출될 경우 상기 연결 부위에서 누출된 유체를 수집하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덮개형 구조체(161)는 반구형 및 직사각형인 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 응축 부재(16)는 상기 유로(162)의 양측 부분에서 상기 열 관리 부재(13) 또는 상기 제1 벽(110)에 부착되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 개구(161b)는 상기 덮개형 구조체(161)의 제2 방향에 설치되고, 상기 제2 방향은 중력 방향인 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 박스 본체(11)는 상기 박스 본체(11) 내부와 외부의 압력이 균형을 이루도록 하는 압력 균형 기구(17)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 벽(110)은 제1 보조벽(110a) 및 제2 보조벽(110b)을 포함하고,
    상기 제1 보조벽(110a)과 상기 제2 보조벽(110b) 사이에는 공동이 형성되고, 상기 제1 보조벽(110a)은 상기 박스 본체(11)의 내벽이고 상기 제2 보조벽(110b)은 상기 박스 본체(11)의 외벽이며, 상기 제1 보조벽(110a)에는 상기 관통홀(110c)이 설치되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 보조벽(110b)에는 상기 압력 균형 기구(17)가 설치되고, 상기 박스 본체(11) 외부로부터 상기 압력 균형 기구(17)를 통해 상기 공동에 유입되는 기체는 상기 관통홀(110c)을 통해 상기 박스 본체(11) 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 벽(110)은 상기 압력 균형 기구(17)를 통해 상기 공동에 유입된 기체를 상기 공동에 응축시키는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 관통홀(110c)의 축선은 상기 압력 균형 기구(17)의 축선과 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 관통홀(110c)의 상기 제2 보조벽(110b) 상의 직교 투영은 상기 압력 균형 기구(17)와 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 공동 내에는 압력 균형 기구(17)를 통해 공동에 유입되는 기체를 응축시키는 핀(fin)(110d)이 설치되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 핀(110d)은 상기 압력 균형 기구(17)에서부터 상기 관통홀(110c)에 이르는 기체 통로에 설치되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 핀(110d)은 상기 제1 보조벽(110a)에 고정되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 핀(110d)은 상기 압력 균형 기구(17)의 중심과 상기 관통홀(110c)의 중심을 연결한 선에 평행되는 것을 특징으로 하는 박스 본체.
  19. 전지로서,
    다수의 전지 셀(20); 및
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 박스 본체(11)를 포함하고,
    상기 다수의 전지 셀(20)은 상기 박스 본체(11) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지.
  20. 제19항에 따른 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
KR1020237001872A 2020-10-19 2020-10-19 전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치 KR102642182B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2020/121991 WO2022082388A1 (zh) 2020-10-19 2020-10-19 电池的箱体、电池、用电装置、制备电池的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230026437A KR20230026437A (ko) 2023-02-24
KR102642182B1 true KR102642182B1 (ko) 2024-03-05

Family

ID=81185717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237001872A KR102642182B1 (ko) 2020-10-19 2020-10-19 전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11936027B2 (ko)
EP (1) EP4016714B1 (ko)
JP (1) JP7473737B2 (ko)
KR (1) KR102642182B1 (ko)
HU (1) HUE063710T2 (ko)
WO (1) WO2022082388A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006098130A1 (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Nec Lamilion Energy, Ltd. フィルム外装電気デバイス用筐体

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351245A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Nissan Motor Co Ltd 組電池
DE102009054922A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Gehäuseinnenraum
DE102009054921B4 (de) 2009-12-18 2020-09-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Batteriegehäuseinnenraum
DE102015111747A1 (de) 2015-07-20 2017-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriekühlungssystem
KR102030726B1 (ko) * 2015-10-15 2019-10-10 주식회사 엘지화학 배터리 팩
KR102220902B1 (ko) * 2017-01-26 2021-02-26 삼성에스디아이 주식회사 소화시스템을 포함하는 배터리 팩
KR102065099B1 (ko) 2017-04-04 2020-01-10 주식회사 엘지화학 크래쉬 빔과 배수 구조를 갖는 배터리 팩
CN207967074U (zh) * 2017-11-20 2018-10-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 箱体
CN207441811U (zh) * 2017-11-20 2018-06-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 箱体及电池包
CN109244592A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 浙江中车电车有限公司 一种风冷结构及电池箱
WO2020143178A1 (zh) 2019-01-09 2020-07-16 比亚迪股份有限公司 电池包、车辆和储能装置
CN110868645A (zh) * 2019-11-22 2020-03-06 安徽飞凯电子技术有限公司 一种防潮通信机柜

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006098130A1 (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Nec Lamilion Energy, Ltd. フィルム外装電気デバイス用筐体

Also Published As

Publication number Publication date
HUE063710T2 (hu) 2024-01-28
US20220123390A1 (en) 2022-04-21
EP4016714B1 (en) 2023-07-26
KR20230026437A (ko) 2023-02-24
EP4016714A4 (en) 2022-06-22
EP4016714A1 (en) 2022-06-22
JP2023535097A (ja) 2023-08-15
WO2022082388A1 (zh) 2022-04-28
JP7473737B2 (ja) 2024-04-23
US11936027B2 (en) 2024-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7429719B2 (ja) 電池、電力消費機器、電池の製造方法及び装置
JP7417641B2 (ja) 電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置
CN112018301B (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
CN112018302B (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和设备
CN112018300B (zh) 电池的箱体、电池、用电装置、制备电池的方法和装置
CN112018303B (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和装置
JP2022542786A (ja) 電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置
CN112018322B (zh) 电池的箱体、电池、用电装置、制备电池的方法和装置
US20230420798A1 (en) Battery, electric apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery
KR102590339B1 (ko) 전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
CN218414891U (zh) 电池的箱体、电池、用电装置和制备电池的装置
KR102642182B1 (ko) 전지 박스 본체, 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
WO2022082392A1 (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
JP7457872B2 (ja) 電池、電気装置、電池の製造方法および装置
WO2022082389A1 (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和装置
WO2022082391A1 (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant