KR102656913B1 - 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 배터리를 제조하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원의 실시예는 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 배터리는, 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀; 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디; 및 대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재; 상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재; 상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 포함하는데, 여기서, 상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 크다.
Description
본 출원은 에너지 저장 장치 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 배터리를 제조하는 장치에 관한 것이다.
에너지절약과 오염물 배출감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 관건이다. 이러한 경우, 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호의 우세로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 조성 부분으로 되었다. 그러나 전기 자동차의 경우, 배터리 기술 또한 이의 발전과 관련되는 중요한 요소이다.
배터리 기술의 끊임없는 발전과 더불어 배터리가 동시에 여러 방면의 설계 요소를 고려하도록 배터리의 성능에 보다 높은 요구를 제기한다.
본 출원은 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 배터리를 제조하는 장치를 제공하여 배터리의 안정성을 향상시킨다.
제1 양태는, 배터리를 제공하는데, 이는 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀; 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디; 및 대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재; 상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재; 상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 포함하며, 여기서, 상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 크다.
배터리에서, 배터리 셀에 열폭주 또는 손상 등이 발생할 경우, 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 고온, 고압의 배출물을 방출한다. 압력 방출 기구가 인접한 두 개의 배터리 셀 사이에 놓일 경우, 열폭주가 발생한 배터리 셀에서 생성된 열은 이와 대향되게 설치되는 다른 배터리 셀에 추가로 전달되어 열폭주 확산이 발생하여 엄중한 열폭주를 초래하게 되며, 심지어 화재, 폭발 등 사고를 일으킨다.
본 출원의 기술적 해결수단은 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구가 대향되게 설치되는 제1 방향에서, 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 이격 부재를 설치함으로써 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 이격 부재를 이용하여 단열과 방화를 실현할 수 있다. 제1 통공과 제2 통공을 이용하여 인접한 압력 방출 기구로부터 분사된 배출물을 이격 부재 내부에 가이드하여 배출물의 배출을 용이하게 가이드 할 수 있다. 나아가, 상기 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 구조를 사용하여 제1 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제2 통공을 거치지 않고 제2 배터리 셀에 도달할 수 있도록 하고, 제2 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제1 통공을 거치지 않고 제1 배터리 셀에 도달할 수 있도록 한다. 이로써 상기 열폭주 확산 문제가 발생하지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 제1 보호 부재는 상기 제1 벽에 밀착되고, 상기 제2 보호 부재는 상기 제2 벽에 밀착된다. 이로써 예를 들면 제1 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제2 보호 부재에 충격을 가할 경우, 밀착된 제2 벽을 이용하여 제2 보호 부재를 지지할 수 있고, 제2 보호 부재의 구조 강성을 더 확보할 수 있어 제1 통공으로부터 진입한 배출물이 제2 보호 부재를 밀치지 않고 제2 배터리 셀에 도달할 수 있도록 한다. 제1 보호 부재도 이와 같다.
일부 실시예에서, 상기 제1 박약부는 상기 제1 보호 부재에 노치를 형성하거나, 또는 상기 제1 박약부의 두께를 상기 제1 보호 부재의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치하고, 상기 제2 박약부는 상기 제2 보호 부재에 노치를 형성하거나, 또는 상기 제2 박약부의 두께를 상기 제2 보호 부재의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치한다. 제1 박약부를 이렇게 형성함으로써 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구에서 분출된 배출물은 제1 박약부의 면적보다 작은 제1 통공으로부터 제1 박약부를 충격하여 이를 오픈시키고, 이로써 이격 부재 내에 진입할 수 있다. 제2 박약부가 제2 통공의 면적보다 크므로 제1 통공으로부터 진입한 배출물이 제2 박약부를 밀치지 않아 제1 통공으로부터 진입한 배출물이 제2 배터리 셀에 나쁜 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어 열폭주의 확산을 방지한다. 제2 박약부의 기능도 이와 같다.
일부 실시예에서, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 박약부의 투영은 상기 제1 통공의 투영을 커버하고, 상기 제2 박약부의 투영은 상기 제2 통공의 투영을 커버한다. 이로써 제1 박약부와 제2 박약부가 일부 손상되는 것을 추가로 확보할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 박스 바디는 제2 방향에서 서로 연결되는 어퍼 커버와 케이스를 구비하고, 상기 어퍼 커버와 상기 케이스로 에워싸인 공간에 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 수용하며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하고, 상기 이격 부재는 상기 어퍼 커버와 상기 케이스에 밀봉 연결된다. 일부 실시예에서, 상기 제1 벽, 상기 제2 벽, 상기 어퍼 커버 및 상기 케이스는 공동으로 에워싸여 상기 배출물이 유동하는 배기 통로를 형성한다. 제1 통공과 제2 통공으로부터 이격 부재 내의 공간에 진입한 배출물이 다시 이격 부재 밖으로 누설되지 않고 배기 통로를 따라 유동하도록 하기 위하여 이격 부재를 어퍼 커버 및 케이스와 모두 밀폐시킨다. 이러한 밀폐는 예를 들면 실란트를 도포하거나 밀폐 라이너 등을 설치하는 것을 통해 구현될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 박스 바디에서 상기 배기 통로의 출구와 대향하는 위치에는 배기 부재가 형성되고, 상기 배기 부재는 상기 배기 통로에서 유동하는 상기 배출물을 상기 박스 바디의 외부에 배출한다. 제1 벽, 제2 벽, 어퍼 커버 및 케이스가 함께 에워싸여 형성한 배기 통로는 이의 연장 방향에 출구를 구비하고, 박스 바디에서 이 출구와 대향되는 위치에 배기 부재를 설치한다. 이로써 배기 통로를 거쳐 출구에 도달하는 배출물을 고효율적으로 박스 바디 밖으로 배출할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 이격 부재는 상기 제1 벽과 상기 제2 벽을 연결하기 위한 연결 부재를 더 포함한다. 이로써 이격 부재의 전체 강성을 강화할 수 있다. 또한 이격 부재를 일체로 성형할 수도 있다.
일부 실시예에서, 상기 박스 바디는 제2 방향에서 서로 연결되는 어퍼 커버와 케이스를 구비하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하며, 상기 이격 부재의 상기 제2 방향에서의 정상부와 저부에는 모두 상기 연결 부재가 형성되고, 정상부의 상기 연결 부재는 상기 어퍼 커버와 밀봉 연결되며, 저부의 상기 연결 부재는 상기 케이스와 밀봉 연결된다. 즉 이격 부재는 “ㅁ”자형을 이루는데, 정상부가 형성되지 않은 연결 부재 및 저부의 연결 부재의 경우에 비해 밀봉 연결 면적이 커져 이격 부재의 전체 강성을 강화할 뿐만 아니라 밀폐성을 강화할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 이격 부재는 상기 제1 보호 부재를 지지하기 위한 제1 지지 부재; 및 상기 제2 보호 부재를 지지하기 위한 제2 지지 부재를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 제1 지지 부재는 상기 제1 벽과 연결되고, 상기 제2 지지 부재는 상기 제2 벽과 연결된다. 이로써, 이격 부재가 단지 제1 벽과 제2 벽을 구비하고 연결 부재를 구비하지 않는 경우, 이격 부재의 제1 지지 부재와 제2 지지 부재를 이용하여 제1 보호 부재와 제2 보호 부재를 안정적으로 지지할 수 있다. 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 구조 안정성을 확보한다.
일부 실시예에서, 상기 이격 부재는 상기 제1 보호 부재를 지지하기 위한 제1 지지 부재; 및 상기 제2 보호 부재를 지지하기 위한 제2 지지 부재를 더 포함한다. 상기 제1 지지 부재는 상기 제1 벽 및/또는 상기 연결 부재와 연결되고, 상기 제2 지지 부재는 상기 제2 벽 및/또는 상기 연결 부재와 연결된다. 이로써, 이격 부재가 제1 벽, 제2 벽 및 연결 부재를 구비할 경우, 이격 부재 및/또는 연결 부재에 설치된 제1 지지 부재와 제2 지지 부재를 이용하여 제1 보호 부재와 제2 보호 부재를 안정적으로 지지할 수 있다. 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 구조 안정성을 확보한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 벽과 상기 제1 지지 부재 사이에는 상기 제1 보호 부재가 슬라이딩하는 홈이 형성되어 상기 제1 보호 부재를 포지셔닝하고, 상기 제2 벽과 상기 제2 지지 부재 사이에는 상기 제2 보호 부재가 슬라이딩하는 홈이 형성되어 상기 제2 보호 부재를 포지셔닝한다. 이로써, 장착할 경우, 제1 보호 부재와 제2 보호 부재가 홈을 따라 적합한 장착 위치에 슬라이딩하도록 하여 포지셔닝 정확도를 향상시킬 수 있고, 이격 부재가 이의 연장 방향을 따라 길게 형성될 경우, 제1 보호 부재와 제2 보호 부재를 적합한 장착 위치에 양호하게 안착시킬 수도 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 보호 부재와 상기 제2 보호 부재는 보호 연결 부재를 거쳐 서로 연결된다. 이로써, 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 강성을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 보호 부재, 상기 보호 연결 부재 및 상기 제2 보호 부재는 일체로 형성된다. 이로써 가공이 용이하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
제2 양태는, 제1 양태의 배터리를 포함하는 전기 장치를 제공한다. 상기 배터리는 전기 에너지를 제공한다.
제3 양태는, 배터리를 제조하는 방법을 제공하는데, 이는, 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 제공하는 단계; 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디를 제공하는 단계; 대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재를 제공하는 단계; 상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재를 제공하는 단계; 및 상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 제공하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 크다.
제4 양태는 배터리를 제조하는 장치를 제공하는데, 이는, 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 제공하는 제1 제공 모듈; 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디를 제공하는 제2 제공 모듈; 대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재를 제공하는 제3 제공 모듈; 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재를 제공하는 제4 제공 모듈; 및 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 제공하는 제5 제공 모듈; 상기 제1 보호 부재를 상기 제1 벽에 부접하여 상기 제1 보호 부재의 상기 제1 박약부가 상기 제1 통공과 대향되게 설치되도록 하고, 상기 제2 보호 부재를 상기 제2 벽에 부접하여 상기 제2 보호 부재의 상기 제2 박약부가 상기 제2 통공과 대향되게 설치되도록 하며, 상기 이격 부재와 상기 배터리 셀을 상기 박스 바디에 장착하는 장착 모듈을 포함하며, 여기서, 상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 크다.
본 출원의 기술적 해결수단은 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구가 대향되게 설치되는 제1 방향에서, 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 이격 부재를 설치함으로써 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 이격 부재를 이용하여 단열과 방화를 실현할 수 있다. 제1 통공과 제2 통공을 이용하여 인접한 압력 방출 기구로부터 분사된 배출물을 이격 부재 내부에 가이드하여 배출물의 배출을 용이하게 가이드 할 수 있다. 나아가, 상기 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 구조를 사용하여 제1 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제2 통공을 거치지 않고 제2 배터리 셀에 도달할 수 있도록 하고, 제2 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제1 통공을 거치지 않고 제1 배터리 셀에 도달할 수 있도록 한다. 이로써 상기 열폭주 확산 문제가 발생하지 않는다.
여기서 설명한 도면은 본 출원에 대한 추가적인 이해를 제공하고, 본 출원의 일부를 구성하며, 본 출원의 예시적인 실시예 및 이의 설명은 본 출원을 해석하기 위한 것일 뿐 본 출원에 대한 부당한 한정을 구성하지 않는다. 도면에서,
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 모식도이고;
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 입체 구조 모식도이며;
도 3a는 두 개의 배터리 셀 및 두 개의 배터리 셀 사이에 위치하는 이격 부재의 구조의 입체 모식도이고;
도 3b는 도 3a에서의 이격 부재를 제2 벽측에서 관찰한 구조의 입체 모식도이며;
도 4a는 도 3a의 I-I단면도이고;
도 4b는 제1 통공과 제1 박약부가 제1 방향을 따른 투영의 사이즈 관계를 나타내는 모식도이며;
도 5a는 이격 부재가 제1 벽 및 제2 벽에 의해 구성될 경우의 배기 통로의 구조 모식도이고;
도 5b는 도 5a에서의 이격 부재의 구조 모식도이며;
도 6은 이격 부재의 구조의 다른 실시예이고;
도 7은 이격 부재의 구조의 또 다른 실시예이며;
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 방법의 예시적 흐름도이고;
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 장치의 예시적 블록도이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 모식도이고;
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 입체 구조 모식도이며;
도 3a는 두 개의 배터리 셀 및 두 개의 배터리 셀 사이에 위치하는 이격 부재의 구조의 입체 모식도이고;
도 3b는 도 3a에서의 이격 부재를 제2 벽측에서 관찰한 구조의 입체 모식도이며;
도 4a는 도 3a의 I-I단면도이고;
도 4b는 제1 통공과 제1 박약부가 제1 방향을 따른 투영의 사이즈 관계를 나타내는 모식도이며;
도 5a는 이격 부재가 제1 벽 및 제2 벽에 의해 구성될 경우의 배기 통로의 구조 모식도이고;
도 5b는 도 5a에서의 이격 부재의 구조 모식도이며;
도 6은 이격 부재의 구조의 다른 실시예이고;
도 7은 이격 부재의 구조의 또 다른 실시예이며;
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 방법의 예시적 흐름도이고;
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 장치의 예시적 블록도이다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점이 보다 뚜렷하도록 하기 위하여 이하 본 출원의 실시예의 도면과 결부하여 본 출원의 실시예의 기술적 해결수단을 뚜렷하고 완전하게 설명하고자 하는데 설명된 실시예는 단지 본 출원의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예가 아님은 자명한 것이다. 본 출원의 실시예에 기반하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 진보적인 창출에 힘쓸 필요가 없이 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호범위에 속한다.
별도로 정의하지 않은 한 본 출원에서 사용하는 모든 기술적 용어와 과학적 용어는 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 통상적으로 이해하는 의미와 동일한 바, 본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니며; 본 출원의 명세서와 청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명에서의 용어 "포함"과 "구비" 및 이들의 임의의 변형은 배타적이지 않은 포함을 포괄하기 위한 것이다. 본 출원의 명세서와 청구범위 또는 상기 도면에서의 용어 "제1", "제2" 등은 상이한 오브젝트를 구별하기 위한 것일 뿐 특정된 순서 또는 주종관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 출원에서 언급한 "실시예”는 실시예와 결부하여 설명한 특정된 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 한 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 명세서에서의 각 위치에 상기 구절이 나타나는 것은 모두 동일한 실시예를 가리키는 것이 아니고, 기타 실시예와 서로 배제하는 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 출원에서 설명한 실시예가 기타 실시예와 서로 결합할 수 있다는 것을 명시적이고 암시적으로 이해할 수 있다.
본 출원의 설명에서, 달리 명확하게 규정하고 한정하지 않은 한, 용어 "장착”, "서로 연결”, "연결”, "부접”은 응당 일반화한 의미로 이해하여야 하는 바, 예를 들면, 고정적으로 연결될 수도 있고 해체 가능하게 연결될 수도 있거나, 일체로 연결될 수도 있으며; 직접적으로 연결될 수도 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있으며, 두 개의 소자 내부의 연통 일 수 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 근거하여 본 출원에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서의 용어 “및/또는”은 단지 관련 오브젝트의 연관 관계를 설명하는 것으로 세 가지 관계가 존재할 수 있다는 것을 나타내는 바, 예를 들면 A 및/또는 B는 A가 단독으로 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, B가 단독으로 존재하는 경우와 같은 3가지 경우를 나타낼 수 있다. 그 밖에, 본 출원에서의 문자 부호 "/"는 일반적으로 앞뒤 관련 상대가 한가지 "또는"이라는 관계를 가진다는 것을 나타낸다.
본 출원에서 나타나는 "다수"는 두 개 이상(두 개를 포함)을 지칭하고, 같은 도리로, "여러 그룹"은 두 그룹 이상(두 그룹을 포함)을 지칭하며, "여러 조각"은 두 조각 이상(두 조각을 포함)을 지칭한다.
본 출원의 실시예에서 언급한 배터리는 다수의 배터리 셀을 포함하여 더 높은 전압과 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 지칭한다. 예를 들면, 본 출원에서 언급한 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극 플레이크, 음극 플레이크 및 세퍼레이터를 포함한다. 배터리 셀은 주요하게 금속 이온에 의해 양극 플레이크와 음극 플레이크 사이에서 이동하여 작업한다. 양극 플레이크는 양극 집전체와 양극 활성물질층을 포함하는데, 양극 활성물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되고, 양극 활성물질층을 코팅하지 않은 집전체는 양극 활성물질층을 코팅한 집전체에 돌출되며, 양극 활성물질층을 도포하지 않은 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄 일 수 있고, 양극 활성물질은 코발트산 리튬, 인산철 리튬, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등 일 수 있다. 음극 플레이크는 음극 집전체와 음극 활성물질층을 포함하는데, 음극 활성물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되고, 음극 활성물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활성물질층이 코팅된 집전체에 돌출되며, 음극 활성물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리 일 수 있고, 음극 활성물질은 탄소 또는 규소 등 일 수 있다. 큰 전류가 흘러도 퓨즈가 발생하지 않도록 담보하기 위하여 양극 탭의 수량은 다수이고 함께 적층되며, 음극 탭의 수량도 다수이고 함께 적층된다. 세퍼레이터의 재질은 PP 또는 PE 등 일 수 있다. 이 외에, 전극 어셈블리는 권취형 구조 일 수도 있고 적층형 구조 일 수도 있으나 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전 배율 등 성능 파라미터와 같은 여러 방면의 설계 요소도 고려해야 할 뿐만 아니라 배터리의 안정성도 고려해야 한다.
현재, 전기 자동차의 배터리는 흔히 수 십 내지 수 천개의 배터리 셀로 구성된다. 배터리에서, 배터리 셀에 열폭주 또는 손상 등이 발생할 경우, 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 고온, 고압의 배출물을 방출할 수 있다. 압력 방출 기구가 인접한 두 개의 배터리 셀 사이에 놓일 경우, 열폭주가 발생한 배터리 셀에서 생성된 열은 이와 대향되게 설치되는 다른 배터리 셀에 추가로 전달되어 열폭주 확산이 발생하여 엄중한 열폭주를 초래하게 되며, 심지어 화재, 폭발 등 사고를 일으킨다.
이를 감안하여, 본 출원은 기술적 해결수단으로 배터리를 제공하는데, 이는, 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀; 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디; 및 대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재; 상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재; 상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 포함하며, 여기서, 상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 크다.
제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구가 대향되게 설치되는 제1 방향에서, 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀 사이에 이격 부재를 설치함으로써 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 이격 부재를 이용하여 단열과 방화를 실현할 수 있다. 제1 통공과 제2 통공을 이용하여 인접한 압력 방출 기구로부터 분사된 배출물을 이격 부재 내부에 가이드하여 배출물의 배출을 용이하게 가이드하여 이격 부재의 단부에서 배기함으로써 배출물의 배출을 용이하게 가이드하여 배터리의 전체 안정성을 향상시킬 수도 있다. 나아가, 상기 제1 보호 부재와 제2 보호 부재의 구조를 사용하여 제1 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제2 통공을 거치지 않고 제2 배터리 셀에 도달할 수 있도록 하고, 제2 통공으로부터 이격 부재 내에 진입한 배출물이 제1 통공을 거치지 않고 제1 배터리 셀에 도달할 수 있도록 한다. 이로써 열폭주 확산 문제가 발생하지 않도록 한다.
본 출원의 일 실시예는 전기 장치를 제공하는데, 배터리는 전기 에너지를 제공한다.
본 출원의 실시예에서 설명한 기술적 해결수단은 모두 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 배터리 카, 전기 장난감, 전동 공구, 전기 자동차, 선박 및 우주 설비 등과 같은 배터리를 사용하는 여러 가지 장치에 적용되고, 예를 들어 우주 설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함한다.
본 출원의 실시예에서 설명한 기술적 해결수단은 상기에서 설명한 기기에 한정적으로 적용될 뿐만 아니라 배터리를 사용하는 모든 기기에도 적용될 수 있으나 설명의 간결함을 위하여 아래 실시예는 모두 전기 자동차를 예로 들어 설명한다는 것을 이해해야 한다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예에 따른 차량(100)의 구조 모식도이고, 차량(100)은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차 일 수 있으며, 신재생에너지 자동차는 순수전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장 자동차 등 일 수 있다. 차량(100)의 내부에는 모터(2), 제어기(3) 및 배터리(1)를 설치할 수 있는데, 제어기(3)는 베터리(1)로 하여금 모터(2)에 전기를 공급하도록 제어한다. 예를 들면, 차량(100)의 저부 또는 차량의 앞부분 또는 차량의 뒷부분에는 배터리(1)를 설치할 수 있다. 배터리(1)는 차량(100)에 전기를 공급할 수 있는 바, 예를 들면, 배터리(1)는 차량(100)의 작동 전원으로 사용될 수 있고, 차량(100)의 회로 시스템에 사용될 수 있으며, 예를 들어 차량(100)의 작동, 네비게이션 및 운행할 때의 작동 전기 수요에 사용된다. 본 출원의 다른 실시예에서, 배터리(1)는 차량(100)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 차량(100)의 구동 전원으로 사용될 수도 있으며, 연료유 또는 천연가스를 대체하거나 또는 일부 대체하여 차량(100)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
상이한 사용 전력 수요를 만족시키기 위하여 배터리(1)는 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있는데, 여기서 다수의 배터리 셀 사이는 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있고, 혼합 연결이란 직렬 연결과 병렬 연결의 혼합을 지칭한다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리(1)의 입체 구조 모식도이다. 배터리(1)는 박스 바디(50)를 포함하되, 박스 바디(50) 내부는 중공 구조이고, 박스 바디(50) 내에는 배터리 셀(10’)이 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 바디(50)는 두 부분을 포함할 수 있는데 여기서는 각각 어퍼 커버(51)와 케이스(52)라고 한다. 어퍼 커버(51)와 케이스(52)는 스냅핏된다. 어퍼 커버(51)와 케이스(52)의 형상은 다수의 배터리 셀(10’) 조합의 형상에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 어퍼 커버(51)와 케이스(52)가 모두 중공 직육면체이고 각각 하나의 면을 개구면으로 구비하며, 어퍼 커버(51)의 개구와 케이스(52)의 개구는 대향되게 설치되고, 어퍼 커버(51)와 케이스(52)는 서로 스냅핏되어 밀폐 챔버를 가지는 박스 바디(50)를 형성할 수 있다. 어퍼 커버(51)가 개구를 가지는 직육면체이고 케이스(52)가 판형일 수도 있거나, 또는 케이스(52)가 개구를 가지는 직육면체이고 어퍼 커버(51)가 판형일 수도 있으며, 어퍼 커버(51)와 케이스(52)는 서로 대향되게 설치되고 스냅핏하여 밀폐 챔버를 가지는 박스 바디(50)를 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 박스 바디(50)에 다수의 배터리 셀(10’)을 수용하되, 다수의 배터리 셀(10’)은 제1 방향(X)과 제3 방향(Y)을 따라 배열되며, 여기서 제1 방향(X)과 제3 방향(Y)은 직교할 수 있다. 즉, 배터리(1)에서의 다수의 배터리 셀(10’)은 매트릭스 형태의 구조로 배열될 수 있다. 다수의 배터리 셀(10’)은 서로 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결한 후, 어퍼 커버(21)와 케이스(22)가 스냅핏하여 형성한 박스 바디(20) 내에 안착된다. 선택적으로, 배터리(1)가 구비한 배터리 셀(10’)도 단지 두 개의 배터리 셀(10’) 일 수 있고, 두 개의 배터리 셀(10’)의 압력 방출 기구는 제1 방향(X)에서 대향되게 설치된다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 이는 두 개의 배터리 셀(10’)의 압력 방출 기구가 제1 방향(X)에서 대향되게 설치되고, 두 개의 배터리 셀(10’) 사이에 이격 부재(30)가 설치되는 구조의 입체 모식도이다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 이는 도 3(a)에서의 이격 부재(30)를 도면의 제2 벽(32)측에서 관찰한 구조의 입체 모식도이다. 도 4(a)는 도 3(a)의 I-I단면도이다. 도 4(b)는 제1 통공(33)과 제1 박약부(42)가 제1 방향(X)의 투영을 따른 사이즈 관계를 나타내는 모식도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)에서는 배터리(1)가 제1 배터리 셀(10) 및 제2 배터리 셀(20)을 구비하고, 제1 배터리 셀(10)의 제1 압력 방출 기구(11)와 제2 배터리 셀(20)의 제2 압력 방출 기구(21)가 제1 방향(X)을 따라 대향되게 설치되는 것을 나타낸다. 이격 부재(30)는 제1 방향(X)에서 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20) 사이에 위치하여 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 이격시킨다. 이격 부재(30)는 대향되게 설치되는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 포함하되, 제1 벽(31)에는 제1 통공(33)이 설치되고, 제2 벽(32)에는 제2 통공(34)이 설치되며, 여기서, 제1 통공(33)은 제1 압력 방출 기구(11)로부터 배출된 배출물을 이격 부재(30) 내의 공간으로 가이드하고, 제2 통공(34)은 제2 압력 방출 기구(21)로부터 배출된 배출물을 이격 부재(30) 내의 공간으로 가이드한다. 제1 벽(31)에는 제1 보호 부재(40)가 부접되고, 제1 보호 부재(40)는 제1 통공(33)과 대향되게 설치되는 제1 박약부(42)를 구비한다. 제2 벽(32)에는 제2 보호 부재(41)가 부접되고, 제2 보호 부재(41)는 제2 통공(34)과 대향되게 설치되는 제2 박약부(43)를 구비한다. 제1 방향(X)에 수직되는 단면에서, 제1 박약부(42)의 면적은 제1 통공(33)보다 크고 제2 박약부(43)의 면적은 제2 통공(34)보다 크다.
이로써, 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20) 사이에 이격 부재(30)를 설치함으로써 제1 배터리 셀(10) 또는 제2 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 경우, 이격 부재(30)를 이용하여 단열과 방화를 실현할 수 있다. 제1 통공(33)과 제2 통공(34)을 이용하여 제1 압력 방출 기구(11) 또는 제2 압력 방출 기구(21)로부터 분사된 배출물을 이격 부재(30) 내의 공간에 가이드하여 배기를 용이하게 가이드 할 수 있다. 또한, 제1 방향(X)에 수직되는 단면에서, 제1 박약부(42)의 면적은 제1 통공(33)보다 크고 제2 박약부(43)의 면적은 제2 통공(34)보다 크므로 제1 통공(33)으로부터 이격 부재(30) 내에 진입한 배출물이 제2 통공(34)을 거치지 않고 제2 배터리 셀(20)에 도달할 수 있도록 하고, 제2 통공(34)으로부터 이격 부재(30) 내에 진입한 배출물이 제1 통공(33)을 거치지 않고 제1 배터리 셀(10)에 도달할 수 있도록 하여 열폭주 확산이 발생하지 않도록 한다.
압력 방출 기구(예컨대 제1 압력 방출 기구(11)와 제2 압력 방출 기구(21))는 배터리 셀(10’)의 내부 압력 또는 온도가 기설정 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 배출하는 소자 또는 부품을 지칭한다. 이 임계값은 설계 수요의 상이함에 따라 상이하다. 상기 임계값은 배터리 셀(10’)에서의 양극 극편, 음극 극편, 전해액 및 세퍼레이터에서의 하나 또는 다수의 재료에 의해 결정될 수 있다. 압력 방출 기구는 방폭 밸브, 에어 밸브, 압력 방출 밸브 또는 안전 밸브 등 형태를 사용할 수 있고, 압력에 민감하거나 온도에 민감한 소자 또는 구조를 사용할 수 있는 바, 즉, 제1 배터리 셀(10) 및/또는 제2 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 기설정 임계값에 도달할 경우, 제1 압력 방출 기구(11) 및/또는 제2 압력 방출 기구(12)는 동작하거나 또는 제1 압력 방출 기구(11) 및/또는 제2 압력 방출 기구(12)에 설치된 박약 구조가 손상되어 내부 압력 또는 온도를 배출하는 개구 또는 통로를 형성한다.
본 출원에서 언급한 “작동”은 일정한 상태까지 동작하거나 활성화되어 배터리 셀(10')의 내부 압력 및 온도가 배출되도록 하는 것을 말한다. 제1 압력 방출 기구(11) 및/또는 제2 압력 방출 기구(12)가 발생한 동작은 제1 압력 방출 기구(11) 및/또는 제2 압력 방출 기구(12)에서의 적어도 일부 파열, 파손, 찢어짐 또는 오픈 등에서의 적어도 일부를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 압력 방출 기구(11) 및/또는 제2 압력 방출 기구(12)가 작동할 경우, 배터리 셀(10’)의 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 작동하는 부위로부터 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 제어 가능한 압력 또는 온도에서 제1 배터리 셀(10) 및/또는 제2 배터리 셀(20)에 압력 방출 및 온도 방출이 발생하도록 하여 잠재하는 보다 엄중한 사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 출원에서 언급한 배출물은 전해액, 용해되거나 분열된 양극 음극 극편, 세퍼레이터의 파편, 반응이 발생한 고온 고압 기체, 화염 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
제1 박약부(42)와 제1 통공(33) 및 제2 박약부(43)와 제2 통공(34)의 사이즈 관계에 대하여, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 제1 방향(X)을 따르고, 제1 박약부(42)의 투영은 제1 통공(33)의 투영을 커버하며, 또 바람직하게는 제2 박약부(43)의 투영이 제2 통공(34)의 투영을 커버한다. 이로써 제1 박약부(42)가 제2 배터리 셀(20)에서 유래한 제2 압력 방출 기구(12)가 분사한 배출물의 충격으로 인하여 일부가 오픈되고, 제2 박약부(43)가 제1 배터리 셀(10)의 제1 압력 방출 기구(11)가 분사한 배출물의 충격으로 인하여 일부가 오픈되는 것을 추가로 확보할 수 있다.
여기서, “박약부”는 충격을 받을 때 비교적 쉽게 손상될 수 있는 부분을 지칭한다. 예를 들면, 제1 박약부(42)는 제1 보호 부재(40)에 노치를 형성하거나 또는 제1 박약부(42)의 두께를 제1 보호 부재(40)의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치하고, 제2 박약부(43)는 제2 보호 부재(41)에 노치를 형성하거나 또는 제2 박약부(43)의 두께를 제2 보호 부재(41)의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치한다. 이로써, 제1 압력 방출 기구(11)로부터 분사된 배출물은 제1 통공(33)으로부터 제1 박약부(42)를 충격하여 이격 부재(30) 내의 공간에 진입할 수 있다. 제2 압력 방출 기구(21)로부터 분사된 배출물은 제2 통공(34)으로부터 제2 박약부(43)를 충격하여 이격 부재(30) 내의 공간에 진입할 수 있다.
그 밖에, 도 4(b)에서는 제1 통공(33)과 제1 박약부(42)가 모두 원형인 구조를 나타냈으나 본 출원은 이에 한정되지 않으며, 제1 통공(33)과 제1 박약부(42)는 직사각형, 정사각형, 오각형, 타원형 등 여러 가지 형상과 같이 원형을 제외한 형상일 수도 있다. 도 4(b)에서는 제1 통공(33)과 제1 박약부(42)의 사이즈 관계만 나타냈으나 제2 통공(34)과 제2 박약부(43)의 사이즈 관계도 이와 같다.
도 3(a), 도 3(b), 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 제1 보호 부재(40)는 제1 벽(31)에 밀착되고, 제2 보호 부재(41)는 제2 벽(32)에 밀착된다. 이로써 제1 보호 부재(40)와 제1 벽(31)이 제1 방향(X)에서의 거리가 매우 작고 제2 보호 부재(41)와 제2 벽(32)이 제1 방향(X)에서의 거리가 매우 작도록 하여 밀착된 제1 벽(31)을 이용하여 제1 보호 부재(40)를 지지하고 밀착된 제2 벽(32)을 이용하여 제2 보호 부재(41)를 지지할 수 있도록 한다. 그리하여, 예를 들면 제1 통공(33)으로부터 이격 부재(30) 내에 진입한 배출물이 제2 보호 부재(41)를 충격할 경우, 제2 벽(32)은 제2 보호 부재(41)를 지지하여 제2 보호 부재(41)의 구조 강성을 확보함으로써 제1 통공(33)으로부터 진입한 배출물이 제2 박약부(43)를 밀치지 않고 제2 배터리 셀(20)에 도달할 수 있도록 한다. 제1 보호 부재(40)도 이와 같은 바, 즉 제2 통공(34)으로부터 이격 부재(30) 내에 진입한 배출물이 제1 보호 부재(40)를 충격할 경우, 제1 벽(31)은 제1 보호 부재(40)를 지지하여 제1 보호 부재(40)의 구조 강성을 확보함으로써 제2 통공(34)으로부터 진입한 배출물이 제1 박약부(42)를 밀치지 않고 제1 배터리 셀(10)에 도달할 수 있도록 한다.
도 3(b), 도 4(a)는 이격 부재(30)가 제1 벽(31), 제2 벽(32) 및 연결 부재(35)를 구비한 구조를 나타내는데, 연결 부재(35)는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 연결한다. 이로써 이격 부재(30)의 전체 강성을 강화하고, 이격 부재(30)를 일체로 성형할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 출원은 이에 한정되지 않는 바, 이격 부재(30)는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)만 구비할 수도 있다. 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 이는 이격 부재(30)가 제1 벽(31)과 제2 벽(32)으로 구성될 경우의 배기 통로(60)의 구조 모식도로서, 여기서 통공과 박약부를 생략하였다. 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 이는 도 5(a)에서의 이격 부재(30)의 구조 모식도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 박스 바디(50)는 제2 방향(Z)에서 연결된 어퍼 커버(51)와 케이스(52)를 구비하고, 제1 벽(31), 제2 벽(32), 어퍼 커버(51)와 케이스(52)는 함께 에워싸여 배출물을 유동시키는 배기 통로(60)를 형성한다. 제1 통공(33)과 제2 통공(34)으로부터 이격 부재(30) 내의 공간에 진입한 배출물이 다시 이격 부재(30) 밖으로 누설되지 않고 배기 통로(60)를 따라 유동하도록 하기 위하여 이격 부재(30)를 어퍼 커버(51) 및 케이스(52)와 모두 밀폐시킨다. 이러한 밀폐는 예를 들면 실란트를 도포하거나 밀폐 라이너 등을 설치하는 것을 통해 구현될 수 있다(미도시). 그 밖에, 도 2에서는 박스 바디(50)에서 배기 통로(60)의 출구와 대향하는 위치에 배기 부재(70)를 형성하는 것을 나타냈는데 배기 부재(70)는 배기 통로(60)에서 유동되는 배출물을 박스 바디(50)의 외부로 배출한다. 이로써 배기 통로(60)를 거쳐 출구에 도달한 배출물을 고효율적으로 박스 바디(50) 밖으로 배출하여 배터리(1)의 전체 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 이격 부재(30)는 제1 보호 부재(40)를 지지하기 위한 제1 지지 부재(36)와 제2 보호 부재(41)를 지지하기 위한 제2 지지 부재(37)를 더 포함한다. 제1 지지 부재(36)는 제1 벽(31)과 연결되고, 제2 지지 부재(37)는 제2 벽(32)과 연결된다. 이로써, 이격 부재(30)의 제1 지지 부재(36)와 제2 지지 부재(37)를 이용하여 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)를 안정적으로 지지할 수 있다.
도 5(b)에 도시된 바와 같이, 이격 부재(30)에 있어서, 제1 벽(31)과 제1 지지 부재(36) 사이에는 제1 보호 부재(40)가 슬라이딩하는 홈(38)이 형성되어 제1 보호 부재(40)를 포지셔닝하고, 제2 벽(32)과 제2 지지 부재(37) 사이에는 제2 보호 부재(41)가 슬라이딩하는 홈(38)이 형성되어 제2 보호 부재(41)를 포지셔닝한다. 이로써, 장착할 경우, 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)가 각각 홈(38)을 따라 적합한 장착 위치에 슬라이딩하도록 하여 포지셔닝 정확도를 향상시킬 수 있고, 이격 부재(30)이의 연장 방향, 즉 제3 방향(Y)을 따라 길게 형성될 경우, 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)를 적합한 장착 위치에 양호하게 안착시킬 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이는 이격 부재(30)의 구조의 다른 실시예이다.
본 출원에서, 이격 부재(30)는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 연결하기 위한 연결 부재(35)을 포함할 수 있다. 연결 부재(35)는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 연결할 수 있고, 제1 통공(33), 제2 통공(34), 제1 보호 부재(40), 제2 보호 부재(41)를 피할 수만 있으면 되며, 이가 제2 방향(Z)에서의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 이격 부재(30)의 제2 방향(Z)에서의 정상부와 저부에는 모두 연결 부재(35)가 형성된다. 정상부의 연결 부재(35)는 어퍼 커버(51)와 밀봉 연결되고, 저부의 연결 부재(35)는 케이스(52)와 밀봉 연결된다. 즉 이격 부재(30)는 "ㅁ"자형으로 형성되는데, 도 5(a)에 도시된 정상부의 연결 부재(35)와 저부의 연결 부재(35)를 형성하지 않은 것에 비해 밀봉 연결 면적이 커져 이격 부재(30)의 전체 강성을 강화할 뿐만 아니라 밀폐성을 강화할 수 있다.
도 6에서, 이격 부재(30)는 제1 보호 부재(40)를 지지하기 위한 제1 지지 부재(36)와 제2 보호 부재(41)를 지지하기 위한 제2 지지 부재(37)를 더 포함한다. 제1 지지 부재(36)와 제2 지지 부재(37)는 모두 저부의 연결 부재(35)와 연결된다. 제1 지지 부재(36)와 제2 지지 부재(37)의 설치 위치는 이에 한정되지 않는 바, 제1 지지 부재(36)는 제1 벽(31) 및/또는 연결 부재(35)와 연결될 수 있고, 제2 지지 부재(37)는 제2 벽(32) 및/또는 연결 부재(35)와 연결될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)의 강성을 향상시키기 위하여 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)는 보호 연결 부재(44)를 거쳐 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제1 보호 부재(40), 보호 연결 부재(44) 및 제2 보호 부재(41)를 일체로 형성하여 가공이 용이하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이는 이격 부재(30)의 구조의 또 다른 실시예로서, 이 실시예에서는 제1 지지 부재(36)와 제2 지지 부재(37)를 형성하지 않는다. 이격 부재(30)는 정상부와 저부에 연결 부재(35)를 각각 형성하여 전반적으로 "ㅁ"자형을 이룬다. 제1 보호 부재(40)와 제2 보호 부재(41)는 정상부의 보호 연결 부재(44)와 저부의 보호 연결 부재(44)에 의해 연결된다. 이 구조를 사용하는 경우, 제1 보호 부재(40), 제2 보호 부재(41) 및 보호 연결 부재(44)를 이격 부재(30)의 각 내면과 각각 접착시켜 고정할 수 있다.
본 출원의 일 실시예는 전기 장치를 더 제공하는데, 이 전기 장치는 상술한 각 실시예에서의 배터리(1)를 포함할 수 있다. 배터리(1)는 이 전기 장치에서 전기 에너지를 제공한다.
이상에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리와 전기 장치를 설명하였고, 아래에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리를 제조하는 방법과 장치를 설명하는데, 여기서 상세히 설명하지 않은 부분은 상기 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 방법(400)의 예시적 흐름도를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이 방법(400)은,
각각의 압력 방출 기구가 제1 방향(X)을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 제공하는 단계410;
제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 수용하는 박스 바디(50)를 제공하는 단계420;
대향되게 설치되는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 포함하되, 제1 벽(31)에는 제1 배터리 셀(10)의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공(33)이 설치되고, 제2 벽(20)에는 제2 배터리 셀(20)의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공(34)이 설치되며, 제1 방향(X)에서 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 이격하기 위한 이격 부재(30)를 제공하는 단계430;
제1 벽(31)에 부접되고, 제1 통공(31)과 대향되게 설치되는 제1 박약부(42)를 구비하는 제1 보호 부재(40)를 제공하는 단계440; 및
제2 벽(32)에 부접되고, 제2 통공(34)과 대향되게 설치되는 제2 박약부(43)를 구비하는 제2 보호 부재(41)를 제공하는 단계를 포함할 수 있으며,
여기서, 제1 방향(X)에 수직되는 단면에서, 제1 박약부(42)의 면적은 제1 통공(33)보다 크고, 제2 박약부(43)의 면적은 제2 통공(34)보다 크다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리를 제조하는 장치(500)의 예시적 블록도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 배터리를 제조하는 장치(500)는,
각각의 압력 방출 기구가 제1 방향(X)을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 제공하는 제1 제공 모듈(510);
제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 수용하는 박스 바디(50)를 제공하는 제2 제공 모듈(520);
대향되게 설치되는 제1 벽(31)과 제2 벽(32)을 포함하되, 제1 벽(31)에는 제1 배터리 셀(10)의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공(33)이 설치되고, 제2 벽(20)에는 제2 배터리 셀(20)의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공(34)이 설치되며, 제1 방향(X)에서 제1 배터리 셀(10)과 제2 배터리 셀(20)을 이격하기 위한 이격 부재(30)를 제공하는 제3 제공 모듈(530);
제1 박약부(42)를 구비하는 제1 보호 부재(40)를 제공하는 제4 제공 모듈(540); 및
제2 박약부(43)를 구비하는 제2 보호 부재(41)를 제공하는 제5 제공 모듈(550);
제1 보호 부재(40)를 제1 벽(31)에 부접하여 제1 보호 부재(40)의 제1 박약부(42)가 제1 통공(33)과 대향되게 설치되도록 하고, 제2 보호 부재(41)를 제2 벽(32)에 부접하여 제2 보호 부재(41)의 제2 박약부(43)가 제2 통공(34)과 대향되게 설치되도록 하며, 이격 부재(30)와 배터리 셀(10)을 박스 바디(50)에 장착하는 장착 모듈(560)을 포함할 수 있으며,
여기서, 제1 방향(X)에 수직되는 단면에서, 제1 박약부(42)의 면적은 제1 통공(33)보다 크고, 제2 박약부(43)의 면적은 제2 통공(34)보다 크다.
마지막으로 설명해야 할 것은, 이상의 실시예는 단지 본 출원의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐 이에 대해 한정하기 위한 것이 아니고; 비록 상술한 실시예를 참조하여 본 출원을 상세히 설명하였으나 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 여전히 상술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단에 대해 수정할 수 있거나 그 중의 일부 기술적 특징을 동등하게 대체할 수 있으나 이러한 수정 또는 대체는 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술적 해결수단의 정신범위를 벗어나지 않는다는 것을 이해할 수 있다.
1: 배터리 2: 모터
3: 제어기 10: 제1 배터리 셀
10': 배터리 셀 11: 제1 압력 방출 기구
20: 제2 배터리 셀 21: 제2 압력 방출 기구
30: 이격 부재 31: 제1 벽
32: 제2 벽 33: 제1 통공
34: 제2 통공 35: 연결 부재
36: 제1 지지 부재 37: 제2 지지 부재
38: 홈 40: 제1 보호 부재
41: 제2 보호 부재 42: 제1 박약부
43: 제2 박약부 44: 보호 연결 부재
50: 박스 바디 51: 어퍼 커버
52: 케이스 60: 배기 통로
70: 배기 부재 100: 차량
3: 제어기 10: 제1 배터리 셀
10': 배터리 셀 11: 제1 압력 방출 기구
20: 제2 배터리 셀 21: 제2 압력 방출 기구
30: 이격 부재 31: 제1 벽
32: 제2 벽 33: 제1 통공
34: 제2 통공 35: 연결 부재
36: 제1 지지 부재 37: 제2 지지 부재
38: 홈 40: 제1 보호 부재
41: 제2 보호 부재 42: 제1 박약부
43: 제2 박약부 44: 보호 연결 부재
50: 박스 바디 51: 어퍼 커버
52: 케이스 60: 배기 통로
70: 배기 부재 100: 차량
Claims (19)
- 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀;
제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디;
대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하기 위한 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재;
상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재; 및
상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 포함하는 배터리에 있어서,
상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 제1 보호 부재는 상기 제1 벽에 밀착되게 설치되고, 상기 제2 보호 부재는 상기 제2 벽에 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 제1 박약부는 상기 제1 보호 부재에 노치를 형성하거나, 또는 상기 제1 박약부의 두께를 상기 제1 보호 부재의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치하고,
상기 제2 박약부는 상기 제2 보호 부재에 노치를 형성하거나, 또는 상기 제2 박약부의 두께를 상기 제2 보호 부재의 기타 부분보다 얇게 구성하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방향을 따라 상기 제1 박약부의 투영은 상기 제1 통공의 투영을 커버하고, 상기 제2 박약부의 투영은 상기 제2 통공의 투영을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 박스 바디는 제2 방향에서 서로 연결되는 어퍼 커버와 케이스를 구비하고, 상기 어퍼 커버와 상기 케이스로 에워싸인 공간에 상기 제1 배터리 셀과 상기 제2 배터리 셀을 수용하며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하고,
상기 이격 부재는 상기 어퍼 커버와 상기 케이스에 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제5항에 있어서,
상기 제1 벽, 상기 제2 벽, 상기 어퍼 커버 및 상기 케이스는 공동으로 에워싸여 상기 배출물이 유동하는 배기 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제6항에 있어서,
상기 박스 바디에서 상기 배기 통로의 출구와 대향하는 위치에는 배기 부재가 형성되고, 상기 배기 부재는 상기 배기 통로에서 유동하는 상기 배출물을 상기 박스 바디의 외부에 배출하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 이격 부재는 상기 제1 벽과 상기 제2 벽을 연결하기 위한 연결 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제8항에 있어서,
상기 박스 바디는 제2 방향에서 서로 연결되는 어퍼 커버와 케이스를 구비하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 직교하며,
상기 이격 부재의 상기 제2 방향에서의 정상부와 저부에는 모두 상기 연결 부재가 형성되고, 정상부의 상기 연결 부재는 상기 어퍼 커버와 밀봉 연결되며, 저부의 상기 연결 부재는 상기 케이스와 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 이격 부재는 상기 제1 보호 부재를 지지하기 위한 제1 지지 부재; 및 상기 제2 보호 부재를 지지하기 위한 제2 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제10항에 있어서,
상기 제1 지지 부재는 상기 제1 벽과 연결되고,
상기 제2 지지 부재는 상기 제2 벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제8항에 있어서,
상기 이격 부재는 상기 제1 보호 부재를 지지하기 위한 제1 지지 부재; 및 상기 제2 보호 부재를 지지하기 위한 제2 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제12항에 있어서,
상기 제1 지지 부재는 상기 제1 벽 및/또는 상기 연결 부재와 연결되고,
상기 제2 지지 부재는 상기 제2 벽 및/또는 상기 연결 부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제10항에 있어서,
상기 제1 벽과 상기 제1 지지 부재 사이에는 상기 제1 보호 부재가 슬라이딩하는 홈이 형성되어 상기 제1 보호 부재를 포지셔닝하고,
상기 제2 벽과 상기 제2 지지 부재 사이에는 상기 제2 보호 부재가 슬라이딩하는 홈이 형성되어 상기 제2 보호 부재를 포지셔닝하는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 제1 보호 부재와 상기 제2 보호 부재는 보호 연결 부재를 거쳐 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 제15항에 있어서,
상기 제1 보호 부재, 상기 보호 연결 부재 및 상기 제2 보호 부재는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리. - 전기 에너지를 제공하기 위한 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
- 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 제공하는 단계;
제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디를 제공하는 단계;
대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재를 제공하는 단계;
상기 제1 벽에 부접되고, 상기 제1 통공과 대향되게 설치되는 제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재를 제공하는 단계; 및
상기 제2 벽에 부접되고, 상기 제2 통공과 대향되게 설치되는 제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 제공하는 단계를 포함하는 배터리를 제조하는 방법에 있어서,
상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리를 제조하는 방법. - 각각의 압력 방출 기구가 제1 방향을 따라 대향되게 설치되는 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 제공하는 제1 제공 모듈;
제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 수용하는 박스 바디를 제공하는 제2 제공 모듈;
대향되게 설치되는 제1 벽과 제2 벽을 포함하되, 상기 제1 벽에는 상기 제1 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제1 통공이 설치되고, 상기 제2 벽에는 상기 제2 배터리 셀의 압력 방출 기구로부터 배출된 배출물을 가이드하는 제2 통공이 설치되며, 상기 제1 방향에서 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀을 이격하기 위한 이격 부재를 제공하는 제3 제공 모듈;
제1 박약부를 구비하는 제1 보호 부재를 제공하는 제4 제공 모듈;
제2 박약부를 구비하는 제2 보호 부재를 제공하는 제5 제공 모듈; 및
상기 제1 보호 부재를 상기 제1 벽에 부접하여 상기 제1 보호 부재의 상기 제1 박약부가 상기 제1 통공과 대향되게 설치되도록 하고, 상기 제2 보호 부재를 상기 제2 벽에 부접하여 상기 제2 보호 부재의 상기 제2 박약부가 상기 제2 통공과 대향되게 설치되도록 하며, 상기 이격 부재와 상기 배터리 셀을 상기 박스 바디에 장착하는 장착 모듈을 포함하는 배터리를 제조하는 장치에 있어서,
상기 제1 방향에 수직되는 단면에서, 상기 제1 박약부의 면적은 상기 제1 통공보다 크고, 상기 제2 박약부의 면적은 상기 제2 통공보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리를 제조하는 장치.
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