KR102968133B1 - 배터리 및 전기 기기 - Google Patents

배터리 및 전기 기기

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KR102968133B1
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Abstract

본 출원의 실시예는 배터리 및 전기 기기를 제공하는 바, 해당 배터리는 제1 벽에 압력 방출 기구가 설치된 배터리 셀; 배터리 셀의 온도를 조절하는 데 사용되고, 제1 벽과 상이한 배터리 셀의 제2 벽에 부접되는 열관리 부재; 배터리 셀의 전극 단자에 전기적으로 연결하기 위한 버스 부재를 포함하며, 전극 단자는 제1 벽과 상이한 배터리 셀의 제3 벽에 설치된다. 이로써, 버스 부재와 열관리 부재를 압력 방출 기구와 상이한 측에 설치함으로써, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물이 버스 부재로부터 멀어져, 배터리의 단락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀의 배출물이 열관리 부재를 파괴하는 것을 방지하여, 열관리 부재가 배터리 셀의 온도를 지속적으로 정상적으로 조절하도록 할 수 있어, 배터리의 안전성을 향상시킨다.

Description

배터리 및 전기 기기
관련 출원의 상호 인용
본 출원은 2022년 1월 12일에 제출된 명칭이 “배터리의 박스체, 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치”인 PCT 특허 출원 PCT/CN2022/071536의 우선권을 주장하며, 해당 출원의 모든 내용은 인용을 통해 본 출원에 통합된다.
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 배터리 및 전기 기기에 관한 것이다.
배터리 기술의 지속적인 발전에 따라, 배터리를 에너지 저장 기기로 하는 다양한 신에너지 산업이 신속하게 발전했다. 배터리 기술의 발전에서 배터리의 성능을 향상시키는 것 외에 안전 문제도 무시할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전 문제가 보장될 수 없으면 상기 배터리는 사용될 수 없다. 따라서 배터리의 안전성을 어떻게 향상시키는가 하는 것은 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 문제이다.
본 출원의 실시예는 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 및 전기 기기를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 배터리 셀, 버스 부재 및 열관리 부재를 포함하는 배터리를 제공한다. 여기서, 배터리 셀의 제1 벽에 압력 방출 기구가 설치되고; 배터리 셀의 온도를 조절하기 위한 열관리 부재는 제1 벽과 상이한 배터리 셀의 제2 벽에 부접되며; 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자에 전기적으로 연결하는 데 사용되고, 전극 단자는 제1 벽과 상이한 배터리 셀의 제3 벽에 설치된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 압력 방출 기구를 통해 배출되는 배터리 셀의 배출물이 상기 열관리 부재로부터 멀어지는 방향으로 배출되므로 배출물이 상기 열관리 부재를 쉽게 돌파하지 못하며, 상기 열관리 부재는 열폭주가 발생한 배터리 셀을 냉각시킬 수 있어, 열확산을 피하고 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한, 배터리의 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자에 전기적으로 연결하고, 전극 단자는 제1 벽과도 상이한 배터리 셀의 제3 벽에 설치된다. 이로써, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물이 버스 부재로부터 멀어지도록 하여, 배출물에 의한 버스 부재 간의 단락을 피하고, 또한 배터리의 단락을 방지하여, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제2 벽과 제3 벽은 상이하다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제3 벽의 일측에 전극 단자와 버스 부재가 설치되므로 열관리 부재가 동일한 측에 설치될 때, 버스 부재의 영역을 피하여 구성해야 한다. 따라서 열관리 부재를 더 편리하게 설치하기 위해, 열관리 부재를 제3 벽과 상이한 벽에 부접할 수 있으며, 이로써 버스 부재를 회피할 필요가 없고 장착에 더 용이하며, 또한, 열관리 부재와 배터리 셀의 접촉 면적도 보다 커, 온도 조절에 더 유리하다.
일부 실시예에 있어서, 제2 벽의 면적은 제1 벽의 면적 이상이며; 및/또는, 제2 벽의 면적은 제3 벽의 면적 이상이다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제2 벽의 면적을 제1 벽 및/또는 제3 벽 이상으로 설치하여, 상기 제2 벽이 너무 작지 않도록 보장할 수 있어, 상기 제2 벽과 열관리 부재 사이의 접촉 면적이 제2 벽의 면적에 의해 제한되어 너무 작지 않도록 보장하여, 배터리 셀의 온도 조절 효과를 보장할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제2 벽은 배터리 셀에서 면적이 가장 큰 벽이다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제2 벽을 배터리 셀에서 면적이 가장 큰 벽으로 한정함으로써, 가장 편리한 방식으로 배터리 셀에 대한 최고의 온도 조절 효율을 구현할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 배터리는 전기 챔버와 수집 챔버를 포함하는 박스체를 더 포함하며, 전기 챔버는 배터리 셀과 열관리 부재를 수용하는 데 사용되고, 수집 챔버는 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물을 수집하는 데 사용된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때, 수집 챔버를 통해 배터리 셀의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리 셀의 배출물이 박스체 외부로 직접 방출되는 것을 피하여, 압력 방출 기구의 작동으로 인해 발생하는 폭파력이 다른 부재를 파괴하는 것을 방지하고 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 박스체는 제1 벽과 대향하고 이격 설치된 제1 박스체벽을 더 포함하며, 제1 벽과 제1 박스체벽 사이에는 적어도 일부의 수집 챔버를 형성하기 위한 공극을 구비한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽과 제1 박스체벽 사이의 공극이 적어도 일부의 수집 챔버를 형성함으로써, 별도의 부재를 추가하지 않는 상황에서, 수집 챔버를 이용하여 배터리 셀의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리의 구조를 단순화하고 배터리의 부피 활용도를 향상시키고 배터리 셀의 배출물 수집 효율을 향상시키며 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제1 벽과 제1 박스체벽의 최소 거리는 7mm 이상이다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽과 제1 박스체벽의 최소 거리를 7mm 이상으로 한정함으로써, 압력 방출 기구에 충분한 변형 공간을 사전에 보유할 수 있어, 배터리 셀의 배출물을 적시에 방출할 수 있도록 하여, 배터리 셀 내부의 압력 또는 온도를 낮추며, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀에서 방출되는 배출물에 충분한 방출 공간을 사전에 보유할 수도 있어, 배터리 셀의 배출물이 과도하게 축적되어 인접한 배터리 셀과 접촉하여 인접한 배터리 셀에 영향을 미치는 것을 방지하고 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제1 벽과 제1 박스체벽의 최소 거리는 7mm 내지 25mm 사이이다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽과 제1 박스체벽의 최소 거리를 7mm 내지 25mm 사이로 한정함으로써, 배터리 셀에 대한 외력의 영향을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 또한 압력 방출 기구의 작동과 배터리 셀에서 방출되는 배출물에 충분한 공간을 사전에 보유할 수 있는 동시에, 배터리의 부피 활용도를 향상시키고 배터리의 에너지 밀도를 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 배터리는 제1 벽에 부접되고 전기 챔버와 수집 챔버를 격리하기 위한 격리 부재를 더 포함한다. 격리 부재를 통해 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버를 격리하여, 적어도 일부의 배출물이 수집 챔버로부터 전기 챔버로 들어가는 것을 방지하여, 열확산을 피할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 박스체는 제2 박스체벽을 더 포함하며, 제2 박스체벽은 제3 벽에 고정하는 데 사용되어 배터리 셀과 박스체의 고정을 구현한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제2 박스체벽과 제3 벽의 고정은 배터리 셀의 고정을 구현할 수 있어, 외부 환경의 영향으로 배터리 셀이 박스체 내에서 흔들리는 것을 피할 수 있어, 배터리의 안정성과 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라, 다른 부품을 추가하지 않는 상황에서, 배터리 셀의 제1 벽과 박스체의 벽 사이에 공극을 형성할 수도 있으며, 상기 공극은 적어도 일부의 수집 챔버를 형성하는 데 사용되어 배터리 셀의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리의 부피 활용도를 향상시키고 배터리의 에너지 밀도를 증가시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제3 벽은 접착제를 통해 제2 박스체벽에 고정된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 접착제는 비용이 저렴하고 획득이 용이한 장점을 구비하므로, 접착제를 통해 제3 벽과 제2 박스체벽을 고정하여 고정 난이도를 줄이고 배터리의 생산 비용을 절감시킨다. 또한, 배터리의 실제 생산 과정에서 제3 벽의 일부 영역에 접착제를 도포할 수 있을 뿐만 아니라, 제2 박스체벽의 일부 영역에 접착제를 도포할 수도 있어, 제3 벽과 제2 박스체벽의 고정 방식의 유연성을 증가시킨다.
일부 실시예에 있어서, 배터리는 제1 방향을 따라 배열된 복수 열의 배터리 셀을 포함하며, 복수 열의 배터리 셀 중 각 열의 배터리 셀은 제2 방향을 따라 배열된 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하고, 제1 방향은 제2 방향과 제2 벽에 수직이다. 이와 같이, 배터리 내의 복수 개의 배터리 셀을 어레이에 따라 배열하여, 배터리의 조립에 용이하고, 배터리 내부의 복수 개의 배터리 셀의 공간 활용도를 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 열관리 부재는 복수 열의 배터리 셀 중 적어도 1열의 배터리 셀의 적어도 하나의 배터리 셀의 제2 벽에 부접된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 열관리 부재를 복수 열의 배터리 셀 중 적어도 1열의 배터리 셀의 적어도 하나의 배터리 셀의 제2 벽에 부접함으로써, 배터리를 생산하는 생산 비용을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 배터리 셀은 제1 방향을 따라 대향하여 설치된 2개의 제2 벽을 포함하며, 복수 열의 배터리 셀 중 적어도 1열의 배터리 셀의 제1 방향을 따른 양측에 각각 적어도 하나의 배터리 셀의 2개의 제2 벽에 부접되는 열관리 부재가 설치된다. 이와 같이, 2개의 열관리 부재를 통해 1열의 배터리 셀의 온도를 동시에 조절하여, 온도 조절 효율을 향상시키고 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복수 열의 배터리 셀 중 적어도 인접한 2열의 배터리 셀 사이에는 동일한 열관리 부재가 설치된다. 이와 같이, 온도 조절 효과를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 배터리는 제1 방향을 따라 배열된 복수 개의 열관리 부재를 포함한다. 복수 개의 열관리 부재는 또한 온도 조절 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복수 개의 열관리 부재는 제1 방향을 따라 이격 설치된다. 이로써, 배터리의 부피 활용도를 향상시킬 뿐만 아니라, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 열관리 부재에는 열교환 매체를 수용하는 열교환 통로가 설치되고, 복수 개의 열관리 부재의 열교환 통로는 서로 연통된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 복수 개의 열관리 부재 사이는 서로 연통되어, 한편으로, 관리 및 제어가 용이하고 배터리의 집적성과 안전성을 향상시키며; 다른 한편으로, 배터리 중 일부의 열관리 부재의 온도 변화가 보다 클 때, 상기 열교환 통로를 통해 열교환을 구현하여, 복수 개의 열관리 부재 사이의 온도차가 보다 작게 하여, 온도 조절 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 복수 개의 열관리 부재는 인접한 제1 열관리부와 제2 열관리 부재를 포함하며, 제1 열관리 부재는 열교환 통로에 연통되는 제1 연결관을 포함하고, 제2 열관리 부재는 열교환 통로에 연통되는 제2 연결관을 포함하며, 제1 연결관과 제2 연결관은 서로 연결되어 제1 열관리 부재의 열교환 통로와 제2 열관리 부재의 열교환 통로가 서로 연통되도록 한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 연결관과 제2 연결관을 통해 인접한 제1 열관리 부재와 제2 열관리 부재 사이의 열교환 통로를 연통함으로써, 열교환 통로의 연결 난이도를 줄일 수 있으며, 또한, 열교환 통로를 연결하는 부재와 제1 열관리 부재, 제2 열관리 부재를 함께 설치하여, 배터리의 부피 활용도를 향상시켜, 배터리의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 연결관은 제1 열관리 부재에서 제2 방향을 따라 1열의 배터리 셀을 초과하는 영역에 설치되고, 제2 연결관은 제2 열관리 부재에서 제2 방향을 따라 1열의 배터리 셀을 초과하는 영역에 설치되며, 1열의 배터리 셀은 제1 열관리 부재와 제2 열관리 부재 사이에 위치하는 1열의 배터리 셀이고, 제1 연결관과 제2 연결관은 제1 방향을 따라 연장되어 서로 연결된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 연결관과 제2 연결관을 제1 방향에 따라 연장하여 서로 연결함으로써, 제1 열관리 부재의 열교환 통로와 제2 열관리 부재의 열교환 통로 내의 열교환 매체의 수송 경로를 단축시킬 수 있어, 상응한 열교환 통로 내의 열교환 매체의 수송 효율을 가속화할 뿐만 아니라, 배터리의 부피 활용도를 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 박스체는 제1 연결관 및/또는 제2 연결관을 지지하기 위한 지지 부재를 더 포함한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 지지 부재를 통해 제1 연결관 및/또는 제2 연결관을 지지하여, 다른 부품을 추가하지 않는 상황에서, 제1 열관리 부재와 제2 열관리 부재 사이에 위치하는 1열의 배터리 셀이 박스체의 벽과의 사이에 공극을 형성할 수 있도록 하며, 예를 들어, 1열의 배터리 셀의 제1 벽은 박스체의 어느 한 벽과의 사이에 공극을 형성하며, 상기 공극은 적어도 일부의 수집 챔버를 형성하는 데 사용되어, 수집 챔버가 배터리 셀의 배출물을 수집하도록 할 수 있다. 이와 같이, 배터리의 부피 활용도를 향상시키고 배터리의 에너지 밀도를 증가시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제3 방향을 따른 지지 부재의 일측은 제1 연결관 및/또는 제2 연결관에 부접하는 데 사용되며, 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향에 수직이다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제3 방향을 따른 지지 부재의 일측에 제1 연결관 및/또는 제2 연결관을 부접함으로써, 배터리의 제3 방향에서의 공간을 이용하여 배터리의 부피 활용도를 향상시킬 수 있으며, 또한, 배터리를 조립할 때, 제1 연결관과 제2 연결관이 연통된 상황에서 지지 부재를 설치하여 제1 연결관 및/또는 제2 연결관에 부접할 수 있고, 또는 먼저 지지 부재를 설치하여 제1 연결관 또는 제2 연결관에 부접한 다음 제1 연결관과 제2 연결관을 연통할 수 있어, 조립의 유연성을 증가시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제3 방향을 따른 지지 부재의 일측에는 제1 연결관의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관의 적어도 일부를 수용하기 위한 수용홈이 설치된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제3 방향을 따른 지지 부재의 일측에 수용홈을 설치하여, 제1 연결관의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관의 적어도 일부를 수용함으로써, 지지 부재가 상기 제1 연결관 및/또는 제2 연결관을 보다 안정적으로 지지하고 고정하도록 하여, 제1 연결관, 제2 연결관 및 이의 사이의 1열의 배터리 셀을 박스체 내에 흔들리는 것을 피하여, 배터리의 안정성과 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제1 벽과 제3 벽은 대향하여 설치되며, 제2 벽은 제1 벽과 제3 벽을 연결하고; 또는, 제1 벽과 제2 벽은 대향하여 설치되며, 제3 벽은 제1 벽과 제2 벽을 연결한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀의 제1 벽과 제3 벽을 대향하여 설치함으로써, 압력 방출 기구가 버스 부재를 등지도록 하여, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물이 버스 부재를 등지면서 배출될 수 있어, 버스 부재에 대한 배출물의 영향을 감소시키고 배터리에 단락이 발생하는 것을 피한다. 또한, 제2 벽을 설치하여 제1 벽과 제3 벽을 연결하여, 3개의 벽이 상이하게 할 수 있어, 열관리 부재가 압력 방출 기구, 버스 부재와 상이한 측에 있으며, 이로써 비정상적인 상태에서의 압력 방출 기구 및/또는 버스 부재가 열관리 부재에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또는, 배터리 셀의 제1 벽과 제2 벽을 대향하여 설치함으로써, 압력 방출 기구가 열관리 부재를 등지도록 하여, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물이 열관리 부재를 등져, 열관리 부재의 손상을 피하고 배터리의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 벽을 설치하여 제1 벽과 제2 벽을 연결하여, 3개의 벽이 상이하게 할 수 있어, 버스 부재가 압력 방출 기구, 열관리 부재와 상이한 측에 있으며, 이로써 비정상적인 상태에서의 압력 방출 기구 및/또는 열관리 부재가 버스 부재에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 배터리를 포함하는 전기 기기를 제공하며, 상기 배터리는 상기 전기 기기에 전기 에너지를 공급하는 데 사용된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전기 기기는 차량, 선박 또는 우주설비이다.
본 출원 실시예의 기술적 해결수단을 보다 더 명확하게 설명하기 위해, 이하는 본 출원 실시예에서 사용해야 할 도면에 대해 간단히 소개하며, 자명한 것은, 이하에서 기술되는 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 진보성 창출에 힘을 쓰지 않는 전제 하에서, 도면에 의해 다른 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 개시된 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 분해 구조 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리 셀의 측면 모식도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리 셀의 분해 구조 모식도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 측면 모식도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 배터리의 분해 구조 모식도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 배터리의 단면 모식도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 분해 구조 모식도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 단면 모식도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 국부 단면 모식도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 다른 단면 모식도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 다른 국부 단면 모식도이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 개시된 열관리 부재의 국부 모식도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 국부 모식도이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리에서 제1 열관리 부재와 제2 열관리 부재가 서로 연결되는 평면 구조의 모식도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 국부 측면 모식도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 다른 국부 모식도이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 또 다른 단면 모식도이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 또 다른 국부 모식도이다.
도면에서, 도면은 실제의 비율에 따라 그려지지 않는다.
이하에서는 도면과 실시예를 결합하여 본 출원의 실시형태에 대해 추가적으로 상세하게 기재한다. 하기 실시예의 상세하게 기재된 내용과 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위한 것이지만, 본 출원의 범위를 한정하는 것이 아니며, 즉 본 출원은 기재된 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원의 기재에서 설명이 필요한 것은, 별다른 설명이 없는 한, “복수 개”의 뜻은 2개 이상이고; 용어“상”, “하”, “좌”, “우”, “내”, “외”등의 지시하는 방향 또는 위치관계는 단지 본 출원을 기재하고 간략하게 기재하기 위한 것일 뿐, 그 지시하는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방향을 구비하고 특정된 방향으로 구성되고 조작되어야 함을 의미하거나 암시하는 것이 아니므로, 본 출원에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 또한, 용어“제1”, “제2”, “제3”등은 단지 기재하는 목적으로 사용될 뿐, 상대적 중요성을 의미하거나 암시하는 것으로 이해해서는 안된다. “수직”은 엄격한 의미상의 수직이 아니고, 오차 허용 범위 내에 있는 것이다. “평행”은 엄격한 의미상의 평행이 아니고, 오차 허용 범위 내에 있는 것이다.
하기 기재된 내용에서 나타나는 방향 단어는 모두 도면에 도시된 방향이고, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하는 것이 아니다. 본 출원의 기재에서 설명이 더 필요한 것은, 별다른 명확한 규정과 한정이 없는 한, 용어“장착”, “서로 연결”, “연결”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결이거나, 탈착 가능 연결 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬-황 전지, 나트륨-리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 다른 형상일 수 있으며 본 출원의 실시예는 이를 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 밀봉 포장의 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 사각형 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀의 세 가지 유형으로 나뉘며 본 출원의 실시예는 이를 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 보다 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 밀봉 포장하기 위한 박스체를 포함한다. 박스체는 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
배터리 셀은 전극 조립체 및 전해액을 포함하고, 전극 조립체는 양극 시트, 음극 시트 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극 시트와 음극 시트 사이에서의 금속 이온의 이동에 따라 작업한다. 양극 시트는 양극 집전체와 양극 활성물질층을 포함하며, 양극 활성물질층이 양극 집전체의 표면에 도포되고, 양극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 양극 활성물질층이 도포된 집전체로부터 돌출되어 있으며, 양극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일수 있고, 양극 활성물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극 시트는 음극 집전체와 음극 활성물질층을 포함하며, 음극 활성물질층이 음극 집전체의 표면에 도포되고, 음극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 음극 활성물질층이 도포된 집전체로부터 돌출되어 있으며, 음극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활성물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 고전류로 인해 녹아 브레이크가 발생하지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수 개로 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수 개로 함께 적층된다. 분리막의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등일 수 있다. 또한, 전극 조립체는 권취식 구조일 수 있고, 적층식 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전 배율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 하며, 또한, 배터리의 안전성을 더 고려해야 한다. 배터리의 경우, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 발생하며, 배터리의 안전 성능을 향상시키기 위해, 배터리 셀에는 일반적으로 압력 방출 기구가 설치된다. 압력 방출 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하는 소자 또는 부재를 의미한다. 상기 기설정 임계값은 설계 요구에 따라 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기설정 임계값은 배터리 셀의 양극 시트, 음극 시트, 전해액 및 분리막 중 하나 이상의 재료에 따라 결정될 수 있다. 압력 방출 기구는 압력 감수성 또는 온도 감수성의 소재 또는 부재를 사용할 수 있으며, 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정 임계값에 도달할 때 압력 방출 기구가 작동되어 내부 압력 또는 온도가 방출될 수 있는 통로를 형성한다. 또한, 배터리 셀의 온도를 관리하고 조절하기 위해, 일반적으로 배터리 셀의 표면에 열관리 부재를 부접한다.
관련 기술에서, 일반적으로는 열관리 부재를 압력 방출 기구가 설치된 배터리 셀의 벽에 부접할 수 있다. 이와 같이, 배터리 셀이 정상적으로 작동할 때 열관리 부재가 배터리 셀의 온도를 조절할 수 있다. 그러나 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때, 예를 들어 배터리 셀의 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 압력 방출 기구가 배출물을 방출하는 위력과 파괴력이 매우 커, 심지어 열관리 부재를 돌파할 정도로 클 수 있어, 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 배터리 셀의 온도를 조절하는 열관리 부재의 효과가 감소되도록 하여, 배터리의 열확산을 유발할 수 있다.
이를 감안하여, 본 출원은 배터리 셀, 버스 부재 및 열관리 부재를 포함하는 배터리를 제공한다. 여기서, 배터리 셀의 제1 벽에 압력 방출 기구가 설치되고; 열관리 부재가 제1 벽과 상이한 배터리 셀의 제2 벽에 부접되며, 이와 같이, 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 압력 방출 기구를 통해 배출되는 배터리 셀의 배출물이 상기 열관리 부재로부터 멀어지는 방향으로 배출되므로 배출물이 상기 열관리 부재를 쉽게 돌파하지 못하며, 상기 열관리 부재는 열폭주가 발생한 배터리 셀을 냉각시킬 수 있어, 열확산을 피하고 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한, 배터리의 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자에 전기적으로 연결되고, 전극 단자는 제1 벽과도 상이한 배터리 셀의 제3 벽에 설치된다. 이로써, 압력 방출 기구가 작동할 때 배터리 셀의 배출물이 버스 부재로부터 멀어지도록 하여, 배출물에 의한 버스 부재 간의 단락을 피하고, 또한 배터리의 단락을 방지하여, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예에 기재된 기술적 해결수단은 배터리를 사용하는 다양한 전기 기기에 모두 적용된다. 전기 기기는 차량, 핸드폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 기선, 우주설비, 전동 장난감과 전동 공구 등등일 수 있다. 차량은 연료차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있으며; 우주설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선과 우주선 등등을 포함하고; 전동 장난감은 고정식 또는 이동식의 전동 장난감을 포함하되, 예를 들어, 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 기선 장난감과 전기 비행기 장난감 등등을 포함하고; 전동 공구는 금속 절삭 전동 공구, 연마 전동 공구, 조립 전동 공구와 철도용 전동 공구를 포함하되, 예를 들어, 전기드릴, 전동 연마기, 전동 렌치, 전동 드라이버, 전기해머, 임팩트 전기드릴, 콘크리트 진동기와 전기대패 등등을 포함한다. 본 출원의 실시예는 상술한 전기 기기에 대해 특별히 제한하지 않는다.
이하 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 전기 기기로서 차량을 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예의 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있고, 컨트롤러(30)는 배터리(10)를 모터(40)에 전력 공급하도록 제어하기 위한 것이다. 예를 들어, 차량(1)의 바닥부 또는 헤드부 또는 후미부에 배터리(10)를 설치할 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있고, 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있으며, 차량(1)의 회로 시스템에 사용되고, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 네비게이션과 운행 시의 동작 전력 사용의 수요에 사용된다. 본 출원의 다른 일 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로도 사용되어, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
도 2는 본 출원의 실시예에서 설명된 배터리(10)의 국부 분해 모식도를 나타낸다. 도 3은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 측면 모식도를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 배터리(10)는 배터리 셀(20), 열관리 부재(13) 및 버스 부재(12)를 포함한다. 여기서, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 압력 방출 기구(213)가 설치되고; 배터리 셀(20)의 온도를 조절하기 위한 열관리 부재(13)는 제1 벽(21a)과 상이한 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접되며; 버스 부재(12)는 배터리 셀(20)의 전극 단자(214)에 전기적으로 연결하는 데 사용되고, 전극 단자(214)는 제1 벽(21a)과 상이한 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)에 설치된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 형상은 실제 적용에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(20)은 다면체 구조일 수 있고 상기 다면체 구조는 복수 개의 벽으로 둘러싸여 형성되므로 상기 배터리 셀(20)은 복수 개의 벽을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에는 압력 방출 기구(213)가 설치되고, 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)은 열관리 부재(13)를 향한다. 상기 제1 벽(21a) 및 제2 벽(21b)은 상기 배터리 셀(20)의 임의의 2개의 상이한 벽일 수 있으며, 제1 벽 및 제3 벽(21c)은 상기 배터리 셀(20)의 임의의 2개의 상이한 벽일 수도 있다. 예를 들어, 제1 벽(21a) 및 제2 벽(21b)은 교차하거나 교차하지 않을 수 있고, 제1 벽(21a) 및 제3 벽(21c)도 교차하거나 교차하지 않을 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에 따른 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 기설정 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하는 소자 또는 부재를 의미한다. 상기 기설정 임계값은 설계 요구에 따라 달라질 수 있다. 상기 기설정 임계값은 배터리 셀(20)의 양극 시트, 음극 시트, 전해액 및 분리막 중 하나 이상의 재료에 따라 결정될 수 있다. 상기 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a)에 직접 설치할 수 있고, 제1 벽(21a)과 분체식으로 설치하여, 용접/부착 등 방식으로 제1 벽(21a)에 고정될 수도 있다.
열관리 부재(13)가 배터리 셀(20)의 온도를 조절하여 배터리 셀(20)을 가열하거나 냉각시키는 것을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 온도가 기설정 임계값을 초과할 때, 배터리 셀(20)을 냉각시켜 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있으며; 겨울 기온이 보다 추운 일부 지역에서 배터리를 사용하기 전에, 배터리 셀(20)을 가열하여 배터리 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 열관리 부재(13)가 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접되는 방식은 일정하지 않는다. 예를 들어, 접착제(예를 들어, 열전도 접착제)를 통해 열관리 부재를 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접할 수 있고, 열관리 부재(13)를 인접한 2개의 배터리 셀(20) 사이에 클램핑하여 고정할 수도 있다.
배터리 셀(20)은 적어도 2개의 전극 단자(214)를 포함하며, 상기 적어도 2개의 전극 단자(214)는 적어도 동일한 제3 벽(21c)에 설치될 수 있고, 상이한 제3 벽(21c)에 설치될 수도 있음을 이해해야 한다. 도 2 및 도 3은 배터리 셀(20)의 2개의 전극 단자(214)가 동일한 제3 벽(21c)에 있는 경우를 예로 들어 설명한다. 버스 부재(12)는 2개의 전극 단자(214)를 통해 복수 개의 배터리 셀(20)을 직렬/병렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)에는 양극 단자(214a) 및 음극 단자(214b)가 설치되고, 버스 부재(12)는 인접한 2개의 배터리 셀(20)의 양극 단자(214a) 및 음극 단자(214b)를 각각 연결하여, 인접한 2개의 배터리 셀(20)을 직렬로 연결한다. 예를 들어, 버스 부재(12)는 인접한 2개의 배터리 셀(20)의 각자의 양극 단자(214a)를 각각 연결하여, 인접한 2개의 배터리 셀(20)을 병렬로 연결한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 때 압력 방출 기구(213)를 통해 배출되는 배터리 셀(20)의 배출물이 상기 열관리 부재(13)로부터 멀어지는 방향으로 배출되므로 배출물이 상기 열관리 부재(13)를 쉽게 돌파하지 못하며, 상기 열관리 부재(13)는 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)을 냉각시킬 수 있어, 열확산을 피하여 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다. 또한, 배터리(10)의 버스 부재(12)는 배터리 셀(20)의 전극 단자(214)에 전기적으로 연결되고, 전극 단자(214)는 제1 벽(21a)과도 상이한 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)에 설치된다. 이로써, 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)의 배출물이 버스 부재(12)로부터 멀어지도록 하여, 배출물에 의한 버스 부재(12) 간의 단락을 피하고, 또한 배터리(10)의 단락을 방지하여, 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 제3 벽(21c)과 제2 벽(21b)은 상이하며, 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 벽(21a), 제2 벽(21b) 및 제3 벽(21c)은 배터리 셀(20)의 임의의 3개의 상이한 벽일 수 있다.
제3 벽(21c)의 일측에 전극 단자(214)와 버스 부재(12)가 설치되므로 열관리 부재(13)가 동일한 측에 설치될 때, 버스 부재(12)의 영역을 피하여 구성해야 한다. 따라서 열관리 부재(13)를 더 편리하게 설치하기 위해, 열관리 부재(13)를 제3 벽(21c)과 상이한 벽에 부접할 수 있으며, 이로써 버스 부재(12)를 회피할 필요가 없고 장착에 더 용이하며, 또한, 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 접촉 면적도 보다 커, 온도 조절에 더 유리하다.
본 출원의 실시예에서의 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)의 접촉 면적은 실제 적용에 따라 설정할 수 있으며, 상기 접촉 면적은 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)이 열교환하는 영역의 면적을 의미하며, 여기의 접촉은 열관리 부재(13)와 제2 벽(21b)의 직접적인 접촉을 의미할 수 있고, 열전도 접착제, 열전도 패드 등을 통한 열관리 부재(13)와 제2 벽(21b) 사이의 간접적인 접촉을 의미할 수도 있음을 설명해야 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 제3 벽(21c)은 대향하여 설치되며, 제2 벽(21b)은 제1 벽(21a)과 제3 벽(21c)을 연결하고; 또는, 제1 벽(21a)과 제2 벽(21b)은 대향하여 설치되며, 제3 벽(21c)은 제1 벽(21a)과 제2 벽(21b)을 연결한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 제3 벽(21c)을 대향하여 설치함으로써, 압력 방출 기구(213)가 버스 부재(12)를 등지도록 하여, 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)의 배출물이 버스 부재(12)를 등져 배출될 수 있어, 버스 부재(12)에 대한 배출물의 영향을 감소시키고 배터리(10)의 단락을 피한다. 또한, 제2 벽(21b)을 설치하여 제1 벽(21a)과 제3 벽(21c)을 연결하여, 3개의 벽이 상이하게 할 수 있어, 열관리 부재(13)가 압력 방출 기구(213), 버스 부재(12)와 상이한 측에 있으며, 이로써 비정상적인 상태에서의 압력 방출 기구(213) 및/또는 버스 부재(12)가 열관리 부재(13)에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또는, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 제2 벽(21b)을 대향하여 설치함으로써, 압력 방출 기구(213)가 열관리 부재(13)를 등지도록 하여, 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)의 배출물이 열관리 부재(13)를 등지며, 이로써 열관리 부재(13)의 손상을 피하고 배터리(10)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또는, 제3 벽(21c)을 설치하여 제1 벽(21a)과 제2 벽(21b)을 연결하여, 3개의 벽이 상이하게 할 수 있어, 버스 부재(12)가 압력 방출 기구(213), 열관리 부재(13)와 상이한 측에 있으며, 이로써 비정상적인 상태에서의 압력 방출 기구(213) 및/또는 열관리 부재(13)가 버스 부재(12)에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 제2 벽(21b)의 면적은 제1 벽(21a)의 면적 이상이며; 및/또는, 제2 벽(21b)의 면적은 제3 벽(21c)의 면적 이상이다. 제2 벽(21b)의 면적을 제1 벽(21a) 및/또는 제3 벽(21c) 이상으로 설치하여, 상기 제2 벽(21b)이 너무 작지 않도록 보장할 수 있어, 상기 제2 벽(21b)과 열관리 부재(13) 사이의 접촉 면적이 제2 벽(21b)의 면적에 의해 제한되어 너무 작지 않도록 보장하여, 배터리 셀(20)의 온도 조절 효과를 보장할 수 있다.
예를 들어, 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 작은 벽일 수 있고 제2 벽(21b)은 면적이 보다 크거나 가장 큰 벽일 수 있으며, 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 접촉 면적도 보다 커, 배터리 셀(20)에 대한 온도 조절 효과를 향상시킬 수 있다. 또는, 제3 벽(21c)은 면적이 가장 작은 벽일 수 있고 제2 벽(21b)은 면적이 보다 크거나 가장 큰 벽일 수 있으며, 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 접촉 면적도 보다 커, 배터리 셀(20)에 대한 온도 조절 효과를 향상시킬 수도 있다. 또 예를 들어, 제1 벽(21a)은 면적이 가장 작은 벽일 수 있고, 제3 벽(21c)은 면적이 중간인 벽일 수 있고, 제2 벽(21b)은 면적이 중간인 벽이거나 면적이 더 큰 벽일 수 있으며, 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 접촉 면적은 더욱 증가하여, 배터리 셀(20)의 온도 조절 효과를 현저하게 증가시킬 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 제2 벽(21b)은 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 큰 벽이다.
예를 들어, 배터리 셀(20)에는 적어도 하나의 면적이 가장 큰 벽이 존재하면, 제2 벽(21b)은 적어도 하나의 면적이 가장 큰 벽 중 어느 한 벽일 수 있다. 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 접촉 면적이 더 커져 배터리 셀(20)에 대한 온도 조절 효과가 더 좋아진다. 이와 같이, 열관리 부재(13)를 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 큰 벽에 부접하여, 가장 편리한 방식으로 배터리 셀(20)에 대한 최고의 온도 조절 효율을 구현할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀의 분해 구조 모식도를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 하우징(21)을 포함하며, 상기 하우징(21)은 복수 개의 벽을 포함할 수 있다. 제2 벽(21b)은 하우징(21)에서 제1 벽(21a)을 제외한 어느 한 벽일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 배터리 셀(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 배터리(10) 중 어느 하나의 배터리 셀(20)의 분해 모식도이다. 이때, 도 2 내지 도 4에 도시된 것을 결합하여, 제2 벽(21b)은 하우징(21)에서 면적이 보다 작은 벽일 수 있다. 또는, 도 4에 도시된 제2 벽(21b)의 위치와 달리, 본 출원의 실시예에 따른 제2 벽(21b)은 하우징(21)에서 면적이 가장 큰 벽일 수 있다. 또한, 상기 하우징(21)은 면적이 동등한 적어도 2개의 벽을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 배터리 셀(20)의 하우징(21)이 직육면체이면, 상기 하우징(21)이 서로 대향하여 설치된 면적이 동등하고 가장 큰 2개의 벽을 포함하고 제2 벽(21b)은 그 중 어느 한 벽일 수 있다.
하우징(21)은 케이스(211)와 커버 플레이트(212)를 포함할 수 있다. 케이스(211)의 벽 및 커버 플레이트(212)는 모두 배터리 셀(20)의 벽이라고 한다. 케이스(211)의 형상은 내부의 하나 이상의 전극 조립체(22)가 조합된 후의 형상에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어, 케이스(211)는 중공의 직육면체 또는 입방체 또는 원기둥체일 수 있으며, 또한 하나 이상의 전극 조립체(22)가 케이스(211) 내에 배치될 수 있도록 케이스(211)의 적어도 하나의 면은 개구를 구비한다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공의 직육면체 또는 입방체일 때, 케이스(211)의 적어도 하나의 평면은 개구면이고, 즉 상기 평면이 벽체를 구비하지 않아 케이스(211)의 내외부가 통하게 한다. 케이스(211)가 중공의 원기둥체일 수 있을 때, 케이스(211)의 2개의 단면 중 각 단면은 모두 개구면일 수 있으며, 즉 상기 단면이 벽체를 구비하지 않아 케이스(211)의 내외부가 통하게 한다. 적어도 하나의 커버 플레이트(212)를 설치함으로써, 상기 케이스(211)의 적어도 하나의 개구를 커버할 수 있고, 또한 각 커버 플레이트(212)는 케이스(211)와 연결되어, 전극 조립체(22)가 배치되는 밀봉된 챔버를 형성한다. 케이스(211) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충전된다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에는 압력 방출 기구(213)가 설치되고, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하는 데 사용된다. 선택적으로, 상기 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)의 임의의 하나의 벽일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 큰 벽일 수 있고, 이와 같이, 제2 벽(21b)의 면적은 상기 제1 벽(21a)의 면적 이상이므로, 상기 제1 벽(21a)과 제2 벽(21b)은 면적이 동일하고, 또한 모두 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 큰 벽일 수 있다. 또 예를 들어, 상기 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 작은 벽일 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 벽(21a)은 케이스(211)의 바닥벽일 수 있어, 장착이 용이하다. 전시의 편의를 위해, 도 4에서는 제1 벽(21a) 및 케이스(211)를 분리하지만, 이는 케이스(211)의 바닥측에 개구를 구비하거나 구비하지 않는 것을 한정하지 않으며, 즉, 상기 바닥벽 및 케이스(211)의 측벽이 일체 구조일 수 있거나 서로 독립적인 2개의 부분으로 연결될 수도 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a)의 일부일 수 있고, 제1 벽(21a)과 분체식 구조일 수 있고 용접과 같은 방식으로 제1 벽(21a)에 고정된다. 압력 방출 기구(213)가 제1 벽(21a)의 일부일 때, 즉 상기 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a)과 일체로 성형될 수 있고, 상기 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a)에 노치 또는 홈을 설치하는 방식으로 형성될 수 있으며, 상기 노치는 압력 방출 기구(213)가 위치한 상기 제1 벽(21a)의 영역의 두께가 압력 방출 기구(213)를 제외한 상기 제1 벽(21a)의 다른 영역의 두께보다 작게 한다. 노치부의 벽 두께가 제1 벽(21a)에서 노치를 제외한 벽의 벽 두께보다 작으므로 배터리 셀(20) 내부에서 대량 기체가 발생하여 내부 압력이 기설정 임계값까지 상승하거나 배터리 셀(20) 내부의 열이 기설정 임계값까지 상승할 때, 노치부 및 인접한 부분의 벽이 파열되어, 배터리 셀(20) 내부의 압력과 열을 방출한다는 것을 이해해야 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 압력 방출 기구(213)는 각종 가능한 압력 방출 기구일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 압력 방출 기구(213)는 압력 방출 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달할 때 용해될 수 있도록 구성된 온도 감수성 압력 방출 기구일 수 있으며; 및/또는, 압력 방출 기구(213)는 압력 방출 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달할 때 파열될 수 있도록 구성된 압력 감수성 압력 방출 기구일 수 있다.
도 4는 배터리 셀(20)이 2개의 전극 단자(214)를 포함하는 경우를 예로 들며, 또한 상기 2개의 전극 단자(214)는 평판 형상의 커버 플레이트(212)에 설치되며, 즉 커버 플레이트(212)는 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)이다. 상기 적어도 2개의 전극 단자(214)는 적어도 하나의 양극 단자(214a)와 적어도 하나의 음극 단자(214b)를 포함할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 전극 단자(214)는 전극 조립체(22)와 전기적으로 연결하여 전기 에너지를 출력하는 데 사용된다. 예를 들어, 각 전극 단자(214)에는 각각 하나의 집전 부재(23)가 대응하여 설치될 수 있으며, 상기 집전 부재(23)는 커버 플레이트(212)와 전극 조립체(22) 사이에 위치하며, 전극 조립체(22)와 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하는 데 사용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 전극 조립체(22)는 제1 탭(221a)과 제2 탭(222a)을 구비한다. 제1 탭(221a)과 제2 탭(222a)의 극성은 상반된다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극 탭일 때, 제2 탭(222a)은 음극 탭이다. 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 집전 부재(23)를 통해 하나의 전극 단자에 연결되고, 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제2 탭(222a)은 다른 하나의 집전 부재(23)를 통해 다른 하나의 전극 단자에 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(214a)는 하나의 집전 부재(23)를 통해 양극 탭에 연결되고 음극 단자(214b)는 다른 하나의 집전 부재(23)를 통해 음극 탭에 연결된다.
상기 배터리 셀(20)에서, 실제 사용 요구에 따라 전극 조립체(22)는 단일 개 또는 복수 개로 설정할 수 있으며 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)에 4개의 전극 조립체(22)가 설치되지만 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 셀(20)은 백킹 플레이트(24)를 더 포함할 수 있으며, 상기 백킹 플레이트(24)는 전극 조립체(22)와 케이스(211)의 바닥벽 사이에 위치하여, 전극 조립체(22)를 지지하는 역할을 할 수 있고, 전극 조립체(22)와 케이스(211)의 바닥벽 주위의 모서리가 간섭하는 것을 효과적으로 방지할 수도 있다. 또한, 상기 백킹 플레이트(24)에는 하나 이상의 관통공이 설치될 수 있으며, 예를 들어 균일하게 배열된 복수 개의 관통공을 설치할 수 있고, 또는, 압력 방출 기구(213)가 케이스(211)의 바닥벽에 설치될 때 상기 압력 방출 기구(213)에 대응하는 위치에 관통공을 설치할 수도 있어, 액체 도통 및 기체 도통에 편리하며, 구체적으로, 이로써 백킹 플레이트(24)의 상하 표면의 공간이 연통되도록 하여, 배터리 셀(20) 내부에서 발생하는 기체 및 전해액이 백킹 플레이트(24)를 자유롭게 관통할 수 있다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)의 국부 단면 모식도이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 국부 단면도는 도 2에 도시된 제1 방향(X)에 수직인 배터리(10)의 국부 단면도일 수 있으며, 여기서 제 1 방향(X)은 배터리(10)에서 복수 개의 배터리 셀(20)의 배열 방향일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같은 배터리(10)는 박스체(11)를 더 포함하며, 여기서, 박스체(11)는 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)를 포함하고, 전기 챔버(111)는 배터리 셀(20)과 열관리 부재(13)를 수용하는 데 사용되고, 수집 챔버(112)는 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하는 데 사용된다.
본 출원의 실시예에 따른 전기 챔버(111)는 배터리 셀(20)과 열관리 부재(13)를 수용하는 데 사용될 수 있으며, 또한 수용되는 배터리 셀(20)의 수 및 열관리 부재(13)의 수에 대해 모두 제한이 없음을 이해해야 한다. 또한, 전기 챔버(111)에는 배터리 셀(20) 및/또는 열관리 부재(13)를 고정하기 위한 구조가 설치될 수도 있다.
선택적으로, 전기 챔버(111)의 형상은 수용된 배터리 셀(20) 및/또는 열관리 부재(13)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 챔버(111)는 중공의 직육면체일 수 있고, 적어도 6개의 벽으로 둘러싸여 형성되어, 가공이 편리하다.
본 출원의 실시예에 따른 수집 챔버(112)는 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하는 데 사용됨을 이해해야 한다. 구체적으로, 상기 수집 챔버(112) 내에는 공기 또는 기타 기체가 포함될 수 있다. 또는, 수집 챔버(112) 내에는 냉각 매체와 같은 액체가 포함될 수도 있고, 또는, 상기 액체를 수용하는 부재를 설치하여, 수집 챔버(112)로 들어간 배출물을 추가적으로 냉각시킨다. 또 선택적으로, 수집 챔버(112) 내의 기체 또는 액체는 순환적으로 흐를 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 상기 전기 챔버(111)는 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수 있음을 이해해야 하며; 유사하게, 본 출원의 실시예에 따른 수집 챔버(112)는 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수도 있으며, 본 출원의 실시는 이에 대해 한정하지 않는다.
따라서 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)는 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 때, 수집 챔버(112)를 통해 배터리 셀(20)의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리 셀(20)의 배출물이 박스체(11) 외부로 직접 방출되는 것을 피하여, 압력 방출 기구(213)의 작동으로 인해 발생하는 폭파력이 다른 부재를 파괴하는 것을 방지하고 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예에 따른 수집 챔버(112)는 다양한 방식으로 구현할 수 있음을 이해해야 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 박스체(11)는 제1 벽(21a)과 대향하고 이격 설치된 제1 박스체벽(114)을 더 포함하며, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114) 사이에는 적어도 일부의 수집 챔버(112)를 형성하기 위한 공극(113)을 구비한다. 예를 들어 설명하면, 제1 벽(21a)은 공극(113)을 형성하기 위해 제1 박스체벽(114)의 적어도 일부와 접촉하지 않을 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114) 사이의 공극(113)이 적어도 일부의 수집 챔버(112)를 형성함으로써, 별도의 부재를 추가하지 않는 상황에서, 수집 챔버(112)를 이용하여 배터리 셀(20)의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리(10)의 구조를 단순화하고 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시키고 배터리 셀(20)의 배출물 수집 효율을 향상시키며 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 7mm 이상이다.
여기서, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 제1 벽(21a)의 상이한 지점으로부터 제1 박스체벽(114)까지의 거리 중 최소 거리(L)일 수 있다. 예를 들어, 압력 방출 기구(213)가 노치의 형태로 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 직접 설치될 때, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 제1 벽(21a)의 비노치 영역 중 어느 한 지점으로부터 제1 박스체벽(114)까지의 거리로서 7mm 이상이다.
제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)에 서로 접촉하는 영역이 있을 때, 예를 들어 연결 부재를 통해 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)이 접촉하도록 하는 경우, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 제1 벽(21a)에서 제1 박스체벽(114)과 접촉하지 않은 영역의 어느 한 지점으로부터 제1 박스체벽(114)까지의 거리 중 최소 거리(L)일 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)를 7mm 이상으로 한정함으로써, 압력 방출 기구(213)에 충분한 변형 공간을 사전에 보유할 수 있어, 배터리 셀(20)의 배출물을 적시에 방출할 수 있도록 하여, 배터리 셀(20) 내부의 압력 또는 온도를 낮추며, 또한 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)에서 방출되는 배출물에 충분한 방출 공간을 사전에 보유할 수도 있어, 배터리 셀(20)의 배출물이 과도하게 축적되어 인접한 배터리 셀(20)과 접촉하여 인접한 배터리 셀(20)에 영향을 미치는 것을 방지하고 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 7mm 내지 25mm 사이이다. 예를 들어, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 7mm, 8mm, 9mm, 10mm, 11mm, 12mm, 13mm, 14mm, 15mm, 16mm, 17mm, 18mm, 19mm, 20mm, 21mm, 22mm, 23mm, 24mm 및 25mm이다.
제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)가 클수록 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배터리 셀(20)의 배출물의 방출에 더 유리하다는 것을 이해할 수 있다. 그러나 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)가 클수록 수집 챔버(112)의 부피도 커지고 배터리(10)의 부피 활용도가 낮아지고 배터리(10)의 에너지 밀도가 낮아진다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)를 7mm 내지 25mm 사이로 한정함으로써, 배터리 셀(20)에 대한 외력의 영향을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 또한 압력 방출 기구(213)의 작동과 배터리 셀(20)에서 방출되는 배출물에 충분한 공간을 사전에 보유할 수 있는 동시에, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시키고 배터리(10)의 에너지 밀도를 향상시킬 수도 있다.
도 6은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)를 나타낸다. 도 7은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)의 국부 단면 모식도이다. 예를 들어, 도 7은 도 6에 도시된 배터리(10)가 제1 방향(X)에 수직인 국부 단면 모식도일 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향(X)은 상술한 실시예에서의 제1 방향(X)과 동일하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 제1 벽(21a)에 부접되고, 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)를 격리하기 위한 격리 부재(15)를 더 포함한다.
여기의 “격리”란 분리를 의미하며, 밀봉되지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 구체적으로, 격리 부재(15)를 사용하여 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)를 격리하며, 즉, 배터리 셀(20)과 열관리 부재(13)를 수용하기 위한 전기 챔버(111) 및 배출물을 수집하는 수집 챔버(112)는 공간적으로 서로 분리되며, 이로써 적어도 일부의 배출물이 수집 챔버(112)로부터 전기 챔버(111)로 들어가는 것을 방지하여 열확산을 피할 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 격리 부재(15)는 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)가 공용하는 벽을 포함한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 격리 부재(15)(또는 이의 일부)는 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)가 공용하는 벽으로 직접 사용될 수 있으며, 이와 같이, 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112) 사이의 거리를 최대한 줄여, 공간을 절약하고 박스체(11)의 부피 활용도를 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 박스체(11)에서 격리 부재(15)를 통한 전기 챔버(111) 및 수집 챔버(112)의 구현은 다양한 방식을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 예로 들어, 전기 챔버(111)의 경우, 박스체(11)는 개구를 구비하는 제1 커버체를 포함할 수 있고, 격리 부재(15)가 상기 제1 커버체의 개구를 커버하여 전기 챔버(111)를 형성한다. 이와 같이, 전기 챔버(111)를 형성하기 위한 벽은 상기 제1 커버체와 상기 격리 부재(15)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 커버체는 다양한 방식으로 구현할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1 커버체는 일단이 개구된 중공 일체형 구조일 수 있고; 또는, 상기 제1 커버체는 제1 부분(111a) 및 대향하는 양측에 각각 개구를 구비하는 제2 부분(112b)을 포함할 수도 있으며, 제1 부분(111a)은 제2 부분(112b)의 일측 개구를 커버하여 일단이 개구된 제1 커버체를 형성하고, 격리 부재(15)는 제2 부분(112b)의 다른 일측 개구를 커버하여 전기 챔버(111)를 형성한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 박스체(11)는 격리 부재(15)와 함께 수집 챔버(112)를 형성하기 위한 보호 부재(113c)를 더 포함한다. 또한, 상기 보호 부재(113c)는 격리 부재(15)를 보호하는 데 사용될 수도 있으며, 즉 상기 수집 챔버(112)의 벽은 보호 부재(113c) 및 격리 부재(15)를 포함한다.
또 예를 들어, 상술한 도 6 및 도 7에 도시된 바와 달리, 박스체(11)는 전기 챔버(111)를 형성하는 데 사용될 수 있는 밀폐된 제2 커버체를 포함할 수도 있고, 또는, 격리 부재(15)를 상기 제2 커버체 내부에 설치함으로써, 제2 커버체 내부를 전기 챔버(111)로 격리할 수도 있으며, 추가적으로, 수집 챔버(112)로 격리할 수도 있다. 여기서, 상기 제2 커버체는 다양한 방식으로 구현할 수도 있는데, 예를 들어, 상기 제2 커버체는 제3 부분과 제4 부분을 포함할 수 있으며, 제4 부분의 일측은 개구를 구비하여 반밀폐 구조를 형성하고, 격리 부재(15)는 제4 부분의 내부에 설치되며, 제3 부분은 제4 부분의 개구를 커버하여, 더 나아가 밀폐된 제2 커버체를 형성한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 격리 부재(15)에는 압력 방출 영역(151)이 설치되고, 압력 방출 영역(151)은 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배출물을 압력 방출 영역(151)을 경과하여 수집 챔버(112)로 배출하여, 더 나아가 전기 챔버(111) 내의 다른 배터리 셀(20)에 대한 배출물의 손상을 피하고, 열확산을 피하여 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다. 선택적으로, 격리 부재(15)에는 상기 격리 부재(15)에서 상기 압력 방출 영역(151)을 제외한 영역인 비압력 방출 영역(152)을 더 포함된다. 예를 들어, 상기 비압력 방출 영역(152)에 접착제(도에서 나타내지 않음)를 도포할 수 있어, 배터리 셀(20)과 격리 부재(15)를 고정하며, 즉 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)을 격리 부재(15)에 접착 고정한다.
본 출원의 실시예에 따른 격리 부재(15)의 압력 방출 영역(151)은 다양한 방식으로 구현할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 격리 부재(15)의 압력 방출 영역(151)은 어떠한 특별한 처리도 하지 않을 수 있으며, 본 출원의 실시예는 단지 격리 부재(15)에서 압력 방출 기구(213)에 대향하는 일부 영역을 나타내기 위해 상기 일부 영역을 압력 방출 영역(151)이라고 한다.
또 예를 들어, 격리 부재(15)의 압력 방출 영역(151)은 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 더 쉽게 파괴될 수 있도록 특별한 처리를 거칠 수도 있다.
예시로서, 압력 방출 영역(151)은 취약 영역이며, 취약 영역은 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 파괴되어, 배출물이 취약 영역을 관통하여 수집 챔버(112)로 들어가도록 할 수 있는 데 사용된다. 압력 방출 영역(151)을 취약 영역으로 설치하여, 압력 방출 기구(213)가 작동하지 않을 때, 예를 들어, 배터리(10)의 정상적인 사용 과정에서 상기 격리 부재(15)가 상대적으로 밀봉된 상태에 처하게 할 수 있어, 압력 방출 기구(213)가 외력에 의해 파괴되어 실효되지 않도록 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 취약 영역의 강도는 격리 부재(15)에서 상기 압력 방출 영역(151)을 제외한 다른 영역의 강도보다 작으므로, 상기 취약 영역이 쉽게 파괴되어, 압력 방출 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)로부터의 배출물이 취약 영역을 관통하여 전기 챔버(111) 외부로 배출되도록 하며, 예를 들어, 취약 영역을 관통하여 수집 챔버(112)로 들어갈 수 있다.
다른 하나의 실시예로서, 압력 방출 영역(151)이 관통공일 수도 있으며, 상기 관통공은 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 배출물이 관통공을 통과하여 수집 챔버(112)로 들어갈 수 있는 데 사용된다. 압력 방출 영역(151)이 관통공일 때, 한편으로는 가공이 용이하고, 다른 한편으로는 압력 방출 기구(213)를 통과하여 배출된 배출물을 더 빠르게 방출할 수 있다.
이상에서는 도면을 결합하여 본 출원의 실시예에 따른 전기 챔버(111) 및 수집 챔버(112)의 몇 가지 구현가능한 방식을 설명하였다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 주로 격리 부재(15)가 설치되지 않는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 출원의 실시예는 이에 한정하지 않는다.
도 8은 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)의 국부 분해 모식도를 나타낸다. 도 9는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)의 국부 단면 모식도이다. 예를 들어, 도 9는 도 8에 도시된 배터리(10)가 제1 방향(X)에 수직인 국부 단면 모식도일 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향(X)은 상술한 실시예에서의 제1 방향(X)과 동일하다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 박스체(11)는 제2 박스체벽(115)을 더 포함하며, 제2 박스체벽(115)은 제3 벽(21c)에 고정하는 데 사용되어 배터리 셀(20)과 박스체(11)의 고정을 구현한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제2 박스체벽(115)과 제3 벽(21c)의 고정은 배터리 셀(20)의 고정을 구현할 수 있어, 외부 환경의 영향으로 배터리 셀(20)이 박스체 내에서 흔들리는 것을 피할 수 있어, 배터리(10)의 안정성과 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라, 다른 부품을 추가하지 않는 상황에서, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 박스체(11)의 벽 사이에 공극을 형성할 수도 있으며, 상기 공극은 적어도 일부의 수집 챔버를 형성하는 데 사용되어 배터리 셀(20)의 배출물을 수집할 수 있어, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시키고 배터리(10)의 에너지 밀도를 증가시킨다.
제2 박스체벽(115)과 제3 벽(21c)은 직접적으로 고정될 수 있고, 고정 부재를 통해 간접적으로 고정될 수도 있다. 여기서, 고정 부재는 볼트, 카드홈 등등을 포함하되 이에 한정되지 않는다.
제2 박스체벽(115)과 제3 벽(21c)에 대해 직접 고정 방식을 예로 들어 설명한다. 예를 들어, 제3 벽(21c)에 근접한 제2 박스체벽(115)의 일측에는 자성 물질을 구비하고, 제2 박스체벽(115)에 근접한 제3 벽(21c)의 일측에는 자성 물질을 구비하며, 상술한 자성 물질 사이의 자기력을 통해, 제2 박스체벽(115)과 제3 벽(21c)을 고정시켜, 배터리 셀(20)과 박스체(11)의 고정을 구현한다.
선택적으로, 제2 박스체벽(115)과 제3 벽(21c) 사이는 다른 방식으로 고정될 수도 있다. 도 10은 도 9의 B 영역의 국부 확대도이다. 선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 가공의 편의를 위해, 제3 벽(21c)은 접착제(17)를 통해 제2 박스체벽(115)에 고정된다.
예를 들어, 제3 벽(21c)에서 전극 단자(214)가 설치되지 않은 영역에 접착제(17)를 도포하여, 제3 벽(21c)과 제2 박스체벽(115)을 고정시킬 수 있다. 예시로는, 접착제(17)는 열전도성 실리카겔, 에폭시 수지 접착제 및 폴리우레탄 접착제 등을 채택할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 제3 벽(21c) 및 제2 박스체벽(115)과 유사하게, 다른 벽을 통해 배터리 셀(20)과 박스체(11) 사이의 고정을 구현할 수도 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 박스체(11)의 제1 박스체벽(114)을 통해 배터리 셀(20)과 박스체(11) 사이의 고정을 구현할 수 있으며, 예를 들어, 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114) 사이는 연결 부재(예를 들어, 접착제)를 통해 서로 연결될 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 접착제(17)는 비용이 저렴하고 획득이 용이한 장점을 구비하므로, 접착제(17)를 통해 제3 벽(21c)과 제2 박스체벽(115)을 고정하여 고정 난이도를 줄이고 배터리(10)의 생산 비용을 절감시킨다. 또한, 배터리(10)의 실제 생산 과정에서 제3 벽(21c)의 일부 영역에 접착제(17)를 도포할 수 있을 뿐만 아니라, 제2 박스체벽(115)의 일부 영역에 접착제(17)를 도포할 수도 있어, 제3 벽(21c)과 제2 박스체벽(115)의 고정 방식의 유연성을 증가시킨다.
도 11은 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)의 다른 국부 단면도 모식도를 나타낸다. 예를 들어, 도 11은 도 8에 도시된 배터리(10)가 제1 방향(X)에 수직인 국부 단면 모식도일 수 있다. 도 12는 도 11의 C 영역의 국부 확대도이다. 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 벽(21a)에서 압력 방출 기구(213)를 제외한 일부 영역에 상응한 두께의 접착제(17)를 도포하고, 또한 접착제(17)를 통해 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)과 제1 박스체벽(114)을 고정하여 배터리 셀(20)과 박스체(11) 사이의 고정을 구현할 수 있다.
또한, 제1 벽(21a)에서 접착제(17)가 도포되지 않은 영역과 제1 박스체벽(114) 사이에 적어도 일부 수집 챔버(112)를 형성하는 공극(113)이 보유될 수 있으며, 압력 방출 기구(213)가 작동할 때, 접착제(17)가 압력 방출 기구(213)의 작동에 영향을 미치지 않아, 배터리 셀(20)의 배출물이 압력 방출 기구(213)를 통과하여 수집 챔버(112)로 직접 배출될 수 있다. 여기서, 접착제(17)의 두께는 공극(113)의 크기와 관련이 있으며, 접착제(17)의 두께가 클수록 공극(113)이 커지고 수집 챔버(112)가 더 많은 배출물을 수용할 수 있다. 이와 같이, 접착제(17)의 두께에 따라 수집 챔버(112)의 용량을 조절할 수 있어, 수집 챔버(112)의 설정을 더 유연하게 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 제1 방향(X)을 따라 배열된 복수 열의 배터리 셀(20)을 포함하며, 복수 열의 배터리 셀(20) 중 각 열의 배터리 셀(20)은 제2 방향(Y)을 따라 배열된 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 포함하고, 제1 방향(X)은 제2 방향(Y)과 제2 벽(21b)에 수직이다.
예를 들어, 도 8 내지 도 12를 예로 들어, 상기 배터리(10)에는 제1 방향(X)을 따라 18열의 배터리 셀(20)이 배열되고 각 열의 배터리 셀(20)은 6개의 배터리 셀(20)을 포함한다.
배터리 셀(20)의 수는 실제 수요에 따라 설정됨을 이해할 수 있다. 배터리 셀(20)의 수가 많을수록 배터리(10)의 출력 전력이 커지며; 배터리 셀(20)의 수가 적을수록 배터리의 출력 전력이 작아진다. 이로써, 제1 방향(X)에서 복수 열의 배터리 셀(20)을 배열하고, 각 열의 배터리 셀(20)에 제2 방향(Y)을 따라 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 설치할 수 있다. 또한, 이러한 배터리(10)의 복수 개의 배터리 셀(20)을 어레이 방식에 따라 배열하여, 배터리(10)의 조립이 용이하고, 배터리 내부의 복수 개의 배터리 셀(20)의 부피 활용도를 향상시킬 수도 있다. 여기서, 제1 방향(X)은 제2 벽(21b)에 수직이므로 상기 열관리 부재(13)가 제2 벽(21b)에 부접될 때 상기 제1 방향(X)도 열관리 부재(13)에 수직이다.
본 출원의 실시예에 따른 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)은 서로 수직임을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에서는 제1 방향(X)을 배터리 셀(20)의 폭 방향으로 하고, 제2 방향(Y)을 배터리 셀(20)의 길이 방향으로 하는 경우를 예로 들면, 여기서, 배터리 셀(20)의 폭 방향 및 길이 방향은 모두 배터리 셀(20)의 높이 방향에 수직이고, 및 배터리 셀(20)의 폭 방향에서의 변의 길이가 길이 방향에서의 변의 길이보다 작다.
선택적으로, 열관리 부재(13)는 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 1열의 배터리 셀(20)의 적어도 하나의 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접된다. 복수 열의 배터리 셀(20)의 경우, 적어도 1열의 배터리 셀(20)이 있는 적어도 하나의 배터리 셀(20)에는 열관리 부재(13)가 대응하여 설치되며, 상기 열관리 부재(13)는 부접되는 적어도 하나의 배터리 셀(20)의 온도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 상기 배터리(10) 내에는 적어도 하나의 배터리 셀(20)의 온도를 조절하는 데 사용될 수 있는 적어도 하나의 열관리 부재(13)가 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 열관리 부재(13)를 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 1열의 배터리 셀(20)의 적어도 하나의 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접함으로써, 배터리(10)를 생산하는 생산 비용을 줄일 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리 셀(20)은 제1 방향(X)을 따라 대향하여 설치된 2개의 제2 벽(21b)을 포함하며, 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 1열의 배터리 셀(20)의 제1 방향(X)을 따른 양측에 각각 적어도 하나의 배터리 셀(20)의 2개의 제2 벽(21b)에 부접되는 열관리 부재(13)가 설치된다. 복수 열의 배터리 셀(20)에서 적어도 1열의 배터리 셀(20)은, 상기 적어도 1열의 배터리 셀(20) 중 임의의 1개의 배터리 셀(20)의 경우, 상기 배터리 셀(20)이 제1 방향(X)을 따라 대향하여 설치된 2개의 제2 벽(21b)을 포함하고, 또한 2개의 제2 벽(21b)에 모두 열관리 부재(13)가 대응하여 설치되며, 즉 상기 1열의 배터리 셀(20)이 2개의 열관리 부재(13) 사이에 클램핑됨을 충족한다. 따라서 2개의 열관리 부재(13)는 상기 1열의 배터리 셀(20)의 온도를 동시에 조절할 수 있고, 온도 조절 효율을 향상시키고 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리(10) 내의 복수 열의 배터리 셀(20) 중 각 열의 배터리 셀(20)에 모두 2개의 열관리 부재(13)가 설치되면, 온도 조절 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 예를 들어, 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 때 냉각을 더 효과적으로 수행하고 열확산을 피하며 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 인접한 2열의 배터리 셀(20) 사이에는 동일한 열관리 부재(13)가 설치된다. 이와 같이, 복수 개의 배터리 셀(20)은 2열의 배터리 셀(20) 사이에 동일한 열관리 부재(13)가 설치됨을 충족하는 해당 인접한 2열의 배터리 셀(20)을 구비하여, 배터리(10)의 가공 및 조립이 용이하다. 예를 들어, 제1 방향(X)을 따라, 인접한 2열의 배터리 셀(20) 사이에 동일한 열관리 부재(13)가 설치됨을 충족하는 일부의 배터리 셀(20)을 구비할 수 있고, 또한, 인접한 2열의 배터리 셀(20) 사이에 열관리 부재(13)가 설치되어 않음을 충족하는 일부의 배터리 셀(20)도 구비할 수 있어, 배터리(10)의 공간 활용도를 향상시킨다. 또 예를 들어, 복수 열의 배터리 셀(20) 중 각 인접한 2열의 배터리 셀(20) 사이에 열관리 부재(13)를 설치할 수도 있어, 각 배터리 셀(20)이 적어도 2개의 열관리 부재(13)에 대응하도록 하여, 온도 조절 효과를 향상시킨다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리(10) 내의 열관리 부재(13)의 수는 실제 적용에 따라 설정할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 치수와 수에 따라 배터리(10) 내의 열관리 부재(13)의 수를 선택할 수 있다.
예를 들어, 배터리는 제1 방향(X)을 따라 배열된 복수 개의 열관리 부재(13)를 포함하여, 온도 조절 효율을 향상시킨다.
또 예를 들어, 복수 개의 열관리 부재(13)는 제1 방향(X)을 따라 이격 설치되어, 인접한 2개의 열관리 부재(13) 사이에 적어도 하나의 배터리 셀(20)이 설치되도록 하여, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시키고, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
도 13은 도 8에 도시된 어느 하나의 열관리 부재(13)의 국부 확대도이다. 도 8 내지 13에 도시된 바와 같이, 열관리 부재(13)에는 열교환 매체를 수용하는 열교환 통로(131)가 설치되고, 복수 개의 열관리 부재(13)의 열교환 통로(131)는 서로 연통된다.
여기서, 열교환 매체는 액체, 기체 또는 고체일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)을 냉각시키거나 이의 온도를 낮추는 경우에, 상기 열관리 부재(13)는 냉각 유체를 수용하여 복수 개의 배터리 셀(20)의 온도를 낮추는 데 사용되며, 이때, 열관리 부재(13)는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각 플레이트 등이라고도 할 수 있고, 이에 수용된 유체는 냉각 매체 또는 냉각 유체라고도 할 수 있고, 보다 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 기체라고 할 수 있으며, 여기서 냉각 매체는 더 좋은 온도 조절 효과를 달성하기 위해, 순환적으로 흐르도록 설계될 수 있다. 냉각 매체는 물, 물 및 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등등과 같은 것을 채택할 수 있다.
복수 개의 열관리 부재(13)의 열교환 통로(131)가 서로 연통될 수 있다. 이와 같이, 복수 개의 열관리 부재(13) 사이는 서로 연통되어, 한편으로, 관리 및 제어가 용이하고 배터리(10)의 집적성과 안전성을 향상시키며; 다른 한편으로, 배터리(10) 중 일부의 열관리 부재(13)의 온도가 보다 크게 변할 때, 상기 열교환 통로를 통해 열교환을 구현하여, 복수 개의 열관리 부재(13) 사이의 온도차가 보다 작게 하여, 온도 조절 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 열관리 부재(13)에는 복수 개의 열교환 통로를 설치할 수도 있으며, 복수 개의 열교환 통로는 높이 방향(Z)을 따라 이격 설치되어, 열관리 부재(13)와 배터리 셀(20)의 열교환 면적을 증가시켜, 온도 조절 효율을 향상시킨다.
선택적으로, 복수 개의 열관리 부재(13)의 열교환 통로(131)가 다양한 방식으로 서로 연통될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 열관리 부재(13)의 열교환 통로(131) 사이는 도관을 통해 서로 연통될 수 있다.
도 14는 본 출원의 실시예에 따른 복수 개의 배터리 셀(20)과 복수 개의 열관리 부재(13)의 국부 입체 모식도를 나타낸다. 예를 들어, 도 14에 도시된 복수 개의 배터리 셀(20)과 복수 개의 열관리 부재(13)는 도 8의 A 영역의 국부 확대 모식도일 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수 개의 열관리 부재(13)는 인접한 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b)를 포함하며, 제1 열관리 부재(13a)는 열교환 통로(131)에 연통되는 제1 연결관(131a)을 포함하고, 제2 열관리 부재(13b)는 열교환 통로(131)에 연통되는 제2 연결관(132b)을 포함하며, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)은 서로 연결되어 제1 열관리 부재(13a)의 열교환 통로(131)와 제2 열관리 부재(13b)의 열교환 통로(131)가 서로 연통되도록 한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)을 통해 인접한 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b) 사이의 열교환 통로(131)를 연통함으로써, 열교환 통로(131)의 연결 난이도를 줄일 수 있으며, 또한, 열교환 통로(131)를 연결하는 부재와 제1 열관리 부재(13a), 제2 열관리 부재(13b)를 함께 설치하여, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시켜, 배터리(10)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
제1 연결관(131a)과 제1 열관리 부재(13a)는 일체식 성형 구조일 수 있고, 분체식 구조일 수도 있음을 이해해야 한다. 예시로는, 제1 연결관(131a)과 제1 열관리 부재(13a)는 분체식 구조이며, 제1 연결관(131a)은 접착제 접착, 볼트 연결 또는 용접의 방식으로 제1 열관리 부재(13a)에 연결될 수 있다. 제2 연결관(132b)과 제2 열관리 부재(13b)의 연결 방식은 제1 연결관(131a)과 제1 열관리 부재(13a)의 방식과 유사하며, 여기서 더 이상 반복 설명하지 않는다. 또한, 제1 연결관(131a)과 제1 열관리 부재(13a) 사이의 연결 방식과 제2 연결관(132b)과 제2 열관리 부재(13b) 사이의 연결 방식은 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어, 가공의 편의를 위해, 동일한 연결 방식을 설정할 수 있다.
제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)의 재질은 실제 적용에 따라 설정할 수 있으며, 또한, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)의 재질은 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다. 예를 들어 천연 고무, 스티렌부타디엔 고무 또는 시스-1, 4-폴리부타디엔 고무 등일 수 있으며, 여기서 에틸렌프로필렌 고무, 불소 고무 또는 실리콘 고무를 사용하는 재료는 내산성 및 내알칼리성, 내고온성의 특성을 더 구비하며, 예를 들어 철, 스테인리스강 및 구리-아연 합금 등과 같은 내식성, 열팽창과 냉수축 방지의 금속 재료일 수도 있고, 또는 플라스틱, 핫멜트 접착제, 합금을 결합한 복합 재료일 수도 있다.
선택적으로, 제1 연결관(131a) 및 제2 연결관(132b)은 각각 제1 열관리 부재(13a) 및 제2 열관리 부재(13b)가 1열의 배터리 셀(20)을 초과하는 임의의 영역에 설치될 수 있다.
예를 들어, 본 출원의 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 연결관(131a)은 제1 열관리 부재(13a)에서 제2 방향(Y)을 따라 1열의 배터리 셀(20)을 초과하는 영역에 설치되고, 제2 연결관(132b)은 제2 열관리 부재(13b)에서 제2 방향(Y)을 따라 1열의 배터리 셀(20)을 초과하는 영역에 설치되며, 1열의 배터리 셀(20)은 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b) 사이에 위치하는 1열의 배터리 셀(20)이고, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)은 제1 방향(X)을 따라 연장되어 서로 연결된다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)을 제1 방향(X)에 따라 연장하여 서로 연결함으로써, 제1 열관리 부재(13a)의 열교환 통로(131)와 제2 열관리 부재(13b)의 열교환 통로(131) 내의 열교환 매체의 수송 경로를 단축시킬 수 있어, 상응한 열교환 통로(131) 내의 열교환 매체의 수송 효율을 가속화할 뿐만 아니라, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시킨다.
선택적으로, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)은 제1 방향(X)을 따라 연장되어, 서로 직접적으로 연결되거나 간접적으로 연결된다.
제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)이 직접적으로 연결되는 경우를 예로 들어 설명하고, 상기 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b) 사이는 다양한 방식으로 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결관(131a)에 제1 연결관(131a)의 내부로부터 제1 연결관(131a)의 외부로 오목한 제1 홈이 설치되고, 제2 연결관(132b)에 제2 연결관(132b)의 외부로 돌출된 제1 돌기가 설치되며, 제1 홈은 제1 돌기를 수용하여 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)이 서로 연결되도록 하는 데 사용된다.
제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)이 간접적으로 연결되는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 15는 본 출원의 실시예에서 서로 연결된 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b)의 평면 모식도를 나타낸다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)은 중간 연결관(16)을 통해 간접적으로 연통된다. 여기서, 중간 연결관(16)은 고정관(161)과 이동관(162)을 포함하며, 고정관(161)과 이동관(162)은 이동 가능하게 밀봉되어 연결되며, 이동관(162) 및 제1 연결관(131a) 또는 제2 연결관(132b)은 연결되어 제1 열관리 부재(13a)의 열교환 통로(131)와 제2 열관리 부재(13b)의 열교환 통로(131)가 서로 연통되는 것을 구현하여, 열교환 매체가 지속적으로 순환된다.
여기서, 이동관(162)과 고정관(161)은 밀봉 연결되어, 매체가 이동관(162)의 간극으로부터 넘쳐흐르는 것을 방지한다. 선택적으로, 고정관(161)의 외경은 이동관(162)의 내경보다 작고, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)의 외경은 이동관(162)의 내경보다 작아, 중간 연결관(16) 및 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)의 밀봉 연결을 구현한다. 고정관(161)과 이동관(162)의 재료는 동일할 수 있고, 상이할 수도 있다. 예를 들어, 고정관(161)과 이동관(162)은 접착층과 골격층으로 구성될 수 있으며, 골격층의 재료는 면섬유, 각종 합성 섬유, 탄소섬유 또는 석면, 강선 등을 채택할 수 있고, 접착층의 재료는 천연 고무, 스티렌부타디엔 고무 또는 시스-1, 4-폴리부타디엔 고무 등을 채택할 수 있다. 고정관(161)과 이동관(162)은 금속 재료, 복합 재료 등을 사용하여 제조될 수도 있으며, 본 출원은 이에 대해 한정하지 않는다. 고정관(161)은 내고온 성능 및 작은 가열 변형, 매끄러운 내벽 및 낮은 유체 저항력, 높은 적재 능력을 구비할 수 있다. 선택적으로, 이동관(162)과 고정관(161)은 클램핑식 또는 나사 연결 등 방식으로 장착될 수 있다. 선택적으로, 중간 연결관(16)은 고정관(161)과 적어도 하나의 이동관(162)을 포함할 수 있다. 여기서, 이동관(162)의 수는 실제 상황에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b) 사이의 거리에 따라 결정된다. 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b) 사이의 거리가 클수록 이동관(162)의 수가 많아진다.
도 15는 중간 연결관(16)이 제1 이동관(162a)과 제2 이동관(162b)을 포함하는 경우를 예로 한다. 구체적으로, 제1 이동관(162a)은 제1 방향(X)에서 고정관(161)으로부터 멀어지는 방향을 향해 이동하여, 상기 제1 이동관(162a)과 제1 연결관(131a)이 서로 연결되도록 할 수 있으며; 유사하게, 제2 이동관(162b)은 제1 방향(X)에서 제1 이동관(162a)으로부터 멀어지는 방향을 향해 이동하여, 상기 제2 이동관(162b)과 제2 연결관(132b)이 서로 연결되도록 할 수 있다. 또는, 제1 이동관(162a)은 제1 방향(X)에서 고정관(161)에 근접한 방향을 향해 이동하여, 상기 제1 이동관(162a)과 제1 연결관(131a)이 분리되도록 할 수 있으며; 유사하게, 제2 이동관(162b)은 제1 방향(X)에서 고정관(161)에 근접한 방향을 향해 이동하여, 상기 제2 이동관(162b)과 제2 연결관(132b)이 분리되도록 하여, 더 나아가 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)이 더 이상 서로 연결되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 길이가 가변적인 중간 연결관(16)을 통해 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)을 연통 및 분리하여, 배터리(10)의 조립 난이도를 줄일 수 있다.
제1 이동관(162a)과 제1 연결관(131a) 사이의 연결 방식은 제2 이동관(162b)과 제2 연결관(132b) 사이의 연결 방식과 동일할 수 있고, 상이할 수도 있음을 설명해야 한다. 예를 들어, 제1 이동관(162a)과 제1 연결관(131a), 제2 이동관(162b)과 제2 연결관(132b)은 모두 나사 연결의 방식을 사용할 수 있다.
도 16은 본 실시예에 따른 배터리(10)의 국부 측면도를 나타낸다. 도 17은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 배터리의 D 영역의 국부 모식도이다. 도 18은 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리(10)의 다른 국부 단면도를 나타낸다. 예를 들어, 도 18은 도 8에 도시된 배터리(10)가 제1 방향(X)에 수직인 국부 단면 모식도일 수 있다. 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 박스체(11)는 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)을 지지하기 위한 지지 부재(117)를 더 포함한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 지지 부재(117)를 통해 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)을 지지하여, 다른 부품을 추가하지 않는 상황에서, 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b) 사이에 위치하는 1열의 배터리 셀(20)이 박스체(11)의 벽과의 사이에 공극을 형성할 수 있도록 하며, 예를 들어, 1열의 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)은 박스체(11)의 어느 한 벽과의 사이에 공극(113)을 형성하며, 상기 공극은 적어도 일부의 수집 챔버(112)를 형성하는 데 사용되어, 수집 챔버(112)가 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하도록 할 수 있다. 이와 같이, 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시키고 배터리(10)의 에너지 밀도를 증가시킨다.
지지 부재(117)는 제1 연결관(131a)의 적어도 일부와 접촉하여 제1 연결관(131a)을 지지할 수 있고, 또는, 지지 부재(117)는 제2 연결관(132b)의 적어도 일부와 접촉하여 제2 연결관(132b)을 지지할 수 있으며, 또는, 지지 부재(117)는 제1 연결관(131a)의 적어도 일부, 및 제2 연결관(132b)의 적어도 일부와 접촉하여 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)을 지지할 수 있음을 이해해야 한다.
예시로는, 지지 부재(117)는 박스체(11) 내에 설치된 부재일 수 있고, 또는, 상기 지지 부재(117)는 박스체(11)의 벽에 설치된 돌기 구조일 수도 있다. 예를 들어, 상기 지지 부재(117)는 제1 벽(21a)에 대향하는 제1 박스체벽(114)의 돌기 구조일 수 있고, 상기 돌기 구조는 상기 제1 박스체벽(114)의 내부 표면으로부터 배터리(10) 내부를 향해 돌출되며; 또는, 상기 돌기 구조는 제1 박스체벽(114)의 내부 표면과 제3 박스체벽(116)의 내부 표면으로부터 배터리(10) 내부를 향해 돌출될 수도 있으며; 또는, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 지지 부재(117)는 또한 제3 박스체벽(116)의 돌기(117a)일 수 있고, 상기 돌기(117a)는 상기 제3 박스체벽(116)으로부터 배터리(10) 내부를 향해 돌출되며, 여기서, 상기 제3 박스체벽(116)은 제2 방향(Y)에 수직인 박스체(11)의 벽이다. 또한, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)은 제1 방향(X)을 따라 서로 연통되고, 돌기(117a)가 제1 열관리 부재(13a)를 향하는 일측에 제1 연결관(131a)이 부접되며, 돌기(117a)가 제2 열관리 부재(13b)를 향하는 일측에 제2 연결관(132b)이 부접된다.
본 출원의 하기 실시예에서는 주로 상기 지지 부재(117)를 제3 박스체벽(116)의 돌기(117a)로 하는 경우를 예로 들어 설명한다는 것을 이해해야 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 도 19는 도 18의 E 영역의 국부 확대도이다. 도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)의 일측은 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)에 부접하는 데 사용되며, 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직이다.
제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)(예를 들어, 돌기(117a))의 일측은 제3 방향(Z)에 수직인 상기 지지 부재(117)의 일측일 수 있음을 이해해야 한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)의 일측에 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)을 부접함으로써, 배터리(10)의 제3 방향(Z)에서의 공간을 이용하여 배터리(10)의 부피 활용도를 향상시킬 수 있으며, 또한, 배터리(10)를 조립할 때, 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)이 연통된 상황에서 지지 부재(117)를 설치하여 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)에 부접할 수 있고, 또한 먼저 지지 부재(117)를 설치하여 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)에 부접한 다음 제1 연결관(131a)과 제2 연결관(132b)을 연통할 수 있어, 조립의 유연성을 증가시킨다.
선택적으로, 제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)의 일측에 고정 부재를 설치하여, 지지 부재(117)가 상기 고정 부재를 통해 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)에 부접되도록 하여, 제1 열관리 부재(13a), 제2 열관리 부재(13b) 및 배터리 셀(20)을 지지할 수 있다. 여기서, 상기 고정 부재는 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 상기 고정 부재는 접착제일 수 있고, 또는 리미트 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 있어서, 도 19에 도시된 바와 같이, 제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)의 일측에는 제1 연결관(131a)의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관(132b)의 적어도 일부를 수용하기 위한 수용홈(117b)이 설치된다.
제1 연결관(131a)의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관(132b)의 적어도 일부를 수용하기 위해, 수용홈(117b)의 반경 방향의 치수는 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b) 이상임을 이해해야 한다. 선택적으로, 상기 수용홈(117b)의 표면에는 접착제(17)를 도포할 수도 있어, 제1 연결관(131a)의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관(132b)의 적어도 일부를 추가적으로 고정한다.
본 출원의 실시예에 있어서, 제3 방향(Z)을 따른 지지 부재(117)의 일측에 수용홈(117b)을 설치하여, 제1 연결관(131a)의 적어도 일부 및/또는 제2 연결관(132b)의 적어도 일부를 수용함으로써, 지지 부재(117)가 상기 제1 연결관(131a) 및/또는 제2 연결관(132b)을 보다 안정적으로 지지하고 고정하도록 하여, 제1 연결관(131a), 제2 연결관(132b) 및 이의 사이의 1열의 배터리 셀(20)이 박스체(11) 내에서 흔들리는 것을 피하여, 배터리(10)의 안정성과 안전성을 향상시킨다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 기재하였으나, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 경우, 이에 대한 다양한 개선을 수행할 수 있고 등가물로 이 중의 부재를 대체할 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각 기술적 특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위 내에 속하는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.

Claims (25)

  1. 배터리(10)로서,
    제1 벽(21a)에 압력 방출 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20);
    상기 배터리 셀(20)의 온도를 조절하는 데 사용되고, 상기 제1 벽(21a)과 상이한 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부접되는 열관리 부재(13);
    상기 배터리 셀(20)의 전극 단자(214)에 전기적으로 연결하기 위한 버스 부재(12);를 포함하며, 상기 전극 단자(214)는 상기 제1 벽(21a)과 상이한 상기 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)에 설치되고,
    상기 배터리(10)는 전기 챔버(111)와 수집 챔버(112)를 포함하는 박스체(11)를 더 포함하며, 상기 전기 챔버(111)는 상기 배터리 셀(20)과 상기 열관리 부재(13)를 수용하는 데 사용되고, 상기 수집 챔버(112)는 상기 압력 방출 기구(213)가 작동할 때 상기 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하는 데 사용되고,
    상기 배터리(10)는 상기 제1 벽(21a)에 부접되고 상기 전기 챔버(111)와 상기 수집 챔버(112)를 격리하기 위한 격리 부재(15)를 더 포함하고, 상기 격리부재는 압력 방출 영역(151) 및 상기 압력 방출 영역(151)을 제외한 영역인 비압력 방출 영역(152)을 포함하고, 상기 압력 방출 영역(151)은 취약 영역이고, 상기 취약 영역은 상기 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 파괴되고, 상기 압력 방출 기구(213)가 작동되지 않을 때 밀봉된 상태에 처하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 벽(21c)과 상기 제2 벽(21b)은 상이한 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 벽(21b)의 면적은 상기 제1 벽(21a)의 면적 이상이거나,
    상기 제2 벽(21b)의 면적은 상기 제3 벽(21c)의 면적 이상인 것 중 적어도 하나를 특징으로 하는 배터리(10).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 벽(21b)은 상기 배터리 셀(20)에서 면적이 가장 큰 벽인 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 박스체(11)는 상기 제1 벽(21a)과 대향하고 이격 설치된 제1 박스체벽(114)을 더 포함하며, 상기 제1 벽(21a)과 상기 제1 박스체벽(114) 사이에는 적어도 일부의 상기 수집 챔버(112)를 형성하기 위한 공극(113)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 벽(21a)과 상기 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 7mm 이상인 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 벽(21a)과 상기 제1 박스체벽(114)의 최소 거리(L)는 7mm 내지 25mm 사이인 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 박스체(11)는 제2 박스체벽(115)을 더 포함하며, 상기 제2 박스체벽(115)은 상기 제3 벽(21c)에 고정하는 데 사용되어 상기 배터리 셀(20)과 상기 박스체(11)의 고정을 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 벽(21c)은 접착제(17)를 통해 상기 제2 박스체벽(115)에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 배터리(10)는 제1 방향(X)을 따라 배열된 복수 열의 배터리 셀(20)을 포함하며, 상기 복수 열의 배터리 셀(20) 중 각 열의 배터리 셀(20)은 제2 방향(Y)을 따라 배열된 적어도 하나의 상기 배터리 셀(20)을 포함하고, 상기 제1 방향(X)은 상기 제2 방향(Y)과 상기 제2 벽(21b)에 수직인 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열관리 부재(13)는 상기 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 1열의 배터리 셀(20)의 적어도 하나의 상기 배터리 셀(20)의 상기 제2 벽(21b)에 부접되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리 셀(20)은 상기 제1 방향(X)을 따라 대향하여 설치된 2개의 상기 제2 벽(21b)을 포함하며, 상기 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 1열의 배터리 셀(20)의 상기 제1 방향(X)을 따른 양측에 각각 적어도 하나의 상기 배터리 셀(20)의 2개의 상기 제2 벽(21b)에 부접되는 상기 열관리 부재(13)가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수 열의 배터리 셀(20) 중 적어도 인접한 2열의 배터리 셀(20) 사이에는 동일한 상기 열관리 부재(13)가 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  16. 제12항에 있어서,
    상기 배터리(10)는 상기 제1 방향(X)을 따라 배열된 복수 개의 상기 열관리 부재(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  17. 제16항에 있어서,
    복수 개의 상기 열관리 부재(13)는 상기 제1 방향(X)을 따라 이격 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  18. 제16항에 있어서,
    상기 열관리 부재(13)에는 열교환 매체를 수용하는 열교환 통로(131)가 설치되고, 복수 개의 상기 열관리 부재(13)의 상기 열교환 통로(131)는 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  19. 제18항에 있어서,
    복수 개의 상기 열관리 부재(13)는 인접한 제1 열관리 부재(13a)와 제2 열관리 부재(13b)를 포함하며, 상기 제1 열관리 부재(13a)는 상기 열교환 통로(131)에 연통되는 제1 연결관(131a)을 포함하고, 상기 제2 열관리 부재(13b)는 상기 열교환 통로(131)에 연통되는 제2 연결관(132b)을 포함하며, 상기 제1 연결관(131a)과 상기 제2 연결관(132b)은 서로 연결되어 상기 제1 열관리 부재(13a)의 열교환 통로(131)와 상기 제2 열관리 부재(13b)의 열교환 통로(131)가 서로 연통되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 연결관(131a)은 상기 제1 열관리 부재(13a)에서 상기 제2 방향(Y)을 따라 1열의 배터리 셀(20)을 초과하는 영역에 설치되고, 상기 제2 연결관(132b)은 상기 제2 열관리 부재(13b)에서 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 1열의 배터리 셀(20)을 초과하는 영역에 설치되며, 상기 1열의 배터리 셀(20)은 상기 제1 열관리 부재(13a)와 상기 제2 열관리 부재(13b) 사이에 위치하는 1열의 배터리 셀(20)이고, 상기 제1 연결관(131a)과 상기 제2 연결관(132b)은 상기 제1 방향(X)을 따라 연장되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 박스체(11)는 상기 제1 연결관(131a) 및/또는 상기 제2 연결관(132b)을 지지하기 위한 지지 부재(117)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  22. 제21항에 있어서,
    제3 방향(Z)을 따른 상기 지지 부재(117)의 일측은 상기 제1 연결관(131a) 및/또는 상기 제2 연결관(132b)에 부접하는 데 사용되며, 상기 제3 방향(Z)은 상기 제1 방향(X) 및 상기 제2 방향(Y)에 수직인 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제3 방향(Z)을 따른 상기 지지 부재(117)의 일측에는 상기 제1 연결관(131a)의 적어도 일부 및/또는 상기 제2 연결관(132b)의 적어도 일부를 수용하기 위한 수용홈(117b)이 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제1 벽(21a)과 상기 제3 벽(21c)은 대향하여 설치되며, 상기 제2 벽(21b)은 상기 제1 벽(21a)과 상기 제3 벽(21c)을 연결하고; 또는,
    상기 제1 벽(21a)과 상기 제2 벽(21b)은 대향하여 설치되며, 상기 제3 벽(21c)은 상기 제1 벽(21a)과 상기 제2 벽(21b)을 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  25. 전기 기기로서,
    제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제8항 및 제10항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 배터리(10)를 포함하고, 상기 배터리(10)는 상기 전기 기기에 전기 에너지를 공급하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
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