KR20110000003A - 라미네이트 배터리 셀 고정 장치 - Google Patents

라미네이트 배터리 셀 고정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 라미네이트 배터리 셀을 간단한 구조로 견고하게 고정시켜, 대량생산에 유리하면서도 파손 및 마모를 방지할 수 있도록 한 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 소정 체적의 케이스와; 상기 케이스내의 양측 공간에 등간격으로 형성되어, 라미네이트 배터리 셀의 양단부가 각각 삽입 고정되도록 한 다수의 지지부재와; 상기 케이스의 양측벽과 상기 지지부재의 사이공간에 주입되어, 전극판을 포함하는 라미네이트 배터리 셀의 양단부를 한꺼번에 봉지하는 포팅재; 로 구성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치를 제공한다.
배터리, 셀, 라미네이트, 필름, 케이스, 고정 장치, 지지부재

Description

라미네이트 배터리 셀 고정 장치{DEVICE FOR FIXING LAMINATE BATTERY CELL}
본 발명은 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 라미네이트 배터리 셀을 간단한 구조로 견고하게 고정시켜, 대량생산에 유리하면서도 파손 및 마모를 방지할 수 있도록 한 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 관한 것이다.
리튬 배터리와 같은 복수의 셀로 구성된 고용량의 배터리가 휴대용 장치, 전기 자동차 등에 사용되도록 개발되어 왔으며, 이러한 적용에 사용되는 배터리 등의 개별 셀은 전해질 누출 방지를 위해 폴리에틸렌과 같은 라미네이트 필름 사이에 밀봉되어 평평한 판체 형상을 갖는 라미네이트 배터리 셀로 제조된다.
이러한 형태의 라미네이트 배터리 셀은 여러개를 통전 가능하게 적층 연결하여 사용하게 되며, 그 일례로서 일본공개특허 공개번호 2007-73510에는 파우치형 전지 즉, 라미네이트 배터리 셀의 외장부재인 라미네이트 필름에 기계적 강성을 부여하면서 밀봉부위의 봉지력을 한층 더 향상시킬 수 있는 구조가 개시되어 있다.
즉, 라미네이트 배터리 셀의 전극에 조립되는 전극 조립체와, 외장부재인 라미네이트 필름을 독립적으로 고정시키는 고정프레임 등 여러가지 부품을 사용하여 라미네이트 배터리 셀을 적층 구성하고 있다.
그러나, 적층되는 각 배터리 셀의 전극에 조립되는 전극 조립체도 여러 부품수가 들어가고, 적층되는 라미네이트 필름마다 고정프레임이 사용됨에 따라, 부품수 증가 및 그에 따른 상당한 비용 증가를 초래하는 문제점이 있다.
또한, 배터리 셀의 외장재인 라미네이트 필름은 그 두께가 얇고, 거치할 정도의 강성을 갖지 않기 때문에 제대로 고정되지 않으면, 마모 내지 파손으로 연결되어 발화 등의 중대사고가 발생될 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 다수의 라미네이트 배터리 셀을 케이스내에 등간격으로 삽입하여 배치시키고, 라미네이트 필름의 양단 및 각 배터리 셀의 전극을 포팅재로 한꺼번에 몰딩함으로써, 다수의 라미네이트 배터리 셀을 간단한 구조로 견고하게 적층 고정시켜 파손 내지 마모 등의 현상을 방지할 수 있고, 고정 구조가 간단하여 비용 절감 및 대량생산에 유리한 라미네이트 배터리 셀 고정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정 체적의 케이스와; 상기 케이스내의 양측 공간에 등간격으로 형성되어, 라미네이트 배터리 셀의 양단부가 각각 삽입 고정되도록 한 다수의 지지부재와; 상기 케이스의 양측벽과 상기 지지부재의 사이공간에 주입되어, 전극판을 포함하는 라미네이트 배터리 셀의 양단부를 한꺼번에 봉지하는 포팅재; 로 구성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치를 제공한다.
바람직한 일 구현예로서, 상기 지지부재는 모서리가 라운드 처리된 직사각 플레이트 또는 원형 기둥 형상중 선택된 어느 하나로 채택되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 다른 구현예로서, 상기 지지부재 사이에 삽입 고정된 라미네이트 배터리 셀간의 공간은 냉각통로로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 케이스에는 가장 바깥쪽에 위치한 라미네이트 배터리 셀의 전극판이 돌출되도록 전극 연결홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스 및 지지부재는 비전도성의 수지재를 이용하여 일체로 성형된 것임을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 케이스내에 다수의 라미네이트 배터리 셀을 등간격으로 삽입 고정시킨 후, 전극판을 포함하는 라미네이트 배터리 셀의 양단부를 포팅재로 한꺼번에 몰딩함으로써, 다수의 라미네이트 배터리 셀을 견고하게 적층 고정시켜 파손 내지 마모 등의 현상을 방지할 수 있다.
즉, 배터리 셀의 외장부재인 라미네이트 필름에 전달되는 외력을 포팅재에서 차단함으로써, 내진성이 우수하고, 라미네이트 필름의 파손 내지 마모 등을 방지할 수 있다
또한, 라미네이트 배터리 셀에 대한 고정 구조가 간단하여 경량화를 실현하는 동시에 비용 절감 및 대량생산에 유리한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 적층되며 고정되는 라미네이트 배터리 셀의 연결 모습을 보여주는 사시도이다.
상기 라미네이트 배터리 셀(10)은 배터리 셀내의 전해질 누출 방지 등을 위해 폴리에틸렌과 같은 라미네이트 필름(12)에 의하여 밀봉된 판체 구조를 가지고, 전극판(14)이 돌출되는 양단부는 보다 얇게 형성되어 있다.
이때, 다수의 라미네이트 배터리 셀(10)이 통전 가능하게 연결되도록 서로 인접하는 배터리 셀(10)의 전극판(14)을 서로 접합시키게 된다.
보다 상세하게는, 첫번째 라미네이트 배터리 셀(10a)의 일측에 돌출된 전극 판(14a)은 (+)극으로 구성하고, 첫번째 라미네이트 배터리 셀(10a)의 타측에 돌출된 전극판(14b)을 두번째 라미네이트 배터리 셀(10b)의 일측에 돌출된 전극판(14c)과 접합시키며, 두번째 라미네이트 배터리 셀(10b)의 타측에 돌출된 전극판(14d)을 세번째 라미네이트 배터리 셀(10c)의 일측에 돌출된 전극판(14e)과 접합시키는 등의 방식으로 원하는 갯수의 라미네이트 배터리 셀을 통전 가능하게 연결할 수 있으며, 물론 마지막에 배열되는 라미네이트 배터리 셀(10n)의 일측쪽 전극판(14n)은 (-)극으로 구성된다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치의 케이스에 대한 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 케이스(20a)는 상기한 라미네이트 배터리 셀(10)들이 등간격으로 삽입 고정되는 공간으로서, 그 내부에서 양측 공간에는 각 라미네이트 배터리 셀(10)의 양단부가 삽입 고정되도록 다수의 지지부재(30a)가 일체로 형성된다.
일 실시예로서, 상기 지지부재(30a)는 케이스(20a)의 바닥면에서 상방향을 향하여 수직으로 세워진 직사각판 형상을 갖되, 그 모서리가 라운드 처리된 직사각 플레이트 형태로 형성된다.
또한, 상기 케이스(20a)의 양쪽 소정 위치에는 첫번째 및 마지막에 배열된 라미네이트 배터리 셀(10a,10n)의 (+)극을 이루는 전극판(14a) 및 (-)극 이루는 전극판(14n)이 돌출되도록 한 전극 연결홀(40)이 관통 형성된다.
또한, 상기 케이스(20a) 및 지지부재(30a)는 각 라미네이트 배터리 셀(10)에 대한 절연을 위하여 비전도성 수지재를 이용하여 일체로 성형 제작된다.
첨부한 도 4는 도 2의 케이스에 라미네이트 배터리 셀이 적층 고정된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 2의 도시된 케이스(20a)의 지지부재(30a) 사이에 라미네이트 배터리 셀(10)을 끼워서 1차로 고정시킨다.
보다 상세하게는, 각 라미네이트 배터리 셀(10)의 양측단부(얇아지기 전 부위)가 직사각형 플레이트 형상을 갖는 지지부재(30a) 사이에 삽입됨에 따라, 각 라미네이트 배터리 셀(10)들은 등간격을 이루며 1차로 고정되고, 이때 지지부재(30a)의 모서리 부위가 라운드 처리됨에 따라 라미네이트 필름에 마모 등의 영향을 주지 않게 된다.
여기서, 상기 케이스(20a)의 양측 벽면과 상기 지지부재(30a) 사이 공간에 포팅재(50), 예를 들어 2액 열경화성 수지재를 주입하여 경화시킴으로써, 각 라미네이트 배터리 셀(10)의 양단부 및 이 양단부를 통해 돌출된 전극판(14)들이 한꺼번에 봉지된다.
따라서, 상기 포팅재(50)에 의하여 각 라미네이트 배터리 셀(10)에 대한 보다 견고한 고정력을 제공할 수 있고, 각 전극판의 산화 및 부식, 그리고 전극판끼리의 합선 현상등을 용이하게 방지할 수 있다.
한편, 상기 지지부재(30a) 사이에 삽입 고정된 각 라미네이트 배터리 셀(10)간의 공간은 냉각공기 등이 흐르는 냉각통로(60)로 활용될 수 있다.
또한, 상기 케이스(20a)의 전극 연결홀(40)을 통해 돌출된 라미네이트 배터리 셀(10)의 (+)극용 전극판(14a) 및 (-)극용 전극판(14n)을 케이스(20a)에 볼트 등을 이용하여 고정시킴으로써, (+)극 및 (-)극을 용이하게 구성시킬 수 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치의 케이스에 대한 다른 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 3의 케이스에 라미네이트 배터리 셀이 적층 고정된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 케이스(20b)는 도 2의 도시된 케이스(20a)와 그 구조가 동일하되, 지지부재(30b)의 형태가 원형 기둥 형상으로 형성된 점에 특징이 있다.
일 실시예와 마찬가지로, 도 3에 도시된 케이스(20b)의 지지부재(30b) 사이에 라미네이트 배터리 셀(10)을 끼워서 1차로 고정시킨다.
보다 상세하게는, 각 라미네이트 배터리 셀(10)의 양측단부(얇아진 부위)가 원형 기둥 형태의 지지부재(30b) 사이에 삽입됨에 따라, 각 라미네이트 배터리 셀(10)들은 등간격을 이루며 1차로 고정되고, 이때 원형 기둥 형태를 갖는 지지부재(30b)의 외경면에 라미네이트 배터리 셀(10)의 양측단부가 받쳐지며 지지되는 상태가 된다.
마찬가지로, 상기 케이스(20b)의 양측 벽면과 상기 지지부재(30b) 사이 공간에 포팅재(50)인 2액 열경화성 수지재를 주입하여 경화시킴으로써, 각 라미네이트 배터리 셀(10)의 양단부(얇아진 부위) 및 이 양단부를 통해 돌출된 전극판(14)들이 한꺼번에 봉지되며, 그에 따라 상기 포팅재(50)에 의하여 각 라미네이트 배터리 셀(10)에 대한 보다 견고한 고정력을 제공할 수 있고, 각 전극판의 산화 및 부식, 그리고 전극판끼리의 합선 현상등을 용이하게 방지할 수 있다.
한편, 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 케이스(20b)의 내벽면과 원형 기둥 형 태의 지지부재(30b)간의 거리가 가깝기 때문에 포팅재(50)의 사용량을 절약할 수 있고, 라미네이트 배터리 셀(10)간의 냉각통로(60) 폭을 확대하여 냉각 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치에 적층되며 고정되는 라미네이트 배터리 셀의 연결 모습을 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치의 케이스에 대한 일 실시예를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 라미네이트 배터리 셀 고정 장치의 케이스에 대한 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 4는 도 2의 케이스에 라미네이트 배터리 셀이 적층 고정된 모습을 나타내는 단면도,
도 5는 도 3의 케이스에 라미네이트 배터리 셀이 적층 고정된 모습을 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 라미네이트 배터리 셀
12 : 라미네이트 필름
14 : 전극판
20a,20b : 케이스
30a,30b : 지지부재
40 : 전극 연결홀
50 : 포팅재
60 : 냉각통로

Claims (5)

  1. 소정 체적의 케이스와;
    상기 케이스내의 양측 공간에 등간격으로 형성되어, 라미네이트 배터리 셀의 양단부가 각각 삽입 고정되도록 한 다수의 지지부재와;
    상기 케이스의 양측벽과 상기 지지부재의 사이공간에 주입되어, 전극판을 포함하는 라미네이트 배터리 셀의 양단부를 한꺼번에 봉지하는 포팅재;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재는 모서리가 라운드 처리된 직사각 플레이트 또는 원형 기둥 형상중 선택된 어느 하나로 채택되는 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부재 사이에 삽입 고정된 라미네이트 배터리 셀간의 공간은 냉각통로로 형성되는 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스에는 가장 바깥쪽에 위치한 라미네이트 배터리 셀의 전극판이 돌출되도록 전극 연결홀이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스 및 지지부재는 비전도성의 수지재를 이용하여 일체로 성형된 것임을 특징으로 하는 라미네이트 배터리 셀 고정 장치.
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