KR20110053004A - 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110053004A
KR20110053004A KR1020090109783A KR20090109783A KR20110053004A KR 20110053004 A KR20110053004 A KR 20110053004A KR 1020090109783 A KR1020090109783 A KR 1020090109783A KR 20090109783 A KR20090109783 A KR 20090109783A KR 20110053004 A KR20110053004 A KR 20110053004A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrolyte
battery pack
absorbing member
cell
electrolyte absorbing
Prior art date
Application number
KR1020090109783A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101383599B1 (ko
Inventor
조승완
조용호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020090109783A priority Critical patent/KR101383599B1/ko
Publication of KR20110053004A publication Critical patent/KR20110053004A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101383599B1 publication Critical patent/KR101383599B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/392Arrangements for facilitating escape of gases with means for neutralising or absorbing electrolyte; with means for preventing leakage of electrolyte through vent holes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103Fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 팩의 셀 전해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치는, 상기 셀 외부에 부착되어 상기 셀로부터 누출되는 전해액을 흡수하고 이러한 전해액 흡수에 의해 도체 특성을 갖게 되는 전해액 흡수부재; 상기 전해액 흡수부재의 양단에 연결되어 전원을 인가하는 전원 공급부; 상기 전해액 흡수부재와 상기 전원 공급부 사이에 연결된 저항부; 상기 저항부에 전류가 흐르는지 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱부가 상기 저항부에 전류가 흐르는 것을 센싱한 경우, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜, 충방전 전류를 차단하는 제어부;를 포함한다.
배터리, 전해액, 누출, 흡수부재

Description

배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법{Apparatus and method for protecting battery pack by detecting electrolyte leakage}
본 발명은 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해액 흡수부재를 이용하여 배터리 팩에 포함된 셀의 전해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지함으로써 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
리튬 이차전지는 리튬 이온을 흡장 및 방출할 수 있는 탄소재 등의 음극, 리튬 함유 산화물 등으로 된 양극 및 혼합 유기용매에 리튬염이 적당량 용해된 전해액으로 구성되어 있다.
한편, 최근 배터리와 관련하여 사회적으로 가장 큰 이슈가 되고 있는 것이 배터리의 안전성 문제이다. 노트북이나 휴대폰의 경우, 사용 인구가 급격히 증가하고 있고, 배터리의 폭발은 휴대용 전자제품의 파손을 가져올 뿐만 아니라 화재로 연결될 수 있다는 점에서 배터리의 안전성 확보가 시급하다. 따라서, 종래에는 배터리의 이상상태 감지시 충방전 전류를 차단하여 배터리의 안전성을 확보하는 다양한 보호 장치들이 사용되고 있다.
이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 적어도 하나 이상의 배터리 셀로 이루어진 셀 집합체와 연결되고, 일반적으로 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등의 이상 상태가 발생되었을 경우 배터리 팩을 보호하기 위해 충방전 전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시켜 전류의 흐름을 차단하는 퓨즈와 충방전 전류의 크기를 감지하기 위한 센스 저항(sense resistor)을 포함한다.
하지만, 이러한 종래의 배터리 팩 보호 장치는 셀 외부로 전해액이 누출되는 경우 이를 제대로 감지할 수 없다.
일반적인 리튬 이온 배터리 셀의 조립은 다공성의 양극 및 음극과 세퍼레이터를 서로 번갈아 가며 겹친 후, 일정 크기 및 모양의 캔(can) 혹은 파우치(pouch) 등의 용기에 삽입하고, 여기에 전해액을 주입한 후 용기를 밀봉함으로써 이루어진다.
그러나, 제조공정상 잘못이나, 스웰링 현상 등 여러 가지 요인으로 인해 전해액이 배터리 셀 외부로 누출될 수 있다. 이와 같이 전해액이 배터리 셀 외부로 누출된 경우에도 배터리 셀에 충방전 전류가 계속해서 흐르게 되면, 전해액의 전기전도성으로 인해 배터리 팩, 또는 배터리 팩이 부착된 장치에 단락을 일으켜 관련된 각종 부품들을 파괴시킬 수 있다. 또한, 이를 다루는 사용자에 감전을 일으킬 위험도 있다. 특히, 하이브리드 차량과 같이 고전압 배터리가 사용되는 경우에는, 이러한 피해 상황이 보다 심각해질 수 있다. 그 밖에도, 전해액의 화학 성분으로 인해 가연성 가스가 발생되어 화재를 일으킬 우려도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 배터리 셀 외부로 전해액이 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩의 안전성을 효율적으로 향상시킬 수 있는 배터리 팩 보호 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩의 셀 전해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치는, 상기 셀 외부에 부착되어 상기 셀로부터 누출되는 전해액을 흡수하고 이러한 전해액 흡수에 의해 도체 특성을 갖게 되는 전해액 흡수부재; 상기 전해액 흡수부재의 양단에 연결되어 전원을 인가하는 전원 공급부; 상기 전해액 흡수부재와 상기 전원 공급부 사이에 연결된 저항부; 상기 저항부에 전류가 흐르는지 센싱하는 센싱부; 및 상기 센싱부가 상기 저항부에 전류가 흐르는 것을 센싱한 경우, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜, 충방전 전류를 차단하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩의 셀 전 해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 방법은, (S1) 상기 셀로부터 누출되는 전해액을 흡수하고 이러한 전해액 흡수에 의해 도체 특성을 갖게 되는 전해액 흡수부재를 상기 셀 외부에 부착하는 단계; (S2) 상기 전해액 흡수부재의 양단에 전원을 인가하는 단계; (S3) 상기 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는지 센싱하는 단계; 및 (S4) 상기 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는 것으로 센싱된 경우, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜, 충방전 전류를 차단하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 배터리 셀 외부로 전해액이 누출된 경우 이를 신속하고 정확하게 감지할 수 있다.
따라서, 전해액의 누출을 감지한 경우 배터리 팩의 충방전 전류를 신속하게 차단함으로써, 전해액 누출로 인해 배터리나 부품 등이 파괴되는 것을 방지하고 사용자 감전과 같은 사고를 예방할 수 있다. 그러므로, 배터리 팩의 안전성을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 장치(100)의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩 보호 장치(100)는 전해액 흡수부재(110), 전원 공급부(120), 저항부(130), 센싱부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
상기 전해액 흡수부재(110)는 셀(200)로부터 누출되는 전해액을 흡수하는 특성을 갖는다. 또한, 상기 전해액 흡수부재(110)는 전해액이 흡수되지 않은 상태에서는 부도체 특성을 갖지만, 전해액이 흡수된 상태에서는 전해액의 전기 전도성으로 인해 도체 특성을 갖는다. 따라서, 전해액이 흡수되지 않은 상태에서는 전원 공급부(120)가 전원을 인가하더라도 상기 전해액 흡수부재(110)를 통해 전류가 흐르지 않지만, 전해액이 흡수된 상태에서는 전원 공급부(120)가 전원을 인가하는 즉시 전해액 흡수부재(110)를 통해 전류가 흐르게 된다.
바람직하게는 상기 전해액 흡수부재(110)는 다공성 필름 재질로 구성될 수 있다. 다공성 필름은 일반적으로 나노미터 크기의 기공을 구비하여 이러한 기공을 통해 전해질 이온을 통과시킨다. 이러한 다공성 필름은 전해액의 리튬 이온을 통과하게 함으로써 리튬 이차전지의 분리막으로 많이 사용된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이와 같이 전해액의 흡수가 가능하면서 전해액 흡수시 도체 특성을 갖는 전해액 흡수부재(110)로서 다공성 필름을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수십 나노미터 크기의 기공을 갖는 폴리올레핀 계열의 다공성 필름이 상기 흡수부재(110)로서 이용될 수 있다.
다른 예로 전해액 흡수부재(110)는 유리섬유매트(absorptive glass mat), 종이 또는 솜 등의 재질로 구성될 수도 있다. 또한, 국내공개 2006-0036392호, 국내공개2002-0086668호 등에 개시된 기술이 이용될 수도 있다. 본 발명은 이러한 전해액 흡수부재(110)의 특정 종류에 한정되지 않는다.
상기 전해액 흡수부재(110)는 띠 형태를 가질 수 있다. 이와 같이 전해액 흡수부재(110)가 띠 형태를 갖는 경우, 넓은 면적을 필요로 하는 면 형태에 비해 제조 비용을 낮출 수 있다. 또한, 전해액 흡수 부분이 집중되어 전해액 흡수시 전기전도성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 전해액 흡수부재(110)의 특정 형태에 의해 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 전해액 흡수부재(110)는 셀(200)로부터 누출되는 전해액을 흡수하기 위해 셀(200) 외부에 부착된다. 이와 같이 전해액 흡수부재(110)가 셀(200) 외부에 부착되는 형태는 여러가지가 있을 수 있다.
도 2 내지 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)에 부착된 상태를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 띠 형태를 갖는 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)의 길이 방향으로 직선으로 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 전해액 흡수부재(110)는 도면에 도시된 바와 같이 셀(200) 하부에 위치하는 것이 좋다. 전해액이 셀(200)의 어느 부분에서 누출되더라도 결국은 셀(200) 하부로 흘러내릴 것이므로, 이와 같이 전해액 흡수부재(110)가 셀(200) 하부에 위치하면 셀(200)로부터 누출된 전해액을 모두 흡수할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 띠 형태를 갖는 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)의 외부 면에 대하여 나선 형태로 부착될 수 있다. 이러한 부착 형태는 특히 도면에 도시된 바와 같이 셀(200)이 세워진 형태로 사용되는 경우에 유익하다. 이때에는, 누출된 전해액이 셀(200)의 하부까지 도달하지 않더라도 중간에 위치한 전해액 흡수부재(110)에 모두 흡수될 수 있다.
도 4를 참조하면, 면 형태의 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)의 외부 옆면 전체를 감싸는 형태로 부착될 수 있다. 도 2 및 도 3의 실시예와 같은 띠 형태의 전해액 흡수부재(110)와 달리, 이 경우에는 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)의 전체 면적을 커버하므로 전해액이 셀(200)의 어느 부분에서 누출되더라도 전해액 흡수부재(110)가 이를 곧바로 흡수할 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 설명된 전해액 흡수부재(110)의 부착 형태는 일부 실시 형태에 불과하며, 다양한 부착 형태가 존재할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상기 전원 공급부(120)는, 전해액 흡수부재(110)의 양단에 연결되어 전해액 흡수부재(110)로 전원을 인가한다. 이러한 전원 공급부(120)가 전원을 인가하는 방 식으로는 전압이나 전류를 인가하는 방식이 모두 포함될 수 있다. 또한, 직류 전원뿐 아니라 교류 전원을 인가하는 방식도 이용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 전원 공급부(120)는 일정 주기마다 전원을 인가한다. 이와 같이 전원 공급부(120)가 주기적으로 전원을 인가하는 경우, 계속적으로 전원을 인가하는 경우에 비해 전원 인가로 소모되는 에너지를 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 상기 전원 공급부(120)가 인가하는 전압 또는 전류의 크기는 해당 회로를 경유하는 전류의 센싱이 가능한 정도이면 되고, 그리 크지 않은 것이 바람직하다. 과다한 크기의 전압이나 전류는 여러 가지 화학 물질로 이루어진 셀(200)의 안정성을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.
상기 저항부(130)는 전해액 흡수부재(110)에 전류가 흐르는지 센싱하기 위해 설치된 구성요소이다. 전해액 흡수부재(110)가 전해액을 흡수하여 전류가 흐를 수 있게 될 때, 상기 저항부(130)에 인가된 전압 또는 전류가 센싱됨으로써 전해액 흡수부재(110)에 전류가 흐르는 것을 알 수 있게 된다. 또한, 상기 저항부(130)는 전원 공급부(120)의 양극과 음극이 서로 단락되지 않도록 하는 구성요소이기도 하다.
상기 저항부(130)로는 일반적으로 저항 소자가 이용될 수 있다. 하지만, 저항 성분을 갖는 다른 소자나 장치도 본 발명에 따른 저항부(130)로 이용될 수 있다.
상기 센싱부(140)는 저항부(130)에 전류가 흐르는지 센싱함으로써, 본 발명에 따른 전원 공급부(120), 전해액 흡수부재(110) 및 저항부(130)로 구성되는 회로 에 전류가 흐른다는 것을 감지할 수 있도록 한다.
여기서, 비록 센싱부(140)가 전류를 센싱한다고 표현하였으나, 전압과 전류는 서로 밀접하게 관련된 것이므로 상기 센싱부(140)가 전압을 센싱할 수도 있음은 당업자에게 자명한 사항이다. 따라서, 상기 센싱부(140)로는 전류를 측정하기 위한 전류계나 전압을 측정하기 위한 전압계가 모두 이용될 수 있다.
상기 제어부(150)는, 센싱부(140)가 저항부(130)에 전류가 흐르는 것을 센싱한 경우, 센싱부(140)로부터 이러한 신호를 수신한다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 배터리 팩의 충방전 경로 상에 설치된 퓨즈(300)를 융단시켜 충방전 전류를 차단한다.
이때, 상기 제어부(150)는 도면에 도시된 바와 같이 퓨즈(300)에 직접 연결되어 이를 융단시킬 수 있다. 그러나, 다른 보호장치, 이를테면 셀(200)의 과충전시 퓨즈(300)를 융단시키는 종래의 보호회로에 퓨즈 융단 신호를 전달하여 퓨즈(300)를 융단시키도록 하는 등 제어부(150)가 퓨즈(300)를 융단시키는 다양한 구성이 가능하다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 장치(100)의 각 구성 요소들과 셀(200)의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전해액 흡수부재(110)가 셀(200)의 외부에 부착되고, 전해액 흡수부재(110)의 양단에 전원 공급부(120)가 연결된다. 또한, 전원 공급부(120)와 전해액 흡수부재(110)의 일단 사이에는 저항부(130)가 연결되고, 이렇게 구성된 회로에 전류가 흐르는지 센싱하기 위해 센싱부(140)가 연결된다. 상기 도면에서는, 센싱부(140)가 저항부(130)에 직렬로 연결된 것으로 도시하였으나, 병렬로 연결되는 구성도 가능하다. 예를 들어, 센싱부(140)로 전압계를 사용하는 경우 저항부(130)에 병렬로 연결될 수 있다.
셀(200)로부터 전해액이 누출되지 아니한 정상적인 경우에는 전원 공급부(120)가 전원을 인가하더라도 부도체인 전해액 흡수부재(110)로 인하여 저항부(130)에는 전류가 흐르지 아니한다. 따라서, 센싱부(140)는 전류를 센싱하지 못한다.
그러나, 셀(200)로부터 전해액이 누출되면 전해액 흡수부재(110)는 전해액을 흡수하여 전기전도성을 갖게 된다. 따라서 전원 공급부(120)가 전원을 인가하면 전해액 흡수부재(110)와 저항부(130)를 경유하여 전류가 흐르게 되고, 센싱부(140)가 이를 감지한다. 그러면, 센싱부(140)는 제어부(150)로 전류가 센싱되었다는 신호를 전송하고, 이러한 신호를 수신한 제어부(150)는 퓨즈(300)를 융단시켜 더 이상 배터리 팩에 충방전 전류가 흐르지 않도록 한다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 전해액 흡수부재를 셀 외부에 부착한다(S110). 이때, 전해액 흡수부재는 다공성 필름 재질로 구성되는 것이 좋다. 또한, 상기 전해액 흡수부재는 띠 형태인 것이 바람직하다.
다음으로, 전해액 흡수부재의 양단에 전원을 인가한다(S120). 이때, 전원을 계속적으로 인가할 수 있으나 일정 시간마다 주기적으로 인가할 수도 있다. 그리고 나서, 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는지 센싱한다(S130). 여기서, 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는지 센싱하는 방법으로는 전원 공급부와 전해액 흡수부재 사이에 저항부를 연결하여 저항부에 전류가 흐르는지 측정하는 방법이 이용될 수 있다.
이때 전류가 흐르는 것으로 센싱되면, 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜 충방전 전류를 차단한다(S140).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '부'라는 용어를 사용하였으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있는 구성요소를 나타내는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 흡수부재가 셀에 부착된 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 장치의 각 구성 요소들과 셀의 연결 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 보호 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 배터리 팩의 셀 전해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치에 있어서,
    상기 셀 외부에 부착되어 상기 셀로부터 누출되는 전해액을 흡수하고 이러한 전해액 흡수에 의해 도체 특성을 갖게 되는 전해액 흡수부재;
    상기 전해액 흡수부재의 양단에 연결되어 전원을 인가하는 전원 공급부;
    상기 전해액 흡수부재와 상기 전원 공급부 사이에 연결된 저항부;
    상기 저항부에 전류가 흐르는지 센싱하는 센싱부; 및
    상기 센싱부가 상기 저항부에 전류가 흐르는 것을 센싱한 경우, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜, 충방전 전류를 차단하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는, 일정 주기마다 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전해액 흡수부재는, 다공성 필름 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전해액 흡수부재는, 띠 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 장치.
  5. 배터리 팩의 셀 전해액이 셀 외부로 누출되는 것을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 방법에 있어서,
    (S1) 상기 셀로부터 누출되는 전해액을 흡수하고 이러한 전해액 흡수에 의해 도체 특성을 갖게 되는 전해액 흡수부재를 상기 셀 외부에 부착하는 단계;
    (S2) 상기 전해액 흡수부재의 양단에 전원을 인가하는 단계;
    (S3) 상기 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는지 센싱하는 단계; 및
    (S4) 상기 전해액 흡수부재에 전류가 흐르는 것으로 센싱된 경우, 상기 배터리 팩의 충방전 경로 상의 퓨즈를 융단시켜, 충방전 전류를 차단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 S2 단계는, 일정 주기마다 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전해액 흡수부재는, 다공성 필름 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 전해액 흡수부재는, 띠 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 보호 방법.
KR1020090109783A 2009-11-13 2009-11-13 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법 KR101383599B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109783A KR101383599B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109783A KR101383599B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110053004A true KR20110053004A (ko) 2011-05-19
KR101383599B1 KR101383599B1 (ko) 2014-04-10

Family

ID=44362784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090109783A KR101383599B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101383599B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040285A1 (ko) * 2019-08-26 2021-03-04 주식회사 엘지화학 전해액 검출장치 및 그를 포함한 이차전지 이송설비
WO2022164040A1 (ko) * 2021-01-29 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 배터리 장치 및 전해액 누설 검출 방법
KR20230062573A (ko) * 2021-10-25 2023-05-09 지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드 전지 케이스 단락 처리 방법 및 시스템

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230092218A (ko) 2021-12-17 2023-06-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전해액 누액 검출기능이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240041096A (ko) 2022-09-22 2024-03-29 주식회사 엘지에너지솔루션 전해액 누액 감지부 및 이를 포함하는 전지모듈
KR20240047176A (ko) 2022-10-04 2024-04-12 주식회사 엘지에너지솔루션 절연저항을 이용한 전해액 누액 감지부 및 이를 포함하는 전지모듈

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4608711B2 (ja) 1999-09-10 2011-01-12 ソニー株式会社 バッテリパック
JP4810745B2 (ja) 2000-12-21 2011-11-09 ソニー株式会社 電解液漏洩検出機能付きバッテリパック

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021040285A1 (ko) * 2019-08-26 2021-03-04 주식회사 엘지화학 전해액 검출장치 및 그를 포함한 이차전지 이송설비
US20220328888A1 (en) * 2019-08-26 2022-10-13 Lg Energy Solution, Ltd. Electrolyte Detection Device and Secondary Battery Transfer Facility Comprising the Same
US11830987B2 (en) * 2019-08-26 2023-11-28 Lg Energy Solution, Ltd. Electrolyte detection device and secondary battery transfer facility comprising the same
WO2022164040A1 (ko) * 2021-01-29 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 배터리 장치 및 전해액 누설 검출 방법
KR20230062573A (ko) * 2021-10-25 2023-05-09 지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드 전지 케이스 단락 처리 방법 및 시스템
US11881569B2 (en) 2021-10-25 2024-01-23 Jiangsu Contemporary Amperex Technology Limited Battery case short-circuit processing method and system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101383599B1 (ko) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10985433B2 (en) Battery module having structure breaking connector by using venting gas
JP5804540B2 (ja) 安全性の向上した電池パック
US10026949B2 (en) Secondary battery and electrode lead assembly applied thereto
KR102203248B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN104488114B (zh) 二次电池、以及二次电池模块和包括其的二次电池组
CN109891625B (zh) 具有改进的安全性的电池模块和电池组
CN102208593B (zh) 二次电池组
KR101370264B1 (ko) 솔더링 커넥터와, 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩
US9444088B2 (en) Overcurrent shut-off device and secondary battery system comprising the same
KR101383599B1 (ko) 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법
CN107408658B (zh) 电池组
JP2004273139A (ja) リチウム二次電池
KR101208570B1 (ko) 신규한 구조의 보호회로 모듈 및 이를 포함하고 있는 전지 팩
KR20210012103A (ko) 차량 배터리 화재 감지 장치 및 감지 방법
KR20130042954A (ko) 안전성이 향상된 이차전지 및 그 제조 방법
US11264661B2 (en) Battery cell with improved safety
KR20120117477A (ko) 배터리 팩 보호 장치 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR101262879B1 (ko) 배터리 셀의 스웰링 현상을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법
KR20170053886A (ko) 이차전지용 보호회로 및 그것의 제어방법
KR20140140431A (ko) 이차전지의 내부압력 측정장치, 및 이를 사용하는 이차전지의 내부압력 측정방법
KR20120136826A (ko) 배터리 과충전 방지 장치
CN106463315B (zh) 熔丝单元
KR101201081B1 (ko) 리튬 이차 전지
KR101787633B1 (ko) 안전성이 강화된 배터리 팩
KR20110037378A (ko) 보호회로〔bms〕를 사용한 리튬이온이차전지팩 및 스웰링검출수단

Legal Events

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

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 6