KR20140013273A - 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀 - Google Patents

파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀 Download PDF

Info

Publication number
KR20140013273A
KR20140013273A KR20120079861A KR20120079861A KR20140013273A KR 20140013273 A KR20140013273 A KR 20140013273A KR 20120079861 A KR20120079861 A KR 20120079861A KR 20120079861 A KR20120079861 A KR 20120079861A KR 20140013273 A KR20140013273 A KR 20140013273A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
battery cell
pouch
cell
terminal
Prior art date
Application number
KR20120079861A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101501431B1 (ko
Inventor
공병오
강달모
성준엽
엄영섭
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 KR1020120079861A priority Critical patent/KR101501431B1/ko
Priority to PCT/KR2013/006424 priority patent/WO2014017779A1/ko
Priority to EP13822370.6A priority patent/EP2854200B1/en
Priority to CN201380036491.9A priority patent/CN104488112B/zh
Publication of KR20140013273A publication Critical patent/KR20140013273A/ko
Priority to US14/566,475 priority patent/US9634297B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101501431B1 publication Critical patent/KR101501431B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 전극조립체가 파우치형 전지케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지셀, 상기 파우치형 전지셀이 내장되고 다면체 외형을 가진 셀 케이스 및 상기 파우치형 전지셀의 전극단자가 결합되는 외부 입출력 단자를 포함하고 있고, 상기 셀 케이스의 일측 단부에 결합되며, 다면체 외형을 가진 단자 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀을 제공한다.

Description

파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀 {Battery Cell Including Pouch-type Cell and Transformed to Prismatic Shape}
본 발명은 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체가 파우치형 전지케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지셀, 상기 파우치형 전지셀이 내장되고 다면체 외형을 가진 셀 케이스 및 상기 파우치형 전지셀의 전극단자가 결합되는 외부 입출력 단자를 포함하고 있고, 상기 셀 케이스의 일측 단부에 결합되며, 다면체 외형을 가진 단자 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다. 이러한 구성의 이차전지로는 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지가 있다.
최근에는, 상기 전지들 중 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
한편, 소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지팩이 사용된다.
전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있는 전지가 필요하다. 파우치형 전지는 용량 대비 중량이 작아서 최근에 많이 사용되고 있지만, 각형 전지에 비해서 모듈 또는 팩단위의 조립시 확장성이 떨어지는 편이다. 종래에는 파우치형 전지를 각형 전지로 호환할 수 있는 구조가 없어서, 파우치형 전지로 전지모듈이나 전지팩으로 구성하는 것이 제한적이었다.
또한, 상기 전지모듈 또는 전지팩 조립시 파우치형 전지를 각형 전지로 호환하는 기술 이외에, 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 전해액이 분해되면서 고압의 가스가 발생하게 된다. 발생된 고압 가스는 전지케이스의 변형을 유발하고 전지의 수명을 단축시킬 수 있으며, 심각하게는 전지의 발화 내지 폭발을 초래할 수 있다.
따라서, 이러한 고압 가스 발생시 전지의 발화 내지 폭발을 방지하고 효율적으로 가스를 방출하기 위하여, 전지셀 케이스에 벤트 구조를 포함시켜서 일정 압력 이상의 조건에서 벤트가 파열되도록 함으로써 전지셀 외부로 가스를 배출하여 전지셀의 폭발을 방지하는 구조가 사용되고 있다. 그러나, 전지셀에서 배출된 가스는 유독한 성분을 포함하고 있으므로, 전지셀 외부로 배출된 가스가 인체에 유입되는 경우의 문제점이 초래될 수 있다.
따라서, 파우치형 전지의 장점을 그대로 취하면서 전지모듈 또는 전지팩 조립시 확장성을 확보할 수 있는 구조, 및 안전성을 향상시키는 구조의 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 파우치형 구조의 전지셀을 각형 구조의 전지셀로 호환하는 구조를 사용함으로써, 전지모듈 또는 전지팩 단위의 조립시 확장성이 용이한 구조의 전지셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전지에서 발생하는 가스에 의한 전지의 폭발을 방지하기 위해, 전지셀에서 방출된 가스를 모듈이나 팩 단위에서 포집하여 의도한 위치로 방출할 수 있는 구조의 전지셀을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 각형화된 전지셀은, 전극조립체가 파우치형 전지케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지셀; 상기 파우치형 전지셀이 내장되고 다면체 외형을 가진 셀 케이스; 및 상기 파우치형 전지셀의 전극단자가 결합되는 외부 입출력 단자를 포함하고 있고, 상기 셀 케이스의 일측 단부에 결합되며, 다면체 외형을 가진 단자 케이스;를 포함하는 구조로 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 파우치형 전지셀이 각형 전지셀로 호환될 수 있도록 하는 셀 케이스를 포함함으로써, 전지모듈 또는 전지팩 단위로 조립시에 확장성이 증대되어 다양한 구성을 가능하게 한다.
또한, 외부충격 및 진동에 비교적 약한 파우치형 전지셀의 내구성 및 강성을 보완하여 전체적으로 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
하나의 예에서, 상기 파우치형 전지셀은 전극조립체가 내장된 상태에서 파우치형 전지셀의 외주면이 실링된 판상형 구조로 이루어질 수 있다.
상기 파우치형 전지셀의 전지케이스는, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스로 형성될 수 있다. 즉, 전지케이스는 우수한 내구성의 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상기 수지 실란트층이 상호 열융착되는 형태일 수 있다.
상기 수지 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외측 수지층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 사용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 예를 들어, 알루미늄이 사용될 수 있다.
상기 수지 실란트층은, 예를 들어, 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 사용될 수 있으며, 하나의 구체적인 예에서 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.
상기 셀 케이스 및 단자 케이스는 파우치형 셀을 각형화 하여 전지모듈 등의 제작에 사용가능 하도록 앞서 정의한 바와 같이 다면체 외형을 가지는 바, 이러한 다면체 외형의 예로는, 사면체, 오면체, 육면체, 팔면체 외형 등 다양할 수 있으며, 하나의 구체적인 예에서 육면체 외형일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 셀 케이스는 파우치형 전지셀의 양면 중에서 일면에 장착되는 제 1 케이스와 그에 대향하는 타면에 장착되는 제 2 케이스를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 케이스 및 제 2 케이스는 상호 체결 구조가 형성되어 있어서, 파우치형 전지셀을 내장한 상태에서 밀착되어 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 케이스 및 제 2 케이스 중에서 하나의 케이스에는 하나 이상의 체결구가 형성되어 있고, 나머지 케이스에는 상기 체결구에 대응하는 체결홈이 형성되어 있어서, 상기 체결구와 체결홈을 마주하여 결합함으로써, 제 1 케이스와 제 2 케이스를 결합할 수 있다.
구체적으로 상기 체결구는 후크(Hook) 구조일 수 있으며, 상기 체결홈은 후크 구조에 대응하는 홈으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 케이스 및 제 2 케이스는 파우치형 전지셀의 외주면을 감싸면서 파우치형 전지셀의 양면이 노출되는 개구가 각각 천공되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 개구는 파우치형 전지셀의 적층시 용적량을 줄여서 보다 컴팩트한 구조로 구성할 수 있을 뿐 아니라, 그 자체로 방열을 위한 공간으로 사용되거나 전지셀 사이에 냉각부재를 개재하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 전지의 계속적인 사용 또는 이상작동으로 인한 스웰링(Swelling) 현상 발생시 전지셀이 팽창할 수 있는 공간을 제공한다.
상기 전지셀의 외부 입출력 단자는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 인서트 볼트 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 전지셀을 하나 또는 둘 이상을 포함하는 전지모듈 또는 전지팩의 구성 시, 상기 전지셀의 인서트 볼트 구조의 외부 입출력 단자와 버스 바 또는 보호회로 모듈에 구비된 인서트 나사가 체결 구조로 결합될 수 있다. 그러나, 상기 외부 입출력 단자의 구조는 인서트 볼트 결합 구조에 특별히 한정되지 않으며, 용접, 솔더링 등 다양한 결합 방법에 의해 결합될 수 있는 판상형, 또는 선형 구조로 형성될 수 도 있다.
한편, 상기 단자 케이스에는, 파우치형 전지셀에서 돌출된 전극단자와 연결되고, 상기 외부 입출력 단자와 전기적으로 연결되는 단자 결합부가 포함되어 있으며, 상기 전극단자와 단자 결합부는 용접 방식에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 단자 케이스에는 전지셀의 이상 작동으로 발생한 가스를 배출하기 위한 벤트 플러그가 포함될 수 있다. 상기 벤트 플러그는 파우치형 전지셀에서 발생한 가스를 소정의 방향으로 배출할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 비정상적인 작동에 의해 파우치형 전지셀의 밀봉 부위가 분리되어 파우치형 전지셀의 외부로 가스가 방출되는 경우, 상기 단자 케이스의 벤트 플러그를 통해 전지셀 외부로 가스의 배출을 유도하게 된다.
상기와 같은 구조로 인해, 본 발명에 따른 전지셀을 포함하는 전지모듈 또는 전지팩의 구성 시, 전지셀의 가스 배출 위치가 일정하므로, 경우에 따라서는, 상기 가스 배출 위치에 가스를 포집하는 구조를 추가로 형성할 수도 있고, 또한, 상기 가스를 포집하는 구조에 2차 벤트 구조를 더 포함시킬 수도 있다.
상기 단자 케이스는 외부 입출력 단자, 단자 결합부 및 벤트 플러그가 인서트 사출 방식에 의해 일체로 결합된 구조로 형성될 수 있다.
한편, 상기 단자 케이스와 셀 케이스를 동일한 두께 및 폭으로 형성시킴으로써 전지셀들을 적층하였을 때 적층 구조의 부피를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각형화된 전지셀을 둘 이상 포함하고 있는 전지모듈과, 상기 전지모듈이 하나 이상 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩을 제공한다.
상기 전지모듈 또는 전지팩은 구조적 안정성 등을 고려할 때, 장시간의 수명과 우수한 내구성이 요구되는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등의 디바이스에 바람직하게 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 전지모듈 또는 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는 구체적으로, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장장치 일 수 있다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 각형화된 전지셀은 파우치형 구조의 전지셀을 각형 구조의 전지셀로 호환하는 구조를 사용함으로써, 전지모듈 또는 전지팩 단위의 조립시 확장성이 용이한 구조를 제공하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 전지셀에서 방출된 가스를 모듈이나 팩 단위에서 포집하여 방출할 수 있는 구조를 가능하게 함으로써 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형화된 전지셀 사시도이다;
도 2는 도 1의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 파우치형 전지셀의 사시도이다;
도 4는 본 발명의 파우치형 전지셀과 셀 케이스의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 셀 케이스의 체결 구조를 나타내는 수직 단면도이다;
도 6은 본 발명의 셀 케이스가 장착된 파우치형 전지셀과 단자 케이스가 결합된 구조의 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형화된 전지셀이 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 각형화된 전지셀(100)은 파우치형 전지셀(110), 파우치형 전지셀(110)이 내부에 장착되는 셀 케이스(120), 및 셀 케이스(120) 일측 단부에 결합되는 단자 케이스(130)를 포함하는 구조로 구성되어 있다.
파우치형 전지셀(110)은 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 판상형 구조로 이루어져 있고, 셀 케이스(120)는 제 1 케이스(122) 및 제 2 케이스(124)로 구성되며 이들이 파우치형 전지셀(110)의 외면에 결합되었을 때 육면체의 외형을 형성한다.
단자 케이스(130)는 셀 케이스(120)의 일측 단부에 결합되고, 파우치형 전지셀(110)의 전극단자(112, 114)와 전기적으로 연결되는 외부 입출력 단자(132, 134)를 포함하며, 육면체의 외형을 형성하고 있다.
도 3에는 도 2의 파우치형 전지셀의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 셀 케이스가 추가된 구조의 사시도가 도시되어 있다.
도 3 및 도 4를 도 2와 함께 참조하면, 파우치형 전지셀(110)은 전극조립체(도시하지 않음)가 내장된 상태에서 외주면이 실링된 판상형 구조로 이루어져 있다. 파우치형 전지셀(110)의 전극단자들(112, 114)은 단자 케이스(130)의 단자 결합부(133, 135)와 연결되기 위하여 일측 단부에서 돌출되어 있다.
셀 케이스(300)는 파우치형 전지셀(110)의 상면에 장착되는 제 1 케이스(122)와 파우치형 전지셀(110)의 하면에 장착되는 제 2 케이스(124)로 이루어져 있다. 제 1 케이스(124) 및 제 2 케이스(124)는 파우치형 전지셀(110)의 외주면을 감싸면서 파우치형 전지셀(110)의 양면이 노출되는 개구(126)를 포함하고 있다. 이러한 개구(126)는 파우치형 전지셀(110)의 충방전시 발생하는 열의 방출을 가능하게 하고, 스웰링 현상 발생시 파우치형 전지셀(200)이 팽창할 수 있는 공간을 제공한다. 또한, 셀 케이스(120)는 절연성 소재로 이루어지고, 파우치형 전지셀(110)을 외부 충격으로부터 보호한다.
도 5에는 도 1의 셀 케이스의 체결 구조를 나타내는 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 셀 케이스(120)는 상호 체결 구조로 결합되며, 제 1 케이스(122)는 외주면을 따라 체결구들(123)이 형성되어 있고, 제 2 케이스(124)는 체결구(123)의 형상에 대응하는 체결홈들(125)이 형성되어 있다. 제 1 케이스(122)와 제 2 케이스(124)가 마주하여 결합시, 체결구(123)가 체결홈(125)으로 삽입되어, 체결구(123)와 체결홈(125)이 맞물리면서 결합된다.
도 6에는 셀 케이스가 장착된 파우치형 전지셀과 단자 케이스가 결합된 구조의 사시도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 단자 케이스(130)는 파우치형 전지셀(110)의 전극단자들(112, 114)가 형성되어 있는 방향으로 전지셀 케이스(120)의 일측 단부에 결합되어 있다. 이러한 단자 케이스(130)는 외부 입출력 단자(132, 134), 벤트 플러그(138), 및 단자 결합부(133, 135)가 인서트 사출 방식으로 일체로 결합되어 있다.
외부 입출력 단자(132, 134)는 단자 케이스(130)의 전면에 양측으로 형성되어 있고, 단자 결합부(133, 135)에서 전극단자(112, 114)와 용접에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 외부 입출력 단자(132, 134)는 인서트 볼트 구조로 이루어져 있어서 인서트 나사를 포함하는 외부 구조와 용이하게 결합된다.
단자 케이스(130)에 형성된 벤트 플러그(138)는 파우치형 전지셀(110)에서 발생한 가스를 전지셀 외부의 일정한 방향으로 방출한다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 바탕으로 본 발명을 설명하였지만, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 전극조립체가 파우치형 전지케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지셀;
    상기 파우치형 전지셀이 내장되고 다면체 외형을 가진 셀 케이스; 및
    상기 파우치형 전지셀의 전극단자가 결합되는 외부 입출력 단자를 포함하고 있고, 상기 셀 케이스의 일측 단부에 결합되며, 다면체 외형을 가진 단자 케이스;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파우치형 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 파우치형 전지셀은 전극조립체가 내장된 상태에서 파우치형 전지셀의 외주면이 실링된 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 케이스는 육면체 외형을 가진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 케이스는 파우치형 전지셀의 양면 중에서 일면에 장착되는 제 1 케이스와 타면에 장착되는 제 2 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스는 상호 체결 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 케이스 및 제 2 케이스 중에서 하나의 케이스에는 하나 이상의 체결구가 형성되어 있고, 나머지 케이스에는 상기 체결구에 대응하는 체결홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스는 파우치형 전지셀의 외주면을 감싸면서 파우치형 전지셀의 양면이 노출되는 개구가 각각 천공되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 입출력 단자는 인서트 볼트 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 단자 케이스는 육면체 외형을 가진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 단자 케이스는, 외부 입출력 단자에 연결되어 있고 전지셀의 전극단자에 연결되는 단자 결합부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 단자 케이스는 전지셀에서 발생한 가스를 배출하기 위한 벤트 플러그를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 단자 케이스는 외부 입출력 단자, 단자 결합부 및 벤트 플러그가 인서트 사출 방식에 의해 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 단자 케이스와 셀 케이스는 동일한 두께 및 폭을 가진 것을 특징으로 하는 각형화된 전지셀.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 각형화된 전지셀을 둘 이상 포함하고 있는 전지모듈.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전지모듈이 하나 이상 팩 케이스에 내장되어 있는 전지팩.
  17. 제 15 항에 따른 전지모듈 또는 제 16 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
KR1020120079861A 2012-07-23 2012-07-23 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀 KR101501431B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120079861A KR101501431B1 (ko) 2012-07-23 2012-07-23 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀
PCT/KR2013/006424 WO2014017779A1 (ko) 2012-07-23 2013-07-18 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀
EP13822370.6A EP2854200B1 (en) 2012-07-23 2013-07-18 Rectangular battery cell having pouch-shaped battery cell built therein
CN201380036491.9A CN104488112B (zh) 2012-07-23 2013-07-18 包括袋状单元且转变成棱柱形的电池单元
US14/566,475 US9634297B2 (en) 2012-07-23 2014-12-10 Battery cell including pouch-type cell and transformed to prismatic shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120079861A KR101501431B1 (ko) 2012-07-23 2012-07-23 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140013273A true KR20140013273A (ko) 2014-02-05
KR101501431B1 KR101501431B1 (ko) 2015-03-12

Family

ID=49997535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120079861A KR101501431B1 (ko) 2012-07-23 2012-07-23 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9634297B2 (ko)
EP (1) EP2854200B1 (ko)
KR (1) KR101501431B1 (ko)
CN (1) CN104488112B (ko)
WO (1) WO2014017779A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160139192A (ko) * 2015-05-27 2016-12-07 주식회사 엘지화학 열수축된 분리막을 포함하는 전지셀
US10522805B2 (en) 2016-09-30 2019-12-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017079025A1 (en) 2015-11-02 2017-05-11 Rutgers, The State University Of New Jersey Electrochemical cell having thin metal foil packaging and a method for making same
EP3460866B1 (en) * 2017-09-25 2023-01-18 H&T Rechargeable LLC Flat cells
WO2019204359A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-24 The Regents Of The University Of California Anode material for rechargeable li-ion batteries
FR3127334B1 (fr) 2021-09-23 2024-03-01 Commissariat Energie Atomique Busbar pour module de batterie ou pack-batterie à empilement d’accumulateurs à emballage souple, destinée à connecter électriquement au moins un accumulateur du module ou pack, Procédé de réalisation d’un module ou pack-batterie associé.

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297927A (zh) * 1999-11-29 2001-06-06 上海博容基因开发有限公司 一种新的多肽——人含atp/gtp结合结构域的核转换蛋白10和编码这种多肽的多核苷酸
DE60307750T2 (de) * 2002-05-08 2006-12-14 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Sekundärzellenmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
KR100529869B1 (ko) * 2003-10-01 2005-11-22 주식회사 엘지화학 리튬 이온 폴리머 전지팩 구조
KR100601500B1 (ko) * 2004-06-22 2006-07-14 삼성에스디아이 주식회사 온도와 압력 감응형 안전 벤트를 갖는 리튬 이온 이차 전지
KR101042132B1 (ko) * 2005-03-23 2011-06-16 에스케이이노베이션 주식회사 고출력 리튬 2차 전지용 케이스
KR100932227B1 (ko) * 2005-09-02 2009-12-16 주식회사 엘지화학 이차전지 및 이를 포함하는 전지모듈
KR100920210B1 (ko) * 2006-02-09 2009-10-05 주식회사 엘지화학 전지모듈 제조용 프레임 부재
KR100807029B1 (ko) * 2006-03-28 2008-02-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
EP2067194B8 (en) * 2006-09-25 2018-07-18 Lg Chem, Ltd. Cell-module cartridge and mid-large battery module including the same
KR101145735B1 (ko) * 2007-10-27 2012-05-16 주식회사 엘지화학 팩 케이스를 사용하지 않은 전지팩
CN100583497C (zh) * 2008-08-19 2010-01-20 Tcl天一移动通信（深圳）有限公司 一种从角上开启的扣式电池盖结构
JPWO2011040297A1 (ja) * 2009-10-02 2013-02-28 株式会社村田製作所 蓄電デバイス組立構造体と蓄電デバイス単位構造体
JP5364650B2 (ja) * 2010-07-01 2013-12-11 Ｕｄトラックス株式会社 蓄電デバイス、蓄電デバイス間の接続構造、蓄電モジュール
KR101174045B1 (ko) * 2010-09-29 2012-08-16 주식회사 명신이엔지 배터리 팩 및 이를 구비하는 배터리 팩 조립체

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160139192A (ko) * 2015-05-27 2016-12-07 주식회사 엘지화학 열수축된 분리막을 포함하는 전지셀
US10522805B2 (en) 2016-09-30 2019-12-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
EP2854200A4 (en) 2016-03-23
KR101501431B1 (ko) 2015-03-12
US9634297B2 (en) 2017-04-25
EP2854200A1 (en) 2015-04-01
US20150099147A1 (en) 2015-04-09
CN104488112A (zh) 2015-04-01
WO2014017779A1 (ko) 2014-01-30
EP2854200B1 (en) 2017-01-11
CN104488112B (zh) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100876458B1 (ko) 신규한 구조의 전지 카트리지와 그것을 포함하고 있는개방형 전지 모듈
US8551643B2 (en) Battery pack
KR101798276B1 (ko) 전지모듈
KR101960922B1 (ko) 배터리 모듈
KR101501431B1 (ko) 파우치형 전지셀이 내장되어 있는 각형화된 전지셀
JP6506307B2 (ja) スペーサーを含む電池パック
KR101776897B1 (ko) 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법
KR102273195B1 (ko) 개선된 냉각 구조를 갖는 배터리 모듈
KR101517044B1 (ko) 다수의 전극조립체 수납부가 형성된 케이스를 포함하는 이차전지
JP2015023026A (ja) 二次電池
KR20220106534A (ko) 전지 모듈 이를 포함하는 전지 팩
KR20140091222A (ko) 파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20160107583A (ko) 이차 전지용 셀 커버 및 이를 포함하는 배터리 모듈
JP2024501535A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR101539584B1 (ko) 안전성이 향상된 전지모듈
KR101546661B1 (ko) 파우치형 전지셀을 포함하는 각형화 전지
JP7226889B2 (ja) 電池モジュール、その製造方法および電池モジュールを含む電池パック
KR101658589B1 (ko) 메탈 pcb를 포함하는 전지모듈
KR20150069136A (ko) 과전압 방지 단자 접속부재들을 포함하는 전지팩
KR20140145502A (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20210133540A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20160054268A (ko) 이차전지셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102026852B1 (ko) 배터리 모듈
CN220121952U (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR20150085951A (ko) 탄성 외장 부재를 포함하는 유닛모듈

Legal Events

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

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 6