KR20140090425A - 이차 전지의 배터리 셀 모듈 - Google Patents

이차 전지의 배터리 셀 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이자 전지의 배터리 셀 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀과, 배터리 셀을 보호하고 다단으로 적층시키기 위해 배터리 셀이 수용되는 프레임으로 구성되는 이차 전지의 배터리 셀 모듈에 관한 것이다.

Description

이차 전지의 배터리 셀 모듈{Battery Cell Module for Secondary Battery}
본 발명은 이자 전지의 배터리 셀 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀과, 배터리 셀을 보호하고 다단으로 적층시키기 위해 배터리 셀이 수용되는 프레임으로 구성되는 이차 전지의 배터리 셀 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.
상술된 파우치형 배터리 셀은 전지부와, 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 케이스를 포함하고 있다. 케이스는 후막의 금소재로 성형한 원통형이나 각형으로 된 캔 구조와는 달리, 중간층이 금속 호일이고, 금속 호일의 양면에 부착되는 내외피층이 절연성 필름으로 이루어진 파우치형 케이스이다. 파우치형 케이스는 성형성이 우수하여 자유자재로 구부림이 가능하다.
이러한 파우치형 배터리 셀은 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있는 연약한 알루미늄 파우치로 구성되어 있어 견고한 케이스로 보호해 주어야 장시간 사용할 수 있으나, 종래에는 이러한 파우치 형 배터리 셀의 직렬연결을 위해 각 파우치의 양극탭 및 음극탭을 회로 패턴이 형성되어 있는 PCB (Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)에 의해 연결하고 이를 케이스에 담는 방식을 사용하였다.
이러한 종래의 리튬 폴리머 파우치를 적층하여 고출력 리튬 전지를 구성하는 방법에 따르면, 연약한 구조인 리튬 폴리머 파우치를 완전하게 보호할 수 없고, 파우치를 여러 개 적층하여 PCB로 연결하는 방식도 완전하지 않아 외부 충격 등의 환경 변화에 내구성이 보장되지 못하는 단점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 강성이 보장되는 프레임을 다단으로 적층하고 프레임 사이에 파우치형 배터리 셀을 삽입시키는 방식의 파우치형 셀 모듈이 공지된 바 있으나, 이 역시 각각의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위한 별도의 구성이 요구되어 생산 공정 시 비효율적이기 때문에 작업 공정이 길어지고, 생산성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
따라서 이차 전지를 구성하는 배터리 셀을 보다 견고하고 안정적으로 적층함과 동시에 각각의 배터리 셀의 전기적 연결이 용이하여, 생산성이 향상되고, 조립라인 최소화 및 작업 공정을 짧게 할 수 있는 이차 전지용 배터리 셀 모듈의 개발이 요구된다.
한국공개특허 제2009-0030202호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 한 쌍의 배터리 셀의 전극탭이 서로 마주보도록 수용되는 파티션을 다단 적층 구조로 구성하여 볼트 조립만으로 배터리 셀의 보호는 물론 배터리 셀의 전기적 연결을 가능하게 하는 이차 전지의 배터리 셀 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 이차 전지의 배터리 셀 모듈은, 중앙에 전극탭 조립부가 형성되고, 상기 전극탭 조립부 좌측에 제1 셀공간과, 상기 전극탭 조립부 우측에 제2 셀공간이 형성되는 파티션; 제1 전극탭과 제1 절곡전극탭이 형성되며, 상기 제1 전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측에 배치되고, 상기 제1 절곡전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 타측에 배치되도록 상기 제1 셀공간에 수용되는 제1 배터리 셀; 제2 전극탭과 제2 절곡전극탭이 형성되며, 상기 제2 전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측에 배치되고, 상기 제2 절곡전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 타측에 배치되도록 상기 제2 셀공간에 수용되는 제2 배터리 셀; 상기 제1 절곡전극탭과 상기 제2 절곡전극탭 사이에 구비되는 아이솔레이터; 를 포함하며, 상기 파티션은 다단으로 적층되되, 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 서로 맞닿도록 구성되고, 상기 제1 절곡전극탭은 상기 파티션의 적층방향 상측으로 절곡되어 상기 파티션의 적층방향 상측에 이웃하는 파티션의 제2 절곡전극탭에 맞닿고, 상기 제2 절곡전극탭은 상기 파티션의 적층방향 하측으로 절곡되어 상기 파티션의 적층방향 하측에 이웃하는 파티션의 제1 절곡전극탭에 맞닿도록 구성된다.
또한, 상기 셀 모듈은, 상기 제1 절곡전극탭에 형성되는 제1 절곡탭홈; 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡탭홈에 대응되도록 상기 제2 절곡전극탭에 형성되는 제2 절곡탭홈; 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡탭홈 및 상기 제2 절곡탭홈에 대응되도록 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측을 관통하는 제1 관통홀; 상기 제1 전극탭에 형성되는 제1 탭홈; 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 탭홈에 대응되도록 상기 제2 전극탭에 형성되는 제2 탭홈; 및 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 탭홈 및 상기 제2 탭홈에 대응되도록 상기 아이솔레이터를 관통하는 제2 관통홀; 을 포함하며, 상기 제1 절곡탭홈, 상기 제2 절곡탭홈 및 상기 제1 관통홀을 관통하는 제1 볼트와, 상기 제1 볼트에 결합되는 제1 너트를 통해 상기 제1 절곡전극탭, 상기 제2 절곡전극탭 및 상기 전극탭 조립부의 일측이 견고히 고정되고, 상기 제1 탭홈, 상기 제2 탭홈 및 상기 제2 관통홀을 관통하는 제2 볼트와, 상기 제2 볼트에 결합되는 제2 너트를 통해 상기 제1 전극탭, 상기 제2 전극탭 및 상기 아이솔레이터가 견고히 고정된다.
또한, 상기 제1 전극탭 및 제2 절곡전극탭은, 양극 또는 음극 중 어느 하나이고, 상기 제2 전극탭 및 제1 절곡전극탭은, 양극 또는 음극 중 다른 하나이다.
또한, 상기 파티션 중 최상단의 파티션에는, 상기 제1 절곡전극탭 중 최상단의 제1 절곡전극탭에 맞닿아 제1 절곡전극탭의 전원을 취합하는 제1 단자가 구비되고, 상기 파티션 중 최하단의 파티션에는, 상기 제2 절곡전극탭 중 최하단의 제2 절곡전극탭에 맞닿아 제2 절곡전극탭의 전원을 취합하는 제2 단자가 구비된다.
또한, 상기 제1 단자의 일단부는, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡전극탭에 대응되도록 배치되며, 상기 제1 볼트에 관통되어 상기 제1 절곡전극탭과 결합되고, 상기 제2 단자의 일단부는, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제2 절곡전극탭에 대응되도록 배치되며, 상기 제2 볼트에 관통되어 상기 제1 절곡전극탭과 결합된다.
아울러, 상기 셀 모듈은, 상기 제1 전극탭 또는 제2 전극탭의 수만큼 구비되며, 일단이 상기 제1 전극탭 또는 제2 전극탭과 연결되고, 타단이 상기 파티션의 측면에 노출되는 제1 센싱라인; 상기 제1 절곡전극탭 또는 제2 절곡전극탭의 수만큼 구비되며, 일단이 상기 제1 절곡전극탭 또는 제2 절곡전극탭과 연결되고, 타단이 상기 파티션의 측면에 노출되는 제2 센싱라인; 및 상기 셀 모듈의 측면에 구비되며, 각각의 상기 제1 센싱라인 및 제2 센싱라인에 연결되어 상기 제1 센싱라인 및 제2 센싱라인의 전압신호를 취합하는 센싱단자; 가 더 구비된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 이차 전지의 배터리 셀 모듈은, 배터리 셀 간의 전기적 연결이 용이하여 조립라인을 최소화하고, 작업 공정을 최소화하여 배터리 셀 모듈의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 배터리 모듈 전체사시도
도 2는 본 발명의 배터리 셀이 수용된 파티션 사시도
도 3은 본 발명의 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 아이솔레이터 분해사시도
도 4는 도 1의 AA' 단면도
도 5는 도 1의 BB' 단면도
도 6은 본 발명의 제1 배터리 셀, 제2 배터리 셀 및 센싱라인 결합사시도
도 7은 본 발명의 배터리 모듈과 센싱단자 분해사시도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본실시 예를 설명하기에 앞서 본 발명의 파티션(100)이 적층되는 방향을 z 방향(파티션(100)의 적층방향 상측 및 하측), 상기 z 방향에 수직인 방향을 x 방향(전극탭 조립부(110)의 좌측 및 우측), 상기 z 방향과 x방향의 수직인 방향을 y 방향(전극탭 조립부(110)의 길이방향 일측 및 타측)으로 정의하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 모듈(1000)은, z 방향으로 다단으로 적층되는 파티션(100), 파티션(100)에 수용되는 제1 배터리 셀(200), 제2 배터리 셀(300) 및 파티션(100)에 설치되는 센싱단자(900)를 포함하여 구성된다.
파티션(100)은 한 쌍의 배터리 셀이 수용되도록 x 방향으로 서로 평행을 이루며 형성되는 한 쌍의 수평프레임과, 상기 한 쌍의 수평프레임의 양단을 연결하도록 y 방향을 따라 서로 평행을 이루며 형성되는 한 쌍의 수직프레임으로 구성되는 사각의 프레임 형태로 구성된다. 파티션(100)의 x 방향 일측에는 제1 배터리 셀(200)이 수용되는 제1 셀공간(120)이 형성되고, 파티션(100)의 x 방향 타측에는 제2 배터리 셀(300)이 수용되는 제2 셀공간(130)이 형성된다. 제1 셀공간(120)과 제2 셀공간(130)의 경계에는 전극탭 조립부(110)가 형성된다. 전극탭 조립부(110)는 상기 한 쌍의 수평프레임의 중앙부를 연결하도록 y 방향을 따라 일정폭을 가지고 형성될 수 있다. 제1 배터리 셀(200)은 전극탭이 x 방향 타측에 위치하도록 제1 셀공간(120)에 수용되며, 제2 배터리 셀(300)은 전극탭이 x 방향 일측에 위치하도록 제2 셀공간(130)에 수용된다. 따라서 제1 배터리 셀(200)의 전극탭과 제2 배터리 셀(300)의 전극탭이 전극탭 조립부(110) 상에 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 배터리 셀 모듈(1000)의 z 방향 일측에는 각각의 제1 및 제2 배터리 셀(200, 300)의 어느 한 전극을 취합하기 위한 제1 단자(160)가 구비되며, z 방향 타측에는 각각의 제1 및 제2 배터리 셀(200, 300)의 다른 한 전극을 취합하기 위한 제2 단자(170)가 구비된다. 배터리 셀 모듈(1000)의 z 방향 일측에는 제1 단자(160)의 고정을 위한 제1 고정브래킷(180)이 구비되고, z 방향 타측에는 제2 단자(170)의 고정을 위한 제2 고정브래킷(190, 도 4참조)이 구비된다.
도 2를 참조하면, 전극탭 조립부(110)의 y방향 일측에는 전극탭 조립부(110)의 y 방향 일측에 수용되는 제1 배터리 셀(200) 및 제2 배터리 셀(300)의 전극탭 고정을 위한 제1 관통홀(150)이 형성되며, 전극탭 조립부(110)의 y방향 타측에는 전극탭 조립부(110)의 y방향 타측에 수용되는 제1 배터리 셀(200) 및 제2 배터리 셀(300)의 전극탭 고정을 위한 아이솔레이터(500)가 구비된다. 아이솔레이터(500)는 전극탭 조립부(110)의 y방향 타측에 y방향을 따라 형성된다. 아이솔레이터(500) 상에는, 전극탭 조립부(110)의 y방향 타측에 수용되는 제1 배터리 셀(200) 및 제2 배터리 셀(300)의 전극탭 고정을 위한 제2 관통홀(510)이 형성된다. 아이솔레이터(500)의 양단에는 전극탭 조립부(110)와의 결합을 위한 결합홀(520)이 형성되고, 전극탭 조립부(110)에는 이에 대응되는 결합홀(미도시)이 형성되어 나사 또는 볼트 결합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 배터리 셀(200)은 제1 전극탭(210), 제1 절곡전극탭(220), 및 제1 전지부(230)를 포함하여 구성된다. 제1 전극탭(210)은 제1 배터리 셀(200)의 x 방향 타측에 형성되고, x 방향 타측 둘레 중 y 방향 일측에 형성된다. 제1 전극탭(210)은 양극 또는 음극 중 어느 하나이고, 제1 절곡전극탭(220)은 양극 또는 음극 중 다른 하나일 수 있다. 즉 제1 전극탭(210)이 양극이면, 제1 절곡전극탭(220)은 음극이고, 제1 전극탭(210)이 음극이면, 제1 절곡전극탭(220)은 양극으로 구성된다. 제1 전극탭(210)은 통상의 전극탭 형상을 이루며, x 방향 타단 중심에서 내측으로 나사 또는 볼트 결합을 위한 제1 탭홈(211)이 형성될 수 있다. 제1 절곡전극탭(220)은 제1 배터리 셀(200)의 x 방향 타측에 형성되고, x 방향 타측 둘레 중 y 방향 타측에 형성된다. 제1 절곡전극탭(220)은 x 방향 타단부가 제1 배터리 셀(200) 보다 상측에 위치하도록 절곡 형성될 수 있다. 이는 제1 절곡전극탭(220)의 x 방향 타단부 하면이 아이솔레이터(500)의 상면에 맞닿도록 하기 위함이다. 제1 절곡전극탭(220)의 x 방향 타단 중심에서 내측으로 나사 또는 볼트 결합을 위한 제1 절곡탭홈(221)이 형성된다. 제1 전지부(230)는 통상의 배터리 셀의 전지부가 적용될 수 있다.
제2 배터리 셀(300)은 제1 배터리 셀(200)의 x방향 타측에 배치된다. 제2 배터리 셀(300)은, 제2 전극탭(310), 제2 절곡전극탭(320) 및 제2 전지부(330)를 포함하여 구성된다. 제2 전극탭(310)은 제2 배터리 셀(300)의 x 방향 일측에 형성되고, x 방향 일측 둘레 중, y 방향 일측에 형성된다. 제2 전극탭(310)은 제1 전극탭(210)과 다른 극성을 갖도록 구성된다. 즉 제1 전극탭(210)이 양극이면, 제2 전극탭(310)은 음극으로, 제1 전극탭(210)이 음극이면, 제2 전극탭(310)은 양극으로 구성된다. 제2 전극탭(310)은 통상의 전극탭 형상을 이루며, x 방향 일단 중심에서 내측으로 나사 또는 볼트 결합을 위한 제2 탭홈(311)이 형성될 수 있다. 제2 절곡전극탭(320)은 제2 배터리 셀(300)의 x방향 일측에 형성되고, x방향 일측 둘레 중 y방향 타측에 형성된다. 제2 절곡전극탭(320)은 제1 절곡전극탭(220)과 다른 극성을 갖도록 구성된다. 즉 제1 절곡전극탭(220)이 양극이면, 제2 절곡전극탭(320)은 음극이고, 제1 절곡전극탭(220)이 음극이면, 제2 절곡전극탭(320)은 양극으로 구성된다. 물론 제2 절곡전극탭(320)과 제2 전극탭(310)이 서로 다른 극성으로 이루어짐은 자명하다. 제2 절곡전극탭(320)은 x 방향 일단부가 제2 배터리 셀(300) 보다 하측에 위치하도록 절곡 형성될 수 있다. 이는 제2 절곡전극탭(320)의 x방향 일단부 상면이 아이솔레이터(500)의 하면에 맞닿도록 하기 위함이다. 제2 절곡전극탭(320)의 x 방향 일단 중심에서 내측으로 나사 또는 볼트 결합을 위한 제2 절곡탭홈(321)이 형성된다. 제2 전지부(330)는 통상의 배터리 셀의 전지부가 적용될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해 제1 배터리 셀(200)이 제1 셀공간(120)에 수용되고, 제2 배터리 셀(300)이 제2 셀공간(130)에 수용될 경우, 제1 전극탭(210)과 제2 전극탭(310)이 서로 맞닿아 중첩 구성되며, 제1 절곡전극탭(220)과 제2 절곡전극탭(320)은 z 방향으로 서로 이격 배치되되 아이솔레이터(500)를 사이에 두고 결합 고정된다. 제1 탭홈(211) 및 제2 탭홈(311)은 제1 관통홀(150)에 대응되어 서로 연통하며, 제1 절곡탭홈(221) 및 제2 절곡탭홈(321)은 제2 관통홀(510)에 대응되어 서로 연통되도록 구성된다.
이하 도면을 참조하여 z 방향으로 다단 적층되는 제1 배터리 셀(200) 및 제2 배터리 셀(300)의 전기적 연결구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 4 및 도 5를 참조하면 제1 배터리 셀(200)과 제2 배터리 셀(300)이 각각 4개씩 z 방향으로 적층된 실시 예가 도시되어 있으며, 편의상 z 방향 일측에서 순차적으로 a열 b열 c열 d열로 정의하여 설명하기로 한다. 도 4에는 제1 절곡전극탭(220)과, 제2 절곡전극탭(320)의 전기적 연결구조가 도시되어 있다.
- a열
제1 배터리 셀(200a)의 제1 절곡전극탭(220a)은 x 방향 타단부가 아이솔레이터(500a)의 상측에 위치하며, 상면이 제1 단자(160)에 맞닿도록 구성된다. 제2 배터리 셀(300a)의 제2 절곡전극탭(320a)은 x 방향 일단부가 아이솔레이터(500a)의 하측에 위치하며, 하면이 b열 제1 절곡전극탭(220b)의 상면에 맞닿도록 구성된다.
- b열
제1 배터리 셀(200b)의 제1 절곡전극탭(220b)은 x 방향 타단부가 아이솔레이터(500b)의 상측에 위치하며, 상면이 a열 제2 절곡전극탭(320a)의 하면에 맞닿도록 구성된다. 제2 배터리 셀(300b)의 제2 절곡전극탭(320b)은 x 방향 일단부가 아이솔레이터(500b)의 하측에 위치하며, 하면이 c열 제1 절곡전극탭(220c)의 상면에 맞닿도록 구성된다.
- c열
제1 배터리 셀(200c)의 제1 절곡전극탭(220c)은 x 방향 타단부가 아이솔레이터(500c)의 상측에 위치하며, 상면이 b열 제2 절곡전극탭(320b)의 하면에 맞닿도록 구성된다. 제2 배터리 셀(300c)의 제2 절곡전극탭(320c)은 x 방향 일단부가 아이솔레이터(500c)의 하측에 위치하며, 하면이 c열 제1 절곡전극탭(220d)의 상면에 맞닿도록 구성된다.
- d열
제1 배터리 셀(200d)의 제1 절곡전극탭(220d)은 x 방향 타단부가 아이솔레이터(500d)의 상측에 위치하며, 상면이 c열 제2 절곡전극탭(320c)의 하면에 맞닿도록 구성된다. 제2 배터리 셀(300d)의 제2 절곡전극탭(320d)은 x 방향 일단부가 아이솔레이터(500d)의 하측에 위치하며, 하면이 제2 단자(170)에 맞닿도록 구성된다.
제1 단자(160)의 상면에는 제1 고정브래킷(180)이 구비되며, 제2 단자(170)의 하면에는 제2 고정브래킷(190)이 구비된다.
제1 볼트(710)는 제1 고정브래킷(180), 제1 단자(160), 각각의 제1 절곡전극탭(220), 각각의 아이솔레이터(500), 각각의 제2 절곡전극탭(320), 제2 단자(170) 및 제2 고정브래킷(190)을 관통하여 제1 너트(720)와 결합되도록 구성된다. 제1 볼트(710)와 제1 너트(720)의 결합에 의해 제1 절곡전극탭(220)과 제2 절곡전극탭(320)은 전기적으로 연결되며, 견고히 고정된다.
이에 따라 다단으로 적층되는 복수의 제1 배터리 셀(200)과 복수의 제2 배터리 셀(300)의 직렬연결 전압은 제1 단자(160)와 제2 단자(170)를 통해 출력된다.
도 5에는 제1 전극탭(210)과, 제2 전극탭(310)의 전기적 연결구조가 도시되어 있다.
- a열
제1 배터리 셀(200a)의 제1 전극탭(210a)은 x 방향 타단부 하면이 제2 배터리 셀(300a)의 제2 전극탭(310a)의 x 방향 일단부 상면에 맞닿도록 구성된다.
- b열
제1 배터리 셀(200b)의 제1 전극탭(210b)은 x방향 타단부 하면이 제2 배터리 셀(300b)의 제2 전극탭(310b)의 x방향 일단부 상면에 맞닿도록 구성된다.
- c열
제1 배터리 셀(200c)의 제1 전극탭(210c)은 x방향 타단부 하면이 제2 배터리 셀(300c)의 제2 전극탭(310c)의 x방향 일단부 상면에 맞닿도록 구성된다.
- d열
제1 배터리 셀(200d)의 제1 전극탭(210d)은 x방향 타단부 하면이 제2 배터리 셀(300d)의 제2 전극탭(310d)의 x방향 일단부 상면에 맞닿도록 구성된다.
제2 볼트(730)는 각각의 제1 전극탭(210) 및 각각의 제2 전극탭(310)을 관통하여 제2 너트(740)와 결합되도록 구성된다. 제2 볼트(730)와 제2 너트(740)의 결합에 의해 제1 전극탭(210)과 제2 전극탭(310)은 전기적으로 연결되며, 견고히 고정된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리 셀 모듈은 각각의 배터리 셀의 전압 측정을 위한 센싱라인(800)을 포함한다.
센싱라인(800)은 제1 센싱라인(810)과 제2 센싱라인(820)으로 구성된다. 제1 센싱라인(810)은 일단이 제1 전극탭(210) 또는 제2 전극탭(310) 상에 전기적으로 연결되며, 타단은 파티션(100)의 y 방향 타측 측면에 노출되도록 구성된다. 제1 센싱라인(810)은 제1 전극탭(210)의 수만큼 복수 개 구성되며, 다단으로 적층된다. 제2 센싱라인(820)은 일단이 제1 절곡전극탭(220) 또는 제2 절곡전극탭(320) 상에 전기적으로 연결되며, 타단은 파티션(100)의 y 방향 타측 측면에 노출되도록 구성된다. 제2 센싱라인(820)은 제1 절곡전극탭(220)의 수만큼 복수 개 구성되며, 다단으로 적층된다.
도 7을 참조하면, 센싱단자(900)는 센싱라인(800)의 전압 측정치를 전달하기 위한 PCB기판으로 구성되며, 각각의 제1 센싱라인(810)의 타단에 연결되는 복수의 제1 센싱부(910)와, 각각의 제2 센싱라인(820)의 타단에 연결되는 복수의 제2 센싱부(920)를 포함한다. 센싱단자(900)는 센싱라인(800)에 인접 배치되도록 파티션(100)의 y 방향 타측 측면에 결합될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1000 : 배터리 셀 모듈
100 : 파티션 110 : 전극탭 조립부
120 : 제1 셀공간 130 : 제2 셀공간
150 : 제1 관통홀 160 : 제1 단자
170 : 제2 단자 180 : 제1 고정브래킷
190 : 제2 고정브래킷
200 : 제1 배터리 셀 210 : 제1 전극탭
220 : 제1 절곡전극탭 230 : 제1 전지부
300 : 제2 배터리 셀 310 : 제2 전극탭
320 : 제2 절곡전극탭 330 : 제2 전지부
500 : 아이솔레이터 510 : 제2 관통홀
520 : 결합홀
710 : 제1 볼트 720 : 제1 너트
730 : 제2 볼트 740 : 제2 너트
800 : 센싱라인 810 : 제1 센싱라인
820 : 제2 센싱라인
900 : 센싱단자 910 : 제1 센싱부
920 : 제2 센싱부

Claims (6)

  1. 중앙에 전극탭 조립부가 형성되고, 상기 전극탭 조립부 좌측에 제1 셀공간과, 상기 전극탭 조립부 우측에 제2 셀공간이 형성되는 파티션;
    제1 전극탭과 제1 절곡전극탭이 형성되며, 상기 제1 전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측에 배치되고, 상기 제1 절곡전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 타측에 배치되도록 상기 제1 셀공간에 수용되는 제1 배터리 셀;
    제2 전극탭과 제2 절곡전극탭이 형성되며, 상기 제2 전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측에 배치되고, 상기 제2 절곡전극탭이 상기 전극탭 조립부의 길이방향 타측에 배치되도록 상기 제2 셀공간에 수용되는 제2 배터리 셀;
    상기 제1 절곡전극탭과 상기 제2 절곡전극탭 사이에 구비되는 아이솔레이터; 를 포함하며,
    상기 파티션은 다단으로 적층되되, 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 서로 맞닿도록 구성되고, 상기 제1 절곡전극탭은 상기 파티션의 적층방향 상측으로 절곡되어 상기 파티션의 적층방향 상측에 이웃하는 파티션의 제2 절곡전극탭에 맞닿고, 상기 제2 절곡전극탭은 상기 파티션의 적층방향 하측으로 절곡되어 상기 파티션의 적층방향 하측에 이웃하는 파티션의 제1 절곡전극탭에 맞닿도록 구성되는, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 셀 모듈은,
    상기 제1 절곡전극탭에 형성되는 제1 절곡탭홈;
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡탭홈에 대응되도록 상기 제2 절곡전극탭에 형성되는 제2 절곡탭홈;
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡탭홈 및 상기 제2 절곡탭홈에 대응되도록 상기 전극탭 조립부의 길이방향 일측을 관통하는 제1 관통홀;
    상기 제1 전극탭에 형성되는 제1 탭홈;
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 탭홈에 대응되도록 상기 제2 전극탭에 형성되는 제2 탭홈; 및
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 탭홈 및 상기 제2 탭홈에 대응되도록 상기 아이솔레이터를 관통하는 제2 관통홀; 을 포함하며,
    상기 제1 절곡탭홈, 상기 제2 절곡탭홈 및 상기 제1 관통홀을 관통하는 제1 볼트와, 상기 제1 볼트에 결합되는 제1 너트를 통해 상기 제1 절곡전극탭, 상기 제2 절곡전극탭 및 상기 전극탭 조립부의 일측이 견고히 고정되고,
    상기 제1 탭홈, 상기 제2 탭홈 및 상기 제2 관통홀을 관통하는 제2 볼트와, 상기 제2 볼트에 결합되는 제2 너트를 통해 상기 제1 전극탭, 상기 제2 전극탭 및 상기 아이솔레이터가 견고히 고정되는, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극탭 및 제2 절곡전극탭은, 양극 또는 음극 중 어느 하나이고, 상기 제2 전극탭 및 제1 절곡전극탭은, 양극 또는 음극 중 다른 하나인, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 파티션 중 최상단의 파티션에는, 상기 제1 절곡전극탭 중 최상단의 제1 절곡전극탭에 맞닿아 제1 절곡전극탭의 전원을 취합하는 제1 단자가 구비되고,
    상기 파티션 중 최하단의 파티션에는, 상기 제2 절곡전극탭 중 최하단의 제2 절곡전극탭에 맞닿아 제2 절곡전극탭의 전원을 취합하는 제2 단자가 구비되는, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 단자의 일단부는, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제1 절곡전극탭에 대응되도록 배치되며, 상기 제1 볼트에 관통되어 상기 제1 절곡전극탭과 결합되고,
    상기 제2 단자의 일단부는, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀이 상기 파티션에 수용 시 상기 제2 절곡전극탭에 대응되도록 배치되며, 상기 제2 볼트에 관통되어 상기 제1 절곡전극탭과 결합되는, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 셀 모듈은,
    상기 제1 전극탭 또는 제2 전극탭의 수만큼 구비되며, 일단이 상기 제1 전극탭 또는 제2 전극탭과 연결되고, 타단이 상기 파티션의 측면에 노출되는 제1 센싱라인;
    상기 제1 절곡전극탭 또는 제2 절곡전극탭의 수만큼 구비되며, 일단이 상기 제1 절곡전극탭 또는 제2 절곡전극탭과 연결되고, 타단이 상기 파티션의 측면에 노출되는 제2 센싱라인; 및
    상기 셀 모듈의 측면에 구비되며, 각각의 상기 제1 센싱라인 및 제2 센싱라인에 연결되어 상기 제1 센싱라인 및 제2 센싱라인의 전압신호를 취합하는 센싱단자;
    가 더 구비되는, 이차 전지의 배터리 셀 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114503344A (zh) * 2020-09-08 2022-05-13 株式会社Lg新能源 包括穿过电池组内部的加强杆的电池组以及包括该电池组的机动车辆

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