KR20160087141A - Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same - Google Patents

Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same Download PDF

Info

Publication number
KR20160087141A
KR20160087141A KR1020150005907A KR20150005907A KR20160087141A KR 20160087141 A KR20160087141 A KR 20160087141A KR 1020150005907 A KR1020150005907 A KR 1020150005907A KR 20150005907 A KR20150005907 A KR 20150005907A KR 20160087141 A KR20160087141 A KR 20160087141A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
opening
battery
outer circumferential
battery module
Prior art date
Application number
KR1020150005907A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김효찬
김관우
박명기
이주성
이진규
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 KR1020150005907A priority Critical patent/KR20160087141A/en
Publication of KR20160087141A publication Critical patent/KR20160087141A/en

Links

Images

Classifications

    • H01M2/1061—
    • 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
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H01M2/1077—
    • 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
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • 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
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cartridge which makes up a battery module while being arranged alternately with a plurality of battery cells. The cartridge includes: a frame which has a mounting unit in a shape corresponding to the outer circumferential surface of an electrode assembly storage unit of a battery cell for the battery cell to be mounted; and a heat dissipation pin which is combined with the mounting unit of the frame to cool the battery cell while being in contact with the outer surface of the electrode assembly storage unit. Among the outer circumferential surfaces of the frame, on at least one outer circumferential surface, a heat dissipation opening where a part of the end of the outer circumferential surface is indented is formed for air to flow in to the mounting unit from the outside of the cartridge or to be discharged to the outside of the cartridge from the mounting unit.

Description

방열을 촉진하기 위한 개구부를 포함하는 전지셀 카트리지 및 이를 포함하는 전지모듈 {Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell cartridge including an opening for promoting heat dissipation and a battery module including the battery cell cartridge.

본 발명은 방열을 촉진하기 위한 개구부를 포함하는 전지셀 카트리지 및 이를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell cartridge including an opening for promoting heat dissipation and a battery module including the same.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서 이차전지의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있어, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Particularly, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing. Recently, the use of secondary batteries as a power source for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) In addition, the use area has been expanded for use as a power auxiliary power source through a grid, and accordingly, a lot of researches on a battery that can meet various demands have been conducted.

대표적으로 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 전지모듈이 사용된다.Typically, in small mobile devices, one or two or more battery cells are used per device, while a middle- or large-sized device such as an automobile uses a battery module in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other due to the necessity of a high output large capacity.

전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고, 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Since the battery module is preferably made as small in size and weight as possible, a prismatic battery, a pouch-shaped battery, or the like, which can be filled with a high degree of integration and has a small weight to capacity, is mainly used as a battery cell of a middle- or large-sized battery module. In particular, a pouch-shaped battery using an aluminum laminate sheet or the like as an exterior member has recently attracted a lot of attention due to its advantages such as small weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation.

이러한 전지모듈을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으므로, 이와 같은 고출력 대용량 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 상기 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Since the battery cells constituting the battery module are composed of a rechargeable secondary battery, such a high output large capacity secondary battery generates a large amount of heat in the charging and discharging process. Particularly, since the laminate sheet of the pouch-type battery widely used for the battery module has a surface coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.

또한, 충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 전지모듈 내지 상기 전지모듈 다수 개를 포함하는 고출력 대용량의 전지인 전지팩에는 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.In addition, if the heat of the battery module generated during the charging and discharging process can not be effectively removed, heat accumulation may occur, thereby accelerating deterioration of the battery module, and possibly causing ignition or explosion. Therefore, a cooling system for cooling the battery cells built in the battery pack, which is a high-output large-capacity battery including the battery module or a plurality of the battery modules, is required.

이에 따라, 일반적인 전지모듈의 경우, 상기 전지모듈을 구성하는 전지셀들 사이에 판상형의 냉각 부재가 대면 접촉하도록 개재된 상태에서, 히트 싱크(heat sink)와 같은 별도의 열 전달 부재가 전지모듈의 일측에 위치하여, 상기 전지셀들 사이에 위치한 각각의 냉각 부재와 접하도록 구성됨으로써, 상기 전지셀들에서 발생한 열을 외부로 배출하도록 구성되어 있다.Accordingly, in the case of a general battery module, a separate heat transfer member such as a heat sink is inserted into the space between the battery modules constituting the battery module such that the plate- And is configured to be in contact with each of the cooling members located between the battery cells, thereby discharging heat generated in the battery cells to the outside.

그러나, 이러한 별도의 열 전달 부재를 사용하는 냉각 시스템은, 최근의 전지모듈의 경량화, 소형화 추세에 반하여, 전지모듈의 전체적인 사이즈를 증가시키고, 이에 따라, 상기 전지모듈이 탑재되는 디바이스의 탑재 공간에 제약을 발생시킨다.However, the cooling system using such a separate heat transfer member increases the overall size of the battery module contrary to the trend of the recent light weight and miniaturization of the battery module, and accordingly, Constraints are generated.

또한, 상기 별도의 열 전달 부재 구성으로 인해, 전지모듈의 전체적인 제조 비용이 증가하고, 전지셀들에서 발생한 열이 별도의 매개체를 거쳐 외부로 배출되므로, 전체적인 냉각 효율이 저하되며, 상기 열 전달 부재의 결합을 위한 추가적인 공정이 요구되므로, 전지모듈의 제조 공정에 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.In addition, due to the separate heat transfer member structure, the overall manufacturing cost of the battery module increases, and the heat generated in the battery cells is discharged to the outside through a separate medium, so that the overall cooling efficiency is lowered, There is a problem that the time required for the manufacturing process of the battery module increases.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 전지셀의 방열을 촉진하는 방열 개구부가 형성된 전지셀 카트리지를 이용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 별도의 냉각 부재 없이도, 전지셀을 효과적으로 방열하여, 전지모듈의 냉각 효율성이 개선되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when a battery module is formed using a battery cell cartridge having a heat dissipation opening for promoting heat dissipation of the battery cell, And that the cooling efficiency of the battery module is improved. Thus, the present invention has been accomplished.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카트리지는, 복수의 전지셀들과 교번 배열된 상태로 적층되어 전지모듈을 구성하는 카트리지로서,To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a cartridge comprising a plurality of battery cells stacked in an alternating arrangement,

상기 전지셀이 장착될 수 있도록, 전지셀의 전극조립체 수납부 외주면에 대응하는 형상의 장착부가 형성되어 있는 프레임; 및A frame having a mounting portion having a shape corresponding to an outer circumferential surface of the electrode assembly receiving portion of the battery cell so that the battery cell can be mounted; And

상기 전극조립체 수납부의 외면에 접촉하여 전지셀을 냉각시킬 수 있도록, 상기 프레임의 장착부에 결합되어 있는 방열핀;A radiating fin coupled to a mounting portion of the frame so as to cool the battery cell in contact with the outer surface of the electrode assembly receiving portion;

을 포함하고,/ RTI >

상기 프레임의 외주면들 중, 적어도 하나의 외주면에는, 카트리지의 외부로부터 장착부로 공기가 유입되거나, 장착부로부터 카트리지 외부로 공기가 배출 될 수 있도록, 외주면의 단부 일부가 만입되어 있는 방열 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. At least one outer circumferential surface of the frame is provided with a heat dissipation opening portion in which a part of an end portion of the outer circumferential surface is indented so that air can be introduced into the mounting portion from the outside of the cartridge or air can be discharged from the mounting portion to the outside of the cartridge .

즉, 본 발명에 따른 카트리지는, 프레임의 외주면에 형성되어 있는 방열 개구부를 통해, 카트리지의 장착부로 공기가 유통될 수 있는 구조로서, 장착부에 장착된 전지셀의 열기를 카트리지 외부로 방열할 수 있고, 외부의 차가운 공기는 방열 개구부를 통해 장착부로 유입될 수 있으므로, 수납부에 장착된 전지셀의 냉각 효율성을 향상시킬 수 있다.That is, the cartridge according to the present invention has a structure in which air can flow to the mounting portion of the cartridge through the heat radiation opening portion formed on the outer peripheral surface of the frame, so that the heat of the battery cell mounted on the mounting portion can be dissipated to the outside of the cartridge , The external cold air can be introduced into the mounting portion through the heat dissipation opening, so that the cooling efficiency of the battery cell mounted on the storage portion can be improved.

여기서 외주면이란, 프레임의 장착부 외면으로서, 상기 프레임 장착부를 기준으로, 수직 방향으로 연장된 구조일 수 있다. 이 때, 외주면은 프레임 장착부를 기준으로 양 방향으로 연장된 구조일 수 있고, 이와는 다르게 일측 방향으로 연장된 구조일 수 있다. 상기 방열 개구부는 장착부로부터 연장되어 있는 외주면 단부에 형성되어 있고, 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조를 포함한다.Here, the outer circumferential surface may be an outer surface of the mounting portion of the frame, and may have a structure extending in the vertical direction with respect to the frame mounting portion. In this case, the outer circumferential surface may have a structure extending in both directions with respect to the frame mounting portion, or may be a structure elongated in one direction. The heat dissipation opening portion is formed at an outer circumferential surface end portion extending from the mounting portion and includes a structure recessed from the end portion toward the mounting portion.

이러한 방열 개구부의 구체적인 예에서, 상기 방열 개구부는 상기 외주면의 일측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브가 형성되어 있는 제 1 개구부; 및/또는In a specific example of such a heat dissipation opening, the heat dissipation opening has a first opening formed with two or more grooves of a structure recessed from one end of the outer circumferential surface toward the mounting portion; And / or

상기 외주면의 타측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브가 형성되어 있는 제 2 개구부;를 포함할 수 있다. And a second opening in which at least two grooves are formed in the direction of the mounting portion from the other end of the outer circumferential surface.

따라서, 상기 방열 개구부는 1 개의 개구부 또는 2 개의 개구부를 포함할 수 있으며, 상기 방열 개구부가 2 개의 개구부를 포함하는 경우, 제 1 개구부와 제 2 개구부는 장착부를 기준으로, 외주면의 일측 단부와 타측 단부에 각각 형성된 구조일 수 있다. Therefore, when the heat radiating opening includes two openings, the first opening and the second opening are formed so that one side of the outer peripheral surface and the other side of the second opening, May be respectively formed at the end portions.

상기 제 1 개구부의 그루브들은 일정 간격으로 이격되어 반복적으로 외주면의 일측 단부에서 만입되어 있고, 상기 제 2 개구부의 그루브들은 장착부를 기준으로, 제 1 개구부의 그루브들과 대칭되는 위치에서 반복적으로 만입되어 있는 구조일 수 있다. The grooves of the first opening are repeatedly spaced apart from each other at one end of the outer circumferential surface, and the grooves of the second opening are repeatedly depressed at a position symmetrical to the grooves of the first opening with respect to the mounting portion Lt; / RTI >

즉, 상기 제 1 개구부와 제 2 개구부는 장착부를 기준으로, 외주면의 일측 단부와 타측 단부에서 각각 장착부 방향으로 만입된 그루브들을 포함하며, 그루브들은 일정 간격으로 규칙적으로 배열되고, 제 1 개구부와 제 2 개구부의 그루브들은 서로 대칭적으로 위치한다.That is, the first opening and the second opening include grooves which are indented in the direction of the mounting portion at one end and the other end of the outer circumference with reference to the mounting portion, the grooves are regularly arranged at regular intervals, The grooves of the two openings are located symmetrically with respect to each other.

상기 그루브의 간격은, 외주면의 길이를 고려하여 설정될 수 있으며, 간격이 좁을수록 크기가 상대적으로 작은 다수의 그루브가 만입될 수 있고, 간격이 넓을수록, 크기가 상대적으로 큰 소수의 그루브가 만입될 수 있다. The interval of the grooves can be set in consideration of the length of the outer circumferential surface, and as the interval is narrow, a plurality of grooves having a relatively small size can be entangled, and as the interval is wider, .

상기 그루브의 만입 형상은 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 장방형과 같은 다각형 구조, 또는 반원형, 반 타원형과 같은 곡선을 가지는 구조로 이루어질 수 있다.The depressed shape of the groove is not particularly limited, but may be, for example, a polygonal structure such as a rectangular shape, or a structure having a curved shape such as a semicircular or semi-elliptical shape.

상기 그루브는 외주면의 크기를 고려하여 만입될 수 있으며, 상세하게는, 상기 그루브의 만입 깊이가 프레임의 외주면 폭 대비 10 % 내지 30 %의 길이로 이루어질 수 있다. The grooves may be recessed in consideration of the size of the outer circumferential surface, and in particular, the recess depth of the grooves may be 10% to 30% of the outer circumferential width of the frame.

상기 만입 깊이가 외주면 폭 대비 10% 미만으로 형성되는 경우, 그루브의 크기가 미세하게 형성되어, 이를 통해 공기가 유통되기 힘들고, 30%를 초과하여 만입된 경우, 프레임 외주면이 그루브에 의해 과도하게 개방되어 프레임의 기계적 강도가 저하될 수 있고, 그에 따라, 방열 개구부가 형성되어 있는 외주면 단부가 쉽게 파손될 수 있다. 특히, 그루브가 깊게 만입될수록, 방열 개구부에서, 그루브를 제외한 만입되지 않은 부위가 파손에 취약하므로, 상기 범위를 초과하는 만입 깊이는 바람직하지 않다. When the indentation depth is less than 10% of the outer circumferential width, the groove is finely formed and air is difficult to flow through it. When the recess depth is over 30%, the outer circumferential surface of the frame is excessively opened As a result, the mechanical strength of the frame may be deteriorated, so that the end of the outer circumferential surface where the heat radiation opening is formed can be easily broken. Particularly, the depth of indentation exceeding the above range is not preferable because the recessed portion is deeply indented and the indented portion excluding the groove is vulnerable to breakage in the heat radiation opening portion.

또한, 상기 그루브는 프레임의 외주면 길이 대비 5 % 내지 10 %의 폭을 가질 수 있다. 그루브의 폭이 상기 범위 미만인 경우, 그루브의 크기가 미세하게 형성되어, 이를 통해 공기가 유통되기 힘들고, 상기 범위를 초과하는 경우, 공기를 제외한 이물들이 그루브를 통해, 장착부 내부로 유입될 수 있으므로, 바람직하지 않다.In addition, the groove may have a width of 5% to 10% of the length of the outer circumferential surface of the frame. When the width of the groove is less than the above range, the size of the groove is finely formed, and air is difficult to flow through the groove. If the width exceeds the above range, foreign matters other than air can flow into the mounting portion through the groove, It is not preferable.

참고로, 외주면의 폭은 프레임 장착부를 기준으로 일측 또는 양측으로 연장된 길이이며, 외주면 단부에서 장착부까지의 거리 또는 외주면 일측의 단부에서, 타측의 단부까지의 거리일 수 있다. 또한, 외주면의 길이는, 외주면 폭에 대해, 수직 방향의 외주면 길이일 수 있다.For reference, the width of the outer peripheral surface is a length extending to one side or both sides with respect to the frame mounting portion, and may be a distance from the end of the outer peripheral surface to the mounting portion, or a distance from one end of the outer peripheral surface to the other end. The length of the outer circumferential surface may be the length of the outer circumferential surface in the vertical direction with respect to the width of the outer circumferential surface.

상기 카트리지는, 다른 카트리지에 적층될 경우, 그것의 제 1 개구부가 다른 카트리지의 제 2 개구부와 대면하고, 상기 제 1 개구부의 그루브 및 다른 카트리지의 제 2 개구부의 그루브들은, 제 1 개구부 및 제 2 개구부의 결합면에 대해, 서로 대칭적으로 위치할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 카트리지는, 다른 카트리지에 적층되는 경우, 상기 개구부들에 형성된 그루브들이 상호 대칭을 이루는 상태로 대면하며, 대면한 한 쌍의 그루브들이 개구를 형성한다.Wherein the first opening of the cartridge faces a second opening of the other cartridge when the cartridge is stacked on another cartridge and the grooves of the first opening and the grooves of the second opening of the other cartridge have a first opening and a second opening, And may be positioned symmetrically with respect to the mating surfaces of the openings. That is, when the cartridge according to the present invention is stacked on another cartridge, the grooves formed in the openings face each other in a mutually symmetrical state, and a pair of facing grooves form an opening.

상기 카트리지의 형상은 크게 한정되는 것은 아니나, 장방형 또는 각형 이차전지를 수납하고 지지할 수 있는 장방형 구조로 이루어질 수 있다.The shape of the cartridge is not limited to a specific shape, but may be a rectangular shape capable of receiving and supporting a rectangular or prismatic secondary battery.

한편, 상기 프레임은 전지모듈에 부가되는 전장부재를 장착하기 위한 부재를 더 포함할 수 있으며, 상세하게는 상기 프레임의 외주면들 중, 적어도 하나의 외주면에는 전지모듈에 부가되는 전장부재를 장착하기 위한 하나 이상의 고정 브라켓이 형성될 수 있다.The frame may further include a member for mounting an electric component to be attached to the battery module. In detail, at least one of the outer peripheral surfaces of the frame may be provided with an electric component One or more fixed brackets may be formed.

이러한 브라켓은 상기 프레임의 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출되어 있는 구조일 수 있고, 돌출된 단부에는, 기계적 체결부재와 체결되기 위한 고정홈이 형성되어 있을 수 있다.The bracket may protrude outward from the outer circumferential surface of the frame, and the protruding end may be formed with a fixing groove for engaging with the mechanical fastening member.

상기 프레임은 또한, 카트리지 다수가 적층될 경우, 카트리지들이 상호 정렬 및 결합되기 위한 구조로 이루어질 수 있고, 상세하게는 프레임의 엣지들에 4개의 체결구가 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다. 따라서, 다수의 카트리지들이 적층되면, 프레임의 엣지에 형성된 체결구들에 체결봉과 같은 체결부재가 연속적으로 삽입되어, 카트리지들이 상호 정렬 및 결합되는 구조일 수 있다. The frame may also be of a structure in which, when a plurality of cartridges are stacked, the cartridges are arranged and aligned with each other, and in particular, four fasteners are formed at the edges of the frame. Thus, when a plurality of cartridges are stacked, a structure may be such that the fastening members such as a fastening bar are successively inserted into the fasteners formed at the edges of the frame such that the cartridges are aligned and engaged with each other.

상기 방열 개구부가 형성되어 있는 프레임의 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중 적어도 하나에는 전지셀의 전극 단자가 노출될 수 있도록, 전극 단자 노출부가 형성되어 있을 수 있다. At least one of the outer circumferential surfaces excluding the outer circumferential surface of the frame in which the heat dissipation opening is formed may be provided with an electrode terminal exposing portion so that the electrode terminal of the battery cell is exposed.

하나의 구체적인 예에서, 상기 방열핀의 중앙에는 전지셀 방향으로 연장 돌출되어 있는 돌출형 냉각 개구가 천공될 수 있다. 이러한 돌출형 냉각 개구는 방열핀에 밀착하는 전지셀에 형성된 관통 홀에 삽입될 수 있고, 삽입된 돌출형 냉각 개구는 상기 전지셀을 두고 대면하는 또 다른 카트리지에 포함된 방열핀의 돌출형 냉각 개구와 연결되어 연통되는 구조일 수 있다. In one specific example, a protruding cooling opening extending in the direction of the battery cell may be formed at the center of the radiating fin. The protruding cooling openings can be inserted into the through holes formed in the battery cells in close contact with the radiating fins, and the inserted protruding cooling openings are connected to the protruding cooling openings of the radiating fins included in another cartridge facing the battery cells So as to communicate with each other.

또한, 상기 돌출형 냉각 개구는 방열핀의 양면으로 돌출 연장되어 있는 구조일 수 있으며, 그에 따라, 다수의 카트리지가 적층될 경우, 방열핀의 양면으로 돌출 연장되어 있는 돌출형 냉각 개구는 상,하 또는 좌,우에 인접한 또 다른 카트리지들에 포함된 방열핀의 돌출형 냉각 개구들과 연결되어, 연속적으로 연통된 냉매 유로를 구성할 수 있다.The protruding cooling openings may protrude from both sides of the heat radiating fin, whereby when the plurality of cartridges are stacked, the protruding cooling openings protruding from the both sides of the heat radiating fin may be upward, Shaped cooling openings of the heat radiating fins included in the other cartridges adjacent to the right side to constitute a continuously communicated refrigerant passage.

상기 돌출형 냉각 개구는 또한, 그것의 내부에 액상 냉매 누수를 방지하기 위한 일체형의 냉매 도관 또는 튜브와 같은 냉매 부재가 삽입될 수도 있다.The protruding cooling opening may also be inserted with a refrigerant member, such as an integral refrigerant conduit or tube, to prevent liquid refrigerant leakage into the interior thereof.

상기 돌출형 냉각 개구의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 수직 단면상 유체의 저항이 상대적으로 낮은 곡면을 포함하는 구조일 수 있고, 상세하게는 단면 상으로 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있다.The shape of the protruding cooling opening is not particularly limited. For example, the protruding cooling opening may be a structure including a curved surface having a relatively low fluid resistance on a vertical section, and may be circular or elliptical in cross section in detail.

본 발명은 또한, 전지셀이 내부에 장착된 상태에서 상기 카트리지들이 순차적으로 적층되어 있는 전지모듈을 제공한다. 구체적으로 상기 전지모듈은 상기 카트리지의 프레임 외주면에 형성되어 있는 방열 개구부가 인접한 카트리지의 방열 개구부와 대면하며, 상기 대면한 방열 개구부들은 전지모듈의 외면 일부에, 공기가 유입 또는 배출되는 방열 개구를 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a battery module in which the cartridges are sequentially stacked with the battery cells mounted therein. Specifically, the battery module has a heat dissipation opening formed on an outer circumferential surface of the frame of the cartridge to face a heat dissipation opening of an adjacent cartridge, and the facing heat dissipation openings form a heat dissipation opening .

따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은 카트리지들이 결합하며 형성되는 방열 개구를 통해, 공기를 전지모듈의 외/내부로 공기가 유통시켜, 방열을 촉진할 수 있다.Therefore, the battery module according to the present invention can circulate air to the outside / inside of the battery module through the heat dissipation opening formed by coupling the cartridges, thereby promoting heat radiation.

상기 방열 개구부는 프레임 외주면의 일측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브를 포함하며, 서로 다른 카트리지에 형성되어 있는 그루브가 대면하여 방열 개구를 형성할 수 있다. The heat dissipation opening includes two or more grooves recessed from one end of the outer circumferential surface of the frame in the direction of the mount, and the grooves formed in the different cartridges face each other to form the heat dissipation opening.

한편, 상기 카트리지들 중에서 최외곽에 위치하는 카트리지들에는, 전지모듈의 기계적 강성을 보강하기 위한 카트리지에 대응하는 형상의 한 쌍의 엔드 플레이트들이 장착될 수 있다.On the other hand, the outermost cartridges of the cartridges may be equipped with a pair of end plates having a shape corresponding to the cartridge for reinforcing the mechanical rigidity of the battery module.

하나의 구체적인 예에서, 상기 카트리지의 방열핀 및 엔드 플레이트의 중앙에는 전지셀 방향으로 연장 돌출되어 있으며, 각각 서로 연통되는 구조의 돌출형 냉각 개구가 천공될 수 있고, 상기 전지셀은 상기 돌출형 냉각 개구와 대응되는 위치에, 관통 홀이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, protruding cooling openings protruding in the direction of the battery cell and extending in the direction of the battery cell are formed in the center of the heat radiating fins and end plates of the cartridge, And a through hole is formed at a position corresponding to the through hole.

따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은 돌출형 냉각 개구가, 방열핀의 일면에 대면하는 전지셀의 관통 홀에 삽입되어, 상기 전지셀을 사이에 두고 대면하는 또 다른 카트리지에 포함된 방열핀의 돌출형 냉각 개구, 또는 엔드 플레이트의 돌출형 냉각 개구와 연결되어 상호 연통되는 구조로서, 관통 홀을 통해 전지모듈을 통과하는 냉매가 냉각 부재와 직접 접촉하게 되므로, 전지셀들에서 발생한 열이 냉매에 전달되는 과정에서 거치게 되는 매개체의 구성을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 전지모듈의 전체적인 냉각 효율이 향상되고, 별도의 열 전달 부재의 구성 없이, 효과적으로 전지셀에서 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있어, 전체적인 전지모듈의 사이즈를 컴팩트하게 구성할 수 있으며, 전지모듈의 제조 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다.Therefore, in the battery module according to the present invention, the protruding cooling opening is inserted into the through-hole of the battery cell facing the one side of the heat-radiating fin, and the protruding cooling of the heat- And the coolant passing through the through-hole is in direct contact with the cooling member, so that heat generated in the battery cells is transferred to the coolant, It is possible to minimize the configuration of the mediator to be passed through. As a result, the overall cooling efficiency of the battery module is improved, and the heat generated in the battery cells can be effectively discharged to the outside without a separate heat transfer member, so that the overall size of the battery module can be compact, The time and cost required for the manufacturing process of the battery module can be saved.

상기 돌출형 냉각 개구는 또한, 그것의 내부에 액상 냉매 누수를 방지하기 위한 일체형의 냉매 도관 또는 튜브와 같은 냉매 부재가 삽입될 수도 있다.The protruding cooling opening may also be inserted with a refrigerant member, such as an integral refrigerant conduit or tube, to prevent liquid refrigerant leakage into the interior thereof.

상기 전지모듈에서 전지셀들의 연결구조는 예를 들어, 카트리지를 통해 외부로 돌출된 전극 단자들이 버스 바에 의해 직렬 또는 병렬로 연결된 구조일 수 있다. For example, the connection structure of the battery cells in the battery module may have a structure in which electrode terminals projected to the outside through a cartridge are connected in series or in parallel by a bus bar.

한편, 본 발명에 따른 전지모듈을 구성하는 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조로 이루어진 파우치형 이차전지일 수 있으며, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.On the other hand, the type of the battery cell constituting the battery module according to the present invention is not particularly limited. As a specific example, a pouch type secondary battery having a structure in which an electrode assembly is sealed in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer And may be a lithium secondary battery such as a lithium ion battery or a lithium ion polymer battery having advantages of high energy density, discharge voltage, and output stability.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on a negative electrode collector, and if necessary, the above-described components may be selectively included.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막 및 분리필름은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 130 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane and the separation film are interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m, and the thickness is generally 5 to 130 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

또한, 하나의 구체적인 예에서, 전지의 안전성의 향상을 위하여, 상기 분리막 및/또는 분리필름은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있다.Further, in one specific example, in order to improve the safety of the battery, the separation membrane and / or the separation film may be an organic / inorganic composite porous SRS (Safety-Reinforcing Separators) separation membrane.

상기 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자와 바인더 고분자를 활성층 성분으로 사용하여 제조되며, 이때 분리막 기재 자체에 포함된 기공 구조와 더불어 활성층 성분인 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)에 의해 형성된 균일한 기공 구조를 갖는다.The SRS separator is manufactured by using inorganic particles and a binder polymer on the polyolefin-based separator substrate as an active layer component. In addition to the pore structure contained in the separator substrate itself, the SRS separator is formed by interstitial volume between inorganic particles And has a uniform pore structure.

이러한 유/무기 복합 다공성 분리막을 사용하는 경우 통상적인 분리막을 사용한 경우에 비하여 화성 공정(Formation)시의 스웰링(swelling)에 따른 전지 두께의 증가를 억제할 수 있다는 장점이 있고, 바인더 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하는 경우 전해질로도 동시에 사용될 수 있다. The use of such an organic / inorganic composite porous separator has an advantage in that the increase in cell thickness due to swelling during formation can be suppressed as compared with the case where a conventional separator is used, When a gelable polymer is used when liquid electrolyte is impregnated, it can also be used as an electrolyte.

또한, 상기 유/무기 복합 다공성 분리막은 분리막 내 활성층 성분인 무기물 입자와 바인더 고분자의 함량 조절에 의해 우수한 접착력 특성을 나타낼 수 있으므로, 전지 조립 공정이 용이하게 이루어질 수 있다는 특징이 있다.In addition, the organic / inorganic composite porous separator can exhibit excellent adhesion characteristics by controlling the contents of the inorganic particles and the binder polymer in the separator, so that the cell assembly process can be easily performed.

상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는경우, 전기 화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.The inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles usable in the present invention are not particularly limited as long as the oxidation and / or reduction reaction does not occur in the operating voltage range of the applied battery (for example, 0 to 5 V based on Li / Li +). Particularly, when inorganic particles having an ion-transporting ability are used, the ion conductivity in the electrochemical device can be increased and the performance can be improved. Therefore, it is preferable that the ionic conductivity is as high as possible. In addition, when the inorganic particles have a high density, it is difficult to disperse the particles at the time of coating, and there is a problem of an increase in weight during the production of the battery. In the case of an inorganic substance having a high dielectric constant, dissociation of an electrolyte salt, for example, a lithium salt, in the liquid electrolyte also contributes to increase ionic conductivity of the electrolyte.

리튬염 함유 비수 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The nonaqueous electrolyte solution containing a lithium salt is composed of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolytic solution, a non-aqueous liquid electrolytic solution, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous liquid electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the non-aqueous liquid electrolyte may contain, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 포함하고, 상기 전지모듈의 상단에 전장 부재가 장착되어 있는 전지팩을 제공하며, 상기 전지팩을 전력원으로 포함하는 디바이스를 제공한다. The present invention also provides a battery pack including the battery module, wherein the battery pack is mounted on an upper end of the battery module, and the battery pack is included as a power source.

상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치일 수 있으나 이것들로 한정되는 것은 아니다.The device may be, but is not limited to, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device.

상기 디바이스들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Since the devices are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 카트리지는, 프레임의 외주면에 형성되어 있는 방열 개구부를 통해, 카트리지의 장착부로 공기가 유통될 수 있는 구조로서, 장착부에 장착된 전지셀의 열기를 카트리지 외부로 방열할 수 있고, 외부의 차가운 공기는 방열 개구부를 통해 장착부로 유입될 수 있으므로, 수납부에 장착된 전지셀의 냉각 효율성을 향상시킬 수 있다.As described above, the cartridge according to the present invention has a structure in which air can flow to the mounting portion of the cartridge through the heat radiation opening portion formed on the outer peripheral surface of the frame, and the heat of the battery cell mounted on the mounting portion is dissipated And the external cold air can be introduced into the mounting portion through the heat dissipation opening, so that the cooling efficiency of the battery cell mounted on the storage portion can be improved.

또한, 상기 카트리지를 포함하는 전지모듈은 카트리지들이 결합하며 형성하는 방열 개구를 통해, 공기를 전지모듈의 외/내부로 공기가 유통시켜, 방열을 촉진할 수 있다.In addition, the battery module including the cartridge can allow air to flow to the outside / inside of the battery module through the heat dissipation opening formed by the cartridges to promote heat radiation.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 카트리지의 사시도이다;
도 2는 도 1의 카트리지에서 프레임의 외주면을 상부에서 바라본 평면도이다;
도 3은 도 2의 카트리지가 또 다른 카트리지에 적층된 구조의 모식도이다;
도 4은 본 발명에 따른 전지모듈의 분해 사시도이다;
도 5는 본 발명에 따른 전지모듈의 사시도이다.1 is a perspective view of a cartridge according to one embodiment of the present invention;
2 is a top plan view of the outer periphery of the frame of the cartridge of FIG. 1;
3 is a schematic diagram of a structure in which the cartridge of Fig. 2 is laminated to another cartridge;
4 is an exploded perspective view of a battery module according to the present invention;
5 is a perspective view of a battery module according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 카트리지의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 카트리지에서 프레임의 외주면을 상부에서 바라본 평면이 도시되어 있다. Fig. 1 is a perspective view of a cartridge according to one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a plan view of an outer peripheral surface of a frame of the cartridge of Fig. 1 viewed from above.

이들 도면을 함께 참조하면, 카트리지(100)는 전반적으로 장방형 형상으로 이루어진 프레임(110) 및 전지셀과 접촉하여 방열하는 방열핀(120)으로 구성되어 있다. Referring to these drawings, the cartridge 100 is composed of a frame 110 having a generally rectangular shape and a heat radiating fin 120 that radiates heat in contact with the battery cell.

방열핀(120)의 중앙에는 방열핀(120)의 표면으로부터 상향으로 연장 돌출되어 있는 돌출형 냉각 개구(122)가 천공되어 있다. 돌출형 냉각 개구(122)는 수직 단면상 타원의 형상을 가진다. 돌출형 냉각 개구(122)는 그것과 대응되는 위치에 관통 홀이 천공되어 있는 전지셀의 관통 홀에 삽입될 수 있고, 또 다른 카트리지에 포함된 방열핀의 돌출형 냉각 개구와 연결되어 상호 연통될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 돌출형 냉각 개구(122)가 돌출되어 있는 방열핀의 일면을 기준으로, 방열핀의 타면에도 돌출형 냉각 개구가 돌출될 수 있다.At the center of the radiating fin 120, a protruding cooling opening 122 extending upward from the surface of the radiating fin 120 is perforated. The protruding cooling openings 122 have the shape of an ellipse in the vertical section. The protruding cooling opening 122 can be inserted into the through hole of the battery cell in which the through hole is perforated at the position corresponding thereto, and can be communicated with the protruding cooling opening of the heat dissipating fin included in another cartridge have. Although not shown in the drawings, a protruding cooling opening may protrude from the other surface of the radiating fin with reference to one surface of the radiating fin protruding from the protruding cooling opening 122.

프레임(110)은 전지셀이 수납되어 고정될 수 있도록 전지셀 수납부의 외면형상에 대응하는 장착부(112) 및 장착부(112)의 둘레를 따라 장착부(112)에 대해 수직으로 연장되어 있는 4 개의 외주면들(113, 114, 115, 116)을 포함하며, 외주면들(113, 114, 115, 116)은 장착부(112)를 중심으로, 장착부(112)의 양측으로 연장되어 있다. The frame 110 includes a mounting portion 112 corresponding to the outer shape of the battery cell receiving portion and four mounting portions 112 extending perpendicularly to the mounting portion 112 along the periphery of the mounting portion 112 so that the battery cell can be accommodated and fixed. And the outer circumferential surfaces 113, 114, 115 and 116 extend to both sides of the mounting portion 112 around the mounting portion 112. The outer circumferential surfaces 113, 114, 115,

프레임(110)의 엣지들에는 외향으로 돌출되어 있는 체결구들(104)이 형성되어 있고, 체결구들(104)에는 체결부재가 삽입될 수 있도록 개구(105)가 천공되어 있다. At the edges of the frame 110, fastening means 104 protruding outwardly are formed. An opening 105 is formed in the fastening means 104 so that the fastening member can be inserted.

외주면(113)에는 전지셀의 전극 단자가 노출될 수 있도록, 전극 단자 노출부(102)가 형성되어 있다.The electrode terminal exposed portion 102 is formed on the outer peripheral surface 113 so that the electrode terminal of the battery cell can be exposed.

외주면(114)에는 전지모듈에 부가되는 전장부재를 장착하기 위한 한 쌍의 고정 브라켓(106)이 외주면 표면으로부터 돌출되어 있고, 브라켓(106)의 중심부에는 체결부재가 체결될 수 있는 체결홈(107)이 형성되어 있다.A pair of fixing brackets 106 for mounting an electric component to be attached to the battery module protrude from the outer circumferential surface of the outer peripheral surface 114. Coupling grooves 107 Is formed.

외주면(114)에는 또한, 외주면(114)의 단부로부터 장착부(112) 방향으로 만입되어 있는 다수의 그루브들(142, 152)을 포함하는 방열 개구부(130)가 형성되어 있다.The outer circumferential surface 114 is further formed with a heat radiation opening 130 including a plurality of grooves 142 and 152 recessed in the direction of the mounting portion 112 from the end of the outer circumferential surface 114.

방열 개구부(130)는 외주면(114)의 일측 단부로부터 장착부(112) 방향으로 만입된 다수의 그루브(142)로 구성된 제 1 개구부(140) 및 외주면(114)의 타측 단부로부터 장착부(112) 방향으로 만입된 구조의 다수의 그루브(152)로 구성된 제 2 개구부(150)를 포함한다.The heat dissipation opening portion 130 has a first opening portion 140 formed of a plurality of grooves 142 that are formed in a direction toward the mounting portion 112 from one side end portion of the outer circumferential surface 114 and a second opening portion 140 extending from the other end portion of the outer circumferential surface 114 toward the mounting portion 112 And a second opening 150 formed of a plurality of grooves 152 of a structure embedded in the first opening 150.

제 1 개구부(140)의 그루브들(142)은 일정 간격으로 이격되어 반복적으로 외주면(114)의 일측 단부 일부에 만입되어 있고, 제 2 개구부(150)의 그루브들(152)은 장착부(112)를 기준으로, 제 1 개구부(140)의 그루브들(142)과 대칭되는 위치에서 반복적으로 만입되어 있다. 따라서, 제 1 개구부(140)와 제 2 개구부(150)의 그루브들(142, 152)은 서로 대칭적으로 위치하고, . 제 1 개구부(140)와 제 2 개구부(150)의 형상이 대칭을 이룬다.The grooves 142 of the first opening 140 are repeatedly spaced apart at a predetermined distance and are recessed in a part of one end of the outer circumferential surface 114 and the grooves 152 of the second opening 150 are inserted into the mounting portion 112, At positions symmetrical with the grooves 142 of the first opening 140, as shown in Fig. Accordingly, the grooves 142, 152 of the first opening 140 and the second opening 150 are symmetrically positioned with respect to each other. The shapes of the first opening 140 and the second opening 150 are symmetrical.

제 1 개구부(140) 및 제 2 개구부(150)의 그루브들(142, 152)은 프레임(110)의 외주면(114) 폭(W) 대비 대략 25 % 의 길이(W’)로 외주면(114) 단부에서 장착부(114) 방향으로 만입되어 있고, 프레임(110)의 외주면(L) 길이 대비 대략 5 %의 길이(W’)를 가진다. The grooves 142 and 152 of the first opening 140 and the second opening 150 are formed on the outer circumferential surface 114 at a length W 'of about 25% of the width W of the outer circumferential surface 114 of the frame 110, And has a length (W ') of about 5% of the length of the outer circumferential surface (L) of the frame 110.

도 3에는 도 2의 카트리지가 또 다른 카트리지에 적층된 구조가 모식적으로 도시되어 있다. 이하에서는 편의상 제 1 카트리지(100) 및 제 2 카트리지(100’)로 설명한다.Fig. 3 schematically shows a structure in which the cartridge of Fig. 2 is stacked on another cartridge. Hereinafter, the first cartridge 100 and the second cartridge 100 'will be described for convenience.

도 3을 도 1 내지 도 2와 함께 참조하면, 도 2에 도시된 제 1 카트리지(100)의 일측에는 제 1 카트리지(100)와 동일한 구조의 제 2 카트리지(100’)가 제 1 카트리지(100)와 대응되는 위치에서 적층되어 있다. Referring to FIG. 3 together with FIGS. 1 and 2, a second cartridge 100 'having the same structure as that of the first cartridge 100 is mounted on one side of the first cartridge 100 shown in FIG. 2, Are stacked at corresponding positions.

제 1 카트리지(100) 및 제 2 카트리지(100’)에서 프레임(110)의 엣지에 형성된 체결구(105)가 상호 연통되도록 정렬된 상태로, 체결봉(160)이 연속적으로 체결구들에 삽입되어, 카트리지들(100, 100’)을 정렬하고 결합시킨다. The fastening bars 105 formed on the edges of the frame 110 in the first cartridge 100 and the second cartridge 100 'are aligned so as to communicate with each other so that the fastening rods 160 are continuously inserted into the fastening holes , Aligning and engaging the cartridges 100, 100 '.

한편, 제 1 카트리지(100)의 제 1 개구부(140)는 제 2 카트리지(100’)의 제 2 개구부(150’)와 대면하고, 제 1 카트리지(100)의 제 1 개구부(140)의 그루브(142) 및 제 2 카트리지(100’)의 제 2 개구부(150’)의 그루브(152’)는, 제 1 카트리지(100)의 제 1 개구부(140) 및 제 2 카트리지(100’)의 제 2 개구부(150’)의 결합면에 대해, 서로 대칭적으로 위치한 상태로 대면하고, 대면한 그루브 한 쌍(142, 152’)이, 개구(170)를 형성한다.The first opening 140 of the first cartridge 100 faces the second opening 150 'of the second cartridge 100', and the groove 140 of the first opening 140 of the first cartridge 100 The grooves 152 'of the second opening portion 150' of the first cartridge 100 and the grooves 152 'of the second opening portion 150' of the second cartridge 100 ' A pair of facing grooves 142 and 152 'facing each other with respect to the coupling surface of the two openings 150' are positioned symmetrically with respect to each other.

도 4에는 본 발명에 따른 전지모듈의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 따른 전지모듈이 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 4 is an exploded perspective view of a battery module according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of a battery module according to the present invention.

이들 도면을 도 1 내지 도 2와 함께 참조하면, 전지모듈(200)은 전지셀들(210, 240), 카트리지(100), 및 엔드 플레이트(250)를 포함하고 있다.1 and 2, the battery module 200 includes battery cells 210 and 240, a cartridge 100, and an end plate 250.

전지셀들(210, 240)은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 판상형 구조로 이루어져 있고, 카트리지(100)의 방열핀(120)을 사이에 두고 두께 방향으로 적층되는 구조로 이루어져 있다.The battery cells 210 and 240 are formed in a plate-like structure in which an electrode assembly is sealed in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. The battery cells 210 and 240 are stacked in the thickness direction with the heat radiation fins 120 of the cartridge 100 therebetween Lt; / RTI &gt;

카트리지(100)는 전지셀(240)의 전극조립체 수납부의 외주변 형상에 대응하는 형상의 장착부(112)에 전지셀(240)이 장착되고, 전지셀(240)의 외주변을 프레임(110)의 외주면들(113, 114, 115, 116)이 감싸는 구조로 이루어져 있다.The cartridge 100 has the battery cell 240 mounted on the mounting portion 112 having a shape corresponding to the outer peripheral shape of the electrode assembly receiving portion of the battery cell 240 and the outer periphery of the battery cell 240 is connected to the frame 110 The outer circumferential surfaces 113, 114, 115, and 116 are surrounded by the outer circumferential surfaces 113, 114, 115, and 116, respectively.

방열핀(120)은 판상형 구조로서, 프레임(110)의 장착부(112)에 장착되어, 두께 방향으로 적층되는 전지셀들(210, 240) 사이에 위치함으로써, 전지셀들(210, 240)과 대면 접촉한다.The radiating fin 120 is a plate-like structure and is mounted on the mounting portion 112 of the frame 110 and positioned between the battery cells 210 and 240 stacked in the thickness direction, Contact.

엔드 플레이트(150)는 최외곽에 위치한 전지셀(240)의 외면을 감싸는 구조로 이루어져 있다.The end plate 150 is configured to surround the outer surface of the outermost battery cell 240.

전지셀들(210, 240), 및 엔드 플레이트(250)는 각각 서로 연통되는 구조의 관통 홀들(241, 251)을 포함하고 있다.The battery cells 210 and 240 and the end plate 250 include through holes 241 and 251, respectively, which are in communication with each other.

방열핀(120)에는 소정의 길이로 돌출되어 있는 돌출 냉각 개구부(122)가 형성되어 있다. 돌출 냉각 개구부는 전지셀의 관통 홀 및 엔드 플레이트의 관통 홀에 연속적으로 삽입되고, 엔드 플레이트(250)의 외측에서, 엔드 플레이트(250)의 관통 홀(251)에 장착되는 냉매 배출관(260)과 연결되어 있다.The heat radiating fin 120 has a protruding cooling opening 122 protruding at a predetermined length. The protrusion cooling openings are continuously inserted into the through holes of the battery cell and the through holes of the end plate and are connected to a refrigerant discharge pipe 260 mounted on the through hole 251 of the end plate 250 on the outer side of the end plate 250 It is connected.

상기 구조와 마찬가지로, 반대편의 엔드 플레이트의 관통 홀에는 냉매의 유입을 위한 냉매 배출관이 연결되어 있다.Like the above structure, a refrigerant discharge pipe for introducing a refrigerant is connected to the through hole of the opposite end plate.

상기와 같은 구조로 적층 결합된 전지모듈(200)은 도 5에 도시된 바와 같이, 전극 단자들을 직렬 또는 병렬로 연결하는 버스바(290)가 카트리지의 전극 단자 노출부를 통해 돌출되어 있는 전지모듈(200)의 일측에 결합되어 있다.
As shown in FIG. 5, the battery module 200 laminated with the above structure has a bus bar 290 connecting the electrode terminals in series or in parallel with each other, 200).

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (26)

복수의 전지셀들과 교번 배열된 상태로 적층되어 전지모듈을 구성하는 카트리지로서,
상기 전지셀이 장착될 수 있도록, 전지셀의 전극조립체 수납부 외주면에 대응하는 형상의 장착부가 형성되어 있는 프레임; 및
상기 전극조립체 수납부의 외면에 접촉하여 전지셀을 냉각시킬 수 있도록, 상기 프레임의 장착부에 결합되어 있는 방열핀;
을 포함하고,
상기 프레임의 외주면들 중, 적어도 하나의 외주면에는, 카트리지의 외부로부터 장착부로 공기가 유입되거나, 장착부로부터 카트리지 외부로 공기가 배출 될 수 있도록, 외주면의 단부 일부가 만입되어 있는 방열 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지. 1. A cartridge for forming a battery module by stacking a plurality of battery cells in an alternating arrangement,
A frame having a mounting portion having a shape corresponding to an outer circumferential surface of the electrode assembly receiving portion of the battery cell so that the battery cell can be mounted; And
A radiating fin coupled to a mounting portion of the frame so as to cool the battery cell in contact with the outer surface of the electrode assembly receiving portion;
/ RTI &gt;
At least one outer circumferential surface of the frame is provided with a heat dissipation opening portion in which a part of an end portion of the outer circumferential surface is indented so that air can be introduced into the mounting portion from the outside of the cartridge or air can be discharged from the mounting portion to the outside of the cartridge Lt; / RTI &gt; 제 1 항에 있어서, 상기 방열 개구부는 상기 외주면의 일측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브가 형성되어 있는 제 1 개구부; 및/또는
상기 외주면의 타측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브가 형성되어 있는 제 2 개구부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.[2] The apparatus of claim 1, wherein the heat dissipation opening comprises: a first opening having two or more grooves formed in a direction of the mounting portion from one end of the outer circumferential surface; And / or
A second opening having two or more grooves recessed in the direction of the mounting portion from the other end of the outer circumferential surface;
&Lt; / RTI &gt; 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 개구부의 그루브들은 일정 간격으로 이격되어 반복적으로 외주면의 일측 단부에서 만입되어 있고, 상기 제 2 개구부의 그루브들은 장착부를 기준으로, 제 1 개구부의 그루브들과 대칭되는 위치에서 반복적으로 만입되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The optical recording medium according to claim 2, wherein the grooves of the first opening are spaced apart from each other and repeatedly depressed at one side end of the outer circumferential surface, and the grooves of the second opening are symmetrical with respect to the grooves of the first opening Wherein the cartridge is repeatedly indented in the position. 제 2 항에 있어서, 상기 카트리지는, 다른 카트리지에 적층될 경우, 그것의 제 1 개구부가 다른 카트리지의 제 2 개구부와 대면하고, 상기 제 1 개구부의 그루브 및 다른 카트리지의 제 2 개구부의 그루브들은, 제 1 개구부 및 제 2 개구부의 결합면에 대해, 서로 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 카트리지.3. The cartridge according to claim 2, wherein when the cartridge is stacked on another cartridge, the first opening thereof faces the second opening of the other cartridge, and the groove of the first opening and the groove of the second opening of the other cartridge, Wherein the first and second openings are symmetrically positioned with respect to an engaging surface of the first opening and the second opening. 제 2 항에 있어서, 상기 그루브의 만입 깊이는 프레임의 외주면 폭 대비 10 % 내지 30 %의 길이인 것을 특징으로 하는 카트리지.3. The cartridge according to claim 2, wherein the depth of indentation of the groove is 10% to 30% of the width of the outer circumferential surface of the frame. 제 2 항에 있어서, 상기 그루브는 프레임의 외주면 길이 대비 5 % 내지 10 %의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 2, wherein the groove has a width of 5% to 10% of a length of an outer peripheral surface of the frame. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임의 외주면들 중, 적어도 하나의 외주면에는 전지모듈에 부가되는 전장부재를 장착하기 위한 하나 이상의 고정 브라켓이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 1, wherein at least one outer circumferential surface of the outer circumferential surfaces of the frame is provided with at least one fixing bracket for mounting an electric component to be attached to the battery module. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지는 장방형 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 1, wherein the cartridge has a rectangular structure. 제 1 항에 있어서, 상기 방열핀의 중앙에는 전지셀 방향으로 연장 돌출되어 있는 돌출형 냉각 개구가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 1, wherein a protruding cooling opening extending in the direction of the battery cell is formed at the center of the radiating fin. 제 9 항에 있어서, 상기 돌출형 냉각 개구는 방열핀의 양면으로 돌출 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.10. The cartridge according to claim 9, wherein the protruding cooling openings protrude from both sides of the radiating fin. 제 9 항에 있어서, 상기 돌출형 냉각 개구는 단면 상으로 원형 또는 타원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카트리지.10. The cartridge according to claim 9, wherein the protruding cooling openings are circular or elliptical in cross section. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 개구부가 형성되어 있는 프레임의 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중 적어도 하나에는 전지셀의 전극 단자가 노출될 수 있도록, 전극 단자 노출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 1, wherein at least one of the outer circumferential surfaces except the outer circumferential surface of the frame in which the heat dissipation opening is formed is provided with an electrode terminal exposing portion so that the electrode terminal of the battery cell can be exposed. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임의 엣지들에는 4개의 체결구가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.The cartridge according to claim 1, wherein four engaging holes are formed in each of the edges of the frame. 제 13 항에 있어서, 상기 체결구들에 체결봉이 삽입되어 카트리지들이 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 카트리지.14. The cartridge according to claim 13, wherein the fastening rods are inserted into the fasteners so that the cartridges are coupled to each other. 전지셀이 내부에 장착된 상태에서 제 1 항에 따른 전지 카트리지들이 순차적으로 적층되어 있는 전지모듈로서, 상기 카트리지의 프레임 외주면에 형성되어 있는 방열 개구부가 인접한 카트리지의 방열 개구부와 대면하며, 상기 대면한 방열 개구부들은 전지모듈의 외면 일부에, 공기가 유입 또는 배출되는 방열 개구를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module in which the battery cartridges according to claim 1 are sequentially stacked in a state in which the battery cells are mounted therein, wherein a heat radiation opening portion formed on an outer peripheral surface of the frame of the cartridge faces a heat radiation opening portion of an adjacent cartridge, Wherein the heat dissipation openings form a heat dissipation opening in a part of an outer surface of the battery module, through which air is introduced or discharged. 제 15 항에 있어서, 상기 방열 개구부는 프레임 외주면의 일측 단부로부터 장착부 방향으로 만입된 구조의 둘 이상의 그루브를 포함하며, 서로 다른 카트리지에 형성되어 있는 그루브가 대면하여 방열 개구를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The ink cartridge according to claim 15, wherein the heat dissipation opening includes two or more grooves recessed in a direction from the one end of the frame outer peripheral surface toward the mounting portion, and the grooves formed in the different cartridges face each other to form the heat dissipation opening Battery module. 제 15 항에 있어서, 상기 카트리지들 중에서 최외곽에 위치하는 카트리지들에는 카트리지에 대응하는 형상의 한 쌍의 엔드 플레이트들이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.16. The battery module according to claim 15, wherein the outermost cartridges of the cartridges are mounted with a pair of end plates having a shape corresponding to the cartridge. 제 17 항에 있어서, 상기 돌출형 냉각 개구에는 냉매 튜브 또는 냉매 도관이 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.18. A battery module according to claim 17, wherein a refrigerant tube or a refrigerant conduit can be inserted into the protruding cooling opening. 제 15 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 카트리지의 방열핀 및 엔드 플레이트의 중앙에는 전지셀 방향으로 연장 돌출되어 있으며, 각각 서로 연통되는 구조의 돌출형 냉각 개구가 천공될 수 있고, 상기 전지셀에는 돌출형 냉각 개구와 대응되는 위치에, 관통 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.18. The battery pack as claimed in claim 15 or claim 17, wherein protruding cooling openings extending in the direction of the battery cell and communicating with each other are formed at the center of the heat radiating fins and end plates of the cartridge, And a through hole is formed at a position corresponding to the cooling hole. 제 15 항에 있어서, 상기 전지셀은 파우치형 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 15, wherein the battery cell is a pouch type secondary battery. 제 20 항에 있어서, 상기 파우치형 이차전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 20, wherein the pouch type secondary battery has a structure in which an electrode assembly is sealed in a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 15 항에 있어서, 상기 전지셀들은 전극 단자들이 버스 바에 의해 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.16. The battery module according to claim 15, wherein the battery cells are connected in series or in parallel with electrode terminals by bus bars. 제 20 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지모듈.The battery module according to claim 20, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 15 항에 따른 전지모듈을 포함하고, 상기 전지모듈의 상단에 전장부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising: the battery module according to claim 15, wherein an electric element is mounted on an upper end of the battery module. 제 24 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 디바이스.A device, comprising a battery pack according to claim 24. 제 25 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치인 것을 특징으로 하는 디바이스.26. The device of claim 25, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device.
KR1020150005907A 2015-01-13 2015-01-13 Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same KR20160087141A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150005907A KR20160087141A (en) 2015-01-13 2015-01-13 Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150005907A KR20160087141A (en) 2015-01-13 2015-01-13 Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160087141A true KR20160087141A (en) 2016-07-21

Family

ID=56680442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150005907A KR20160087141A (en) 2015-01-13 2015-01-13 Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160087141A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074402A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 성우하이텍 Secondary battery and secondary battery module including the same
WO2020251176A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack including same
KR20230120756A (en) 2022-02-10 2023-08-17 디티아이코리아(주) Battery pack with separating type cartridge

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074402A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 성우하이텍 Secondary battery and secondary battery module including the same
WO2020251176A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack including same
KR20200142242A (en) * 2019-06-12 2020-12-22 주식회사 엘지화학 Battery module and battery pack including the same
KR20230120756A (en) 2022-02-10 2023-08-17 디티아이코리아(주) Battery pack with separating type cartridge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10686172B2 (en) Battery module assembly having stable fixing means for unit module
US10199696B2 (en) Module housing of unit module having heat dissipation structure and battery module including the same
US10522803B2 (en) Battery pack including coupling member having assembling guide function
US10374446B2 (en) Batter pack including carbon heater
US10665832B2 (en) Battery pack comprising battery modules mounted in two layers
US10686231B2 (en) Battery pack having cooling structure with improved stability for use of liquid coolant
KR101779945B1 (en) Battery Module Comprising Cooling member with Cooling Tube
KR102179681B1 (en) Battery Pack Having Side Cooling Type Cooling Member
KR102101905B1 (en) Battery Pack Having Multi-Stage Battery Modules
KR102205313B1 (en) Battery Module Including Elastic Frame for Fixing Battery Cells
KR102101907B1 (en) Battery Pack Having Battery Modules of Symmetric Structure
KR20160087141A (en) Battery Cell Cartridge Having Opening Potion for Accelerating Heat Dissipation and Battery Module Having the Same
KR101778670B1 (en) Battery Module Based upon Interpenetrating Coolant Channel Structure
KR102211576B1 (en) Battery Module Comprising Cell Frames of Standardized Structure
US20180090736A1 (en) Battery module including cooling pin having fixing protrusions formed thereon
KR102144923B1 (en) Battery Pack Having Multi Panel of Flexible Coupling Structure
KR101839403B1 (en) Jig for Aligning Cooling Pipes
KR101501435B1 (en) Middle or Large-Sized Battery Pack of Excellent High Temperature Performance
KR102248869B1 (en) Battery Module Comprising Battery Cell Assembly of Oblique Line Arrangement Structure
KR102276571B1 (en) Battery Cell Comprising Extended Terrace Part

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment