KR20160108987A - 상변화 물질을 적용한 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단열재가 적용되기 어려운 부분으로 열의 출입을 방지하고 배터리 팩의 내부 온도를 일정하게 유지하여, 단열성능과 냉각성능을 개선시킬 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 이차전지들로 이루어진 배터리 모듈과 상기 배터리 모듈을 수용하는 외부 팩으로 이루어진 배터리 팩에 있어서, 상기 외부 팩의 내부에는 단열재와 상변화 물질부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.

Description

상변화 물질을 적용한 배터리 팩{BATTERY PACK USING PHASE CHANGE MATERIAL}
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 단열성능과 냉각성능이 개선된 배터리 팩에 관한 것이다.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.
현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990 년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서 이차전지의 사용이 실현화되고 있다. 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있고, 특히, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
배터리 팩의 경우, 외부 온도에 의해 전지의 온도가 오르거나 내리는 것을 방지하기 위해, 단열재를 팩 커버 내부에 적용한다. 하지만, 단열재를 사용하여도, 단열 성능을 높이는 데에는 한계가 있으며, 일부 단열재가 적용되기 어려운 부분으로 외부 공기와의 열교환이 일어나 단열성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 배터리 팩의 단열성능과 냉각성능을 개선할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 복수의 이차전지들로 이루어진 배터리 모듈과 상기 배터리 모듈을 수용하는 외부 팩으로 이루어진 배터리 팩에 있어서, 상기 외부 팩의 내부에는 단열재와 상변화 물질부가 구비되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩을 제공한다.
바람직하게는 상기 단열재와 상변화 물질부는 상기 외부 팩의 내부의 적어도 일면에 부착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 상변화 물질부는 상기 배터리 모듈과 마주하는 상기 단열재의 일면, 또는 상기 외부 팩의 내부 중 상기 단열재가 구비되지 않은 부분에 구비될 수 있다.
상기 상변화 물질부는 상변화 물질을 포함하고, 캡슐형, 발포형, 매트릭스 담지체형 및 필름형 중 1종 이상의 형태일 수 있다.
바람직하게는, 상기 상변화 물질부의 상변화 물질은 20 내지 100℃의 상변화 온도(TPC)를 갖는 것일 수 있다.
상기 상변화 물질은 파라핀, 무기 염, 염 수화물, 카복실산 및 당 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 상변화 물질은 테트라코산, 헥사코산, 노나코산, 소듐아세테이트 트라이하이드레이트, 소듐싸이오설페이트 펜타하이드레이트, 소듐하이드록사이드 모노하이드레이트, 리튬나이트레이트와 헥사하이드레이트의 혼합물, 트라이소듐포스페이트 도데카하이드레이트, 마그네슘나이트레이트 헥사하이드레이트, 미리스트산, 스테아르산 및 크실리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 상변화 물질부는 하나 이상의 보조제를 더 포함할 수 있고, 상기 보조제는 금속 분말, 금속 과립 또는 흑연일 수 있다.
본 발명은 단열재가 적용되기 어려운 부분으로 열의 출입을 방지하고 배터리 팩의 내부 온도를 일정하게 유지하여, 단열성능과 냉각성능을 개선시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 양태에 따라 상변화 물질부가 단열재에 적용된 배터리 팩을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 양태에 따라 상변화 물질부가 단열재에 적용된 배터리 팩을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 복수의 이차전지들로 이루어진 배터리 모듈(100)과 상기 배터리 모듈을 수용하는 외부 팩(200)으로 이루어진 배터리 팩에 있어서, 상기 외부 팩의 내부에는 단열재(300)와 상변화 물질부(400)가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.
본 발명의 배터리 팩에서, 사용되는 단열재는 당해 분야에 통상적으로 사용되던 것들이 모두 사용될 수 있다.
상기 상변화 물질부는 상변화 물질(phase change material, PCM)을 포함하며, 적용부위에 따라 매크로캡슐, 마이크로캡슐, 슬러리, 발포형, 매트릭스에 흡수되거나 담지된 형태 또는 필름 형태일 수 있고, 본 발명에서 이의 형태는 특별히 한정하지 않는다.
상기 상변화 물질부는 상기 배터리 모듈과 마주하는 상기 단열재의 일면, 또는 상기 외부 팩의 내부 중 상기 단열재가 구비되지 않은 부분에 구비될 수 있다. 상기 단열재와 상변화 물질부는 상기 외부 팩의 내부의 적어도 일면에 부착될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 상변화 물질은 물질이 갖고 있는 잠열(latent heat)의 흡수 또는 방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지하는 목적으로 사용되는 물질을 일컫는다. 여기서, 잠열은 물질이 상변화될 때, 즉 고체에서 액체로 또는 액체에서 고체로, 액체에서 기체로 또는 기체에서 액체로 변할 때에 동일한 온도에서 흡수하거나 방출하는 열을 의미하며, 잠열은 현열(상변화가 일어나지 않은 상태에서의 흡수 또는 방출되는 열)의 양보다 매우 크다.
이와 같이, 상변화 물질은 주변 온도가 높을 때에는 서서히 온도가 상승되도록 하고, 주변 온도가 낮을 때에는 서서히 온도가 하강되도록 한다. 구체적으로, 상기 상변화 물질이 그의 고유 상변화 온도(TPC)를 갖거나 또는 물질에 대하여 일정한 온도를 기억시켜 놓으면, 해당 온도 범위에서 상변화 물질이 상을 변화시키면서 열을 방출하거나 열을 저장하여서 주변 온도를 높이거나 낮출 수 있다. 그러므로, 저온 장소에서 고온 장소로 옮긴 경우, 고체 상에서 액체 상으로 변화되면서 주변의 열을 빼앗아 주변을 냉각시킬 수 있게 되며, 이와 반대로 고온 장소에서 저온 장소로 옮긴 경우, 액체에서 고체로 상이 변화되면서 주변에 열을 방출하여 주변 온도를 증가시킬 수 있다. 이러한 특성을 이용하여, 여름이나 겨울에 외부 공기에 의해 배터리 팩의 급격한 온도변화 방지할 수 있다.
본 발명의 배터리 팩에는 다양한 상변화 물질을 사용할 수 있다. 배터리 내에서 이상 작동 또는 외부 물체의 관통 등으로 인해 발생되는 열을 제거하거나, 무냉각 배터리 팩에 있어서, 냉각을 돕기 위해서 상변화 물질을 사용하는 것이므로, 그의 상변화 온도(TPC)는 제한되지 않는다. 예를 들면, 상온, 예컨대 약 60℃ 미만, 또는 약 25 내지 약 50℃ 미만의 온도에서 고체 상으로 존재하는 상변화 물질이 약 50℃ 이상의 상변화 온도(TPC)에서 액체 상으로 변화하는 상변화 물질이 사용될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 기본적으로 전지의 운용 온도범위는 최대 약 60℃이며, 액체 상을 유지하는 범위는 약 25 내지 약 50℃이고, 액체 상으로 유지되는 온도는 약 50 내지 약 95℃이다.
또한, 배터리 팩의 종류에 따라 그 발열 정도가 조금씩 다르므로, 20℃ 내지 100℃의 상변화 온도(TPC)를 갖는 상변화 물질이 사용될 수 있다.
이러한 상변화 물질의 예는 파라핀, 예컨대 C20-C45 파라핀, 무기 염, 염 수화물 및 이들의 혼합물, 카복실산 및 당 알코올 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있지만 이에 국한되지 않다.
바람직하게는, 상변화 물질의 예로는 테트라코산(융점 약 53℃), 헥사코산(융점 약 56℃), 노나코산(융점 약 63 ℃), 소듐아세테이트 트라이하이드레이트(융점 약 58℃), 소듐하이드록사이드 모노하이드레이트(융점 약 64℃), 리튬나이트레이트와 헥사하이드레이트의 혼합물(융점 약 75℃), 트라이소듐포스페이트 도데카하이드레이트(융점 약 75℃), 마그네슘나이트레이트 헥사하이드레이트(융점 약 89℃), 미리스트산(융점 약 52℃), 스테아르산(융점 약 69℃), 크실리톨(융점 약 93 내지 95℃) 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
또한, 이러한 상변화 물질의 열전도성을 높이기 위하여, 하나 이상의 보조제가 전술된 상변화 물질부에 포함될 수 있다. 상기 보조제는 상기 상변화 물질부에 도포될 수 있다. 상기 하나 이상의 보조제는 우수한 열전도성을 갖는 물질 또는 조성물, 특히 금속 분말, 금속 과립 또는 흑연일 수 있다.
상변화 물질의 사용량은 사용하는 전지의 종류, 예컨대 휴대폰, HEV, PHEV, EV 등에 사용되는 전지에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들면, 상변화 물질의 사용량은 배터리 팩의 내부 면적, 배터리 팩의 발열량, 단열재의 종류 및 크기 등에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 배터리 모듈은 복수의 이차전지를 포함할 수 있다. 상기 복수의 이차전지의 배치 형태는 특별하게 제한되지 않으며, 당업계에서 통상적인 각각의 이차전지의 넓은 면이 접하도록 나란히 배열된 형태로 배치될 수 있다.
여기서 복수의 이차전지 간 적층 및 조립을 용이하게 하기 위해, 적층용 프레임이 배터리 모듈에 구비될 수 있다. 상기 적층용 프레임은 이차전지를 적층하는데 이용되는 구성요소로서, 이차전지를 홀딩하여 그 유동을 방지하고, 상호 적층 가능하도록 구성되어 이차전지의 조립을 가이드할 수 있다. 이러한 적층용 프레임은, 카트리지 등 다른 다양한 용어로 대체될 수 있으며, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 적층용 프레임의 네 모서리는 이차전지의 외주부에 위치할 수 있다. 그리고, 적층용 프레임을 적층하는 경우, 이차전지는 적층용 프레임의 적층된 내부 공간 사이에 수납될 수 있다.
상기 복수의 이차전지는 전극 조립체가 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층으로 구성된 파우치 외장재에 수납된 형태의 파우치형 이차전지 일 수 있으며, 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있다. 상기 리튬 이차전지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 양극, 음극, 분리막을 포함하는 전극 조립체와 전해액을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다.
구체적으로, 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전제 및 결착제의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
본 발명에 따른 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬망간 산화물(LiMnO2); 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 니켈 사이트형 리튬 니켈 산화물(lithiated nickel oxide); 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 리튬 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 또는 이들의 조합에 의해 형성되는 복합 산화물 등과 같이 리튬 흡착 물질(lithium intercalation material)을 주성분으로 하는 화합물과 혼합 사용할 수 있다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 도전제는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전제는 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, 티탄산칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 결착제는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 결착제의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
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.
또한, 음극은 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 재료는 비정질 카본 또는 정질 카본을 포함하며, 구체적으로는 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, 및 Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 양극과 음극 사이에서 상기 전극들을 절연시키는 분리막으로는 통상 알려진 폴리올레핀계 분리막이나, 상기 올레핀계 기재에 유, 무기 복합층이 형성된 복합 분리막 등을 모두 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
상기와 같은 구조로 이루어진 전극 집전체를 파우치 외장재에 수납한 다음, 전해액을 주입하여 전지를 제조한다.
본 발명에 따른 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해질로서, 이는 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수 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, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
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.
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.
또한, 비수계 전해질에는 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.
한편, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
또한, 본 명세서에서 상하, 좌우, 전후 등과 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위해 상대적인 위치를 나타내는 것일 뿐, 관측자의 관측 위치나 각 구성요소의 배치 형태에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
100: 배터리 모듈
200: 외부 팩
300: 단열재
400: 상변화 물질부

Claims (9)

  1. 복수의 이차전지들로 이루어진 배터리 모듈과 상기 배터리 모듈을 수용하는 외부 팩을 포함하고, 상기 외부 팩의 내부에는 단열재와 상변화 물질부가 구비된, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열재와 상변화 물질부는 상기 외부 팩의 내부의 적어도 일면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상변화 물질부는 상기 배터리 모듈과 마주하는 상기 단열재의 일면, 또는 상기 외부 팩의 내부 중 상기 단열재가 구비되지 않은 부분에 구비되는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상변화 물질부는 상변화 물질을 포함하고, 캡슐형, 발포형, 매트릭스 담지체형 및 필름형 중 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상변화 물질은 20 내지 100℃의 상변화 온도(TPC)를 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 상변화 물질은 파라핀, 무기 염, 염 수화물, 카복실산 및 당 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 상변화 물질은 테트라코산, 헥사코산, 노나코산, 소듐아세테이트 트라이하이드레이트, 소듐싸이오설페이트 펜타하이드레이트, 소듐하이드록사이드 모노하이드레이트, 리튬나이트레이트와 헥사하이드레이트의 혼합물, 트라이소듐포스페이트 도데카하이드레이트, 마그네슘나이트레이트 헥사하이드레이트, 미리스트산, 스테아르산 및 크실리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상변화 물질부는 하나 이상의 보조제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조제는 금속 분말, 금속 과립 또는 흑연인 것을 특징으로 하는, 배터리 팩.
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