KR20200047077A - A component for a secondary battery with improved safty, and A battery module and battery pack comprising the same - Google Patents

A component for a secondary battery with improved safty, and A battery module and battery pack comprising the same Download PDF

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KR20200047077A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a component for a secondary battery which is installed on a current path of the secondary battery. The component for a secondary battery comprises: a metal plate having a rupture groove formed in a part thereof; and a cooling sheet including a phase change material (PCM) and an accommodation cover accommodating the PCM and formed with the rupture groove to be compared to a surrounding region so as to surround a circumference of a rupture region in which a thickness of the metal plate becomes thinner.

Description

안전성이 향상된 이차전지용 부품, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩{A component for a secondary battery with improved safty, and A battery module and battery pack comprising the same}A component for a secondary battery with improved safty, and A battery module and battery pack comprising the same}

본 발명은, 안전성이 향상된 이차전지용 부품, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 이차전지에 있어서 전류의 경로 상에 설치되는 부품으로서 과전류에 의해 용이하게 파단 가능한 구조를 갖는 파단부를 구비하되, 이러한 파단부에 냉각 부재가 적용되어 정상적인 사용 상태에서 파단부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있도록 구성된 이차전지용 부품, 그리고 이를 포함하는 배터리 모듈 및 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a component for a secondary battery with improved safety, and a battery module and a battery pack including the same, and more specifically, as a component installed on a path of electric current in a secondary battery, can be easily broken by overcurrent. Regarding a battery module and a battery pack including a component for a secondary battery, and a battery module including the same, which is provided with a breaking portion having a structure, and configured to prevent an excessive increase in the temperature of the breaking portion in a normal use state by applying a cooling member to the breaking portion will be.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric products such as video cameras, portable telephones, and portable PCs is activated, the importance of secondary batteries mainly used as driving power is increasing.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다. Unlike primary batteries that cannot be charged, secondary batteries that can be charged and discharged are actively developed through the development of high-tech fields such as digital cameras, cellular phones, laptop computers, power tools, electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, and large-capacity power storage devices. Research is ongoing.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.In particular, lithium secondary batteries have high energy density per unit weight and can be rapidly charged compared to other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries. Is going on.

리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다. Lithium secondary batteries have a working voltage of 3.6V or higher and are used as power sources for portable electronic devices, or by connecting multiple batteries in series or in parallel, high power electric vehicles, hybrid vehicles, power tools, electric bicycles, power storage devices, UPS, etc. Is used.

리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.Lithium secondary batteries are used at a rapid rate because the operating voltage is three times higher than that of nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries, and the energy density per unit weight is excellent.

리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.Lithium secondary batteries can be classified into lithium ion batteries using a liquid electrolyte and lithium ion polymer batteries using a polymer solid electrolyte according to the type of electrolyte. The lithium ion polymer battery may be divided into a fully solid lithium ion polymer battery containing no electrolyte solution and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing electrolyte, depending on the type of polymer solid electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극 조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In the case of a lithium ion battery using a liquid electrolyte, a cylindrical or square metal can is used as a container and sealed in a sealed manner. Since the can-type secondary battery using such a metal can as a container has a fixed shape, there is a disadvantage that constrains the design of an electrical product that uses it as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Therefore, a pouch type secondary battery that is used by sealing the electrode assembly and electrolyte in a pouch packaging made of a film has been developed and used.

그런데, 리튬 이차전지는 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 리튬 이차전지의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지를 통해 한계 이상의 과전류가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 리튬 이차전지가 주울열에 의해 발열을 하므로 전지의 내부 온도가 급속하게 상승한다. 또한 온도의 급속한 상승은 전해액의 분해 반응을 야기하여 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 결국에는 전지의 폭발까지 이어지게 된다. 과전류는 뾰족한 금속 물체가 리튬 이차전지를 관통하거나 양극과 음극 사이에 개재된 분리막의 수축에 의해 양극과 음극 사이의 절연이 파괴되거나 외부에 연결된 충전 회로나 부하의 이상으로 인해 돌입전류(rush current)가 전지에 인가되는 등의 경우에 발생된다.However, the lithium secondary battery is one of the important tasks to secure safety because of the risk of explosion when overheated. Overheating of the lithium secondary battery occurs from various causes, and one of them is a case where an overcurrent exceeding a limit flows through the lithium secondary battery. When the overcurrent flows, the lithium secondary battery generates heat by Joule heat, so the internal temperature of the battery rapidly increases. In addition, the rapid rise in temperature causes a decomposition reaction of the electrolytic solution, causing a thermal runaway, which eventually leads to an explosion of the battery. The overcurrent is the rush current due to the breakdown of the insulation between the positive electrode and the negative electrode due to the contraction of the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode when a pointed metal object penetrates the lithium secondary battery or the external charging circuit or load is abnormal. Is generated in the case of being applied to a battery.

따라서 리튬 이차전지는 과전류의 발생과 같은 이상 상황으로부터 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용되며, 상기 보호회로에는 과전류가 발생되었을 때 충전 또는 방전전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시키는 퓨즈 소자가 포함되는 것이 일반적이다. Therefore, a lithium secondary battery is used in combination with a protection circuit to protect the battery from abnormal conditions such as occurrence of overcurrent, and the protection circuit is a fuse element that irreversibly disconnects a line through which charging or discharging current flows when an overcurrent occurs. It is common to include.

도 1은 리튬 이차전지를 포함하는 배터리 팩과 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a configuration of a protection circuit coupled with a battery pack including a lithium secondary battery.

도면에 도시된 바와 같이, 보호회로는 과전류 발생 시 배터리 팩을 보호하기 위해 퓨즈 소자(1), 과전류 센싱을 위한 센스 저항(2), 과전류 발생을 모니터하여 과전류 발생 시 퓨즈 소자(1)를 동작시키는 마이크로 컨트롤러(3) 및 상기 퓨즈 소자(1)에 동작 전류의 유입을 스위칭하는 스위치(4)를 포함한다.As shown in the figure, the protection circuit operates a fuse element 1 to protect the battery pack when an overcurrent occurs, a sense resistor 2 for overcurrent sensing, and an overcurrent occurrence to operate the fuse element 1 when an overcurrent occurs It includes a microcontroller 3 and a switch 4 for switching the inflow of operating current to the fuse element 1.

퓨즈 소자(1)는 배터리 팩의 최 외측 단자에 연결된 주 선로에 설치된다. 주 선로는 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 배선을 말한다. 도면에는, 퓨즈 소자(1)가 고전위 선로(Pack+)에 설치된 것으로 도시되어 있다. The fuse element 1 is installed on the main line connected to the outermost terminal of the battery pack. The main line is a wiring through which charging or discharging current flows. In the drawing, the fuse element 1 is illustrated as being installed on a high potential line (Pack +).

퓨즈 소자(1)는 3단자 소자 부품으로 2개의 단자는 충전 또는 방전 전류가 흐르는 주 선로에, 1개의 단자는 스위치(4)와 접속된다. 그리고 내부에는 주 선로와 직렬 연결되며 특정 온도에서 융단이 이루어지는 퓨즈(1a)와, 상기 퓨즈(1a)에 열을 인가하는 저항(1b)이 포함되어 있다.The fuse element 1 is a three-terminal element component, and two terminals are connected to a main line through which charging or discharging current flows, and one terminal is connected to the switch 4. In addition, a fuse 1a connected to the main line in series and fused at a specific temperature, and a resistor 1b for applying heat to the fuse 1a are included.

상기 마이크로 컨트롤러(3)는 센스 저항(2) 양단의 전압을 주기적으로 검출하여 과전류 발생 여부를 모니터하며, 과전류가 발생된 것으로 판단되면 스위치(4)를 턴 온 시킨다. 그러면 주 선로에 흐르는 전류가 퓨즈 소자(1) 측으로 바이패스되어 저항(1b)에 인가된다. 이에 따라, 저항(1b)에서 발생된 주울열이 퓨즈(1a)에 전도되어 퓨즈(1a)의 온도를 상승시키며, 퓨즈(1a)의 온도가 융단 온도까지 오르게 되면 퓨즈(1a)가 융단 됨으로써 주 선로가 비가역적으로 단선된다. 주 선로가 단선되면 과전류가 더 이상 흐르지 않게 되므로 과전류로부터 비롯되는 문제를 해소할 수 있다. The microcontroller 3 periodically detects the voltage across the sense resistor 2 to monitor whether an overcurrent has occurred, and if it is determined that an overcurrent has occurred, turn on the switch 4. Then, the current flowing through the main line is bypassed toward the fuse element 1 and applied to the resistor 1b. Accordingly, the Joule heat generated in the resistor 1b is conducted to the fuse 1a to raise the temperature of the fuse 1a, and when the temperature of the fuse 1a rises to the melting temperature, the fuse 1a is melted, so that the main The line is irreversibly disconnected. If the main line is disconnected, the overcurrent will no longer flow, so the problem arising from the overcurrent can be solved.

그런데, 위와 같은 종래 기술은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(3)에서 고장이 생기면 과전류가 발생된 상황에서도 스위치(4)가 턴 온 되지 않는다. 이런 경우 퓨즈 소자(1)의 저항(1b)으로 전류가 유입되지 않으므로 퓨즈 소자(1)가 동작을 하지 않는 문제가 있다. 또한 보호회로 내에 퓨즈 소자(1)의 배치를 위한 공간이 별도로 필요하고 퓨즈 소자(1)의 동작 제어를 위한 프로그램 알고리즘이 마이크로 컨트롤러(3)에 반드시 적재되어야 한다. 따라서 보호회로의 공간 효율성이 저하되고 마이크로 컨트롤러(3)의 부하를 증가시키는 단점이 있다.However, the prior art as described above has various problems. That is, when a failure occurs in the microcontroller 3, the switch 4 is not turned on even in a situation where an overcurrent is generated. In this case, since the current does not flow into the resistor 1b of the fuse element 1, there is a problem that the fuse element 1 does not operate. In addition, a space for the placement of the fuse element 1 in the protection circuit is required separately, and a program algorithm for controlling the operation of the fuse element 1 must be loaded in the microcontroller 3. Therefore, there is a disadvantage that the space efficiency of the protection circuit is reduced and the load of the microcontroller 3 is increased.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 과전류의 발생 시에 이차전지에 적용되는 부품에서 자체적으로 과전류를 차단할 수 있는 구조를 가지면서도 그러한 구조로 인한 발열의 문제 역시 해소할 수 있는 구조를 갖는 이차전지용 부품을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention was devised in consideration of the above-described problems, and has a structure capable of blocking overcurrent by itself in parts applied to a secondary battery when an overcurrent occurs, but also a structure capable of solving the problem of heat generation due to such a structure. An object of the present invention is to provide a secondary battery component.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품은, 이차전지의 전류 경로 상에 설치되는 이차전지용 부품으로서, 일부에 파단 홈이 형성된 금속 플레이트; 및 PCM 및 내부에 상기 PCM을 수용하는 수용 커버를 포함하며, 상기 파단 홈이 형성되어 주변 영역과 비교하여 상기 금속 플레이트의 두께가 얇아진 파단 영역의 둘레를 감싸는 냉각 시트; 를 포함한다.Components for a secondary battery according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, a secondary battery component that is installed on the current path of the secondary battery, a metal plate having a fracture groove formed in part; And a receiving cover accommodating the PCM and the PCM therein, the cooling sheet surrounding the periphery of the fracture region where the fracture groove is formed and the thickness of the metal plate becomes thinner compared to the surrounding region; It includes.

상기 파단 홈은, 상기 금속 플레이트의 일 면 또는 양 면 상에 소정의 깊이로 형성될 수 있다.The breaking groove may be formed at a predetermined depth on one or both sides of the metal plate.

상기 냉각 시트는, 상기 파단 홈을 충진시킬 수 있다.The cooling sheet may fill the fracture groove.

상기 이차전지용 부품은, 상기 파단 홈의 일부를 충진시키되 상기 파단 홈의 바닥면과 접하며 상기 금속 플레이트와 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 솔더링 패턴을 더 포함할 수 있다.The component for the secondary battery may further include a soldering pattern filling a part of the breaking groove but contacting the bottom surface of the breaking groove and having a lower melting point compared to the metal plate.

상기 냉각 시트의 일부는 상기 솔더링 패턴의 상부에 형성되며, 상기 파단 홈의 나머지 부분을 충진시킬 수 있다.A portion of the cooling sheet is formed on the soldering pattern and may fill the remaining portion of the breaking groove.

상기 파단 홈은, 상기 금속 플레이트의 둘레를 따라 연속적으로 형성될 수 있다.The rupture groove may be continuously formed along the circumference of the metal plate.

상기 냉각 시트는, 상기 파단 홈을 충진시킬 수 있다.The cooling sheet may fill the fracture groove.

상기 이차전지용 부품은, 상기 파단 홈의 일부를 충진시키되 상기 파단 홈의 바닥면과 접하며 상기 금속 플레이트와 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 솔더링 패턴을 더 포함할 수 있다.The component for the secondary battery may further include a soldering pattern filling a part of the breaking groove but contacting the bottom surface of the breaking groove and having a lower melting point compared to the metal plate.

상기 냉각 시트는 상기 솔더링 패턴의 상부에 형성되며, 상기 파단 홈의 나머지 부분을 충진시킬 수 있다.The cooling sheet may be formed on an upper portion of the soldering pattern, and fill the remaining portion of the breaking groove.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 및 상기 한 쌍의 전극 리드가 외부로 인출되도록 상기 전극 조립체를 수용하며 밀봉되는 셀 케이스; 를 포함하며, 상기 한 쌍의 전극 리드 중 적어도 하나로서 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품이 적용된다.On the other hand, a battery cell according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, the electrode assembly; A pair of electrode leads connected to the electrode assembly; And a cell case accommodating and sealing the electrode assembly so that the pair of electrode leads are drawn out. It includes, as at least one of the pair of electrode leads, a secondary battery component according to an embodiment of the present invention is applied.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀; 상기 배터리 셀과 연결되는 한 쌍의 외부 단자; 및 상기 한 쌍의 외부 단자가 외부로 노출되도록 상기 복수의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스; 를 포함하며, 상기 한 쌍의 외부 단자 중 적어도 하나로서 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품이 적용된다.In addition, a battery module according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, a plurality of battery cells electrically connected; A pair of external terminals connected to the battery cells; And a module case accommodating the plurality of battery cells such that the pair of external terminals are exposed to the outside. Included, the secondary battery component according to an embodiment of the present invention is applied as at least one of the pair of external terminals.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈; 및 인접한 배터리 모듈 사이를 전기적으로 연결하는 커넥터; 를 포함하며, 상기 커넥터로서 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품이 적용된다.In addition, a battery pack according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem, a plurality of battery modules including a plurality of electrically connected battery cells; And a connector for electrically connecting adjacent battery modules. Included, and the secondary battery component according to an embodiment of the present invention is applied as the connector.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지에 과전류가 발생되는 경우 과전류의 신속한 차단이 가능하게 되며, 이로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.According to an aspect of the present invention, when an overcurrent is generated in the secondary battery, it is possible to quickly cut off the overcurrent, thereby securing safety in using the secondary battery.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지에 발생된 과전류를 신속히 차단하기 위해 적용된 파단부의 구조로 인해 정상적인 사용 상태에서도 이차전지의 온도가 과도하게 높아지는 현상을 방지할 있게 된다.According to another aspect of the present invention, it is possible to prevent the phenomenon that the temperature of the secondary battery becomes excessively high even in normal use due to the structure of the breaking portion applied to quickly cut off the overcurrent generated in the secondary battery.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이차전지에 과전류가 발생하였을 때 파단부가 파단되면서 주변으로 스파크가 튀어 일어날 수 있는 2차적인 이벤트(event) 발생을 방지할 수 있게 되며, 이로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있게 된다.According to another aspect of the present invention, when an overcurrent occurs in the secondary battery, a secondary event can occur to prevent sparks from being spattered around the rupture portion when it breaks, thereby enabling safety in use of the secondary battery. Will be able to secure.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 리튬 이차전지와 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 일 형태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품에 적용되는 냉각 시트를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 다른 형태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.
도 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 또 다른 형태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.The following drawings attached to this specification are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below, and thus the present invention is described in such drawings. It is not limited to interpretation.
1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a configuration of a protection circuit coupled with a lithium secondary battery.
2 is a perspective view showing one form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery component shown in FIG. 2.
4 is a view showing a cooling sheet applied to a secondary battery component according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing another form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery component shown in FIG. 5.
7 is a perspective view showing still another form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery component shown in FIG. 7.
9 is a perspective view showing a secondary battery component according to another embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery component shown in FIG. 9.
11 is a cross-sectional view showing another form of a component for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
13 is a plan view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
14 is a plan view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and at the time of this application, various alternatives are possible. It should be understood that there may be equivalents and variations.

먼저 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품(20)의 일 형태에 대해서 설명하기로 한다.First, with reference to FIGS. 2 and 3, one form of the secondary battery component 20 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 일 형태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.2 is a perspective view showing one form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a component for a secondary battery illustrated in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 이차전지용 부품(20)은, 일부에 파단 홈(21a)이 형성된 금속 플레이트(21) 및 내부에 PCM(phase change material)을 함유하는 냉각 시트(22)를 포함한다.2 and 3, the secondary battery component 20 according to an embodiment of the present invention, containing a metal plate 21 and a phase change material (PCM) therein a fracture groove 21a is formed in part Cooling sheet 22 is included.

상기 이차전지용 부품(20)은, 이차전지의 전류 경로 상에 설치되는 부품으로서, 단락 등의 발생으로 인해 금속 플레이트(21)를 통해 과전류가 흘렀을 때 주변 영역과 비교하여 금속 플레이트(21)의 두께가 얇게 형성된 파단 영역(F)이 파단되는 특성을 갖는다.The secondary battery component 20 is a component installed on the current path of the secondary battery, and when the overcurrent flows through the metal plate 21 due to the occurrence of a short circuit, the thickness of the metal plate 21 compared to the surrounding area It has a characteristic that the fracture region F is formed thin.

즉, 과전류가 상기 이차전지용 부품(20)을 통과하면, 파단 홈(21a)의 형성으로 인해 주변 영역과 비교하여 두께가 더 얇은 파단 영역(F)에서 저항 발열에 의해 많은 열이 발생하게 된다.That is, when the overcurrent passes through the secondary battery component 20, due to the formation of the rupture groove 21a, a lot of heat is generated by resistance heating in the rupture region F, which is thinner than the surrounding region.

그 결과, 과전류가 흐르기 시작한 직 후 파단 영역(F)의 온도는 금속 플레이트(21)의 융점 이상으로 올라가게 되며, 이로써 파단 영역(F)을 중심으로 하여 금속 플레이트(21)가 파단되어 두 부분으로 분리되고, 이로써 과전류가 흐를 수 있는 경로는 비가역적으로 단선되는 결과로 이어진다.As a result, immediately after the overcurrent starts to flow, the temperature of the fracture region F rises above the melting point of the metal plate 21, whereby the metal plate 21 is fractured around the fracture region F and is broken into two parts. And thus the path through which the overcurrent can flow leads to an irreversible disconnection.

본 발명의 도면에서는, 소정의 깊이를 갖는 상기 파단 홈(21a)이 금속 플레이트(21)의 상면에 형성된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 파단 홈(21a)은, 금속 플레이트(21)의 상면 및 하면 중 어느 한 곳에 형성될 수도 있고, 이와는 달리 금속 플레이트(21)의 상면과 하면 모두에 형성될 수도 있는 것이다.In the drawings of the present invention, only the case where the breaking groove 21a having a predetermined depth is formed on the upper surface of the metal plate 21 is shown, but the present invention is not limited thereto. That is, the breaking groove 21a may be formed on any one of the upper and lower surfaces of the metal plate 21, or alternatively, may be formed on both the upper and lower surfaces of the metal plate 21.

상기 금속 플레이트(21)는 전기적 저항이 비교적 작은 단일 금속 또는 이종 금속의 합금으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 금속 플레이트(21)는, 구리 플레이트, 알루미늄 플레이트, 니켈이 코팅된 구리 플레이트 등으로 이루어질 수 있다. 상기 금속 플레이트(21)는, 이와 같이 전기 전도도가 우수한 금속으로 이루어지되, 적어도 그 일 면 상에 형성되는 파단 홈(21a)으로 인해 과전류 발생 상황에서는 신속한 파단성을 가질 수 있는 것이다.The metal plate 21 may be made of a single metal or an alloy of a different metal having a relatively small electrical resistance. For example, the metal plate 21 may be formed of a copper plate, an aluminum plate, a copper plate coated with nickel, or the like. The metal plate 21 is made of a metal having excellent electrical conductivity as described above, but may have a rapid breaking property in an overcurrent generation situation due to the breaking groove 21a formed on at least one surface.

상기 파단 홈(21a)의 폭 및/또는 깊이가 달라지게 되면 파단 영역(F)의 저항 값이 변화하게 된다. 따라서, 상기 파단 홈(21a)의 폭 및/또는 깊이는, 이차전지용 부품(20)이 견뎌야 하는 최대 전압 및 최대 전류, 그리고 이차전지용 부품(20)을 이용하여 차단하고자 하는 과전류의 레벨, 이차전지용 부품(20)에 요구되는 전기적 물성(저항) 및/또는 기계적 물성(인장 강도, 파단 강도 등)을 고려하여 결정되어야 한다.When the width and / or depth of the breaking groove 21a is changed, the resistance value of the breaking region F is changed. Therefore, the width and / or depth of the breaking groove 21a is the maximum voltage and the maximum current that the secondary battery component 20 must withstand, and the level of the overcurrent to be cut using the secondary battery component 20, for the secondary battery It should be determined in consideration of electrical properties (resistance) and / or mechanical properties (tensile strength, breaking strength, etc.) required for the part 20.

상기 냉각 시트(22)는, 온도에 따라 상이 변화하는 물질인 PCM(22a) 및 PCM(22a)을 수용하는 수용 커버(22b)를 포함한다. 상기 냉각 시트(22)는, 파단 홈(21a)이 형성되어 주변 영역과 비교하여 금속 플레이트(21)의 두께가 얇게 형성된 영역인 파단 영역(F)의 둘레를 감싼다.The cooling sheet 22 includes a PCM 22a, which is a material whose phase changes with temperature, and a receiving cover 22b that accommodates the PCM 22a. The cooling sheet 22 surrounds the circumference of the rupture region F, which is a region in which the rupture groove 21a is formed and the thickness of the metal plate 21 is thin compared to the surrounding region.

상기 냉각 시트(22)는, 이와 같이 파단 영역(F)에 부착되어 이차전지용 부품(20)에 정상적인 전류가 흐르는 상황에서 파단 영역(F)의 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지한다. 즉, 상기 이치전지용 부품(20)은, 파단 홈(21a)이 형성된 영역에서 감소된 단면적으로 인해 저항 값이 커지게 되고, 이로 인해 정상적인 전류에 의해서도 온도가 지나치게 높아지는 경향이 있다.The cooling sheet 22 is attached to the fracture region F as described above, and prevents the temperature of the fracture region F from being excessively high in a situation in which a normal current flows through the secondary battery component 20. That is, the component 20 for the ichi battery, the resistance value becomes large due to the reduced cross-sectional area in the region where the breaking groove 21a is formed, and thus, the temperature tends to be too high even by a normal current.

상기 냉각 시트(22)는, 이처럼 정상적인 전류의 흐름에 따른 파단 영역(F)의 온도 상승이 있는 경우, 상변화를 통해 파단 영역(F)에서 발생되는 열을 흡수하고 흡수된 열을 외부로 방출함으로써 다시 원래의 상으로 돌아오는 과정을 통해 파단 영역(F)을 냉각시킨다. The cooling sheet 22 absorbs heat generated in the fracture region F through phase change and releases the absorbed heat to the outside when there is a temperature rise in the fracture region F according to the flow of the normal current. By doing so, the fracture region F is cooled through the process of returning to the original image.

상기 PCM(22a)으로는, 예를 들어, 이차전지의 발열로 인해 주변의 온도가 일정 수준 이상이 되면 열을 흡수함으로써 고체 상태에서 액체 상태로 변하거나 또는 액체 상태에서 기체 상태로 변하고, 또한 흡수된 열을 외부로 방출하면서 다시 액체 상태에서 고체 상태로 변하거나 또는 기체 상태에서 액체 상태로 변하는 물질이 적용될 수 있다.With the PCM 22a, for example, when the ambient temperature becomes higher than a certain level due to the heat generation of the secondary battery, it changes from a solid state to a liquid state by absorbing heat, or from a liquid state to a gaseous state, and is also absorbed. Substances that change from a liquid state to a solid state or from a gaseous state to a liquid state may be applied while discharging the heat.

이러한 PCM(22a)으로는, 예를 들어, 수화물 형태의 무기물, 파라핀계 탄화수소 및 유기산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 적용될 수 있다.As the PCM 22a, for example, any one selected from the group consisting of inorganic substances in the form of hydrates, paraffinic hydrocarbons, and organic acids, or a mixture of two or more of them may be applied.

상기 수화물 형태의 무기물로는, 예를 들어, NaNH4SO4·2H2O, Na2SO4·10H2O, Na2SiO3·5H2O, Na3PO4·12H2O, Na(CH3COO)·3H2O, NaHPO4·12H2O, K2HPO4·3H2O, Fe(NO3)3·9H2O, FeCl3·2H2O, Fe2O3·4SO4·9H2O, Ca(NO3)2·3H2O, CaCl2·6H2O, K2HPO4·3H2O 및 K3PO4·7H2O로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.Examples of the hydrate-type inorganic material include NaNH 4 SO 4 · 2H 2 O, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, Na 2 SiO 3 · 5H 2 O, Na 3 PO 4 · 12H 2 O, Na ( CH 3 COO) · 3H 2 O, NaHPO 4 · 12H 2 O, K 2 HPO 4 · 3H 2 O, Fe (NO 3 ) 3 · 9H 2 O, FeCl 3 · 2H 2 O, Fe 2 O 3 · 4SO 4 9H 2 O, Ca (NO 3 ) 2 · 3H 2 O, CaCl 2 · 6H 2 O, K 2 HPO 4 · 3H 2 O and K 3 PO 4 · 7H 2 O, or any one selected from the group consisting of Mixtures of two or more of them can be used.

상기 파라핀계 탄화수소로는, n-옥타코산, n-헵타코산, n-펜타코산, n-테트라코산, n-트리코산, n-도코산, n-헤네이코산, n-에이코산, n-노나데칸, n-옥타데칸, n-헵타데칸, n-헥사데칸, n-펜타데칸, n-테트라데칸 및 n-트리데칸으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.Examples of the paraffinic hydrocarbon include n-octacoic acid, n-heptacoic acid, n-pentacoic acid, n-tetracoic acid, n-tricoic acid, n-docoic acid, n-henecoic acid, n-eic acid, n -Nonadecane, n-octadecane, n-heptadecane, n-hexadecane, n-pentadecane, n-tetradecane and n-tridecane, or a mixture of two or more of them. Can be.

또한, 상기 유기산으로는, n-옥타노익산, 타르타르산, 옥살산, 아세트산, 유산 및 클로로아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다. In addition, as the organic acid, any one selected from the group consisting of n-octanoic acid, tartaric acid, oxalic acid, acetic acid, lactic acid and chloroacetic acid, or a mixture of two or more of them may be used.

상기 수용 커버(22b)는, PCM(22a)을 수용하는 용기로서, 그 두께는 내부의 PCM(22a)의 온도 변화에 따른 상변화를 원활히 일으킬 수 있도록 수용 커버(22b)의 외부와 내부 사이에서의 열전달이 원활하게 이루어질 수 있는 두께라면 제한 없이 선택 가능하다.The accommodating cover 22b is a container accommodating the PCM 22a, and its thickness is between the outside and the inside of the accommodating cover 22b so as to smoothly cause a phase change according to the temperature change of the PCM 22a inside. If the thickness of the heat transfer can be made smoothly can be selected without limitation.

상기 수용 커버(22b)로는, 다양한 종류의 수지가 적용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 나일론, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 젤라틴, 키토산, 셀룰로오스, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.As the receiving cover 22b, various kinds of resins can be applied, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, nylon, polycaprolactone, polyethylene terephthalate, polyurethane, gelatin, chitosan, cellulose, polymethyl meta Any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of acrylates and derivatives thereof may be used.

다음은, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품(20)의 다른 형태를 설명하기로 한다.Next, with reference to FIGS. 5 and 6, another form of the secondary battery component 20 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 다른 형태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.5 is a perspective view showing another form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a component for a secondary battery illustrated in FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 이차전지용 부품(20)은, 앞서 설명한 실시 형태와 마찬가지로, 냉각 시트(22)가 금속 플레이트(21)의 파단 영역(F) 둘레를 감싸되, 금속 플레이트(21)에 형성된 파단 홈(21a)을 충진시키는 형태로 제공된다. 5 and 6, in the secondary battery component 20, as in the above-described embodiment, the cooling sheet 22 is wrapped around the fracture region F of the metal plate 21, and the metal plate ( It is provided in the form of filling the breaking groove (21a) formed in 21).

이와 같이, 상기 냉각 시트(22)가 파단 홈(21a)을 완전히 충진시키는 경우, 냉각 시트(22)와 금속 플레이트(21) 간의 접촉 면적 증가로 인해 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있고, 또한 금속 플레이트(21)의 두께가 얇아진 부분을 보강하여 강성의 측면에서도 유리한 효과를 얻을 수 있게 된다.As described above, when the cooling sheet 22 completely fills the breaking groove 21a, the cooling efficiency may be further improved due to an increase in the contact area between the cooling sheet 22 and the metal plate 21, and also the metal plate By reinforcing the portion where the thickness of (21) is thinned, it is possible to obtain an advantageous effect in terms of rigidity.

다음은, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 또 다른 형태에 대해서 설명하기로 한다.Next, with reference to FIGS. 7 and 8, another form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.

도 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품의 또 다른 형태를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.7 is a perspective view showing still another form of a component for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a component for a secondary battery illustrated in FIG. 7.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 이차전지용 부품(20)은, 금속 플레이트(21) 및 냉각 시트(22) 외에 솔더링 패턴(23)을 더 포함할 수 있다.7 and 8, the secondary battery component 20 may further include a soldering pattern 23 in addition to the metal plate 21 and the cooling sheet 22.

상기 솔더링 패턴(23)은, 주석(Sn)과 구리(Cu)를 주성분으로 포함하며, 환경과 인체에 무해한 납(Pb)을 포함하지 않는 무연 솔더링 물질로 이루어진다. 상기 솔더링 패턴(23)은, 주석의 첨가로 인해 금속 플레이트(21)와 비교하여 더 낮은 융점 및 더 낮은 전기전도도를 갖는 대신 금속 플레이트(21)보다 더 우수한 인장강도를 갖는다. The soldering pattern 23 is made of a lead-free soldering material containing tin (Sn) and copper (Cu) as main components and not containing lead (Pb), which is harmless to the environment and the human body. The soldering pattern 23 has a better tensile strength than the metal plate 21 instead of having a lower melting point and lower electrical conductivity than the metal plate 21 due to the addition of tin.

이러한 특성을 갖는 솔더링 패턴(23)을 이용하여 파단 홈(21a)의 일부를 충진시킴으로써 파단 홈(21a)의 형성으로 인해 두께가 부분적으로 얇아진 금속 플레이트(21)의 강성을 보완할 수 있다.By filling a portion of the breaking groove 21a using the soldering pattern 23 having such characteristics, the rigidity of the metal plate 21 whose thickness is partially thinned due to the formation of the breaking groove 21a may be compensated.

상기 솔더링 패턴(23)은, 파단 홈(21a)의 일부를 충진시키되 파단 홈(21a)의 바닥면과 전체적으로 접한다. 이와 같이, 파단 홈(21a)의 바닥면과 접하는 솔더링 패턴(23)은, 전기 저항이 금속 플레이트(21)와 비교하여 더 크므로, 이차전지용 부품(20)을 통해서 흐르는 과전류는 파단 영역(F)에서 대부분 금속 플레이트(21)를 통과하게 된다. 이로 인해, 과전류 발생 시에 파단 영역(F) 내에서는 금속 플레이트(21) 부분의 온도가 우선적으로 크게 상승하게 되고, 금속 플레이트(21)와 접하는 솔더링 패턴(23)의 온도는 열전도에 의해 융점 온도까지 빠르게 상승하여 솔더링 패턴(23)이 우선적으로 용융된다.The soldering pattern 23 fills a part of the breaking groove 21a, but is in full contact with the bottom surface of the breaking groove 21a. As described above, since the soldering pattern 23 contacting the bottom surface of the breaking groove 21a has an electric resistance greater than that of the metal plate 21, the overcurrent flowing through the secondary battery component 20 is broken area F ) Mostly passes through the metal plate 21. For this reason, when the overcurrent occurs, the temperature of the metal plate 21 portion increases preferentially in the fracture region F, and the temperature of the soldering pattern 23 in contact with the metal plate 21 is the melting point temperature due to heat conduction. It rises as fast as possible and the soldering pattern 23 preferentially melts.

이와 같이 솔더링 패턴(23)이 용융되는 경우, 파단 영역(F)에 있어서, 전류가 통과할 수 있는 단면적이 줄어들게 되어 금속 플레이트(21)의 온도 상승이 더욱 가속화 되고, 금속 플레이트(21)의 융점에 이르게 되면 금속 플레이트(21)는 파단 영역(F)을 기준으로 하여 두 부분으로 파단되어 과전류를 비가역적으로 차단하는 것이다.When the soldering pattern 23 is melted as described above, in the fracture region F, the cross-sectional area through which electric current can pass is reduced, so that the temperature rise of the metal plate 21 is further accelerated, and the melting point of the metal plate 21 Upon reaching, the metal plate 21 is broken into two parts based on the fracture region F, thereby irreversibly blocking the overcurrent.

다만, 이러한 과전류 발생 상황이 아닌 정상적인 사용 상태에서는, 파단 영역(F) 내에서 금속 플레이트(21)와 솔더링 패턴(23)을 감싸는 냉각 시트(22)로 인해 금속 플레이트(21)와 솔더링 패턴(23)의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.However, in the normal use state other than the overcurrent generation situation, the metal plate 21 and the soldering pattern 23 due to the cooling sheet 22 surrounding the metal plate 21 and the soldering pattern 23 in the fracture region F It is possible to prevent the temperature of) from rising excessively.

다음은, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품(20)에 대해서 설명하기로 한다.Next, with reference to FIGS. 9 and 10, the secondary battery component 20 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품을 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 이차전지용 부품을 나타내는 단면도이다.9 is a perspective view showing a component for a secondary battery according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing a component for a secondary battery illustrated in FIG. 9.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 이차전지용 부품(20)은, 둘레를 따라 연속적으로 형성된 파단 홈(21a)을 구비하는 금속 플레이트(21) 및 파단 홈(21a)을 충진시키는 냉각 시트(22)를 포함한다.9 and 10, the secondary battery component 20 includes a metal plate 21 having a breaking groove 21a continuously formed along the periphery, and a cooling sheet 22 filling the breaking groove 21a. ).

상기 금속 플레이트(21)는, 그 둘레를 따라 연속적으로 형성된 파단 홈(21a)으로 인해, 서로 동일한 단면적을 가지며 서로 이격된 한 쌍의 금속 플레이트 사이를 그보다 더 작은 단면적을 가진 금속 플레이트로 연결시킨 형태를 갖는다.The metal plate 21 is formed by connecting a pair of metal plates having the same cross-sectional area and spaced apart from each other as a metal plate having a smaller cross-sectional area due to the breaking grooves 21a continuously formed along its periphery. Have

상기 이차전지용 부품(20)은, 과전류가 금속 플레이트(21)를 통과하는 경우, 단면적이 작아진 파단 영역(F)을 기준으로 금속 플레이트(21)가 두 부분으로 분리됨으로써 과전류를 차단할 수 있다.When the overcurrent passes through the metal plate 21, the component for secondary battery 20 may block the overcurrent by separating the metal plate 21 into two parts based on the fracture region F having a small cross-sectional area.

상기 냉각 시트(22)는, 파단 홈(21a)을 완전히 충진시키며 파단 영역(F) 내에 위치한 금속 플레이트(21) 부분을 감싸도록 제공된다. 이로써 상기 냉각 시트(22)는, 파단 홈(21a)의 형성에 의해 부분적으로 두께가 얇아져 강성이 약해진 금속 플레이트(21)를 보강함과 동시에 정상적인 사용 상태에서 파단 영역(F)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.The cooling sheet 22 is provided to completely fill the fracture groove 21a and to surround a portion of the metal plate 21 located in the fracture region F. As a result, the cooling sheet 22 reinforces the metal plate 21, which is partially thinned by the formation of the breaking groove 21a, thereby reducing the rigidity, and at the same time, the temperature of the breaking area F is excessive in normal use. It can be prevented from rising.

다음은, 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품(20)의 다른 형태에 대해서 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 11, another form of the secondary battery component 20 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 부품의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing another form of a component for a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 상기 이차전지용 부품(20)은, 앞서 설명한 도 9 및 도 10에 나타난 이차전지용 부품과 비교하여 솔더링 패턴(23)을 더 포함하는 형태로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 11, the secondary battery component 20 may be implemented in a form that further includes a soldering pattern 23 as compared to the secondary battery component illustrated in FIGS. 9 and 10 described above.

상기 솔더링 패턴(23)은 파단 홈(21a)의 일부를 충진시키되, 파단 홈(21a)의 바닥면과 전체적으로 접하며, 앞서 설명한 바와 같이 금속 플레이트(21)와 비교하여 더 낮은 융점을 갖는다.The soldering pattern 23 fills a part of the breaking groove 21a, but is in full contact with the bottom surface of the breaking groove 21a, and has a lower melting point compared to the metal plate 21 as described above.

상기 냉각 시트(22)는, 솔더링 패턴(23)의 상부에 형성되어 솔더링 패턴(23)을 감싸며, 솔더링 패턴(23)이 충진시키고 남은 파단 홈(21a)의 나머지 공간을 충진시킨다. The cooling sheet 22 is formed on an upper portion of the soldering pattern 23 to surround the soldering pattern 23, and the soldering pattern 23 is filled to fill the remaining space of the remaining breaking groove 21a.

상기 솔더링 패턴(23)과 냉각 시트(22)를 이용하여 파단 홈(21a)을 충진시킴으로써 파단 홈(21a)의 형성으로 인해 부분적으로 단면적이 작아진 금속 플레이트(21)의 강성을 보완할 수 있다.By filling the fracture groove 21a using the soldering pattern 23 and the cooling sheet 22, the rigidity of the metal plate 21 partially reduced in cross-section due to the formation of the fracture groove 21a can be compensated. .

상기 솔더링 패턴(23)은, 파단 홈(21a)의 일부를 충진시키되, 파단 홈(21a)의 바닥면과 전체적으로 접한다. 상술한 바와 같이, 솔더링 패턴(23)은, 전기 저항이 금속 플레이트(21)와 비교하여 더 크므로, 이차전지용 부품(20)을 통해서 흐르는 과전류는 파단 영역(F)에서 대부분 금속 플레이트(21)를 통과하게 된다. 이로 인해, 과전류 발생 시에 파단 영역(F) 내에서는 금속 플레이트(21) 부분의 온도가 우선적으로 크게 상승하게 되고, 금속 플레이트(21)와 접하는 솔더링 패턴(23)의 온도는 열전도에 의해 융점 온도까지 빠르게 상승하여 솔더링 패턴(23)이 우선적으로 용융된다.The soldering pattern 23 fills a part of the breaking groove 21a, but is in full contact with the bottom surface of the breaking groove 21a. As described above, since the soldering pattern 23 has a greater electrical resistance than the metal plate 21, the overcurrent flowing through the secondary battery component 20 is mostly the metal plate 21 in the fracture region F. Will pass through. For this reason, when the overcurrent occurs, the temperature of the metal plate 21 portion increases preferentially in the fracture region F, and the temperature of the soldering pattern 23 in contact with the metal plate 21 is the melting point temperature due to heat conduction. It rises as fast as possible and the soldering pattern 23 preferentially melts.

이와 같이 솔더링 패턴(23)이 용융되는 경우, 파단 영역(F)에 있어서, 전류가 통과할 수 있는 단면적이 줄어들게 되어 금속 플레이트(21)의 온도 상승이 더욱 가속화 되고, 금속 플레이트(21)의 융점에 이르게 되면 금속 플레이트(21)는 파단 영역(F)을 기준으로 하여 두 부분으로 파단되어 과전류를 비가역적으로 차단하는 것이다.When the soldering pattern 23 is melted as described above, in the fracture region F, the cross-sectional area through which electric current can pass is reduced, so that the temperature rise of the metal plate 21 is further accelerated, and the melting point of the metal plate 21 Upon reaching, the metal plate 21 is broken into two parts based on the fracture region F, thereby irreversibly blocking the overcurrent.

다만, 이러한 과전류 발생 상황이 아닌 정상적인 사용 상태에서는, 파단 영역(F) 내에서 금속 플레이트(21)와 솔더링 패턴(23)을 감싸는 냉각 시트(22)로 인해 금속 플레이트(21)와 솔더링 패턴(23)의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.However, in the normal use state other than the overcurrent generation situation, the metal plate 21 and the soldering pattern 23 due to the cooling sheet 22 surrounding the metal plate 21 and the soldering pattern 23 in the fracture region F It is possible to prevent the temperature of) from rising excessively.

다음은, 도 12를 참조하여, 상술한 바와 같이 다양한 실시형태를 가질 수 있는 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 전극 리드로서 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(30)을 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 12, a battery cell 30 according to an embodiment of the present invention in which a component 20 for a secondary battery according to the present invention, which may have various embodiments as described above, is applied as an electrode lead I will do it.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 단면도이다.12 is a cross-sectional view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(30)은, 전극 조립체(31), 한 쌍의 전극 리드(32, 33) 및 셀 케이스(34)를 포함한다.Referring to FIG. 12, a battery cell 30 according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 31, a pair of electrode leads 32 and 33 and a cell case 34.

상기 한 쌍의 전극 리드(32, 33)는 전극 조립체(31)에 구비된 전극탭(T)에 연결된다. 상기 셀 케이스(34)는, 전극 리드(32, 33)가 외부로 인출되도록 전극 조립체(31)를 수용하며 실링에 의해 밀폐된다.The pair of electrode leads 32 and 33 are connected to the electrode tab T provided in the electrode assembly 31. The cell case 34 accommodates the electrode assembly 31 so that the electrode leads 32 and 33 are drawn out and is sealed by sealing.

상기 한 쌍의 전극 리드(32, 33) 중 적어도 어느 하나로서 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 적용된다.The secondary battery component 20 according to the present invention is applied as at least one of the pair of electrode leads 32 and 33.

이 경우, 단락의 발생 등으로 인해 배터리 셀(30)에 과전류가 흐르는 경우, 전극 리드(32, 33)에서 신속한 파단이 발생되어 과전류를 차단할 수 있다. 반면, 상기 배터리 셀(30)의 정상적인 사용 상태에서는, 냉각 시트(22)의 적용으로 인해, 전극 리드(32, 33)의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지할 수 있다.In this case, when an overcurrent flows through the battery cell 30 due to the occurrence of a short circuit, rapid breakage occurs in the electrode leads 32 and 33 to block the overcurrent. On the other hand, in the normal use state of the battery cell 30, due to the application of the cooling sheet 22, it is possible to prevent the temperature of the electrode leads 32 and 33 from excessively rising.

다음은, 도 13을 참조하여, 상술한 바와 같이 다양한 실시형태를 가질 수 있는 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 외부 단자로서 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(40)을 설명하기로 한다. Next, with reference to FIG. 13, the battery module 40 according to an embodiment of the present invention in which the secondary battery component 20 according to the present invention, which may have various embodiments as described above, is applied as an external terminal I will do it.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.13 is a plan view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(40)은, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀(미도시), 배터리 셀과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 외부 단자(41), 한 쌍의 외부 단자(41)가 외부로 노출되도록 복수의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스(43)를 포함한다. 상기 배터리 모듈(40)은, 배터리 셀과 외부 단자(41) 사이를 연결하기 위한 버스바(42)를 추가적으로 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 13, a battery module 40 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery cells (not shown) electrically connected, and a pair of external terminals 41 electrically connected to the battery cells, one And a module case 43 accommodating a plurality of battery cells such that the pair of external terminals 41 are exposed to the outside. The battery module 40 may further include a bus bar 42 for connecting between the battery cell and the external terminal 41.

상기 배터리 모듈(40)은, 한 쌍의 외부 단자(41) 중 적어도 어느 하나로서 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 적용된다.The battery module 40, a secondary battery component 20 according to the present invention is applied as at least one of a pair of external terminals 41.

이 경우, 단락의 발생 등으로 인해 배터리 모듈(40)에 과전류가 흐르는 경우, 외부 단자(41)에서 신속한 파단이 발생되어 과전류를 차단할 수 있다. 반면, 상기 배터리 모듈(40)의 정상적인 사용 상태에서는, 냉각 시트(22)의 적용으로 인해, 외부 단자(41)의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지할 수 있다.In this case, when an overcurrent flows through the battery module 40 due to the occurrence of a short circuit, a rapid breakage occurs at the external terminal 41 to block the overcurrent. On the other hand, in the normal use state of the battery module 40, due to the application of the cooling sheet 22, it is possible to prevent the temperature of the external terminal 41 from excessively rising.

다음은, 도 14를 참조하여, 상술한 바와 같이 다양한 실시형태를 가질 수 있는 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 커넥터로서 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(50)을 설명하기로 한다.Next, with reference to FIG. 14, a battery pack 50 according to an embodiment of the present invention to which a secondary battery component 20 according to the present invention may have various embodiments as a connector is applied as a connector. Shall be

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.14 is a plan view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(50)은, 한 쌍의 외부 단자(41)를 구비하는 복수의 배터리 모듈(40) 및 인접한 배터리 모듈(40) 사이를 전기적으로 연결하는 커넥터(44)를 포함한다.14, the battery pack 50 according to an embodiment of the present invention, a plurality of battery modules 40 having a pair of external terminals 41 and the adjacent battery module 40 between the electrically And a connector 44 for connection.

상기 배터리 팩(50)은, 커넥터(44)로서 본 발명에 따른 이차전지용 부품(20)이 적용된다.The battery pack 50, a secondary battery component 20 according to the present invention is applied as a connector 44.

이 경우, 단락의 발생 등으로 인해 배터리 팩(50)에 과전류가 흐르는 경우, 커넥터(44)에서 신속한 파단이 발생되어 과전류를 차단할 수 있다. 반면, 상기 배터리 팩(50)의 정상적인 사용 상태에서는, 냉각 시트(22)의 적용으로 인해, 커넥터(44)의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지할 수 있다.In this case, when an overcurrent flows through the battery pack 50 due to the occurrence of a short circuit, the connector 44 may rapidly break, thereby blocking the overcurrent. On the other hand, in the normal use state of the battery pack 50, due to the application of the cooling sheet 22, it is possible to prevent the temperature of the connector 44 from excessively rising.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by way of limited examples and drawings, the present invention is not limited by this and will be described below and the technical thoughts of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the equal scope of the claims.

20: 이차전지용 부품
21: 금속 플레이트
21a: 파단 홈
22: 냉각 시트
22a: PCM(phase change material)
22b: 수용 커버
23: 솔더링 패턴
F: 파단 영역
30: 배터리 셀
40: 배터리 모듈
50: 배터리 팩20: secondary battery parts
21: metal plate
21a: Breaking groove
22: cooling sheet
22a: PCM (phase change material)
22b: accommodation cover
23: soldering pattern
F: fracture area
30: battery cell
40: battery module
50: battery pack

Claims (12)

이차전지의 전류 경로 상에 설치되는 이차전지용 부품으로서,
일부에 파단 홈이 형성된 금속 플레이트; 및
PCM 및 내부에 상기 PCM을 수용하는 수용 커버를 포함하며, 상기 파단 홈이 형성되어 주변 영역과 비교하여 상기 금속 플레이트의 두께가 얇아진 파단 영역의 둘레를 감싸는 냉각 시트;
를 포함하는 이차전지용 부품.As a secondary battery component installed on the current path of the secondary battery,
A metal plate with a fracture groove formed in part; And
A cooling sheet including a PCM and an accommodating cover accommodating the PCM therein and surrounding the periphery of the fracture region where the fracture groove is formed and the thickness of the metal plate becomes thinner compared to the surrounding region;
Parts for a secondary battery comprising a. 제1항에 있어서,
상기 파단 홈은,
상기 금속 플레이트의 일 면 또는 양 면 상에 소정의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.According to claim 1,
The breaking groove,
A secondary battery component, characterized in that formed on a surface or both sides of the metal plate to a predetermined depth. 제2항에 있어서,
상기 냉각 시트는,
상기 파단 홈을 충진시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.According to claim 2,
The cooling sheet,
A secondary battery component, characterized in that the filling the rupture groove. 제2항에 있어서,
상기 이차전지용 부품은,
상기 파단 홈의 일부를 충진시키되 상기 파단 홈의 바닥면과 접하며 상기 금속 플레이트와 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 솔더링 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.According to claim 2,
The secondary battery component,
A part for a secondary battery, characterized in that it further comprises a soldering pattern having a lower melting point compared to the metal plate, filling a part of the fracture groove, but contacting the bottom surface of the fracture groove. 제4항에 있어서,
상기 냉각 시트의 일부는 상기 솔더링 패턴의 상부에 형성되며, 상기 파단 홈의 나머지 부분을 충진시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.According to claim 4,
Part of the cooling sheet is formed on the upper portion of the soldering pattern, the secondary battery component, characterized in that filling the rest of the fracture groove. 제1항에 있어서,
상기 파단 홈은,
상기 금속 플레이트의 둘레를 따라 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.According to claim 1,
The breaking groove,
A secondary battery component characterized in that it is continuously formed along the circumference of the metal plate. 제6항에 있어서,
상기 냉각 시트는,
상기 파단 홈을 충진시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.The method of claim 6,
The cooling sheet,
A secondary battery component, characterized in that the filling the rupture groove. 제6항에 있어서,
상기 이차전지용 부품은,
상기 파단 홈의 일부를 충진시키되 상기 파단 홈의 바닥면과 접하며 상기 금속 플레이트와 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 솔더링 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.The method of claim 6,
The secondary battery component,
A part for a secondary battery, characterized in that it further comprises a soldering pattern having a lower melting point compared to the metal plate, filling a part of the fracture groove, but contacting the bottom surface of the fracture groove. 제8항에 있어서,
상기 냉각 시트는 상기 솔더링 패턴의 상부에 형성되며, 상기 파단 홈의 나머지 부분을 충진시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 부품.The method of claim 8,
The cooling sheet is formed on the upper portion of the soldering pattern, the secondary battery component, characterized in that for filling the rest of the fracture groove. 전극 조립체;
상기 전극 조립체와 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 및
상기 한 쌍의 전극 리드가 외부로 인출되도록 상기 전극 조립체를 수용하며 밀봉되는 셀 케이스;
를 포함하며,
상기 한 쌍의 전극 리드 중 적어도 하나로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 셀.Electrode assembly;
A pair of electrode leads connected to the electrode assembly; And
A cell case accommodating and sealing the electrode assembly so that the pair of electrode leads are drawn out;
It includes,
A battery cell, characterized in that a component for a secondary battery according to any one of claims 1 to 9 is applied as at least one of the pair of electrode leads. 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀;
상기 배터리 셀과 연결되는 한 쌍의 외부 단자; 및
상기 한 쌍의 외부 단자가 외부로 노출되도록 상기 복수의 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;
를 포함하며,
상기 한 쌍의 외부 단자 중 적어도 하나로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.A plurality of battery cells electrically connected;
A pair of external terminals connected to the battery cells; And
A module case accommodating the plurality of battery cells such that the pair of external terminals are exposed to the outside;
It includes,
A battery module, characterized in that the secondary battery component according to any one of claims 1 to 9 is applied as at least one of the pair of external terminals. 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 모듈; 및
인접한 배터리 모듈 사이를 전기적으로 연결하는 커넥터;
를 포함하며,
상기 커넥터로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 부품이 적용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.A plurality of battery modules including a plurality of battery cells electrically connected; And
A connector to electrically connect adjacent battery modules;
It includes,
A battery pack, characterized in that the secondary battery component according to any one of claims 1 to 9 is applied as the connector.
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