KR20200102196A - 전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전지 모듈은, 내부 공간을 형성하는 하부 플레이트와 측벽을 포함하는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임의 상기 내부 공간에 위치하고, 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체, 및 상기 하부 플레이트와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하고, 검출제를 포함하는 수지층을 포함하고, 상기 하부 플레이트는 적어도 하나의 주입홀을 포함한다.

Description

전지 모듈 및 그 제조 방법{BATTERY MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 전지 모듈에 수지가 주입되는 것을 용이하게 모니터링 할 수 있는 전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전기, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 전지 셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용되나, 노트북, 전기 자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 전지 셀들을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다. 따라서, 상기 전지 팩에 포함되는 전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 전지 모듈의 경우, 요구되는 전지 용량 증가에 따라 전지 셀에서 발생되는 열을 효율적으로 냉각시켜 줄 수 있는 기술의 중요성이 점차 커지고 있다. 이를 위해, 전지 모듈에서 방열을 위한 수지를 케이스 내부에 도포하여 열전도성을 향상시킬 수 있는 구조가 도입되었다.
그러나, 이러한 전지 모듈에서 케이스 내부로 주입구를 통해 수지를 주입하는 경우 주입량을 확인하기 어려워서 수지가 적게 주입될 경우 케이스 내부에 수지가 골고루 분포하지 않거나, 또는 지나치게 많은 수지가 주입되어 불필요하게 버려지는 수지가 발생하고, 추가의 수지를 제거하는 별도의 공정이 필요하다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수지가 검출홀 등을 통해 누출되는 것을 방지하고 모듈 내부에서 주입되는 수지의 상태를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전지 모듈은 내부 공간을 형성하는 하부 플레이트와 측벽을 포함하는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임의 상기 내부 공간에 위치하고, 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체, 및 상기 하부 플레이트와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하고, 검출제를 포함하는 수지층을 포함하고, 상기 하부 플레이트는 적어도 하나의 주입홀을 포함한다.
상기 수지층은 열전도성 수지를 포함할 수 있다.
상기 검출제는 조영제일 수 있다.
상기 조영제는 입자형태를 가질 수 있다.
상기 검출제는 색소이고, 상기 하부 플레이트는 상기 적어도 하나의 주입홀로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 투명창을 포함할 수 있다.
상기 색소는 안료 입자 일 수 있다.
상기 적어도 하나의 투명창은, 상기 하부 플레이트에 형성된 적어도 하나의 검출홀 및 상기 검출홀에 대응하여 상기 하부 플레이트의 외면에 부착되는 투명 테이프를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 투명창은 상기 적어도 하나의 검출홀로부터 상기 하부 플레이트의 길이 방향을 따라 이격될 수 있다.
상기 수지층은 상기 투명 테이프와 접촉할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈의 제조 방법은, 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체를 모듈 프레임 내에 수용하는 단계, 상기 모듈 프레임의 하부 플레이트에 형성된 적어도 하나의 주입홀을 통해 상기 전지 셀 적층체와 상기 하부 플레이트 사이에 검출제를 포함하는 수지 조성물을 주입하는 단계, 및 상기 검출제를 포함하는 상기 수지 조성물의 흐름을 모니터링하여 전지 셀 적층체와 상기 하부 플레이트 사이에 상기 수지 조성물이 고르게 확산된 시점에 상기 주입홀을 통한 상기 수지 조성물의 주입을 중단하는 단계를 포함한다.
상기 검출제는 조영제이고, 상기 모니터링은 컴퓨터 단층촬영(Computer Tomography, CT)을 통해 이루어질 수 있다.
상기 조영제는 입자형태를 가질 수 있다.
상기 검출제는 색소이고, 상기 하부 플레이트는 상기 적어도 하나의 주입홀로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 투명창을 포함할 수 있다.
상기 모니터링은 색차계를 이용하여 상기 투명창의 색상 변화를 관찰하는것에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩은, 상기한 적어도 하나의 전지 모듈, 및 상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디바이스는 상기한 적어도 하나의 전지 팩을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 수지가 검출홀 등을 통해 누출되는 것을 방지하고 모듈 내부에서 주입되는 수지의 상태를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 전지 모듈 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 하부 플레이트 측에서 바라본 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 하부 플레이트 측에서 바라본 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 비교예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에"있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 단면을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 하부 플레이트 측에서 바라본 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의전지 셀(112)이 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체(110) 및 전지 셀 적층체(110)가 수납되는 모듈 프레임(120)을 포함하여 구성된다.
전지 셀 적층체(110)는 복수의 전지 셀(112)을 포함하는 이차 전지의 집합체이다. 전지 셀 적층체(110)는 복수의 전지 셀(112)을 포함할 수 있고, 각각의 전지 셀은 전극 리드(도시하지 않음)를 포함한다. 복수의 전지 셀(112)을 적층하고 전극 리드로 연결하여 전지 셀 적층체(110)를 형성할 수 있다. 전지 셀(112)은 판상 형태를 갖는 파우치형 전지 셀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전극 리드는 양극 리드 또는 음극 리드이며, 각 전지 셀(112)의 전극 리드는 단부가 한쪽 방향으로 구부러질 수 있고, 이에 의해 인접한 다른 전지 셀(112)이 갖는 전극 리드의 단부와 맞닿을 수 있다. 서로 맞닿은 2개의 전극 리드는 서로 용접 등을 통해 고정될 수 있고, 이를 통해 전지 셀 적층체(110) 내부의 전지 셀(112) 간의 전기적 연결이 이루어질 수 있다.
복수의 전지 셀(112)은 전극 리드들이 일측 방향으로 정렬되도록 수직 적층되어 전지 셀 적층체(110)를 이룬다. 전지 셀 적층체(110)는 내부 공간을 형성하는 하부 플레이트(126)와 측벽(124)을 포함하는 모듈 프레임(120) 내에 수용된다. 예를 들면, 모듈 프레임(120)은 상기 전지 셀 적층체(110)의 적층면에 수직인 상부 플레이트(122) 및 하부 플레이트(126)와 전지 셀 적층체(110)의 적층면과 평행하고 상기 하부 플레이트(126)와 상부 플레이트(122)를 연결하는 한 쌍의 측벽(124)을 포함할 수 있다. 전지 셀 적층체(110)는 상부 플레이트(122), 하부 플레이트(126) 및 한쌍의 측벽(124)에 의해 둘러싸일 수 있고, 모듈 프레임(120)에 형성된 적어도 하나의 개구(도시하지 않음)에 의해 전지 셀 적층체(110)의 전극 리드들이 노출되도록 수납될 수 있다. 이 때 개구는 전극 리드를 외부와 전기적으로 연결하는 구성을 포함하는 엔드 플레이트(도시하지 않음) 등에 의해 덮일 수 있다.
도 2를 참조하면, 모듈 프레임(120)의 하부 플레이트(126)에는 후술의 수지층(140)을 형성하기 위한 수지를 주입할 수 있는 적어도 하나의 주입홀(129)이 형성되어 있다. 즉, 모듈 프레임(120) 내에 전지 셀 적층체(110)가 수납된 상태에서, 하부 플레이트(126)가 위로 오도록 전지 모듈(100)을 배치하고, 하부 플레이트(126)의 주입홀(129)를 통해 수지가 주입된다. 이와 관련하여 상세한 설명은 후술하도록 한다.
수지층(140)은 모듈 프레임(120)의 하부 플레이트(126)와 전지 셀 적층체(110) 사이의 공간을 충전하는 상태로 존재할 수 있다.
수지층(140)은 열전도성 수지층으로서 열전도성 수지와 이에 분산되어 있는 검출제를 포함할 수 있다.
상기 열전도성 수지는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 올레핀 수지, EVA 수지 또는 실리콘 수지 중 하나 이상을 포함한다.
본 실시예에 있어서 검출제로는 조영제를 포함한다. 조영제는 후술의 전지 모듈(100)의 제조 방법에 있어서, 수지 조성물의 주입 상태를 모니터링하기 위하여 포함되는 성분으로, 컴퓨터 단층 촬영(Computer Tomography, CT)시 수지의 흐름을 영상으로 볼 수 있도록 X선을 흡수하는 특성을 가질 수 있다.
이와 같이 조영제를 이용하여 수지 조성물의 주입 상태를 모니터링하기 때문에, 수지 조성물의 주입을 확인하기 위한 별도의 검출홀이 필요하지 않다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 본 실시예의 하부 플레이트(126)에는 적어도 하나의 주입홀(129) 만이 형성되고, 검출홀은 형성되지 않는다. 검출홀이 형성되지 않기 때문에, 수지 조성물의 주입 시 과주입된 수지 조성물이 검출홀을 통해 누출되어 수지 조성물이 낭비되거나, 누출된 수지 조성물을 제거하기 위한 별도의 공정을 진행하지 않을 수 있게 된다. 또한 검출홀을 형성하지 않더라도 조영제를 이용한 모니터링이 가능하기 때문에 모듈 프레임(120)의 내부에서 하부 플레이트(126) 대응 영역 전체에 대해 균일하게 수지 조성물을 주입할 수 있다.
조영제로는, 입자 형태의 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 납, 바륨, 가돌리늄 등의 금속을 포함하는 화합물 또는 착물 등을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니며, X선 등을 흡수하는 특성을 가져서 검출 가능한 재료라면 사용 가능하다. 다만, 전지 모듈(100) 내에 포함되는 재료인바, 전지 셀 등의 작동에 영향을 미치지 않도록 절연체인 것이 바람직하다. 조영제로서 사용되는 입자는 약 0.001 ㎛ 내지 80 ㎛의 입경을 가질 수 있다.
조영제를 검출제로서 포함하는 수지층(140)을 형성하는 경우, 수지층(140) 형성을 위한 수지 조성물의 주입 과정에서 컴퓨터 단층 촬영을 통해 수지 조성물의 주입 정도를 실시간 모니터링 할 수 있다. 이하 수지 조성물의 주입을 모니터링하는 과정을 포함한 전지 모듈(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 복수의 전지 셀(112)을 적층하고 전극 리드로 연결하여 전지 셀 적층체(110)를 형성하고, 전지 셀 적층체(110)를 모듈 프레임(120) 내부에 수납한다. 다음으로 모듈 프레임(120)의 개구에 엔드 플레이트를 결합하여 수지 조성물 주입 이전의 전지 모듈을 완성한다.
이어서, 모듈 프레임(120)의 하부 플레이트(126)가 상부를 향하도록 배치하고, 하부 플레이트(126)에 형성된 주입홀(129)을 통해 수지 조성물을 주입한다. 수지 조성물은 아크릴계 수지 조성물, 에폭시계 수지 조성물, 우레탄계 수지 조성물, 올레핀계 수지 조성물, 우레탄계 수지 조성물, EVA(Ethylene vinyl acetate)계 수지 조성물 또는 실리콘계 수지 조성물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 수지 조성물은 검출제를 포함하며, 본 실시예에 있어서 검출제로는 조영제를 포함한다.
또한 상기 수지 조성물에는, 수지층의 특성을 향상시키고 검출제의 분산을 향상시킬 수 있는 기타 첨가물, 예를 들면 희석제, 분산제, 표면 처리제, 난연제, 커플링제 등이 포함될 수 있다.
이 때, 조영제를 포함하는 수지 조성물을 주입홀(129)을 통해 주입하면서, 모듈 프레임(120) 내부에서의 수지 조성물의 흐름을 실시간으로 모니터링하여, 전지 셀 적층체(110)와 하부 플레이트(126) 사이에 상기 수지 조성물이 고르게 확산된 시점에 상기 주입홀(129)을 통한 수지 조성물의 주입을 중단한다. 여기에서, 모니터링은 컴퓨터 단층 촬영을 통해 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 조영제를 검출할 수 있는 비파괴 검사라면 적용 가능하다. 이 때 조영제가 수지 조성물에 포함되어 있기 때문에, 컴퓨터 단층 촬영시 수지 조성물의 확산 형태가 X선을 흡수하는 조영제를 촬영하는 것에 의해 영상으로 출력되어 이를 모니터링할 수 있다. 즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 복수의 주입홀(129)을 통해 주입된 수지 조성물은, 계속해서 수지 조성물이 투입되는 것에 따라 주입홀(129)로부터 멀어지는 방향으로 확산이 이루어지게 되는데, 본 실시예에서는 수지 조성물에 조영제를 첨가하고 이를 컴퓨터 단층 촬영으로 모니터링하기 때문에 도 3에서와 같은 확산 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.
이와 같이 수지 조성물에 조영제를 추가하여 비파괴 검사를 통해 모듈 프레임(120) 내부에서의 수지 조성물의 흐름 및 분포를 실시간 모니터링하는 것에 의해, 수지 조성물이 모듈 프레임(120) 내부의 하부 플레이트(126)에 대응하는 영역 전체에 골고루 분포되었는지 실시간으로 확인하고 이에 따라 수지 조성물의 주입을 중단할 수 있다. 따라서, 모니터링을 위한 검출홀을 형성하지 않아도 되기 때문에, 검출홀을 통해 수지 조성물이 누출되어 원료를 낭비하거나, 누출된 수지 조성물을 제거하기 위하여 별도의 공정을 수행하는 일 없이도 수지 조성물의 고른 분포에 따른 우수한 냉각 성능을 달성할 수 있다.
이어서, 주입된 수지 조성물을 경화시켜서 수지층(140)을 형성하는 것에 의해 전지 모듈(100)을 얻는다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 모듈 프레임(120) 내부에 수지층(140)의 형성을 위한 수지 조성물을 주입하는 공정에 있어서, 수지 조성물에는 조영제를 포함하고, 이를 컴퓨터 단층 촬영 등의 비파괴 검사를 통해 실시간으로 모니터링하고, 별도의 검출홀은 구비하지 않는 것에 의해, 수지 조성물의 누출을 방지하면서, 하부 플레이트(126)의 내부 전체에 수지 조성물이 균일하게 확산될 때까지 수지 조성물을 충분히 주입할 수 있게 된다. 이에 의해 수지 조성물의 누출에 따른 원료 수지 조성물의 낭비 및 이를 제거하기 위한 추가 공정 발생을 방지할 수 있고, 또한 모듈 케이스(120) 내부에 균일하게 수지 조성물을 주입하여 전지 모듈(100)의 우수한 냉각 성능을 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 앞서 설명한 일 실시예에 따른 전지 모듈 및 그 제조 방법과 동일한 부분의 설명은 생략하고, 차이가 있는 부분에 대해서만 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈의 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 하부 플레이트 측에서 바라본 상태를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 7은 비교예에 따른 전지 모듈에 있어서, 수지의 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예의 하부 플레이트(126)는 적어도 하나의 주입홀(129)로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 투명창(130)을 포함한다. 투명창(130)은 적어도 하나의 주입홀(129)로부터, 하부 플레이트(126)의 길이방향을 따라 이격(즉, 도 5의 y축 방향)하여, 하부 플레이트(126)의 양측 단부 근처에 위치할 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 플레이트(126)의 길이 방향의 중앙 부근에 하부 플레이트(126)의 폭 방향(도 5의 x축 방향)을 따라 복수의 주입홀(129)이 배열되고, 이러한 주입홀(129)로부터 하부 플레이트(126)의 길이방향을 따라 양쪽으로 이격(즉, 도 5의 y축 방향)된 위치에, 적어도 하나의 투명창(130)이 위치할 수 있다.
투명창(130)은, 하부 플레이트(126)에 형성된 적어도 하나의 검출홀(131)과, 검출홀(131)에 대응하여 하부 플레이트(126)의 외면에 부착되는 투명 테이프(132)를 포함한다. 검출홀(131)은 투명창(130)의 위치에서 하부 플레이트(126)에 형성된 구멍이고, 투명 테이프(132)는 이러한 검출홀(131)을 외부에서 막는 형태로 부착된다. 도 5에서는 투명 테이프(132)를 복수의 검출홀(131)에 걸쳐 부착하였으나, 작은 조각으로 형성하여 각각의 검출홀에 대응하도록 개별적으로 부착하여도 무방하다.
투명 테이프(132)는 점착면을 갖는 테이프일 수도 있고, 양면 테이프와 투명한 재질의 플레이트가 결합된 형태일 수도 있으며, 외부로부터 수지층(140)의 관찰이 가능하면서 검출홀(131)을 막을 수 있는 형태라면 특별히 한정되지 않는다.
본 실시예에서의 수지층(140)은 검출제로서 색소를 포함한다. 색소는 안료 입자 일 수 있으며, 투명창(130)을 통해 외부로부터 시인 가능한 구성이라면 특별히 한정되지 않는다. 색소로서 사용되는 안료 입자는 약 0.001 ㎛ 내지 80 ㎛의 입경을 가질 수 있다.
이와 같이 투명창(130)과 색소의 구성을 통해, 전지 모듈(100)의 제조 시 수지 조성물의 주입 상태를 용이하게 모니터링하고, 아울러 초과 주입되는 수지 조성물이 검출홀(132) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 동시에, 수지 조성물이 하부 플레이트(126)와 전지 셀 조립체(110) 사이에 균일하게 확산될 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 수지층(140)을 형성하는 경우, 수지층(140) 형성을 위한 수지 조성물의 주입 과정에서 색차계를 통해 투명창(130)의 색상 변화를 관찰하는 것에 의해 수지 조성물의 분포 상태를 신속하고 보다 정확하게 모니터링할 수 있다. 즉, 하부 플레이트(126)에 형성된 주입홀(129)을 통해 수지 조성물을 주입함에 있어서, 수지 조성물에 검출제로서 색소를 포함하기 때문에, 투명창(130)에 수지 조성물이 도달할 경우 그 변화를 보다 용이하게 도출해 낼 수 있다.
아울러, 본 실시예에서는 투명 테이프(132)에 의해 검출홀(131)이 막혀있기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이 수지 조성물이 검출홀(132) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 동시에, 수지 조성물이 하부 플레이트(126)와 전지 셀 조립체(110) 사이에 균일하게 확산될 수 있게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 주입홀(129)을 통해 주입된 수지 조성물은 하부 플레이트(126)의 단부를 향해 확산이 되고, 검출홀(131)의 위치에 도달하면 검출홀(131) 외부에 형성된 투명 테이프(132)에 의해 외부로의 누출이 방지되고 투명 테이프(132)에 의한 압력에 의해 다시 하부 플레이트(126)의 내측으로 이동한다. 이에 의해 도 6의 (a) 및 (b)((b)는 (a)의 선 b-b'를 따른 단면도임)에 나타난 바와 같이 검출홀(131)에 인접한 부분뿐만 아니라, 검출홀(131)에서 더욱 떨어진 부분 및 하부 플레이트(126)의 가장 끝단부에까지 수지 조성물이 고루 퍼질 수 있게 된다. 또한, 이에 의해 형성된 수지층(140)은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 검출홀(131) 내부를 채우고 투명 테이프(132)와 접하도록 형성된다.
반면, 도 7에 도시된 바와 같이, 투명창(130)의 형태가 아닌 단지 하부 플레이트(126)에 형성된 구멍 형태의 검출홀(131)만을 구비하는 경우, 검출홀(131)에 수지 조성물이 관찰되어 그 주입을 중단하더라도 검출홀(131)에 가까운 부분에만 수지 조성물이 분포되어 있고, 검출홀(131)로부터 이격된 부분에는 수지 조성물이 도달하지 않게 된다. 그 결과, 수지층(140)이 형성되지 않는 부분이 존재하게 되어 전지 모듈(100)에 대한 충분한 냉각 성능을 얻을 수 없게 된다. 또한, 도 7의 구성에서 본 실시예의 도 6에 도시된 바와 같이 하부 플레이트(126)의 가장 끝단부에까지 수지 조성물을 확산시키기 위해 주입량을 증가시킬 경우, 검출홀(131)을 통해 수지 조성물이 넘치게 되어 원료 수지 조성물이 낭비되고, 넘친 수지 조성물을 제거하기 위한 추가의 공정이 필요하다는 문제가 발생한다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 모듈 프레임(120) 내부에 수지층(140)의 형성을 위한 수지 조성물을 주입하는 공정에 있어서, 수지 조성물에는 색소를 포함하고, 검출홀(131)과 이를 막는 투명 테이프(132)로 구성된 투명창(130)으로 수지 조성물의 확산을 모니터링하는 것에 의해, 수지 조성물의 누출을 방지하면서, 하부 플레이트(126)의 내부 전체에 수지 조성물이 균일하게 확산될 때까지 수지 조성물을 충분히 주입할 수 있게 된다. 이에 의해 수지 조성물의 누출에 따른 원료 수지 조성물의 낭비 및 이를 제거하기 위한 추가 공정 발생을 방지할 수 있고, 또한 모듈 케이스(120) 내부에 균일하게 수지 조성물을 주입하여 전지 모듈(100)의 우수한 냉각 성능을 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전지 모듈
110: 전지 셀 적층체
120: 모듈 프레임
140: 수지층
130: 투명창

Claims (16)

  1. 내부 공간을 형성하는 하부 플레이트와 측벽을 포함하는 모듈 프레임;
    상기 모듈 프레임의 상기 내부 공간에 위치하고, 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체; 및
    상기 하부 플레이트와 상기 전지 셀 적층체 사이에 위치하고, 검출제를 포함하는 수지층을 포함하고,
    상기 하부 플레이트는 적어도 하나의 주입홀을 포함하는 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 수지층은 열전도성 수지를 포함하는 전지 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 검출제는 조영제인 전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 조영제는 입자 형태를 갖는 전지 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 검출제는 색소이고, 상기 하부 플레이트는 상기 적어도 하나의 주입홀로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 투명창을 포함하는 전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 색소는 안료 입자인 전지 모듈.
  7. 제5항에서,
    상기 적어도 하나의 투명창은, 상기 하부 플레이트에 형성된 적어도 하나의 검출홀 및 상기 검출홀에 대응하여 상기 하부 플레이트의 외면에 부착되는 투명 테이프를 포함하는 전지 모듈.
  8. 제5항에서,
    상기 적어도 하나의 투명창은 상기 적어도 하나의 검출홀로부터 상기 하부 플레이트의 길이 방향을 따라 이격되어 있는 전지 모듈.
  9. 제7항에서,
    상기 수지층은 상기 투명 테이프와 접촉하고 있는 전지 모듈.
  10. 복수의 전지 셀이, 나란하게 서로 인접하여 적층된 전지 셀 적층체를 모듈 프레임 내에 수용하는 단계;
    상기 모듈 프레임의 하부 플레이트에 형성된 적어도 하나의 주입홀을 통해 상기 전지 셀 적층체와 상기 하부 플레이트 사이에 검출제를 포함하는 수지 조성물을 주입하는 단계; 및
    상기 검출제를 포함하는 상기 수지 조성물의 흐름을 모니터링하여 전지 셀 적층체와 상기 하부 플레이트 사이에 상기 수지 조성물이 고르게 확산된 시점에 상기 주입홀을 통한 상기 수지 조성물의 주입을 중단하는 단계를 포함하는 전지 모듈의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 검출제는 조영제이고, 상기 모니터링은 컴퓨터 단층촬영(Computer Tomography, CT)을 통해 이루어지는 전지 모듈의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 조영제는 입자 형태를 갖는 전지 모듈의 제조 방법.
  13. 제10항에서,
    상기 검출제는 색소이고, 상기 하부 플레이트는 상기 적어도 하나의 주입홀로부터 이격되어 있는 적어도 하나의 투명창을 포함하는 전지 모듈의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 모니터링은 색차계를 이용하여 상기 투명창의 색상 변화를 관찰하는것에 의해 이루어지는 전지 모듈의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 전지 모듈, 및
    상기 적어도 하나의 전지 모듈을 패키징하는 팩 케이스
    를 포함하는 전지 팩.
  16. 제15항에 따른 적어도 하나의 전지 팩을 포함하는 디바이스.
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