KR20210077425A - 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈 - Google Patents

무기물 절연체를 구비한 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20210077425A
KR20210077425A KR1020190169057A KR20190169057A KR20210077425A KR 20210077425 A KR20210077425 A KR 20210077425A KR 1020190169057 A KR1020190169057 A KR 1020190169057A KR 20190169057 A KR20190169057 A KR 20190169057A KR 20210077425 A KR20210077425 A KR 20210077425A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulator
battery module
end plate
horizontal
terminal
Prior art date
Application number
KR1020190169057A
Other languages
English (en)
Inventor
원성연
이태경
송석진
강윤혁
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020190169057A priority Critical patent/KR20210077425A/ko
Publication of KR20210077425A publication Critical patent/KR20210077425A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/617Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HV 터미널(High voltage terminal,400)이 안착되는 제1 절연체(300); 상기 제1 절연체 외측에 위치하는 엔드 플레이트(100); 및 상기 제1 절연체(300)와 엔드 플레이트(100) 사이에 개재되는 제2 절연체(500)를 포함하는 전지 모듈에서, 상기 제1 절연체(300)는 유기물을 포함하고, 상기 제2 절연체(500)는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에 관한 것이다.

Description

무기물 절연체를 구비한 전지 모듈{Battery Module With Inorganic Insulator}
본 발명은 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드 플레이트와 유기물 절연체 사이에 무기물 절연체를 개재하여 가혹 상황에서도 절연상태를 유지할 수 있는 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량의 증가 및 복잡화, 전기 자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지 셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈이 사용된다.
전지 모듈은 다수의 이차전지, 즉 전지 셀이 용량과 출력을 향상시키기 위해 직렬 또는 병렬로 연결되어 있고, 이러한 전지 셀들은 전지 셀 카트리지에 적층하여 전지 셀의 유동을 방지하고 있다.
한편 전지 모듈 내부의 절연상태를 유지하기 위한 절연체로는 PC(Polycabonate), PET(Polyethylene terephthalate), PI(Polyimide), PA66(Polyamide 66) 및 MPPO(Modified Polyphenylene Oxide)와 같은 유기물 절연체가 대다수를 차지한다.
이는 비교적 양호한 절연성과 함께 성형이나 가공이 비교적 용이하기 때문이다. 하지만 디바이스에 따라 고전압 단자를 이용하는 경우도 있는데, 고전압 단자의 경우 고온으로 인해 발화 가능성이 높다.
즉, 대부분의 유기물 소재들은 1000℃ 정도 온도에서 산소를 소모한 뒤 하여 부서지기 쉬운 탄화 상태가 되어 절연성능을 잃어버린다. 따라서 고전압이 요구되는 모듈에서는 2차 발화 가능성이 매우 높다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2016-0149836호에서는 복수의 카트리지를 포함하는 카트리지 적층체, 카트리지 적층체의 후면 측으로 노출되는 전지셀들, 복수의 카트리지에서 전극 리드들의 접합된 단부들과 엇갈리게 전지적으로 접속하는 중간 센싱 구조물 및 터미널 버스 바가 안착되는 절연커버를 포함하는 모듈이 개시되어 있다.
상기 한국공개특허 제2016-0149836호에 의하면 절연커버가 구비됨으로써 어느 정도의 절연효과는 기대할 수 있으나, 고전압 시에는 여전히 2차 발화의 가능성을 배제할 수 없다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2016-0149836호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고전압 시에도 절연상태를 유지할 수 있는 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 별도의 체결수단을 필요로 하지 않으면서도 제조비용을 최소화할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈은, HV 터미널(High voltage terminal)이 안착되는 제1 절연체(300); 상기 제1 절연체 외측에 위치하는 엔드 플레이트(100); 및 상기 제1 절연체(300)와 엔드 플레이트(100) 사이에 개재되는 제2 절연체(500)를 포함하는 전지 모듈에서, 상기 제1 절연체(300)는 유기물을 포함하고, 상기 제2 절연체(500)는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제2 절연체(500)의 탄화온도는 1500℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제2 절연체(500)는 탄화되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제2 절연체(500)는 운모 또는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 엔드 플레이트(100)는 수직하게 위치하는 제1 전면부(110), 상기 제1 전면부(110) 양측 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장된 한 쌍의 제1 측면부(120), 상기 제1 전면부(110) 상부 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장된 제1 수평부(130), 및 상기 제1 전면부(110)와 제1 수평부(130) 일부가 절개되어 형성된 소정 크기의 제1 개방부(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제1 절연체(300)는, 수직하게 위치하는 제2 전면부(310), 상기 제2 전면부(310) 상부 가장자리 소정 구간에서 소정 깊이 내측으로 연장된 제2 수평부(320), 및 상기 제2 수평부(320)보다 상대적으로 상부로 연장되어 있는 연장부(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 연장부(330) 상단에는 수용홈(332)이 구비된 안착턱(331)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제2 절연체(500)는, 수직하게 위치하는 제3 전면부(510), 상기 제3 전면부(510) 상부 가장자리에서 내측으로 연장된 제3 수평부(520), 및 상기 제3 수평부(520) 중앙의 제2 개방부(530)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제3 전면부(510)와 제3 수평부(520) 가장자리에는 날개부(540)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제3 전면부(510) 가장자리와 날개부(540) 사이에는 절곡부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 제3 수평부(520) 가장자리와 날개부(540) 사이에는 절곡부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 날개부(540)는 소정 각도로 절곡된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 HV 터미널(High voltage terminal)은 소정 각도로 절곡되며 홀(410)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 팩은, 상기 기재된 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 디바이스는, 상기 기재된 전지 팩이 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈은, 고전압 단자에서 고온의 열이 발생하여도 절연상태를 유지할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈은, 엔드 플레이트와 유기물 절연체 사이에 무기물 절연체가 개재되어 있어, 충격 등 각종 원인으로 인해 발화되더라도 인근 모듈로 화염이 전파되는 것을 방지할 수 있어 연쇄적인 폭발 등 2차적인 피해를 억제할 수 있다는 이점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에서, 엔드 플레이트와 유기물 절연체 사이에 개재되는 무기물 절연체는 날개부가 구비되어 있어 별도의 체결부재 없이도 안정적으로 고정될 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈에서, HV 터미널이 장착되는 일측 엔드 플레이트의 확대사사도이다.
도 3는 도 2에 도시한 엔드 플레이트의 분해사시도이다.
도 4는 무기물 절연체의 확대 사시도이다.
도 5은 도 2에 도시한 엔드 플레이트의 절단도이다(A-A′).
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈에 관하여 도면들을 참조하면서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 전지 모듈을 설명하면, 복수개의 단위 셀들을 수납하기 위한 케이스 몸체(200)와, 케이스 몸체(200) 양측 단부에 위치하는 한 쌍의 엔드 플레이트(100)를 포함하여 구성된다.
여기서, 전지 모듈은 배터리 팩의 용량이나 출력을 맞추기 위하여 전극조립체로부터 연장된 전극리드를 포함한 복수의 단위 셀이 수평 또는 수직방향으로 나란하게 적층되어 형성된 것을 의미한다.
단위 셀에 관해 좀더 구체적으로 설명하면, 단위 셀은 전극 조립체와 전극조립체 양측의 양극 리드와 음극 리드로 이루어진 전극리드를 포함하여 이루어진다. 전극조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기와 같은 전극조립체는 내부층/금속층/외부층 순으로 적층되어 있는 라미네이트 시트 구조의 케이스에 내장되며, 내부층은 절연성, 내전해액성 및 실링성이 우수한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있다.
금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층으로, 알루미늄 박막일 수 있고, 금속층 타측면의 외부층은 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 내열성 폴리머가 바람직하다.
양극 리드와 음극 리드로 이루어지는 전극리드들은 전극조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후, 케이스 외부로 노출되는 구조로 이루어질 수 있고, 양극 탭과 음극 탭 없이 리드가 직접 전극조립체와 케이스 외부를 연결하는 구조일 수도 있으나, 이에 제한하지 않는다.
한편, 케이스 몸체(200)는 엔드 플레이트(100)와 함께 복수 단위 셀들의 상면, 하면 및 측면을 감싸 외부 충격으로부터 보호하기 위한 것으로, 직육면체 형상일 수 있으나 외형은 얼마든지 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지 모듈에서, HV 터미널(High voltage terminal)이 장착되는 일측 엔드 플레이트의 확대사사도이고, 도 3은 도 2에 도시한 엔드 플레이트의 분해사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈의 핵심 구성들에 해당되는 엔드 플레이트(100), 제1 절연체(300), HV 터미널(High voltage terminal,400) 및 제2 절연체(500)에 관해 설명하기로 한다.
케이스 몸체(200)와 직접적으로 결합된 채 가장 외측에 위치하는 엔드 플레이트(100)는 케이스 몸체(200)와 함께 수납되어 있는 복수개의 단위 셀들을 외부 충격 등으로 보호하기 위한 것이다. 이러한 엔드 플레이트(100)는 제1 전면부(110), 한 쌍의 제1 측면부(120), 제1 수평부(130) 및 제1 개방부(140)를 포함하여 구성된다.
상세하게, 대략 사각형 형상의 제1 전면부(110)는 수직하도록 위치하고 있으며, 한 쌍의 제1 측면부(120)는 제1 전면부(110) 양측 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장되어 있다.
또 제1 수평부(130)는 제1 전면부(110) 상부 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장되어 있고, 제1 전면부(110)의 상단부 소정 영역과 제1 수평부(130)의 일부가 절개되어 제1 개방부(140)를 형성하며, 이러한 제1 개방부(140)에는 제2 절연체(500)가 위치한다.
제1 절연체(300)는 엔드 플레이트(100) 내측, 보다 상세하게는 엔드 플레이트(100)의 제1 전면부(110)와 한 쌍의 제1 측면부(120)에 의해 형성되는 공간부에 위치하며, 제2 전면부(310), 제2 수평부(320) 및 연장부(330)를 포함하여 이루어진다.
제1 절연체(300)에서, 제2 전면부(310)는 엔드 플레이트(100)의 제1 전면부(110)와 마찬가지로 수직하게 위치하며, 제2 수평부(320)는 제2 전면부(310) 상부 가장자리 소정 구간에서 소정 깊이 내측으로 연장되어 있다. 그리고 연장부(330)는 엔드 플레이트(100)의 제1 개방부(140)로 노출될 수 있도록 제2 수평부(320)보다 상대적으로 상부로 돌출하도록 형성되어 있다.
한편, 연장부(330) 상단은 소정의 길이를 가지면서 약간 패어 있는 안착턱(331)이 형성되어 있고, 안착턱(331) 가운데에는 HV 터미널(High voltage terminal,400)을 고정하기 위한 수용홈(332)이 형성되어 있다.
즉, HV 터미널(High voltage terminal, 400)을 고정할 시, 약간 패어 있는 안착턱(331)에 위치시키면 안착턱(331) 양측에는 자연스럽게 벽면이 형성되기 때문에 안정감과 함께 절연성을 높일 수 있다는 이점이 있다.
이러한 제1 절연체(300)는 유기물 소재 기반, 예를 들어 PA66(Polyamide66), MPPO(Modified Polyphenylene Oxide), PC(Polycabonate) 및 ABS(Acrylonitrile butiene styrene copolymer) 중 어느 하나 이상의 유기물을 포함하는 절연체일 수 있으나, 절연성능을 가진 유기물이라면 이에 제한하지 않는다.
다수개의 단위 셀들과 전기적으로 연결되어 전압이 높은 HV 터미널(High voltage terminal, 400)은 소정의 폭과 두께를 갖는 평판형으로, 조립이 용이하고 또 안정적으로 고정될 수 있도록 소정 각도로 절곡되어 있다.
안착턱(331)에 놓여지는 HV 터미널(High voltage terminal, 400)의 일측 단부 가운데에는 수용홈(332)이 구비되어 있어, 안착턱(331)에 안착된 후 볼트 등과 같은 체결부재(미도시)를 통해 제1 절연체(300)에 고정된다.
한편, 최근 들어 고용량의 전기를 필요로 하는 디바이스가 증가하고 있어, HV 터미널(High voltage terminal, 400)은 500V 부근까지 전기를 공급할 필요가 있지만, 이때 고전압으로 인해 높은 열이 발생하여 유기물 절연체 만으로는 안전성을 담보하기 어려울 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 본 발명에서는 엔드 플레이트(100)와 제1 절연체(300) 사이에 무기물 소재로 이루어진 제2 절연체(500)가 추가적으로 구비된다.
도 4는 무기물 절연체의 확대 사시도이고, 도 5은 도 2에 도시한 엔드 플레이트의 절단도이다. 이들 도 4와 5를 함께 참조하면서, 제2 절연체(500)에 관해 상세하게 설명하면, 제2 절연체(500)는 제3 전면부(510), 제3 수평부(520), 제2 개방부(530) 및 날개부(540)를 포함하여 이루어진다.
제3 전면부(510)는 엔드 플레이트(100)의 제1 개방부(140)와 제1 절연체(300)의 연장부(330) 사이에 위치할 수 있도록 수직면으로 이루어지고, 제3 전면부(510) 상부 가장자리에서 내측으로는 제1 절연체(300)의 연장부(330) 상측면에 안착될 수 있도록 한 쌍의 제3 수평부(520)가 소정 길이 연장되어 있다. 그리고 제2 절연체(500)가 구비되더라도 안착턱(331)에 HV 터미널(400)이 쉽게 안착되거나 분리될 수 있도록 한 쌍의 제3 수평부(520) 사이에는 제2 개방부(530)가 형성된다.
게다가 제3 전면부(510)와 제3 수평부(520)의 가장 자리를 따라서는 소정 각도로 절곡된 후 소정 길이 연장된 평판형의 날개부(540)가 더 구비된다.
제2 절연체(500)가 엔드 플레이트(100)의 제1 개방부(140)와 제1 절연체(300) 사이에 개재될 시, 날개부(540)로 인해 엔드 플레이트(100)와 제1 절연체(300)가 직접적으로 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 고온 환경에 의해 제1 절연체(300)의 탄화가 진행되더라도 엔드 플레이트(100)와 HV 터미널(400) 사이에는 여전히 절연상태를 유지할 수 있다.
게다가, 날개부(540)는 제3 전면부(510)와 제3 수평부(520)에서 소정 각도로 절곡된 후 연장되어 있기 때문에, 절곡부에 의해 제1 개방부(140)에 걸쳐진 상태이므로 별도의 체결수단 없이 엔드 플레이트(100)와 제1 절연체(300)의 밀착력 만으로도 고정이 가능하다.
여기서, 제2 절연체(500)는 탄화온도가 1500℃이상이 되도록 무기물을 포함하는 것이 바람직하고, 탄화가 되지 않도록 무기물만으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 무기물 소재로는 운모 또는 세라믹일 수 있으나 탄화온도가 높고 성형이 가능한 소재라면 특별히 제한하지 않는다.
한편, 유기물 소재의 제1 절연체(300)를 사용하지 않고, 무기물 소재를 포함하는 제2 절연체(500)만을 사용하는 것도 가능하지만, 이들을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
이는 제2 절연체(500)만을 사용할 경우, 무기물 소재로 인해 전지 모듈의 중량이 증가하고 또 제1 절연체(300)에 비해 제조비용이 비싸기 때문이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전지 모듈은 복수개가 구비되어 하나의 전지 팩이 될 수 있고, 또 전지 팩은 디바이스에 탑재될 수 있는데, 일예로 전기 자동차, 전기 자전거 등일 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 엔드 플레이트
110 : 제1 전면부
120 : 제1 측면부
130 : 제1 수평부
140 : 제1 개방부
200 : 케이스 몸체
300 : 제1 절연체
310 : 제2 전면부
320 : 제2 수평부
330 : 연장부
331 : 안착턱 332 : 수용홈
400 : HV 터미널
410 : 홀
500 : 제2 절연체
510 : 제3 전면부
520 : 제3 수평부
530 : 제2 개방부
540 : 날개부

Claims (14)

  1. HV 터미널(High voltage terminal)이 안착되는 제1 절연체(300);
    상기 제1 절연체 외측에 위치하는 엔드 플레이트(100); 및
    상기 제1 절연체(300)와 엔드 플레이트(100) 사이에 개재되는 제2 절연체(500)를 포함하는 전지 모듈에서,
    상기 제1 절연체(300)는 유기물을 포함하고, 상기 제2 절연체(500)는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연체(500)의 탄화온도는 1500℃이상인 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 절연체(500)는 탄화되지 않는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 절연체(500)는 운모 또는 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서
    상기 엔드 플레이트(100)는 수직하게 위치하는 제1 전면부(110), 상기 제1 전면부(110) 양측 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장된 한 쌍의 제1 측면부(120), 상기 제1 전면부(110) 상부 가장자리에서 소정 깊이 내측으로 연장된 제1 수평부(130), 및 상기 제1 전면부(110)와 제1 수평부(130) 일부가 절개되어 형성된 소정 크기의 제1 개방부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절연체(300)는, 수직하게 위치하는 제2 전면부(310), 상기 제2 전면부(310) 상부 가장자리 소정 구간에서 소정 깊이 내측으로 연장된 제2 수평부(320), 및 상기 제2 수평부(320)보다 상대적으로 상부로 돌출되어 있는 연장부(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연장부(330) 상단에는 수용홈(332)이 구비된 안착턱(331)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 절연체(500)는, 수직하게 위치하는 제3 전면부(510), 상기 제3 전면부(510) 상부 가장자리에서 내측으로 연장된 제3 수평부(520), 및 상기 제3 수평부(520) 중앙의 제2 개방부(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 전면부(510)와 제3 수평부(520) 가장자리에는 날개부(540)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 전면부(510) 가장자리와 날개부(540) 사이에는 절곡부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제3 수평부(520) 가장자리와 날개부(540) 사이에는 절곡부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 HV 터미널(High voltage terminal)은 소정 각도로 절곡되며 홀(410)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 모듈.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 전지 모듈을 포함하는 전지 팩.
  14. 제13항에 기재된 전지 팩이 구비된 디바이스.
KR1020190169057A 2019-12-17 2019-12-17 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈 KR20210077425A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190169057A KR20210077425A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190169057A KR20210077425A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210077425A true KR20210077425A (ko) 2021-06-25

Family

ID=76629457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190169057A KR20210077425A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210077425A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149836A (ko) 2015-06-19 2016-12-28 주식회사 엘지화학 카트리지 및 이를 포함하는 전지 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149836A (ko) 2015-06-19 2016-12-28 주식회사 엘지화학 카트리지 및 이를 포함하는 전지 모듈

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8143847B2 (en) Battery pack and manufacturing method thereof
JP6152483B2 (ja) 電池モジュール
US8029926B2 (en) Rechargeable battery with PTC device
CN108701793B (zh) 电池组
US20060099501A1 (en) Secondary battery
CN216698555U (zh) 电池模块和包括该电池模块的电池组
KR101770334B1 (ko) 보호회로 부재가 내장되어 있는 전지셀 및 그 제조 방법
KR20090108418A (ko) 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩
US9028999B2 (en) Secondary battery
KR101749729B1 (ko) 이차전지
US20230327231A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR20220023191A (ko) 단열 부재를 포함하는 배터리 모듈
KR20220023367A (ko) 안전성이 향상된 전지 셀 및 이의 제조방법
KR101797694B1 (ko) 보호회로 모듈을 포함하는 전지팩
US20230268612A1 (en) Battery pack and vehicle comprising same
KR20210077425A (ko) 무기물 절연체를 구비한 전지 모듈
KR20210107416A (ko) 퇴화방지구조를 갖는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US20230096324A1 (en) Battery Module And Battery Pack Including The Same
KR102423608B1 (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP7378877B2 (ja) 耐振動性が向上したバッテリーパック
EP4250449A1 (en) Pouch-type battery cell having improved safety, and battery module comprising same
US20230261307A1 (en) Battery pack and device including the same
US20240136641A1 (en) Battery pack and device including the same
EP4243194A1 (en) Pouch-type battery cell with improved thermal stability
US20240063474A1 (en) Battery pack and device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination