KR20210124761A - Battery module having flexible connector between pouch cells and Method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치 셀들 사이의 유연한 연결 구조를 가진 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 나란하게 위치하는 2개의 파우치 셀들이 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈에 의해 연결되며, 셀들의 리드와 배터리 보호회로 모듈의 연결부가 파우치 셀의 테라스부에 위치함으로써 에너지밀도 향상되고 전체적인 배터리 모듈의 외형이 자연스러운 곡선 형태를 갖는 파우치 셀들 사이의 유연한 연결 구조를 가진 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module having a flexible connection structure between pouch cells and a method for manufacturing the same, and more specifically, two pouch cells positioned side by side are connected by a battery protection circuit module having a plurality of slits formed therein, and lead of the cells It relates to a battery module having a flexible connection structure between pouch cells having a natural curved shape in which the energy density is improved and the overall shape of the battery module is naturally curved by the connection part of the battery protection circuit module being located in the terrace part of the pouch cell, and a method for manufacturing the same.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다. Recently, there is an increasing demand for secondary batteries that can store electric energy produced due to air pollution caused by the use of fossil fuels and the development of alternative energy due to energy depletion. Secondary batteries that can be charged and discharged are closely used in daily life, such as being used in mobile devices, electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량 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 배터리 모듈이 사용된다.Secondary batteries, which are used as an energy source for various electronic devices that are indispensable in modern society, are increasing in capacity due to the increase in usage and complexity of mobile devices, and the development of electric vehicles. A plurality of battery cells are disposed in a small device to satisfy a user's demand, but a battery module electrically connecting the plurality of battery cells is used in automobiles and the like.
배터리 모듈은 용량과 출력을 향상시키기 위해 다수의 전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하고 있다. 다수의 전지 셀을 연결하여 사용할 경우 과부하 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 일반적인 배터리 모듈은 배터리 보호회로 모듈을 다수의 전지 셀에 연결하여 배터리 모듈의 이상을 감지하고 문제가 발생시 배터리 모듈의 기능을 정지시켜 안전성을 높이고 있다. A battery module uses a plurality of battery cells connected in series or in parallel to improve capacity and output. Since problems such as overload may occur when a plurality of battery cells are connected and used, a general battery module connects the battery protection circuit module to a plurality of battery cells to detect an abnormality in the battery module and stops the function of the battery module when a problem occurs. to increase safety.
한편, 최근에는 컴퓨터로 만들어 놓은 가상의 세계에서 사람이 실제와 같은 체험을 할 수 있도록 하는 최첨단 기술 즉, 가상현실(VR, virtual reality)이 주목을 받고 있다. VR 체험을 위해서는 사용자가 머리에 장착하는 디스플레이 디바이스가 필요하며, 이의 작동을 위해 소정 각도로 굴곡진 소위 커브드(Curved) 모듈이 사용된다.Meanwhile, in recent years, a cutting-edge technology that enables people to experience the real world in a virtual world created by a computer, that is, virtual reality (VR), is attracting attention. For VR experience, a display device mounted on the user's head is required, and a so-called curved module curved at a predetermined angle is used for its operation.
도 1은 종래 기술에 따른 커브드 모듈의 평면도 및 측면 확대도이다. 도 1에 나타난 바와 같이 종래 기술에 따른 커브드 모듈은, 전극조립체가 수납되는 수납부(11)와 테라스부(12)를 구비한 한 쌍의 파우치 셀(10)이 나란하게 위치하며, 각 파우치 셀(10)의 리드(13)들은 니켈 플레이트(30)를 매개로 배터리 보호회로 모듈(20)에 용접되어 있다.1 is a plan view and an enlarged side view of a curved module according to the prior art. As shown in FIG. 1 , in the curved module according to the prior art, a pair of
하지만 파우치 셀(10) 외부로 길게 돌출한 리드(13) 상부와 배터리 보호회로 모듈(20)이 용접되기 때문에 커브드 모듈의 전체적인 길이가 과다하게 길어져 결과적으로 에너지밀도가 낮아질 수밖에 없다는 문제점이 있다.However, since the upper part of the
게다가 리드(13) 상부에 배터리 보호회로 모듈(20)이 적층된 형상이기 때문에 횡방향으로의 힘이 작용할 경우 자칫 용접부가 떨어져 전원을 공급할 수 없다.In addition, since the battery
특허문헌 1에서는 양극 탭을 'ㄷ'자로 절곡하여 끝단이 양극 단자에 접촉하도록 한 후, 이를 배터리 보호회로 모듈과 연결하는 형태로 테라스부에 위치시킨 배터리 팩이 개시되어 있다. 시키고 있다. 특허문헌 1에 의하면 연결부가 테라스부에 위치함으로써 에너지밀도 향상에는 기여할 수 있지만, 배터리 보호회로 모듈과 전극 단자를 접촉시킨 후 이를 절연테이프로 고정하고 있어 배터리 보호회로 모듈과 전극 단자의 결합력이 약하고, 게다가 2개의 파우치 셀을 연결한 커브드(Curved) 모듈에는 적용할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에너지밀도가 높고 게다가 파우치 셀의 전극과 배터리 보호회로 모듈이 견고하게 연결되는 구조를 갖는 파우치 셀들 사이의 유연한 연결 구조를 가진 배터리 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, a battery module having a flexible connection structure between pouch cells having a high energy density and a structure in which an electrode of a pouch cell and a battery protection circuit module are firmly connected, and a method for manufacturing the same aims to provide
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전극조립체가 안착되는 수납부와 절곡된 실링부를 갖는 케이스, 및 한 쌍의 셀 리드가 테라스부에서 단방향으로 노출되는 한 쌍의 파우치 셀; 및 상기 한 쌍의 셀 리드들이 연결되는 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈;을 포함하되, 상기 한 쌍의 셀 리드들은 서로 마주 보도록 위치하며, 상기 셀 리드들은 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿을 관통한 후 상기 수납부를 향해 절곡되고, 상기 배터리 보호회로 모듈과 상기 셀 리드들의 연결부는 상기 테라스부 상부에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.In order to achieve the above object, a battery module according to the present invention includes a case having a accommodating part on which an electrode assembly is seated and a bent sealing part, and a pair of pouch cells in which a pair of cell leads are exposed in one direction from a terrace part. ; and a battery protection circuit module having a plurality of slits to which the pair of cell leads are connected, wherein the pair of cell leads are positioned to face each other, and the cell leads pass through the slit of the battery protection circuit module Then, it is bent toward the accommodating part, and the connection part of the battery protection circuit module and the cell leads may be positioned above the terrace part.
이 때, 상기 셀 리드는 배터리 보호회로 모듈 아래에서 상기 슬릿을 관통하는 제1 절곡부, 및 배터리 보호회로 모듈 상부에서 테라스부를 향해 절곡되는 제2 절곡부가 구비될 수 있다.In this case, the cell lead may include a first bent part penetrating the slit under the battery protection circuit module, and a second bent part bent toward the terrace part from the top of the battery protection circuit module.
또한 상기 셀 리드들과 배터리 보호회로 모듈은 용접에 의해 연결 될수 있다.Also, the cell leads and the battery protection circuit module may be connected by welding.
또한 상기 배터리 보호회로 모듈과 상기 셀 리드 사이에는 니켈 플레이트가 위치할 수 있다.Also, a nickel plate may be positioned between the battery protection circuit module and the cell lead.
또한 상기 배터리 모듈은 소정 곡률반경을 갖도록 굴곡진 형상일 수 있다.In addition, the battery module may have a curved shape to have a predetermined radius of curvature.
또한 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법은, S1) 전극조립체가 안착되는 수납부, 절곡된 실링부 및 한 쌍의 셀 리드가 테라스부에서 단방향으로 노출되는 한 쌍의 파우치 셀과, 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈을 준비하는 단계; S2) 한 쌍의 파우치 셀들의 각 셀 리드가 서로 마주보도록 배치하는 단계; S3) 상기 한 쌍의 셀 리드들이 위를 향하도록 상기 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계; S4) 상기 한 쌍의 셀 리드들을 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿으로 관통시키는 단계; S5) 관통한 상기 각 셀 리드들을 서로 반대방향으로 절곡시키는 단계; S6) 상기 셀 리드들과 상기 배터리 보호회로 모듈(PCM)의 연결부를 용접하는 단계; 및 S7) 상기 파우치 셀들의 테라스부가 서로 마주 볼 수 있도록 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the method for manufacturing a battery module according to the present invention comprises: S1) a pair of pouch cells in which an accommodating part on which the electrode assembly is seated, a bent sealing part, and a pair of cell leads are exposed unidirectionally in a terrace part, and a plurality of slits. Preparing the formed battery protection circuit module; S2) disposing each of the cell leads of the pair of pouch cells to face each other; S3) rotating the pouch cell at a predetermined angle so that the pair of cell leads face upward; S4) passing the pair of cell leads through a slit of the battery protection circuit module; S5) bending each of the cell leads passed through in opposite directions; S6) welding a connection portion between the cell leads and the battery protection circuit module (PCM); and S7) rotating the pouch cells at a predetermined angle so that the terrace portions of the pouch cells face each other.
이 때, 상기 S6) 단계 이전에 상기 셀 리드 또는 상기 배터리 보호회로 모듈 사이에 니켈 플레이트를 배치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.At this time, the step of disposing a nickel plate between the cell lead or the battery protection circuit module before the step S6); may further include.
또한 상기 S3) 단계에서 상기 셀 리드들이 지면에 대해 수직하게 위치하도록 셀 리드들을 소정 각도 절곡하는 단계를 더 수행할 수 있다.In addition, in step S3), the step of bending the cell leads at a predetermined angle so that the cell leads are positioned perpendicular to the ground may be further performed.
또한 상기 S7) 단계에서는 배터리 보호회로 모듈과 셀 리드들의 용접부가 상기 테라스부 상부에 위치할 수 있다.Also, in step S7), a welding portion between the battery protection circuit module and the cell leads may be located on the terrace portion.
이 때, 상기 S7) 단계에서는 배터리 모듈이 굴곡진 형상을 갖도록 파우치 셀을 회전시킬 수 있다.At this time, in step S7), the pouch cell may be rotated so that the battery module has a curved shape.
또한 본 발명은 전술한 배터리 모듈 중 어느 하나를 포함하는 배터리 팩일 수 있다.Also, the present invention may be a battery pack including any one of the above-described battery modules.
본 발명은 상기와 같은 구성들 중 상충되지 않는 구성을 하나 또는 둘 이상 택하여 조합할 수 있다.In the present invention, one or two or more non-conflicting configurations among the above configurations may be selected and combined.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치 셀들 사이의 유연한 연결 구조를 가진 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 의하면, 배터리 보호회로 모듈과 셀 리드의 연결부가 파우치 셀의 테라스부에 위치하기 때문에 배터리 보호회로 모듈이 차지하는 공간을 줄임으로써 배터리 모듈 전체의 에너지 밀도가 향상된다는 이점이 있다.As described above, according to the battery module having a flexible connection structure between pouch cells and a manufacturing method thereof according to the present invention, since the connection part between the battery protection circuit module and the cell lead is located in the terrace part of the pouch cell, the battery protection circuit There is an advantage in that the energy density of the entire battery module is improved by reducing the space occupied by the module.
또한 본 발명에 따른 파우치 셀들 사이의 유연한 연결 구조를 가진 배터리 모듈 및 이의 제조방법에 의하면, 파우치 셀의 셀 리드들이 배터리 보호회로 모듈에 형성된 슬릿을 관통한 후 절곡되며, 또 이들 셀 리드들과 배터리 보호회로 모듈이 용접방식으로 연결되므로, 셀 리드와 배터리 보호회로 모듈이 한층 견고하게 결합될 수 있다는 장점이 있다.Further, according to the battery module having a flexible connection structure between pouch cells and a manufacturing method thereof according to the present invention, the cell leads of the pouch cells are bent after passing through the slit formed in the battery protection circuit module, and the cell leads and the battery Since the protection circuit module is connected by welding, there is an advantage that the cell lead and the battery protection circuit module can be more firmly coupled.
도 1은 종래 기술에 따른 커브드 모듈의 저면도 및 측면 확대도이다.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈에 사용되는 파우치 셀의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈의 측면도(a)와 평면도(b)이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 보호회로 모듈의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈의 제조방법 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S2) 단계와 S3) 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S4) 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S5) 단계 내지 S7) 단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a bottom view and an enlarged side view of a curved module according to the prior art.
2 is a perspective view of a pouch cell used in the battery module of the present invention.
3 is a side view (a) and a plan view (b) of a battery module according to the present invention.
4 is a perspective view of a battery protection circuit module according to the present invention.
5 is a flowchart of a method for manufacturing a battery module according to the present invention.
6 is a view for explaining steps S2) and S3) in the method for manufacturing a battery module according to the present invention.
7 is a view for explaining the step S4) in the battery module manufacturing method according to the present invention.
8 is a view for explaining steps S5) to S7) in the method for manufacturing a battery module according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments in which those skilled in the art can easily practice the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, when it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention in describing the operating principle of a preferred embodiment of the present invention in detail, the detailed description thereof will be omitted.
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 경우 뿐만 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.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.
본 발명에 따른 배터리 모듈은 전극조립체가 안착되는 수납부, 절곡된 실링부 및 한 쌍의 셀 리드가 테라스부를 향해 단방향으로 노출되는 한 쌍의 파우치 셀과 상기 한 쌍의 셀 리드들이 연결되는 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈을 포함한다.The battery module according to the present invention includes a pair of pouch cells in which an accommodating part on which an electrode assembly is seated, a bent sealing part, and a pair of cell leads unidirectionally exposed toward a terrace part, and a plurality of cell leads to which the pair of cell leads are connected. It includes a battery protection circuit module in which a slit is formed.
도 2는 본 발명의 배터리 모듈에 사용되는 파우치 셀의 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 파우치 셀(100)은 전극조립체(미도시)가 안착되는 수납부(111)와 길이 방향(X축)을 따라 양측이 절곡됨으로 형성된 테라스부(112)를 포함하는 케이스(110), 및 상기 테라스부(112)에서 단방향으로 노출되고 일측이 전극조립체와 연결된 한 쌍의 셀 리드(120)를 포함하여 구성된다.2 is a perspective view of a pouch cell used in the battery module of the present invention. As shown in Figure 2, the
여기서, 한 쌍의 양방향 셀 리드(120)는 일측은 전극조립체와 연결되고 타측은 테라스부(112)에서 외측으로 소정 길이 연장되어 있으며, 절곡된 측벽들과 테라스부(112)는 전극조립체가 수납된 후 밀봉유지를 위한 실링부들이다. Here, the pair of bidirectional cell leads 120 has one side connected to the electrode assembly and the other side extending a predetermined length outward from the
한편, 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. 본 발명에 따른 전극조립체는 커브드 모듈을 형성할 때, 물리적 스트레스가 가장 적은 스택-폴딩형, 라미네이션-스택형 구조인 것이 바람직하다.On the other hand, the electrode assembly is a jelly-roll type assembly having a structure in which a separator is interposed between a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode and then wound up, or a rectangular positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed between unit cells. A stack-type assembly consisting of, a stack-folding assembly in which unit cells are wound by a long separation film, or a lamination-stack-type assembly in which unit cells are stacked with a separator interposed therebetween and attached to each other. However, it is not limited thereto. The electrode assembly according to the present invention preferably has a stack-folding type, lamination-stack type structure in which physical stress is minimal when forming a curved module.
상기와 같은 전극조립체는 케이스(110)의 수납부(111)에 수납되며, 케이스(110)는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 전극 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.The electrode assembly as described above is accommodated in the
내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.The metal layer in contact with the inner layer corresponds to a barrier layer that prevents moisture or various gases from penetrating into the battery from the outside.
그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극 조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.And an outer layer is provided on the other side of the metal layer, and this outer layer can use a heat-resistant polymer excellent in tensile strength, moisture permeability and air permeability to secure heat resistance and chemical resistance while protecting the electrode assembly, As an example, nylon or polyethylene terephthalate may be used, but is not limited thereto.
셀 리드(120)는 전극 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후, 케이스 외부로 노출되는 구조로 이루어질 수 있고, 또는 양극 탭과 음극 탭 없이 셀 리드(120)가 직접 전극조립체와 케이스(110) 외부를 연결하는 구조일 수도 있으며, 상기와 같은 파우치 셀(100)은 일반적으로 알려져 있는 구성들에 해당되므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
본 발명에 따른 파우치 셀(100)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 즉, 일반적으로 널리 알려진 평판형이거나 또는 휘어진 형상일 수 있다. 특히, 휘어진 형상의 파우치 셀(100)을 둘 이상 연결할 시에는 배터리 모듈이 자연스럽게 소정의 곡률 반경을 가지게 된다.The
도 3은 본 발명에 따른 배터리 모듈의 측면도(a)와 평면도(b)이고, 도 4는 본 발명에 따른 배터리 보호회로 모듈의 사시도이다.3 is a side view (a) and a plan view (b) of a battery module according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a battery protection circuit module according to the present invention.
본 발명에 따른 배터리 모듈은 일례로, 도 3과 같이 셀 리드(120)들이 마주보도록 배치된 두 개의 파우치 셀(100)과 이들 사이에 위치하는 하나의 배터리 보호회로 모듈(200)를 포함하여 구성될 수 있다.The battery module according to the present invention includes, for example, two
먼저 배터리 보호회로 모듈(200)에 관해 구체적으로 설명하면, 보호회로와 안전소자가 마련된 기판부(210), 및 보호회로와 안전소자가 존재하지 않는 부분에 위치하는 복수개의 슬릿(220)이 형성되어 있다.First, if the battery
여기서, 복수개의 슬릿(220)은 후술할 셀 리드(120)가 관통하는 통로로 작용하며, 따라서 슬릿(220)은 셀 리드(120)의 개수만큼 구비된다. 즉, 본 발명에서는 단방향 리드가 구비된 2개의 파우치 셀(100)이 직렬 또는 병렬로 연결되므로, 4개의 슬릿(220)이 형성되어 있다. Here, the plurality of
슬릿(220)의 폭(Y축)과 길이(X축)는 셀 리드(120)의 외형과 동일한 것이 바람직하며, 셀 리드(120)가 관통할 수 있을 정도라면 크게 제한하지 않지만 셀 리드(120)의 폭과 길이보다 각각 2~10mm정도 더 큰 것이 바람직하다.The width (Y-axis) and length (X-axis) of the
기판부(210)는 일반적으로 사용하는 배터리 보호회로 모듈(200)의 기판부(210)와 동일한 구성이어도 무방하므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the
한편, 기판부(210)의 소정 위치, 보다 구체적으로는 각 슬릿(220) 인근과 기판부(210) 가장자리 사이에 1개씩의 니켈 플레이트(300)가 추가적으로 위치하고 있다.Meanwhile, one
이는 셀 리드(120)와 배터리 보호회로 모듈(200) 용접시, 결합력을 향상시키기 위한 것이다. 비록 도면에서는 니켈 플레이트(300)가 기판부(210)에 고정된 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 예시에 불과하며 용접시 해당 위치에 니켈 플레이트(300)를 안착시킨 후 용접하는 것도 가능하다.This is to improve bonding strength when welding the
다시 도 3을 참조하면서 설명하면, 파우치 셀(100)의 셀 리드(120)들은 전술한 배터리 보호회로 모듈(200)의 슬릿(220)을 관통한 후 소정 각도로 절곡되어 있다.Referring back to FIG. 3 , the cell leads 120 of the
즉, 셀 리드(120)들은 배터리 보호회로 모듈(200) 저면을 따라 연장된 후, 슬릿(220)을 관통하고 다시 수납부(111)를 향해 절곡된다. 즉, 셀 리드(120)는 슬릿(220)을 관통할 수 있도록 슬릿(220) 아래에서 절곡되는 제1 절곡부(121)와, 슬릿(220)을 관통한 후 배터리 보호회로 모듈(200) 위에서 셀 리드(120)가 돌출된 수납부(111) 방향으로 절곡되는 제2 절곡부(122)가 구비된 대략 'ㄷ'자 형태이다. 따라서 셀 리드(120)가 배터리 보호회로 모듈(200)의 3면과 밀착하므로 횡방향으로의 힘이 가해지더라도 충분한 고정력을 유지할 수 있다.That is, the cell leads 120 extend along the bottom surface of the battery
그리고 배터리 보호회로 모듈(200) 상면과 셀 리드(120) 사이에는 니켈 플레이트(300)가 위치하며, 이들 배터리 보호회로 모듈(200), 셀 리드(120) 및 니켈 플레이트(300)가 중첩되는 부분은 용접에 의해 확실하게 고정된다.And a
한편, 용접된 부분을 포함한 배터리 보호회로 모듈(200)의 양측 소정 부분들은 파우치 셀(100)들의 각 테라스부(112)에 위치하며, 이를 통해 에너지밀도를 높일 수 있다. 비록 도면에서는 기판부(210)와 테라스부(112)가 이격되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 테라스부(112) 상면에 기판부(210) 저면이 밀착한 상태이어도 무방하다.On the other hand, predetermined portions on both sides of the battery
다음은 본 발명에 따른 배터리 모듈의 제조방법에 관해 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명에 따른 배터리 모듈의 제조방법 흐름도이고, 도6은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S2) 단계와 S3) 단계를 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S4) 단계를 설명하기 위한 도면, 그리고 도 8은 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법에서 S5) 단계 내지 S7) 단계를 설명하기 위한 도면이다.Next, a method for manufacturing a battery module according to the present invention will be described. 5 is a flowchart of a manufacturing method of a battery module according to the present invention, FIG. 6 is a view for explaining steps S2) and S3) in the method for manufacturing a battery module according to the present invention, and FIG. 7 is a battery module manufacturing method according to the present invention A view for explaining step S4) in the method, and FIG. 8 is a view for explaining steps S5) to S7) in the battery module manufacturing method according to the present invention.
도 5 내지 8을 함께 참고하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조방법은 S1) 전극조립체가 안착되는 수납부, 절곡된 실링부 및 한 쌍의 셀 리드가 테라스부를 향해 단방향으로 노출되는 한 쌍의 파우치 셀과, 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈을 준비하는 단계, S2) 한 쌍의 파우치 셀들의 각 셀 리드가 서로 마주보도록 배치하는 단계, S3) 상기 한 쌍의 셀 리드들이 위를 향하도록 상기 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계, S4) 상기 한 쌍의 셀 리드들을 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿을 관통시키는 단계, S5) 관통한 상기 각 셀 리드들을 서로 반대방향으로 절곡시키는 단계, S6) 상기 셀 리드들과 상기 배터리 보호회로 모듈(PCM)의 밀착부를 용접하는 단계, 및 S7) 상기 파우치 셀들의 테라스부가 서로 마주 볼 수 있도록 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계를 포함하여 구성된다.5 to 8 together, in the method for manufacturing a battery module according to the present invention, S1) A pair of pouches in which the receiving part on which the electrode assembly is seated, the bent sealing part, and the pair of cell leads are exposed in one direction toward the terrace part. Preparing a cell and a battery protection circuit module in which a plurality of slits are formed; S2) disposing each cell lead of a pair of pouch cells to face each other; S3) the pair of cell leads facing upward. Rotating the pouch cell at a predetermined angle, S4) passing the pair of cell leads through a slit of the battery protection circuit module, S5) bending the penetrating cell leads in opposite directions, S6) Welding the cell leads and the contact portion of the battery protection circuit module (PCM), and S7) rotating the pouch cell at a predetermined angle so that the terrace portion of the pouch cells face each other.
먼저 파우치 셀과 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈을 준비하는 S1단계에서는, 파우치 셀과 보호회로 모듈을 각각 또는 동시에 준비하는 단계이다. First, in step S1 of preparing the battery protection circuit module in which the pouch cell and the slit are formed, each or simultaneously preparing the pouch cell and the protection circuit module.
즉, 전술한 바와 같이 전극조립체가 안착되는 수납부(111)와 테라스부(112)를 갖는 케이스(110)에서 단방향으로 셀 리드(120)가 돌출한 구조의 파우치 셀(100), 그리고 보호회로와 안전소자가 구비된 기판부(210)와 복수개의 슬릿(220)이 형성된 배터리 보호회로 모듈(200)을 준비한다. 물론 이때 기판부(210) 상면에 니켈 플레이트(300)가 장착된 상태로 준비하거나, 니켈 플레이트(300)는 별도로 준비해도 무방하다.That is, as described above, the
파우치 셀(100)들의 셀 리드(120)가 서로 마주보도록 배치하는 단계(S2)에서는 파우치 셀(100)의 회전을 위한 별도의 지그(미도시) 위에 배치해 두어도 무방하다(도 6(a) 참조).In the step (S2) of disposing the cell leads 120 of the
한 쌍의 셀 리드(120)들이 위를 향하도록 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계(S3)에서는 안정감을 위해 케이스(110)가 다소 경사지게 위치하며, 이때 셀 리드(120)가 약간 절곡되는 것이 바람직하다(도 6(b) 참조).In the step (S3) of rotating the pouch cell at a predetermined angle so that the pair of cell leads 120 face upward, the
한 쌍의 셀 리드들을 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿을 관통시키는 단계(S4)에서는, 수직으로 향하는 셀 리드(120)들이 쉽게 관통할 수 있도록 배터리 보호회로 모듈(200)를 위에서 아래로 이동시킨다(도 7 참조).In the step (S4) of passing a pair of cell leads through the slit of the battery protection circuit module, the battery
관통한 각 셀 리드(120)들을 서로 반대방향으로 절곡시키는 단계(S5)에서는, 용접불량을 최소화할 수 있도록 셀 리드(120)의 절곡된 면과 기판부(210)가 평행을 유지하는 것이 바람직하다(도 8(e) 참조). In the step (S5) of bending each of the cell leads 120 through each other in opposite directions, it is preferable that the bent surface of the
그리고 셀 리드들과 배터리 보호회로 모듈(PCM)의 밀착부를 용접하는 단계(S6)에서는 공지의 용접방법을 사용하는데, 기판부(210)와 셀 리드(120) 사이에 니켈 플레이트(300)가 위치한 상태에서 용접공정을 수행한다(도 8(e) 참조). 여기서, 확실하게 서로 고정될 수 있도록 2군데 이상의 용접부위를 갖는 것이 바람직하다.In the step (S6) of welding the close contact between the cell leads and the battery protection circuit module (PCM), a known welding method is used, wherein the
한편, 용접은 아크용접, 가스용접, 테르밋 용접, 저항 용접, 전자 빔 용접, 냉간 압접, 마찰용접, 레이저 용접, 확산용접, 초음파 용접 등 다양한 방식의 용접을 사용할 수 있으나, 낮은 온도에서 사용하여 가열에 따른 영향이 적고, 변형이 적은 저항용접을 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, various welding methods such as arc welding, gas welding, thermite welding, resistance welding, electron beam welding, cold pressing, friction welding, laser welding, diffusion welding, and ultrasonic welding can be used for welding, but heating is performed at a low temperature. It is preferable to use resistance welding, which has less influence and less deformation.
마지막으로 파우치 셀들의 테라스부가 서로 마주 볼 수 있도록 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계(S7)에서는, 케이스(110)가 원래의 위치로 되돌아 가도록 회전시킨다(도 8(f) 참조). Finally, in the step S7 of rotating the pouch cells at a predetermined angle so that the terrace portions of the pouch cells face each other, the
물론 필요에 따라 배터리 모듈이 소정의 곡률 반경을 갖도록 회전시키는 것도 가능하고, 전술한 바와 같이 용접된 부분을 포함한 배터리 보호회로 모듈(200)의 양측 소정 부분들은 파우치 셀(100)들의 각 테라스부(112)에 위치하는 것이 바람직하다. Of course, it is also possible to rotate the battery module to have a predetermined radius of curvature if necessary, and as described above, predetermined portions on both sides of the battery
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
100 : 파우치 셀
110 : 케이스
111 : 수납부
112 : 테라스부
120 : 셀 리드
121 : 제1 절곡부
122 : 제2 절곡부200 : 배터리 보호회로 모듈(PCM)
210 : 기판부
220 : 슬릿
300 : 니켈 플레이트100: pouch cell
110: case
111: storage unit
112: terrace part
120: cell lead
121: first bent part
122: second bent part 200: battery protection circuit module (PCM)
210: substrate part
220: slit
300: nickel plate
Claims (11)
상기 한 쌍의 셀 리드들이 연결되는 다수개의 슬릿이 형성된 배터리 보호회로 모듈;을 포함하되,
상기 한 쌍의 셀 리드들은 서로 마주 보도록 위치하며, 상기 셀 리드들은 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿을 관통한 후 상기 수납부를 향해 절곡되고,
상기 배터리 보호회로 모듈과 상기 셀 리드들의 연결부는 상기 테라스부 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
a case having a accommodating part on which the electrode assembly is seated and a bent sealing part, and a pair of pouch cells in which a pair of cell leads, one side of which is connected to the electrode assembly, are unidirectionally exposed toward the terrace part; and
A battery protection circuit module having a plurality of slits to which the pair of cell leads are connected;
The pair of cell leads are positioned to face each other, and the cell leads pass through the slit of the battery protection circuit module and are bent toward the receiving part,
The battery module, characterized in that the connection portion between the battery protection circuit module and the cell leads is located above the terrace portion.
상기 셀 리드는 배터리 보호회로 모듈 아래에서 상기 슬릿을 관통하는 제1 절곡부, 및 배터리 보호회로 모듈 상부에서 테라스부를 향해 절곡되는 제2 절곡부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to claim 1,
The battery module, characterized in that the cell lead is provided with a first bent portion penetrating the slit under the battery protection circuit module, and a second bent portion bent toward the terrace portion from the top of the battery protection circuit module.
상기 셀 리드들과 배터리 보호회로 모듈은 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
3. The method of claim 2,
The battery module, characterized in that the cell leads and the battery protection circuit module is connected by welding.
상기 배터리 보호회로 모듈과 상기 셀 리드 사이에는 니켈 플레이트가 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
4. The method of claim 3,
A battery module, characterized in that a nickel plate is positioned between the battery protection circuit module and the cell lead.
상기 배터리 모듈은 소정 곡률반경을 갖도록 굴곡진 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
According to claim 1,
The battery module is a battery module, characterized in that the curved shape to have a predetermined radius of curvature.
S2) 한 쌍의 파우치 셀들의 각 셀 리드가 서로 마주보도록 배치하는 단계;
S3) 상기 한 쌍의 셀 리드들이 위를 향하도록 상기 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계;
S4) 상기 한 쌍의 셀 리드들을 상기 배터리 보호회로 모듈의 슬릿을 관통시키는 단계;
S5) 관통한 상기 각 셀 리드들을 서로 반대방향으로 절곡시키는 단계;
S6) 상기 셀 리드들과 상기 배터리 보호회로 모듈(PCM)의 밀착부를 용접하는 단계; 및
S7) 상기 파우치 셀들의 테라스부가 서로 마주 볼 수 있도록 파우치 셀을 소정 각도로 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
S1) preparing a battery protection circuit module in which the receiving part, the bent sealing part, and the pair of cell leads are exposed in one direction toward the terrace part on which the electrode assembly is seated, and a battery protection circuit module having a plurality of slits;
S2) disposing each of the cell leads of the pair of pouch cells to face each other;
S3) rotating the pouch cell at a predetermined angle so that the pair of cell leads face upward;
S4) passing the pair of cell leads through a slit of the battery protection circuit module;
S5) bending each of the cell leads passed through in opposite directions;
S6) welding a contact portion between the cell leads and the battery protection circuit module (PCM); and
S7) rotating the pouch cells at a predetermined angle so that the terrace portions of the pouch cells face each other;
상기 S6) 단계 이전에 상기 셀 리드 또는 상기 배터리 보호회로 모듈 사이에 니켈 플레이트를 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
7. The method of claim 6,
Disposing a nickel plate between the cell lead or the battery protection circuit module before the step S6); battery module manufacturing method further comprising a.
상기 S3) 단계에서는, 상기 셀 리드들이 지면에 대해 수직하게 위치하도록 셀 리드들을 소정 각도 절곡하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the step S3), the battery module manufacturing method, characterized in that further performing the step of bending the cell leads to a predetermined angle so that the cell leads are positioned perpendicular to the ground.
상기 S7) 단계에서는 배터리 보호회로 모듈과 셀 리드들의 용접부가 상기 테라스부 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
7. The method of claim 6,
In the step S7), the battery module manufacturing method, characterized in that the welding part of the battery protection circuit module and the cell leads is located above the terrace part.
상기 S7) 단계에서는 배터리 모듈이 굴곡진 형상을 갖도록 파우치 셀을 회전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조방법.
10. The method of claim 9,
In the step S7), the battery module manufacturing method, characterized in that the pouch cell is rotated so that the battery module has a curved shape.
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KR20150027579A (en) | 2013-09-04 | 2015-03-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack |
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- 2020-04-07 KR KR1020200042210A patent/KR20210124761A/en active Search and Examination
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |