KR20220016502A - 배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치 - Google Patents

배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치 Download PDF

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KR20220016502A
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위췬 정
샤오보 천
펑 왕
야오 리
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Abstract

본 출원의 실시예는 배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치를 제공한다. 상기 배터리는, 배터리 셀의 제1벽에 설치되어, 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 상기 내부 압력을 방출하기 위한 압력방출수단을 포함하는 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 온도를 조절하는 유체를 수용하기 위한 열관리부재;를 포함하며; 여기서, 상기 열관리부재의 제1 표면은 상기 배터리 셀의 상기 제1벽에 부착되고, 상기 열관리부재는 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있다. 본 출원의 실시예의 기술방안은 배터리의 안전성을 강화시킬 수 있다.

Description

배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치
본 출원의 실시예는 배터리 분야에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
에너지 절약과 탄소배출량 감축은 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이러한 상황에서, 전기 자동차는 에너지 절약과 친환경적인 장점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요 구성 부분이 되었다. 전기 자동차에 있어서, 배터리 기술은 또한 발전과 관련된 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에서 배터리의 성능을 향상시키는 이외에, 안전 문제 역시 소홀히 할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전 문제를 보장할 수 없다면 배터리를 사용할 수 없으며, 따라서, 배터리의 안전성을 어떻게 강화시킬 것인가는 배터리 기술에서 매우 시급히 해결해야 할 기술 문제이다.
본 출원의 실시예는 배터리의 안전성을 강화시킬 수 있는 배터리, 전기사용장치, 배터리의 제조방법 및 장치를 제공하고자 한다.
첫 번째 측면으로, 배터리를 제공하며, 이는 배터리 셀의 제1벽에 설치되어, 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 상기 내부 압력을 방출하기 위한 압력방출수단을 포함하는 배터리 셀; 상기 배터리 셀의 온도를 조절하는 유체를 수용하기 위한 열관리부재;를 포함하며; 여기서, 상기 열관리부재의 제1 표면이 상기 배터리 셀의 상기 제1벽에 부착되고, 상기 열관리부재가 상기 압력방출수단이 작동 시 파괴될 수 있도록 구성되며, 이에 따라 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술방안에서, 열관리부재의 제1 표면은 압력방출수단이 설치된 제1벽에 부착된다. 이와 같이 하면, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 열관리부재를 향해 배출되고; 이와 동시에, 열관리부재가 압력방출수단이 작동 시 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다. 이와 같이 하면, 유체가 배터리 셀의 열에너지를 흡수하여 배출물의 온도를 낮출 수 있으며, 유체의 냉각으로 인해, 배터리 셀의 배출물의 온도를 신속하게 낮출 수 있고, 이에 따라 최대한 빠른 시간에 단일한 배터리 셀의 이상으로 인한 위험성을 억제할 수 있어, 배터리의 폭발 가능성이 감소되며, 이에 따라 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재는 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터의 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있다.
압력방출부재를 이용하여 작동 시, 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물이 열관리부재를 통과하며 신속하게 배터리 셀로부터 멀어질 수 있어, 배출물의 위험성이 추가적으로 감소된다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재에 오목홈이 설치되며, 상기 오목홈의 측면이 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 바닥벽은 상기 압력방출기구가 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 측면이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 바닥벽이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있다.
상기 오목홈을 채택할 경우, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 상기 오목홈으로 유입되며, 상기 오목홈의 바닥벽이 비교적 취약하기 때문에, 상기 배출물이 상기 오목홈의 바닥벽을 파괴하여 상기 수집챔버로 진입할 수 있으며; 또한, 상기 오목홈 내에 유입된 배출물은 상기 오목홈의 측면도 동시에 용융시킬 수 있어, 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출됨으로써, 고온의 배출물의 온도를 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 지름 크기는 상기 압력방출수단에서 먼 방향을 따라 점차 축소된다. 이렇게 하면 배출물과의 접촉 면적이 증가될 수 있어, 상기 배출물에 의해 파괴되기가 더욱 용이하다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 바닥벽에 취약 영역이 설치되며, 상기 취약 영역은 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 취약 영역을 관통하여 지날 수 있다.
취약 영역의 설치를 통해, 배출물이 열관리부재를 쉽게 통과할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 취약 영역의 두께는 3mm 이하이다.
일부 실시예에서, 상기 취약 영역은 상기 열관리부재의 나머지 부분보다 더 낮은 용융점을 갖는다.
일부 실시예에서, 상기 취약 영역에 사용되는 재료의 용융점은 400℃보다 낮다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈은 상기 제1표면에 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재는 제1 열전도판과 제2 열전도판을 포함하며, 상기 제1 열전도판은 상기 제1벽과 상기 제2 열전도판 사이에 위치하여 상기 제1벽에 부착되고, 상기 제1 열전도판의 제1 영역은 상기 제2 열전도판을 향해 함몰되어 상기 오목홈을 형성하며, 상기 제1 영역은 상기 제2 열전도판에 연결된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 영역에 제1 관통공이 설치되며, 상기 제1 관통공의 지름 크기는 상기 오목홈의 지름 크기보다 작다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통공과 대응되는 상기 제2 열전도판의 두께는 기타 영역의 상기 제2 열전도판의 두께보다 작다. 이와 같이 하면, 상기 취약 영역이 더욱 쉽게 상기 배출물에 의해 파괴된다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈은 상기 압력방출수단이 작동 시 개방될 수 있도록 하는 회피챔버로 구성된다.
회피챔버는 상기 압력방출수단이 상기 열관리부재를 향해 변형되어 파열되도록 상기 압력방출수단을 위한 변형 공간을 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 심도는 상기 압력방출수단의 크기와 관련이 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 심도는 1mm보다 크다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 개구의 면적은 상기 압력방출수단의 면적과 관련이 있다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 개구의 면적과 상기 압력방출수단의 면적의 비율의 값 범위는 0.5-2이다.
일부 실시예에서, 상기 압력방출수단의 적어도 일부는 상기 제1벽 바깥으로 돌출되며, 상기 회피챔버는 상기 압력방출수단의 상기 적어도 일부를 수용하기 위한 것이다.
이와 같이 하면, 배터리 셀의 제1벽은 상기 열관리부재의 표면에 밀착 접합될 수 있어, 배터리 셀을 고정시키기에 용이하며, 또한 공간을 절약하고 열 관리 효율을 높일 수 있다. 또한, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 회피챔버를 향해 배출되어 배터리 셀에서 멀어지므로, 그 위험성이 낮아져 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재에 제2 관통공이 설치되며, 상기 제2 관통공은 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물이 상기 제2 관통공을 거쳐 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 제2 관통공의 공벽이 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 관통공의 공벽이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융되도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 상기 제2 관통공으로 유입되며, 상기 배출물이 고압 고온의 배출물이므로, 상기 배출물이 상기 제2 관통공을 관통하여 지날 때 상기 제2 관통공의 공벽을 용융시킬 수 있어, 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출되며, 따라서 배출물의 온도를 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 관통공의 지름 크기는 상기 압력방출수단에서 먼 방향을 따라 점차 축소된다. 이렇게 하면 배출물과의 접촉 면적이 증가될 수 있어, 상기 배출물에 의해 파괴되기가 더욱 용이하다.
일부 실시예에서, 상기 제2 관통공의 개구의 면적은 상기 압력방출수단의 면적과 관련이 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 관통공의 개구의 면적과 상기 압력방출수단의 면적의 비율 값 범위는 0.5-2이다.
일부 실시예에서, 상기 압력방출수단의 적어도 일부가 상기 제1벽 바깥으로 돌출되며, 상기 제2 관통공은 상기 제1벽의 상기 압력방출수단의 상기 적어도 일부를 수용하기 위한 것이다.
이와 같이 하면, 배터리 셀의 제1벽이 상기 열관리부재의 표면에 밀착 접합될 수 있어, 배터리 셀을 고정시키기에 용이하며, 또한 공간을 절약하고 열 관리 효율을 높일 수 있다. 또한, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 회피챔버를 향해 배출되어 배터리 셀에서 멀어지므로, 그 위험성이 낮아져 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1벽은 상기 압력방출수단 주위의 부분이 바깥으로 돌출되며, 상기 제2 관통공은 상기 제1벽의 상기 압력방출수단 주위의 바깥으로 돌출된 부분을 수용하기 위한 것이다.
일부 실시예에서, 상기 압력방출수단에 파괴장치가 설치되며, 상기 파괴장치는 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 열관리부재를 파괴함으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출되도록 하기 위한 것이다.
일부 실시예에서, 상기 파괴장치는 스파이크이다.
일부 실시예에서, 상기 배터리는, 다수의 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 전기챔버; 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배출물을 수집하기 위한 수집챔버를 더 포함하며, 여기서, 상기 열관리부재는 상기 전기챔버와 상기 수집챔버를 격리시키기 위한 것이다.
열관리부재를 이용하여 배터리 셀이 수용되는 전기챔버와 배출물을 수집하는 수집챔버를 분리시키며, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 수집챔버로 진입하되, 전기챔버로는 진입하지 않거나 또는 소량 진입함으로써, 전기챔버 중의 전기 연결에 영향을 미치지 않으며, 따라서 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재는 상기 전기챔버와 상기 수집챔버가 공용하는 벽을 갖는다.
상기 열관리부재가 상기 전기챔버와 상기 수집챔버가 공용하는 벽으로 사용되므로, 배출물을 전기챔버와 최대한 분리시킬 수 있어, 배출물의 위험성을 낮추고 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 배터리는, 상기 열관리부재를 보호하기 위한 보호부재를 더 포함하며, 상기 보호부재와 상기 열관리부재가 상기 수집챔버를 형성한다.
상기 보호부재와 상기 열관리부재로 형성된 상기 수집챔버는, 상기 배출물을 효과적으로 수집 및 완충시켜 위험성을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 전기챔버는 상기 열관리부재를 통해 상기 수집챔버와 단절된다.
상기 수집챔버가 상기 전기챔버와 연통되지 않으므로, 상기 수집챔버 내의 액체 또는 기체 등이 상기 전기챔버로 진입할 수 없어, 상기 전기챔버를 보다 확실하게 보호할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재는 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴되도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 통과하여 상기 수집챔버로 진입될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 배터리 셀의 제2벽에 전극단자가 설치되며, 상기 제2벽은 상기 제1벽과 다르다.
압력방출수단과 전극단자를 배터리 셀의 다른 벽에 설치하면, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 전극 단자로부터 더욱 멀어질 수 있으며, 따라서 배출물이 전극단자와 버스부재에 미치는 영향이 감소되어, 배터리의 안전성을 강화시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2벽은 상기 제1벽과 대향하도록 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 압력방출수단은 상기 배터리 셀의 내부 온도가 임계치에 도달 시 용융되도록 구성되는 온도감응 압력방출수단이거나; 및/또는, 상기 압력방출수단은 상기 배터리 셀의 내부 기압이 임계치에 도달 시 파열되도록 구성되는 압력감응 압력방출수단이다.
두 번째 측면으로, 첫 번째 측면의 배터리를 포함하는 전기사용장치를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 전기사용장치는 자동차, 선박 또는 항공우주선이다.
세 번째 측면으로, 배터리 제조방법을 제공하며, 이는 압력방출수단을 포함하는 배터리 셀을 제공하는 단계, 상기 압력방출수단은 상기 배터리 셀의 제1벽에 설치되고, 상기 압력방출수단은 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 상기 내부 압력을 배출하기 위한 것이며; 유체를 수용하기 위한 열관리부재를 제공하는 단계; 상기 열관리부재의 제1 표면을 상기 배터리 셀의 상기 제1벽에 부착하는 단계;를 포함하며, 여기서, 상기 열관리부재가 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있으며, 이에 따라 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재는 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있어, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재에 오목홈이 설치되며, 상기 오목홈의 바닥벽은 상기 압력방출기구가 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재를 관통하여 지나도록 할 수 있고, 상기 오목홈의 측면은 상기 배출물에 의해 파괴됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 오목홈의 바닥벽에 취약 영역이 설치되며, 상기 취약 영역은 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 취약 영역을 관통하여 지날 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 열관리부재에 제2 관통공이 설치되며, 상기 제2 관통공은 상기 압력방출수단이 작동 시 상기 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물이 상기 관통공을 거쳐 상기 열관리부재를 관통하여 지날 수 있도록 하고, 상기 제2 관통공의 공벽은 상기 배출물에 의해 파괴되어, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있도록 한다.
네 번째 측면으로, 상기 세 번째 측면의 방법을 실행하는 모듈을 포함하는 배터리 제조장치를 제공한다.
본 출원의 실시예의 기술방안에서, 열관리부재의 제1 표면은 압력방출수단이 설치된 제1벽에 부착된다. 이와 같이 하면, 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀의 배출물이 열관리부재를 향해 배출되고; 이와 동시에, 열관리부재가 압력방출수단이 작동 시 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있다. 이와 같이 하면, 유체가 배터리 셀의 열에너지를 흡수하여 배출물의 온도를 낮출 수 있으며, 유체의 냉각으로 인해, 배터리 셀의 배출물의 온도를 신속하게 낮출 수 있고, 이에 따라 최대한 빠른 시간에 단일한 배터리 셀의 이상으로 인한 위험성을 억제할 수 있어, 배터리의 폭발 가능성이 감소되며, 이에 따라 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
여기에 설명하는 첨부도면은 본 출원에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위한 것으로서, 본 출원의 일부를 구성하며, 본 출원의 예시적 실시예 및 설명은 본 출원을 해석하기 위한 것이지, 본 출원을 부당하게 한정하는 것이 아니다. 첨부 도면에서,
도 1은 본 출원의 일 실시예의 자동차의 설명도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리의 구조 설명도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예의 배터리 모듈의 구조 설명도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 분해도이다.
도 5는 본 출원의 다른 일 실시예의 배터리 셀의 분해도이다.
도 6-도 7은 본 출원의 일부 실시예의 배터리의 구조 설명도이다.
도 8a는 본 출원의 일 실시예의 배터리의 평면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 배터리의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 8c는 도 8b에 도시된 배터리의 B 부분의 확대도이다.
도 9a는 본 출원의 일 실시예의 열관리부재의 입체도이다.
도 9b는 도 9a의 상기 열관리부재의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 9c는 본 출원의 일 실시예의 열관리부재의 분해도이다.
도 10-도 17은 본 출원의 일부 실시예의 배터리의 구조 설명도이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예의 배터리의 분해도이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예의 배터리 제조방법의 도식적 흐름도이다.
도 20은 본 출원의 일 실시예의 배터리 제조장치의 도식적 블록도이다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술방안과 장점이 더욱 명확해지도록, 이하 본 출원의 실시예 중의 첨부도면을 결합하여, 본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대해 명확하게 기술할 것이다. 기술되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예이지, 실시예의 전부가 아님이 자명하며, 본 출원 중의 실시예를 바탕으로, 당업계의 보통 기술자가 창조적인 노동을 하지 않은 전제하에 획득하는 모든 기타 실시예는, 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.
별도로 정의하지 않는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술과 과학 용어는 본 출원의 당업자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하다. 본 출원 중 출원의 명세서에서 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 기술하기 위한 목적일 뿐, 본 출원을 제한하고자 하는데 목적이 있지 않다. 본 출원의 명세서와 청구항 및 상기 첨부도면의 설명 중의 용어인 "포함하다"와 "구비한다" 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포괄하고자 하는 것이다. 본 출원의 명세서와 청구항 또는 상기 첨부도면 중의 용어인 "제1", "제2" 등은 서로 다른 객체를 구별하기 위한 것이지, 특정 순서 또는 주종 관계를 기술하기 위한 것이 아니다.
본 출원에서 언급하는"실시예"란, 실시예와 결합하여 기술되는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 중의 각 위치에 상기 단어가 출현한다고 해서 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니며, 다른 실시예와 서로 배척되는 독립적 또는 선택적 실시예인 것도 아니다. 당업자가 명시적 및 암시적으로 이해하는 바로는, 본 출원에 기술된 실시예를 기타 실시예와 결합시킬 수 있다는 점이다.
본 출원에 대한 기술에서, 설명해두어야 할 점은, 별도로 명확하게 규정 또는 한정하지 않는 한, "장착하다", "연결된다", "결합한다", "부착한다"등의 용어는 광의로 이해되어야 한다. 예를 들어 고정 연결되는 것일 수도 있고, 분리 가능하게 연결되거나 또는 일체형으로 연결되는 것일 수도 있으며; 직접 연결되는 것일 수도 있고, 중간의 매개물을 통해 간접적으로 연결되는 것일 수도 있으며, 2개의 소자 내부가 연통되는 것일 수 도 있다. 당업계의 보통 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 출원 중의 용어인 "및/또는"은 단지 일종의 관련이 있는 객체의 연관 관계를 기술하는 것으로서, 세 종류의 관계가 있음을 나타낸다. 예를 들어, A 및/또는 B는 A가 단독으로 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, B가 단독으로 존재하는 경우인 세 가지 상황을 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원의 문자부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 객체가 "OR"의 관계인 것을 나타낸다.
본 출원에 출현하는 "다수 개"란 2개 이상(2개 포함)을 말하며, 같은 이치로, "다수 그룹"이란 두 그룹 이상(두 그룹 포함)을 의미하고, "다수"란 둘 이상(둘 포함)을 의미한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬이온 2차전지, 리튬이온 1차전지, 리튬황 배터리, 나트륨리튬이온 배터리, 나트륨이온 배터리 또는 마그네슘리튬 배터리 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 장방체 또는 기타 형상 등일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키지 방식에 따라 원통형 배터리 셀, 각형 사각형 배터리 셀과 파우치형 배터리 셀의 3종으로 구분되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예가 언급한 배터리란 하나 또는 다수의 배터리 셀을 포함하여 보다 높은 전압과 용량을 제공할 수 있는 단일한 물리 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급한 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 다수의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스 몸체를 포함한다. 박스 몸체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하며, 전극 어셈블리는 정극판과 부극판 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 금속이온에 의해 정극판과 부극판 사이에서 이동함으로써 작동한다. 정극판은 정극 집전체와 정극 활성물질층을 포함하며, 정극 활성물질층은 정극 집전체의 표면에 도포되고, 정극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 정극 활성물질층이 이미 도포된 집전체 밖으로 돌출되며, 정극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 정극 탭(tab)으로 사용된다. 리튬이온 배터리를 예로 들면, 정극 집전체의 소재는 알루미늄일 수 있고, 정극 활성물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼원리튬 또는 망간산리튬 등일 수 있다. 부극판은 부극 집전체와 부극 활성물질층을 포함하며, 부극 활성물질층은 부극 집전체의 표면에 도포되고, 부극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 부극 활성물질층이 이미 도포된 집전체 밖으로 돌출되며, 부극 활성물질층이 도포되지 않은 집전체는 부극 탭으로 사용된다. 부극 집전체의 소재는 구리일 수 있으며, 부극 활성물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 대전류가 통과하더라도 용단되지 않도록 보장하기 위하여, 정극 탭의 수량은 다수이면서 함께 적층되고, 부극 탭의 수량은 다수이면서 함께 적층된다. 분리막의 재질은 PP 또는 PE 등일 수 있다. 이밖에, 전극 어셈블리는 권취형 구조일 수도 있고, 적층식 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 기술의 발전은 여러 방면의 설계 요소, 예를 들어, 에너지 밀도, 배터리 수명(cycle life), 방전 용량, 충방전 배율 등의 성능 파라미터를 동시에 고려해야 한다. 또한, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀에 대해 말하자면, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 발생되며, 이와 동시에 적절한 환경 온도의 설계도 존재한다. 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위하여, 배터리 셀에 대해 일반적으로 적어도 3중 보호 조치가 있을 수 있다. 구체적으로, 보호 조치는 적어도 스위치 소자, 적절한 분리막 소재 선택 및 압력방출수단을 포함한다. 스위치 소자는 배터리 셀 내부의 온도 또는 저항이 일정 임계치에 도달 시 배터리가 충전 또는 방전을 중지하도록 하는 소자를 의미한다. 분리막은 정극판과 부극판을 분리하여, 온도가 일정 수치까지 상승 시 그 위에 부착된 미크론급(심지어 나노급) 미세공을 자동으로 용해시켜 금속 이온이 분리막을 통과하지 못하도록 함으로써, 배터리 셀의 내부 반응을 종료시킬 수 있다.
압력방출수단이란 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 사전 설정 임계치에 도달 시 작동하여 내부 압력 또는 온도를 방출하는 소자 또는 부재를 의미한다. 상기 임계치 설계는 설계의 필요에 따라 달라진다. 상기 임계치는 배터리 셀 중의 정극 극판, 부극 극판, 전해액과 분리막 중의 하나 이상의 소재에 의해 결정될 수 있다. 압력방출수단은 방폭밸브, 공기밸브, 감압밸브 또는 안전밸브 등의 형식일 수 있으며, 또한 구체적으로 압력감응 또는 온도감응 소자 또는 구조를 채택할 수 있다. 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 사전 설정 임계치에 도달 시, 압력방출수단이 작동을 실행하거나 또는 압력방출수단에 설치된 취약 구조가 파괴됨으로써, 내부 압력 도는 온도를 배출하기 위한 개구 또는 통로를 형성한다.
본 출원에서 언급하는 "작동"이란 압력방출수단이 동작을 발생시키거나 또는 일정 상태로 활성화됨으로써, 배터리 셀의 내부 압력 및 온도가 배출될 수 있도록 하는 것을 의미한다. 압력방출수단에 발생되는 동작은, 압력방출수단 중의 적어도 일부가 파열, 파쇄, 찢어지거나 개방되는 등등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 압력방출수단이 작동 시, 배터리 셀 내부의 고온 고압 물질이 배출물로서 작동되는 부위로부터 밖으로 배출된다. 이러한 방식으로 압력 또는 온도를 제어할 수 있는 상황에서, 배터리 셀에 감압이 발생하여 잠재적인 더욱 심각한 사고의 발생을 피할 수 있다.
본 출원에서 언급하는 배터리 셀로부터의 배출물은 전해액, 용해 또는 분열된 정부극 극판, 분리막의 파편, 반응으로 생성된 고온 고압의 기체, 화염, 등등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
배터리 셀 상의 압력방출수단은 배터리의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 단락, 과충전 현상이 발생 시, 배터리 셀 내부에 열폭주(thermal runaway)가 발생하여 압력 또는 온도가 급상승할 가능성이 있다. 이러한 경우 압력방출수단의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 바깥으로 방출함으로써, 배터리 셀의 폭발과 발화를 방지할 수 있다.
현재 압력방출수단 설계 방안은 주로 배터리 셀 내부의 고압과 고온을 방출하여, 상기 배출물을 배터리 셀 외부로 즉시 배출하는데 주목하고 있다. 그러나, 배터리의 출력 전압 또는 전류를 보장하기 위해서는 종종 다수의 배터리 셀이 필요하고, 또한 다수의 배터리 셀 사이는 버스부재를 통해 전기적으로 연결해야 하는데, 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물이 나머지 배터리 셀에 단락 현상을 초래할 가능성이 있으며, 예를 들어, 배출되는 금속 파편이 2개의 버스부재에 전기적으로 연결될 경우 배터리에 단락을 야기할 수 있으므로, 안전의 우려가 존재한다. 또한, 고온 고압의 배출물이 배터리 셀의 압력방출수단이 설치된 방향으로 배출되고, 더욱 구체적으로는 압력방출수단이 작동하는 영역을 향하는 방향을 따라 배출되기 때문에, 이러한 배출물의 위력과 파괴력이 매우 클 수 있고, 심지어 상기 방향에 있는 하나 또는 다수의 구조를 파괴시키기에 충분할 정도로 클 수 있어, 추가적인 안전 문제를 초래한다.
이를 감안하여, 본 출원의 실시예가 제공하는 기술방안은, 배터리 셀의 압력방출수단이 설치된 벽을 열관리부재에 부착하여, 압력방출수단을 이용하여 작동 시, 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물이 열관리부재를 관통하여 배터리 셀로부터 신속하게 멀어질 수 있도록 함으로써, 배출물의 위험성을 낮추고, 배터리의 안전성을 강화시킬 수 있다.
열관리부재는 다수의 배터리 셀에 대해 온도를 조절하는 유체를 수용하기 위한 것이다. 여기서의 유체는 액체 또는 기체일 수 있으며, 온도 조절이란 다수의 배터리 셀을 가열하거나 냉각하는 것을 의미한다. 배터리 셀을 냉각시키거나 또는 온도를 낮추는 경우, 상기 열관리부재는 다수의 배터리 셀의 온도를 낮추는 냉각 유체를 수용하기 위한 것이다. 이때, 열관리부재는 냉각부재, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로 칭할 수도 있고, 수용되는 유체는 냉각매질 또는 냉각유체로 칭할 수도 있으며, 더욱 구체적으로는 냉각액 또는 냉각기체로 칭할 수도 있다. 또한, 열관리부재는 다수의 배터리 셀의 온도가 상승하도록 가열하기 위한 것일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 보다 확실한 온도 조절 효과를 얻기 위하여 순환 유동된다. 선택적으로, 유체는 물, 물과 에틸렌글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
본 출원에서 언급하는 전기챔버는 다수의 배터리 셀과 버스부재를 수용하기 위한 것이다. 전기챔버는 밀봉형 또는 비밀봉형일 수 있다. 전기챔버는 배터리 셀과 버스부재의 장착 공간을 제공한다. 일부 실시예에서, 전기챔버에 배터리 셀을 고정시키기 위한 구조가 더 설치될 수 있다. 전기챔버의 형상은 수용되는 다수의 배터리 셀과 버스부재에 따라 정할 수 있다. 일부 실시예에서, 전기챔버는 6개의 벽을 구비한 사각형일 수 있다. 전기챔버 내의 배터리 셀이 전기적인 연결을 통해 비교적 높은 전압 출력을 형성하므로, 전기챔버는 "고압챔버"라고도 칭할 수 있다.
본 출원에서 언급하는 버스(bus)부재는 다수의 배터리 셀 간의 전기적인 연결, 예를 들어 병렬연결 또는 직렬연결 또는 혼합연결을 구현하기 위한 것이다. 버스부재는 배터리 셀의 전극단자를 연결함으로써 배터리 셀 간의 전기적인 연결을 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스부재는 용접을 통해 배터리 셀의 전극단자에 고정된다. "고압챔버"에 대응하여, 버스부재에 형성되는 전기적인 연결은 "고압 연결"이라고도 칭할 수 있다.
본 출원에서 언급하는 수집챔버는 배출물을 수집하기 위한 것으로서, 밀봉형 또는 비밀봉형일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수집챔버 내에 공기, 또는 기타 기체가 포함될 수 있다. 수집챔버 내에는 전압 출력에 연결되는 전기적인 연결이 없으며, "고압챔버"에 대응하여, 수집챔버는 "저압챔버"라고도 칭할 수 있다. 선택적으로, 또는 부가적으로, 상기 수집챔버 내에는 액체, 예를 들어 냉각매질이 포함되거나, 또는 수집챔버로 진입하는 배출물의 온도를 추가적으로 낮추기 위해 상기 액체를 수용하는 부재가 설치될 수도 있다. 또한 선택적으로, 수집챔버 내의 기체 또는 액체는 순환 유동된다.
본 출원의 실시예에 기술된 기술방안은 모두 각종 배터리를 사용하는 장치, 예를 들어 핸드폰, 휴대용 디바이스, 노트북 컴퓨터, 배터리자동차, 전동장난감, 전동툴, 전기자동차, 선박 및 비행기, 로켓, 우주왕복선 및 우주비행선과 같은 항공우주선 등에 적용된다.
본 출원의 실시예에 기술된 기술방안은 상기 디바이스에 적용되는 것으로만 국한되는 것이 아니라, 배터리를 사용하는 모든 디바이스에 적용될 수도 있으며, 단 기재의 간결함을 위하여, 하기 실시예는 모두 전기자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량(1)의 구조 설명도로서, 차량(1)은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차일 수 있으며, 신재생에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 동력 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차(Range-Extended Electric Vehicle) 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에 모터(40), 컨트롤러(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있으며, 컨트롤러(30)는 배터리(10)가 모터(40)에 전기를 공급하도록 제어한다. 예를 들어 차량(1)의 바닥부 또는 앞부분 또는 뒷부분에 배터리(10)를 설치할 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)에 전기를 공급하기 위한 것일 수 있으며, 예를 들어 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로서, 차량(1)의 회로 시스템에 사용될 수 있고, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 네비게이션 및 운행 시의 작업용 전기 수요에 사용될 수 있다. 본 출원의 다른 일 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 조작 전원으로서 사용될 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로서도 사용될 수 있으며, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
각기 다른 전력 사용 수요를 충족시키기 위하여, 배터리는 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있으며, 여기서, 다수의 배터리 셀 사이는 직렬연결 또는 병렬연결 또는 혼합 연결될 수 있다. 혼합 연결이란 직렬과 병렬의 혼합을 말한다. 배터리는 배터리 팩이라고도 칭할 수 있다. 선택적으로, 다수의 배터리 셀은 먼저 직렬연결 또는 병렬연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성할 수 있으며, 다수의 배터리 모듈은 다시 직렬연결 또는 병렬연결 또는 혼합 연결되어 배터리를 구성한다. 다시 말해, 다수의 배터리 셀은 직접 배터리를 구성할 수도 있고, 먼저 배터리 모듈을 구성한 다음, 배터리 모듈로 다시 배터리를 구성할 수도 있다.
예를 들어, 도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리(10)의 구조 설명도로서, 배터리(10)는 다수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다. 배터리(10)는 박스 몸체(또는 커버체)를 더 포함할 수 있으며, 박스 몸체 내부는 중공 구조로서, 다수의 배터리 셀(10)이 박스 몸체 내에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 몸체는 두 부분을 포함할 수 있으며, 여기서는 각각 제1 부분(111)과 제2 부분(112)으로 칭한다. 제1부분(111)과 제2부분(112)은 함께 체결된다. 제1부분(111)과 제2부분(112)의 형상은 다수의 배터리 셀(20)이 조합되는 형상에 따라 결정될 수 있으며, 제1부분(111)과 제2부분(112)은 모두 하나의 개구를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1부분(111)과 제2부분(112)은 모두 중공의 장방체이면서 각자 한 면만 개구면이며, 제1부분(111)의 개구와 제2부분(112)의 개구는 서로 대향하도록 설치되고, 또한 제1부분(111)과 제2부분(112)이 서로 체결되어 밀폐된 챔버를 갖는 박스 몸체를 형성한다. 다수의 배터리 셀(20)은 서로 병렬연결 또는 직렬연결 또는 혼합 연결되어 조합된 후, 제1부분(111)과 제2부분(112)이 체결되어 형성된 박스 몸체 내에 배치된다.
선택적으로, 배터리(10)는 기타 구조를 더 포함할 수 있으나, 여기서는 더 이상 일일이 설명하지 않는다. 예를 들어, 상기 배터리(10)는 버스부재를 더 포함할 수 있으며, 버스부재는 다수의 배터리 셀(20) 간의 전기적인 연결, 예를 들어 병렬연결 또는 직렬연결 또는 혼합 연결을 구현하기 위한 것이다. 구체적으로, 버스부재는 배터리 셀(20)을 연결하는 전극단자를 통해 배터리 셀(20) 간의 전기적인 연결을 구현할 수 있다. 또한, 버스부재는 용접을 통해 배터리 셀(20)의 전극단자에 고정될 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)의 전기에너지는 전도성 수단을 통해 박스 몸체를 관통하여 인출될 수 있으며, 선택적으로 전도성 수단 역시 버스부재에 속할 수 있다.
각기 다른 전력 수요에 따라, 배터리 셀(20)의 수량은 임의의 수치로 설치할 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)은 비교적 큰 용량 또는 출력을 구현하도록 직렬연결, 병렬연결 또는 혼합 연결 방식을 통해 연결될 수 있다. 각각의 배터리(10)에 포함된 배터리 셀(20)의 수량이 많을 수 있기 때문에, 설치의 편의를 위해, 배터리 셀(20)을 그룹화하여 설치할 수 있으며, 각 그룹의 배터리 셀(20)은 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀(20)의 수량에는 제한이 없으며, 필요에 따라 설치할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 배터리 모듈의 일 예시이다. 배터리는 다수의 배터리 모듈을 포함할 수 있으며, 이러한 배터리 모듈은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식을 통해 연결될 수 있다.
도 4는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀(20)의 구조 설명도로서, 배터리 셀(20)은 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22), 하우징 몸체(211)와 덮개판(212)을 포함한다. 도 4에 도시된 좌표계는 도 3과 동일하다. 하우징 몸체(211)와 덮개판(212)은 외부 하우징 또는 배터리 케이스(21)를 형성한다. 하우징 몸체(211)의 벽 및 덮개판(212)은 모두 배터리 셀(20)의 벽이라 칭한다. 하우징 몸체(211)는 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)가 조합된 후의 형상에 따라 정해지며, 예를 들어, 하우징 몸체(211)는 중공의 직사각형체 또는 정사각형체 또는 원기둥체일 수 있고, 또한 하우징 몸체(211) 중 한 면은 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)가 하우징 몸체(211) 내에 배치될 수 있도록 개구를 구비한다. 예를 들어, 하우징 몸체(211)가 중공의 직사각형체 또는 정사각형체인 경우, 하우징 몸체(211) 중의 하나의 평면은 개구면이며, 즉 상기 평면은 벽체를 구비하지 않아 하우징 몸체(211)의 내외부가 서로 통한다. 하우징 몸체(211)가 중공의 원기둥체인 경우, 하우징 몸체(211)의 단면이 개구면이며, 즉 상기 단면은 벽체를 구비하지 않아 하우징 몸체(211) 내외부가 서로 통한다. 덮개판(212)은 개구를 덮고 하우징 몸체(211)와 연결되어, 전극 어셈블리(22)가 배치되는 밀폐된 캐비티체를 형성한다. 하우징 몸체(211) 내에는 예를 들어 전해액과 같은 전해질이 충전된다.
상기 배터리 셀(20)은 2개의 전극단자(214)를 더 포함할 수 있으며, 2개의 전극단자(214)는 덮개판(212)에 설치될 수 있다. 덮개판(212)은 통상적으로 평판 형상으로, 2개의 전극단자(214)가 덮개판(212)의 평판면에 고정되며, 2개의 전극단자(214)는 각각 정 전극단자(214a)와 부 전극단자(214b)이다. 각 전극단자(214)는 덮개판(212)과 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여 전극 어셈블리(22)와 전극단자(214)의 전기적인 연결을 구현하기 위한 연결부재(23)(또는 집전부재(23)라고도 칭한다)가 각각 하나씩 대응 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 어셈블리(22)는 제1 전극 탭(221a)과 제2 전극 탭(222a)을 구비한다. 제1 전극 탭(221a)과 제2 전극 탭(222a)은 극성이 서로 반대이다. 예를 들어 제1 전극 탭(221a)이 정극 탭일 경우, 제2 전극 탭(222a)은 부극 탭이다. 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)의 제1 전극 탭(221a)은 연결부재(23)를 통해 전극단자와 연결되고, 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)의 제2 전극 탭(212a)은 타 연결부재(23)를 통해 타 전극단자와 연결된다. 예를 들어, 정 전극단자(214a)는 연결부재(23)를 통해 정극 탭과 연결되고, 부 전극단자(214b)는 타 연결부재(23)를 통해 부극 탭과 연결된다.
상기 배터리 셀(20)에서, 실제 사용 수요에 따라, 전극 어셈블리(22)는 하나, 또는 다수가 설치될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20) 내부에 4개의 독립된 전극 어셈블리(22)가 설치된다.
도 5는 본 출원의 다른 일 실시예의 압력방출수단(213)을 포함하는 배터리 셀(20)의 구조 설명도이다.
도 5 중의 하우징 몸체(211), 덮개판(212), 전극 어셈블리(22) 및 연결부재(23)는 도 4 중의 하우징 몸체(211), 덮개판(212), 전극 어셈블리(22) 및 연결부재(23)와 일치하며, 간결함을 위해, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
배터리 셀(20)의 하나의 벽에, 도 5에 도시된 제1벽(21a)에 압력방출수단(213)이 더 설치될 수 있다. 표시의 편의를 위하여, 도 5에서는 제1벽(21a)을 하우징 몸체(211)와 분리시켰으나, 이는 하우징 몸체(211)의 바닥측에 개구가 구비되는 것으로 한정하는 것이 아니다. 압력방출수단(213)은 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동되어 내부 압력 또는 온도를 배출하기 위한 것이다.
상기 압력방출수단(213)은 제1벽(21a)의 일부분일 수도 있고, 제1벽(21a)과 분체형 구조일 수도 있으며, 예컨대 용접 방식을 통해 제1벽(21a)에 고정될 수 있다. 압력방출수단(213)이 제1벽(21a)의 일부분인 경우, 예를 들어, 압력방출수단(213)은 제1벽(21a)에 노치를 설치하는 방식으로 형성될 수 있으며, 상기 노치와 대응되는 제1벽(21a)의 두께는 압력방출수단(213)의 노치 이외의 다른 영역의 두께보다 작다. 노치 부위는 압력방출수단(213)의 가장 취약한 위치이다. 배터리 셀(20)에 기체가 너무 많이 발생하여 하우징 몸체(211)의 내부 압력이 상승하여 임계치에 도달하거나 또는 배터리 셀(20) 내부의 반응으로 발생한 열에너지가 배터리 셀(20) 내부 온도의 상승을 초래하여 임계치에 도달한 경우, 압력방출수단(213)은 노치 부위에서 파열되며 하우징 몸체(211) 내외부가 서로 통하게 할 수 있으며, 기체 압력 및 온도가 압력방출수단(213)의 균열을 통해 외부로 배출되어, 배터리 셀(20)에 폭발이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 압력방출수단(213)이 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되는 경우, 배터리 셀(20)의 제2벽에 전극단자(214)가 설치되며, 제2벽은 제1벽(21a)과 다르다.
선택적으로, 제2벽은 제1벽(21a)과 대향하도록 설치된다. 예를 들어, 제1벽(21a)은 배터리 셀(20)의 바닥벽일 수 있고, 제2벽은 배터리 셀(20)의 상부 벽, 즉 덮개판(212)일 수 있다.
선택적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 셀(20)은 받침판(24)을 더 포함할 수 있으며, 상기 받침판(24)은 전극 어셈블리(22)와 하우징 몸체(211)의 바닥벽 사이에 위치하여, 전극 어셈블리(22)를 받쳐주는 역할을 할 수 있고, 전극 어셈블리(22)와 하우징 몸체(211)의 바닥벽 사방의 둥근 모서리에 간섭이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수도 있다. 또한, 상기 받침판(24)에 하나 또는 다수의 관통공이 설치될 수 있으며, 예를 들어, 다수의 균일하게 배열되는 관통공을 설치하거나, 또는, 압력방출수단(213)이 하우징 몸체(211)의 바닥벽에 설치된 경우, 액체와 기체를 안내하기에 용이하도록 상기 압력방출수단(213)의 위치에 대응하여 관통공을 설치할 수 있다. 구체적으로, 이와 같이 하면 받침판(24)의 상하 표면의 공간이 연통될 수 있어, 배터리 셀(20) 내부에 발생한 기체 및 전해액이 모두 자유롭게 받침판(24)을 관통할 수 있다.
압력방출수단(213)과 전극단자(214)를 배터리 셀(20)의 서로 다른 벽에 설치하면, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 전극단자(214)로부터 더욱 멀어지게 됨으로써, 배출물이 전극단자(214)와 버스부재에 미치는 영향을 감소시킬 수 있으며, 따라서 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
또한, 전극단자(214)가 배터리 셀(20)의 덮개판(212)에 설치된 경우, 압력방출수단(213)을 배터리 셀(20)의 바닥벽에 설치하면, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 배터리(10)의 바닥부를 향해 배출될 수 있다. 이 경우, 한편으로는 배터리(10) 바닥부의 열관리부재 등을 이용하여 배출물의 위험성을 낮출 수 있고, 다른 한편으로는 배터리(10) 바닥부가 통상적으로 사용자에게서 멀리 떨어져 있으므로, 사용자에 대한 위험을 줄일 수 있다.
압력방출수단(213)은 각종 가능한 압력방출수단일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 압력방출수단(213)은 온도감응 압력방출수단일 수 있으며, 온도감응 압력방출수단은 압력방출수단(213)이 설치된 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계치에 도달 시 용해될 수 있도록 구성되거나; 및/또는, 압력방출수단(213)은 압력감응 압력방출수단일 수 있으며, 압력감응 압력방출수단은 압력방출수단(213)이 설치된 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계치에 도달 시 파열될 수 있도록 구성된다.
도 6은 본 출원의 일 실시예의 배터리(10)의 설명도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 배터리 셀(20)과 열관리부재(13)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(20)은 압력방출수단(213)을 포함하고, 압력방출수단(213)은 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되며, 압력방출수단(213)은 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하기 위한 것이다. 예를 들어, 배터리 셀(20)은 도 5 중의 배터리 셀(20)일 수 있다.
열관리부재(13)는 유체를 수용하여 다수의 배터리 셀(20)의 온도를 조절하기 위한 것이다. 배터리 셀(20)의 온도를 낮추는 경우, 상기 열관리부재(13)는 냉각매질을 수용하여 다수의 배터리 셀(20)의 온도를 조절할 수 있으며, 이때, 열관리부재(13)는 냉각부재, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로 칭할 수도 있다. 또한, 열관리부재(13)는 가열을 위한 것일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 순환 유동됨으로써, 더욱 확실하게 온도를 조절하는 효과를 달성할 수 있다.
열관리부재(13)의 제1 표면(도 6에 도시된 상부 표면)은 제1벽(21a)에 부착된다. 다시 말해, 배터리 셀(20)의 압력방출수단(213)이 설치된 벽이 열관리부재(13)에 부착된다. 열관리부재(13)는 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 열관리부재(13)의 제1 표면은 압력방출수단(213)이 설치된 제1벽(21a)에 부착된다. 이 경우, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 열관리부재(13)를 향해 배출되며; 이와 동시에, 열관리부재(13)는 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴되어, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다. 이와 같이 하면, 유체가 배터리 셀(20)의 열에너지를 흡수할 수 있어 배출물의 온도가 낮아진다. 유체의 냉각으로 인해, 배터리 셀(20)의 배출물 온도가 신속하게 낮아질 수 있으며, 이에 따라 최대한 빠른 시간에 단일한 배터리 셀(20)의 이상으로 인한 안전성 문제를 억제할 수 있어, 배터리가 폭발할 가능성이 감소되며, 이에 따라 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
선택적으로 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)는 또한 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 배출물이 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있다.
구체적으로, 압력방출수단(213)이 작동 시, 한편으로는, 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물이 열관리부재(13)를 파괴할 수 있어, 열관리부재(13)를 관통하여 배터리 셀(20)로부터 멀어질 수 있고, 다른 한편으로는, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되어, 고온의 배출물에 대해 동시에 온도를 낮출 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 각종 가능한 방식으로 열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있도록 할 수 있으며, 이하 예를 들어 설명한다.
선택적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)에 오목홈(134)이 설치되며, 오목홈(134)의 측면은 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출된다. 예를 들어, 오목홈(134)의 측면이 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 오목홈(134)의 바닥벽은 압력방출수단(213)이 작동 시 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 배출물이 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있다. 예를 들어, 오목홈(134)의 바닥벽이 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 배출물이 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있다.
오목홈(134)을 채택할 경우, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 오목홈(134)으로 유입되며, 오목홈(134)의 바닥벽이 비교적 약하기 때문에, 배출물이 오목홈(134)의 바닥벽을 파괴하여 열관리부재(13)를 관통할 수 있으며; 또한, 오목홈(134) 내부에 유입된 배출물은 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 오목홈(134)의 측면도 동시에 용융시킬 수 있어, 고온의 배출물 온도를 낮출 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 오목홈(134)의 지름 크기는 압력방출수단(213)에서 먼 방향을 따라 점차 축소된다. 다시 말해, 오목홈(134)의 측면은 경사면이며, 이와 같이 하면 배출물과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 배출물에 의해 파괴되기가 더욱 용이하다. 예를 들어, 오목홈(134)의 측면의 경사각(바닥면이 소재하는 평면과의 사이각)의 각도 범위는 15-85도일 수 있다.
선택적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 배출물이 열관리부재(13)를 통과할 수 있도록 하기 위하여, 열관리부재(13)의 바닥벽（134）에 취약 영역(135)이 설치되며, 취약 영역(135)은 압력방출수단(213)이 작동 시 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 배출물이 취약 영역(135)을 관통하여 지날 수 있다.
선택적으로, 취약 영역(135)은 압력방출수단(213)과 대향하도록 설치될 수 있다. 이렇게 하면, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배출물이 취약 영역(135)에 직접 충격을 가하여 취약 영역(135)을 개방할 수 있다.
취약 영역(135)은 배출물이 파괴기에 용이한 각종 설치를 이용할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 오목홈(134)은 제1표면에 설치될 수 있으며, 즉 오목홈(134)은 열관리부재(13)의 제1벽(21a)을 향하는 표면에 설치된다. 다시 말해, 오목홈(134)의 개구는 제1벽(21a)을 향한다.
오목홈(134)의 개구는 제1벽(21a)을 등질 수도 있음을 이해하여야 한다. 이 경우, 오목홈(134)의 바닥벽 역시 마찬가지로 배출물에 의해 파괴되기 쉽다.
열관리부재(13)는 열전도 소재로 유체의 유로를 형성할 수 있다. 유체는 유로에서 유동하며, 열전도 소재를 통해 열에너지를 전달함으로써 배터리 셀(20)의 온도를 조절한다. 선택적으로, 취약 영역은 열전도 소재만 있고, 유체는 없이 비교적 얇은 열전도 소재층을 형성하며, 이에 따라 배출물에 의해 파괴되기 쉽다. 예를 들어, 오목홈(134)의 바닥벽은 열전도 소재 박층으로서 취약영역(135)을 형성할 수 있다.
선택적으로, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)는 제1 열전도판(131)과 제2 열전도판(132)을 포함할 수 있다. 제1 열전도판(131)과 제2 열전도판(132)은 유체를 수용하기 위한 유로(133)를 형성한다. 제1 열전도판(131)은 제1벽(21a)과 제2 열전도판(132) 사이에 위치하며 제1벽(21a)에 부착된다. 제1 열전도판(131)의 제1 영역(131a)은 제2 열전도판(132)을 향해 함몰되어 오목홈(134)을 형성하고, 제1 영역(131a)이 제2 열전도판(132)에 연결된다. 이와 같이 하면, 오목홈(134)의 주위에 유로(133)가 형성되고, 오목홈(134)의 바닥벽 내부에는 유로가 없어 취약 영역이 형성된다.
선택적으로, 오목홈(134)의 바닥벽 부위의 제1 열전도판(131) 또는 제2 열전도판(132)을 제거하여, 더욱 얇은 취약영역을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 제1 영역(131a)에 제1 관통공(136)이 설치되며, 제1 관통공(136)의 지름 크기는 오목홈(134)의 지름 크기보다 작다. 즉 오목홈(134)의 바닥벽 부위의 제1 열전도판(131)을 제거하고, 오목홈(134) 바닥부 자장자리 부위의 제1 열전도판(131)과 제2 열전도판(132)의 연결은 유지함으로써, 오목홈(134) 주위의 유로(133)를 형성한다.
선택적으로, 제1 관통공(136)과 대응되는 제2 열전도판(132)에 대해 박화 처리를 더 수행할 수 있다. 즉, 제1 관통공(136)과 대응되는 제2 열전도판(132)의 두께를 기타 영역의 제2 열전도판(132)의 두께보다 작게 하여, 취약 영역이 배출물에 의해 더욱 쉽게 파괴되도록 할 수 있다. 선택적으로, 제1 관통공(136)과 대응되는 제2 열전도판(132)에 취약 홈이 더 설치될 수 있다.
도 9a-도 9c는 열관리부재(13)의 설명도이다. 도 9a-도 9c에 도시된 바와 같이, 제1 열전도판(131)에 오목홈(134)이 함몰 형성되고, 제2 열전도판(132)은 오목홈(134)에 대응되는 영역에 유로 없이 취약 홈(132a)이 설치되며, 이와 같이 하면, 제1 열전도판(131)이 제2 열전도판(132)과 연결된 후, 오목홈(134)의 바닥벽에 취약 영역이 형성된다.
기타 박화 방식을 이용하여 오목홈(134)의 바닥벽을 박화시킬 수도 있음을 이해하여야 하며, 예를 들어, 제1 열전도판(131)의 제1 영역(131a)에 블라인드홀 또는 단턱홀을 설치하거나; 및/또는, 제2 열전도판에 블라인드홀 등을 설치할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 취약 영역(135)의 두께는 3mm 이하이다. 예를 들어, 취약 영역(135)의 두께는 1mm 또는 그 이하이다.
비교적 얇은 두께의 취약 영역(135)을 이용하는 이외에, 배출물에 의해 용융되거나 파괴될 수 있도록 낮은 용융점 소재의 취약 영역(135)을 이용할 수도 있다. 다시 말해, 취약 영역(135)은 열관리부재(13)의 나머지 부분보다 낮은 용융점을 가질 수 있다. 예를 들어, 취약 영역(135)에 적용되는 소재의 용융점은 400℃보다 낮다.
취약 영역(135)은 저용융점 소재와 비교적 얇은 두께를 동시에 적용하여 설치될 수 있으며, 다시 말해, 상기 두 가지 실시방식은 단독으로 실시될 수도 있고, 결합하여 실시될 수도 있다.
압력방출수단(213)이 작동 시, 변형이 발생하여 배터리 셀(20)의 내외부가 서로 연통될 수 있다. 예를 들어, 노치를 적용한 압력방출수단(213)의 경우, 압력방출수단(213)이 작동 시 노치 부위가 파열되어 양측을 향해 벌어지며, 이와 상응하게, 압력방출수단(213)은 일정한 변형 공간이 필요하다. 본 출원의 일 실시예에서, 오목홈(134)은 압력방출수단(213)이 작동 시 개방될 수 있는 회피챔버로 구성된다. 회피챔버는 압력방출수단(213)이 열관리부재(13)를 향해 변형되어 파열될 수 있도록 압력방출수단(213)을 위한 변형 공간을 제공한다.
회피챔버로 사용되는 경우, 오목홈(134)의 설치는 압력방출수단(213)이 작동 시 개방될 수 있는 조건을 만족시켜야 한다. 구체적으로, 오목홈(134)의 심도는 압력방출수단(213)의 크기와 관련이 있다. 본 출원의 일 실시예로서, 오목홈(134)의 심도는 1mm보다 크다. 예를 들어, 오목홈(134)의 심도는 3mm 또는 3mm보다 클 수 있으며, 이와 같이 하면 압력방출수단(213)이 개방되기가 더욱 용이하다. 오목홈(134)의 개구 면적 역시 압력방출수단(213)의 면적과 관련이 있다. 압력방출수단(213)이 개방될 수 있도록 하기 위하여, 오목홈(134)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율은 일정 값보다 커야 한다. 또한, 오목홈(134)의 측면이 배출물에 의해 파괴되기 용이하도록, 오목홈(134)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율은 또한 일정 값보다 작아야 한다. 예를 들어, 오목홈(134)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율의 값 범위는 0.5-2일 수 있다.
압력방출수단(213)을 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치 시, 압력방출수단(213)의 적어도 일부가 제1벽(21a)의 바깥으로 돌출되도록 할 수 있으며, 이렇게 하면 압력방출수단(213)을 설치하기에 용이하고, 배터리 셀(20)의 내부 공간을 보장할 수 있다. 선택적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 압력방출수단(213)의 적어도 일부가 제1벽(21a)의 바깥으로 돌출된 경우, 회피챔버는 압력방출수단(213)의 적어도 일부를 수용하기 위한 것일 수 있다. 이와 같이 하면, 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)은 열관리부재(13)의 표면에 밀착 접합될 수 있어, 배터리 셀(20)을 고정시키기 용이할 뿐만 아니라, 공간을 절약하여 열관리 효율을 향상시킬 수도 있다. 또한, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 회피챔버를 향해 배출되어 배터리 셀(20)로부터 멀어지므로, 그 위험성이 낮아지며, 이에 따라 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 제1벽(21a)은 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출되며, 회피챔버는 제1벽(21a)의 압력방출수단(213) 주위의 바깥으로 돌출된 부분을 수용하기 위한 것이다. 유사하게, 제1벽(21a)의 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출된 경우, 회피챔버는 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)이 열관리부재(13)의 표면에 밀착 접합될 수 있도록 보장할 수 있어, 배터리 셀(20)을 고정시키기 용이할 뿐만 아니라, 공간을 절약하여 열관리 효율을 향상시킬 수도 있다.
이상의 실시예에서, 오목홈(134)의 설치를 통해 열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있으며, 오목홈(134) 이외에, 관통공의 설치를 통해서도 열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있다.
선택적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)에 제2 관통공(137)이 설치되며, 제2 관통공(137)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물이 제2 관통공(137)을 거쳐 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있도록 구성된다.
선택적으로, 제2 관통공(137)은 압력방출수단(213)과 대향하도록 설치된다. 이와 같이 하면, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배출물이 직접 제2 관통공(137)을 거쳐 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 제2 관통공(137)이 설치된 경우, 열관리부재(13)는 제2 관통공(137) 주위의 부분이 배터리 셀(20)의 배출물에 의해 파괴될 수 있어, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다.
구체적으로, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 제2 관통공(137)을 거쳐 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있으며; 또한, 배출물은 제2 관통공(137) 주위의 부분을 더 파괴할 수 있다. 예를 들어, 고온의 배출물은 주위의 열관리부재(13)를 용융시켜 파괴할 수 있으며, 이에 따라 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되어, 고온의 배출물에 대해 온도를 낮출 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 제2 관통공(137)의 공벽이 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한다.
압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 제2 관통공(137)으로 유입되며, 배출물이 고압 고온의 배출물이므로, 배출물이 제2 관통공(137)을 관통하여 지날 때 제2 관통공(137)의 공벽을 융해시킬 수 있어, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되며, 따라서 배출물의 온도를 낮출 수 있다.
선택적으로, 제2 관통공(137)의 지름 크기는 압력방출수단(213)에서 먼 방향을 따라 점차 축소된다. 다시 말해, 제2 관통공(137)의 공벽은 경사면이며, 이렇게 하면 배출물과의 접촉 면적이 증가될 수 있어, 상기 배출물에 의해 파괴되기가 더욱 용이하다.
선택적으로, 전술한 오목홈(134)과 유사하게, 제2 관통공(137)의 설치 역시 압력방출수단(213)이 작동 시 개방될 수 있는 조건을 만족시켜야 한다. 본 출원의 일 실시예로서, 제2 관통공(137)의 개구의 면적은 상기 압력방출수단(213)의 면적과 관련이 있다. 압력방출수단(213)이 개방될 수 있도록 하기 위하여, 제2 관통공(137)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율은 일정 값보다 커야 한다. 또한, 제2 관통공(137)의 공벽이 배출물에 의해 파괴되기 용이하도록, 제2 관통공(137)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율은 또한 일정 값보다 작아야 한다. 예를 들어, 제2 관통공(137)의 개구의 면적과 압력방출수단(213)의 면적의 비율의 값 범위는 0.5-2일 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 압력방출수단(213)은 압력방출수단(213)이 설치된 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되며, 제1벽(21a)은 열관리부재(13)에 부착되고, 압력방출수단(213)의 적어도 일부는 제1벽(21a)의 바깥으로 돌출되며, 제2 관통공(137)은 압력방출수단(213)의 적어도 일부를 수용하기 위한 것이다. 이와 같이 하면, 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)이 열관리부재(13)의 표면에 밀착 접합될 수 있어, 배터리 셀(20)을 고정시키기 용이할 뿐만 아니라, 공간을 절약하여 열관리 효율을 향상시킬 수도 있다. 또한, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 제2 관통공(137)를 향해 배출되어 배터리 셀(20)로부터 멀어지므로, 그 위험성이 낮아지며, 이에 따라 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 제1벽(21a)은 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출되며, 제2 관통공(137)은 제1벽(21a)의 압력방출수단(213) 주위의 바깥으로 돌출된 부분을 수용하기 위한 것이다. 유사하게, 제1벽(21a)의 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출된 경우, 제2 관통공(137)은 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)이 열관리부재(13)의 표면에 밀착 접합될 수 있도록 보장할 수 있어, 배터리 셀(20)을 고정시키기 용이할 뿐만 아니라, 공간을 절약하여 열관리 효율을 향상시킬 수도 있다.
열관리부재(13)에 열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있도록 하는 구조가 설치되는 이외에, 압력방출수단(213)에도 열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있도록 하는 구조가 설치될 수 있음을 이해하여야 한다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 압력방출수단(213)에 파괴장치가 설치되며, 파괴장치는 압력방출수단(213)이 작동 시 열관리부재(13)를 파괴함으로써, 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 파괴장치는 스파이크일 수 있으나, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)를 더 포함할 수 있다. 열관리부재(13)는 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)를 격리하기 위한 것이다. 여기서 말하는 "격리"란 분리를 말하며, 밀봉된 것이 아닐 수도 있다.
전기챔버(11a)는 다수의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이다. 전기챔버(11a)는 또한 버스부재(12)를 수용하기 위한 것일 수도 있다. 전기챔버(11a)는 배터리 셀(20)과 버스부재(12)의 수용 공간을 제공하며, 전기챔버(11a)의 형상은 다수의 배터리 셀(20)과 버스부재(12)에 따라 정해질 수 있다.
버스부재(12)는 다수의 배터리 셀(20)의 전기적 연결을 구현하기 위한 것이다. 버스부재(12)는 배터리 셀(20)을 연결하는 전극단자(214)를 통해 배터리 셀(20) 간의 전기적 연결을 구현할 수 있다.
수집챔버(11b)는 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물 및 열관리부재(13)의 배출물을 수집하기 위한 것이다.
본 출원의 실시예에서, 열관리부재(13)는 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)를 격리시킨다. 다시 말해, 다수의 배터리 셀(20)과 버스부재(12)를 수용하는 전기챔버(11a)와 배출물을 수집하는 수집챔버(11b)를 분리시킨다. 이와 같이 하면, 압력방출수단(213)이 작동 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 수집챔버(11b)로 진입하되, 전기챔버(11a)로는 진입하지 않거나 소량 진입함으로써, 전기챔버(11a) 내의 전기적인 연결에 영향을 미치지 않기 때문에, 배터리의 안전성이 강화될 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)는 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물이 열관리부재(13)를 관통하여 수집챔버(11b)로 진입할 수 있도록 구성된다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)는 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)가 공용하는 벽을 구비한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 열관리부재(13)는 동시에 전기챔버(11a)의 벽이자 수집챔버(11b)의 벽일 수 있다. 다시 말해, 열관리부재(13)(또는 그 일부분)는 직접 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)가 공용하는 벽으로 사용될 수 있으며, 이와 같이 하면, 배터리 셀(20)의 배출물이 열관리부재(13)를 거쳐 수집챔버(11b)로 진입할 수 있는 동시에, 열관리부재(13)의 존재로 인하여, 상기 배출물을 전기챔버(11a)와 최대한 분리시킬 수 있어, 배출물의 위험성이 감소되며, 배터리의 안전성이 강화된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 전기챔버(11a)는 개구를 갖는 커버체와 열관리부재(13)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 커버체(110)는 개구(도 14에서는 하측 개구)를 구비한다. 개구를 구비한 커버체(110)는 반밀폐형 챔버로, 외부와 연통되는 개구를 구비하며, 열관리부재(13)가 상기 개구를 덮어 챔버, 즉 전기챔버(11a)를 형성한다.
선택적으로, 커버체(110)는 여러 부분으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 커버체(110)는 제1부분(111)과 제2부분(112)을 포함할 수 있다. 제2부분(112)의 양측은 각각 개구를 구비하고, 제1부분(111)이 제2부분(112)의 일측 개구를 덮으며, 열관리부재(13)는 제2 부분(112)의 타측 개구를 덮음으로써, 전기챔버(11a)를 형성한다.
도 14의 실시예는 도 2를 기초로 개선된 것이다. 구체적으로, 도 2 중의 제2부분(112)의 바닥벽을 열관리부재(13)로 교체하고, 열관리부재(13)를 전기챔버(11a)의 벽으로 사용함으로써, 도 14 중의 전기챔버(11a)를 형성한다. 다시 말해, 도 2 중의 제2부분(112)의 바닥벽을 제거하고, 양측이 개구된 고리 벽을 형성하며, 제1부분(111)과 열관리부재(13)로 각각 제2 부분(112)의 양측 개구를 덮어 챔버, 즉 전기챔버(11a)를 형성할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 수집챔버(11b)의 경우, 열관리부재(13)와 보호부재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 보호부재(115)를 더 포함한다. 보호부재(115)는 열관리부재(13)를 보호하기 위한 것이며, 또한, 보호부재(115)와 열관리부재(13)는 수집챔버(11b)를 형성한다.
보호부재(115)와 열관리부재(13)로 형성되는 수집챔버(11b)는 배터리 셀을 수용할 수 있는 공간을 차지하지 않으므로, 비교적 큰 공간의 수집챔버(11b)를 설치할 수 있으며, 따라서 배출물을 효과적으로 수집 및 완충시켜, 위험성을 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 수집챔버(11b) 내에 예를 들어 냉각 매질과 같은 유체를 설치하거나, 또는 유체를 수용하는 부재를 설치하여, 수집챔버(11b) 내로 진입한 배출물의 온도를 추가적으로 낮출 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 수집챔버(11b)는 밀봉된 챔버일 수 있다. 예를 들어, 보호부재(115)와 열관리부재(13)의 연결 부위가 밀봉부재를 통해 밀봉될 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 수집챔버(11b)는 밀봉된 챔버가 아닐 수 있다. 예를 들어, 수집챔버(11b)는 공기와 연통될 수 있으며, 이와 같이 하면, 일부 배출물이 수집챔버(11b) 외부로 더 배출될 수 있다.
상기 실시예에서, 열관리부재(13)는 커버체(110)의 개구를 덮어 전기챔버(11a)를 형성하고, 열관리부재(13)와 보호부재(115)는 수집챔버(11b)를 형성한다. 선택적으로, 열관리부재(13)는 또한 직접 밀폐된 커버체를 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)로 분리할 수도 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 열관리부재(13)는 커버체(110) 내부에 설치되어, 커버체(110) 내부를 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)로 분리한다. 다시 말해, 밀폐된 커버체(110)는 그 내부에 챔버를 형성하며, 열관리부재(13)는 커버체(110) 내부의 챔버를 2개의 챔버인 전기챔버(11a)와 수집챔버(11b)로 격리시킨다.
전기챔버(11a)는 다수의 배터리 셀(20) 등을 수용하기 위해 비교적 큰 공간이 필요하므로, 열관리부재(13)는 커버체(110)의 어느 한 벽에 인접한 위치에 설치되며, 공간이 상대적으로 큰 전기챔버(11a)와 공간이 상대적으로 작은 수집챔버(11b)를 분리시킬 수 있다.
선택적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 커버체(110)는 제1부분(111)과 제2부분(112)을 포함할 수 있다. 제2부분(112)의 일측은 개구가 구비되어 반밀폐형 구조를 형성한다. 반밀폐형 구조는 즉 개구를 갖는 챔버이다. 열관리부재(13)는 제2부분(112)의 내부에 설치되고, 제1부분(111)은 제2부분(112)의 개구를 덮는다. 다시 말해, 먼저 열관리부재(13)를 반밀폐된 제2부분(112) 내에 설치하여, 수집챔버(11b)를 격리시킨 다음, 제1부분(111)을 제2부분(112)의 개구에 덮어 전기챔버(11a)를 형성할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 일 실시예에서, 전기챔버(11a)는 열관리부재(13)를 통해 수집챔버(11b)와 단절된다. 다시 말해, 수집챔버(11b)가 전기챔버(11a)와 연통되지 않아, 수집챔버(11b) 내의 액체 또는 기체 등이 전기챔버(11a)로 진입할 수 없으며, 따라서 전기챔버(11a)를 더욱 확실하게 보호할 수 있다.
도 18은 본 출원의 일 실시예의 배터리(10)의 분해도이다. 도 18에 도시된 실시예에서, 열관리부재(13)에 오목홈(134)이 설치되고, 보호부재(115)와 함께 수집챔버를 형성한다.
배터리(10) 중 각 부재에 관한 설명은 전술한 각 실시예를 참조하면 되며, 간결함을 위하여, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
본 출원의 일 실시예는 전기사용장치를 더 제공하며, 상기 전기사용장치는 전술한 각 실시예 중의 배터리(10)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 전기사용장치는 차량(1), 선박 또는 항공우주선일 수 있다.
이상의 본문은 본 출원의 실시예의 배터리와 전기사용장치를 기술하였고, 이하 본 출원의 실시예의 배터리 제조방법과 장치에 대해 설명한다. 여기서 상세히 기술하지 않는 부분은 전술한 각 실시예를 참조하면 된다.
도 19는 본 출원의 일 실시예의 배터리 제조방법(300)의 도식적인 흐름도이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 방법(300)은 이하 단계를 포함할 수 있다:
310: 배터리 셀(20)을 제공하는 단계, 배터리 셀(20)은 압력방출수단(213)을 포함하며, 압력방출수단(213)은 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되고, 압력방출수단(213)은 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 내부 압력 또는 온도를 배출하기 위한 것이다.
320: 유체를 수용하기 위한 열관리부재(13)를 제공하는 단계;
330: 열관리부재(13)의 제1 표면을 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 부착하는 단계, 여기서, 열관리부재(13)는 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있으며, 이에 따라 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다.
도 20은 본 출원의 일 실시예의 배터리 제조장치(400)의 도식적 블록도이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 배터리 제조장치(400)는 제공 모듈(410)과 장착 모듈(420)을 포함할 수 있다.
제공 모듈(410)은, 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되어, 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 내부 압력 또는 온도를 방출하기 위한 압력방출수단(213)을 포함하는 배터리 셀(20)을 제공하고; 유체를 수용하기 위한 열관리부재(13)를 제공하기 위한 것이다.
장착 모듈(420)은, 열관리부재(13)의 제1 표면을제1벽(21a)에 부착하기 위한 것이며(330), 여기서, 열관리부재(13)는 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있으며, 이에 따라 유체가 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있다.
마지막으로 설명해야 할 점은, 이상의 설명은 단지 본 출원의 기술방안을 설명하기 위한 것일 뿐, 이를 제한하기 위한 것이 아니며; 비록 전술한 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 상세히 설명하였으나, 당업계의 보통 기술자라면, 여전히 전술한 각종 실시예에 기재된 기술방안을 수정하거나, 또는 그 중 일부 기술 특징에 대해 등가의 교체를 실시할 수 있다. 단 이러한 수정 또는 교체가 해당 기술방안의 본질을 본 출원의 각 실시예의 기술방안의 정신과 범위로부터 벗어나게 하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
10: 배터리, 11a: 전기챔버, 11b: 수집챔버, 13: 열관리부재, 20: 배터리 셀, 21: 배터리 케이스, 21a: 제1 벽, 22: 전극 어셈블리, 23: 연결부재, 24: 받침판, 30: 컨트롤러, 40: 모터, 110: 커버체, 111: 제1 부분, 112: 제2 부분, 115: 보호부재, 131: 제1 열전도판, 132: 제2 열전도판, 133: 유로, 134: 오목홈, 135: 취약 영역, 136: 제1 관통공, 137: 제2 관통공, 211: 하우징 몸체, 212: 덮개판, 213: 압력방출수단, 214: 전극단자, 214a: 정 전극단자, 214b: 부 전극단자. 221a: 제1 전극 탭, 222a: 제2 전극 탭.

Claims (48)

  1. 배터리(10)에 있어서,
    배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되며, 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 상기 내부 압력을 방출하기 위한 압력방출수단(213)을 포함하는 배터리 셀(20);
    상기 배터리 셀(20)의 온도를 조절하는 유체를 수용하기 위한 열관리부재(13);를 포함하며;
    여기서, 상기 열관리부재(13)의 제1 표면이 상기 배터리 셀(20)의 상기 제1벽(21a)에 부착되며, 상기 열관리부재(13)가 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)는 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터의 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)에 오목홈(134)이 설치되며, 상기 오목홈(134)의 측면이 상기 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 바닥벽이 상기 압력방출기구(213)가 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 측면이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  6. 제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 바닥벽이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  7. 제3항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 지름 크기는 상기 압력방출수단(213)에서 먼 방향을 따라 점차 축소되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  8. 제3항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 바닥벽에 취약 영역(135)이 설치되고, 상기 취약 영역(135)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 취약 영역(135)을 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 취약 영역(135)의 두께는 3mm 이하인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 취약 영역(135)은 상기 열관리부재(13)의 나머지 부분보다 낮은 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 취약 영역(135)에 사용되는 소재는 용융점이 400℃ 미만인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  12. 제3항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)은 상기 제1표면에 설치되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)는 제1 열전도판(131)과 제2 열전도판(132)을 포함하며, 상기 제1 열전도판(131)은 상기 제1벽(21a)과 상기 제2 열전도판(132) 사이에 위치하여 상기 제1벽(21a)에 부착되고, 상기 제1 열전도판(131)의 제1 영역(131a)은 상기 제2 열전도판(132)을 향해 함몰되어 상기 오목홈(134)을 형성하며, 상기 제1 영역(131a)은 상기 제2 열전도판(132)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영역(131a)에 제1 관통공(136)이 설치되며, 상기 제1 관통공(136)의 지름 크기는 상기 오목홈(134)의 지름 크기보다 작은 것을 특징으로 하는, 배터리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 관통공(136)과 대응되는 상기 제2 열전도판(132)의 두께는 기타 영역의 상기 제2 열전도판(132)의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는, 배터리.
  16. 제3항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 개방될 수 있도록 하는 회피챔버로 구성되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 심도는 상기 압력방출수단(213)의 크기와 관련이 있는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 심도는 1mm보다 큰 것을 특징으로 하는, 배터리.
  19. 제16항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 개구의 면적은 상기 압력방출수단(213)의 면적과 관련이 있는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 개구의 면적과 상기 압력방출수단(213)의 면적의 비율 값 범위는 0.5-2인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  21. 제16항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력방출수단(213)의 적어도 일부는 상기 제1벽(21a) 바깥으로 돌출되며, 상기 회피챔버가 상기 압력방출수단(213)의 상기 적어도 일부를 수용하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  22. 제16항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1벽(21a)은 상기 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출되며, 상기 회피챔버가 상기 제1벽(21a)의 상기 압력방출수단(213) 주위의 바깥으로 돌출된 부분을 수용하는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)에 제2 관통공(137)이 설치되며, 상기 제2 관통공(137)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물이 상기 제2 관통공(137)을 거쳐 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 관통공(137)의 공벽이 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 관통공(137)의 공벽이 상기 배출물에 의해 파괴 및/또는 용융되도록 구성됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리.
  26. 제23항 내지 제25항 중의 어느 한 항에 있어서,
    일부 실시예에서, 상기 제2 관통공(137)의 지름 크기는 상기 압력방출수단(213)에서 먼 방향을 따라 점차 축소되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  27. 제23항 내지 제26항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 관통공(137)의 개구의 면적은 상기 압력방출수단(213)의 면적과 관련이 있는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제2 관통공(137)의 개구의 면적과 상기 압력방출수단(213)의 면적의 비율 값 범위는 0.5-2인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  29. 제23항 내지 제28항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력방출수단(213)의 적어도 일부가 상기 제1벽(21a) 바깥으로 돌출되며, 상기 제2 관통공(137)이 상기 압력방출수단(213)의 상기 적어도 일부를 수용하는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  30. 제23항 내지 제29항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1벽(21a)은 상기 압력방출수단(213) 주위의 부분이 바깥으로 돌출되며, 상기 제2 관통공(137)이 상기 제1벽(21a)의 상기 압력방출수단(213) 주위의 바깥으로 돌출된 부분을 수용하는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  31. 제1항 내지 제30항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력방출수단(213)에 파괴장치가 설치되며, 상기 파괴장치는 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 열관리부재(13)를 파괴함으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출되도록 하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 파괴장치는 스파이크인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  33. 제1항 내지 제32항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리는,
    다수의 상기 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 전기챔버(11a);
    상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물 및 상기 열관리부재(13)의 배출물을 수집하기 위한 수집챔버(11b);를 더 포함하며,
    여기서, 상기 열관리부재(13)가 상기 전기챔버(11a)와 상기 수집챔버(11b)를 격리시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)는 상기 전기챔버(11a)와 상기 수집챔버(11b)가 공용하는 벽을 갖는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 배터리는,
    상기 열관리부재(13)를 보호하기 위한 보호부재(115)를 더 포함하며, 상기 보호부재(13)와 상기 열관리부재(115)가 상기 수집챔버(11b)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  36. 제33항 내지 제35항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기챔버(11a)는 상기 열관리부재(13)를 통해 상기 수집챔버(11b)와 단절되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  37. 제33항 내지 제36항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)는 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴되도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 통과하여 상기 수집챔버(11b)로 진입될 수 있는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  38. 제1항 내지 제37항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀(20)의 제2벽에 전극단자가 설치되며, 상기 제2벽은 상기 제1벽(21a)과 다른 것을 특징으로 하는, 배터리.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제2벽은 상기 제1벽(21a)과 대향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 배터리.
  40. 제1항 내지 제39항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력방출수단(213)은 상기 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계치에 도달 시 용융되도록 구성되는 온도감응 압력방출수단이거나; 및/또는,
    상기 압력방출수단(213)은 상기 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계치에 도달 시 파열되도록 구성되는 압력감응 압력방출수단인 것을 특징으로 하는, 배터리.
  41. 전기사용장치에 있어서,
    제1항 내지 제40항 중의 어느 한 항에 따른 배터리(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기사용장치.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 전기사용장치는 차량(1), 선박 또는 항공우주선인 것을 특징으로 하는, 전기사용장치.
  43. 배터리 제조방법(300)에 있어서,
    압력방출수단(213)을 포함하는 배터리 셀(20)을 제공하는 단계, 상기 압력방출수단(213)은 상기 배터리 셀(20)의 제1벽에 설치되고, 상기 압력방출수단(213)은 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 상기 내부 압력을 배출하기 위한 것이며;
    유체를 수용하기 위한 열관리부재(13)를 제공하는 단계;
    상기 열관리부재(13)의 제1 표면(330)을 상기 배터리 셀(20)의 상기 제1벽(21a)에 부착하는 단계;를 포함하며, 여기서, 상기 열관리부재(13)가 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 파괴되어, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 배터리 제조방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)는 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터의 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 방법.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)에 오목홈(134)이 설치되며, 상기 오목홈(134)의 바닥벽은 상기 압력방출기구(213)가 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴됨으로써, 상기 배출물이 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지나도록 할 수 있고, 상기 오목홈(134)의 측면은 상기 배출물에 의해 파괴됨으로써, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 오목홈(134)의 바닥벽에 취약 영역(135)이 설치되며, 상기 취약 영역(135)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배출물에 의해 파괴될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 배출물이 상기 취약 영역(135)을 관통하여 지나도록 한 것을 특징으로 하는, 방법.
  47. 제43항에 있어서,
    상기 열관리부재(13)에 제2 관통공(137)이 설치되며, 상기 제2 관통공(137)은 상기 압력방출수단(213)이 작동 시 상기 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물이 상기 제2 관통공(137)을 거쳐 상기 열관리부재(13)를 관통하여 지날 수 있도록 하고, 상기 제2 관통공(137)의 공벽은 상기 배출물에 의해 파괴되어, 상기 유체가 상기 열관리부재(13)의 내부로부터 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는, 방법.
  48. 배터리 제조장치(400)에 있어서,
    배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 설치되어, 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계치에 도달 시 작동하여 내부 압력 또는 온도를 방출하기 위한 압력방출수단(213)을 포함하는 배터리 셀(20)을 제공하고;
    유체를 수용하기 위한 열관리부재(13)를 제공하기 위한 제공모듈(410);
    열관리부재(13)가 압력방출수단(213)이 작동 시 배터리 셀(20) 내부로부터 배출되는 배출물에 의해 파괴되어, 배출물이 열관리부재(13)를 통과할 수 있도록, 열관리부재(13)의 제1 표면을 배터리 셀(20)의 제1벽(21a)에 부착하기 위한 장착 모듈(420);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 제조장치.
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