KR20220100923A - 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량 - Google Patents

배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20220100923A
KR20220100923A KR1020227019778A KR20227019778A KR20220100923A KR 20220100923 A KR20220100923 A KR 20220100923A KR 1020227019778 A KR1020227019778 A KR 1020227019778A KR 20227019778 A KR20227019778 A KR 20227019778A KR 20220100923 A KR20220100923 A KR 20220100923A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
battery
electrode core
electrode
housing
Prior art date
Application number
KR1020227019778A
Other languages
English (en)
Inventor
커웨이 루
샤오원 무
옌추 류
징옌 주
쉬안 위
Original Assignee
비와이디 컴퍼니 리미티드
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 비와이디 컴퍼니 리미티드 filed Critical 비와이디 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20220100923A publication Critical patent/KR20220100923A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/112—Monobloc comprising multiple compartments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/474—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by their position inside the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/477—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/48—Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩 및 전기 차량. 배터리는 하우징 및 적어도 2개의 전극 코어 그룹을 포함한다. 하우징은 내부에 수용 캐비티를 구비한다. 적어도 2개의 전극 코어 그룹들은 수용 캐비티에 제공되고, 전극 코어 그룹들은 서로 직렬로 연결되고, 각각의 전극 코어 그룹은 적어도 하나의 극 코어(4)를 포함한다. 배터리는 또한 2개의 인접한 전극 코어 그룹 사이에 배치된 분리기들을 포함한다. 분리기들은 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)를 포함하고, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 갭이 제공된다.

Description

배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량
관련 출원의 교차 참조
본 개시내용은 발명의 명칭을 "배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량(BATTERY, BATTERY MODULE, BATTERY PACK, AND ELECTRIC VEHICLE)"으로 하여 BYD Co., Ltd.가 2019년 11월 22일자로 출원한 중국 특허 출원 번호 201911159598.8에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시내용은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량에 관한 것이다.
리튬-이온 배터리는 신규한 무공해 재활용 배터리이고, 많은 분야에서 널리 사용되며, 특히 신규 에너지(new energy) 자동차용 파워 배터리로서 사용된다. 신규 에너지 자동차가 점점 더 대중화되고 성능이 점진적으로 개선됨에 따라, 신규 에너지 자동차의 주행거리 및 동적 성능에 대한 사용자들의 요구가 점점 더 증가한다. 따라서, 신규 에너지 자동차의 파워 배터리들에는 점점 더 높은 사용 요건들이 부과된다. 신규 에너지 자동차들에서 사용되는 배터리 팩은 점점 더 높은 전체 용량을 갖지만 최소화된 총 중량을 갖도록 요구된다. 일반적으로, 신규 에너지 자동차는 매우 큰 용량을 갖는 저장 배터리를 사용하지만, 하나의 셀은 충분한 용량을 제공할 수 없다. 따라서, 통상적으로 다수의 셀이 나란히 배열될 필요가 있다. 따라서, 배터리 팩의 총 중량은 작지 않다. 배터리 팩의 경량 설계는 신규 에너지 자동차의 경량 설계에 매우 중요하다.
현재, 관련 기술에서의 일부 배터리 모듈 구조체들은 직렬로 조합되어 연결될 수 있지만, 리튬-이온 배터리의 경량, 저비용 및 고에너지 밀도와 같은 요건은 사용되는 다수의 구조적 컴포넌트로 인해 만족될 수 없다.
이를 고려하여, 전술한 문제를 해결하기 위해 새로운 기술적 해결책을 제공할 필요가 있다.
본 개시내용의 일 목적은 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량을 포함하는 새로운 기술적 해결책을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 제1 양태는 배터리를 제공하고, 상기 배터리는:
내부에 수용 캐비티를 갖는 하우징;
제1 방향을 따라 상기 수용 캐비티 내에 배열되고 서로 직렬로 연결되는 적어도 2개의 전극 코어 세트-각각의 전극 코어 세트는 적어도 하나의 전극 코어를 포함함-; 및
분리기들-2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 각각 배열되고, 상기 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 방지하도록 구성되고, 제1 분리기 및 제2 분리기를 포함함-을 포함한다. 제1 분리기 및 제2 분리기는 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열된다. 제2 방향을 따라 제1 분리기와 제2 분리기 사이에 갭이 제공된다.
제2 방향은 제1 방향에 직교한다.
선택적으로, 제1 분리기 및 제2 분리기는 하우징의 내부 표면과 고정 연결된다.
선택적으로, 제1 분리기 및/또는 제2 분리기는 하우징과 일체로 형성된다.
선택적으로, 제1 분리기 및 제2 분리기는 판-형상 또는 메시-형상(mesh-shaped)이다.
선택적으로, 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열된 전극 코어 세트의 2개의 단자는 양자 모두 제1 분리기와 제2 분리기 사이의 갭에 걸쳐 있다.
선택적으로, 전극 코어 세트와 분리기 사이에 확장 공간이 확보된다.
선택적으로, 제1 분리기 및 제2 분리기는 각각 전극 코어 세트에 대면하는 분리기 측부 표면을 포함한다. 제1 분리기 및/또는 제2 분리기의 분리기 측부 표면과 전극 코어 세트 사이의 거리는 하우징의 외부로부터 내부로의 방향으로 증가하는 경향을 나타낸다.
선택적으로, 제1 분리기 및 제2 분리기는 각각 전극 코어 세트에 대면하는 2개의 분리기 측부 표면들을 포함한다. 2개의 분리기 측부 표면은 캠버형 표면이다.
선택적으로, 전극 코어 세트는 하우징에 대면하는 원주 표면 및 분리기에 대면하는 전극 코어 세트 측부 표면을 포함한다. 전극 코어 세트 측부 표면의 면적은 원주 표면의 면적보다 크다.
선택적으로, 분리기는 절연 재료로 이루어진다.
선택적으로, 전극 코어 세트와 하우징 사이에 절연 필름이 배열된다.
선택적으로, 하우징은 개구부를 구비한 단부 부분을 갖는 하우징 본체 및 하우징 본체의 개구부에 배열된 덮개판을 포함한다.
선택적으로, 제1 분리기는 덮개판과 일체로 형성되고 및/또는 제2 분리기는 하우징 본체와 일체로 형성된다.
선택적으로, 덮개판 상에 홈들이 제공된다. 전도성 연결 컴포넌트는 홈에 임베드되고; 전도성 연결 컴포넌트는 다수의 전극 코어 세트를 직렬로 연결하도록 구성된다.
선택적으로, 전도성 연결 컴포넌트들은 덮개판과 일체로 형성된다.
선택적으로, 각각의 전도성 연결 컴포넌트는 구리 연결 편 및 알루미늄 연결 편을 포함한다. 구리 연결 편이 알루미늄 연결 편과 전기적으로 연결되는 위치가 덮개판에 위치된다.
선택적으로, 절연 층이 전도성 연결 컴포넌트와 덮개판 사이에 배열된다.
선택적으로, 배터리는, 전극 코어 세트와 전기적으로 연결되고 전극 코어 세트의 상태를 검출하도록 구성되는 검출 유닛을 더 포함한다.
선택적으로, 검출 유닛은 샘플링 라인이다. 샘플링 라인은 전도성 연결 컴포넌트와 연결된다.
선택적으로, 배터리는 중합체 리튬-이온 배터리 또는 고체 상태 배터리이다.
본 개시내용의 제2 양태는 배터리 모듈을 제공한다. 배터리 모듈은 전술된 배터리를 포함한다.
본 개시내용의 제3 양태는 배터리 팩을 제공한다. 배터리 팩은 전술된 배터리 또는 전술된 배터리 모듈을 포함한다.
본 개시내용의 제4 양태는 전기 차량을 제공한다. 전기 차량은 전술한 배터리 모듈 또는 전술한 배터리 팩을 포함한다.
본 개시내용에 제공된 배터리에서, 적어도 2개의 전극 코어 세트는 하우징의 수용 캐비티 내에서 직렬로 연결되는 데, 즉, 적어도 2개의 전극 코어 세트는 하우징을 공유한다. 따라서, 본 개시내용에서, 외부 하우징들 및 외부 장착 구조체들이 축소됨으로써, 배터리의 중량을 감소시킨다. 또한, 분리기는 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 배열된다. 분리기는 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 배터리가 압착되거나 충돌되는 경우에도, 분리기의 격리에 의해, 전극 코어 세트들은 서로 충돌하지 않거나 접촉하지 않으며, 그에 따라 배터리의 사용 신뢰성 및 안전성을 보장한다. 또한, 분리기는 하우징 내에 지지를 추가로 제공할 수 있으며, 따라서 외력에 저항하는 배터리 능력이 향상된다. 또한, 분리기는 제1 분리기 및 제2 분리기를 포함하고 제1 분리기와 제2 분리기 사이에는 갭이 형성되기 때문에, 편리한 장착이 달성된다. 단일의 완전한 분리기를 배열하는 것에 비해, 배터리의 중량이 효과적으로 감소될 수 있고, 이에 따라 배터리의 경량 설계를 용이하게 하고 비용을 감소시킨다.
본 개시내용의 다른 특징들 및 이점들은 도면들을 참조하여 본 개시내용의 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
첨부 도면들은 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하고, 본 출원에 따르는 실시예들을 도시하고, 본 출원의 원리를 설명하기 위해 본 명세서와 함께 사용된다.
도 1은 본 개시내용에 따른 배터리의 제1 실시예의 개략적 구조 사시도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 배터리의 제1 실시예의 개략적 구조 단면도이다.
도 3은 본 개시내용에 따른 배터리의 다른 실시예의 개략적 구조 사시도이다.
도 4는 본 개시내용에 따른 배터리의 다른 실시예의 개략 구조 단면도이다.
도 5는 충전 전의 배터리의 상태도이다.
도 6은 완전히 충전된 배터리의 상태도이다.
도 7은 본 개시내용에 따른 배터리의 제1 실시예의 덮개판의 개략도이다.
본 출원의 다양한 예시적인 실시예들이 이제 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명된다. 달리 특정되지 않는 한, 실시예들에서 설명된 컴포넌트들 및 단계들의 대향 배열, 수치 표현, 및 수치 값은 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 후속하는 설명들은 단지 예시이며, 결코 본 출원 및 본 출원의 응용 또는 사용에 대한 어떠한 제한도 구성하지 않는다.
관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 기술, 방법, 및 디바이스는 상세히 논의되지 않을 수 있지만, 적절한 경우, 그러한 기술, 방법, 및 디바이스는 명세서의 일부로서 간주되어야 한다.
본 명세서에 도시되고 논의된 모든 예들에서, 임의의 특정 값은 제한으로서가 아니라 단지 예시로 해석되어야 한다. 따라서, 예시적인 실시예들의 다른 예들은 상이한 값들을 가질 수 있다.
첨부 도면들 내의 유사한 참조 부호들 또는 문자들은 유사한 항목들을 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 항목이 하나의 첨부 도면에서 규정되면, 그 항목은 후속하는 첨부 도면들에서 추가로 논의될 필요가 없다.
본 개시내용의 실시예는 배터리를 제공한다. 배터리는 하우징, 적어도 2개의 전극 코어 세트, 및 분리기를 포함한다. 하우징은 내부에 수용 캐비티를 갖는다. 적어도 2개의 전극 코어 세트는 제1 방향을 따라 수용 캐비티 내에 배열된다. 제1 방향은 전극 코어 세트들의 배열 방향이다. 전극 코어 세트들은 서로 직렬로 연결된다. 각각의 전극 코어 세트는 적어도 하나의 전극 코어를 포함한다. 분리기들은 각각 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 배열되고 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 방지하도록 구성된다. 즉, 분리기가 배열된 후에, 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하지 않는 것이 보장될 수 있다.
분리기는 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)를 포함한다. 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열된다. 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 제2 방향으로 갭이 제공된다. 제2 방향은 제1 방향에 직교한다. 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 동일한 형상 또는 상이한 형상들을 가질 수 있다.
대향 배열은 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)의 위치들이 약간 오정렬될 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 제1 방향은 전극 코어 세트들의 배열 방향으로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 전극 코어 세트들의 두께 방향, 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 T 방향일 수 있다. 이 경우, 제2 방향은 전극 코어 세트들의 길이 방향, 즉 도 1 및 도 3에 도시된 L 방향이다. 대안적으로, 제2 방향은 전극 코어 세트들의 폭 방향, 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 W 방향이다.
본 개시내용의 이 실시예에서 제공되는 배터리에 따르면, 적어도 2개의 전극 코어 세트는 하우징의 수용 캐비티 내에서 직렬로 연결되는 데, 즉, 적어도 2개의 전극 코어 세트는 하우징을 공유한다. 다수의 셀들의 나란한 배열(side-by-side arrangement)에 비해, 본 개시내용의 이 실시예에서, 외부 하우징들 및 외부 장착 구조체들이 축소되고, 이에 따라 중량을 감소시키고, 공간 활용을 개선하고, 파워 배터리 팩의 전체 용량을 보장한다. 또한, 외부 전력 연결 컴포넌트의 사용이 감소된다. 하우징 내부의 인접한 전극 코어 세트들은 전력 연결 컴포넌트의 연결 안정성 및 신뢰성을 고려할 필요 없이 직렬로 직접 연결된다. 이러한 방식으로, 연결 내용물이 감소될 수 있고, 이에 따라 사용 동안 파워 배터리 팩의 내부 소모(internal consumption)를 감소시킨다. 그러나, 전극 코어 세트들이 하우징 내부에서 직렬로 직접 연결되는 경우에, 배터리가 사용 중에 압착되거나, 흔들리거나, 또는 충돌될 때 전극 코어 세트들이 서로 접촉하게 되면, 단락이 발생할 가능성이 매우 높아서, 배터리 고장 위험, 또는 심지어 특정 안전 위험들을 초래한다.
따라서, 본 개시내용의 이 실시예에서 제공되는 배터리에 따르면, 분리기는 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 배열되고, 분리기는 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 방지하도록 구성된다. 즉, 분리기는 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 배터리가 압착되거나 충돌되는 경우에도, 분리기의 격리에 의해, 전극 코어 세트들은 서로 충돌하지 않거나 접촉하지 않으며, 그에 따라 배터리의 사용 신뢰성 및 안전성을 보장한다. 또한, 분리기는 하우징 내에 지지를 추가로 제공할 수 있으며, 따라서 외력에 저항하는 배터리 능력이 향상된다.
또한, 분리기는 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)를 포함하고, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 갭이 형성되기 때문에, 편리한 장착이 달성된다. 단일의 완전한 분리기를 배열하는 것에 비해, 배터리의 중량이 효과적으로 감소될 수 있고, 이에 따라 배터리의 경량 설계를 용이하게 하고 비용을 감소시킨다.
도 1을 참조하면, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)는 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열된다. 제2 방향은 전극 코어 세트들의 길이 방향, 즉 도 1의 L 방향이다. 도 3을 참조하면, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)는 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열된다. 제2 방향은 전극 코어 세트들의 폭 방향, 즉 도 3의 W 방향이다. 2개의 구현예 양자 모두에서, 분리기가 2개의 인접한 전극 코어 세트를 효과적으로 격리하는 것이 보장될 수 있을 뿐만 아니라, 중량이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 이 실시예에서 제공되는 배터리에서, 도 1을 참조하면, 전극 코어 세트는 단일 전극 코어(4)만을 포함할 수 있다. 물론, 전극 코어 세트는 대안적으로 적어도 2개의 전극 코어(4)를 포함할 수 있다. 적어도 2개의 전극 코어(4)는 직렬로 및/또는 병렬로 연결되어 전극 코어 세트를 형성할 수 있다. 이는 본 개시내용에서 제한되지 않는다. 예를 들어, 2개의 전극 코어(4)가 병렬로 연결되어 전극 코어 세트를 형성한다. 대안적으로, 4개의 전극 코어(4)가 병렬로 연결되어 전극 코어 세트를 형성한다. 전극 코어(4)는 파워 배터리 분야에서 자주 사용되는 전극 코어이다. 전극 코어(4)는 권취 또는 적층에 의해 형성될 수 있다. 일반적으로, 전극 코어(4)는 적어도 양극판, 다이어프램, 음극판, 및 고체 전해질을 포함한다.
본 개시내용의 이 실시예에서 제공되는 배터리에서, 전해질은 고체 전해질 또는 중합체 전해질이다. 즉, 본 개시내용의 이 실시예에서 제공된 배터리에서, 전극 코어(4)에서 이용되는 전해질은 액체 전해질이 아니다.
본 개시내용의 일부 실시예에서 제공되는 배터리에 따르면, 배터리는 중합체 리튬-이온 배터리이다. 일반적으로, 전극 코어(4)는 양극판, 음극판, 다이어프램, 및 전해질을 포함한다. 이 경우, 중합체 리튬-이온 배터리에서, 전해질은 중합체 전해질이다. 배터리는 배터리에 배열된 전해질의 재료와 관련하여 액체 리튬-이온 배터리 및 중합체 리튬-이온 배터리로 분류될 수 있다. 액체 리튬-이온 배터리는 액체 전해질을 사용하고, 중합체 리튬-이온 배터리는 중합체 전해질을 사용한다. 중합체는 일반적으로 액체라기보다는 콜로이드성이다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예에서, 배터리는 고체-상태 배터리이다. 일반적으로, 전극 코어(4)는 양극판, 음극판, 및 고체 전해질을 포함한다. 고체 상태 배터리에서, 전해질은 또한 액체가 아닌 고체 전해질을 사용한다.
본 개시내용에서, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 갭이 형성될 수 있는 이유들 중 하나는 중합체 배터리 또는 고체-상태 배터리가 본 개시내용에서 사용된다는 것이다. 즉, 본 개시내용에 제공된 배터리에서, 전해질은 중합체 전해질 또는 고체 전해질이다. 배터리가 중합체 배터리 또는 고체-상태 배터리일 때, 전해질은 중합체 전해질 또는 고체 전해질이다. 전해질은 양극판과 음극판 사이에 안정적으로 위치될 수 있고, 전해질 용액과 같이 양극판 및 음극판의 위치들에서 유출되지 않는다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 길이 방향을 따르는 전극 코어 세트의 2개의 단자는 양자 모두 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에 걸쳐 있다. 길이 방향을 따르는 전극 코어 세트의 2개의 단자가 양자 모두 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에 걸쳐 있도록 설계되는 이유는 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이의 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)의 효과적인 격리를 보장하고, 이에 의해 2개의 인접한 전극 코어 세트의 단부 부분들이 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에서 서로 접촉하고 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다. 길이 방향은 L 방향이다.
제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 하우징의 내부 표면과 고정 연결된다. 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 전극 코어 세트들의 길이 방향(즉, L 방향)을 따라 배열되고, 갭은 전극 코어 세트들의 길이 방향을 따라 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 형성된다. 즉, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)는 서로 연결되지 않는다. 이 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 L 방향을 따라 하우징의 2개의 표면과 각각 고정 연결된다. 이러한 방식으로, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 편리하게 위치되고 장착될 수 있고, 조립 동안 분리기들의 전위(dislocation)가 방지된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 다른 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 전극 코어 세트들의 폭 방향(즉, W 방향)을 따라 배열된다. 갭은 전극 코어 세트들의 폭 방향을 따라 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이에 형성된다. 즉, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)는 서로 연결되지 않는다. 폭 방향을 따르는 전극 코어 세트의 2개의 단자는 양자 모두 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에 걸쳐 있다. 폭 방향을 따르는 전극 코어 세트의 2개의 단자가 양자 모두 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에 걸쳐 있도록 설계되는 이유는 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이의 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14)의 효과적인 격리를 보장하고, 이에 의해 2개의 인접한 전극 코어 세트의 단부 부분들이 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 사이의 갭에서 서로 접촉하고 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 W 방향을 따라 하우징의 2개의 표면과 각각 고정 연결된다.
본 개시내용의 설명에서, "길이 방향", "폭 방향", 및 "두께 방향"과 같은 용어들에 의해 표시되는 배향 또는 위치 관계들은 도면들에 도시된 배향 또는 위치 관계들에 기초하고, 언급된 장치들 또는 요소들이 특정한 배향을 가질 필요가 있거나 특정한 배향으로 구성되고 동작될 필요가 있다는 것을 표시하거나 암시하기보다는, 단지 본 개시내용의 설명을 용이하게 하고 설명을 단순화하기 위해 사용된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 본 개시내용에 대한 제한으로서 이해되어서는 안 된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전극 코어 세트와 분리기 사이에 확장 공간이 확보된다. 도 5는 충전 전의 배터리의 상태를 도시한다. 이때, 전극 코어 세트의 체적은 비교적 작고, 확장 공간(15)은 비교적 크다. 도 6은 완전히 충전된 배터리의 상태를 도시한다. 이때, 전극 코어 세트의 체적은 더 크고, 확장 공간(15)의 일부가 점유되고, 따라서 확장 공간(15)이 더 작다. 확장 공간(15)은 전극 코어 세트들이 서로 압착하여 내부 단락을 야기하는 것을 방지할 수 있어, 배터리의 사용 안전성이 향상될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 각각 전극 코어 세트들에 대면하는 분리기 측부 표면(16)을 포함한다. 제1 분리기(13) 및/또는 제2 분리기(14)의 분리기 측부 표면(16)과 전극 코어 세트 사이의 거리는 하우징의 외부로부터 내부로의 방향으로 증가하는 경향을 나타낸다. 분리기 측부 표면(16)과 전극 코어 세트 사이의 거리는 하우징의 외부로부터 내부로의 방향으로 증가하는 경향을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 상기 증가하는 경향은 점진적인 증가이다.
더 바람직하게는, 각각의 제1 분리기(13) 및/또는 제2 분리기(14)의 2개의 분리기 측부 표면들(16)과 전극 코어 세트들 사이의 거리들은 양자 모두 하우징의 외부로부터 내부로의 방향으로 점진적으로 증가한다. 점진적으로 증가하는 거리는, 충전 후에 전극 코어 세트들의 체적들이 증가함으로써 전극 코어 세트들이 서로 압착하는 것을 이러한 확장 공간이 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 것을 보장한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 각각 전극 코어 세트에 대면하는 2개의 분리기 측부 표면들(16)을 포함한다. 2개의 분리기 측부 표면(16)은 캠버형 표면들이다. 또한, 전극 코어 세트는 하우징에 대면하는 원주 표면(43) 및 분리기에 대면하는 전극 코어 세트 측부 표면(44)을 포함한다. 전극 코어 세트 측부 표면(44)의 면적은 원주 표면(43)의 면적보다 크다. 더 큰 면적을 갖는 전극 코어 세트 측부 표면(44)이 원주 표면(43)보다 더 크게 확장하기 때문에, 전극 코어 세트 측부 표면(44)의 위치에 더 큰 확장 공간이 확보될 필요가 있다.
제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)에 캠버형 표면들을 설계함으로써, 충분한 확장 공간이 보장되고, 전극 코어 세트들이 서로 접촉하는 것이 방지되고, 전극 코어 세트들의 위치들이 규정되어, 배터리의 사용 안전성이 보장될 수 있다.
다수의 제1 분리기(13)가 배열되는 구현예에서, 다수의 제1 분리기(13)는 일체로 형성될 수 있다. 또한, 다수의 제1 분리기는 하우징과 일체로 형성된다.
다수의 제2 분리기(14)가 배열되는 구현예에서, 다수의 제2 분리기(14)는 일체로 형성된다. 또한, 다수의 제2 분리기는 하우징과 일체로 형성된다.
일 실시예에서, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 판-형상 또는 메시-형상이다. 도 1을 참조하면, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 판-형상 구조이다. 판-형상 구조들을 갖는 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 전극 코어 세트들을 격리할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리에 대한 우수한 지지를 제공할 수 있어서, 외력들에 저항하는 배터리의 능력이 효과적으로 향상될 수 있다. 물론, 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 대안적으로 메시 형상 구조들로서 설계될 수 있다. 메시 형상 구조들을 갖는 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)는 전극 코어 세트들을 여전히 효과적으로 격리시킬 수 있다. 또한, 메시 형상 구조들을 갖는 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)에 의해, 배터리의 중량이 더 효과적으로 감소될 수 있다.
실시예에서, 분리기는 절연 재료로 이루어진다. 절연 재료로 이루어진 분리기는 전극 코어 세트들 사이에 단락이 발생하는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다. 배터리가 강한 힘의 작용 하에 있을 때 2개의 인접한 전극 코어 세트와 분리기가 함께 압착되는 경우에도, 분리기가 절연 재료로 이루어지기 때문에, 전극 코어 세트들 사이에 단락이 발생하지 않는다.
일 실시예에서, 절연 필름이 전극 코어 세트와 하우징 사이에 배열된다. 절연 필름의 재료는 절연이 달성될 수 있는 한, 본 개시내용에서 특별히 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 격리 필름의 재료는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 또는 다층 복합 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1을 참조하면, 하우징은 개구부를 구비한 단부 부분을 갖는 하우징 본체(11) 및 하우징 본체(11)의 개구부에 배열된 덮개판(12)을 포함한다. 덮개판(12) 및 하우징 본체(11)는 수용 캐비티를 형성하도록 밀봉 연결된다. 전극 코어 세트는 수용 캐비티 내에 위치된다. 하우징은 개구부를 구비한 단부 부분을 갖는 하우징 본체(11) 및 덮개판(12)을 포함하여, 하우징 내의 전극 코어 세트 및 분리기가 편리하게 조립될 수 있다. 선택적 실시예에서, 덮개판(12) 및 하우징 본체(11)는 동일한 재료로 이루어지며, 이들 양자 모두는 금속 재료 또는 플라스틱 재료로 이루어진다. 선택적 실시예에서, 하우징 본체(11)는 일체로 형성된 구조이고, 덮개판(12)은 또한 일체로 형성된 구조이다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 제1 분리기(13)는 덮개판(12)과 일체로 형성되고 및/또는 제2 분리기(14)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 즉, 제1 분리기(13)는 덮개판(12)과 일체로 형성되거나, 제2 분리기(14)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 대안적으로, 제1 분리기(13)는 덮개판(12)과 일체로 형성되고, 제2 분리기(14)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 제1 분리기(13)가 덮개판(12)과 일체로 형성되는 실시예에서, 제1 분리기(13)는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 덮개판(12)과 일체로 형성된다. 제2 분리기(14)가 하우징 본체(11)와 일체로 형성되는 실시예에서, 제2 분리기(14)는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 제1 분리기(13)가 덮개판(12)과 일체로 형성되고 제2 분리기(14)가 하우징 본체(11)와 일체로 형성되는 실시예에서, 제1 분리기(13)는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 덮개판(12)과 일체로 형성되고, 제2 분리기(14)는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 이러한 일체형 형성은 기계가공 및 제조를 용이하게 하고, 제1 분리기(13)와 덮개판(12) 사이 및 제2 분리기(14)와 하우징 본체(11) 사이의 연결의 견고성 및 신뢰성을 보장할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 제1 분리기(13) 및/또는 제2 분리기(14)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 즉, 제1 분리기(13)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성되거나, 제2 분리기(14)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성되거나, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 양자 모두가 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 제1 분리기(13)가 하우징 본체(11)와 일체로 형성되는 실시예에서, 제1 분리기(13)는 하우징 본체(11)와 일체로 형성되고 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 일체로 형성된다. 제2 분리기(14)가 하우징 본체(11)와 일체로 형성되는 실시예에서, 제2 분리기(14)는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형을 통해 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다. 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 양자 모두가 하우징 본체(11)와 일체로 형성되는 실시예에서, 제1 분리기(13)와 제2 분리기(14) 양자 모두는 알루미늄 캐스팅 또는 사출 성형에 의해 하우징 본체(11)와 일체로 형성된다.
일 실시예에서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 하우징이 하우징 본체(11) 및 덮개판(12)을 포함하는 실시예에서, 양극(2) 및 음극(3)이 덮개판(12) 상에 배열된다. 각각의 전극 코어 세트는 전류 리드-아웃 부재를 갖는다. 도 1에 도시된 실시예에서, 적어도 2개의 전극 코어 세트는 일렬로 배열된다. 하우징 상의 양극(2)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 하나의 전류 리드-아웃 부재와 연결된다. 하우징 상의 음극(3)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 다른 하나의 전류 리드-아웃 부재와 연결된다. 전극 코어 세트가 하나의 전극 코어(4)만을 포함하는 경우, 전극 코어 세트의 전류 리드-아웃 부재는 전극 코어(4)의 양극 탭(41) 및 음극 탭(42)이다. 하우징 상의 양극(2)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 하나의 양극 탭(41)과 연결된다. 하우징 상의 음극(3)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 다른 하나의 음극 탭(42)과 연결된다. 전극 코어 세트가 병렬로 연결된 다수의 전극 코어(4)를 포함하는 경우, 다수의 전극 코어(4)의 양극 탭들(41)이 연결되어 양극 리드를 형성하고, 다수의 전극 코어(4)의 음극 탭들(42)이 연결되어 음극 리드를 형성한다. 이 경우, 전류 리드-아웃 부재는 양극 리드 및 음극 리드이다. 하우징 상의 양극(2)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 하나의 양극 리드와 연결된다. 하우징 상의 음극(3)은 2개의 최외측 전극 코어 세트 중 다른 하나의 음극 리드와 연결된다.
일 실시예에서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 덮개판(12) 상에 홈들이 형성된다. 전도성 연결 컴포넌트들(5)이 홈들에 임베드된다. 구체적으로, 홈들은 하우징 본체(11)에 대면하는 덮개판(12)의 하위 표면 상에 제공된다. 전도성 연결 컴포넌트들(5)은 다수의 전극 코어 세트를 직렬로 연결하도록 구성된다. 구체적으로, 전도성 연결 컴포넌트들(5)은 홈들에 고정 배열되어, 배터리의 사용 중 전도성 연결 컴포넌트들(5)이 흔들리거나 변위하는 것을 방지하여, 전도성 연결 컴포넌트들(5)에 의해 전극 코어 세트들을 직렬로 연결하는 신뢰성에 영향을 미친다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 코어 세트가 하나의 전극 코어(4)만을 포함하는 경우, 2개의 인접한 전극 코어 세트 중 하나의 전극 코어 세트의 양극 탭(41)은 각각의 전도성 연결 컴포넌트(5)의 일 단부와 연결되고, 전극 코어 세트들 중 다른 하나의 음극 탭(42)은 전도성 연결 컴포넌트(5)의 다른 단부와 연결된다.
일 실시예에서, 전도성 연결 컴포넌트(5)는 덮개판(12)과 일체로 형성된다. 이러한 일체형 형성에 의해, 전도성 연결 컴포넌트(5)와 덮개판(12) 사이의 연결은 더 견고해지고 안정된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 코어 세트가 하나의 전극 코어(4)만을 포함하는 구현예에서, 핫 프레싱 프로세스(hot pressing process) 후에, 전극 코어(4)의 양극 탭(41) 및 음극 탭(42)은 납땜 또는 리베팅에 의해 덮개판(12) 상의 전도성 연결 컴포넌트(5)와 연결된다. 이어서, 전극 코어(4) 및 덮개판(12)이 하우징 본체(11)의 개방 단부를 통해 하우징 본체(11) 내에 배치된다. 덮개판(12)은 하우징 본체(11)의 개구부를 커버한다. 마지막으로, 덮개판(12)의 주연부가 밀봉을 위해 하우징 본체(11)에 납땜되고, 그에 따라 조립을 완료한다.
일 실시예에서, 전도성 연결 컴포넌트(5)는 구리 연결 편 및 알루미늄 연결 편을 포함한다. 구리 연결 편은 알루미늄 연결 편과 전기적으로 연결된다. 구리 연결 편이 알루미늄 연결 편과 전기적으로 연결되는 위치는 덮개판(12)에 위치된다. 선택적 실시예에서, 구리 연결 편은 우선 알루미늄 연결 편과의 복합 연결되어 복합 연결 편을 형성을 형성한다. 이어서, 구리 연결 편은 분리기의 일 측에서 전극 코어 세트의 구리 리드-아웃 단자와 연결되고, 알루미늄 연결 편은 분리기의 다른 측에서 전극 코어 세트의 알루미늄 리드-아웃 단자와 연결된다.
일 실시예에서, 배터리는 검출 유닛을 더 포함한다. 검출 유닛은 전극 코어 세트와 전기적으로 연결되고 전극 코어 세트의 상태를 검출하도록 구성된다. 전극 코어 세트의 상태는 일반적으로 각각의 전극 코어 세트의 온도 신호 및 전압 신호와 같은 신호이다.
일 실시예에서, 도 1을 참조하면, 검출 유닛은 샘플링 라인(6)이다. 샘플링 라인(6)은 전도성 연결 컴포넌트(5)와 연결된다. 배터리 내의 신호들을 실시간으로 정확하게 수집하기 위해, 하나의 샘플링 라인(6)이 각각의 전도성 연결 컴포넌트(5)와 연결된다. 샘플링 라인(6)은 덮개판(12) 위의 배터리로부터 인출되어, 각각의 전극 코어 세트의 온도 신호 및 전압 신호를 정확하게 기록한다.
일 실시예에서, 절연 층이 전도성 연결 컴포넌트(5)와 덮개판(12) 사이에 배열된다. 전도성 연결 컴포넌트(5)가 구리 및 알루미늄을 포함하는 금속 복합 재료로 이루어지기 때문에, 덮개판(12)이 금속 재료로 이루어질 때, 절연 층은 덮개판의 전기 전도 및 단락 또는 안전 이벤트를 회피하기 위해, 전도성 연결 컴포넌트(5)와 덮개판(12) 사이에 배열될 필요가 있다. 선택적 실시예에서, 절연 층은 플라스틱 시멘트 또는 플라스틱으로 이루어진다. 물론, 절연 층은 다른 절연 재료들로 이루어질 수 있다. 이는 본 개시내용에서 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 배터리는 중합체 리튬-이온 배터리이다. 배터리는 배터리에 배열된 전해질의 재료와 관련하여 액체 리튬-이온 배터리 및 중합체 리튬-이온 배터리로 분류될 수 있다. 액체 리튬-이온 배터리는 액체 전해질을 사용하고, 중합체 리튬-이온 배터리는 고체 중합체 전해질을 사용한다. 중합체는 건조하거나 콜로이드성일 수 있다. 본 개시내용의 제1 분리기(13) 및 제2 분리기(14)가 2개의 인접한 전극 코어 세트를 완전히 격리하지 않는 경우에도, 고체 중합체 전해질이 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에서 유동하지 않기 때문에, 전위차에 의해 야기되는 중합체 전해질의 분해는 발생하지 않는다. 따라서, 본 개시내용의 해결책에서, 배터리는 바람직하게는 중합체 리튬-이온 배터리이다.
일 실시예에서, 도 7을 참조하면, 방폭 밸브(7)가 덮개 판(12) 상에 배열된다. 방폭 밸브(7)는 배터리 내의 압력 값이 압력 임계값을 초과할 때 압력을 해제하기 위해 개방되도록 구성된다. 방폭 밸브(7)에 의해, 배터리의 사용의 안전성이 보장될 수 있다. 배터리 내의 압력 값이 안전 압력 임계값을 초과할 때, 방폭 밸브(7)는 배터리 내의 압력을 해제하기 위해 자동으로 개방될 수 있으며, 따라서 배터리의 과도하게 큰 내부 압력에 기인한 폭발의 위험이 효과적으로 방지될 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예는 배터리 모듈을 추가로 제공한다. 배터리 모듈은 전술한 적어도 2개의 배터리를 포함한다. 배터리 모듈 내의 적어도 2개의 배터리는 직렬로 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 검출 샘플링 컴포넌트가 배터리 모듈 상에 배열될 수 있고, 배터리 모듈에 전력을 독립적으로 공급하도록 구성된다.
본 개시내용의 일 실시예는 배터리 팩을 추가로 제공한다. 배터리 팩은 전술한 적어도 2개의 배터리 또는 전술한 적어도 2개의 배터리 모듈을 포함한다. 배터리 팩 내의 적어도 2개의 배터리 또는 적어도 2개의 배터리 모듈은 직렬로 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 검출 샘플링 컴포넌트가 배터리 팩 상에 배열될 수 있고, 배터리 팩에 전력을 독립적으로 공급하도록 구성된다.
본 개시내용의 실시예는 전기 차량을 추가로 제공한다. 전기 차량은 전술한 배터리 모듈 또는 전술한 배터리 팩을 포함한다. 배터리 모듈 또는 배터리 팩 양자 모두는 전기 차량에 전력을 독립적으로 공급할 수 있다.
본 출원의 일부 특정 실시예들이 예로서 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자라면 전술한 예들이 단지 설명을 위한 것이고 본 출원의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 출원의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 전술한 실시예들에 대한 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 출원의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다.

Claims (23)

  1. 배터리로서,
    내부에 수용 캐비티를 갖는 하우징;
    제1 방향을 따라 상기 수용 캐비티 내에 배열되고 서로 직렬로 연결된 적어도 2개의 전극 코어 세트-각각의 전극 코어 세트는 적어도 하나의 전극 코어를 포함함-; 및
    2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 각각 배열되고, 상기 2개의 인접한 전극 코어 세트가 서로 접촉하는 것을 방지하도록 구성되고, 제1 분리기 및 제2 분리기를 포함하는 분리기들-상기 제1 분리기 및 상기 제2 분리기는 제2 방향을 따라 서로 대향하여 배열되고; 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 분리기와 상기 제2 분리기 사이에 갭이 제공됨-;을 포함하고,
    제2 방향은 제1 방향과 직교하는, 배터리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 분리기 및 상기 제2 분리기는 상기 하우징의 내부 표면과 고정 연결되는, 배터리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 분리기 및/또는 상기 제2 분리기는 상기 하우징과 일체로 형성되는, 배터리.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 분리기 및 상기 제2 분리기는 판-형상 또는 메시-형상인, 배터리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 서로 대향 배열되는 상기 전극 코어 세트의 2개의 단자는 양자 모두 상기 제1 분리기와 상기 제2 분리기 사이의 갭에 걸쳐 있는, 배터리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 코어 세트와 상기 분리기 사이에 확장 공간이 확보되는, 배터리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 분리기 및 상기 제2 분리기 각각은 상기 전극 코어 세트에 대면하는 분리기 측부 표면을 포함하고; 상기 제1 분리기 및/또는 상기 제2 분리기의 상기 분리기 측부 표면과 상기 전극 코어 세트 사이의 거리가 상기 하우징의 외부로부터 내부로의 방향으로 증가하는 경향을 나타내는, 배터리.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 분리기 및 상기 제2 분리기 각각은 상기 전극 코어 세트에 대면하는 2개의 분리기 측부 표면을 포함하고; 상기 2개의 분리기 측부 표면은 캠버형 표면들인, 배터리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전극 코어 세트는 상기 하우징에 대면하는 원주 표면 및 상기 분리기에 대면하는 전극 코어 세트 측부 표면을 포함하고; 상기 전극 코어 세트 측부 표면의 면적이 상기 원주 표면의 면적보다 큰, 배터리.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리기는 절연 재료로 이루어지는, 배터리.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 코어 세트와 상기 하우징 사이에 절연 필름이 배열되는, 배터리.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 개구부를 구비하는 단부 부분을 갖는 하우징 본체 및 상기 하우징 본체의 상기 개구부에 배열되는 덮개판을 포함하는, 배터리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 분리기는 상기 덮개판과 일체로 형성되고 및/또는 상기 제2 분리기는 상기 하우징 본체와 일체로 형성되는, 배터리.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 덮개판 상에 홈들이 제공되고; 상기 홈들에 전도성 연결 컴포넌트들이 임베드되고; 상기 전도성 연결 컴포넌트들은 복수의 전극 코어 세트를 직렬로 연결하도록 구성되는, 배터리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전도성 연결 컴포넌트들은 상기 덮개판과 일체로 형성되는, 배터리.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 각각의 전도성 연결 컴포넌트는 구리 연결 편 및 알루미늄 연결 편을 포함하고; 상기 구리 연결 편이 상기 알루미늄 연결 편과 전기적으로 연결되는 위치가 상기 덮개판에 위치되는, 배터리.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 층이 상기 전도성 연결 컴포넌트와 상기 덮개판 사이에 배열되는, 배터리.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 코어 세트와 전기적으로 연결되고 상기 전극 코어 세트의 상태를 검출하도록 구성되는 검출 유닛을 더 포함하는, 배터리.
  19. 제18항에 있어서, 상기 검출 유닛은 샘플링 라인이고; 상기 샘플링 라인은 상기 전도성 연결 컴포넌트와 연결되는, 배터리.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리는 중합체 리튬-이온 배터리 또는 고체 상태 배터리인, 배터리.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는, 배터리 모듈.
  22. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 배터리 또는 제21항에 따른 배터리 모듈을 포함하는, 배터리 팩.
  23. 제21항에 따른 배터리 모듈 또는 제22항에 따른 배터리 팩을 포함하는, 전기 차량.
KR1020227019778A 2019-11-22 2020-10-27 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량 KR20220100923A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911159598.8A CN112952273B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种电池、电池模组、电池包及电动车
CN201911159598.8 2019-11-22
PCT/CN2020/124107 WO2021098455A1 (zh) 2019-11-22 2020-10-27 一种电池、电池模组、电池包及电动车

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220100923A true KR20220100923A (ko) 2022-07-18

Family

ID=75981240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227019778A KR20220100923A (ko) 2019-11-22 2020-10-27 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230020749A1 (ko)
EP (1) EP4053976A4 (ko)
JP (1) JP7420940B2 (ko)
KR (1) KR20220100923A (ko)
CN (1) CN112952273B (ko)
WO (1) WO2021098455A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118017118A (zh) * 2022-11-09 2024-05-10 南京泉峰科技有限公司 电动工具及电动工具系统
CN116365154B (zh) * 2023-06-02 2023-07-28 深圳海辰储能控制技术有限公司 储能装置及储能系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101141010A (zh) * 2007-07-24 2008-03-12 雷天电池技术有限公司 高电压动力型锂离子可充电电池
JP5077131B2 (ja) * 2007-08-02 2012-11-21 ソニー株式会社 正極活物質、並びにそれを用いた正極、および非水電解質二次電池
JP4296522B2 (ja) * 2007-08-23 2009-07-15 トヨタ自動車株式会社 電池およびその製造方法
JP5537111B2 (ja) 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 二次電池装置
JP2013080563A (ja) * 2011-09-30 2013-05-02 Sanyo Electric Co Ltd 積層型二次電池
JP2013251085A (ja) 2012-05-31 2013-12-12 Energy Control Ltd 複数の立方状二次電池を組付け可能なケース
JP2014157722A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Hitachi Vehicle Energy Ltd 組電池
JP2015011919A (ja) 2013-07-01 2015-01-19 三洋電機株式会社 電源装置
JP6233242B2 (ja) 2014-08-26 2017-11-22 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
JP6354514B2 (ja) 2014-10-17 2018-07-11 住友電気工業株式会社 蓄電デバイスモジュール
JP6743359B2 (ja) 2015-09-29 2020-08-19 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
CN205960045U (zh) * 2016-06-27 2017-02-15 广东志成冠军集团有限公司 车载磷酸铁锂电池包
CN205960130U (zh) * 2016-08-10 2017-02-15 宁德新能源科技有限公司 锂离子电池结构
CN106803608A (zh) * 2016-09-29 2017-06-06 蔚来汽车有限公司 电池模组和新能源汽车
JP6805705B2 (ja) * 2016-10-12 2020-12-23 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
KR102180946B1 (ko) * 2016-12-27 2020-11-19 주식회사 엘지화학 균일한 sei 형성을 위한 버퍼 플레이트 및 이를 이용한 전지 제조방법
CN206480683U (zh) * 2017-03-10 2017-09-08 江苏索尔新能源科技股份有限公司 一种电芯纵向排布的电池组件
JP7171615B2 (ja) * 2017-12-19 2022-11-15 三洋電機株式会社 電源装置と電源装置用のセパレータ
CN209312827U (zh) * 2018-11-22 2019-08-27 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种改善膨胀的电池模组
CN209389151U (zh) * 2019-01-10 2019-09-13 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种优化内部空间的方形锂离子电池结构
CN209150238U (zh) * 2019-06-21 2019-07-23 比亚迪股份有限公司 电池模组、动力电池包和车辆

Also Published As

Publication number Publication date
CN112952273B (zh) 2022-08-09
WO2021098455A1 (zh) 2021-05-27
EP4053976A4 (en) 2024-08-14
EP4053976A1 (en) 2022-09-07
CN112952273A (zh) 2021-06-11
JP7420940B2 (ja) 2024-01-23
JP2023502734A (ja) 2023-01-25
US20230020749A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101265199B1 (ko) 이차 전지
CN101662038B (zh) 电池组件
US10230076B2 (en) Stationary electric power system and method for manufacturing stationary electric power system including battery body and spacer
US20090081539A1 (en) Battery pack
CN101640282B (zh) 层叠型二次电池
KR20130018494A (ko) 안전성이 향상된 전지모듈
EP2500958A1 (en) Secondary battery
KR100957075B1 (ko) 전극 고정용 부재가 장착되어 있는 전극조립체 및 이를포함하고 있는 이차전지
KR20120074415A (ko) 신규한 구조의 단위모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
EP4086979A1 (en) Battery, battery module, battery pack, and electric vehicle
CN215989064U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
KR20130121093A (ko) 고전압 전기 이중층 커패시터 장치 및 제조 방법
US20230020749A1 (en) Battery, battery module, battery pack and electric vehicle
JP2009087613A (ja) 角型電池
KR102315974B1 (ko) 전장 어셈블리 및 상기 전장 어셈블리를 포함하는 배터리 팩
US20240097268A1 (en) Battery cell assembly and battery pack
CN109728208B (zh) 二次电池的顶盖组件、二次电池以及电池模组
KR20220139359A (ko) 배터리, 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 전기 차량
US9672993B2 (en) Electricity storage device and electricity storage module
CN115472971B (zh) 电池和电子设备
WO2023160034A1 (zh) 电池箱体上盖、电池箱体、电池及用电设备
KR101576597B1 (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20140036880A (ko) 전지모듈 어셈블리
KR20070071065A (ko) 이차 전지 모듈
WO2024130499A1 (zh) 电池以及用电装置