KR20220123081A - 배터리, 배터리 팩, 및 전기 차량 - Google Patents

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KR20220123081A
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core assembly
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KR1020227026419A
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룽 허
화쥔 쑨
옌 주
스차오 후
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

배터리(100), 배터리 팩(200) 및 전기 차량(1000)이 제공된다. 배터리(100)는 밀봉된 금속 하우징(11), 및 이러한 금속 하우징(11) 내에 위치되는 적어도 2개의 밀봉된 수용 캐비티들, 몇몇 극 코어 그룹들(12) 및 캡슐화 필름(13)을 포함하고, 극 코어 그룹들(12)은 제1 방향 (A)을 따라 배열되고; 극 코어 그룹들(12)은 직렬로 접속되고, 극 코어 그룹(12)의 길이는 제1 방향(A)을 따라 연장되고, 극 코어 그룹(12)은 극 코어 그룹 본체(123)와, 전류를 추출하기 위한 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)을 포함하고, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 제1 방향(A)을 따라 극 코어 그룹 본체(123)의 어느 하나의 사이드에 하나씩 제공되고; 캡슐화 필름(13)에 의해 적어도 하나의 수용 캐비티가 둘러싸이고, 수용 캐비티 내에 극 코어 그룹 본체(123)가 제공되고; 배터리(100)의 길이(L)는 제1 방향(A)을 따라 연장되고, 배터리(100)의 길이(L)는 400 mm 내지 2500 mm이고, 배터리(100)의 두께(D)는 제1 방향(A)에 수직인 제2 방향(B)을 따라 연장되고, 배터리(100)의 두께(D)에 대한 길이(L)의 비율은 5 내지 250이다.

Description

배터리, 배터리 팩, 및 전기 차량
<관련 출원들에 대한 상호-참조>
본 개시내용은 2020년 1월 13일자로 BYD Co., Ltd.에 의해 출원되고 발명의 명칭이 "CELL, BATTERY PACK, AND ELECTRIC VEHICLE"인 중국 특허 출원 제202010032935.3호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
<기술 분야>
본 개시내용은 셀들의 분야에, 보다 구체적으로는 셀, 배터리 팩 및 전기 차량에 속한다.
전기 차량들에 적용되는 배터리 팩들은 배터리 용량을 증가시키기 위해 다수의 셀들을 일반적으로 포함한다. 이러한 다수의 셀들은 배터리 팩의 케이스 내에 장착된다.
제조 동안 셀들에 전해액이 추가될 것이 요구되고, 따라서 셀들은 전해액의 누출을 방지하기 위해 밀봉될 것이 요구된다. 관련 기술들에서, 전극 코어는 일반적으로 하우징 내에 직접 밀봉되고, 다음으로 전해액이 하우징 상의 주입 포트를 통해 주입된다. 전해액의 주입이 완료되면, 주입 포트가 밀봉되어 셀을 획득한다. 그러나, 위 방법에서는, 전극 코어 및 전해액이 셀의 하우징 내에 직접 밀봉되기 때문에, 일단 하우징이 손상되면, 전해액이 누출되기 쉽고, 밀봉 효과가 비교적 불량하다.
또한, 기존의 셀이 다수의 전극 코어들을 포함할 때, 이러한 다수의 전극 코어들은 일반적으로 병렬로 배열된다(즉, 행 어레이). 그러나, 이러한 배열은 다수의 전극 코어들의 직렬 접속에는 도움이 되지 않는다. 전극 코어들 사이의 포지티브 및 네거티브 단자들은 비교적 긴 와이어에 의해 접속될 필요가 있다.
본 개시내용은 관련 기술들에 존재하는 기술적 문제점들 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된다. 본 개시내용의 제1 양태는, 밀폐식 금속 하우징 및 적어도 2개의 밀폐식 수용 캐비티들, 다수의 전극 코어 조립체들, 및 금속 하우징 내에 배열되는 캡슐화 필름을 포함하는, 셀을 제공한다. 전극 코어 조립체들이 배열되는 방향은 제1 방향이다. 이러한 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속된다. 각각의 전극 코어 조립체의 길이는 제1 방향을 따라 연장된다. 전극 코어 조립체는 전극 코어 조립체 본체와, 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극은 제1 방향을 따라 전극 코어 조립체 본체의 2개의 사이드들 상에 각각 배열된다. 수용 캐비티들 중 적어도 하나는 캡슐화 필름에 의해 정의되고, 이러한 수용 캐비티 내에 전극 코어 조립체 본체가 배열된다. 셀의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 셀의 길이는 400 mm 내지 2500 mm의 범위이다. 셀의 두께는 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장된다. 셀의 두께에 대한 길이의 비율은 5 내지 250의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 직렬로 접속되는 2개의 인접한 전극 코어 조립체들에 대해, 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극은 다른 전극 코어 조립체의 제2 전극과 전기적으로 접속되어 직렬 접속을 실현한다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 하나의 캡슐화 필름이 배열되고, 직렬로 접속되는 다수의 전극 코어 조립체들이 이러한 하나의 캡슐화 필름 내에 밀봉된다.
직렬로 접속되는 2개의 전극 코어 조립체들에 대해, 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극 및 다른 전극 코어 조립체의 제2 전극이 접속되는 위치가 캡슐화 필름 내에 위치된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 제1 전극 및/또는 제2 전극에 대응하는 캡슐화 필름 상의 위치에 캡슐화 부분이 형성되어, 캡슐화 필름을 다수의 수용 캐비티들로 분리한다.
2개의 인접한 전극 코어 조립체들 중 하나의 제1 전극 및 2개의 인접한 전극 코어 조립체들 중 다른 하나의 제2 전극 중 적어도 하나는 캡슐화 부분 내에 배열된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 다수의 캡슐화 필름들이 배열된다. 이러한 캡슐화 필름들 각각은 하나의 독립적인 수용 캐비티를 정의한다. 전극 코어 조립체들 중 적어도 하나가 이러한 캡슐화 필름 중 하나 내에 밀봉된다. 적어도 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극 및/또는 제2 전극은 캡슐화 필름의 밖으로 연장된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징과 캡슐화 필름 사이의 공기압은 금속 하우징 외부의 공기압보다 낮다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징과 캡슐화 필름 사이의 공기압은 P1이고, P1은 -100 Kpa 내지 -5 Kpa의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징과 캡슐화 필름 사이의 공기압 P1은 -75 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징과 캡슐화 필름 사이의 공기압 P1 및 캡슐화 필름 내부의 공기압 P2는 P1>P2를 충족시키고, P1과 P2 사이의 비율은 0.05 내지 0.85의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, P2의 값은 -100 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징은 제2 방향을 따라 2개의 대향하는 제1 표면들을 갖고, 제2 방향은 셀의 두께 방향이고, 제1 표면들 중 적어도 하나는 금속 하우징 내로 리세스된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 2개의 제1 표면들은 금속 하우징 내로 양자 모두 리세스되어 전극 코어 조립체들을 유지한다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 다수의 리세스들이 배열되고, 이러한 리세스들 중 하나는 전극 코어 조립체들 중 하나에 대응하여 배열된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 캡슐화 필름은 적층되는 비-금속 외부 필름 레이어 및 비-금속 내부 필름 레이어를 포함한다. 내부 필름 레이어는 전극 코어 조립체와 외부 필름 레이어 사이에 배열된다. 외부 필름 레이어의 융점은 내부 필름 레이어의 융점보다 크다. 외부 필름 레이어의 융점과 내부 필름 레이어의 융점 사이의 차이는 30℃ 내지 80℃이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 외부 필름 레이어의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 또는 폴리프로필렌 중 하나 또는 이들 중 하나보다 많은 것의 조합이다. 내부 필름 레이어의 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 하나 또는 이들 중 하나보다 많은 것의 조합이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 외부 필름 레이어 및 내부 필름 레이어는 접착된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 접착을 위한 결합제는 폴리올레핀 결합제이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 캡슐화 필름은 알루미늄-플라스틱 필름이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 셀은 실질적으로 직육면체이고, 셀의 두께는 10 mm보다 크다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 셀의 두께는 13 mm 내지 75 mm의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징은 개구가 있는 하우징 본체 및 단부 커버를 포함한다. 단부 커버는 하우징 본체의 개구와 밀폐식으로 접속된다. 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링을 형성한다. 전극 코어 스트링의 2개의 단부들은 제1 전극 및 제2 전극을 각각 포함하고, 제1 전극 및 제2 전극은 단부 커버를 통해 각각 인출된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 배기 구멍이 금속 하우징 상에 제공되고, 밀봉 부재가 이러한 배기 구멍 내에 배열된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징의 두께는 0.05 mm 내지 1 mm의 범위이다.
본 개시내용의 제2 양태는, 셀 어레이를 포함하는, 배터리 팩을 제공한다. 이러한 셀 어레이는 다수의 셀들을 포함한다. 각각의 셀은 밀폐식 금속 하우징 및 적어도 2개의 밀폐식 수용 캐비티들, 다수의 전극 코어 조립체들, 및 금속 하우징 내에 배열되는 캡슐화 필름을 포함한다. 전극 코어 조립체들은 제1 방향을 따라 배열된다. 이러한 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속된다. 각각의 전극 코어 조립체의 길이는 제1 방향을 따라 연장된다. 전극 코어 조립체는 전극 코어 조립체 본체와, 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극은 제1 방향을 따라 전극 코어 조립체 본체의 2개의 사이드들 상에 각각 배열된다. 수용 캐비티들 중 적어도 하나는 캡슐화 필름에 의해 정의되고, 이러한 수용 캐비티 내에 전극 코어 조립체 본체가 배열된다. 셀의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 셀의 길이는 400 mm 내지 2500 mm의 범위이다. 셀의 두께는 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장된다. 셀의 두께에 대한 길이의 비율은 5 내지 250의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 셀의 두께는 제2 방향을 따라 연장되고, 다수의 셀들은 제2 방향을 따라 순차적으로 배열되어 셀 어레이를 형성한다. 적어도 2개의 인접한 셀들 사이에 간극이 제공되고, 셀의 두께에 대한 간극의 비율은 0.001 내지 0.15의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징은 개구가 있는 하우징 본체 및 단부 커버를 포함한다. 단부 커버는 하우징 본체의 개구와 밀폐식으로 접속된다. 2개의 인접한 셀들 사이의 간극은 제1 간극 d1을 포함한다. 제1 간극은 제2 방향을 따른 2개의 인접한 셀들의 2개의 단부 커버들 사이의 최소 거리이다. 셀의 두께는 제2 방향을 따른 단부 커버의 치수이고, 셀의 두께에 대한 제1 간극 d1의 비율은 0.005 내지 0.1의 범위이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 금속 하우징은 제2 방향을 따라 2개의 대향하는 제1 표면들을 갖는다. 2개의 인접한 셀들 사이의 간극은 제2 간극 d2를 포함한다. 제2 간극은 서로 대면하는 2개의 인접한 셀들의 2개의 제1 표면들 사이의 최소 거리이다. 셀의 두께는 제2 방향을 따른 단부 커버의 치수이다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 사용 전의 셀의 제2 간극 d2는 사용 후의 제2 간극 d2보다 크다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 배터리 팩은 배터리 팩 커버 및 트레이를 추가로 포함한다. 배터리 팩 커버는 트레이와 밀폐식으로 접속되어 셀 수용 캐비티를 형성한다. 이러한 셀 수용 캐비티 내에 셀 어레이가 배열된다. 트레이는 지지 부재를 포함한다. 금속 하우징 상에 지지 영역이 형성된다. 셀은 지지 영역에 의해 지지 부재와 맞닿고, 지지 부재 상에 지지된다.
본 개시내용의 일부 구현들에서, 트레이는 사이드 빔을 포함한다. 이러한 사이드 빔은 지지 부재이고, 제1 방향을 따른 셀의 2개의 단부들이 이러한 사이드 빔 상에 지지된다.
본 개시내용의 제3 양태는, 위의 내용 중 임의의 것에 따른 배터리 팩을 포함하는, 전기 차량을 제공한다.
관련 기술들과 비교하여, 본 개시내용은 다음의 유익한 효과들을 갖는다. 본 개시내용의 셀에서, 전극 코어 조립체는 캡슐화 필름 내에 밀봉되고, 캡슐화 필름 내에 밀봉되는 전극 코어 조립체는 금속 하우징 내에 밀봉되어 2차 밀봉을 수행한다. 따라서, 캡슐화 필름 및 금속 하우징의 더블-레이어 밀봉 효과가 밀봉 효과를 효과적으로 개선할 수 있다. 또한, 다수의 전극 코어 조립체들이 셀의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 이러한 전극 코어 조립체들의 길이 방향은 셀의 길이 방향과 동일하다. 전극 코어 조립체들의 제1 전극들 및 제2 전극들이 전극 코어 조립체들의 길이 방향을 따라 전극 코어 조립체들의 양쪽 사이드들 상에 각각 배열되어, 전극 코어 조립체들은 "헤드-투-헤드(head-to-head)" 방식으로 배열된다. 이러한 배열은 전극 코어 조립체들 사이의 쌍으로 직렬 접속을 더 편리하게 실현할 수 있다.
본 개시내용의 추가적인 양태들 및 이점들이 다음의 설명에서 부분적으로 제공되고, 다음의 설명에서 부분적으로 명백해지거나 또는 본 개시내용의 실시를 통해 이해된다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 셀의 3-차원 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 셀의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 캡슐화 필름 내에 밀봉되는 전극 코어 조립체의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 캡슐화 필름 내에 밀봉되는 전극 코어 조립체의 다른 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따라 형성되는 리세스를 갖는 금속 하우징의 제1 표면의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 셀 어레이의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 구조도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량의 개략적인 구조도이다.
참조 번호들:
100: 셀;
11: 금속 하우징; 12: 전극 코어 조립체; 13: 캡슐화 필름;
111: 하우징 본체; 112: 단부 커버; 113: 제1 표면; 114: 리세스;
121: 제1 전극; 122: 제2 전극;
131: 캡슐화 부분;
200: 배터리 팩;
21: 셀 어레이; 22: 트레이; 221: 지지 부재;
L: 셀의 길이;
D: 셀의 두께;
A: 제1 방향; B: 제2 방향; 및
전기 차량 1000.
본 개시내용의 실시예들이 아래에 상세히 설명되고, 이러한 실시예들의 예들이 첨부 도면에 도시되며, 설명 전반적으로 동일한 또는 유사한 엘리먼트들 또는 동일한 또는 유사한 기능들을 갖는 엘리먼트들은 동일한 또는 유사한 참조 번호들에 의해 표기된다. 첨부 도면들을 참조하여 아래에 설명되는 실시예들은 예시적이고 본 개시내용을 설명하기 위해서만 단지 사용되며, 본 개시내용에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다.
본 개시내용의 설명에서, "중심(center)", "종방향(longitudinal)", "횡방향(transverse)", "길이(length)", "폭(width)", "두께(thickness)", "상(on)", "아래(below)", "전방(front)", "후방(back)", "좌측(left)", "우측(right)", "수직(vertical)", "수평(horizontal)", "상부(top)", "하부(bottom)", "내부(inside)", "외부(outside)", "축 방향(axial direction)", "반경 방향(radial direction)" 및 "원주 방향(circumferential direction)"과 같은 용어들에 의해 표시되는 배향 또는 위치 관계들은 첨부 도면에 도시되는 배향 또는 위치 관계들에 기초하고, 언급된 장치 또는 컴포넌트가 특정 배향을 가질 필요가 있거나 또는 특정 배향으로 구성되고 동작될 필요가 있다는 것을 표시하거나 또는 암시하는 것이 아니라, 단지 본 개시내용의 예시 및 설명의 용이성 및 간결성을 위해 사용된다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 본 개시내용을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
도 1 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 본 개시내용은 셀(100)을 제공한다. 셀(100)은, 예를 들어, 배터리 팩을 형성하도록 구성되는 셀이다. 셀(100)은 밀폐식 금속 하우징(11) 및 적어도 2개의 밀폐식 수용 캐비티들, 다수의 전극 코어 조립체들(12), 및 금속 하우징(11) 내에 배열되는 캡슐화 필름(13)을 포함한다.
전극 코어 조립체들(12)은 직렬로 접속되고, 각각의 전극 코어 조립체(12)는 적어도 하나의 전극 코어를 포함한다.
전극 코어 조립체(12)는 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)을 포함한다. 추가로, 전극 코어 조립체(12)는 전극 코어 조립체 본체(123)와, 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)을 포함한다. 직렬로 접속되는 2개의 인접한 전극 코어 조립체들(12)에 대해, 하나의 전극 코어 조립체(12)의 제1 전극(121)은 다른 전극 코어 조립체(12)의 제2 전극(122)과 접속되어 직렬 접속을 실현한다. 다수의 전극 코어 조립체들(12)은 직렬로 접속되어, 단일 셀의 용량 및 전압이 증가될 수 있고, 제조 프로세스 및 비용들이 감소될 수 있다.
수용 캐비티들 중 적어도 하나가 캡슐화 필름(13)에 의해 정의되고, 이러한 수용 캐비티 내에 전극 코어 조립체 본체(123)가 배열된다.
다시 말해서, 캡슐화 필름(13)에 의해 수용 캐비티의 캐비티 벽이 형성되고, 수용 캐비티 내에 각각의 전극 코어 조립체(123)가 각각 배열되어, 2개의 인접한 전극 코어 조립체들(12) 사이의 간섭을 회피한다.
이러한 실시예에서의 직렬 접속은 인접한 전극 코어 조립체들(12) 사이의 직렬 접속일 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 구체적인 구현은 인접한 전극 코어 조립체들 상의 제1 전극들(121) 및 제2 전극들(122)이 직접 접속되는 것일 수 있거나, 또는 추가적인 전도성 컴포넌트에 의해 이러한 전기적 접속이 실현될 수 있다. 전극 코어 조립체(12)가 단지 하나의 전극 코어만을 포함하는 경우, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 각각 전극 코어의 포지티브 탭 및 네거티브 탭, 또는 각각 전극 코어의 네거티브 탭 및 포지티브 탭일 수 있다. 전극 코어 조립체가 다수의 전극 코어들을 포함하는 경우, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)의 인출 부재는 전극 리드들일 수 있다. 대안적으로, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122) 중 하나는 다수의 전극 코어들의 포지티브 탭들을 조합하여 함께 용접하는 것에 의해 형성되는 인출 부재이며, 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나는 다수의 전극 코어들의 네거티브 탭들을 조합하여 함께 용접하는 것에 의해 형성되는 인출 부재이다. 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)에서의 "제1(first)" 및 "제2(second)"는 명칭들을 구별하기 위해서만 단지 사용되고, 수를 제한하기 위해 사용되지는 않는다. 예를 들어, 하나 이상의 제1 전극(121)이 배열될 수 있다.
다수의 전극 코어 조립체들(12)이 배열되는 방향은 제1 방향 A이고, 각각의 전극 코어 조립체(12)의 길이 방향은 제1 방향 A를 따라 연장되고, 셀의 길이는 또한 제1 방향 A를 따라 연장된다. 즉, 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 셀의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 전극 코어 조립체들(12)의 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)이 제1 방향 A를 따라 전극 코어 조립체들(12)의 양쪽 사이드들 상에 각각 배열된다. 즉, 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 "헤드-투-헤드(head-to-head)" 방식으로 배열된다. 이러한 배열은 전극 코어 조립체(12)들 사이의 쌍으로 직렬 접속을 쉽게 실현할 수 있고, 접속 구조는 단순하다. 또한, 이러한 배열은 더 긴 길이를 갖는 셀(100)의 제조를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 셀(100)이 배터리 팩의 케이스 내에 장착될 때, 크로스 바들 및 종방향 바들과 같은 지지 구조들이 배열될 것이 요구되지 않고, 셀(100)은 셀(100)의 금속 하우징(11)을 지지로서 사용하는 것에 의해 배터리 팩의 케이스에 직접 장착되고, 그렇게 함으로써 배터리 팩의 내부 공간을 절약하고, 배터리 팩의 체적 이용률을 증가시키고, 배터리 팩의 중량을 감소시킨다.
셀은 실질적으로 직육면체이고, 셀의 길이 L은 400 mm 내지 2500 mm (밀리미터)의 범위이고, 예를 들어, 500 mm, 1000 mm, 또는 1500 mm일 수 있다. 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 셀 내에 배열된다. 단지 하나의 전극 코어를 배열하는 기존의 방법과 비교하여, 더 긴 길이를 갖는 셀을 제조하는 것이 더 편리하다. 종래의 셀에서, 일단 셀이 비교적 길면, 셀 내부의 집전체로서 구성되는 구리 알루미늄 포일의 길이가 그에 따라 증가되고, 셀의 내부 저항이 크게 증가되며, 전력 및 급속 충전에 대한 점점 더 높은 요건들이 충족될 수 없다. 셀들이 동일한 길이를 갖는 경우, 본 개시내용의 실시예는 셀의 내부 저항을 크게 감소시킬 수 있고, 높은 전력 출력, 급속 충전 등의 경우에 셀의 과열에 의해 야기되는 문제점을 회피할 수 있다.
셀(100)의 두께 D는 10 mm보다 클 수 있고, 예를 들어, 13 mm 내지 75 mm의 범위일 수 있다. 셀(100)의 두께 D는 제1 방향 A에 수직인 제2 방향 B를 따라 연장된다. 셀(100)의 두께 D에 대한 길이 L의 비율은 5 내지 250의 범위이다.
본 개시내용의 실시예에서, 전극 코어 조립체(12)는 캡슐화 필름(13) 내에 밀봉된다, 즉, 금속 하우징(11)과 전극 코어 조립체(12) 사이에 캡슐화 필름(13)이 추가로 배열된다. 이러한 방식으로, 전극 코어 조립체(12)의 2차 캡슐화가 캡슐화 필름(13) 및 금속 하우징(11)을 사용하는 것에 의해 달성될 수 있고, 이는 셀의 밀봉 효과를 개선하는 것에 유익하다. 캡슐화 필름(13)에는 전해액이 추가로 주입된다는 점이 이해될 수 있다. 따라서, 위 방식에서, 전해액과 금속 하우징(11) 사이의 접촉, 및 금속 하우징(11)의 부식 또는 전해액의 분해가 추가로 회피될 수 있다.
본 개시내용의 실시예에서, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압은 금속 하우징(11) 외부의 공기압보다 낮다.
본 개시내용에서, "공기압(air pressure)"은 대기압(atmospheric pressure)에 대한 약어이다. 공기압은 단위 면적에 작용하는 대기압이며, 이는 단위 면적 상의 대기의 상한까지 상향 연장되는 수직 공기 기둥의 중량이다.
금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압은 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공간에서의 공기압이고, 금속 하우징(11) 외부의 공기압보다 낮다. 따라서, 본 개시내용의 실시예에서, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이에 음압이 존재한다. 이러한 방식으로, 금속 하우징(11)은 대기압의 작용 하에서 리세스되거나 또는 변형되고, 금속 하우징(11)과 전극 코어 조립체(12) 사이의 간극이 그에 따라 감소되고, 서로에 대한 전극 코어 조립체들(12)의 이동 또는 변위를 위한 공간이 감소된다. 따라서, 전극 코어 조립체(12)의 이동 및 전극 코어 조립체(12)의 서로에 대한 변위가 감소될 수 있고, 셀(100)의 안정성, 셀(100)의 강도, 및 셀(100)의 안전성 성능이 개선될 수 있다.
예를 들어, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공간은, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이에 음압이 존재하도록, 진공화될 수 있다. 이러한 방식으로, 금속 하우징(11) 및 내부 전극 코어 조립체는, 내부 간극을 감소시키고 전극 코어 조립체가 금속 하우징 내에서 이동하는 것을 방지하기 위해, 가능한 한 가까울 수 있다. 또한, 서로에 대한 전극 코어 조립체들의 변위가 회피될 수 있고, 집전체에 대한 손상, 분리기의 주름짐, 및 활성 재료의 탈락이 감소될 수 있고, 그렇게 함으로써 전체 셀의 기계적 강도를 강화하고, 셀의 수명을 연장시키고, 셀의 안전성 성능을 개선한다.
구현에서, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압은 P1이다. P1의 값은 -100 Kpa 내지 -5 Kpa의 범위일 수 있다. 추가로, P1의 값은 -75 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위일 수 있다. 물론, 해당 기술에서의 기술자들은 실제 필요에 따라 P1의 값을 설정할 수 있다.
캡슐화 필름(13) 내부의 공기압은 P2이다. P1 및 P2는 P1>P2를 충족시키고, P1과 P2 사이의 비율은 0.05 내지 0.85의 범위이다.
P2의 값은 -100 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위일 수 있다.
캡슐화 필름(13) 내부의 공기압은 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압보다 낮다.
P1, P2, 및 P1과 P2 사이의 비율은 위 범위 내로 제한된다. 해당 기술에서의 전극 코어 조립체(12)는 2차 밀봉 모드를 채택한다. 전극 코어 조립체(12)가 캡슐화 필름(13) 내에 먼저 밀봉된다. 과도하게 큰 내부 공기압에 의해 야기되는 캡슐화 필름(13)의 불룩해짐으로 인한 캡슐화 필름(13)에 대한 손상을 회피하기 위해, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압은 캡슐화 필름(13) 내부의 공기압보다 크게 설정된다. 또한, 다수의 실험들을 통해, P1과 P2 사이의 비율이 위 범위일 때, 셀의 2차 밀봉의 신뢰성이 바람직하게 보장된다는 점이 검증되었다. 또한, 전극 플레이트들 사이의 간극이 감소되어, 리튬 이온들이 더 양호하게 전도될 수 있다.
본 개시내용의 실시예에서, 하나의 캡슐화 필름(13)이 존재한다. 다시 말해서, 하나의 캡슐화 필름(13)이 배열되고, 직렬로 접속되는 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 이러한 하나의 캡슐화 필름(13) 내에 밀봉된다. 각각의 전극 코어 조립체(12)는 전극 코어 조립체 본체(123), 및 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)을 포함한다. 직렬로 접속되는 2개의 전극 코어 조립체들(12)에 대해, 하나의 전극 코어 조립체(12)의 제1 전극(121) 및 다른 전극 코어 조립체(12)의 제2 전극(122)이 접속되는 위치가 캡슐화 필름(13) 내에 위치된다. 즉, 캡슐화 필름(13)은 일체로 배열되고, 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 하나의 캡슐화 필름(13) 내에 밀봉된다.
실제 적용에서, 예를 들어, 도 3에 도시되는 바와 같이, 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 직렬로 접속될 수 있고, 다음으로 직렬로 접속되는 전극 코어 조립체들(12)을 랩핑하기 위해 전체 캡슐화 필름(13)이 사용된다. 예를 들어, 직렬로 접속되는 전극 코어 조립체들(12)이 캡슐화 필름(13)의 영역 상에 배치될 수 있고(또는 홈이 미리 캡슐화 필름(13)의 일부 상에 제공될 수 있고, 다음으로 직렬로 접속되는 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 이러한 홈 내에 배치되고), 다음으로 캡슐화 필름(13)의 다른 영역이 전극 코어 조립체들(12)을 향해 접히고, 다음으로 2개의 영역들 내의 캡슐화 필름(13)이 고온 용융에 의해 열-용융 및 밀봉된다. 이러한 방식으로, 직렬로 접속되는 전극 코어 조립체들(12)이 하나의 캡슐화 필름(13) 내에 밀봉된다.
제1 전극(121) 및/또는 제2 전극(122)에 대응하는 캡슐화 필름(13) 상의 위치에 캡슐화 부분(131)이 형성되어, 2개의 인접한 전극 코어 조립체 본체들(123)을 격리시킨다. 2개의 인접한 전극 코어 조립체들(12)에 대해, 하나의 전극 코어 조립체(12)의 제1 전극(121) 및 다른 전극 코어 조립체(12)의 제2 전극(122) 중 적어도 하나가 캡슐화 부분(131) 내에 배열된다. 다수의 전극 코어 조립체 본체들이 캡슐화 부분(131)에 의해 격리되어, 다수의 전극 코어 조립체들 사이의 전해액이 순환하는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 다수의 전극 코어 조립체들(12)은 서로 영향을 미치지 않고, 다수의 전극 코어 조립체들(12) 내의 전해액은 과도하게 큰 전위차로 인해 분해되지 않고, 그렇게 함으로써 셀의 안전성 및 수명을 보장한다.
캡슐화 부분(131)은 다수의 구현들을 가질 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 필름(13)은 케이블 타이들로 체결되어 캡슐화 부분(131)을 형성할 수 있거나, 또는 캡슐화 필름(13)은 직접 고온 용융되고 접속되어 캡슐화 부분(131)을 형성할 수 있다. 캡슐화 부분(131)의 구체적인 구현은 특별히 제한되지 않는다.
본 개시내용의 다른 실시예에서, 도 4에 도시되는 바와 같이, 다수의 캡슐화 필름들(13)이 존재한다, 즉, 다수의 캡슐화 필름들(13)이 배열된다. 적어도 하나의 전극 코어 조립체(12)가 캡슐화 필름(13) 내에 밀봉되고, 전극 코어 조립체는 직렬로 접속된다.
다시 말해서, 캡슐화 필름들(13)의 수 및 전극 코어 조립체들(12)의 수는 일-대-일 대응된다. 각각의 전극 코어 조립체(12)는 하나의 캡슐화 필름(13) 내에 개별적으로 밀봉된다. 이러한 구현에서, 다수의 전극 코어 조립체들(12)이 제조된 후에, 하나의 캡슐화 필름(13)이 각각의 전극 코어 조립체(12) 외부에서 커버될 수 있고, 다음으로 전극 코어 조립체들이 직렬로 접속된다.
전극 코어 조립체(12)의 제1 전극(121) 및 제2 전극(122) 중 적어도 하나는 캡슐화 필름(13)의 밖으로 연장된다. 예를 들어, 제1 전극(121)이 캡슐화 필름(13) 밖으로 연장될 수 있거나, 또는 제2 전극(122)이 캡슐화 필름(13) 밖으로 연장될 수 있거나, 또는 제1 전극(121) 및 제2 전극(122) 양자 모두가 캡슐화 필름(13) 밖으로 연장될 수 있다. 제1 전극(121) 및/또는 제2 전극(122) 중 적어도 하나가 캡슐화 필름(13)의 밖으로 연장되고, 연장된 전극은 다른 전극 코어 조립체들을 직렬로 접속하기 위해 사용될 수 있다.
추가로, 금속 하우징(11)은 개구가 있는 하우징 본체(111) 및 단부 커버(112)를 포함한다. 단부 커버(112)는 하우징 본체(111)의 개구와 밀폐식으로 접속된다. 다수의 전극 코어 조립체들(12)은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링을 형성한다. 이러한 전극 코어 스트링의 2개의 단부들은 각각 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 전극 코어 스트링의 제1 전극은 또한 전극 코어 스트링의 하나의 단부 상에 배열되는 전극 코어 조립체(12)의 제1 전극(121)이고, 전극 코어 스트링의 제2 전극은 또한 전극 코어 스트링의 다른 단부 상에 배열되는 전극 코어 조립체(12)의 제2 전극(122)이다. 전극 코어 스트링의 제1 전극 및 제2 전극은 단부 커버(112)를 통해 각각 인출된다.
일부 구현들에서, 하우징 본체(111)에는 양쪽 단부들에 개구가 제공될 수 있고, 2개의 단부 커버들(112)이 배열될 수 있어, 2개의 단부 커버들(112)이 각각 하우징 본체(111)의 양쪽 단부들에서 개구와 밀폐식으로 접속된다. 이러한 방식으로, 전극 코어 스트링의 제1 전극 및 제2 전극은 동일한 단부 커버(112)를 통해 인출될 수 있거나, 또는 2개의 단부 커버들(112)을 통해 각각 인출될 수 있으며, 이는 제한되지 않는다.
일부 구현들에서, 하우징 본체(111)에는 단지 하나의 단부 상의 개구가 제공될 수 있고, 하나의 단부 커버(112)가 배열되어, 단부 커버(112)가 하우징 본체(111)의 하나의 단부 상의 개구와 밀폐식으로 접속된다. 이러한 방식으로, 전극 코어 스트링의 제1 전극 및 제2 전극은 동일한 단부 커버(112)를 통해 인출된다.
본 개시내용의 실시예에서, 셀의 두께는 제1 방향 A에 수직인 제2 방향 B를 따라 연장된다. 금속 하우징(11)은 제2 방향 B를 따른 2개의 대향 제1 표면들(113)을 갖고, 제1 표면(113)은 셀(100)의 가장 큰 표면이다. 제1 표면들(113) 중 적어도 하나가 금속 하우징(11) 내로 리세스되어, 금속 하우징(11) 및 전극 코어 조립체(12)는 가능한 한 가깝게 부착될 수 있다.
금속 하우징(11)의 두께는 비교적 작고 비교적 얇은 시트이기 때문에, 금속 하우징(11)의 제1 표면(113) 상의 리세스(114)는, 예를 들어, 금속 하우징(11)의 내부가 진공화될 때 형성될 수 있다. 즉, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압이 금속 하우징(11) 외부의 공기압보다 낮도록 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공간이 진공화될 때, 진공화가 진행됨에 따라, 금속 하우징(11)의 제1 표면(113)은 금속 하우징(11) 내로 쉽게 리세스되어 리세스(114)를 형성한다.
셀의 정상적인 사용 동안, 재료 자체의 팽창, 전해액에 의한 가스 발생 등과 같은 이유들로 인해, 셀은 일반적으로 팽창되고, 팽창 및 변형이 가장 큰 영역은 종종 셀의 가장 큰 표면 상에 있다. 이러한 기술을 사용하는 것에 의해, 초기 상태에서의 셀의 가장 큰 표면이, 진공화에 의해, 약간 리세스되도록 제한되고, 이는 팽창된 후에 셀들 사이의 압착을 효과적으로 완화시킬 수 있고, 그렇게 함으로써 셀들 및 전체 시스템의 수명을 증가시키고 안전성 성능을 개선한다.
일부 다른 실시예들에서, 도 5에 도시되는 바와 같이, 리세스(114)가 금속 하우징(11)의 제1 표면(113) 상에 미리 형성된 후에 금속 하우징(11)의 내부가 진공화될 수 있다. 금속 하우징(11)의 제1 표면(113) 상에는 다수의 리세스들(114)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 다수의 리세스들(114)이 미리 제1 표면(113) 상에 형성되고, 각각의 리세스(114)의 위치는 하나의 전극 코어 조립체가 위치되는 위치에 대응한다.
일부 구현들에서, 금속 하우징(11)의 2개의 대향하는 제1 표면들(113)은 양자 모두 내향으로 리세스되어, 리세스된 영역이 전극 코어 조립체들(12)을 유지할 수 있다.
배기 구멍이 금속 하우징(11) 상에 제공될 수 있고, 이러한 배기 구멍을 통해 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공간이 진공화된다. 이러한 배기 구멍은 밀봉될 것이 요구되고, 따라서 배기 구멍을 커버하기 위해 배기 구멍 내에 밀봉 부재가 추가로 배열된다. 이러한 밀봉 부재는, 예를 들어, 플러그, 고무 부재 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
일부 구현들에서, 금속 하우징(11)이 진공화되기 전에, 전극 코어 조립체(12)와 금속 하우징(11)의 내부 표면 사이에 간극이 제공된다. 이러한 간극은 금속 하우징(11) 내로의 전극 코어 조립체(12)의 장착을 용이하게 한다. 금속 하우징(11)이 진공화된 후에, 금속 하우징(11)은 제2 방향 B를 따라 전극 코어 조립체(12)의 외부 표면에 대해 가압되어 전극 코어 조립체(12)를 유지한다. 따라서, 전극 코어 조립체가 금속 하우징 내부에서 이동하는 공간이 감소되고, 셀의 안전성 성능이 개선된다.
본 개시내용의 실시예에서, 금속 하우징(11)은 높은 강도 및 효과적인 방열 효과를 갖는다. 금속 하우징(11)은 알루미늄 하우징 또는 강철 하우징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 금속 하우징(11)의 두께는 0.05 mm 내지 1 mm의 범위이다.
금속 하우징(11)의 비교적 큰 두께는 셀(100)의 중량을 증가시키고 셀(100)의 용량을 감소시킨다. 또한, 금속 하우징(11)의 과도하게 큰 두께로 인해, 금속 하우징(11)은 대기압의 작용 하에서 전극 코어 조립체(12)를 향해 쉽게 리세스되거나 또는 변형될 수 없다. 그 결과, 금속 하우징(11)과 전극 코어 조립체(12) 사이의 거리가 감소될 수 없고, 전극 코어 조립체(12)가 효과적으로 위치될 수 없다. 또한, 금속 하우징(11)의 과도하게 큰 두께는 진공화를 위한 비용들을 증가시키고, 제조 비용들을 증가시킨다.
본 개시내용에서, 금속 하우징(11)의 두께는, 금속 하우징(11)의 강도를 보장할 수 있을 뿐만 아니라 셀(100)의 용량을 감소시키지 않을 수 있는, 위 범위 내에서 정의된다. 또한, 금속 하우징(11)은 음압 상태에서 더 쉽게 변형될 수 있어, 금속 하우징(11)과 전극 코어 조립체(12) 사이의 거리가 감소될 수 있고, 그렇게 함으로써 금속 하우징(11) 내부의 전극 코어 조립체(12)의 이동 및 서로에 대한 전극 코어 조립체들(12)의 변위를 감소시킨다.
본 개시내용의 실시예에서, 캡슐화 필름(13)은 적층되는 비-금속 외부 필름 레이어 및 비-금속 내부 필름 레이어를 포함하고, 내부 필름 레이어는 외부 필름 레이어와 전극 코어 조립체(12) 사이에 배열된다.
내부 필름 레이어는 바람직한 화학적 안정성을 갖고, 예를 들어, 전해액의 부식 내성을 갖는 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 재료는 PP(polypropylene), PE(polyethylene), 또는 PET(polyethylene terephthalate)일 수 있거나, 또는 위 재료들 중 하나보다 많은 것의 조합일 수 있다.
외부 필름 레이어는 보호 레이어이고, 외부 필름 레이어는 공기, 특히 수증기, 산소 등의 침투를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 외부 필름 레이어의 재료는, 예를 들어, PET, PA(polyamide), 또는 PP일 수 있거나, 또는 위 재료들 중 하나보다 많은 것의 조합일 수 있다.
이러한 실시예의 캡슐화 필름(13)에서, 외부 필름 레이어의 융점은 내부 필름 레이어의 융점보다 커서, 외부 필름 레이어는 고온 용융에 의한 밀봉 동안 용융되지 않고, 내부 필름 레이어는 제 시간에 용융될 수 있어 우수한 밀봉 속성을 보장한다. 추가로, 외부 필름 레이어의 융점과 내부 필름 레이어의 융점 사이의 차이는 30℃ 내지 80℃일 수 있다. 예를 들어, 이러한 2개의 융점들 사이의 차이는 50℃, 70℃ 등일 수 있다. 실제 필요에 따라 구체적인 재료가 결정될 수 있다.
비-금속 외부 필름 레이어 및 비-금속 내부 필름 레이어는 접착제를 사용하여 접착되고 조합된다. 예를 들어, 외부 필름 레이어의 재료는 PP일 수 있고, 내부 필름 레이어의 재료는 PET일 수 있고, 외부 필름 레이어와 내부 필름 레이어를 접착하기 위한 결합제는, 예를 들어, 폴리올레핀 결합제일 수 있어, 접착에 의해 복합 필름을 형성한다.
이러한 실시예에서, 전극 코어 조립체는 더블-레이어 비-금속 필름을 사용하여 밀봉되어 캡슐화 필름을 형성한다. 비-금속 캡슐화 필름은 더 높은 인장 강도 및 파단 연신율(elongation at break)을 갖기 때문에, 셀의 두께에 대한 제한이 감소될 수 있어, 생산된 셀은 더 큰 두께를 갖는다. 이러한 실시예에서의 셀의 두께는 증가될 수 있고 넓은 범위를 갖는다, 예를 들어, 10 mm보다 클 수 있고, 예를 들어, 13 mm 내지 75 mm 범위일 수 있다.
본 개시내용의 일부 다른 구현들에서, 캡슐화 필름은 알루미늄-플라스틱 필름일 수 있다.
본 개시내용의 실시예에서, 셀은 리튬-이온 셀이다.
본 개시내용의 다른 양태는, 위 실시예들 중 임의의 것의 셀을 포함하는, 배터리 모듈을 제공한다. 본 개시내용에 제공되는 배터리 모듈을 사용하는 것에 의해, 밀봉 속성이 개선되고, 조립 프로세스들의 수가 감소되고, 셀 비용들이 감소된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 개시내용은, 셀 어레이(21)를 포함하는, 배터리 팩(200)을 추가로 제공한다. 셀 어레이(21)는 다수의 셀들(100)을 포함한다. 각각의 셀(100)은 위 실시예들 중 임의의 것에서 설명되는 셀(100)이다. 따라서, 셀(100)의 구체적인 구조는 여기서 하나씩 설명되지 않는다.
하나 이상의 셀 어레이(21)가 배열될 수 있고, 하나 이상의 셀(100)이 각각의 셀 어레이(21) 내에 배열될 수 있다. 실제 생산에서, 셀들(100)의 수 및 셀 어레이들(21)의 수는 실제 요건들에 따라 설정될 수 있다. 이러한 것은 본 개시내용에서 구체적으로 제한되지 않는다.
본 개시내용의 실시예에서, 셀(100)의 길이 방향은 제1 방향 A를 따라 연장되고, 셀의 두께 방향은 제1 방향 A에 수직인 제2 방향 B를 따라 연장된다. 다수의 셀들(100)이 제2 방향 B를 따라 순차적으로 배열되어 셀 어레이(21)를 형성한다. 적어도 2개의 인접한 셀들(100) 사이에 간극이 제공된다. 셀(100)의 두께에 대한 간극의 비율은 0.001 내지 0.15의 범위이다.
2개의 인접한 셀들 사이의 간극은 셀들의 동작 시간의 증가에 따라 변한다는 점이 주목되어야 한다. 동작 동안, 동작 후에, 또는 셀들이 공장을 떠나기 전에, 두께에 대한 셀들 사이의 간극의 비율이 본 개시내용에서 정의되는 범위 내에 있는 한, 간극은 본 개시내용의 보호 범위 내에 있다.
본 개시내용에서, 셀들(100) 사이에 확보되는 특정 간극은 셀들(100)의 팽창을 위해 버퍼 공간을 확보할 수 있다.
셀들(100)의 팽창은 셀들(100)의 두께들에 관련된다. 더 큰 두께를 갖는 셀(100)은 팽창할 가능성이 더 있다. 본 개시내용에서, 셀(100)의 두께에 대한 셀(100) 사이의 간극의 비율은 0.001 내지 0.15로 제한된다. 이러한 방식으로, 배터리 팩(200)의 공간이 완전히 사용될 수 있고, 그렇게 함으로써 배터리 팩(200)의 이용률을 개선하고, 셀(100)의 팽창을 위해 비교적 효과적인 완충이 제공될 수 있다.
또한, 셀들(100)이 팽창할 때 열이 발생된다. 따라서, 셀들(100) 사이에 확보되는 간극은, 공기 채널과 같은, 방열 채널로서 사용될 수 있어, 더 큰 면적을 갖는 셀(100)의 표면이 더 양호한 방열 효과를 갖는다. 이러한 방식으로, 배터리 팩(200)의 방열 효율이 추가로 개선될 수 있고, 배터리 팩(200)의 안전성 성능이 제공될 수 있다.
위 해결책에서, 셀들(100) 사이의 간극은 셀들(100) 사이에 특정 공간이 단순히 확보되고 셀들 사이에 구조 부재가 배열되지 않는다는 점을 의미할 수 있거나, 또는 셀들(100)을 서로 분리하기 위해 셀들(100) 사이에 추가적인 구조 부재가 배열된다는 점을 의미할 수 있다.
셀들(100) 사이에 구조 부재가 배열될 때, 셀들(100) 사이의 간극은 구조 부재와 각각의 셀(100) 사이의 거리가 아니라 구조 부재의 2개의 사이드들 상의 셀들(100) 사이의 거리로서 이해되어야 한다는 점이 주목되어야 한다.
구조 부재와 구조 부재의 2개의 사이드들 상의 셀들(100) 각각 사이에 특정 간극이 확보될 수 있거나, 또는 구조 부재가 셀들과 직접 접촉할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 구조 부재가 2개의 사이드들 상에 배열되는 셀들(100)과 직접 접촉할 때, 구조 부재는, 셀들(100)의 팽창을 위해 완충을 제공하기 위해, 특정 가요성을 가질 것이 요구된다. 구조 부재는 에어로겔, 열 전도성 구조 접착제, 또는 단열 발포체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용에서, 다수의 셀들 어레이들(21)이 배열될 때, 간극은 상이한 셀 어레이들(21) 내의 2개의 인접한 셀들 사이의 거리가 아니라 동일한 셀 어레이(21) 내의 2개의 인접한 셀들(100) 사이의 거리로서 정의된다. 또한, 동일한 셀 어레이(21)에서, 모든 2개의 인접한 셀들 사이에 특정 간극이 확보될 수 있거나, 또는 일부 2개의 인접한 셀들 사이에 특정 간극이 확보될 수 있다.
일부 구현들에서, 2개의 인접한 셀들(100) 사이의 간극은 제1 간극 d1을 포함한다. 제1 간극 d1은 제2 방향 B를 따른 2개의 인접한 셀들의 2개의 단부 커버들(112) 사이의 최소 거리로서 정의되고, 셀(100)의 두께는 제2 방향 B를 따른 단부 커버(112)의 치수이다. 셀(100)의 두께에 대한 제1 간극 d1의 비율은 0.005 내지 0.1의 범위이다.
위 구현에서, 단부 커버(112)가 비교적 높은 강도를 갖기 때문에, 단부 커버는 하우징 본체(111)보다 팽창할 가능성이 덜하다. 셀(100)이 일정 기간 동안 동작한 후에, 셀 내부에서 화학 반응이 발생하고, 셀(100)이 팽창하여 인접한 셀들(100)을 압착한다. 따라서, 제1 간극 d1이 변화한다(예를 들어, 제1 간극이 점차 증가함). 그러나, 이러한 변화는 비교적 작고 무시될 수 있다. 대안적으로, 제1 간극이 변화하더라도, 셀(100)의 두께에 대한 제1 간극의 비율은 여전히 위 범위를 충족시킨다. 위 구현에서, 하우징 본체(111)의 2개의 단부들 각각에 단부 커버(112)가 제공된다. 셀들(100)이 두께 방향을 따라 셀 어레이(21) 내에 배열될 때, 2개의 셀들(100) 사이의 간극은 셀들(100)의 상이한 단부들 상에 배열되는 2개의 단부 커버들(112) 사이의 거리가 아니라 셀 어레이(21)의 동일한 단부 상에 배열되는 2개의 단부 커버들(112) 사이의 최소 거리로서 정의된다.
일부 구현들에서, 2개의 인접한 셀들(100) 사이의 간극은 제2 간극 d2를 포함한다. 제2 간극 d2는 서로 대면하는 2개의 인접한 셀들(100)의 2개의 제1 표면들(113) 사이의 최소 거리로서 정의된다. 사용 전의 셀(100)의 제2 간극 d2는 사용 후의 제2 간극 d2보다 크다.
"사용 전(before use)"이라는 표현은 셀들(100)이 조립 후에 공장으로부터 출고되기 전 또는 셀들이 공장으로부터 출고된 후에 셀들이 외부에 전기 에너지를 공급하기 시작하기 전의 시점으로서 이해될 수 있다. "사용 후(after use)"라는 표현은 셀(100)이 외부에 전기 에너지를 공급하기 시작한 후의 시점으로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩(200)은 전기 차량(1000) 상에 조립된다. 이러한 경우, 사용 전의 상태는 새로운 차량의 상태로서 이해될 수 있고, 사용 후의 상태는 마일리지를 주행한 후의 차량의 상태로서 이해될 수 있다.
이러한 구현에서, 제2 간극은 2개의 인접한 셀들(100)의 2개의 대향하는 제1 표면들 사이의 최소 거리로서 정의되고, 이러한 거리는 셀들의 서비스 시간의 증가에 따라 점차 감소한다. 주요 이유는, 셀들이 팽창된 후에, 2개의 인접한 가장 큰 표면들 사이의 거리가 점차 감소하기 때문이다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 팩(200)은 셀 커버 및 트레이(22)를 추가로 포함한다. 셀 커버는 도 7의 도면에 도시되지 않는다. 셀 커버 및 트레이(22)는 밀폐식으로 접속되어 셀 수용 캐비티를 형성하고, 이러한 셀 수용 캐비티 내에 셀 어레이(21)가 배열된다. 트레이(22)는 지지 부재(221)를 포함하고, 셀들(100)의 금속 하우징(11) 상에 지지 영역이 형성된다. 셀들(100)은 셀들의 지지 영역을 통해 지지 부재(221)와 맞닿고, 지지 부재(221) 상에 지지된다.
추가로, 트레이(22)는 사이드 빔을 포함한다. 이러한 사이드 빔은 지지 부재(221)로서 구성되고, 제1 방향 A를 따른 셀들(100)의 2개의 단부들이 이러한 사이드 빔 상에 지지된다.
본 개시내용의 실시예들의 셀(100)에서, 금속 하우징(11)과 캡슐화 필름(13) 사이의 공기압은 음압이며, 이는 셀의 전체 강도를 개선할 수 있다. 따라서, 셀(100)은 셀의 강도를 지지로서 사용하는 것에 의해 트레이(22)에 직접 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 횡방향 빔 또는 종방향 빔과 같은 구조가 셀(100)을 지지하기 위해 트레이(22) 상에 배열될 것이 요구되지 않고, 배터리 팩의 내부 공간의 이용률이 증가된다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 전기 차량(1000)은 위 배터리 팩(200)을 포함한다. 본 개시내용에서 제공되는 전기 차량(1000)을 사용하는 것에 의해, 높은 마일 범위 및 낮은 비용이 실현된다.
본 개시내용의 설명에서, 달리 명시적으로 구체화되거나 또는 정의되지 않는 한, "장착하다(mount)", "설치하다(install)", "접속하다(connect)" 및 "접속(connection)"과 같은 용어들은 넓은 의미로 이해되어야 한다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 접속은 고정 접속, 분리가능 접속, 또는 일체형 접속일 수 있거나; 또는 접속은 기계적 접속 또는 전기적 접속일 수 있거나; 또는 접속은 직접 접속, 중개를 통한 간접 접속, 또는 2개의 컴포넌트들 사이의 내부 통신일 수 있다. 해당 기술에서의 통상의 기술자는 구체적인 상황들에 따라 본 개시내용에서의 전술한 용어들의 구체적인 의미들을 이해할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, "실시예(an embodiment)", "구체적인 실시예들(specific embodiments)" 또는 "예(an example)"와 같은 참조 용어들의 설명은 본 개시내용의 실시예 또는 적어도 하나의 실시예에서의 예 또는 예에서 설명되는 구체적인 특징들, 구조들, 재료들, 또는 특징들을 포함하는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들의 개략적인 설명들이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 실시예들 또는 예들 중 임의의 하나 이상에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들이 도시되고 설명되었더라도, 해당 기술에서의 통상의 기술자들은 본 개시내용의 원리들 및 사상으로부터 벗어나지 않고 실시예들에 대해 다양한 변경들, 수정들, 대체들, 및 변형들이 이루어질 수 있고, 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구항들 및 그들의 등가물들에 의해 정의된다는 점을 이해할 것이다.

Claims (31)

  1. 셀로서, 밀폐식 금속 하우징 및 적어도 2개의 밀폐식 수용 캐비티들, 복수의 전극 코어 조립체들, 및 상기 금속 하우징 내에 배열되는 캡슐화 필름을 포함하고,
    상기 전극 코어 조립체들은 제1 방향을 따라 배열되고;
    상기 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속되고; 각각의 전극 코어 조립체의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되고; 상기 전극 코어 조립체는 전극 코어 조립체 본체와, 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 방향을 따라 상기 전극 코어 조립체 본체의 2개의 사이드들 상에 각각 배열되고;
    상기 수용 캐비티들 중 적어도 하나는 상기 캡슐화 필름에 의해 정의되고; 상기 전극 코어 조립체 본체는 상기 수용 캐비티 내에 배열되고;
    상기 셀의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되고; 상기 셀의 길이는 400 mm 내지 2500 mm의 범위이고; 상기 셀의 두께는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되고; 상기 셀의 두께에 대한 길이의 비율은 5 내지 250의 범위인 셀.
  2. 제1항에 있어서, 2개의 인접한 전극 코어 조립체들에 대해, 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극이 다른 전극 코어 조립체의 제2 전극과 전기적으로 접속되어 직렬 접속을 실현하는 셀.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나의 캡슐화 필름이 배열되고; 직렬로 접속되는 복수의 전극 코어 조립체들이 상기 하나의 캡슐화 필름 내에 밀봉되고;
    직렬로 접속되는 2개의 전극 코어 조립체들에 대해, 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극 및 다른 전극 코어 조립체의 제2 전극이 접속되는 위치가 상기 캡슐화 필름 내에 위치되는 셀.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 전극 및/또는 상기 제2 전극에 대응하는 캡슐화 필름 상의 위치에 캡슐화 부분이 형성되어, 상기 캡슐화 필름을 복수의 수용 캐비티들로 분리하고;
    상기 2개의 인접한 전극 코어 조립체들 중 하나의 제1 전극 및 상기 2개의 인접한 전극 코어 조립체들 중 다른 하나의 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 캡슐화 부분 내에 배열되는 셀.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 캡슐화 필름들이 배열되고; 상기 캡슐화 필름들 각각은 하나의 독립적인 수용 캐비티를 정의하고; 상기 전극 코어 조립체들 중 적어도 하나는 상기 캡슐화 필름들 중 하나 내에 밀봉되고; 상기 적어도 하나의 전극 코어 조립체의 제1 전극 및/또는 제2 전극은 상기 캡슐화 필름의 밖으로 연장되는 셀.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 하우징과 상기 캡슐화 필름 사이의 공기압은 상기 금속 하우징 외부의 공기압보다 낮은 셀.
  7. 제6항에 있어서, 상기 금속 하우징과 상기 캡슐화 필름 사이의 공기압은 P1이고; P1은 -100 Kpa 내지 -5 Kpa의 범위인 셀.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속 하우징과 상기 캡슐화 필름 사이의 공기압 P1은 -75 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위인 셀.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속 하우징과 상기 캡슐화 필름 사이의 공기압 P1 및 상기 캡슐화 필름 내부의 공기압 P2는 P1>P2를 충족하고; P1과 P2 사이의 비율은 0.05 내지 0.85의 범위인 셀.
  10. 제9항에 있어서, P2의 값은 -100 Kpa 내지 -20 Kpa의 범위인 셀.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 하우징은 상기 제2 방향을 따라 2개의 대향하는 제1 표면들을 갖고; 상기 제1 표면들 중 적어도 하나는 상기 금속 하우징 내로 리세스되는 셀.
  12. 제11항에 있어서, 상기 2개의 제1 표면들은 양자 모두 상기 금속 하우징 내로 리세스되어 상기 전극 코어 조립체들을 유지하는 셀.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 복수의 리세스들이 배열되고; 상기 리세스들 중 하나는 상기 전극 코어 조립체들 중 하나에 대응하여 배열되는 셀.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐화 필름은 적층되는 비-금속 외부 필름 레이어 및 비-금속 내부 필름 레이어를 포함하고; 상기 내부 필름 레이어는 상기 전극 코어 조립체와 상기 외부 필름 레이어 사이에 배열되고; 상기 외부 필름 레이어의 융점은 상기 내부 필름 레이어의 융점보다 크고; 상기 외부 필름 레이어의 융점과 상기 내부 필름 레이어의 융점 사이의 차이는 30℃ 내지 80℃의 범위인 셀.
  15. 제14항에 있어서, 상기 외부 필름 레이어의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 또는 폴리프로필렌 중 하나 또는 이들 중 하나보다 많은 것의 조합이고; 상기 내부 필름 레이어의 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 하나 또는 이들 중 하나보다 많은 것의 조합인 셀.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 외부 필름 레이어 및 상기 내부 필름 레이어는 접착되는 셀.
  17. 제16항에 있어서, 상기 접착을 위한 결합제는 폴리올레핀 결합제인 셀.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐화 필름은 알루미늄-플라스틱 필름인 셀.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 셀은 실질적으로 직육면체이고; 상기 셀의 두께는 10 mm보다 큰 셀.
  20. 제19항에 있어서, 상기 셀의 두께는 13 mm 내지 75 mm의 범위인 셀.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 하우징은 개구가 있는 하우징 본체 및 단부 커버를 포함하고; 상기 단부 커버는 상기 하우징 본체의 개구와 밀폐식으로 접속되고; 상기 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링을 형성하고; 상기 전극 코어 스트링의 2개의 단부들은 제1 전극 및 제2 전극을 각각 포함하고; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 단부 커버를 통해 각각 인출되는 셀.
  22. 제21항에 있어서, 상기 금속 하우징 상에 배기 구멍이 제공되고; 상기 배기 구멍 내에 밀봉 부재가 배열되는 셀.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 하우징의 두께는 0.05 mm 내지 1 mm의 범위인 셀.
  24. 배터리 팩으로서, 복수의 셀들을 포함하는 셀 어레이를 포함하고, 각각의 셀은 밀폐식 금속 하우징 및 적어도 2개의 밀폐식 수용 캐비티들, 복수의 전극 코어 조립체들, 및 상기 금속 하우징 내에 배열되는 캡슐화 필름을 포함하고;
    상기 전극 코어 조립체들은 제1 방향을 따라 배열되고;
    상기 전극 코어 조립체들은 직렬로 접속되고; 각각의 전극 코어 조립체의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되고; 상기 전극 코어 조립체는 전극 코어 조립체 본체와, 전류를 인출하도록 구성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 방향을 따라 상기 전극 코어 조립체 본체의 2개의 사이드들 상에 각각 배열되고;
    상기 수용 캐비티들 중 적어도 하나는 상기 캡슐화 필름에 의해 정의되고; 상기 전극 코어 조립체 본체는 상기 수용 캐비티 내에 배열되고;
    상기 셀의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되고; 상기 셀의 길이는 400 mm 내지 2500 mm의 범위이고; 상기 셀의 두께는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되고; 상기 셀의 두께에 대한 길이의 비율은 5 내지 250의 범위인 배터리 팩.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수의 셀들은 상기 제2 방향을 따라 순차적으로 배열되어 상기 셀 어레이를 형성하고;
    적어도 2개의 인접한 셀들 사이에 간극이 제공되고; 상기 셀의 두께에 대한 간극의 비율은 0.001 내지 0.15의 범위인 배터리 팩.
  26. 제25항에 있어서, 상기 금속 하우징은 개구가 있는 하우징 본체 및 단부 커버를 포함하고; 상기 단부 커버는 상기 하우징 본체의 개구와 밀폐식으로 접속되고;
    상기 2개의 인접한 셀들 사이의 간극은 제1 간극 d1을 포함하고; 상기 제1 간극은 상기 제2 방향을 따른 상기 2개의 인접한 셀들의 2개의 단부 커버들 사이의 최소 거리이고; 상기 셀의 두께는 상기 제2 방향을 따른 단부 커버의 치수이고; 상기 셀의 두께에 대한 제1 간극 d1의 비율은 0.005 내지 0.1의 범위인 배터리 팩.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 금속 하우징은 개구가 있는 하우징 본체 및 단부 커버를 포함하고; 상기 단부 커버는 상기 하우징 본체의 개구와 밀폐식으로 접속되고;
    상기 금속 하우징은 상기 제2 방향을 따라 2개의 대향하는 제1 표면들을 갖고; 상기 2개의 인접한 셀들 사이의 간극은 제2 간극 d2를 포함하고; 상기 제2 간극은 서로 대면하는 2개의 인접한 셀들의 2개의 제1 표면들 사이의 최소 거리이고; 상기 셀의 두께는 상기 제2 방향을 따른 단부 커버의 치수인 배터리 팩.
  28. 제27항에 있어서, 사용 전의 상기 셀의 제2 간극 d2는 사용 후의 제2 간극 d2보다 큰 배터리 팩.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 배터리 팩 커버 및 트레이를 추가로 포함하고, 상기 배터리 팩 커버는 상기 트레이와 밀폐식으로 접속되어 셀 수용 캐비티를 형성하고; 상기 셀 수용 캐비티 내에 상기 셀 어레이가 배열되고; 상기 트레이는 지지 부재를 포함하고; 상기 금속 하우징 상에 지지 영역이 형성되고; 상기 셀은 상기 지지 영역에 의해 상기 지지 부재와 맞닿고, 상기 지지 부재 상에 지지되는 배터리 팩.
  30. 제29항에 있어서, 상기 트레이는 사이드 빔을 포함하고; 상기 사이드 빔은 지지 부재이고; 상기 제1 방향을 따른 상기 셀의 2개의 단부들은 상기 사이드 빔 상에 지지되는 배터리 팩.
  31. 전기 차량으로서, 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 전기 차량.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110828746B (zh) * 2020-01-13 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 一种电池包和电动车
CN110828744B (zh) * 2020-01-13 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池包和电动车
CN113193272B (zh) * 2020-01-13 2023-06-13 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
CN212587593U (zh) * 2020-01-13 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
CN113328159B (zh) * 2020-02-12 2024-04-16 比亚迪股份有限公司 电池、电池模组、电池包及电动车
CN111293253B (zh) * 2020-04-24 2020-10-23 比亚迪股份有限公司 电池包及电动车
CN212392355U (zh) * 2020-05-18 2021-01-22 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池包及汽车
CN111354899B (zh) * 2020-05-25 2020-10-23 比亚迪股份有限公司 电池包、电池模组、车辆以及储能装置
CN111354900B (zh) * 2020-05-25 2020-10-23 比亚迪股份有限公司 电池包、电池模组、车辆以及储能装置
WO2021244595A1 (zh) * 2020-06-04 2021-12-09 极安新能源科技（上海）有限公司 一种液态锂离子极片电池包、制备方法及其应用
CN111653721B (zh) * 2020-06-16 2022-06-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种电池卷芯以及电池
CN114361702B (zh) * 2020-09-27 2023-04-07 比亚迪股份有限公司 动力电池包以及车辆
CN114361629B (zh) * 2020-09-27 2023-08-08 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池包和电动车
CN114379171A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 宁德新能源科技有限公司 封装膜、电池及电子装置
EP4120463A4 (en) * 2021-02-09 2023-07-05 Contemporary Amperex Technology Co., Limited BATTERY, ELECTRICAL APPARATUS, AND METHOD AND DEVICE FOR MAKING BATTERY
WO2022205192A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 宁德新能源科技有限公司 电化学装置以及电子装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3600107B2 (ja) * 2000-03-09 2004-12-08 松下電器産業株式会社 密閉型電池およびその封栓方法
JP2001307704A (ja) * 2000-04-24 2001-11-02 Yuasa Corp フィルムパッケージ電池の固定構造
CN2727978Y (zh) * 2004-09-08 2005-09-21 东莞新能源电子科技有限公司 一种安全锂离子电池
US8455136B2 (en) * 2009-08-10 2013-06-04 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electrochemical device
CN108780856B (zh) * 2016-03-10 2019-12-17 日产自动车株式会社 电池组
CN206401380U (zh) * 2016-10-18 2017-08-11 深圳市环宇源科技有限公司 一种防漏动力电池
CN106808662A (zh) * 2017-02-24 2017-06-09 苏州度辰新材料有限公司 一种锂电池包装用铝塑膜的制备方法
DE102017106068A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-27 Obrist Technologies Gmbh Batteriesystem
CN107644961A (zh) * 2017-07-28 2018-01-30 宣城市泰宇电池有限公司 一种聚合物锂离子电池
KR102311075B1 (ko) * 2018-04-09 2021-10-07 주식회사 엘지에너지솔루션 팩 하우징을 포함하는 배터리 팩
CN109378412A (zh) * 2018-10-22 2019-02-22 北京环宇东方聚能科技有限公司 一种聚合物锂离子电池及其制造方法
CN110077078A (zh) * 2019-05-28 2019-08-02 东旭光电科技股份有限公司 柔性电池包装膜及其制备方法
CN110518156B (zh) * 2019-10-23 2020-03-20 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池、电池模组、电池包及汽车
CN112701412A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
CN110828746B (zh) * 2020-01-13 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 一种电池包和电动车
CN110828744B (zh) * 2020-01-13 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池包和电动车
CN113193272B (zh) * 2020-01-13 2023-06-13 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
CN113193270B (zh) * 2020-01-13 2023-06-13 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车

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