KR20220142266A - 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 전극리드가 형성된 전지셀; 상기 전지셀을 방호하는 프레임부 및 상기 프레임부를 감싸는 파우치 필름을 포함하고, 상기 프레임부는, 상기 전지셀의 상부를 방호하는 상부 프레임 및 상기 전지셀의 하부를 방호하는 하부 프레임을 포함하되, 상기 상부 프레임과 하부 프레임은, 힌지에 의해 결합됨으로써 상부 프레임 또는 하부 프레임이 힌지를 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하여, 파우치형 전지셀 어셈블리의 내부에 구비되는 시트를 보호할 수 있는 장점을 가진다.

Description

보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리 {Pouch-type battery cell assembly with reinforcement structure}
본 발명은 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리에 관한 발명으로서, 파우치형 전지셀 어셈블리의 내부에 구비되는 전지셀을 보호할 수 있는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라, 전원으로 작용하는 전지도 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.
소형 경량화 및 고용량으로 충방전 가능한 전지로서 이차전지가 실용화되고 있으며, 소형 비디오 카메라, 휴대 전화, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 전자 및 통신기기 등에 이용되고 있다.
이차전지는 전극조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형 이차전지로 분류된다.
이 중, 파우치형 이차전지는 금속층(포일)과 상기 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있다
이와 같은 파우치형 이차전지는 음극, 양극, 전해질 및 세페레이터를 포함하여 이루어지는 전극체의 일측으로 전극탭이 형성되는 전지셀이, 파우치의 내부에 수용되도록 한 후 상기 파우치의 내부에 전해액을 주액하고 충전한 후 가스를 제거한 다음 상기 파우치를 실링하여 제조가 완료된다.
이때, 상기 가스는 파우치형 전지셀 어셈블리를 진공 상태로 감압하는 방법 등을 통해 전지셀 내부에서 제거될 수 있다. 이와 같은 과정에서 전해액이 파우치의 외부로 분출되어 오염문제를 발생시키는 문제점이 있다.
또한, 파우치 내부에 전지셀이 파우치에 전해지는 압력으로 인해 파손되는 문제점도 발생하고 있어 이에 대한 해결 방안이 필요한 실정이다.
종래기술로는 대한민국 공개특허 10-2013-0108691호가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자 고안된 본 발명은, 전지셀을 감싸는 파우치 필름의 내부에서 전지셀을 보호하는 프레임부를 구비하여, 외부 압력으로부터 전지셀을 보호함으로써 전지셀의 누액 또는 전지셀의 파손을 방지하며, 프레임부를 통해 접촉저항을 줄일 수 있는 내부프레임을 포함하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리를 제공하고자 하는 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 전극리드가 형성된 전지셀; 상기 전지셀을 방호하는 프레임부 및 상기 프레임부를 감싸는 파우치 필름을 포함하고, 상기 프레임부는, 상기 전지셀의 상부를 방호하는 상부 프레임 및 상기 전지셀의 하부를 방호하는 하부 프레임을 포함하되, 상기 상부 프레임과 하부 프레임은, 힌지에 의해 결합됨으로써 상부 프레임 또는 하부 프레임이 힌지를 중심으로 회동할 수 있다.
또한, 상기 상부 프레임과 하부 프레임의 사이에는, 상부 프레임과 하부 프레임간의 보강력을 형성하는 보강부가 마련되고, 상기 보강부는, 상기 상부 프레임에서 하부 프레임의 방향으로 수직하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 전지셀은, 상기 하부 프레임의 상부에 고정되되, 상기 하부 프레임은, 하부 프레임에 고정된 전지셀과 상부 프레임 간에 이격 공간을 형성함으로써, 상부 프레임이 내측으로 찌그러질 경우에도 전지셀에 가해지는 충격을 차단하는 보강 프레임 및 상기 전지셀을 하부 프레임의 방향으로 가압시켜, 전지셀의 이탈을 방지하는 고정프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강 프레임은, 전지셀의 양측방에서 한쌍으로 마련되며, 소정 높이를 형성하도록 구비되는 수직 프레임 및 상기 한쌍으로 마련되는 수직 프레임의 양단부에 체결되며, 전지셀의 상측을 가로지르는 형상으로 구비되는 수평 프레임을 포함하여, 보강 프레임의 전체적인 형상이 'ㄷ'의 형상을 갖도록 형성되며, 하부 프레임에서 한 개 이상으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 수직 프레임은, 제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임으로 결합되며, 상기 제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임의 결합부에는 탄성부재가 구비되어, 상부 프레임과 수평 프레임이 맞닿음으로 인해 제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임이 수축되었을 경우, 탄성부재의 탄성력에 의해 다시 복귀될 수 있다.
여기서, 상기 수평 프레임은, 전지셀과 마주보는 위치에 구비되며, 수직 프레임의 파손에 따른 수평 프레임의 낙하 시, 수평 프레임과 전지셀 간에 발생되는 충격을 완화하는 완충 부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 프레임부의 내부에 구비되는 전지셀의 파손시 방출되는 전류를 토대로 동작하여 전지셀에 액상의 실리콘을 도포하는 화재예방부를 더 포함하고, 상기 화재예방부는, 상기 전지셀의 파손시 방출되는 전류를 감지하는 전류 감지 센서; 상기 보강 프레임과 전지셀이 이루는 간격의 사이에 구비되며, 액상의 실리콘이 저장되는 실리콘 저장탱크 및 상기 전류 감지 센서와 연동되며, 전류 감지 센서가 전류를 감지할 경우, 실리콘 저장탱크에 저장된 액상의 실리콘을 전지셀의 방향으로 배출하는 실리콘 배출 수단을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 상기 프레임부와 파우치 필름 사이에 구비되어, 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 외부로부터 전지셀에 가해지는 충격을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하고, 상기 충격흡수부는, 상기 파우치 필름과 상부 프레임이 맞닿는 중단에 구비되는 제 1 충격흡수부 및 상기 파우치 필름과 하부 프레임이 맞닿는 중단에 구비되는 제 2 충격흡수부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 전지셀의 둘레에 구비되는 프레임부로 하여, 외부의 충격으로부터 전지셀을 효과적으로 보호할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상부 프레임과 하부 프레임에는 소정 공간이 형성됨으로써, 파우치형 전지셀 어셈블리에 충격이 가해져 찌그러지더라도, 내부에 구비되는 전지셀에 직접적인 충격이 가해지는 상황을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수직 프레임에는 탄성력을 가지는 탄성부재에 의해, 보다 효과적인 전지셀의 방호가 가능한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 전지셀의 파손 상황을 감지하여, 이를 토대로 동작하는 화재예방부를 통해, 파우치형 전지셀 어셈블리에서 발생되는 화재를 예방할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는, 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 외부로부터 전지셀에 가해지는 충격을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하여, 보다 효과적인 전지셀의 보호가 가능한 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 분해도이다.
도 3 의 (a) 및 (b) 는 힌지 결합에 의해 회동하는 상부프레임의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 보강부가 구비된 상부 프레임의 예시도이다.
도 5 는 프레임부의 내부 모습을 보여주기 위한 정단면도이다.
도 6 은 프레임부의 내부 모습을 보여주기 위한 측단면도이다.
도 7 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따라 분할되도록 형성된 수직프레임과, 이들의 중단에 구비되는 완충 수단을 보여주기 위한 작동예시도이다.
도 8 은 화재예방부가 구비된 프레임부의 예시도이다.
도 9 는 본 발명의 실시 예에 따른 화재예방부의 구성을 자세히 보여주기 위한 부분확대도 및 정단면도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 화재예방부의 구성을 자세히 보여주기 위해 하부프레임을 부분 절개한 저면예시도이다.
도 11 은 충격흡수부가 구비된 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 내부투영도이다.
도 12 는 도 11 의 분해도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 12 를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 분해도이며, 도 3 의 (a) 및 (b) 는 힌지 결합에 의해 회동하는 상부프레임의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
또한, 도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 보강부가 구비된 상부 프레임의 예시도이고, 도 5 는 프레임부의 내부 모습을 보여주기 위한 정단면도이며, 도 6 은 프레임부의 내부 모습을 보여주기 위한 측단면도이다.
도 1 내지 도 6 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 전지셀(100), 프레임부(200) 및 파우치 필름(300)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 전지셀(100)에는, 전극리드(110)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 전극리드(110)는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 전지셀(100)의 상부와 하부에서 소정 면적을 가지는 면체의 형상으로 구비될 수 있으나, 전지셀(100)의 상부와 하부 중심에 소정 면적을 가지는 형태로 마련될 수도 있다.
또한, 상기 프레임부(200)는, 상기 전지셀(100)의 둘레에 구비됨으로써, 전지셀(100)을 방호할 수 있다.
이를 위해, 상기 프레임부(200)는, 상부 프레임(210) 및 하부 프레임(220)의 구성으로 형성될 수 있으며, 상기 상부 프레임(210)은, 상기 전지셀(100)의 상부를 방호할 수 있으며, 상기 하부 프레임(220)은, 상기 전지셀(100)의 하부를 방호할 수 있다.
여기서, 상기 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 소재는, 외부 충격에 의해 변형되지 않도록, 강한 강성과 강도를 가진 소재가 이용될 수 있다.
또한, 상기 파우치 필름(300)은, 상기 전지셀(100)을 둘러싸고 있는 프레임부(200)를 감쌀 수 있는 일체형의 필름으로 형성될 수 있으나, 도 2 에 도시된 바와 같이, 프레임부(200)의 상부를 덮는 파우치 필름(300)과, 프레임부(200)의 하부를 덮는 파우치 필름(300)으로 분할된 형태로 부착될 수도 있다.
또한, 상기 전극리드(110)는, 상기 프레임부(200)와 파우치 필름(300)에 형성되는 개방부(OP)를 관통하도록 구비될 수 있으며, 이를 통해, 전극리드(110)가 파우치 필름(300)의 외부로 인출되도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 일측은 힌지(H)에 의해 결합됨으로써, 상부 프레임(210) 또는 하부 프레임(220)이 결합부, 즉, 힌지(H)를 중심으로 회동할 수 있다.
또한, 상기 상부 프레임(210) 또는 하부 프레임(220)에는, 힌지(H)를 중심으로 회동하는 상부 프레임(210) 또는 하부 프레임(220)의 회동을 고정시키는 고정부가 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 고정부는, 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 일측면에 구비되는 힌지(H)의 방향을 기준으로, 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 반대편 타측면에서 핀으로 체결되는 방식으로 구비될 수 있으나, 이는 회동하는 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 결합을 고정시키기 위한 바람직한 고정 방식 중 하나이므로, 볼트 또는 용접과 같이 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)을 고정시킬 수 있는 고정 수단이 모두 이용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 하부 프레임(220)에 전지셀(100)을 삽입한 이후, 상부 프레임(210) 또는 하부 프레임(220)을 힌지(H)로 회동시킨 후에 고정부로 이들을 고정시키고, 파우치 필름(300)으로 이를 감싸는 단계를 통해 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상부 프레임(210)의 내측에는, 이후 자세하게 서술될 보강 프레임(221)과 동일한 목적을 가지도록 구비되는 보강부(211)가 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 보강부(211)는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 하부 프레임(220)의 상측에 고정되는 전지셀(100)의 좌우 혹은 상하의 측방 간격과 상응하는 간격으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 보강부(211)는, 상기 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)이 맞닿아 형성되는 내부공간의 높이와 상응하는 높이를 가지도록 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 보강부(211)는, 도 4 에 도시된 바와 같이 상부 프레임(210)에 고정되는 방식으로 구비될 수 있으나, 하부 프레임(220)에서 상부 프레임(210)의 방향으로 수직하게 고정되는 방식으로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)는, 프레임부(200)의 외부에서 가해지는 충격에서도 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 사이에 보강력을 형성함으로써, 전지셀(100)을 보호할 수 있는 장점을 가진다.
한편, 도 2 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)에 구비되는 전지셀(100)은, 상기 하부 프레임(220)의 상부에 고정되되, 상기 하부 프레임(220)에는, 한 개 이상의 보강 프레임(221)과 고정 프레임(228)이 구비될 수 있다.
먼저, 상기 보강 프레임(221)은, 하부 프레임(220)에 고정된 전지셀(100)과 상부 프레임(210) 간에 이격공간을 형성하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 보강 프레임(221)은, 하부 프레임(220)에 마련되는 보강 프레임 삽입홈(2210)에서 탈부착되도록 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강 프레임(221)은, 수직 프레임(222) 및 수평 프레임(226)의 조합으로 형성될 수 있다.
먼저, 상기 수직 프레임(222)은, 하부 프레임(220)에서 수직하게 구비될 수 있으며, 상기 전지셀(100)의 양측방에서 한쌍으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 수직 프레임(222)은, 전지셀(100)의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배열되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 수직 프레임(222)은, 상기 하부 프레임(220)에서 소정 높이를 가지며, 수직하게 구비됨으로써, 곧이어 설명될 수평 프레임(226)이 전지셀(100)의 상면과 소정 간격을 형성하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 수평 프레임(226)은, 상기 한쌍으로 마련되는 수직 프레임(222)의 양단부에서 수평하도록 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 수평 프레임(226)은, 상기 한쌍으로 마련되는 수직 프레임(222)의 양단부에 체결되되, 전지셀(100)의 상측을 가로지르는 형상으로 구비될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 보강 프레임(221)은, 전체적인 형상이 'ㄷ'의 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 수직 프레임(222)과 수평 프레임(226)의 소재는, 외부 충격에 의해 쉽게 변형되지 않도록, 강한 강성과 강도를 가진 소재가 이용될 수 있다.
또한, 상기 고정 프레임(228)은, 상기 하부 프레임(220)의 소정 위치, 가장 바람직하게는 하부 프레임(220)에 부착되는 전지셀(100)의 길이와 상응하는 위치에서 'ㄱ' 의 형상을 가지도록 마련되어, 상기 전지셀(100)을 하부 프레임(220)의 방향으로 가압시키도록 결함됨으로써 전지셀(100)의 이탈을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 전지셀(100)의 외부 둘레에 구비되는 프레임부(200)로 하여, 외부의 충격으로부터 전지셀(100)을 보호할 수 있으며, 만일 프레임부(200)에 충격이 가해져 찌그러지더라도, 프레임부(200)의 내부에서 2 차적으로 전지셀(100)을 보호하는 보강 프레임(221)으로 하여, 프레임부(200)의 내부에 구비되는 전지셀(100)에 가해지는 충격을 방지할 수 있다.
또한, 도 7 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따라 분할되도록 형성된 수직프레임과, 이들의 중단에 구비되는 완충 수단을 보여주기 위한 작동예시도이다.
도 7 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)에 구비되는 수직 프레임(222)은, 제 1 수직 프레임(223), 제 2 수직 프레임(224) 및 탄성부재(225)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 수직 프레임(222)은, 제 1 수직 프레임(223)과 제 2 수직 프레임(224)으로 분할되어 결합됨으로써, 결합부를 형성할 수 있다.
이때, 상기 제 2 수직 프레임(224)에는, 제 1 수직 프레임(223)과 이후 서술될 탄성부재(225)가 함께 수용될 수 있도록, 소정 깊이로 함몰된 결합부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 수직 프레임(223)의 직경은, 상기 제 2 수직 프레임(224)에 형성된 결합부에 끼워 맞춰질 수 있는 직경으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재(225)는, 상기 제 1 수직 프레임(223)과 제 2 수직 프레임(224)이 결합되는 결합부의 사이에 구비될 수 있다.
여기서, 상기 탄성부재(225)는, 탄성력을 가지는 수단으로 구비될 수 있으며, 바람직하게는, 탄성력을 가지는 스프링이 이용될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 보강 프레임(221)은, 탄성력을 가지는 탄성부재(225)로 하여, 외부의 충격으로 인하여 상부 프레임(210)이 찌그러진 이후, 수평 프레임(226)이 찌그러진 상부 프레임(210)과 맞닿아 하강하더라도, 탄성력에 의해 본래의 높이로 다시 복귀될 수 있다.
또한, 도 7 을 참조하면, 상기 수평 프레임(226)에는, 완충 부재(227)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 완충 부재(227)는, 상기 수평 프레임(226)에 구비되되, 전지셀(100)과 마주보는 위치에 구비될 수 있다.
여기서, 상기 완충 부재(227)는, 스펀지 또는 부직포와 같은, 충격을 흡수하는 완충 효과를 가진 소재가 이용될 수 있다.
이를 통해, 프레임부(200)의 손상, 또는, 제 1 수직 프레임(223) 및 제 2 수직 프레임(224)이 파손될 경우에도, 완충 부재(227)가 구비된 수평 프레임(226)으로 하여, 전지셀(100)에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 장점을 가진다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 탄성력을 가지도록 구비된 수직 프레임(222)과, 완충 효과를 가진 수평 프레임(226)으로 하여, 보다 효과적인 전지셀(100)의 방호가 가능한 장점을 가진다.
또한, 도 8 은 화재예방부가 구비된 프레임부의 예시도이고, 도 9 는 본 발명의 실시 예에 따른 화재예방부의 구성을 자세히 보여주기 위한 부분확대도 및 정단면도이며, 도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 화재예방부의 구성을 자세히 보여주기 위해 하부프레임을 부분 절개한 저면예시도이다.
도 8 내지 도 10 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 프레임부(200)의 내부에 구비되는 전지셀(100)이 손상될 경우 방출되는 전류를 토대로 동작하는 화재예방부(400)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 화재예방부(400)는, 전류 감지 센서(410), 실리콘 저장탱크(420) 및 실리콘 배출 수단(430)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 전류 감지 센서(410)는, 누설 전류를 감지할 수 있는 센서의 구성으로 구비됨으로써, 상기 전지셀(100)의 파손시 방출되는 전류를 감지할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 저장탱크(420)는, 상기 보강 프레임(221)과 전지셀(100)의 사이에 형성되는 공간에 구비될 수 있으며, 앞서 서술되었던 수평 프레임(226)의 하단 혹은 상단에 부착되어 고정되는 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 저장탱크(420)에는, 액상의 실리콘 또는 에폭시 퍼티가 저장될 수 있으며, 가장 바람직하게는 소재로는 액상의 실리콘일 수 있다.
또한, 상기 실리콘 배출 수단(430)은, 상기 전류 감지 센서(410)와 연동될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 배출 수단(430)의 구성으로는, 입력받는 신호를 토대로 동작하여, 액상 실리콘의 배출을 허용 또는 차단할 수 있는 전자식의 제어 밸브가 이용될 수 있다.
또한, 상기 실리콘 배출 수단(430)은, 도 10 에 도시된 바와 같이, 전지셀(100)과 마주보는 위치의 실리콘 저장탱크(420)의 표면에 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
이를 통해, 상기 실리콘 배출 수단(430)과 연동된 전류 감지 센서(410)가 전지셀(100)에서 누출되는 전류를 감지할 경우, 상기 실리콘 저장탱크(420)에 저장된 액상의 실리콘을 전지셀(100)의 방향으로 배출할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 누설되는 전류를 토대로 전지셀(100)의 파손 상황을 감지하여, 전지셀(100)의 방향으로 액상의 실리콘을 배출하도록 동작되는 화재예방부(400)를 통해, 파우치형 전지셀 어셈블리(1)에서 발생될 수 있는 화재를 예방할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 도 11 은 충격흡수부가 구비된 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 내부투영도이고, 도 12 는 도 11 의 분해도이다.
도 11 및 도 12 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 상기 프레임부(200)와 파우치 필름(300)의 사이에 구비되어, 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)의 외부로부터 프레임부(200)에 가해지는 충격을 흡수하는 충격흡수부(500)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 충격흡수부(500)는, 상부 프레임 충격흡수부(510) 및 하부 프레임 충격흡수부(520)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 상부 프레임 충격흡수부(510)는, 상기 파우치 필름(300)과 상부 프레임(210)이 맞닿는 중단의 사이에 구비될 수 있다.
또한, 상기 하부 프레임 충격흡수부(520)는, 상기 파우치 필름(300)과 하부 프레임(220)이 맞닿는 중단에 구비될 수 있다.
구체적으로, 상부 프레임 충격흡수부(510)와 하부 프레임 충격흡수부(520)는, 공기층이 형성된 블록의 형상으로 구비될 수 있으며, 도 11 에 도시된 바와 같이, 상부 프레임(200)과 하부 프레임(100)의 둘레를 감싸는 형태로 마련될 수 있다.
이때, 상기 상부 프레임 충격흡수부(510)와 하부 프레임 충격흡수부(520)의 양 측면에는, 서로 끼워 맞춰지도록 상응하는 형상으로 구비되는 제 1 끼움부(511)와 제 2 끼움부(521)로 하여, 프레임부(200)의 둘레에서 고정력을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 끼움부(511)와 제 2 끼움부(521) 역시, 공기층이 형성된 블록의 형상으로 구비될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)은, 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)의 외부로부터 전지셀(100)에 가해지는 충격을 흡수하는 충격흡수부(500)을 더 포함하여, 보다 효과적인 전지셀(100)의 보호가 가능한 장점을 가진다.
이상에서 도 1 내지 도 12 를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리(1)에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
100 : 전지셀
110 : 전극리드
200 : 프레임부
210 : 상부 프레임
211 : 보강부
220 : 하부 프레임
221 : 보강 프레임
2210 : 보강 프레임 삽입홈
222 : 수직 프레임
223 : 제 1 수직 프레임
224 : 제 2 수직 프레임
225 : 탄성부재
226 : 수평 프레임
227 : 완충 부재
228 : 고정 프레임
300 : 파우치 필름
400 : 화재예방부
410 : 전류 감지 센서
420 : 실리콘 저장탱크
430 : 실리콘 배출 수단
500 : 충격흡수부
510 : 상부 프레임 충격흡수부
511 : 제 1 끼움부
520 : 하부 프레임 충격흡수부
521 : 제 2 끼움부
OP : 개방부
H : 힌지

Claims (8)

  1. 전극리드가 형성된 전지셀;
    상기 전지셀을 방호하는 프레임부 및
    상기 프레임부를 감싸는 파우치 필름을 포함하고,
    상기 프레임부는,
    상기 전지셀의 상부를 방호하는 상부 프레임 및
    상기 전지셀의 하부를 방호하는 하부 프레임을 포함하되,
    상기 상부 프레임과 하부 프레임은,
    힌지에 의해 결합됨으로써 상부 프레임 또는 하부 프레임이 힌지를 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프레임과 하부 프레임의 사이에는,
    상부 프레임과 하부 프레임간의 보강력을 형성하는 보강부가 마련되고,
    상기 보강부는,
    상기 상부 프레임에서 하부 프레임의 방향으로 수직하게 구비되는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지셀은,
    상기 하부 프레임의 상부에 고정되되,
    상기 하부 프레임은,
    하부 프레임에 고정된 전지셀과 상부 프레임 간에 이격 공간을 형성함으로써, 상부 프레임이 내측으로 찌그러질 경우에도 전지셀에 가해지는 충격을 차단하는 보강 프레임 및
    상기 전지셀을 하부 프레임의 방향으로 가압시켜, 전지셀의 이탈을 방지하는 고정프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보강 프레임은,
    전지셀의 양측방에서 한쌍으로 마련되며, 소정 높이를 형성하도록 구비되는 수직 프레임 및
    상기 한쌍으로 마련되는 수직 프레임의 양단부에 체결되며, 전지셀의 상측을 가로지르는 형상으로 구비되는 수평 프레임을 포함하여, 보강 프레임의 전체적인 형상이 'ㄷ'의 형상을 갖도록 형성되며,
    하부 프레임에서 한 개 이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수직 프레임은,
    제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임으로 결합되며,
    상기 제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임의 결합부에는 탄성부재가 구비되어,
    상부 프레임과 수평 프레임이 맞닿음으로 인해 제 1 수직 프레임과 제 2 수직 프레임이 수축되었을 경우, 탄성부재의 탄성력에 의해 다시 복귀되는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수평 프레임은,
    전지셀과 마주보는 위치에 구비되며, 수직 프레임의 파손에 따른 수평 프레임의 낙하 시, 수평 프레임과 전지셀 간에 발생되는 충격을 완화하는 완충 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는,
    프레임부의 내부에 구비되는 전지셀의 파손시 방출되는 전류를 토대로 동작하여 전지셀에 액상의 실리콘을 도포하는 화재예방부를 더 포함하고,
    상기 화재예방부는,
    상기 전지셀의 파손시 방출되는 전류를 감지하는 전류 감지 센서;
    상기 보강 프레임과 전지셀이 이루는 간격의 사이에 구비되며, 액상의 실리콘이 저장되는 실리콘 저장탱크 및
    상기 전류 감지 센서와 연동되며, 전류 감지 센서가 전류를 감지할 경우, 실리콘 저장탱크에 저장된 액상의 실리콘을 전지셀의 방향으로 배출하는 실리콘 배출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리는,
    상기 프레임부와 파우치 필름 사이에 구비되어, 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리의 외부로부터 전지셀에 가해지는 충격을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하고,
    상기 충격흡수부는,
    상기 파우치 필름과 상부 프레임이 맞닿는 중단에 구비되는 상부 프레임 충격흡수부 및
    상기 파우치 필름과 하부 프레임이 맞닿는 중단에 구비되는 하부 프레임 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 갖는 파우치형 전지셀 어셈블리
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