KR20220145396A - 엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀, 그 배기 방법, 배터리 및 전기 장치 - Google Patents

엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀, 그 배기 방법, 배터리 및 전기 장치 Download PDF

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KR20220145396A
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Abstract

엔드 커버 어셈블리(1), 배터리 셀 및 배기 방법, 배터리 및 전기 장치는 배터리 기술분야에 관한 것이다. 여기서, 엔드 커버 어셈블리(1)는 엔드 커버 플레이트(11) 및 배기 장치(10)를 포함하고, 엔드 커버 플레이트(11)에는 엔드 커버 플레이트(11)를 관통하는 배기홀(110)이 마련되어 있으며, 배기 장치(10)는 배기홀(110)에 장착되고, 주상부(101), 제1 위치 제한부(102), 제2 위치 제한부(103), 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)를 포함하며, 주상부(101)는 배기홀(110)을 통과하고, 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)는 각각 엔드 커버 플레이트(11)의 외측 및 내측에 위치하며, 제1 탄성 부재(104)는 제1 위치 제한부(102)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하고, 제2 탄성 부재(105)는 제2 위치 제한부(103)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하며, 배기 장치(10)가 정상 상태인 경우, 배기홀(110)은 밀봉 상태에 처하고, 배기 장치(10)가 드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력을 받는 경우, 하우징 (20)의 내부와 외부는 배기홀(110)을 거쳐 기체적으로 연통된다. 배기 장치(10)를 마련하는 것을 통해, 배터리 셀의 여러 차례의 배기를 실현할 수 있고, 배터리 셀의 사용 안전성을 향상시키고, 사용 수면을 연장한다.

Description

엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀, 그 배기 방법, 배터리 및 전기 장치
본 출원의 실시 형태는 배터리 기술분야에 관한 것이고, 특히 엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀, 그 배기 방법, 배터리 및 전기 장치에 관한 것이다.
참고적으로, 본 출원은 2020년 11월 16일자로 제출된 발명의 명칭이 “엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀, 그 배기 방법, 배터리 및 전기 장치”인 중국 전리 출원 202011276284.9의 우선권을 주장하고, 해당 출원의 전부의 내용은 원용을 통해 본 명세서에 병합된다.
현재, 상용 배터리 셀은 통상적으로 하우징, 하우징 내에 수용되는 전극 어셈블리 및 하우징에 고정되는 엔드 커버 어셈블리를 포함하고, 여기서, 배터리 셀은 이차 전지로도 불리우며, 예를 들어, 리튬 이온 배터리에서, 하우징은 일반적으로 중공 캐비티이고, 개구를 구비하며, 엔드 커버 어셈블리 및 하우징은 하우징의 개구 위치에 결합되어, 전극 어셈블리를 수용하기 위한 밀봉 수용 챔버를 형성한다.
전극 어셈블리는 사용 과정에서, 여러 차례 충방전 사이클을 거치면서, 수용 챔버 내의 기체가 불가피하게 지속적으로 증가되고, 수용 챔버의 기압이 지속적으로 상승하여, 배터리 셀의 수명 및 안전에 심각한 영향을 미친다.
동시에, 배터리 셀은 구조의 밀폐성에 대한 요구가 매우 높아, 사용 과정에서 전해액이 흘러 주변 공기 및 환경을 오염해서는 안되고, 수증기가 배터리 내부에 유입되어 전해액과 반응하여 셀의 수명이 줄어들어서 안된다.
따라서, 일부 상황에서, 배터리 셀은 한 차례의 내부 기체 배기밖에 진행할 수 없고, 배터리 셀 내부에 과도하게 기체가 생성되는 경우, 설치된 안전 장치(예를 들어, 방폭 밸브)가 파열되어, 내부 기압이 완화되어, 안전 사고의 발생을 피할 수 있으나, 셀의 수명도 종결된다.
상술한 과제에 감안하여, 본 출원은 배터리 셀의 여러 차례의 배기를 실현할 수 있고 전해액의 누출을 피할 수 있으며, 배터리 셀 내부 기압이 과도하게 높은 것을 효과적으로 피할 수 있어, 배터리 셀의 사용 수명을 향상시키는 엔드 커버 어셈블리, 배터리 셀 및 배기 방법, 배터리 및 전기 장치를 제공한다.
본 출원의 제1 양태는 배터리 셀의 하우징을 밀폐하기 위한 엔드 커버 어셈블리에 있어서,
엔드 커버 플레이트 및 배기 장치를 포함하고,
엔드 커버 플레이트에는 자체의 축방향을 따라 엔드 커버 플레이트를 관통하는 배기홀이 마련되어 있으며,
배기 장치는 배기홀에 장착되고, 배기 장치는 주상부, 제1 위치 제한부, 제2 위치 제한부, 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재를 포함하며, 주상부는 배기홀을 통과하고, 제1 위치 제한부 및 제2 위치 제한부는 주상부의 외주부를 둘러싸되 각각 엔드 커버 플레이트의 배기홀 축방향에서의 외측 및 내측에 위치하며, 제1 탄성 부재는 제1 위치 제한부와 엔드 커버 플레이트 사이에 위치하고, 제2 탄성 부재는 제2 위치 제한부와 엔드 커버 플레이트 사이에 위치하며,
배기 장치가 정상 상태인 경우, 제2 탄성 부재는 각각 제2 위치 제한부, 엔드 커버 플레이트에 밀봉 접촉되어 배기홀이 밀봉 상태에 처하도록 하고, 배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력을 가할 경우, 제1 위치 제한부 및 제2 위치 제한부는 동일한 변위를 발생하도록 배치되고, 제1 탄성 부재의 적어도 일부가 압축되고 및 제2 탄성 부재의 적어도 일부가 릴리즈되어 배기홀에 대한 제2 탄성 부재의 밀봉을 해제하며, 하우징의 내부와 외부가 배기홀을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하는 엔드 커버 어셈블리를 제공한다.
본 출원에서 제공하는 엔드 커버 어셈블리에 있어서, 배기홀을 구비하는 엔드 커버 플레이트 및 배기 장치를 설치함으로써, 배기 장치는 정상 상태에서 배기홀을 밀봉하여, 배터리 셀 내부와 외부가 기체적으로 연통되는 것을 막을 수 있으나, 배기 필요 시, 배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력을 가함으로써, 배기홀에 대한 배기 장치의 밀봉을 해저하여, 배터리 셀의 하우징의 내부와 외부가 배기홀을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하고, 배기 종료 후, 배기 장치에 작용하는 힘을 제거하여, 배기 장치가 다시 정상 상태로 복귀될 수 있고, 배기홀을 밀봉하여, 전해액의 누출을 피하고, 배터리 셀은 계속 사용될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 주상부와 배기홀의 홀벽 사이에 제1 배기 간격을 갖고, 제1 배기 간격은 엔드 커버 플레이트의 내부와 외부가 기체적으로 연통되도록 한다.
따라서, 제1 배기 간격의 비밀봉 상태에서, 케이스 내의 기체는 제1 배기 간격을 거친 후 직접 배출됨으로써, 배터리 셀의 배기를 실현한다.
일부 실시예에 있어서, 주상부와 배기홀 사이는 헐겁게 맞물려 제1 배기 간격을 형성한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 위치 제한부는 장착 관통홀을 갖고, 주상부는 장착 관통홀 내에 삽입되고, 제1 위치 제한부에 고정 연결되며,
제1 위치 제한부와 주상부 사이에 제2 배기 간격이 마련되어 있고, 엔드 커버 플레이트의 내부와 외부 사이는 제1 배기 간격 및 제2 배기 간격을 통해 기체적으로 연통된다.
따라서, 제1 배기 간격의 비밀봉 상태에서, 케이스 내의 기체는 제1 배기 간격을 거친 후 제2 배기 간격에 진입하고, 제2 배기 간격을 통해 배터리 셀 외부로 배출되어, 배터리 셀의 배기를 실현한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 위치 제한부와 주상부 사이는 헐겁게 맞물려 제2 배기 간격을 형성한다.
일부 실시예에 있어서, 제2 배기 간격은 장착 관통홀의 홀벽에 형성되는 함몰부이고, 함몰부는 주상부를 멀리한 방향을 따라 함몰되어 마련된다.
장착 관통홀의 홀벽의 함몰부를 제2 배기 간격으로 형성하여, 배터리 셀의 배기량을 증가할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 위치 제한부에 제1 요홈이 마련되어 있고, 제1 요홈은 장착 관통홀의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 주상부의 적어도 일부가 제1 요홈 내에 위치한다.
주상부가 제1 요홈 내에 몰입하는 양을 관찰하여, 주상부의 업셋팅 도달 여부를 판단할 수 있다. 동시에, 주상부의 단부가 제1 요홈 내에 위치하는 경우, 주상부 단부와 제1 위치 제한부 상면 사이는 평면이고, 배터리 셀의 전체적 부피가 감소되며, 케이스 표면이 더욱 평평하고 보기 좋다.
일부 실시예에 있어서, 엔드 커버 플레이트의 제2 탄성 부재에 대응되는 위치에 제2 요홈이 마련되어 있고, 제2 요홈은 배기홀의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 제2 탄성 부재의 적어도 일부가 제2 요홈 내에 위치한다.
제2 요홈의 설치는 배기 장치가 케이스 내에서 차지하는 부피를 줄일 수 있어, 배터리 셀의 부피가 더욱 감소된다.
일부 실시예에 있어서, 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재의 재질은 모두 불소 고무이다.
불소 고무는 안정성이 높은 고온 저항성 고무 재질이기에, 제2 탄성 부재가 제1 배기 간격을 완전하게 밀봉하도록 할 수 있고, 제1 탄성 부재가 압축 상태에서 제1 위치 제한부와 엔드 커버 플레이트 사이의 밀봉을 확보할 수 있도록 한다.
본 출원의 제2 양태에 있어서, 전극 어셈블리, 하우징 및 상술한 실시예에 따른 엔드 커버 어셈블리를 포함하고,
하우징은 개구를 갖는 중공 캐비티이며, 엔드 커버 어셈블리와 하우징이 개구 위치에 결합되어, 전극 어셈블리를 수용하는 공간을 형성하도록 하는 배터리 셀을 제공한다.
본 출원의 제3 양태에 있어서, 상술한 실시예에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리를 제공한다.
본 출원의 제4 양태에 있어서, 상술한 실시예에 따른 배터리를 포함하고 사용하는 장치를 제공한다.
본 출원의 제5 양태에 있어서,
배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력을 가하여, 제1 위치 제한부 및 제2 위치 제한부가 동일한 변위를 발생하도록 하고, 제1 탄성 부재의 적어도 일부가 압축되고 및 제2 탄성 부재의 적어도 일부가 릴리즈되어, 엔드 커버 플레이트의 배기홀에 대한 제2 탄성 부재의 밀봉을 해제하여, 배터리 셀의 하우징의 내부와 외부가 배기홀을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하는 단계;
배기 장치에 가하는 작용력을 제거하여, 배기 장치가 정상 상태에 복귀되고, 제2 탄성 부재가 각각 제2 위치 제한부, 엔드 커버 플레이트에 밀봉 접촉되어 배기홀이 밀봉 상태에 처하도록 하는 단계를 포함하는 배터리 셀의 배기 방법을 제공한다.
일부 실시예에 있어서, 배기 장치에 가하는 작용력은 제1 위치 제한부에 작용된다.
배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력이 작용되면, 제1 위치 제한부 및 제2 위치 제한부는 동일한 변위를 발생하도록 배치되고, 해당 작용력은 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재의 압축 정도가 변화되도록 함으로써, 엔드 커버 플레이트에 대한 배기 장치의 위치가 변하고, 제1 탄성 부재의 적어도 일부가 압축되고 및 제2 탄성 부재의 적어도 일부가 릴리즈됨으로써, 배기홀에 대한 제2 탄성 부재의 밀봉을 해제한다.
일부 실시예에 있어서, 배기 장치에 가하는 작용력은 배기홀의 축방향에 평행된다.
배기 장치에 가하는 작용력이 배기홀의 축방향에 평행되어, 주상부와 배기홀의 홀벽 사이에 마찰이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원에서 제공하는 엔드 커버 어셈블리에 있어서, 배기홀을 구비하는 엔드 커버 플레이트 및 배기 장치를 설치하고, 배기 장치를 엔드 커버 플레이트의 배기홀 내에 장착함으로써, 배기 장치는 정상 상태에서 배기홀을 밀봉하여, 배터리 셀 내부 및 외부의 기체가 연통되는 것을 막으나, 배기가 필요한 경우, 배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력을 가하여 배기홀에 대한 배기 장치의 밀봉을 해제하여, 배터리 셀의 하우징의 내부와 외부가 배기홀을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하고, 배기 종료 후, 배기 장치에 작용된 힘을 제거하여, 배기 장치가 또 정상 상태에 복귀될 수 있으며, 배기홀을 밀봉하여, 전해액의 누출을 피하고, 배터리 셀은 계속 사용될 수 있다. 따라서, 본 출원에 따른 엔드 커버 어셈블리를 배터리 셀에 적용하여, 배터리 셀의 여러 차례의 배기를 실현할 수 있고, 배터리 셀에 대해 영구적인 파괴를 초래하지 않으며, 배터리 셀의 사용 안전성을 확보하는 동시에, 배터리 셀의 사용 수명을 향상시킨다.
상술한 설명은 본 출원의 실시예의 기술 방안에 대한 개요에 불과하고, 본 출원의 실시예에 따른 기술 수단을 더욱 명백하게 하기 위해, 명세서의 내용에 따라 실시할 수 있고, 본 출원의 실시예에 따른 상술한 기재 및 기타 목적, 특징 및 장점을 더욱 명백하고 알기 쉽게 하기 위해, 이하 본 출원의 구체적인 실시 형태를 설명하도록 한다.
본 출원에서 제공하는 엔드 커버 어셈블리에 있어서, 배기홀을 구비하는 엔드 커버 플레이트 및 배기 장치를 설치함으로써, 배기 장치는 정상 상태에서 배기홀을 밀봉하여, 배터리 셀 내부와 외부가 기체적으로 연통되는 것을 막을 수 있으나, 배기 필요 시, 배기 장치에 엔드 커버 플레이트를 향하는 작용력을 가함으로써, 배기홀에 대한 배기 장치의 밀봉을 해저하여, 배터리 셀의 하우징의 내부와 외부가 배기홀을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하고, 배기 종료 후, 배기 장치에 작용하는 힘을 제거하여, 배기 장치가 다시 정상 상태로 복귀될 수 있고, 배기홀을 밀봉하여, 전해액의 누출을 피하고, 배터리 셀은 계속 사용될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 기술 방안을 더욱 명백하게 하기 위해, 이하 실시예의 설명에 필요한 첨부 도면을 간단히 설명하도록 한다. 이하 설명하는 첨부 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 창조적인 노동을 들이지 않는 전제 하에서, 이러한 첨부 도면에 기반하여 다른 첨부 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예 따른 배터리 셀의 부분 분해 구조 개략도이다.
도 2는 도 1 중 엔드 커버 어셈블리의 평면 확대 개략도이다.
도 3은 도 2 중 엔드 커버 어셈블리의 A-A 방향을 따른 단면 구조 개략도이다.
도 4는 도 3 중 B 영역의 배기 장치 및 엔드 커버의 부분 분해 개략도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 배기 장치와 엔드 커버의 정상 상태에서의 배기홀의 홀 축선 방향을 따른 단면 구조 개략도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 배기 장치와 엔드 커버에 작용력 F가 작용되어 변위가 발생한 상태에서의 배기홀의 홀 축선 방향을 따른 단면 구조 개략도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 주상부와 제2 위치 제한부 연결 구조 개략도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 주상부 업셋팅 후 리벳 연결 구조 형성 시의 구조 개략도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 위치 제한부에 제1 요홈이 마련되지 않은 구조 개략도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 위치 제한부에 제1 요홈이 마련된 구조 개략도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 배기 방법 흐름도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 구조 개략도이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구조 개략도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 장치의 구조 개략도이다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술 방안 및 장점을 더욱 명백하게 하기 위해, 이하 본 출원의 실시예의 첨부 도면에 결부하여, 본 출원의 실시예에 따른 기술 방안을 명백하고 완전하게 설명하도록 한다. 설명하는 실시예는 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 전부의 실시예가 아닌 것은 명백하다. 본 출원의 실시예에 기반하여, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 창조적인 노동을 들이지 않는 전제 하에서 얻을 수 있는 모든 다른 실시예는 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.
별도로 정의하지 않는 한 본 명세서에서 설명하는 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 출원의 기술분야의 기술자가 통상적으로 이해하는 의미와 같고, 본 명세서에서 출원 명세서에 사용되는 용어는 구체적인 실시예를 설명하는 것을 목적으로 하고, 본 출원을 한정하고자 하는 것이 아니다.
본 출원의 명세서, 특허청구범위 및 첨부 도면의 설명 중의 용어 "포함” 및 "구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포괄하고자 하는 것이다. 용어 "일" 또는 "하나"는 복수의 존재를 배체하는 것이 아니다. 본 출원의 설명에서, 별도로 설명하지 않는 한, “복수”의 의미는 두 개 이상(두 개 포함)을 가르키고, 마찬가지로, "복수 그룹"은 두 그룹 이상(두 그룹 포함)을 가르킨다.
본 명세서에서 언급한 "실시예"는 실시예에 결부하여 설명하는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있는 것을 의미한다. 명세서 중의 여러 위치에서 언급되는 해당 문구 "실시예"는 모두 동일한 실시예를 가르키는 것이 아니고, 기타 실시예와 서로 배척하는 독립적이거나 또는 예비의 실시예가 아닐 수도 있다. 본 기술분야의 기술자는 본 출원에서 설명하는 실시예는 기타 실시예와 서로 결합할 수 있는 것을 명백하거나 암시적으로 이해한다.
본 출원의 설명에서, 유의해야 할 점은 별도로 명백하게 규정 또는 한정하지 않는 한, 용어 "장착”, “접속”, “연결”은 넓은 의미로 이해되어야 하고, 예를 들어, 기계적 구조의 "접속" 또는 "연결"은 물리적 연결일 수 있으며, 예를 들어 물리적 연결은 고정 연결일 수 있고, 예를 들어 고정 부재를 통해 고정 연결될 수 있으며, 예를 들어, 나사, 볼트 또는 기타 고정 부재를 통해 고정 연결될 수 있고, 물리적 연결은 탈착 가능한 연결일 수도 있으며, 예를 들어 서로 걸림 연결 또는 버클링 연결될 수 있고, 물리적 연결은 일체 연결일 수도 있으며, 예를 들어, 용접, 접착 또는 일체 성형으로 연결을 형성하여 연결될 수 있다. 회로 구조의 "접속" 또는 "연결"은 물리적 연결을 가르키는 외에 전기적 연결 또는 신호 연결을 가르킬 수도 있고, 예를 들어 직접 연결 즉 물리적 연결일 수 있고, 중간의 적어도 하나의 소자를 거친 간접 연결일 수도 있으며, 회로가 서로 통하는 것을 실현할 수 있기만 하면 되고, 두 개의 소자 내부의 연통일 수도 있으며, 신호 연결은 회로를 통해 신호 연결되는 외에, 무선 전파, 블루투스 등과 같은 미디어 매질을 통한 신호 연결일 수도 있다. 본 분야의 통상적인 기술자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원의 실시예에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 유의해야 할 점은, 본 출원의 실시예에서 설명하는 “상”, “하” 등 방위사는 첨부 도면에 도시된 각도로 설명되는 것이고, 본 출원의 실시예를 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.
그 외, 본 출원의 명세서 및 특허청구범위 또는 상술한 첨부 도면 중의 용어 "제1", "제2" 등은 부동한 대상을 구별하기 위한 것이고, 특정 순서를 설명하는 것이 아니며, 하나 또는 복수의 해당 특징을 포함하는 것을 명백하거나 암시적으로 포함할 수 있다. 이하 구체적인 실시예를 통해 첨부 도면에 결부하여, 본 출원에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 부분 분해 구조 개략도이고, 여기서의 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬-황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지와 같은 이차 전지 또는 일차 전지일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 평면체, 직육면체 또는 기타 형상 등을 이룰 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에 있어서, 복수의 배터리 셀은 스택될 수 있고, 예를 들어, 복수의 배터리 셀은 서로 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈 또는 배터리 팩 또는 배터리 어셈블리를 구성할 수 있고, 여기서, 혼합 연결은 직렬 연결 및 병렬 연결의 조합을 가르킨다. 간결하게 설명하기 위해, 본 명세서에서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩 또는 배터리 어셈블리는 모두 배터리로 칭할 수 있다.
배터리 셀은 케이스 및 케이스 내에 배치되는 하나 이상의 전극 어셈블리(40)를 포함하고, 케이스는 엔드 커버 어셈블리(1) 및 하우징(20)을 포함하며, 케이스는 중공 캐비티이고, 예를 들어, 하우징(20)의 하나의 면에 개구를 구비하며, 즉 해당 평면은 하우징 벽을 구비하지 않아 하우징(20) 내외가 서로 통하도록 하여, 전극 어셈블리(40)를 하우징(20) 내에 수용하는데 편이하고, 엔드 커버 어셈블리(1)는 하우징(20)의 개구 위치에서 하우징(20)과 결합하여 중공 캐비티를 형성하며, 전극 어셈블리(40)를 케이스 내에 배치한 후, 케이스 내에 전해액을 충진하고 밀봉한다.
하우징(20)은 하나 이상의 전극 어셈블리(40)의 조합 후의 형상에 의해 결정되고, 예를 들어, 하우징(20)은 중공 직육면체 또는 중공 정육면체 또는 중공 원기둥체일 수 있다. 예를 들어, 하우징(20)이 중공의 직육면체 또는 정육면체일 경우, 하우징(20)의 하나의 평면은 개구면이고, 즉 해당 평면은 하우징 벽을 구비하지 않아 하우징(20) 내외가 서로 통하며, 하우징(20)이 중공의 원기둥체일 경우, 하우징(20)의 하나의 원형 측면이 개구면이고, 즉 해당 원형 측면이 하우징 벽을 구비하지 않아 하우징(20) 내외가 서로 통한다.
본 출원의 다른 실시예에 있어서, 하우징(20)은 금속 재로 또는 플라스틱으로 제조될 수 있고, 일부 실시예에 있어서, 하우징(20)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2는 도 1 중 엔드 커버 어셈블리(1)의 평면 확대 개략도이고, 도 3은 도 2 중 엔드 커버 어셈블리(1)의 A-A 방향을 따른 단면 구조 개략도이며, 도 1 내지 도 3에 결부하여, 엔드 커버 어셈블리(1)는 배기 장치(10), 엔드 커버 플레이트(11), 두 개의 전극 단자(12) 및 절연체(14)를 포함하고, 엔드 커버 플레이트(11)는 기본적으로 평평한 판 형상을 이루며, 엔드 커버 플레이트(11)는 하우징(20)의 개구 위치에서 하우징(20)과 결합하고 하우징(20)의 개구를 커버하며, 예를 들어, 엔드 커버 플레이트(11)는 금속판일 수 있고, 용접 방식을 통해 하우징(20)에 연결됨으로써, 전극 어셈블리(40)를 하우징(20) 내에 밀봉한다.
엔드 커버 플레이트(11)에 두 개의 관통되는 단자홀이 마련되어 있고, 두 개의 전극 단자(12)는 엔드 커버 플레이트(11)의 상면에 마련되며, 여기서, 엔드 커버 플레이트(11)의 상면은 엔드 커버 플레이트(11)의 전극 어셈블리(40)를 멀리한 표면이고, 엔드 커버 플레이트(11)의 전극 어셈블리(40)에 접근하는 표면의 엔드 커버 플레이트(11)의 하면으로 칭할 수 있다. 각 전극 단자(12)는 대응되는 하나의 단자홀을 커버하고, 엔드 커버 플레이트(11) 및 전극 단자(12) 사이에 시일링 링이 마련되어 있으며, 시일링 링을 압축하여 단자홀의 밀봉을 실현할 수 있다. 두 개의 전극 단자(12)는 각각 양극 단자 및 음극 단자이고, 각각의 전극 단자(12)에 대응되게 하나의 집전 수단(30)이 마련되어 있고, 집전 수단(30)은 엔드 커버 플레이트(11)와 전극 어셈블리(40) 사이에 위치한다.
본 출원의 다른 실시예에 있어서, 절연체(14)는 엔드 커버 플레이트(11)의 하면에 마련되어, 엔드 커버 플레이트(11) 및 전극 어셈블리(40)를 격리시켜, 단로 리스크를 줄인다.
각각의 전극 어셈블리(40)는 양극탭(41) 및 음극탭(42)을 포함하고, 하나 이상의 전극 어셈블리(40)의 양극탭(41)은 하나의 집전 수단(30)을 거쳐 양극 단자에 연결되고, 하나 이상의 전극 어셈블리(40)의 음극탭(42)은 다른 하나의 집전 수단(30)을 거쳐 음극 단자에 연결된다.
배터리 셀의 사용 과정에서, 배터리 셀이 과충전, 첨자, 평판 충격 등 상황에 처하는 경우, 전극 어셈블리(40)는 단로가 발생하여 다량의 기체를 생성하고, 기체가 케이스 내에 모여, 폭발을 일으키기 쉽다. 따라서, 배터리 셀의 안전 성능을 향상시키기 위해, 본 출원의 실시예에 따른 엔드 커버 플레이트(11)의 평판면에 방폭 밸브(13)를 더 설치할 수있다.
해당 방폭 밸브(13)는 엔드 커버 플레이트(11)의 평판면의 일부일 수 있고, 엔드 커버 플레이트(11)에 방폭 관통홀이 마련될 수도 있으며, 방폭 밸브(13)는 엔드 커버 플레이트(11)에 마련되고 방폭 관통홀을 밀봉한다. 방폭 밸브(13)는 방폭 관통홀을 커버할 수 있고, 케이스의 내부 공간과 외부를 격리시켜, 케이스 내의 전해액이 방폭 관통홀을 거쳐 누출되는 것을 피한다.
방폭 밸브(13)에 취약 영역을 갖고, 방폭 밸브(13)의 다른 영역에 비해, 취약 영역의 강도가 비교적 약하고, 단열되기 더욱 쉬우며, 본 출원의 실시예에 있어서, 취약 영역은 환형일 수 있다.
본 출원의 실시예는 취약 영역의 두께를 줄이는 것을 통해 취약 영역의 강도를 낮출 수 있고, 예를 들어, 취약 영역의 두께는 방폭 밸브(13)의 다른 영역의 두께보다 얇다.
정상적인 상황에서, 방폭 밸브(13)와 엔드 커버 플레이트(11)는 밀봉 결합되고, 해당 케이스에 형성된 공간은 밀봉되어 공기가 통하지 않는다.
전극 어셈블리(40) 단로 시, 대량의 기체를 방출하고, 기체의 증가에 따라, 배터리 셀의 케이스 내부의 기압이 점차 증가된다. 방폭 밸브(13)는 기압의 작용 하에 변형될 수 있고, 케이스 내부의 기압이 일정한 값에 도달하는 경우, 방폭 밸브(13)의 취약 영역 위치가 단열되고, 고압 기체가 방폭 밸브(13)를 뚫고, 배터리 셀 케이스의 외부에 배출됨으로써, 압력 방출의 목적에 도달하고, 폭발 리스크를 줄이나 이때, 배터리 셀은 케이스가 영구적인 파괴를 받아 계속 사용할 수 없게 된다.
그 외, 배터리 셀 정상 작동 시에도, 천천히 기체가 생성되고, 기체가 케이스 내에 과다하게 누적되어 방폭 밸브(13)를 돌파하여, 배터리 셀이 계속 사용할 수 없게 되는 것을 방지하기 위해, 배터리 셀에 대해 배기 처리를 실시해야 하고, 배터리 셀의 밀봉 구조를 영구적으로 파괴하지 않는 상황에서 이러한 기체를 여러 차례 배출하여, 배터리 셀의 안전 성능 및 사용 수명을 향상시키기 위해, 본 실시예에 따른 배기 장치(10)의 구조는 도 4에 도시된 바와 같을 수 있다. 도 4는 도 3 중 B 영역의 배기 장치(10) 및 엔드 커버 플레이트(11)의 부분 분해 개략도이다.
도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 엔드 커버 플레이트(11)는 그 두께 방향을 따라 관통되어 배기홀(110)이 마련되어 있고, 배기홀(110)은 자체의 축방향을 따라 엔드 커버 플레이트(11)를 관통하며, 배기홀(110)은 원기둥 형상 또는 각기둥 형상일 수 있고, 본 출원의 해당 실시예에 따른 배기홀(110)은 원기둥 형상이다.
배기 장치(10)는 배기홀(110) 내에 장착되고, 배기 장치(10)는 주상부(101), 제1 위치 제한부(102), 제2 위치 제한부(103), 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)를 포함하며, 주상부(101), 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)의 재질은 모두 금속 재료 또는 합금 재료와 같은 경질 재료일 수 있다. 주상부(101)는 배기홀(110)을 통과하고, 배기홀(110) 내에서 배기홀의 축방향을 따라 이동할 수 있으며, 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)는 주상부(101)의 외주면을 둘러싸되 각각 엔드 커버 플레이트(11)의 배기홀(110) 축방향에서의 외측 및 내측에 위치하고, 제1 탄성 부재(104)는 제1 위치 제한부(102)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하며, 제2 탄성 부재(105)는 제2 위치 제한부(103)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치한다.
여기서, 엔드 커버 플레이트(11)의 배기홀(110) 축방향에서의 외측은 엔드 커버 플레이트(11)를 배터리 셀에 조립 시, 전극 어셈블리(40)를 멀리한 일측을 가르키고, 엔드 커버 플레이트(11)의 배기홀(110) 축방향에서의 내측은 엔드 커버 플레이트(11)를 배터리 셀에 조립 시, 전극 어셈블리(40)에 접근하는 일측을 가르킨다.
예를 들어, 일부 실시예에 있어서, 배기 장치(10)를 배기홀(110)에 조립한 후, 엔드 커버 플레이트(11) 외측에서 엔드 커버 플레이트(11) 내측까지, 배기 장치(10)의 각 부재 및 엔드 커버 플레이트(11) 사이의 위치 순서는 차례로 제1 위치 제한부(102), 제1 탄성 부재(104), 엔드 커버 플레이트(11), 제2 탄성 부재(105) 및 제2 위치 제한부(103)일 수 있고, 주상부(101)는 배기홀(110) 축방향을 따라 엔드 커버 플레이트(11)를 관통하며, 주상부(101)의 양단은 각각 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)에 고정 연결되어, 제1 위치 제한부(102), 제2 위치 제한부(103) 및 주상부(101) 3자가 외력의 작용 하에 동일한 변위를 발생하도록 한다.
본 실시예에서 언급한 동일 변위는 동일 방향을 따라 동일한 이동 거리를 발생하는 것을 가르킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배기 장치(10)가 정상 상태인 경우, 제2 탄성 부재(105)는 각각 제2 위치 제한부(103), 엔드 커버 플레이트(11)에 밀봉 접촉되어 배기홀(110)이 밀봉 상태에 처하도록 한다.
본 실시예에 따른 배기 장치(10)가 정상 상태에 처한다는 것은 제1 위치 제한부(102)와 제2 위치 제한부(103) 사이의 거리가 일정하고, 엔드 커버 플레이트(11)의 두께가 일정한 상황에서, 제1 탄성 부재(104)가 압축 상태로 제1 위치 제한부(102)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하고, 제2 탄성 부재(105)가 압축 상태로 제2 위치 제한부(103)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하며, 제1 탄성 부재(104)가 발생하는 탄성력과 제2 탄성 부재(105)가 발생하는 탄성력이 서로 평형되어 배기 장치(10)가 엔드 커버 플레이트(11)의 위치에 대해 안정적인 상태에 처한 것을 가르킨다.
도 6을 참조하여, 배기 장치(10)에 엔드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력 F이 작용하는 경우, 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)는 동일한 변위를 발생하도록 배치되고, 해당 작용력 F는 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)의 압축 정도가 변화되도록 함으로써, 배기 장치(10)가 엔드 커버 플레이트(11)의 위치에 대해 변화하며, 제1 탄성 부재(104)의 적어도 일부가 압축되고 및 제2 탄성 부재(105)의 적어도 일부가 릴리즈됨으로써, 배기홀(110)에 대한 제2 탄성 부재(105)의 밀봉을 해제한다. 여기서 배기홀(110)에 대한 제2 탄성 부재(105)의 밀봉을 해제한다는 것은 제2 탄성 부재(105)의 압축이 릴리즈되어 배기홀(110)에 당접하지 못하고 배기홀(110)에 대해 밀봉하는 상태를 가르킨다. 도 6은 작용력 F를 가하는 경우, 배기 장치(10)의 각 부재의 상태 및 기체가 배출되는 방향 L을 도시한다.
상술한 상태에서, 케이스의 내부와 외부가 배기홀(110)을 거쳐 기체적으로 연통되고, 배터리 셀의 케이스 내부의 공기가 배기홀(110)을 거쳐 외부로 방출됨으로써, 케이스 내부의 기압을 줄여, 배터리 셀의 방폭 밸브(13)가 돌파되어 배터리 셀에 대해 영구적 파괴를 초래하는 것을 방지하는 동시에, 배터리 셀에 폭발이 발생하여 안전 사고를 초래하는 것을 방지하고, 배터리 셀의 사용 수명을 연장시키는 동시에 배터리 셀의 사용 안전성을 향상시킨다.
배기 완성 후, 배기 장치(10)에 대해 가한 외부 작용력 F를 취소하여, 배기 장치(10)가 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)의 탄성력 작용 하에 다시 도 5에 도시된 정상 상태로 복귀됨으로써, 배기홀(110)을 밀봉하여, 케이스 내의 전해액이 유출되는 것을 방지하고, 배터리 셀은 계속 사용할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 배기 장치(10)에 가한 외부 작용력 F는 구체적으로 제1 위치 제한부(102)의 배기홀(110) 축방향에서 작용되는 작용력일 수 있고, 해당 작용력은 임의의 툴로 작용할 수 있다.
도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 상술한 실시예에서, 주상부(101)와 배기홀(110)의 홀벽 사이에 제1 배기 간격(106)을 갖고, 제1 배기 간격(106)은 엔드 커버 플레이트(11)의 내부와 외부가 기체적으로 연통되도록 한다. 예를 들어, 제1 배기 간격(106)은 주상부(101)와 배기홀(110) 사이가 헐겁게 맞물려 형성된 것이고, 이 때, 제1 배기 간격(106)은 환형이며, 제2 탄성 부재(105)가 제1 배기 간격(106)에 대해 완전한 밀봉을 실시할 수 있도록 하기 위해, 제2 탄성 부재(105)는 탄성 시일링 링으로 배치되고, 탄성 시일링 링의 재질은 불소 고무일 수 있고, 클로로프렌 고무 또는 부나 등 안정성이 높고, 고온 저항성의 고무 재질일 수 있다.
제1 탄성 부재(104)는 임의의 제2 탄성 부재(105)와 탄성력 평형을 이룰 수 있는 재질 및 형상일 수 있고, 예를 들어, 제1 탄성 부재(104)는 주상부(101)의 축방향을 따라 압축할 수 있는 스프링일 수 있으며, 이때, 스프링이 제1 위치 제한부(102)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이의 밀봉을 실현할 수 없기에, 제1 배기 간격(106)의 비밀봉 상태에서, 케이스 내의 기체는 제1 배기 간격(106)을 거쳐 직접적으로 배출됨으로써, 배터리 셀의 배기를 실현한다.
본 출원의 다른 실시예에서, 제1 탄성 부재(104)는 O링과 같은 탄성 시일링 링을 사용할 수 있고, O링의 재질은 불소 고무일 수 있고, 클로로프렌 고무 또는 부나 등 안정성이 높고, 고온 저항성의 고무 재질일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 부재(104)가 탄성 시일링 링인 경우, 제1 탄성 부재(104)가 압축 상태에서 제1 위치 제한부(102)와 엔드 커버 플레이트(11) 사이의 밀봉을 실현할 수 있기에, 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이에 제2 배기 간격(107)을 마련하고, 엔드 커버 플레이트(11)의 내부 및 외부 사이는 제1 배기 간격(106) 및 제2 배기 간격(107)을 통해 기체적으로 연통된다. 제1 배기 간격(106)의 비밀봉 상태에서, 케이스 내의 기체는 제1 배기 간격(106)을 거친 후 제2 배기 간격(107)에 진입하고, 제2 배기 간격(107)을 통해 배터리 셀 외부로 배출되어, 배터리 셀의 배기를 실현한다.
본 실시예에 따른 주상부(101)와 제1 위치 제한부(102) 또는 제2 위치 제한부(103) 사이의 고정 연결 방식은 일체화 성형, 리벳 연결, 용접, 나사산 연결 또는 접착 등 방식일 수 있다. 배기 장치(10)의 조립에 편이하기 위해, 제1 위치 제한부(102)와 제2 위치 제한부(103) 중 적어도 하나는 배기 장치(10) 조립의 마지막 단계에 주상부(101) 사이와 고정 연결을 형성한다.
예를 들어, 배기 장치(10)를 조립하기 전, 제2 위치 제한부(103)와 주상부(101) 사이를 일체로 성형하거나, 또는, 제2 위치 제한부(103)와 주상부(101) 사이를 용접 또는 접착하여, 제2 위치 제한부(103)와 주상부(101) 사이 밀봉 연결되도록 하며, 기체 또는 전해액이 제2 위치 제한부(103)와 주상부(101) 사이 에서 유통되는 것을 방지하고, 예를 들어, 제2 위치 제한부(103)와 주상부(101) 조립 후의 형상은 도 7에 도시된 T형이다.
그 후, 주상부(101)를 차례로 제2 탄성 부재(105), 배기홀(110) 및 제1 탄성 부재(104)에 관통시키고, 제2 탄성 부재(105)가 주상부(101)의 둘레와 밀접히 당접되며, 제1 탄성 부재(104)는 반드시 극한까지 압축해도 여전히 주상부(101) 사이에 간격이 있어야 하고, 이로써 제1 배기 간격(106)과 제2 배기 간격(107) 사이에 기체적으로 연통을 실현할 수 있다.
마지막으로, 제1 위치 제한부(102)를 주상부(101)에 고정 장착하고, 고정 방식은 리벳 연결, 용접, 접착 또는 나사산 연결 중의 한가지 일 수 있어, 배기 장치(10)의 장착을 완료한다. 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이를 고정시킨 후, 적어도 제2 탄성 부재(105)가 일정한 압축 상태에 처함으로써, 제2 탄성 부재(105)가 정상 상태에서 배기홀(110)에 대한 밀봉을 확보한다. 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)가 모두 압축 상태에 처함으로써, 제2 탄성 부재(105)가 정상 상태에서 배기홀(110)에 대해 더욱 안정적인 밀봉을 실현할 수 있다.
제2 배기 간격(107)은 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이에 마련될 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같다.
제2 배기 간격(107)은 주상부(101)에 마련된 관통홀, 또는 제1 위치 제한부(102)에 마련된 관통홀일 수도 있고, 해당 관통홀의 양단이 각각 제1 배기 간격(106) 및 배터리 셀의 외부에 기체적으로 연통될 수 있으면 된다.
제2 배기 간격(107)이 주상부(101)와 제1 위치 제한부(102) 사이에 마련되는 경우, 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이는 일체로 성형된 것이 아니고, 즉, 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이는 리벳 연결, 용접, 접착 또는 나사산 연결이고, 해당 연결 방식은 제1 위치 제한부(102)와 주상부(101) 사이에 기체가 유통할 수 있는 간격, 즉 제2 배기 간격(107)을 형성한다.
본 실시예에 있어서, 엔드 커버 어셈블리(1)의 조립 공정을 간소화하고 코스트를 저감하기 위해, 주상부(101)와 제1 위치 제한부(102) 사이는 리벳 연결의 연결 방식을 이용하고, 구체적으로, 제1 위치 제한부(102)에 장착 관통홀(1021)이 마련되어 있고, 주상부(101)를 장착 관통홀(1021)에 삽입하며, 주상부(101)의 단부를 업셋팅하여 리벳 핀(1011)을 형성함으로써, 제1 위치 제한부(102)가 주상부(101)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 주상부(101)와 장착 관통홀(1021) 사이는 헐겁게 맞물려 제2 배기 간격(107)을 형성한다. 주상부 업셋팅 후의 구조는 도 8에 도시된 바와 같다.
또는, 도 9에 도시된 바와 같이, 배기량을 증가하기 위해, 제2 배기 간격(107)은 장착 관통홀의 홀벽에 형성된 함몰부(107')일 수도 있고, 함몰부(107')는 주상부(101)를 멀리한 방향을 향해 함몰되어 마련되며, 제1 탄성 부재(104)에 접근하는 일측에서 제2 탄성 부재(105)를 멀리한 일측으로 연장되고, 함몰부(107')는 그 연장되는 방향에 수직되는 단면 형상이 매끄러운 호형 또는 복수개의 세그먼트로 구성되며, 여러 세그먼트 사이에 일정한 협각을 가지고, 예를 들어, 도 9에 도시된 함몰부(107')의 단면 형상은 3 개의 세그먼트 및 두 개의 직각 협각으로 이루어진 형상이다. 하나 이상의 함몰부(107')를 마련할 수 있고, 복수의 함몰부(107')를 마련한 경우, 복수의 함몰부(107')는 장착 관통홀(1021)의 둘레를 둘러싸면서 균일하게 분포되어, 복수의 함몰부(107')가 장착 관통홀(1021)을 둘러싸면서 균일하게 배기할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 셀의 전체적인 부피를 줄이고, 주상부(101) 단부의 업셋팅 정도를 판단하기 편이하기 위해, 일부 실시예에 있어서, 제1 위치 제한부(102)에 제1 요홈(1022)이 마련되어 있고, 제1 요홈(1022)은 장착 관통홀(1021)의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 주상부(101)의 적어도 일부가 제1 요홈(1022) 내로 변위하고, 예를 들어, 주상부(101) 단부의 리벳 핀(1011)이 제1 요홈(1022) 내에 위치하며, 주상부(101)의 업셋팅 과정에서, 주상부(101)가 제1 요홈(1022) 내에 몰입하는 양을 관찰하여, 주상부(101)의 업셋팅 도달 여부를 판단한다. 동시에, 주상부(101)의 단부가 제1 요홈(1022) 내에 위치하는 경우, 주상부(101) 단부와 제1 위치 제한부(102) 상면 사이는 평면이고, 배터리 셀의 전체적 부피가 감소되며, 케이스 표면이 더욱 평평하고 보기 좋고, 도 4, 도 5, 도 6의 제1 위치 제한부(102)는 이러한 구조를 사용한다.
업셋팅된 리벳 핀(1011)에 의해 제2 배기 간격(107)이 배터리 셀 외부와의 기체적으로 연통되는 것을 막는 것을 방지하기 위해, 함몰부(107')는 장착 관통홀(1021)의 홀벽에 마련될 뿐만 아니라, 제1 요홈(1022)의 홈벽에 연장되며, 즉, 함몰부(107')가 제1 요홈(1022)의 홈벽에 도달하는 경우, 제1 요홈(1022)의 홈벽이 주상부(101)를 멀리한 방향으로 함몰됨으로써, 리벳 핀(1011)이 제1 요홈(1022)의 홈벽에 바싹 접근하는 경우에도, 함몰부(107')는 여전히 제1 배기 간격(106)을 거치는 기체를 배터리 셀에서 배출할 수 있어, 배기 장치(10)의 원활한 배기를 확보한다.
도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 엔드 커버 플레이트(11)와 제2 탄성 부재(105)에 대응되는 위치에 제2 요홈(111)이 마련되어 있고, 제2 요홈(111)은 배기홀(110)의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 제2 탄성 부재(105)는 적어도 제2 요홈(111) 내에 위치하고, 제2 위치 제한부(103)의 적어도 일부가 제2 요홈(111) 냉 위치하도록 할 수도 있다. 제2 요홈(111)의 형상은 제2 위치 제한부(103)에 매칭되고, 예를 들어, 제2 위치 제한부(103)가 원기둥 형상이고, 제2 요홈(111)은 직경이 제2 위치 제한부(103)의 원기둥 홈보다 크거나, 또는 양자는 축방향에 수직인 단면이 모두 다각형일 수 있으나, 제2 요홈(111)의 윤곽은 제2 위치 제한부(103)의 윤곽보다 큼으로써 제2 위치 제한부(103)가 제1 탄성 부재(104)의 작용 하에 자유롭게 제2 탄성 부재(105)를 압착하도록 확보하고, 제1 배기 간격(106)에 대한 제2 탄성 부재(105)의 밀봉 효과를 확보할 수 있다.
제2 요홈(111)의 마련은 배기 장치(10)가 케이스를 차지하는 부피를 줄여 배터리 셀의 부피를 더욱 줄일 수 있다.
상술한 바를 종합하여, 본 출원의 상술한 실시예에서 제공하는 엔드 커버 어셈블리(1)에 있어서, 배기홀(110)을 갖는 엔드 커버 플레이트(11) 및 배기 장치(10)를 설치하고, 배기 장치(10)를 엔드 커버 플레이트(11)의 배기홀(110) 내에 설치함으로써, 배기 장치(10)는 정상 상태에서 배기홀(110)을 밀봉하여 배터리 셀 내부 및 외부의 물질(전해액 및 기체 등)의 유통을 막으나, 배기가 필요한 경우, 배기 장치(10)에 엔드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력을 가함으로써, 배기홀(110)에 대한 배기 장치(10)의 밀봉을 해제하여, 배터리 셀의 케이스의 내부와 외부가 배기홀(110)을 거쳐 기체적으로 연통되도록 한다. 배기 종료 후, 배기 장치(10)에 작용한 힘을 제거하여, 배기 장치(10)는 또 정상 상태에 복귀될 수 있어, 배기홀(110)을 밀봉하여, 전해액의 누출을 피하고, 배터리 셀은 계속 사용할 수 있다.
따라서, 본 출원에 따른 엔드 커버 어셈블리(1)를 배터리 셀에 적용하는 경우, 배터리 셀의 여러 차례의 배기를 실현할 수 있고, 배터리 셀에 영구적인 파괴를 초래하지 않으며, 배터리 셀의 사용 안전성을 확보하는 동시에, 배터리 셀의 사용 수명을 향상시킨다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 출원의 다른 실시예에서 제공하는 상술한 실시예에 따른 배터리 셀에 사용되는 배기 방법의 흐름도이고, 해당 배기 방법은
배기 장치(10)에 엔드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력 F를 가하여, 제1 위치 제한부(102) 및 제2 위치 제한부(103)가 동일한 변위를 발생하도록 하고, 제1 탄성 부재(104)의 적어도 일부가 압축되고 및 제2 탄성 부재(105)의 적어도 일부가 릴리즈되어, 엔드 커버 플레이트(11)의 배기홀(110)에 대한 제2 탄성 부재(105)의 밀봉을 해제하여, 배터리 셀의 하우징(20)의 내부와 외부가 배기홀(110)을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하는 단계 S401,
배기 장치(10)에 가하는 작용력을 제거하여, 배기 장치(10)가 정상 상태에 복귀되고, 제2 탄성 부재(105)가 각각 제2 위치 제한부(103), 엔드 커버 플레이트(11)에 밀봉 접촉되어 배기홀(110)이 밀봉 상태에 처하도록 하는 단계 S402를 포함한다.
여기서, 일부 실시예에 있어서, 상술한 단계 S401에서, 배기 장치(10)에 가한 작용력 F는 구체적은 임의의 툴을 사용하여 제1 위치 제한부(102)에 가하는 작용력 F일 수 있다.
주상부(101)와 배기홀(110)의 홀벽 사이에 마찰이 발생하는 것을 방지하기 위해, 일부 실시예에 있어서, 배기 장치(10)에 가한 작용력 F는 구체적으로 배기홀(110)의 축방향에 평행되거나 거이 평행되는 작용력 F일 수 있다.
본 출원의 상술한 실시예에 따른 배터리 셀의 배터리(200)를 포함하기에, 동일하게 배터리(200)의 사용 안전성을 확보하는 동시에, 배터리(200)의 사용 수명이 연장되는 장점을 구비한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 출원의 다른 실시예에서 제공하는 배터리(200)의 구조 개략도이고, 배터리(200)는 제1 박스체(201), 제2 박스체(202) 및 복수의 배터리 모듈(300)을 포함하며, 여기서, 제1 박스체(201) 및 제2 박스체(202)는 서로 스냅 결합되고, 복수의 배터리 모듈(300)은 제1 박스체(201) 및 제2 박스체(202)가 둘러싸여 형성된 공간 내에 배열된다. 일부 실시예에 있어서, 제1 박스체(201) 및 제2 박스체(202)는 밀봉 연결된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(300)은 복수의 배터리 셀을 포함하고, 복수의 배터리 셀은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결의 방식으로 전기적 연결되어, 비교적 큰 전류 또는 전압을 형성할 수 있고, 여기서, 혼합 연결은 직렬 연결 및 병렬 연결의 조합을 가르킨다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 셀은 세워서 설치할 수 있고, 배터리 셀의 높이 방향이 수직 방향과 일치하며, 복수의 배터리 셀은 폭 방향에 따라 가지런히 설치될 수 있거나; 또는 , 배터리 셀은 눕혀서 배치하고, 배터리 셀의 폭 방향이 수직 방향과 일치하며, 복수의 배터리 셀은 폭 방향에 따라 적어도 한층 스택될 수 있으며, 각층은 길이 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀을 포함한다.
본 출원의 다른 실시예에 있어서, 전기 장치의 전력 수요에 따라, 복수의 배터리를 서로 연결한 후 배터리 팩을 구성하여, 전기 장치에 전력을 공급하는데 사용된다. 본 출원의 다른 실시예에 있어서, 해당 배터리 팩은 하나의 박스체 내에 수용되어 패키징될 수도 있다. 설명의 간결을 위해, 이하 실시예는 배터리를 포함하는 전기 장치를 예를 들어 설명하도록 한다.
본 출원의 다른 실시예는 상술한 실시예에 따른 배터리를 포함하고, 배터리를 사용하는 장치를 더 제공하고, 여기서, 전기 장치가 사용하는 배터리(200)는 도 12에 대응되는 실시예에서 설명하는 배터리(200)와 같을 수 있기에, 여기서 중복된 서술을 생략한다. 배터리는 전기 장치에 전기에너지를 공급하고, 전동기를 통해 전동 장치가 주행하도록 한다. 해당 장치는 전기자동차, 전동 열차, 전기 자전거, 골프카트, 기선 등일 수 있고, 해당 전기 장치는 상술한 실시예에 따른 배터리만 사용하여 동력을 제공하는 장치일 수 있고, 하이브리드 동력형 장치일 수도 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 장치의 구조 개략도이고, 전기 장치는 자동차일 수 있으며, 자동차는 연료 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장식 자동차 등일 수 있다. 자동차는 배터리(200), 컨트롤러(210) 및 모터(220)를 포함하고. 배터리(200)는 컨트롤러(210) 및 모터(220)에 전력을 공급하는데 사용되고, 자동차의 동작 전원 또는 구동 전원으로서, 예를 들어, 배터리(200)는 자동차의 시동, 네이게이션 및 운행 시의 작동 전기 수요에 사용된다. 예를 들어, 배터리(200)는 컨트롤러(210)에 전력을 공급하고, 컨트롤러(210)는 배터리(200)가 모터(220)에 전력을 공급하도록 제어하며, 모터(220)는 배터리(200)의 전력을 자동차의 구동 전원으로 수신하고 사용하여, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 자동차에 구동 동력을 제공한다.
본 기술분야의 기술자는 여기서 일부 실시예는 다른 실시예에 포함된 일부 특징을 포함하나 다른 특징을 포함하지 않으나, 부동한 실시예의 특징의 조합은 본 출원의 범위 내에 속하고, 부동한 실시예를 형성할 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 특허청구범위에서, 청구하고자 하는 실시예의 임의의 하나는 임의의 조합을 통해 사용할 수 있다.
이상, 이상의 실시예는 본 출원의 기술 반안을 설명하기 위한 것에 불과하고, 한정하고자 하는 것이 아니며, 전술한 실시예를 참조하여, 본 출원을 상세하게 설명하였으나, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 여전히 상술한 각 실시예에 기재된 기술 방안에 대해 수정 또는 일부 기술 특징에 대해 등가 대체를 진행할 수 있고, 이러한 수정 또는 대체는 상응한 기술 방안이 본질적으로 본 출원의 각 실시예의 기술 방안의 취지 및 범위를 벗어나도록 하는 것이 아님을 이해한다.
1-엔드 커버 어셈블리, 10-배기 장치, 11-커버 플레이트, 12-전극 단자, 13-방폭 밸브, 14-절연체, 20-하우징, 30-집전 수단, 40-전극 어셈블리, 41-양극 탭, 42-음극 탭, 101-주상부, 102-제1 위치 제한부, 103-제2 위치 제한부, 104-제1 탄성 부재, 105-제2 탄성 부재, 106-제1 배기 간격,107-제2 배기 간격, 107'-함몰부, 110-배기 홀, 111-제2 요홈, 1021-관통홀, 1022-제1 요홈.

Claims (15)

  1. 배터리 셀의 하우징(20)을 밀봉하기 위한 배터리 셀의 엔드 커버 어셈블리에 있어서,
    엔드 커버 플레이트(11) 및 배기 장치(10)를 포함하고,
    상기 엔드 커버 플레이트(11)에는 자체의 축방향을 따라 상기 엔드 커버 플레이트(11)를 관통하는 배기홀(110)이 마련되어 있며,
    상기 배기 장치(10)는 상기 배기홀(110)에 장착되고, 주상부(101), 제1 위치 제한부(102), 제2 위치 제한부(103), 제1 탄성 부재(104) 및 제2 탄성 부재(105)를 포함하며, 상기 주상부(101)가 상기 배기홀(110)을 통과하고, 상기 제1 위치 제한부(102) 및 상기 제2 위치 제한부(103)가 상기 주상부(101)의 외주면을 둘러싸되, 각각 상기 엔드 커버 플레이트(11)의 상기 배기홀(110)의 축방향에서의 외측 및 내측에 위치하고, 상기 제1 탄성 부재(104)가 상기 제1 위치 제한부(102)와 상기 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하며, 상기 제2 탄성 부재(105)가 상기 제2 위치 제한부(103)와 상기 엔드 커버 플레이트(11) 사이에 위치하고,
    상기 배기 장치(10)가 정상 상태인 경우, 상기 제2 탄성 부재(105)는 각각 상기 제2 위치 제한부(103), 상기 엔드 커버 플레이트(11)에 밀봉 접촉되어 상기 배기홀(110)가 밀봉 상태에 처하도록 하고, 배기 장치(10)에 상기 엔드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력이 작용되는 경우, 상기 제1 위치 제한부(102) 및 상기 제2 위치 제한부(103)는 동일한 변위를 발생하도록 배치되며, 상기 제1 탄성 부재(104)는 적어도 일부가 압축되고 상기 제2 탄성 부재(105)는 적어도 일부가 릴리즈되어, 상기 배기홀(110)에 대한 상기 제2 탄성 부재(105)의 밀봉을 해제하고, 상기 하우징(20)의 내부와 외부가 상기 배기홀(110)을 통해 기체적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주상부(101)와 상기 배기홀(110)의 홀벽 사이에 제1 배기 간격(106)을 가지고, 상기 제1 배기 간격(106)은 상기 엔드 커버 플레이트(11)의 내부와 외부가 기체적으로 연통되도록 하는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주상부(101)와 상기 배기홀(110) 사이는 헐겁게 맞물려 상기 제1 배기 간격(106)을 형성하는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 위치 제한부(102)는 장착 관통홀(1021)을 구비하고, 상기 주상부(101)가 상기 장착 관통홀(1021) 내에 삽입되되, 상기 제1 위치 제한부(102)에 고정 연결되며,
    상기 제1 위치 제한부(102)와 상기 주상부(101) 사이에 제2 배기 간격(107)이 마련되어 있고, 상기 엔드 커버 플레이트(11)의 내부와 외부 사이는 상기 제1 배기 간격(106) 및 상기 제2 배기 간격(107)을 거쳐 기체적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 위치 제한부(102)와 상기 주상부(101) 사이는 헐겁게 맞물려 상기 제2 배기 간격(107)을 형성하는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2 배기 간격(107)은 상기 장착 관통홀(1021)의 홀벽에 형성되는 함몰부(107’)이고, 상기 함몰부(107’)는 상기 주상부(101)를 멀리한 방향으로 함몰되어 마련되는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 위치 제한부(102)에 제1 요홈(1022)이 마련되어 있고, 상기 제1 요홈(1022)은 상기 장착 관통홀(1021)의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 상기 주상부(101)의 적어도 일부가 상기 제1 요홈(1022) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드 커버 플레이트(11)의 상기 제2 탄성 부재(105)에 대응되는 위치에 제2 요홈(111)이 마련되어 있고, 상기 제2 요홈(111)은 상기 배기홀(110)의 둘레를 둘러싸면서 마련되며, 상기 제2 탄성 부재(105)의 적어도 일부가 상기 제2 요홈(111) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 부재(104) 및 상기 제2 탄성 부재(105)의 재질은 모두 불소 고무인 것을 특징으로 하는 엔드 커버 어셈블리.
  10. 전극 어셈블리(40), 하우징(20) 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 엔드 커버 어셈블리(1)를 포함하고,
    상기 하우징(20)은 개구를 갖는 중공 캐비티이고, 상기 엔드 커버 어셈블리(1)와 상기 하우징(20)은 상기 개구 위치에서 결합되어 상기 전극 어셈블리(40)를 수용하는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  11. 두 개 이상의 제10항에 따른 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제11항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리를 사용하는 장치.
  13. 제10항에 따른 배터리 셀에 사용되는 배기 방법에 있어서,
    상기 배기 장치(10)에 상기 엔드 커버 플레이트(11)를 향하는 작용력을 가해, 상기 제1 위치 제한부(102) 및 상기 제2 위치 제한부(103)가 동일한 변위를 발생하도록 하고, 상기 제1 탄성 부재(104)의 적어도 일부가 압축되고 및 상기 제2 탄성 부재(105)의 적어도 일부가 릴리즈되어, 상기 엔드 커버 플레이트(11)의 상기 배기홀(110)에 대한 상기 제2 탄성 부재(105)의 밀봉을 해제하여, 상기 배터리 셀의 하우징(20)의 내부와 외부가 상기 배기홀(110)을 거쳐 기체적으로 연통되도록 하는 단계,
    상기 배기 장치(10)에 가하는 작용력을 제거하여, 상기 배기 장치(10)가 정상 상태로 복귀되도록 하고, 상기 제2 탄성 부재(105)는 각각 상기 제2 위치 제한부(103), 상기 엔드 커버 플레이트(11)에 밀봉 접촉되어 상기 배기홀(110)이 밀봉 상태에 처하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 작용력을 상기 제1 위치 제한부(102)에 가하는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 작용력은 상기 배기홀(110)의 축방향에 평행되는 것을 특징으로 하는 배기 방법.
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