KR20220160094A - 전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기 - Google Patents

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쟌위 순
샤오텅 황
량차오 후
하이치 양
쟈롱 홍
원리 왕
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Abstract

본 발명의 실시예는 전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기에 관한 것이다. 상기 전지는 인접한 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀, 소방 파이프 및 차단 부재를 포함하되, 상기 제1 전지 셀은 압력 완화 기구를 포함하고, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되고; 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 완화 기구가 작동될 때 상기 제1 벽을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되며; 상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재는 상기 소방 파이프로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀에서 상기 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하는데 사용된다. 본 발명의 실시예에 따른 전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기는 전지의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기
본 발명은 에너지 저장 소자 분야에 관한 것으로, 특히 전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이러한 경우, 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호의 우세로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 부분이 되었다. 전기 자동차의 경우, 전지 기술 또한 발전에 관한 중요한 요소이다.
전지 기술의 발전에서 전지의 성능 향상과 더불어 안전성 문제도 소홀히 할 수 없다. 전지의 안전성을 보장할 수 없으면 해당 전지는 사용할 수 없다. 따라서 전지의 안전성을 높이는 방법은 전지 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 발명은 전지의 안전 성능을 향상시킬 수 있는 전지, 전기 기기, 전지 제조 방법 및 기기를 제공한다.
제1 양태에서, 전지를 제공하고, 상기 전지는 복수 개의 전지 셀, 소방 파이프 및 차단 부재를 포함하되, 상기 복수 개의 전지 셀은 인접한 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀을 포함하고, 상기 제1 전지 셀은 압력 완화 기구를 포함하며, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되고; 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 완화 기구가 작동될 때 상기 제1 벽을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되며; 상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재는 상기 소방 파이프로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀에서 상기 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하는데 사용된다.
본 발명의 실시예에 따른 전지는 복수 개의 전지 셀을 포함할 수 있고, 그 중 적어도 일부 전지 셀에는 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 압력 완화 기구가 설치된다. 동시에, 전지 셀의 외부에서 압력 완화 기구에 대응되는 위치에는 소방 매체를 수용하는 소방 파이프가 설치되어, 압력 완화 기구가 작동될 때 파괴될 수 있도록 하여 소방 파이프가 파괴된 영역으로부터 압력 완화 기구를 통해 상기 전지 셀로 소방 매체를 배출할 수 있음으로써, 적시에 온도를 낮춰 냉각시킨다. 이 밖에, 임의의 인접한 2개의 전지 셀의 경우, 인접한 2개의 전지 셀의 압력 완화 기구가 위치한 벽의 외표면에 대해 돌출되는 차단 부재를 설치할 수 있음으로써, 소방 파이프로부터 유출된 소방 매체가 열폭주가 발생한 전지 셀에서 인접한 전지 셀로 유동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 복수 개의 전지 셀 사이에서 단락이 발생하는 가능성을 줄이고, 전지의 안전 성능을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재의 일부분은 상기 제1 전지 셀의 제2 벽과 상기 제2 전지 셀의 제2 벽 사이에 클램핑되고, 상기 제1 전지 셀의 제2 벽 및 상기 제2 전지 셀의 제2 벽은 모두 상기 제1 벽에 수직이다.
예를 들어, 상기 차단 부재는 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있고, 상기 제1 부분은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출된 상기 차단 부재의 부분이고, 상기 제2 부분은 상기 제1 전지 셀의 제2 벽과 상기 제2 전지 셀의 제2 벽 사이에 클램핑된 상기 차단 부재의 부분이다.
차단 부재를 제1 벽의 표면에 직접 고정하는 것에 비해, 차단 부재의 일부분을 인접한 2개의 전지 셀 사이에 클램핑되게 장착하는 것은 장착 과정이 보다 간단하고 고정 효과가 더욱 좋다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하거나, 및/또는, 상기 차단 부재의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과한다.
즉, 제2 부분은 2개의 전지 셀의 대향되는 2개의 벽 사이에 설치될 수 있으므로, 단열 효과를 일으키고, 열폭주가 발생한 전지 셀이 인접한 전지 셀에 미치는 영향을 줄인다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재는 커넥터를 통해 상기 제1 전지 셀의 제2 벽 및/또는 상기 제2 전지 셀의 제2 벽에 부착된다.
예를 들어, 상기 커넥터는 구조용 접착제일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 전지는 상기 제1 전지 셀의 제2 벽과 상기 제2 전지 셀의 제2 벽 사이에 클램핑되는 분리 부재를 더 포함하고, 상기 분리 부재는 상기 제1 방향을 따른 상기 차단 부재의 일측에 위치하고 상기 차단 부재의 단부에 당접된다.
일부 실시예에서, 상기 분리 부재의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하거나, 및/또는, 상기 분리 부재의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과한다.
상기 분리 부재는 인접한 2개의 전지 셀 사이의 열을 효과적으로 차단하고, 열폭주가 발생한 전지 셀이 인접한 전지 셀에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재의 용융점은 상기 분리 부재의 용융점보다 높다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재의 용융점은 500℃ 이상이다.
압력 완화 기구의 배출물 온도가 높으므로, 차단 부재의 용융을 방지하기 위해 차단 부재는 용융점이 높은 재료로 선택되어야 한다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재의 경도는 상기 분리 부재의 경도보다 크다.
차단 부재는 쉽게 변형되지 않는 재료로 선택되어야 하는데, 그러면, 전지 셀의 압력 완화 기구가 작동될 때, 차단 부재는 입자가 상기 전지 셀에서 인접한 전지 셀로 흩날리는 것을 방지함으로써 단락을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 전지 셀 중의 제1 전지 셀 그룹 및 제2 전지 셀 그룹은 제2 방향을 따라 병렬로 설치되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이며, 상기 제1 전지 셀 그룹에는 제3 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 상기 제1 전지 셀이 포함되고, 상기 제2 전지 셀 그룹에는 제3 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 상기 제2 전지 셀이 포함되며, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직이다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전지 셀의 제2 벽의 면적은 상기 제1 전지 셀의 제3 벽의 표면의 면적보다 작고, 상기 제2 전지 셀의 제2 벽의 면적은 상기 제2 전지 셀의 제3 벽의 표면의 면적보다 작으며, 상기 제1 전지 셀의 제2 벽 및 상기 제2 전지 셀의 제2 벽은 모두 상기 제2 방향에 수직이고, 상기 제1 전지 셀의 제3 벽 및 상기 제2 전지 셀의 제3 벽은 모두 상기 제3 방향에 수직이다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전지 셀 그룹 및 상기 제2 전지 셀 그룹은 하나의 전체적인 차단 부재에 대응된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전지 셀의 제1 전극 단자는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀의 제1 벽으로부터 돌출되며; 상기 제2 전지 셀의 제2 전극 단자는 상기 제2 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀의 제1 벽으로부터 돌출되며; 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자는 극성이 반대이고 상기 제2 방향을 따라 인접되게 설치된다.
일부 실시예에서, 상기 차단 부재는 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전극 단자 및/또는 상기 제2 전극 단자로부터 돌출된다.
일부 실시예에서, 상기 전지는 제1 버스 부재 및/또는 제2 버스 부재를 더 포함하되, 상기 제1 버스 부재는 상기 제1 전지 셀의 제1 전극 단자에 연결되고, 상기 차단 부재는 상기 제1 방향을 따라 제1 버스 부재로부터 돌출되거나 제1 버스 부재와 같은 높이이며; 상기 제2 버스 부재는 상기 제2 전지 셀의 제2 전극 단자에 연결되고, 상기 차단 부재는 상기 제1 방향을 따라 제2 버스 부재로부터 돌출되거나 제2 버스 부재와 같은 높이이다.
제2 양태에서, 제1 양태 또는 제1 양태 중 어느 하나의 실시예에 따른 전지를 포함하는 전기 기기를 제공한다
일부 실시예에서, 상기 전기 기기는 차량, 선박 또는 우주선이다.
제3 양태에서, 복수 개의 전지 셀을 제공하되, 상기 복수 개의 전지 셀은 인접한 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀을 포함하고, 상기 제1 전지 셀은 압력 완화 기구를 포함하며, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 단계; 소방 파이프를 제공하되, 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 완화 기구가 작동될 때 상기 제1 벽을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되는 단계; 및 차단 부재를 제공하되, 상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재는 상기 소방 파이프로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀에서 상기 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하는데 사용되는 단계를 포함하는 전지 제조 방법을 제공한다.
제4 양태에서, 상기 제3 양태에 따른 방법을 수행하는 모듈을 포함하는 전지 제조 기기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 전지는 복수 개의 전지 셀을 포함할 수 있고, 그 중 적어도 일부 전지 셀에는 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 압력 완화 기구가 설치된다. 동시에, 전지 셀의 외부에서 압력 완화 기구에 대응되는 위치에는 소방 매체를 수용하는 소방 파이프가 설치되어, 압력 완화 기구가 작동될 때 파괴될 수 있도록 하여 소방 파이프가 파괴된 영역으로부터 압력 완화 기구를 통해 상기 전지 셀로 소방 매체를 배출할 수 있음으로써, 적시에 온도를 낮춰 냉각시킨다. 이 밖에, 임의의 인접한 2개의 전지 셀의 경우, 인접한 2개의 전지 셀의 압력 완화 기구가 위치한 벽의 외표면에 대해 돌출되는 차단 부재를 설치할 수 있음으로써, 소방 파이프로부터 유출된 소방 매체가 열폭주가 발생한 전지 셀에서 인접한 전지 셀로 유동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 복수 개의 전지 셀 사이에서 단락이 발생하는 가능성을 줄이고, 전지의 안전 성능을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전지의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈의 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지 셀의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지의 다른 구조 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전지의 또 다른 구조 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지의 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전지의 분해도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전지에 포함된 복수 개의 전지 셀의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전지에 포함된 복수 개의 전지 셀의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재의 모식도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전지에 포함된 복수 개의 전지 셀의 다른 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재의 다른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재 및 분리 부재의 모식도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재 및 분리 부재의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재 및 분리 부재의 다른 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 전지 제조 방법의 예시적 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 전지 제조 기기의 예시적 블록도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더욱 명확해지도록 하기 위해, 이하 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 명확하게 설명하되 설명된 실시예는 본 발명의 일부 실시예이며 전체 실시예가 아님은 분명하다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 당업자가 진보성 창출에 힘을 쓰지 않은 전제 하에 획득한 모든 다른 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하는 목적으로 사용될 뿐 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명의 명세서와 청구범위 및 상기 첨부 도면의 설명에서의 용어 "포함” 및 "갖는다” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 명세서와 청구범위 또는 상기 첨부 도면에서의 용어 "제1", "제2" 등은 특정 순서 또는 1차 및 2차 관계를 설명하는 것이 아니라 상이한 객체를 구별하기 위한 것이다.
본 발명에서 "실시예”에 대한 언급은 실시예와 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 각각의 위치에 나타나는 상기 문구가 반드시 모두 동일한 실시예를 의미하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적인 또는 대안적인 실시예도 아니다. 당업자는 본 발명에서 설명된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있음을 명시적으로 또한 암시적으로 이해할 수 있다.
본 발명의 설명에서, 설명해야 할 것은, 다른 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 용어 "장착”, "서로 연결”, "연결”, "부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착 가능 연결 또는 통합 연결일 수도 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 용어 "및/또는”은 단지 연관 객체를 설명하는 연관 관계이고, 3가지 관계가 존재할 수 있음을 의미하는 바, 예를 들어 A 및/또는 B는, A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미할 수 있다. 이 밖에, 본 발명에서 부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 객체가 "또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명의 실시예에서, 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 나타내고, 간략함을 위해, 상이한 실시예에서는 동일한 부재에 대한 상세한 설명을 생략한다. 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서 다양한 부재의 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈 및 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈는 예시적인 설명에 불과하며, 본 발명에 대한 어떠한 한정으로도 구성되지 않아야 함을 이해해야 한다.
본 발명에서 나타나는 "복수 개”는 2개 이상(2개를 포함함)을 의미하고, 마찬가지로, "복수의 그룹”은 두 그룹 이상(두 그룹을 포함함)을 의미하며, "복수 개의 조각”은 두 조각 이상(두 조각을 포함함)을 의미한다.
본 발명에서, 전지 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬 유황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 전지 셀은 원통형, 편평체, 직육면체 또는 다른 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 전지 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 원통형 전지 셀, 직육면체 및 직사각형 전지 셀 및 소프트팩 전지 셀의 3가지 유형으로 구분되며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급된 전지는 하나 이상의 전지 셀을 포함하여 더 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 이상의 전지 셀을 패키징하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극편, 음극편 및 분리막으로 이루어진다. 전지 셀은 주로 양극편과 음극편 사이에서 금속 이온이 이동하는데 의존하여 작동된다. 양극편은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되어 있고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 전지를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼원리튬 또는 망간산리튬일 수 있다. 음극편은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되어 있고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 대전류에 의해 용단되지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수 개이고 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수 개이며 함께 적층된다. 분리막의 재질은 PP 또는 PE 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 어셈블리는 권취형 구조일 수 있고 적층형 구조일 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 전지 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충전 및 방전 배율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 하며, 또한 전지의 안전성도 고려해야 한다.
전지 셀의 경우, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정과, 동시에 적절한 환경 온도 설계에서 비롯되며, 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위해 전지 셀에 대해 일반적으로 적어도 3가지 중점 보호 조치가 있다. 구체적으로, 보호 조치는 적어도 스위치 구성요소, 적절한 분리막 재료 선택 및 압력 완화 기구를 포함한다. 스위치 구성요소는 전지 셀 내의 온도 또는 저항이 일정한 임계값에 도달할 때 전지 충전 또는 방전을 중지할 수 있는 구성요소를 의미한다. 분리막은 양극편과 음극편을 분리하여 온도가 일정 값까지 상승할 경우 이에 부착된 마이크로 스케일(심지어 나노 스케일)의 미세기공을 자동으로 용해시킴으로써, 금속 이온이 분리막에서 통과될 수 없도록 하여 전지 셀의 내부 반응을 종료하는데 사용된다.
압력 완화 기구는 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정된 임계값에 도달할 때 내부 압력 또는 온도를 완화하도록 작동되는 구성요소 또는 부재를 의미한다. 상기 임계값 설계는 설계 요구가 상이함에 따라 상이하다. 상기 임계값은 전지 셀 중의 양극편, 음극편, 전해액 및 분리막 중 하나 이상의 재료에 의해 결정될 수 있다. 압력 완화 기구는 방폭 밸브, 가스 밸브, 압력 완화 밸브 또는 안전 밸브와 같은 형태를 사용할 수 있고, 구체적으로 압력에 민감하거나 온도에 민감한 구성요소 또는 구조를 사용할 수 있으며, 즉 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 기설정된 임계값에 도달할 때 압력 완화 기구의 실행 동작 또는 압력 완화 기구에 설치된 약한 구조가 파괴되어 내부 압력 또는 온도를 완화시킬 수 있는 개구 또는 경로가 형성된다.
본 발명에서 언급된 "작동”은 압력 완화 기구가 동작을 생성하거나 일정한 상태로 활성화되어 전지 셀의 내부 압력 및 온도가 완화되도록 하는 것을 의미한다. 압력 완화 기구에 의해 생성된 동작은 압력 완화 기구 중 적어도 일부의 파열, 파쇄, 찢겨지거나 열리는 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 압력 완화 기구가 작동될 경우, 전지 셀의 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 작동되는 부위로부터 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 압력 또는 온도의 제어 가능한 상황에서 전지 셀의 압력이 완화되도록 함으로써 잠재적으로 더 심각한 사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에서 언급된 전지 셀의 배출물은 전해액, 용해 또는 분열된 양극편 및 음극편, 분리막의 조각, 반응에 의해 생성된 고온 고압 가스, 화염 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
전지 셀의 압력 완화 기구는 전지의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 단락, 과충전 등 현상이 발생할 경우, 전지 셀 내부의 열폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급격히 상승할 수 있다. 이러한 경우, 압력 완화 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 외부로 방출하여 전지 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
현재의 압력 완화 기구 설계 방안에서, 주로 전지 셀 내부의 고압 및 고열 방출, 즉 상기 배출물을 전지 셀 외부로 배출하는데 중점을 두고 있다. 고온 고압의 배출물은 전지 셀에서 압력 완화 기구가 설치된 방향을 향해 배출되고, 보다 구체적으로 압력 완화 기구 작동 영역의 방향을 향해 배출될 수 있으며, 이러한 배출물은 상기 방향으로의 하나 이상의 구조를 파괴할 만큼 그 위력과 파괴력이 매우 클 수 있어 안전 문제를 초래한다. 이 밖에, 전지 셀 내부에 열폭주가 발생한 후에도 전지 셀 내부의 고압 및 고열은 지속적으로 생성될 수 있어 지속적인 안전 위험을 초래한다.
상술한 문제에 대해, 전지의 박스 본체 내에 소방 시스템을 설치할 수 있으며, 소방 시스템의 소방 파이프를 전지 셀에서 압력 완화 기구가 설치된 벽의 상부에 설치한다. 압력 완화 기구가 작동될 경우, 소방 파이프는 소방 매체를 배출하여 압력 완화 기구로부터 배출된 배출물을 냉각시켜 배출물의 위험성을 감소시킬 수 있다. 소방 매체는 또한 작동된 압력 완화 기구를 통해 전지 셀 내부로 유입되어 전지 셀을 더 냉각시키고 전지의 안전성을 강화시킬 수 있다. 예를 들어, 압력 완화 기구가 작동될 경우, 전지 셀 내로부터 배출되는 배출물을 이용하여 상기 소방 파이프를 파괴함으로써 소방 파이프 내의 소방 매체가 배출될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서 소방 파이프는 소방 매체를 수용하는데 사용되고, 여기서의 소방 매체는 유체일 수 있으며 상기 유체는 액체 또는 가스일 수 있다. 압력 완화 기구가 상기 소방 파이프를 파괴하지 않은 경우, 상기 소방 파이프에는 어떠한 물질도 수용되지 않을 수 있으며, 압력 완화 기구가 작동될 경우, 소방 파이프에 소방 매체가 수용되도록 하고, 예를 들어, 스위치 밸브를 통해 소방 매체가 소방 파이프에 유입되는 것을 제어할 수 있다. 또는, 압력 완화 기구가 파괴되지 않은 경우, 상기 소방 파이프에는 시종일관 소방 매체가 수용될 수 있으며, 상기 소방 매체는 또한 전지 셀의 온도를 조절하는데 사용될 수 있다. 온도 조절은 복수 개의 전지 셀을 가열하거나 냉각시키는 것을 의미한다. 전지 셀을 냉각시키거나 온도를 저하시킬 경우, 상기 소방 파이프는 냉각 유체를 수용하여 복수 개의 전지 셀의 온도를 저하시키는데 사용되며, 이때 소방 파이프는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각 파이프로 지칭될 수도 있고, 이에 수용되는 소방 매체는 냉각 매체 또는 냉각 유체로 지칭될 수도 있으며, 보다 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 가스로 지칭될 수 있다. 선택 가능하게, 상기 소방 매체는 순환적으로 유동되어 더 나은 온도 조절 효과를 달성할 수 있다. 선택 가능하게, 소방 매체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
본 발명의 실시예에서 전지의 박스 본체는 복수 개의 전지 셀, 버스 부재 및 전지의 다른 부재를 수용하는데 사용된다. 일부 실시예에서, 박스 본체에 전지 셀을 고정하기 위한 구조를 설치할 수도 있다. 박스 본체의 형상은 수용된 복수의 전지 셀에 따라 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 박스 본체는 직사각형일 수 있고 6개의 벽을 갖는다.
버스 부재는 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결과 같은 복수 개의 전지 셀 간의 전기적 연결을 구현하여 더 높은 전압 출력을 형성한다. 버스 부재는 전지 셀의 전극 단자를 연결하여 전지 셀 간의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 부재는 용접을 통해 전지 셀의 전극 단자에 고정될 수 있다. 버스 부재에 의해 형성된 전기적 연결은 "고압 연결”로 지칭될 수도 있다.
버스 부재를 제외하고, 전지 내에 전지 셀의 상태를 감지하기 위한 센싱 소자를 더 설치할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 전지 내의 전기적 연결은 버스 부재에 의해 형성된 전기적 연결 및/또는 센싱 소자 중의 전기적 연결을 포함할 수 있다.
전지의 박스 본체에 박스 본체 내부와 외부의 압력을 균형시키기 위한 압력 균형 기구를 더 설치할 수 있다. 예를 들어, 박스 본체 내의 압력이 박스 본체 외부에 비해 높을 경우, 박스 본체 내부의 가스는 압력 균형 기구를 통해 박스 본체 외부로 흐를 수 있으며; 박스 본체 내의 압력이 박스 본체 외부에 비해 낮을 경우, 박스 본체 외부의 가스는 압력 균형 기구를 통해 박스 본체 내부로 유입될 수 있다.
이해해야 할 것은, 이상 설명된 전지의 박스 본체 중의 각 부재는 본 발명의 실시예에 대한 한정으로 이해해서는 안되며, 다시 말해서 본 발명의 실시예의 전지에 사용되는 박스 본체는 상기 부재를 포함할 수 있고 상기 부재를 포함하지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 모두 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 전지 자동차, 전기 장난감, 전동 공구, 전기 자동차, 선박 및 우주선과 같은 다양한 전지 사용 장치에 적용될 수 있고, 예를 들어 우주선은 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주 비행선 등을 포함한다.
이해해야 할 것은, 본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 상기 설명된 기기에만 적용되는 것에 국한되는 것이 아니라, 전지를 사용하는 모든 기기에 적용될 수도 있지만, 간결함을 위해 아래 실시예에서는 모두 전기 자동차를 예로 설명한다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 연장형 전기차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 전지(10)가 설치될 수 있고, 컨트롤러(30)는 모터(40)에 전력을 공급하기 위해 전지(10)를 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 차량(1)의 바닥부 또는 차량의 전방 또는 후방에 전지(10)가 설치될 수 있다. 전지(10)는 차량(1)에 전력을 공급하는데 사용될 수 있고, 예를 들어 전지(10)는 차량(1)의 회로 시스템에 사용되는 차량(1)의 작동 전원으로서, 예를 들어 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 주행 중 작동 전력 수요를 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 전지(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로 사용될 수도 있으며, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동력을 제공한다.
상이한 전력 사용 요구를 충족시키기 위해, 전지는 복수 개의 전지 셀을 포함할 수 있고, 여기서 복수 개의 전지 셀 간에는 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 및 병렬의 혼합을 의미한다. 전지는 전지 팩으로 지칭될 수도 있다. 선택 가능하게, 복수 개의 전지 셀은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈을 구성하고, 복수 개의 전지 모듈은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지를 구성할 수 있다. 다시 말해서, 복수 개의 전지 셀은 전지를 직접 구성할 수 있고 먼저 전지 모듈을 구성한 다음 전지 모듈이 전지를 구성할 수도 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 구조 모식도이고, 전지(10)는 복수 개의 전지 셀(20)을 포함할 수 있다. 전지(10)는 박스 본체를 더 포함할 수 있고, 박스 본체 내부는 중공 구조이며, 복수 개의 전지 셀(20)은 박스 본체 내에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 본체는 여기서 각각 제1 박스 본체(111)(상부 박스 본체) 및 제2 박스 본체(112)(하부 박스 본체)로 지칭되는 두 부분을 포함할 수 있고, 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)는 스냅 결합된다. 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)의 형상은 복수 개의 전지 셀(20) 조합의 형상에 따라 결정될 수 있고, 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)는 모두 하나의 개구를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)는 모두 중공 직육면체일 수 있고 각각 하나의 면만 개구면이며, 제1 박스 본체(111)의 개구 및 제2 박스 본체(112)의 개구는 대향되게 설치되고 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)는 스냅 결합되어 밀폐된 챔버를 갖는 박스 본체를 형성한다. 복수 개의 전지 셀(20)은 서로 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결되어 구성된 후 제1 박스 본체(111) 및 제2 박스 본체(112)가 스냅 결합되어 형성된 박스 본체 내에 배치된다.
선택 가능하게, 전지(10)는 다른 구조를 더 포함할 수 있으며 여기서 더 이상 일일이 반복 서술하지 않는다. 예를 들어, 상기 전지(10)는 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결과 같이 복수 개의 전지 셀(20) 간의 전기적 연결을 구현하기 위한 버스 부재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 버스 부재는 전지 셀(20)의 전극 단자를 연결하여 전지 셀(20) 간의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 또한, 버스 부재는 용접을 통해 전지 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수 개의 전지 셀(20)의 전기 에너지는 전도성 기구를 통해 박스 본체를 통과하여 더 인출될 수 있다. 선택 가능하게, 전도성 기구는 버스 부재에 속할 수도 있다.
상이한 전력 요구에 따라, 전지 셀(20)의 개수는 임의로 설치될 수 있다. 복수 개의 전지 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결의 방식으로 연결되어 비교적 큰 용량 또는 전력을 구현할 수 있다. 각각의 전지(10)에 포함된 전지 셀(20)의 개수가 비교적 많으므로, 쉽게 장착하기 위해 전지 셀(20)을 그룹으로 나누어 설치할 수 있으며, 각 그룹의 전지 셀(20)은 전지 모듈을 구성한다. 전지 모듈에 포함된 전지 셀(20)의 개수는 제한되지 않으며 요구에 따라 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 전지 모듈의 일 예이다. 전지는 복수 개의 전지 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 전지 모듈은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결의 방식으로 연결될 수 있다.
아래에서 임의의 하나의 전지 셀에 대해 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(20)의 구조 모식도이고, 전지 셀(20)은 하나 이상의 전극 어셈블리(22), 케이스(211) 및 커버판(212)을 포함한다. 도 4에 도시된 좌표계는 도 3과 동일하다. 케이스(211) 및 커버판(212)은 케이싱 또는 전지 보관함(21)을 형성한다. 케이스(211)의 벽 및 커버판(212)은 모두 전지 셀(20)의 벽으로 지칭된다. 케이스(211)는 하나 이상의 전극 어셈블리(22)를 구성한 후의 형상에 따라 결정되며, 예를 들어 케이스(211)는 중공 직육면체 또는 입방체 또는 원통형일 수 있고, 케이스(211)의 하나의 면은 하나 이상의 전극 어셈블리(22)가 케이스(211) 내에 쉽게 배치될 수 있도록 하기 위한 개구를 갖는다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공 직육면체 또는 입방체일 경우, 케이스(211)의 하나의 평면은 개구면이고, 즉 상기 평면은 벽체 없이 케이스(211) 내부 및 외부가 연통되도록 한다. 케이스(211)가 중공 원통형일 경우, 케이스(211)의 단면은 개구면이고, 즉 상기 단면은 벽체 없이 케이스(211) 내부 및 외부가 연통되도록 한다. 커버판(212)은 개구를 커버하고 케이스(211)와 연결되어 전극 어셈블리(22)가 배치된 폐쇄된 캐비티를 형성한다. 케이스(211) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진되어 있다.
선택 가능하게, 본 발명의 실시예의 전지 셀(20)은 케이스(211)의 외표면에 설치된 보호 필름을 더 포함할 수 있고, 예를 들어 상기 보호 필름은 청색 필름일 수 있으며, 상기 청색 필름은 케이스(211)를 감싸는데 사용될 수 있고 주로 절연 역할을 한다. 상기 청색 필름의 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 중 적어도 하나를 선택할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
상기 전지 셀(20)은 2개의 전극 단자(214)를 더 포함할 수 있고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)에 설치될 수 있다. 커버판(212)은 일반적으로 평판 형상이고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)의 평판면에 고정되며, 2개의 전극 단자(214)는 각각 양극 단자(214a) 및 음극 단자(214b)이다. 각각의 전극 단자(214)에는 커버판(212)과 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여 전극 어셈블리(22) 및 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 부재(23)가 대응하여 설치되고, 이는 집전 부재(23)로 지칭될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 어셈블리(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 갖는다. 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)은 반대 극성을 갖는다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극 탭일 경우, 제2 탭(222a)은 음극 탭이다. 하나 이상의 전극 어셈블리(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 연결 부재(23)를 통해 하나의 전극 단자와 연결되고, 하나 이상의 전극 어셈블리(22)의 제2 탭(222a)은 다른 연결 부재(23)를 통해 다른 전극 단자와 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(214a)는 하나의 연결 부재(23)를 통해 양극 탭과 연결되고, 음극 단자(214b)는 다른 연결 부재(23)를 통해 음극 탭과 연결된다.
상기 전지 셀(20)에서, 실제 사용 요구에 따라 전극 어셈블리(22)는 하나 또는 복수 개로 설치될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 전지 셀(20) 내에는 4개의 독립적인 전극 어셈블리(22)가 설치된다.
전지 셀(20)에는 압력 완화 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 압력 완화 기구(213)는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 내부 압력 또는 온도를 완화하도록 작동된다.
압력 완화 기구(213)는 다양한 가능한 압력 완화 기구일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 압력 완화 기구(213)는 온도에 민감한 압력 완화 기구일 수 있고, 온도에 민감한 압력 완화 기구는 압력 완화 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달할 때 용융될 수 있도록 구성되며; 및/또는 압력 완화 기구(213)는 압력에 민감한 압력 완화 기구일 수 있고, 압력에 민감한 압력 완화 기구는 압력 완화 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달할 때 파열될 수 있도록 구성된다.
압력 완화 기구가 작동될 때 고온 배출물이 배출되는 것을 고려하면, 다른 구조에 대한 상기 배출물의 파괴를 줄이기 위해, 전지 셀에서 압력 완화 기구가 설치된 벽의 상부에 소방 시스템을 설치할 수 있고, 압력 완화 기구가 작동될 경우, 전지 셀 내로부터 배출되는 배출물을 이용하여 상기 소방 시스템 내의 소방 파이프를 파괴하여 소방 파이프 내의 소방 매체가 압력 완화 기구로부터 배출된 배출물을 냉각시켜 배출물의 위험성을 감소시킬 수 있도록 함으로써, 전지의 안전성을 강화시킬 수 있다.
열폭주가 발생한 전지 셀의 경우, 압력 완화 기구가 작동될 때 배출되는 배출물이 소방 파이프에 나팔 모양으로 분사되기 때문에 소방 파이프의 넓은 면적이 파괴될 가능성이 있으므로 대량의 소방 매체가 유출될 수 있는데, 즉 소방 매체가 열폭주한 전지 셀로 흐를 뿐만 아니라 열폭주한 전지 셀과 인접한 다른 전지 셀에도 흐를 수 있다. 소방 매체는 일반적으로 전도성이 있으므로, 열폭주한 전지 셀과 인접한 전지 셀 사이의 절연 효과를 잃게 함으로써, 단락을 일으킬 수 있는데, 특히 2개의 전지 셀 사이의 전압이 크면, 점화 현상이 발생할 수 있다. 또한, 전지 셀에서 열폭주가 발생할 경우, 인접한 전지 셀의 청색 필름이 용융되는데, 이 또한 열폭주한 전지 셀과 인접한 전지 셀 사이의 절연 효과를 잃게 한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 상기 문제를 해결할 수 있는 전지를 제공한다.
구체적으로, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전지(10)의 다른 모식도를 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 전지(10)의 일부 전지 셀만 나타낸 경우의 모식도이며, 도 7은 도 6의 영역 A의 부분 확대도이고, 도 8은 도 6의 부분 분해도이다. 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전지(10)은 복수 개의 전지 셀(20)을 포함하고, 상기 복수 개의 전지 셀(20) 중 임의의 인접한 2개의 전지 셀은 제1 전지 셀(201) 및 제2 전지 셀(202)로 지칭되며, 상기 제1 전지 셀(201)은 압력 완화 기구(213)를 포함하고, 상기 압력 완화 기구(213)는 제1 전지 셀(201)의 어느 하나의 벽에 설치될 수 있으며, 여기서 상기 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽을 제1 벽(2011)으로 지칭하는데, 즉 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀(201)의 제1 벽(2011)에 설치되고, 예를 들어, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 상기 제1 벽(2011)을 전지 셀(20)의 커버판으로 예로 들어 설명한다. 상기 압력 완화 기구(213)는 상기 제1 전지 셀(201)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동된다.
이해해야 할 것은, 상기 도 5 내지 도 8에서 전지(10)는 도 2에 도시된 전지(10)에 대응되고 도 2에 도시된 전지(10)의 관련 설명에 적용될 수 있으며, 예를 들어, 도 5 내지 도 8에 도시된 전지(10)는 박스 본체 등 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 도 5 내지 도 8에 도시된 전지(10)에 포함된 전지 셀(20)은 도 3 및 도 4에 도시된 전지 셀(20)에 대응되고 도 3 및 도 4에 도시된 전지 셀(20)의 관련 설명에 적용될 수 있으며, 예를 들어, 상기 도 5 내지 도 8에 도시된 전지 셀(20)에 포함된 압력 완화 기구(213)는 도 4에 도시된 압력 완화 기구(213)에 대응될 수 있으므로, 간결함을 위해 여기서 더 이상 반복 서술하지 않는다.
이 밖에, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전지(10)는 소방 파이프(13) 및 차단 부재(14)를 더 포함할 수 있고, 상기 소방 파이프(13)는 소방 매체를 수용하며, 상기 소방 파이프(13)는 압력 완화 기구(213)가 작동될 때 제1 전지 셀(201)의 제1 벽(2011)을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되고; 상기 차단 부재(14)는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽(2011)으로부터 돌출되는데, 즉 전지 셀(20) 내부로부터 멀어지는 제1 벽(2011)의 외표면으로부터 돌출되며, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽(2011)에 수직인 방향이고, 상기 차단 부재(14)는 상기 소방 파이프(13)로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀(201)에서 상기 제2 전지 셀(202)로 유동되는 것을 차단하는데 사용된다.
따라서, 본 발명의 실시예의 전지(10)는 복수 개의 전지 셀(20)을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 전지 셀(20) 중 적어도 하나의 전지 셀(20)에는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 압력 완화 기구(213)가 설치된다. 동시에, 전지 셀(20)의 외부에서 압력 완화 기구(213)에 대응되는 위치에는 소방 매체를 수용하는 소방 파이프(13)가 설치되어, 압력 완화 기구(213)가 작동될 때 파괴될 수 있도록 하여 소방 파이프(13)가 파괴된 영역으로부터 압력 완화 기구(213)를 통해 상기 전지 셀(20)로 소방 매체를 배출할 수 있음으로써, 적시에 온도를 낮춰 냉각시킨다. 이 밖에, 임의의 인접한 2개의 전지 셀(20)의 경우, 인접한 2개의 전지 셀(20)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽의 외표면에 대해 돌출되는 차단 부재(14)를 설치할 수 있음으로써, 소방 매체가 열폭주가 발생한 전지 셀(20)에서 인접한 전지 셀로 유동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 복수 개의 전지 셀(20) 사이에서 단락이 발생하는 가능성을 줄이고, 전지의 안전 성능을 향상시킨다.
선택 가능하게, 본 발명의 실시예의 소방 파이프(13)는 실제 응용에 따라 임의의 형상으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 소방 파이프(13)의 횡단면의 형상의 경우, 실제 응용에 따라 임의의 형상으로 설치될 수 있다. 공간 이용률과 장착의 편의를 고려하면, 소방 파이프(13)를 도 5 및 도 6에 도시된 편평한 파이프로 설치하거나 원통형 파이프와 같은 다른 형상으로 설치할 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이 밖에, 본 발명의 실시예의 각각의 전지(10)에는 2개 또는 복수 개의 전지 셀(20)이 포함될 수 있으므로, 전지(10)에 포함되는 전지 셀(20)의 개수가 많은 경우, 복수 개의 전지 셀(20)을 어레이로 배열할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 전지(10)는 어레이 방식으로 배열된 6Х18개의 전지 셀(20)을 포함할 수 있고, 도 6 및 도 8에서는 전지(10)에서 중간 위치에 위치한 일부 전지 셀(20)만 도시하였고, 양측의 복수 개의 전지 셀(20)을 도시하지 않았으며, 도 6 및 도 8에 도시된 이러한 전지 셀(20)은 2Х18의 어레이로 간주될 수 있다.
대응되게, 전지 셀(20) 상부에 설치된 소방 파이프(13)의 외관도 상응한 형상으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 전지(10)에 포함된 임의의 한 열의 전지 셀(20)의 경우, 소방 파이프(13)는 전지 셀(20) 상부에 설치된 하나의 직선형 연통 파이프일 수 있고 한 그룹의 밸브를 통해 제어된다. 임의의 인접한 두 열의 전지 셀(20)의 경우, 공간을 절약하고 제어를 용이하게 하기 위해, 소방 파이프(13)는 하나의 굴곡을 갖는 U자형 연통 파이프로 설치될 수 있고 한 그룹의 밸브를 통해 제어된다. 유사하게, 전지(10)에 포함된 세 열의 전지 셀(20)의 경우, 소방 파이프(13)는 도 5, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 2개의 굴곡을 갖는 S자형 연통 파이프(도 5 및 도 6에서 각각 2개의 S자형 소방 파이프를 포함함)로 설치될 수 있고 한 그룹의 밸브를 통해 제어된다. 이와 같이 유추하면, 전지(10)에 포함된 임의의 인접한 세 열 이상의 전지 셀(10)은 더 많은 굴곡을 갖는 하나의 곡선형 연통 파이프로 설치될 수 있음으로써, 한 그룹의 밸브를 통해 제어되거나, 복수의 그룹의 밸브를 통해 각각 제어되는 복수 개의 연통 파이프로 설치될 수도 있으며, 예를 들어, 상기 복수 개의 연통 파이프는 직선형 파이프, U자형 파이프 및 S자형 파이프 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전지 셀(10)에는 두 그룹의 밸브를 통해 각각 제어되는 2개의 S자형 소방 파이프가 포함되지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예의 한 그룹의 밸브는 입구 밸브 및/또는 출구 밸브를 포함하고, 입구 밸브는 소방 파이프(13)에 소방 매체를 충진하는데 사용되며, 반대로, 출구 밸브는 외부로 소방 매체를 배출하는데 사용되고, 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, S자형 소방 파이프(13)는 131 및 132인 2개의 밸브를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 밸브(131)가 입구 밸브일 수 있으면, 밸브(132)는 출구 밸브이거나, 밸브(131)가 출구 밸브일 수 있으면, 밸브(132)는 입구 밸브이고, 입구 밸브 및 출구 밸브가 동시에 설치되면 소방 파이프(13) 내 소방 매체의 순환을 구현할 수도 있어, 소방 파이프(13)가 파괴되지 않은 경우 냉각 또는 가열에 사용될 수도 있도록 한다. 이 밖에, 밸브의 위치는 실제 응용에 따라 설치될 수 있고, 예를 들어, 전지(10)에 복수의 그룹의 밸브가 포함되는 경우, 장착의 편의를 위해, 복수의 그룹의 밸브를 전지(10)의 동일한 측에 설치할 수 있거나; 또는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브를 양측에 설치할 수도 있지만, 제어의 편의를 위해, 모든 입구 밸브를 동일한 측에 설치하고, 모든 출구 밸브를 타측에 설치할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이해해야 할 것은, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 차단 부재(14)는 전지 셀(20)의 제1 벽(2011)에 대해 돌출되고, 여기서, 차단 부재(14)가 제1 벽(2011)에 대해 돌출된 부분은 제1 벽(2011)에 수직이거나 제1 벽(2011)에 대략 수직일 수 있는데, 즉 차단 부재(14)가 제1 벽(2011)에 대해 돌출된 부분은 제1 방향에 평행이거나 제1 방향에서 약간 벗어날 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택 가능하게, 본 발명의 실시예의 차단 부재(14)의 설치 방식은 상기 차단 부재(14)가 2개의 전지 셀(20) 사이에 설치될 수 있는 방식, 예를 들어, 상기 차단 부재(14)의 일부분이 제1 전지 셀(201)과 제2 전지 셀(202) 사이에 클램핑되는 방식을 포함할 수 있거나; 또는, 상기 차단 부재(14)가 제2 전지 셀에 가까운 제1 전지 셀의 제1 벽의 가장자리 위치에 설치될 수도 있는 방식, 예를 들어, 소방 매체가 제1 전지 셀로부터 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하기 위해 상기 차단 부재(14)가 제2 전지 셀에 가까운 제1 전지 셀의 제1 벽의 외표면의 가장자리에 접착될 수 있는 방식을 포함할 수도 있다. 설명의 편의를 위해, 본 명세서에서는 차단 부재(14)를 제1 전지 셀(201)과 제2 전지 셀(202) 사이에 설치하는 방식을 예로 들었지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택 가능하게, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 전지(10)는 분리 부재(15)를 더 포함할 수 있고, 상기 분리 부재(15)는 인접한 2개의 전지 셀(20) 사이에 클램핑될 수 있으며, 예를 들어, 상기 분리 부재(15)는 제1 전지 셀(201) 및 제2 전지 셀(202) 사이에 클램핑되며, 또한, 상기 분리 부재(15)는 상기 제1 방향을 따른 상기 차단 부재(14)의 일측에 위치하고 상기 차단 부재(14)의 단부에 당접될 수 있다. 상기 분리 부재는 인접한 2개의 전지 셀의 열을 차단하는데 사용될 수 있다. 이 밖에, 본 발명의 실시예의 임의의 인접한 두 열의 전지 셀(20) 사이에 설치된 차단 부재(14)의 경우, 상기 차단 부재(14)는 분리된 복수 개의 부재일 수 있거나, 도 8에 도시된 하나의 완전한 부재일 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 이하 첨부 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 차단 부재(14) 및 분리 부재(15)를 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명의 실시예의 차단 부재(14)의 설치 위치를 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 전지 셀(20)의 모식도를 나타내고, 여기서, 상기 도 9는 2Х9개의 전지 셀(20)을 예로 들어 설명하였다. 예를 들어, 상기 도 9에 도시된 2Х9개의 전지 셀(20)은 도 5, 도 6 또는 도 8에 도시된 전지(10)에 포함된 복수 개의 전지 셀(20) 중 일부분이고 관련 설명에 적용될 수 있으며, 간결함을 위해 여기서 더 이상 반복 서술하지 않는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 전지 셀(20)은 직육면체에 가깝고, 각각의 전지 셀(20)의 압력 완화 기구(213)는 모두 전지 셀(20)의 커버판에 설치된다. 설명의 편의를 위해, 여기서 먼저 3개의 방향을 정의하되, 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽에 수직인 방향은 제1 방향이고, 여기서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향은 Z 방향 및 Z 방향의 반대 방향을 포함하며; 제2 방향은 Z 방향에 수직이고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2 방향은 X 방향 및 X 방향의 반대 방향을 포함하고; 제3 방향은 Z 방향 및 X 방향에 수직이며, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제3 방향은 Y 방향 및 Y 방향의 반대 방향을 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 전지 셀(20)을 X 방향을 따라 배열된 두 그룹으로 나누되, 여기서 각각 제1 전지 셀 그룹 및 제2 전지 셀 그룹으로 지칭하고, 여기서, 상기 제1 전지 셀 그룹은 Y 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 전지 셀을 포함하고, 마찬가지로, 상기 제2 전지 셀 그룹도 Y 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 전지 셀을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 제1 전지 셀이 제1 전지 셀 그룹에 위치한 전지 셀(201)을 의미하면, 이와 인접한 제2 전지 셀은 마찬가지로 제1 전지 셀 그룹에 위치한 전지 셀(203), 및/또는, 제2 전지 셀 그룹에 위치한, 전지 셀(201)과 인접한 전지 셀(202)을 의미할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀은 제1 전지 셀 그룹 중 임의의 인접한 2개의 전지 셀, 예를 들어 전지 셀(201 및 203)을 의미할 수 있고, 제2 전지 셀 그룹 중 임의의 인접한 2개의 전지 셀, 예를 들어 전지 셀(202 및 204)을 의미할 수도 있으며, 제1 전지 셀 그룹 및 제2 전지 셀 그룹에 각각 위치한 전지 셀(201 및 202)을 의미할 수도 있고, 제1 전지 셀 그룹 및 제2 전지 셀 그룹에 각각 위치한 전지 셀(203 및 204)을 의미할 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이해해야 할 것은, 본 발명의 실시예의 각각의 전지 셀(20) 모두에 극성이 반대인 2개의 전극 단자가 설치되고, 복수 개의 전지 셀(20)의 전극 단자의 배열 방향은 일반적으로 동일하다. 구체적으로, 도 9의 전지 셀(201) 및 전지 셀(202)을 예로 들면, 전지 셀(201)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽에는 X 방향을 따라 분포된 2개의 전극 단자가 더 설치되고, 이 2개의 전극 단자의 극성이 반대이며, 여기서, 전지 셀(202)에 가까운 전극 단자는 제1 전극 단자(2141)로 지칭된다. 마찬가지로, 전지 셀(202)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽에도 X 방향을 따라 분포된 2개의 전극 단자가 더 설치되고, 이 2개의 전극 단자의 극성이 반대이며, 여기서, 전지 셀(201)에 가까운 전극 단자는 제2 전극 단자(2142)로 지칭된다. 이해해야 할 것은, 제1 전극 단자(2141)와 제2 전극 단자(2142)의 극성은 동일하거나 상이할 수 있다.
선택 가능하게,여전히 도 9를 예로 들면, 복수 개의 전지 셀(20)의 전극 단자는 버스 부재(12)를 통해 전기적 연결을 구현하고, 제1 전극 단자(2141)를 전기적으로 연결하기 위한 버스 부재를 제1 버스 부재(121)로 지칭하며, 예를 들어, 상기 제1 버스 부재(121)는 전지 셀(201)의 제1 전극 단자(2141)와 전지 셀(203)의 하나의 전극 단자를 전기적으로 연결하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 제2 전극 단자(2142)를 전기적으로 연결하기 위한 버스 부재를 제2 버스 부재(122)로 지칭하며, 예를 들어, 상기 제2 버스 부재(122)는 전지 셀(202)의 제2 전극 단자(2142)와 전지 셀(204)의 하나의 전극 단자를 전기적으로 연결하는데 사용될 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 버스 부재의 연결 방식을 통해 알 수 있는 바, 상기 제1 전극 단자(2141)와 상기 제2 전극 단자(2142)의 극성이 반대이고, 양자 사이에 전압 차이가 존재하며, 전압 차이의 크기는 전지 셀(20)의 설치 개수와 관련된다. 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이의 전압 차이가 클 경우, 전지 셀(201)에서 열폭주가 발생하면, 압력 완화 기구(213)가 작동되고 소방 파이프(13)가 파괴되는 경우, 압력 완화 기구(213)를 통해 분사된 고온 입자 또는 소방 파이프(13)로부터 유출된 소방 매체는 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이의 단락을 일으킬 수 있고, 점화 현상이 발생할 수 있으므로, 소방 매체 또는 압력 완화 기구(213)의 배출물이 열폭주한 전지 셀(201)에서 전지 셀(202)로 유동되는 것을 차단하여 전지 셀의 안전 성능을 향상시키기 위해 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이에 차단 부재(14)를 설치해야 한다.
이 밖에, 일 예로서, 본 발명의 실시예에서 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이, 및 전지 셀(203)과 전지 셀(204) 사이에 차단 부재(14)가 설치되는 것만 예로 들어 설명하였는데, 즉 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전지 셀 그룹에 포함된 복수 개의 전지 셀을 제1 전지 셀로 지칭하고, 주로 전지 셀(201)을 예로 들어 설명하며, 제2 전지 셀 그룹에 포함된 복수 개의 전지 셀을 제2 전지 셀로 지칭하고, 주로 전지 셀(201)과 인접한 전지 셀(202)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전지 셀(201)과 전지 셀(203) 사이에 차단 부재(14)를 설치하여 소방 매체가 전지 셀(201)에서 전지 셀(203)로 유동되는 것을 차단하거나, 소방 매체가 전지 셀(203)에서 전지 셀(201)로 유동되는 것을 차단할 수도 있다. 전지 셀(202)과 전지 셀(204) 사이에 차단 부재(14)를 설치하여 소방 매체가 전지 셀(202)에서 전지 셀(204)로 유동되는 것을 차단하거나, 소방 매체가 전지 셀(204)에서 전지 셀(202)로 유동되는 것을 차단할 수도 있다.
또한, 도 9에 도시된 배열 방식에 따르면, 전지 셀(201)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽이 제1 벽(2011)이면, 제1 벽(2011)에 수직인 벽은 면적이 작은 제2 벽 및 면적이 큰 제3 벽을 포함하고, 제2 벽과 제3 벽은 모두 측벽이다. 유사하게, 전지 셀(202)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽이 제1 벽(2021)이면, 전지 셀(202)의 제1 벽(2021)에 수직인 벽은 면적이 작은 제2 벽 및 면적이 큰 제3 벽을 포함하고, 제2 벽과 제3 벽도 모두 측벽이다. 도 9에서, 차단 부재(14)는 전지 셀(201)의 면적이 작은 제2 벽과 전지 셀(202)의 면적이 작은 제2 벽 사이에 설치되지만, 반대로, 도 9의 배열 방식과 달리, 차단 부재(14)는 전지 셀(201)의 면적이 큰 제3 벽과 전지 셀(202)의 면적이 큰 제3 벽 사이에 설치될 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이하 첨부 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 차단 부재(14)의 형태를 상세하게 설명한다.
도 10은 도 9에 도시된 복수 개의 전지 셀(20)의 측면도를 나타내고, 상기 측면도는 Z 방향과 X 방향이 위치한 평면에 평행인 측면을 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전지 셀(20)의 전극 단자(214)는 상기 Z 방향을 따라 전지 셀(20)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 제1 벽의 상부 표면으로부터 돌출되고, 상이한 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하기 위한 버스 부재(12)는 전극 단자(214)의 상부 표면을 커버한다. 이 밖에, 상기 차단 부재(14)는 상기 Z 방향을 따라 전극 단자(214)로부터 돌출된다. 또한, 상기 차단 부재는 Z 방향을 따라 버스 부재(12)로부터 돌출되거나 이와 같은 높이이거나 이보다 약간 낮아 도 10에 도시된 좌우 2개의 전지 셀의 전극 단자가 소방 매체에 의해 도통될 가능성을 줄인다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 차단 부재(14)의 일부분이 Z 방향을 따라 전지 셀(20)의 제1 벽의 상부 표면으로부터 돌출되고, 다른 일부분이 2개의 전지 셀(20) 사이에 클램핑되므로, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에서, 차단 부재(14)를 제1 부분과 제2 부분으로 나누며, 여기서, 제1 부분은 Z 방향을 따라 전지 셀(20)의 제1 벽의 상부 표면으로부터 돌출된 부분이고, 제2 부분은 제1 부분을 제외한 부분인데, 즉 제2 부분은 2개의 전지 셀(20) 사이에 클램핑된 부분이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재(14)의 모식도를 나타낸다. 예를 들어, 도 11은 도 9의 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이의 차단 부재(14)를 나타내고, 도 11에 도시된 바와 같이, 차단 부재(14)는 제1 부분(141) 및 제2 부분(142)을 포함하며, 상기 제1 부분(141)은 Z 방향을 따라 전지 셀(201)의 제1 벽으로부터 돌출된 상기 차단 부재(14)의 부분이고, 상기 제2 부분(142)은 전지 셀(201)의 제2 벽과 전지 셀(202)의 제2 벽 사이에 클램핑된 상기 차단 부재(14)의 부분이다.
선택 가능하게, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 부분(141)의 높이(h1)는 제1 벽으로부터 돌출된 전극 단자(214)의 높이보다 크거나 같고, h1은 버스 부재(12)의 상부 표면에서 제1 벽(2011)의 상부 표면까지의 높이보다 작거나 같거나 크다. 제2 부분(142)의 높이(h2)는 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 높이보다 크거나 같고, 바람직하게는, 상기 제2 부분(142)은 Z 방향 및 Z의 반대 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 대응되는 양단을 각각 초과할 수 있는데, 즉 제2 부분(142)은 Z 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 상단을 초과하고, 상기 상단은 전극 단자에 가까운 일단이며, 상기 제2 부분(142)은 Z의 반대 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 하단을 초과하고, 상기 하단은 상기 상단과 대향되며 전극 단자로부터 멀어지는 일단이다. 전지 셀(20)에서 열폭주가 발생한다는 것은 일반적으로 전극 어셈블리 본체 내부에서 격렬한 화학 반응이 일어나 매우 높은 온도를 발생시키는 것을 의미하는데, 제2 부분(142)을 설치함으로써 인접한 2개의 전지 셀 사이의 열량을 차단하는 작용을 일으킬 수 있다.
도 11에 도시된 제1 부분(141)과 제2 부분(142)의 높이의 경우, 제2 부분(142)은 인접한 2개의 전지 셀(20) 사이에 클램핑되어야 하므로, 더 잘 고정 및 장착하기 위해, 일반적으로 도 12에 도시된 형태를 사용한다. 구체적으로, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 전지 셀(20)의 다른 모식도를 나타내고, 도 13은 도 12에서 B-B 방향을 따른 가능한 단면도를 나타내며, 도 12를 도 9와 비교하고 도 13과 결합하여 알 수 있는 바, 도 12 및 도 13의 차단 부재(14)는 복수 개의 분리된 부재이며, 예를 들어, 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이의 차단 부재(14)와, 전지 셀(203)과 전지 셀(204) 사이의 차단 부재(14)는 서로 분리됨으로써, 복수 개의 전지 셀(20)의 위치 설치에 대한 차단 부재(14)의 설치의 영향을 줄일 수 있고, 서로 인접한 복수 개의 전지 셀(20)이 최대한 정렬되게 설치되도록 보장함으로써, 장착에 더욱 유리하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 인접한 복수 개의 전지 셀(20) 사이의 차단 부재(14)를 하나의 완전한 판상 구조로 설치할 수도 있다. 도 14는 도 9에서 C-C 방향을 따른 가능한 단면도를 나타내고, 도 14에 도시된 바와 같이, 인접한 두 열의 전지 셀(20) 사이의 차단 부재(14)는 하나의 완전한 판상 구조로 설치된다.
선택 가능하게, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차단 부재(14)의 다른 모식도를 나타낸다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 부분(141)의 높이(h1)는 도 11에서와 일치하지만, 제2 부분(142)의 높이(h2)는 작고, 상기 제2 부분(142)은 2개의 전지 셀 사이에 차단 부재(14)를 클램핑하여 고정하는데 사용된다. 이 밖에, 상기 차단 부재(14)의 하부, 즉 2개의 전지 셀(20) 사이에 분리 부재(15)를 설치할 수 있고, 상기 분리 부재(15)는 제1 방향을 따른 차단 부재(14)의 일측에 위치하고 차단 부재의 단부에 당접되는데, 즉 제2 부분(142)에 당접된다. 또는, 상기 분리 부재(15)는 제2 부분(142)과 접촉되지 않고 Z 방향을 따라 이격 거리가 존재할 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서 도 15에 도시된 상기 분리 부재(15)가 제2 부분(142)에 당접되는 것을 예로 들었다.
상기 분리 부재(15)의 높이(h3)는 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 높이보다 크거나 같고, 바람직하게는, 상기 분리 부재(15)는 Z 방향 및 Z의 반대 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 대응되는 양단을 각각 초과할 수 있는데, 즉 분리 부재(15)는 Z 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 상단을 초과하고, 상기 상단은 전극 단자에 가까운 일단이며, 상기 분리 부재(15)는 Z의 반대 방향을 따라 전지 셀(20)의 전극 어셈블리의 하단을 초과하고, 상기 하단은 상기 상단과 대향되며 전극 단자로부터 멀어지는 일단이다. 따라서, 상기 분리 부재(15)는 도 11의 제2 부분(142)과 유사할 수 있음으로써, 인접한 2개의 전지 셀 사이의 열량을 차단하는 작용을 일으킬 수 있다.
선택 가능하게, 도 15에 도시된 차단 부재(14)의 제1 부분(141)과 제2 부분(142)의 높이의 경우, 일반적으로 도 8에 도시된 형태를 선택하는데, 즉 하나의 전체적인 차단 부재(14)가 전지 셀(20) 사이에 설치되는 형태를 사용하거나, 도 12에 도시된 분리된 구조, 즉 상이한 인접한 2개의 전지 셀(20) 사이의 차단 부재(14)가 서로 분리된 구조를 사용할 수도 있다. 유사하게, 2개의 전지 셀(20) 사이에 설치된 분리 부재(15)의 경우, 복수 개의 전지 셀(20)의 정렬 및 고정을 위해 복수 개의 분리된 구조를 사용할 수도 있거나, 인접한 두 열의 전지 셀(20)에 동일한 분리 부재(15)를 설치하는 하나의 전체적인 구조를 사용할 수도 있다. 또한, 전체적인 구조 또는 분리된 구조의 차단 부재(14)는 분리된 구조의 분리 부재(15)와 조합하여 사용될 수 있고, 마찬가지로 전체적인 구조의 분리 부재(15)와 조합하여 사용될 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 16은 도 9에서 C-C 방향을 따른 다른 가능한 단면도를 나타내며, 즉 차단 부재(14)는 전체적인 구조를 사용하고, 분리 부재(15)는 분리된 구조를 사용한다. 또한, 전지 셀(20) 및 그 사이의 분리 부재(15)를 고정 및 장착한 후, 전체 차단 부재(14)를 삽입하여 장착 효율을 향상시킨다. 또 예를 들어, 도 17은 도 9에서 C-C 방향을 따른 또 다른 가능한 단면도를 나타내며, 즉 차단 부재(14)는 전체적인 구조를 사용하고, 분리 부재(15)도 전체적인 구조를 사용한다.
이해해야 할 것은, 상기 의 전극 어셈블리의 높이는 2개의 탭을 포함하지 않은 전극 어셈블리의 높이를 의미할 수 있고, 대응되게, 전극 어셈블리의 양단은 전극 어셈블리가 2개의 탭을 포함하지 않을 때 제1 방향에 수직인 2개의 단면을 의미하며, 이 2개의 단면 사이의 거리는 상기 전극 어셈블리의 높이이다.
이해해야 할 것은, 본 발명의 실시예의 차단 부재(14) 및/또는 분리 부재(15)는 커넥터를 통해 2개의 전지 셀 사이에 고정될 수 있으며, 예를 들어, 전지 셀(201)과 전지 셀(202) 사이의 차단 부재(14)를 예로 들면, 제2 부분(142)을 커넥터를 통해 상기 전지 셀(201)의 제2 벽 및/또는 상기 전지 셀(202)의 제2 벽에 부착할 수 있다. 예를 들어, 상기 커넥터는 구조용 접착제 등일 수 있다.
압력 완화 기구(213)가 작동될 때 배출된 배출물 온도가 높으므로, 차단 부재(14)는 용융점이 높은 재료로 선택되고, 선택 가능하게, 상기 차단 부재(14)의 용융점은 상기 분리 부재(15)의 용융점보다 높을 수 있다. 예를 들어, 용융점이 300℃ 이상인 재료를 선택하여 차단 부재(14)로 사용할 수 있거나, 용융점이 500℃ 이상인 재료를 선택하여 차단 부재(14)로 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
차단 부재(14)는 쉽게 변형되지 않는 재료로 선택되어야 하는데, 그러면, 제1 전지 셀의 압력 완화 기구(213)가 작동될 때, 차단 부재(14)는 입자가 제1 전지 셀에서 제2 전지 셀로 흩날리는 것을 방지함으로써 단락을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 차단 부재(14)는 경도가 큰 재료로 선택될 수 있고, 상기 차단 부재(14)의 경도는 분리 부재(15)의 경도보다 크다.
예를 들어, 본 발명의 실시예의 차단 부재(14)는 운모판, 세라믹 및 폼으로 선택될 수 있고, 분리 부재(15)는 단열 작용에 도달하기 위해 에어로겔 복합 재료, 무기 섬유면, 열경화성 수지 폼, 무기 폼 중 적어도 하나의 재료로 선택될 수 있지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
따라서, 본 발명의 실시예의 전지(10)는 복수 개의 전지 셀(20)을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 전지 셀(20) 중 적어도 하나의 전지 셀(20)에는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 압력 완화 기구(213)가 설치된다. 동시에, 전지 셀(20)의 외부에서 압력 완화 기구(213)에 대응되는 위치에는 소방 매체를 수용하는 소방 파이프(13)가 설치되어, 압력 완화 기구(213)가 작동될 때 파괴될 수 있도록 하여 소방 파이프(13)가 파괴된 영역으로부터 압력 완화 기구(213)를 통해 상기 전지 셀(20)로 소방 매체를 배출할 수 있음으로써, 적시에 온도를 낮춰 냉각시킨다. 이 밖에, 임의의 인접한 2개의 전지 셀(20)의 경우, 인접한 2개의 전지 셀(20)의 압력 완화 기구(213)가 위치한 벽의 외표면에 대해 돌출되는 차단 부재(14)를 설치할 수 있음으로써, 소방 매체가 열폭주가 발생한 전지 셀(20)에서 인접한 전지 셀로 유동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 복수 개의 전지 셀(20) 사이에서 단락이 발생하는 가능성을 줄이고, 전지의 안전 성능을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예는 전기 기기를 더 제공하고, 상기 전기 기기는 전술한 각 실시예 따른 전지(10)를 포함할 수 있다. 선택 가능하게, 전기 기기는 차량(1), 선박 또는 우주선일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 전지 및 전기 기기를 설명하였으며, 아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 전지 제조 방법 및 기기를 설명하고, 여기서 상세하게 설명되지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 방법(300)의 예시적 흐름도를 나타낸다. 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 방법(300)은, 복수 개의 전지 셀을 제공하되, 상기 복수 개의 전지 셀은 인접한 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀을 포함하고, 상기 제1 전지 셀은 압력 완화 기구를 포함하며, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 단계 310; 소방 파이프를 제공하되, 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 완화 기구가 작동될 때 상기 제1 벽을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되는 단계 320; 및 차단 부재를 제공하되, 상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재는 상기 소방 파이프로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀에서 상기 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하는데 사용되는 단계 330을 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 기기(400)의 예시적 블록도를 나타낸다. 도 19에 도시된 바와 같이, 전지 제조 기기(400)는 제공 모듈(410)을 포함할 수 있다. 상기 제공 모듈은 복수 개의 전지 셀, 소방 파이프 및 차단 부재에 사용되되, 상기 복수 개의 전지 셀은 인접한 제1 전지 셀 및 제2 전지 셀을 포함하고, 상기 제1 전지 셀은 압력 완화 기구를 포함하며, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 압력 완화 기구는 상기 제1 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되고; 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 완화 기구가 작동될 때 상기 제1 벽을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되며; 상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재는 상기 소방 파이프로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀에서 상기 제2 전지 셀로 유동되는 것을 차단하는데 사용된다.
마지막으로, 상기 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일뿐 이에 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 본 발명은 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었으나 당업자는 여전히 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단을 수정하거나 그 중의 일부 기술특징을 등가 교체할 수 있지만, 이러한 수정 또는 교체는 대응하는 기술적 해결수단의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술적 해결수단의 정신 및 범위를 벗어나지 않도록 한다.
1-차량, 10-전지, 12-버스 부재, 13-소방 파이프, 14-차단 부재, 15-분리 부재, 20-전지 셀, 21-전지 보관함, 22-전극 어셈블리, 23-연결 부재, 30-컨트롤러, 40-모터, 111-제1 박스 본체, 112-제2 박스 본체, 121-제1 버스 부재, 122-제2 버스 부재, 131, 132-밸브, 141-제1 부분, 142-제2 부분, 201, 202, 203, 204-전지 셀, 211-케이스, 212-커버판, 213-압력 완화 기구, 214-전극 단자, 214a-양극 단자, 214b-음극 단자, 221a-제1 탭, 222a-제2 탭, 2011-제1 벽, 2021-제1 벽, 2141-제1 전극 단자, 2142-제2 전극 단자.

Claims (17)

  1. 전지로서,
    복수 개의 전지 셀(20), 소방 파이프(13) 및 차단 부재(14)를 포함하되,
    상기 복수 개의 전지 셀(20)은 인접한 제1 전지 셀(201) 및 제2 전지 셀(202)을 포함하고, 상기 제1 전지 셀(201)은 압력 완화 기구(213)를 포함하며, 상기 압력 완화 기구(213)는 상기 제1 전지 셀(201)의 제1 벽(2011)에 설치되고, 상기 압력 완화 기구(213)는 상기 제1 전지 셀(201)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되고;
    상기 소방 파이프(13)는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프(13)는 상기 압력 완화 기구(213)가 작동될 때 상기 제1 벽(2011)을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되며;
    상기 차단 부재(14)는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽(2011)으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽(2011)에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재(14)는 상기 소방 파이프(13)로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀(201)에서 상기 제2 전지 셀(202)로 유동되는 것을 차단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 일부분은 상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽과 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽 사이에 클램핑되고, 상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽 및 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽은 모두 상기 제1 벽(2011)에 수직인 것을 특징으로 하는 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 일부분은 커넥터를 통해 상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽 및/또는 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽에 부착되는 것을 특징으로 하는 전지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀(201)의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하거나, 및/또는, 상기 차단 부재(14)의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀(202)의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하는 것을 특징으로 하는 전지.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전지는 상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽과 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽 사이에 클램핑되는 분리 부재(15)를 더 포함하고, 상기 분리 부재(15)는 상기 제1 방향을 따른 상기 차단 부재(14)의 일측에 위치하고 상기 차단 부재(14)의 단부에 당접되는 것을 특징으로 하는 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분리 부재(15)의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀(201)의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하거나, 및/또는, 상기 분리 부재(15)의 양단은 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀(202)의 전극 어셈블리의 대응 단을 각각 초과하는 것을 특징으로 하는 전지.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 용융점은 상기 분리 부재(15)의 용융점보다 높은 것을 특징으로 하는 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 용융점은 500℃ 이상인 것을 특징으로 하는 전지.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)의 경도는 상기 분리 부재(15)의 경도보다 큰 것을 특징으로 하는 전지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 전지 셀(20) 중의 제1 전지 셀 그룹 및 제2 전지 셀 그룹은 제2 방향을 따라 병렬로 설치되고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이며, 상기 제1 전지 셀 그룹에는 제3 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 상기 제1 전지 셀(201)이 포함되고, 상기 제2 전지 셀 그룹에는 제3 방향을 따라 나란히 설치되는 적어도 2개의 상기 제2 전지 셀(202)이 포함되며, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽의 면적은 상기 제1 전지 셀(201)의 제3 벽의 표면의 면적보다 작고, 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽의 면적은 상기 제2 전지 셀(202)의 제3 벽의 표면의 면적보다 작으며, 상기 제1 전지 셀(201)의 제2 벽 및 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 벽은 모두 상기 제2 방향에 수직이고, 상기 제1 전지 셀(201)의 제3 벽 및 상기 제2 전지 셀(202)의 제3 벽은 모두 상기 제3 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 전지.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 전지 셀(201)의 제1 전극 단자(2141)는 상기 제1 전지 셀(201)의 제1 벽(2011)에 설치되고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전지 셀(201)의 제1 벽(2011)으로부터 돌출되며;
    상기 제2 전지 셀(202)의 제2 전극 단자(2142)는 상기 제2 전지 셀(202)의 제1 벽(2021)에 설치되고, 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 전지 셀(202)의 제1 벽(2021)으로부터 돌출되며;
    상기 제1 전극 단자(2141)와 상기 제2 전극 단자(2142)는 극성이 반대이고 상기 제2 방향을 따라 인접되게 설치되는 것을 특징으로 하는 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차단 부재(14)는 상기 제1 방향을 따라 상기 제1 전극 단자(2141) 및/또는 상기 제2 전극 단자(2142)로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 전지.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 전지는 제1 버스 부재(121) 및/또는 제2 버스 부재(122)를 더 포함하되,
    상기 제1 버스 부재(121)는 상기 제1 전지 셀(201)의 제1 전극 단자(2141)에 연결되고, 상기 차단 부재(14)는 상기 제1 방향을 따라 제1 버스 부재로부터 돌출되거나 제1 버스 부재와 같은 높이이며;
    상기 제2 버스 부재(122)는 상기 제2 전지 셀(202)의 제2 전극 단자(2142)에 연결되고, 상기 차단 부재(14)는 상기 제1 방향을 따라 제2 버스 부재로부터 돌출되거나 제2 버스 부재와 같은 높이인 것을 특징으로 하는 전지.
  15. 전기 기기로서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
  16. 전지 제조 방법으로서,
    복수 개의 전지 셀（20）을 제공하되, 상기 복수 개의 전지 셀（20）은 인접한 제1 전지 셀(201) 및 제2 전지 셀（202）을 포함하고, 상기 제1 전지 셀（201）은 압력 완화 기구（213）를 포함하며, 상기 압력 완화 기구（213）는 상기 제1 전지 셀（201）의 제1 벽（2011）에 설치되고, 상기 압력 완화 기구（213）는 상기 제1 전지 셀（201）의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되는 단계;
    소방 파이프（13）를 제공하되, 상기 소방 파이프（13）는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프（13）는 상기 압력 완화 기구（213）가 작동될 때 상기 제1 벽（2011）을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되는 단계; 및
    차단 부재（14）를 제공하되, 상기 차단 부재（14）는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽（2011）으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽（2011）에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재（14）는 상기 소방 파이프（13）로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀（201）에서 상기 제2 전지 셀（202）로 유동되는 것을 차단하는데 사용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  17. 전지 제조 기기로서,
    복수 개의 전지 셀（20）, 소방 파이프（13） 및 차단 부재（14）에 사용되는 제공 모듈을 포함하되,
    상기 복수 개의 전지 셀（20）은 인접한 제1 전지 셀（201） 및 제2 전지 셀（202）을 포함하고, 상기 제1 전지 셀（201）은 압력 완화 기구（213）를 포함하며, 상기 압력 완화 기구（213）는 상기 제1 전지 셀（201）의 제1 벽（2011）에 설치되고, 상기 압력 완화 기구（213）는 상기 제1 전지 셀（201）의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 내부 압력을 완화하도록 작동되고;
    상기 소방 파이프（13）는 소방 매체를 수용하고, 상기 소방 파이프（13）는 상기 압력 완화 기구（213）가 작동될 때 상기 제1 벽（2011）을 향해 상기 소방 매체를 배출하는데 사용되며;
    상기 차단 부재（14）는 제1 방향을 따라 상기 제1 벽（2011）으로부터 돌출되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽（2011）에 수직인 방향이며, 상기 차단 부재（14）는 상기 소방 파이프（13）로부터 배출되는 상기 소방 매체가 상기 제1 전지 셀（201）에서 상기 제2 전지 셀（202）로 유동되는 것을 차단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 기기.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN218391946U (zh) * 2022-08-24 2023-01-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池消防系统、电池及用电装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9093726B2 (en) * 2009-09-12 2015-07-28 Tesla Motors, Inc. Active thermal runaway mitigation system for use within a battery pack
KR101191660B1 (ko) * 2010-11-08 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
JP2016073328A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 三菱重工業株式会社 蓄電装置および蓄電装置消火方法
US10608299B2 (en) * 2016-08-09 2020-03-31 Nio Usa, Inc. Cooling system for a battery pack system for quickly addressing thermal runaway
EP3333932B1 (en) * 2016-12-06 2019-02-13 Samsung SDI Co., Ltd. Battery system
CN106960977A (zh) * 2017-04-28 2017-07-18 捷星新能源科技（苏州）有限公司 一种高安全性多功能的动力锂电池组
CN111106276B (zh) * 2018-12-28 2021-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池包的喷淋系统、电池包
CN211376746U (zh) * 2020-02-21 2020-08-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组及装置
CN212085091U (zh) * 2020-05-25 2020-12-04 重庆金康动力新能源有限公司 带有灭火管路的电池包
CN111613746B (zh) * 2020-05-25 2023-09-26 重庆金康动力新能源有限公司 带喷淋系统的电池包用隔离件
CN111509163A (zh) * 2020-05-25 2020-08-07 重庆金康动力新能源有限公司 具有灭火功能的电池包

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