KR20220163477A - 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치를 제공한다. 상기 전지는 전지 셀 및 열 관리 부재를 포함하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하고; 상기 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하며; 상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 한다. 본 발명의 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치는 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
본 발명은 전지 기술분야에 관한 것으로, 특히 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
에너지 절약 및 오염물의 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이 경우, 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호 이점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 구성 부분으로 되고 있다. 전기 자동차의 경우, 전지 기술은 또한 이의 발전에 관련된 중요한 요소이다.
전지 기술의 발전에 있어서 전지 성능 향상 뿐만 아니라 안전성 문제 역시 소홀히 할 수 없는 문제이다. 전지의 안전성 문제가 확보되지 않은 경우 전지는 사용할 수 없다. 따라서, 전지의 안전성을 어떻게 높일 것인가는 전지 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 발명은 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 전지 셀 및 열 관리 부재를 포함하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하고; 상기 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하며; 상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 하는 전지를 제공한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전지는 전지 셀의 압력 릴리프 기구가 위치하는 제1 벽에 제1 스토퍼를 설치하고, 열 관리 부재에 제2 스토퍼를 설치한다. 이에 따라, 제1 스토퍼와 제2 스토퍼의 매칭 설치를 통해, 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역 사이의 대향 설치를 더욱 정확히 구현할 수 있는 바, 즉 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역의 정렬 장착이 편리하고, 나아가 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 전지 셀에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통해 원활하게 배출될 수 있어 전지 셀의 폭발을 효과적으로 방지한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 스토퍼는 돌기 구조를 포함하고 상기 제2 스토퍼는 오목홈 구조를 포함하거나, 상기 제1 스토퍼는 오목홈 구조를 포함하고 상기 제2 스토퍼는 돌기 구조를 포함하며; 상기 돌기 구조는 상기 오목홈 구조에 적어도 부분적으로 수용된다.
오목홈 구조와 돌기 구조를 통해 제1 스토퍼와 제2 스토퍼의 매칭 설치를 구현함으로써, 가공이 편리할 뿐만 아니라, 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역을 편리하게 장착 및 고정할 수도 있다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 기구와 상기 제1 표면 사이에는 간극이 구비되고, 상기 간극은 상기 압력 릴리프 기구에 변형 공간을 제공하여 상기 압력 릴리프 기구가 상기 열 관리 부재를 향해 변형되도록 하며, 나아가 전지 셀 내의 배출물이 압력 릴리프 기구를 통해 빠르고 원활하게 배출될 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 돌기 구조의 높이는 상기 오목홈 구조의 깊이보다 크므로, 상기 압력 릴리프 기구와 상기 제1 표면 사이에 간극이 존재한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 스토퍼는 상기 오목홈 구조를 포함하고, 상기 압력 릴리프 영역의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 상기 제2 스토퍼는 상기 압력 릴리프 영역 둘레에 제1 돌기 및 제2 돌기를 순차적으로 포함하며, 상기 제1 돌기와 상기 제2 돌기 사이에는 상기 오목홈 구조가 형성된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 스토퍼는 상기 오목홈 구조를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 상기 제1 스토퍼는 상기 압력 릴리프 기구 둘레에 제3 돌기 및 제4 돌기를 순차적으로 포함하며, 상기 제3 돌기와 제4 돌기 사이에는 상기 오목홈 구조가 형성된다.
제1 스토퍼 또는 제2 스토퍼가 오목홈 구조를 포함하는지 여부에 관계 없이 2개의 돌기를 설치하여 오목홈 구조를 형성함으로써, 제1 스토퍼가 압력 릴리프 기구에 대하여 제1 벽의 표면에 돌출되는 동시에 제2 스토퍼도 열 관리 부재의 제1 표면에 돌출될 수 있도록 한다. 이에 따라, 제1 스토퍼와 제2 스토퍼를 매칭되게 설치하는 경우, 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역의 정확한 정렬을 구현하고, 장착 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압력 릴리프 기구와 제1 표면 사이에 공극을 가질 수 있도록 함으로써, 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우에 변형 공간을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 기구의 둘레에는 2개의 상기 제1 스토퍼가 설치되고, 2개의 상기 제1 스토퍼 중 하나의 상기 제1 스토퍼는 상기 제1 벽에서 상기 압력 릴리프 기구의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 상기 제1 스토퍼와 중첩된다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 영역의 둘레에는 2개의 상기 제2 스토퍼가 설치되고, 2개의 상기 제2 스토퍼 중 하나의 제2 스토퍼는 상기 제1 표면에서 상기 압력 릴리프 영역의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 상기 제2 스토퍼와 중첩된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 스토퍼는 상기 압력 릴리프 기구의 주변을 에워싸는 환형 구조이다.
일부 실시예에서, 상기 제2 스토퍼는 상기 압력 릴리프 영역의 주변을 에워싸는 환형 구조이다.
제1 스토퍼와 제2 스토퍼를 균일하고 대칭적으로 설치함으로써, 가공 및 장착 과정을 단순화할 수 있고, 또한 제1 스토퍼와 제2 스토퍼가 장착 후 더욱 안정적이고 쉽게 변위되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 영역의 면적은 상기 압력 릴리프 기구의 면적보다 크거나 같다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 영역은 관통홀로서, 전지 셀에서 배출된 배출물이 더욱 빠르게 압력 릴리프 영역에서 배출될 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 열 관리 부재는 상기 압력 릴리프 기구와 대향되게 설치된 오목홈을 구비하고, 상기 오목홈의 바닥벽은 상기 압력 릴리프 영역을 형성하며, 상기 오목홈의 바닥벽에서 상기 열 관리 부재의 두께는 상기 오목홈을 제외한 다른 영역에서 상기 열 관리 부재의 두께보다 얇다.
일부 실시예에서, 상기 압력 릴리프 영역의 재료의 융점은 상기 열 관리 부재에서 상기 압력 릴리프 영역을 제외한 다른 영역의 재료의 융점보다 낮다.
관통홀 방식으로 압력 릴리프 영역을 설치하지 않음으로써, 압력 릴리프 기구가 작동되지 않는 경우, 열 관리 부재는 전기 챔버와 수집 챔버 사이의 상대적 단절을 유지하여 수집 챔버 내의 물질이 전기 챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있어 전기 챔버 내의 전지 셀을 보호한다.
제2 양태에 따르면, 전기 에너지를 제공하는 제1 양태에 따른 전지를 포함하는 전기 장치를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 전기 장치는 차량, 선박 또는 우주선이다.
제3 양태에 따르면, 전지 셀을 제공하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 단계; 및 열 관리 부재를 제공하되, 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하는 단계를 포함하고, 상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 하는 전지 제조 방법을 제공한다.
제4 양태에 따르면, 상술한 제3 양태에 따른 방법을 수행하는 모듈을 포함하는 전지 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 전지는 전지 셀의 압력 릴리프 기구가 위치하는 제1 벽에 제1 스토퍼를 설치하고, 열 관리 부재에 제2 스토퍼를 설치한다. 이에 따라, 제1 스토퍼와 제2 스토퍼의 매칭 설치를 통해, 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역 사이의 대향 설치를 더욱 정확히 구현할 수 있는 바, 즉 압력 릴리프 기구와 압력 릴리프 영역의 정렬 장착이 편리하고, 나아가 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 전지 셀에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통해 원활하게 배출될 수 있어 전지 셀의 폭발을 효과적으로 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 개시된 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 셀 그룹의 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 셀의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지의 구조 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 중 전지 셀 및 열 관리 부재의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 셀의 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 개시된 다른 전지 셀의 저면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 개시된 또 다른 전지 셀의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 개시된 다른 전지 중 전지 셀 및 열 관리 부재의 분해도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 셀 및 열 관리 부재의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 셀 및 열 관리 부재의 부분 분해도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 제조 장치의 예시적인 블록도이다.
첨부 도면에서, 도면은 실제 축척에 따라 그려진 것이 아니다.
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 결부하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예에 대한 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 원리를 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안 된다. 즉, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 설명에서, 달리 명시되지 않는 한, "복수"의 의미는 2개 이상(2개 포함)이며; 용어 "상", "하", "좌", "우", "내", "외" 등으로 지시된 방향 또는 위치 관계는 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 이 밖에, 용어 "제1", "제2", "제3" 등은 설명의 목적으로만 사용되며 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해해서는 안된다. "수직"은 엄격한 의미의 수직이 아니라 허용 가능한 오차 범위 내에 있다. "평행"은 엄격한 의미의 평행이 아니라 허용 가능한 오차 범위 내에 있다.
하기 설명에서 나타나는 지시어는 모두 도면에 도시된 방향으로서, 본 발명의 구체적인 구성을 한정하지 않는다. 본 발명의 설명에서, 달리 명시적으로 지정 및 한정되지 않는 한 용어 "장착", "상호 연결", "연결" 및 "첨부"는 넓은 의미로 이해되어야 하는 바, 예를 들어 고정 연결, 탈착 가능한 연결, 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 본 발명에서의 상기 용어들의 구체적인 의미는 구체적인 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 발명에서, 전지 셀은 일차 전지, 이차 전지를 포함할 수 있는데, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 전지 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 다른 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 전지 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 전지 셀, 육면체 또는 각형 전지 셀 및 소프트팩 전지 셀 이 3가지 유형으로 구분되며, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에 언급된 전지는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 또는 복수의 전지 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 또는 복수의 전지 셀을 패키징하기 위한 박스 바디를 포함한다. 박스 바디는 액체 또는 다른 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극 시트, 음극 시트 및 격리막을 포함한다. 전지 셀은 주로 금속 이온의 양극 시트와 음극 시트 사이 이동에 의존하여 작동한다. 양극 시트는 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 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 망간산리튬 등일 수 있다. 음극 시트는 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 큰 전류가 퓨징 없이 흐르도록 하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수 개이고 또한 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수 개이고 또한 함께 적층된다. 격리막의 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, 충방전율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 하고, 또한 전지의 안전성도 고려해야 한다.
전지의 경우, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 발생하며, 전지의 안전 성능을 향상시키기 위해 일반적으로 전지 셀에 압력 릴리프 기구를 설치한다. 압력 릴리프 기구는 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정된 임계값에 도달하면 내부 압력 또는 온도를 릴리프하도록 작동되는 소자 또는 부재를 의미한다. 상기 예정된 임계값은 다양한 설계 필요에 따라 조정할 수 있다. 상기 예정된 임계값은 전지 셀 중의 양극 시트, 음극 시트, 전해액 및 격리막 중 하나 또는 복수의 재료에 의해 결정될 수 있다. 압력 릴리프 기구는 압력에 민감하거나 온도에 민감한 소자 또는 부재를 적용할 수 있는 바, 즉, 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정된 임게값에 도달하면, 압력 릴리프 기구가 작동되어 내부 압력 또는 온도가 릴리프될 수 있는 채널이 형성된다.
본 발명에서 언급된 “작동”은 압력 릴리프 기구가 동작하여 전지 셀의 내부 압력 및 온도가 릴리프되는 것을 의미한다. 압력 릴리프 기구에 의해 생성된 동작은 압력 릴리프 기구 중 적어도 일부의 파열, 찢어짐 또는 용융 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 압력 릴리프 기구가 작동된 후, 전지 셀 내부의 고온 및 고압 물질은 배출물로서 압력 릴리프 기구에서 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 제어 가능한 압력 또는 온도에서 전지 셀의 압력을 릴리프함으로써 잠재적으로 더 심각한 사고를 방지할 수 있다.
본 발명에서 언급된 전지 셀로부터의 배출물은 전해액, 용해되거나 분열된 양극 및 음극 시트, 격리막의 파편, 반응에 의해 생성된 고온 및 고압 기체, 화염 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
전지 셀의 압력 릴리프 기구는 전지의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 전지 셀에 단락, 과충전 등 현상이 발생하면, 전지 셀 내부에 열 폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급격히 상승할 수 있다. 이 경우 압력 릴리프 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 외부로 방출하여 전지 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
현재의 압력 릴리프 기구 설계안에서는 주로 전지 셀 내부의 고압 및 고열 방출, 즉 상기 배출물을 전지 셀 외부로 배출하는 데 중점을 두고 있다. 그러나, 전지의 출력 전압 또는 전류를 확보하기 위해서는 복수의 전지 셀이 필요한 경우가 많으며, 또한 복수의 전지 셀은 버스 부재를 통해 전기적으로 연결된다. 전지 셀의 내부에서 배출된 배출물은 나머지 전지 셀의 단락 현상을 초래할 수 있는데, 예를 들어, 배출된 금속 부스러기가 2개의 버스 부재를 전기적으로 연결하면 전지가 단락되므로 안전 위험이 존재한다. 또한, 고온 및 고압 배출물은 전지 셀에 압력 릴리프 기구가 설치된 방향으로 배출되고, 더욱 구체적으로는 압력 릴리프 기구가 작동되는 영역을 향한 방향으로 배출되며, 이러한 배출물은 해당 방향의 하나 또는 복수의 구조물을 타파할 만큼 위력과 파괴력이 매우 클 수 있어 추가 안전성 문제을 일으킬 수 있다.
이를 감안하여, 본 발명의 실시예는 열 관리 부재를이용하여 전지의 박스 바디 내부를 전지 셀을 수용하는 전기 챔버와 배출물을 수집하는 수집 챔버로 분리함으로써, 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 전지 셀의 배출물은 수집 챔버에 유입될 뿐 전기 챔버에 소량으로 유입되거나 유입되지 않아 전기 챔버 중의 버스 부재에 대한 배출물의 영향이 감소되므로 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 전지 셀의 배출물이 수집 챔버를 통해 수집되므로, 고온 및 고압 배출물이 완충되어 배출물의 압력 및 온도를 낮추고 다른 구조에 대한 파괴력을 줄여 전지의 안전성을 더욱 향상시킨다.
열 관리 부재는 복수의 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용한다. 여기서 유체는 액체 또는 기체일 수 있으며, 온도를 조절한다는 것은 복수의 전지 셀을 가열 또는 냉각하는 것을 의미한다. 전지 셀을 냉각 또는 감온하는 경우, 상기 열 관리 부재는 복수의 전지 셀의 온도를 낮추기 위해 냉각 유체를 수용하는데, 이 때, 열 관리 부재는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로 지칭될 수도 있고, 수용된 유체는 냉각 매체 또는 냉각 유체로 지칭될 수도 있으며, 더욱 구체적으로는 냉각액 또는 냉각 기체로 지칭될 수 있다. 또한, 열 관리 부재는 복수의 전지 셀의 온도를 높이기 위해 가열에 사용될 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 더 나은 온도 조절 효과를 달성하기 위해 순환 유동될 수 있다. 선택적으로, 유체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
전기 챔버는 복수의 전지 셀 및 버스 부재를 수용한다. 전기 챔버는 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수 있다. 전기 챔버는 전지 셀 및 버스 부재의 장착 공간을 제공한다. 일부 실시예에서, 전기 챔버에는 전지 셀을 고정하기 위한 구조가 설치될 수도 있다. 전기 챔버의 형상은 수용된 복수의 전지 셀 및 버스 부재에 따라 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 챔버는 6개의 벽을 갖는 정사각형일 수 있다. 전기 챔버 내의 전지 셀은 전기적 연결을 통해 높은 전압을 출력하므로, 전기 챔버는 “고전압 챔버”로 지칭될 수도 있다.
버스 부재는 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결과 같은 복수의 전지 셀 사이의 전기적 연결을 구현하는 데 사용된다. 버스 부재는 전지 셀의 전극 단자를 연결하여 전지 셀 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 부재는 용접에 의해 전지 셀의 전극 단자에 고정될 수 있다. “고전압 챔버”에 대응하여, 버스 부재에 의해 생성된 전기적 연결은 “고전압 연결”로 지칭될 수도 있다.
수집 챔버는 배출물을 수집하기 위한 것으로, 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수집 챔버 내에는 공기, 또는 기타 기체가 포함될 수 있다. 수집 챔버 내에는 전압 출력에 연결되는 전기적 연결이 없으므로, “고전압 챔버”에 대응하여 수집 챔버는 “저전압 챔버”로 지칭될 수도 있다. 선택적으로, 또는 추가적으로, 상기 수집 챔버 내에는 냉각 매체와 같은 액체를 포함할 수 있거나, 수집 챔버로 유입된 배출물을 추가로 감온시키기 위해 상기 액체를 수용하는 부재를 설치할 수 있다. 더 선택적으로, 수집 챔버 내의 기체 또는 액체는 순환 유동된다.
본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 모두 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 전지 자동차, 전동 장난감, 전동 공구, 전동 차량, 선박 및 우주선 등과 같이 전지를 사용하는 다양한 장치에 적용될 수 있고, 예를 들어 우주선은 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주 비행선 등을 포함한다.
이해해야 할 점은, 본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 위에서 설명된 기기에 한정되지 않을 뿐만 아니라 전지를 사용하는 모든 기기에 적용될 수 있으나, 간결함을 위해 하기 실시예에서는 모두 전기 자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1은 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 제어하는 데 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 공급하는 데 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 전지(10)는 차량(1)의 회로 시스템에 사용되는 차량(1)의 작동 전원으로서, 예를 들어 차량(1)의 시동, 네비게이션 및 주행 중 작동 전력 사용 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, 전지(10)는 복수의 전지 셀을 포함할 수 있고, 여기서 복수의 전지 셀 간에는 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 및 병렬의 혼합을 의미한다. 전지는 전지 팩일 수도 있다. 선택적으로, 복수의 전지 셀은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈을 구성하고, 복수의 전지 모듈은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지(10)를 구성할 수 있다. 다시 말해서, 복수의 전지 셀은 전지(10)를 직접 구성할 수 있고 먼저 전지 모듈을 구성한 다음 전지 모듈이 전지를 구성할 수도 있다.
예를 들어, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 구조 모식도이고, 전지(10)는 적어도 하나의 전지 모듈(200)을 포함할 수 있다. 전지 모듈(200)은 복수의 전지 셀(20)을 포함한다. 전지(10)는 박스 바디를 더 포함할 수 있고, 박스 바디 내부는 중공 구조이며, 복수의 전지 셀(20)은 박스 바디 내에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 바디는 여기서 각각 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)으로 지칭되는 두 부분을 포함할 수 있고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 스냅 결합된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형상은 전지 모듈(200)의 조합 형상에 따라 결정될 수 있고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 중 적어도 하나는 하나의 개구를 갖는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 모두 중공 직육면체일 수 있고 각각 일면만 개구면이며, 제1 부분(111)의 개구와 제2 부분(112)의 개구는 대향되게 설치되고, 또한 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 스냅 결합되어 폐쇄된 챔버를 갖는 박스 바디를 형성한다. 다른 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 달리, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 중 하나만 개구를 갖는 중공 직육면체이고, 다른 하나는 개구를 커버하기 위해 판 형상일 수 있다. 예를 들어, 여기서 제2 부분(112)은 중공 직육면체이고 일면만 개구면이며, 제1 부분(111)은 판 형상인 경우를 예로 들면, 제1 부분(111)은 제2 부분(112)의 개구에 커버되어 폐쇄된 챔버를 갖는 박스 바디를 형성하고, 상기 챔버는 복수의 전지 셀(20)을 수용하는 데 사용될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)은 서로 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결되어 조합된 후 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 스냅 결합되어 형성된 박스 바디 내에 배치된다.
선택적으로, 전지(10)는 다른 구조를 더 포함할 수 있으며, 여기서 더 이상 일일히 설명하지 않는다. 예를 들어, 상기 전지(10)는 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결과 같이 복수의 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 버스 부재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 버스 부재는 전지 셀(20)의 전극 단자를 연결하여 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 나아가, 버스 부재는 용접을 통해 전지 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)의 전기 에너지는 전도성 기구를 통해 박스 바디를 통과하여 추가로 인출될 수 있다.
상이한 전력 요구에 따라, 전지 모듈(200) 중 전지 셀(20)의 개수는 임의의 값으로 설정될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결되어 큰 용량 또는 전력을 구현할 수 있다. 각 전지(10)에 포함되는 전지 셀(20)의 개수는 많을 수 있으므로, 장착이 용이하도록 전지 셀(20)을 그룹으로 나누어 설치할 수 있고, 각 그룹의 전지 셀(20)은 전지 모듈(200)을 구성한다. 전지 모듈(200)에 포함되는 전지 셀(20)의 개수는 한정되지 않으며, 필요에 따라 설치할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 전지 모듈(200)의 일 예이다. 전지는 복수의 전지 모듈(200)을 포함할 수 있고, 이러한 전지 모듈(200)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(20)의 구조 모식도이다. 전지 셀(20)은 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22), 케이스(211) 및 커버판(212)을 포함한다. 케이스(211)와 커버판(212)은 하우징(21)을 형성한다. 케이스(211)의 벽 및 커버판(212)은 모두 전지 셀(20)의 벽으로 지칭된다. 케이스(211)는 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)의 조합 형상에 따라 결정되는 바, 예를 들어, 케이스(211)는 중공 직육면체 또는 정육면체 또는 원기둥체일 수 있고, 케이스(211)의 일면에는 개구가 구비되어 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)가 케이스(211) 내에 안착될 수 있도록 한다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공 직육면체 또는 정육면체인 경우, 케이스(211)의 하나의 평면은 개구면인 바, 즉 상기 평면은 벽체가 구비되지 않아 케이스(211)의 내부와 외부가 연통된다. 케이스(211)가 중공 원기둥체인 경우, 케이스(211)의 단면은 개구면인 바, 즉 상기 단면은 벽체가 구비되지 않아 케이스(211)의 내부와 외부가 연통된다. 커버판(212)은 개구를 커버하고 또한 케이스(211)와 연결되어 전극 어셈블리(22)가 안착되는 폐쇄된 챔버를 형성한다. 케이스(211) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진된다.
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 전극 단자(214a) 및 음극 전극 단자(214b)이다 각 전극 단자(214)에는 각각 하나의 연결 부품(23)이 대응되게 설치되고, 상기 연결 부품(23)은 커버판(212)과 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여 전극 어셈블리(22)와 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하는 데 사용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 전극 어셈블리(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 구비한다. 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)의 극성은 반대이다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극 탭이면, 제2 탭(222a)은 음극 탭이다. 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 연결 부품(23)을 통해 하나의 전극 단자에 연결되고, 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(22)의 제2 탭(222a)은 다른 연결 부품(23)을 통해 다른 전극 단자에 연결된다. 예를 들어, 양전극 단자(214a)는 하나의 연결 부품(23)을 통해 양극 탭에 연결되고, 음전극 단자(214b)는 다른 연결 부품(23)을 통해 음극 탭에 연결된다.
상기 전지 셀(20)에서, 실제 사용 필요에 따라 전극 어셈블리(22)는 단일 또는 복수로 설치될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 전지 셀(20) 내에는 4개의 독립적인 전극 어셈블리(22)가 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전지 셀(20)의 일벽에는 압력 릴리프 기구(213)가 더 설치될 수 있는데, 예를 들어, 전지 셀(20)의 제1 벽(21a)에 압력 릴리프 기구(213)를 설치할 수 있다. 도 4의 제1 벽(21a)은 케이스(211)와 분리되는 바, 즉 케이스(211)의 바닥측에는 개구가 구비되고, 제1 벽(21a)은 바닥측 개구를 커버하며 케이스(211)와 연결되고, 연결 방식은 용접 또는 접착 등일 수 있다. 대체 가능하게, 제1 벽(21a)과 케이스(211)는 일체형 구조일 수도 있다. 압력 릴리프 기구(213)는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 내부 압력 또는 온도를 릴리프하기 위해 작동한다.
상기 압력 릴리프 기구(213)는 제1 벽(21a)의 일부일 수 있고 제1 벽(21a)과 별개의 구조일 수도 있으며, 용접과 같은 방식에 의해 제1 벽(21a)에 고정된다. 압력 릴리프 기구(213)가 제1 벽(21a)의 일부인 경우, 예를 들어, 압력 릴리프 기구(213)는 제1 벽(21a)에 노치를 설정하는 방식으로 형성될 수 있고, 상기 노치에 대응하는 제1 벽(21a)의 두께는 압력 릴리프 기구(213)에서 노치를 제외한 다른 영역의 두께보다 얇다. 노치는 압력 릴리프 기구(213)의 가장 취약한 위치이다. 전지 셀(20)에서 생성되는 기체가 너무 많아 케이스(211)의 내부 압력이 상승하여 임계값에 도달하거나 전지 셀(20)의 내부 반응에 의해 열량이 발생하고 이로 인해 전지 셀(20)의 내부 온도가 상승하여 임계값에 도달하면, 압력 릴리프 기구(213)는 노치에서 파열되어 케이스(211)의 내부와 외부가 연통될 수 있고, 기체 압력 및 온도는 압력 릴리프 기구(213)의 균열에 의해 외부로 방출되어 전지 셀(20)의 폭발을 방지한다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 릴리프 기구(213)가 전지 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치된 경우, 전지 셀(20)의 제2 벽에는 전극 단자(214)가 설치되고, 제2 벽은 제1 벽(21a)과 상이하다.
선택적으로, 제2 벽은 제1 벽(21a)과 대향되게 설치된다. 예를 들어, 제1 벽(21a)은 전지 셀(20)의 바닥벽일 수 있고, 제2 벽은 전지 셀(20)의 커버판(212)일 수 있다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전지 셀(20)은 받침판(24)을 더 포함할 수 있고, 상기 받침판(24)은 전극 어셈블리(22)와 케이스(211)의 바닥벽 사이에 위치하여 전극 어셈블리(22)에 대해 지지 역할을 할 수 있으며, 전극 어셈블리(22)와 케이스(211) 바닥벽 주변의 원형 모서리의 간섭을 효과적으로 방지할 수도 있다. 또한, 상기 받침판(24)에는 하나 또는 복수의 관통홀이 설치될 수 있는 바, 예를 들어, 균일하게 배열된 복수의 관통홀이 설치될 수 있으며, 또는 압력 릴리프 기구(213)가 케이스(211)의 바닥벽에 설치된 경우, 전해액 또는 기체가 용이하게 도통되도록 상기 압력 릴리프 기구(213)의 위치에 대응하여 관통홀이 설치되며, 구체적으로, 이에 따라 받침판(24)의 상면과 하면 사이의 공간이 연통되어 전지 셀(20) 내부에서 발생하는 기체, 전해액은 모두 받침판(24)을 자유롭게 통과할 수 있다.
압력 릴리프 기구(213)와 전극 단자(214)를 전지 셀(20)의 상이한 벽에 설치함으로써, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 전지 셀(20)의 배출물이 전극 단자(214)로부터 더 멀어지도록 하여 전극 단자(214)와 버스 부재에 대한 배출물의 영향이 감소되므로, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 전극 단자(214)가 전지 셀(20)의 커버판(212)에 설치된 경우, 압력 릴리프 기구(213)를 전지 셀(20)의 바닥벽에 설치함으로써, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 전지 셀(20)의 배출물이 전지(10)의 바닥부로 배출되도록 할 수 있다. 이에 따라, 한편으로는 전지(10)의 바닥부의 열 관리 부재를 이용하여 배출물의 위험을 줄일 수 있고, 다른 한편으로는 전지(10)가 차량 내에 설치된 경우, 전지(10)의 바닥부가 일반적으로 승객과 멀리 떨어져 있으므로 승객에 대한 피해를 줄일 수 있다.
압력 릴리프 기구(213)는 여러가지 가능한 압력 릴리프 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 압력 릴리프 기구(213)는 온도 감지형 압력 릴리프 기구일 수 있고, 온도 감지형 압력 릴리프 기구는 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달하면 용융될 수 있도록 구성되며; 및/또는, 압력 릴리프 기구(213)는 압력 감지형 압력 릴리프 기구일 수 있고, 압력 감지형 압력 릴리프 기구는 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 공기압이 임계값에 도달하면 파열될 수 있도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 박스 바디(11)의 모식도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박스 바디(11)는 전기 챔버(11a), 수집 챔버(11b) 및 열 관리 부재(13)를 포함할 수 있다. 열 관리 부재(13)는 전기 챔버(11a)와 수집 챔버(11b)를 격리한다. 여기서 “격리”는 밀봉되지 않을 수 있는 분리를 의미한다.
전기 챔버(11a)는 복수의 전지 셀(20)과 버스 부재(12)를 수용한다. 전기 챔버(11a)는 전지 셀(20)과 버스 부재(12)의 수용 공간을 제공하고, 전기 챔버(11a)의 형상은 복수의 전지 셀(20)과 버스 부재(12)에 따라 결정될 수 있다.
버스 부재(12)는 복수의 전지 셀(20)의 전기적 연결을 구현한다. 버스 부재(12)는 전지 셀(20)의 전극 단자(214)를 연결함으로써 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다.
복수의 전지 셀(20) 중 적어도 하나의 전지 셀(20)은 압력 릴리프 기구(213)를 포함할 수 있고, 압력 릴리프 기구(213)는 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 내부 압력 또는 온도를 릴리프하기 위해 작동한다.
설명의 편의를 위해, 압력 릴리프 기구(213)에 대한 이하의 관련 설명에서 언급된 전지 셀(20)은 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)을 의미한다. 예를 들어, 전지 셀(20)은 도 4의 전지 셀(20)일 수 있다.
열 관리 부재(13)는 복수의 전지 셀(20)의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용한다. 전지 셀(20)을 감온시키는 경우, 상기 열 관리 부재(13)는 복수의 전지 셀(20)의 온도를 조절하기 위해 냉각 매체를 수용할 수 있으며, 이 때, 열 관리 부재(13)는 냉각 부재, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로 지칭될 수도 있다. 또한, 열 관리 부재(13)는 가열에 사용될 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 더 나은 온도 조절 효과를 달성하기 위해 순환 유동될 수 있다.
수집 챔버(11b)는 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)로부터의 배출물을 수집한다.
본 발명의 실시예에서, 열 관리 부재(13)를 사용하여 전기 챔버(11a)와 수집 챔버(11b)를 격리한다. 다시 말하면, 복수의 전지 셀(20) 및 버스 부재(12)를 수용하는 전기 챔버(11a)와 배출물을 수집하는 수집 챔버(11b)는 분리되게 설치된다. 이에 따라, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 전지 셀(20)의 배출물은 수집 챔버(11b)에 유입될 뿐 전기 챔버(11a)에 소량으로 유입되거나 유입되지 않아 전기 챔버(11a) 내의 전기적 연결에 영향을 미치지 않으므로, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 열 관리 부재(13)는 전기 챔버(11a)와 수집 챔버(11b)가 공유하는 벽을 구비한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 열 관리 부재(13)는 전기 챔버(11a)의 일벽인 동시에 수집 챔버(11b)의 일벽일 수 있다. 다시 말하면, 열 관리 부재(13)(또는 그 일부)는 전기 챔버(11a)와 수집 챔버(11b)가 공유하는 벽으로 직접 사용될 수 있으며, 이에 따라, 전지 셀(20)의 배출물은 열 관리 부재(13)를 통과하여 수집 챔버(11b)로 유입될 수 있고, 동시에, 열 관리 부재(13)의 존재로 인해 상기 배출물과 전기 챔버(11a)를 최대한 격리할 수 있으므로, 배출물의 위험성을 줄이고 전지의 안전성을 향상시킨다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 전기 챔버(11a)는 개구를 갖는 덮개체와 열 관리 부재(13)로 형성될 수 있다. 수집 챔버(11b)는 열 관리 부재(13)와 보호 부품으로 형성될 수 있다.
보호 부품과 열 관리 부재(13)에 의해 형성된 수집 챔버(11b)는 전지 셀을 수용할 수 있는 공간을 차지하지 않으므로 큰 공간의 수집 챔버(11b)를 설치할 수 있어 배출물을 효과적으로 수집 및 완충하고 위험성을 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 수집 챔버(11b) 내에는 냉각 매체와 같은 유체를 설치할 수도 있거나, 수집 챔버(11b) 내로 유입된 배출물을 추가로 감온시키기 위해 상기 액체를 수용하는 부재를 설치할 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 수집 챔버(11b)는 밀봉된 챔버일 수 있다. 예를 들어, 보호 부품과 열 관리 부재(13)의 연결 위치는 밀봉 부품에 의해 밀봉될 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 수집 챔버(11b)는 밀봉된 챔버가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 수집 챔버(11b)는 외부 공기와 연통될 수 있으며, 이에 따라, 일부 배출물은 박스 바디(11)의 외부로 추가로 배출될 수 있다.
압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 압력 릴리프 기구(213)가 개방되어 전지 셀(20) 내의 배출물이 배출된다. 배출물은 열 관리 부재(13)를 파괴함으로써 열 관리 부재(13)를 통과하여 수집 챔버(11b)로 유입될 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 배출물이 열 관리 부재(13)를 용이하게 통과하도록, 열 관리 부재(13)에는 압력 릴리프 영역이 설치될 수 있는데, 상기 압력 릴리프 영역은 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 압력 릴리프 기구(213)가 설치된 전지 셀(20)로부터의 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통해 수집 챔버(11b)로 유입될 수 있도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 압력 릴리프 영역은 압력 릴리프 기구(213)와 대향되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 배출물은 상기 압력 릴리프 영역에 직접 충돌되어 상기 압력 릴리프 영역을 통해 배출될 수 있다. 그러나 전지 셀(20)을 장착할 때, 전지 셀(20)의 압력 릴리프 기구(213)를 어떻게 열 관리 부재(13)의 압력 릴리프 영역과 정렬시킬 것인지는 현재 해결해야 할 과제이다. 압력 릴리프 기구(213)가 압력 릴리프 영역과 정렬되지 않으면, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 열 관리 부재(13)는 압력 릴리프 기구(213)가 변형되도록 영향을 주어 전지 셀(20)이 폭발할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 상술한 과제를 해결할 수 있는 전지를 제안한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전지(10)의 부분 분해도의 다른 모식도를 도시한다. 여기서, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전지(10)는 전지 셀(20) 및 열 관리 부재(13)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전지 셀(20)은 전지(10)에 포함된 전지 셀(20) 중 어느 하나일 수 있고, 상기 전지 셀(20)은 압력 릴리프 기구(213)를 포함하며, 상기 압력 릴리프 기구(213)는 전지 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치되고, 압력 릴리프 기구(213)는 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 내부 압력을 릴리프하도록 작동하며; 열 관리 부재(13)는 전지 셀(20)의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하고, 열 관리 부재(13)의 제1 표면(131)은 제1 벽(21a)에 부착되며, 열 관리 부재(13)에는 압력 릴리프 영역(132)이 설치됨으로써, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 전지 셀(20) 내에서 배출된 배출물이 압력 릴리프 영역(132)을 통과하여 배출될 수 있도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지 셀(20)의 제1 벽(21a)에는 제1 스토퍼(215)가 설치되고, 열 관리 부재(13)에는 제2 스토퍼(133)가 설치되며, 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)는 매칭되게 설치됨으로써, 압력 릴리프 기구(213)가 압력 릴리프 영역(132)과 대향되게 설치되도록 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전지(10)에 있어서, 전지 셀(20)의 압력 릴리프 기구(213)가 위치하는 제1 벽(21a)에 제1 스토퍼(215)를 설치하고, 열 관리 부재(13)에 제2 스토퍼(133)를 설치한다. 이에 따라, 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)의 매칭 설치를 통해, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132) 간의 대향 설치를 더욱 정확히 구현할 수 있는 바, 즉 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 정렬 장착이 편리하고, 나아가 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 전지 셀(20)에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역(132)을 통해 원활하게 배출될 수 있어 전지 셀(20)의 폭발을 효과적으로 방지한다.
이해해야 할 점은, 도 6에서 전지(10)은 상술한 도 1 내지 도 5의 전지(10)이고, 관련 설명에 적용되며, 전지 셀(20)은 상술한 도 1 내지 도 5 중 어느 하나의 전지 셀(20)일 수 있고, 마찬가지로 관련 설명에 적용되며, 간결함을 위해 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
이해해야 할 점은, 본 발명의 실시예에 따른 제1 표면(131)이 부착되는 제1 벽(21a)은 제1 표면(1321)이 직접 제1 벽(21a)과 접촉할 수 있고, 제1 표면(1321)이 열전도성 글루 또는 기타 물질을 통해 제1 벽(21a)과 접촉하여 제1 표면(1321)과 전지 셀(20)의 제1 벽(21a) 사이의 열교환을 구현할 수도 있다.
이해해야 할 점은, 본 발명의 실시예에 따른 열 관리 부재(13)에 설치된 압력 릴리프 영역(132)은 배출물의 파괴를 용이하게 하는 다양한 설정을 적용할 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않으며, 이하에서는 예를 둘어 설명한다.
이해해야 할 점은, 본 발명의 실시예에 따른 열 관리 부재(13)는 유체를 수용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 열 관리 부재(13)에는 유로가 설치될 수 있고, 상기 유로 내에는 유체가 수용되어 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 열 관리 부재(13)의 유로가 전지 셀(20)에서 배출된 배출물에 의해 파괴되어 내부의 유체가 유출됨으로써 배출물에 대해 감온 처리를 수행하도록 할 수 있다. 압력 릴리프 영역(132)은 인접한 유로 사이에 설치되거나 유로에 설치될 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 일 실시예로서, 상기 압력 릴리프 영역(132)은 관통홀로 설정될 수 있다. 선택적으로, 상기 관통홀의 홀벽은 유로의 벽일 수 있다. 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 한편, 압력 릴리프 기구(213)는 상기 관통홀을 향해 개방되어 전지 셀(20) 내의 배출물을 배출할 수 있고, 상기 배출물은 상기 관통홀을 통해 배출될 수 있는데, 예를 들어, 상기 관통홀을 통해 열 관리 부재(13) 아래의 수집 챔버로 유입될 수 있으므로, 전지 셀(20) 및 전지 셀(20)이 위치한 전기 챔버의 압력 및 온도를 릴리프할 수 있으며; 동시에, 상기 고온 배출물이 압력 릴리프 영역(132)의 관통홀을 통과하면, 관통홀의 홀벽을 용융시킬 수 있는데, 즉 유로가 파괴되어 유로 내의 유체가 배출된다. 이 경우, 유체와 유체에 의해 냉각된 배출물은 함께 수집 챔버(11b)로 유입될 수 있다. 유체의 냉각으로 인해 전지 셀(20)의 배출물의 온도를 급격히 낮출 수 있으므로 수집 챔버(11b)로 유입된 배출물의 위험성은 이미 크게 감소되고, 기타 전지 셀(20)과 같은 전지(10)의 기타 부분에도 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서 단일 전지 셀(20)의 이상으로 인한 파괴성을 가장 빠른 시간에 억제하여 전지(10)의 폭발 가능성을 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 다른 실시예로서, 상기 압력 릴리프 영역(132)은 취약 영역으로 설정될 수도 있다. 이에 따라, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되지 않는 경우, 열 관리 부재(13)는 전기 챔버(11a)와 수집 챔버(11b) 사이에 상대적 단절을 유지하도록 하여 수집 챔버(11b) 내의 물질이 전기 챔버(11a)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 취약 영역은 오목홈일 수 있는데, 즉 열 관리 부재(13)에서 압력 릴리프 기구(213)와 대향하는 위치에 오목홈이 설치되고, 열 관리 부재(13)에서 오목홈의 바닥벽의 두께는 열 관리 부재(13)에서 오목홈을 제외한 다른 영역의 두께보다 작으므로, 상기 오목홈의 바닥벽은 열 관리 부재(13)의 기타 영역에 비해 취약하고, 배출물에 의해 더 쉽게 파괴될 수 있어 상기 오목홈의 바닥벽에 압력 릴리프 영역(132)을 형성함으로써, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 배출물이 오목홈의 바닥벽을 파괴하여 수집 챔버(11b)로 유입될 수 있도록 한다.
선택적으로, 상기 오목홈의 개구는 상기 압력 릴리프 기구(213)와 상기 오목홈의 바닥벽 사이에 공극이 구비되어 상기 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우에 변형 공간을 제공하도록 압력 릴리프 기구(213)로 향할 수 있으며; 또는, 상기 오목홈의 개구는 압력 릴리프 기구(213)를 등질 수도 있고, 또한 기타 방식으로 압력 릴리프 기구(213)의 변형 공간을 설정할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 열 관리 부재(13)의 압력 릴리프 영역(132)은 취약 영역이며, 이는 상이한 재료를 설정하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 압력 릴리프 영역(132)의 재료 융점을 열 관리 부재(13)에서 압력 릴리프 영역(132)을 제외한 다른 영역의 재료 융점보다 낮게 설정하면, 이에 따라, 압력 릴리프 영역(132)은 전지 셀(20)에서 배출된 고온 배출물에 의해 더 쉽게 파괴되어 배출물이 파괴된 압력 릴리프 영역(132)을 통해 수집 챔버(11b)로 유입된다.
상술한 관통홀 또는 취약 영역 외에, 본 발명의 실시예에 따른 압력 릴리프 영역(132)은 기타 방식으로 구현될 수도 있으며, 여기서 하나씩 나열하지 않을 것이다.
이해해야 할 점은, 본 발명의 실시예에 따른 압력 릴리프 영역(132)의 면적, 형상 및 재료 등은 실제 응용에 따라 유연하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 압력 릴리프 영역(132)이 압력 릴리프 기구(213)가 작동될 때의 변형에 영향을 미치지 않도록 하기 위해, 상기 압력 릴리프 영역(132)의 형상은 압력 릴리프 기구(213)의 형상과 일치성을 유지할 수 있고, 압력 릴리프 영역(132)의 면적은 압력 릴리프 기구(213)의 면적보다 크거나 같을 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 압력 릴리프 기구(213)와압력 릴리프 영역(132)이 보다 정확하게 대향 설치되도록, 본 발명의 실시예에 따른 압력 릴리프 기구(213)가 위치하는 제1 벽(21a)에는 제1 스토퍼(215)가 설치되고, 또한, 열 관리 부재(13)에는 제2 스토퍼(133)가 설치되며, 상기 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)는 매칭되게 설치됨으로써, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)이 보다 정확하게 대향 설치되도록 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)를 상세하게 소개한다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133) 상호 간의 매칭 설치는 돌기 구조와 오목홈 구조를 통해 구현될 수 있다. 구체적으로, 제1 스토퍼(215)는 돌기 구조를 포함할 수 있고 또한 제2 스토퍼(133)는 오목홈 구조를 포함하거나; 또는, 제1 스토퍼(215)는 오목홈 구조를 포함하고 또한 제2 스토퍼(133)는 돌기 구조를 포함하며; 여기서, 돌기 구조는 오목홈 구조에 적어도 부분적으로 수용되어 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)가 매칭되도록 한다. 오목홈 구조와 돌기 구조를 통해 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)의 매칭 설치를 구현함으로써, 가공이 편리할 뿐만 아니라, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)을 편리하게 장착 및 고정할 수 있다.
이해해야 할 점은, 압력 릴리프 기구(213)가 작동될때 일정한 변형 공간이 필요한 점을 고려하여, 설치된 상기 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)를 통해 전지 셀(20)과 열 관리 부재(13)를 장착한 후, 압력 릴리프 기구(213)와 제1 표면(131) 사이에 압력 릴리프 기구(213)에 변형 공간을 제공하기 위한 간극을 구비하여 압력 릴리프 기구(213)가 열 관리 부재(13)를 향해 변형되도록 할 수 있다. 선택적으로, 상기 간극은 돌기 구조의 높이를 오목홈 구조의 깊이보다 크게 설정함으로써 구현될 수 있으나 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이해해야 할 점은, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 정확한 위치 결정을 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)의 위치는 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 위치와 관련된다. 이하에서는 도면을 참조하여 예를 들어 설명한다.
선택적으로, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예는 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)이 동일한 형상을 갖는 것으로 예를 들어 설명하며, 구체적으로, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 형상이 모두 트랙 형상인 경우를 예로 든다. 도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전지 셀(20)의 다양한 저면도인데, 즉 제1 벽(21a)에서 압력 릴리프 기구(213) 및 제1 스토퍼(215)의 가능한 설치 방식을 각각 도시하거나, 도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 열 관리 부재(13)의 다양한 평면도인데, 즉 제1 표면(131)에서 압력 릴리프 영역(132) 및 제2 스토퍼(133)의 가능한 설치 방식을 각각 도시한다. 구체적으로, 도 7 내지 도 9는 압력 릴리프 기구(213) 둘레에 설치된 제1 스토퍼(215)를 표시할 수 있고, 또한 도면에서 제1 스토퍼(215)는 돌기 구조를 포함할 수 있거나, 또는, 도면에서 제1 스토퍼(215)는 오목홈 구조를 포함할 수 있으며; 또한, 도 7 내지 도 9 역시 압력 릴리프 영역(132) 둘레에 설치된 제2 스토퍼(133)를 표시할 수 있고, 또한, 도면에서 제2 스토퍼(133)는 돌기 구조를 포함할 수 있거나, 또는, 도면에서 제2 스토퍼(133)는 오목홈 구조를 포함할 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)의 개수는 실제 응용에 따라 설정할 수 있고, 또한 제1 스토퍼(215)의 개수와 제2 스토퍼(133)의 개수는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스토퍼(215)는 압력 릴리프 기구(213)의 주변을 에워싸는 환형 구조일 수 있고; 및/또는, 제2 스토퍼(133)는 압력 릴리프 영역(132)의 주변을 에워싸는 환형 구조일 수 있다. 다른 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 압력 릴리프 기구(213) 둘레에는 2개의 제1 스토퍼(215)가 설치될 수 있고; 및/또는, 압력 릴리프 영역(132)의 둘레에는 2개의 제2 스토퍼(133)가 설치될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 스토퍼(215)의 개수 및 제2 스토퍼(133)의 개수는 동일할 수 있고, 예를 들어, 가공 및 장착이 편리하도록, 제1 스토퍼(215)는 도 7에 도시된 설치 방식을 적용하고, 동시에 제2 스토퍼(133) 역시 도 7에 도시된 설정 방식을 적용하며; 또는, 제1 스토퍼(215)의 개수와 제2 스토퍼(133)의 개수는 상이할 수도 있고, 예를 들어, 제1 스토퍼(215)는 도 7에 도시된 설치 방식을 적용하며, 동시에 제2 스토퍼(133)는 도 8 또는 도 9에 도시된 설치 방식을 적용하나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)의 위치 및 형상도 실제 응용에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 스토퍼(215) 및/또는 제2 스토퍼(133)가 환형 구조로 설정되는 경우, 도 7에 도시된 정사각형의 환형 구조로 설정될 수 있고, 원형의 환형 또는 기타 환형 구조로 설정될 수도 있다.
다른 예를 들어, 압력 릴리프 기구(213)의 둘레에 적어도 2개의 제1 스토퍼(215)가 설치거나, 및/또는, 압력 릴리프 영역(132)의 둘레에 적어도 2개의 제2 스토퍼(133)가 설치된 경우, 복수의 제1 스토퍼(215)의 위치는 실제 응용에 따라 설정할 수 있고, 또한 복수의 제1 스토퍼(215)의 형상은 동일하거나 상이할 수 있으며, 복수의 제2 스토퍼(133)의 위치도 실제 응용에 따라 설정할 수 있고, 또한 복수의 제2 스토퍼(133)의 형상은 동일하거나 상이할 수 있다. 장착 및 위치 결정이 편리하도록, 복수의 제1 스토퍼(215)는 압력 릴리프 기구(213)의 둘레에 균일하게 분포될 수 있고, 마찬가지로, 복수의 제2 스토퍼(133)도 압력 릴리프 영역(132)의 둘레에 균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 스토퍼(215)가 설치되는 경우를 예로 들면, 2개의 제1 스토퍼(215) 중 하나의 제1 스토퍼(215)는 제1 벽(21a)에서 압력 릴리프 기구(213)의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 제1 스토퍼(215)와 중첩되도록 설치할 수 있고, 유사하게, 2개의 제2 스토퍼(133)가 설치되는 경우를 예로 들면, 2개의 제2 스토퍼(133) 중 하나의 제2 스토퍼(133)를 제1 표면(131)에서 압력 릴리프 영역(132)의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 제2 스토퍼(133)와 중첩되도록 설치할 수 있다. 또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 스토퍼(215) 및/또는 2개의 제2 스토퍼(133)를 직선형으로 설정할 수 있고, 직각형 또는 기타 형상으로 설정할 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)의 위치 및 형상은 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어, 도 7 내지 도 9의 임의의 조합 방식으로 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)의 매칭 설치를 구현할 수 있다. 예를 들어, 제1 스토퍼(215)가 도 7에 도시된 설치 방식을 적용하면, 제2 스토퍼(133)는 도 7 내지 도 9 중 어느 하나의 방식으로 설치될 수 있으며, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 정확한 정렬을 구현하기 위해 모두 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)의 매칭 설치를 구현할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 이하에서는 제1 스토퍼(215) 및 제2 스토퍼(133)가 모두 환형 구조를 적용한 경우를 예로 들고, 또한 제1 스토퍼(215)는 돌기 구조를 포함하며, 제2 스토퍼(133)는 오목홈 구조를 포함한다. 구체적으로, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전지(10)에서 전지 셀(20)과 열 관리 부재(13)의 분해도를 도시하고, 도 11은 도 10에서 전지 셀(20)과 열 관리 부재(13)가 장착된 후 단면도를 도시하며, 도 12는 도 11에서 영역 A의 분해도를 도시한다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 스토퍼(215)는 환형 돌기 구조를 포함하고, 제2 스토퍼(133)는 환형 오목홈 구조를 포함한다. 구체적으로, 압력 릴리프 영역(132)의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 압력 릴리프 영역(132)의 둘레에 제1 돌기(1331) 및 제2 돌기(1332)가 순차적으로 설치되고, 제1 돌기(1331) 및 제2 돌기(1332) 사이에는 제2 스토퍼(133)의 오목홈 구조가 형성되며, 상기 오목홈 구조는 제1 스토퍼(215)의 돌기 구조를 수용하여 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)가 매칭되게 설치되도록 한다.
유사하게, 제2 스토퍼(133)가 환형 돌기 구조를 포함하고 제1 스토퍼(215)가 환형 오목홈 구조를 포함하면, 압력 릴리프 기구(213)의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 압력 릴리프 기구(213) 둘레에 제3 돌기 및 제4 돌기가 순차적으로 설치되고, 제3 돌기와 제4 돌기 사이에는 오목홈 구조가 형성되며, 상기 오목홈 구조는 제1 스토퍼(215)를 수용하여 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)가 매칭되게 설치되도록 한다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 스토퍼(215) 또는 제2 스토퍼(133)가 오목홈 구조를 포함하는지 여부에 관계 없이, 2개의 돌기를 설치하여 오목홈 구조를 형성함으로써, 제1 스토퍼(215)는 압력 릴리프 기구(213)에 대해 제1 벽(21a)의 표면으로부터 돌출될 수 있고, 동시에 제2 스토퍼(133)도 열 관리 부재(13)의 제1 표면(131)으로부터 돌출된다. 이에 따라, 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)가 매칭되게 설치되는 경우, 압력 릴리프 기구(213)와 압력 릴리프 영역(132)의 정확한 정렬을 구현하고 장착 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압력 릴리프 기구(213)와 제1 표면(131) 사이에 공극이 구비될 수 있어 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우에 변형 공간을 제공할 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에 따른 압력 릴리프 기구(213) 외곽의 제1 스토퍼(215) 및/또는 압력 릴리프 영역(132) 외곽의 제2 스토퍼(133)는 플라스틱 또는 폴리카보네이트와 같은 기타 고분자 내화성 고온 재료로부터 선택될 수 있으므로, 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)는 고온 기체 충격에 짧은 시간 저항할 수 있다. 이에 따라, 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)를 환형 구조로 설치하면, 상기 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)는 매칭되게 설치된 후 밀봉 효과도 구비하여, 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 상기 제1 스토퍼(215)와 제2 스토퍼(133)는 일정 시간 밀봉을 유지할 수 있어 전지 셀(20)에서 배출된 배출물이 전기 챔버 내로 유입되는 것을 방지하고, 단락 및 열 확산 위험을 줄이며, 고온 배출물이 압력 릴리프 영역(132)을 통해서만 수집 챔버(11b)로 배출되도록 최대한 보장하여 전지(10)의 폭발 위험을 더욱 감소시킨다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 전지 및 전기 장치에 대해 설명하였고, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전지 제조 방법 및 장치에 대해 설명하되, 상세히 설명되지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 방법(300)의 예시적인 흐름도를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 방법(300)은, 전지 셀을 제공하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 단계 S310; 및 열 관리 부재를 제공하되, 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하는 단계 S320를 포함하고, 상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 제조 장치(400)의 예시적인 블록도를 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 장치(400)는 제공 모듈(410)을 포함할 수 있다. 상기 제공 모듈(410)은, 전지 셀을 제공하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하고; 열 관리 부재를 제공하되, 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하며; 상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 한다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 개선이 이루어질 수 있고 또한 부재들은 균등물로 대체될 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각각의 기술적 특징은 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 발명은 본문에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.
1-차량,10-전지,11-박스 바디, 11a-전기 챔버, 11b-수집 챔버, 12-버스 부재, 13-열관리 부재, 20-전지 셀, 21a-제 벽, 22-전극 어셈블리, 23-연결 부품, 24-받침판, 30-컨트롤러, 40-모터, 111-제1 부분, 112-제2 부분, 131-제1 표면, 132-압력 릴리프 영역, 133-제2 스토퍼, 200-전지 모듈, 211-케이스, 212-커버판, 213-압력 릴리프 기구, 214-전극 단자, 214a-양극 단자, 214b-음극 단자, 215-제1 스토퍼, 221a-제1 탭, 222a-제2 탭, 1331-제1 돌기, 1332-제2 돌기.

Claims (16)

  1. 전지로서,
    전지 셀(20) 및 열 관리 부재(13)를 포함하되,
    상기 전지 셀(20)은 압력 릴리프 기구(213)를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구(213)는 상기 전지 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구(213)는 상기 전지 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하고;
    상기 열 관리 부재(13)는 상기 전지 셀(20)의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재(13)의 제1 표면(131)은 상기 제1 벽(21a)에 부착되고, 상기 열 관리 부재(13)에는 압력 릴리프 영역(132)이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구(213)가 작동되는 경우, 상기 전지 셀(20) 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역(132)을 통과하여 배출될 수 있도록 하며;
    상기 제1 벽(21a)에는 제1 스토퍼(215)가 설치되고, 상기 열 관리 부재(13)에는 제2 스토퍼(133)가 설치되며, 상기 제1 스토퍼(215)와 상기 제2 스토퍼(133)는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구(213)가 상기 압력 릴리프 영역(132)과 대향되게 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼(215)는 돌기 구조를 포함하고 상기 제2 스토퍼(133)는 오목홈 구조를 포함하거나, 상기 제1 스토퍼(215)는 오목홈 구조를 포함하고 상기 제2 스토퍼(133)는 돌기 구조를 포함하며;
    상기 돌기 구조는 상기 오목홈 구조에 적어도 부분적으로 수용되는 것을 특징으로 하는 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 기구(213)와 상기 제1 표면(131) 사이에는 간극이 구비되고, 상기 간극은 상기 압력 릴리프 기구(213)에 변형 공간을 제공하여 상기 압력 릴리프 기구(213)가 상기 열 관리 부재(13)를 향해 변형되도록 하는 것을 특징으로 하는 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌기 구조의 높이는 상기 오목홈 구조의 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 전지.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 스토퍼(133)는 상기 오목홈 구조를 포함하고, 상기 압력 릴리프 영역(132)의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 상기 제2 스토퍼(133)는 상기 압력 릴리프 영역(132) 둘레에 제1 돌기(1331) 및 제2 돌기(1332)를 순차적으로 포함하며, 상기 제1 돌기(1331)와 상기 제2 돌기(1332) 사이에는 상기 오목홈 구조가 형성되거나; 또는,
    상기 제1 스토퍼(215)는 상기 오목홈 구조를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구(213)의 중심으로부터 외측을 향하는 방향에서, 상기 제1 스토퍼(215)는 상기 압력 릴리프 기구(213) 둘레에 제3 돌기 및 제4 돌기를 순차적으로 포함하며, 상기 제3 돌기와 제4 돌기 사이에는 상기 오목홈 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 기구(213)의 둘레에는 2개의 상기 제1 스토퍼(215)가 설치되고, 2개의 상기 제1 스토퍼(215) 중 하나의 상기 제1 스토퍼(215)는 상기 제1 벽(21a)에서 상기 압력 릴리프 기구(213)의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 상기 제1 스토퍼(215)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 영역(132)의 둘레에는 2개의 상기 제2 스토퍼(133)가 설치되고, 2개의 상기 제2 스토퍼(133) 중 하나의 제2 스토퍼(133)는 상기 제1 표면(131)에서 상기 압력 릴리프 영역(132)의 중심점을 중심으로 180° 회전한 후 다른 상기 제2 스토퍼(133)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 전지.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스토퍼(215)는 상기 압력 릴리프 기구(213)의 주변을 에워싸는 환형 구조인 것을 특징으로 하는 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 스토퍼(133)는 상기 압력 릴리프 영역(132)의 주변을 에워싸는 환형 구조인 것을 특징으로 하는 전지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 영역(132)의 면적은 상기 압력 릴리프 기구(213)의 면적보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 전지.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 영역(132)은 관통홀인 것을 특징으로 하는 전지.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 관리 부재(13)는 상기 압력 릴리프 기구(213)와 대향되게 설치된 오목홈을 구비하고, 상기 오목홈의 바닥벽은 상기 압력 릴리프 영역(132)을 형성하며, 상기 오목홈의 바닥벽에서 상기 열 관리 부재(13)의 두께는 상기 오목홈을 제외한 다른 영역에서 상기 열 관리 부재(13)의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 전지.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 릴리프 영역(132)의 재료의 융점은 상기 열 관리 부재(13)에서 상기 압력 릴리프 영역(132)을 제외한 다른 영역의 재료의 융점보다 낮은 것을 특징으로 하는 전지.
  14. 전기 장치로서,
    제1항 내지 제13 중 어느 한 항에 따른 전지를 포함하고, 상기 전지는 상기 전기 장치에 전기 에너지를 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  15. 전지 제조 방법으로서,
    전지 셀을 제공하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 단계; 및
    열 관리 부재를 제공하되, 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 방법.
  16. 전지 제조 장치로서,
    제공 모듈을 포함하고, 상기 제공 모듈은,
    전지 셀을 제공하되, 상기 전지 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하고, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 제1 벽에 설치되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 내부 압력을 릴리프하도록 작동하고;
    열 관리 부재를 제공하되, 열 관리 부재는 상기 전지 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하며, 상기 열 관리 부재의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열 관리 부재에는 압력 릴리프 영역이 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 작동되는 경우, 상기 전지 셀 내에서 배출된 배출물이 상기 압력 릴리프 영역을 통과하여 배출될 수 있도록 하며;
    상기 제1 벽에는 제1 스토퍼가 설치되고, 상기 열 관리 부재에는 제2 스토퍼가 설치되며, 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼는 매칭되게 설치됨으로써, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 압력 릴리프 영역과 대향되게 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치.
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