KR20220164047A - 배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치 - Google Patents

배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치 Download PDF

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KR20220164047A
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젠후아 리
씬잔 우
자웨이 쑤
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Abstract

본 출원의 실시예는 배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치를 제공한다. 상기 엔드 커버 어셈블리는, 제1 벽 및 제1 벽에 마련되는 디컴프레션 기구를 포함하되, 디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출하는 배터리 박스; 및 제1 벽의 외측에 위치하고, 제1 벽에 연결되기 위한 바디부, 디컴프레션 기구를 차단하기 위한 차단부 및 바디부와 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하되, 취약부는 디컴프레션 기구가 작동 시 파열되어 바디부와 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 보호 부재;를 포함한다. 차단부는 기타 배터리 셀에서 방출되는 배출물을 차단하고, 디컴프레션 기구가 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소할 수 있다. 상기 배터리 셀에서 열폭주 발생 시, 취약부는 고온 고압 물질의 작용에 의해 파열되어 고온 고압 물질이 제‹š에 배출되도록 한다.

Description

배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로 배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치에 관한 것이다.
재충전 가능 배터리는 이차 전지로 칭할 수 있으며, 배터리 방전 후 충전 방식을 통해 활성 물질이 활성화되도록 하여 계속 사용하는 배터리를 가리킨다. 재충전 가능 배터리는 전자기기, 예를 들어, 휴대폰, 노트북, 축전지차, 전기 자동차, 전기 비행기, 전기 선박, 전동 장난감 자동차, 전동 장난감 선박, 전동 장난감 비행기 및 전동 공구 등에 널리 적용되고 있다.
배터리 기술의 발전에서, 배터리의 성능 향상 외에, 안전 문제도 소홀할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전 문제를 보장하지 못할 경우, 해당 배터리도 사용할 수 없게 된다. 따라서 배터리의 안전성 강화는 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 출원은 배터리의 안전성을 강화할 수 있는 배터리 셀, 배터리 셀의 제조 방법과 시스템, 배터리 및 전기장치를 제공한다.
제1 측면에서, 본 출원의 실시예는 제1 벽 및 제1 벽에 마련되는 디컴프레션 기구를 포함하되, 디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출하는 배터리 박스; 및 제1 벽의 외측에 위치하고, 제1 벽에 연결되기 위한 바디부, 디컴프레션 기구를 차단하기 위한 차단부 및 바디부와 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하되, 취약부는 디컴프레션 기구가 작동 시 파열되어 바디부와 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 보호 부재;를 포함하는 배터리 셀을 제공한다.
본 출원의 실시예에서, 배터리 셀의 보호 부재의 차단부는 기타 배터리 셀이 방출하는 배출물을 차단하는 작용을 하며, 디컴프레션 기구가 기타 배터리 셀이 방출하는 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소할 수 있다. 한편, 상기 배터리 셀에서 열폭주 발생 시, 디컴프레션 기구는 작동되어 내부의 고온 고압 물질을 방출하고, 동시에 취약부는 고온 고압 물질의 작용에 의해 파열되며, 보호 부재에서 고온 고압 물질이 배출되도록 하는 통로를 형성함으로써 고온 고압 물질이 제때에 배출되도록 하여 안전 리스크를 감소한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀은 접착 부재를 더 포함하고, 보호 부재는 접착 부재를 통해 제1 벽에 연결된다.
일부 실시예에서, 바디부의 제1 벽을 마주하는 표면에는 접착 부재가 마련되고, 차단부의 제1 벽을 마주하는 표면과 취약부의 제1 벽을 마주하는 표면에는 모두 접착 부재가 마련되지 않는다. 이로써, 접착 부재가 취약부에서 파열 시 차단부를 바디부로 연결하는 리스크를 감소할 수 있다.
일부 실시예에서, 보호 부재의 융점은 디컴프레션 기구의 융점보다 크다. 보호 부재는 더 높은 융점을 구비하고, 더 높은 온도를 견딜 수 있으므로, 배출물이 용융되어 관통되는 리스크를 감소하고, 안전 성능을 향상할 수 있다.
일부 실시예에서, 보호 부재의 융점은 600도 이상이다.
일부 실시예에서, 보호 부재의 재질은 운모, 고무 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 차단부의 두께는 바디부의 두께보다 작다.
일부 실시예에서, 디컴프레션 기구에는 제1 오목홈이 마련되고, 디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 제1 오목홈 위치에서 파열되어 내부 압력을 방출하며, 차단부는 제1 오목홈을 완전히 커버한다.
일부 실시예에서, 차단부는 제1 벽에 수직되는 방향을 따라 바디부로부터 외측으로 돌출된다. 이로써 제1 벽에 수직되는 방향에서 차단부와 디컴프레션 기구의 간격을 증가하여 차단부와 디컴프레션 기구 사이의 열 전도 경로를 연장하고 디컴프레션 기구로 전달되는 열량을 감소할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 벽의 외면에는 돌기가 마련되고, 제1 벽에 수직되는 방향을 따라 차단부는 돌기의 디컴프레션 기구에서 멀어지는 일 측에 위치한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀은 돌기의 차단부를 마주하는 표면에 마련되며 디컴프레션 기구를 커버하는 보호막을 더 포함한다. 보호막은 외부 먼지, 수증기 등 이물질을 차단하고, 디컴프레션 기구를 보호할 수 있다.
일부 실시예에서, 차단부는 상기 보호막을 컴프레스한다. 차단부와 돌기는 보호막을 홀딩하고 보호막의 탈락 리스크를 감소한다.
일부 실시예에서, 바디부와 차단부 사이에는 복수의 관통된 개공이 마련되고, 취약부는 복수의 서브 취약 영역을 포함하며, 복수의 서브 취약 영역과 복수의 개공은 차단부의 원주 방향을 따라 교대로 마련된다. 보호 부재는 개공의 마련을 통해 취약부의 전체 강도를 감소할 수 있고, 고온 고압 물질이 차단부에 충격을 가할 시 취약부의 서브 취약 영역은 제때에 파괴된다.
일부 실시예에서, 서브 취약 영역의 두께는 바디부의 두께보다 작거나 동일하고; 및/또는 서브 취약 영역의 두께는 차단부의 두께보다 작거나 동일하다.
일부 실시예에서, 보호 부재의 제1 벽에서 멀어지는 일 측 표면에는 제2 오목홈이 마련되고, 취약부는 제2 오목홈의 바닥벽이며; 및/또는 보호 부재의 제1 벽에 근접하는 일 측 표면에는 제2 오목홈이 마련되고, 취약부는 제2 오목홈의 바닥벽이다. 제2 오목홈의 설치를 통해 취약부의 강도를 감소할 수 있고 고온 고압 물질의 충격을 받을 시 취약부는 제때에 파열될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 오목홈은 차단부을 둘러싸는 환형 오목홈이다. 대응되게, 취약부는 환형이며, 차단부의 엣지를 따라 라운드지게 마련된다. 차단부가 고온 고압 물질의 충격을 받을 시, 취약부의 각 부분은 모두 파열될 수 있어 고온 고압 물질의 배출 속도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 취약부의 두께는 0.08 mm 내지 0.3 mm이다.
일부 실시예에서, 배터리 박스는, 수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징; 및 하우징의 개구를 커버하는 커버 플레이트와 커버 플레이트에 마련되는 전극 단자를 포함하되, 제1 벽은 커버 플레이트인 엔드 커버 어셈블리;를 포함한다.
일부 실시예에서, 배터리 셀은 수용 캐비티에 수용되는 전극 어셈블리를 더 포함한다.
제2 측면에서, 본 출원의 실시예는 케이스 및 케이스 내에 수용되는 적어도 하나의 제1 측면의 배터리 셀을 포함하는 배터리를 제공한다.
제3 측면에서, 본 출원의 실시예는 제2 측면의 배터리가 제공하는 전기 에너지를 수신하도록 구성되는 전기 장치를 제공한다.
제4 측면에서, 본 출원의 실시예는, 커버 플레이트, 전극 단자 및 디컴프레션 기구를 포함하는 엔드 커버 어셈블리를 제공하되, 디컴프레션 기구와 전극 단자는 커버 플레이트 상에 마련되고, 디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출하는 단계; 전극 어셈블리를 제공하고, 전극 어셈블리를 전극 단자에 연결하는 단계; 수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징을 제공하는 단계; 전극 단자에 연결된 전극 어셈블리를 수용 캐비티에 방치한 후 커버 플레이트를 하우징에 연결하여 하우징의 개구를 폐쇄하는 단계; 바디부, 차단부 및 바디부와 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하는 보호 부재를 제공하되, 취약부는 디컴프레션 기구 작동 시 파열되어 바디부와 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 단계; 및 보호 부재를 커버 플레이트의 외측에 마련하고, 바디부는 커버 플레이트에 연결되며, 차단부는 디컴프레션 기구를 차단하도록 하는 단계;를 포함하는 배터리 셀의 제조 방법을 제공한다..
제5 측면에서, 본 출원의 실시예는, 커버 플레이트, 전극 단자 및 디컴프레션 기구를 포함하는 엔드 커버 어셈블리를 제공하되, 디컴프레션 기구와 전극 단자는 커버 플레이트 상에 마련되고, 디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는 제1 제공 장치; 전극 어셈블리를 제공하기 위한 제2 제공 장치; 전극 어셈블리를 전극 단자에 연결하기 위한 제1 조립 장치; 수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징을 제공하기 위한 제3 제공 장치; 전극 단자에 연결된 전극 어셈블리를 수용 캐비티에 방치하고 커버 플레이트를 하우징에 연결하여 하우징의 개구를 폐쇄하기 위한 제2 조립 장치; 바디부, 차단부 및 바디부와 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하는 보호 부재를 제공하되, 취약부는 디컴프레션 기구 작동 시 파열되어 바디부와 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 제4 제공 장치; 및 보호 부재를 커버 플레이트의 외측에 마련하고, 바디부는 커버 플레이트에 연결되며, 차단부는 디컴프레션 기구를 차단하도록 하는 제3 조립 장치;를 포함하는 배터리 셀의 제조 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하 본 출원의 실시예에서 사용해야할 도면에 대해 간단한 소개를 하며, 이하에서 설명되는 도면은 본 출원의 일부 실시예일뿐, 당업자에게 있어서 진보적 창출없이 도면에 의해 기타 도면도 얻을 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리의 구조 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예의 배터리 모듈의 구조 모식도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 구조 모식도이다
도 5는 도 4에서 도시하는 배터리 셀의 분해 모식도이다.
도 6은 도 4에서 도시하는 배터리 셀의 A-A선에 따른 단면 모식도이다.
도 7은 도 6에서 도시하는 배터리 셀이 스퀘어(B) 위치에서의 확대도이다.
도 8은 도 7이 라운드(C) 위치에서의 확대도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예의 보호 부재의 구조 모식도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예의 다른 보호 부재의 구조 모식도이다.
도 11은 도 9에서 도시하는 보호 부재가 라운드(D) 위치에서의 확대도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예의 보호 부재의 조감 모식도이다.
도 13은 도 12에서 도시하는 보호 부재의 E-E선에 따른 단면 모식도이다.
도 14는 도 12에서 도시하는 보호 부재의 E-E선에 따른 다른 단면 모식도이다.
도 15는 도 12에서 도시하는 보호 부재의 E-E선에 따른 또 다른 단면 모식도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 제조 방법의 프로세스 모식도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 제조 시스템의 구조 모식도이다.
도면에서, 도면은 실제 비율에 따라 제도된 것이 아니다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점이 보다 명료하도록 하기 위해, 이하, 본 출원의 실시예의 도면과 결합하여 본 출원의 실시예의 기술적 해결수단에 대해 보다 명료한 설명을 진행하며, 설명된 실시예는 본 출원의 일부 실시예일뿐 모든 실시예가 아님은 자명한 것이다. 본 출원의 실시예에 기반하여, 당업자가 창조적 노동없이 획득한 모든 기타 실시예는 모두 본 출원의 청구 범위에 속한다.
별도의 정의가 없는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 당업자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하고; 본 출원 중 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니고; 본 출원의 명세서와 청구항 및 상기 도면의 설명에서의 용어 "포함하다”와 "가지다” 및 그들의 임의의 변형은 배타적이지 않은 포함을 의미하기 위한 것이다. 본 출원의 명세서와 청구항 또는 상기 도면 중의 용어 "제1", "제2" 등은 서로 다른 대상을 구별하기 위한 것이며, 특정 순서 또는 중요 관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 언급되는 "실시예”는, 실시예와 결합하여 설명하는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 각 위치에 해당 단어가 나타날 시, 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것이 아니며, 기타 실시예와 배척되는 독립적이거나 대안적인 실시예를 가리키는 것도 아니다. 당업자는 명시적 및 암시적으로 본 명세서에서 설명되는 실시예는 기타 실시예와 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
본 출원의 설명에서, 설명해야 할 것은, 별도의 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결", "부착"은 포괄적으로 의해해야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈락 가능한 연결이거나 일체로 연결된 것일 수도 있으며; 직접 서로 연결될 수 있고, 중간 매개체를 통해 서로 연결될 수도 있으며, 두개의 소자 내부의 연통일 수 있다. 당업자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 출원에서의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서 용어 "및/또는”은 연관 대상의 연관 관계를 설명할 뿐이며, 3가지 관계가 존재함을 표시할 수 있다. 예를 들어, A 및/또는 B는, A가 단독으로 존재하거나, A 및 B가 동시에 존재하거나, B가 단독으로 존재하는 3가지 경우를 표시할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 대상이 "또는”인 관계임을 표시한다.
본 출원에서 나타난 "복수개”는 두개 이상(두개 포함)을 표시하고, 마찬가지로, "복수의 그룹”은 두 그룹 이상(두 그룹 포함)을 표시하며, "복수의 편”은 두 편 이상(두 편 포함)을 표시한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상 등을 나타낼 수 있고, 본 출원은 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패킹 방식에 따라 3가지, 즉, 기둥형 배터리 셀, 직사각형 배터리 셀 및 소프트팩 배터리 셀로 구분되며, 본 출원은 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 단일 물리 모듈이다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 복수의 배터리 셀을 패킹하기 위한 케이스를 포함한다. 케이스는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향주는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하며, 전극 어셈블리는 양극 탭, 음극 탭 및 격리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극 탭과 음극 탭 사이에서의 금속 이온의 이동에 의해 작업한다. 양극 탭은 양극 집전체와 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 도포되며, 양극 활물질층이 도포되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 이미 도포된 집전체로부터 돌출되고, 양극 활물질층이 도포되지 않은 집전체를 양극 탭으로 한다. 리튬 이온 배터리를 예시로, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산리튬, 리튬인산철, 터너리 리튬 또는 망간산리튬 등일 수 있다. 음극 탭은 음극 집전체와 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 도포되며, 음극 활물질층이 도포되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 이미 도포된 집전체로부터 돌출되고, 음극 활물질층이 도포되지 않은 집전체를 음극 탭으로 한다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 높은 전류를 통과할 시 용단이 발생되지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수개이며 함께 적층되고, 음극 탭의 개수는 복수개이며 함께 적층된다. 격리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 또한, 전극 어셈블리는 와인딩 구조일 수 있고, 라미네이션 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 배터리 기술의 발전은 다방면의 디자인 요소, 예를 들어, 에너지 밀도, 사이클 라이프, 방전 용량, 충전/방전 배율 등 성능 파라미터를 동시에 고려해야 하며, 또한, 배터리의 안전성을 고려해야 한다.
배터리 셀에 있어서, 안전 위험은 주로 충전 및 방전 과정에서 야기되고, 동시에 적합합 환경 온도 디자인이 구비되어야 하며, 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위해, 배터리 셀에 대해 일반적으로 적어도 삼중 보호 조치를 마련한다. 구체적으로, 보호 조치는, 스위치 소자, 적절한 격리막 재료의 선택 및 디컴프레션 기구를 적어도 포함한다. 스위치 소자는 배터리 셀 내의 온도 또는 저항이 일정 임계값에 도달할 시 배터리가 충전 또는 방전을 정지할 수 있도록 하는 소자를 가리킨다. 격리막은 양극 시트와 음극 시트의 격리를 위한 것이며, 온도가 일정 값으로 상승할 시 자동 용해되어 격리막 상의 마이크로미터 레벨(내지 나노미터 레벨)의 미세공에 부착될 수 있어, 금속 이온이 격리막 상에서 통과될 수 없도록 하여 배터리 셀의 내부 반응을 정지시킨다.
디컴프레션 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 기정 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하는 소자 또는 부재를 가리킨다. 상기 임계값은 디자인 수요에 따라 서로 다르게 설계된다. 상기 임계값은 배터리 셀의 양극 시트, 음극 시트, 전해액 및 격리막 중의 하나 또는 복수의 재료에 따라 결정될 수 있다. 디컴프레션 기구는 방폭 밸브, 에어 밸브, 디컴프레션 밸브 또는 안전 밸브 등 형태를 이용할 수 있고, 구체적으로 압력 센싱 또는 온도 센싱 소자 또는 구조를 이용할 수 있으며, 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 기정 임계값에 도달할 시, 디컴프레션 기구는 동작을 수행하거나, 또는 디컴프레션 기구에 마련된 취약 구조가 파열되어 내부 압력 또는 온도가 방출될 수 있도록 하는 개구 또는 통로를 형성한다.
본 출원에서 언급된 "작동"은 디컴프레션 기구에서 동작이 생성되거나 또는 일정 상태로 활성화되어 배터리 셀의 내부 압력 및 온도가 방출되도록 하는 것을 가리킨다. 디컴프레션 기구에서 생성되는 동작은, 디컴프레션 기구 중의 적어도 일부가 파열, 파쇄, 찢어짐 또는 오픈 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 디컴프레션 기구 작동 시, 배터리 셀의 내부의 고온 고압 물질은 배출물로써 작동되는 부위로부터 외부로 배출된다. 이러한 방식을 통해 제어 가능한 압력 또는 온도의 경우 배터리 셀의 디컴프레션이 발생되도록 할 수 있어, 더 심각한 잠재적 사고의 발생을 방지한다.
본 출원에서 언급된 배터리 셀의 배출물은, 전해액, 용해 또는 분열된 양/음극 시트, 격리막의 파편, 반응하여 생성된 고온 고압 기체, 화염 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
배터리 셀의 디컴프레션 기구는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 끼친다. 예를 들어, 단락, 과충전 등 현상이 발생할 시, 배터리 셀 내부에서 열폭주가 발생되어 압력 또는 온도가 급격히 상승되도록할 수 있다. 이 경우, 디컴프레션 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 외부로 방출하여 배터리 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
현재의 디컴프레션 기구의 디자인 방안에서, 주로 배터리 셀 내부의 고압 및 고열의 방출, 즉, 상기 배출물을 배터리 셀 외부로 배출하는데 집중하고 있다. 그러나 배터리의 출력 전압 또는 전류를 보장하기 위해, 통상적으로 복수의 배터리 셀이 요구되며 복수의 배터리 셀 사이는 버스 부재를 통해 전기적 연결된다. 배터리 셀 내부로부터 배출되는 배출물은 기타 배터리 셀에서 단락 현상이 발생되도록할 수 있으며, 예를 들어, 배출물은 주위의 기타 정상적인 배터리 셀로 확장되고, 고온 작용하에서, 배출물은 정상적인 배터리 셀의 디컴프레션 기구를 용이하게 용융시켜 관통하며 전극 어셈블리로 진입하여 정상적인 배터리 셀의 단락, 열폭주를 야기시킴으로써 안전 문제를 더 악화시킨다.
이에 기반하여, 본 출원의 실시예는 배터리 셀의 디컴프레션 기구에 보호 부재를 마련하여 디컴프레션 기구를 보호하고, 디컴프레션 기구가 용융되어 관통되는 것을 방지하며, 단락 리스크를 감소시켜 배터리의 안전성을 향상시키는 기술적 해결수단을 제공한다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술적 해결수단은 모두 배터리를 사용하는 다양한 장치, 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 축전지차, 전동 장난감, 전동 공구 및 전기 자동차, 선박 및 항공기 등에 적용되며, 예를 들어, 항공기는, 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함한다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예가 설명하는 기술적 해결수단은 상술한 장치에 국한될 뿐만 아니라 배터리를 사용하는 모든 장치에 적용될 수 있으나, 설명의 간결을 위해, 이하의 실시예는 모두 전기 자동차를 예시로 설명을 진행한다.
예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 배터리(2), 컨트롤러(3) 및 모터(4)가 마련될 수 있고, 컨트롤러(3)는 배터리(2)가 모터(4)에 전원 공급하도록 제어한다. 예를 들어, 차량(1)의 바닥부 또는 프런트부 또는 리어부에 배터리(2)를 마련할 수 있다. 배터리(2)는 차량(1)의 전원 공급에 사용될 수 있고, 예를 들어, 배터리(2)는 차량(1)의 동작 전원으로, 차량(1)의 회로 시스템, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 가동 시의 작업 용전 수요에 사용될 수 있다. 본 출원의 다른 일 실시예에서, 배터리(2)는 차량(1)의 동작 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로도 사용되어, 연료 또는 천연 가스를 전부 또는 일부 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
다양한 전력 사용 수요를 만족시키기 위해, 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있고, 복수의 배터리 셀들 사이는 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 연결과 병렬 연결의 혼합을 표시한다. 배터리를 배터리 팩으로 칭할 수도 있다. 선택 가능하게, 복수의 배터리 셀은 우선 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성한 후, 복수의 배터리 모듈들이 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리로 구성될 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀은 직접 배터리로 구성될 수 있고, 우선 배터리 모듈을 구성한 후 배터리 모듈들이 다시 배터리 셀로 구성될 수도 있다.
예를 들어, 도 2에서 도시한 바와 같이, 도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리(2)의 구조 모식도를 도시하고, 배터리(2)는 복수의 배터리 셀(10)을 포함할 수 있다. 배터리(2)는 내부가 중공 구조인 케이스(또는 하우징으로 칭함)를 더 포함할 수 있고, 복수의 배터리 셀(10)은 케이스 내부에 수용된다. 도 2에서 도시한 바와 같이, 케이스는 두 부분을 포함할 수 있고, 여기서 각각 제1 파트(11)와 제2 파트(12)로 칭하며, 제1 파트(11)와 제2 파트(12)는 함께 체결된다. 제1 파트(11)와 제2 파트(12)의 형상은 복수의 배터리 셀(10)이 조합된 형상에 따라 결정될 수 있고, 제1 파트(11)와 제2 파트(12)는 모두 하나의 개구를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 파트(11)와 제2 파트(12)는 모두 중공 직육면체일 수 있고, 각각 하나의 면만 개구된 면이며, 제1 파트(11)와 제2 파트(12)의 개구는 대향하여 마련되고, 제1 파트(11)와 제2 파트(12)는 서로 체결되어 폐쇄된 하우징을 구비하는 케이스를 형성한다. 복수의 배터리 셀(10)은 서로 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결되어 조합된 후 제1 파트(11)와 제2 파트(12)가 체결되어 형성한 케이스 내에 마련된다.
선택 가능하게, 배터리(2)는 기타 기구를 더 포함할 수 있으며, 여기서 더 상세하게 설명하지 않는다. 예를 들어, 상기 배터리(2)는 복수의 배터리 셀(10) 사이의 전기적 연결, 예를 들어, 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결을 구현하기 위한 버스 부재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 버스 부재는 배터리 셀(10)을 연결하는 전극 단자를 통해 배터리 셀(10) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 또한, 버스 부재는 용접을 통해 배터리 셀(10)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(10)의 전기 에너지는 또한 전도 기구를 통해 케이스를 관통하여 인출될 수 있다. 선택 가능하게, 전도 기구도 버스 부재에 속할 수 있다.
서로 다른 전력 수요에 따라, 배터리 셀(10)의 개수는 임의의 값으로 설정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(10)은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결 방식을 통해 연결되어 비교적 큰 용량 또는 출력을 구현할 수 있다. 각 배터리(2)에 포함되는 배터리 셀(10)의 개수는 비교적 많을 수 있으므로, 설치의 편리를 위해, 배터리 셀(10)을 그룹화하여 마련할 수 있고, 각 그룹의 배터리 셀(10)은 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈에 포함되는 배터리 셀(10)의 개수는 한정되지 않으며, 수요에 따라 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 배터리 모듈의 일 예시이다. 배터리는 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 모듈은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결 방식을 통해 연결된다.
도 4는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀(10)의 구조 모식도이고; 도 5는 도 4에서 도시하는 배터리 셀(10)의 분해 모식도이며; 도 6은 도 4에서 도시하는 배터리 셀(10)의 A-A선에 따른 단면 모식도이다. 도 7은 도 6에서 도시하는 배터리 셀(10)이 스퀘어(B) 위치에서의 확대도이다.
도 4 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 배터리 셀(10)은 전극 어셈블리(101) 및 전극 어셈블리(101)를 수용하기 위한 배터리 박스를 포함하며, 배터리 박스는 엔드 커버 어셈블리(100) 및 하우징(102)을 포함한다. 하우징(102)은 수용 캐비티 및 개구를 구비하고, 전극 어셈블리(101)는 수용 캐비티에 수용된다. 예를 들어, 하우징(102)이 중공 직육면체 또는 정육면체일 시, 하우징(102)의 일 평면은 개구면이고, 즉, 상기 평면은 벽체를 구비하지 않아 하우징(102)의 내부와 외부가 연통되도록 한다. 하우징(102)이 중공 원기둥체일 시, 하우징(102)의 단면은 개구면이고, 즉, 상기 단면은 벽체를 구비하지 않아 하우징(102)의 내부와 외부가 연통되도록 한다. 엔드 커버 어셈블리(100)는 커버 플레이트(110)를 포함하고, 커버 플레이트(110)는 개구를 커버하며 하우징(102)과 연결되어 하우징(102)의 개구를 폐쇄함으로써 전극 어셈블리(101)가 폐쇄된 캐비티 내에 방치되도록 한다. 하우징(102) 내에는 전해질, 예를 들어 전해액이 충진된다.
상기 엔드 커버 어셈블리(100)는 두개의 전극 단자를 더 포함할 수 있고, 두개의 전극 단자는 커버 플레이트(110) 상에 마련될 수 있다. 커버 플레이트(110)는 통상적으로 플레이트 형상이고, 두개의 전극 단자는 커버 플레이트(110)의 플레이트면 상에 고정되며, 두개의 전극 단자는 각각 양극 단자(121)와 음극 단자(122)이다. 각 전극 단자에는 대응되게 각각 하나의 연결 부재(103)가 마련되며, 또는 연결 부재를 집전 부재로 칭할 수도 있고, 연결 부재는 커버 플레이트(110)와 전극 어셈블리(101) 사이에 위치하여 전극 어셈블리(101)와 전극 단자의 전기적 연결을 구현한다.
각 전극 어셈블리(101)는 제1 탭(101a)과 제2 탭(101b)을 구비한다. 제1 탭(101a)과 제2 탭(101b)의 극성은 반대된다. 예를 들어, 제1 탭(101a)이 양극 탭일 시, 제2 탭(101b)은 음극 탭이다. 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(101)의 제1 탭(101a)은 하나의 연결 부재(103)를 통해 하나의 전극 단자와 연결되고, 하나 또는 복수의 전극 어셈블리(101)의 제2 탭(101b)은 다른 연결 부재(103)를 통해 다른 전극 단자와 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(121)는 하나의 연결 부재(103)를 통해 양극 탭과 연결되고, 음극 단자(122)는 다른 연결 부재(103)를 통해 음극 탭과 연결된다.
상기 배터리 셀(10)에서, 실제 사용 수요에 따라, 전극 어셈블리(101)는 하나 또는 복수개로 마련될 수 있고; 일부 예시에서, 배터리 셀(10) 내에는 두개의 독립된 전극 어셈블리(101)가 마련된다.
일부 실시예에서, 상기 엔드 커버 어셈블리(100)는 하부 절연구(130)를 더 포함할 수 있고, 하부 절연구(130)는 커버 플레이트(110)의 전극 어셈블리(101)를 마주하는 일 측에 마련되며, 하부 절연구(130)는 커버 플레이트(110)와 연결 부재(103)를 이격시키고, 커버 플레이트(110)와 전극 어셈블리(101)를 이격시켜 단락 리스크를 감소할 수 있다.
배터리 박스는 제1 벽 및 디컴프레션 기구(140)를 포함하고, 디컴프레션 기구(140)는 제1 벽에 마련된다. 일부 예시에서, 제1 벽은 하우징(102)의 일 벽일 수 있고, 예를 들어, 하우징(102)은 4개의 측벽과 상기 4개의 측벽에 연결된 바닥벽을 포함하되, 제1 벽은 바닥벽일 수 있고, 하나의 측벽일 수도 있다. 다른 일부 예시에서, 제1 벽은 커버 플레이트(110)이다. 디컴프레션 기구(140)는 제1 벽의 일부일 수 있고, 제1 벽과 분리된 구조일 수도 있으며, 예를 들어, 용접 방식을 통해 제1 벽에 고정될 수 있다.
본 출원 실시예의 커버 플레이트(110)는 통공(111)을 포함하고, 통공(111)은 커버 플레이트(110)의 두께 방향을 따라 커버 플레이트(110)를 관통한다. 디컴프레션 기구(140)는 커버 플레이트(110)에 연결되며 통공(111)을 커버한다. 배터리 셀(10)에서, 디컴프레션 기구(140)는 통공(111)을 밀봉하여 커버 플레이트(110) 내측과 외측의 공간을 이격시킴으로써 전해액이 통공(111)을 거쳐 유출되는 것을 방지하고, 배터리 셀(10)의 밀봉 성능을 향상시킬 수 있다.
디컴프레션 기구(140)는 배터리 셀(10)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출한다. 배터리 셀(10)이 생성한 기체가 너무 많아 하우징(102)의 내부 압력이 향상되고 임계값에 도달하거나 또는 배터리 셀(10) 내부 반응에서 발생된 열량으로 인해 배터리 셀(10) 내부 온도가 상승되어 임계값에 도달할 시, 디컴프레션 기구(140)는 동작을 수행하거나 또는 디컴프레션 기구(140)에 마련된 취약 구조가 파열되고, 기체 압력 및 온도는 디컴프레션 기구(140)의 파열된 개구와 통공(111)을 통해 외부로 방출되어 배터리 셀(10)의 폭발을 방지한다.
디컴프레션 기구(140)는 다양한 디컴프레션 구조일 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 디컴프레션 기구(140)는 온도 센싱 디컴프레션 기구일 수 있고, 온도 센싱 디컴프레션 기구는 디컴프레션 기구(140)가 마련된 배터리 셀(10)의 내부 온도가 임계값에 도달할 시 용융될 수 있도록 구성되며; 및/또는 디컴프레션 기구(140)는 압력 센싱 디컴프레션 기구일 수 있고, 압력 센싱 디컴프레션 기구는 디컴프레션 기구(140)가 마련된 배터리 셀(10)의 내부 기압이 임계값에 도달할 시 파열될 수 있도록 구성된다.
본 출원의 실시예의 배터리 셀은 보호 부재(150)를 더 포함하고, 보호 부재(150)는 커버 플레이트(110)의 외측에 마련되며, 즉, 보호 부재(150)는 커버 플레이트(110)의 전극 어셈블리(101)에서 멀어지는 일 측에 마련된다. 보호 부재(150)는 외측으로부터 디컴프레션 기구(140)와 통공(111)을 차단한다. 보호 부재(150)는 통공(111)을 완전히 차단할 수 있고, 통공(111)의 일부만을 차단할 수도 있다.
배터리에서, 어느 배터리 셀의 디컴프레션 기구가 작동되어 배출물을 방출할 시, 배출물은 주위의 기타 정상적인 배터리 셀로 확산되고, 정상적인 배터리 셀 상의 보호 부재(150)는 배출물을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 배출물과 디컴프레션 기구(140)가 접촉되어 디컴프레션 기구(140)를 용융시켜 관통하는 리스크를 감소하고, 배출물이 전극 어셈블리(101) 내로 진입하는 것을 감소하거나 방지하여 안전 리스크를 감소한다.
발명인은 또한 다음과 같은 점을 발견하였다: 배터리 셀(10)의 보호 부재(150)는 외측으로부터 디컴프레션 기구(140)를 차단하여 디컴프레션 기구(140)가 기타 배터리 셀이 방출하는 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소할 수 있으나, 상기 배터리 셀(10)이 열폭주의 발생으로 인해 내부의 고온 고압 물질을 방출해야할 시, 보호 부재(150)는 빠르게 오픈되기 어려워 고온 고압의 물질이 제때에 배출되지 못하도록 하므로 안전 리스크를 야기한다.
이에 기반하여, 본 출원의 실시예가 제공하는 보호 부재(150)는 바디부(151), 차단부(152) 및 취약부(153)를 포함한다. 바디부(151)는 커버 플레이트(110)에 연결되어 보호 부재(150)를 커버 플리이트(110)에 고정하고; 차단부(152)는 디컴프레션 기구(140)를 차단하여 기타 배터리 셀에서 방출되는 배출물을 차단하고, 디컴프레션 기구(140)가 기타 배터리 셀에서 방출되는 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소한다. 취약부(153)는 바디부(151)와 차단부(152)를 연결하고, 취약부(153)는 디컴프레션 기구(140)가 작동될 시 파열되어 바디부(151)와 차단부(152)의 연결을 끊도록 구성된다.
차단부(152)는 디컴프레션 기구(140)의 통공(111)과 대응되는 부분을 차단한다. 차단부(152)는 통공(111)을 완전히 차단할 수 있고, 통공(111)의 일부만 차단할 수도 있다. 커버 플레이트(110)의 두께 방향에서 차단부(152)의 정투영은 통공(111)의 정투영과 적어도 일부가 중첩된다. 통공(111)의 정투영은 통공(111)의 공벽이 상기 두께 방향에서의 정투영을 따라 둘러싸는 영역을 의미한다.
취약부(153)는 고온 고압 물질의 파괴에 편리한 다양한 설치를 이용할 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 취약부(153)의 강도는 차단부(152)의 강도와 바디부(151)의 강도보다 약하고, 이로써, 디컴프레션 기구(140) 작동 시 취약부(153)는 파열되어 바디부(151)와 차단부(152)의 연결을 끊을 수 있다. 보호 부재(150)도 노치, 오목홈, 각흔 등 구조를 통해 취약부(153)의 강도를 감소할 수 있다. 취약부(153)도 저강도의 재료를 사용할 수 있음은 물론이다.
컴프레션 기구(140) 작동 시, 취약부(153)는 고온 고압 물질의 작용에 의해 파손되어, 바디부(151)와 차단부(152)의 연결을 끊는다. 고온 고압 물질은 직접 취약부(153)에 작용할 수 있고, 차단부(152)를 통해 열량 및 압력을 취약부(153)로 전달할 수도 있다. 일부 예시에서, 취약부(153)는 전체가 파괴될 수 있고, 차단부(152)는 바디부(151)의 속박에서 벗어나 고온 고압 물질에 의해 돌파되며; 이때 차단부(152)는 고온 고압 물질을 더 차단할 수 없게 되고, 보호 부재(150)에는 고온 고압 물질이 배출되는 통로가 형성되며, 고온 고압 물질은 빠르게 배터리 셀(10)의 외부로 배출될 수 있다. 다른 일부 예시에서, 취약부(153)는 일부가 파괴될 수 있고, 보호 부재(150)는 취약부(153)가 파괴된 위치에 통로를 형성하며, 고온 고압 물질은 상기 통로를 통해 배출되고; 또한, 차단부(152)와 바디부(151) 사이의 연결력은 감소되며, 차단부(152)는 고온 고압 물질의 충격에 의해 외측으로 반전되어 상기 통로의 사이즈를 증가시키고, 고온 고압 물질의 배출 효율을 증가시킨다.
한편, 배터리 셀(10)의 보호 부재(150)의 차단부(152)는 기타 배터리 셀이 방출하는 배출물을 차단하는 작용을 하며, 디컴프레션 기구(140)가 기타 배터리 셀이 방출하는 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소할 수 있다. 다른 한편, 상기 배터리 셀(10)에서 열폭주 발생 시, 디컴프레션 기구(140)는 작동되어 내부의 고온 고압 물질을 방출하고, 동시에 취약부(153)는 고온 고압 물질의 작용에 의해 파열되며, 보호 부재(150)에서 고온 고압 물질이 배출되도록 하는 통로를 형성함으로써 고온 고압 물질이 제때에 배출되도록 하여 안전 리스크를 감소한다.
본 출원의 일부 실시예에서, 보호 부재(150)의 융점은 디컴프레션 기구(140)의 융점보다 크다. 디컴프레션 기구(140)에 대해, 보호 부재(150)는 더 높은 융점을 가지므로 더 높은 온도를 견딜 수 있어 배출물에 의해 용융되어 관통되는 리스크를 감소하고 안전 성능을 향상시킨다.
본 출원의 일 실시예에서, 보호 부재(150)의 융점은 600도 이상이다. 이때, 보호 부재(150)의 융점은 비교적 높아 배출물에 의해 용이하게 용융되어 관통되지 않는다. 선택 가능하게, 보호 부재(150)의 융점은 1000도 이상이다.
본 출원의 일부 실시예에서, 보호 부재(150)의 재질은 운모, 고무 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함한다. 선택 가능하게, 보호 부재(150)는 운모지 또는 운모판이고, 운모지 또는 운모판은 절연, 내고온 특성을 구비하며, 효과적으로 고온 배출물을 차단하여 디컴프레션 기구(140)를 보호하는 작용을 할 수 있다. 운모지 또는 운모판은 비교적 얇고, 고온 고압 물질의 충격을 받을 시, 취약부(153)에서 제때에 파열될 수 있으며; 동시에, 운모지 또는 운모판은 두께가 작고, 중량이 낮으며, 배터리 셀의 에너지 밀도에 대한 영향이 비교적 작다.
본 출원의 일부 실시예에서, 보호 부재(150)는 단열 작용도 할 수 있다. 보호 부재(150)는 적어도 일부 배출물과 커버 플레이트(110)를 이격시켜 커버 플레이트(110)로 전달되는 열량을 감소하고, 배터리 셀(10)의 온도 상승을 감소하여, 전극 어셈블리(101)가 적합한 온도 범위 내에서 작업하도록 하고, 전극 어셈블리(101)의 충전/방전 성능을 개선할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에서, 커버 플레이트(110)의 두께 방향을 따라 차단부(152)는 통공(111)을 완전히 커버하고, 이로써, 차단부(152)는 배출물을 최대한 차단하여 배출물이 통공(111)으로 진입되는 리스크를 감소할 수 있다.
본 출원의 실시예의 배터리 셀은 접착 부재(170)를 더 포함하고, 보호 부재(150)는 접착 부재(170)를 통해 커버 플레이트(110)에 연결된다. 접착 부재(170)는 검(Gum)일 수 있다. 커버 플레이트(110)에 조립 전, 보호 부재(150)는 접착 부재(170)를 통해 이형지에 접착될 수 있고; 필요 시, 보호 부재(150)와 접착 부재(170)를 이형지로부터 박리한 후 다시 커버 플레이트(110)에 접착한다.
일부 실시예에서, 바디부(151)의 커버 플레이트(110)를 마주하는 표면에는 접착 부재(170)가 마련된다. 접착 부재(170)는 바디부(151)를 커버 플레이트(110)에 고정한다. 접착 부재(170)는 점성을 구비하고, 고온에서 유연해지며 단열되기 어려워지고, 차단부(152)와 취약부(153)에도 접착 부재(170)를 마련할 시, 취약부(153)가 파열된 경우, 접착 부재(170)는 차단부(152)를 바디부(151)에 연결시켜, 고온 고압 물질이 제때에 배출될 수 없도록 할 수 있으므로, 차단부(152)의 커버 플레이트(110)를 마주하는 표면과 취약부(153)의 커버 플레이트(110)를 마주하는 표면에는 모두 접착 부재(170)가 마련되지 않는다.
일부 실시예에서, 접착 부재(170)는 하나일 수 있고; 다른 일부 실시예에서, 접착 부재(170)는 비연속적으로 복수개가 마련될 수 있다.
도 8은 도 7이 라운드(C) 위치에서의 확대도이다. 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에서, 일부 실시예 중, 디컴프레션 기구(140)에는 제1 오목홈(141)이 마련되고, 디컴프레션 기구(140)는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 제1 오목홈(141) 위치에서 파열되어 내부 압력을 방출한다. 제1 오목홈(141)의 바닥벽은 디컴프레션 기구(140) 상에 형성된 취약 구조이고, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시, 제1 오목홈(141)의 바닥벽은 파열되어 개구를 형성하며, 기체 압력 및 온도는 디컴프레션 기구(140)의 파열된 개구 및 통공(111)을 통해 외부로 방출되어, 배터리 셀에서 폭발이 발생되는 것을 방지한다.
제1 오목홈(141)의 바닥벽은 비교적 취약하고, 보다 용이하게 배출물에 의해 용융되어 관통된다. 따라서 일부 실시예에서, 차단부(152)는 제1 오목홈(141)을 완전히 커버하고, 즉, 커버 플레이트(110)의 두께 방향에서 차단부(152)의 정투영은 제1 오목홈(141)을 완전히 커버하는 정투영이다. 이를 통해 배출물이 디컴프레션 기구(140)의 제1 오목홈(141) 내로 떨어지는 리스크를 감소하고, 디컴프레션 기구(140)가 용융되어 관통되는 가능성을 감소할 수 있다.
차단부(152)는 커버 플레이트(110)에 수직되는 방향을 따라 외부를 향해 바디부(151)로부터 돌출된다. 이로써, 본 출원의 실시예는 커버 플레이트(110)에 수직되는 방향(즉, 커버 플레이트(110)의 두께 방향)에서 차단부(152)와 디컴프레션 기구(140)의 간격을 증가시킬 수 있어, 차단부(152)와 디컴프레션 기구(140) 사이의 열전도 경로를 연장하고, 디컴프레션 기구(140)로 전달되는 열량을 감소할 수 있다. 또한, 일부 예시에서, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시, 디컴프레션 기구(140)는 제1 오목홈(141)의 바닥벽 위치에서 파열될 수 있고, 디컴프레션 기구(140)가 파열 위치를 따라 마련된 부분은 위로 접혀 개구를 형성함으로써 고온 고압 물질을 방출한다. 차단부(152)와 디컴프레션 기구(140)의 간격이 너무 작을 경우, 차단부(152)는 디컴프레션 기구(140)의 접힘을 차단할 수 있으며, 이로 인해 디컴프레션 기구(140)의 개구는 비교적 작아지고, 고온 고압 물질이 제때에 차단부(152)를 돌파할 수 없게된다. 따라서, 차단부(152)가 바디부(151)로부터 돌출되도록 하여, 차단부(152)와 디컴프레션 기구(140)의 간격을 증가시킴으로써, 차단부(152)가 디컴프레션 기구(140)의 접힘을 차단하는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에서, 취약부(153)는 차단부(152)의 엣지로부터 커버 플레이트(110)에 접근하는 방향으로 연장되며 바디부(151)에 연결된다. 보호 부재(150)는 차단부(152)의 커버 플레이트(110)를 마주하는 일 측에서 오목부를 형성한다. 바디부(151)와 차단부(152)는 모두 플레이트 형상이며 대략적으로 커버 플레이트(110)의 두께 방향에 수직된다. 취약부(153)는 차단부(152)에 대해 기정 각도로 절곡되고, 도 8에서 도시한 바와 같이, 취약부(153)는 차단부(152)에 근사하게 수직된다. 취약부(153)와 차단부(152) 사이의 협각은 제품 수요에 따라 설정될 수 있음은 물론이고, 예를 들어, 80도-160도일 수 있으며, 구체적으로, 90도, 120도, 150도 등일 수 있고, 여기서 한정하지 않는다.
본 출원의 일부 실시예에서, 커버 플레이트(110)는 수용홈(112)을 더 포함하고, 수용홈(112)은 커버 플레이트(110)의 전극 어셈블리(101)를 마주하는 표면으로부터 함몰되며, 수용홈(112)은 통공(111)을 둘러싸며 마련된다. 디컴프레션 기구(140)는 적어도 일부가 수용홈(112)에 수용된다. 수용홈(112)은 포지셔닝 작용을 할 수 있고, 디컴프레션 기구(140)와 커버 플레이트(110)의 조립에 편리를 제공한다.
본 출원의 일부 실시예에서, 커버 플레이트(110)는 커버 플레이트 바디(114)와 커버 플레이트 바디(114)에 연결된 돌기(113)를 포함한다. 차단부(152)는 커버 플레이트(110)에 수직되는 방향을 따라 돌기(113)의 디컴프레션 기구(140)에서 멀어지는 일 측에 위치한다. 일부 예시에서, 돌기(113)는 차단부(152)와 커버 플레이트 바디(114) 사이에 위치하고, 상기 "사이"는 돌기(113), 차단부(152) 및 커버 플레이트 바디(114)가 커버 플레이트(110)의 두께 방향에서의 공간 위치 관계를 가리키며, 차단부(152)와 돌기(113)가 상기 두께 방향에서의 중첩을 요구하지 않는다. 커버 플레이트 바디(114)는 대략적으로 플레이트 형상이다. 돌기(113)는 커버 플레이트(114)의 보호 부재(150)를 마주하는 표면에 대해 돌출된다. 통공(111)은 커버 플레이트 바디(114)와 돌기(113)를 관통한다. 통공(111)은 커버 플레이트 바디(114)를 관통하는 내측 구간과 돌기(113)를 관통하는 외측 구간을 포함하고, 돌기(113)는 상기 외측 구간을 둘러싸는 측벽을 포함한다. 돌기(113)는 보호 부재(150)의 오목부 내로 인입된다.
본 출원의 일부 실시예에서, 커버 플레이트(114)에 평행되는 방향을 따라, 취약부(153)는 돌기(113)의 통공(111)과 멀어지는 일 측에 위치하고, 돌기(113)는 취약부(153)와 통공(111)을 이격시키며, 취약부(153)의 일부가 배출물에 의해 용융되어 관통되더라도 돌기(113)는 배출물을 차단하는 작용을 할 수 있어 통공(111)으로 진입하는 배출물을 감소하거나 방지할 수 있다.
돌기(113)는 커버 플레이트(110)가 통공(111) 위치에서의 강도를 강화할 수 있고, 커버 플레이트(110)의 변형을 감소할 수 있다. 일부 예시에서, 수용홈(112)은 커버 플레이트(110)를 압박하는 방식을 통해 형성될 수 있고, 커버 플레이트(110) 압박 후 커버 플레이트(110)에는 돌기(113)가 형성된다.
본 출원의 일부 실시예에서, 배터리 셀(10)은 보호막(160)을 더 포함하고, 보호막(160)은 차단부(152)와 디컴프레션 기구(140) 사이에 마련되며 통공(111)과 디컴프레션 기구(140)를 커버한다. 일부 예시에서, 보호막(160)은 돌기(111)의 차단부(152)를 마주하는 표면에 마련되며 통공(111)과 디컴프레션 기구(140)를 커버한다. 보호막(160)은 통공(111)을 밀봉할 수 있고, 통공(111)으로 진입하는 외부 먼지, 수증기 등 이물질들을 감소한다. 보호막(160)은 박막 구조이고, 강도가 낮으며, 고온 고압 물질의 충격에서 매우 용이하게 파열되고, 고온 고압 물질의 배출에 영향주지 않는다. 선택 가능하게, 보호막(160)은 투명 PET 패치이다.
본 출원의 일부 실시예에서, 차단부(152)는 보호막(160)을 컴프레스한다. 차단부(152)와 돌기(113)는 보호막(160)을 홀딩하여 보호막(160)의 탈락 리스크를 감소시킨다.
도 9는 본 출원의 일 실시예의 보호 부재(150)의 구조 모식도이고, 보호 부재(150)가 커버 플레이트(110)에 조립되기 전의 형상을 도시하며; 도 10은 본 출원의 일 실시예의 다른 보호 부재(150)의 구조 모식도이고, 보호 부재(150)가 커버 플레이트(110)에 조립되기 전의 형상을 도시한다.
도 9를 참조하면, 일부 실시예에서, 보호 부재(150)는 제조 과정에서, 직접 바디부(151)에 돌출되는 차단부(152)를 형성한다. 바디부(151)와 차단부(152)는 대략 플레이트 형상이고 서로 평행되게 마련되며, 취약부(153)는 대략 바디부(151)와 차단부(152)에 수직된다. 보호 부재(150)는 차단부(152)의 내측에 오목부를 형성한다. 보호 부재(150)와 커버 플레이트(110)를 조립할 시, 바디부(151)를 커버 플레이트 바디(114)에 연결하고, 보호 부재(150)의 오목부는 커버 플레이트(110)의 돌기(113)를 위해 수용 공간을 미리 남겨둔다.
도 10을 참조하면, 다른 일부 실시예에서, 보호 부재(150)는 우선 플레이트 형상으로 제조될 수 있다. 이때, 바디부(151), 차단부(152) 및 취약부(153)는 대체적으로 하나의 평면 내에 위치한다. 플레이트 형상의 보호 부재(150)의 성형 공정은 상대적으로 간단하다. 보호 부재(150)와 커버 플레이트(110)를 조립할 시, 우선 차단부(152)를 돌기(113) 또는 보호막(160)에 밀착하고, 다음 바디부(151)를 누르며; 취약부(153)는 강도가 비교적 작아, 바디부(151)를 누를 시 취약부(153)는 변형되어 바디부(151)가 커버 플레이트(110)에 접근되도록 하며, 이로써 바디부(151)가 커버 플레이트 바디(114)에 연결되도록 할 수 있다. 플레이트 형상의 보호 부재(150)가 커버 플레이트(110)에 조립된 후, 돌기(113)는 차단부(152)를 지지하여 차단부(152)가 바디부(151)로부터 돌출되도록할 수 있다.
취약부(153)의 강도를 감소하여, 취약부(153)가 디컴프레션 기구(140) 작동 시 파열될 수 있도록 할 수만 있다면 취약부(153)는 수요에 따라 다양한 방식을 이용하여 형성될 수 있다.
도 11은 도 9에서 도시하는 보호 부재(150)가 라운드(D) 위치에서의 확대도이다. 도 11에서 도시한 바와 같이, 본 출원의 일부 실시예에서, 바디부(151)와 차단부(152) 사이에는 복수의 관통된 개공(154)이 마련되고, 취약부(153)는 복수의 서브 취약 영역(153a)을 포함하며, 복수의 서브 취약 영역(153a)과 복수의 개공(154)은 차단부(152)의 원주방향을 따라 교대로 마련된다. 보호 부재(150)는 개공(154)의 설치를 통해 취약부(153)의 전체 강도를 감소할 수 있고, 고온 고압 물질이 차단부(152)에 충격을 인가할 시 취약부(153)의 서브 취약 영역(153a)은 신속하게 파괴될 수 있다. 일부 예시에서, 배터리 셀(10)에서 열폭주 발생 시, 고온 고압 물질의 충격에 의해 모든 서브 취약 영역(153a)이 파손되고, 차단부(152)는 바디부(151)의 속박을 완전히 벗어나 고온 고압 물질에 의해 돌파된다. 다른 일부 실시예에서, 고온 고압 물질의 충격에 의해, 일부 서브 취약 영역(153a)만 파괴되고, 다른 일부 서브 취약 영역(153a)은 여전히 차단부(152)를 바디부(151)에 연결시킬 수 있으며; 이때, 차단부(152)에 대한 바디부(151)의 속박력은 비교적 작고, 차단부(152)는 고온 고압 물질의 충격에 의해 변형될 수 있으며, 파손되지 않은 서브 취약 영역(153a)을 축으로 외측으로 반전될 수도 있다. 이로써 바디부(151)와 차단부(152) 사이에 통로를 형성하여 고온 고압 물질이 빠르게 배출되도록 할 수 있다. 배터리 셀(10)의 열폭주 시, 서브 취약 영역(153a)이 파괴되는 개수는 배터리 셀(10)의 용량에 따라 결정되고, 일정한 시간 내에 배터리 셀(10) 내부의 온도 및 압력을 안전 범위내로 방출할 수만 있다면 모든 서브 취약 영역(153a)이 모두 파열되거나 또는 일부 서브 취약 영역(153a)이 파열되는지 여부와 무관하다.
일부 실시예에서, 서브 취약 영역(153a)은 4개이고, 2개의 서브 취약 영역(153a)은 보호 부재(150)의 길이 방향을 따라 대향하여 마련되며, 다른 2개의 서브 취약 영역(153a)은 보호 부재(150)의 폭 방향을 따라 대향하여 마련된다.
일부 실시예에서, 차단부(152)의 원주 방향에서, 취약부(153)와 차단부(152)의 연결 위치의 사이즈와 차단부(152)의 둘레의 비는 50%보다 작고; 차단부(152)가 고온 고압 물질의 충격을 받을 시 취약부(153)와 차단부(152)의 연결 위치는 더 용이하게 파열된다.
일부 실시예에서, 서브 취약 영역(153a)의 두께는 바디부(151)의 두께보다 작거나 동일하다. 서브 취약 영역(153a)의 두께가 바디부(151)의 두께보다 작을 경우, 서브 취약 영역(153a)과 바디부(151)의 연결 위치의 강도는 비교적 낮고, 고온 고압 물질이 보호 부재(150)에 충격을 인가할 시 서브 취약 영역(153a)과 바디부(151)의 연결 위치는 더 용이하게 단열된다.
일부 실시예에서, 서브 취약 영역(153a)의 두께는 차단부(152)의 두께보다 작거나 동일하다. 서브 취약 영역(153a)의 두께가 차단부(152)의 두께보다 작을 경우, 서브 취약 영역(153a)과 차단부(152)의 연결 위치의 강도는 비교적 낮고, 고온 고압 물질이 보호 부재(150)에 충격을 인가할 시 서브 취약 영역(153a)과 차단부(152)의 연결 위치는 더 용이하게 단열된다.
일부 실시예에서, 서브 취약 영역(153a)의 두께는 바디부(151)의 두께보다 작을뿐만 아니라, 차단부(152)의 두께보다도 작다.
일부 실시예에서, 바디부(151)와 차단부(152)의 두께는 동일하다. 다른 일부 실시예에서, 차단부(152)의 두게는 바디부(151)의 두께보다 작을 수도 있다.
일부 실시예에서, 바디부(151), 차단부(152) 및 서브 취약 영역(153a) 삼자의 두께는 동일하고, 이때, 보호 부재(150)의 전체 두께는 균일하고 성형에 편리하다.
도 12는 본 출원의 일 실시예의 보호 부재(150)의 구조 모식도이고; 도 13은 도 12에서 도시하는 보호 부재(150)의 E-E선에 따른 단면 모식도이며, 도 14는 도 12에서 도시하는 보호 부재(150)의 E-E선에 따른 다른 단면 모식도이다. 도 15는 도 12에서 도시하는 보호 부재(150)의 E-E선에 따른 또 다른 단면 모식도이다.
일부 실시예에서, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 보호 부재(150)에는 제2 오목홈(154)이 마련된다. 제2 오목홈(154)의 위치는 제품 수요에 따라 설정될 수 있다. 일부 예시에서, 도 13을 참조하면, 제2 오목홈(154)은 보호 부재(150)의 내측 표면(즉, 보호 부재(150)의 커버 플레이트(110)에 접근하는 일 측 표면)에 마련된다. 다른 일부 예시에서, 도 14를 참조하면, 제2 오목홈(154)은 보호 부재(150)의 외측 표면(즉, 보호 부재(150)의 커버 플레이트(110)에서 멀어지는 일 측 표면)에 마련된다. 또 다른 일부 예시에서, 도 15를 참조하면, 제2 오목홈(154)은 보호 부재(150)의 내측 표면과 외측 표면에 동시에 마련된다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 취약부(153)는 제2 오목홈(154)의 바닥벽이다. 제2 오목홈(154)의 마련을 통해 취약부(153)의 두께를 감소할 수 있으며, 즉, 취약부(153)의 강도를 감소할 수 있어, 고온 고압 물질의 충격을 받을 시 취약부(153)는 신속하게 파열될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 오목홈(154)은 차단부(152)를 둘러싸는 환형 오목홈이다. 대응되게, 취약부(153)는 환형이며, 차단부(152)의 엣지를 따라 라운드지게 마련된다. 차단부(152)가 고온 고압 물질의 충격을 받을 시, 취약부(153)의 각 부분은 모두 파열될 수 있어 고온 고압 물질의 배출 속도를 향상시킬 수 있다.
일부 예시에서, 환형의 제2 오목홈(154)은 하나이다. 선택 가능하게, 환형의 제2 오목홈(154)은 복수개일 수도 있고, 복수의 제2 오목홈(154)은 바디부(151)가 차단부(152)를 지향하는 방향을 따라 이격되게 마련된다. 일정한 시간 내에 배터리 셀(10) 내부의 온도 및 압력을 안전 범위내로 방출할 수만 있다면 제2 오목홈(154)의 개수는 배터리 셀(10)의 용량에 따라 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 오목홈(154)은 복수의 스트립 오목홈이고, 복수의 제2 오목홈(154)은 차단부(152)의 원주방향을 따라 이격되게 마련된다.
취약부(153)의 두께가 작을 수록 취약부(153)의 강도도 낮아지고; 취약부(153)의 두께가 너무 작을 경우, 배터리 셀에서 진동 발생 시 취약부(153)는 용이하게 단열되어 보호 부재(150)가 고장난다. 반대로, 취약부(153)의 두께가 클 수록 취약부(153)의 강도도 높아지고; 취약부(153)의 두께가 너무 클 경우, 고온 고압 물질이 차단부(152)에 충격을 인가할 시, 취약부(153)의 파열에 소요되는 시간은 길어지며, 고온 고압 물질의 배출에 영향준다. 따라서, 일부 실시예에서, 취약부(153)의 두께는 0.08 mm 내지 0.3 mm이다.
일부 실시예에서, 바디부(151)의 두께는 차단부(152)의 두께와 동일할 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 차단부(152)의 두께는 바디부(151)의 두께보다 작을 수도 있다.
도 15에서 도시한 바와 같이, 보호 부재(150)는 내측의 제2 오목홈(154)과 외측의 제2 오목홈(154)을 포함하고, 취약부(153)의 두께 방향을 따라 내측의 제2 오목홈(154)과 외측의 제2 오목홈(154)은 적어도 일부가 중첩되며, 이로써 취약부(153)의 최소 두께를 감소할 수 있다.
도 16은 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 제조 방법의 프로세스 모식도이다. 도 16에서 도시한 바와 같이, 상기 제조 방법,
커버 플레이트(110), 전극 단자 및 디컴프레션 기구(140)를 포함하는 엔드 커버 어셈블리(100)를 제공하되, 디컴프레션 기구(140)와 전극 단자는 커버 플레이트(110) 상에 마련되고, 디컴프레션 기구(140)는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출하는 단계(S210);
전극 어셈블리(101)를 제공하고, 전극 어셈블리(101)를 전극 단자에 연결하는 단계(S220);
수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징(102)을 제공하는 단계(S230);
전극 단자에 연결된 전극 어셈블리(101)를 수용 캐비티에 방치한 후 커버 플레이트(110)를 하우징(102)에 연결하여 하우징(102)의 개구를 폐쇄하는 단계(S240);
바디부(151), 차단부(152) 및 바디부(151)와 차단부(152)를 연결하기 위한 취약부(153)를 포함하는 보호 부재(150)를 제공하되, 취약부(153)는 디컴프레션 기구(140) 작동 시 파열되어 바디부(151)와 차단부(152)의 연결을 끊도록 구성되는 단계(S250); 및
보호 부재(150)를 커버 플레이트(110)의 외측에 마련하고, 바디부(151)는 커버 플레이트(110)에 연결되며, 차단부(152)는 디컴프레션 기구(140)를 차단하도록 하는 단계(S260);를 포함한다.
본 실시예의 제조 방법을 통해 제조된 배터리 셀의 관련 구조는 상술한 도 1 내지 도 15에 대응되는 실시예에서 설명한 관련 내용을 참조할 수 있으며, 여기서 더 설명하지 않는다.
도 17은 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 제조 시스템의 구조 모식도를 도시한다. 도 17에서 도시한 바와 같이, 본 출원의 실시예의 배터리 셀의 제조 시스템(300)은 제1 제공 장치(310), 제2 제공 장치(320), 제3 제공 장치(330), 제4 제공 장치(340), 제1 조립 장치(350), 제2 조립 장치(360) 및 제3 조립 장치(370)를 포함할 수 있다.
제1 제공 장치(310)는, 커버 플레이트(110), 전극 단자 및 디컴프레션 기구(140)를 포함하는 엔드 커버 어셈블리(100)를 제공하되, 디컴프레션 기구(140)와 전극 단자는 커버 플레이트(110) 상에 마련되고, 디컴프레션 기구(140)는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 내부 압력을 방출한다.
제2 제공 장치(320)는, 전극 어셈블리(101)를 제공한다. 제1 조립 장치(350)는 전극 어셈블리(101)를 전극 단자에 연결한다. 제3 제공 장치(330)는 수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징(102)을 제공한다. 제2 조립 장치(360)는 전극 단자에 연결된 전극 어셈블리(101)를 수용 캐비티에 방치하고, 커버 플레이트(110)를 하우징(102)에 연결하여 하우징(102)의 개구를 폐쇄한다. 제4 제공 장치(340)는 바디부(151), 차단부(152) 및 바디부(151)와 차단부(152)를 연결하기 위한 취약부(153)를 포함하는 보호 부재(150)를 제공하되, 취약부(153)는 디컴프레션 기구(140) 작동 시 파열되어 바디부(151)와 차단부(152)의 연결을 끊도록 구성된다. 제3 조립 장치(370)는 보호 부재(150)를 커버 플레이트(110)의 외측에 마련하고, 바디부(151)는 커버 플레이트(110)에 연결되며, 차단부(152)는 디컴프레션 기구(140)를 차단하도록 한다.
본 실시예의 제조 시스템을 통해 제조된 배터리 셀의 관련 구조는 상술한 도 1 내지 도 15에 대응되는 실시예에서 설명한 관련 내용을 참조할 수 있으며, 여기서 더 설명하지 않는다.
마지막으로 설명해야 할 것은, 이상의 실시예는 본 출원의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐, 그에 대한 한정이 아니다. 전술한 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 상세한 설명을 진행하였으나, 당업자에게 있어서 이해해야 할 것은, 여전히 전술한 각 실시예에서 기재한 기술적 해결수단에 대해 변경하거나 또는 그 중의 일부 기술특징에 대해 동등한 대체를 진행할 수 있으나, 이러한 변경 또는 대체는 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술적 해결수단의 사상 및 범위를 이탈하지 않도록 한다.

Claims (23)

  1. 배터리 셀에 있어서,
    제1 벽 및 상기 제1 벽에 마련되는 디컴프레션 기구를 포함하되, 상기 디컴프레션 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는 배터리 박스; 및
    상기 제1 벽의 외측에 위치하고, 상기 제1 벽에 연결되기 위한 바디부, 상기 디컴프레션 기구를 차단하기 위한 차단부 및 상기 바디부와 상기 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하되, 상기 취약부는 상기 디컴프레션 기구가 작동 시 파열되어 상기 바디부와 상기 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 보호 부재;를 포함하는 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 접착 부재를 더 포함하고, 상기 보호 부재는 상기 접착 부재를 통해 상기 제1 벽에 연결되는 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바디부의 상기 제1 벽을 마주하는 표면에는 상기 접착 부재가 마련되고, 상기 차단부의 상기 제1 벽을 마주하는 표면과 상기 취약부의 상기 제1 벽을 마주하는 표면에는 모두 상기 접착 부재가 마련되지 않는 배터리 셀.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 융점은 상기 디컴프레션 기구의 융점보다 큰 배터리 셀.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 융점은 600도 이상인 배터리 셀.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 재질은 운모, 고무 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 셀.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부의 두께는 상기 바디부의 두께보다 작은 배터리 셀.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디컴프레션 기구에는 제1 오목홈이 마련되고, 상기 디컴프레션 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 상기 제1 오목홈 위치에서 파열되어 상기 내부 압력을 방출하며, 상기 차단부는 상기 제1 오목홈을 완전히 커버하는 배터리 셀.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 제1 벽에 수직되는 방향을 따라 상기바디부로부터 외측으로 돌출되는 배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 벽의 외면에는 돌기가 마련되고, 상기 제1 벽에 수직되는 방향을 따라 상기 차단부는 상기 돌기의 상기 디컴프레션 기구에서 멀어지는 일 측에 위치하는 배터리 셀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 돌기의 상기 차단부를 마주하는 표면에 마련되며 상기 디컴프레션 기구를 커버하는 보호막을 더 포함하는 배터리 셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 보호막을 컴프레스하는 배터리 셀.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바디부와 상기 차단부 사이에는 복수의 관통된 개공이 마련되고, 상기 취약부는 복수의 서브 취약 영역을 포함하며, 복수의 상기 서브 취약 영역과 복수의 상기 개공은 상기 차단부의 원주 방향을 따라 교대로 마련되는 배터리 셀.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서브 취약 영역의 두께는 상기 바디부의 두께보다 작거나 동일하고; 및/또는 상기 서브 취약 영역의 두께는 상기 차단부의 두께보다 작거나 동일한 배터리 셀.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 상기 제1 벽에서 멀어지는 일 측 표면에는 제2 오목홈이 마련되고, 상기 취약부는 상기 제2 오목홈의 바닥벽이며; 및/또는
    상기 보호 부재의 상기 제1 벽에 근접하는 일 측 표면에는 제2 오목홈이 마련되고, 상기 취약부는 상기 제2 오목홈의 바닥벽인 배터리 셀.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 오목홈은 상기 차단부을 둘러싸는 환형 오목홈인 배터리 셀.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 취약부의 두께는 0.08 mm 내지 0.3 mm인 배터리 셀.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 박스는,
    수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징; 및
    상기 하우징의 개구를 커버하는 커버 플레이트와 상기 커버 플레이트에 마련되는 전극 단자를 포함하고, 상기 제1 벽은 상기 커버 플레이트인 엔드 커버 어셈블리를 포함하는 배터리 셀.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 배터리 셀은 상기 수용 캐비티에 수용되는 전극 어셈블리를 더 포함하는 배터리 셀.
  20. 케이스 및 상기 케이스 내에 수용되는 적어도 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리.
  21. 제20항에 따른 배터리가 제공하는 전기 에너지를 수신하도록 구성되는 전기 장치.
  22. 배터리 셀의 제조 방법에 있어서,
    커버 플레이트, 전극 단자 및 디컴프레션 기구를 포함하는 엔드 커버 어셈블리를 제공하되, 상기 디컴프레션 기구와 상기 전극 단자는 상기 커버 플레이트 상에 마련되고, 상기 디컴프레션 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는 단계;
    상기 전극 어셈블리를 제공하고, 상기 전극 어셈블리를 상기 전극 단자에 연결하는 단계;
    수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징을 제공하는 단계;
    상기 전극 단자에 연결된 상기 전극 어셈블리를 상기 수용 캐비티에 방치한 후 상기 커버 플레이트를 상기 하우징에 연결하여 상기 하우징의 개구를 폐쇄하는 단계;
    바디부, 차단부 및 상기 바디부와 상기 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하는 보호 부재를 제공하되, 상기 취약부는 상기 디컴프레션 기구 작동 시 파열되어 상기 바디부와 상기 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 단계;
    상기 보호 부재를 상기 커버 플레이트의 외측에 마련하고, 상기 바디부는 상기 커버 플레이트에 연결되며, 상기 차단부는 상기 디컴프레션 기구를 차단하도록 하는 단계;를 포함하는 배터리 셀의 제조 방법.
  23. 배터리 셀의 제조 시스템에 있어서,
    커버 플레이트, 전극 단자 및 디컴프레션 기구를 포함하는 엔드 커버 어셈블리를 제공하되, 상기 디컴프레션 기구와 상기 전극 단자는 상기 커버 플레이트 상에 마련되고, 상기 디컴프레션 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는 제1 제공 장치;
    상기 전극 어셈블리를 제공하기 위한 제2 제공 장치;
    상기 전극 어셈블리를 상기 전극 단자에 연결하기 위한 제1 조립 장치;
    수용 캐비티 및 개구를 구비하는 하우징을 제공하기 위한 제3 제공 장치;
    상기 전극 단자에 연결된 상기 전극 어셈블리를 상기 수용 캐비티에 방치하고 상기 커버 플레이트를 상기 하우징에 연결하여 상기 하우징의 개구를 폐쇄하기 위한 제2 조립 장치;
    바디부, 차단부 및 상기 바디부와 상기 차단부를 연결하기 위한 취약부를 포함하는 보호 부재를 제공하되, 상기 취약부는 상기 디컴프레션 기구 작동 시 파열되어 상기 바디부와 상기 차단부의 연결을 끊도록 구성되는 제4 제공 장치; 및
    상기 보호 부재를 상기 커버 플레이트의 외측에 마련하고, 상기 바디부는 상기 커버 플레이트에 연결되며, 상기 차단부는 상기 디컴프레션 기구를 차단하도록 하는 제3 조립 장치;를 포함하는 배터리 셀의 제조 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118216037A (zh) * 2022-06-21 2024-06-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电装置
US20240030546A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 Aesc Japan Ltd. Battery, battery assembly and electronic apparatus
US20240030520A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 Aesc Japan Ltd. Battery and electronic device
CN115036643B (zh) * 2022-08-12 2022-12-02 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池及用电设备
US20240154244A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
CN115663389A (zh) * 2022-11-17 2023-01-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 外壳部件、电池单体、电池及用电设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4386139B1 (ja) * 2008-08-20 2009-12-16 トヨタ自動車株式会社 電池
JP5407683B2 (ja) * 2009-09-10 2014-02-05 トヨタ自動車株式会社 電池及び電池の製造方法
KR101137366B1 (ko) * 2010-05-20 2012-08-23 에스비리모티브 주식회사 이차전지
JP5919777B2 (ja) * 2011-01-31 2016-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP5966922B2 (ja) * 2012-02-14 2016-08-10 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6252877B2 (ja) * 2012-02-14 2017-12-27 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6044450B2 (ja) * 2013-05-22 2016-12-14 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
CN203415658U (zh) * 2013-06-07 2014-01-29 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其安全保护装置
JP6109056B2 (ja) * 2013-12-13 2017-04-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
CN104319360B (zh) * 2014-11-11 2017-01-25 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池和电池包
KR101970650B1 (ko) * 2015-06-19 2019-04-22 주식회사 엘지화학 이차전지
CN110707262A (zh) * 2019-08-13 2020-01-17 力赛凡科技有限公司 一种动力电池防爆透气阀及使用该防爆阀的电池系统
CN111668399A (zh) * 2020-03-31 2020-09-15 苏州炬鸿通讯电脑科技有限公司 内螺纹式高容量锂电池盖板
CN214254572U (zh) * 2020-11-25 2021-09-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池以及用电装置

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