KR20230010249A - 배터리 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩 및 차량 - Google Patents

배터리 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩 및 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20230010249A
KR20230010249A KR1020227043551A KR20227043551A KR20230010249A KR 20230010249 A KR20230010249 A KR 20230010249A KR 1020227043551 A KR1020227043551 A KR 1020227043551A KR 20227043551 A KR20227043551 A KR 20227043551A KR 20230010249 A KR20230010249 A KR 20230010249A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
spacer ring
core assembly
electrode core
battery
Prior art date
Application number
KR1020227043551A
Other languages
English (en)
Inventor
스차오 후
옌 주
Original Assignee
비와이디 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비와이디 컴퍼니 리미티드 filed Critical 비와이디 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20230010249A publication Critical patent/KR20230010249A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/673—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor
    • H01M50/682—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor accommodated in battery or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512—Connection only in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/588—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries outside the batteries, e.g. incorrect connections of terminals or busbars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/591—Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 개시내용은 배터리 셀 어셈블리(10), 배터리(100), 배터리 팩(200), 및 차량(300)을 제공한다. 배터리 셀 어셈블리는 패키징 필름(11) 및 패키징 필름 내에 패키징된 복수의 코어 그룹들(12)을 포함한다. 코어 그룹들은 직렬로 접속되어 코어 스트링을 형성한다. 각각의 코어 그룹은 적어도 하나의 코어(121)를 내포한다. 적어도 2개의 인접한 코어 그룹들 사이에 제1 스페이서 링(13)이 제공된다. 제1 스페이서 링 및 패키징 필름은 밀봉되어 패키징 필름 내의 수용 공간을 복수의 수용 캐비티(110)들로 분리한다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링 상에는 적어도 하나의 제1 액체 저장 탱크(132)가 제공된다. 각각의 제1 액체 저장 탱크는 제1 스페이서 링의 2개의 측면들에 있는 수용 캐비티들 중 적어도 하나와 연통한다. 또한, 본 개시내용은, 본 개시내용에서 제공되는 배터리 셀 어셈블리에 기초하여 배터리, 배터리 팩, 및 차량을 또한 제공한다.

Description

배터리 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩 및 차량
본 개시내용은 2020년 5월 18일자로 출원된 중국 특허 출원 제202010422006.3호에 기초하여 제안되고, 그에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시내용 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
본 개시내용은 배터리 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 배터리 코어 어셈블리, 배터리, 배터리 팩, 및 차량에 관한 것이다.
신 에너지 차량들의 지속적인 대중화에 따라, 신 에너지 차량들에서의 전력 배터리들의 사용을 위해 제기되는 요구사항들이 점점 더 높아지고 있다. 특히, 전력 배터리들의 서비스 수명에 대한 사용자들의 요구사항들이 점점 더 높아진다. 특히 택시, 및 버스들은 5년에 걸쳐 1백만 킬로미터를 초과하는 서비스 수명을 가지도록 요구된다. 그러나, 배터리 수명에 영향을 미치는 매우 중요한 인자는 배터리 내의 전해질 용액의 함량(content)이다. 배터리 내의 충분한 전해질 용액은 배터리의 사이클 요구사항들을 보장하고, 배터리 내의 리튬 도금의 발생을 감소시킬 수 있다. 그러나, 종래의 파우치 배터리는 생산 프로세스에서 진공화를 요구하므로, 배터리 내부에 더 많은 전해질 용액을 넣도록 설계하는 것이 종종 불가능하여, 배터리의 불충분한 서비스 수명을 야기한다.
본 개시내용은 관련 기술분야에 존재하는 기술적 문제들 중 적어도 하나를 해결하도록 의도된다.
전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 개시내용의 기술적 해결책들은 다음과 같다.
제1 양태에서, 본 개시내용은 캡슐화 필름(encapsulation film) 및 캡슐화 필름 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 어셈블리들을 포함하는 배터리 코어 어셈블리(battery core assembly)를 제공한다. 전극 코어 어셈블리들은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링(string)을 형성하고, 각각의 전극 코어 어셈블리는 적어도 하나의 전극 코어를 포함한다. 제1 스페이서 링(spacer ring)은 적어도 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들 사이에 제공되고, 여기서 제1 스페이서 링은 캡슐화 필름에 조인(join)되어 캡슐화 필름 내부의 수용 공간을 다수의 수용 캐비티들(accommodating cavities)로 구획한다. 수용 캐비티의 캐비티 벽은 제1 스페이서 링 및 제1 스페이서 링에 접속된 캡슐화 필름을 포함한다. 전극 코어 어셈블리는 각각의 수용 캐비티 내에 수용된다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소(liquid reservoir)가 제공되고, 각각의 제1 액체 저장소는 제1 스페이서 링의 양 측면들(sides)에서의 수용 캐비티들 중 하나와 연통한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 액체 저장소는 제1 스페이서 링의 외부 표면으로부터 제1 스페이서 링의 내부로 리세스(recess)된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 액체 저장소 내에 다수의 보강 립들(reinforcing ribs)이 제공되어, 제1 액체 저장소를 다수의 액체 저장 유닛들(units)로 구획한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 스페이서 링의 외부 표면은 접속 표면, 및 접속 표면의 2개의 측면들에 위치하는 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면을 포함한다. 접속 표면은 캡슐화 필름에 조인되고, 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면은 제1 스페이서 링의 2개의 측면들에 있는 수용 캐비티들 내에 각각 위치한다.
제1 외부 표면의 일부가 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소로 형성되거나, 제2 외부 표면의 일부가 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소로 형성되거나, 제1 외부 표면의 일부 및 제2 외부 표면의 일부가 둘 다 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 각각 제1 액체 저장소로 형성된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 어셈블리의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 다수의 전극 코어 어셈블리들은 제1 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 각각의 전극 코어 어셈블리에는 반대 극성들을 갖는 2개의 전극 리드-아웃 부재들이 전류 출력을 위해 제공되고, 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 전극 코어 어셈블리의 2개의 단부들에 제1 방향으로 각각 배열된다.
전극 접속 홀(hole)이 제1 스페이서 링 상에 제공되고, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들의 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 반대 극성들을 갖고 접속되며, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들의 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들 사이의 제1 스페이서 링 상의 전극 접속 홀 내의 포지션에서 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 전극 코어의 두께는 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장된다. 전극 코어 어셈블리는, 제2 방향을 따라 배열되고 직렬 또는 병렬로 접속되는 적어도 2개의 전극 코어들을 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 전극 코어들은 병렬로 접속되고, 각각의 전극 코어들은 전극 코어 본체 및 전극 코어 본체에 전기적으로 접속되는 반대 극성들을 갖는 2개의 탭들(tabs)을 포함하고, 여기서 2개의 탭들은 전극 코어 본체의 2개의 대향하는 측면들에 제1 방향으로 각각 배열되고, 2개의 인접한 전극 코어들의 동일한 극성을 갖는 탭들은 제1 방향으로 동일한 측면에 위치하고, 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들은 전기적으로 접속되어, 2개의 인접한 전극 코어들을 병렬로 접속한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 어셈블리는 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들 사이에 포지셔닝되고 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들이 각각 전기적으로 접속되는 탭 지지체(tab support)를 추가로 포함하고;
전극 리드-아웃 부재는, 동일한 극성을 갖는 탭이 전기적으로 접속되는 탭 지지체들 중 하나에 전기적으로 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 탭 지지체는, 탭 지지체의 상이한 표면들 상에 각각 위치하는 포지션들에서 전극 리드-아웃 부재 및 탭에 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 탭 지지체는 2개의 대향하는 제1 표면들을 포함하고, 여기서 2개의 제1 표면들은 각각 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들과 대면하고, 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들은 각각 탭 지지체의 2개의 제1 표면들에 직접 부착된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 리드-아웃 부재와 접속되는 적어도 하나의 탭 지지체는 정사각형 피스(piece)이고, 여기서 정사각형 피스는 2개의 제1 표면들, 2개의 제1 표면들 사이에 위치하고 전극 코어 본체와 대면하는 제3 표면, 및 제3 표면에 대향하는 제4 표면을 포함하고;
전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속된 탭 지지체는 제4 표면을 통해 전극 리드-아웃 부재에 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 탭 지지체의 내부는 중공 캐비티(hollow cavity)이다. 중공 캐비티에는 적어도 하나의 캐비티 벽에 개구가 제공되고, 개구는 탭 지지체가 포지셔닝되는 수용 캐비티와 연통함으로써, 중공 캐비티가 제2 액체 저장소로 형성되도록 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 탭 지지체는 U-형상 피스이고, 여기서 U-형상 피스의 개구는 제1 방향에 평행하게 배향된다. U-형상 피스는 2개의 대향하는 측벽들 및 2개의 대향하는 측벽들 사이의 하단 벽(bottom wall)을 포함하고, 2개의 대향하는 측벽들의 외부 표면들은 각각 2개의 제1 표면들이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, U-형상 피스의 개구는 전극 코어 본체와 대면하고, 전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속된 탭 지지체는 하단 벽을 통해 전극 리드-아웃 부재에 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, U-형상 피스의 개구는 동일한 측면에 있는 제1 스페이서 링과 대면하고, 전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속된 탭 지지체는 측벽들 중 하나를 통해 전극 리드-아웃 부재에 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 탭 지지체와 전극 코어 본체 사이에 절연 스페이서(insulating spacer)가 제공된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 본체의 제1 방향으로의 2개의 대향하는 단부들은 외향으로 돌출된 팁을 갖는 V-형상 단부 면들이고, 여기서 각각의 전극 코어들의 2개의 탭들은 2개의 V-형상 단부 면들의 팁들에 각각 위치하고, 제1 방향으로 동일한 단부에 있는 2개의 인접한 전극 코어 본체들의 V-형상의 단부 면들 사이에 V-형상 공간이 형성된다. 절연 스페이서는 V-형상 공간의 형상과 매칭되는 V-형상 피스이고, V-형상 피스는 V-형상 영역에 피팅된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, V-형상 공간의 V 각도는 90 내지 150도(degree)이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 절연 스페이서는 스냅 피트(snap fit)에 의해 탭 지지체에 고정된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 스트링의 2개의 단부들에 제2 스페이서 링이 추가로 배열되고, 제2 스페이서 링 상에 전극 리드-아웃 홀이 제공된다. 전극 코어 스트링의 하나의 단부에 있는 전극 코어 어셈블리의 전극 리드-아웃 부재들 중 하나는 동일한 단부에 있는 제2 스페이서 링 상의 전극 리드-아웃 홀로부터 리드-아웃되고, 전극 코어 스트링의 다른 단부에서의 전극 코어 어셈블리의 전극 리드-아웃 부재들 중 하나는 동일한 단부에 있는 제2 스페이서 링 상의 전극 리드-아웃 홀로부터 리드-아웃된다.
제2 스페이서 링에는 제2 액체 저장소가 제공되고, 여기서 제2 액체 저장소는 제2 스페이서 링의 외부 표면으로부터 제2 스페이서 링의 내부로 리세스되고; 제2 스페이서 링 상의 제2 액체 저장소는, 전극 코어 스트링의 동일한 단부에 위치된 전극 코어 어셈블리가 위치하는 수용 캐비티와 연통한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 스트링의 적어도 하나의 단부에서의 전극 코어 어셈블리 내의 적어도 하나의 탭 지지체의 내부는 중공 캐비티이고, 여기서 중공 캐비티에는 적어도 하나의 캐비티 벽에 개구가 제공되어, 동일한 단부에 있는 제2 스페이서 링 상의 전극 리드-아웃 홀과 연통함으로써, 중공 캐비티가 제3 액체 저장소로 형성되도록 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 스트링의 하나의 단부에 있는 제2 스페이서 링은 동일한 단부에 있는 전극 코어 어셈블리 주위에 장착된다.
제2 양태에서, 본 개시내용은 케이싱(casing), 및 케이싱 내에 캡슐화된 적어도 하나의 배터리 코어 어셈블리를 포함하는 배터리를 제공하고, 여기서 배터리 코어 어셈블리는 전술된 바와 같은 임의의 배터리 코어 어셈블리이다.
제3 양태에서, 본 개시내용은 전술된 바와 같은 다수의 배터리들을 포함하는 배터리 모듈을 제공한다.
제4 양태에서, 본 개시내용은 전술된 바와 같은 다수의 배터리들 또는 다수의 배터리 모듈들을 포함하는 배터리 팩을 제공한다.
제5 양태에서, 본 개시내용은 전술된 바와 같은 배터리 또는 배터리 팩을 포함하는 차량을 제공한다.
관련 기술 분야와 비교하여, 본 개시내용은 다음의 유익한 효과들을 갖는다.
본 개시내용에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리에 따르면, 전해질 용액은 수용 캐비티 안으로 주입된 후, 캡슐화 필름의 내부 표면과 전극 코어 어셈블리의 외부 표면 사이의 공간에 채워진다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소가 제공되어 각각의 수용 캐비티 내의 액체 저장 공간을 확장하고, 적어도 하나의 제1 액체 저장소는 수용 캐비티와 연통한다. 그와 같이, 전해질 용액이 수용 캐비티 안으로 주입될 때, 전해질 용액은 제1 액체 저장소에 유입되어, 제1 액체 저장소를 사용함으로써 전해질 용액을 부가적으로 저장할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 제1 실시예에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리의 개략적인 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 코어 어셈블리의 II-II를 따르는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전극 코어 어셈블리의 개략적인 구조도이다.
도 4는 도 3에 도시된 절연 스페이서, 탭 지지체, 및 전극 리드-아웃 부재의 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 4의 조립해제된 구조를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서 제공되는 탭 지지체의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 개시내용의 제2 실시예에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제2 스페이서 링의 개략적인 구조적 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 제2 스페이서 링의 좌측면도이다.
도 10은 도 9의 X-X을 따르는 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 개시내용의 하나의 실시예에서 제공되는, 케이싱이 없는 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 12는 본 개시내용의 하나의 실시예에서 제공되는, 케이싱을 갖는 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 13은 본 개시내용의 하나의 실시예에서 제공되는 배터리 팩의 개략적인 구조도이다.
도 14는 본 개시내용의 하나의 실시예에서 제공되는 차량의 개략적인 구조도이다.
첨부 도면의 참조 번호들:
200. 배터리 팩; 100. 배터리; 10. 배터리 코어 어셈블리; 11. 캡슐화 필름; 110. 수용 캐비티; 12. 전극 코어 어셈블리; 121. 전극 코어; 1211. 전극 코어 본체; 1213. 탭; 122. 전극 리드-아웃 부재; 1221. 접촉 부분; 1223. 리드-아웃 부분; 123. 전극 코어 어셈블리 본체; 124. 탭 지지체; 1240. 중공 캐비티; 1241. 제1 표면; 1243. 제3 표면; 1244. 제4 표면; 1245. 개구; 1246. 맞물림 홀(engaging hole); 1247. 2개의 측벽들; 1248. 하단 벽; 125. 절연 스페이서; 1251. 버클(buckle); 13. 제1 스페이서 링; 131. 전극 접속 홀; 132. 제1 액체 저장소; 133. 접속 표면; 134. 제1 외부 표면; 135. 제2 외부 표면; 14. 제2 스페이서 링; 141. 전극 리드-아웃 홀; 142. 제3 액체 저장소; 20. 케이싱; 22. 트레이(tray); 300. 차량.
본 개시내용의 실시예들이 아래에서 상세히 설명되고, 실시예들의 예들이 첨부 도면들에 도시되어 있으며, 여기서 동일하거나 유사한 요소들 또는 동일하거나 유사한 기능들을 갖는 요소들은 설명 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 참조 번호들로 표기된다. 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 설명하는 실시예들은 예시적이고, 본 개시내용을 설명하도록 의도된 것이며 본 개시내용에 대한 제한으로 해석될 수 없다.
본 개시내용의 설명에서, "길이(length)", "폭(width)", "위(up)", "아래(down)", "전방(front)", "후방(rear)", "좌측(left)", "우측(right)", "수직(vertical)", "수평(horizontal)", "상단(top)", "하단(bottom)", "내부(inside)" 및 "외부(outside)" 와 같은 용어들은 첨부 도면들에 도시된 배향 또는 포지션에 기초하여 배향 또는 포지션 관계를 표시한다는 것을 이해해야 한다. 이러한 용어들은 단지 본 개시내용을 설명하고 설명을 단순화하는 편의를 위한 것이고, 참조된 디바이스 또는 요소가 특정 배향을 가져야 하고, 특정 배향으로 구성되고 동작되어야 한다는 것을 표시 또는 암시하기 위한 것이 아니므로, 본 개시내용에 대한 제한으로서 이해될 수 없다.
또한, "제1" 및 "제2 "라는 용어들은 단지 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 표시 또는 암시하거나 표시된 다수의 기술적 특징들을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, "제1" 및 "제2"를 정의하는 특징들은 하나 이상의 그러한 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본 개시내용의 설명에서, "다수의(number of, multiple)" 또는 "복수의(plurality of)"는, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 2개 이상을 의미한다.
본 개시내용에서, "설치(installation)", "접속된(connected)", "접속(connection)", 및 "체결(fastening)"과 같은 용어들은, 달리 명시적으로 특정되고 정의되지 않는 한 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정적으로 접속되거나, 분리가능하게(detachably) 접속되거나, 일체로 형성된 것일 수 있거나; 기계적으로 또는 전기적으로 접속된 것일 수 있거나; 직접 접속되거나 중간 매체에 의해 간접 접속된 것일 수 있거나; 또는 2개의 요소들 사이의 접속 또는 2개의 요소들 사이의 상호작용일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용에서의 용어들의 특정 의미들은 특정 상황에 기초하여 이해할 수 있다.
본 개시내용은 배터리(100)에 적용되고, 배터리(100)의 배터리 코어로서 배터리(100)의 케이싱(20) 내에 캡슐화된, 배터리 코어 어셈블리(10)를 제공한다. 배터리 코어 어셈블리는 캡슐화 필름(11) 및 캡슐화 필름(11) 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 어셈블리들(12)을 포함한다. 전극 코어 어셈블리들(12)은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링(string)을 형성하고, 각각의 전극 코어 어셈블리(12)는 적어도 하나의 전극 코어(121)를 포함한다. 제1 스페이서 링(13)은 적어도 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12) 사이에 제공되고, 여기서 제1 스페이서 링(13)은 캡슐화 필름(11)에 조인되어 캡슐화 필름(11) 내부의 수용 공간을 다수의 수용 캐비티들(110)로 구획한다. 수용 캐비티(110)의 캐비티 벽은 제1 스페이서 링(13) 및 제1 스페이서 링(13)에 접속된 캡슐화 필름(11)을 포함한다. 전극 코어 어셈블리(12)는 각각의 수용 캐비티(110) 내에 수용된다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링(13)에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)가 제공되고, 각각의 제1 액체 저장소(132)는 제1 스페이서 링(13)의 양 측면들에 있는 수용 캐비티들(110) 중 하나와 연통한다.
관련 기술 분야와 비교하여, 본 개시내용은 다음의 유익한 효과들을 갖는다.
본 개시내용에서, 전해질 용액은 수용 캐비티(110) 안으로 주입된 후, 캡슐화 필름(11)의 내부 표면과 전극 코어 어셈블리(12)의 외부 표면 사이의 공간에 채워진다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링(13)에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)가 제공되어, 각각의 수용 캐비티(110) 내의 액체 저장 공간을 확장하고, 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)는 수용 캐비티(110)와 연통한다. 그와 같이, 전해질 용액이 수용 캐비티(110) 안으로 주입될 때, 전해질 용액은 제1 액체 저장소(132)에 유입되어, 제1 액체 저장소(132)를 사용함으로써 전해질 용액을 부가적으로 저장할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 제1 실시예에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리(10)의 개략적인 구조도이고; 도 2는 캡슐화 필름(11)이 제거된, 본 개시내용의 제1 실시예에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리(10)의 II-II를 따르는 개략적인 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 코어 어셈블리(10)는 캡슐화 필름(11) 및 캡슐화 필름(11) 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 어셈블리들(12)을 포함한다. 다수의 전극 코어 어셈블리들(12)은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링을 형성한다. 이러한 실시예에서, 다수의 전극 코어 어셈블리들(12)은 2개의 전극 코어 어셈블리들(12)을 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 각각의 전극 코어 어셈블리(12)는 적어도 하나의 전극 코어(121)를 포함한다. 적어도 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12) 사이에 제1 스페이서 링(13)이 제공된다. 제1 스페이서 링(13)은 캡슐화 필름(11)에 조인되어 캡슐화 필름(11) 내부의 수용 공간을 다수의 수용 캐비티들(110)로 구획한다. 수용 캐비티(110)의 캐비티 벽은 제1 스페이서 링(13) 및 제1 스페이서 링(13)에 접속된 캡슐화 필름(11)을 포함한다. 전극 코어 어셈블리(12)는 각각의 수용 캐비티(110) 내에 수용된다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링(13)에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)가 제공되고, 각각의 제1 액체 저장소(132)는 제1 스페이서 링(13)의 2개의 측면들에 있는 2개의 수용 캐비티들(110) 중 하나와 연통한다.
본 개시내용에서, 수용 캐비티(110) 내에 전해질 용액이 주입된다. 전해질 용액은 수용 캐비티(110) 안으로 주입된 후, 캡슐화 필름(11)의 내부 표면과 전극 코어 어셈블리(12)의 외부 표면 사이의 공간에 채워진다는 점이 이해될 수 있다. 적어도 하나의 제1 스페이서 링(13)에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)가 제공되어, 각각의 수용 캐비티(110) 내의 액체 저장 공간을 확장하고, 적어도 하나의 제1 액체 저장소(132)는 수용 캐비티(110)와 연통한다. 그와 같이, 전해질 용액이 수용 캐비티(110) 안으로 주입될 때, 전해질 용액은 제1 액체 저장소(132)에 유입되어, 제1 액체 저장소(132)를 사용함으로써 전해질 용액을 부가적으로 저장할 수 있다.
배터리 내의 전해질 용액의 함량은 배터리의 서비스 수명에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 그러나, 배터리를 사용하는 동안, 전해질 용액은 팽창 및 다른 인자들로 인해 점진적으로 감소하여, 배터리의 서비스 수명에 영향을 미칠 것이다. 또한, 배터리들의 일부 영역들에서 리튬 도금 또한 발생하여, 배터리의 안전성을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 실시예에서, 제1 스페이서 링(13)에는 제1 액체 저장소(132)가 제공된다. 전해질 용액이 캡슐화 필름(11) 안으로 주입될 때, 제1 액체 저장소(132)는 일정량의 전해질 용액을 저장하여, 배터리 코어를 형성함에 있어 캡슐화 필름(11)이 진공화될 때 진공화 프로세스 동안 자유 전해질 용액이 빠져나갈(withdraw) 가능성을 감소시키고, 저장되는 전해질 용액의 양을 최대화할 수 있다. 추가로, 배터리를 장기간 사용하는 동안, 배터리 코어 어셈블리(10) 내의 전해질 용액은 적시에 보충되어, 배터리 내의 리튬 도금의 발생을 감소시키고, 배터리의 사이클 수명을 개선할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 액체 저장소(132)는 제1 스페이서 링(13)의 외부 표면으로부터 제1 스페이서 링(13)의 내부로 리세스된다.
일부 실시예들에서, 전극 코어 어셈블리(10)의 길이는 제1 방향(L)을 따라 연장되고, 전극 코어 어셈블리(10)의 두께는 제2 방향(W)을 따라 연장되며, 여기서 제1 방향(L)은 제2 방향(W)에 수직이다. 제1 스페이서 링(13)의 외부 표면은 제2 방향(W)으로 대향하여 배열되는 제1 스페이서 링(13)의 2개의 표면들을 지칭한다.
따라서, 제1 액체 저장소(132) 내에 저장된 전해질 용액은 진공화 프로세스 동안 빠져나갈 가능성이 낮아서, 더 많은 전해질 용액이 수용 캐비티(110) 내에 저장될 수 있도록 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 조인을 위한 부분들을 제외하고, 제1 스페이서 링(13) 및 캡슐화 필름(11)의 다른 부분들은 조인되지 않아, 제1 액체 저장소(132)가 수용 캐비티(110)와 연통하도록 허용한다. 따라서, 전해질 용액이 캡슐화 필름(11)에 의해 정의되는 수용 캐비티(110) 내로 주입될 때, 전해질 용액은 제1 액체 저장소(132)에 유입될 수 있으므로, 제1 액체 저장소(132)는 일정량의 전해질 용액을 저장할 수 있게 된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 액체 저장소(132) 내에 다수의 보강 립들이 제공되어, 제1 액체 저장소(132)를 다수의 액체 저장 유닛들로 구획한다. 이러한 실시예에서, 3개의 보강 립들이 제공되고, 3개의 보강 립들은 제1 액체 저장소(132)를 4개의 액체 저장 유닛들로 구획한다. 다른 실시예들에서, 보강 립의 수는 3개로 제한되지 않고, 또한 1개, 2개, 4개, 또는 5개일 수 있다. 액체 저장 유닛의 수는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 4개일 수 있고, 또한 4개 미만 또는 4개 초과일 수 있다.
따라서, 제1 액체 저장소(132) 내에 보강 립을 배열함으로써, 제1 스페이서 링(13)의 전체적인 강도가 강화되어, 제1 스페이서 링(13)이 더 높은 전체적인 압축 강도를 갖도록 할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 스페이서 링(13)의 외부 표면은 접속 표면(133), 및 접속 표면(133)의 2개의 측면들에 위치하는 제1 외부 표면(134) 및 제2 외부 표면(135)을 포함한다. 접속 표면(133)은 캡슐화 필름(11)에 조인되고, 제1 외부 표면(134) 및 제2 외부 표면(135)은 제1 스페이서 링(13)의 2개의 측면들에 있는 2개의 수용 캐비티들(110) 내에 각각 위치한다.
제1 외부 표면(134)의 일부가 제1 스페이서 링(13)의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소(132)로 형성되거나, 제2 외부 표면(135)의 일부가 제1 스페이서 링(13)의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소(132)로 형성되거나, 제1 외부 표면(134)의 일부 및 제2 외부 표면(135)의 일부가 둘 다 각각 제1 스페이서 링(13)의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소(132)로 형성된다.
이러한 실시예에서, 제1 외부 표면(134)의 일부 및 제2 외부 표면(135)의 일부는 둘 다 제1 스페이서 링(13)의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소(132)로 형성된다.
다른 실시예들에서, 제1 외부 표면(134) 또는 제2 외부 표면(135)의 일부는 제1 스페이서 링(13)의 내부를 향해 리세스되어 제1 액체 저장소(132)로 형성된다.
따라서, 제1 액체 저장소(132)는 각각의 수용 캐비티(110) 내의 액체 저장 공간을 확장하고, 부가적으로 더 많은 전해질 용액을 저장하여 진공화 프로세스 동안 자유 전해질 용액이 빠져나갈 가능성을 감소시키며, 저장되는 전해질 용액의 양을 최대화한다. 배터리 코어 어셈블리(10)를 장기간 사용하는 동안, 배터리 코어 어셈블리(10) 내의 전해질 용액은 적시에 보충되어, 배터리 내의 리튬 도금의 발생을 감소시키고, 배터리의 사이클 수명을 개선할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 다수의 전극 코어 어셈블리들(12)은 제1 방향(L)을 따라 순차적으로 배열되고, 각각의 전극 코어 어셈블리(12)에는 반대 극성들을 갖는 2개의 전극 리드-아웃 부재들(122)이 전류 출력을 위해 제공되며, 여기서 2개의 전극 리드-아웃 부재들(122) 중 하나는 양극 리드-아웃 부재이고, 다른 하나는 음극 리드-아웃 부재이다. 2개의 전극 리드-아웃 부재들(122)은 전극 코어 어셈블리(12)의 2개의 단부들에 제1 방향(L)으로 배열된다.
전극 접속 홀(131)이 제1 스페이서 링(13) 상에 제공되고, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12)의 2개의 전극 리드-아웃 부재들(122)는 반대 극성들을 갖고 접속되며, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12)의 2개의 전극 리드-아웃 부재들(122)은 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12) 사이의 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131) 내의 포지션에서 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제1 스페이서 링(13)은 일체형 구조를 갖는다. 예를 들어, 이는 2개의 전극 코어 어셈블리들(12) 사이에 플라스틱 재료를 주입함으로써 형성된다. 2개의 전극 코어 어셈블리들(12)의 접속 포지션은 주입된 재료에 의해 둘러싸이고, 전극 접속 홀(131)은 제1 스페이서 링(13)의 중심 부분을 관통하는 관통 홀(through hole)이다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 제1 스페이서 링(13)은 제1 홈(groove)을 갖는 제1 스페이서 링 부분 및 제2 홈을 갖는 제2 스페이서 링 부분을 포함하고, 여기서 제1 스페이서 링 부분과 제2 스페이서 링 부분은 서로에게 고정되고, 제1 홈과 제2 홈은 서로 직접 대면하여 전극 접속 홀(131)을 형성한다. 즉, 제1 스페이서 링(13)은 서로 대향하여 배열되는 2개의 스페이서 링 부분들로 구성됨으로써, 2개의 스페이서 링 부분 상의 홈 개구들이 서로 대면하여 배열되어 전극 접속 홀(131)을 형성하도록 한다. 조립될 때, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12)은 직렬로 접속되고, 그 후 2개의 전극 코어 어셈블리들(12)의 접속 포지션을 수용하기 위한 공간이 홈들 내에 확보되는 방식으로 스페이서 링 부분들의 홈들 상에 차단 부재가 제공된다. 2개의 스페이서 링 부분들은 접속 포지션의 2개의 측면들에 배열되어 접속 포지션을 공동으로 클램핑(clamp)한다. 전극 접속 홀(131)을 잘 밀봉하기 위한 목적으로, 2개의 스페이서 링 부분들은 접속 포지션에 본딩(bond)됨으로써, 스페이서 링 부분과 접속 포지션 사이의 갭이 접착제에 의해 밀봉되도록 할 수 있다.
전극 접속 홀(131)은 그 안에 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들(12)의 2개의 직렬 접속된 전극 리드-아웃 부재들(122)의 접속 포지션을 수용할 뿐만 아니라, 전극 접속 홀(131)에 차단 부재가 또한 제공되어 전극 접속 홀(131)을 밀봉한다는 것이 이해될 수 있다. 따라서, 전해질 용액은 전극 접속 홀(131)을 통해 2개의 인접한 수용 캐비티들(110)로 흐를 수 없다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어(121)의 길이는 제1 방향(L)을 따라 연장되고, 전극 코어(121)의 두께는 제1 방향(L)에 수직인 제2 방향(W)을 따라 연장된다. 전극 코어 어셈블리(12)가 다수의 전극 코어들(121)을 포함할 때, 다수의 전극 코어들(121)은 제2 방향(W)을 따라 순차적으로 배열되고;
다수의 제1 액체 저장소들(132)이 제공되고, 다수의 제1 액체 저장소들(132)은 제2 방향(W)을 따라 배열된다.
도 2는 2개의 제1 액체 저장소들(132)을 개략적으로 도시하고, 2개의 제1 액체 저장소들(132)은 전극 접속 홀(131)의 2개의 대향하는 측면들에서 제2 방향(W)을 따라 배열된다.
따라서, 다수의 제1 액체 저장소들(132)이 제1 스페이서 링(13) 상에 제공됨으로써, 제1 스페이서 링(13) 상의 공간이 충분히 활용되도록 한다. 스페이서 링(13)의 강도가 보장되면서 더 많은 제1 액체 저장소들(132)이 제공되고, 따라서 더 많은 전해질 용액이 저장되어, 배터리 내의 리튬 도금의 발생을 감소시키며, 배터리의 사이클 수명을 개선할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 코어 어셈블리(12)는 적어도 2개의 전극 코어들(121)을 포함하고, 적어도 2개의 전극 코어들(121)은 제2 방향(W)을 따라 배열되고, 여기서 전극 코어들(121)은 직렬 또는 병렬로 접속된다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 병렬로 접속된 2개의 전극 코어들(121)이 도시되고, 여기서 2개의 전극 코어들(121)은 전극 코어(121)의 두께 방향, 즉 제2 방향(W)을 따라 배열된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 3을 참조하면, 2개의 인접한 전극 코어들(121)이 병렬로 접속된다. 각각의 전극 코어들(121)은 전극 코어 본체(1211) 및 전극 코어 본체(1211)에 전기적으로 접속되는 반대 극성들을 갖는 2개의 탭들(1213)을 포함한다. 2개의 탭들(1213)은 전극 코어 본체(1211)의 2개의 대향하는 측면들에 제1 방향(L)으로 배열된다. 또한, 2개의 인접한 전극 코어(121)들의 동일한 극성을 갖는 탭들(1213)은 제1 방향(L)으로 동일한 측면에 위치하고, 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들(1213)은 전기적으로 접속되어, 2개의 인접한 전극 코어들(121)을 병렬로 접속한다.
본 개시내용에서, 전극 코어(121)는 전력 배터리 분야에서 흔히 사용되는 전극 코어로서 간주될 수 있고, 전극 코어(121) 및 전극 코어 어셈블리(12)는 배터리의 케이싱 내부의 컴포넌트들이고 배터리 자체로서 이해될 수 없다. 전극 코어(121)는 감긴(wound) 전극 코어(121)일 수 있고, 또는 전극 코어(121)는 일반적으로 완전히 밀봉되지 않은 어셈블리를 지칭한다. 따라서, 본 개시내용에서 언급된 배터리는 다수의 전극 코어들(121)을 포함한다는 이유만으로 단순히 배터리 모듈 또는 배터리 어셈블리로 간주될 수 없다. 본 개시내용에서, 전극 코어 어셈블리(12)는 단일 전극 코어(121) 또는 다수의 전극 코어들(121)로 구성될 수 있고, 여기서 다수의 전극 코어들(121)은 병렬로 접속되어, 전극 코어 어셈블리(12)를 형성한다. 예를 들어, 2개의 전극 코어들(121)이 병렬로 접속되어, 전극 코어 어셈블리(12)를 형성하거나; 또는 4개의 전극 코어들(121)이 병렬로 접속되어, 전극 코어 어셈블리(12)를 형성하거나; 또는 8개의 전극 코어들(121)이 병렬로 접속되어, 전극 코어 어셈블리(12)를 형성한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 전극 코어 어셈블리(12)는 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들(1213) 사이에 포지셔닝된 탭 지지체(124)를 추가로 포함한다. 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들(1213)은 탭 지지체(124)에 각각 전기적으로 접속되는데, 즉, 동일한 측면에 있는 2개의 인접한 탭들(1213)은 탭 지지체(124)에 의해 전기적으로 접속된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 탭 지지체(124)는 전극 코어 어셈블리(12)의 길이 방향으로의 양 측면들에 제공된다.
전극 코어 어셈블리(12)의 각각의 전극 리드-아웃 부재들(122)은 전극 코어 어셈블리 본체(123)의 제1 방향(L)으로의 하나의 측면에 위치한 탭 지지체들(124) 중 하나에 전기적으로 접속된다. 전극 코어 어셈블리(12)가 3개, 4개 또는 심지어 그보다 많은 전극 코어들(121)을 포함할 때, 전극 코어 어셈블리(12)의 길이 방향으로의 각각의 측면에 다수의 탭 지지체들(124)이 제공될 것임을 이해할 수 있다. 본 개시내용의 실시예에서, 전극 코어 어셈블리(12)의 양극 리드-아웃 부재(122)는 양극 탭(1213)과 함께 전극 코어 어셈블리(12)의 동일한 측면에 위치하고, 양극 탭(1213)에 전기적으로 접속되며; 음극 리드-아웃 부재(122)는 음극 탭(1213)과 함께 전극 코어 어셈블리(12)의 다른 측면에 위치하고, 음극 탭(1213)에 전기적으로 접속된다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 전극 리드-아웃 부재(122)는, 동일한 측면에 위치한 하나의 탭 지지체(124)에 의해 전기적으로 접속되어, 대응하는 탭(1213)에 전기적으로 접속된다.
예를 들어, 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에서, 전극 코어 어셈블리(12)는 2개의 전극 코어들(121)을 포함한다. 이러한 경우, 하나의 탭 지지체(124)가 전극 코어 어셈블리(12)의 길이 방향(L)으로의 2개의 대향하는 측면들에 각각 제공된다. 각각의 측면에 있는 탭 지지체(124)는 동일한 측면에 있는 2개의 탭들(1213) 사이에 위치하고, 동일한 측면에 있는 2개의 탭들(1213)에 전기적으로 접속된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 2개 이상의 탭 지지체들(124)이 전극 코어들(121)의 동일한 측면에 제공될 때, 동일한 측면에 있는 2개의 인접한 탭 지지체들(124)은 탭(1213)에 의해 이격되기 때문에, 2개의 인접한 탭 지지체들(124)을 전기적으로 접속시키기 위한 목적으로, 탭 지지체(124)에는 제1 방향(L)을 따라 탭(1213)의 에지(edge)를 넘어 연장되는 볼록한 에지가 제공되어, 볼록한 에지들의 접촉을 통해 인접한 2개의 탭 지지체들(124)을 전기적으로 접속시킬 필요가 있다는 점이 이해될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 탭 지지체(124)는 탭 지지체(124)의 상이한 표면들 상에 각각 위치하는 포지션들에서 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)에 접속된다. 즉, 동일한 탭 지지체(124)에 전기적으로 접속되는 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)은, 탭 지지체(124)의 상이한 표면들 상에 각각 위치하는 포지션들에서 탭 지지체(124)에 접속된다. 따라서, 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)이 둘 다 탭 지지체(124)의 동일한 표면 상에 중첩되는 상황을 회피하여, 탭 지지체(124)가 전극 리드-아웃 부재(122) 또는 탭(1213)에 접속되는 포지션들에서의 두께를 감소시킨다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 리드-아웃 부재(122)는 접촉 부분(1221) 및 리드-아웃 부분(1223)을 포함한다. 접촉 부분(1221)은 탭 지지체(124)에 직접 전기적으로 접속된다. 리드-아웃 부분(1223)은 접촉 부분(1221)으로부터 인출되고, 제1 방향(L)을 따라 연장된다. 탭 지지체(124)에 부착된 접촉 부분(1221)의 일부는 판형(plate-like)으로, 접촉 부분(1221)과 탭 지지체(124) 사이의 접촉 면적을 증가시킨다. 따라서, 탭 지지체(124)와 접촉 부분(1221) 사이의 용접된 면적이 증가되어, 접속 신뢰도를 개선한다. 이러한 실시예에서, 리드-아웃 부분(1223)은 제1 방향(L)으로의 접촉 부분(1221)의 하나의 측면에 접속되어, L-형상 브래킷(bracket)을 형성한다. 다른 실시예들에서, 리드-아웃 부분(1223)은 제1 방향(L)으로의 접촉 부분(1221)의 중간 부분에 접속되어, L-형상 브래킷을 형성한다. 전극 리드-아웃 부재(122)의 접촉 부분(1221)과 탭 지지체(124)는 용접에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 탭 지지체(124)는 2개의 대향하는 제1 표면들(1241)을 포함하고, 여기서 2개의 제1 표면들(1241)은 각각 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들(1213)과 대면하고, 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들(1213)은 각각 탭 지지체(124)의 2개의 제1 표면들(1241)에 직접 부착된다. 탭(1213) 및 탭 지지체(124)는 용접에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 탭 지지체(124)의 제1 표면(1241)에 탭(1213)을 고정적으로 부착함으로써, 탭(1213)이 움직이거나 시프팅(shifting)되는 것을 방지할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 전극 리드-아웃 부재(122)에 접속되는 적어도 하나의 탭 지지체(124)는 정사각형 피스이고, 즉, 탭 지지체(124)의 단면은 정사각형 형상이고, 탭 지지체(124)는 전체적으로 큐브 구조를 갖는다. 모든 탭 지지체(124)는 본 개시내용에서 정사각형 피스로서 배열될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 정사각형 피스로서의 탭 지지체(124)의 배열은 인접한 탭들(1213) 사이의 탭들(1213)에 대한 더 양호한 지지 능력을 제공할 수 있고, 이는 특히 탭(1213)이 탭 지지체(124)에 용접될 때 용접 프로세스 동안 탭 지지체(124)의 변형을 방지하고, 탭 지지체(124)의 압축 내성(resistance)을 증가시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 정사각형 피스는 2개의 제1 표면들(1241), 2개의 제1 표면들(1241) 사이에 위치되고 전극 코어 본체(1211)와 대면하는 제3 표면(1243), 및 제3 표면(1243)에 대향하는 제4 표면(1244)을 포함한다.
전극 리드-아웃 부재(122)에 전기적으로 접속된 탭 지지체(124)는 제4 표면(1244)을 통해 전극 리드-아웃 부재(122)에 접속된다. 구체적으로, 전극 리드-아웃 부재(122)의 접촉 부분(1221)은 탭 지지체(124)의 제4 표면(1244)에 접속된다. 2개의 인접한 탭들(1213)은 각각 2개의 제1 표면들(1241)에 접속된다. 즉, 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)은 둘 다 탭 지지체(124)의 상이한 표면들 상에 위치하는 포지션들에서 탭 지지체(124)와 직접 접촉하고 그에 접속된다. 따라서, 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)이 둘 다 탭 지지체(124)의 동일한 표면 상에 중첩되는 상황을 회피하여, 탭 지지체(124)가 전극 리드-아웃 부재(122) 및 탭(1213)에 접속되는 포지션들에서의 두께를 감소시키고, 전극 리드-아웃 부재(122)와 탭 지지체(124) 사이의 접속을 용이하게 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 탭 지지체(124)의 내부는 중공 캐비티(1240)이다. 예를 들어, 모든 탭 지지체들(124)의 내부는 중공 캐비티(1240)를 갖도록 배열될 수 있다. 중공 탭 지지체(124)의 배열은 지지 강도를 보장하면서 중량을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 중공 캐비티(1240)에는 적어도 하나의 캐비티 벽에 개구가 제공된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중공 캐비티(1240)에는 2개의 단부 면들 상에 개구가 제공될 수 있고, 여기서 개구는 탭 지지체(124)와 동일한 측면에 위치한 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131)과 연통함으로써, 중공 캐비티(1240)가 제2 액체 저장소로 형성되도록 한다. 탭 지지체(124)를 동일한 측면에 있는 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131)과 연통하도록 함으로써, 전해질 용액이 캡슐화 필름(11) 안으로 주입될 때, 전해질 용액이 전극 접속 홀(131)을 통해 그와 연통하는 중공 캐비티(1240) 안으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 중공 캐비티(1240)는 전해질 용액을 저장하는 데에 사용되어, 액체 저장 기능을 획득할 수 있다.
일부 다른 실시예들에서, 도 6을 참조하면, 제4 표면(1244)이 포지셔닝되는 탭 지지체(124)의 캐비티 벽에 개구(1245)가 제공될 수 있고, 개구(1245)는 동일한 측면에 있는 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131)과 연통함으로써, 중공 캐비티(1240)가 제2 액체 저장소로 형성되도록 한다. 제4 표면(1244)이 포지셔닝되는 캐비티 벽 상의 전극 접속 홀(131)과 연통하는 개구(1234)의 배열은 중공 캐비티(1240) 안팎으로의 전해질 용액의 흐름을 추가로 용이하게 할 수 있다. 따라서, 액체 저장 공간은 제2 액체 저장소에 의해 추가로 증가된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 3, 4 및 5를 참조하면, 탭 지지체(124)와 전극 코어 본체(1211) 사이에 절연 스페이서(125)가 제공된다. 절연 스페이서(125)는 전극 코어(121)와 탭 지지체(124)를 전기적으로 격리시키도록 기능한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 다시 도 3을 참조하면, 전극 코어 본체(1211)의 제1 방향(L)으로의 2개의 대향하는 단부들은 외향으로 돌출된 팁을 갖는 V-형상 단부 면들이고, 각각의 전극 코어들(121)의 2개의 탭들(1213)은 2개의 V-형상 단부 면들의 팁들에 각각 위치하고, 제1 방향(L)으로 동일한 단부에 있는 2개의 인접한 전극 코어 본체들(1211)의 V-형상 단부 면들 사이에 V-형상 공간이 형성된다. 절연 스페이서(125)는 V-형상 공간의 형상과 매칭되는 V-형상 피스이다. V-형상 피스는 V-형상 영역에 피팅된다. 즉, 절연 스페이서(125)의 V-형상 측면들의 외부 표면들은 V-형상 공간을 형성하는 2개의 V-형상 단부 면들에 각각 부착되어, 전극 코어 본체(1211)와 탭 지지체(124)를 격리하고, 전극 코어 본체(1211)의 V-형상 단부 면들을 지지함으로써, 전극 코어(12)를 충돌로 인한 변형으로부터 보호한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, V-형상 공간의 V 각도는 90 내지 150도(degree)이다. 본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 예를 들어, V 각도는 100 내지 120도, 또는 120 내지 145도의 범위에 있을 수 있고, 일부 실시예들에서는 95도, 110도 또는 125도일 수 있으며, 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
물론, 일부 다른 실시예들에서, 전극 코어 본체(1211)의 제1 방향(L)으로의 2개의 대향하는 단부들은 또한 직선, 정사각형, 또는 아크-형상일 수 있다. 그에 대응하여, 절연 스페이서(125)의 형상 또한 적응을 위해 적응적으로 조정될 필요가 있고, 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 절연 스페이서(125)는 스냅 피트에 의해 탭 지지체(124)에 고정된다. 일부 실시예들에서, 도 5을 참조하면, 버클(1251)이 절연 부재(125) 상에 제공되고, 맞물림 홀(1246)이 탭 지지체(124)의 제3 표면(1243) 상에 제공된다. 버클(1251)은 압출 변형에 의해 맞물림 홀(1246) 안으로 스냅핑(snap)되어 스냅 접속을 형성한다. 2개의 버클들(1251)이 제공되고, 2개의 맞물림 홀들(1246)이 제공되며, 여기서 2개의 버클들(1251)은 2개의 맞물림 홀들(1246) 안으로 스냅핑되어 스냅 접속을 형성한다. 따라서, 절연 부재(125)와 탭 지지체(124) 사이에 견고한 접속이 형성된다. 이러한 방식으로, 절연 부재(125)는 탭 지지체(124)와 전극 코어 본체(1211)를 전기적으로 격리한다.
절연 스페이서(125) 및 탭 지지체(124)는 체결구(fastener)에 의해 고정되지 않고 서로 접촉만 할 수 있거나, 그들은 합리적인 공간 배열을 통해 서로를 가압하는 방식으로 고정될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 나아가, 절연 스페이서(125) 및 탭 지지체(124)는 또한 함께 접착되거나, 다른 방식들로 함께 고정될 수 있고, 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
도 7은 제2 실시예에서 제공되는 배터리 코어 어셈블리의 개략적인 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제2 실시예는, 탭 지지체(124)가 U-형상 피스이고, U-형상 피스의 개구가 제1 방향(L)에 평행하게 배향된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. U-형상 피스는 2개의 대향하는 측벽들(1247) 및 2개의 대향하는 측벽들(1247) 사이의 하단 벽(1248)을 포함하고, 2개의 대향하는 측벽들(1247)의 외부 표면들은 각각 2개의 제1 표면들(1241)이다. 즉, 인접한 2개의 탭들(1213)은 각각 2개의 대향하는 측벽들(1247)의 외부 표면들에 부착된다.
도 7에 도시된 바와 같이, U 형상 피스의 개구는 동일한 측면에 있는 스페이서 링(13)과 대면한다. 즉, U-형상의 피스의 개구는 전극 코어 본체(1211)와 대면하지 않도록(face away from) 배열되고, 전극 리드-아웃 부재(122)에 전기적으로 접속된 탭 지지체(124)는 측벽들(1247) 중 하나를 통해 전극 리드-아웃 부재(122)에 접속된다. 일부 실시예들에서, 전극 리드-아웃 부재(122)의 탭 지지체(124)와의 전기적 접속을 위한 부분은 탭들(1213) 중 하나와 그에 대응하는 측벽(1247) 사이에 위치한다. 즉, 전극 리드-아웃 부재(122) 및 하나의 탭(1213)이 측벽들(1247) 중 하나의 외부 표면 상에 적층되고 용접된다.
U-형상 피스의 개구는 동일한 측면에 있는 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131)과 연통함으로써, U-형상 피스 내의 내부 캐비티가 제2 액체 저장소로 형성되도록 한다. 따라서, 전해질 용액을 저장하기 위한 보조 공간이 추가로 증가된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, U-형상 피스의 개구는 전극 코어 본체(1211)와 대면하고, 전극 리드-아웃 부재(122)에 전기적으로 접속된 탭 지지체(124)는 하단 벽(1248)을 통해 전극 리드-아웃 부재(122)에 접속된다. 이러한 경우, U-형상 피스의 개구는 동일한 측면에 있는 제1 스페이서 링(13) 상의 전극 접속 홀(131)과 연통함으로써, U-형상 피스 내의 내부 캐비티 또한 제2 액체 저장소로 형성되도록 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제2 스페이서 링(14)은 전극 코어 스트링의 2개의 단부들에 추가로 배열되고, 제2 스페이서 링(14)에는 제2 스페이서 링(14)을 관통하는 전극 리드-아웃 홀(141)이 제공된다. 전극 코어 스트링의 하나의 단부에 있는 전극 코어 어셈블리(12)의 전극 리드-아웃 부재들(122) 중 하나는 동일한 단부에 있는 제2 스페이서 링(14) 상의 전극 리드-아웃 홀(141)로부터 리드-아웃되고, 전극 코어 스트링의 다른 단부에서의 전극 코어 어셈블리(12)의 전극 리드-아웃 부재들(122) 중 하나는 동일한 단부에 있는 제2 스페이서 링(14) 상의 전극 리드-아웃 홀(141)로부터 리드-아웃된다. 제2 스페이서 링(14)에는 제2 액체 저장소가 제공되고, 제2 액체 저장소는 제2 스페이서 링(14)의 외부 표면으로부터 제2 스페이서 링(14)의 내부로 리세스되고, 제2 스페이서 링(14) 상의 제2 액체 저장소는 전극 코어 스트링의 동일한 단부에 위치된 전극 코어 어셈블리(12)가 위치하는 수용 캐비티(110)와 연통한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제3 액체 저장소(142) 내에 다수의 보강 립들이 제공되어, 제3 액체 저장소(142)를 다수의 액체 저장 유닛들로 구획한다. 하나의 실시예에서, 3개의 보강 립들이 제공되고, 3개의 보강 립들은 제3 액체 저장소(142)를 4개의 액체 저장 유닛들로 구획한다. 다른 실시예들에서, 보강 립의 수는 3개로 제한되지 않고, 1개, 2개, 4개, 또는 5개일 수 있다. 액체 저장 유닛의 수는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 4개일 수 있고, 또한 4개 미만 또는 4개 초과일 수 있다.
따라서, 제3 액체 저장소(142) 내에 보강 립을 배열함으로써, 제2 스페이서 링(14)의 전체적인 강도가 강화되어, 제2 스페이서 링(14)이 더 높은 전체적인 압축 강도를 갖도록 할 수 있다.
제2 실시예는 도 8, 9 및 10에 도시된 바와 같이 제3 액체 저장소(142) 내에 보강 립들이 배열되지 않는다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제3 액체 저장소(142)는 오직 하나의 액체 저장 유닛을 포함한다. 2개의 제3 액체 저장소들(142)이 제공되고, 2개의 제3 액체 저장소들(142)은 전극 리드-아웃 홀(141)의 2개의 대향하는 측면들에 제2 방향(W)을 따라 대칭으로 배열된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제3 액체 저장소(142)의 수는 3개 이상일 수 있고, 이는 본 명세서에서 제한되지 않는다.
따라서, 제2 스페이서 링(14) 상의 공간이 충분히 활용됨으로써, 제2 스페이서 링(14)이 더 많은 전해질 용액을 저장할 수 있도록 하여, 배터리 내의 리튬 도금의 발생을 감소시키고, 배터리의 사이클 수명을 개선하며, 구조를 단순화한다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 제1 스페이서 링(13)과 제2 스페이서 링(14)은 동일한 구조를 갖는다. 즉, 2개의 제2 스페이서 링들(14)이 각각의 수용 캐비티(110)에 제공되고, 여기서 2개의 제2 스페이서 링들(14)은 전극 코어 어셈블리 본체(123)의 2개의 대향하는 측면들에 제1 방향(L)으로 각각 배열되고, 전극 코어 어셈블리 본체(123)의 2개의 대향하는 측면들 주위에 제1 방향(L)으로 각각 장착되며, 전극 코어 어셈블리 본체(123)의 제1 방향(L)으로의 2개의 대향하는 측면들은 대응하는 제2 스페이서 링(14)의 수용 공간에 각각 피팅된다. 또한, 2개의 인접한 제2 스페이서 링들(14) 사이의 포지션에서 캡슐화 필름(11)으로의 조인이 발생한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 개시내용에서 제공되는 배터리 실시예에서 배터리(100)는 케이싱(20) 및 케이싱(20) 내에 패키징된 적어도 하나의 배터리 코어 어셈블리(10)를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 배터리 코어 어셈블리들(10)이 케이싱(20) 내에 캡슐화되고, 다수의 배터리 코어 어셈블리들(10)은 배터리(100)의 길이 방향의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열된다. 다수의 배터리 코어 어셈블리들(10)이 직렬로 접속될 때, 2개의 배터리 코어 어셈블리들(10) 중 하나의 배터리 코어 어셈블리(10)의 양극 리드-아웃 부재(122)는 다른 배터리 코어 어셈블리(10)의 음극 리드-아웃 부재(122)에 전기적으로 접속되어, 2개의 배터리 코어 어셈블리들(10)을 직렬로 접속한다. 배터리 코어 어셈블리(10)는 전술된 실시예들 중 임의의 것에서 설명된 바와 같은 배터리 코어 어셈블리(10)이다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 케이싱(20)은 금속 케이싱, 예를 들어, 알루미늄 케이싱이다. 물론, 이는 필요에 따라 다른 금속들로 형성될 수도 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 배터리(100)는 대략 직육면체(cuboid)이고, 길이(L), 두께(W) 및 높이(H)를 가지며, 여기서 길이(L)는 높이(H)보다 크고, 높이(H)는 두께(W)보다 크다. 배터리(100)의 길이는 400 내지 2500 mm이고, 배터리(100)의 길이 대 높이의 비율은 4 내지 21이다.
배터리(100)가 대략 직육면체라는 것은 배터리(100)가 직육면체 형상, 큐브 형상, 국소적으로 불규칙한 대략 직육면체 형상 또는 큐브 형상, 국소적으로 노치(notch), 범프(bump), 챔퍼(chamfer), 아크 부분, 또는 만곡 부분을 갖는 일반적으로 대략적인 직육면체 형상 또는 큐브 형상을 갖는 것을 의미한다는 것에 주목해야 한다.
본 개시내용은, 본 개시내용에서 제공되는 다수의 배터리(100)들을 포함하는 배터리 모듈을 추가로 제공한다.
본 개시내용은, 본 개시내용에서 제공되는 다수의 배터리들(100) 또는 본 개시내용에서 제공되는 다수의 배터리 모듈들을 포함하는 배터리 팩을 추가로 제공한다.
일반적으로, 직렬 접속된 전극 코어 어셈블리들(12)의 수는 각각의 전극 코어 어셈블리(12)의 출력 전압, 배터리 팩의 폭 및 배터리 팩의 전체적인 전압 요구사항에 의존한다. 예를 들어, 차량의 하나의 유형은 300V의 출력 전압을 가진 배터리 시스템을 요구하고, 종래의 철-리튬 배터리의 전압은 3.2V이다. 관련 기술 분야에서, 요구사항을 충족하기 위해서는 100개의 배터리들이 팩 내에서 직렬로 접속될 필요가 있다. 반대로, 본 개시내용에서 제공되는 배터리 팩에서, 2개의 전극 코어 어셈블리들(12)이 하나의 배터리 코어 어셈블리(10) 내에 직렬로 접속된다고 가정하면, 오직 50개의 배터리 코어 어셈블리들(10)만이 배열될 필요가 있다. 이는 전체 팩의 설계 및 배터리들(100)의 배열을 크게 감소시킴으로써, 공간을 효율적으로 사용하게 하고, 공간 활용을 개선한다.
도 13을 참조하면, 본 개시내용에서 제공되는 배터리 팩(200)은 트레이(22) 및 트레이(22) 상에 배열된 배터리들(100)을 포함한다.
본 개시내용은, 본 개시내용에서 제공되는 배터리 모듈 또는 배터리 팩(100)을 포함하는 차량(300)(도 14 참조)을 추가로 제공한다.
위로부터, 본 개시내용은 위에서 언급된 우수한 특성들을 갖고, 관련 기술 분야에서 발견되지 않은 성능들의 존재로 인해 실용적인 용도를 가져서, 본 출원의 제품이 큰 실용적 가치를 갖는 제품이라는 것을 알 수 있다.
전술한 설명들은 단지 본 개시내용의 실시예들의 예들일 뿐이며, 본 개시내용을 제한하려는 의도가 아니다. 본 개시내용의 사상 및 원리로부터 벗어나지 않고 이루어지는 임의의 수정, 등가 대체, 및 개선은 본 개시내용의 보호 범위 내에 속할 것이다.

Claims (21)

  1. 배터리 코어 어셈블리로서,
    캡슐화 필름 및 상기 캡슐화 필름 내에 캡슐화된 복수의 전극 코어 어셈블리들을 포함하고, 상기 전극 코어 어셈블리들은 직렬로 접속되어 전극 코어 스트링을 형성하고, 각각의 전극 코어 어셈블리는 적어도 하나의 전극 코어를 포함하고;
    적어도 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들 사이에 제1 스페이서 링이 제공되고, 상기 제1 스페이서 링은 상기 캡슐화 필름에 조인되어 상기 캡슐화 필름 내부의 수용 공간을 복수의 수용 캐비티들로 구획하고, 상기 수용 캐비티의 캐비티 벽은 상기 제1 스페이서 링 및 상기 제1 스페이서 링에 접속된 상기 캡슐화 필름을 포함하고, 상기 전극 코어 어셈블리는 각각의 수용 캐비티 내에 수용되고;
    적어도 하나의 제1 스페이서 링에는 적어도 하나의 제1 액체 저장소가 제공되고, 각각의 제1 액체 저장소는 상기 제1 스페이서 링의 양 측면들에 있는 상기 수용 캐비티들 중 하나와 연통하는 배터리 코어 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 액체 저장소는 상기 제1 스페이서 링의 외부 표면으로부터 상기 제1 스페이서 링의 내부로 리세스되는 배터리 코어 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 스페이서 링의 상기 외부 표면은 접속 표면 및 상기 접속 표면의 2개의 측면들에 위치하는 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면을 포함하고, 상기 접속 표면은 상기 캡슐화 필름에 조인되고, 상기 제1 외부 표면 및 상기 제2 외부 표면은 상기 제1 스페이서 링의 2개의 측면들에 있는 상기 수용 캐비티들 내에 각각 위치하고;
    상기 제1 외부 표면의 일부가 상기 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 상기 제1 액체 저장소로 형성되거나, 상기 제2 외부 표면의 일부가 상기 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 상기 제1 액체 저장소로 형성되거나, 상기 제1 외부 표면의 일부와 상기 제2 외부 표면의 일부가 둘 다 각각 상기 제1 스페이서 링의 내부를 향해 리세스되어 상기 제1 액체 저장소로 형성되고;
    복수의 보강 립들이 상기 제1 액체 저장소 내에 제공되어, 상기 제1 액체 저장소를 복수의 액체 저장 유닛들로 구획하는 배터리 코어 어셈블리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극 코어 어셈블리의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 다수의 전극 코어 어셈블리들은 상기 제1 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 각각의 전극 코어 어셈블리에는 반대 극성들을 갖는 2개의 전극 리드-아웃 부재들이 전류 출력을 위해 제공되고, 상기 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 상기 전극 코어 어셈블리의 2개의 단부들에 상기 제1 방향으로 각각 배열되고;
    전극 접속 홀이 상기 제1 스페이서 링 상에 제공되고, 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들의 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 반대 극성들을 갖고 접속되며, 상기 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들의 상기 2개의 전극 리드-아웃 부재들은 상기 2개의 인접한 전극 코어 어셈블리들 사이의 상기 제1 스페이서 링 상의 상기 전극 접속 홀 내의 포지션에서 접속되는 배터리 코어 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전극 코어의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 전극 코어의 두께는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 전극 코어 어셈블리는, 상기 제2 방향을 따라 배열되고 직렬 또는 병렬로 접속되는 적어도 2개의 전극 코어들을 포함하는 배터리 코어 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서, 2개의 인접한 전극 코어들은 병렬로 접속되고, 각각의 상기 전극 코어들은 전극 코어 본체 및 상기 전극 코어 본체에 전기적으로 접속되는 반대 극성들을 갖는 2개의 탭들을 포함하고, 상기 2개의 탭들은 상기 전극 코어 본체의 2개의 대향하는 측면들에 상기 제1 방향으로 각각 배열되고, 상기 2개의 인접한 전극 코어들의 동일한 극성을 갖는 상기 탭들은 상기 제1 방향으로 동일한 측면에 위치하고, 동일한 극성을 갖는 상기 2개의 인접한 탭들은 전기적으로 접속되어, 상기 2개의 인접한 전극 코어들을 병렬로 접속하고;
    상기 전극 코어 어셈블리는 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들 사이에 포지셔닝되고 상기 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들이 각각 전기적으로 접속되는 탭 지지체(tab support)를 추가로 포함하고;
    상기 전극 리드-아웃 부재는, 동일한 극성을 갖는 탭이 전기적으로 접속되는 상기 탭 지지체들 중 하나에 전기적으로 접속되는 배터리 코어 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탭 지지체는, 상기 탭 지지체의 상이한 표면들 상에 각각 위치하는 포지션들에서 상기 전극 리드-아웃 부재 및 상기 탭에 접속되는 배터리 코어 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서, 상기 탭 지지체는 2개의 대향하는 제1 표면들을 포함하고, 상기 2개의 제1 표면들은 각각 동일한 극성을 갖는 2개의 인접한 탭들과 대면하고, 동일한 극성을 갖는 상기 2개의 인접한 탭들은 각각 상기 탭 지지체의 상기 2개의 제1 표면들에 직접 부착되는 배터리 코어 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전극 리드-아웃 부재와 접속되는 적어도 하나의 탭 지지체는 정사각형 피스이고, 상기 정사각형 피스는 상기 2개의 제1 표면들, 상기 2개의 제1 표면들 사이에 위치하고 상기 전극 코어 본체와 대면하는 제3 표면, 및 상기 제3 표면에 대향하는 제4 표면을 포함하고;
    상기 전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속된 상기 탭 지지체는 상기 제4 표면을 통해 상기 전극 리드-아웃 부재에 접속되는 배터리 코어 어셈블리.
  10. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 탭 지지체의 내부는 중공 캐비티이고, 상기 중공 캐비티에는 적어도 하나의 캐비티 벽에 개구가 제공되고, 상기 개구는 상기 탭 지지체가 포지셔닝되는 상기 수용 캐비티와 연통함으로써, 상기 중공 캐비티가 제2 액체 저장소(liquid reservoir)로 형성되도록 하는 배터리 코어 어셈블리.
  11. 제6항에 있어서, 적어도 하나의 탭 지지체는 U-형상 피스이고, 상기 U-형상 피스의 상기 개구는 상기 제1 방향에 평행하게 배향되고, 상기 U-형상 피스는 2개의 대향하는 측벽들 및 상기 2개의 대향하는 측벽들 사이의 하단 벽을 포함하고, 상기 2개의 대향하는 측벽들의 외부 표면들은 각각 상기 2개의 제1 표면들인 배터리 코어 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 U-형상 피스의 상기 개구는 상기 전극 코어 본체와 대면하고, 상기 전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속된 상기 탭 지지체는 상기 하단 벽을 통해 상기 전극 리드-아웃 부재에 접속되거나; 또는
    상기 U-형상 피스의 상기 개구는 동일한 측면에 있는 상기 제1 스페이서 링과 대면하고, 상기 전극 리드-아웃 부재에 전기적으로 접속되는 상기 탭 지지체는 상기 측벽들 중 하나를 통해 상기 전극 리드-아웃 부재에 접속되는 배터리 코어 어셈블리.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탭 지지체와 상기 전극 코어 본체 사이에 절연 스페이서가 제공되는 배터리 코어 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전극 코어 본체의 상기 제1 방향으로의 상기 2개의 대향하는 단부들은 외향으로 돌출된 팁을 갖는 V-형상 단부 면들이고, 각각의 상기 전극 코어들의 상기 2개의 탭들은 상기 2개의 V-형상 단부 면들의 상기 팁들에 각각 위치하고, 상기 제1 방향으로 동일한 단부에 있는 2개의 인접한 전극 코어 본체들의 상기 V-형상 단부 면들 사이에 V-형상 공간이 형성되고;
    상기 절연 스페이서는 상기 V-형상 공간의 형상과 매칭되는 V-형상 피스이고, 상기 V-형상 피스는 상기 V-형상 영역에 피팅되는 배터리 코어 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 V-형상 공간의 V 각도는 90 내지 150도이고; 상기 절연 스페이서는 스냅 피트에 의해 상기 탭 지지체에 고정되는 배터리 코어 어셈블리.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 스페이서 링이 상기 전극 코어 스트링의 2개의 단부들에 추가로 배열되고, 전극 리드-아웃 홀이 상기 제2 스페이서 링 상에 제공되고, 상기 전극 코어 스트링의 하나의 단부에 있는 상기 전극 코어 어셈블리의 상기 전극 리드-아웃 부재들 중 하나는 동일한 단부에 있는 상기 제2 스페이서 링 상의 상기 전극 리드-아웃 홀로부터 리드-아웃되고, 상기 전극 코어 스트링의 다른 단부에서의 상기 전극 코어 어셈블리의 상기 전극 리드-아웃 부재들 중 하나는 동일한 단부에 있는 상기 제2 스페이서 링 상의 상기 전극 리드-아웃 홀로부터 리드-아웃되고;
    상기 제2 스페이서 링에는 제2 액체 저장소가 제공되고, 상기 제2 액체 저장소는 상기 제2 스페이서 링의 외부 표면으로부터 상기 제2 스페이서 링의 내부로 리세스되고, 상기 제2 스페이서 링 상의 상기 제2 액체 저장소는 상기 전극 코어 스트링과 동일한 단부에 위치된 상기 전극 코어 어셈블리가 위치하는 상기 수용 캐비티와 연통하는 배터리 코어 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전극 코어 스트링의 적어도 하나의 단부에서의 상기 전극 코어 어셈블리 내의 적어도 하나의 탭 지지체의 내부는 중공 캐비티이고, 상기 중공 캐비티에는 적어도 하나의 캐비티 벽에 개구가 제공되어, 동일한 단부에 있는 상기 제2 스페이서 링 상의 상기 전극 리드-아웃 홀과 연통함으로써, 상기 중공 캐비티가 제3 액체 저장소로 형성되도록 하는 배터리 코어 어셈블리.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전극 코어 스트링의 하나의 단부에 있는 상기 제2 스페이서 링은 동일한 단부에 있는 상기 전극 코어 어셈블리 주위에 장착되는 배터리 코어 어셈블리.
  19. 배터리로서,
    케이싱, 및 상기 케이싱 내에 캡슐화된 적어도 하나의 배터리 코어 어셈블리를 포함하고, 상기 배터리 코어 어셈블리는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 배터리 코어 어셈블리인 배터리.
  20. 배터리 팩으로서,
    제19항에 따른 복수의 배터리들을 포함하는 배터리 팩.
  21. 차량으로서,
    제19항에 따른 배터리 또는 제20항에 따른 배터리 팩을 포함하는 차량.
KR1020227043551A 2020-05-18 2021-04-20 배터리 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩 및 차량 KR20230010249A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010422006.3 2020-05-18
CN202010422006.3A CN113764787B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种电芯组件、电池、电池包及汽车
PCT/CN2021/088456 WO2021233044A1 (zh) 2020-05-18 2021-04-20 一种电芯组件、电池、电池包及汽车

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230010249A true KR20230010249A (ko) 2023-01-18

Family

ID=78709151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227043551A KR20230010249A (ko) 2020-05-18 2021-04-20 배터리 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩 및 차량

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230076552A1 (ko)
EP (1) EP4142025A4 (ko)
JP (1) JP7547506B2 (ko)
KR (1) KR20230010249A (ko)
CN (1) CN113764787B (ko)
CA (1) CA3178531A1 (ko)
WO (1) WO2021233044A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115172949B (zh) * 2022-09-09 2023-06-16 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电装置
KR20240114481A (ko) * 2023-01-17 2024-07-24 에스케이온 주식회사 배터리 셀 어셈블리 및 이를 포함하는 배터리 팩

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4778602B2 (ja) 1999-07-22 2011-09-21 パナソニック株式会社 二次電池
CN201430167Y (zh) 2009-05-13 2010-03-24 比亚迪股份有限公司 电池隔圈、电芯保护结构以及动力电池
CN201936935U (zh) 2010-05-31 2011-08-17 比亚迪股份有限公司 一种电池隔圈、电芯保护结构及动力电池
KR101327777B1 (ko) * 2011-08-24 2013-11-12 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
US20190067729A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 GM Global Technology Operations LLC Lithium ion electrochemical devices having excess electrolyte capacity to improve lifetime
CN107579174A (zh) * 2017-09-08 2018-01-12 广东天劲新能源科技股份有限公司 超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池
CN108448041B (zh) * 2018-05-02 2024-08-20 中创新航技术研究院(江苏)有限公司 一种软包锂离子电池模块及连接方法
CN110429234A (zh) * 2019-07-05 2019-11-08 恒大新能源科技集团有限公司 一种无汇流排电池模组结构及组装方法
CN110518174B (zh) * 2019-10-23 2020-03-20 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
CN110518156B (zh) 2019-10-23 2020-03-20 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池、电池模组、电池包及汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN113764787B (zh) 2022-12-09
JP2023525907A (ja) 2023-06-19
WO2021233044A1 (zh) 2021-11-25
US20230076552A1 (en) 2023-03-09
CA3178531A1 (en) 2021-11-25
EP4142025A1 (en) 2023-03-01
JP7547506B2 (ja) 2024-09-09
CN113764787A (zh) 2021-12-07
EP4142025A4 (en) 2024-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113193271B (zh) 一种电池、电池模组、电池包和电动车
KR102119183B1 (ko) 배터리 모듈
KR101488411B1 (ko) 연결부재, 측면 지지부재 및 하단 지지부재를 포함하는 전지팩
US20230040013A1 (en) Battery pack and electric vehicle
CN113193272B (zh) 一种电池、电池模组、电池包和电动车
KR102372348B1 (ko) 개선된 냉각 구조를 갖는 배터리 모듈
US20230076552A1 (en) Battery core assembly, battery, battery pack and vehicle
KR20230011373A (ko) 셀 어셈블리, 배터리, 배터리 팩, 및 차량
JP7046207B2 (ja) モジュールハウジングを含むバッテリーモジュール
JP7045605B2 (ja) 改善した冷却構造を有するバッテリーモジュール
US20230075479A1 (en) Battery core assembly, battery, battery pack and vehicle
JP2023525919A (ja) 電池、電池パック及び自動車
CN113131045B (zh) 一种电池、电池模组、电池包和电动车
KR20210093637A (ko) 배터리 모듈
JP7535130B2 (ja) 電池パック及び電気自動車
CN113782903B (zh) 电池包及具有该电池包的车辆
US20230055300A1 (en) Battery pack and vehicle
CN113782879A (zh) 电池包及电动车
CN212587593U (zh) 一种电池、电池模组、电池包和电动车
JP4534508B2 (ja) 鉛蓄電池
KR20240012312A (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP2000323119A (ja) リテーナ式モノブロック電池