KR20230023780A - 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기 - Google Patents

배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기 Download PDF

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Abstract

본 출원 실시예는 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기를 제공한다. 상기 배터리는, 압력 방출 기구를 포함하되, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 것인 배터리 셀; 소방 매체를 수용하기 위한 것으로서, 상기 압력 방출 기구가 작동될 때 상기 배터리 셀을 향하여 상기 소방 매체를 배출하도록 구성되는 소방 파이프; 상기 소방 파이프에서 배출되는 상기 소방 매체를 수용하여 상기 배터리 셀을 온도 저하시키기 위한 수용부를 포함한다. 본 출원 실시예의 기술적 해결수단은, 배터리의 안전성을 증가시킬 수 있다.

Description

배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기
본 출원 실시예는 에너지 저장 소자 분야에 관한 것이고, 또한 더욱 구체적으로, 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기에 관한 것이다.
에너지 절약 및 오염물질 배출 저감은 자동차 산업이 지속적으로 발전가능한 관건이다. 이러한 상황에서, 전기 자동차는 이의 에너지 절약 및 환경보호하는 우세로 인해 자동차 산업이 지속적으로 발전할 수 있는 중요한 구성부분으로 되었다. 전기 자동차에 있어서, 배터리 기술은 그 발전과 관련되는 하나의 중요한 요소이기도 하다.
배터리 기술의 발전에서, 배터리의 성능을 향상시키는 것 외에, 안전문제 역시 소홀히 할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전문제를 확보할 수 없다면, 이 배터리는 사용할 수 없게 된다. 따라서, 배터리의 안전성을 어떻게 증가시킬 것인 가 함은, 배터리 기술 중에서 시급히 해결해야 할 과제이다.
본 출원 실시예는 배터리, 전기 장치, 배터리를 제조하는 방법과 기기를 제공하였는 바, 배터리의 안전성을 증가시킬 수 있다.
제1 측면에 따르면, 배터리를 제공하였는 바, 압력 방출 기구를 포함하되, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 것인 배터리 셀; 소방 매체를 수용하기 위한 것으로서, 상기 압력 방출 기구가 작동될 때 상기 배터리 셀을 향하여 상기 소방 매체를 배출하도록 구성되는 소방 파이프; 상기 소방 파이프에서 배출되는 상기 소방 매체를 수용하여 상기 배터리 셀을 온도 저하시키기 위한 수용부를 포함한다.
본 출원의 실시예에서, 배터리는 소방 매체를 수용하기 위한 수용부를 포함하는데, 이렇게, 압력 방출 기구가 작동하고 소방 파이프가 열폭주가 발생한 배터리 셀을 향하여 소방 매체를 배출할 때, 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀 내에 유입될 수 있는 것 외에, 일부분 소방 매체는 수용부에 저장될 수도 있어, 소방 파이프에서 배출된 소방 매체가 모두 충분히 이용될 수 있도록 하여, 소방 매체가 낭비되는 문제를 방지하여, 배터리 셀의 온도를 신속히 낮출 수 있어, 가장 빠른 시간에 배터리 셀의 이상으로 인한 위험성을 억제하여, 배터리가 폭발할 가능성을 낮추어, 배터리의 안전성을 증가하였다. 나아가, 만약 그 후에 배터리 셀이 열폭주가 발생한다면, 수용부에 저장된 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀을 계속하여 온도 저하시킬 수도 있어, 배터리의 안전성을 보다 더 증가시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 수용부는 제1 수용부를 포함하고, 상기 제1 수용부는 상기 배터리 셀의 제2 벽에 부S착되고, 상기 제2 벽은 상기 제1 벽에 수직되고, 상기 제1 수용부는 상기 제1 벽에서 확산되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
이 기술적 해결수단에서, 배터리 셀이 열폭주가 발생할 때, 소방 파이프에서 배출되는 소방 매체의 일부분은 배터리 셀에 유입될 수 있고, 제1 벽에서 확산되는 또 다른 부분의 소방 매체는 제1 수용부에 수집될 수 있어, 제1 수용부 중에 수집된 소방 매체가 배터리 셀의 온도를 지속적으로 저하시킬 수 있도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 수용부는 제1 판, 제2 판과 적어도 두개의 배플판을 포함하고, 상기 제2 판과 상기 제1 판은 서로 교차되고, 상기 제1 판과 상기 제2 벽은 서로 교차되고, 상기 적어도 두개의 배플판은 모두 상기 제1 판, 상기 제2 판과 서로 교차된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 판은 상기 제1 벽에 평행되고, 상기 제2 판은 상기 제2 벽에 평행되고, 상기 적어도 두개의 배플판은 상기 제1 판과 상기 제2 판에 수직된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 판은 상기 배터리의 박스체의 밑판이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 판은 상기 배터리의 박스체의 측판 또는 상기 박스체의 빔이다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 수용부는 배터리의 박스체, 측판 또는 빔을 다중화하여, 배터리의 생산원가를 절약할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 적어도 두개의 배플판 중의 두개의 배플판과 상기 제1 판, 상기 제2 판, N개의 상기 배터리 셀의 제2 벽은 상기 소방 매체를 수용하는 수용공간을 형성하기 위한 것이고, 상기 수용공간은 상기 제1 벽을 향하는 개구를 구비하고, N는 양의 정수이다.
일부 실시예에 있어서, N는 1, 2 또는 3과 같다.
N가 1보다 클 때, 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀의 온도를 저하시키는 것 외에, 이 배터리 셀과 이웃한 배터리 셀의 온도를 저하시킬 수도 있어, 열확산을 차단시키는 효과를 일으킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 적어도 두개의 배플판은 제1 방향 상에서의 길이가 같고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직되는 방향이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 판과 상기 배터리 셀의 제3 벽은 동일한 평면에 위치하고, 상기 제3 벽은 상기 제1 벽에 평행된다.
제1 판과 제3 벽은 동일한 평면에 위치하는데, 이렇게 되면, 제1 수용부와 제2 벽에 의해 형성된 수용공간이 최대화될 수 있어, 더욱 많은 소방 매체를 남길 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 판은 상기 제1 벽과 상기 배터리 셀의 제3 벽 사이에 위치하고, 상기 제3 벽은 상기 제1 벽에 평행된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 판 중의, 상기 제3 벽과 근접하는 일단과 상기 제3 벽은 평평하다.
일부 실시예에 있어서, 상기 적어도 두개의 배플판 중 상기 제2 판 양단에 위치하는 두개의 배플판을 제외한 기타 배플판은 인접하는 두개의 상기 배터리 셀 사이에 임베딩된다.
배플판을 인접하는 두개의 배터리 셀 사이에 임베딩하여, 제1 수용부와 제2 벽의 연결 안정성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 판은 연결재에 의해 상기 제2 벽에 부착된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 수용부는 연결판을 포함하고, 상기 연결판이 상기 제1 판 중의 상기 제2 벽과 연결되는 일단은 제1 방향으로 연장되고, 상기 연결판은 상기 연결재에 의해 상기 제2 벽에 부착되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽에 수직되는 방향이다.
연결판을 설치하여, 제1 수용부과 제2 벽이 더욱 큰 연결 면적을 구비하도록 하여, 나아가 연결강도와 열전도 면적을 증가할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 연결재는 열전도 점착제이다.
연결재를 열전도 점착제로 설치하되, 이렇게 열전도 점착제는 배터리 셀에 열량을 전달할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 수용부는 상기 제1 벽 상에 설치된 제2 수용부를 포함하고, 상기 압력 방출 기구는 상기 제2 수용부의 밑벽에 설치되고, 상기 제2 수용부는 상기 압력 방출 기구가 작동될 때 상기 배터리 셀 내에 유입되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
배터리 셀의 제1 벽 상에 제2 수용부를 설치하고, 배터리 셀이 열폭주가 발생할 때, 소방 매체는 배터리 셀 내에 유입될 수 있는 것 외에, 일부분 소방 매체가 제2 수용부에 남겨질 수도 있어, 더욱 많은 소방 매체는 배터리 셀을 냉각하여 온도를 저하시키기 위한 것일 수 있다. 나아가, 소방 매체의 유량이 작을 때, 소방 매체는 제2 수용부 내에 더욱 쉽게 남을 수 있고, 다시 배터리 셀에 유입되어, 열폭주가 발생한 배터리 셀을 냉각하여 온도를 저하시킬 수 있고; 소방 매체의 유량이 클 때, 소방 매체는 가장 빠른 시간에 열폭주가 발생한 배터리 셀의 온도를 저하시킬 수 있는 것 외에, 제2 수용부에 저장될 수도 있는데, 이렇게 되면, 소방 매체는 기타 배터리 셀의 온도를 저하시킬 수도 있어, 배터리의 안전성을 보다 더 증가시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 개구는 상기 배터리 셀의 외부를 향하고, 상기 제2 수용부의 개구의 면적은 상기 압력 방출 기구가 위치하는 영역의 면적보다 크다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 개구의 면적은 상기 제2 수용부의 밑벽 중의, 상기 배터리 셀의 외부를 향하는 표면의 면적보다 크거나 같다.
제2 수용부의 개구의 면적이 클 수록, 이가 소방 매체를 수집하는 면적이 점점 커져서, 제2 수용부가 소방 매체를 수집하는 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 밑벽의 두께는 균일하다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 밑벽 중의, 상기 배터리 셀의 외부를 향하는 표면은 사방으로부터 중심을 향해 상기 제2 수용부의 내부로쪽으로 경사진 경사면이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 벽 중의, 상기 배터리 셀의 내부와 근접한 표면은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제2 수용부와 대응되는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 벽 중의, 상기 배터리 셀의 내부와 근접한 표면에서 상기 제1 영역을 제외한 영역이고, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역과 동일한 평면에 위치한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 벽 중의, 상기 배터리 셀의 내부를 근접하는 표면은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제2 수용부와 대응되는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 벽 중의, 상기 배터리 셀의 내부와 근접한 표면에서 상기 제1 영역을 제외한 영역이고, 상기 제1 영역이 위치한 평면은 상기 제2 영역이 위치한 평면보다 상기 배터리 셀의 내부와 근접한다.
이렇게, 소방 매체는 제2 수용부에 더욱 잘 유입될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 밑벽에는 이격 리브가 설치되고, 상기 이격 리브는 상기 제2 수용부의 밑벽을 적어도 두개의 영역으로 분할한다.
이격 리브를 설치하여, 제2 수용부의 강도를 증가할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 압력 방출 기구는 상기 적어도 두개의 영역 중의 하나의 영역에 위치한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 밑벽은 통공이 설치되고, 상기 압력 방출 기구는 상기 통공을 커버한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 배터리는 상기 압력 방출 기구를 보호하기 위한 것으로서, 상기 압력 방출 기구 중의, 상기 배터리 셀 외부를 향하는 일측에 위치하여 상기 압력 방출 기구를 커버하기 위한 보호편을 더 포함한다.
보호편을 설치하여, 이물질이 압력 방출 기구와 접촉되는 것을 저지시킬 수 있는데, 이렇게 하면 이물질이 압력 방출 기구가 작동될 때의 압력에 영향을 주지 않게 됨으로써, 압력 방출 기구를 보호할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 밑벽 중의 상기 배터리 셀의 외부를 향하는 표면은 상기 압력 방출 기구의 주변 영역에서 상기 배터리 셀의 외부로 연신되는 돌기를 설치하고, 상기 보호편은 상기 돌기 상에 고정되어, 상기 압력 방출 기구를 커버하도록 한다. 돌기는 압력 방출 기구 주변의 강도를 강화시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 돌기가 상기 제2 수용부의 밑벽 중의, 상기 배터리 셀의 외부를 향한 표면에 비해 돌출된 높이는 상기 제2 수용부의 깊이보다 작다.
제2 측면에 따르면, 전기 장치를 제공하였는 바, 제1 측면의 배터리를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전기 장치는 차량, 선박 또는 우주설비이다.
제3 측면에 따르면, 배터리를 제조하는 방법을 제공하였는 바, 배터리 셀을 제공하는 것으로서, 상기 배터리 셀은 압력 방출 기구를 포함하되, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 단계; 소방 파이프를 제공하는 것으로서, 상기 소방 파이프는 소방 매체를 수용하기 위한 것이고, 상기 소방 파이프는 상기 압력 방출 기구가 작동될 때 상기 배터리 셀을 향하여 상기 소방 매체를 배출하도록 구성되는 단계; 수용부를 제공하는 것으로서, 상기 수용부는 상기 소방 파이프에서 배출되는 상기 소방 매체를 수용하여 상기 배터리 셀을 온도 저하시키도록 하기 위한 단계를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 압력 방출 기구는 상기 배터리 셀의 제1 벽에 설치되고, 상기 수용부는 제1 수용부를 포함하고, 상기 제1 수용부는 상기 배터리 셀의 제2 벽에 부착되고, 상기 제2 벽은 상기 제1 벽에 수직되고, 상기 제1 수용부는 상기 제1 벽에서 확산되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 수용부는 제1 판, 제2 판과 적어도 두개의 배플판을 포함하고, 상기 제2 판과 상기 제1 판은 서로 교차되고, 상기 제1 판과 상기 제2 벽은 서로 교차되고, 상기 적어도 두개의 배플판은 모두 상기 제1 판, 상기 제2 판과 교차된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 수용부는 상기 제1 벽 상에 설치되는 제2 수용부를 포함하고, 상기 압력 방출 기구는 상기 제2 수용부의 밑벽에 설치되고, 상기 제2 수용부는 상기 압력 방출 기구가 작동될 때 상기 배터리 셀 내에 유입되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 수용부의 개구는 상기 배터리 셀의 외부를 향하고, 상기 제2 수용부의 개구의 면적은 상기 압력 방출 기구가 위치한 영역의 면적보다 크다.
제4 측면에 따르면, 배터리를 제조하는 기기를 제공하였는 바, 상기 제3 측면의 방법을 수행하는 모듈을 포함한다.
본 출원의 실시예에서, 배터리는 소방 매체를 수용하기 위한 수용부를 포함하는데, 이렇게, 압력 방출 기구가 작동하고 소방 파이프가 열폭주가 발생한 배터리 셀을 향하여 소방 매체를 배출할 때, 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀 내에 유입될 수 있는 것 외에, 일부분 소방 매체는 수용부에 저장될 수도 있어, 소방 파이프에서 배출된 소방 매체가 모두 충분히 이용될 수 있도록 하여, 소방 매체가 낭비되는 문제를 방지하여, 배터리 셀의 온도를 신속히 낮출 수 있어, 가장 빠른 시간에 배터리 셀의 이상으로 인한 위험성을 억제하여, 배터리가 폭발할 가능성을 낮추어, 배터리의 안전성을 증가하였다. 나아가, 만약 그 후에 배터리 셀이 열폭주가 발생한다면, 수용부에 저장된 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀을 계속하여 온도 저하시킬 수도 있어, 배터리의 안전성을 보다 더 증가시킬 수 있다.
여기서 설명된 도면은 본 출원을 진일보 이해하기 위해 제공되어, 본 출원의 일부분을 구성하고, 본 출원의 예시적 실시예 및 본 출원을 해석하기 위한 것을 설명하여, 본 추원을 한정하지 않는다. 도면에서:
도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량의 모식도이고;
도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리의 구조 모식도이고;
도 3은 본 출원의 일 실시예의 배터리 모듈의 구조 모식도이고;
도 4는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 분해도이고;
도 5는 본 출원의 일 실시예의 배터리의 구조 모식도이고;
도 6 내지 도 9는 본 출원 일부 실시예의 제1 수용부의 구조 모식도이고;
도 10 내지 도 12는 본 출원 일부 실시예의 배터리의 단면도이고;
도 13과 도 14는 본 출원 일부 실시예의 배터리의 평면도이고;
도 15와 도 16은 본 출원 일부 실시예의 배터리의 단면도이고;
도 17과 도 18은 본 출원 일부 실시예의 배터리의 구조 모식도이고;
도 19는 본 출원 실시예의 배터리를 제조하는 방법의 예시적인 흐름도이고;
도 20은 본 출원 실시예의 배터리를 제조하는 기기의 예시적인 블록도이다.
본 출원 실시예의 목적, 기술적 해결수단과 우점이 보다 더 명확해지도록 하기 위해, 이하 본 출원 실시예 중의 도면을 결합하여, 본 출원 실시예 중의 기술적 해결수단을 명확하게 기술하되, 분명한 것은, 기술되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 모든 실시예가 아니다. 본 출원 중의 실시예에 기반해보면, 본 기술분야의 당업자가 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에서 얻은 모든 기타 실시예는 모두 본 출원에서 보호하는 범위에 속할 것이다.
별다른 정의가 없는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술과 과학적 용어는 본 출원에 속하는 당업자들이 통상적으로 이해하는 뜻과 동일하고; 본 출원에 있어서, 출원되는 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 기술하기 위한 목적일 뿐, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니고; 본 출원의 명세서와 특허청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명 중의 용어 "포함하다"와 "구비하다" 및 이들의 임의의 변형은, 비배타성의 포함을 커버하려는 의도이다. 본 출원의 명세서와 특허청구범위 또는 상기 도면 중의 용어 "제 1", "제 2" 등은 상이한 대상을 구별하기 위한 것이고, 특정된 순서 또는 주된 것과 부차적인 관계를 기술하기 위한 것이 아니다.
본 출원에서 언급된 "실시예"는, 실시예에서 기술하는 특정된 특징, 구조 또는 특성을 결합하여, 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 중의 각 위치에 상기 단어가 나타났다고 해서 모두 동일한 실시예는 아니고, 기타 실시예와 서로 배척되는 독립되거나 예비된 실시예도 아니다. 본 기술분야의 당업자가 자명하고 은연중 이해가능한 것은, 본 출원에 기술된 실시예는 기타 실시예와 결합될 수 있다.
본 출원을 기술함에 있어서, 설명할 필요가 있는 것은, 별다른 명확한 규정과 한정이 없는 한, 용어 "장착", "접속", "연결", "부착"을 광범위하게 이해해야 하는 바, 예를 들어, 고정적 연결일 수도 있고, 탈착가능한 연결일 수도 있거나 또는 일체로 연결될 수도 있고; 직접적인 접속일 수도 있고, 중간 매개체를 통해 간접적으로 접속될 수도 있고, 두개의 소자 내부가 연통될 수도 있다. 본 기술분야의 당업자에 있어서, 구체적인 상황을 보면서 본 출원 중에서의 상기 용어의 구체적인 뜻을 이해할 수 있다.
본 출원에서 용어 "및/또는"은, 단지 관련대상을 기술하는 관련관계일 뿐, 세가지 관계가 존재할 수 있되, 예를 들어, A및/또는 B이고, 단독적으로 A가 존재하고, A와 B가 동시에 존재하고, 단독적으로 B가 존재하는 이 세가지 상황을 나타낼 수 있다. 이밖에, 본 출원에서 부호"/"는, 일반적으로 전후 관련 대상이 "또는"의 관계임을 표시한다.
본 출원에 나타난 "다수의"는 두개 이상(두개 포함)을 나타내고, 마찬가지로, "다수의 세트"은 두 세트 이상(두 세트 포함)을 나타내고, "다수의 칩"은 두개의 칩 이상(두개의 칩 포함)을 의미한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬이온 이차전지, 리튬이온 일차전지, 리튬황 전지, 나트륨 리튬이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있는 바, 본 출원 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 장방체, 또는 기타 형상을 이룰 수 있는 바, 본 출원 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징하는 방식에 따라 세가지로 구분되는 바, 원기둥형의 배터리 셀, 장방체의 배터리 셀과 소프트 패키지 배터리 셀로 구분되고, 본 출원 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 하나 또는 다수의 배터리 셀을 포함하여 보다 높은 전압과 용량을 제공하도록 하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 다수의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스체를 포함한다. 박스체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하되, 전극 어셈블리는 양극 자극편, 음극 자극편과 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주요하게 금속이온에 의해 양극 자극편과 음극 자극편 사이에서 이동하면서 작동한다. 양극 자극편은 양극 전류 집전체와 양극 활성물질층을 포함하고, 양극 활성물질층은 양극 전류 집전체의 표면을 도포하고, 양극 활성물질층을 도포하지 않는 양극 전류 집전체는 양극 활성물질층을 도포하는 전류 집전체에 돌출되고, 양극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 양극 러그로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 전류 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활성물질은 리튬코발트산화물, 리튬 인산철, 삼원 리튬 또는 리튬 망간산염 등일 수 있다. 음극 자극편은 음극 전류 집전체와 음극 활성물질층을 포함하고, 음극 활성물질층은 음극 전류 집전체의 표면에 도포하고, 음극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 음극 활성물질층을 도포하는 전류 집전체에 돌출되고, 음극 활성물질층을 도포하지 않는 전류 집전체는 음극 러그로 사용된다. 음극 전류 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활성물질은 흑연, 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 큰 전류가 통과되어 퓨즈가 발생하지 않도록 확보하기 위하여, 양극 러그의 개수는 다수개로 적층되고, 음극 러그의 개수는 다수개로 적층된다. 분리막의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE)등일 수 있다. 이밖에, 전극 어셈블리는 와인딩식 구조일 수도 있고, 라미네이트식 구조일 수도 있는 바, 본 출원은 이에 의해 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은 동시에 다방면의 디자인 요소를 고려해야 하는 바, 예를 들어, 에너지 밀도, 순환 수명, 방전용량, 충전방전 배율 등 성능 파라미터를 고려해야 하고, 이밖에, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀에 있어서, 주요한 안전 위험은 충전과 방전 과정으로부터 유래됨과 아울러, 적합한 환경 온도 설계를 구비하고, 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위해, 배터리 셀에 대해 일반적으로 적어도 3중 보호대책이 있다. 구체적으로, 보호대책은 적어도 스위치 소자가 포함되고, 적당한 분리막 재료 및 압력 방출 기구를 선택하는 것이다. 스위치 소자는 배터리 셀 내의 온도 또는 저항이 일정한 역치에 도달할 때 배터리가 충전 또는 방전을 정지하는 소자를 의미한다. 분리막은 양극 자극편과 음극 자극편을 분리하기 위한 것으로서, 온도가 일정한 수치로 상승할 때 그 위에 부착된 마이크로 스케일(심지어 나노 스케일)미세홀을 자동으로 용해시킬 수 있음으로써, 금속 이온이 분리막에서 통과되지 못하게 하여, 배터리 셀의 내부 반응을 정지시킨다.
압력 방출 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정 역치에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하도록 하는 소자 또는 부재를 의미한다. 그 역치 설계는 설계 수요가 다름에 따라 다르다. 상기 역치는 배터리 셀 중의 양극 자극편, 음극 자극편, 전해액과 분리막 중의 하나 또는 여러가지 재료에 의해 결정될 수 있다. 압력 방출 기구는 이를테면 폭발 방지 밸브, 에어 밸브, 감압밸브 또는 안전 밸브 등의 형식을 사용할 수 있고, 구체적으로 압력 감지 또는 온도 감지하는 소자 또는 구조를 사용할 수 있는 바, 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정 역치에 도달할 때, 압력 방출 기구가 동작을 수행하거나 또는 압력 방출 기구에 구비된 박약 구조가 파괴됨으로써, 내부 압력 또는 온도를 방출할 수 있는 개구 또는 채널을 형성한다.
본 출원에서 언급된 "작동"은 압력 방출 기구가 동작을 발생하거나 일정한 상태로 활성화되는 것을 의미함으로써, 배터리 셀의 내부 압력 및 온도가 방출되도록 한다. 압력 방출 기구가 발생하는 동작은 압력 방출 기구 중의 적어도 일 부분이 파열, 파쇄, 찢어지거나 열리는 등등을 포함할 수 있으나 이에 의해 한정되지 않는다. 압력 방출 기구는 작동될 때, 배터리 셀의 내부의 고온 고압 물질을 배출물로서 작동하는 부위로부터 외부로 배출한다. 이 방식으로 압력 또는 온도를 조절가능한 상황에서 배터리 셀의 압력을 방출시킬 수 있어, 잠재적인 더욱 심각한 사고 발생을 방지한다.
본 출원에서 언급한 배터리 셀로부터 유래된 배출물은 전해액, 용해 또는 분해된 양극 음극 자극편, 분리막의 조각, 반응으로 생성된 고온 고압 기체, 화염, 등등을 포함하나 이에 의해 한정되지 않는다.
배터리 셀 상의 압력 방출 기구는 배터리의 안전성에 대해 중요한 영향을끼친다. 예를 들어, 단락, 과충전 등 현상이 발생할 때, 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급격히 상승될 수 있는데, 이러한 상황에서 압력 방출 기구를 작동시켜 내부 압력 및 온도를 외부로 방출시켜, 배터리 셀의 폭발, 화재 발생을 방지하도록 한다.
현재의 압력 방출 기구 설계방안에 있어서, 주된 관심은 배터리 셀 내부의 고압과 고열을 방출시키는 것에 있는 바, 즉 배출물을 배터리 셀 외부로 배출시키는 것이다. 고온 고압의 배출물을 배터리 셀에 압력 방출 기구를 설치하는 방향으로 배출하고, 또한 더욱 구체적으로 압력 방출 기구가 작동하는 영역을 향하는 방향으로 배출할 수 있는데, 이러한 배출물의 위력과 파괴력은 아주 클 수 있어, 심지어 그 방향에서의 하나 또는 다수의 구조를 충분히 타파할 수 있어, 더욱 심각한 안전문제를 초래한다. 이밖에, 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생한 후 배터리 셀 내부의 고압과 고열이 지속적으로 발생할 수 있어, 지속적인 안전 우려를 초래한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 배터리의 박스체 내에 소방 시스템을 설치할 수 있고, 소방 시스템의 소방 파이프는 배터리 셀의 압력 방출 기구가 설치된 벽의 상측에 설치된다. 압력 방출 기구가 작동될 때, 소방 파이프는 소방 매체를 배출하여, 압력 방출 기구에서 배출된 배출물을 온도 저하시켜, 배출물의 위험성을 낮출 수 있다. 소방 매체는 작동된 압력 방출 기구에 의해 배터리 셀 내부로 유입될 수도 있어, 배터리 셀의 온도를 진일보 저하시켜, 배터리의 안전성을 증가시킨다. 예를 들어, 압력 방출 기구를 이용하여 작동될 때, 배터리 셀 내에서 배출된 배출물이 그 소방 파이프를 파괴하여, 소방 파이프 내의 소방 매체가 배출되도록 한다.
본 출원 실시예 중의 소방 파이프는 소방 매체를 수용하기 위한 것인 바, 여기서 소방 매체는 유체일 수 있고, 이 유체는 액체 또는 기체일 수 있다. 선택가능한 것은, 소방 매체는 순환 유동가능한 것으로서, 더욱 좋은 온도 조절 효과를 구현하도록 한다. 선택가능한 것은, 소방 매체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있거나, 또는, 소방 매체는 액체 질소, 액체 아르곤과 액상 이산화탄소 중의 적어도 하나일 수 있다.
일 예시로서, 배터리는 제어 시스템을 포함할 수 있되, 이 제어 시스템은 압력 방출 기구가 작동될 때, 소방 파이프가 소방 매체를 배출하도록 제어할 수 있다.
다른 예시로서, 압력 방출 기구가 작동될 때, 배터리 셀 내에서 배출되는 배출물은 소방 파이프를 관통하고 파괴시킬 수 있어, 소방 파이프가 소방 매체를 배출하도록 한다. 본 출원 실시예는 배출물이 소방 파이프를 관통하고 파괴시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 출원은 이에 의해 한정되지 않는다.
압력 방출 기구가 이 소방 파이프를 파괴하지 않은 경우, 이 소방 파이프 중에 어떠한 물질도 수용하지 않을 수 있고, 압력 방출 기구가 작동하는 상황에서, 소방 파이프 중에 소방 매체가 수용되도록 하되, 예를 들어, 개폐식 밸브에 의해 소방 매체가 소방 파이프 중에 진입하도록 제어할 수 있다. 또는, 압력 방출 구조가 파괴되지 않은 경우, 이 소방 파이프 중에는 시종 소방 매체가 수용될 수도 있다.
이 소방 매체는 배터리 셀의 온도를 조절하기 위한 것일 수도 있다. 온도 조절은 다수의 배터리 셀을 가열하거나 냉각하는 것을 의미한다. 배터리 셀을 냉각하거나 온도 저하시킬 경우, 이 소방 파이프는 냉각 유체를 수용하여 다수의 배터리 셀의 온도를 저하시키기 위한 것인 바, 이때, 소방 파이프는 냉각부재, 냉각 시스템 또는 냉각 파이드 등으로 칭할 수도 있고, 이에 수용된 소방 매체는 냉객 매체 또는 냉각 유체로 칭할 수도 있되, 더욱 구체적으로, 냉각액 또는 냉각 기체로 칭할 수 있다.
그러나, 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생하여 압력 방출 기구가 작동될때, 소방 파이프에서 배출된 소방 매체 중 일부분 소방 매체가 열폭주가 발생한 배터리 셀의 외부로 유출될 수 있어, 소방 매체가 충분히 이용될 수 없도록 하여, 열폭주가 발생한 배터리 셀의 빠른 온도 저하가 불가능한 문제가 발생될 수 있다. 이를 감안하여, 본 출원 실시예는 배터리를 제공하여, 상기 문제를 해결할 수 있다.
본 출원 실시예에서 기술하는 기술적 해결수단은 배터리를 사용하는 각종 장치에 모두 적용되는 바, 예를 들어, 핸드폰, 휴대용 기기, 노트북, 축전지차, 전동 장난감, 전동공구, 전기 자동차, 선박과 우주설비 등이고, 예를 들어, 우주설비는 비행기, 로켓, 우주 왕복선과 우주선 등을 포함한다.
응당 이해해야 할 것은, 본 출원 실시예에서 기술하는 기술적 해결수단은 상기에서 기술한 기기에만 한정되어 적용될 뿐만 아니라, 배터리를 사용하는 모든 기기에도 적용가능하지만, 간결하게 기술하기 위하여, 하기 실시예는 모두 전기 자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예의 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료차, 천연가스 자동차 또는 신재생 에너지 자동차일 수 있고, 신재생에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있는 바, 컨트롤러(30)는 배터리(10)를 모터(40)에 전력 공급하도록 제어하기 위한 것이다. 예를 들어, 차량(1)의 저부 또는 앞부분 또는 뒷부분에 배터리(10)를 설치할 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)에 전력을 공급할 수 있는 바, 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있어, 차량(1)의 회로 시스템에 사용가능한 바, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 네비게이션과 운행시의 동작 전력 사용의 수요에 사용된다. 일부 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용가능할 뿐만아니라, 차량(1)의 구동 전원으로도 사용가능하여, 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공한다.
상이한 사용 전력의 수요를 충족시키기 위해, 배터리는 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있는 바, 여기서, 다수의 배터리 셀 사이는 직렬연결, 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형일 수 있고, 직렬병렬 혼합형은 직렬연결과 병렬연결의 혼합을 의미한다. 배터리는 배터리 팩으로도 지칭가능하다. 선택가능한 것은, 다수의 배터리 셀을 우선 직렬연결, 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 연결하여 배터리 모듈을 구성할 수 있고, 다수의 배터리 모듈을 다시 직렬연결, 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 연결하여 배터리를 구성할 수 있다. 다시 말하자면, 다수의 배터리 셀은 배터리를 직접 구성할 수도 있고, 먼저 배터리 모듈을 구성한 후, 배터리 모듈에 의해 배터리를 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원 실시예의 배터리(10)의 구조 모식도이고, 배터리(10)는 다수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다. 배터리(10)는 박스체(또는 하우징체로 칭함)를 더 포함할 수 있는 바, 박스체의 내부는 중공구조이고, 다수의 배터리 셀(10)은 박스체 내에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스체는 두부분을 포함할 수 있는 바, 여기서 각각 제1 부분(111)과 제2 부분(112)으로 지칭되는데, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 서로 걸림 결합된다. 제1 부분(111)과 제2 부분(112)의 형상은 다수의 배터리 셀(20)이 조합되는 형상에 의해 결정될 수 있고, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 모두 하나의 개구를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 모두 중공 장방체일 수 있되 각각 일면만 개구면이고, 제1 부분(111)의 개구와 제2 부분(112)의 개구는 마주하여 설치되고, 또한 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 서로 걸림 결합되어 밀폐 챔버를 구비하는 박스체를 형성한다. 또 예를 들어, 여기서, 박스체는 밑판(112a), 측판(112b)과 빔을 포함할 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)은 서로 병렬연결, 직렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 조합된 후 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 걸림 결합되어 형성된 박스체 내에 위치된다.
선택가능한 것은, 배터리(10)는 기타구조를 더 포함할 수 있으나, 여기서 더이상 일일이 서술하지 않는다. 예를 들어, 이 배터리(10)는 매니폴드 부재를 더 포함할 수 있되, 매니폴드 부재는 다수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 것인 바, 예를 들어, 직렬연결 또는 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형으로 연결된다. 구체적으로, 매니폴드 부재는 배터리 셀(20)의 전극단자를 연결하여, 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 나아가, 매니폴드 부재는 용접에 의해 배터리 셀(20)의 전극단자에 고정될 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)의 전기적 에너지는 나아가 전기전도 기구에 의해 박스체를 관통하여 인출될 수 있다. 선택가능한 것은, 전기전도 기구는 매니폴드 부재에 속할 수도 있다.
상이한 전력 수요에 의해, 배터리 셀(20)의 개수는 임의의 수치로 설정가능하다. 다수의 배터리 셀(20)은 직렬연결, 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합형의 방식으로 연결되어 큰 용량 또는 파워를 구현하도록 할 수 있다. 각 배터리(10)에 포함된 배터리 셀(20)의 개수가 많기에, 장착의 편리를 위해, 배터리 셀(20)을 조별로 설치할 수 있되, 각 조의 배터리 셀(20)로 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀(20)의 개수는 한정되지 않아, 수요에 의해 설치가능하다. 예를 들어,도 3은 배터리 모듈의 일 예시이다. 배터리는 다수의 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 배터리 모듈은 직렬연결, 병렬연결 또는 직렬병렬 혼합 방식으로 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예의 배터리 셀의 분해도이고, 배터리 셀(20)은 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22), 케이스(211)와 덮개판(212)을 포함한다. 도 4에 도시된 좌표계는 도 3 중의 것과 같다. 케이스(211)와 덮개판(212)은 외부 케이스 또는 배터리 박스(21)를 형성한다. 케이스(211)의 벽 및 덮개판(212)은 모두 배터리 셀(20)의 벽으로 칭한다. 케이스(211)는 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)가 조합된 후의 형상에 의해 결정되는 바, 예를 들어, 케이스(211)는 중공의 장방체 또는 입방체 또는 원기둥체일 수 있고, 케이스(211)의 그중 일면은 개구를 구비하여 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)가 케이스(211)내에 놓일 수 있도록 한다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공의 장방체 또는 입방체일 때, 케이스(211)의 그중 하나의 평면은 개구면인 바, 즉 이 평면은 벽체를 구비하지 않아 케이스(211) 안팎이 서로 통하도록 한다. 케이스(211)가 중공의 원기둥일 때, 케이스(211)의 단면은 개구면인 바, 즉 이 단면은 벽체를 구비하지 않아 케이스(211) 안팎이 서로 통하도록 한다. 덮개판(212)은 개구를 덮어 케이스(211)와 연결되어, 전극 어셈블리(22)를 놓는 밀폐된 챔버를 형성하도록 한다. 케이스(211)내에는 전해질이 충전되는데, 예를 들어 전해액이 충전된다.
이 배터리 셀(20)은 두개의 전극단자(214)를 더 포함할 수 있고, 두개의 전극단자(214)는 덮개판(212) 상에 설치될 수 있다. 덮개판(212)은 통상적으로 평판 형상이고, 두개의 전극단자(214)는 덮개판(212)의 평판면 상에 고정되고, 두개의 전극단자(214)는 각각 양전극 단자(214a)와 음전극 단자(214b)이다. 각 전극단자(214)에는 하나의 연결 부재(23)가 각각 대응되게 설치되거나, 또는 전류 집전 부재(23)로 지칭될 수도 있어, 이는 덮개판(212)과 전극 어셈블리(22) 사이에 위치하여, 전극 어셈블리(22)와 전극단자(214)를 전기적으로 연결시키기 위한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 전극 어셈블리(22)는 제1 러그(221a)와 제2 러그(222a)를 구비한다. 제1 러그(221a)와 제2 러그(222a)의 극성은 반대된다. 예를 들어, 제1 러그(221a)가 양극 러그일 때, 제2 러그(222a)는 음극 러그이다. 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)의 제1 러그(221a)는 하나의 연결부재(23)에 의해 하나의 전극단자와 연결되고, 하나 또는 다수의 전극 어셈블리(22)의 제2 러그(212a)는 또 다른 연결부재(23)에 의해 또 다른 전극단자와 연결된다. 예를 들어, 양전극 단자(214a)는 하나의 연결부재(23)에 의해 양극 러그와 연결되고, 음전극단자(214b)는 또 다른 연결부재(23)에 의해 음극 러그와 연결된다.
이 배터리 셀(20)에 있어서, 실제 사용 수요에 따르면, 전극 어셈블리(22)는 하나 또는 다수개로 설치될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20) 내에는 4개의 독립된 전극 어셈블리(22)가 설치된다.
배터리 셀(20) 상에는 압력 방출 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하도록 하기 위한 것이다.
압력 방출 기구(213)는 각종 가능한 압력 방출 구조일 수 있어, 본 출원 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어, 압력 방출 기구(213)는 온도 감지 압력 방출 기구일 수 있되, 온도 감지 압력 방출 기구는 압력 방출 기구(213)가 구비된 배터리 셀(20)의 내부 온도가 역치에 도달할 때 용융가능하도록 구성되고; 및/또는, 압력 방출 기구(213)는 압력 감지 압력 방출 기구일 수 있되, 압력 감지 압력 방출 기구는 압력 방출 기구(213)가 구비된 배터리 셀(20)의 내부 기압이 역치에 도달할 때 파열가능하도록 구성된다.
도 5는 본 출원의 일 실시예의 배터리(10)의 모식도이다. 도 5에 도시된 바와같이, 배터리(10)는 배터리 셀(20), 소방 파이프(12) 및 수용부(13)를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리 셀(20)은 압력 방출 기구(213)를 포함하되, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 것이다. 소방 파이프(12)는 소방 매체를 수용하기 위한 것으로서, 소방 파이프(12)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출하도록 구성된다. 수용부(13)는 소방 파이프(12)에서 배출된 소방 매체를 수용하여 배터리 셀(20)의 온도를 저하하도록 하기 위한 것이다.
따라서, 본 출원의 실시예에서, 배터리(10)는 소방 매체를 수용하기 위한 수용부(13)를 포함하는데, 이렇게, 압력 방출 기구(213)가 작동하고 소방 파이프(12)가 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출할 때, 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀(20) 내에 유입될 수 있는 것 외에, 일부분 소방 매체는 수용부(13)에 저장될 수도 있어, 소방 파이프(12)에서 배출된 소방 매체가 모두 충분히 이용될 수 있도록 하여, 소방 매체가 낭비되는 문제를 방지하여, 배터리 셀(20)의 온도를 신속히 낮출 수 있어, 가장 빠른 시간에 배터리 셀(20)의 이상으로 인한 위험성을 억제하여, 배터리(10)가 폭발할 가능성을 낮추어, 배터리(10)의 안전성을 증가하였다.
나아가, 만약 그 후에 배터리 셀이 열폭주가 발생한다면, 수용부에 저장된 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀을 계속하여 온도 저하시킬 수도 있어, 배터리의 안전성을 보다 더 증가시킬 수 있다.
선택가능한 것은, 소방 파이프(12)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 연속적으로 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출할 수 있거나, 또는, 소방 파이프(12)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 불연속적으로 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출할 수 있다.
소방 파이프(12)는 실제 응용에 따라 임의의 형상으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 공간 이용률과 장착의 편리를 고려하여, 소방 파이프(12)를 편평한 파이프로 설치할 수 있거나, 또는 기타 형상으로도 설치가능한 바, 예를 들어 원기둥형 파이프, 직선형 파이프, U형 파이프와 S형 파이프 등이다.
선택가능한 것은, 압력 방출 기구(213)가 작동된 후, 수용부(13)는 수용된 소방 매체를 직접 사용하여 압력 방출 기구가 위치한 벽을 거쳐 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)의 온도를 저하시킬 수 있고; 및/또는, 수용부(13)는 우선 수용된 소방 매체를 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)내에 유입시킨 후, 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)의 온도를 저하시킬 수 있다.
도 5에 도시된 배터리(10)는 도 1과 도 2 중의 배터리(10)일 수 있고, 설명할 필요가 있는 것은, 본 출원의 실시예에서, 동일한 도면부호는 동일한 부재를 표시하고, 간략화를 위해, 상이한 실시예에서는, 동일한 부재에 대한 상세한 설명을 생략하였다. 응당 이해해야 할 것은, 도면에 도시된 본 출원 실시예 중의 각종 부재의 두께, 길이 너비 등 사이즈, 및 집적 장치의 전체 두께, 길이 너비 등 사이즈는 단지 예시적인 설명일 뿐, 본 출원에 대해 어떠한 한정도 해서는 아니된다.
선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치될 수 있고, 수용부(13)는 제1 수용부(131)를 포함하고, 제1 수용부(131)는 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부착되고, 제2 벽(21b)은 제1 벽(21a)에 수직되고, 제1 수용부(131)는 제1 벽(21a)에서 확산된 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
배터리 셀(20)이 열폭주가 발생할 때, 소방 파이프(12)에서 배출된 소방 매체의 일부분은 배터리 셀(20)에 유입될 수 있고, 제1 벽(21a)에서 확산된 또 다른 부분의 소방 매체는 제1 수용부(131)에 수집될 수 있어, 제1 수용부(131) 중에 수집된 소방 매체가 배터리 셀(20)의 온도를 지속적으로 저하시킬 수 있도록 한다.
제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)의 임의의 하나의 벽일 수 있다. 일 예시로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20) 최상측의 벽이다. 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a)의 일부분일 수 있고, 제1 벽(21a)과 분리식 구조를 이룰 수 있어, 예를 들어 용접하는 방식으로 제1 벽(21a) 상에 고정된다. 압력 방출 기구(213)가 제1 벽(21a)의 일부분일 때, 예를 들어, 압력 방출 기구(213)는 제1 벽(21a) 상에 자국을 남기는 방식으로 형성될 수 있다. 제1 벽(21a)이 배터리 셀(20) 최상측의 벽일 경우, 제2 벽(21b)은 배터리 셀(20)의 측벽이다.
제1 수용부(131)는 제1 판(133), 제2 판(134)과 적어도 두개의 배플판(135)을 포함할 수 있고, 여기서, 제2 판(134)과 제1 판(133)은 서로 교차되고, 제1 판(133)과 제2 벽(21b)은 서로 교차되고, 적어도 두개의 배플판(135)은 모두 제1 판(133), 제2 판(134)과 서로 교차된다.
여기서, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 두개의 배플판은 제1 판(133), 제2 판(134) 및 N개의 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)과 함께 소방 매체를 수용하기 위한 수용공간을 형성할 수 있되, 이 수용공간은 제1 벽(21a)을 향하는 개구를 구비하고, N는 양의 정수이다.
본 출원은 N의 값에 대해 한정하지 않는다. 선택가능한 것은, N는 1, 2 또는 3일 수 있다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, N가 1일 때, 즉 각 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)은 모두 적어도 두개의 배플판(135) 중의 두개의 배플판, 제1 판(133), 제2 판(134)과 함께 수용공간을 형성할 수 있다. 이때, 배플판(135)의 개수는 배터리 셀(20)의 개수보다 하나 더 많을 수 있다. N가 1보다 클 때, 즉 다수의 배터리 셀(20)이 하나의 제1 수용부(131)를 공용한다. 도8과 도 9를 예로 들자면, 2개의 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)과 제1 수용부(131)는 하나의 수용공간을 형성한다. 다수의 배터리 셀(20)이 하나의 제1 수용부(131)를 공용할 때, 그중 하나의 배터리 셀(20)가 열폭주가 발생할 때, 소방 파이프와 이 배터리 셀(20)이 대응되는 영역이 파열되면서 소방 매체가 방출되는데, 소방 매체의 일부분은 압력 방출 기구(213)에 의해 이 배터리 셀(20) 내에 유입되고, 또 다른 부분은 제1 벽(21a)으로부터 유출되어, 제1 수용부(131) 내에 저장되는데, 이 부분의 소방 매체는 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)의 온도를 저하시키는 것 외에, 이 배터리 셀(20)과 이웃한 배터리 셀(20)의 온도를 저하시킬 수도 있어, 열확산을 보다 더 차단시키는 효과를 일으킬 수 있다.
제1 수용부(131)는 임의의 형상일 수 있다. 이를테면, 제1 수용부(131)는 도 6 내지 도 9에 도시된 직사각형일 수 있고, 원형, 사다리꼴 등일 수도 있고; 다시 이를테면, 제1 수용부(131)는 불규칙적인 형상일 수 있다. 이밖에, 제1 수용부(131)는 일체형 구조일 수도 있다.
제1 수용부(131)가 도 6 내지 도 9에 도시된 사다리꼴일 때, 제1 판(133)은 제1 벽(21a)에 평행될 수 있고, 제2 판(134)은 제2 벽(21b)에 평행될 수 있되, 즉 제1 판(133)과 제2 판(134)은 수직되고, 적어도 두개의 배플판(135)은 제1 판(133)과 제2 판(134)에 수직될 수 있다. 다시 말하자면, 제1 판(133)은 제1 수용부(131)의 밑판일 수 있고, 제2 판(134)은 제1 수용부(131)의 측판일 수 있다.
선택가능한 것은, 제2 판(134)은 배터리(10)의 박스체의 측판(112b) 일 수 있거나 또는 배터리(10)의 박스체의 빔일 수 있다.
선택가능한 것은, 제1 판(133)은 배터리(10)의 박스체의 밑판(112a)일 수 있다.
제1 수용부(131)는 배터리(10)의 박스체를 다중화한다. 이렇게, 배터리의 생산원가를 절약할 수 있다.
또는, 제1 판(133) 및/또는 제2 판(134)은 배터리(10) 중에 새로 증가된 판일 수도 있다.
설명할 필요가 있는 것은, 본 출원 실시예은 제1 판(133)과 배터리(10)의 박스체의 상면 사이의 거리에 대해 한정하지 않는다. 일 예시로서, 제1 판(133)과 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)은 동일한 평면에 위치할 수 있되, 여기서, 도 10을 참조해보면, 제3 벽(21c)은 제2 벽(21b)에 수직되는 바, 즉 제3 벽(21c)은 제1 벽(21a)에 평행된다. 도면 중의 도 6, 도8과 도 10 중의 제1 판(133)과 제3 벽(21c)은 동일한 평면에 위치하고, 다시 말하자면, 제1 판(133)은 제1 수용부(131)의 박스체의 상면에 밀착된다. 설명할 필요가 있는 것은, 도 6 내지 도 9에서, 적어도 두개의 배플판(135) 중의, 제3 벽(21c)과 근접한 일단은 제3 벽(21c)과 동일한 평면에 위치한다.
제1 판(133)과 제3 벽(21c)은 동일한 평면에 위치하는데, 이렇게 되면, 제1 수용부(131)와 제2 벽(21b) 사이에 형성된 수용공간이 최대화될 수 있어, 더욱 많은 소방 매체를 수용할 수 있다.
또는, 제1 판(133)은 제1 벽(21a)과 제3 벽(21c) 사이에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 도7, 도 9와 도 11에 도시된 바와 같다.
이때, 본 출원의 일 실시예에서, 도 11을 계속하여 참조해보면, 제2 판(134) 중의, 제3 벽(21c)과 근접한 일단은 제3 벽(21c)과 동일한 평면에 위치할 수 있다. 나아가, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 각 배플판 중에서의, 제3 벽(21c)과 근접한 일단은 제3 벽(21c)과 동일한 평면에 위치할 수 있는 바, 도7과 도 9에 도시된 바와 같다. 이로써, 제1 수용부(131)은 제2 벽(21b) 상에 더욱 견고하게 부착될 수 있다. 또는, 본 출원의 또 다른 실시예에서, 제2 판(134) 중의, 제3 벽(21c)과 근접한 일단은 제1 판(133)과 동일한 평면에 위치할 수 있고, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 각 배플판 중에서의, 제3 벽(21c)과 근접한 일단은 제1 판(133)과 동일한 평면에 위치할 수 있다. 이때, 제1 수용부(131)는 현공 상태이다.
제1 판(133)과 제2 벽(21b)이 서로 교차될 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 판(133)은 연결재(23)에 의해 제2 벽(21b)에 부착될 수 있다. 여기서, 연결재(23)는 열전도 점착제일 수 있으나 이에 의해 한정되지 않고, 나아가 열전도 점착제는 배터리 셀(20)에 열량을 전달할 수 있다.
선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 도 10과 도 11에 도시된 바를 계속하여 참조해보면, 제1 수용부(131)는 연결판(136)을 더 포함할 수 있되, 이 연결판(136)은 제1 판(133) 중의, 제2 벽(21b)과 연결되는 일단이 제1 방향으로 연장될 수 있고, 이 연결판(136)은 연결재(23)에 의해 제2 벽(21b)에 부착될 수 있되, 여기서, 제1 방향은 제1 벽(21a)에 수직된 방향이다. 다시 말하자면, 제1 판(133) 중의, 제2 벽(21b)과 연결되는 일단은 제1 방향에서 연장될 수 있어, 연결판(136)을 형성하고, 이 연결판(136)은 연결재(23)에 의해 제2 벽(21b)에 부착될 수 있다. 예시적으로, 연결판(136)은 도 10과 도 11에 도시된 형상일 수 있거나, 또는, 연결판(136)은 기타 형상일 수도 있되, 예를 들어 H형, U형 등이다.
연결판(136)을 설치하여, 제1 수용부(131)와 제2 벽(21b) 사이에 더욱 큰 연결면적을 구비할 수 있도록 하여, 연결강도와 열전도 면적을 증가할 수 있다.
제1 판(133)은 밀봉재료 또는 용접방식에 의해 제2 벽(21b)에 부착될 수도 있다. 이 밀봉재료는 열전도되는 밀봉재료일 수 있다. 이해해야 할 것은, 제1 판(133)은 기타방식으로 제2 벽(21b)에 부착될 수도 있고, 본 출원 실시예은 이에 대해 한정하지 않는다. 제1 판(133)과 제2 벽(21b) 사이의 부착방식은 비슷하고, 제1 판(133), 제2 판(134) 및 적어도 두개의 배플판(135) 사이는 상기 내용에서 언급된 방식에 의해 연결될 수도 있다.
선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 기타 배플판(135b)은 인접하는 두개의 배터리 셀(20) 사이에 임베딩될 수 있다. 이 외에, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 기타 배플판(135b)은 연결재에 의해 인접하는 두개의 배터리 셀(20)에 부착될 수도 있다. 기타 배플판(135b)은 인접하는 두개의 배터리 셀(20) 사이에 임베딩되어, 제1 수용부(131)와 제2 벽(21b)의 연결 안정성을 향상시킬 수 있다.
이밖에, 적어도 두개의 배플판(135) 중의 두개의 배플판(135a)은 연결재 또는 용접방식에 의해 제2 벽(21b) 상에 부착될 수 있다.
선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀의 제1 벽(21a) 상에 설치될 수 있고, 수용부(13)는 제1 벽(21a) 상에 설치된 제2 수용부(132)를 더 포함할 수 있고, 압력 방출 기구(213)는 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)에 설치되고, 제2 수용부(132)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20) 내에 유입되는 소방 매체를 수집하기 위한 것이다.
배터리 셀(20)의 제1 벽(21a) 상에 제2 수용부(132)를 설치하고, 배터리 셀(20)이 열폭주가 발생할 때, 소방 매체는 배터리 셀(20) 내에 유입될 수 있는 것 외에, 일부분 소방 매체는 제2 수용부(132)에 남아있을 수도 있어, 더욱 많은 소방 매체가 배터리 셀(20)을 냉각하여 온도를 저하시킬 수 있다. 나아가, 소방 매체의 유량이 작을 때, 소방 매체는 제2 수용부(132) 내에 더욱 쉽게 남을 수 있고, 다시 배터리 셀(20)에 유입되어, 열폭주가 발생한 배터리 셀(20)을 냉각하여 온도를 저하시킬 수 있다.
여기서, 제2 수용부(132)를 요홈으로 정의할 수 있다.
도 5를 계속하여 참조해보면, 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20) 최상측의 벽일 수 있어, 본 출원 실시예의 제2 수용부(132)는 배터리 셀(20)의 상면에 설치될 수 있다.
도 13과 도 14는 본 출원 실시예의 배터리(10)의 평면도이고, 도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 제2 수용부(132)의 개구는 배터리 셀(20)의 외부를 향하고, 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 압력 방출 기구(213)가 위치하는 영역의 면적보다 클 수 있다. 제2 수용부(132)의 개구의 면적이 더욱 클 수록, 소방 매체를 수집하는 면적은 점점 커짐으로써, 제2 수용부(132)가 소방 매체를 수집하는 효율을 향상시킬 수 있다. 응당 이해해야 할 것은, 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 압력 방출 기구(213)가 위치한 영역의 면적보다 작거나 같을 수도 있다.
이밖에, 소방 매체를 제2 수용부(132)에 더욱 잘 유입될수 있도록 하기 위해, 본 출원의 일 실시예에서, 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)의, 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면의 면적보다 클 수 있다. 다시 말하자면, 제2 수용부(132)의 측벽은 사방으로부터 중심위치를 향해 아래로 점점 경사지고, 제2 수용부(132)의 측벽은 경사면일 수도 있고 단차형일 수도 있다. 물론, 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면의 면적보다 작거나 같을 수도 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)의 두께는 균일할 수 있고; 또는, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)중의, 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면은 사방으로부터 중심을 향해 제2 수용부(132)의 내부쪽으로 경사진 경사면일 수 있다. 간단히 말하자면, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)의 두께는 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)의 중심으로부터 사방으로 점점 증가될 수 있고; 또는, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)은 사방으로부터 중심을 향해 제2 수용부(132)의 내부를 향한 단차형일 수 있다.
선택가능한 것은, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)은 통공이 더 설치될 수 있고, 압력 방출 기구(213)는 이 통공을 커버한다. 여기서, 압력 방출 기구는 이 통공을 완전히 커버할 수 있거나, 이 통공을 부분적으로 커버할 수도 있다.
나아가, 본 출원의 일 실시예에서, 제2 수용부(132)는 다수의 영역을 포함할수 있고, 압력 방출 기구(213)는 이 다수의 영역 중의 하나의 영역에 위치한다. 이 다수의 영역 중 각 영역의 면적은 동일하거나 다를 수도 있고, 본 출원 실시예는 이에 대해 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 수용부(132)는 3개의 영역을 포함하되, 여기서, 압력 방출 기구(213)가 위치한 영역의 면적이 가장 크고, 이밖의 두개의 영역의 면적은 동일하다.
제2 수용부(132)가 얇을 수 있는 점을 고려하여, 제2 수용부(132)의 강도를 증가하기 위해, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)에는 이격 리브(1321)가 설치될 수 있되, 이 이격 리브(1321)는 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)을 다수의 영역으로 분할할 수 있다. 본 출원 실시예는 이격 리브(1321)의 개수에 대해 구체적으로 한정하지 않는 바, 예를 들어, 도 14 중의 이격 리브(1321)의 개수는 2개이다. 이격 리브(1321)를 설치하여, 제2 수용부(132)의 강도를 증가할 수 있다.
선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 제1 벽(21a) 중의, 배터리 셀(20)의 내부와 근접하는 표면은 제1 영역(32a)과 제2 영역(32b)을 포함할 수 있되, 이 제1 영역(32a)은 제2 수용부(132)와 대응되는 영역이고, 제2 영역(32b)은 제1 벽(21a)중의, 배터리 셀(20)의 내부와 근접한 표면에서 제1 영역(32a)을 제외한 영역이다. 일 예시로서, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 영역(32a)은 제2 영역(32b)과 동일한 평면에 위치할 수 있다.
또는, 도 16에 도시된 바와 같이, 도 16 중의 상측은 배터리 셀(20)의 외부와 대응되고, 하측은 배터리 셀(20)의 내부와 대응되고, 제1 영역(32a)이 위치한 평면은 제2 영역(32b)이 위치한 평면보다 배터리 셀(20)의 내부와 더욱 근접할 수 있다. 이로써, 소방 매체는 제2 수용부(132)에 더욱 잘 유입될 수 있다.
배터리 셀(20)의 생산 과정에서, 항상 전해액 또는 기타 이물질이 압력 방출 기구(213)의 표면을 오염시키고, 또한 배터리 셀(20)의 가공과정에서, 오작동으로 인해 압력 방출 기구(213)와 충돌될 수 있어, 압력 방출 기구(213)의 표면에 스크래치가 남거나 압력 방출 기구(213)이 파열될 수 있는데, 이들은 모두 압력 방출 기구(213)의 작동효과에 영향을 주게 되어, 배터리 셀(20)의 안전성에 영향을 끼치게 된다. 배터리 셀(20)의 안전성능을 향상시키기 위해, 선택가능한 것은, 본 출원의 일 실시예에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 보호편(24)을 더 포함할 수 있되, 이 보호편(24)은 압력 방출 기구(213) 중의, 배터리 셀(20) 외부를 향하는 일측에 설치되어 압력 방출 기구(213)를 커버한다. 여기서, 보호편(24)의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있으나 이에 의해 한정되지 않는다.
보호편(24)을 설치하여, 이물질이 압력 방출 기구(213)와 접촉되는 것을 저지시킬 수 있는데, 이렇게 하면 이물질이 압력 방출 기구(213)가 작동될 때의 압력에 영향을 주지 않게 됨으로써, 압력 방출 기구(213)를 보호하고, 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
보호편(24)이 압력 방출 기구(213)를 커버할 때, 이 보호편(24)은 제2 수용부(132)를 커버할 수도 있다. 예시적으로, 보호편(24)은 제2 수용부(132)의 개구를 부분적으로 커버할 수 있고, 도 18에 도시된 바와 같이 제2 수용부(132)의 개구를 전부 커버할 수도 있다.
압력 방출 기구(213) 주변의 강도를 증가하기 위해, 도 15와 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 배터리 셀(20) 외부를 향하는 표면은 압력 방출 기구(213)의 주변 영역에서 배터리 셀(20)의 외부로 연신되는 돌기(142)를 더 설치할 수 있다. 돌기(142)가 설치된 상황에서, 이 보호편(24)은 돌기(142) 상에 고정될 수 있어, 압력 방출 기구(213)를 커버하도록 한다.
선택가능한 것은, 이 돌기(142)가 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 배터리 셀(20)의 외부를 향한 표면에 비해 돌출된 높이는 제2 수용부(132)의 깊이보다 작을 수 있다.
본 출원의 일 실시예는 전기 장치를 더 제공하였는 바, 이 전기 장치는 전술한 각 실시예 중의 배터리(10)를 포함할 수 있다. 선택가능한 것은, 전기 장치는 차량(1), 선박 또는 우주설비일 수 있다.
상기 내용에서는 본 출원 실시예의 배터리와 전기 장치를 기술하였고, 이하에서는 본 출원 실시예의 배터리를 제조하는 방법과 장치를 기술하는 바, 여기서 상세하게 기술되지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 19는 본 출원의 일 실시예의 배터리를 제조하는 방법(200)의 예시적인 흐름도를 도시하였다. 도 19에 도시된 바와 같이, 이 방법(200)은,
배터리 셀(20)을 제공하는 것으로서, 이 배터리 셀(20)은 압력 방출 기구(213)를 포함하되, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 단계(210);
소방 파이프(12)를 제공하는 것으로서, 상기 소방 파이프(12)는 소방 매체를 수용하기 위한 것이고, 소방 파이프(12)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출하도록 구성되는 단계(220);
수용부(13)를 제공하는 것으로서, 이 수용부(13)는 소방 파이프(12)에서 배출되는 소방 매체를 수용하여 배터리 셀(20)을 온도 저하시키도록 하기 위한 단계(230)를 포함할 수 있다.
도 20은 본 출원의 일 실시예의 배터리를 제조하는 기기(300)의 예시적인 블록도를 도시하였다. 도 20에 도시된 바와 같이, 배터리를 제조하는 기기(300)는 제공 모듈(310)을 포함할 수 있다.
제공 모듈(310)은, 배터리 셀(20)을 제공하는 것으로서, 상기 배터리 셀(20)은 압력 방출 기구(213)를 포함하되, 압력 방출 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 것이고; 소방 파이프(12)를 제공하는 것으로서, 상기 소방 파이프(12)는 소방 매체를 수용하기 위한 것이고, 소방 파이프(12)는 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)을 향하여 소방 매체를 배출하도록 구성되고; 수용부(13)를 제공하는 것으로서, 이 수용부(13)는 소방 파이프(12)에서 배출되는 소방 매체를 수용하여 배터리 셀(20)을 온도 저하시키도록 하기 위한 것일 수 있다.
마지막으로 설명할 필요가 있는 것은: 이상 실시예는 단지 본 출원의 기술적해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐, 이에 대해 한정하지 않고; 전술한 실시예를 참조하여 본 출원을 상세하게 설명하더라도, 본 기술분야의 당업자가 응당 이해해야 할 것은: 전술한 각 실시예에서 기술된 기술적 해결수단을 수정할 수 있거나, 또는 그중의 일부분 기술적 특징에 대해 등가적 교체를 진행할 수 있으나, 이러한 수정 또는 교체는 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본 출원 각 실시예의 기술적 해결수단의 정신과 범위를 벗어나지 않도록 하는 것이다.
10-배터리, 20-배터리 셀, 30-컨트롤러, 40-모터,
12-소방 파이프, 13-수용부, 21a-제1 벽, 21b-제2 벽, 21c-제3 벽, 22-전극 어셈블리, 23-연결부재, 24-보호편, 32a-제1 영역, 31b-제2 영역, 111-제1 부분, 112-제2 부분, 112a-밑판, 112b-측판, 131-제1 수용부, 132-제2 수용부, 132a-밑벽, 133-제1 판, 134-제2 판, 135-배플판, 136-연결판, 142-돌기, 211-케이스, 212-덮개판, 213-압력 방출 기구, 214-전극 단자, 214a-양극 단자, 214b-음극 단자, 221a-제1 러그, 222a-제2 러그, 1321-이격 리브,

Claims (30)

  1. 압력 방출 기구(213)를 포함하되, 상기 압력 방출 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하도록 하기 위한 것인 배터리 셀(20);
    소방 매체를 수용하기 위한 것으로서, 상기 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20)을 향하여 상기 소방 매체를 배출하도록 구성되는 소방 파이프(12);
    상기 소방 파이프(12)에서 배출되는 상기 소방 매체를 수용하여 상기 배터리 셀(20)을 온도 저하시키기 위한 수용부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 방출 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치되고, 상기 수용부(13)는 제1 수용부(131)를 포함하고, 상기 제1 수용부(131)는 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)에 부착되고, 상기 제2 벽(21b)은 상기 제1 벽(21a)에 수직되고, 상기 제1 수용부(131)는 상기 제1 벽(21a)에서 확산되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 수용부(131)는 제1 판(133), 제2 판(134)과 적어도 두개의 배플판(135)을 포함하고, 상기 제2 판(134)과 상기 제1 판(133)은 서로 교차되고, 상기 제1 판(133)과 상기 제2 벽(21b)은 서로 교차되고, 상기 적어도 두개의 배플판(135)은 모두 상기 제1 판(133), 상기 제2 판(134)과 서로 교차되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 판(133)은 상기 제1 벽(21a)에 평행되고, 상기 제2 판(134)은 상기 제2 벽(21b)에 평행되고, 상기 적어도 두개의 배플판(135)은 상기 제1 판(133)과 상기 제2 판(134)에 수직되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 판(133)은 상기 배터리의 박스체의 밑판(112a)인 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 판(134)은 상기 배터리의 박스체의 측판(112b) 또는 상기 박스체의 빔인 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 배플판(135) 중의 두개의 배플판과 상기 제1 판(133), 상기 제2 판(134), N개의 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽(21b)은 상기 소방 매체를 수용하는 수용공간을 형성하기 위한 것이고, 상기 수용공간은 상기 제1 벽(21a)을 향하는 개구를 구비하고, N는 양의 정수인 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    N는 1, 2 또는 3과 같은 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 배플판(135)은 제1 방향 상에서의 길이가 같고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽(21a)에 수직되는 방향인 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 판(133)과 상기 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c)은 동일한 평면에 위치하고, 상기 제3 벽(21c)은 상기 제1 벽(21a)에 평행되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 판(133)은 상기 제1 벽(21a)과 상기 배터리 셀(20)의 제3 벽(21c) 사이에 위치하고, 상기 제3 벽(21c)은 상기 제1 벽(21a)에 평행되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 판(134) 중의, 상기 제3 벽(21c)과 근접하는 일단과 상기 제3 벽(21c)은 평평한 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 배플판(135)중 상기 제2 판(134) 양단에 위치하는 두개의 배플판(135a)을 제외한 기타 배플판(135b)은 인접하는 두개의 상기 배터리 셀(20) 사이에 임베딩되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 제 3 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 판(133)은 연결재(23)에 의해 상기 제2 벽(21b)에 부착되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 수용부(131)는 연결판(136)을 포함하고, 상기 연결판(136)이 상기 제1 판(133) 중의 상기 제2 벽(21b)과 연결되는 일단은 제1 방향으로 연장되고, 상기 연결판(136)은 상기 연결재(23)에 의해 상기 제2 벽(21b)에 부착되고, 상기 제1 방향은 상기 제1 벽(21a)에 수직되는 방향인 것을 특징으로 하는 배터리.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 연결재(23)는 열전도 점착제인 것을 특징으로 하는 배터리.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 방출 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치되고, 상기 수용부(13)는 상기 제1 벽(21a) 상에 설치되는 제2 수용부(132)를 포함하고, 상기 압력 방출 기구(213)는 상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)에 설치되고, 상기 제2 수용부(132)는 상기 압력 방출 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20) 내에 유입되는 상기 소방 매체를 수집하기 위한 것을 특징으로 하는 배터리.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 개구는 상기 배터리 셀(20)의 외부를 향하고, 상기 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 상기 압력 방출 기구(213)가 위치하는 영역의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 개구의 면적은 상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면의 면적보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 배터리.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)의 두께는 균일한 것을 특징으로 하는 배터리.
  21. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면은 사방으로부터 중심을 향해 상기 제2 수용부(132)의 내부 쪽으로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 배터리.
  22. 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 벽(21a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 내부와 근접한 표면은 제1 영역(32a)과 제2 영역(32b)을 포함하고, 상기 제1 영역(32a)은 상기 제2 수용부(132)와 대응되는 영역이고, 상기 제2 영역(32b)은 상기 제1 벽(21a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 내부와 근접한 표면 상에서 상기 제1 영역(32a)을 제외한 영역이고, 상기 제1 영역(32a)과 상기 제2 영역(32b)은 동일한 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  23. 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 벽(21a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 내부와 근접한 표면은 제1 영역(32a)과 제2 영역(32b)을 포함하고, 상기 제1 영역(32a)은 상기 제2 수용부(132)와 대응되는 영역이고, 상기 제2 영역(32b)은 상기 제1 벽(21a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 내부와 근접한 표면 상에서 상기 제1 영역(32a)을 제외한 영역이고, 상기 제1 영역(32a)이 위치하는 평면은 상기 제2 영역(32b)이 위치하는 평면보다 상기 배터리 셀(20)의 내부와 근접하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  24. 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)에는 이격 리브(1321)가 설치되고, 상기 이격 리브(1321)는 상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)을 적어도 두개의 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 압력 방출 기구(213)는 상기 적어도 두개의 영역 중의 하나의 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  26. 제 17 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a)에는 통공이 설치되고, 상기 압력 방출 기구(213)는 상기 통공을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  27. 제 17 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리는,
    상기 압력 방출 기구(213)을 보호하기 위한 것으로서, 상기 압력 방출 기구(213) 중의, 상기 배터리 셀(20) 외부를 향하는 일측에 위치하여 상기 압력 방출 기구(213)를 커버하기 위한 보호편(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 외부를 향하는 표면은 상기 압력 방출 기구(213)의 주변 영역에 상기 배터리 셀(20)의 외부로 연신되는 돌기(142)를 설치하고, 상기 보호편(24)은 상기 돌기(142)상에 고정되어, 상기 압력 방출 기구(213)를 커버하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 돌기(142)가 상기 제2 수용부(132)의 밑벽(132a) 중의, 상기 배터리 셀(20)의 외부의 표면을 향하여 돌출되는 높이는 상기 제2 수용부(132)의 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
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