KR20230035336A - 케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기 - Google Patents

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KR20230035336A
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취안쿤 리
펑 왕
샤오보 천
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 발명의 실시예는 케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공하며, 배터리 기술분야에 관한 것이다. 여기서, 케이스는 케이스 본체 및 압력 완화 구조를 포함하되, 케이스 본체는 전극 어셈블리를 수용하고, 압력 완화 구조는 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 케이스 본체에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 포함한다. 케이스 본체는 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다. 압력 완화 과정에서 제1 압력 완화 홈 중 하나가 가려지더라도, 케이스 본체는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.

Description

케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기
본 발명은 배터리 기술분야에 관한 것으로, 구체적으로는 케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이러한 상황에서, 전기 자동차는 에너지 절약성 및 친환경적인 장점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 구성 부분이 되었다. 전기 자동차에 있어서 배터리 기술은 그 발전과 관계되는 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에서, 배터리의 성능의 향상은 물론 안전 문제도 간과할 수 없는 문제이다. 따라서 배터리의 안전성을 어떻게 높일 것인가는 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 문제이다.
본 발명의 실시예는 배터리 셀의 안전성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 케이스를 제공하고, 상기 케이스는, 전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체; 및 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 상기 케이스 본체에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 포함하는 압력 완화 구조를 포함하되, 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 케이스 본체에 둘레 방향으로 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈이 설치되어, 케이스 본체가 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 케이스 본체 내부의 압력을 완화하는 목적을 달성할 수 있다. 압력 완화 과정에서 제1 압력 완화 홈 중 하나가 가려지더라도, 케이스 본체는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 압력 완화 구조는 상기 케이스 본체에 설치되는 제2 압력 완화 홈을 더 포함하고, 상기 제1 압력 완화 홈과 상기 제2 압력 완화 홈은 서로 교차하여 개방 부위를 형성하며, 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 개방 부위로부터 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 케이스 본체에 제2 압력 완화 홈이 설치되고, 제2 압력 완화 홈과 제1 압력 완화 홈은 서로 교차하여 개방 부위를 형성하여, 케이스 본체가 개방 부위에서 보다 쉽게 파열되도록 함으로써, 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 케이스 본체가 개방 부위로부터 제1 압력 완화 홈을 따라 신속히 파열되도록 하여, 신속한 압력 완화가 가능하도록 한다. 케이스 본체는 또한 개방 부위에서 파열된 후 제2 압력 완화 홈을 따라 부분적으로 파열될 수 있어 케이스 본체의 압력 완화 면적을 증가시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 연장되고, 각 제1 압력 완화 홈과 상기 제2 압력 완화 홈은 서로 교차하여 상기 개방 부위를 형성한다.
상기 기술적 해결수단에서, 각 제1 압력 완화 홈과 제2 압력 완화 홈은 서로 교차하여 개방 부위를 형성하는 바, 즉, 복수의 제1 압력 완화 홈이 모두 제2 압력 완화 홈과 서로 교차하여 개방 부위를 형성함으로써 구조가 간단하고 생산 비용을 효과적으로 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 폐쇄 구조이다.
상기 기술적 해결수단에서, 제2 압력 완화 홈은 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 폐쇄 구조로, 구조가 간단하고 가공 및 성형이 용이하다.
일부 실시예에서, 상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치된 복수의 홈 구간을 포함하고, 각 홈 구간은 하나의 제1 압력 완화 홈과 서로 교차하여 상기 개방 부위를 형성한다.
상기 기술적 해결수단에서, 복수의 홈 구간이 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되고, 각 홈 구간은 하나의 제1 압력 완화 홈과 서로 교차하여 개방 부위를 형성함으로써, 각 제1 압력 완화 홈이 압력 완화 과정에서 서로 방해하지 않고 서로 독립되도록 한다. 이 밖에, 복수의 홈 구간이 둘레 방향으로 이격되어 케이스 본체에 설치되어 제2 압력 완화 홈이 연속되지 않도록 하여, 케이스 본체의 강도가 더욱 높아 케이스의 사용 수명을 향상시키는 데 유리하다.
일부 실시예에서, 상기 압력 완화 구조는 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈을 더 포함하고, 각 제1 압력 완화 홈에 대응하여 하나의 제3 압력 완화 홈 및 하나의 제4 압력 완화 홈이 설치되고, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 상기 제1 압력 완화 홈이 연장되는 방향을 따라 이격되어 설치되며, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 모두 상기 제1 압력 완화 홈과 서로 교차하고, 상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 공동으로 개방부를 정의하며; 상기 개방부는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈을 경계로 오픈되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 압력 완화 홈, 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈이 공동으로 개방부를 정의하여, 케이스 본체의 압력을 완화할 때 압력 완화 구조가 제1 압력 완화 홈, 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈을 경계로 오픈될 수 있어, 압력 완화 면적이 크고 압력 완화 속도를 향상시키며 배터리 셀의 화재 및 폭발 위험을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 공동으로 2개의 상기 개방부를 정의하고, 2개의 상기 개방부는 각각 상기 제1 압력 완화 홈의 양측에 위치한다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 압력 완화 홈, 제2 압력 완화 홈 및 제3 압력 완화 홈은 공동으로 제1 압력 완화 홈의 양측에 각각 위치하는 2개의 개방부를 정의하여, 압력 완화 과정에서 2개의 개방부가 마주 열리는 방식으로 신속히 오픈될 수 있어 케이스 본체의 압력 완화 속도를 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제1 압력 완화 홈에는 개방 부위가 구비되고, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제1 압력 완화 홈은 서로 교차하여 제1 취약 부위를 형성하고, 상기 제4 압력 완화 홈 및 상기 제1 압력 완화 홈은 서로 교차하여 제2 취약 부위를 형성하며, 상기 제1 압력 완화 홈이 연장되는 방향에서 상기 개방 부위는 상기 제1 취약 부위와 상기 제2 취약 부위 사이에 위치하고; 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈에서 상기 개방 부위로부터 상기 제1 취약 부위 및 상기 제2 취약 부위를 향해 파열되고 크랙을 형성하여, 상기 케이스 본체에 상기 크랙이 형성된 후 상기 개방부가 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈을 따라 오픈되도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 압력 완화 홈의 개방 부위는 압력 완화 시작 위치로서, 케이스 본체는 개방 부위에서 제1 취약 부위 및 제2 취약 부위에 비해 보다 취약하며, 케이스 본체는 개방 부위에서 더 쉽게 파열된다. 케이스 본체의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면, 케이스 본체는 먼저 제1 압력 완화 홈을 따라 오픈 부위로부터 제1 취약 부위 및 제2 취약 부위를 향해 파열된 다음 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈을 따라 파열되어, 개방부가 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈을 따라 오픈되도록 함으로써 개방부의 신속한 오픈을 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 케이스 본체가 상기 제1 취약 부위에서의 벽 두께 및 상기 케이스 본체가 상기 제2 취약 부위에서의 벽 두께는 모두 상기 케이스 본체가 상기 개방 부위에서의 벽 두께보다 크다.
상기 기술적 해결수단에서, 케이스 본체가 제1 취약 부위에서의 벽 두께 및 케이스 본체가 제2 취약 부위에서의 벽 두께가 케이스 본체가 개방 부위에서의 벽 두께보다 크므로, 즉, 케이스 본체가 개방 부위에서의 벽 두께가 보다 얇으므로, 케이스 본체가 개방 부위에서 제1 취약 부위 및 제2 취약 부위에 비해 보다 취약하고 케이스 본체가 개방 부위에서 더 쉽게 파열되어, 압력 완화 과정에서 개방 부위가 제1 압력 완화 홈을 따라 오픈 부위로부터 제1 취약 부위 및 제2 취약 부위를 향해 갈라지도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 케이스 본체는 원기둥형 구조이고, 상기 제1 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 축 방향을 따라 연장된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 압력 완화 홈이 원기둥형의 케이스 본체의 축 방향을 따라 연장되게 하면 제1 압력 완화 홈의 길이를 확보하는 데 유리하다.
일부 실시예에서, 상기 압력 완화 구조는 상기 케이스 본체의 외부 표면에 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화 구조를 케이스 본체의 외부 표면에 설치하면 압력 완화 구조 중의 각 압력 완화 홈을 가공하기 편리하다.
일부 실시예에서, 상기 케이스 본체는 하단 벽 및 둘레 벽을 포함하고, 상기 둘레 벽은 상기 하단 벽의 가장자리를 둘러싸며 설치되고, 상기 압력 완화 구조는 상기 둘레 벽에 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화 구조를 케이스 본체의 둘레 벽에 설치하여 여러 방향으로 압력을 완화할 수 있다.
제2 양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 배터리 셀을 제공하되, 상기 배터리 셀은,
전극 어셈블리; 및 제1 양태 중 임의의 실시예에서 제공하는 케이스를 포함하고, 상기 케이스에 상기 전극 어셈블리가 수용된다.
제3 양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 배터리를 제공하되, 상기 배터리는 제2 양태 중 임의의 실시예에서 제공하는 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 박스를 포함한다.
제4 양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 제3 양태 중 임의의 실시예에서 제공하는 배터리를 포함하는 전기 기기를 제공한다.
제 5양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 케이스의 제조 방법을 제공하고, 상기 방법은, 전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체를 제공하는 단계; 및 상기 케이스 본체에 압력 완화 구조를 가공하여 케이스 본체에 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
제6 양태에 따르면, 본 발명의 실시예는 케이스 제조 설비를 제공하고, 상기 제조 설비는, 전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체를 제공하는 제공 장치; 및 상기 케이스 본체에 압력 완화 구조를 가공하여 케이스 본체에 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 형성하는 가공 장치;를 포함하되, 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 케이스 본체에 둘레 방향으로 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈이 설치되어, 케이스 본체가 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 케이스 본체 내부의 압력을 완화하는 목적을 달성할 수 있다. 압력 완화 과정에서 제1 압력 완화 홈 중 하나가 가려지더라도, 케이스 본체는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여 아래 본 발명의 실시예에서 사용되는 도면들을 간략히 소개하되, 아래에서 설명할 도면들은 단지 본 발명의 일부 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 본 기술분야의 기술자라면 진보성 창출에 힘쓸 필요 없이 이러한 도면으로부터 다른 연관된 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 입체 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스의 구조 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 케이스의 구조 모식도이다.
도 6은 도 4에 도시된 케이스의 정면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 케이스의 A부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스의 제조 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스 제조 설비의 모식적 블록도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더욱 명확하게 하기 위해, 아래 본 발명의 실시예에 첨부된 도면과 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단을 명확하게 서술하며, 분명한 것은, 기술되는 실시예는 단지 본 발명의 부분적인 실시예로서, 전부의 실시예가 아니다. 본 발명 중의 실시예에 기반하여 본 기술분야의 통상의 기술자가 진보성 창출에 힘쓰지 않은 전제하에 획득한 모든 다른 실시예도 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명의 기술분야에 속한 기술자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일하며; 본 발명의 출원 명세서에서 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예의 목적을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며; 본 발명의 명세서, 특허청구범위 및 상기 도면의 설명에서 용어 "포함” 및 "구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포괄하도록 의도된 것이다. 본 발명의 명세서 및 특허청구범위 또는 상기 도면에서 용어 "제1", "제2" 등은 상이한 객체를 구별하기 위한 것으로, 특정 순서 또는 1차 및 2차 관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 발명에서 언급된 "실시예”는 실시예와 결합하여 기술된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 각 부분에 기재된 해당 문구는 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것이 아닐 수 있고, 다른 실시예와 상호 배타적으로 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다.
본 발명의 설명에서 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 "장착”, "서로 연결”, "연결”, "부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착가능한 연결 또는 일체형 연결일 수 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서, 용어 "및/또는”은 단지 연관 객체를 설명하는 연관 관계이고, 3가지 관계가 존재함을 의미하는 바, 예를 들어, "A 및/또는 B"는, A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미할 수 있다. 이 밖에, 본 발명에서 부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 객체가 "또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명의 실시예에서, 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 간결함을 위해 상이한 실시예에서 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다. 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예 중의 각 구성요소의 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈, 및 집적 장치의 전체 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈는 단지 예시적인 설명으로, 본 발명에 대한 어떠한 제한도 구성하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에서 나타나는 "복수”는 2개 이상(2개를 포함)을 의미한다.
본 발명에서, 배터리 셀은 리튬 이온 2차 배터리, 리튬 이온 1차 배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥형, 편평형, 직육면체 또는 다른 형태 등일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 직육면체 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀 등 3가지로 분류되나, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급되는 배터리는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 보다 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스를 포함한다. 박스는 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극 시트, 음극 시트 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극 시트와 음극 시트 사이에서의 금속 이온의 이동에 의하여 작동된다. 양극 시트는 양극 집전체 및 양극 활성물질층을 포함하고, 양극 활성물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되며, 양극 활성물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 양극 활성물질층이 코팅된 양극 집전체로부터 돌출되고, 양극 활성물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활성물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극 시트는 음극 집전체 및 음극 활성물질층을 포함하고, 음극 활성물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활성물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 활성물질층이 코팅된 음극 집전체로부터 돌출되고, 음극 활성물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활성물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 브레이크 없이 큰 전류를 통과하게 하기 위해 양극 탭의 개수는 여러 개이고 적층되어 있으며, 음극 탭은 여러 개이고 적층되어 있다. 분리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 어셈블리는 권취식 구조 또는 적층식 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 공동으로 고려해야 하고, 또한 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀에서, 배터리 셀의 안전성을 확보하기 위하여, 일반적으로 케이스에 압력 완화 구조를 설치하고, 압력 완화 구조를 통해 배터리 셀 내부의 압력을 완화하여 배터리 셀의 안전성을 확보해야 한다.
본 발명자들은 케이스에 압력 완화 구조가 설치되어 있는 경우에도 배터리 셀에 여전히 화재 및 폭발 위험이 존재함을 발견하였다. 본 발명자들의 추가적인 연구를 통해, 기존에는 일반적으로 케이스에 하나의 길다란 압력 완화 홈을 설치하고, 케이스가 압력 완화 홈의 위치에서 파열되어 압력을 완화하여, 케이스의 압력 완화 위치가 다른 배터리 셀에 가려지기 쉬워, 케이스가 압력 완화 홈의 위치에서 개방되지 않아 배터리 셀이 열 통제불능 상태일 때 내부의 배출물이 원활하게 배출되지 못하고 폭발, 화재의 위험을 일으키기 쉽고 안전성이 떨어진다.
이에 감안하여, 본 발명의 실시예에서는 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 케이스 본체에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 포함하는 케이스를 제공하고, 케이스 본체는 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
이러한 케이스에서, 케이스 본체에 둘레 방향으로 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈이 설치되어, 압력 완화 과정에서 제1 압력 완화 홈 중 하나가 가려지더라도, 케이스 본체는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에 기술된 케이스는 배터리 셀, 배터리 및 배터리를 사용하는 전기 기기에 적용된다.
전기 기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 선박, 항공기, 전동 장난감 및 전동 공구 등이 될 수 있다. 차량은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리연장 자동차 등일 수 있으며; 항공 설비는 비행기, 로켓, 우주왕복선, 우주선 등일 수 있고; 전동 장난감은 고정식 또는 이동식 전동 장난감을 포함할 수 있는 바, 예를 들어, 게임기, 전동 자동차 장난감, 전동 선박 장난감, 전동 비행기 장난감 등일 수 있으며; 전동 공구는 금속 절삭용 전동 공구, 연마용 전동 공구, 조립용 전동 공구, 철도용 전동 공구를 포함할 수 있는 바, 예를 들어, 전동 드릴, 전동 그라인더, 전동 렌치, 전동 드라이버, 전기 해머, 임팩트 드릴, 콘크리트 진동기 및 전기 대패 등일 수 있다. 본 발명의 실시예는 상기 전기 기기 대해 특별히 제한하지 않는다.
아래의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 차량을 전기 기기의 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 차량(1000)의 구조 모식도로서, 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치되고, 배터리(100)는 차량(1000)의 저부 또는 앞쪽 또는 뒤쪽에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전원 공급에 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1000)은 컨트롤러(200) 및 모터(300)를 더 포함할 수 있고, 컨트롤러(200)는 배터리(100)를 제어하여 모터(300)에 전원을 공급하며, 예를 들어, 차량(1000)의 시동, 내비게이션 및 주행 시 작동 전력 수요를 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원 외에도 차량(1000)의 구동 전원으로 사용되어 연료 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1000)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리(100)의 구조 모식도로서, 배터리(100)는 박스(10) 및 박스(10) 내에 수용되는 배터리 셀(20)을 포함한다.
여기서, 박스(10)는 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 부재로서, 박스(10)는 배터리 셀(20)을 위해 수용 공간을 제공하며, 박스(10)는 다양한 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 박스(10)는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함하되, 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)은 서로 커버 결합되어, 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 수용 공간을 형성한다. 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)은 직육면체, 원기둥형 등 다양한 형태일 수 있다. 제1 부분(11)은 일측이 개방된 중공 구조일 수 있고, 제2 부분(12)도 일측이 개방된 중공 구조일 수 있으며, 제2 부분(12)의 개방 측이 제1 부분(11)의 개방 측에 커버 결합되면 수용 공간을 구비한 박스(10)를 형성한다. 또는, 제1 부분(11)이 일측이 개방된 중공 구조이고, 제2 부분(12)이 판상 구조이며, 제2 부분(12)이 제1 부분(11)의 개방 측에 커버 결합되어 수용 공간을 구비한 박스(10)를 형성할 수도 있다. 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)은 실링 링, 실란트, 등의 실링 소재를 통해 밀봉될 수 있다.
배터리(100) 중의 배터리 셀(20)은 하나일 수도 있고 복수일 수도 있다. 배터리 셀(20)이 복수인 경우, 복수의 배터리 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 복수의 배터리 셀(20) 중 직렬과 병렬 연결이 모두 존재함을 말한다. 복수의 배터리 셀(20)이 우선 직렬, 병렬 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 복수의 배터리 모듈이 다시 직렬, 병렬 또는 혼합 연결되어 하나의 전체를 구성하여 박스(10) 내에 수용될 수 있다. 또는 모든 배터리 셀(20)을 직접 직렬, 병렬 또는 혼합 연결한 다음 모든 배터리 셀(20)로 구성된 전체가 박스(10)내에 수용될 수도 있다.
일부 실시예에서, 배터리(100)는 집전 부재를 더 포함할 수 있으며, 복수의 배터리 셀(20)은 집전 부재를 통해 전기적 연결을 실현하여 복수의 배터리 셀(20)을 직렬, 병렬 또는 혼합 연결할 수 있다. 집전 부재는 구리, 철, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 알루미늄 합금 등과 같은 금속 도체일 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(20)의 입체 분해도로서, 배터리 셀(20)은 케이스(21), 전극 어셈블리(22) 및 엔드 커버(23)를 포함하고, 전극 어셈블리(22)는 케이스(21) 내에 수용되고, 엔드 커버(23)는 케이스(21)의 개구를 커버 결합하기 위해 사용된다.
케이스(21)는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 부재로서, 케이스(21)는 일단에 개구가 형성된 중공 구조일 수 있고, 케이스(21)는 서로 대향되는 양단에 개구가 형성된 중공 구조일 수도 있다. 케이스(21)가 일단에 개구가 형성된 중공 구조이면, 엔드 커버(23)는 하나가 설치될 수 있고; 케이스(21)가 서로 대향되는 양단에 개구가 형성된 중공 구조이면, 엔드 커버(23)는 2개가 설치되고, 2개의 엔드 커버(23)는 케이스(21) 양단의 개구에 각각 커버 결합 될 수 있다. 케이스(21)는 구리, 철, 알루미늄, 스틸, 알루미늄 합금 등과 같은 다양한 종류의 재질일 수 있다. 케이스(21)는 원기둥형, 직육면체 등 다양한 형태일 수 있다. 예시적으로, 도 3에서, 케이스(21)는 원기둥형 구조이고, 케이스(21)는 일단에 개구가 형성된 중공구조이다.
전극 어셈블리(22)는 배터리 셀(20)에서 전기 화학적 반응이 일어나는 부재이다. 전극 어셈블리(22)는 원기둥형, 직육면체 등일 수 있으며, 전극 어셈블리(22)가 원기둥형 구조이면 케이스(21)도 원기둥형 구조일 수 있고, 전극 어셈블리(22)가 직육면체 구조이면 케이스(21)도 직육면체 구조일 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 시트, 음극 시트 및 분리막을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 시트, 분리막 및 음극 시트가 권취되어 형성된 권취식 구조일 수도 있고, 양극 시트, 분리막 및 음극 시트가 적층 배열되어 형성된 적층식 구조일 수도 있다.
양극 시트는 양극 집전체 및 양극 집전체에 대응되는 양측에 코팅되는 양극 활성물질층을 포함할 수 있다. 음극 시트는 음극 집전체 및 음극 집전체에 대향하는 양측에 코팅되는 음극 활성물질층을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 탭 및 음극 탭을 구비하며, 양극 탭은 양극 시트 상의 양극 활성물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있고, 음극 탭은 음극 시트 상의 음극 활성물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다.
엔드 커버(23)는 케이스(21)의 개구에 커버 결합 되어 배터리 셀(20)의 내부 환경과 외부 환경을 차단하는 부재이다. 엔드 커버(23)의 형태는 케이스(21)의 형태에 매칭될 수 있는 바, 예를 들어, 케이스(21)가 직육면체 구조이면 엔드 커버(23)는 케이스(21)에 매칭되는 직사각형 판성 구조이고, 또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(21)가 원기둥형 구조이면 엔드 커버(23)도 케이스(21)에 매칭되는 원형 판상 구조이다. 엔드 커버(23)는 구리, 철, 알루미늄, 스틸, 알루미늄 합금 등과 같은 다양한 종류의 재질일 수 있고, 엔드 커버(23)는 케이스(21)와 동일한 재질일 수도 있고, 부동한 재질일 수도 있다.
엔드 커버(23)에는 전극 어셈블리(22)의 양극 탭 또는 음극 탭과 전기적으로 연결되는 전극 단자(231)가 설치될 수 있다.
일부 실시예에서, 배터리 셀(20)은 집전 부재(24)를 더 포함할 수 있고, 전극 단자(231) 및 전극 어셈블리(22)의 양극 탭 또는 음극 탭은 집전 부재(24)를 통해 전기적으로 연결된다.
배터리 셀(20)의 집전 부재(24)는 하나일 수도 있고, 2개일 수도 있다. 예를 들어, 케이스(21)는 일단에 개구가 형성된 중공 구조이고, 엔드 커버(23)는 케이스(21)의 개구에 커버 결합 되며, 양극 탭 및 음극 탭 중의 하나는 하나의 집전 부재(24)를 통해 전극 단자(231)와 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 케이스(21)와 전기적으로 연결되거나; 또는, 케이스(21)는 서로 대향되는 양단에 개구가 형성된 중공 구조이고, 2개의 엔드 커버(23)가 케이스(21)의 개구에 커버 결합되며, 양극 탭 및 음극 탭 중의 하나는 하나의 집전 부재(24)를 통해 하나의 엔드 커버(23) 상의 전극 단자(231)와 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 다른 하나의 집전 부재(24)를 통해 다른 하나의 엔드 커버(23) 상의 전극 단자(231)와 전기적으로 연결된다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스(21)의 구조 모식도로서, 케이스(21)는 케이스 본체(211) 및 압력 완화 구조(212)를 포함하되, 케이스 본체(211)는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위해 사용되고, 압력 완화 구조(212)는 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 케이스 본체(211)에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)을 포함한다. 여기서, 케이스 본체(211)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
케이스 본체(211)는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 부재로서, 케이스 본체(211)는 직육면체, 원기둥형 등 다양한 형태일 수 있다. 케이스 본체(211)의 둘레 방향은 케이스 본체(211)의 중심선을 둘러싸는 방향을 말하고, 중심선은 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)을 따라 연장된다. 케이스 본체(211)가 원기둥형인 경우를 예를 들면, 케이스 본체(211)의 둘레 방향은 케이스 본체(211)의 축선을 둘러싸는 방향, 즉 케이스 본체(211)의 축선에 수직되고 케이스 본체(211)의 반경에도 수직되는 방향을 말한다. 케이스 본체(211)가 직육면체인 경우를 예로 들면, 케이스 본체(211)에는 그 길이 방향에 평행되고 처음과 끝이 서로 연결된 4개의 측벽이 존재하며, 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)이 4개의 측벽을 따라 이격되어 분포되어도 복수의 압력 완화 홈이 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 케이스 본체(211)에 이격되어 설치되는 경우에 속하며, 예를 들어, 케이스 본체(211)의 4개의 측벽 중의 적어도 2개의 측벽에 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치된다.
압력 완화 구조(212)는 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치될 수도 있고, 케이스 본체(211)의 내부 표면에 설치될 수도 있다. 압력 완화 구조(212)가 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치되면 제1 압력 완화 홈(2121)은 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치되고, 압력 완화 구조(212)가 케이스 본체(211)의 내부 표면에 설치되면 제1 압력 완화 홈(2121)은 케이스 본체(211)의 내부 표면에 설치된다.
케이스 본체(211)에서 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치되는 위치의 벽 두께가 보다 얇고 보다 쉽게 파열되므로, 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되어 케이스(21)내부의 배출물(기체, 전해액 등)이 배출될 수 있도록 하여 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시킨다. 배터리 셀(20)에 있어서, 케이스 본체(211) 내부의 압력이 바로 배터리 셀(20) 내부의 압력이다.
제1 압력 완화 홈(2121)은 스탬핑, 밀링, 롤링 등 다양한 방법으로 성형될 수 있다. 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향은 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)과 일치할 수도 있고, 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)과 일정한 각도를 이룰 수도 있는 바, 예를 들어, 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향은 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)에 수직될 수 있다. 케이스 본체(211)가 원기둥형인 경우를 예로 들면, 제1 압력 완화 홈(2121)은 케이스 본체(211)의 축 방향(높이 방향(Z))을 따라 연장될 수도 있고, 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장될 수도 있다.
케이스(21)에서, 케이스 본체(211)에 둘레 방향으로 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치되어, 케이스 본체(211)가 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화하는 목적을 달성할 수 있다. 압력 완화 과정에서 제1 압력 완화 홈(2121) 중 하나가 가려지더라도(예를 들어, 배터리(100)에 복수의 배터리 셀(20)이 포함된 경우, 복수의 배터리 셀(20)이 나란히 배열되어 설치되면 하나의 배터리 셀(20)의 케이스(21)의 제1 압력 완화 홈(2121)은 다른 배터리 셀(20)의 케이스(21)에 의해 가려질 수 있다), 케이스 본체(211)는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체(211)의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀(20)의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 압력 완화 구조(212)는 케이스 본체(211)에 설치되는 제2 압력 완화 홈(2122)을 더 포함하고, 제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하며, 케이스 본체(211)는 케이스 본체(211)내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 개방 부위(2123)로부터 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되도록 구성된다.
제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하고, 제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)이 서로 교차된 위치가 바로 개방 부위(2123)이다. 개방 부위(2123)는 케이스 본체(211)가 제1 압력 완화 홈(2121) 영역에서 보다 취약한 위치이므로, 케이스 본체(211)는 압력 완화 시 개방 부위(2123)에서 먼저 파열되고, 다음 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열된다. 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향에서 개방 부위(2123)는 제1 압력 완화 홈(2121)의 중심점 위치에 위치할 수도 있고, 제1 압력 완화 홈(2121)의 중심점 위치에서 벗어날 수도 있다.
제2 압력 완화 홈(2122)은 스탬핑, 밀링, 롤링 등 다양한 방법으로 성형될 수 있다. 케이스 본체(211)에 제1 압력 완화 홈(2121) 및 제2 압력 완화 홈(2122)을 가공한 후, 제1 압력 완화 홈(2121) 및 제2 압력 완화 홈(2122)이 서로 교차하는 위치에 개방 부위(2123)가 형성된다.
본 실시예에서, 케이스 본체(211)에 제2 압력 완화 홈(2122)이 설치되고, 제2 압력 완화 홈(2122)과 제1 압력 완화 홈(2121)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하여, 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서 보다 쉽게 파열되도록 함으로써, 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)로부터 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 신속히 파열되도록 하여, 신속한 압력 완화가 가능하도록 한다. 케이스 본체(211)는 또한 개방 부위(2123)에서 파열된 후 제2 압력 완화 홈(2122)을 따라 부분적으로 파열될 수 있어 케이스 본체(211)의 압력 완화 면적을 증가시킨다.
일부 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고, 각 제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성한다.
제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되는 바, 즉, 제2 압력 완화 홈(2122)이 연장되는 방향은 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)의 배열 방향과 일치한다. 제2 압력 완화 홈(2122)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차하므로, 제2 압력 완화 홈(2122)과 제1 압력 완화 홈(2121)은 겹치지 않고 제2 압력 완화 홈(2122)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 각도를 이루며 설치되어, 제1 압력 완화 홈(2121)이 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)을 따라 연장될 수 있다.
각 제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하는 바, 즉, 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)이 모두 제2 압력 완화 홈(2122)과 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성함으로써 구조가 간단하고 생산 비용을 효과적으로 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 폐쇄 구조이다.
제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 연결되면, 즉, 제2 압력 완화 홈(2122)이 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 원형으로 설치되면 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차할 수 있다. 케이스 본체(211)가 원기둥형인 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 환형 구조이고; 케이스 본체(211)가 직육면체인 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)는 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 직사각형 구조이다.
본 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 폐쇄 구조로, 구조가 간단하고 가공 및 성형이 용이하다.
일부 실시예에서, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명 다른 일부 실시예에서 제공하는 케이스(21)의 구조 모식도로서, 제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치된 복수의 홈 구간(2122a)을 포함하고, 각 홈 구간(2122a)은 하나의 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성한다.
제2 압력 완화 홈(2122)은 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치된 복수의 홈 구간(2122a)을 포함하는 바, 즉, 제2 압력 완화 홈(2122)을 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 배치된 복수의 홈 구간(2122a)으로 분할하고, 케이스 본체(211)의 둘레 방향에서 서로 인접한 2개의 홈 구간(2122a)은 이격되어 설치되며, 즉, 서로 인접한 2개의 홈 구간(2122a)은 연속되지 않는다. 복수의 홈 구간(2122a)에서, 각 홈 구간(2122a)은 하나의 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하여 양자가 서로 교차한 위치에 개방 부위(2123)를 형성하되, 이해할 수 있는 것은, 각 제1 압력 완화 홈(2121)에 대응하여 하나의 개방 부위(2123)가 형성된다. 물론, 개방 부위(2123)는 제1 압력 완화 홈(2121)의 중심점 위치에 위치할 수 있고, 동시에 홈 구간(2122a)의 중심점 위치에 위치하여 제1 압력 완화 홈(2121)과 홈 구간(2122a)이 "+"형에 근사한 구조를 구성할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 홈 구간(2122a)이 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되고, 각 홈 구간(2122a)은 하나의 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성함으로써, 각 제1 압력 완화 홈(2121)이 압력 완화 과정에서 서로 방해하지 않고 서로 독립되도록 한다. 이 밖에, 복수의 홈 구간(2122a)이 둘레 방향으로 이격되어 케이스 본체(211)에 설치되어 제2 압력 완화 홈(2122)이 연속되지 않도록 하여, 케이스 본체(211)의 강도가 더욱 높아 케이스(21)의 사용 수명을 향상시키는 데 유리하다.
일부 실시예에서, 도 6을 참조하면, 도 6은 도 4에 도시된 케이스(21)의 정면도로서, 압력 완화 구조(212)는 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 더 포함하고, 각 제1 압력 완화 홈(2121)에 대응하여 하나의 제3 압력 완화 홈(2124) 및 하나의 제4 압력 완화 홈(2125)이 설치되고, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향을 따라 이격되어 설치되며, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 모두 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하고, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 공동으로 개방부(2126)를 정의한다. 개방부(2126)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 경계로 오픈되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
개방부(2126)는 케이스 본체(211)에서 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)에 의해 공동으로 정의된 영역으로서, 개방부(2126)의 순차적으로 연결된 3개의 변부는 각각 제3 압력 완화 홈(2124), 제1 압력 완화 홈(2121) 및 제4 압력 완화 홈(2125)에 대응되는 위치에 위치한다.
개방부(2126)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 경계로 오픈되도록 구성되는 바, 즉, 케이스 본체(211)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면, 케이스 본체(211)는 결과적으로 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 위치에서 파열되어 개방부(2126)를 오픈한다. 개방부(2126)가 오픈되는 과정에서, 케이스 본체(211)가 제1 압력 완화 홈(2121)의 위치에서 파열되어 크랙을 형성한 다음, 케이스 본체(211)가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 따라 파열되어 개방부(2126)가 밖으로 접혀 오픈되도록 한다. 개방부(2126)가 오픈된 후, 케이스 본체(211)에서 개방부(2126)에 대응되는 위치에는 개구부가 형성되고, 케이스 본체(211) 내부의 배출물은 개구부를 통해 배출되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시킨다.
케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 개방부(2126)는 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 경계로 오픈되고, 개방부(2126)가 오픈된 후, 케이스 본체(211)에서 제3 압력 완화 홈(2124)의 위치는 완전히 갈라질 수도 있고 부분적으로만 갈라질 수도 있으며, 케이스 본체(211)에서 제4 압력 완화 홈(2125)의 위치는 완전히 갈라질 수도 있고 부분적으로만 갈라질 수도 있다. 물론, 케이스 본체(211)에서 제3 압력 완화 홈(2124)의 위치 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 위치가 모두 완전히 갈라지면 개방부(2126)는 완전히 오픈되어 압력 완화 면적이 더 넓어진다.
제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)도 스탬핑, 밀링, 롤링 등 다양한 방법으로 성형될 수 있다.
제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)에 의해 공동으로 정의된 개방부(2126)는 하나일 수도 있고, 2개일 수도 있다. 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)에 의해 하나의 개방부(2126)가 공동으로 정의된 실시예에서, 제1 압력 완화 홈(2121)이 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 일단에 설치되고, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125) 삼자가 "
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”자형에 근사한 구조를 구성할 수 있다. 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)에 의해 공동으로 2개의 개방부(2126)가 정의된 실시예에서, 제1 압력 완화 홈(2121)은 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 중심점 위치에 설치되고, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125) 삼자는 "H"자형에 근사한 구조를 구성할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)이 공동으로 개방부(2126)를 정의하여, 케이스 본체(211)의 압력을 완화할 때 압력 완화 구조(212)가 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 경계로 오픈될 수 있어, 압력 완화 면적이 크고 압력 완화 속도를 향상시키며 배터리 셀(20)의 화재 및 폭발 위험을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 도 6을 계속 참조하면, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 공동으로 2개의 개방부(2126)를 정의하고, 2개의 개방부(2126)는 각각 제1 압력 완화 홈(2121)의 양측에 위치한다.
제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 공동으로 2개의 개방부(2126)를 정의하고, 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 "H"자형에 근사한 구조를 구성할 수 있다. 2개의 개방부(2126)는 각각 제1 압력 완화 홈(2121)의 양측에 위치하여, 2개의 개방부(2126)가 제1 압력 완화 홈(2121)을 경계로, 케이스 본체(211)가 제1 압력 완화 홈(2121)의 위치에서 파열된 후, 2개의 개방부(2126)가 마주 열리는 방식으로 오픈되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시킨다. 2개의 개방부(2126)는 제1 압력 완화 홈(2121)의 양측에 대칭되어 분포될 수 있다.
제1 압력 완화 홈(2121), 제2 압력 완화 홈(2124) 및 제3 압력 완화 홈(2125)이 공동으로 각각 제1 압력 완화 홈(2121)의 양측에 위치하는 2개의 개방부(2126)를 정의하여, 압력 완화 과정에서 2개의 개방부(2126)가 마주 열리는 방식으로 신속히 오픈될 수 있어 케이스 본체(211)의 압력 완화 속도를 향상시킨다.
일부 실시예에서, 도 7을 참조하면, 도 7은 도 6에 도시된 케이스(21)의 A 부분 확대도로서, 제1 압력 완화 홈(2121)에는 개방 부위(2123)가 구비되고, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제1 압력 완화 홈(2121)은 서로 교차하여 제1 취약 부위(2127)를 형성하고, 제4 압력 완화 홈(2125) 및 제1 압력 완화 홈(2121)은 서로 교차하여 제2 취약 부위(2128)를 형성하며, 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향에서 개방 부위(2123)는 제1 취약 부위(2127)와 제2 취약 부위(2128) 사이에 위치한다. 케이스 본체(211)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)에서 개방 부위(2123)로부터 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)를 향해 파열되고 크랙을 형성하여, 케이스 본체(211)에 크랙이 형성된 후 개방부(2126)가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 따라 오픈되도록 구성된다.
케이스 본체(211)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)에서 개방 부위(2123)로부터 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)를 향해 파열되고 크랙을 형성하는 바, 이해할 수 있는 것은, 개방 부위(2123)는 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)에 비해 보다 취약하며, 케이스 본체(211)는 개방 부위(2123)에서 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)보다 쉽게 파열된다. 케이스 본체(211)가 제1 압력 완화 홈(2121)의 위치에서 파열되는 과정에서, 케이스 본체(211)는 개방 부위(2123)에서 먼저 파열되고, 다음 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)를 향해 파열되어 제1 압력 완화 홈(2121)의 위치에 크랙을 형성한다. 개방 부위(2123)는 케이스 본체(211)가 제1 압력 완화 홈(2121)에서 가장 먼저 파열되는 위치이고, 제1 취약 부위(2127)는 케이스 본체(211)가 제3 압력 완화 홈(2124)에서 가장 먼저 파열되는 위치이며, 제2 취약 부위(2128)는 케이스 본체(211)가 제4 압력 완화 홈(2125)에서 가장 먼저 파열되는 위치이다.
제3 압력 완화 홈(2124)과 제1 압력 완화 홈(2121)은 서로 교차하여 제1 취약 부위(2127)를 형성하는 바, 즉 제3 압력 완화 홈(2124)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차된 위치에 제1 취약 부위(2127)가 형성된다. 제4 압력 완화 홈(2125)과 제1 압력 완화 홈(2121)은 서로 교차하여 제2 취약 부위(2128)를 형성하는 바, 즉 제4 압력 완화 홈(2125)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차된 위치에 제2 취약 부위(2128)가 형성된다.
개방 부위(2123)로부터 제1 취약 부위(2127)까지의 거리와 개방 부위(2123)로부터 제2 취약 부위(2128)까지의 거리는 동일하여 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서 파열된 후 케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)에서 거의 동시에 파열됨으로써, 개방부(2126)가 오픈되는 과정에서 케이스 본체(211)가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 위치에서 동시에 파열되도록 할 수 있다.
개방 부위(2123)는 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 압력 완화 홈(2121)은 깊이가 점차적으로 변하는 경사 홈이고, 제1 압력 완화 홈(2121)의 깊이는 개방 부위(2123)로부터 양단으로 점차 감소하며, 제1 압력 완화 홈(2121)의 가장 깊은 위치에 개방 부위(2123)가 형성한다. 또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 압력 완화 구조(212)가 케이스 본체(211)에 설치되는 제2 압력 완화 홈(2122)을 더 포함하는 실시예에서, 제1 압력 완화 홈(2121)과 제2 압력 완화 홈(2122)은 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성한다.
제1 압력 완화 홈(2121)의 개방 부위(2123)는 케이스 본체(211)의 압력 완화 시작 위치로서, 케이스 본체(211)는 개방 부위(2123)에서 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)에 비해 보다 취약하며, 케이스 본체(211)는 개방 부위(2123)에서 더 쉽게 파열된다. 케이스 본체(211)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면, 케이스 본체(211)는 먼저 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 오픈 부위(2123)로부터 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)를 향해 파열된 다음 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 따라 파열되어, 개방부(2126)가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 따라 오픈되도록 함으로써 개방부(2126)의 신속한 오픈을 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127)에서의 벽 두께 및 케이스 본체(211)가 제2 취약 부위(2128)에서의 벽 두께는 모두 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께보다 크다.
제3 압력 완화 홈(2124)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차하여 제1 취약 부위(2127)를 형성하고, 제4 압력 완화 홈(2125)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차하여 제2 취약 부위(2128)를 형성하며, 제2 압력 완화 홈(2122)과 제1 압력 완화 홈(2121)이 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하는 경우를 예로 들면, 케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127)에서의 벽 두께는 케이스 본체(211) 상에 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치된 후 제1 취약 부위(2127)에 남아 있는 부분의 두께를 말하고, 케이스 본체(211)가 제2 취약 부위(2128)에서의 벽 두께는 케이스 본체(211) 상에 제4 압력 완화 홈(2125) 및 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치된 후 제2 취약 부위(2128)에 남아 있는 부분의 두께를 말하며, 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께는 케이스 본체(211) 상에 제2 압력 완화 홈(2122) 및 제1 압력 완화 홈(2121)이 설치된 후 개방 부위(2123)에 남아 있는 부분의 두께를 말한다.
제2 압력 완화 홈(2122)의 깊이가 제1 압력 완화 홈(2121)의 깊이, 제3 압력 완화 홈(2124)의 깊이 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 깊이보다 크도록 함으로써, 케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127)에서의 벽 두께 및 케이스 본체(211)가 제2 취약 부위(2128)에서의 벽 두께가 모두 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께보다 크도록 할 수 있다. 또는 제2 압력 완화 홈(2122)의 깊이와 제1 압력 완화 홈(2121)의 깊이가 같도록 하고, 제2 압력 완화 홈(2122)의 깊이가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)의 깊이보다 크도록 함으로써, 케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127)에서의 벽 두께 및 케이스 본체(211)가 제2 취약 부위(2128)에서의 벽 두께가 모두 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께보다 크도록 할 수 있다. 예시적으로 , 제1 압력 완화 홈(2121), 제2 압력 완화 홈(2122), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 모두 단면이 V자형인 V형 홈일 수 있다.
케이스 본체(211)가 제1 취약 부위(2127)에서의 벽 두께 및 케이스 본체(211)가 제2 취약 부위(2128)에서의 벽 두께가 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께보다 크므로, 즉, 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서의 벽 두께가 보다 얇으므로, 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)에 비해 보다 취약하고, 케이스 본체(211)가 개방 부위(2123)에서 더 쉽게 파열되어, 압력 완화 과정에서 개방 부위(2123)가 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 오픈 부위(2123)로부터 제1 취약 부위(2127) 및 제2 취약 부위(2128)를 향해 갈라지도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 케이스 본체(211)는 원기둥형 구조이고, 제1 압력 완화 홈(2121)은 케이스 본체(211)의 축 방향을 따라 연장된다.
케이스 본체(211)가 원기둥형 구조이고 복수의 배터리 셀(20)이 나란히 배열되어 설치되는 경우, 하나의 배터리 셀(20)의 케이스 본체(211) 상에 서로 인접된 2개의 제1 압력 완화 홈(2121)이 다른 배터리 셀에 의해 동시에 가려지는 경우가 쉽게 발생하지 않으므로, 압력 완화 효과가 우수하다. 제1 압력 완화 홈(2121)이 케이스 본체(211)의 축 방향을 따라, 즉 제1 압력 완화 홈(2121)이 케이스 본체(211)의 높이 방향(Z)을 따라 연장되게 하면 제1 압력 완화 홈(2121)의 길이를 확보하는 데 유리하다.
일부 실시예에서, 압력 완화 구조(212)는 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치된다.
설명해야 할 것은, 압력 완화 구조(212)가 케이스 본체(211)에 둘레 방향으로 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)을 포함하는 실시예에서, 제1 압력 완화 홈(2121)은 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치된다. 압력 완화 구조(212)가 케이스 본체(211)에 설치되는 제2 압력 완화 홈(2122)을 더 포함하는 실시예에서, 제2 압력 완화 홈(2122)도 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치된다. 압력 완화 구조(212)가 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 더 포함하는 실시예에서, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)도 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치된다.
압력 완화 구조(212)를 케이스 본체(211)의 외부 표면에 설치하면 압력 완화 구조(212) 중의 각 압력 완화 홈을 가공하기 편리하다.
일부 실시예에서, 케이스 본체(211)는 하단 벽 및 둘레 벽을 포함하고, 둘레 벽은 하단 벽의 가장자리를 둘러싸며 설치되고, 압력 완화 구조(212)는 둘레 벽에 설치되어 여러 방향으로 압력을 완화할 수 있다.
둘레 벽을 하단 벽의 가장자리를 둘러싸며 설치하여, 케이스 본체(211)에서 하단 벽에 대응되는 일단에 개구가 형성되도록 하고, 엔드 커버(23)는 개구에 커버 결합된다.
케이스 본체(211)가 원기둥형 구조인 실시예에서, 케이스 본체(211)의 둘레 벽은 원형 둘레 벽이고, 케이스 본체(211)의 둘레 벽은 원기둥형이다. 케이스 본체(211)가 직육면체 구조인 실시예에서, 케이스 본체(211)의 둘레 벽은 그 길이 방향에 평행되고 처음과 끝이 서로 연결된 4개의 측벽을 포함한다.
본 발명의 실시예는 배터리 셀(20)을 제공하되, 상기 배터리 셀은 전극 어셈블리(22) 및 상기 임의의 실시예에서 제공하는 케이스(21)를 포함하고, 케이스(21)에 전극 어셈블리(22)가 수용된다.
본 발명의 실시예는 배터리(100)를 제공하되, 상기 배터리는 박스(10) 및 상기 임의의 실시예에서 제공하는 배터리 셀(20)을 포함하고, 박스(10)에 배터리 셀(20)이 수용된다.
본 발명의 실시예는 상기 임의의 실시예에서 제공하는 배터리(100)를 포함하는 전기 기기를 제공한다.
전기 기기는 상기 임의의 배터리(100)를 사용하는 기기일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예는 원기둥형 케이스를 더 제공하고, 상기 원기둥형 케이스는 케이스 본체(211) 및 압력 완화 구조(212)를 포함하되, 케이스 본체(211)는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위해 사용되고, 압력 완화 구조(212)는, 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 케이스 본체(211)에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121); 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하여 개방 부위(2123)를 형성하여 케이스 본체(211)가 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 개방 부위(2123)로부터 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되도록 하는 제2 압력 완화 홈(2122); 및 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 포함하되, 각 제1 압력 완화 홈(2121)에 대응하여 하나의 제3 압력 완화 홈(2124) 및 하나의 제4 압력 완화 홈(2125)이 설치되고, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 제1 압력 완화 홈(2121)이 연장되는 방향을 따라 이격되어 설치되며, 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 모두 제1 압력 완화 홈(2121)과 서로 교차하고, 제1 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)은 공동으로 개방부(2126)를 정의한다. 여기서, 개방부(2126)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121), 제3 압력 완화 홈(2124) 및 제4 압력 완화 홈(2125)을 경계로 오픈되어 케이스 본체(211) 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다. 이러한 구조의 케이스는 압력 완화 면적이 크고 압력 완화 속도를 향상시키며, 압력 완화 과정에서 하나의 제1 압력 완화 홈(2121)이 가려지더라도, 케이스 본체(211)는 여전히 다른 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열될 수 있어, 케이스 본체(211)의 압력이 정상적으로 완화되도록 보장하고 배터리 셀(20)의 화재 및 폭발 위험을 감소하여 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예는 케이스(21)의 제조 방법을 제공하고, 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스(21)의 제조 방법의 흐름도로서, 상기 방법은,
케이스 본체(211), 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 케이스 본체(211)를 제공하는 단계 S100; 및
케이스 본체(211)에 압력 완화 구조(212)를 가공하여 케이스 본체(211)에 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)을 형성하는 단계S200; 을 포함하되,
여기서, 케이스 본체(211)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되어 내부의 압력을 완화시키도록 구성된다.
설명해야 할 것은, 상기 각 실시예에서 제공하는 제조 방법으로 제조된 케이스(21)의 상관 구조는 전술한 각 실시예에서 제공하는 케이스(21)를 참조할 수 있으므로, 여기서는 더 이상 반복하지 않는다.
이 밖에, 본 발명의 실시예는 또한 케이스(21) 제조 설비(2000)를 제공하고, 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 케이스(21) 제조 설비(2000)의 모식적 블록도로서, 제조 설비(2000)는, 제공 장치(2100) 및 가공 장치(2200)를 포함하되, 제공 장치(2100)는 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 케이스 본체(211)를 제공하기 위해 사용되고, 가공 장치(2200)는 케이스 본체(211)에 압력 완화 구조(212)를 가공하여 케이스 본체(211)에 케이스 본체(211)의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈(2121)을 형성하도록 사용된다.
여기서, 케이스 본체(211)는 케이스 본체(211) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 제1 압력 완화 홈(2121)을 따라 파열되어 내부의 압력을 완화시킨다.
설명해야 할 것은, 상기 실시예에서 제공하는 제조 설비(2000)로 제조된 케이스(21)의 상관 구조는 전술한 각 실시예에서 제공하는 케이스(21)를 참조할 수 있으므로, 여기서 더 이상 반복하지 않는다.
설명해야 할 것은, 본 발명 중의 실시예 및 실시예 중의 특징들은 충돌되지 않는 전제하에 서로 결합될 수 있다.
상기 실시예는 단지 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니며, 본 기술분야의 기술자에게 있어서, 본 발명은 다양한 변경 및 변화가 존재할 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙 내에서 진행된 모든 보정, 등가 교체, 개선 등은 모두 본 발명의 청구범위 내에 속해야 한다.
10-박스; 11-제1 부분; 12-제2 부분; 20-배터리 셀; 21-케이스; 211-케이스 본체; 212-압력 완화 구조; 2121-제1 압력 완화 홈; 2122-제2 압력 완화 홈; 2122a-홈 구간; 2123-개방 부위; 2124-제3 압력 완화 홈; 2125-제4 압력 완화 홈; 2126-개방부; 2127-제1 취약 부위; 2128-제2 취약 부위; 22-전극 어셈블리; 23-엔드 커버; 231-전극 단자; 24-집전 부재; 100-배터리; 200-컨트롤러; 300-모터; 1000-차량; 2000-제조 설비; 2100-제공 장치; 2200-가공 장치; Z-높이 방향

Claims (17)

  1. 케이스로서,
    전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체; 및
    상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 상기 케이스 본체에 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 포함하는 압력 완화 구조;를 포함하되,
    상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 완화 구조는 상기 케이스 본체에 설치되는 제2 압력 완화 홈을 더 포함하고, 상기 제1 압력 완화 홈과 상기 제2 압력 완화 홈은 서로 교차하여 개방 부위를 형성하며, 상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 개방 부위로부터 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 연장되고, 각 제1 압력 완화 홈과 상기 제2 압력 완화 홈은 서로 교차하여 상기 개방 부위를 형성하는 것을 특징으로 하는 케이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 연장되고 처음과 끝이 서로 연결된 폐쇄 구조인 것을 특징으로 하는 케이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치된 복수의 홈 구간을 포함하고, 각 홈 구간은 하나의 제1 압력 완화 홈과 서로 교차하여 상기 개방 부위를 형성하는 것을 특징으로 하는 케이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 완화 구조는 제3 압력 완화 홈 및 제4 압력 완화 홈을 더 포함하고, 각 제1 압력 완화 홈에 대응하여 하나의 제3 압력 완화 홈 및 하나의 제4 압력 완화 홈이 설치되고, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 상기 제1 압력 완화 홈이 연장되는 방향을 따라 이격되어 설치되며, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 모두 상기 제1 압력 완화 홈과 서로 교차하고, 상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 공동으로 개방부를 정의하며;
    상기 개방부는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈을 경계로 오픈되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 압력 완화 홈, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈은 공동으로 2개의 상기 개방부를 정의하고, 2개의 상기 개방부는 각각 상기 제1 압력 완화 홈의 양측에 위치하는 것을 특징으로 하는 케이스.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 압력 완화 홈에는 개방 부위가 구비되고, 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제1 압력 완화 홈은 서로 교차하여 제1 취약 부위를 형성하고, 상기 제4 압력 완화 홈 및 상기 제1 압력 완화 홈은 서로 교차하여 제2 취약 부위를 형성하며, 상기 제1 압력 완화 홈이 연장되는 방향에서 상기 개방 부위는 상기 제1 취약 부위와 상기 제2 취약 부위 사이에 위치하고;
    상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈에서 상기 개방 부위로부터 상기 제1 취약 부위 및 상기 제2 취약 부위를 향해 파열되고 크랙을 형성하여, 상기 케이스 본체에 상기 크랙이 형성된 후 상기 개방부가 상기 제3 압력 완화 홈 및 상기 제4 압력 완화 홈을 따라 오픈되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 케이스 본체가 상기 제1 취약 부위에서의 벽 두께 및 상기 케이스 본체가 상기 제2 취약 부위에서의 벽 두께는 모두 상기 케이스 본체가 상기 개방 부위에서의 벽 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 케이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스 본체는 원기둥형 구조이고, 상기 제1 압력 완화 홈은 상기 케이스 본체의 축 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 완화 구조는 상기 케이스 본체의 외부 표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스 본체는 하단 벽 및 둘레 벽을 포함하고, 상기 둘레 벽은 상기 하단 벽의 가장자리를 둘러싸며 설치되고, 상기 압력 완화 구조는 상기 둘레 벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 케이스.
  13. 배터리 셀로서,
    전극 어셈블리; 및
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 케이스를 포함하되,
    상기 케이스에 상기 전극 어셈블리가 수용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  14. 배터리로서,
    제13항에 따른 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀을 수용하기 위한 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 제14항에 따른 배터리를 포함하는 전기 기기.
  16. 케이스의 제조 방법으로서,
    전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체를 제공하는 단계; 및
    상기 케이스 본체에 압력 완화 구조를 가공하여 케이스 본체에 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 케이스 제조 설비로서,
    전극 어셈블리를 수용하기 위한 케이스 본체를 제공하는 제공 장치; 및
    상기 케이스 본체에 압력 완화 구조를 가공하여 케이스 본체에 상기 케이스 본체의 둘레 방향을 따라 이격되어 설치되는 복수의 제1 압력 완화 홈을 형성하는 가공 장치;를 포함하되,
    상기 케이스 본체는 상기 케이스 본체 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 상기 제1 압력 완화 홈을 따라 파열되어 상기 케이스 본체 내부의 압력을 완화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제조 설비.
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