KR20230035342A - 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기 - Google Patents

압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공하는 바, 배터리 기술 분야에 속한다. 여기서 압력 완화 장치는 압력 완화 본체 및 복수 개의 노치홈을 포함한다. 압력 완화 본체는 압력 완화부를 포함하고, 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비한다. 복수 개의 노치홈은 제1 표면으로부터 제2 표면의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 배치되고, 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작다. 이러한 구조의 압력 완화 장치는 다단식 노치홈 구조를 사용하고, 각 단의 노치홈을 성형할 경우 압력 완화부가 받는 성형력을 감소할 수 있으며, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소하고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에 노치홈이 설치되는 위치로 인해 균열이 발생하여 쉽게 효력을 잃지 않으며, 압력 완화 장치의 장기적인 신빈성을 향상한다.

Description

압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기
본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 말하자면, 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기에 관한 것이다.
배터리는 휴대폰, 노트북, 전기 스쿠터, 전동 자동차, 전동 비행기, 전동 선박, 전동 장난감 자동차, 전동 장난감 선박, 전동 장난감 비행기 및 전동 공구 등과 같은 전자 기기에 광범위하게 사용된다.
배터리 기술에서, 배터리 셀의 안전성을 보장하기 위해, 일반적으로 배터리 셀에 압력 완화 장치를 설치하고, 배터리 셀 내부 또는 온도가 임계 값에 도달할 경우, 압력 완화 장치는 노치홈이 설치된 위치가 파열되어, 배터리 셀 내부의 압력을 완화한다. 일반적인 압력 완화 장치에 대해 말하자면, 배터리 셀의 내부 압력이 정상 범위 내일 경우에도 압력 완화의 상황이 발생할 수 있으며, 장기적인 신빈성이 비교적 떨어진다.
본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공하여, 압력 완화 장치의 장기적인 신빙성을 효과적으로 향상할 수 있다.
제1 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치를 제공하는 바, 상기 압력 완화 장치는, 압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하는 압력 완화 본체; 및 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향을 따라 상기 압력 완화부에 순차적으로 배치되는 복수 개의 노치홈을 포함하되, 상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화부에는 복수 개의 노치홈이 설치되고, 복수 개의 노치홈은 압력 완화부의 제1 표면으로부터 제2 표면의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 배치되며, 압력 완화부의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작으며, 이러한 구조의 압력 완화 장치는 다단식 노치홈 구조를 사용하고, 각 단의 노치홈을 성형할 경우 압력 완화부가 받는 성형력을 감소할 수 있으며, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소하고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에 노치홈이 설치되는 위치로 인해 균열이 발생하여 쉽게 효력을 잃지 않으며, 압력 완화 장치의 장기적인 신빈성을 향상한다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 노치홈은 연장 방향이 일치한 제1 노치홈 및 제2 노치홈을 포함하고, 상기 제1 노치홈은 상기 제2 노치홈의 바닥면에 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 노치홈의 연장 방향과 제2 노치홈의 연장 방향은 일치하고, 제1 노치홈은 제2 노치홈의 바닥면에 설치되며, 이러한 구조는 한편으로 제1 노치홈의 성형이 간편하여, 제1 노치홈의 길이를 보장하며, 다른 한 편으로 제1 노치홈의 최대 폭이 제2 노치홈의 최소 폭보다 작도록 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 노치홈은 제3 노치홈을 더 포함하고, 상기 제3 노치홈은 상기 제1 표면에 설치되며, 상기 제2 노치홈은 상기 제3 노치홈의 바닥면에 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 복수 개의 노치홈은 제1 표면에 설치된 제3 노치홈을 더 포함하고, 제2 노치홈은 제3 노치홈의 바닥면에 설치되며, 다시 말해, 압력 완화부에는 삼단식 노치홈이 설치되어, 각 단의 노치홈을 성형할 경우 압력 완화부가 받는 성형력이 지나치게 크지 않도록 보장하여, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 제3 노치홈의 바닥면에 복수 개의 제2 노치홈이 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제3 노치홈의 바닥면에는 복수 개의 제2 노치홈이 설치되고, 압력 완화부가 각 제2 노치홈의 위치에서 파열되어 압력 완화를 구현하도록 하며, 더 바람직한 압력 완화 효과를 가지고, 압력 완화 속도를 향상한다. 이외에, 하나의 제3 노치홈이 복수 개의 제2 노치홈에 대응되므로, 성형 공정을 간소화할 수 있고 성형 비용을 절감한다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 제2 노치홈은 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간을 포함하고, 상기 제1 홈 구간 및 상기 제2 홈 구간은 이격 설치되며, 상기 제1 홈 구간 및 상기 제2 홈 구간은 모두 상기 제3 홈 구간과 교차되고; 상기 압력 완화부는 공동으로 상기 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간에 의해 정의된 개방 영역을 포함하며, 상기 개방 영역은 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간을 경계로 하여 오픈되도록 구성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 홈 구간과 제2 홈 구간은 이격 설치되고, 제2 홈 구간 및 제2 홈 구간은 모두 제3 홈 구간과 교차되며, 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간은 공동으로 개방 영역을 정의하고, 압력 완화부는 제1 홈 구간, 제2 홈 구간과 제2 홈 구간의 위치에서 파열된 후, 압력 완화부는 개방 영역에 위치하는 부분이 오픈되어 압력을 완화하여, 압력 완화부의 압력 완화 면적을 증가하여, 압력 완화부의 압력 완화 속도를 향상한다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 제2 노치홈은 제4 홈 구간을 더 포함하고, 상기 제3 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 제4 홈 구간은 상기 제1 홈 구간과 상기 제2 홈 구간 사이에 위치하며, 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간은 교차된다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 홈 구간과 제2 홈 구간 사이에 위치하는 제4 홈 구간과 제3 홈 구간은 교차되고, 압력 완화부는 제3 홈 구간과 제4 홈 구간이 교차된 위치에 응력이 더 집중되며, 더 쉽게 파열되어, 압력 완화부가 압력 완화 과정에서 제3 홈 구간과 제4 홈 구간이 교차된 위치로부터 제3 홈 구간을 따라 파열되도록 하고, 제3 홈 구간이 파열된 후 제1 홈 구간 및 제2 홈 구간을 따라 파열되어, 신속한 압력 완화를 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제3 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제1 홈 구간의 거리는 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제2 홈 구간의 거리와 같다.
상기 기술적 해결수단에서, 제4 홈 구간과 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제1 홈 구간의 거리는 제4 홈 구간과 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제2 홈 구간의 거리와 같고, 압력 완화부가 제4 홈 구간과 제3 홈 구간이 교차되는 위치에서 제3 홈 구간을 따라 파열된 후, 제1 홈 구간 및 제2 홈 구간을 따라 동기적으로 파열된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 홈 구간, 상기 제2 홈 구간 및 상기 제3 홈 구간은 두 개의 개방 영역을 정의하고, 두 개의 개방 영역은 각각 상기 제3 홈 구간의 양측에 위치한다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간은 두 개의 개방 영역을 정의하고, 두 개의 개방 영역은 각각 제3 홈 구간의 양측에 위치하며, 압력 완화부는 압력 완화 과정에서, 압력 완화부가 두 개의 압력 완화 영역에서의 부분이 양쪽으로 오픈되는 방식으로 오픈되어 압력이 완화되고, 압력 완화부의 압력 완화 속도를 효과적으로 향상할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 표면에는 상기 개방 영역에 위치한 갭홈이 설치되고, 제1 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 갭홈과 상기 제3 홈 구간에는 거리가 존재한다.
상기 기술적 해결수단에서, 갭홈 제1 홈 구간의 연장 방향과 제3 홈 구간에 거리가 존재하고, 갭홈의 적어도 일부는 개방 영역 내에 위치하여, 압력 완화부가 압력 완화 과정에서, 압력 완화부가 개방 영역에 위치하는 일부는 압력 완화부가 갭홈에 위치하는 위치에서 축 회전하여, 더 쉽게 오픈되어 압력을 완화한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면의 거리는 H0이고, 상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 상기 제2 표면의 거리는 H1이며, H0과 H1은 관계식 H1/H0<0.2를 만족한다.
상기 기술적 해결수단에서, 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 제2 표면의 거리와 제1 표면으로부터 제2 표면의 거리의 비율은 0.2보다 작고, 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면과 제2 표면 사이의 부분의 두께가 압력 완화부의 총 두께에서 차지하는 비율이 비교적 작도록 하여, 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면과 제2 표면 사이의 부분이 정상적으로 파열되도록 하여, 압력 완화를 구현한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 상기 제2 표면의 거리는 H1이며, H1은 관계식 H1<0.5mm를 만족한다.
상기 기술적 해결수단에서, 상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 상기 제2 표면의 거리는 0.5mm보다 작고, 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면과 제2 표면 사이의 부분의 두께가 비교적 작도록 하여, 쉽게 파열되어 압력을 완화한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 표면에 설치되는 노치홈의 깊이는 H2이고, H2는 관계식 H2<1 mm를 만족한다.
상기 기술적 해결수단에서, 상기 제1 표면에 설치되는 노치홈의 깊이는 1mm보다 작고, 압력 완화부의 최외측의 노치홈의 깊이가 비교적 작도록 하여, 압력 완화부가 상기 노치홈이 성형 과정에서 받는 성형력을 감소하여, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈과 상기 제1 표면에 설치된 노치홈 사이의 노치홈의 깊이는 H3이고, H3은 관계식 H3<1.5 mm를 만족한다.
상기 기술적 해결수단에서, 제2 표면과 가장 근접한 노치홈과 제1 표면에 설치된 노치홈 사이의 노치홈의 깊이는 1.5mm보다 작고, 압력 완화부에서 제2 표면과 가장 근접한 노치홈 및 제1 표면에 설치된 노치홈을 제외한 노치홈의 깊이가 비교적 작도록 하여, 성형 과정에서 압력 완화부가 받는 성형력을 감소하여, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 압력 완화 본체 내부에는 수용 공간이 형성되고, 상기 압력 완화 본체는 상기 수용 공간을 정의하는 복수 개의 벽을 구비하며, 상기 수용 공간은 전극 어셈블리를 수용하고, 상기 복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 상기 압력 완화부가 형성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화 본체의 복수 개의 벽은 전극 어셈블리를 수용하기 위한 수용 챔버를 한정하고, 복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 압력 완화부가 형성되어, 압력 완화 장치가 전극 어셈블리를 수용하기 위한 수용 기능 뿐만 아니라 압력 완화 기능도 구비하도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 복수 개의 벽은 원주벽 및 바닥벽을 포함하고, 상기 원주벽은 상기 바닥벽의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 상기 원주벽과 상기 바닥벽은 공동으로 상기 수용 공간을 한정하고, 상기 바닥벽에는 상기 압력 완화부가 형성된다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화 본체의 바닥벽에는 압력 완화부가 형성되어, 바닥벽이 바람직한 압력 완화 기능을 구비하도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 원주벽과 상기 바닥벽은 일체형 구조이다.
상기 기술적 해결수단에서, 바닥벽에는 압력 완화부가 형성되므로, 원주벽과 바닥벽은 일체형 구조이며, 원주벽과 압력 완화 기능을 구비하는 바닥벽이 바람직한 견고성을 구비하도록 하고, 이러한 일체형 설계는 성형 공정을 간소화하여 생산 비용을 절감할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 표면은 상기 바닥벽의 외부 표면이다.
상기 기술적 해결수단에서, 제1 표면은 상기 바닥벽의 외부 표면이고, 압력 완화 본체에서 노치홈을 가공하기 간편하다.
제2 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 배터리 셀을 제공하는 바, 상기 배터리 셀은 제1 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치를 포함한다.
제3 양태에 따르면, 배터리는 제2 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 박스 본체를 포함한다.
제4 양태에 따르면, 전기 기기는 제3 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 배터리를 포함한다.
제5 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치의 제조 방법을 제공하는 바, 상기 방법은, 압력 완화 본체를 제공하되, 상기 압력 완화 본체는 압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하는 단계; 및 상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 단계를 포함하되; 상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작다.
일부 실시예에서, 상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 상기 단계는, 상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향을 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 스탬핑하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 해결수단에서, 스탬핑의 방식을 통해 압력 완화부에서 제1 표면으로부터 제2 표면의 방향에서 복수 개의 노치홈을 순차적으로 성형하고, 성형 공정이 간단하며, 각 단의 노치홈을 스탬핑할 경우 압력 완화부가 받는 압력을 감소할 수 있고, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소한다.
제6 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치의 제조 기기를 제공하는 바, 상기 제조 기기는, 압력 완화 본체를 제공하는 제1 제공 장치; 및 상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 가공 장치를 포함하되; 여기서, 상기 압력 완화 본체는 압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하며, 상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화부에는 복수 개의 노치홈이 설치되고, 복수 개의 노치홈은 압력 완화부의 제1 표면으로부터 제2 표면의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 배치되며, 압력 완화부의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작으며, 이러한 구조의 압력 완화 장치는 다단식 노치홈 구조를 사용하고, 각 단의 노치홈을 성형할 경우 압력 완화부가 받는 성형력을 감소할 수 있으며, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소하고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에 노치홈이 설치되는 위치로 인해 균열이 발생하여 쉽게 효력을 잃지 않으며, 압력 완화 장치의 장기적인 신빙성을 향상한다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 아래에 실시예에 사용되어야 하는 도면을 간단히 소개할 것이며, 이해해야 할 것은 이하 도면은 본 발명의 일부 실시예를 도시할 뿐 범위에 대한 한정으로 간주하여서는 안되며, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 진보성 창출에 힘을 쓰지 않는 전제하에 또한 이러한 도면으로부터 다른 관련된 도면을 얻을 수 있을 것이다.
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 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치의 구조 모식도이다.
도 5는도 4에 도시된 압력 완화부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치의 부분도이다.
도 7은 도 6에 도시된 압력 완화부의 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 제1 노치홈, 제2 노치홈 및 제3 노치홈의 위치 관계도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치의 구조 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치의 제조 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치의 제조 기기의 예시적인 블록도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더욱 명확해지도록 하기 위해, 이하 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 명확하고 완전하게 설명하되 설명된 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예이며 전체 실시예가 아님은 분명하다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 본 기술분야의 통상의 기술자들이 발명적 노력을 하지 않은 전제 하에 획득한 모든 다른 실시예들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본문에 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명의 실시예의 통상의 기술자의 일반적인 이해와 동일한 의미를 갖는다. 본문에 사용되는 용어는 본 발명의 실시예의 목적을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다; 본 발명의 명세서와 특허청구범위 및 도면의 설명 중의 용어 “포함” 및 “구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적 포함을 포괄하도록 의도된다. 본 발명의 명세서와 특허청구범위 및 도면의 설명 중의 용어 “제1”, “제2” 등은 상이한 대상을 구별하기 위한 것이고, 특정된 순서 또는 주요하거나 차요한 관계를 설명하는 데 사용되는 것은 아니다.
본 발명에서 언급된 “실시예”는 실시예와 결합하여 설명된 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 배타적인 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 탈착 가능 연결 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 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 B는 A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미한다. 이 밖에, 본 발명에서 부호 “/”는 일반적으로 전후 연관 객체가 “또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명의 실시예에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 상이한 실시예에서 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 간략화를 위하여 생략한다. 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서 다양한 구성요소의 두께, 길이, 폭과 같은 사이즈, 및 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈는 단지 예시적인 설명으로, 본 발명에 대해 어떠한 제한도 구성하지 않아야 함을 이해해야 한다.
본 발명에 기재된 "복수"는 둘 이상(둘을 포함함)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 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원통형, 편평형, 직육면체 또는 다른 형상 등일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 직사각형 직육면체 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀 등 3가지로 분류하고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급된 배터리는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 더 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 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 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 사이에서 금속 이온의 이동에 의거하여 작동된다. 양극 시트는 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층 후 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극 시트는 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층 후 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 고전류로 인한 브레이크가 발생하지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수 개로 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수 개로 함께 적층된다. 분리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이외에, 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 같이 여러 측면의 설계 요소를 함께 고려해야 하고, 이 밖에, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀의 압력 완화 장치는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 일으킨다. 예를 들어, 단락, 과충전 현상이 발생할 경우, 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급등할 수 있다. 이러한 상황에서 압력 완화 메커니즘은 내부 압력 및 온도를 외부로 배출하도록 작동하여, 배터리 셀이 폭발하고 화재가 발생하는 것을 방지한다.
발명자는 일반적인 배터리 셀에서, 압력 완화 장치가 배터리 셀의 내부 압력이 정상 범위에서도 압력 완화의 상황이 발생할 수도 있으며, 배터리 셀의 실효를 초래하는 것을 발견하였다. 발명자는 자세한 연구 끝에, 압력 완화 장치는 일반적으로 압력 완화 본체에 노치홈을 설치하고, 압력 완화 장치 배터리 셀 내부 압력 또는 온도가 임계 값에 도달할 경우 정상적인 압력 완화를 보장하기 위해, 노치홈을 비교적 깊게 가공해야 하는데, 압력 완화 본체의 노치홈은 성형된 후, 균열이 쉽게 발생하고, 배터리 셀의 내부 압력이 정상 범위(임계 값에 도달하지 않음) 내에 있으면 압력 완화 장치가 압력을 완화하는 현상이 나타나게 된다.
이에 감안하여, 본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 압력 완화 장치를 제공하는 바, 압력 완화 본체의 압력 완화부에 제1 표면으로부터 제2 표면의 방향으로 복수 개의 노치홈을 순차적으로 배치하며, 압력 완화부의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈에서, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작다.
이러한 압력 완화 장치에서, 다단식 노치홈 구조를 사용하여, 각 단의 노치홈을 성형할 경우 압력 완화부가 받는 성형력을 감소할 수 있으며, 압력 완화부가 균열되는 위험을 감소하고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에 노치홈이 설치되는 위치로 인해 균열이 발생하여 쉽게 효력을 잃지 않으며, 압력 완화 장치의 장기적인 신빈성을 향상한다.
본 발명의 실시예에서 설명되는 기술적 해결수단은 배터리 및 배터리를 사용하는 전기 기기에 적용된다.
전기 장치는 차량, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 선박, 우주선, 전기 장난감, 전기 공구 등일 수 있다. 차량은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 항속거리연장형 자동차 등일 수 있다; 우주체는 비행기, 로켓, 우주비행체, 우주선 등을 포함한다. 전기 장남감은 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감 및 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감을 포함한다. 전기 공구는 전기 드릴, 전기 그라인더, 전기 렌치, 전기 드라이버, 전기 해머, 전기 충격 드릴, 콘크리트 진동기 및 전기 대패 등과 같은 금속 절삭 전기 공구, 연삭 전기 공구, 조립 전기 공구 및 철도용 전기 공구를 포함한다. 본 발명의 실시예는 상술한 전기 기기를 특별히 제한하지 않는다.
아래의 실시예는 설명의 편의를 위해, 전기 기기가 차량인 것을 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 차량(1000)의 구조 모식도이다. 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치되고, 배터리(100)는 차량(1000)의 밑 부분 또는 머리 부분 또는 후미 부분에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전력 공급을 위한 것인 바, 예를 들어, 배터리(100)를 차량(1000)의 작동 전원으로 사용할 수 있다.
차량(1000)은 컨트롤러(200) 및 모터(300)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(200)는 배터리(100)를 제어하여 모터(300)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 차량(1000)이 시동, 탐색 및 주행 시의 작업 전력 수요에 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로 사용될 수도 있고, 휘발유 또는 천연 가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1000)에 구동력을 제공한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리(100)의 구조 모식도이며, 배터리(100)는 박스 본체(10) 및 배터리 셀(20)을 포함하고, 박스 본체(10)는 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이다.
여기서, 박스 본체(10)는 배터리 셀(20)의 부재를 수용하고, 박스 본체(10)배터리 셀(20)에 수용 공간을 제공하며, 박스 본체(10)는 다양한 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 박스 본체(10)는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함할 수 있고, 제1 부분(11)과 제2 부분(12)는 서로 커버 결합되어, 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 수용 공간을 한정한다. 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)은 직육면체, 기둥형 등과 같은 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 개방측이 제1 부분(11)의 개방측에 커버 결합되면, 수용 공간을 구비하는 박스 본체(10)를 형성한다. 또는 제1 부분(11)이 일측이 개방된 중공 구조이고, 제2 부분(12)이 판상 구조일 수도 있으며, 제2 부분(12)은 제1 부분(11)의 개방측에 커버 결함되고, 수용 공간을 구비하는 박스 본체(10)를 형성한다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 밀봉 소자를 통해 밀봉되며, 밀봉 소자는 실링 링, 실란트 등일 수 있다.
배터리(100)에서, 배터리 셀(20)은 하나일 수 있고 복수 개일 수도 있다. 배터리 셀(20)이 복수 개이면, 복수 개의 배터리 셀(20) 사이에는 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있고, 혼합 연결은 복수 개의 배터리 셀(20)에 직렬 연결도 있고 병렬 연결도 있는 것이다. 복수 개의 배터리 셀(20)이 먼저 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 복수 개의 배터리 모듈이 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 하나의 완전체를 형성하며, 박스 본체(10) 내에 수용될 수 있다. 또는 모든 배터리 셀(20) 사이에 직접 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되고, 다시 모든 배터리 셀(20)의해 구성되는 완전체를 박스 본체(10) 내에 수용한다.
일부 실시예에서, 배터리(100)는 집전 부재를 포함할 수도 있고, 복수 개의 배터리 셀(20) 사이에는 집전 부재를 통해 전기적인 연결을 구현하여, 복수 개의 배터리 셀(20)의 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결을 구현한다. 집전 부재는 예컨대 구리, 철, 알루미늄, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등 금속 도체일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(20)의 분해도이고, 배터리 셀(20)은 쉘(21), 전극 어셈블리(22), 엔드 커버(23), 절연 부재(24) 및 압력 완화 장치(25)를 포함한다.
쉘(21)은 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 부재로서, 쉘(21)은 일단에 개구가 형성된 중공 구조일 수 있다. 쉘(21)은 기둥형, 직육면체 등 다양한 형태일 수 있다. 쉘(21)의 재질은 구리, 철, 알루미늄, 스틸, 알루미늄 합금 등과 같이 다양할 수 있다.
쉘(21) 내의 전극 어셈블리(22)은 하나일 수 있고 복수 개일 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리(22)는 복수 개일 수 있고, 복수 개의 전극 어셈블리(22)는 쉘(21) 내에 적층 배치된다.
전극 어셈블리(22)는 배터리 셀(20)에서 전기화학반응이 발생하는 부재이다. 전극 어셈블리(22)는 양극 시트, 음극 시트 및 분리막을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 시트, 분리막 및 음극 시트가 권취를 통해 형성된 권취식 구조일 수 있고, 양극 시트, 분리막 및 음극 시트가 적층 배치되어 형성된 적층식 구조일 수도 있다.
양극 시트는 양극 집전체 및 양극 집전체의 마주하는 양측에 코팅된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 음극 시트는 집전체 및 음극 집전체의 마주하는 양측에 코팅된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 탭(221) 및 음극 탭(222)을 구비하고, 양극 탭(221)은 양극 시트에 양극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있고, 음극 탭(222)은 음극 시트에 음극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다.
엔드 커버(23)는 쉘(21)의 개구에 커버 결합되어 배터리 셀(20)의 내부 환경과 외부 환경을 차단시키는 부재이다. 엔드 커버(23)는 쉘(21)의 개구에 커버 결합되고, 엔드 커버(23)와 쉘(21)은 공동으로 전극 어셈블리(22), 전해액 및 다른 부재를 수용하기 위한 밀봉 공간을 한정한다. 엔드 커버(23)의 형태는 쉘(21)의 형태와 서로 매칭되는 바, 예컨대, 쉘(21)은 직육면체구조이고, 엔드 커버(23)는 쉘(21)과 서로 매칭되는 직사각형 판상 구조이며, 또 예컨대, 쉘(21)은 기둥형 구조이고, 엔드 커버(23)는 쉘(21)과 서로 매칭되는 원형 판상 구조이다. 엔드 커버(23)의 재질은 구리, 철, 알루미늄, 스틸, 알루미늄 합금 등과 같이 다양할 수 있고, 엔드 커버(23)의 재질은 쉘(21)의 재질과 동일하거나 상이할 수 있다.
엔드 커버(23)에는 전극 단자가 설치될 수 있고, 전극 단자는 전극 어셈블리(22)와 전기적으로 연결되어, 배터리 셀(20)의 전기 에너지를 출력한다. 전극 단자는 양극 전극 단자(231) 및 음극 전극 단자(232)를 포함할 수 있고, 양극 전극 단자(231)는 양극 탭(221)과 전기적으로 연결되며, 음극 전극 단자(232)는 음극 탭(222)과 전기적으로 연결된다. 양극 전극 단자(231)는 양극 탭(221)과 직접 연결될 수 있고 간접적으로 연결될 수도 있다, 음극 전극 단자(232)는 음극 탭(222)과 직접 연결될 수 있고 간접적으로 연결될 수도 있다. 예시적으로, 양극 전극 단자(231)는 하나의 집전체 컴포넌트(26)를 통해 양극 탭(221)과 전기적으로 연결되고, 음극 전극 단자(232)는 다른 하나의 집전체 컴포넌트(26)를 통해 음극 탭(222)과 전기적으로 연결된다.
절연 부재(24)는 쉘(21)과 전극 어셈블리(22)를 분리하는 부재로서, 절연 부재(24)를 통해 쉘(21)과 전극 어셈블리(22)의 절연 분리를 구현한다. 절연 부재(24)는 절연 재질이고, 절연 부재(24)는 예컨대 플라스틱, 고무 등 절연 재질일 수 있다. 예시적으로, 절연 부재(24)는 전극 어셈블리(22)의 외주에 원주 방향으로 커버되며, 이해할 수 있는 것은, 전극 어셈블리(22)가 복수 개일 경우, 절연 부재(24)는 복수 개의 전극 어셈블리(22)의 전반적인 외주에 원주 방향으로 커버된다.
압력 완화 장치(25)는 배터리 셀(20) 내부의 압력을 완화하는 부재로서, 배터리 셀(20) 내부의 압력 또는 온도가 임계 값에 도달할 경우, 압력 완화 장치(25)를 통해 배터리 셀(20) 내부의 압력을 완화한다. 압력 완화 장치(25)는 엔드 커버(23)에 설치된 부재일 수 있고, 쉘(21)에 작용하는 압력 완화 장치(25)일 수도 있다. 아래 도면에 결부하여 압력 완화 장치(25)의 구체적인 구조를 상세하게 서술하도록 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)의 구조 모식도이며, 도 5는 도 4에 도시된 압력 완화부(2511)의 단면도이고, 압력 완화 장치(25)는 압력 완화 본체(251) 및 복수 개의 노치홈(252)을 포함한다. 압력 완화 본체(251)는 압력 완화부(2511)를 포함하고, 압력 완화부(2511)는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면(2511a) 및 제2 표면(2511b)을 구비한다. 복수 개의 노치홈(252)은 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향을 따라 압력 완화부(2511)가 순차적으로 배치되고, 압력 완화부(2511)의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작다.
압력 완화부(2511)의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작고, 다시 말해, 복수 개의 노치홈(252)의 폭은 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향으로 점차 좁아진다. 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭 및 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭은 서로 인접한 두 개의 노치홈(252)이 동일 방향에서의 크기이다. 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 폭이 점진적으로 변하는 것임을 한정하지 않으며, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 폭이 압력 완화부(2511)의 두께 방향을 따라 변화되지 않을 경우, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 폭 역시 최대 폭으로 부를 수 있다. 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭은 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 폭점진적으로 변하는 것임을 한정하지 않으며, 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 폭이 압력 완화부(2511)의 두께 방향을 따라 변화되지 않을 경우, 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 폭 역시 최소 폭으로 부를 수 있다. 다시 말해, 노치홈(252)의 폭이 압력 완화부(2511)의 두께 방향을 따라 변화되지 않을 경우, “압력 완화부(2511)의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작다”는 것은, “압력 완화부(2511)의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 폭보다 작다”는 것으로 이해할 수 있다.
압력 완화부(2511)에는 그 두께 방향을 따라 2개, 3개, 4개 등 노치홈(252)이 순차적으로 설치될 수 있다. 압력 완화부(2511)의 복수 개의 노치홈(252)은 예컨대 프레스 성형, 절삭 가공 성형 등 다양한 방식을 사용할 수 있다. 프레스 성형의 방식을 사용하여 복수 개의 노치홈(252)을 성형하는 것을 예로 들면, 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향을 따라 압력 완화부(2511)에서 복수 개의 노치홈(252)을 순차적으로 프레스 성형할 수 있다. 예컨대, 압력 완화부(2511)에서 그 두께 방향을 따라 3개의 노치홈(252)을 순차적으로 설치할 수 있고, 먼저 제1 표면(2511a)에서 첫 번째 노치홈(252)을 프레스 성형하고, 첫 번째 노치홈(252)의 바닥면에서 두 번째 노치홈(252)을 프레스 성형하며, 다시 두 번째 노치홈(252)의 바닥면에서 세 번째 노치홈(252)을 프레스 성형할 수 있다.
압력 완화부(2511)의 제1 표면(2511a) 및 제2 표면(2511b)은 압력 완화부(2511)가 그 두께 방향에서 마주하는 두 개의 표면이고, 제1 표면(2511a)과 제2 표면(2511b) 사이의 거리는 즉 압력 완화부(2511)의 두께이다.
압력 완화 본체(251)는 엔드 커버(23)에 장착된 부재일 수 있는 바, 예컨대, 압력 완화 본체(251)는 엔드 커버(23)에 장착된 폭발 방지 시트일 수 있다. 압력 완화 본체(251)는 전극 어셈블리(22)를 수용하는 쉘(21)일 수도 있다. 압력 완화 본체(251)의 일 부분은 압력 완화부(2511)일 수 있고, 압력 완화 본체(251)가 전반적으로 압력 완화부(2511)일 수도 있다. 예컨대, 압력 완화 본체(251)는 엔드 커버(23)에 장착된 폭발 방지 시트일 수 있고, 압력 완화 본체(251)가 전반적으로 압력 완화부(2511)일 수도 있다. 또 예컨대, 압력 완화 본체(251)는 전극 어셈블리(22)를 수용하는 쉘(21)일 수 있고, 압력 완화부(2511)는 쉘(21)의 하나의 벽 또는 하나의 벽의 일 부분일 수 있다.
압력 완화 장치(25)에서, 압력 완화부(2511)에 복수 개의 노치홈(252)이 설치되므로, 복수 개의 노치홈(252)은 압력 완화부(2511)의 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향을 따라 압력 완화부(2511)가 순차적으로 배치되며, 압력 완화부(2511)의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작고, 이러한 구조의 압력 완화 장치(25)는 다단식 노치홈(252) 구조를 사용하여, 각 단의 노치홈(252)을 성형할 경우 압력 완화부(2511)가 받는 성형력을 감소할 수 있으며, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소하고, 압력 완화 장치(25)는 압력 완화부(2511)가 노치홈(252)을 설치하는 위치로 인해 쉽게 균열이 발생하여 실효되지 않으며, 압력 완화 장치(25)의 장기적인 신빙성을 향상한다.
압력 완화부(2511)에서 복수 개의 노치홈(252)을 성형할 경우, 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에서 압력 완화부(2511)에서 한 단계씩 노치홈(252)을 성형할 수 있고, 각 단계의 노치홈(252)의 성형 깊이는 상대적으로 얕으며, 압력 완화부(2511)가 받는 성형력이 비교적 작도록 하고, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소할 뿐만 아니라, 제1 표면(2511a)의 평면도를 향상할 수 있다.
이외에, 복수 개의 노치홈(252)의 폭이 제2 표면(2511b)으로부터 제1 표면(2511a)의 방향을 따라 한 단계씩 커지므로, 압력 완화부(2511)는 노치홈(252)의 위치에서 파열된 후 비교적 큰 균열이 형성되어 바람직한 압력 완화 효과를 구비한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 5를 참조하면, 복수 개의 노치홈(252)은 연장 방향이 일치한 제1 노치홈(2521) 및 제2 노치홈(2522)을 포함하고, 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)의 바닥면에 설치된다.
복수 개의 노치홈(252)은 제1 노치홈(2521) 및 제2 노치홈(2522)을 포함하고, 다시 말해, 복수 개의 노치홈(252) 중, 하나의 노치홈(252)은 제1 노치홈(2521)이고, 다른 하나의 노치홈(252)은 제2 노치홈(2522)이다. 물론, 복수 개의 노치홈(252)은 단지 두 개의 노치홈(252)일 수 있고, 두 개의 노치홈(252)은 각각 제1 노치홈(2521) 및 제2 노치홈(2522)이다.
제1 노치홈(2521) 및 제2 노치홈(2522) 양자의 연장 방향은 일치하고, 즉 제1 노치홈(2521)의 길이 방향은 제2 노치홈(2522)의 길이 방향과 일치하다. 제2 노치홈(2522)의 바닥면은 제2 노치홈(2522)의 홈 벽면에서 제2 표면(2511b)과 가장 근접한 면이고, 즉 제2 노치홈(2522)의 홈 측면과 서로 연결된 면이다. 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)의 바닥면에 설치되고, 이해할 수 있는 것은, 압력 완화부(2511)의 두께 방향에서, 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)에 비해 제2 표면(2511b)에 더 근접하고, 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)에 접근하는 방향으로 홈을 형성한다. 제2 노치홈(2522)의 바닥면에 제1 노치홈(2521)을 설치할 수 있고, 복수 개의 제1 노치홈(2521)을 설치할 수도 있다. 예시적으로, 제2 노치홈(2522)의 바닥면에 하나의 제1 노치홈(2521)이 설치되고, 즉 하나의 제2 노치홈(2522)에 대응되게 하나의 제1 노치홈(2521)을 설치한다. 물론, 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)의 바닥면이 제2 노치홈(2522)의 폭 방향에서의 중간 위치에 설치될 수 있다.
예시적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 노치홈(252)이 단지 두 개의 노치홈(252)만 포함할 경우, 제2 노치홈(2522)은 제1 표면(2511a)에 설치되고, 즉 제2 노치홈(2522)은 제1 표면(2511a)에서 제2 표면(2511b)에 근접한 방향으로 함몰된다. 제2 노치홈(2522)는 그 폭 방향에서 마주하는 두 개의 홈 측면의 거리는 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향으로 점차 감소되는 바, 즉 제2 노치홈(2522)의 폭은 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향을 따라 점차 감소되고, 물론, 제2 노치홈(2522)이 그 폭 방향에서 마주하는 두 개의 홈측면은 경사면일 수 있다. 마찬가지로, 제1 노치홈(2521)이 그 폭 방향에서 마주하는 두 개의 홈 측면의 거리는 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향으로 점차 감소되는 바, 즉 제1 노치홈(2521)의 폭은 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향을 따라 점차 감소되며, 물론, 제1 노치홈(2521)이 그 폭 방향에서 마주하는 두 개의 홈 측면도 경사면일 수 있다.
본 실시예에서, 제1 노치홈(2521)의 연장 방향과 제2 노치홈(2522)의 연장 방향이 일치하므로, 제1 노치홈(2521)은 제2 노치홈(2522)의 바닥면에 설치되고, 이러한 구조는 한편으로 제1 노치홈(2521)의 성형에 유리하여, 제1 노치홈(2521)의 길이를 보장하고, 다른 한편으로 제1 노치홈(2521)의 최대 폭이 제2 노치홈(2522)의 최소 폭보다 좁도록 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)의 부분도이고, 도 7은 도 6에 도시된 압력 완화부(2511)의 단면도이며, 복수 개의 노치홈(252)은 제3 노치홈(2523)을 더 포함하고, 제3 노치홈(2523)은 제1 표면(2511a)에 설치되며, 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치된다.
복수 개의 노치홈(252)은 제3 노치홈(2523)을 더 포함하고, 이해할 수 있는 것은, 복수 개의 노치홈(252)이 단지 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523)을 포함할 수 있고, 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523) 삼자 외에도, 다른 노치홈(252)을 포함할 수도 있는 바, 예컨대, 제1 노치홈(2521)의 바닥면에 노치홈(252)을 계속하여 설치한다.
제3 노치홈(2523)은 제1 표면(2511a)에 설치되며, 즉 제2 노치홈(2522)은 제1 표면(2511a)에서 제2 표면(2511b)에 근접한 방향으로 함몰된다. 제3 노치홈(2523)은 제1 표면(2511a)에 가장 근접한 노치홈(252)이다. 제3 노치홈(2523)의 바닥면은 제3 노치홈(2523)의 홈 벽면 중 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 면으로서, 즉 제3 노치홈(2523)의 홈 측면과 서로 연결되는 면이다. 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치되고, 이해할 수 있는 것은, 압력 완화부(2511)의 두께 방향에서, 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)에 비해 제2 표면(2511b)에 더 근접하고, 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)의 바닥면에서 제2 표면(2511b)에 근접한 방향으로 함몰된다. 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 하나의 제2 노치홈(2522)이 설치될 수 있고, 심지어는 복수 개의 제2 노치홈(2522)이 설치될 수도 있다.
상기 기술적 해결수단에서, 복수 개의 노치홈(252)은 제1 표면(2511a)에 설치되는 제3 노치홈(2523)을 더 포함하고, 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치되고, 다시 말해, 압력 완화부(2511)에는 삼단식 노치홈(252)이 설치되며, 각 단의 노치홈(252)을 성형할 경우 압력 완화부(2511)가 받는 성형력이 지나치게 크지 않도록 보장하여, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 계속해서 도 6을 참조하면, 제3 노치홈(2523)의 바닥면에는 복수 개의 제2 노치홈(2522)이 설치된다.
제3 노치홈(2523)의 형태는 원형홈, 사각형홈 등 다양할 수 있다. 예시적으로, 도 6에서, 제3 노치홈(2523)은 사각형홈이다.
제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치된 복수 개의 제2 노치홈(2522)은 다양한 배치 방식을 가질 수 있는 바, 예컨대, 복수 개의 제2 노치홈(2522)은 평행 배치되거나, 또 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제2 노치홈(2522)은 유사 “H”형 구조를 구성한다.
본 실시예에서, 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 복수 개의 제2 노치홈(2522)이 설치되므로, 압력 완화부(2511)가 각각의 제2 노치홈(2522)의 위치에서 파열되어 압력 완화를 구현하도록 하며, 더 바람직한 압력 완화 효과를 구비하고, 압력 완화 속도를 향상한다. 이외에, 하나의 제3 노치홈(2523)이 복수 개의 제2 노치홈(2522)에 대응되므로, 성형 공정을 간소화할 수 있고 성형 비용을 절감한다.
일부 실시예에서, 도 8을 참조하면, 도 8은 도 6에 도시된 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523)의 위치 관계도이고, 복수 개의 제2 노치홈(2522)은 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)을 포함하며, 제1 홈 구간(2522a)과 제2 홈 구간(2522b)은 이격 설치되고, 제1 홈 구간(2522a) 및 제2 홈 구간(2522b)은 모두 제3 홈 구간(2522c)과 교차된다. 압력 완화부(2511)는 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)에 의해 공동으로 정의된 개방 영역(2511c)을 포함하고, 개방 영역(2511c)은 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)을 경계로 하여 오픈되도록 구성된다.
복수 개의 제2 노치홈(2522)은 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)을 포함하며, 다시 말해, 복수 개의 제2 노치홈(2522)에서, 하나의 제2 노치홈(2522)은 제1 홈 구간(2522a)이고, 다른 하나의 제2 노치홈(2522)은 제2 홈 구간(2522b)이며, 또 다른 하나의 제2 노치홈(2522)은 제3 홈 구간(2522c)이다. 물론, 복수 개의 제2 노치홈(2522)에 단지 세 개의 제2 노치홈(2522)만 있을 수 있고, 세 개의 제2 노치홈(2522)은 각각 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)이다.
개방 영역(2511c)은 압력 완화부(2511)가 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)에 의해 공동으로 정의된 영역이다. 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)이 정의한 개방 영역(2511c)은 하나일 수 있고, 두 개일 수도 있다. 예컨대, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 유사 “ㄷ”형 구조를 구성하고, 개방 영역(2511c)은 하나이거나; 또 예컨대, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 유사 “H”형 구조를 구성하며, 개방 영역(2511c)은 두 개이다.
개방 영역(2511c)은 압력 완화부(2511)의 압력 완화된 영역이고, 배터리 셀(20)에 대해 말하자면, 배터리 셀(20) 내부 압력 또는 온도가 임계 값에 도달할 경우, 압력 완화부(2511)가 개방 영역(2511c)에서의 일부는 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)을 경계로 하여 오픈되어 압력 완화를 구현한다.
복수 개의 제2 노치홈(2522)은 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치되고, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 모두 제3 노치홈(2523)의 바닥면에 설치되므로, 개방 영역(2511c)은 제3 노치홈(2523)의 범위 내에 위치하고, 제3 노치홈(2523)은 압력 완화부(2511)가 개방 영역(2511c)에서의 일부를 위해 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)을 경계로 하여 오픈되는 과정에서 대피 공간을 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 홈 구간(2522a)과 제2 홈 구간(2522b)은 이격 설치되므로, 제2 홈 구간(2522b) 및 제2 홈 구간(2522b)은 모두 제3 홈 구간(2522c)과 교차되며, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 공동으로 개방 영역(2511c)을 정의하며, 이러한 구조는 압력 완화부(2511)가 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b)과 제2 홈 구간(2522b)의 위치에서 파열된 후, 압력 완화부(2511)가 개방 영역(2511c)에 위치한 부분을 열어 압력을 완화하여, 압력 완화부(2511)의 압력 완화 면적을 확대하여, 압력 완화부(2511)의 압력 완화 속도를 향상한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8을 참조하면, 복수 개의 제2 노치홈(2522)은 제4 홈 구간(2522d)을 더 포함하고, 제3 홈 구간(2522c)의 연장 방향에서, 제4 홈 구간(2522d)은 제1 홈 구간(2522a)과 제2 홈 구간(2522b) 사이에 위치하며, 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)은 교차된다.
복수 개의 제2 노치홈(2522)은 제4 홈 구간(2522d)을 포함하고, 이해할 수 있는 것은, 복수 개의 제2 노치홈(2522)에 단지 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b), 제3 홈 구간(2522c) 및 제4 홈 구간(2522d)만 포함될 수 있고, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b), 제3 홈 구간(2522c) 및 제4 홈 구간(2522d)을 제외하고도, 다른 홈 구간을 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 제4 홈 구간(2522d)은 제1 홈 구간(2522a) 및 제2 홈 구간(2522b)에 평행될 수 있고, 제3 홈 구간(2522c)에 수직된다.
본 실시예에서, 제1 홈 구간(2522a)과 제2 홈 구간(2522b) 사이에 위치하는 제4 홈 구간(2522d)은 제3 홈 구간(2522c)과 교차되고, 압력 완화부(2511)가 제3 홈 구간(2522c)에서 제4 홈 구간(2522d)과 교차되는 위치에 응력이 집중되어, 더 쉽게 파열되어, 압력 완화부(2511)가 압력 완화 과정에서 제3 홈 구간(2522c)과 제4 홈 구간(2522d)의 교차 위치에서 제3 홈 구간(2522c)을 따라 파열되도록 하고, 제3 홈 구간(2522c)이 파열된 후 제1 홈 구간(2522a) 및 제2 홈 구간(2522b)을 따라 파열되도록 하여, 신속한 압력 완화를 구현할 수 있다.
일부 실시에서, 제1 홈 구간(2522a)의 깊이와 제2 홈 구간(2522b)의 깊이는 동일하고, 제3 홈 구간(2522c)의 깊이는 제4 홈 구간(2522d)의 깊이와 같으며, 제1 홈 구간(2522a)의 깊이는 제3 홈 구간(2522c)의 깊이보다 작고, 압력 완화부(2511)가 압력 완화 과정에서 제3 홈 구간(2522c)과 제4 홈 구간(2522d)의 교차 위치에서 제3 홈 구간(2522c)을 따라 더 쉽게 파열되도록 한다. 다른 일부 실시예에서, 제1 홈 구간(2522a)의 깊이, 제2 홈 구간(2522b)의 깊이 및 제3 홈 구간(2522c)의 깊이는 모두 제4 홈 구간(2522d)의 깊이보다 작고, 이로써 압력 완화부가 압력 완화 과정에서 제3 홈 구간(2522c)과 제4 홈 구간(2522d)의 교차 위치에서 제3 홈 구간(2522c)을 따라 더 쉽게 파열되기 시작하는 것을 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 제3 홈 구간(2522c)의 연장 방향에서, 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제1 홈 구간(2522a)의 거리는 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제2 홈 구간(2522b)의 거리와 같다.
제3 홈 구간(2522c)의 연장 방향에서, 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제1 홈 구간(2522a)의 거리는, 즉 제3 홈 구간(2522c)이 제4 홈 구간(2522d)과 제1 홈 구간(2522a) 사이에서의 부분의 길이이다. 제3 홈 구간(2522c)의 연장 방향에서, 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제2 홈 구간(2522b)의 거리는, 즉 제3 홈 구간(2522c)이 제4 홈 구간(2522d)과 제2 홈 구간(2522b) 사이에서의 부분의 길이이다.
본 실시예에서, 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제1 홈 구간(2522a)의 거리가 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치로부터 제2 홈 구간(2522b)의 거리와 동일하므로, 압력 완화부(2511)가 제4 홈 구간(2522d)과 제3 홈 구간(2522c)의 교차 위치에서 제3 홈 구간(2522c)을 따라 파열되도록 한 후, 제1 홈 구간(2522a) 및 제2 홈 구간(2522b)을 따라 동기적으로 파열되도록 한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8을 참조하면, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 두 개의 개방 영역(2511c)을 정의하고, 두 개의 개방 영역(2511c)은 각각 제3 홈 구간(2522c)의 양측에 위치한다.
제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 공동으로 두 개의 개방 영역(2511c)을 정의하고, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 유사 “H”형 구조를 구성할 수 있다. 두 개의 개방 영역(2511c)은 각각 제3 홈 구간(2522c)의 양측에 위치하여, 두 개의 개방 영역(2511c)이 제3 홈 구간(2522c)에 의해 분할되도록 하고, 압력 완화부(2511)가 제3 홈 구간(2522c)에서의 위치가 파열된 후, 두 개의 개방 영역(2511c)은 제1 홈 구간(2522a) 및 제2 홈 구간(2522b)을 따라 양쪽으로 오픈되는 방식으로 오픈되어, 압력 완화를 구현한다.
설명해야 할 것은, 복수 개의 제2 노치홈(2522)에 제4 홈 구간(2522d)이 포함되는지 여부를 막론하고, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 모두 두 개의 개방 영역(2511c)을 정의할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)이 두 개의 개방 영역(2511c)을 정의하므로, 두 개의 개방 영역(2511c)은 각각 제3 홈 구간(2522c)의 양측에 위치하며, 압력 완화부(2511)는 압력 완화 과정에서, 압력 완화부(2511)가 두 개의 압력 완화 영역에서의 부분은 양쪽으로 오픈되는 방식으로 오픈되어 압력을 완화하여, 압력 완화부(2511)의 압력 완화 속도를 효과적으로 향상할 수 있다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 표면(2511b)에는 적어도 일부가 개방 영역(2511c)에 위치하는 갭홈(253)이 설치되고, 제1 홈 구간(2522a)의 연장 방향에서 갭홈(253)과 제3 홈 구간(2522c)에는 거리가 존재한다.
제2 표면(2511b)에는 적어도 일부가 개방 영역(2511c)에 위치하는 갭홈(253)이 설치되고, 이해할 수 있는 것은, 갭홈(253)은 제2 표면(2511b)에서 제1 표면(2511a)을 향한 방향을 따라 함몰되고, 갭홈(253)은 적어도 일부가 개방 영역(2511c)에 위치한다. 물론, 갭홈(253)은 개방 영역(2511c) 내에 완전히 위치할 수 있고, 갭홈(253)이 일부가 개방 영역(2511c) 내에 위치할 수도 있다.
갭홈(253)은 제3 홈 구간(2522c)의 연장 방향을 따라 연장되어, 갭홈(253)이 제3 홈 구간(2522c)에 평행되도록 한다.
제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)은 공동으로 하나의 개방 영역(2511c)을 정의하는 실시예에서, 제1 표면(2511a)에는 대응되게 하나의 갭홈(253)을 설치할 수 있다. 도 7 및 도 8을 결부하면, 제1 홈 구간(2522a), 제2 홈 구간(2522b) 및 제3 홈 구간(2522c)이 공동으로 두 개의 개방 영역(2511c)을 정의하는 실시예에서, 제1 표면(2511a)에는 대응되게 두 개의 갭홈(253)을 설치할 수 있고, 하나의 개방 영역(2511c)에는 대응되게 하나의 갭홈(253)을 설치한다.
본 실시예에서, 갭홈(253)은 제1 홈 구간(2522a)의 연장 방향에서 제3 홈 구간(2522c)과 거리가 존재하고, 갭홈(253)의 적어도 일부는 개방 영역(2511c)에 위치하여, 압력 완화부(2511)가 압력 완화 과정에서, 압력 완화부(2511)가 개방 영역(2511c)에 위치하는 부분이 압력 완화부(2511)가 갭홈(253)에 위치하는 위치를 축으로 하여 회전하도록 하므로, 더 쉽게 오픈되어 압력을 완화한다.
일부 실시예에서, 제1 표면(2511a)과 제2 표면(2511b)의 거리는 H0이고, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)의 거리는 H1이며, H0과 H1은 관계식 H1/H0<0.2를 만족한다.
제1 표면(2511a)과 제2 표면(2511b)의 거리는 즉 압력 완화부(2511)의 두께이다. 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)의 거리는 즉 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2511b) 사이의 부분의 두께이다. 복수 개의 노치홈(252)이 단지 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523)을 포함하는 실시예에서, 제1 노치홈(2521)은 즉 제2 표면(2511b)에 근접한 노치홈(252)이다.
본 실시예에서, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)의 거리와 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 거리의 비율은 0.2보다 작고, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2511b) 사이의 부분의 두께는 압력 완화부(2511)의 총 두께에서 차지하는 비율이 적으며, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2511b) 사이의 부분은 정상적으로 파열되어, 압력 완화를 구현한다.
일부 실시예에서, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)의 거리는 H1이고, H1은 관계식 H1<0.5mm를 만족한다.
본 실시예에서, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제2 표면(2511b)의 거리는 0.5mm보다 작으므로, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2511b) 사이의 부분의 두께가 비교적 작기에, 쉽게 파열되어 압력을 완화한다.
일부 실시예에서, 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)의 깊이는 H2이고, H2는 관계식 H2<1 mm를 만족한다.
제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)의 깊이는 즉 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)의 바닥면으로부터 제1 표면(2511a)의 거리이다. 복수 개의 노치홈(252)이 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523)을 포함하는 실시예에서, 제3 노치홈(2523)은 즉 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)이다.
본 실시예에서, 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)의 깊이는 1mm보다 작고, 압력 완화부(2511) 최외측의 노치홈(252)의 깊이가 작도록 하여, 압력 완화부(2511)가 상기 노치홈(252)의 성형 과정에서 받는 성형력이 감소되도록 하여, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)과 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252) 사이의 노치홈(252)의 깊이는 H3이고, H3은 관계식 H3<1.5 mm를 만족한다.
본 실시예에서, 복수 개의 노치홈(252)은 적어도 3개의 노치홈(252)을 포함한다. 복수 개의 노치홈(252)이 단지 제1 노치홈(2521), 제2 노치홈(2522) 및 제3 노치홈(2523)을 포함하는 것을 예로 들면, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)은 즉 제1 노치홈(2521)이고, 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)은 즉 제3 노치홈(2523)이며, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)과 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252) 사이의 노치홈(252)은 즉 제2 노치홈(2522)이다.
본 실시예에서, 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252)과 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252) 사이의 노치홈(252)의 깊이는 1.5mm보다 작고, 압력 완화부(2511)는 제2 표면(2511b)에 가장 근접한 노치홈(252) 및 제1 표면(2511a)에 설치되는 노치홈(252)을 제외한 노치홈(252)의 깊이가 비교적 작도록 하여, 성형 과정에서 압력 완화부(2511)가 받는 성형력을 감소하여, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소한다.
일부 실시예에서, 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)의 구조 모식도이며, 압력 완화 본체(251)내부에는 수용 공간이 형성되고, 압력 완화 본체(251)는 수용 공간을 정의하는 복수 개의 벽을 구비하며, 수용 공간은 전극 어셈블리(22)를 수용하고, 복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 압력 완화부(2511)가 형성된다.
복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 압력 완화부(2511)가 형성되고, 하나의 벽의 일 부분이 압력 완화부(2511)일 수 있고, 하나의 벽이 전반적으로 압력 완화부(2511)일 수도 있다. 압력 완화부(2511)의 제1 표면(2511a)은 벽의 외부 표면일 수 있고, 벽의 내부 표면일 수도 있다. 벽의 외부 표면은 벽이 전극 어셈블리(22)를 등진 표면이고, 벽의 내부 표면은 즉 벽이 전극 어셈블리(22)를 향한 표면이다.
압력 완화 본체(251)는 직육면체, 기둥형 등과 같은 다양한 형태일 수 있다.
본 실시예에서, 압력 완화 본체(251)의 복수 개의 벽은 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 수용 챔버를 한정하고, 복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 압력 완화부(2511)가 형성되어, 압력 완화 장치(25)가 전극 어셈블리(22)를 수용하는 수용 기능 뿐만 아니라 압력 완화 기능도 구비하도록 한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 9를 참조하면, 압력 완화 본체(251)의 복수 개의 벽은 원주벽(2512) 및 바닥벽(2513)을 포함하고, 원주벽(2512)은 바닥벽(2513)의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 원주벽(2512)과 바닥벽(2513)은 공동으로 수용 공간을 한정하고, 바닥벽(2513)에는 압력 완화부(2511)가 형성된다.
원주벽(2512)은 바닥벽(2513)의 가장자리를 둘러싸고 설치되어, 압력 완화 본체(251)가 바닥벽(2513)과 마주하는 일단에 개구를 형성하도록 하여, 엔드 커버(23)가 개구에 커버 결합되도록 한다.
압력 완화 본체(251)가 기둥형인 실시예에서, 압력 완화 본체(251)는 두 개의 벽이 있고, 하나의 벽은 바닥벽(2513)이고 다른 하나의 벽은 원주벽(2512)일 수 있이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 압력 완화 본체(251)가 직육면체인 실시예에서, 압력 완화 본체(251)는 5개의 벽이 있을 수 있고, 하나의 바닥벽(2513) 및 4개의 측벽이며, 4개의 측벽은 처음과 끝이 순차적으로 연결되어 원주벽(2512)을 형성한다.
일부 실시예에서, 원주벽(2512)과 바닥벽(2513)은 일체로 성형된 구조이다.
원주벽(2512)과 바닥벽(2513)은 일체로 성형된 구조인 바, 다시 말해, 원주벽(2512)과 바닥벽(2513)은 일체 성형의 방식으로 함께 성형된다.
본 실시예에서, 바닥벽(2513)에 압력 완화부(2511)가 형성되고, 원주벽(2512)과 바닥벽(2513)은 일체로 성형된 구조이며, 원주벽(2512)과 압력 완화 기능을 구비하는 바닥벽(2513)이 바람직한 견고성을 구비하도록 하고, 이러한 일체형 설계는 성형 공정을 간소화하여 생산 비용을 절감할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면(2511a)은 바닥벽(2513)의 외부 표면이고, 다시 말해, 압력 완화부(2511)의 복수 개의 노치홈(252)은 바닥벽(2513)의 외부 표면에서 바닥벽(2513)의 내부 표면으로 순차적으로 배치되며, 압력 완화 본체(251)에서 노치홈(252)을 간편하게 가공할 수 있다.
제2 양태에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 배터리 셀(20)을 제공하는 바, 상기 배터리 셀(20)은 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)를 포함한다.
제3 양태에 따르면, 배터리(100)는, 박스 본체(10) 및 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 배터리 셀(20)을 포함하고, 박스 본체(10)는 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이다.
제4 양태에 따르면, 전기 기기는, 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공하는 배터리(100)를 포함한다.
전기 기기는 배터리(100)를 응용하는 상기 임의의 하나의 기기일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 쉘(21)을 더 제공하는 바, 쉘(21)은 복수 개의 벽을 포함하고, 복수 개의 벽은 공동으로 전극 어셈블리(22)를 수용하는 수용 공간을 한정하며, 적어도 하나의 벽에는 복수 개의 노치홈(252)이 설치되고, 벽은 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면(2511a) 및 제2 표면(2511b)을 구비하며, 복수 개의 노치홈(252)은, 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 벽에 순차적으로 배치되고, 벽의 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작다. 이러한 구조의 쉘(21)은 압력 완화 기능 뿐만 아니라 수용 기능도 구비하며, 다단식 노치홈(252) 구조를 사용하여, 각 단의 노치홈(252)을 성형할 경우 쉘(21)이 받는 성형력을 감소하여, 쉘(21)에 균열이 발생하는 위험을 감소하며, 압력 완화 장치(25)의 장기적인 신빙성을 향상할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치(25)의 제조 방법을 제공하는 바, 도 10을 참조하면, 도 10은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)의 제조 방법의 흐름도로서, 상기 방법은 하기의 단계를 포함한다.
S100에서, 압력 완화 본체(251)를 제공하고, 압력 완화 본체(251)는 압력 완화부(2511)를 포함하며, 압력 완화부(2511)는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면(2511a) 및 제2 표면(2511b)을 구비한다.
S200에서, 압력 완화부(2511)에서 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 복수 개의 노치홈(252)을 순차적으로 가공하고; 여기서, 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작다.
일부 실시예에서, 압력 완화부(2511)에서 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 복수 개의 노치홈(252)을 순차적으로 가공하는 단계는, 압력 완화부(2511)에서 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 복수 개의 노치홈(252)을 순차적으로 스탬핑하는 단계를 포함한다.
스탬핑의 방식을 통해 압력 완화부(2511)에서 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 순차적으로 복수 개의 노치홈(252)을 성형하고, 성형 공정이 간단하며, 각 단의 노치홈(252)을 스탬핑할 경우 압력 완화부(2511)가 받는 압력을 감소할 수 있고, 압력 완화부(2511)에 균열이 발생하는 위험을 감소한다.
설명해야 할 것은, 상기 각 실시예에서 제공하는 제조 방법을 통해 제조된 압력 완화 장치(25)의 관련 구조는, 전술한 각 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)를 참조 가능하며, 여기서 더 서술하지 않는다.
이외에, 본 발명의 실시예에서는 압력 완화 장치(25)의 제조 기기(2000)를 제공하는 바, 도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)의 제조 기기(2000)의 예시적인 블록도로서, 제조 기기(2000)는 제1 제공 장치(2100) 및 가공 장치(2200)를 포함한다. 제1 제공 장치(2100)는 압력 완화 본체(251)를 제공하고, 압력 완화 본체(251)는 압력 완화부(2511)를 포함하며, 압력 완화부(2511)는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면(2511a) 및 제2 표면(2511b)을 구비한다. 가공 장치(2200)는 압력 완화부(2511)에서 제1 표면(2511a)으로부터 제2 표면(2511b)의 방향에 따라 복수 개의 노치홈(252)을 순차적으로 가공한다. 여기서, 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈(252) 중, 제1 표면(2511a)과 멀리 떨어진 노치홈(252)의 최대 폭은 제1 표면(2511a)과 근접한 노치홈(252)의 최소 폭보다 작다.
설명해야 할 것은, 상기 실시예에서 제공하는 제조 기기(2000)를 통해 제조된 압력 완화 장치(25)의 관련 구조는, 전술한 각 실시예에서 제공하는 압력 완화 장치(25)를 참조 가능하며, 여기서 더 서술하지 않는다.
모순되지 않는 한 본 발명의 실시예 및 실시예의 특징은 서로 조합될 수 있음을 유의해야 한다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단을 설명할 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 당업자에게 있어서 본 발명은 다양한 변경 및 변화가 존재할 수 있다. 본 발명의 사상과 원리 내에 진행된 임의의 수정, 등가 대체, 개선 등은 모두 반드시 본 발명의 청구범위 내에 속해야 한다.
10-박스 본체; 11-제1 부분; 12-제2 부분; 20-배터리 셀; 21-쉘; 22-전극 어셈블리; 221-양극 탭; 222-음극 탭; 23-엔드 커버; 231-양극 전극 단자; 232-음극 전극 단자; 24-절연 부재; 25-압력 완화 장치; 251-압력 완화 본체; 2511-압력 완화부; 2511a-제1 표면; 2511b-제2 표면; 2511c-개방 영역; 2512-원주벽; 2513-바닥벽; 252-노치홈; 2521-제1 노치홈; 2522-제2 노치홈; 2522a-제1 홈 구간; 2522b-제2 홈 구간; 2522c-제3 홈 구간; 2522d-제4 홈 구간; 2523-제3 노치홈; 253-노치홈; 26-집전체 컴포넌트; 100-배터리; 200-컨트롤러; 300-모터; 1000-차량; 2000-제조 기기; 2100-제공 장치; 2200-가공 장치

Claims (23)

  1. 압력 완화 장치로서,
    압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하는 압력 완화 본체; 및
    상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향을 따라 상기 압력 완화부에 순차적으로 배치되는 복수 개의 노치홈을 포함하되,
    상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작은 압력 완화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 노치홈은 연장 방향이 일치한 제1 노치홈 및 제2 노치홈을 포함하고, 상기 제1 노치홈은 상기 제2 노치홈의 바닥면에 설치되는 압력 완화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 노치홈은 제3 노치홈을 더 포함하고, 상기 제3 노치홈은 상기 제1 표면에 설치되며, 상기 제2 노치홈은 상기 제3 노치홈의 바닥면에 설치되는 압력 완화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 노치홈의 바닥면에 복수 개의 제2 노치홈이 설치되는 압력 완화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 노치홈은 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간을 포함하고, 상기 제1 홈 구간 및 상기 제2 홈 구간은 이격 설치되며, 상기 제1 홈 구간 및 상기 제2 홈 구간은 모두 상기 제3 홈 구간과 교차되고;
    상기 압력 완화부는 공동으로 상기 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간에 의해 정의된 개방 영역을 포함하며, 상기 개방 영역은 제1 홈 구간, 제2 홈 구간 및 제3 홈 구간을 경계로 하여 오픈되도록 구성되는 압력 완화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 노치홈은 제4 홈 구간을 더 포함하고, 상기 제3 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 제4 홈 구간은 상기 제1 홈 구간과 상기 제2 홈 구간 사이에 위치하며, 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간은 교차되는 압력 완화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제1 홈 구간의 거리는 상기 제4 홈 구간과 상기 제3 홈 구간이 교차되는 위치로부터 제2 홈 구간의 거리와 같은 압력 완화 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 홈 구간, 상기 제2 홈 구간 및 상기 제3 홈 구간은 두 개의 개방 영역을 정의하고, 두 개의 개방 영역은 각각 상기 제3 홈 구간의 양측에 위치하는 압력 완화 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면에는 상기 개방 영역에 위치한 노치홈이 설치되고, 제1 홈 구간의 연장 방향에서, 상기 노치홈과 상기 제3 홈 구간에는 거리가 존재하는 압력 완화 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면의 거리는 H0이고, 상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 상기 제2 표면의 거리는 H1이며, H0과 H1은 관계식 H1/H0<0.2를 만족하는 압력 완화 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈의 바닥면으로부터 상기 제2 표면의 거리는 H1이며, H1은 관계식 H1<0.5mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 표면에 설치되는 노치홈의 깊이는 H2이고, H2는 관계식 H2<1mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면과 가장 근접한 노치홈과 상기 제1 표면에 설치된 노치홈 사이의 노치홈의 깊이는 H3이고, H3은 관계식 H3<1.5mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 완화 본체 내부에는 수용 공간이 형성되고, 상기 압력 완화 본체는 상기 수용 공간을 정의하는 복수 개의 벽을 구비하며, 상기 수용 공간은 전극 어셈블리를 수용하고, 상기 복수 개의 벽 중의 하나의 벽에 상기 압력 완화부가 형성되는 압력 완화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수 개의 벽은 원주벽 및 바닥벽을 포함하고, 상기 원주벽은 상기 바닥벽의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 상기 원주벽과 상기 바닥벽은 공동으로 상기 수용 공간을 한정하고, 상기 바닥벽에는 상기 압력 완화부가 형성되는 압력 완화 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 원주벽과 상기 바닥벽은 일체형 구조인 압력 완화 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 표면은 상기 바닥벽의 외부 표면인 압력 완화 장치.
  18. 배터리 셀로서,
    제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 압력 완화 장치를 포함하는 배터리 셀.
  19. 배터리로서,
    제18항에 따른 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀을 수용하기 위한 박스 본체를 포함하는 배터리.
  20. 전기 기기로서,
    제19항에 따른 배터리를 포함하는 전자 기기.
  21. 압력 완화 장치의 제조 방법으로서,
    압력 완화 본체를 제공하되, 상기 압력 완화 본체는 압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하는 단계; 및
    상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 단계를 포함하되;
    상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작은 압력 완화 장치의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 상기 단계는,
    상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향을 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 스탬핑하는 단계를 포함하는 압력 완화 장치의 제조 방법.
  23. 압력 완화 장치의 제조 기기로서,
    압력 완화 본체를 제공하는 제1 제공 장치; 및
    상기 압력 완화부에서 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면의 방향에 따라 복수 개의 노치홈을 순차적으로 가공하는 가공 장치를 포함하되,
    상기 압력 완화 본체는 압력 완화부를 포함하고, 상기 압력 완화부는 그 두께 방향에서 마주하는 제1 표면 및 제2 표면을 구비하며,
    상기 두께 방향에서 서로 인접한 두 개의 노치홈 중, 상기 제1 표면과 멀리 떨어진 노치홈의 최대 폭은 상기 제1 표면과 근접한 노치홈의 최소 폭보다 작은 압력 완화 장치의 제조 기기.
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