KR20230047955A - 배기 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 장치 - Google Patents

배기 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 장치 Download PDF

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KR20230047955A
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퀴안 리우
용후앙 예
유리안 젱
롱페이 쉬에
시아오시 장
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Abstract

본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 배기 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 장치를 제공한다. 배기 장치는, 배기 본체; 및, 배기 본체에 설치된 연결 부재 및 통기 부재를 포함하되, 연결 부재는 배기 본체에 연결되고, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍을 통해 상기 배터리 셀의 외부로 상기 기체를 배출하는 배기 기구;를 포함한다. 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 연결부는 통기 부재에 부착되어 통기 부재의 변형을 제한한다. 본 발명은 배터리 셀 내부의 기체의 방출 요구사항을 만족하고, 배터리 셀의 안전성을 확보할 수 있다.

Description

배기 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 장치
본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배기 장치, 배터리 셀, 배터리, 전기 장치 및 배기 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
배터리는 휴대폰, 노트북, 배터리 자동차, 전기 자동차, 전기 비행기, 전기 보트, 전기 장난감 자동차, 전기 장난감 보트, 전기 장난감 비행기 및 전동 공구 등의 전자 장치에 널리 사용된다.
배터리 기술의 발전에서, 배터리 셀의 성능 뿐만 아니라, 안전 문제도 반드시 감안해야 할 문제이다. 따라서, 배터리 셀의 안전성을 향상하는 방법은 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 과제이다.
본 발명의 실시예는 배터리 셀 내부 기체의 방출 요구사항을 만족하고, 배터리 셀의 안전 성능을 보장할 수 있는 배기 장치, 배터리 셀, 배터리, 전기 장치, 배기 장치의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다.
제1 측면에서, 본 발명의 실시예는 배터리 셀에 사용되는 배기 장치를 제공하며, 상기 배기 장치는, 배기 본체; 및, 배기 본체에 설치된 연결 부재 및 통기 부재를 포함하고, 연결 부재는 배기 본체에 연결되고, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍을 통해 상기 배터리 셀의 외부로 상기 기체를 배출하는 배기 기구;를 포함하되, 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 연결부는 통기 부재에 부착되어 통기 부재의 변형을 제한한다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 장치는 배기 본체와 배기 기구를 포함하고, 배기 기구는 배기 본체에 설치된 연결 부재 및 통기 부재를 포함하며, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되고, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 통기 부재 및 복수의 제1 관통 구멍을 통해 기체가 배터리 셀의 외부로 배출됨으로써, 배터리 셀 내부의 기체를 배출하는 목적을 달성한다. 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하므로, 연결부를 통해 통기 부재에 부착될 수 있으며, 배터리 셀 내부의 기체가 통기 부재를 통해 배터리 셀 외부로 배출되는 과정에서 통기 부재에 작용하면, 연결부를 통해 통기 부재에 배터리 셀 내부의 기체 압력과 반대되는 작용력을 제공함으로써, 통기 부재의 변형을 줄이고, 배기 장치 전체가 내부 압력에 견디는 능력을 향상하고, 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 통기 부재는 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 상기 연결 부재의 일측에 설치되고, 상기 연결부는 상기 통기 부재가 상기 배터리 셀의 외부를 향해 변형이 발생할 때 상기 통기 부재에 지지력을 제공한다.
상기 기술적 해결책에서, 통기 부재는 배터리 셀 내부를 향하는 연결 부재의 일측에 설치되고, 배기 과정에 연결 부재는 통기 부재에 지지력를 제공할 수 있어, 충분한 배기 면적을 보장하는 동시에 배터리 셀 내부의 압력이 너무 커서 초래되는 통기 부재의 변형 또는 변위를 방지하고, 통기 부재의 완정성을 확보하고 안전성을 향상시킨다. 또한, 통기 부재는 배터리 셀의 내부를 향하는 연결 부재의 일측에 설치되는데, 이러한 위치 배치는 단부 캡의 외부 공간의 활용률을 향상시키며, 다른 부품의 배치를 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 제1 관통 구멍은 동일한 형태 및 동일한 면적을 갖는다.
상기 기술적 해결책에서, 복수의 제1 관통 구멍은 동일한 형태 및 동일한 면적을 가지므로, 배기 과정에 기체가 복수의 제1 관통 구멍을 균일하고 신속하게 통과하는데 유리하다. 통기 부재와 대응하는 부분이 받는 기체 압력이 동일하면, 복수의 제1 관통 구멍의 불균일한 분포로 인해 기체의 작용에 의해 통기 부재가 변형되는 상황을 방지할 수 있다. 동시에, 복수의 제1 관통 구멍을 펀칭 또는 밀링 방식으로 가공할 수 있고, 복수의 제1 관통 구멍이 동일한 형태 및 동일한 면적을 갖게 함으로써, 동일한 가공 절차를 이용하여 각각의 제1 관통 구멍을 가공할 수 있어, 가공 절차를 단순화하고, 가공 비용을 줄이며, 성형 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 제1 관통 구멍은 간격을 두고 분포되고, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)와 상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서 상기 통기 부재의 두께(L)는 1.2≤D/L≤5를 만족한다.
상기 기술적 해결책에서, 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)와 제1 관통 구멍의 축 방향에서 통기 부재의 두께(L)는 1.2≤D/L≤5을 만족하므로, 연결부의 기계적 강도와 통기 부재와의 부착 면적을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀 내부 압력의 작용에 의한 통기 부재의 변형 가능성을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통 구멍의 형태는 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 어느 하나이다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 관통 구멍의 형태는 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 어느 하나이므로, 배기 과정에서 배기 효율을 보장할 수 있다. 동시에, 제1 관통 구멍을 규칙적인 기하학적 형태 또는 대략적으로 규칙적인 기하학적 형태로 형성할 수 있으며, 제1 관통 구멍의 가공 및 형성에 유리하다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통 구멍의 형태는 원형이고, 상기 제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)과 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 0.1≤d/D≤4를 만족한다.
제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)이 너무 작고, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)가 너무 크면, 즉 d/D<0.1인 경우, 통기 면적이 변하지 않는 상태에서, 복수의 제1 관통 구멍의 전체 분포가 차지하는 면적이 너무 커서 다른 구성요소의 조립에 불리하며; 제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)이 너무 크고, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍의 사이의 최소 거리(D)가 너무 작으면, 즉 d/D>4인 경우, 연결부와 통기 부재 사이의 결합 면적이 너무 작고, 연결부와 통기 부재 사이의 연결력이 너무 작으므로 통기 부재와 연결부가 분리되는 상황이 발생하여 통기 부재의 성능에 영향을 미치며, 배터리 셀의 내부 압력이 너무 높을 경우 변형될 위험이 발생하기 쉽다. 상기 기술적 해결책에서, 제1 관통 구멍의 형태는 원형이고 제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)과 두개의 인접한 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 0.1≤d/D≤4를 만족하므로, 제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)과 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)의 비율이 적당하여 양자 사이의 비율이 너무 크거나 너무 작아서 복수의 제1 관통 구멍이 많은 면적을 차지하거나 또는 통기 부재와 연결부의 부착 강도가 충분하지 못하여 분리되는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 D≥0.5mm을 만족한다.
상기 기술적 해결책에서, 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 D≥0.5mm을 만족하므로, 연결부와 통기 부재의 결합 부분의 효과적인 접촉 면적을 확보하고, 통기 부재의 부착 강도 요구사항을 만족할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 제1 관통 구멍 각각의 직교 투영 면적의 합(S1)과 상기 통기 부재의 직교 투영 면적(S2)은 S1/S2≤0.8을 만족한다.
상기 기술적 해결책에서, 상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 제1 관통 구멍 각각의 직교 투영 면적의 합(S1)과 통기 부재의 직교 투영 면적(S2)은 S1/S2≤0.8을 만족하므로, 연결부와 통기 부재의 결합 부분의 효과적인 접촉 면적을 확보하고, 통기 부재와 통기 부재 사이의 부착 강도를 향상시키고, 통기 부재의 변형 가능성을 줄임으로써, 통기 부재의 완정성 및 신뢰성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 배기 본체는 상기 배기 기구와 별도로 제공되고, 상기 배기 기구는 상기 연결 부재를 통해 상기 배기 본체에 연결된다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 본체와 배기 기구가 별도로 형성되고 배기 기구는 연결 부재를 통해 배기 본체에 연결되므로, 배기 본체 및 배기 기구가 독립적인 구성요소로서 가공 및 조립이 용이하다. 또한, 별도로 형성되기 때문에, 배기 본체와 배기 기구는 서로 다른 재료를 사용하여 가공 및 제조할 수 있으며, 배기 기구의 구조적 특징 및 사용 요구사항에 따라, 적절한 재료 및 가공 공정을 선택하여 배기 장치 전체를 제조할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 배기 본체에는 상기 배기 기구의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 오목부가 설치된다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 오목부에 의해 배기 기구의 적어도 일부분이 수용되므로 배기 장치 전체가 차지하는 공간을 줄이고, 제1 오목부를 설치함으로써, 배기 기구의 설치 위치를 결정할 수 있고, 배기 기구와 배기 본체 간의 조립 시 어려움을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 연결 부재는 본체 영역 및 배기 영역을 포함하고, 상기 본체 영역은 상기 배기 본체에 연결되고, 상기 배기 영역은 상기 연결부와 상기 복수의 제1 관통 구멍을 포함하고, 상기 통기 부재의 일부분은 상기 본체 영역에 부착되고, 다른 일부분은 상기 배기 영역의 상기 연결부에 부착되며; 상기 배기 본체에는 상기 제1 오목부의 바닥에 차폐부와 제2 관통 구멍이 설치되고, 상기 차폐부는 상기 배기 영역의 적어도 일부분을 차폐하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 제1 오목부에 의해 정의된 공간과 연통된다.
상기 기술적 해결책에서, 연결 부재는 본체 영역 및 배기 영역을 포함하고, 본체 영역을 통해 배기 본체에 연결되어 연결 부재와 배기 본체 간의 연결 강도를 확보할 수 있다. 배기 영역을 통해 배터리 셀 내부의 기체를 배출함으로써, 배터리 셀의 안전성을 보장할 수 있다. 통기 부재의 일부분은 본체 영역에 부착되고 다른 일부분은 배기 영역에 부착되기 때문에, 즉 통기 부재가 연결부에 부착되는 동시에 본체 영역에도 부착되므로, 통기 부재와 연결 부재 간의 부착 강도를 보장하고, 통기 부재와 연결 부재가 분리되는 위험을 줄일 수 있다. 차폐부는 배기 영역의 적어도 일부분을 차폐하며, 차폐부를 통해 적어도 일부분 이물질이 복수의 제1 관통 구멍에 유입하여 통기 부재에 영향을 미치는 것을 방지함으로써, 통기 부재의 성능을 보장할 수 있다. 제2 관통 구멍은 제1 오목부에 의해 정의된 공간과 연통되어 배터리 셀 내부의 기체가 정상적으로 배출될 수 있도록 하며, 배터리 셀의 안전성을 보장한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 차폐부는 상기 배기 영역을 완전히 차폐하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배기 영역과 완전히 엇갈리게 배치된다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 차폐부는 배기 영역을 완전히 차폐하고, 제2 관통 구멍은 배기 영역과 완전히 엇갈리게 배치됨으로써, 배터리 셀 내부의 배기 수요를 확보하는 동시에, 차폐부를 통해 연결 부재 및 통기 부재를 효과적으로 보호함으로써, 통기 부재가 외부의 이물질 또는 내부의 전해질에 의해 손상되거나 침식되는 가능성을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차폐부에는 상기 제1 오목부의 바닥면으로부터 상기 통기 부재와 멀어지는 방향으로 오목하게 형성된 제2 오목부가 설치되고, 상기 제2 오목부의 바닥면과 상기 배기 기구 사이에는 상기 배기 영역을 회피하기 위한 회피 공간이 형성된다.
상기 기술적 해결책에서, 차폐부에 제2 오목부가 설치되고, 제2 오목부의 바닥면과 배기 기구 사이에 회피 공간을 형성함으로써, 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 적어도 일부분 제1 관통 구멍의 직교 투영이 차폐부에 의해 덮힐 때 차폐부와 연결 부재의 배기 영역이 접촉되는 것을 방지하고 차폐부에 덮힌 제1 관통 구멍이 차폐부에 의해 폐쇄되는 것을 방지함으로써, 배터리 셀 내부의 배기 수요를 확보하고, 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 배기 장치는 적어도 일부분이 상기 제2 오목부 내부에 위치하여 상기 배기 영역의 변형을 제한하는 통기성 위치 제한 부재를 더 포함한다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 장치는 통기성 위치 제한 부재를 더 포함하고, 통기성 위치 제한 부재의 적어도 일부분이 제2 오목부 내부에 위치하여 배기 영역의 변형을 제한함으로써, 통기 부재의 변형 가능성을 줄이고, 배기 장치의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 통기성 위치 제한 부재는 상기 배기 영역에 부착되어 상기 배기 영역을 지지한다.
상기 기술적 해결책에서, 통기성 위치 제한 부재는 배기 영역에 부착되어 배기 영역을 지지함으로써, 배기 영역이 기압을 견디는 능력을 강화하고, 배기 영역의 변형 가능성을 줄이고, 통기 부재와 부착 영역의 변형 가능성을 줄인다.
일부 실시예에서, 상기 제1 오목부는 상기 배기 본체의 외부 표면으로부터 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 방향을 따라 함몰되고, 상기 차폐부는 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 상기 배기 기구의 일측에 위치하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배터리 셀의 내부 공간과 상기 제1 오목부를 연통시킨다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 오목부는 배기 본체의 외부 표면으로부터 배터리 셀의 내부를 향하는 방향을 따라 함몰되고, 차폐부는 배터리 셀의 내부를 향하는 배기 기구의 일측에 위치하고, 제2 관통 구멍은 배터리 셀의 내부 공간과 제1 오목부를 연통시킴으로써, 배기 기구의 설치 및 위치 결정이 간편하다.
일부 실시예에서, 상기 제1 오목부는 상기 배기 본체의 내부 표면으로부터 상기 배터리 셀의 내부와 멀어지는 방향을 따라 함몰되고, 상기 차폐부는 상기 배터리 셀의 내부와 멀어지는 상기 배기 기구의 일측에 위치하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배터리 셀의 외부 공간과 상기 제1 오목부를 연통시킨다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 오목부는 배기 본체의 내부 표면으로부터 배터리 셀의 내부와 멀어지는 방향을 따라 함몰되고, 차폐부는 배터리 셀의 내부와 멀어지는 배기 기구의 일측에 위치하고, 제2 관통 구멍은 배터리 셀의 외부 공간과 제1 오목부를 연통시킴으로써, 배터리 셀 내부의 기체가 통기 부재를 통해 순차적으로 제2 관통 구멍, 제1 관통 구멍을 통과하여 배출되도록 한다. 차폐부의 위치는 외부 불순물이 제1 관통 구멍으로 들어가는 것을 효과적으로 차단할 수 있어 통기 부재의 손상 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 통기 부재와 상기 연결 부재는 화학 결합을 통해 일체로 연결된다.
상기 기술적 해결책에서, 통기 부재와 연결 부재는 화학 결합을 통해 일체로 연결되며, 화학 결합을 통해 두개의 구성요소를 연결함으로써, 통기 부재와 연결 부재가 더욱 단단히 연결되도록 하여 양자의 연결 강도를 보장하는 동시에, 통기 부재의 성능에 대한 영향이 작으므로 통기 부재의 성능을 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 배기 본체의 내부에는 수용 캐비티가 형성되고, 상기 배기 본체는 수용 캐비티를 정의하는 복수의 벽을 갖고, 적어도 하나의 벽에 상기 배기 기구가 설치된다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 본체의 내부에는 수용 캐비티가 형성되고, 배기 본체는 수용 캐비티를 정의하는 복수의 벽을 갖고, 적어도 하나의 벽에 상기 배기 기구가 설치는데, 즉, 배기 장치는 전극 조립체를 수용할 수 있는 하우징 구조일 수 있고, 배기 장치는 수용 기능과 배기 기능을 통합한다.
일부 실시예에서, 배기 본체는 배터리 셀의 단부 캡이다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 본체는 배터리 셀의 단부 캡이며, 즉, 배기 기구는 배터리 셀에 설치된 단부 캡일 수 있다.
일부 실시예에서, 배기 장치는 절연 부재를 더 포함하고, 절연 부재는 배터리 셀의 내부를 향하는 배기 본체의 일측에 위치하고, 절연 부재에는 제3 관통 구멍이 설치되고, 제3 관통 구멍은 배터리 셀의 내부 공간과 제1 관통 구멍을 연통시킨다.
상기 기술적 해결책에서, 절연 부재를 설치함으로써, 전극 조립체와 단부 캡 금속의 접촉으로 인한 단락 현상을 방지할 수 있고, 절연 부재에 설치된 제3 관통 구멍이 배터리 셀의 내부 공간과 제1 관통 구멍을 연통시킬 수 있으므로, 배터리 셀 내부 기체의 배출 수요를 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 제3 관통 구멍은 제1 관통 구멍과 완전히 엇갈리게 설치된다.
상기 기술적 해결책에서, 절연 부재는 액체 또는 불순물 입자를 차단하여 통기 부재의 성능을 보장할 수 있으며, 상기와 같은 구성은 또한 배터리 셀 내부의 기체가 제3 관통 구멍을 통해 제1 관통 구멍에 작용하는 것을 방지함으로써 제1 관통 구멍에 대한 충격을 줄이고, 통기 부재의 변형 가능성을 줄이고, 배터리 셀의 안전성을 보장할 수 있다.
제2 측면에서, 본 발명의 실시예는 제1 측면의 일 실시예에 따른 배기 장치를 포함하는 배터리 셀을 제공한다.
제3 측면에서, 본 발명의 실시예는 제2 측면의 일 실시예에 따른 배터리 셀과 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 상자를 포함하는 배터리를 제공한다.
제4 측면에서, 본 발명의 실시예는 전기 에너지를 제공하기 위한, 제3 측면의 임의의 어느 하나의 실시예에 따른 배터리를 포함하는 전기 장치를 제공한다.
제5 측면에서, 본 발명의 실시예는 배기 장치의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은, 배기 본체를 제공하는 단계; 및, 배기 기구를 제공하고, 배기 기구와 배기 본체를 연결하는 단계;를 포함하되, 배기 기구는 연결 부재 및 통기 부재를 포함하고, 연결 부재는 배기 본체에 연결되고, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍을 통해 배터리 셀의 외부로 기체를 배출하며, 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 연결부는 통기 부재에 부착되어 통기 부재의 변형을 제한한다.
제6 측면에서, 본 발명의 실시예는 배기 장치의 제조 장치를 제공하며, 상기 제조 장치는, 배기 본체를 제공하도록 구성된 제공 장치; 및, 배기 기구를 제공하고, 배기 기구를 배기 본체에 연결하도록 구성된 조립 장치;를 포함하되, 배기 기구는 연결 부재 및 통기 부재를 포함하고, 연결 부재는 배기 본체에 연결되고, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍을 통해 배터리 셀의 외부로 기체를 배출하며, 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 연결부는 통기 부재에 부착되어 통기 부재의 변형을 제한한다.
상기 설명은 본 발명의 기술적 해결책의 개요에 불과하며, 본 발명의 기술적 수단을 보다 명확하게 이해하기 위해, 본 발명의 명세서의 내용에 따라 실시할 수 있고, 본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점을 보다 명확하고 쉽게 이해할 수 있도록, 이하에서는 본 발명의 구체적인 구현 방식을 명시한다.
이하, 본 발명의 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본 발명의 실시예에 사용되는 첨부도면에 대해 간단히 설명하며, 다음에 설명되는 첨부도면은 본 발명의 일부 실시예를 나타내며, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 창의적인 노동을 거치지 않고서도 첨부도면을 기초로 다른 첨부도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 차량의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배터리의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배터리 셀의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 연결 부재의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 평면도이다.
도 10은 도 9의 B-B 방향에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 분해도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 15은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 16는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 따른 배기 장치의 평면도이다.
도 18은 도 17의 C-C방향에 따른 단면도이다.
도 19는 도 18의 D부분의 확대도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 따른 배기 장치의 단면도이다.
도 21은 본 발명의 일부 실시예에 따른 배기 장치의 제조 방법의 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 일부 실시예에 따른 배기 장치 제조 장치의 개략적인 블록도이다.
도면에서 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용한다. 첨부도면은 실제 축척으로 그려지지 않았다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결책 및 장점을 더욱 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 발명의 실시예의 첨부도면을 결부하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결책에 대해 명확하게 설명하며, 여기에 설명된 실시예는 본 발명의 모든 실시예가 아니고 단지 일부분 실시예이다. 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실시예를 기반으로 창의적인 노동을 거치지 않고 얻은 다른 모든 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가지며; 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로 의도되고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며; 본 발명의 명세서 및 청구범위 및 첨부도면의 설명에 사용되는 용어 “포함하는” 및 “갖는” 및 이들의 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 명세서, 청구 범위 및 첨부도면에서 “제1”, “제2” 등 용어는 특정 순서를 설명하기보다는 서로 다른 대상을 구분하기 위해 사용된다.
본 발명에서 “실시예”는 실시예를 결부하여 설명된 일정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 명세서의 여러 곳에 해당 문구가 나타나는 경우, 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니고, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적이거나 대안적인 실시예인 것도 아니다.
본 발명의 설명에서, 명확하게 규정되거나 정의되지 않은 한, “설치”, “서로 연결” 및 “연결” 등 용어는 광의적으로 이해되어야 하는바, 예를 들어, 고정 연결되거나 또는 착탈 가능하게 연결되거나 또는 일체로 연결될 수 있으며; 직접 연결될 수도 있고, 중간 매체를 통해 연결될 수도 있고, 두 구성 요소가 내부로 연통될 수도 있다. 당업자는 구체적인 상황에 따라 본 발명의 실시예에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할수 있을 것이다.
본 발명에서 용어 “및/또는”은 단지 관련 객체의 관련 관계, 예를 들어 A 및/또는 B를 설명하기 위한 것으로서, 세가지 관계가 존재함을 나타낼 수 있는데, A가 단독으로 존재하거나, A 및 B가 동시에 존재하거나 또는 B가 단독으로 존재하는 등의 세가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에서 부호 “/”는 일반적으로 앞뒤 관련 객체가 “또는”의 관계임을 나타낸다.
본 발명의 실시예에서, 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타내고, 간결함을 위해, 서로 다른 실시예에서 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명을 생략한다. 첨부도면에 도시된 본 발명의 실시예의 다양한 구성요소의 두께, 길이, 폭 및 기타 치수뿐만 아니라 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭 등은 단지 예시적으로 설명되는 것이며, 본 발명에 대한 어떠한 제한도 구성하지 않는다.
본 발명에서, “복수”는 두개 이상(두개 포함)을 가리킨다.
본 발명에서, 배터리 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 배터리 셀은 원통형, 편평한 형태, 직육면체 등의 형태일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀 및 소프트팩 배터리 셀의 3가지 유형으로 구분되며, 본 발명의 실시예는 이를 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 단일 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 상자를 포함한다. 상자는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 조립체와 전해질을 포함하고, 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극판과 음극판 사이의 금속 이온의 이동에 의존하여 작동한다. 양극판은 양극 집전체와, 양극 집전체의 표면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 양극 집전체의 외부로 돌출되고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 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 리튬 망간산염일 수 있다. 음극판은 음극 집전체와, 음극 집전체의 표면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 음극 집전체로부터 돌출되고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘일 수 있다. 큰 전류가 융단 없이 흐르도록, 양극 탭은 복수개로서 함께 적층되고, 음극 탭도 복수개로서 함께 적층된다. 분리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등 일 수 있다. 또한, 전극 조립체는 권취형 구조 또는 적층 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이를 제한하지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전율 및 기타 성능 매개변수와 같은 많은 설계 요소를 동시에 고려해야 하고, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀은 여러 번의 충방전 사이클 후에 부반응이 일어나며, 기체가 지속적으로 발생하여 배터리 셀 내부에 일정한 기압이 존재하게 되는데, 기압이 증가함에 따라 극판 사이의 기체가 제때에 배출되지 않으면 리튬 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션에 영향을 미치며, 리튬 침전의 위험으로 이어진다. 배터리 셀의 안전성을 확보하기 위해, 일반적으로 배터리 셀 내부에 배기 장치를 설치하고, 배터리 셀 내부에서 발생하는 기체를 배기 장치를 통해 배출하여 배터리 셀의 안전성을 확보한다.
본 발명자는 배터리 셀에 배기 장치를 설치하더라도 배터리 셀의 화재 및 폭발의 위험이 여전히 존재함을 발견하였다. 본 발명자는 현재 배기 장치가 일반적으로 배기 본체에 큰 관통 구멍을 설치하고 통기 부재로 관통 구멍을 덮으며, 배터리 셀의 기압이 미리 설정된 임계값에 도달하면 기체가 통기 부재를 통해 배터리 셀 외부로 배출되고, 기체가 외부로 배출되는 과정에 통기 부재에 작용하여 통기 부재가 변형되기 쉽고, 통기 부재의 노화를 가속화하며, 배터리 셀의 안전 위험을 초래한다는 것을 발견하였다.
이를 감안하여, 본 발명의 실시예는 배기 장치를 제공하며, 배기 본체에는 연결 부재 및 통기 부재가 설치되고, 연결 부재는 배기 본체에 연결되고, 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍을 통해 배터리 셀의 외부로 기체를 배출한다. 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 연결부는 통기 부재에 부착되어 통기 부재의 변형을 제한한다.
따라서, 배기 장치가 배터리 셀에 사용될 때, 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달하면, 통기 부재는 복수의 제1 관통 구멍을 통해 기체를 배터리 셀의 외부로 배출함으로써, 배터리 셀 내부의 기체를 배출하는 목적을 달성한다. 연결 부재는 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하므로, 연결부를 통해 통기 부재에 부착될 수 있으며, 배터리 셀 내부의 기압이 커져서 통기 부재에 작용하면, 연결부를 통해 통기 부재에 배터리 셀 내부 압력과 반대되는 작용력을 제공함으로써, 통기 부재의 변형을 줄이고, 배기 장치 전체가 내부 압력에 견디는 능력을 향상하고, 배터리 셀의 안전성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에서 설명되는 배기 장치는 배터리 셀, 배터리 및 배터리를 사용하는 전기 장치 및 장비에 적용된다.
전기 장치 및 장비는 차량, 핸드폰, 휴대용 장치, 노트북 컴퓨터, 선박, 우주선, 전기 장난감 및 전기 도구 등 일 수 있다. 차량은 연료 차량, 휘발유 차량 또는 신에너지 차량일 수 있으며, 신에너지 차량은 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 전기자동차 등 일 수 있으며, 우주 설비에는 비행기, 로켓, 우주 왕복선, 우주선 등이 포함되며; 전기 장난감에는 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감, 전기 비행기 장난감 등의 고정식 또는 이동식 전기 장난감이 포함되며; 전동공구에는 전동드릴, 전동그라인더, 전동렌치, 전동스크류드라이버, 전동해머, 전동충격드릴, 콘크리트 진동기, 전동대패 등과 같은 금속절단전동공구, 연삭전동공구, 조립전동공구, 철도용 전동공구가 포함된다. 본 발명의 실시예는 상기 전기 장치에 대해 특별히 제한하지 않는다.
이하의 실시예에서는 설명의 편의상 전기 장치가 차량인 경우를 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 차량(1000)의 구조도이며, 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치되고, 배터리(100)는 차량(1000)의 하단 또는 전면 또는 후면에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전원 공급을 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1000)은 모터(300)에 전력을 공급하도록 배터리(100)를 제어하기 위한 컨트롤러(200)와 모터(300)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 차량(1000)의 시동, 네비게이션 및 주행에 필요한 작동 전원을 공급한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로서, 연료 자동차 또는 천연가스 차량에서 연료 또는 천연가스를 전부 또는 부분적으로 대체하여 차량(1000)을 위해 구동력을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배터리(100)의 구조도이며, 배터리(100)는 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 상자(10) 및 배터리 셀(20)을 포함한다.
상자(10)는 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 구성요소이고, 상자(10)는 배터리 셀(20)을 수용하는 공간을 제공하며, 상자(10)는 다양한 구조를 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 상자(10)는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함할 수 있고, 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 공간을 형성하도록 서로 덮어 씌워져 조합될 수 있다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 직육면체, 원기둥체 등 다양한 형태를 가질 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 개방측은 제1 부분(11)의 개방측에 덮어 씌워져 수용 공간을 구비한 상자(10)를 형성한다. 또한, 제1 부분(11)은 일측이 개방된 중공 구조이고, 제2 부분(12)은 판형 구조일 수 있으며, 제2 부분(12)은 제1 부분(11)의 개방측에 덮어 씌워져 수용 공간을 구비한 상자(10)를 형성할 수 있다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 밀봉 링, 밀봉제 등의 밀봉 요소에 의해 밀봉될 수 있다.
배터리(100)에서, 배터리 셀(20)은 하나 이상일 수 있다. 배터리 셀(20)이 복수인 경우, 복수의 배터리 셀(20)은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 복수의 배터리 셀(20)의 연결에 직렬 및 병렬이 모두 포함되는 것을 의미한다. 복수의 배터리 셀(20)을 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 배터리 모듈을 형성한 후, 복수의 배터리 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 혼합 연결하여 하나의 전체를 구성하여 상자(10)에 수납할 수 있다. 또한, 모든 배터리 셀(20)을 직렬, 병렬 또는 혼합 연결한 다음, 모든 배터리 셀(20)로 구성된 전체를 상자(10)에 수납할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배터리 셀(20)의 분해도이며, 배터리 셀(20)은 단부 캡(23), 전극 조립체(22), 하우징(21) 및 배기 장치(24)를 포함한다.
하우징(21)은 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 구성요소이며, 하우징(21)은 일단에 개구가 형성된 중공 구조일 수 있다. 하우징(21)은 원기둥체, 직육면체 등 다양한 형태일 수 있다. 하우징(21)은 구리, 철, 알루미늄, 강철, 알루미늄 합금 등 다양한 재료로 만들어질 수 있다.
하우징(21) 내부의 전극 조립체(22)는 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(22)는 복수개이고, 복수의 전극 조립체(22)는 적층으로 배치된다.
전극 조립체(22)는 배터리 셀(20)에서 전기화학적 반응이 일어나는 구성요소이다. 전극 조립체(22)는 양극판, 음극판 및 분리막을 포함할 수 있다. 전극 조립체(22)는 양극판, 분리막 및 음극판이 권취되어 형성된 권취형 구조일 수 있고, 양극판, 분리막 및 음극판이 적층으로 배치되어 형성된 적층형 구조일 수도 있다.
양극판은 양극 집전체와, 양극 집전체와 대향하는 양측에 코팅된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 음극판은 음극 집전체와, 음극 집전체와 대향하는 양측에 코팅된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 전극 조립체(22)는 양극 탭(221)과 음극 탭(222)을 갖고, 양극 탭(221)은 양극판 상에서 양극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있고, 음극 탭(222)은 음극판 상에서 음극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다.
단부 캡(23)은 배터리 셀(20)의 내부 환경을 외부 환경과 격리시키기 위해 하우징(21)의 개구부를 덮는 구성요소이다. 단부 캡(23)은 하우징(21)의 개구부를 덮고, 단부 캡(23)과 하우징(21)은 함께 전극 조립체(22), 전해질 및 기타 구성요소를 수용하기 위한 밀폐 공간을 형성한다. 단부 캡(23)의 형태는 하우징(21)의 형태와 일치할 수 있으며, 예를 들어, 하우징(21)이 직육면체 구조인 경우, 단부 캡(23)은 하우징(21)과 일치한 직사각형 판형 구조이고, 하우징(21)이 원기둥체 구조인 경우, 단부 캡(23)은 하우징(21)과 일치한 원형 판형 구조일 수 있다. 단부 캡(23)은 예컨대 구리, 철, 알루미늄, 강철, 알루미늄 합금 등 다양한 재료로 이루어질 수 있고, 단부 캡(23)과 하우징(21)의 재료는 동일하거나 상이할 수 있다.
단부 캡(23)에는 배터리 셀(20)의 전기 에너지를 출력하기 위해 전극 조립체(22)와 전기적으로 연결되는 전극 단자가 설치될 수 있다. 전극 단자는 양극 탭(221)과 전기적으로 연결되는 양극 단자(231) 및 음극 탭(222)과 전기적으로 연결되는 음극 단자(232)를 포함할 수 있다. 양극 단자(231)와 양극 탭(221)은 직접 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있고, 음극 단자(232)와 음극 탭(222)은 직접 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있다.
배기 장치(24)는 배터리 셀(20) 내부의 기체를 배출하는 구성요소로, 배터리 셀(20) 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달하면 배터리 셀(20) 내부의 기체를 배출한다. 이하, 첨부도면을 결부하여 배기 장치(24)의 구체적인 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 도 4는 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A-A방향을 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 분해도이다. 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)는 배터리 셀(20)에 사용되며, 배기 장치(24)는 배기 본체(241)와 배기 기구(242)를 포함한다. 배기 기구(242)는 배기 본체(241)에 설치된 연결 부재(2421) 및 통기 부재(2422)를 포함하되, 연결 부재(2421)는 배기 본체(241)에 연결되고, 연결 부재(2421)에는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 설치되며, 통기 부재(2422)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮고, 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20) 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 통해 배터리 셀(20)의 외부로 기체를 배출한다. 연결 부재(2421)는 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하고, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)에 부착되어 통기 부재(2422)의 변형을 제한한다.
배기 본체(241)는 단부 캡(23)에 장착되는 부품일 수 있으며, 예를 들어 배기 장치(24)는 단부 캡(23)에 장착되는 판형 구조이다. 배기 본체(241) 전체는 전극 조립체(22)를 덮는 단부 캡(23)일 수 있다. 예시적으로, 단부 캡(23)이 바로 배기 본체(241)이다. 배기 본체(241)는 또한 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 하우징(21)일 수 있고, 예시적으로, 하우징(21)이 바로 배기 본체(241)이며, 배기 기구(242)의 연결 부재(2421)는 하우징(21)에 연결될 수 있다.
연결 부재(2421)와 배기 본체(241)는 일체형 구조일 수 있고, 물론 분할 구조일 수도 있으며, 분할 구조인 경우, 용접 등 방식으로 고정 연결될 수 있다.
연결 부재(2421)에 설치되는 제1 관통 구멍(2421a)의 개수는 2개, 3개 또는 그 이상일 수 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다.
제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 원형, 타원형, 정다각형 등의 규칙적인 기하학적 형태일 수 있다. 물론, 배터리 셀(20) 내부의 기체 배출 수요를 만족할 수 있는 한, 불규칙적인 기하학적 형태일 수도 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다.
복수의 제1 관통 구멍(2421a)의 각 제1 관통 구멍(2421a)은 동일한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 모두 원형, 타원형 또는 허리 둥근 형태일 수 있다. 물론, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)중의 각 제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 상이하거나 적어도 일부분 제1 관통 구멍(2421a)의 형태가 상이할 수 있으며, 예를 들어, 복수의 제1 관통 구멍(2421a) 중의 일부분 제1 관통 구멍(2421a)은 원형이고, 일부분 제1 관통 구멍(2421a)은 타원형, 허리 둥근 형태 또는 다각형일 수 있다.
제1 관통 구멍(2421a)은 펀칭, 밀링 가공 등 다양한 방식에 의해 성형될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이를 특별히 제한하지 않는다.
연결 부재(2421) 상의 복수의 제1 관통 구멍(2421a)의 분포 패턴은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 행열 분포 또는 어레이 분포일 수 있거나 원형 트랙을 따라 순차적으로 분포될 수 있으며, 물론, 선형 트랙 또는 곡선 트랙을 따라 순차적으로 분포될 수 있다.
인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍벽은 적어도 부분적으로 이격되며, 연결부(2421b)는 두개의 인접한 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 연결 부재(2421)가 위치하는 영역이다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향과 수직인 임의의 방향에서, 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에는 모두 연결부(2421b)가 형성될 수 있다.
연결부(2421b)는 통기 부재(2422)에 부착되고, 통기 부재(2422)는 연결부(2421b)와 접촉하여 맞닿을 수 있다. 통기 부재(2422)와 연결부(2421b)는 접합 또는 화학 결합에 의해 서로 연결될 수 있다. 통기 부재(2422)의 변형은 전극 조립체(22)로부터 멀어지는 방향으로 적어도 부분적으로 팽창함으로써 야기될 수 있다.
통기 부재(2422)는 배터리 셀(20)의 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측에 배치될 수 있고, 이 경우, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)가 배터리 셀(20)의 외부로 변형될 때 통기 부재(2422)에 지지력을 제공한다. 물론, 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20)의 내부로부터 멀어지는 연결 부재(2421)의 일측에 배치될 수도 있는데, 이 경우, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)가 배터리 셀(20)의 외부로 변형될 때 통기 부재(2422)에 인장응력을 제공한다.
통기 부재(2422)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮는데, 구체적으로 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 통기 부재(2422)의 직교 투영은 각 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영을 덮을 수 있다. 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20) 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달한 경우, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 통해 배터리 셀(20) 외부로 기체를 배출하기 위해 사용된다.
통기 부재(2422)는 통기 기능이 있으며, 그 재질은 PP(polypropylen, 폴리프로필렌), PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 및 PU(polyurethane, 폴리우레탄) 등 일 수 있고, 배터리 셀(20)내부의 기체는 통기 부재(2422)를 통해 배출된다. 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20) 내부의 기체를 외부로 흐르게 하고, 배터리 셀(20) 외부의 수증기 등이 배터리 셀(20) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
상기 기술적 해결책에서, 배기 장치는 배기 본체(241)와 배기 본체(241)에 설치된 배기 기구(242)를 포함하고, 배기 기구(242)는 연결 부재(2421) 및 통기 부재(2422)를 포함하고, 연결 부재(2421)에는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 설치되고, 통기 부재(2422)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮는다. 배터리 셀(20)내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때, 기체는 통기 부재(2422)와 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 통해 배터리 셀(20)의 외부로 배출됨으로써, 배터리 셀(20)내부의 기체를 배출하는 목적을 달성한다. 연결 부재(2421)는 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하므로, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 부착될 수 있으며, 배터리 셀(20) 내부의 기체가 통기 부재(2422)를 통해 배터리 셀(20) 외부로 배출되는 과정에서 통기 부재(2422)에 작용하면, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 배터리 셀(20) 내부의 압력과 반대되는 작용력을 제공함으로써, 통기 부재(2422)의 변형을 줄이고, 배기 장치(24) 전체가 내부 압력에 견디는 능력을 향상하고, 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20)의 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측에 배치될 수 있고, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)가 배터리 셀(20)의 외부로 변형될 때 통기 부재(2422)에 지지력을 제공한다.
배터리 셀(20) 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측은 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 배터리 셀(20) 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측일 수 있다. 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)가 배터리 셀(20)의 외부로 변형될 때 통기 부재(2422)의 변형을 제한하기 위해, 통기 부재(2422)에 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)의 지지력을 제공할 수 있다.
통기 부재(2422)는 배터리 셀(20) 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측에 설치되고, 배기 과정에 연결 부재(2421)는 통기 부재(2422)에 지지력을 제공할 수 있어, 충분한 배기 면적을 보장하는 동시에 배터리 셀(20) 내부의 압력이 너무 커서 초래되는 통기 부재(2422)의 변형 또는 변위를 방지하고, 통기 부재(2422)의 완정성을 보증하고 안전성을 향상시킨다. 또한, 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20)의 내부를 향하는 연결 부재(2421)의 일측에 배치되며, 이러한 위치 배치는 단부 캡(23)의 외부 공간의 활용률을 향상시키고, 스프레이 코팅을 용이하게 하거나 더 많은 기능을 실현할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 동일한 형태 및 동일한 면적을 갖는다. 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 동일한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 모두 원형 구멍일 수 있다. 물론, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 타원형 구멍 또는 다각형 구멍일 수도 있으며, 정다각형 구멍을 선택할 수 있다. 복수의 제1 관통 구멍(2421a)의 면적이 동일하다는 것은 임의의 두개의 제1 관통 구멍(2421a)이 동일한 면적을 갖는다는 것을 의미한다. 예를 들어, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 모두 원형 구멍인 경우, 임의의 두개의 제1 관통 구멍(2421a)의 직경은 동일하며, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 모두 타원형 구멍인 경우, 임의의 두개의 제1 관통 구멍(2421a)의 장축의 크기가 동일하고 단축의 크기도 동일하다.
복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 동일한 형태 및 동일한 면적을 가지므로, 배기 과정에 기체가 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 균일하고 신속하게 통과하는데 유리하다. 통기 부재(2422)와 대응하는 부분이 받는 기체 압력이 동일하면, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)의 불균일한 분포로 인해, 기체의 작용에 의해 통기 부재(2422)가 변형되는 상황을 방지할 수 있다. 동시에, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 펀칭 또는 밀링 방식으로 가공할 수 있고, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 동일한 형태 및 동일한 면적을 갖게 함으로써, 동일한 가공 절차를 이용하여 각각의 제1 관통 구멍(2421a)을 가공할 수 있어, 가공 절차를 단순화하고, 가공 비용을 줄이며, 성형 효율을 향상시킬 수 있다.
계속하여 도 4 내지 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 연결 부재(2421)의 평면도이다. 일부 실시예에서, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 간격을 두고 분포되고, 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)와 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 통기 부재(2422)의 두께(L)는 1.2≤D/L≤5를 만족한다.
복수의 제1 관통 구멍(2421a)은 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍벽이 각 위치에서 모두 간격을 두고 배열되도록 간격을 두고 분포된다. 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)는 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍벽의 직교 투영 사이의 최소 거리일 수 있다. 예를 들어, 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 중 하나의 직교 투영 상에서 a점을 취하고, 다른 하나의 직교 투영 상에서 b점을 취하며, a과 b를 연결하여 형성된 선분에서 길이가 가장 짧은 거리가 바로 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)이다.
상기와 같은 구성을 통해, 연결부(2421b)의 기계적 강도와 통기 부재(2422)와의 부착 면적을 확보할 수 있고, 배터리 셀(20) 내부 압력의 작용에 의한 통기 부재(2422)의 변형될 가능성을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 어느 하나이다.
제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 제1 관통 구멍(2421a)의 자체 축 방향(X)에 대한 직교 투영 형태가 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 하나일 수 있다. 각 제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 어느 하나이다.
상기와 같은 구성을 통해, 배기 과정에서 배터리 셀(20)의 배기 효율을 확보하는 동시에, 제1 관통 구멍(2421a)을 규칙적인 기하학적 형태 또는 대략적으로 규칙적인 기하학적 형태로 형성함으로써, 제1 관통 구멍(2421a)의 가공 및 성형에 유리하다.
일부 실시예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 원형이고, 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경(d)과 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)는 0.1≤d/D≤4를 만족한다.
제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경(d)이 너무 작고, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)가 너무 크면, 즉 d/D<0.1인 경우, 통기 면적이 변하지 않는 상태에서, 복수의 제1 관통 구멍(2421a)의 전체 분포가 차지하는 면적이 너무 커서 다른 구성요소의 조립에 불리하며; 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경(d)이 너무 크고, 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)가 너무 작으면, 즉 d/D>4인 경우, 연결부(2421b)와 통기 부재(2422) 사이의 결합 면적이 너무 작고 연결력이 너무 작으므로 통기 부재(2422)와 연결부(2421b)가 분리되는 상황이 발생하여 통기 부재(2422)의 성능에 영향을 미치며, 배터리 셀(20)의 내부 압력이 너무 높을 경우 변형될 위험이 발생하기 쉽다. 상기 기술적 해결책에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 형태는 원형이고, 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경(d)과 두개의 인접한 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)는 0.1≤d/D≤4를 만족하므로, 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경(d)과 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)의 비율이 적당하여 양자 사이의 비율이 너무 크거나 너무 작아서 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 많은 면적을 차지하거나 또는 통기 부재와 연결부의 부착 강도가 충분하지 못하여 분리되는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 최소 거리(D)는 D≥0.5mm를 만족한다.
인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 거리가 너무 작으면, 제1 관통 구멍(2421a)의 변형을 초래하거나 심지어 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 연결부(2421b)가 파손되는 상황이 발생하여 통기 부재(2422)의 변형이 발생하거나 효력을 상실할 수 있다. 상기와 같은 구성을 통해, 연결부(2421b)와 통기 부재(2422)의 결합 부분의 보다 큰 유효한 접촉 면적을 확보하고, 통기 부재(2422)의 부착 강도 요구사항을 만족하도록 확보함으로써, 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이의 거리가 너무 작아 연결부(2421b)가 파손되어 효력을 상실하는 상황을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 상기 제1 관통 구멍(2421a) 각각의 직교 투영 면적의 합(S1)과 상기 통기 부재(2422)의 직교 투영 면적(S2)은 S1/S2≤0.8을 만족한다.
자체 축 방향(X)에서 각각의 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적은 축 방향(X) 상에서 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍벽의 직교 투영 윤곽에 의해 둘러싸인 면적이다. 예를 들어, 제1 관통 구멍(2421a)이 원형 구멍인 경우, 자체 축 방향(X)에서 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영은 원형이고, 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적은 해당 원형의 내부 영역의 면적이다. 자체 축 방향(X)에서 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영이 다각형인 경우, 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적은 상기 다각형 내부 영역의 면적이다.
제1 관통 구멍(2421a)의 개수가 8개인 경우, 각각의 상기 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적의 합(S1)은 자체 축 방향(X)에서 8개 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적을 합하여 얻은 값이다. 제1 관통 구멍(2421a)의 개수가 16개인 경우, 각각의 상기 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적의 합(S1)은 자체 축 방향(X)에서 16개 제1 관통 구멍(2421a)의 면적을 합하여 얻은 값이다.
제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 통기 부재(2422)의 직교 투영 면적(S2)은 각각의 상기 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영 면적의 합(S1)보다 크다.
상기와 같은 구성을 통해, 연결부(2421b)와 통기 부재(2422)의 결합 부분의 유효한 접촉 면적을 확보하고, 통기 부재(2422)와 연결부(2421b) 사이의 부착 강도를 향상하고, 통기 부재(2422)의 변형 가능성을 줄임으로써, 통기 부재(2422)의 무결성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
계속하여 도 4 내지 도 7을 참조하면, 일부 실시예에서, 배기 본체(241)와 배기 기구(242)는 별도로 제공되고, 배기 기구(242)는 연결 부재(2421)를 통해 배기 본체(241)에 연결된다.
배기 본체(241)와 배기 기구(242)가 별도로 제공되고, 배기 본체(241)와 배기 기구(242)는 조립되기 전에 두개의 독립적인 구성요소로서 별도로 생산 및 가공되며, 조립 시에 배기 기구(242)는 연결 부재(2421)를 통해 배기 본체(241)에 연결된다.
상기와 같은 구성을 통해, 배기 본체(241)와 배기 기구(242)는 각각 독립적인 구성요소로서 가공 및 조립이 용이하다. 또한, 별도로 형성되기 때문에, 서로 다른 재료를 사용하여 배기 본체(241)와 배기 기구(242)를 가공 및 제작할 수 있다. 따라서, 배기 기구(242)의 구조적 특징 및 사용 요구사항에 따라, 적절한 재료 및 가공 공정을 선택하여 배기 장치 전체를 제조할 수 있다.
일부 실시예에서, 배기 본체(241)에는 배기 기구(242)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 오목부(2411)가 설치된다.
제1 오목부(2411)는 배기 본체(241) 상의 재료의 일부분을 제거함으로써 형성된다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제1 오목부(2411)의 바닥벽 두께는 배기 본체(241)의 대응하는 다른 영역의 두께보다 얇다. 배기 장치(24)가 배터리 셀(20)에 사용되는 경우, 물론 제1 오목부(2411)는 전극 조립체(22)를 향해 배치될 수도 있고, 전극 조립체(22)로부터 멀리 배치될 수도 있다.
제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제1 오목부(2411)의 직교 투영 형태는 원형, 타원형 및 다각형 등 일 수 있으며, 본 발명은 구체적으로 제한하지 않는다.
배기 기구(242)는 제1 오목부(2411) 내부에 부분적으로 위치할 수 있고, 물론, 배기 기구(242)는 제1 오목부(2411) 내부에 전부 위치할 수도 있으며, 배기 기구(242)가 제1 오목부(2411) 내부에 전부 위치하는 경우, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 배기 기구(242)의 제1 오목부(2411)의 바닥벽과 멀어지는 일측은 배기 본체(241)와 같은 높이일 수 있다.
배기 본체(241)에 제1 오목부(2411)를 설치하고, 배기 기구(242)의 적어도 일부분이 제1 오목부(2411)에 수용되게 함으로써, 배기 장치(24) 전체가 차지하는 공간을 줄이고, 제1 오목부(2411)를 설치함으로써, 배기 기구(242)의 설치 위치를 결정할 수 있고, 배기 기구(242)와 배기 본체(241) 간의 조립 시 어려움을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 연결 부재(2421)는 본체 영역(24211) 및 배기 영역(24212)을 포함하고, 본체 영역(24211)은 배기 본체(241)에 연결되고, 배기 영역(24212)은 연결부(2421b)와 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 포함하고, 통기 부재(2422)의 일부분은 본체 영역(24211)에 부착되고, 다른 일부분은 배기 영역(24212)의 연결부(2421b)에 부착된다. 배기 본체(241)에는 제1 오목부(2411)의 바닥에 차폐부(2412)와 제2 관통 구멍(2413)이 설치되고, 차폐부(2412)는 배기 영역(24212)의 적어도 일부분을 차폐하고, 제2 관통 구멍(2413)은 제1 오목부(2411)에 의해 정의된 공간과 연통된다.
연결 부재(2421)의 본체 영역(24211)과 배기 영역(24212)은 일체형 구조일 수 있고, 물론 분리형 구조일 수도 있으며, 일체형 구조를 선택하는 경우, 양자 사이의 연결 강도를 확보할 수 있고, 연결 부재(2421)의 성형에 유리하다.
연결 부재(2421)의 본체 영역(24211)은 배기 영역(24212)을 중심으로 설치되고, 본체 영역(24211)의 주변 부분은 배기 본체(241)에 연결될 수 있고, 용접 등 방식으로 배기 본체(241)에 연결될 수 있다.
복수의 제1 관통 구멍(2421a) 및 연결부(2421b)는 모두 배기 영역(24212)에 설치되고, 통기 부재(2422)는 배기 영역(24212)의 연결부(2421b)에 부착될 뿐만 아니라, 본체 영역(24211)에도 부착된다.
제1 오목부(2411)는 바닥과 바닥을 중심으로 설치된 측벽을 포함한다. 차폐부(2412)는 제1 오목부(2411)의 바닥에 위치하고, 제2 관통 구멍(2413)은 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 제1 오목부(2411)의 바닥을 관통하여 설치될 수 있다.
제2 관통 구멍(2413)의 개수는 하나 또는 복수개일 수 있고, 제2 관통 구멍(2413)의 직경은 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경과 동일하거나 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경과 상이할 수 있다. 대안적으로, 제2 관통 구멍(2413)의 구멍 직경은 임의의 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경보다 클 수 있다.
제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제2 관통 구멍(2413)의 위치는 제1 관통 구멍(2421a)과 대향하여 설치될 수 있으며, 물론, 일부 실시예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 양자는 엇갈리게 설치되는 방식으로 배치될 수도 있다.
연결 부재(2421)에 본체 영역(24211)과 배기 영역(24212)이 포함되도록 정의함으로써, 본체 영역(24211)과 배기 본체(241)의 연결을 통해, 연결 부재(2421)와 배기 본체(241) 간의 연결 강도를 확보할 수 있다. 배기 영역(24212)을 통해 배터리 셀(20) 내부의 기체를 배출함으로써, 배터리 셀(20)의 안전성을 보장할 수 있다. 통기 부재(2422)의 일부분은 본체 영역(24211)에 부착되고 다른 일부분은 배기 영역(24212)에 부착되기 때문에, 즉 통기 부재(2422)는 연결부(2421b)에 부착되는 동시에, 본체 영역(24211)에도 부착되므로, 통기 부재(2422)와 연결 부재(2421) 간의 부착 강도를 보장하고, 통기 부재(2422)와 연결 부재(2421)가 분리되는 위험을 줄일 수 있다. 차폐부(2412)는 배기 영역(24212)의 적어도 일부분을 차폐하며, 차폐부(2412)를 통해 적어도 일부분 이물질이 복수의 제1 관통 구멍(2421a)에 유입하여 통기 부재(2422)에 영향을 미치는 것을 방지함으로써, 통기 부재(2422)의 성능을 보장할 수 있다. 제2 관통 구멍(2413)은 제1 오목부(2411)에 의해 정의된 공간과 연통되어 배터리 셀(20) 내부의 기체가 배출될 수 있도록 하며, 배터리 셀(20)의 안전성을 보장한다.
일부 실시예에서, 차폐부(2412)에는 제1 오목부(2411)의 바닥면으로부터 통기 부재(2422)와 멀어지는 방향으로 오목하게 형성된 제2 오목부(2414)가 설치되고, 제2 오목부(2414)의 바닥면과 배기 기구(242) 사이에는 배기 영역(24212)을 회피하기 위한 회피 공간(2415)이 형성된다.
제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 제2 오목부(2414)의 직교 투영의 형태는 원형, 타원형 또는 다각형 등 다양한 형태일 수 있다. 대안적으로, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제2 오목부(2414)의 직교 투영 면적은 제1 오목부(2411)의 직교 투영 면적보다 작다. 대안적으로, 제2 오목부(2414)의 직교 투영은 제1 오목부(2411)의 직교 투영 내부에 위치한다.
제2 관통 구멍(2413)은 제2 오목부(2414)의 바닥면으로부터 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)을 따라 연장되어 배기 본체(241)를 관통할 수 있다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제2 오목부(2414)의 바닥면은 배기 기구(242)와 이격하여 분포되어 회피 공간(2415)을 형성한다.
차폐부(2412)에 제2 오목부(2414)가 설치되고, 제2 오목부(2414)의 바닥면과 배기 기구(242) 사이에 회피 공간(2415)을 형성함으로써, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 적어도 일부분 제1 관통 구멍(2421a)의 직교 투영이 차폐부(2412)에 의해 덮힐 때 차폐부(2412)와 연결 부재(2421)의 배기 영역(24212)이 접촉되는 것을 방지하고, 차폐부(2412)에 덮힌 제1 관통 구멍(2421a)이 차폐부에 의해 폐쇄되는 것을 방지함으로써, 배터리 셀(20) 내부의 배기 수요를 확보하고, 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
도 8은 본 발명의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 구조의 단면도이다. 일부 예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 차폐부(2412)는 배기 영역(24212)을 완전히 차폐하고, 제2 관통 구멍(2413)은 배기 영역(24212)으로부터 완전히 엇갈리게 배치된다.
즉, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 차폐부(2412)의 직교 투영은 배기 영역(24212)의 직교 투영을 완전히 차폐하고, 제2 관통 구멍(2413)의 직교 투영과 배기 영역(24212)의 직교 투영이 완전히 엇갈리게 설치된다.
상기와 같은 구성을 통해, 배터리 셀(20) 내부의 배기 수요를 확보하는 동시에, 차폐부(2412)를 통해 연결 부재(2421) 및 통기 부재(2422)를 효과적으로 보호함으로써, 통기 부재(2422)가 외부의 이물질 또는 내부의 전해질에 의해 손상되거나 침식되는 가능성을 줄일 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 일부 실시예에서, 제1 오목부(2411)는 배기 본체(241)의 내부 표면으로부터 배터리 셀(20)의 내부와 멀어지는 방향을 따라 함몰되고, 차폐부(2412)는 배터리 셀(20)의 내부와 멀어지는 배기 기구(242)의 일측에 위치하고, 제2 관통 구멍(2413)은 배터리 셀(20)의 외부 공간과 제1 오목부(2411)를 연통시킨다.
제1 오목부(2411)는 배기 본체(241)의 내부 표면으로부터 배터리 셀(20)의 외부로 함몰되어 형성될 수 있고, 제1 오목부(2411)는 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)을 따라 함몰될 수 있다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 배기 기구(242)는 차폐부(2412)와 전극 조립체(22) 사이에 위치한다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 차폐부(2412)의 직교 투영에 의해 적어도 일부분 제1 관통 구멍(2421a)이 덮이는 경우, 차폐부(2412)에는 제2 오목부(2414)가 설치되며, 상기 예에서, 제2 오목부(2414)는 제1 오목부(2411)의 바닥면으로부터 축 방향(X)을 따라 통기 부재(2422)와 멀어지는 방향으로 함몰될 수 있고, 배기 기구(242)는 제2 관통 구멍(2413)과 전극 조립체(22) 사이에 위치한다.
상기 기술적 해결책에서, 제1 오목부(2411)는 배기 본체(241)의 내부 표면으로부터 배터리 셀(20)의 내부와 멀어지는 방향을 따라 함몰되고, 차폐부(2412)는 배터리 셀(20)의 내부와 멀어지는 배기 기구(242)의 일측에 위치하고, 제2 관통 구멍(2413)은 배터리 셀(20)의 외부 공간과 제1 오목부(2411)를 연통시킴으로써, 배터리 셀(20) 내부의 기체가 통기 부재를 통해 순차적으로 제2 관통 구멍(2413), 제1 관통 구멍(2421a)을 통과하여 배출되도록 한다. 차폐부(2412)의 위치는 외부 불순물이 제1 관통 구멍(2421a)으로 들어가는 것을 효과적으로 차단할 수 있어 통기 부재(2422)의 손상 위험을 줄일 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 도 9는 본 발명 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 평면도이고, 도 10은 도 9의 B-B방향을 따른 단면도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 분해도이다.
일부 실시예에서, 제1 오목부(2411)는 배기 본체(241)의 외부 표면으로부터 배터리 셀(20)의 내부를 향하는 방향으로 함몰되고, 차폐부(2412)는 배터리 셀(20)의 내부를 향한 배기 기구(242)의 일측에 위치할 수 있고, 제2 관통 구멍(2413)은 배터리 셀(20)의 내부 공간과 제1 오목부(2411)를 연통시킬 수 있다.
제1 오목부(2411)는 배기 본체(241)의 외부 표면으로부터 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)을 따라 배터리 셀(20)의 내부의 방향으로 함몰될 수 있다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 차폐부(2412)의 직교 투영에 의해 적어도 일부분 제1 관통 구멍(2421a)이 덮이는 경우, 차폐부(2412)에는 제2 오목부(2414)가 설치된다. 상기 예에서, 제2 오목부(2414)는 제1 오목부(2411)의 바닥면으로부터 축 방향(X)을 따라 통기 부재(2422)에 가까운 방향으로 함몰될 수 있고, 제2 관통 구멍(2413)은 배기 기구(242)와 전극 조립체(22) 사이에 위치한다.
상기 기술적 해결책에서, 배터리 셀(20)에 의해 생성된 기체는 먼저 제2 관통 구멍(2413)을 통과한 다음 통기 부재(2422)를 통해 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 거쳐 배출된다. 제1 오목부(2411)는 통기 부재(2422)를 지지하고 보호하는 역할을 하며, 제1 오목부(2411) 내부에서 통기 부재(2422)의 설치와 위치 결정을 용이하게 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 도 12는 본 발명의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 단면도이다.
일부 실시예에서, 배기 장치(24)는 적어도 일부분이 제2 오목부(2414) 내부에 위치하여 배기 영역(24212)의 변형을 제한하는 통기성 위치 제한 부재(243)를 더 포함한다.
통기성 위치 제한 부재(243)는 통기 기능을 가진다. 대안적으로, 통기성 위치 제한 부재(243)는 제2 오목부(2414) 내부에 전부 또는 부분적으로 위치할 수 있다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 통기성 위치 제한 부재(243)는 차폐부(2412)와 배기 기구(242) 사이에 끼워져 배기 기구(242)에 지지력을 제공하여 배기 영역(24212)의 변형을 제한할 수 있으며, 구체적으로, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서 배기 영역(24212)의 변형을 제한할 수 있다.
대안적으로, 통기성 위치 제한 부재(243)는 특정된 두께를 갖는 필름층 구조일 수 있고, 대안적으로, 통기성 위치 제한 부재(243)는 방수 기능을 가질 수 있다.
대안적으로, 통기성 위치 제한 부재(243)는 배기 기구(242) 및 차폐부(2412)와 접촉하지만 연결되지 않을 수 있고, 물론, 통기성 위치 제한 부재(243)는 배기 기구(242)와 접촉하고 서로 연결될 수도 있고, 또는, 통기성 위치 제한 부재(243)는 배기 기구(242) 및 차폐부(2412)와 동시에 접촉하고 연결될 수도 있다.
배기 장치(24)는 통기성 위치 제한 부재(243)를 더 포함하며, 통기성 위치 제한 부재(243)의 적어도 일부분이 제2 오목부(2414) 내부에 위치하도록 설치함으로써, 통기성 위치 제한 부재(243)를 통해 배기 기구(242)를 지지하고, 배기 영역(24212)의 변형을 제한하며, 통기 부재(2422)의 변형 가능성을 줄이고, 배기 장치(24)의 안전성을 향상할 수 있다.
일부 실시예에서, 통기성 위치 제한 부재(243)는 상기 배기 영역(24212)에 부착되고, 상기 배기 영역(24212)에 의해 지지된다.
통기성 위치 제한 부재(243)는 배기 영역(24212)에 부착되고, 배기 영역(24212)의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮고 연결부(2421b)에 접할 수 있다. 통기성 위치 제한 부재(243)는 접합 또는 화학 결합 등 방식에 의해 배기 영역(24212)에 직접 연결될 수 있다.
상기와 같은 구성을 통해, 배기 영역(24212)이 기압을 견디는 능력을 강화하고, 배기 영역(24212)의 변형 가능성을 줄이고, 통기 부재(2422)와 부착 영역의 변형 가능성을 줄인다.
일부 실시예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 통기성 위치 제한 부재(243)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a) 및 연결부(2421b)를 덮을 수 있다.
상기와 같은 구성을 통해, 배기 영역(24212)의 변형을 제한하는 동시에, 축 방향(X)에서 통기 부재(2422)의 일측을 보호하고, 외부의 이물질 또는 내부의 전해질이 통기 부재(2422)에 작용하여 손상을 일으키는 것을 방지하고, 배기 기구(242)의 안전성을 확보한다.
일부 실시예에서, 통기 부재(2422)는 화학 결합을 통해 연결 부재(2421)와 일체로 연결된다.
화학 결합은 순수한 물질 분자 또는 결정에서 두개 이상의 인접한 원자(또는 이온) 사이의 강한 상호 작용력에 대한 일반적인 용어이다. 이온이나 원자를 함께 묶어 하나로 작용하게 하는 힘을 일반적으로 화학 결합이라고 한다.
화학 결합을 통해 통기 부재(2422)와 연결 부재(2421)를 연결함으로써, 통기 부재(2422)와 연결 부재(2421)가 더욱 단단히 연결되어 양자의 연결 강도를 보장하는 동시에, 통기 부재(2422)의 성능에 대한 영향이 작으므로 통기 부재(2422)의 성능을 보장할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 도 14는 본 발명의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 단면도이고, 도 15는 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 단면도이다.
일부 실시예에서, 배기 장치(24)는 절연 부재(244)를 더 포함하고, 절연 부재(244)는 배터리 셀(20)의 내부를 향하는 배기 본체(241)의 일측에 위치하고, 절연 부재(244)에는 제3 관통 구멍(2441)이 설치되고, 제3 관통 구멍(2441)은 배터리 셀(20)의 내부 공간과 제1 관통 구멍(2421a)을 연통시킨다.
절연 부재(244)는 단부 캡(23)과 전극 조립체(22)를 분리하는 부품이며, 절연 부재(244)를 통해 단부 캡(23)과 전극 조립체(22)의 절연 및 분리를 구현한다. 절연 부재(244)는 플라스틱, 고무 등의 절연 재질일 수 있다. 예시적으로, 절연 부재(244)는 단부 캡(23)과 전극 조립체(22) 사이에 설치되며, 전극 조립체(22)가 복수개인 경우, 절연 부재(244)가 복수의 전극 조립체(22) 전체를 덮는다.
절연 부재(244)는 판 형태로 설치될 수 있다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제3 관통 구멍(2441)은 제1 관통 구멍(2421a)과 대응되거나 대응되지 않게 배치될 수 있고, 제3 관통 구멍(2441)의 구멍 직경은 제1 관통 구멍(2421a)의 구멍 직경과 동일하거나 상이할 수 있다.
절연 부재(244)를 설치함으로써, 전극 조립체(22)와 단부 캡(23) 금속의 접촉으로 인한 단락 현상을 방지할 수 있고, 절연 부재(244)에 설치된 제3 관통 구멍(2441)이 배터리 셀(20)의 내부 공간과 제1 관통 구멍(2421a)을 연통시킬 수 있으므로, 배터리 셀(20) 내부 기체의 배출 수요를 보장할 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 단면도이다. 일부 실시예에서, 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제3 관통 구멍(2441)은 제1 관통 구멍(2421a)과 완전히 엇갈리게 배치된다. 제1 관통 구멍(2421a)의 축 방향(X)에서, 제3 관통 구멍(2441)과 제1 관통 구멍(2421a)은 중첩되지 않는다.
상기와 같은 구성을 통해, 액체나 불순물 입자를 차단할 수 있어 통기 부재(2422)의 성능을 확보할 수 있다. 동시에, 상기와 같은 구성을 통해, 배터리 셀(20)내부의 기체가 제3 관통 구멍(2441)을 통해 직접 제1 관통 구멍(2421a)에 작용하는 것을 방지함으로써, 제1 관통 구멍(2421a)에 대한 충격을 줄이고, 통기 부재(2422)의 변형 가능성을 줄이고, 배터리 셀(20)의 안전성을 보장할 수 있다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 도 17은 본 발명의 다른 일부 실시예의 배기 장치(24)의 평면도이고, 도 18은 도 17의 C-C방향을 따른 단면도이고, 도 19는 도 18의 D부분의 확대도이다.
일부 실시예에서, 배기 본체(241)는 배터리 셀(20)의 단부 캡(23)이다. 즉, 배기 장치(24)는 배터리 셀(20)의 단부 캡(23) 위치에 설치될 수 있다.
상기와 같은 구성을 통해, 배터리 셀(20)의 단부 캡(23)에 배기 기능을 통합시킴으로써, 배터리 셀(20)의 안전성을 보장한다.
상기 실시예들은 모두 배기 본체(241)가 배터리 셀(20)의 단부 캡(23)인 경우를 예를 들어 설명하였다.
도 20은 본 발명의 또 다른 일부 실시예의 배기 장치(24)의 단면도이다. 일부 실시예에서, 배기 본체(241)의 내부에는 수용 캐비티(2416)가 형성되고, 배기 본체(241)는 수용 캐비티(2416)를 정의하는 복수의 벽을 갖고, 적어도 하나의 벽에 배기 기구(242)가 설치될 수 있다.
배기 본체(241)의 적어도 하나의 벽에는 배기 구조가 마련되고, 하나의 벽에만 배기 구조가 마련될 수도 있고, 복수의 벽에 모두 배기 구조가 마련될 수도 있다. 배기 구조는 벽의 외부 표면에 배치될 수 있고, 벽의 내부 표면에 배치될 수도 있다.
배기 본체(241)는 직육면체, 원기둥체 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. 배기 본체(241)가 직육면체인 경우를 예로 들면, 배기 본체(241)는 5개의 벽을 가질 수 있고, 하나의 바닥벽(2417a)과 4개의 측벽(2417b)이 공동으로 둘러싸여 일단이 개방된 수용 캐비티(2416)를 형성하고, 바닥벽(2417a)에 배기 구조가 설치된다. 배기 본체(241)가 원기둥체인 경우를 예를 들면, 배기 본체(241)는 하나의 바닥벽(2417a)과 하나의 둘레벽 등 두개의 벽을 가질 수 있고, 둘레벽은 바닥벽(2417a)의 가장자리에 둘러싸여 설치되고, 둘레벽과 바닥벽(2417a)이 함께 둘러싸여 일단이 개방된 수용 캐비티(2416)를 형성하고, 바닥벽(2417a) 상에 배기 본체(241)가 설치된다.
본 실시예에서, 배기 본체(241) 내부에 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 수용 캐비티(2416)가 형성되고, 배기 본체(241)의 복수의 벽에 의해 수용 캐비티(2416)가 정의되며, 배기 장치(24)는 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 하우징(21)이고, 배기 장치(24)는 수용 기능과 압력 해제 기능을 하나로 통합한다.
본 발명의 실시예는 상기 임의의 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)를 포함하는 배터리 셀(20)을 제공한다.
본 발명의 실시예는 상기 임의의 하나의 실시예에 의해 제공되는 배터리 셀(20)과 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 상자를 포함하는 배터리를 제공한다.
본 발명의 실시예는 상기 임의의 하나의 실시예에 의해 제공되는 배터리를 포함하고, 전기 에너지를 제공하기 위한 전기 장치를 제공한다.
도 21은 본 발명의 일부 실시예에 따른 배기 장치(24)의 제조 방법의 흐름도이다. 본 발명의 실시예는 배기 장치(24)의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다. 즉:
S100, 배기 본체(241)를 제공한다.
S200, 배기 기구(242)를 제공하고, 배기 기구(242)를 배기 본체(241)에 연결한다.
배기 기구(242)는 연결 부재(2421) 및 통기 부재(2422)를 포함하고, 연결 부재(2421)는 배기 본체(241)에 연결되고, 연결 부재(2421)에는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 설치되며, 통기 부재(2422)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮고, 통기 부재(2422)는 배터리 셀(20) 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 통해 배터리 셀(20)의 외부로 기체를 배출하며; 연결 부재(2421)는 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하고, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)에 부착되어 통기 부재(2422)의 변형을 제한한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)의 제조 방법을 통해 상기 각 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)를 제조할 수 있으며, 해당 방법에 따라 제조된 배기 장치(24)는 연결 부재(2421)가 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하므로, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 부착될 수 있으며, 배터리 셀(20) 내부의 기체가 통기 부재(2422)를 통해 배터리 셀(20) 외부로 배출되는 과정에서 통기 부재(2422)에 작용하면, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 배터리 셀(20) 내부의 압력과 반대되는 작용력을 제공함으로써, 통기 부재(2422)의 변형을 줄이고, 배기 장치(24) 전체가 내부 압력에 견디는 능력을 향상하고, 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
도 22은 본 발명의 일부 실시예에 따른 배기 장치(24) 제조 장치의 개략적인 블록도이다. 본 발명의 실시예는 배기 장치(24) 제조 장치를 제공하며, 상기 제조 장치는, 배기 본체(241)를 제공하도록 구성된 제공 장치(2100); 및, 배기 기구(242)를 제공하고, 배기 기구(242)를 배기 본체(241)에 연결하도록 구성된 조립 장치(2200);를 포함하되, 배기 기구(242)는 연결 부재(2421) 및 통기 부재(2422)를 포함하고, 연결 부재(2421)는 배기 본체(241)에 연결되고, 연결 부재(2421)에는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)이 설치되며, 통기 부재(2422)는 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 덮고, 배터리 셀(20) 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 복수의 제1 관통 구멍(2421a)을 통해 배터리 셀(20)의 외부로 기체를 배출하며, 연결 부재(2421)는 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하고, 연결부(2421b)는 통기 부재(2422)에 부착되어 통기 부재(2422)의 변형을 제한한다.
본 발명의 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24) 제조 장치를 사용하여 상기 각 실시예에 의해 제공되는 배기 장치(24)를 제조할 수 있으며, 해당 장치를 통해 제조된 배기 장치(24)는 연결 부재(2421)가 인접한 두개의 제1 관통 구멍(2421a) 사이에 형성된 연결부(2421b)를 포함하므로, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 부착될 수 있으며, 배터리 셀(20) 내부의 기체가 통기 부재(2422)를 통해 배터리 셀(20) 외부로 배출되는 과정에서 통기 부재(2422)에 작용하면, 연결부(2421b)를 통해 통기 부재(2422)에 배터리 셀(20) 내부의 압력과 반대되는 작용력을 제공함으로써, 통기 부재(2422)의 변형을 줄이고, 배기 장치(24) 전체가 내부 압력에 견디는 능력을 향상하고, 배터리 셀(20)의 안전성을 향상시킨다.
서로 충돌되지 않는 한, 본 발명의 실시예 및 실시예의 특징은 서로 조합될 수 있다.
상기 실시예들은 본 발명의 기술적 해결책을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명은 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다. 본 발명의 정신과 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 동등한 대체 및 개선은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
1000-차량;
100-배터리; 200-컨트롤러; 300-모터;
10-상자; 11-제1 부분; 12-제2 부분;
20-배터리 셀;
21-하우징;
22-전극 조립체; 221-양극 탭; 222-음극 탭;
23-단부 캡; 231-양극 단자; 232-음극 단자;
24-배기 장치;
241-배기 본체; 2411-제1 오목부; 2412-차폐부; 2413-제2 관통 구멍; 2414- 제2 오목부; 2415-회피 공간; 2416-수용 캐비티; 2417a-바닥벽; 2417b-측벽;
242-배기 기구; 2421-연결 부재; 2421a-제1 관통 구멍; 2421b-연결부; 24211-본체 영역; 24212-배기 영역; 2422-통기 부재;
243-통기성 위치 제한 부재;
244-절연 부재; 2441-제3 관통 구멍;
2100-제공 장치; 2200-조립 장치; X-축 방향.

Claims (27)

  1. 배터리 셀에 사용되는 배기 장치로서,
    배기 본체; 및,
    상기 배기 본체에 설치되고, 연결 부재 및 통기 부재를 포함하되, 상기 연결 부재는 상기 배기 본체에 연결되고, 상기 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 상기 통기 부재는 상기 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 상기 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 상기 복수의 제1 관통 구멍을 통해 상기 배터리 셀의 외부로 상기 기체를 배출하는 배기 기구;를 포함하되,
    상기 연결 부재는 인접한 두개의 상기 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 통기 부재에 부착되어 상기 통기 부재의 변형을 제한하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통기 부재는 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 상기 연결 부재의 일측에 설치되고, 상기 연결부는 상기 통기 부재가 상기 배터리 셀의 외부를 향해 변형이 발생할 때 상기 통기 부재에 지지력을 제공하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 관통 구멍은 동일한 형태 및 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 관통 구멍은 간격을 두고 분포되고, 인접한 두개의 상기 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)와 상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서 상기 통기 부재의 두께(L)는 1.2≤D/L≤5를 만족하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관통 구멍의 형태는 원형, 타원형, 허리 둥근 형태 및 다각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관통 구멍의 형태는 원형이고, 상기 제1 관통 구멍의 구멍 직경(d)과 상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 0.1≤d/D≤4를 만족하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 인접한 두개의 제1 관통 구멍 사이의 최소 거리(D)는 D≥0.5mm를 만족하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 제1 관통 구멍 각각의 직교 투영 면적의 합(S1)과 상기 통기 부재의 직교 투영 면적(S2)은 S1/S2≤0.8을 만족하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 본체는 상기 배기 기구와 별도로 제공되고, 상기 배기 기구는 상기 연결 부재를 통해 상기 배기 본체에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배기 본체에는 상기 배기 기구의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 오목부가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결 부재는 본체 영역 및 배기 영역을 포함하고, 상기 본체 영역은 상기 배기 본체에 연결되고, 상기 배기 영역은 상기 연결부와 상기 복수의 제1 관통 구멍을 포함하고, 상기 통기 부재의 일부분은 상기 본체 영역에 부착되고, 다른 일부분은 상기 배기 영역의 상기 연결부에 부착되며;
    상기 배기 본체에는 상기 제1 오목부의 바닥에 차폐부와 제2 관통 구멍이 설치되고, 상기 차폐부는 상기 배기 영역의 적어도 일부분을 차폐하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 제1 오목부에 의해 정의된 공간과 연통되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 차폐부는 상기 배기 영역을 완전히 차폐하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배기 영역과 완전히 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 차폐부에는 상기 제1 오목부의 바닥면으로부터 상기 통기 부재와 멀어지는 방향으로 오목하게 형성된 제2 오목부가 설치되고, 상기 제2 오목부의 바닥면과 상기 배기 기구 사이에는 상기 배기 영역을 회피하기 위한 회피 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배기 장치는 적어도 일부분이 상기 제2 오목부 내부에 위치하여 상기 배기 영역의 변형을 제한하는 통기성 위치 제한 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 통기성 위치 제한 부재는 상기 배기 영역에 부착되어 상기 배기 영역을 지지하는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오목부는 상기 배기 본체의 외부 표면으로부터 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 방향을 따라 함몰되고, 상기 차폐부는 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 상기 배기 기구의 일측에 위치하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배터리 셀의 내부 공간과 상기 제1 오목부를 연통시키는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  17. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오목부는 상기 배기 본체의 내부 표면으로부터 상기 배터리 셀의 내부와 멀어지는 방향을 따라 함몰되고, 상기 차폐부는 상기 배터리 셀의 내부와 멀어지는 상기 배기 기구의 일측에 위치하고, 상기 제2 관통 구멍은 상기 배터리 셀의 외부 공간과 상기 제1 오목부를 연통시키는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통기 부재와 상기 연결 부재는 화학 결합을 통해 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  19. 제1항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 본체의 내부에는 수용 캐비티가 형성되고, 상기 배기 본체는 수용 캐비티를 정의하는 복수의 벽을 갖고, 적어도 하나의 벽에 상기 배기 기구가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  20. 제1항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 본체는 상기 배터리 셀의 단부 캡인 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 배기 장치는 절연 부재를 더 포함하고, 상기 절연 부재는 상기 배터리 셀의 내부를 향하는 상기 배기 본체의 일측에 위치하고, 상기 절연 부재에는 제3 관통 구멍이 설치되고, 상기 제3 관통 구멍은 배터리 셀의 내부 공간과 상기 제1 관통 구멍을 연통시키는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 관통 구멍의 축 방향에서, 상기 제3 관통 구멍은 상기 제1 관통 구멍과 완전히 엇갈리게 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 배기 장치를 포함하는 배터리 셀.
  24. 배터리로서,
    제23항의 배터리 셀; 및,
    상기 배터리 셀을 수용하기 위한 상자;를 포함하는 배터리.
  25. 제24항에 따른 배터리를 포함하고, 전기 에너지를 제공하는 전기 장치.
  26. 배기 장치의 제조 방법으로서,
    배기 본체를 제공하는 단계; 및,
    배기 기구를 제공하고, 배기 기구와 배기 본체를 연결하는 단계;를 포함하되, 상기 배기 기구는 연결 부재 및 통기 부재를 포함하고, 상기 연결 부재는 상기 배기 본체에 연결되고, 상기 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 상기 통기 부재는 상기 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 상기 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 상기 복수의 제1 관통 구멍을 통해 상기 배터리 셀의 외부로 상기 기체를 배출하며, 상기 연결 부재는 인접한 두개의 상기 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 통기 부재에 부착되어 상기 통기 부재의 변형을 제한하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  27. 배기 장치의 제조 장치로서,
    배기 본체를 제공하도록 구성된 제공 장치; 및,
    배기 기구를 제공하고, 배기 기구를 배기 본체에 연결하도록 구성된 조립 장치;를 포함하되,
    상기 배기 기구는 연결 부재 및 통기 부재를 포함하고, 상기 연결 부재는 상기 배기 본체에 연결되고, 상기 연결 부재에는 복수의 제1 관통 구멍이 설치되며, 상기 통기 부재는 상기 복수의 제1 관통 구멍을 덮고, 상기 배터리 셀 내부의 기체 압력이 제1 임계값에 도달할 때 상기 복수의 제1 관통 구멍을 통해 상기 배터리 셀의 외부로 상기 기체를 배출하며, 상기 연결 부재는 인접한 두개의 상기 제1 관통 구멍 사이에 형성된 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 상기 통기 부재에 부착되어 상기 통기 부재의 변형을 제한하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1148814C (zh) 1996-02-15 2004-05-05 东洋钢钣株式会社 复合材料的制造方法
MY120789A (en) 1998-01-16 2005-11-30 Toyo Kohan Co Ltd Closed battery and closing member
JP2003323877A (ja) 2002-05-07 2003-11-14 Japan Storage Battery Co Ltd 電 池
DE102012022346B4 (de) * 2012-11-15 2018-03-22 Mann+Hummel Gmbh Batterie-Gehäuse
CN105720222A (zh) * 2016-05-04 2016-06-29 惠州市沃瑞科技有限公司 一种应用小型电池包的压力防爆泄压平衡阀
CN207818654U (zh) * 2018-02-27 2018-09-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 顶盖组件和二次电池
CN208298910U (zh) * 2018-06-15 2018-12-28 长春市友谊塑胶有限公司 一种电池包防爆阀
CN208507798U (zh) 2018-07-18 2019-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其盖板组件
CN109920953B (zh) * 2019-03-27 2021-11-19 蜂巢能源科技有限公司 电池包防爆阀、电池包及车辆
CN209658282U (zh) * 2019-05-21 2019-11-19 宁德新能源科技有限公司 外壳、防爆阀及含该防爆阀或该外壳的电池模组
CN209896110U (zh) * 2019-06-04 2020-01-03 安徽益佳通电池有限公司 一种电池盖板组件

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