KR20230047957A - 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비 - Google Patents

배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비 Download PDF

Info

Publication number
KR20230047957A
KR20230047957A KR1020227039747A KR20227039747A KR20230047957A KR 20230047957 A KR20230047957 A KR 20230047957A KR 1020227039747 A KR1020227039747 A KR 1020227039747A KR 20227039747 A KR20227039747 A KR 20227039747A KR 20230047957 A KR20230047957 A KR 20230047957A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode assembly
pressure relief
battery cell
relief mechanism
mounting
Prior art date
Application number
KR1020227039747A
Other languages
English (en)
Inventor
원린 저우
취앤쿤 리
펑 왕
하이주 진
Original Assignee
컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 filed Critical 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Publication of KR20230047957A publication Critical patent/KR20230047957A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/367Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/375Vent means sensitive to or responsive to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20Pressure-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

본 출원의 실시예는 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비를 제공한다. 상기 배터리 셀은 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 하우징을 포함하고, 상기 하우징의 제1 벽은 제1 본체와 상기 제1 본체에 연결된 장착체를 포함하고, 상기 장착체에는 방압기구가 제공되고, 상기 방압기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하는 데 사용되며, 여기서, 상기 제1 벽의 두께 방향에서 상기 장착체의 적어도 일부는 상기 전극 조립체와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리보다 작다. 본 출원에서 제공되는 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비는 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배기가스 감축은 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 관건이다. 이런 상황에서 전기자동차는 에너지 절약과 친환경의 장점으로 자동차산업의 지속 가능한 발전의 중요한 구성부분이 된다. 전기자동차에 있어서, 배터리 기술은 발전과 관련된 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에서, 배터리 성능 향상 이외에 안전 문제도 소홀하면 안 된다. 만약 배터리의 안전 문제가 보장되지 않는다면 이 배터리는 사용할 수 없다. 따라서, 배터리의 안전성을 향상시키는 것은 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 출원은 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비를 제공한다.
제1 양상에서, 배터리 셀을 제공함에 있어서, 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 하우징을 포함하고, 상기 하우징의 제1 벽은 제1 본체와 상기 제1 본체에 연결된 장착체를 포함하고, 상기 장착체에는 방압기구가 제공되고, 상기 방압기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하는 데 사용되며, 여기서, 상기 제1 벽의 두께 방향에서 상기 장착체의 적어도 일부는 상기 전극 조립체와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리보다 작다.
따라서, 본 출원의 실시예의 배터리 셀에서, 방압기구는 제1 벽의 제1 본체의 다른 영역에 비해 전극 조립체와 더 가깝다. 이로써 방압기구가 외력에 의한 충격을 받을 확률이 낮아진다. 제1 벽이 배터리의 케이스의 바닥을 향해 놓이고, 제1 벽을 통해 배터리 셀을 지지하더라도 방압기구는 제1 벽의 다른 영역에 비해 배터리 셀의 내부와 더 가까우며, 다시 말해서 배터리의 케이스의 바닥과 더 멀리하기 때문에 방압기구가 케이스 바닥으로부터 오는 외력의 충격을 직접적으로 받을 확률을 낮출 수 있어 외력의 충격으로 인한 방압기구의 고장을 최대한 피할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 장착체의 적어도 일부의 두께는 상기 제1 본체의 두께보다 크다.
이로써, 방압기구가 위치한 영역의 두께가 커서 강도가 증가되기 때문에 방압기구가 위치한 영역이 외력을 받더라도 상기 방압기구가 파괴될 확률이 낮아져, 상기 방압기구의 안전성을 더 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 장착체는 장착부 및 연결부를 포함하며, 상기 장착부는 상기 방압기구를 장착하는 데 사용되고, 상기 연결부는 상기 장착부와 상기 제1 본체를 연결하는 데 사용되며, 또한 상기 장착부의 두께는 상기 연결부의 두께보다 크다.
제1 벽이 외력에 의해 변형되면 방압 영역의 주위에서 제1 본체와 연결된 연결부가 주요 응력 영역이 될 수 있다. 방압기구는 두께가 비교적 큰 장착부의 전극 조립체와 가까운 일단에 제공되는데 장착부의 보호를 받아 방압기구가 힘을 적게 받고, 제1 벽의 변형에 의한 영향을 적게 받기 때문에 방압기구의 안전성 및 신뢰성이 효과적으로 향상된다.
일부 실시예에서, 상기 장착체에는 방압 홀이 형성되어 있고, 상기 방압기구는 상기 방압 홀을 덮고 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 방압 홀을 통해 상기 압력을 방출시키기 위해 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 장착체는 제1 요함부를 가지며, 상기 제1 요함부는 상기 장착체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면에서 상기 전극 조립체에서 멀어지는 방향으로 함몰되고, 상기 방압기구의 적어도 일부는 상기 제1 요함부에 수용된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 요함부의 바닥면은 상기 제1 본체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면에 비해 상기 전극 조립체와 더 가깝다. 이로써 장착부의 방압 구조가 형성된 영역의 두께가 제1 본체의 두께보다 크도록 보장하고, 따라서 장착부의 강도를 보장하여 방압기구의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제1 요함부의 바닥면에는 상기 방압 홀이 형성된다.
일부 실시예에서, 상기 배터리 셀은 보호부재를 더 포함하며, 상기 보호부재는 상기 방압 홀의 상기 전극 조립체와 동떨어진 일측에 제공되어 상기 방압기구를 보호하는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 상기 장착체의 상기 전극 조립체와 동떨어진 일측에 상기 방압 홀을 둘러싸는 돌출부가 제공되고, 상기 돌출부는 상기 장착체의 상기 전극 조립체와 동떨어진 표면에서 상기 전극 조립체에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 상기 보호부재는 가공 및 설치의 편의성을 위해 상기 돌출부의 상기 전극 조립체와 동떨어진 표면에 제공된다.
일부 실시예에서, 상기 장착체는 제2 요함부를 가지며, 상기 제2 요함부는 상기 장착체의 상기 전극 조립체와 동떨어진 표면에서 상기 전극 조립체와 대향하는 방향으로 함몰되고, 상기 방압 홀은 상기 제1 요함부의 바닥면과 상기 제2 요함부의 바닥면을 관통하고, 상기 돌출부는 상기 제2 요함부의 바닥면에 위치한다.
일부 실시예에서, 상기 돌출부의 높이는 상기 제2 요함부의 깊이보다 작다.
즉, 보호부재의 전극 조립체와 동떨어진 표면은 제1 본체의 외측표면을 초과하지 않으므로 커버의 전극 조립체와 동떨어진 일단에 다른 조립체를 설치하는 데 영향을 미치지 않아 가공 및 설치하는 데 더 편리하다.
일부 실시예에서, 상기 장착체와 상기 제1 본체는 일체형 구조이다.
예를 들어, 일체형 스탬핑 방식으로 장착체를 형성할 수 있으므로 가공 과정을 간소화할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 장착체와 상기 제1 본체는 독립적인 부품일 수도 있다. 이에 따라 상기 장착체를 보다 유연하게 설치할 수 있고, 나아가 장착체의 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 장착체는 장착부 및 연결부를 포함하며, 상기 장착부는 상기 방압기구를 장착하는 데 사용되고, 상기 연결부는 상기 장착부와 상기 제1 본체를 연결하는 데 사용되며, 상기 연결부의 두께는 상기 제1 본체에서 상기 장착부로 점차 증가한다.
즉, 연결부는 장착부로부터 제1 본체에 이르는 경사면을 가지며, 제1 벽이 외력을 받을 때, 상기 경사면은 힘을 균등하게 받을 수 있으므로 특정 영역이 집중적으로 힘을 받아 변형 및 파단되는 것을 피하여 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 제1 벽은 제2 본체를 더 포함하며, 상기 제2 본체는 상기 제1 본체와 연결되고, 상기 제1 본체는 상기 제2 본체를 기준으로 상기 전극 조립체에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 상기 전극 조립체와 대향하는 일측에 요함 영역이 형성되고, 상기 요함 영역은 상기 방압기구 및 상기 장착체의 적어도 일부를 수용하는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 상기 전극 조립체는 본체부와 탭을 포함하고, 상기 제1 벽에 전극단자가 제공되며, 상기 전극단자는 상기 탭과 전기적으로 연결되는 데 사용되고, 상기 요함 영역은 또한 상기 탭의 적어도 일부를 수용하는 데 사용된다.
상기 요함 영역은 하우징 본체 내에서 방압기구와 탭이 차지하는 공간을 줄일 수 있어 전극 조립체의 본체부의 공간이 더 커지고, 나아가 배터리 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 두께 방향에서 상기 장착체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면과 상기 본체부 사이의 최소 거리는 제1 거리이고, 상기 제2 본체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면과 상기 본체부 사이의 최소 거리는 제2 거리이며, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작거나 같다.
방압기구의 전극 조립체와 대향하는 표면이 제2 본체의 내측표면을 초과하지 않으므로 상기 방압기구는 전극 조립체의 본체부 공간에 영향을 미치지 않고, 전극 조립체의 본체부에 더 큰 공간을 내주어 배터리 셀의 에너지 밀도를 향상시키는 데 유리하다.
일부 실시예에서, 상기 하우징은 개구부를 가진 하우징 본체 - 상기 하우징 본체에 상기 전극 조립체가 수용됨 - ; 상기 개구부를 덮기 위한 커버; 를 포함하며, 상기 제1 벽은 상기 커버이다.
제2 양상에서, 배터리를 제공함에 있어서, 제1 양상에 의한 배터리 셀 및 케이스를 포함하며, 케이스는 다수의 상기 배터리 셀을 수용하는 데 사용된다.
제3 양상에서, 전기기기를 제공함에 있어서, 제2 양상에 의한 배터리를 포함하며, 전기기기에 전기 에너지를 제공하는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 상기 전기기기는 차량, 선박 또는 비행체이다.
제4 양상에서, 배터리 셀 제조 방법을 제공함에 있어서, 전극 조립체를 제공하는 단계와, 커버 및 하우징 본체를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 전극 조립체는 상기 하우징 본체 내에 수용되고, 상기 커버는 제1 본체와 상기 제1 본체에 연결된 장착체를 포함하고, 상기 장착체에는 방압기구가 제공되고, 상기 방압기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고, 상기 커버의 두께 방향에서 상기 장착체의 적어도 일부는 상기 전극 조립체와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체의 상기 전극 조립체와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체와 상기 전극 조립체 사이의 최소 거리보다 작다.
제5 양상에서, 배터리 셀 제조 장비를 제공함에 있어서, 상기 제4 양상에 의한 방법을 수행하는 모듈을 포함한다.
본 출원의 실시예의 배터리 셀에서, 방압기구는 제1 벽의 제1 본체의 다른 영역에 비해 전극 조립체와 더 가깝다. 이로써 방압기구가 외력에 의한 충격을 받을 확률이 낮아진다. 제1 벽이 배터리의 케이스의 바닥을 향해 놓이고, 제1 벽을 통해 배터리 셀을 지지하더라도 방압기구는 제1 벽의 다른 영역에 비해 배터리 셀의 내부와 더 가까우며, 다시 말해서 배터리의 케이스의 바닥과 더 멀리하기 때문에 방압기구가 케이스 바닥으로부터 오는 외력의 충격을 직접적으로 받을 확률을 낮출 수 있어 외력의 충격으로 인한 방압기구의 고장을 최대한 피할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 분해 구조 개략도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구조 개략도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 개략도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 분해도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 커버의 분해 개략도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 커버의 부감도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 커버의 단면도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 커버의 부분 확대도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 장착부의 단면도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 다른 커버의 분해 개략도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 다른 커버의 부감도이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 다른 커버의 단면도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 방압기구가 제공된 다른 커버의 부분 확대도이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조 장비의 블록도이다.
도면에서 도면은 실제 축척에 따라 그려지지 않았다.
이하, 첨부된 도면을 결부하여 본 출원의 기술적 솔루션에 대해 명확하고 온전하게 설명하도록 한다. 이하 실시예의 상세한 설명 및 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되며, 본 출원의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 즉, 본 출원은 명세서에서 설명된 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원의 실시예에 대한 설명에서, 별도로 설명되지 않은 한, "다수"는 두 개 이상을 의미하고 용어 "위", "아래", "왼쪽", "오른쪽", "안", "밖" 등에 의해 지시되는 방향 또는 위치관계는 장치나 부품이 반드시 특정 방위를 가지거나 특정 방위에 따라 구성되거나 조작된다는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니라, 본 출원의 실시예에 대한 설명을 돕고 설명을 단순화하기 위함에 불과하며, 따라서 본 출원의 실시예에 대한 제한으로 이해되어서는 안된다. "제1", "제2", "제3" 등 용어는 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적인 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안된다. "수직"은 엄격한 의미로서의 수직이 아니라 오차가 허용하는 범위 내의 수직이다. "평행"은 엄격한 의미로서의 평행이 아니라 오차가 허용하는 범위 내의 평행이다.
이하 설명에서 나타난 방위사는 모두 도면에 나타낸 방향이며, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하지 않는다. 본 출원에 대한 설명에서, "설치", "접속", "연결" 등과 같은 용어들은 별도의 명확한 규정 및 제한되지 않는 한 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예컨대, 고정 연결이거나 착탈식 연결, 또는 일체형일 수 있다. 또한, 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있다는 점에 유의해야 한다. 당업자는 특정 상황에 따라 본 출원의 실시예들에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 동일한 부호는 동일한 부품을 의미하며, 간결함을 위해 서로 다른 실시예에서는 동일한 부품에 대한 상세한 설명을 생략한다. 도면에 도시된 본 출원의 실시예에서의 다양한 부품의 두께, 길이, 폭 등의 치수, 그리고 통합 장치의 전체 두께, 길이, 폭 등의 치수는 예시적인 설명일 뿐 본 출원에 대한 어떤한 제한도 구성하지 않음을 이해해야 한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬이온 이차배터리, 리툼이온 일차배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨이온 배터리 또는 마그네슘이온 배터리를 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키지의 방식에 따라 세 가지 종류: 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀, 파우치형 배터리 셀로 나뉘며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급되는 배터리는 보다 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급되는 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 적어도 하나의 배터리 셀을 패키징하기 위한 케이스를 포함한다. 케이스는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 막을 수 있다.
배터리 셀은 전극 조립체 및 전해액을 포함하며, 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극판 및 음극판 사이의 금속 이온 이동에 의존하여 작동된다. 양극판은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 양극 집전체로부터 돌출되고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 양극 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬이온 배터리로 예를 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질층은 리튬 코발트 산화물, 리튬 인산철, 삼원계 리튬 또는 리튬 망간 산화물 등일 수 있다. 음극판은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되고, 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. 퓨즈가 발생하기 않으면서 큰 전류를 통과시키기 위해 양극 탭의 수는 여러 개로 함께 적층되고, 음극 탭의 수는 여러 개로 함께 적층된다. 분리막의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등일 수 있다. 또한, 전극 조립체는 권취형 구조이거나 적층형 구조일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
배터리 기술의 발전은 동시에 다방면의 설계 요소를 고려해야 한다. 예를 들어, 에너지 밀도, 순환 수명, 방전 용량, 충방전 배율 등 성능 파라미터를 고려해야 하고, 또한 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리에 대한 주요 안전 위험이 충전과 방전 과정에서 발생하므로 배터리의 안전 성능을 향상시키기 위해 배터리 셀에 일반적으로 방압기구가 제공될 수 있다. 방압기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 미리 설정된 임계값에 도달할 때 내부 압력 또는 온도를 방출시키기 위해 작동되는 소자 또는 부품을 가리킨다. 상기 미리 설정된 임계값은 설계 수요에 따라 조정될 수 있다. 상기 미리 설정된 임계값은 배터리 셀의 양극판, 음극판, 전해액, 분리막 중 적어도 하나의 재료에 의해 결정될 수 있다. 방압기구는 압력 감응성 또는 온도 감응성 소자 또는 부품 등을 사용할 수 있다. 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 미리 설정된 임계값에 도달할 때 방압기구가 작동되어 내부 압력 또는 온도가 방출될 수 있는 통로를 형성한다.
본 출원에서 언급되는 "작동"은 배터리 셀의 내부 압력 및 온도를 방출시키기 위해 방압기구에서 동작이 발생하는 것을 의미한다. 방압기구에서 발생하는 동작은 방압기구의 적어도 일부가 파열되거나 찢어지거나 녹는 것 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 방압기구가 작동한 후 배터리 셀 내부의 고온 고압 물질이 배출물로서 방압기구에서 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 제어 가능한 압력 또는 온도에서 배터리 셀 내부의 압력을 방출시킬 수 있으므로 더 심각한 잠재적 사고를 피할 수 있다.
본 출원에서 언급되는 배터리 셀에서 배출되는 배출물은 전해액, 용해 또는 파열된 양극판 및 음극판, 분리막의 조각, 반응에 의해 생성된 고온 고압 가스, 화염 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
배터리 셀의 방압기구는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 배터리 셀에 단락, 과충전 등 현상이 발생할 경우 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급격히 상승할 수 있다. 이 경우 방압기구의 작동으로 내부 압력 및 온도를 외부로 방출하여 배터리 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
방압기구는 배터리 셀에 열폭주가 발생할 때 즉시 작동할 수 있어야 하기 때문에 방압기구의 주변 영역은 일반적으로 비교적 취약하다. 이리하여 방압기구가 외력에 의한 충격을 받을 때 파괴될 위험이 있어 안전성과 신뢰성이 비교적 낮고, 나아가 배터리 셀의 누액을 초래할 수 있다. 특히, 배터리 셀의 방압기구가 위치한 벽이 아래를 향해 놓일 때, 예를 들어 방압기구가 배터리 셀의 커버에 제공되고, 배터리 셀이 배터리 케이스 내에 거꾸로 놓일 때 방압기구가 위치한 커버가 배터리 셀 전체의 중량을 지지해야 하고, 커버가 받는 외력의 충격이 비교적 커서 변형이 쉽게 발생하며, 이에 따라 방압기구가 받는 외력의 충격도 증가되어 방압기구가 쉽게 변형되거나 심지어 파괴되고, 나아가 배터리의 안전성과 사용수명에 영향을 미치게 된다.
상기 문제에 대해 본 출원의 실시예는 배터리 셀을 제공함에 있어서, 배터리 셀의 하우징의 제1 벽은 제1 본체와 제1 본체에 연결된 장착체를 포함하고, 장착체에는 방압기구가 제공되고, 방압기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하는 데 사용되며, 여기서, 상기 제1 벽의 두께 방향에서 장착체의 적어도 일부는 전극 조립체와 대향하는 방향을 따라 제1 본체의 전극 조립체와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 방압기구와 전극 조립체 사이의 최소 거리는 제1 본체와 전극 조립체 사이의 최소 거리보다 작다.
이로써 방압기구가 외력에 의한 충격을 받을 확률이 낮아진다. 제1 벽이 아래를 향해 놓이더라도 방압기구는 제1 벽의 다른 영역에 비해 배터리 셀의 내부와 더 가까우며, 다시 말해서 배터리 케이스의 바닥과 더 멀리하기 때문에 방압기구가 케이스 바닥으로부터 오는 외력의 충격을 직접적으로 받을 확률을 낮출 수 있어 외력의 충격으로 인한 방압기구의 고장을 최대한 피할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술적 솔루션은 배터리를 사용하는 다양한 전기기기에 모두 적용된다.
전기기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 장비, 노트북, 선박, 우주 비행체, 전동 완구, 전동 도구 등일 수 있다. 차량은 내연기관 자동차, 천연가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차일 수 있으며, 신재생에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차, 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 우주 비행체에는 비행기, 로켓, 우주 왕복선, 우주 비행선 등이 포함된다. 전동 완구에는 게임기, 전기자동차 완구, 전기선박 완구 및 전기비행기 완구 등와 같은 고정식 또는 이동식 전동 완구가 포함된다. 전동 도구에는 금속절삭전동도구, 연마전동도구, 조립전동도구 및 철도용 전동도구, 예를 들어, 전기드릴, 전동그라인더, 전동렌치, 전동드라이버, 전기해머, 충격전기드릴, 콘크리트진동기 및 전기대패 등이 포함된다. 본 출원의 실시예는 상기 전기기기에 대해 특별히 한정하지 않는다.
설명의 편의를 위해, 이하 실시예에서는 전기기기가 차량인 것으로 예를 들어 설명하도록 한다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 이는 본 출원의 일 실시예에 따른 차량(1)의 구조 개략도이다. 차량(1)은 내연기관 자동차, 천연가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차일 수 있고, 신재생에너지 자동차는 순수 전기자동차, 하이브리드 자동차, 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 제어기(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있고, 제어기(30)는 모터(40)에 전력을 공급하도록 배터리(10)를 제어하는 데 사용된다. 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 바닥 또는 앞쪽 또는 뒤쪽에 장착될 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 조작 전원으로서 차량(1)의 회로 시스템에 사용될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 작동 시의 전력 수요에 사용된다. 본 출원의 다른 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 조작 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로서 연료 또는 천연가스를 완전히 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동력을 제공할 수도 있다.
다양한 전력 사용 수요를 충족시키기 위해 배터리는 다수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 배터리 셀은 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있으며, 직병렬은 직렬과 병렬의 혼합을 가리킨다. 배터리는 배터리 팩이라고도 할 수 있다. 선택적으로, 다수의 배터리 셀은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 배터리 모듈을 구성하고, 다수의 배터리 모듈은 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 배터리를 구성할 수 있다. 즉, 다수의 배터리 셀은 직접 배터리를 구성하거나, 먼저 배터리 모듈을 구성하고 배터리 모듈이 배터리 팩을 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 2는 본 출원의 일 실시예의 배터리(10)의 구조 개략도를 나타내며, 배터리(10)는 적어도 하나의 배터리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 배터리 모듈(200)은 다수의 배터리 셀(20)을 포함한다. 배터리(10)는 중공 구조인 케이스(11)를 포함할 수 있으며, 다수의 배터리 셀(20)은 케이스(11) 내부에 수용된다. 도 2는 본 출원의 실시예의 케이스(11)의 가능한 구현 방식을 나타내며, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(11)는 두 부분을 포함할 수 있고, 여기서는 각각 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)이라고 칭하며, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 스냅 결합된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형상은 배터리 모듈(200)이 조합되는 형상에 따라 결정될 수 있으며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 중 적어도 하나는 개구부를 갖는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 모두 하나의 면이 개구면인 중공 직육면체일 수 있으며, 제1 부분(111)의 개구부와 제2 부분(112)의 개구부는 대향 배치되고, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 스냅 결합되어 밀폐된 챔버를 갖는 케이스(11)를 형성한다.
또 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 달리, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112) 중 하나만 개구부를 갖는 중공 직육면체이고, 다른 하나는 개구부를 덮기 위한 판상일 수 있다. 예를 들어, 여기서, 제2 부분(112)이 하나의 면이 개구면인 중공 직육면체이고, 제1 부분(111)이 판상인 것으로 예를 들면, 제1 부분(111)은 제2 부분(112)의 개구부를 덮어 밀폐된 챔버를 갖는 케이스(11)를 형성하고, 상기 챔버는 다수의 배터리 셀(20)을 수용하는 데 사용될 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)은 서로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결된 후 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 스냅 결합되어 형성된 케이스(11) 내에 놓인다.
선택적으로, 배터리(10)는 다른 구조를 더 포함할 수 있으며, 여기서 일일이 나열하지 않는다. 예를 들어, 상기 배터리(10)는 버스바를 더 포함할 수 있으며, 버스바는 다수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결(예: 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 연결)을 구현하는 데 사용된다. 구체적으로, 버스바는 배터리 셀(20)의 전극단자를 연결하여 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 나아가 버스바는 용접을 통해 배터리 셀(20)의 전극단자에 고정될 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)의 전기 에너지는 전도성 기구를 통해 케이스(11)를 통과하여 출력될 수 있다.
다양한 전력 수요에 따라, 배터리 모듈(200) 내의 배터리 셀(20)의 수는 임의로 설정될 수 있다. 다수의 배터리 셀(20)은 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 큰 용량 또는 전력을 구현할 수 있다. 각 배터리(10)에 포함되는 배터리 셀(20)의 수가 많을 수 있으므로 장착의 편의성을 위해 배터리 셀(20)을 그룹으로 나누어 배치하고, 각 배터리 셀(20) 그룹은 배터리 모듈(200)을 구성한다. 배터리 모듈(200)에 포함되는 배터리 셀(20)의 수는 한정되지 않으며, 실제 수요에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 배터리 모듈(200)의 일례이다. 배터리는 다수의 배터리 모듈(200)을 포함할 수 있으며, 이러한 배터리 모듈(200)은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 구조 개략도이고, 도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 분해 구조 개략도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 전극 조립체(22), 하우징 본체(211), 커버(212) 및 방압기구(213)를 포함한다. 전극 조립체(22)는 하우징 본체(211) 내에 수용되고, 커버(212)는 하우징 본체(211)의 개구부를 덮는 데 사용된다.
하우징 본체(211)는 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 부품이고, 하우징 본체(211)는 일단이 개구부로 형성된 중공 구조일 수 있거나 대향하는 양단이 개구부로 형성된 중공 구조일 수 있다. 하우징 본체(211)가 일단이 개구부로 형성된 중공 구조인 경우, 커버(212)는 하나만 설치될 수 있고, 하우징 본체(211)가 대향하는 양단이 개구부로 형성된 중공 구조인 경우, 커버(212)는 두 개로 설치될 수 있고, 두 개의 커버(212)는 각각 하우징 본체(211) 양단의 개구부에 덮인다. 하우징 본체(211)의 재질은 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄 합금 등과 같이 다양할 수 있다. 하우징 본체(211)의 형상은 원기둥체, 직육면체 등과 같이 다양할 수 있다. 예시적으로, 도 4 및 도 5에서, 하우징 본체(211)는 직육면체 구조이고, 하우징 본체(211)는 일단이 개구부로 형성된 중공 구조이다.
상기 배터리 셀(20)에서 실제 수요에 따라 하우징 본체(211) 내에는 하나 또는 다수의 전극 조립체(22)가 배치될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20) 내에는 4개의 독립적인 전극 조립체(22)가 설치되어 있다.
전극 조립체(22)는 배터리 셀(20)에서 전기화학 반응을 일으키는 부품이다. 전극 조립체(22)는 원기둥체, 직육면체 등일 수 있다. 전극 조립체(22)가 원기둥체 구조이면 하우징 본체(211)도 원기둥체 구조일 수 있다. 전극 조립체(22)가 직육면체 구조이면 하우징 본체(211)도 직육면체 구조일 수 있다. 전극 조립체(22)는 탭(222) 및 본체부(221)를 포함하며, 여기서, 전극 조립체(22)의 탭(222)은 양극 탭(222a) 및 음극 탭(222b)을 포함할 수 있으며, 양극 탭(222a)은 양극판의 양극 활물질층이 코팅되지 않은 부분이 적층을 통해 형성되고, 음극 탭(222b)은 음극판의 음극 활물질층이 코팅되지 않은 부분이 적층을 통해 형성될 수 있다. 본체부(211)는 양극판의 양극 활물질층이 코팅된 부분과 음극판의 음극 활물질층이 코팅된 부분이 적층 또는 권취를 통해 형성될 수 있다.
커버(212)는 배터리 셀(20)의 내부 환경을 외부 환경으로부터 차단시키기 위해 하우징 본체(211)의 개구부를 덮는 부품을 가리킨다. 커버(212)의 형상은 하우징 본체(211)의 형상에 알맞게 설계될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(211)는 직육면체 구조이고, 커버(212)는 하우징 본체(211)에 알맞는 직사각형 판상 구조이다. 커버(212)의 재질은 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄 합금 등과 같이 다양할 수 있고, 커버(212)의 재질은 하우징 본체(211)의 재질과 동일하거나 다를 수 있다.
상기 배터리 셀(20)은 커버 스티커(25)를 더 포함할 수 있으며, 상기 커버 스티커(25)는 커버(212)의 외측표면에 부착되어 상기 커버를 보호하는 데 사용되고, 상기 배터리 셀(20)은 거치대(24)를 더 포함할 수 있으며, 상기 거치대(24)는 커버(212)와 전극 조립체(22) 사이에 위치하여 커버(212)와 전극 조립체(22)를 격리하는 데 사용된다.
커버(212)에는 전극단자(214)가 설치될 수 있으며, 전극단자(214)는 배터리 셀(20)의 전극 조립체(22)와 전기적으로 연결되어 전기 에너지를 출력하기 위해 사용된다. 전극단자(214)는 양극단자(214a)와 음극단자(214b)를 포함할 수 있으며, 양극단자(214a)는 양극 탭(222a)과 전기적으로 연결되는 데 사용되고, 음극단자(214b)는 음극 탭(222b)과 전기적으로 연결되는 데 사용된다. 양극단자(214a)와 양극 탭(222a)은 직접적으로 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있고, 음극단자(214b)와 음극 탭(222b)은 직접적으로 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있다. 예시적으로, 양극단자(214a)는 연결부재(23)를 통해 양극 탭(222a)과 전기적으로 연결되고, 음극단자(214b)는 연결부재(23)를 통해 음극 탭(222b)과 전기적으로 연결된다.
방압기구(213)는 배터리 셀(20) 내부의 압력을 방출시키기 위한 부품이며, 배터리 셀(20) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 배터리 셀(20) 내부의 압력은 방압기구(213)를 통해 방출된다. 구체적으로, 방압구조(213)에 노치홈이 형성되어 있고, 배터리 셀(20) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 방압구조(213)는 노치홈을 따라 파열되어 내부 압력을 방출시킨다. 이하 도면을 결부하여, 방압기구(213)의 구체적인 구조 및 위치를 자세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 방압기구가 제공된 커버의 분해 구조 개략도를 도시한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)은 전극 조립체(22) 및 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 하우징(21)를 포함하고, 하우징(21)의 제1 벽(212)은 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 방압기구(213)는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 압력을 방출시키기 위해 작동하며, 제1 벽(212)의 두께 방향에서 장착체(2122)의 적어도 일부는 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 제1 본체(2121)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작다.
하우징(21)의 제1 벽(212)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 하우징(21)의 제1 벽(212)은 하우징 본체(211)의 한 개 벽이다. 예를 들어, 하우징 본체(211)의 측벽 또는 바닥벽일 수 있고, 방압기구(213)는 상기 측벽 또는 바닥벽에 용접된 독립적인 부품이거나 상기 측벽 또는 바닥벽의 일부일 수도 있다. 상기 하우징(21)의 제1 벽(212)은 커버(212)일 수도 있고, 방압기구(213)는 커버(212)에 용접된 독립적인 부품이거나 커버(212)의 일부일 수도 있다. 설명의 편의를 위해, 이하 상기 제1 벽(212)이 커버(212)인 것으로 예를 들어 설명하도록 한다.
본 출원의 실시예의 방압기구(213)는 다양한 가능한 방압구조(213)일 수 있으며, 본 출원의 실시예에서는 이에 대해 한정하지 않음을 이해해야 한다. 예를 들어, 방압기구(213)는 온도 감응성 방압기구일 수 있으며, 온도 감응성 방압기구는 방압기구(213)가 제공된 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달할 때 녹을 수 있도록 구성된다. 및/또는, 방압기구(213)는 압력 감응성 방압기구일 수 있으며, 압력 감응성 방압기구는 방압기구(213)가 제공된 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달할 때 파열될 수 있도록 구성된다.
본 출원의 실시예의 장착체(2122)와 방압기구(213)는 일체 성형 구조일 수 있거나 두 개의 독립적인 부품으로 용접 등 방식을 통해 연결될 수 있다. 본 출원의 실시예의 장착체(2122)와 제1 본체(2121)는 일체형 구조일 수 있거나 두 개의 독립적인 부품으로 용접 등 방식을 통해 연결될 수 있다.
방압기구(213)는 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 대향하는 일측에 제공되고, 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작다. 즉, 방압기구(213)가 장착체(2122)에 제공됨으로써 상기 방압기구(213)는 제1 벽(212)의 제1 본체(2121)의 다른 영역에 비해 전극 조립체(22)와 더 가까울 수 있음을 의미한다. 구체적으로, 본 출원의 실시예에서 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 두께 방향에서 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리를 의미할 수 있다. 여기서, 상기 두께 방향은 제1 벽(212)의 두께 방향이거나, 상기 두께 방향은 상기 방압기구(213)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면에 수직인 방향이라고 말할 수 있다. 예를 들어, 상기 두께 방향에서 방압기구(213)가 전극 조립체(22)의 본체부(221)와 마주하면, 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 방압기구(213)와 본체부(221) 사이의 최소 거리와 같다. 또 예를 들어, 상기 두께 방향에서 방압기구(213)가 탭(222)과 마주하면, 방압기구(213)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 방압기구(213)와 탭(222) 사이의 최소 거리와 같다.
이와 유사하게, 본 출원의 실시예의 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 마찬가지로 상기 두께 방향에서 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리를 의미한다. 예를 들어, 상기 두께 방향에서 제1 본체(2121)가 본체부(221)와 마주하면, 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 본체부(221) 사이의 최소 거리와 같다. 또 예를 들어, 상기 두께 방향에서 제1 본체(2121)가 탭(222)과 마주하면, 제1 본체(2121)와 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 탭(222) 사이의 최소 거리와 같다.
따라서, 본 출원의 실시예의 배터리 셀(20)의 제1 벽(212)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 제1 벽(212)은 서로 연결되는 제1 본체(2121)와 장착체(2122)를 포함하고, 장착체(2122)의 적어도 일부가 전극 조립체(22)를 향해 제1 본체(2121)로부터 돌출되고, 방압기구(213)는 장착체(2133)의 전극 조립체(22)와 대향하는 일측에 형성되고, 즉 방압기구(213)는 제1 벽(212)의 제1 본체(2121)의 다른 영역에 비해 전극 조립체(22)와 더 가깝다. 이로써 방압기구(213)가 외력에 의한 충격을 받을 확률이 낮아진다. 제1 벽(212)이 배터리(20) 케이스(11)의 바닥을 향해 놓이고, 제1 벽(212)을 통해 배터리 셀(20)을 지지하더라도 방압기구(213)는 제1 벽(212)의 다른 영역에 비해 배터리 셀(20)의 내부와 더 가까우며, 다시 말해서 배터리(10)의 케이스(11)의 바닥과 더 멀리하기 때문에 방압기구(213)가 케이스(11) 바닥으로부터 오는 외력의 충격을 직접적으로 받을 확률을 낮출 수 있어 외력의 충격으로 인한 방압기구(213)의 고장을 최대한 피할 수 있다.
나아가, 본 출원의 실시예의 장착체(2122)의 적어도 일부의 두께는 제1 본체(2121)의 두께보다 크게 설계될 수 있다. 즉, 방압기구(213)가 제공된 장착체(2122)의 두께를 비교적 크게 설계함으로써, 장착체(2122)에서 방압기구(213)가 위치한 영역이 외력을 받더라도 상기 영역의 두께가 커서 강도가 증가하므로 상기 방압기구(213)가 파괴될 확률이 낮아지고, 상기 방압기구(213)의 안전성이 더 향상될 수 있다.
이하 도면을 결부하여, 먼저 장착체(2122)와 제1 본체(2121)에 대해 설명하도록 한다.
선택적으로, 실시예로서, 장착체(2122)와 제1 본체(2121)는 두 개의 독립적인 부품일 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 장착체(2122)와 제1 본체(2121)는 독립적인 부품이다. 도 7은 도 6에 대응하는 방압기구(213)가 제공된 커버(212)의 부감도이고, 도 8은 도 7에 도시된 A-A’ 방향을 따르는 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 영역 B의 부분 확대도이고, 도 10은 도 9에서의 장착체(2122)의 개략도이다.
도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 장착체(2122)는 장착부(2122a) 및 연결부(2122b)를 포함한다. 여기서, 장착부(2122a)는 방압기구(213)를 장착하는 데 사용되고, 연결부(2122b)는 장착부(2122a)와 제1 본체(2121)를 연결하는 데 사용된다. 또한, 본 출원의 실시예에서, 방압기구(213)가 제공된 장착부(2122a)의 두께는 연결부(2122b)의 두께보다 크고, 상기 장착부(2122a)의 두께는 제1 본체(2121)의 두께보다 크다.
구체적으로, 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예의 연결부(2122b)는 장착부(2122a)의 전극 조립체(22)와 멀리한 일단에 위치할 수 있고, 상기 연결부(2122b)는 장착부(2122a)로부터 돌출되는 돌출대 구조일 수 있다. 이에 대응하여, 커버(212)의 제1 본체(2121)에도 대응되는 돌출대 구조가 제공되어 연결부(2122b)가 제1 본체(2121)의 돌출대 구조와 감합하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 용접의 방식으로 연결될 수 있다. 여기서, 도 9에서의 굵은 실선은 용접점일 수 있지만 본 출원의 실시예에서는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예의 장착체(2122)가 도 6 내지 도 10에 도시된 방식으로 제공될 때, 한편으로, 방압기구(213)는 제1 본체(2121)의 외측표면에 비해 전극 조립체(22)와 더 가깝고, 이에 따라 커버(212)가 외력을 받을 때 방압기구(213)에 영향을 미칠 가능성이 낮아지고, 다른 한편으로, 커버(212)가 외력에 의해 변형되면 방압영역(213)의 주위에서 연결부(2122b)의 제1 본체(2121)와 접촉하는 영역이 주요 응력 영역이 될 수 있고, 방압기구(213)는 두께가 비교적 큰 장착부(2122a)의 전극 조립체(22)와 가까운 일단에 형성되며, 장착부(2122a)의 보호를 받아 방압기구(213)가 힘을 적게 받고, 커버(212)의 변형에 의한 영향을 적게 받기 때문에 방압기구(213)의 안전성 및 신뢰성이 효과적으로 향상될 수 있음을 이해해야 한다.
선택적으로, 다른 실시예로서, 장착체(2122)와 제1 본체(2121)는 일체형 구조일 수도 있다. 도 11은 방압기구(213)와 커버(212)의 분해 구조 개략도를 도시하고, 도 12는 도 11에 대응하는 방압기구(213)가 제공된 커버(212)의 부감도이고, 도 13은 도 12에 도시된 C-C’ 방향을 따르는 단면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 영역 D의 부분 확대도이다.
도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 장착체(2122)는 장착부(2122a) 및 연결부(2122b)를 포함한다. 여기서, 장착부(2122a)는 방압기구(213)를 장착하는 데 사용되고, 연결부(2122b)는 장착부(2122a)와 제1 본체(2121)를 연결하는 데 사용된다. 장착체(2122)와 제1 본체(2121)는 일체형 구조이며, 예를 들어, 본 출원의 실시예의 장착체(2122)는 스탬핑 등 방식으로 커버(212)에 제공될 수 있으므로, 제1 본체(2121), 연결부(2122b) 및 장착부(2122a)는 커버(212)에서 서로 연결된 3개의 영역이다. 그러나, 세 영역의 두께는 다르다. 여기서, 방압기구(213)가 위치한 장착부(2122a)의 두께는 연결부(2122b)의 두께보다 크고, 장착부(2122a)의 두께도 제1 본체(2121)의 두께보다 크다.
구체적으로, 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 연결부(2122b)는 제1 본체(2121)와 장착부(2122a) 사이에 위치하고, 연결부(2122b)의 두께는 상대적으로 작다. 예를 들어, 연결부(2122b)의 두께는 제1 본체(2121)에서 장착부(2122a)로 점차 증가하여 경사면을 형성할 수 있지만 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 연결부(2122b)의 장착부(2122a)로부터 제1 본체(2121)에 이르는 상기 경사면은 제1 벽(212)이 외력을 받을 때 힘을 거의 균등하게 받을 수 있으므로 특정 영역이 집중적으로 힘을 받아 변형 및 파단되는 것을 피하여 안전성을 향상시킨다.
도 6 내지 도 10에 도시된 실시예와 유사하게, 본 출원의 실시예의 장착체(2122)가 도 11 내지 도 14에 도시된 방식으로 제공될 때, 한편으로, 방압기구(213)는 제1 본체(2121)의 외측표면에 비해 전극 조립체(22)와 더 가깝고, 이에 따라 커버(212)가 외력을 받을 때 방압기구(213)에 영향을 미칠 가능성이 낮아지고, 다른 한편으로, 커버(212)가 외력에 의해 변형되면 방압영역(213)의 주위에서 두께가 비교적 작은 연결부(2122b)가 주요 응력 영역이 될 수 있고, 방압기구(213)는 두께가 비교적 큰 장착부(2122a)의 전극 조립체(22)와 가까운 일단에 형성되며, 장착부(2122a)의 두께가 커서 강도가 크므로 방압기구(213)가 힘을 적게 받도록 보장될 수 있다. 즉, 방압기구(213)가 커버(212)의 변형에 의한 영향을 적게 받아 방압기구(213)의 안전성 및 신뢰성이 효과적으로 향상된다.
위에서는 도면을 결부하여 본 출원의 실시예의 장착체(2122)와 제1 본체(2121)의 관계를 상세하게 설명하였고, 다음은 도 6 내지 도 14를 결부하여 본 출원의 실시예의 방압기구(213)의 설정에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
본 출원의 실시예의 장착체(2122)에는 방압 홀(2122c)이 형성되고, 방압기구(213)는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 방압 홀(2122c)을 통해 압력을 방출시키기 위해 작동함을 이해해야 한다. 예를 들어, 방압기구(213)는 방압 홀(2122c)의 전극 조립체(22)와 가까운 일단에 제공되어 상기 방압 홀(2122c)을 덮을 수 있다.
구체적으로, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 장착체(2122)는 제1 요함부(2122d)를 가지며, 제1 요함부(2122d)는 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면에서 전극 조립체(22)와 동떨어진 방향으로 함몰되고, 방압기구(213)의 적어도 일부는 제1 요함부(2122d)에 수용된다. 또한, 제1 요함부(2122d)의 바닥면에는 방압 홀(2122c)이 형성되고, 제1 요함부(2122d)에 수용되는 방압기구(213)는 상기 방압 홀(2122c)을 덮을 수 있다.
본 출원의 실시예의 제1 요함부(2122d)의 바닥면은 제1 본체(2121)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면에 비해 전극 조립체(22)와 더 가깝다. 이로써, 장착부(2122)의 방압구조(213)가 제공된 영역의 두께가 제1 본체(2121)의 두께보다 크도록 보장하고, 따라서 장착부(2122)의 강도를 보장하여 방압기구(213)의 안전성을 향상시킬 수 있음을 이해해야 한다.
배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 때 방압기구(213)가 파괴되어 배터리 셀(20)의 내부 압력이 방출될 수 있도록 보장하기 위해, 방압기구(213)의 전극 조립체를 향한 표면과 아래의 거치대 사이에 일정한 공간이 있어 방압기구(213)에 변형 공간을 제공할 수 있음을 이해해야 한다.
또한, 상기 방압기구(213)에 제1 홈(2131)이 형성되어 제1 홈(2131)의 두께가 작아질 수 있어 배터리 셀(20)의 열폭주 발생시 방압기구(213)가 파괴되기 쉽다. 나아가, 상기 제1 홈(2131) 내에 제2 홈(2132)이 형성될 수 있고, 상기 제2 홈(2132)은 제1 홈(2131)의 바닥벽에 형성된 노치일 수 있으며, 제2 홈(2132)이 위치한 영역은 방압기구(213)에서 두께가 가장 작은 영역이다. 이로써, 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생할 때 방압기구(213)가 상기 제2 홈(2132) 부위에서 파괴된다. 즉, 파괴 위치가 미리 설정될 수 있어, 상기 방압기구(213)의 유연성 및 신뢰성이 향상된다.
선택적으로, 상기 제1 홈(2131)의 개구부와 제2 홈(2132)의 개구부는 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향을 향하도록 설정될 수 있다. 이로써 제1 홈(2131)과 제2 홈(2132)이 배터리 셀(20) 내부의 전해액에 의해 부식되는 것을 피할 수 있어, 방압기구(213)의 사용수명을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 배터리 셀(20)은 보호부재(215)를 더 포함할 수 있으며, 상기 보호부재(215)는 방압 홀(2122c)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 일측에 설치되어 방압기구(213)를 보호하는 데 사용된다. 예를 들어, 입자성 물질 등에 의해 방압기구(213)가 파괴되지 않도록 보호할 수 있다.
본 출원의 실시예의 보호부재(215)는 설치 및 고정의 편의성을 위해 돌기 구조 상에 설치될 수 있음을 이해해야 한다. 구체적으로, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 일측에는 방압 홀(2122c)을 둘러싸는 돌출부(2122e)가 제공되고, 돌출부(2122e)는 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에서 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 보호부재(215)는 돌출부(2122e)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에 설치된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예의 장착체(2122)에는 제2 요함부(2122f)가 더 제공될 수 있으며, 제2 요함부(2122f)는 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에서 전극 조립체(22)와 대향하는 방향으로 함몰되고, 방압 홀(2122c)은 제1 요함부(2122d)의 바닥면과 제2 요함부(2122f)의 바닥면을 관통하고, 돌출부(2122e)는 제2 요함부(2122f)의 바닥면에 위치한다. 예를 들어, 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 돌출부(2122e)가 상기 제2 요함부(2122f)의 바닥벽을 기준으로 돌출되도록 상기 제2 요함부(2122f)도 방압 홀(2122c)을 둘러싸고, 보호부재(215)는 돌출부(2122e)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에 설치된다.
도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 요함부(2122f)가 제공되는 경우 돌출부(2122e)의 높이는 제2 요함부(2122f)의 깊이보다 작게 설정될 수 있다. 이로써 보호부재(215)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면은 제1 본체(2121)의 외측표면을 초과하지 않으므로 커버(212)의 전극 조립체(22)와 동떨어진 일단에 다른 조립체를 설치하는 데 영향을 미치지 않아 가공 및 설치하는 데 더 편리하다.
본 출원의 실시예에서, 커버(212)의 제1 본체(2121)에는 전극단자(214)가 더 제공될 수 있다. 전극 조립체(22)의 본체부(221)와 전극단자(214) 사이에 탭(222)과 연결부재(23)가 제공되어 있는 것을 고려하여, 탭(222)이 하우징 본체(211) 내에 설치되면, 상기 탭(222)은 하우징 본체(211) 내부의 일부 공간을 점유해야 하기 때문에 하우징 본체(211) 내부에서 전극 조립체(22)의 본체부(221)에 공급될 수 있는 공간이 줄어들어 배터리 셀(20)의 에너지 밀도가 감소된다.
이를 감안하여, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예의 제1 벽(212)은 제2 본체(2123)를 더 포함할 수 있으며, 제2 본체(2123)는 제1 본체(2121)와 연결된다. 예를 들어, 상기 제2 본체(2123)는 제1 본체(2121)의 가장자리에 위치한다. 제1 본체(2121)는 제2 본체(2123)를 기준으로 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 전극 조립체(22)와 대향하는 일측에 요함 영역이 형성되며, 상기 요함 영역은 방압기구(213), 탭(222)의 적어도 일부 및 장착체(2122)의 적어도 일부를 수용하는 데 사용될 수 있다.
선택적으로, 하우징 본체(211)의 내부 공간을 충분히 이용하여 전극 조립체(22)의 본체부(211)를 수용하기 위해, 상기 요함 영역은 방압기구(213), 탭(222) 및 장착체(2122)의 전체를 수용하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 벽(212)의 두께 방향에서 요함 영역 내의 방압기구(213)에 있어서, 장착체(2122)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면과 본체부(221) 사이의 최소 거리는 제1 거리이다. 예를 들어, 상기 제1 거리는 방압기구(213)와 본체부(221) 사이의 거리일 수 있다. 제2 본체(2123)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면과 본체부(221) 사이의 최소 거리는 제2 거리이며, 제2 거리는 제1 거리보다 작거나 같게 설정된다. 즉, 방압기구(213)의 전극 조립체(22)와 대향하는 표면이 제2 본체(2123)의 내측표면을 초과하지 않으므로 상기 방압기구(213)는 전극 조립체(22)의 본체부(221)의 공간에 영향을 미치지 않고 전극 조립체(22)의 본체부(221)에 더 큰 공간을 내주어 배터리 셀(20)의 에너지 밀도를 향상시키는 데 유리하다.
위에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀, 배터리, 전기기기에 대해 설명하였고, 다음은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법 및 장비에 대해 설명하도록 한다. 여기서 상세하게 설명되지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 15는 본 출원의 실시예의 배터리 셀(20) 제조 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 방법(300)은, 전극 조립체(22)를 제공하는 단계 S310과, 하우징 본체(211) 및 커버(212)를 제공하는 단계 S320을 포함하며, 상기 전극 조립체(22)는 상기 하우징 본체(211) 내에 수용되고, 상기 커버(212)는 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 방압기구(213)는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고, 상기 커버(212)의 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 적어도 일부는 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구(213)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작다.
도 16은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20) 제조 장비(400)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 장비(400)는 제1 제공 모듈(410) 및 제2 제공 모듈(420)을 포함할 수 있다. 상기 제1 제공 모듈(410)은 전극 조립체(22)를 제공하도록 구성되고, 상기 제2 제공 모듈(420)은 하우징 본체(211) 및 커버(212)를 제공하도록 구성되며, 상기 전극 조립체(22)는 상기 하우징 본체(211) 내에 수용되고, 상기 커버(212)는 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 방압기구(213)는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고, 상기 커버(212)의 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 적어도 일부는 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구(213)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작다.
본 출원은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 개선이 가능하며, 그 부품을 동등한 것으로 대체할 수 있다. 특히, 구조적인 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급한 각 기술적 특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 여기에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술적 솔루션을 포함한다.
1-차량, 10-배터리, 11-케이스, 20-배터리 셀, 21-하우징, 22-전극 조립체, 23-연결부재, 24-거치대, 30-제어기, 40-모터, 111-제1 부분, 112-제2 부분, 211-하우징 본체, 212-커버, 212-제1 벽, 213-방압기구, 214-전극단자, 214a-양극단자, 214b-음극단자, 215-보호 부재, 221-본체부, 222-탭, 222a-양극 탭, 222b- 음극 탭, 2121-제1 본체, 2122-장착체, 2122a-장착부, 2122b-연결부, 2122c-방압 홀, 2122d-제1 요함부, 2122e-돌출부, 2122f-제2 요함부, 2123-제2 본체, 2131-제1 홈, 제2 홈.

Claims (21)

  1. 배터리 셀에 있어서,
    전극 조립체(22);
    상기 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 하우징(21)을 포함하고, 상기 하우징(21)의 제1 벽(212)은 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 방압기구(213)는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고,
    여기서, 상기 제1 벽(212)의 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 적어도 일부는 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구(213)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착체(2122)의 적어도 일부의 두께는 상기 제1 본체(2121)의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 장착체(2122)는 장착부(2122a) 및 연결부(2122b)를 포함하며, 상기 장착부(2122a)는 상기 방압기구(213)를 장착하는 데 사용되고, 상기 연결부(2122b)는 상기 장착부(2122a)와 상기 제1 본체(2121)를 연결하는 데 사용되며, 또한 상기 장착부(2122a)의 두께는 상기 연결부(2122b)의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장착체(2122)에 방압 홀(2122c)이 형성되어 있고, 상기 방압기구(213)는 상기 방압 홀(2122c)을 덮고, 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 방압 홀(2122c)을 통해 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  5. 제4항에 있어서, 상기 장착체(2122)는 제1 요함부(2122d)를 가지며, 상기 제1 요함부(2122d)는 상기 장착체(2122)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면에서 상기 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향으로 함몰되고, 상기 방압기구(213)의 적어도 일부는 상기 제1 요함부(2122d)에 수용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 요함부(2122d)의 바닥면은 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면에 비해 상기 전극 조립체(22)와 더 가까운 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 요함부(2122d)의 바닥면에 상기 방압 홀(2122c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    보호부재(215)를 더 포함하며, 상기 보호부재(215)는 상기 방압 홀(2122c)의 상기 전극 조립체(22)와 동떨어진 일측에 제공되어 상기 방압기구(213)를 보호하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  9. 제8항에 있어서, 상기 장착체(2122)의 상기 전극 조립체(22)와 동떨어진 일측에 상기 방압 홀(2122c)을 둘러싸는 돌출부(2122e)가 제공되고, 상기 돌출부(2122e)는 상기 장착체(2122)의 상기 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에서 상기 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 상기 보호부재(215)는 상기 돌출부(2122e)의 상기 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서, 상기 장착체(2122)는 제2 요함부(2122f)를 가지며, 상기 제2 요함부(2122f)는 상기 장착체(2122)의 상기 전극 조립체(22)와 동떨어진 표면에서 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향으로 함몰되고, 상기 방압 홀(2122c)은 상기 제1 요함부(2122d)의 바닥면과 상기 제2 요함부(2122f)의 바닥면을 관통하고, 상기 돌출부(2122e)는 상기 제2 요함부(2122f)의 바닥면에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  11. 제10항에 있어서, 상기 돌출부(2122e)의 높이는 상기 제2 요함부(2122f)의 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장착체(2122)와 상기 제1 본체(2121)는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  13. 제12항에 있어서, 상기 장착체(2122)는 장착부(2122a) 및 연결부(2122b)를 포함하며, 상기 장착부(2122a)는 상기 방압기구(213)를 장착하는 데 사용되고, 상기 연결부(2122b)는 상기 장착부(2122a)와 상기 제1 본체(2121)를 연결하는 데 사용되고, 상기 연결부(2122b)의 두께는 상기 제1 본체(2121)에서 상기 장착부(2122a)로 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 벽(212)은 제2 본체(2123)를 더 포함하며, 상기 제2 본체(2123)는 상기 제1 본체(2121)와 연결되고, 상기 제1 본체(2121)는 상기 제2 본체(2123)를 기준으로 상기 전극 조립체(22)에서 멀어지는 방향으로 돌출되고, 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 일측에 요함 영역이 형성되고, 상기 요함 영역은 상기 방압기구(213) 및 상기 장착체(2122)의 적어도 일부를 수용하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전극 조립체(22)는 본체부(221) 및 탭(222)을 포함하며,
    상기 제1 벽(212)에 전극단자(214)가 제공되며, 상기 전극단자(214)는 상기 탭(222)과 전기적으로 연결되는 데 사용되고, 상기 요함 영역은 또한 상기 탭(222)의 적어도 일부를 수용하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  16. 제15항에 있어서, 상기 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면과 상기 본체부(221) 사이의 최소 거리는 제1 거리이고, 상기 제2 본체(2123)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면과 상기 본체부(221) 사이의 최소 거리는 제2 거리이며, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(21)은,
    개구부를 갖고, 상기 전극 조립체(22)를 수용하기 위한 하우징 본체(211);
    상기 개구부를 덮는 데 사용되는 커버(212); 를 포함하며, 상기 제1 벽(212)은 상기 커버(212)인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  18. 배터리에 있어서,
    제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 의한 배터리 셀;
    케이스; 를 포함하며, 상기 케이스는 다수의 상기 배터리 셀을 수용하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  19. 전기기기에 있어서, 제18항에 의한 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 상기 전기기기에 전기 에너지를 공급하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 전기기기.
  20. 배터리 셀 제조 방법에 있어서,
    전극 조립체(22)를 제공하는 단계;
    커버(212) 및 하우징 본체(211)를 제공하는 단계; 를 포함하며, 상기 전극 조립체(22)는 상기 하우징 본체(211) 내에 수용되고, 상기 커버(212)는 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 방압기구(213)는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고,
    상기 커버(212)의 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 적어도 일부는 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구(213)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
  21. 배터리 셀 제조 장비에 있어서,
    전극 조립체(22)를 제공하도록 구성된 제1 제공 모듈(410);
    커버(212) 및 하우징 본체(211)를 제공하도록 구성된 제2 제공 모듈(420); 을 포함하며, 상기 전극 조립체(22)는 상기 하우징 본체(211) 내에 수용되고, 상기 커버(212)는 제1 본체(2121)와 상기 제1 본체(2121)에 연결된 장착체(2122)를 포함하고, 상기 장착체(2122)에는 방압기구(213)가 제공되고, 상기 방압기구(213)는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 압력을 방출시키기 위해 작동하고,
    상기 커버(212)의 두께 방향에서 상기 장착체(2122)의 적어도 일부는 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 방향을 따라 상기 제1 본체(2121)의 상기 전극 조립체(22)와 대향하는 표면으로부터 돌출되고, 상기 방압기구(213)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리는 상기 제1 본체(2121)와 상기 전극 조립체(22) 사이의 최소 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장비.
KR1020227039747A 2021-09-28 2021-09-28 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비 KR20230047957A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/121406 WO2023050080A1 (zh) 2021-09-28 2021-09-28 电池单体、电池、用电设备、制造电池单体的方法和设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230047957A true KR20230047957A (ko) 2023-04-10

Family

ID=85780974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227039747A KR20230047957A (ko) 2021-09-28 2021-09-28 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230123414A1 (ko)
EP (1) EP4184694A4 (ko)
JP (1) JP2023547290A (ko)
KR (1) KR20230047957A (ko)
CN (1) CN116569394A (ko)
WO (1) WO2023050080A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140101228A (ko) * 2013-02-08 2014-08-19 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
CN203218359U (zh) * 2013-04-19 2013-09-25 宁德新能源科技有限公司 泄压阀及动力电池顶盖
CN106972121A (zh) * 2017-05-21 2017-07-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种动力锂电池安全防爆盖板
CN209298182U (zh) * 2018-11-01 2019-08-23 欣旺达电子股份有限公司 动力电池顶盖及动力电池
CN211929544U (zh) * 2020-04-28 2020-11-13 江西百思利新能源科技有限公司 二次电池顶盖及其二次电池
CN211929545U (zh) * 2020-06-09 2020-11-13 江西百思利新能源科技有限公司 一种电池顶盖及电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN116569394A (zh) 2023-08-08
EP4184694A4 (en) 2023-11-22
EP4184694A1 (en) 2023-05-24
US20230123414A1 (en) 2023-04-20
WO2023050080A1 (zh) 2023-04-06
JP2023547290A (ja) 2023-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022543185A (ja) 電池、その関連装置、製造方法及び製造機器
KR20220012943A (ko) 전지의 케이스 본체, 전지, 전력사용장치, 전지 제조방법 및 장치
CN115066800B (zh) 电池盒、电池单体、电池、制备电池盒的方法和装置
CN216250985U (zh) 电池单体、电池和用电设备
KR20220133758A (ko) 전지의 케이스 본체, 전지, 전력사용장치, 전지 제조방법 및 장치
US20230089208A1 (en) Battery, power consumption apparatus, and method and apparatus for producing battery
KR20220136992A (ko) 배터리의 박스 본체, 배터리, 전기 장치, 박스 본체 제조 방법 및 장치
KR20220110252A (ko) 배터리, 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치
US20220320673A1 (en) Battery, power consumption device, method and device for producing battery
US20230420798A1 (en) Battery, electric apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery
CN218414923U (zh) 电池单体的壳体、电池单体、电池和用电设备
KR20220104219A (ko) 배터리, 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치
KR20230110440A (ko) 배터리의 박스 본체, 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치
JP2023547756A (ja) 電池セル及びその製造方法と製造システム、電池及び電力使用装置
KR20230008110A (ko) 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
KR20230035336A (ko) 케이스, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기
KR20220163477A (ko) 전지, 전기 장치, 전지 제조 방법 및 장치
KR20230047957A (ko) 배터리 셀, 배터리, 전기기기, 배터리 셀 제조 방법 및 장비
KR102659525B1 (ko) 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비
CN218414822U (zh) 电池单体、电池和用电设备
US11973243B2 (en) Battery, power consumption device, and method and device for producing battery
CN220400755U (zh) 电池和用电装置
KR102637317B1 (ko) 배터리 셀 및 그 제조 방법과 제조 시스템, 배터리 및 전기 장치
US11888177B2 (en) Battery, power consumption device, and method and device for producing battery
CN220585341U (zh) 电池单体、电池和用电装置