KR20230056894A - 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20230056894A
KR20230056894A KR1020210140687A KR20210140687A KR20230056894A KR 20230056894 A KR20230056894 A KR 20230056894A KR 1020210140687 A KR1020210140687 A KR 1020210140687A KR 20210140687 A KR20210140687 A KR 20210140687A KR 20230056894 A KR20230056894 A KR 20230056894A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
blocking member
thermal
module
battery cells
Prior art date
Application number
KR1020210140687A
Other languages
English (en)
Inventor
기형서
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020210140687A priority Critical patent/KR20230056894A/ko
Publication of KR20230056894A publication Critical patent/KR20230056894A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 원통형 배터리 셀(100); 실린더 형태이고, 상기 원통형 배터리 셀 각각이 삽입되는 복수의 열 차단 부재(200); 및 상기 복수의 원통형 배터리 셀과 상기 복수의 열 차단 부재를 수납하는 팩 케이스(300);를 포함하고, 상기 열 차단 부재(200)는 상기 원통형 배터리 셀 사이의 열 전파를 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈에 관한 것이다.

Description

배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈{Battery Module having a member capable of blocking heat propagation between battery cells}
본 발명은 열전도도가 낮은 소재로 이루어진 열 차단 부재에 배터리 셀을 삽입하여 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
스마트폰, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 디바이스(ESS) 등에 적용되고 있다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다.
이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.0V ~ 5.0V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 셀 모듈 어셈블리를 구성하기도 하며, 또한 셀 모듈 어셈블리를 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 직렬이나 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성할 수도 있으며, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 추가적인 구성요소를 부가하여 배터리 팩을 제작하는 것이 일반적이다.
이러한 배터리 팩을 제조 시 에너지 밀도를 고려하면 배터리 팩 내에 수납되는 배터리 셀 사이를 밀착시키는 것이 효과적이나, 이 경우 배터리 셀의 방열에 문제가 발생할 수 있고, 특정 배터리 셀에서 열폭주가 발생 시 밀착된 배터리 셀들로 열이 전파되어, 연쇄적인 폭발 등의 문제를 유발할 수 있다.
따라서, 배터리 셀의 효율적인 방열이나 배터리 셀의 이상에 의한 열폭주 등에 대비하여 일정 간격 이격하여 수납하거나, 배터리 셀들 사이에 방열 등을 위한 각종 부재를 구비하기도 한다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 특허문헌 1에는 화재에 대응하기 위하여 배터리 셀(10) 외주변을 소화필름(30)으로 둘러싸도록 하여 제조한 배터리 모듈이 개시되어 있다.
그러나, 배터리 셀들 사이의 간격을 이격하는 것은 배터리 모듈의 에너지 밀도 측면에서 손실이 크다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1과 같이 소화필름을 적용하는 것은 화재 발생시 소화에는 효과가 있을 수 있으나, 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단하거나, 열폭주 현상이 주변의 배터리 셀로 전파되는 것을 방지하기 힘든 문제가 있다.
한국등록특허공보 제2149439호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특정 배터리 셀에서 발생한 열이 인근 배터리 셀들로 전파되는 것을 방지할 수 있는 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 에너지밀도를 높일 수 있는 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 배터리 셀(100); 실린더 형태이고, 상기 배터리 셀 각각이 삽입되는 복수의 열 차단 부재(200); 및 상기 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 열 차단 부재를 수납하는 모듈 케이스(300);를 포함하고, 상기 열 차단 부재(200)는 상기 배터리 셀(100) 사이의 열 전파를 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 열 차단 부재(200)는 열전도도가 낮은 세라믹 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 세라믹 소재는 알루미나(Alumina, Al2O3), 지르코니아(Zirconia, ZrO2), 부분 안정화 지르코니아(Partially Stabilized Zirconia, PSZ), 및 실리카(Silica, SiO2) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 열 차단 부재(200)는 상기 배터리 셀의 측면 전체를 커버하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 열 차단 부재(200)는 이웃하는 상기 열 차단 부재와 밀착되도록 상기 모듈 케이스 내에 수납되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 모듈 케이스(300)는 상기 배터리 셀이 안착되는 바닥면(310)에 상기 배터리 셀의 유동을 방지하는 복수의 고정부(311)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 고정부(311)는 상기 열 차단 부재(200)와 접하는 각 면이 상기 열 차단 부재의 외면과 대응하는 형태로 이루어진 소정 곡률 반경을 갖는 삼각 기둥 또는 사각 기둥 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈에서, 상기 모듈 케이스의 상기 바닥면(310)은 상기 배터리 셀의 방열을 위한 히트 싱크인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조 방법은, 복수의 배터리 셀 및 상기 배터리 셀 각각이 삽입되는 열 차단 부재를 포함하는 배터리 모듈을 제조하는 방법으로서, a) 상기 열 차단 부재를 준비하는 단계; b) 상기 열 차단 부재 내벽에 접착제를 도포하는 단계; c) 상기 열 차단 부재에 상기 배터리 셀을 삽입하는 단계; 및 d) 상기 열 차단 부재에 삽입된 상기 배터리 셀을 모듈 케이스에 수납하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조 방법에서, 상기 a) 단계의 열 차단 부재는 열전도도가 낮은 세라믹 소재를 사용하여 내부가 비어 있는 실린더 형태로 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈 제조 방법에서, 상기 d) 단계는 상기 열 차단 부재가 이웃하는 상기 열 차단 부재와 밀착되도록 수납되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 전술한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배터리 모듈에 의하면, 배터리 셀 외측면에 열 차단 부재가 구비되어 있어 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명의 배터리 모듈에 의하면, 배터리 셀 외측면의 열 차단 부재로 인해 배터리 셀들을 밀착시킨 채 수납할 수 있고 이는 에너지밀도 향상에 기여할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 소화필름이 구비된 배터리 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 차단 부재를 포함하는 배터리 셀을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 차단 부재에 배터리 셀을 삽입하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스의 바닥면 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우만이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 차단 부재를 포함하는 배터리 셀을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 차단 부재에 배터리 셀을 삽입하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 배터리 모듈(1000)에 대하여 살펴보면, 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 복수의 배터리 셀(100), 복수의 열 차단 부재(200) 및 모듈 케이스(300)를 포함한다.
먼저, 배터리 셀(100)은 케이스의 형태에 따라 크게 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형과 라미네이트 시트 구조로 이루어진 파우치에 내장된 파우치형으로 나눌 수 있다.
캔형 배터리 셀은 금속 캔의 형태에 따라 일반적으로 분류되는 원통형 배터리와 각형 배터리를 포함할 수 있다.
원통형 배터리는 원통형 배터리 캔, 배터리 캔의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체, 배터리 캔의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함할 수 있다. 여기서 상기 원통형 배터리 캔은 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
이러한 캔형 배터리들은 배터리 모듈 또는 팩에 요구되는 출력 및 용량에 따라 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다. 도면의 편의상 도시하지 않았으나, 캔형 배터리들은 버스바에 의해 상호 간 전기적으로 연결될 수 있다.
원통형 배터리는 젤리-롤형(권취형) 전극조립체를 원통형 케이스에 수납하고, 원통형 케이스 내에 전해액을 주입한 후에, 케이스의 개방 상단에 전극 단자가 형성되어 있는 탑 캡을 결합하여 제작한다.
비록 도면에서는 본 발명의 배터리 셀(100)이 원통형인 것으로 도시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 열 차단 부재(200)는 도 4에 도시한 바와 같이 내부에 배터리 셀(100)이 삽입될 수 있도록 실린더 형태로 구비되며, 하나의 열 차단 부재(200)에 하나의 배터리 셀(100)이 삽입되므로, 배터리 모듈(1000)에 수납되는 배터리 셀(100)의 개수와 동일한 개수로 구비된다.
물론, 배터리 셀(100)의 외형이 각형인 경우에는 각형 배터리 셀의 외형에 대응하는 형태로 구성될 수 있음은 당연하다.
또한, 열 차단 부재(200)는 삽입된 배터리 셀(100)들 사이에 열 전파를 방지하는 목적이므로, 열전도도가 낮은 세라믹 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 세라믹 소재로는 공지의 다양한 소재들을 적용할 수 있으나, 열전도도 뿐 아니라 일정 이상의 기계적 강도, 제조의 용이성, 제조 단가 등을 고려할 때 알루미나(Alumina, Al2O3), 지르코니아(Zirconia, ZrO2), 부분 안정화 지르코니아(Partially Stabilized Zirconia, PSZ), 실리카(Silica, SiO2) 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 세라믹 소재의 열 차단 부재(200)는 배터리 셀(100)의 외경에 맞춰 미리 제작하는 것이 바람직하며, 열 차단 부재(200)의 높이는 배터리 셀(100)의 측면 높이와 동일하거나 약간 더 크게 제작하여 측면 전체를 커버할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
위와 같이 열 차단 부재(200)의 내경이 배터리 셀(100)의 외경과 일치하게 제작된 경우에는 삽입된 배터리 셀(100)이 이송 등의 과정에서 분리되지 않고 안정적으로 고정된다.
한편, 열 차단 부재(200)는 세라믹 소재로 형성하게 되는데, 세라믹 소재로 구조물을 형성하는 과정은 통상적으로 성형 및 소결 과정을 포함하므로, 이 과정에서 제조 공차가 발생할 가능성이 있다.
그러므로, 열 차단 부재(200)가 삽입되는 배터리 셀(100)의 외경보다 미세하게 더 크게 형성된 경우, 열 차단 부재(200)와 삽입된 배터리 셀(100)이 이송 등의 공정에서 분리되지 않도록 하는 것이 필요할 수 있다.
이 경우, 접착제를 사용하여 열 차단 부재(200)와 배터리 셀(100) 사이를 결합할 수 있고, 접착제로는 반드시 열전도성 접착제일 필요는 없으며, 공지의 다양한 접착제가 사용이 가능하다.
위와 같이 열 차단 부재(200)를 적용한 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 배터리 셀(100) 사이에 열이 전파되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 열폭주와 같은 비정상적인 현상들이 발생하더라도 주변의 배터리 셀(100)들로 이러한 현상들이 확대되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 열 차단 부재(200)를 구비한 배터리 모듈(1000)은 주변 배터리 셀(100)로의 열 전파를 차단할 수 있으므로, 도 2 등에 도시한 바와 같이 열 차단 부재(200)에 삽입된 배터리 셀(100)들을 밀착하여 모듈 케이스(300) 내에 수납할 수 있다.
즉, 동일한 부피에 더 많은 배터리 셀(100)들을 수납할 수 있어 배터리 모듈(1000)의 에너지 밀도를 높일 수 있는 효과도 있다.
이와 같이 밀착하여 수납이 가능한 이유는 열 차단 부재(200)가 세라믹 소재로 형성하여 열 전파를 차단하는 역할을 하는 것 이외에도 높은 기계적 강도를 가져 밀착에 따른 주변의 압력에도 외형이 변형되지 않기 때문이다.
한편, 위와 같이 배터리 셀(100)을 밀착되도록 수납하는 모듈 케이스(300) 내에는 별도의 구조물이 없어도 배터리 셀(100)을 지지 또는 고정하는 것이 가능하다.
그러나, 이 경우에도 배터리 셀(100)의 유동이 발생할 여지가 있기 때문에 유동을 방지하기 위한 구조물을 추가 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 케이스의 바닥면 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 모듈 케이스 바닥면(310)의 구조를 살펴보면, 모듈 케이스 바닥면(310)에는 열 차단 부재(200)가 씌워진 상태로 안착된 배터리 셀(100)들의 유동을 방지하기 위한 고정부(311)가 구비되어 있다.
고정부(311)의 높이는 다양하게 설정할 수 있으나, 배터리 셀(100)들의 유동을 적절히 방지할 수 있도록 열 차단 부재(200) 높이의 대략 1/5 이상인 것이 바람직하고, 상부에 구비되는 버스 바 또는 각종 회로 등과의 간섭 등을 고려할 때 열 차단 부재(200)의 높이보다는 낮은 것이 바람직하다.
고정부(311)의 개수는 수납되는 배터리 셀(100)의 개수와 수납되는 형태에 따라 차이가 있으며, 일 예로, 도 2 및 도 3과 같이 밀착되도록 수납되는 경우 고정부(311)는 세 개의 열 차단 부재(200)가 만나는 지점의 빈 공간에 삼각 기둥 형태로 위치하게 되며, 이 때 세 개의 열 차단 부재(200)와 접하는 고정부(311)의 측면은 열 차단 부재(200)의 곡률 반경에 대응하는 형태인 것이 바람직하다.
결과적으로, 하나의 열 차단 부재(200) 주위에 6개의 열 차단 부재(200)가 위치하고, 이에 따라 6개의 고정부(311)가 위치하게 된다.
물론, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 다르게 배터리 셀(100)을 수납하는 것도 가능하다.
예를 들면, 배터리 셀(100)을 가로 및 세로 방향으로 정렬되도록 수납하는 경우에는 고정부(311)의 형태는 사각 기둥의 형태일 수 있다.
결론적으로, 고정부(311)의 형태는 열 차단 부재(200)들 사이의 공간에 위치할 수 있는 형태와 크기이면 특별히 한정되지 않으나, 열 차단 부재(200)의 유동을 방지한다는 관점에서 빈 공간의 형태와 동일한 것이 바람직하다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이 삼각 기둥 형태이고, 각 측면은 열 차단 부재(200)의 측면과 가능한 넓은 면적으로 접촉되도록 열 차단 부재(200)의 외경에 대응하는 곡률을 가지는 것이 바람직하다.
고정부(311)는 모듈 케이스 바닥면(310)과 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 형성 후 부착하는 것도 가능하다.
한편, 모듈 케이스 바닥면(310)은 그 자체로 히트 싱크나 냉각 플레이트의 기능을 하도록 형성될 수도 있고, 배터리 모듈의 냉각 및 방열을 위하여 모듈 케이스 바닥면(310)의 외부에 히트 싱크나 냉각 플레이트 등을 결합하여 제조할 수도 있다.
이하에서는 전술한 본 발명의 배터리 모듈(1000)을 제조하는 방법에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명의 배터리 모듈(1000) 제조 방법은 a) 열 차단 부재(200)를 준비하는 단계, b) 상기 열 차단 부재(200) 내벽에 접착제를 도포하는 단계, c) 상기 열 차단 부재(200)에 배터리 셀(100)을 삽입하는 단계 및 d) 상기 열 차단 부재에 삽입된 상기 배터리 셀을 모듈 케이스에 수납하는 단계를 포함한다.
여기서, a) 단계는 열전도도가 낮은 세라믹 소재를 사용하여 실린더 형태의 열 차단 부재(200)를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 접착제를 도포하는 b) 단계는 열 차단 부재(200)의 내벽에 도포할 수도 있으나, 경우에 따라 배터리 셀(100)의 외부에 도포하거나, 침지 도포 등의 방법으로 열 차단 부재(200)의 전면에 도포할 수도 있다.
열 차단 부재(200)의 전면에 접착제를 도포하는 경우에는 접착제로 인한 열 전파를 방지하기 위하여 열전도도가 낮은 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, d) 단계는 열 차단 부재(200)가 이웃하는 열 차단 부재(200)와 밀착되도록 수납하는 것을 의미한다.
이와 같은 과정을 통하여 배터리 셀(100)을 모듈 케이스(300)에 수납 후 배터리 셀(100)들을 전기적으로 연결하고, 각종 회로들을 구비하는 공지의 다양한 공정을 거쳐 배터리 모듈(1000)을 제조하게 된다.
이와 같이 제조된 배터리 모듈(1000)은 배터리 팩으로 제조될 수 있으며, 제조된 배터리 팩은 다양한 디바이스의 전력원으로서 사용될 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
1000 : 배터리 모듈
100 : 배터리 셀
200 : 열 차단 부재
300 : 모듈 케이스
310 : 모듈 케이스 바닥면
311 : 고정부

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀;
    실린더 형태이고, 상기 배터리 셀 각각이 삽입되는 복수의 열 차단 부재; 및
    상기 복수의 배터리 셀과 상기 복수의 열 차단 부재를 수납하는 모듈 케이스;를 포함하고,
    상기 열 차단 부재는 상기 배터리 셀 사이의 열 전파를 차단하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 차단 부재는 열전도도가 낮은 세라믹 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세라믹 소재는 알루미나(Alumina, Al2O3), 지르코니아(Zirconia, ZrO2), 부분 안정화 지르코니아(Partially Stabilized Zirconia, PSZ), 및 실리카(Silica, SiO2) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열 차단 부재는 상기 배터리 셀의 측면 전체를 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열 차단 부재는 이웃하는 상기 열 차단 부재와 밀착되도록 상기 모듈 케이스 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 케이스는 상기 배터리 셀이 안착되는 바닥면에 상기 배터리 셀의 유동을 방지하는 복수의 고정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 열 차단 부재와 접하는 각 면이 상기 열 차단 부재의 외면과 대응하는 형태로 이루어진 소정 곡률 반경을 갖는 삼각 기둥 또는 사각 기둥 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 모듈 케이스의 상기 바닥면은 상기 배터리 셀의 방열을 위한 히트 싱크인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 복수의 배터리 셀 및 상기 배터리 셀 각각이 삽입되는 열 차단 부재를 포함하는 배터리 모듈을 제조하는 방법으로서,
    a) 상기 열 차단 부재를 준비하는 단계;
    b) 상기 열 차단 부재 내벽에 접착제를 도포하는 단계;
    c) 상기 열 차단 부재에 상기 배터리 셀을 삽입하는 단계; 및
    d) 상기 열 차단 부재에 삽입된 상기 배터리 셀을 모듈 케이스에 수납하는 단계;를 포함하는 배터리 모듈 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 a) 단계의 열 차단 부재는 열전도도가 낮은 세라믹 소재를 사용하여 내부가 비어 있는 실린더 형태로 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 d) 단계는 상기 열 차단 부재가 이웃하는 상기 열 차단 부재와 밀착되도록 수납되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
KR1020210140687A 2021-10-21 2021-10-21 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈 KR20230056894A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210140687A KR20230056894A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210140687A KR20230056894A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230056894A true KR20230056894A (ko) 2023-04-28

Family

ID=86143079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210140687A KR20230056894A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230056894A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102149439B1 (ko) 2020-03-25 2020-08-31 주식회사 지에프아이 소화용 마이크로캡슐을 함유한 소화필름이 구비된 배터리 팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102149439B1 (ko) 2020-03-25 2020-08-31 주식회사 지에프아이 소화용 마이크로캡슐을 함유한 소화필름이 구비된 배터리 팩

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106356490B (zh) 可再充电电池和包括可再充电电池的电池模块
CN108701793B (zh) 电池组
KR20180011619A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20190040403A (ko) 원통형 이차전지 모듈 및 원통형 이차전지 모듈 생산 방법
KR20170030954A (ko) 배터리 모듈
KR101706305B1 (ko) 온도 센서를 포함하는 전지모듈
KR101937943B1 (ko) 이차 전지용 카트리지
KR20210074779A (ko) 인근 모듈로의 가스 이동을 방지할 수 있는 전지 모듈
EP4181275A1 (en) Battery module and battery pack including same
EP4096008A1 (en) Battery pack and device including same
EP4084197A1 (en) Battery pack and device including same
EP3686986A1 (en) Battery module and battery pack including same
KR20230056894A (ko) 배터리 셀들 사이의 열 전파를 차단할 수 있는 부재를 구비한 배터리 모듈
EP4002570A1 (en) Battery module and battery pack comprising same
KR20210003607A (ko) 밀착형 쿨링플레이트를 포함하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 디바이스
US20230402675A1 (en) Battery Cell, and Battery Module, Battery Pack and Vehicle Including the Same
US20230207956A1 (en) Battery Cell, And Battery Module, Battery Pack And Vehicle Including The Same
EP4199230A1 (en) Flame arrester and battery pack including same
EP4191750A1 (en) Battery pack having improved cooling performance, and device comprising same
KR20220039437A (ko) 균일한 온도 분포를 갖는 전지 모듈 및 이의 제조방법
JP2024508505A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20240012297A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR20240012290A (ko) 배터리 모듈 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
JP2023544811A (ja) 電池パックおよびこれを含むデバイス
KR20240012312A (ko) 전지 팩 및 이를 포함하는 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination