KR20230060154A - Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same - Google Patents

Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20230060154A
KR20230060154A KR1020210144527A KR20210144527A KR20230060154A KR 20230060154 A KR20230060154 A KR 20230060154A KR 1020210144527 A KR1020210144527 A KR 1020210144527A KR 20210144527 A KR20210144527 A KR 20210144527A KR 20230060154 A KR20230060154 A KR 20230060154A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylindrical battery
frame
paragraph
module
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020210144527A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박지수
손영수
안태선
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 KR1020210144527A priority Critical patent/KR20230060154A/en
Priority to PCT/KR2022/016151 priority patent/WO2023075309A1/en
Publication of KR20230060154A publication Critical patent/KR20230060154A/en

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
    • H01M50/20Mountings; 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
    • H01M50/213Racks, 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
    • 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
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • 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

Abstract

본 발명은 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 원통형 전지 팩을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈은 복수의 원통형 전지셀이 적층되어 있는 원통형 전지셀 적층체; 상기 원통형 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임; 상기 원통형 전지셀 적층체의 상부를 덮는 상부 커버; 및 상기 모듈 프레임 내부에 위치하는 포팅 레진을 포함하고, 상기 포팅 레진은, 상기 원통형 전지셀의 일부와 접하면서 위치한다.The present invention includes a cylindrical battery module and a cylindrical battery pack including the same, and a cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical battery cell stack in which a plurality of cylindrical battery cells are stacked; a module frame accommodating the cylindrical battery cell stack; an upper cover covering an upper portion of the cylindrical battery cell stack; and a potting resin positioned inside the module frame, wherein the potting resin is placed in contact with a portion of the cylindrical battery cell.

Description

원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 원통형 전지 팩 {CYLINDRICAL BATTERY MODULE AND CYLINDRICAL BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same {CYLINDRICAL BATTERY MODULE AND CYLINDRICAL BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}

본 발명은 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 화염 전파를 방지하고 안전성이 향상된 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical battery module and a battery pack including the same, and more particularly, to a cylindrical battery module that prevents flame propagation and has improved safety, and a battery pack including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Accordingly, a lot of research on secondary batteries that can meet various needs has been conducted.

이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.Secondary batteries are attracting much attention as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles as well as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, and laptop computers.

대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, there is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 한다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤형 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형 전극 조립체 등을 들 수 있다. 최근에는 상기 젤리롤형 전극 조립체 및 스택형 전극 조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리롤형과 스택형의 혼합 형태로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위 셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체가 개발되었다.In addition, secondary batteries are also classified according to the structure of the electrode assembly having a laminated structure of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, a jelly roll-type electrode assembly having a structure in which long sheet-type positive and negative electrodes are wound with a separator interposed therebetween, and a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. and stacked electrode assemblies. Recently, in order to solve the problems of the jelly roll-type electrode assembly and the stack-type electrode assembly, as a mixture of the jelly roll type and the stack type, unit cells in which positive electrodes and negative electrodes of a predetermined unit are stacked with a separator interposed therebetween are separated. A stack/folding type electrode assembly having a structure in which it is sequentially wound while being positioned on a film has been developed.

또한, 이차전지는 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형의 케이스에 내장된 원통형 전지, 전극 조립체가 각형의 케이스에 내장된 각형 전지 및 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.In addition, depending on the shape of the case, the secondary battery is a cylindrical battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical case, a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a prismatic case, and a pouch in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet can be classified as type batteries.

한편, 이차전지는 사용 용도에 적합한 성능을 만족시키는 동시에 안전성을 갖추어야 시장에서 적합하게 활용 가능하다. 이차전지를 설계할 때는 이러한 성능과 안전성 측면을 동시에 고려하여 설계 인자를 결정하게 된다. 설계 및 제작이 완료된 전지는 수명, 효율 특성, 고온/저온 특성 등의 성능 평가와 함께 과충전, 과방전, 충격(impact), 네일 테스트(Nail Test), 핫박스(hot box) 등의 안전성 평가를 진행하게 된다. On the other hand, a secondary battery can be suitably used in the market only when it satisfies the performance suitable for the purpose of use and at the same time has safety. When designing a secondary battery, design factors are determined by simultaneously considering these performance and safety aspects. For batteries that have been designed and manufactured, safety evaluations such as overcharge, overdischarge, impact, nail test, hot box, etc. are conducted along with performance evaluations such as lifespan, efficiency characteristics, and high/low temperature characteristics. will proceed

다양한 형태의 이차전지 중 원통형 이차전지는, 과충전 등의 비정상적인 상태에서 이차전지 내부에 가스가 급격히 발생하여 내압이 일정 수준 이상이 되면, 전극 단자와 전극탭 간의 전류를 차단하여 추가적인 반응이 일어나지 않도록 방지하는 전류 차단 부재(Current Interrupt Device, CID)를 포함할 수 있다.Among various types of secondary batteries, in the case of cylindrical secondary batteries, gas is rapidly generated inside the secondary battery in an abnormal state such as overcharging, and when the internal pressure exceeds a certain level, the current between the electrode terminal and the electrode tab is blocked to prevent additional reactions from occurring. A current interrupt device (CID) may be included.

다만, 다수의 원통형 이차전지 중 어느 하나의 이상 동작으로 인해 발화가 될 경우, 주변에 위치한 원통형 이차전지로 화염이 전파되어 연쇄 발화가 일어날 수 있는 문제점이 존재한다. 따라서, 상기와 같은 문제 발생을 줄이려는 시도가 있고, 원통형 전지 프레임의 구조 등을 변경하여 화염 전파를 방지할 필요가 있다.However, when ignition occurs due to an abnormal operation of any one of the plurality of cylindrical secondary batteries, there is a problem in that chain ignition may occur due to flame propagation to nearby cylindrical secondary batteries. Therefore, there is an attempt to reduce the occurrence of the above problems, and it is necessary to prevent flame propagation by changing the structure of the cylindrical battery frame.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안전성이 개선된 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 제공하기 위한 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a cylindrical battery module with improved safety and a battery pack including the same.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈은 복수의 원통형 전지셀이 적층되어 있는 원통형 전지셀 적층체; 상기 원통형 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임; 상기 원통형 전지셀 적층체의 상부를 덮는 상부 커버; 및 상기 모듈 프레임 내부에 위치하는 포팅 레진을 포함하고, 상기 포팅 레진은, 상기 원통형 전지셀의 일부와 접하면서 위치한다.A cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical battery cell stack in which a plurality of cylindrical battery cells are stacked; a module frame accommodating the cylindrical battery cell stack; an upper cover covering an upper portion of the cylindrical battery cell stack; and a potting resin positioned inside the module frame, wherein the potting resin is placed in contact with a portion of the cylindrical battery cell.

상기 포팅 레진은, 상기 모듈 프레임에 수납된 상기 복수 개의 원통형 전지셀의 사이 영역에 위치할 수 있다.The potting resin may be located in a region between the plurality of cylindrical battery cells accommodated in the module frame.

상기 포팅 레진은, 상기 원통형 전지셀과 상기 모듈 프레임이 맞닿는 영역을 제외하고, 상기 원통형 전지셀과 인접한 원통형 전지셀의 사이 영역에 위치할 수 있다.The potting resin may be located in a region between the cylindrical battery cell and an adjacent cylindrical battery cell, except for a region where the cylindrical battery cell and the module frame come into contact with each other.

상기 포팅 레진은, 난연성 소재로 구성될 수 있다.The potting resin may be made of a flame retardant material.

상기 포팅 레진은 난연 실리콘으로 구성될 수 있다.The potting resin may be made of flame retardant silicon.

상기 상부 커버는, 상기 포팅 레진을 상기 모듈 프레임 내부로 주입할 수 있는 주입 홀을 포함할 수 있다.The upper cover may include an injection hole through which the potting resin is injected into the module frame.

상기 주입 홀은, 상기 모듈 프레임에 수납된 상기 복수 개의 원통형 전지셀의 사이 공간과 대응되는 상부 커버의 일 영역을 관통하는 구멍일 수 있다.The injection hole may be a hole passing through a region of the upper cover corresponding to a space between the plurality of cylindrical battery cells accommodated in the module frame.

상기 모듈 프레임은 상부 프레임 및 하부 프레임을 포함하고, 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임은 상기 원통형 전지셀 적층체의 측면을 감싸고, 상면 및 하면이 개방되어 있을 수 있다.The module frame includes an upper frame and a lower frame, and the upper frame and the lower frame surround side surfaces of the cylindrical battery cell stack, and upper and lower surfaces may be open.

상기 상부 프레임은 제1 벽을 포함하고, 상기 제1 벽의 높이는 상기 상부 커버와 상기 상부 프레임의 상면의 높이차와 대응될 수 있다.The upper frame may include a first wall, and a height of the first wall may correspond to a height difference between the upper cover and an upper surface of the upper frame.

상기 상부 프레임은 상기 상부 프레임의 하면으로부터 상면으로 연장되어 형성되는 기둥인 제1 지지부를 포함하고, 상기 하부 프레임은 상기 하부 프레임의 하면으로부터 상면으로 연장되어 형성되는 기둥인 제2 지지부를 포함할 수 있다.The upper frame may include a first support portion that is a pillar extending from the lower surface of the upper frame to an upper surface, and the lower frame may include a second support portion that is a pillar extending from the lower surface of the lower frame to the upper surface. there is.

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 상기 복수 개의 원통형 전지셀들의 사이 공간에 대응되게 위치할 수 있다.The first support part and the second support part may be positioned to correspond to a space between the plurality of cylindrical battery cells.

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 맞닿으며 위치할 수 있다.The first support part and the second support part may contact each other and be positioned.

상기 제1 지지부와 대응되는 상기 상부 커버의 일 영역에 지지 홀이 구비될 수 있다.A support hole may be provided in a region of the upper cover corresponding to the first support portion.

상기 하부 프레임은, 상기 하부 프레임의 하면이 부분적으로 패인 영역인 오목부를 포함하고, 상기 오목부에는 가스켓이 위치할 수 있다.The lower frame may include a concave portion, which is an area where a lower surface of the lower frame is partially depressed, and a gasket may be positioned in the concave portion.

상기 가스켓은 고무 소재로 형성되는 오링(O-ring)일 수 있다.The gasket may be an O-ring formed of a rubber material.

상기 가스켓은 플라스틱과 고무가 이중 사출되어 형성될 수 있다.The gasket may be formed by double injection of plastic and rubber.

상기 상부 프레임은, 상기 상부 프레임의 하면 가장자리를 따라 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 하부 프레임은, 상기 하부 프레임의 상면 가장자리를 따라 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다.The upper frame may include a protruding portion protruding along an edge of a lower surface of the upper frame, and the lower frame may include a recessed portion recessed along an edge of an upper surface of the lower frame.

상기 돌출부는 상기 함몰부에 삽입되고, 상기 돌출부와 상기 함몰부는 서로 맞물리면서 걸림 결합할 수 있다.The protruding part may be inserted into the recessed part, and the protruding part and the recessed part may engage and engage each other.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 원통형 전지 팩은 상기에서 설명한 원통형 전지 모듈을 포함한다.A cylindrical battery pack according to another embodiment of the present invention includes the above-described cylindrical battery module.

실시예들에 따르면, 원통형 전지 모듈의 상부에 포팅 레진을 도포함으로써, 인접한 원통형 전지셀로의 화염 전파를 방지할 수 있다.According to embodiments, flame propagation to adjacent cylindrical battery cells can be prevented by applying a potting resin on top of the cylindrical battery module.

이로 인해 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩의 안전성을 향상시킬 수 있다.As a result, the safety of the cylindrical battery module and the battery pack including the same can be improved.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 원통형 전지 모듈을 구성하는 원통형 전지셀을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 원통형 전지셀에 포함된 전극 조립체가 권취되기 전의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 1의 원통형 전지 모듈을 z축 방향에서 -z축 방향으로 바라본 상면도이다.
도 7은 도 1의 하부 프레임에 포팅 레진이 위치하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 하부 프레임을 z축 방향에서 -z축 방향으로 바라본 상면도이다.
도 9는 도 5의 A1 영역을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 5의 A1 영역을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 5의 A2 영역을 나타내는 단면도이다.
1 is a perspective view showing a cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a cylindrical battery cell constituting the cylindrical battery module of FIG. 2 .
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an electrode assembly included in the cylindrical battery cell of FIG. 3 before being wound.
5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1;
6 is a top view of the cylindrical battery module of FIG. 1 viewed from the z-axis direction to the -z-axis direction.
FIG. 7 is a view showing that a potting resin is positioned in the lower frame of FIG. 1 .
8 is a top view of the lower frame of FIG. 1 viewed from the z-axis direction to the -z-axis direction.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an area A1 of FIG. 5 .
FIG. 10 is a perspective view illustrating an area A1 of FIG. 5 .
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an area A2 of FIG. 5 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where another part is in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, to be "on" or "on" a reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily be located "above" or "on" in the opposite direction of gravity does not mean no.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다. 1 is a perspective view showing a cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view showing a cylindrical battery module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈(100)은 원통형 전지셀(110), 원통형 전지셀(110)이 수납되는 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600) 및 원통형 전지셀(110) 사이로 포팅 레진(700)이 주입되는 주입 홀(531)이 구비되는 상부 커버(530)를 포함한다. 1 and 2, the cylindrical battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical battery cell 110, an upper frame 500 and a lower frame 600 in which the cylindrical battery cell 110 is accommodated. ) and an upper cover 530 provided with an injection hole 531 through which the potting resin 700 is injected between the cylindrical battery cell 110 .

원통형 전지셀(110)은 길쭉한 막대 모양으로 형성되어 있고, 본 실시예에서는 원통 모양의 전지셀(110)을 예시한다. 복수 개의 원통형 전지셀(110)인 원통형 전지셀 적층체(120)는 모듈 프레임에 수납될 수 있다. The cylindrical battery cell 110 is formed in an elongated rod shape, and in this embodiment, the cylindrical battery cell 110 is exemplified. The cylindrical battery cell stack 120, which is a plurality of cylindrical battery cells 110, may be accommodated in a module frame.

원통형 전지셀 적층체(120)를 수납하는 모듈 프레임은 상부 프레임(500) 및 하부 프레임(600)을 포함할 수 있다. 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 원통형 전지셀 적층체(120)를 수납한 상태에서, 서로 대응되는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서 결합되어, 원통형 전지셀 적층체(200)의 측면을 커버하는 구조를 형성할 수 있다. A module frame accommodating the cylindrical battery cell stack 120 may include an upper frame 500 and a lower frame 600 . The upper frame 500 and the lower frame 600 are combined in a state in which the cylindrical battery cell stack 120 is accommodated, and the corner portions corresponding to each other are in contact, and the side of the cylindrical battery cell stack 200 is formed. A covering structure can be formed.

상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 서로 대응되는 일 영역에 각각 상부 결합부 및 하부 결합부를 구비하고, 상부 결합부 및 하부 결합부가 서로 걸림 결합될 수 있다. 또는, 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 서로 대응되는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 원통형 전지셀 적층체(200)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다. The upper frame 500 and the lower frame 600 each have an upper coupling portion and a lower coupling portion in corresponding regions, and the upper coupling portion and the lower coupling portion may be engaged with each other. Alternatively, the upper frame 500 and the lower frame 600 may be coupled by welding or the like in a state in which corresponding corner portions are in contact with each other. The upper frame 500 and the lower frame 600 may physically protect the cylindrical battery cell stack 200 . To this end, the upper frame 500 and the lower frame 600 may include a metal material having a predetermined strength.

본 발명의 일 실시예에 따른 상부 프레임(500)은 원통형 전지셀 적층체(120)의 측면을 감싸고, 상면(z축 방향) 및 하면(-z축 방향)이 개방되어 있는 형태일 수 있다. 이 경우, 상부 프레임(500)은 원통형 전지셀 적층체(120)의 측면과 대응되는 형상일 수 있다. 상부 프레임(500)의 상면은 완전히 개방되어 있는 구조임에 반해, 상부 프레임(500)의 하면은 일부 개방되어 있는 구조일 수 있다. 구체적으로, 상부 프레임(500)의 하면은 원통형 전지셀(110) 각각의 측면을 감싸는 구조일 수 있다. 상부 프레임(500)의 하면은 중앙이 뚫린 다수의 원이 서로 연결된 구조일 수 있다. 이 경우, 상부 프레임(500)의 하면을 구성하는 원의 둘레는 원통형 전지셀(110)의 둘레와 대응될 수 있다. The upper frame 500 according to an embodiment of the present invention may have a shape in which the side surfaces of the cylindrical battery cell stack 120 are wrapped around, and the upper surface (z-axis direction) and lower surface (-z-axis direction) are open. In this case, the upper frame 500 may have a shape corresponding to the side surface of the cylindrical battery cell stack 120 . While the upper surface of the upper frame 500 has a completely open structure, the lower surface of the upper frame 500 may have a partially open structure. Specifically, the lower surface of the upper frame 500 may have a structure surrounding each side of the cylindrical battery cell 110 . The lower surface of the upper frame 500 may have a structure in which a plurality of circles with a central hole are connected to each other. In this case, the circumference of the circle constituting the lower surface of the upper frame 500 may correspond to the circumference of the cylindrical battery cell 110 .

상부 프레임(500)은 개방된 일 면에 조립되어 원통형 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 상부 커버(530), 원통형 전지셀 적층체(120)를 이루는 복수 개의 원통형 전지셀(110)을 고정하는 제1 지지부(550)를 포함한다.The upper frame 500 is assembled on one open surface and includes an upper cover 530 covering the top of the cylindrical battery cell stack 120 and a plurality of cylindrical battery cells 110 constituting the cylindrical battery cell stack 120. It includes a first support part 550 for fixing.

상부 커버(530)는 상부 프레임(500)의 개방된 일 면에 조립되어 구비될 수 있다. 상부 커버(530)는 상부 프레임(500)에 장착된 원통형 전지셀 적층체(120)의 상부를 덮는 판상형 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상부 프레임(500)은 원통형 전지셀 적층체(120)의 측면을 감싸고, 상부 커버(530)는 나머지 상면(z축 방향)을 감쌀 수 있다. 상부 커버(530)는 상부 프레임(500)의 형상과 대응되는 형상일 수 있다. The upper cover 530 may be assembled and provided on one open surface of the upper frame 500 . The upper cover 530 may be formed in a plate-like structure covering an upper portion of the cylindrical battery cell stack 120 mounted on the upper frame 500 . That is, the upper frame 500 may surround the side surface of the cylindrical battery cell stack 120, and the upper cover 530 may cover the remaining top surface (z-axis direction). The upper cover 530 may have a shape corresponding to that of the upper frame 500 .

상부 커버(530)는 주입 홀(531)을 포함할 수 있다. 주입 홀(531)은 원통형 전지셀 적층체(120)를 구성하는 복수 개의 원통형 전지셀(110)의 사이 공간과 대응되는 상부 커버(530)의 일 영역을 관통하는 구멍일 수 있다. 주입 홀(531)을 통해 원통형 전지셀 적층체(120)를 구성하는 복수 개의 원통형 전지셀(110)의 사이에 포팅 레진(700)을 주입할 수 있다. The upper cover 530 may include an injection hole 531 . The injection hole 531 may be a hole penetrating a region of the upper cover 530 corresponding to a space between the plurality of cylindrical battery cells 110 constituting the cylindrical battery cell stack 120 . The potting resin 700 may be injected between the plurality of cylindrical battery cells 110 constituting the cylindrical battery cell stack 120 through the injection hole 531 .

상부 커버(530)는 상부 프레임(500)의 일 단부의 높이보다 낮게 위치할 수 있다. 따라서, 상부 커버(530)와 상부 프레임(500)의 일 단부의 높이차가 생길 수 있다. The upper cover 530 may be located lower than the height of one end of the upper frame 500 . Accordingly, a difference in height between the upper cover 530 and one end of the upper frame 500 may occur.

상부 프레임(500)은 제1 벽(540)을 포함할 수 있다. 제1 벽(540)은 상부 커버(530)와 상부 프레임(500)의 상면의 높이차로 인해 형성되는 구성일 수 있다. 제1 벽(540)의 높이는 상부 커버(530)와 상부 프레임(500)의 상면의 높이차와 대응될 수 있다. 제1 벽(540)으로 인해, 많은 양의 포팅 레진(700)을 주입 홀(531)을 통해 주입하여 포팅 레진(700)이 상부 커버(530)의 외부로 넘치더라도, 제1 벽(540)을 넘어 상부 프레임(500)의 외벽으로 넘쳐 흐르지 않게 된다. 상기 상부 커버(530)의 주입 홀(531)을 통해 주입되는 포팅 레진(700)에 대해서는, 후술하는 도 5에서 자세히 설명한다.The upper frame 500 may include a first wall 540 . The first wall 540 may be formed due to a height difference between the upper surface of the upper cover 530 and the upper frame 500 . The height of the first wall 540 may correspond to a height difference between the upper surface of the upper cover 530 and the upper frame 500 . Due to the first wall 540, even if a large amount of the potting resin 700 is injected through the injection hole 531 and the potting resin 700 overflows to the outside of the upper cover 530, the first wall 540 It does not flow beyond the outer wall of the upper frame 500. The potting resin 700 injected through the injection hole 531 of the upper cover 530 will be described in detail in FIG. 5 to be described later.

상부 프레임(500)의 하면에는, 상부 프레임(500)에 수납되는 복수 개의 원통형 전지셀(110)의 위치를 고정하는 제1 지지부가 구비될 수 있다. A first support for fixing the positions of the plurality of cylindrical battery cells 110 accommodated in the upper frame 500 may be provided on the lower surface of the upper frame 500 .

제1 지지부(550)는 상부 프레임(500)의 하면(-z축 방향)으로부터 상면(z축 방향)으로 연장되어 형성되는 기둥일 수 있다. 제1 지지부(550)는 상부 프레임(500)의 하면의 일부와 접하면서 위치할 수 있다.The first support part 550 may be a pillar extending from the lower surface (in the -z-axis direction) of the upper frame 500 to the upper surface (in the z-axis direction). The first support part 550 may be located in contact with a part of the lower surface of the upper frame 500 .

제1 지지부(550)는 복수 개의 원통형 전지셀(110)이 모듈 프레임 내에 위치할 때 형성되는 원통형 전지셀(110)들의 사이 공간에 대응되게 위치하나, 상부 커버(530)의 주입 홀(531)과는 대응되지 않는 영역에 위치한다. The first support part 550 is positioned to correspond to the space between the cylindrical battery cells 110 formed when the plurality of cylindrical battery cells 110 are positioned in the module frame, but the injection hole 531 of the upper cover 530 is located in a non-corresponding region.

제1 지지부(550)와 대응되는 상부 커버(530)의 일 영역은 지지 홀(532)을 포함할 수 있다. 제1 지지부(550)의 단부는 지지 홀(532)을 관통하면서 위치하여, 상부 프레임(500)에 수납된 전지셀(110)의 고정력을 향상시키고, 원통형 전지 모듈(100)의 강성을 향상시킬 수 있다. One area of the upper cover 530 corresponding to the first support part 550 may include a support hole 532 . The end of the first support part 550 is positioned while passing through the support hole 532 to improve the fixing power of the battery cell 110 accommodated in the upper frame 500 and to improve the rigidity of the cylindrical battery module 100. can

본 발명의 일 실시예에 따른 하부 프레임(600)은 원통형 전지셀 적층체(120)의 측면을 감싸고, 상면(z 방향) 및 하면(-z 방향)이 개방되어 있는 형태일 수 있다. 하부 프레임(600)은 원통형 전지셀 적층체(120)의 측면과 대응되는 형상일 수 있다. 하부 프레임(600)의 상면은 완전히 개방되어 있는 구조임에 반해, 하부 프레임(600)의 하면은 일부 개방되어 있는 구조로, 원통형 전지셀 적층체(120)의 하면을 일부 감싸는 구조일 수 있다. 구체적으로, 하부 프레임(600)의 하면은 원통형 전지셀(110) 하면 각각의 가장자리를 감싸는 구조일 수 있다. 하부 프레임(600)의 하면은 중앙이 뚫린 다수의 원이 서로 연결된 구조일 수 있다. 이 경우, 하부 프레임(600)의 하면을 구성하는 원의 둘레는 원통형 전지셀(110)의 둘레보다 작을 수 있다.The lower frame 600 according to an embodiment of the present invention may have a shape that surrounds the side surfaces of the cylindrical battery cell stack 120 and has an open upper surface (z direction) and lower surface (−z direction). The lower frame 600 may have a shape corresponding to the side surface of the cylindrical battery cell stack 120 . While the upper surface of the lower frame 600 has a completely open structure, the lower surface of the lower frame 600 has a partially open structure, and may have a structure that partially surrounds the lower surface of the cylindrical battery cell stack 120. Specifically, the lower surface of the lower frame 600 may have a structure surrounding each edge of the cylindrical battery cell 110 . The lower surface of the lower frame 600 may have a structure in which a plurality of circles with a center open are connected to each other. In this case, the circumference of the circle constituting the lower surface of the lower frame 600 may be smaller than the circumference of the cylindrical battery cell 110 .

하부 프레임(600)의 하면에는, 하부 프레임(600)에 수납되는 복수 개의 원통형 전지셀(110)의 위치를 고정하는 제2 지지부(650)가 구비될 수 있다.A lower surface of the lower frame 600 may include a second support 650 for fixing positions of the plurality of cylindrical battery cells 110 accommodated in the lower frame 600 .

제2 지지부(650)는 하부 프레임(600)의 하면(-z축 방향)으로부터 상면(z축 방향)으로 연장되어 형성되는 기둥일 수 있다. 제2 지지부(650)는 하부 프레임(600)의 하면의 일부와 접하면서 위치할 수 있다.The second support part 650 may be a pillar extending from the lower surface (−z-axis direction) of the lower frame 600 to the upper surface (z-axis direction). The second support part 650 may be located in contact with a part of the lower surface of the lower frame 600 .

제2 지지부(650)는 복수 개의 원통형 전지셀(110)이 위치할 때 형성되는 원통형 전지셀(110)들의 사이 공간에 대응되게 위치할 수 있다. 제2 지지부(650)는 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)이 결합한 상태에서, 제1 지지부(550)와 대응되면서 위치할 수 있고, 제1 지지부(550)와 제2 지지부(650)는 맞닿으며 위치할 수 있다. The second support part 650 may be positioned to correspond to the space between the cylindrical battery cells 110 formed when the plurality of cylindrical battery cells 110 are positioned. The second support part 650 may be positioned while corresponding to the first support part 550 in a state in which the upper frame 500 and the lower frame 600 are coupled, and the first support part 550 and the second support part 650 can be positioned while touching.

한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 변형예에 따른 모듈 프레임은 측면이 일체화된 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)이 상호 결합되는 구조가 아니라, 압출 성형으로 제조되어 측면이 일체화된 구조일 수 있다.On the other hand, although not specifically shown, the module frame according to the modified example may be a mono frame having an integrated side surface. That is, it may not be a structure in which the upper frame 500 and the lower frame 600 are coupled to each other, but a structure in which side surfaces are integrated by extrusion molding.

도 3은 도 2의 원통형 전지 모듈을 구성하는 원통형 전지셀을 나타내는 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 원통형 전지셀에 포함된 전극 조립체가 권취되기 전의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a cylindrical battery cell constituting the cylindrical battery module of FIG. 2 . FIG. 4 is an exploded perspective view showing an electrode assembly included in the cylindrical battery cell of FIG. 3 before being wound.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지셀(110)은, 도 3 및 도 4를 참고하면, 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)가 수납되고 상부가 개방된 원통형 케이스(300), 및 원통형 케이스(300)의 개방된 상부에 결합되는 캡 조립체(400)를 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the cylindrical battery cell 110 according to an embodiment of the present invention, referring to FIGS. 3 and 4, the electrode assembly 200 and the electrode assembly 200 are accommodated and the top is It includes an open cylindrical case 300 and a cap assembly 400 coupled to the open top of the cylindrical case 300 .

우선, 본 실시예에 따른 전극 조립체(200)는, 제1 전극(210), 제2 전극(220) 및 분리막(230)을 포함할 수 있다. 제1 전극(210), 제2 전극(220) 및 분리막(230)이 함께 권취되어 젤리롤형 전극 조립체(200)가 형성될 수 있다. 분리막(230)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 개재될 수 있다. 아울러, 젤리롤 형태로 권취되었을 때, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 서로 접하는 것을 방지하기 위해 제2 전극(220) 아래에 분리막(240)이 추가 배치되는 것이 바람직하다.First, the electrode assembly 200 according to the present embodiment may include a first electrode 210, a second electrode 220, and a separator 230. The jelly roll-type electrode assembly 200 may be formed by winding the first electrode 210 , the second electrode 220 , and the separator 230 together. The separator 230 may be interposed between the first electrode 210 and the second electrode 220 . In addition, it is preferable that a separator 240 is additionally disposed under the second electrode 220 to prevent the first electrode 210 and the second electrode 220 from contacting each other when rolled in a jelly roll form.

제1 전극(210)은, 제1 전극 집전체(211) 및 제1 전극 집전체(211) 상에 전극 활물질이 도포되어 형성된 제1 활물질층(212)를 포함한다. 구체적으로, 제1 전극 집전체(211) 상에 전극 활물질이 도포되어 제1 활물질층(212)이 형성되고, 제1 전극 집전체(211) 중 전극 활물질이 도포되지 않아 제1 전극 집전체(211)가 노출되는 부분에 제1 전극탭(213)이 용접 등의 방법으로 접합될 수 있다.The first electrode 210 includes a first electrode current collector 211 and a first active material layer 212 formed by coating an electrode active material on the first electrode current collector 211 . Specifically, the electrode active material is applied on the first electrode current collector 211 to form the first active material layer 212, and the electrode active material is not applied on the first electrode current collector 211, so the first electrode current collector ( The first electrode tab 213 may be joined to a portion where 211 is exposed by welding or the like.

제2 전극(220)은 제2 전극 집전체(221) 및 제2 전극 집전체(221) 상에 전극 활물질이 도포되어 형성된 제2 활물질층(222)을 포함한다. 구체적으로, 제2 전극 집전체(221) 상에 전극 활물질이 도포되어 제2 활물질층(222)이 형성되고, 제2 전극 집전체(221) 중 전극 활물질이 도포되지 않아 제2 전극 집전체(221)가 노출되는 부분에 제2 전극탭(223)이 용접 등의 방법으로 접합될 수 있다.The second electrode 220 includes a second electrode current collector 221 and a second active material layer 222 formed by coating an electrode active material on the second electrode current collector 221 . Specifically, the electrode active material is applied on the second electrode current collector 221 to form the second active material layer 222, and the electrode active material is not applied on the second electrode current collector 221, so the second electrode current collector ( The second electrode tab 223 may be joined to a portion where 221 is exposed by welding or the like.

이 때, 제1 전극(210)은 양극일 수 있고, 제2 전극(220)은 음극일 수 있다. 이에 따라, 제1 전극탭(213)은 양극탭일 수 있고, 제2 전극탭(223)은 음극탭일 수 있다. 한편, 권취된 전극 조립체(200)에 대해서, 제1 전극탭(213)과 제2 전극탭(223)은 서로 대향하는 방향으로 돌출될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극탭(213)은 캡 조립체(400)가 위치한 방향으로 돌출될 수 있고, 제2 전극탭(223)은 원통형 케이스(300)의 바닥부를 향해 돌출될 수 있다.In this case, the first electrode 210 may be an anode, and the second electrode 220 may be a cathode. Accordingly, the first electrode tab 213 may be a positive electrode tab, and the second electrode tab 223 may be a negative electrode tab. Meanwhile, with respect to the rolled electrode assembly 200, the first electrode tab 213 and the second electrode tab 223 may protrude in opposite directions. As shown in FIG. 3 , the first electrode tab 213 may protrude in the direction where the cap assembly 400 is located, and the second electrode tab 223 may protrude toward the bottom of the cylindrical case 300. there is.

한편, 원통형 케이스(300)는 전해액이 함침된 전극 조립체(200)를 수납하는 구조물로써, 금속 소재를 포함할 수 있다. Meanwhile, the cylindrical case 300 is a structure for accommodating the electrode assembly 200 impregnated with electrolyte, and may include a metal material.

본 실시예에 따른 캡 조립체(400)는 상단 캡(410), 안전 벤트(420) 및 전류 차단 부재(430, Current Interrupt Device, CID)를 포함할 수 있다. 상단 캡(410)과 안전 벤트(420)는 상호 밀착된 구조를 형성할 수 있다. 안전 벤트(420)는 전류 차단 부재(430) 상에 위치하며, 전류 차단 부재(430)에 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 안전 벤트(420)의 중심부와 전류 차단 부재(430)의 중심부가 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다. 전류 차단 부재(430)의 하단부에는 제1 전극(210)으로부터 돌출된 제1 전극탭(213)이 연결될 수 있다.The cap assembly 400 according to this embodiment may include a top cap 410, a safety vent 420, and a current interruption member 430 (Current Interrupt Device, CID). The top cap 410 and the safety vent 420 may form a structure in close contact with each other. The safety vent 420 is positioned on the current blocking member 430 and may be electrically connected to the current blocking member 430 . Specifically, the center of the safety vent 420 and the center of the current blocking member 430 may be physically and electrically connected. A first electrode tab 213 protruding from the first electrode 210 may be connected to a lower end of the current blocking member 430 .

안전 벤트(420)는 전류가 통하는 박막 구조물로써, 그 중심부가 하부 방향, 즉, 전류 차단 부재(430)가 위치한 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 전류 차단 부재(430)는 전류가 통하는 판재 부재로써, 가스의 배출을 위한 다수의 관통구들이 형성될 수 있다. The safety vent 420 is a thin film structure through which current passes, and its center may protrude downward, that is, in a direction where the current blocking member 430 is located. The current blocking member 430 is a plate member through which current passes, and may have a plurality of through-holes for discharging gas.

상단 캡(410), 안전 벤트(420), 전류 차단 부재(430) 및 제1 전극탭(213)들이 차례로 연결되어, 상단 캡(410)이 전극 조립체(200)의 전기적 연결을 안내하는 전극 단자로써 기능할 수 있다.The top cap 410, the safety vent 420, the current blocking member 430, and the first electrode tab 213 are sequentially connected to the electrode terminal through which the top cap 410 guides the electrical connection of the electrode assembly 200. can function as

밀봉용 가스켓(450)은 캡 조립체(400)와 원통형 케이스(300) 간의 밀봉력을 증대시킬 수 있다. 즉, 원통형 케이스(300)와 캡 조립체(400) 사이에 가스켓(700)을 위치시켜, 이차전지(100)를 밀봉할 수 있다. 가스켓(450)을 배치하여, 내부 전해액의 누액을 방지한다.The sealing gasket 450 may increase sealing force between the cap assembly 400 and the cylindrical case 300 . That is, the secondary battery 100 may be sealed by placing the gasket 700 between the cylindrical case 300 and the cap assembly 400 . By disposing the gasket 450, leakage of the internal electrolyte solution is prevented.

도 5는 도 1의 A-A’를 따라 자른 단면도이다. 도 6은 도 1의 원통형 전지 모듈을 z축 방향에서 -z축 방향으로 바라본 상면도이다.5 is a cross-sectional view taken along A-A′ of FIG. 1; 6 is a top view of the cylindrical battery module of FIG. 1 viewed from the z-axis direction to the -z-axis direction.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈(100)은, 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)이 결합된 모듈 프레임에 원통형 전지셀(110)들이 수납되고, 원통형 전지셀(110)들의 사이 공간에 포팅 레진(700)이 위치할 수 있다.5 and 6, in the cylindrical battery module 100 according to an embodiment of the present invention, the cylindrical battery cells 110 are accommodated in a module frame in which an upper frame 500 and a lower frame 600 are combined. And, the potting resin 700 may be positioned in the space between the cylindrical battery cells 110 .

포팅 레진(700)은 상부 프레임(500)의 상면에 위치하는 상부 커버(530)의 주입 홀(531)을 통해 주입될 수 있다. 포팅 레진(700)은 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)이 결합된 모듈 프레임에 원통형 전지셀 적층체(120)가 수납되고, 상기 원통형 전지셀 적층체(120)의 상면에 상부 커버(530)가 위치한 후, 상부 커버(530)의 일 영역에 위치한 주입 홀(531)을 통해 원통형 전지셀(110)의 사이 공간에 주입될 수 있다. The potting resin 700 may be injected through the injection hole 531 of the upper cover 530 positioned on the upper surface of the upper frame 500 . In the potting resin 700, the cylindrical battery cell stack 120 is accommodated in a module frame in which the upper frame 500 and the lower frame 600 are combined, and the upper cover ( 530 is positioned, it may be injected into the space between the cylindrical battery cells 110 through the injection hole 531 located in one region of the upper cover 530 .

포팅 레진(700)은 난연성 소재나 상변화물질(Phase Change Material)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 포팅 레진(700)은 난연 실리콘으로 구성될 수 있다. The potting resin 700 may be formed of a flame retardant material or a phase change material. For example, the potting resin 700 may be made of flame retardant silicon.

포팅 레진(700)은 모듈 프레임 내부에 위치할 수 있다. 주입 홀(531)을 통해 주입된 포팅 레진(700)은 원통형 전지셀(110)의 일부와 접하면서, 원통형 전지셀(110)의 사이에 위치할 수 있다. 포팅 레진(700)은 원통형 전지셀(110)과 상부 프레임(500) 또는 원통형 전지셀(110)과 하부 프레임(600)이 맞닿는 영역을 제외하고, 원통형 전지셀(110)과 인접한 원통형 전지셀(110)의 사이 영역에 위치할 수 있다. 따라서, 하나의 원통형 전지셀(110)에서 발화가 되더라도, 인접한 원통형 전지셀(110) 사이에 위치하는 포팅 레진(700)으로 인해 인접한 원통형 전지셀(110)로 화염이 전파되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 모듈 프레임 내부 전체가 아니라, 원통형 전지셀(110) 사이에만 포팅 레진(700)이 주입되기 때문에, 원통형 전지 모듈(100)의 경량화가 가능하다. The potting resin 700 may be located inside the module frame. The potting resin 700 injected through the injection hole 531 may contact a portion of the cylindrical battery cell 110 and be positioned between the cylindrical battery cells 110 . The potting resin 700 is a cylindrical battery cell adjacent to the cylindrical battery cell 110, except for a region where the cylindrical battery cell 110 and the upper frame 500 or the cylindrical battery cell 110 and the lower frame 600 contact each other ( 110) may be located in the region between. Therefore, even if one cylindrical battery cell 110 is ignited, the potting resin 700 located between the adjacent cylindrical battery cells 110 can prevent the flame from propagating to the adjacent cylindrical battery cells 110. . In addition, since the potting resin 700 is injected only between the cylindrical battery cells 110 instead of the entire inside of the module frame, the weight of the cylindrical battery module 100 can be reduced.

포팅 레진(700)은 원통형 전지셀(110)들의 사이에 위치하는 것에 더하여, 상부 커버(530)를 덮으면서 위치할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 대한 설명에서 상술하였듯이, 상부 커버(530)는 상부 프레임(500)의 상면보다 낮게 위치하기 때문에, 이 경우, 모듈 프레임이 수용 가능한 포팅 레진(700)의 양보다 많은 양의 포팅 레진(700)을 주입하여도, 포팅 레진(700)이 상부 프레임(500)의 외부로 넘치지 않을 수 있다. In addition to being positioned between the cylindrical battery cells 110, the potting resin 700 may be positioned while covering the upper cover 530. As described above in the description of FIGS. 1 and 2, since the upper cover 530 is located lower than the upper surface of the upper frame 500, in this case, the amount of potting resin 700 that can accommodate the module frame is greater Even if the potting resin 700 is injected, the potting resin 700 may not overflow to the outside of the upper frame 500 .

도 7은 도 1의 하부 프레임에 포팅 레진이 위치하는 것을 나타내는 도면이다. FIG. 7 is a view showing that a potting resin is positioned in the lower frame of FIG. 1 .

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 모듈(100)은, 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)이 결합된 모듈 프레임에 원통형 전지셀(110)들이 수납되고, 원통형 전지셀(110)들의 사이 공간에 포팅 레진(700)이 위치할 수 있다. 구체적으로, 포팅 레진(700)은, 하부 프레임(600)에 수납되는 원통형 전지셀(110)의 사이 공간에 위치하는 제2 지지부(650) 및 원통형 전지셀(110)의 일부와 접하면서 위치할 수 있다. 이로 인해, 원통형 전지셀(110)의 위치가 보다 견고하게 고정되어, 원통형 전지 모듈(100)의 안정성이 향상될 수 있다. Referring to FIG. 7 , in the cylindrical battery module 100 according to an embodiment of the present invention, cylindrical battery cells 110 are accommodated in a module frame in which an upper frame 500 and a lower frame 600 are combined, and The potting resin 700 may be positioned in the space between the battery cells 110 . Specifically, the potting resin 700 may be located in contact with a part of the second support 650 and the cylindrical battery cell 110 located in the space between the cylindrical battery cells 110 accommodated in the lower frame 600. can Due to this, the position of the cylindrical battery cell 110 is fixed more firmly, and stability of the cylindrical battery module 100 can be improved.

도면에는 개시되어 있지 않지만, 상부 프레임(500)에도 이와 같은 형상으로 포팅 레진(700)이 위치할 수 있다. Although not disclosed in the drawings, the potting resin 700 may be positioned in the same shape on the upper frame 500 as well.

도 8은 도 1의 하부 프레임을 z축 방향에서 -z축 방향으로 바라본 상면도이다. 도 9는 도 5의 A1 영역을 나타내는 단면도이다. 도 10은 도 5의 A1 영역을 나타내는 사시도이다.8 is a top view of the lower frame of FIG. 1 viewed from the z-axis direction to the -z-axis direction. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an area A1 of FIG. 5 . FIG. 10 is a perspective view illustrating an area A1 of FIG. 5 .

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 프레임(600)은, 각각의 원통형 전지셀(110)의 형상과 대응되는 오목부(660)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 8 to 10 , the lower frame 600 according to an embodiment of the present invention may include a concave portion 660 corresponding to the shape of each cylindrical battery cell 110 .

오목부(660)는 하부 프레임(600)의 하면이 부분적으로 패인 영역을 의미할 수 있다. 오목부(660)는 하부 프레임(600)에 수납되는 각각의 원통형 전지셀(110)의 형상과 대응되는 원형으로 패인 영역일 수 있다. The concave portion 660 may refer to an area where the lower surface of the lower frame 600 is partially depressed. The concave portion 660 may be a circularly depressed area corresponding to the shape of each cylindrical battery cell 110 accommodated in the lower frame 600 .

각각의 원통형 전지셀(110)은 오목부(660)와 대응되게 장착될 수 있다. 오목부(660)는 하부 프레임(600)에 수납되는 각각의 원통형 전지셀(110)의 개수와 대응될 수 있다. 각각의 원통형 전지셀(110)은 하면에 볼록부(111)를 포함할 수 있고, 볼록부(111)는 오목부(660)와 대응되는 형상일 수 있다. 이 경우, 볼록부(111)는 오목부(660)에 삽입되어 장착될 수 있고, 이로 인해 원통형 전지셀(110)의 위치가 보다 견고하게 고정되어, 원통형 전지 모듈(100)의 안정성이 향상될 수 있다. Each cylindrical battery cell 110 may be mounted to correspond to the concave portion 660 . The concave portion 660 may correspond to the number of each cylindrical battery cell 110 accommodated in the lower frame 600 . Each cylindrical battery cell 110 may include a convex portion 111 on a lower surface, and the convex portion 111 may have a shape corresponding to the concave portion 660 . In this case, the convex portion 111 may be inserted into the concave portion 660 and mounted, thereby fixing the position of the cylindrical battery cell 110 more firmly, thereby improving the stability of the cylindrical battery module 100. can

오목부(660)에는 가스켓(661)이 위치하여 방수 성능을 향상시키고, 포팅 레진(700)이 하부 프레임(600)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 가스켓(661)은 고무 소재의 오링(O-ring)으로, 오목부(660)에 끼움 결합될 수 있다. 또는, 가스켓(661)은 플라스틱과 고무가 이중 사출되어 형성될 수 있다. A gasket 661 is positioned in the concave portion 660 to improve waterproof performance and prevent the potting resin 700 from leaking out of the lower frame 600 . The gasket 661 is an O-ring made of rubber and may be fitted into the concave portion 660 . Alternatively, the gasket 661 may be formed by double injection of plastic and rubber.

도 11은 도 5의 A2 영역을 나타내는 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an area A2 of FIG. 5 .

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 상부 프레임(500)과 하부 프레임(600)은 각각 돌출부(570)와 함몰부(670)을 포함하고, 돌출부(570)와 함몰부(670)는 걸림 결합할 수 있다.Referring to FIG. 11, the upper frame 500 and the lower frame 600 according to the present embodiment include a protrusion 570 and a depression 670, respectively, and the protrusion 570 and the depression 670 are hooked. can be combined

본 실시예에 따른 상부 프레임(500)은 -z축 방향으로 돌출되어 있는 돌출부(570)를 포함할 수 있다. 돌출부(570)는 상부 프레임(500)의 가장자리를 따라 돌출된 영역을 의미할 수 있다. 돌출부(570)는 상부 프레임(500)의 하면 가장자리를 따라 돌출된 영역일 수 있다. 돌출부(570)는 상부 프레임(500)의 일 단부에 돌출되어 위치할 수 있다. The upper frame 500 according to the present embodiment may include a protrusion 570 protruding in the -z-axis direction. The protruding portion 570 may refer to a protruding area along the edge of the upper frame 500 . The protruding portion 570 may be a protruding area along the edge of the lower surface of the upper frame 500 . The protruding portion 570 may protrude and be located at one end of the upper frame 500 .

본 실시예에 따른 하부 프레임(600)은 -z축 방향으로 함몰되어 있는 함몰부(670)를 포함할 수 있다. 함몰부(670)는 하부 프레임(600)의 가장자리를 따라 함몰된 영역을 의미할 수 있다. 함몰부(670)는 하부 프레임(600)의 상면 가장자리를 따라 함몰된 영역일 수 있다. 함몰부(670)는 하부 프레임(600)의 일 단부에 함몰되어 위치할 수 있다. The lower frame 600 according to the present embodiment may include a recessed portion 670 recessed in the -z-axis direction. The recessed portion 670 may refer to a recessed area along the edge of the lower frame 600 . The recessed portion 670 may be a recessed area along the edge of the upper surface of the lower frame 600 . The recessed portion 670 may be recessed and located at one end of the lower frame 600 .

돌출부(570)의 폭은 함몰부(670)의 폭보다 작을 수 있고, 돌출부(570)는 함몰부(670)에 삽입될 수 있다. 돌출부(570)와 함몰부(670)는 서로 맞물리면서 걸림 결합될 수 있다. 다만, 돌출부(570)와 함몰부(670)는 걸림 결합되는 것에 한정되는 것은 아니고, 용접 등의 다양한 방법으로 결합될 수 있다.A width of the protrusion 570 may be smaller than a width of the depression 670 , and the protrusion 570 may be inserted into the depression 670 . The protruding portion 570 and the recessed portion 670 may be engaged while being engaged with each other. However, the protruding portion 570 and the recessed portion 670 are not limited to engaging, and may be coupled by various methods such as welding.

앞에서 설명한 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 원통형 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 원통형 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.The cylindrical battery module described above and the cylindrical battery pack including the same can be applied to various devices. These devices can be applied to means of transportation such as electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., but the present invention is not limited thereto and can be applied to various devices that can use a cylindrical battery module and a battery pack including the same, which is also It belongs to the scope of the present invention.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of

100: 원통형 전지 모듈
110: 원통형 전지셀
120: 원통형 전지셀 적층체
500: 상부 프레임
530: 상부 커버
600: 하부 프레임
700: 포팅 레진
100: cylindrical battery module
110: cylindrical battery cell
120: cylindrical battery cell stack
500: upper frame
530: upper cover
600: lower frame
700: potting resin

Claims (19)

복수의 원통형 전지셀이 적층되어 있는 원통형 전지셀 적층체;
상기 원통형 전지셀 적층체를 수납하는 모듈 프레임;
상기 원통형 전지셀 적층체의 상부를 덮는 상부 커버; 및
상기 모듈 프레임 내부에 위치하는 포팅 레진을 포함하고,
상기 포팅 레진은, 상기 원통형 전지셀의 일부와 접하면서 위치하는 원통형 전지 모듈.
A cylindrical battery cell stack in which a plurality of cylindrical battery cells are stacked;
a module frame accommodating the cylindrical battery cell stack;
an upper cover covering an upper portion of the cylindrical battery cell stack; and
Including a potting resin located inside the module frame,
The potting resin is a cylindrical battery module positioned while in contact with a portion of the cylindrical battery cell.
제1항에서,
상기 포팅 레진은, 상기 모듈 프레임에 수납된 상기 복수 개의 원통형 전지셀의 사이 영역에 위치하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 1,
The potting resin is located in a region between the plurality of cylindrical battery cells accommodated in the module frame.
제1항에서,
상기 포팅 레진은, 상기 원통형 전지셀과 상기 모듈 프레임이 맞닿는 영역을 제외하고, 상기 원통형 전지셀과 인접한 원통형 전지셀의 사이 영역에 위치하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 1,
The potting resin is located in a region between the cylindrical battery cell and an adjacent cylindrical battery cell, except for a region where the cylindrical battery cell and the module frame come into contact.
제1항에서,
상기 포팅 레진은, 난연성 소재로 구성되는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 1,
The potting resin is a cylindrical battery module composed of a flame retardant material.
제4항에서,
상기 포팅 레진은 난연 실리콘으로 구성되는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 4,
The potting resin is a cylindrical battery module composed of flame retardant silicon.
제1항에서,
상기 상부 커버는, 상기 포팅 레진을 상기 모듈 프레임 내부로 주입할 수 있는 주입 홀을 포함하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 1,
The upper cover includes an injection hole through which the potting resin is injected into the module frame.
제6항에서,
상기 주입 홀은, 상기 모듈 프레임에 수납된 상기 복수 개의 원통형 전지셀의 사이 공간과 대응되는 상부 커버의 일 영역을 관통하는 구멍인 원통형 전지 모듈.
In paragraph 6,
The injection hole is a hole passing through a region of the upper cover corresponding to the space between the plurality of cylindrical battery cells accommodated in the module frame.
제1항에서,
상기 모듈 프레임은 상부 프레임 및 하부 프레임을 포함하고,
상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임은 상기 원통형 전지셀 적층체의 측면을 감싸고, 상면 및 하면이 개방되어 있는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 1,
The module frame includes an upper frame and a lower frame,
The upper frame and the lower frame surround the side surfaces of the cylindrical battery cell stack, and the upper and lower surfaces are open cylindrical battery modules.
제8항에서,
상기 상부 프레임은 제1 벽을 포함하고,
상기 제1 벽의 높이는 상기 상부 커버와 상기 상부 프레임의 상면의 높이차와 대응되는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 8,
the upper frame includes a first wall;
A cylindrical battery module in which the height of the first wall corresponds to the height difference between the top surface of the upper cover and the upper frame.
제8항에서,
상기 상부 프레임은 상기 상부 프레임의 하면으로부터 상면으로 연장되어 형성되는 기둥인 제1 지지부를 포함하고,
상기 하부 프레임은 상기 하부 프레임의 하면으로부터 상면으로 연장되어 형성되는 기둥인 제2 지지부를 포함하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 8,
The upper frame includes a first support portion that is a pillar extending from a lower surface of the upper frame to an upper surface,
The lower frame is a cylindrical battery module including a second support part that is a pillar extending from the lower surface to the upper surface of the lower frame.
제10항에서,
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 상기 복수 개의 원통형 전지셀들의 사이 공간에 대응되게 위치하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 10,
The first support part and the second support part are positioned to correspond to the space between the plurality of cylindrical battery cells.
제10항에서,
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 맞닿으며 위치하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 10,
The first support part and the second support part are located in contact with each other, and a cylindrical battery module.
제10항에서,
상기 제1 지지부와 대응되는 상기 상부 커버의 일 영역에 지지 홀이 구비되는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 10,
A cylindrical battery module having a support hole in one region of the upper cover corresponding to the first support portion.
제8항에서,
상기 하부 프레임은, 상기 하부 프레임의 하면이 부분적으로 패인 영역인 오목부를 포함하고,
상기 오목부에는 가스켓이 위치하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 8,
The lower frame includes a concave portion, which is a region in which a lower surface of the lower frame is partially depressed,
A cylindrical battery module in which a gasket is positioned in the concave portion.
제14항에서,
상기 가스켓은 고무 소재로 형성되는 오링(O-ring)인 원통형 전지 모듈.
In paragraph 14,
The gasket is a cylindrical battery module that is an O-ring formed of a rubber material.
제14항에서,
상기 가스켓은 플라스틱과 고무가 이중 사출되어 형성되는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 14,
The gasket is a cylindrical battery module formed by double injection of plastic and rubber.
제8항에서,
상기 상부 프레임은, 상기 상부 프레임의 하면 가장자리를 따라 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 하부 프레임은, 상기 하부 프레임의 상면 가장자리를 따라 함몰된 함몰부를 포함하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 8,
The upper frame includes a protrusion protruding along an edge of the lower surface of the upper frame,
The lower frame includes a recessed portion recessed along an upper surface edge of the lower frame.
제17항에서,
상기 돌출부는 상기 함몰부에 삽입되고, 상기 돌출부와 상기 함몰부는 서로 맞물리면서 걸림 결합하는 원통형 전지 모듈.
In paragraph 17,
The protruding part is inserted into the recessed part, and the protruding part and the recessed part are engaged with each other while being engaged with each other.
제1항에 따른 원통형 전지 모듈을 포함하는 원통형 전지 팩.
A cylindrical battery pack comprising the cylindrical battery module according to claim 1.
KR1020210144527A 2021-10-27 2021-10-27 Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same KR20230060154A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210144527A KR20230060154A (en) 2021-10-27 2021-10-27 Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same
PCT/KR2022/016151 WO2023075309A1 (en) 2021-10-27 2022-10-21 Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210144527A KR20230060154A (en) 2021-10-27 2021-10-27 Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230060154A true KR20230060154A (en) 2023-05-04

Family

ID=86159594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210144527A KR20230060154A (en) 2021-10-27 2021-10-27 Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230060154A (en)
WO (1) WO2023075309A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9892868B2 (en) * 2013-06-21 2018-02-13 Ioxus, Inc. Energy storage device assembly
CN104993187A (en) * 2015-07-16 2015-10-21 广东万锦科技股份有限公司 Mean-temperature method of cylindrical battery
CN206236761U (en) * 2016-10-18 2017-06-09 广东工业大学 A kind of thermal management device of battery
PL3753056T3 (en) * 2018-02-16 2022-07-25 H.B. Fuller Company Electric cell potting compound and method of making
JP7074416B2 (en) * 2018-07-24 2022-05-24 Fdk株式会社 Battery unit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023075309A1 (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2455733C1 (en) Accumulator cartridge and accumulator module containing latter
US9741974B2 (en) Battery cell having round corner
KR101201744B1 (en) Rechargeable battery
KR101572836B1 (en) Battery Cell Having Structure of Steps-Formed
US8658296B2 (en) Rechargeable battery
KR20110037866A (en) Rechargeable battery
KR20140100032A (en) Battery Cell Having Structure of Steps-Formed
KR101776897B1 (en) Pouch type secondary battery and method for manufacturing the same
JP2022534482A (en) Battery modules and battery packs containing the same
US20230327231A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR101749729B1 (en) Secondary battery
KR20210125850A (en) Battery pack and device including the same
JP7292658B2 (en) Busbar module and its manufacturing method
KR20210133529A (en) Battery pack and device including the same
US20230047002A1 (en) Pouch Type Secondary Battery and Battery Module Including the Same
KR20230060154A (en) Cylindrical battery module and cylindrical battery pack including the same
JP7154652B2 (en) Battery packs and devices containing them
KR20220048791A (en) Secondary battery and manufacturing method of secondary battery
KR20210133540A (en) Battery pack and device including the same
KR20210133531A (en) Battery pack and device including the same
KR20170073856A (en) Battery Cell Comprising Integrated Support Member Provided at Edge Sealing Part
KR20230073508A (en) Cylindarical battery module and cylindarical battery pack including the same
US20230299413A1 (en) Secondary Battery and Manufacturing Method of the Same
US20220376325A1 (en) Battery pack and device including the same
KR20220120331A (en) Secondary battery and battery module including the same