KR20230076306A - 내부 단락 디바이스 - Google Patents

Abstract

내부 단락 디바이스가 개시된다. 본 발명의 내부 단락 디바이스는, 바닥면(bottom)을 형성하는 바텀 플레이트를 구비하는 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 일단에서 타단으로 연장되어 형성되며, 상기 바텀 플레이트를 향하여 오목한, 푸싱 유닛; 그리고 상기 푸싱 유닛에 열(heat)을 제공하는 가열 유닛을 포함하고, 상기 가열 유닛이 상기 푸싱 유닛을 가열하면, 상기 푸싱 유닛의 온도가 상승하여, 상기 푸싱 유닛은 펴지거나 상기 바텀 플레이트를 향하여 볼록해지고, 상기 푸싱 유닛에 연결된 침투 유닛은 상기 바텀 플레이트를 향하여 이동할 수 있다.

Description

내부 단락 디바이스{DEVICE FOR INTERNAL SHORT CIRCUIT}

본 발명은 내부 단락 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 배터리 셀의 외부에 위치하면서 배터리 셀의 내부 단락을 유발하는 내부 단락 디바이스에 관한 것이다.

리튬 배터리는 2차 전지로서 효율성이 우수하나, 전기적으로 단락될 경우 열폭주 등이 발생되어 안전성이 문제될 수 있다. 리튬 배터리에서 열폭주가 발생될 경우 발화 또는 폭발로 이어질 수 있다.

따라서 리튬 배터리를 의도적으로 열폭주 상태로 만든 이후 안전성을 실험하거나 평가하는 작업이 요구될 수 있으며, 리튬 배터리를 열폭주 상태로 만들기 위해서 배터리를 단락시킬 수 있다.

종전에 리튬 배터리를 단락시키기 위하여 배터리의 내부를 단락시키는 경우, 완제품의 리튬 배터리를 그대로 사용하기 곤란하며, 리튬 배터리의 내부에 단락 디바이스를 설치해야 할 수 있다. 따라서 완제품의 리튬 배터리에 추가적인 구조 변경 없이 리튬 배터리의 단락을 발생시킬 장치가 요구될 수 있다.

대한민국 공개특허 10-2020-0035649

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 완제품 상태의 배터리 셀의 외부면에 위치하되 배터리 셀에 침투 유닛을 침투시켜 배터리 셀을 단락시키는 내부 단락 디바이스를 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.

본 발명은 온도에 따라 다른 형상을 유지하는 푸싱 유닛을 구비하는 내부 단락 디바이스를 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.

본 발명은 온도가 상승하면 배터리 셀을 단락시키는 내부 단락 디바이스를 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.

본 발명은 상기 푸싱 유닛에 연결된 연결부가 슬라이딩 가이드를 따라 이동하는 내부 단락 디바이스를 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 바닥면(bottom)을 형성하는 바텀 플레이트를 구비하는 하우징; 상기 하우징에 연결되고, 일단에서 타단으로 연장되어 형성되며, 상기 바텀 플레이트를 향하여 오목한, 푸싱 유닛; 그리고 상기 푸싱 유닛에 열(heat)을 제공하는 가열 유닛을 포함하고, 상기 가열 유닛이 상기 푸싱 유닛을 가열하면, 상기 푸싱 유닛의 온도가 상승하여, 상기 푸싱 유닛은 펴지거나 상기 바텀 플레이트를 향하여 볼록해지고, 상기 푸싱 유닛에 연결된 침투 유닛은 상기 바텀 플레이트를 향하여 이동하는, 내부 단락 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 내부 단락 디바이스의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 완제품 상태의 배터리 셀의 외부면에 위치하되 배터리 셀에 침투 유닛을 침투시켜 배터리 셀을 단락시키는 내부 단락 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 온도에 따라 다른 형상을 유지하는 푸싱 유닛을 구비하는 내부 단락 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 온도가 상승하면 배터리 셀을 단락시키는 내부 단락 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상기 푸싱 유닛에 연결된 연결부가 슬라이딩 가이드를 따라 이동하는 내부 단락 디바이스가 제공될 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 셀을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 내부 단락 디바이스가 배터리 셀에 위치하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는, 도 3의 내부 단락 디바이스와 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면으로서, 침투 유닛이 배터리 셀에 침투하기 이전 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 3의 내부 단락 디바이스와 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면으로서, 침투 유닛이 배터리 셀에 침투한 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은, 도 3의 하우징을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 6의 하우징에 푸싱 유닛과 침투 유닛이 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8a는, 도 3의 하우징을 B1-B2로 자른 단면으로서, 슬라이딩 가이드가 포함된 하우징을 나타낸 도면이다.
도 8b는 도 8a의 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태를 나타낸 도면이다.
도 8c는 도 8b의 푸싱 유닛(200)이 아래로 볼록한 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 배터리 셀을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 셀(20)은, 전극 집합체(21)와 파우치(22)를 포함할 수 있다. 파우치(22)는 전극 집합체(21)를 감쌀 수 있다. 파우치(22)는, 전극 집합체(21)를 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 파우치(22)의 양 면이 접착되어, 전극 집합체(21)가 파우치(22)에 의해 밀봉될 수 있다.

전극 집합체(21)는, 일단에서 연장되어 타단에 이어질 수 있다. 전극 집합체(21)의 양단에 전극 탭(23, 24)이 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 탭(23)은, 전극 집합체(21)의 일단에서 돌출된 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 탭(24)은, 전극 집합체(21)의 타단에서 돌출된 형상을 형성할 수 있다.

배터리 셀(20)은 납작한 형상일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)은 하면(lower face)과 상면(upper face)이 형성된 패널(panel)의 형상일 수 있다. 도 1에서 배터리 셀(20)의 상면에 관찰될 수 있다. 배터리 셀(20)의 변(edge)은, 배터리 셀(20)의 둘레를 형성할 수 있다.

배터리 셀(20)의 형상은, 전극 집합체(21)의 형상에 대응될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 변은, 전극 집합체(21)의 변에 대응될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(20)의 변은, 제1 변(20a), 제2 변(20b), 제3 변(20c) 및 제4 변(20d)을 포함할 수 있다.

배터리 셀(20)의 제1 변(20a)은, 전극 집합체(21)를 덮는 파우치(22)가 접합되지 않는 부분일 수 있다. 이런 맥락에서, 제1 변(20a)은, “비실링부(non-sealing portion)”라 칭할 수 있다. 배터리 셀(20)의 제1 변(20a)은, 배터리 셀(20)의 집합체를 수용하는 케이스(case)에 밀착되어 냉각될 수 있다. 이런 맥락에서, 제1 변(20a)은 “밀착부”라 칭할 수 있다.

제2 변(20b)은, 파우치(22)가 접합되는 부분일 수 있다. 제2 변(20b)은, 제1 변(20a)의 맞은편에 위치할 수 있다. 제1 변(20a)과 제2 변(20b)은, 서로 나란할 수 있다. 제1 변(20a)과 제2 변(20b)은, 배터리 셀(20)의 길이 방향으로 연장된 형상을 형성할 수 있다.

제3 변(20c)과 제4 변(20d)은, 서로 맞은편에 위치할 수 있다. 제3 변(20c)과 제4 변(20d)은, 제1 변(20a)과 제2 변(20b)을 연결시킬 수 있다. 제3 변(20c)과 제4 변(20d)에, 제2전극 탭(24) 제1 전극 탭(23)이 각각 위치할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 내부 단락 디바이스가 배터리 셀에 위치하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 4는, 도 3의 내부 단락 디바이스와 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면으로서, 침투 유닛이 배터리 셀에 침투하기 이전 모습을 나타낸 도면이다. 도 5는, 도 3의 내부 단락 디바이스와 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면으로서, 침투 유닛이 배터리 셀에 침투한 모습을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 내부 단락 디바이스(10)는 배터리 셀(20)의 일면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 내부 단락 디바이스(10)는, 배터리 셀(20)의 일면의 일지점에 고정되거나 결합될 수 있다. 내부 단락 디바이스(10)의 배터리 셀(20) 상에서의 위치는, 조절될 수 있다.

도 4를 참조하면, 내부 단락 디바이스(10)는, 하우징(100)을 포함할 수 있다. 하우징(100)의 내부에 공간이 형성될 수 있다. 하우징(100)은, 내부 단락 디바이스(10)의 전체적인 형상을 형성할 수 있다. 하우징(100)의 바닥면은, 배터리 셀(20)의 상면에 접하거나 마주할 수 있다.

내부 단락 디바이스(10)는, 푸싱 유닛(200)을 포함할 수 있다. 푸싱 유닛(200)은, 하우징(100)에 수용될 수 있다. 푸싱 유닛(200)은, 하우징(100)에 연결되거나 결합될 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)의 단부는, 하우징(100)에 연결되거나 결합될 수 있다.

내부 단락 디바이스(10)는, 침투 유닛(300)을 포함할 수 있다. 침투 유닛(300)은, 푸싱 유닛(200)에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 침투 유닛(300)의 일단 또는 상단은, 푸싱 유닛(200)의 중심부에 연결되거나 결합될 수 있다.

침투 유닛(300)은 일단(또는 상단)에서 타단(또는 하단)으로 연장된 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 침투 유닛(300)은, 푸싱 유닛(200)에서 하우징(100)의 바닥부를 향하는 방향으로 연장된 형상을 형성할 수 있다. 침투 유닛(300)의 하단은, 하우징(100)의 바닥면에 형성된 홀(hole)을 향할 수 있다.

침투 유닛(300)의 하단은, 뾰족할 수 있다. 침투 유닛(300)은 금속을 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 침투 유닛(300)의 적어도 일부는, 전기적 전도성일 수 있다. 예를 들어, 침투 유닛(300)의 하단은, 전기적 전도성일 수 있다.

푸싱 유닛(200)은, 하우징(100)의 바닥면을 향하여 오목할 수 있다. 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)의 휘어진 정도가 작아질 수 있다. 즉 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)은 평평해질 수 있다.

도 5를 참조하면, 푸싱 유닛(200)의 온도가 더 상승하면, 푸싱 유닛(200)은 하우징(100)의 바닥면을 향하여 볼록할 수 있다. 푸싱 유닛(200)의 곡률(curvature)이 변함에 따라 푸싱 유닛(200)의 중심부와 하우징(100)의 바닥면 사이의 거리는 달라질 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)의 중심부와 하우징(100)의 바닥면 사이의 거리는 작아질 수 있다.

푸싱 유닛(200)의 중심부와 하우징(100)의 바닥면 사이의 거리가 작아지면, 침투 유닛(300)은 배터리 셀(20)을 향하여 이동할 수 있다. 침투 유닛(300)이 배터리 셀(20)을 향하여 이동하면, 침투 유닛(300)은 하우징(100)의 바닥면에 형성된 홀을 관통할 수 있다. 침투 유닛(300)이 배터리 셀(20)을 향하여 더 이동하면, 침투 유닛(300)은 배터리 셀(20)에 침투할 수 있다. 침투 유닛(300)이 배터리 셀(20)에 침투하면, 배터리 셀(20) 내부에서 분리된 상태의 양극과 음극은 단락될 수 있다.

푸싱 유닛(200)은, 예를 들어, 형상 기억 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)은, 구리(copper), 알루미늄(aluminum), 니켈(nickel), 주석(zinc), 금(gold), 그리고 철(iron) 중에서 적어도 하나를 포함하는 합금 소재로 형성될 수 있다.

다른 예를 들어, 푸싱 유닛(200)은, 서로 다른 종류의 복수의 금속 스트립을 포함할 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)은, 바이메탈(bimetal)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)의 바이메탈은, 제1 금속 스트립과 제2 금속 스트립을 포함할 수 있다. 제1 금속 스트립의 열팽창 계수는, 제2 금속 스트립의 열팽창 계수와 다를 수 있다. 제1 금속 스트립과 제2 금속 스트립은, 서로 접한 상태를 유지할 수 있다.

도 6은, 도 3의 하우징을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 도면이다. 도 7은, 도 6의 하우징에 푸싱 유닛과 침투 유닛이 결합된 모습을 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 하우징(100)은 바텀 플레이트 모듈(110)을 포함할 수 있다. 바텀 플레이트 모듈(110)은, 바텀 플레이트 모듈(110)은 바텀 플레이트(111)를 포함할 수 있다. 바텀 플레이트(111)는, 하우징(100)의 바텀(bottom)을 형성할 수 있다.

바텀 플레이트 모듈(110)은, 바텀 홀(112)을 포함할 수 있다. 바텀 홀(112)은, 바텀 플레이트(111)에 형성될 수 있다. 바텀 홀(112)은, 개구일 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)의 내부는, 바텀 홀(112)을 통해 하우징(100)의 외부와 연통될 수 있다. 바텀 홀(112)은, 푸싱 유닛(200)의 중심부의 아래에 위치할 수 있다.

침투 유닛(300)은, 바텀 홀(112)을 마주하거나 관통할 수 있다. 예를 들어, 상온에서, 침투 유닛(300)은, 바텀 홀(112)을 마주할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 온도에서, 침투 유닛(300, 도 5 참조)은, 바텀 홀(112)에 삽입될 수 있다.

바텀 플레이트 모듈(110)은, 침투 가이드(113)를 포함할 수 있다. 침투 가이드(113)는, 바텀 플레이트(111)에서 연장된 형상을 형성할 수 있다. 침투 가이드(113)는, 예를 들어, 바텀 홀(112)에서 상부로 연장된 형상을 형성할 수 있다. 침투 가이드(113)는, 침투 유닛(300)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 예를 들어, 침투 유닛(300)은, 침투 가이드(113)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 침투 유닛(300)은, 침투 가이드(113)에서 이동할 수 있다. 침투 가이드(113)는, 침투 유닛(300)의 이동을 가이드(guide)할 수 있다.

하우징(100)은 사이드 월(120)을 포함할 수 있다. 사이드 월(120)은, 바텀 플레이트(111)에서 상부로 연장되어 형성될 수 있다. 사이드 월(120)은, 바텀 플레이트(111)에 연결될 수 있다. 사이드 월(120)은, 제1 사이드 월(120a)과 제2 사이드 월(120b)을 포함할 수 있다. 사이드 월(120)은, 제1 사이드 월(120a)과 제2 사이드 월(120b) 중 적어도 일부를 의미할 수 있다. 제1 사이드 월(120a)과 제2 사이드 월(120b)은, 서로 마주할 수 있다.

하우징(100)은, 탑 플레이트(130)를 포함할 수 있다. 탑 플레이트(130)는, 바텀 플레이트(111)의 위에 위치할 수 있다. 탑 플레이트(130)는, 사이드 월(120)에 연결되거나 결합될 수 있다.

하우징(100)은, 결합 모듈(150)을 포함할 수 있다. 결합 모듈(150)은, 사이드 월(120)에 형성될 수 있다. 결합 모듈(150)은, 푸싱 유닛(200)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)의 단부(end portions)는, 결합 모듈(150)에 결합될 수 있다.

결합 모듈(150)은, 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(150)은, 제1 결합 모듈(150a)과 제2 결합 모듈(150b)을 포함할 수 있다. 제1 결합 모듈(150a)은, 제1 사이드 월(120a)에 위치할 수 있다. 제2 결합 모듈(150b)은, 제2 사이드 월(120b0에 위치할 수 있다. 제1 결합 모듈(150a)은, 제2 결합 모듈(150b)을 마주할 수 있다.

결합 모듈(150)은, 푸싱 유닛(200)을 향하여 오목할 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(150)은, 하우징(100)의 내부를 향하여 오목할 수 있다. 결합 모듈(150)의 오목한 부분은, 푸싱 유닛(200)의 단부를 수용할 수 있다. 결합 모듈(150)의 오목한 부분은, 푸싱 유닛(200)의 단부에 결합되거나 연결될 수 있다. 결합 모듈(150)의 오목한 부분은, 푸싱 유닛(200)의 단부를 수용할 수 있다.

내부 단락 디바이스(10)는, 가열 유닛(400)을 포함할 수 있다. 가열 유닛(400)은, 푸싱 유닛(200)에 열(heat)을 제공할 수 있다. 가열 유닛(400)은, 하우징(100)의 외면(exterior face)에 접할 수 있다. 예를 들어, 가열 유닛(400)은, 하우징(100)의 결합 모듈(150)에 결합될 수 있다.

하우징(100)의 적어도 일부는, 열전도성을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)의 적어도 일부는 금속을 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(150)의 적어도 일부는, 금속을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.

가열 유닛(400)에서 발생된 열(heat)의 적어도 일부는, 결합 모듈(150)에 전달될 수 있다. 결합 모듈(150)에 전달된 열의 적어도 일부는, 푸싱 유닛(200)에 전달될 수 있다. 푸싱 유닛(200)에 열(heat)이 전달되면, 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승할 수 있다.

푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)의 형상이 변형될 수 있다. 예를 들어, 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)의 형상이 변하여, 푸싱 유닛(200)의 중심부는 바텀 홀(112)을 향해 접근할 수 있다. 달리 말하면, 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)이 침투 유닛(300)을 아래로 밀고, 침투 유닛(300)은 아래로 이동할 수 있다. 침투 유닛(300)이 아래로 이동하면, 침투 유닛(300)은 배터리 셀(20, 도 5 참조)에 침투할 수 있다. 침투 유닛(300)이 배터리 셀(20, 도 5 참조)에 침투하면, 배터리 셀(20)의 내부에서 분리된 양극과 음극이 단락될 수 있다.

도 8a는, 도 3의 하우징을 B1-B2로 자른 단면으로서, 슬라이딩 가이드가 포함된 하우징을 나타낸 도면이다. 도 8a에서 푸싱 유닛(200)과 하우징(100)이 관찰될 수 있다. 도 8a에서 설명의 편의를 위하여 침투 유닛(300)의 표시는 생략될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 결합 모듈(150)은, 연결부(151)와 신축부(152)를 포함할 수 있다. 연결부(151)는, 제1 연결부(151a)와 제2 연결부(151b)를 포함할 수 있다. 연결부(151)는, 제1 연결부(151a)와 제2 연결부(151b) 중에서 적어도 하나를 의미할 수 있다.

신축부(152)는, 제1 신축부(152a)와 제2 신축부(152b)를 포함할 수 있다. 신축부(152)는, 제1 신축부(152a)와 제2 신축부(152b) 중에서 적어도 하나를 의미할 수 있다.

제1 결합 모듈(150a)은, 제1 연결부(151a)와 제1 신축부(152a)를 포함할 수 있다. 제2 결합 모듈(150b)은, 제2 연결부(151b)와 제2 신축부(152b)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 연결부(151)는, 푸싱 유닛(200)의 단부에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결부(151)는, 푸싱 유닛(200)의 단부를 수용할 수 있다. 연결부(151)는, 하우징(100)의 내부를 향하여 오목할 수 있다.

예를 들어, 신축부(152)는, 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 신축부(152)는, 연결부(151)와 사이드 월(120)을 연결할 수 있다. 예를 들어, 신축부(152)는, 연결부(151)와 사이드 월(120)의 사이에 위치할 수 있다. 연결부(151)가 사이드 월(120)의 외부로 이동하면, 신축부(152)는 연결부(151)와 사이드 월(120)에 인력(attractive force)을 제공할 수 있다. 신축부(152)는, 예를 들어, 스프링(spring)을 포함할 수 있다.

하우징(100)은 슬라이딩 가이드(160)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 가이드(160)는, 제1 슬라이딩 가이드(160a)와 제2 슬라이딩 가이드(160b)를 포함할 수 있다. 슬라이딩 가이드(160)는, 제1 슬라이딩 가이드(160a)와 제2 슬라이딩 가이드(160b) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.

슬라이딩 가이드(160)는 사이드 월(120)에 결합되거나 연결되거나 고정될 수 있다. 슬라이딩 가이드(160)는, 결합 모듈(150)에 인접하거나 접할 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(150)은, 슬라이딩 가이드(160)에 슬라이딩(sliding) 가능하게 결합될 수 있다.

슬라이딩 가이드(160)는, 사이드 월(120)에서 외부로 향하는 방향으로 연장된 형상을 형성할 수 있다. 연결부(151)는, 슬라이딩 가이드(160)를 따라 이동할 수 있다. 연결부(151)의 위치는, 푸싱 유닛(200)의 단부의 위치와 관련될 수 있다.

도 8b는 도 8a의 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태를 나타낸 도면이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 푸싱 유닛(200)은 상온에서 바텀 홀(112)을 향하여 오목할 수 있다. 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)은 펴질 수 있다. 푸싱 유닛(200)이 펴지면, 푸싱 유닛(200)의 중심부는 바텀 홀(112)에 접근할 수 있다.

푸싱 유닛(200)이 펴지면, 연결부(151)는 사이드 월(120)에서 외부로 이동할 수 있다. 연결부(151)가 외부로 이동하면, 신축부(152)는 탄성력을 연결부(151)에 제공할 수 있다. 연결부(151)에 제공되는 탄성력의 방향은, 연결부(151)에서 사이드 월(120)을 향하는 방향일 수 있다.

연결부(151)는, 슬라이딩 가이드(160)를 따라 이동할 수 있다. 푸싱 유닛(200)의 단부는, 연결부(151)에 연결되거나 결합될 수 있다. 즉 푸싱 유닛(200)의 단부는, 슬라이딩 가이드(160)를 따라 이동할 수 있다.

도 8c는 도 8b의 푸싱 유닛(200)이 아래로 볼록한 상태를 나타낸 도면이다.

도 8a, 도 8b 및 도 8c를 참조하면, 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태에서 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)의 중심부는 바텀 홀(112)에 더 접근할 수 있다. 즉 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태에서 푸싱 유닛(200)의 온도가 상승하면, 푸싱 유닛(200)은 아래로 볼록해질 수 있다.

푸싱 유닛(200)이 아래로 볼록해지면, 침투 유닛(300, 도 5 참조)은 푸싱 유닛(200)으로부터 압력을 제공받아 배터리 셀(20, 도 5 참조)에 압력을 가할 수 있다. 도 8C는, 침투 유닛(300, 도 5 참조)이 배터리 셀(20, 도 5 참조)에 압력을 가하는 상태에서, 하우징(100)과 푸싱 유닛(200)을 나타낼 수 있다.

푸싱 유닛(200)이 펴진 상태에서 아래로 볼록해지면, 푸싱 유닛(200)의 양 단부 사이의 거리는 작아질 수 있다. 즉 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태에서 아래로 볼록해지면, 푸싱 유닛(200)의 단부는 사이드 월(120)을 향해 이동할 수 있다. 즉 푸싱 유닛(200)이 펴진 상태에서 아래로 볼록해지면, 연결부(151)는 슬라이딩 가이드(160)를 따라 사이드 월(120)을 향해 이동할 수 있다.

도 1 내지 도 8C를 참조하면, 예를 들어, 푸싱 유닛(200)은 일단에서 연장되어 타단에 이어지는 형상을 형성할 수 있다. 다른 예를 들어, 푸싱 유닛(200)은, 중심부에서 반경 방향으로 연장된 멤브레인(membrane)의 형상을 형성할 수 있다. 이 경우, 푸싱 유닛(200)의 가장자리(perimeter)의 일부가 중심부를 향하여 함몰되어 결합 모듈(150) 및 사이드 월(120)에서 이격되고, 푸싱 유닛(200)의 가장자리(perimeter) 다른 일부가 결합 모듈(150)에 결합될 수 있다.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10: 내부 단락 디바이스 20: 배터리 셀
100: 하우징 110: 바텀 플레이트 모듈
111: 바텀 플레이트 112: 바텀 홀
113: 침투 가이드 120: 사이드 월
130: 탑 플레이트 150: 결합 모듈
151: 연결부 152: 신축부
160: 슬라이딩 가이드 200: 푸싱 유닛
300: 침투 유닛 400: 가열 유닛

Claims (14)

1. 바닥면(bottom)을 형성하는 바텀 플레이트를 구비하는 하우징;
   상기 하우징에 연결되고, 상기 바텀 플레이트를 향하여 오목한, 푸싱 유닛; 그리고
   상기 푸싱 유닛에 열(heat)을 제공하는 가열 유닛을 포함하고,
   상기 가열 유닛이 상기 푸싱 유닛을 가열하면,
   상기 푸싱 유닛의 온도가 상승하여, 상기 푸싱 유닛은 펴지거나 상기 바텀 플레이트를 향하여 볼록해지고, 상기 푸싱 유닛에 연결된 침투 유닛은 상기 바텀 플레이트를 향하여 이동하는,
   내부 단락 디바이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바텀 플레이트는 배터리 셀을 마주하고,
   상기 푸싱 유닛이 펴지거나 상기 바텀 플레이트를 향하여 볼록해지면, 상기 침투 유닛은 상기 배터리 셀을 향하여 이동하여 상기 배터리 셀에 침투하는,
   내부 단락 디바이스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 침투 유닛은,
   상단이 상기 푸싱 유닛의 중심부에 결합되고, 상기 상단에서 연장되어 하단에 이어지는,
   내부 단락 디바이스
4. 제3항에 있어서,
   상기 하우징은,
   개구(opening)로서, 상기 바텀 플레이트에 형성되며, 상기 침투 유닛의 하단을 마주하는, 바텀 홀을 더 포함하는,
   내부 단락 디바이스.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 개구에 인접하고, 상기 바텀 플레이트에 형성되며, 상기 침투 유닛의 적어도 일부를 수용하는, 침투 가이드를 더 포함하는,
   내부 단락 디바이스.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 바텀 플레이트에서 위로 연장되어 형성되는 사이드 월; 그리고
   상기 사이드 월에 위치하며, 상기 푸싱 유닛의 단부에 결합되는 결합 모듈을 더 포함하는,
   내부 단락 디바이스.
7. 제6항에 있어서,
   상기 결합 모듈은,
   상기 푸싱 유닛의 단부에 결합되는 연결부; 그리고
   상기 연결부와 상기 사이드 월을 연결하는, 신축부를 더 포함하는,
   내부 단락 디바이스
8. 제7항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 사이드 월에서 외부로 연장된 형상을 형성하는, 슬라이딩 가이드를 더 포함하고,
   상기 연결부는 상기 슬라이딩 가이드에 슬라이딩 가능하게 결합되는,
   내부 단락 디바이스.
9. 제7항에 있어서,
   상기 신축부는,
   상기 연결부에 탄성력을 제공하는,
   내부 단락 디바이스.
10. 제1항에 있어서,
    상기 푸싱 유닛은,
    형상 기억 합금을 포함하는 재료로 형성되는,
    외부 단락 디바이스.
11. 제1항에 있어서,
    상기 푸싱 유닛은,
    서로 접한 상태를 유지하는 제1 금속 스트립 및 제2 금속 스트립을 포함하며,
    상기 제1 금속 스트립의 열팽창 계수는, 상기 제2 금속 스트립의 열팽창 계수와 상이한,
    내부 단락 디바이스.
12. 제1항에 있어서,
    상기 푸싱 유닛은,
    일단에서 타단으로 연장되어 형성되며,
    상기 하우징은,
    상기 바텀 플레이트에서 위로 연장되어 형성되는 사이드 월; 그리고
    상기 사이드 월에 위치하며, 상기 푸싱 유닛의 일단과 타단에 각각 결합되는 제1 결합 모듈과 제2 결합 모듈을 더 포함하는,
    내부 단락 디바이스.
13. 제1항에 있어서,
    상기 푸싱 유닛은,
    중심부에서 반경 방향으로 연장된 멤브레인(membrane)의 형상을 형성하고,
    상기 하우징은,
    상기 바텀 플레이트에서 위로 연장되어 형성되는 사이드 월; 그리고
    상기 사이드 월에 위치하며, 상기 푸싱 유닛의 가장자리에 결합되는 결합 모듈을 더 포함하는,
    내부 단락 디바이스.
14. 제13항에 있어서,
    상기 푸싱 유닛의 상기 가장자리의 일부는,
    상기 중심부를 향하여 함몰되어 상기 결합 모듈 및 상기 사이드 월에서 이격되고,
    상기 푸싱 유닛의 상기 가장자리의 다른 일부는 상기 결합 모듈에 결합되는,
    내부 단락 디바이스.

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