KR20230086162A - 직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법 - Google Patents

직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀은, 전극이 내장된 셀 본체; 및 셀 본체의 외면을 둘러싸게 셀 본체에 부착되어, 셀 본체를 내부식 및 방수처리하는 셀 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법{A direct liquid cooling battery module, a direct liquid cooling battery cell and method thereof}
본 발명은 직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 배터리셀의 외면의 절연성 및 내부식성을 향상시켜, 저가의 차량용 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀의 열을 냉각할 수 있는 직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법에 관한 것이다.
지구 온난화와 환경 오염 등의 문제가 심각하게 대두 되면서 자동차 산업 분야에서도 환경 오염을 최대한 감소시킬 수 있는 친환경 차량에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 그 시장도 점차 확대되고 있다.
친환경 차량으로서 기존의 화석 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진 대신 전기 에너지를 이용하여 구동력을 생성하는 전동기를 적용한 전기 차량, 하이브리드 차량 및 플러그인 하이브리드 차량이 세계적으로 출시되고 있는 상황이다.
이러한 전기 에너지를 이용한 친환경 차량들 중 전기 차량과 플러그인 하이브리드 차량은 계통(grid)에 연결된 외부 충전 설비로부터 전력을 제공받아 차량에 구비된 배터리를 충전하고, 배터리의 충전된 전력을 이용하여 차량 구동에 필요한 운동 에너지를 생산한다
이러한 친환경 차량에 사용되는 배터리는 고출력이 요구되므로 많은 양의 열을 발생시키며 배터리 성능 및 수명을 향상시키기 위해서는 배터리에서 발생하는 열을 효율적으로 배출시켜 배터리가 과열되는 것을 예방하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 배터리의 열을 방출하기 위한 냉각 시스템으로서, 직접 공랭 방식, 간접 수냉 방식, 또는 직접 수냉 방식 등이 알려져 있다.
직접 공냉 방식은 배터리를 구성하는 복수의 셀 사이에 직접 냉각 공기를 공급하는 방식이다.
간접 수냉 방식은 배터리의 일측에 냉각수가 흐르는 채널을 마련하고 복수의 셀 사이에 냉각 채널과 접촉하는 냉각 플레이트를 배치하여 간접적으로 배터리 셀의 열을 냉각 채널로 배출시키는 방식이다.
직접 수냉 방식은 배터리셀을 냉각수에 직접 함침시켜, 배터리셀의 열이 냉각수로 직접 배출되는 방식이다.
도 1을 참조하면, 직접 수냉 방식의 배터리모듈(10)은 셀프레임(11)과 복수의 배터리셀(12)로 구성된다. 복수의 배터리셀(12)은 셀프레임(11)에 이격 배치된다. 셀프레임(11)은 냉각수가 유동가능하게 마련된다.
일반적으로 배터리셀은 내부 전극을 담는 외장 케이스가 니켈 도금된 철로 제작된다. 이에 따라, 배터리셀이 냉각수에 직접 함침되는 경우에, 외장 케이스의 재료의 특성으로 인해, 부식에 취약하고, 외장 케이스가 극성을 띄고 있고 전기적 절연성도 취약한 문제점이 있다.
이에, 종래의 직접 수냉 방식의 배터리모듈은 배터리셀의 부식 및 절연의 문제로, 절연유 또는 특수 냉각수(예컨대, 3M NOVEC)를 사용하고 있다.
다만, 절연유는 화재에 취약한 문제점이 있다. 그리고, 3M NOVEC과 같은 특수 냉각수는 무극성이고 내부식성을 가진 점에서 배터리셀의 냉각수로서 우수한 제품이나, 20L당 100만원 정도로 고가인 바, 배터리모듈의 제조단가를 상승시키는 점에서, 제품의 시장경쟁력을 낮추게 된다.
아울러, 종래에는 배터리셀의 부식을 방지하기 위해, 배터리셀의 외장 케이스에 방청액을 도포하는데, 방청액을 유지하기 위해 부직포 등을 이용하여 배터리셀의 외장 케이스를 감싸는 후처리 공정이 요구된다.
이와 더불어, 종래의 배터리셀의 내부식성을 향상시키기 위해, 배터리셀의 외장 케이스에 방청액을 도포하더라도, 표면 장력에 의해 방청제가 배터리셀의 외장 케이스에서 흘러내려, 방청제가 외장 케이스에 고르게 도포되지 않은 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2016-0049713호에는 2차 전지 및 그 2차 전지의 제조 방법이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배터리셀의 외면의 절연성 및 내부식성을 향상시켜, 저가의 차량용 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀의 열을 냉각할 수 있는 직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀은, 전극이 내장된 셀 본체; 및 셀 본체의 외면을 둘러싸게 셀 본체에 부착되어, 셀 본체를 내부식 및 방수처리하는 셀 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 시트는, 금속 레이어와, 금속 시트의 일면에 마련되어 셀 본체에 점착되는 점착 레이어와, 금속 레이어의 타면에 마련되어 금속 레이어를 방수처리하는 방수 레이어가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 금속 레이어는 셀 본체보다 금속 이온 반응성이 큰 재질을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 금속 레이어는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 금속 레이어는 핀홀을 통한 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위해, 20㎛ 이상의 두께를 가진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 시트는 셀 시트의 일단이 셀 시트의 타단을 덮으면서 오버랩되게 셀 본체의 외면을 둘러싸는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 시트는 셀 시트의 일단이 셀 시트의 타단에 오버랩되면서 단차진 계면이 실링 물질에 의해 실링처리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 실링 물질은 수지, 가소제, 산화방지제와 왁스가 함유된 물질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 점착 레이어는 감압 접착제(PSA, pressure sensitive adhesive)가 금속 레이어의 일면에 도포되어 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 점착 레이어는 내부식성 물질이 함유된 감압 접착제(PSA, pressure sensitive adhesive)가 금속 레이어의 일면에 도포되어 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 내부식성 물질은 인산염, 규산염, 유기산염 또는 러버 그리스(rubber grease)와 같은 물질이 포함된 방청제인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 방수 레이어는 CPP(casting polypropylene) 재질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 방수 레이어는 내열성, 절연성 및 방습성을 가진 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 시트의 일단이 셀 시트의 타단을 덮으면서 오버랩된 계면에서 열압착되면서, 금속 레이어에 밀착결합되는 실링 처리용 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 실링 처리용 시트는 내열성, 절연성 및 방습성을 가진 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 본체는 셀 본체의 상면을 덮는 상부 커버와, 셀 본체의 하면을 덮는 하부 커버를 더 포함하고, 상부 커버와 하부 커버는 셀 본체로의 수분의 투습을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 셀 본체는 상면 및 하면이 방수접착제 또는 포팅 레진(potting resin)에 의해 방수처리되고, 포팅 레진은 실리콘계 레진, 우레탄계 레진 또는 에폭시계 레진 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀 제조 방법은 S1) 전극이 내장된 셀 본체가 준비되는 단계; 및 S2) 셀 시트가 셀 본체를 둘러싸면서, 셀 시트의 양단이 오버랩되게 셀 본체에 부착되는 단계를 포함하되, 셀 시트는, 금속 레이어와, 금속 시트의 일면에 마련되어 셀 본체에 점착되는 점착 레이어와, 금속 레이어의 타면에 마련되어 금속 레이어를 방수처리하는 방수 레이어가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, S2 단계에서, 실링 물질이 핫멜팅 방식으로, 셀 시트의 오버랩된 계면을 덮도록 도포 후 경화되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, S2 단계에서, 실링 처리용 시트가 셀 시트의 오버랩된 계면을 덮은 상태에서, 셀 시트에 열압착되어, 오버랩된 계면에 밀착 결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 금속 레이어는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 방수 레이어는 CPP(casting polypropylene) 재질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀 제조방법은, S3) 셀 본체의 상면 및 하면이 방수접착제 또는 포팅 레진(potting resin) 중 어느 하나에 의해 방수처리되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접수냉용 배터리 모듈은, 적어도 하나의 배터리셀; 및 적어도 하나의 배터리셀이 이격 설치되고, 냉각수가 유동가능하게 마련된 셀프레임을 포함하고, 냉각수는 차량용 일반 냉각수인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 배터리셀의 외면의 절연성 및 내부식성을 향상시켜, 저가의 차량용 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀의 열을 냉각할 수 있다.
본 발명은 내부식성 물질(예컨대, 방청제)이 감압 접착제에 함유된 상태이고, 금속 레이어가 감압 접착제에 의해 셀 본체에 부착됨에 따라, 궁극적으로는 내부식성 물질이 셀 본체의 외면에 고르게 도포되는 효과를 도출하여, 셀 본체의 부식을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명은 금속 레이어의 오버랩된 계면을 실링처리하여, 배터리셀이 장시간 냉각수에 고온 함침될 때, 금속 레이어의 오버랩 계면을 타고, 수분 및 산소가 셀 본체로의 침투를 방지할 수 있다.
본 발명은 금속 레이어의 재질적 특성을 이용하여, 배터리셀의 내부식성을 향상시킬 있다.
이와 더불어, 본 발명은 방수 레이어의 재질적 특성을 이용하여, 배터리셀의 내열성, 방수성 및 절연성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 배터리모듈의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 수냉용 배터리모듈의 구성도를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 실링 물질을 이용하여, 금속 레이어의 오버랩된 계면을 실링처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서, 실링 처리용 시트를 이용하여, 금속 레이어의 오버랩된 계면을 실링처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 출원을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 출원의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 출원의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접수냉용 배터리 모듈, 배터리셀, 및 배터리셀의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 배터리셀 및 직접수냉용 배터리 모듈의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 수냉용 배터리모듈(100)은, 셀프레임(110), 적어도 하나의 배터리셀(120)과 일반 냉각수로 구성된다. 셀프레임(110)은 냉각수가 유동가능한 구조로 마련된다.
본 발명인 직접 수냉용 배터리모듈(100)은 배터리셀(120)의 구조적 특징으로 인해, 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀(120)의 열을 냉각시킬 수 있다.
본 발명인 배터리셀(120)을 이용하여 배터리 모듈의 제작시, 20리터 기준으로 120만원인 특수 냉각수 대신에, 20리터 기준으로 5만원인 차량용 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀(120)의 열을 냉각시킬 수 있어, 직접 수냉용 배터리 모듈의 제조 단가를 대략 20배 정도 절감시킬 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀(120)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀(120)은 일반 냉각수를 이용하여 배터리셀(120)의 열을 냉각시키는 직접 수냉용 배터리모듈(100)에 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리셀(120)은 셀 본체(121), 셀 시트, 상부 커버(125)와 하부 커버(126)를 포함한다. 여기서, 셀 시트(121A)는 점착 레이어(122), 금속 레이어(123)와 방수 레이어(124)로 구성된다.
셀 본체(121)는 전극(미도시)이 내장된다. 셀 본체(121)는 니켈 도금처리된 금속 재질을 가진다.
배경기술에서도 설명했듯이, 니켈 도금처리된 금속은 금속이 가진 재료적 특성으로 인해, 냉각수로의 함침시 부식되고, 부식됨에 따라 극성이 생기면서 절연성이 저하된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 셀 시트(121A)가 셀 본체의 외면을 둘러싸게 부착된다. 본 발명은 셀 본체(121)에 금속 레이어(123)를 이용하여 셀 본체(121)의 외면을 내부식성 처리하고, 방수 레이어(124)를 이용하여 방수처리하여, 셀 본체(121)의 내부식성을 향상시키고, 이를 통해 냉각수로의 장기간 노출로 인한 절연성의 저하를 방지할 수 있다.
셀 시트(121A)는 셀 시트(121A)의 일단이 셀 시트(121A)의 타단을 덮으면서 오버랩되게 셀 본체의 외면을 둘러싼다.
셀 시트(121A)는, 점착 레이어(122), 금속 레이어(123)와, 방수 레이어(124)가 일체로 형성된다. 셀 시트(121A)는 금속 레이어(123)를 기준으로, 금속 레이어(123)의 일면에 점착 레이어(122)가 마련되고, 금속 레이어(123)의 다른 일면에 방수 레이어(124)가 마련된다.
우선, 점착 레이어(122)는 금속 레이어(123)의 일면에 마련되어 셀 본체(121)에 점착되는 부분이다. 점착 레이어(122)는 감압 접착제(PSA, pressure sensitive adhesive)가 금속 레이어(123)의 일면에 도포되어 마련된다.
감압 접착제(122)는 내부식성 물질이 함유된 것이 바람직하다. 내부식성 물질은 인산염, 규산염, 유기산염 또는 러버 그리스(rubber grease)와 같은 물질이 포함된 방청제이다.
일반적으로, 방청제만을 셀 본체(121)에 도포하면, 표면장력에 의해, 방청제가 셀 본체에서 흘러내리게 된다.
이에 반해, 본 발명은 점착 레이어(122)에 의해 셀 시트(121A)가 셀 본체(121)에 부착되어, 내부식성 물질(예컨대, 방청제)이 셀 본체(121)에서 흘러내림을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은 내부식성 물질(예컨대, 방청제)이 점착 레이어(122)에 함유된 상태이고, 셀 시트(121A)가 감압 접착제(122)에 의해 셀 본체에 부착됨에 따라, 궁극적으로는 내부식성 물질이 셀 본체의 외면에 고르게 도포되는 효과를 도출하여, 셀 본체(121)의 부식을 방지할 수 있다.
상술했듯이, 금속 레이어(123)는 셀 시트(121A)를 구성하는 금속 시트의 일종이다. 금속 레이어(123)는 일면이 감압 접착제에 의해 점착 처리되고, 다른 일면이 방수 레이어(124)에 의해 방수처리된다.
금속 레이어(123)는 핀홀을 통한 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위해, 20㎛ 이상의 두께를 가진 것이 바람직하다. 아울러, 금속 레이어(123)는 셀 본체(121)보다 금속 이온 반응성이 큰 재질을 가진 것이 바람직한데, 일 예로, 알루미늄 재질을 가진다.
방수 레이어(124)는 금속 레이어(123)의 타면에 마련되어 금속 레이어(123)를 방수처리하는 방수 시트이다. 방수 레이어(124)는 내열성, 절연성 및 방습성을 가진 시트이다. 방수 레이어(124)는 CPP(casting polypropylene) 시트가 사용될 수 있다.
셀 시트(121A)는 셀 시트(121A)의 일단이 셀 시트(121A)의 타단에 오버랩되면서 단차지게 된다. 배터리셀(120)이 장시간 냉각수에 고온 함침될 때, 셀 시트(121A)의 끝단의 오버랩 계면을 타고, 수분 및 산소가 셀 본체(121)로 침투할 수도 있는데, 본 실시예에서는 이러한 상황을 방지하기 위해, 셀 시트(121A)의 오버랩된 계면을 실링처리한다.
일 예로, 도 6을 참조하면, 실링 물질(127)은 핫멜팅 방식으로, 금속 레이어(123)의 오버랩된 계면에 도포된 후 경화되면서, 오버랩된 계면을 실링처리한다. 실링 물질(127)은 수지, 가소제, 산화방지제와 왁스가 함유된 물질이다. 여기서, 수지는 내열성 및 수분이 가능한 올리핀계 수지, 에틸렌-초산비닐계 수지 등이 사용될 수 있다.
다른 예로, 도 7을 참조하면, 실링 처리용 시트(124a)는 펄스 히트(pulse heat) 공법에 의해 셀 시트(121A)가 오버랩된 계면에 열압착되면서, 셀 시트(121A)의 방수 레이어(124)에 부착된다.
실링 처리용 시트(124a)는 상술한 방수 레이어(124)와 마찬가지로, 내열성, 방수성 및 절연성을 가진 재질을 가진 것이 바람직하다. 일 예로, 실링 처리용 시트(124a)로는 CPP 시트가 사용될 수 있다.
파워서플라이(51)는 히터 팁(52)으로 전류를 인가한다. 그리고, 리플로우 헤드(53)는 압착할 물체를 누르는 구성요소이다. 히터 팁(52)은 저항 가열로 뜨꺼워지는 부분이다.
열압착장비(50)는 셀 시트(121A)의 끝단의 오버랩 계면에서, 히터 팁(52)을 이용하여 실링 처리용 시트(124a)를 가열한다. 열압착장비(50)는 PP계열의 용융점에 맞춰 방수 레이어(124)를 가열한다. 이에 따라, 실링 처리용 시트(124a)가 멜팅되면서, 셀 시트(121A)의 끝단의 오버랩 계면에 밀착되면서, 셀 시트(121A)의 끝단의 오버랩 계면을 실링할 수 있다.
한편, 상부 커버(125)는 셀 본체(121)의 상면을 덮는 방수 커버이다. 그리고, 하부 커버(126)는 셀 본체(121)의 하면을 덮는 방수 커버이다. 상부 커버(125)와 하부 커버(126)는 셀 본체(121)로의 수분의 투습을 방지한다.
상부 커버(125)와 하부 커버(126)는 셀 본체(121)의 상면 및 하면이 방수접착제 또는 포팅 레진(potting resin)에 의해 방수처리되어 마련될 수 있다. 여기서, 포팅 레진은 실리콘계 레진, 우레탄계 레진 또는 에폭시계 레진 중 어느 하나이다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 직접 수냉용 배터리모듈
110: 셀프레임 120: 배터리셀
121: 셀 본체 121A: 셀 시트
122: 점착 레이어 123: 금속 레이어
124: 방수 레이어 124a: 실링 처리용 시트
125: 상부 커버 126: 하부 커버
127: 실링 물질

Claims (25)

  1. 전극이 내장된 셀 본체; 및
    상기 셀 본체의 외면을 둘러싸게 상기 셀 본체에 부착되어, 상기 셀 본체를 내부식 및 방수처리하는 셀 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 시트는,
    금속 레이어와,
    상기 금속 시트의 일면에 마련되어 상기 셀 본체에 점착되는 점착 레이어와,
    상기 금속 레이어의 타면에 마련되어 상기 금속 레이어를 방수처리하는 방수 레이어가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 레이어는 상기 셀 본체보다 금속 이온 반응성이 큰 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 레이어는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 레이어는 핀홀을 통한 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위해, 20㎛ 이상의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀 시트는 상기 셀 시트의 일단이 상기 셀 시트의 타단을 덮으면서 오버랩되게 상기 셀 본체의 외면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 셀 시트는 상기 셀 시트의 일단이 상기 셀 시트의 타단에 오버랩되면서 단차진 계면이 실링 물질에 의해 실링처리되는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실링 물질은 수지, 가소제, 산화방지제와 왁스가 함유된 물질인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 점착 레이어는 감압 접착제(PSA, pressure sensitive adhesive)가 상기 금속 레이어의 일면에 도포되어 마련된 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 점착 레이어는 내부식성 물질이 함유된 감압 접착제(PSA, pressure sensitive adhesive)가 상기 금속 레이어의 일면에 도포되어 마련된 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내부식성 물질은 인산염, 규산염, 유기산염 또는 러버 그리스(rubber grease)와 같은 물질이 포함된 방청제인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 방수 레이어는 CPP(casting polypropylene) 재질인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 방수 레이어는 내열성, 절연성 및 방습성을 가진 재질로 마련된 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀 시트의 일단이 상기 셀 시트의 타단을 덮으면서 오버랩된 계면에서 열압착되면서, 상기 금속 레이어에 밀착결합되는 실링 처리용 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 실링 처리용 시트는 내열성, 절연성 및 방습성을 가진 재질로 마련된 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 본체는
    상기 셀 본체의 상면을 덮는 상부 커버와,
    상기 셀 본체의 하면을 덮는 하부 커버를 더 포함하고,
    상기 상부 커버와 상기 하부 커버는 상기 셀 본체로의 수분의 투습을 방지하는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 셀 본체는 상면 및 하면이 방수접착제 또는 포팅 레진(potting resin)에 의해 방수처리되고,
    상기 포팅 레진은 실리콘계 레진, 우레탄계 레진 또는 에폭시계 레진 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 배터리셀을 제작하는 것을 특징으로 하는 배터리셀 제작방법.
  19. S1) 전극이 내장된 셀 본체가 준비되는 단계; 및
    S2) 셀 시트가 상기 셀 본체를 둘러싸면서, 상기 셀 시트의 양단이 오버랩되게 상기 셀 본체에 부착되는 단계를 포함하되,
    상기 셀 시트는, 금속 레이어와, 상기 금속 시트의 일면에 마련되어 상기 셀 본체에 점착되는 점착 레이어와, 상기 금속 레이어의 타면에 마련되어 상기 금속 레이어를 방수처리하는 방수 레이어가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리셀의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 S2 단계에서, 실링 물질이 핫멜팅 방식으로, 상기 셀 시트의 오버랩된 계면을 덮도록 도포 후 경화되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 S2 단계에서, 실링 처리용 시트가 상기 셀 시트의 오버랩된 계면을 덮은 상태에서, 상기 셀 시트에 열압착되어, 상기 오버랩된 계면에 밀착 결합되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀 제조방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 금속 레이어는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 배터리셀 제조방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 방수 레이어는 CPP(casting polypropylene) 재질인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
  24. 제 19 항에 있어서,
    S3) 상기 셀 본체의 상면 및 하면이 방수접착제 또는 포팅 레진(potting resin) 중 어느 하나에 의해 방수처리되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀의 제조방법.
  25. 제 1 항의 적어도 하나의 배터리셀; 및
    상기 적어도 하나의 배터리셀이 이격 설치되고, 냉각수가 유동가능하게 마련된 셀프레임을 포함하고,
    상기 냉각수는 차량용 일반 냉각수인 것을 특징으로 하는 직접수냉용 배터리 모듈.
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