KR20230107835A - 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원의 실시예는 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치를 제공한다. 배터리는 복수의 배터리 셀(20), 복수의 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)을 포함하며, 배터리 셀(20)은 케이스(25)를 갖고, 케이스(25)는 케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 케이스(25)의 내부 압력을 배출하도록 구성되며, 제1 하우징(11)은 복수의 배터리 셀(20) 중의 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이고, 제1 하우징(11)은 압력 배출 영역(113)을 포함하며, 압력 배출 영역(113)은 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출하기 위한 것이고, 제2 하우징(12)은 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것이므로, 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 출원은 배터리 기술분야에 관한 것으로, 특히는 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치에 관한 것이다.
에너지 절감 및 배기 감소는 자동차 산업이 지속적으로 발전할 수 있는 핵심이다. 이러한 상황에서 전기 차량은 에너지 절감 및 친환경의 장점으로 인해 자동차 산업이 지속적으로 발전할 수 있는 중요한 구성부분이 되었다. 전기 차량의 경우, 배터리 기술은 그의 발전과 관련되는 중요한 요소이기도 하다.
배터리 기술의 발전 과정에서, 배터리의 성능을 향상시키는 외에 안전 문제도 하나의 무시할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전 문제가 보장되지 않을 경우, 배터리는 승객의 생명 및 재산 안전에 큰 위험을 초래한다.
배터리의 안전성을 향상하는 것은 배터리 기술에서 하나의 시급히 해결해야 할 기술적인 문제이다.
본 출원의 실시예는 배터리의 안전성을 향상할 수 있는 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 배터리 제조 장치를 제공한다.
제1 측면에서, 복수의 배터리 셀, 복수의 제1 하우징 및 제2 하우징을 포함하며, 상기 배터리 셀은 케이스를 갖고, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스의 내부 압력을 배출하도록 구성되며, 상기 제1 하우징은 상기 복수의 배터리 셀 중의 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 내부 압력을 배출하기 위한 것이고, 상기 제2 하우징은 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것인 배터리를 제공한다.
본 출원 실시예의 기술방안은, 케이스를 갖는 배터리 셀을 압력 배출 영역이 설치된 제1 하우징 내에 수용하고, 복수의 제1 하우징을 제2 하우징 내에 설치한다. 따라서, 어느 한 제1 하우징 내의 배터리 셀이 열폭주가 발생(열폭주가 발생한 후 배터리 셀의 내부 압력이 급격히 높아지고, 온도가 급격히 높아짐)하여, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우, 배터리 셀의 케이스는 작동되어 배터리 셀의 내부 압력을 제1 하우징의 내부로 배출한다. 제1 하우징은 복수개가 있고, 이들 사이는 독립적이므로, 어느 한 제1 하우징 내의 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후, 생성된 배출물 및 열이 다른 제1 하우징 내의 배터리 셀에 대한 영향을 크게 감소함으로써, 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한, 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 압력 배출 영역은 제1 하우징의 내부 압력을 배출할 수 있으므로, 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후 제1 하우징이 폭발하는 것을 방지하여, 배터리의 안전성을 추가적으로 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 하우징은 전기 챔버, 수집 챔버 및 격리 부재를 포함하며, 상기 전기 챔버는, 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것이고, 상기 수집 챔버는, 상기 제1 하우징으로부터의 배출물을 수집하기 위한 것이며, 상기 격리 부재는, 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버를 격리하여, 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버가 상기 격리 부재의 양측에 설치되도록 하기 위한 것이다.
격리 부재를 이용하여 제1 하우징을 수용하는 전기 챔버와 배출물을 수집하는 수집 챔버를 분리시켜, 제1 하우징 내의 배터리 셀의 케이스가 작동될 시, 배터리 셀의 배출물이 수집 챔버에 집입함으로써, 배출물이 전기 챔버에 진입하지 않거나 소량이 진입하도록 하여, 배출물과 배터리 셀의 분리를 구현하여, 배터리 셀의 배출물(배출물에는 기체, 가연물, 금속 부스러기 등 물질이 있음)이 전기적 연결 구성부품에 대한 영향을 줄이고, 배터리 셀의 배출물로 인한 배터리 셀 사이의 쇼트 서킷을 방지하므로, 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 압력 배출 영역은 상기 격리 부재를 향한다.
압력 배출 영역이 격리 부재를 향함으로써, 압력 배출 영역으로 배출되는 배출물이 직접 격리 부재를 향하도록 하여, 배출물이 더 쉽게 수집 챔버에 진입할 수 있도록 함으로써, 배출물이 전기 챔버에 진입할 가능성을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 하우징은 개구를 갖는 커버이고, 상기 개구에 상기 압력 배출 영역이 형성된다.
개구에 압력 배출 영역이 형성되므로, 제1 하우징 내의 내부 압력이 개구를 통해 배출되도록 할 수 있어, 제1 하우징이 폭발되는 것을 방지하고, 배터리의 안전 성능을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재가 상기 개구를 덮어 씌운다.
격리 부재가 제1 하우징의 개구를 덮어 씌워, 수집 챔버 내의 물질이 전기 챔버에 진입하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 하우징은 상기 배터리 셀을 수용하는 캐비티를 갖고, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 제1 취약 영역이며, 상기 제1 취약 영역은 상기 캐비티의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시, 상기 캐비티의 내부 압력을 배출하도록 구성된다.
배터리 셀을 제1 하우징에 수용하고, 제1 취약 영역을 압력 배출 영역으로서, 제1 하우징에 설치하며, 제1 취약 영역은 제1 하우징의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어, 제1 하우징의 내부 압력은 압력 배출 영역을 거쳐 배출될 수 있으며, 즉 배출물은 압력 배출 영역을 거쳐 지향적으로 제1 하우징에서 배출되므로, 제1 하우징이 폭발되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 배터리가 정상 작동 상태(배터리에 열폭주가 발생하지 않음)에 있을 시, 제1 취약 영역은 외부 물질(예를 들면, 도전성 물질)이 제1 하우징에 진입되는 것을 방지하여, 배터리의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 취약 영역의 두께는 상기 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇다.
제1 취약 영역의 두께는 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇으므로, 제1 취약 영역은 쉽게 파괴된다. 동시에, 이러한 압력 배출 영역을 형성하는 방식은 간단하고 편리하다.
일부 실시예에서, 상기 제1 취약 영역의 두께가 0.4mm 내지 3mm이다.
제1 취약 영역의 두께는 0.4mm 내지 3mm로서, 제1 취약 영역이 너무 얇아 사용 수명을 단축시키거나, 제1 취약 영역이 너무 두꺼워 높은 기압으로 작동시키지 않도록 보장할 수 있다. 즉, 배터리의 사용 수명 및 안전 성능을 모두 고려한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 취약 영역은 상기 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 갖는다.
제1 취약 영역은 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 가지므로, 제1 취약 영역은 쉽게 파괴되어, 제1 취약 영역의 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 제1 하우징의 내부 압력이 배출되도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 취약 영역의 재료의 융점이 600℃보다 낮다.
제1 취약 영역의 재료의 융점은 600℃보다 낮으므로, 제1 취약 영역은 낮은 온도에서 파괴되어, 제1 하우징의 내부 압력을 배출할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 하우징에 제1 오목홈이 설치되고, 상기 제1 오목홈의 저부벽이 상기 제1 취약 영역이다.
제1 하우징에 제1 오목홈이 설치되므로, 제1 오목홈의 저부벽을 제1 취약 영역으로 하여, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
일부 실시예에서, 상기 제1 오목홈의 개구가 상기 배터리 셀을 향한다.
제1 하우징의 배터리 셀을 향하는 일측 표면에 개구를 설치하여 제1 오목홈을 형성함으로써, 제1 오목홈의 저부벽과 배터리 셀 사이에 더 큰 간격이 생겨, 배터리 셀의 배출물이 쉽게 제1 오목홈에 배출되도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재는 유체를 수용하여 상기 배터리 셀을 위해 온도를 조절하도록 구성된다.
격리 부재는 유체를 수용하여 배터리 셀을 위해 온도를 조절하도록 구성되므로, 격리 부재를 이용하여 배터리 셀을 위한 가열 또는 강온 목적을 구현함으로써, 배터리 셀에 대해 온도 조절을 진행할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재는 상기 내부 압력이 상기 압력 배출 영역으로 배출될 시 파괴되어, 상기 유체가 상기 격리 부재의 내부로부터 배출되도록 구성된다.
내부 압력이 압력 배출 영역으로 배출될 시, 격리 부재가 파괴되어, 유체가 격리 부재의 내부에서 배출되므로, 유체를 이용하여 배터리 셀의 배출물을 냉각시켜, 배출물의 위험성을 감소할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재는 제1 열전도 플레이트, 제2 열전도 플레이트 및 제1 유로를 포함하며, 상기 제1 열전도 플레이트는 상기 제1 하우징에 접착되고, 상기 제2 열전도 플레이트는 상기 제1 열전도 플레이트의 상기 제1 하우징에서 멀리 떨어진 일측에 배치되며, 상기 제1 유로는 상기 제1 열전도 플레이트와 상기 제2 열전도 플레이트 사이에 형성되어 상기 유체가 그 중에서 유동하도록 한다.
격리 부재는 제1 열전도 플레이트 및 제2 열전도 플레이트를 포함하고, 제1 유로는 제1 열전도 플레이트와 제2 열전도 플레이트 사이에 형성되므로, 격리 부재를 제조하는 공정이 편리하고 간단하게 된다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재에는 관통홀이 설치되고, 상기 관통홀과 상기 압력 배출 영역은 대향되게 설치되며, 상기 관통홀은 상기 제1 하우징의 배출물이 통과되어 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 진입하도록 하기 위한 것이다.
관통홀과 압력 배출 영역은 대향되게 설치되어, 제1 하우징의 배출물이 관통홀을 거쳐 수집 챔버에 진입할 수 있으므로, 배출물이 더 쉽게 수집 챔버에 진입하여, 배출물이 전기 챔버에 진입할 가능성을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재는 상기 내부 압력이 상기 압력 배출 영역으로 배출될 시 파괴되어, 상기 제1 하우징의 배출물이 상기 격리 부재를 통과하여 상기 수집 챔버에 진입하도록 구성된다.
격리 부재는 내부 압력이 압력 배출 영역으로 배출될 시 파괴되므로, 제1 하우징의 배출물이 격리 부재를 통과하여 수집 챔버에 진입하여, 배출물이 더 쉽게 수집 챔버에 진입할 수 있으므로, 배출물이 전기 챔버에 진입할 가능성을 감소한다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재에는 제2 취약 영역이 설치되고, 상기 제2 취약 영역과 상기 압력 배출 영역은 대향되게 설치되며, 상기 제2 취약 영역은 상기 제1 하우징의 배출물에 의해 파괴되어, 상기 제1 하우징의 배출물이 상기 제2 취약 영역을 통과하여 상기 수집 챔버에 진입하도록 한다.
격리 부재에 압력 배출 영역과 대응되는 제2 취약 영역을 설치함으로써, 일 측면으로 배터리 셀의 케이스가 작동될 시, 제1 하우징으로부터의 배출물이 제2 취약 영역을 통과하여 수집 챔버에 진입할 수 있도록 하여, 배출물이 전기 챔버에 진입할 가능성을 감소할 수 있고, 다른 일 측면으로 배터리 셀의 케이스가 작동되지 않을 시, 전기 챔버와 수집 챔버 사이의 차단을 보장하여, 수집 챔버 내의 물질이 전기 챔버에 진입하는 것을 방지할 수도 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 취약 영역의 두께가 상기 제2 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇다.
제2 취약 영역의 두께가 제2 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇으므로, 제2 취약 영역은 쉽게 파괴된다.
일부 실시예에서, 상기 제2 취약 영역의 두께가 0.4mm 내지 3mm이다.
제2 취약 영역의 두께는 0.4mm 내지 3mm이므로, 제2 취약 영역이 너무 얇아 사용 수명을 단축시키거나, 제2 취약 영역이 너무 두꺼워 높은 기압으로 작동시키지 않도록 보장할 수 있다. 즉, 배터리의 사용 수명 및 안전 성능을 모두 고려한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 취약 영역은 상기 제2 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 갖는다.
제2 취약 영역은 제2 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 가지므로, 제2 취약 영역은 쉽게 파괴되어, 제2 취약 영역의 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 전기 챔버의 내부 압력이 배출될 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 취약 영역의 재료의 융점은 600℃보다 낮다.
제2 취약 영역의 재료의 융점은 600℃보다 낮으므로, 제2 취약 영역은 낮은 온도에서 파괴되어, 전기 챔버의 내부 압력을 배출할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 격리 부재에는 제2 오목홈이 설치되고, 상기 제2 오목홈의 저부벽은 상기 제2 취약 영역이다.
격리 부재에 제2 오목홈이 설치되므로, 제2 오목홈의 저부벽을 제2 취약 영역으로 하여, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
일부 실시예에서, 상기 제2 오목홈의 개구는 상기 제1 하우징을 향한다.
격리 부재의 제1 하우징을 향하는 일측 표면에 개구를 설치하여 제2 오목홈을 형성함으로써, 제2 오목홈의 저부벽과 제1 하우징 사이에 더 큰 간격이 생겨, 제1 하우징의 배출물이 쉽게 제2 오목홈에 배출되도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 상기 제1 하우징은 동일한 하나의 상기 격리 부재에 대응된다.
복수의 제1 하우징에 대응되는 격리 부재는 동일한 하나의 격리 부재를 적용하므로, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
일부 실시예에서, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 제1 벽에 설치되고, 상기 배터리 셀의 제1 표면은 상기 제1 벽에 부착되며, 상기 배터리 셀의 모든 전극 단자는 모두 제2 표면에 설치되고, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면과 대향되게 설치된다.
배터리 셀의 전극 단자가 설치되지 않은 표면을 제1 하우징의 압력 배출 영역이 설치된 제1 벽과 부착시킴으로써, 배터리 셀의 케이스가 작동될 시, 배터리 셀의 배출물이 전극 단자에서 더 멀어지도록 할 수 있어, 배출물이 전극 단자에 대한 영향을 감소시켜, 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 하나의 상기 제1 하우징 내에 수용되는 모든 상기 배터리 셀은 동일한 하나의 상기 압력 배출 영역에 대응된다.
제1 하우징 내의 모든 배터리 셀의 압력 배출 영역을 동일한 하나의 압력 배출 영역으로 설치할 경우, 배터리 셀의 케이스가 작동될 시, 제1 하우징 내의 배터리 셀의 배출물은 집중적으로 하나의 압력 배출 영역을 따라 제1 하우징에서 배출되어, 제1 하우징에서의 전기적 연결 구성부품에 대한 영향을 줄일 수 있어, 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다. 동시에, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
일부 실시예에서, 제1 하우징 내에 단일 행 또는 단일 열의 복수의 배터리 셀이 수용된다.
제1 하우징 내의 복수의 배터리 셀을 단일 행 또는 단일 열로 배열하여, 제1 하우징의 내부 공간을 절약할 수 있다.
일부 실시예에서, 보호 부재를 더 포함하며, 상기 보호 부재는 상기 격리 부재를 보호하도록 구성되고, 상기 보호 부재와 상기 격리 부재 사이에 상기 수집 챔버가 형성된다.
보호 부재와 격리 부재로 형성된 수집 챔버는 효과적으로 배출물을 수집 및 완충할 수 있어, 그 위험성을 감소할 수 있다. 동시에, 보호 부재는 격리 부재에 대해 보호 작용을 일으켜, 격리 부재가 이물질에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 밀폐 부재를 더 포함하며, 상기 밀폐 부재는 상기 격리 부재와 상기 보호 부재 사이에 설치되어 상기 수집 챔버가 밀폐되도록 한다.
밀폐 부재를 통해 격리 부재와 보호 부재로 형성된 수집 챔버를 밀페된 챔버로 설치함으로써, 수집 챔버 내의 물질이 전기 챔버에 진입되는 것을 방지할 수 있다.
제2 측면에서, 제1 측면에 따른 배터리를 포함하는 전기 장치를 제공한다.
제3 측면에서, 복수의 배터리 셀을 제공하되, 상기 배터리 셀은 케이스를 갖고, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스의 내부 압력을 배출하도록 구성되는 단계; 복수의 제1 하우징, 상기 제1 하우징은 상기 복수의 배터리 셀 중의 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 내부 압력을 배출하기 위한 것인 단계; 제2 하우징, 상기 제2 하우징은 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것인 단계;를 포함하는 배터리 제조 방법을 제공한다.
제4 측면에서, 복수의 배터리 셀을 제공하되, 상기 배터리 셀은 케이스를 갖고, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스의 내부 압력을 배출하도록 구성되고; 복수의 제1 하우징을 제공하되, 상기 제1 하우징은 상기 복수의 배터리 셀 중의 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 내부 압력을 배출하기 위한 것이며; 제2 하우징을 제공하되, 상기 제2 하우징은 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것인; 제공 모듈을 포함하는 배터리 제조 장치를 제공한다.
본 출원 실시예의 기술방안은, 케이스를 갖는 배터리 셀을 압력 배출 영역이 설치된 제1 하우징 내에 수용하고, 복수의 제1 하우징을 제2 하우징 내에 설치한다. 따라서, 어느 한 제1 하우징 내의 배터리 셀이 열폭주가 발생(열폭주가 발생한 후 배터리 셀의 내부 압력이 급격히 높아지고, 온도가 급격히 높아짐)하여, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우, 배터리 셀의 케이스는 작동되어 배터리 셀의 내부 압력을 제1 하우징의 내부로 배출한다. 제1 하우징은 복수개가 있고, 이들 사이는 독립적이므로, 어느 한 제1 하우징 내의 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후, 생성된 배출물 및 열이 다른 제1 하우징 내의 배터리 셀에 대한 영향을 크게 감소함으로써, 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한, 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 압력 배출 영역은 제1 하우징의 내부 압력을 배출할 수 있으므로, 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후 제1 하우징이 폭발하는 것을 방지하여, 배터리의 안전성을 추가적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원 실시예의 기술방안을 더 명확하게 설명하기 위해, 아래에서 본 출원의 실시예에서 사용되는 도면에 대해 간단하게 소개할 것이며, 자명한 것은, 아래에서 설명되는 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예일 뿐이며, 당업자는 창조적인 노동 필요없이 도면에 따라 다른 도면을 획득할 수도 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 차량의 구조 예시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 배터리를 분해한 구조 예시도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 배터리 셀을 분해한 구조 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징의 단면 예시도이다.
도 8 내지 도 13은 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징과 제2 하우징의 조합 구조의 단면 예시도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 격리 부재의 구조 예시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 격리 부재의 A부분을 확대한 구조 예시도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 장치의 예시적인 블록도이다.
도면에서, 도면은 실제적인 비례에 따라 드로잉된 것은 아니다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 차량의 구조 예시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 배터리를 분해한 구조 예시도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 배터리 셀을 분해한 구조 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징의 단면 예시도이다.
도 8 내지 도 13은 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징과 제2 하우징의 조합 구조의 단면 예시도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 격리 부재의 구조 예시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 격리 부재의 A부분을 확대한 구조 예시도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 장치의 예시적인 블록도이다.
도면에서, 도면은 실제적인 비례에 따라 드로잉된 것은 아니다.
아래는 도면 및 실시예를 결합하여 본 출원의 실시형태를 추가적으로 상세히 설명한다. 이하 실시예의 상세한 설명 및 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 출원의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 즉, 본 출원은 설명된 실시예에 한정되 않는다.
본 출원의 설명에서, 설명해야 할 것은, 달리 설명되지 않는 한, "복수"는 2개 이상(2개 포함)을 의미하고, "상", "하", "좌", "우", "내", "외"등 용어가 지시하는 방위 또는 위치 관계는 본 출원을 쉽게 설명하고 간략하게 설명하기 위한 것이며, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 갖고, 특정된 방위대로 구성 및 동작되어야 함을 지시하거나 암시하는 것은 아니므로, 본 출원에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 또한, "제1", "제2" 및 "제3" 등 용어는 설명의 목적으로만 사용될 뿐이며, 상대적인 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해해서는 안된다. "수직"은 엄밀한 의미에서가 아닌, 오차 허용 범위 내에서의 수직이다. "수평"은 엄밀한 의미에서가 아닌, 오차 허용 범위 내에서의 수평이다.
하기 설명에서 나타난 방위 단어는 모두 도면에 도시된 방향이며, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하는 것은 아니다. 본 출원의 설명에서, 더 설명해야 할 것은, 달리 명확하게 규정 및 한정되지 않는 한, "장착", "서로 연결" 및 "연결" 등 용어는 넓은 의미로 이해해야 한다. 예를 들면, 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결이거나 일체적인 연결일 수도 있으며, 직접적인 연결일 수 있고, 중간 매체를 통한 간접적인 연결일 수도 있다. 당업자는 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 출원에서의 구체적인 의미를 이해하는 것으로 간주할 수 있다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬 이온 배터리, 리튬 황 배터리, 나트륨 리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 다른 형태 등으로 나타낼 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 직육면체 배터리 셀 및 소프트팩 배터리 셀의 3가지로 나뉘며, 본 출원은 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급되는 배터리는 더 큰 전압 및/또는 용량을 제공하도록 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 단일한 물리적 모듈을 가리킨다. 예를 들면, 본 출원에서 언급되는 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리 모듈은 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 연결, 병렬 연결 또는 직병렬 연결되어 형성되는 것이다. 배터리 팩은 일반적으로 하나 이상의 배터리 모듈을 포함하며, 또한 배터리 모듈을 패키징하기 위한 하우징을 포함한다. 하우징은 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향주는 것을 방지할 수 있다. 본 출원의 실시예에서 언급되는 배터리 셀은 독립적으로 충전 및 방전 가능한 최소 단위 모듈이다.
배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하며, 전극 어셈블리는 양극판, 음극판 및 격리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 금속 이온이 양극판과 음극판 사이에서 이동하여 작동된다. 양극판은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하며, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되고, 코팅되지 않은 양극 활물질층의 집전체는 코팅된 양극 활물질층의 집전체에 돌출되며, 코팅되지 않은 양극 활물질층의 집전체를 양극 탭으로 한다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산 리튬, 리튬 인산철, 3원 리튬 또는 리튬 망간 산화물 등일 수 있다. 음극판은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하며, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되고, 코팅되지 않은 음극 활물질층의 집전체는 코팅된 음극 활물질층의 집전체에 돌출되며, 코팅되지 않은 음극 활물질층의 집전체를 음극 탭으로 한다. 음극 집전체의 재료는 동일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 큰 전류가 통과되어도 용단이 발생하지 않는 것을 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수개이고 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수개이고 적층된다. 탭은 전극 단자와 전기적으로 연결되며, 전극 단자는 일반적으로 양전극 단자 및 음전극 단자를 포함한다. 복수의 배터리 셀은 버스 부재에 의해 직렬 연결 및/또는 병렬 연결되어 다양한 응용 장면에 적용된다. 격리막의 재료는 PP 또는 PE 등일 수 있다. 또한, 전극 어셈블리는 권취식 구조일 수 있고, 적층식 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
아래문장에서 언급되는 "배터리 셀"은 모두 "소프트팩 배터리 셀"을 예로 들어 소개되는 것이다.
소프트팩 배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하는 외에, 소프트팩 배터리 셀은 케이스를 더 갖는다. 상기 케이스는 겉포장으로 이해할 수 있으며, 케이스는 알루미늄 라미네이트 필름일 수 있다. 상기 케이스는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 소정의 임계값에 도달할 시 케이스의 내부 압력 또는 열이 방출되도록 작동될 수 있다. 상기 임계값의 설계는 설계 요구사항에 따라 서로 다르다. 상기 임계값은 배터리 셀에서의 양극 극판, 음극 극판, 전해액 및 격리막 중 한가지 이상의 재료에 의해 결정될 수 있다.
본 출원에서 언급되는 "작동"은 케이스에 동작이 발생되거나 소정의 상태로 활성화됨으로써 배터리 셀의 케이스의 내부 압력 및 열이 방출되도록 하는 것이다. 케이스에 발생되는 동작은 케이스의 적어도 일부분이 파열되거나, 깨지거나 또는 찍어지는 동작 등을 포함하되 이에 한정되지 않을 수 있다. 케이스가 작동된 후, 배터리 셀 내부의 고온물질, 고압물질은 배출물로서 작동된 부위로부터 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 제어 가능한 압력 또는 온도에서 배터리 셀이 압력을 배출하고 열을 배출하도록 함으로써, 숨겨진 더 엄중한 사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원에서 언급되는 배터리 셀로부터의 배출물은 전해액, 용해되거나 분열된 양극 극판 또는 음극 극판, 격리막의 조각, 반응하여 생성된 고온고압 기체, 불꽃 등을 포함하되 이에 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은, 예를 들면, 에너지 밀도, 순환 수명, 방전 용량, 충방전율 등 성능 파라미터와 같은 다중 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 하며, 또한, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
현재의 배터리의 설계 방안에서는, 배터리 셀의 케이스 내부의 고압 및 고열을 방출하는 것, 즉 배출물을 배터리 셀 케이스의 외부로 배출하는 것을 주로 주목하고 있다. 또한, 고온고압의 배출물은 배터리 셀의 주위 방향으로 배출되며, 이러한 배출물의 위력 및 파괴력은 아주 커, 다른 배터리 셀도 열폭주되므로, 추가적인 안전 문제가 초래될 수 있다.
이를 고려하여, 본 출원은 케이스를 갖는 배터리 셀을 압력 배출 영역이 설치된 제1 하우징 내에 수용하고, 복수의 제1 하우징을 제2 하우징 내에 설치하는 기술방안을 제공한다. 따라서, 제1 하우징 내의 어느 한배터리 셀이 열폭주가 발생(열폭주가 발생한 후 배터리 셀의 내부 압력이 급격히 높아지고, 온도가 급격히 높아짐)하여, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우, 배터리 셀의 케이스는 작동되어 배터리 셀의 내부 압력을 제1 하우징의 외부로 배출한다. 제1 하우징은 복수개 있고, 이들 사이는 독립적이므로, 어느 한 제1 하우징 내의 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후, 생성된 배출물 및 열이 다른 제1 하우징 내의 배터리 셀에 대한 영향을 크게 감소함으로써, 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한, 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 압력 배출 영역은 제1 하우징의 내부 압력을 배출할 수 있으므로, 배터리 셀이 열폭주가 발생한 후 제1 하우징이 폭발하는 것을 방지하여, 배터리의 안전성을 추가적으로 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에서 설명된 기술방안은, 예를 들면, 핸드폰, 휴대용 기기, 노트북PC, 일렉트로 모빌, 전기 장난감, 전기 기구, 전기 자동차, 선박 및 예를 들면, 비행기, 로켓, 우주선, 우주비행선을 포함하는 우주 설비 등 배터리가 사용되는 다양한 장치에 모두 적용된다.
이해해야 할 것은, 본 출원의 실시예에 의해 설명되는 기술방안은 상기 설명된 기기에만 한정되어 적용되는 것은 아니며, 배터리를 사용하는 모든 기기에 적용될 수도 있다. 하지만, 간결한 설명을 위해, 하기 실시예는 모두 전기 자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량(1)의 구조 예시도이다. 차량(1)은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있다. 신에너지 자동차는 배터리 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 레인지 익스텐더 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 제어기(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있으며, 제어기(30)는 배터리(10)가 모터(40)에 전기를 제공하도록 제어하기 위한 것이다. 예를 들면, 차량(1)의 하단부 또는 차량 전단부 또는 차량 후단부에 배터리(10)가 설치될 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)에 전기를 제공하는데 사용될 수 있으며, 예를 들면, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로서, 차량(1)의 회로 시스템에 사용될 수 있으며, 예를 들면, 차량(1)의 기동, 네비게이션 및 운행 시의 작동용 전기 수요에 사용된다. 본 출원의 다른 일 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원뿐만 아닌, 차량(1)의 구동 전원으로서, 휘발유 또는 천연가스를 대체 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있으며, 아래문장에서 언급되는 "배터리"는 모두 "배터리 팩"을 예로 들어 소개되는 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리를 분해한 구조 예시도를 도시한 것이다. 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(20), 복수의 제1 하우징(11) 및 복수의 제1 하우징(11)을 수용하는 제2 하우징(12)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4에는 하나의 제1 하우징(11)만 도시된다. 도 3과 도 4의 차이점은 배터리 셀(20)의 전극 단자(261)가 설치된 위치가 서로 다른데 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(12)의 내부는 중공 구조이고, 제2 하우징(12)에는 복수의 제1 하우징(11)이 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 하우징(12)의 공간을 절약하기 위해, 제2 하우징(12)에는 단일 행으로 배열되거나 단일 열로 배열된 복수의 제1 하우징(11)이 수용될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 제2 하우징(12)에는 MxN개의 제1 하우징(11)이 수용될 수 있으며, 여기서, M은 제1 하우징(11)이 배열된 행의 개수이고, N은 제1 하우징(11)이 배열된 열의 개수이다. 예를 들면, 제1 하우징(11)에 5x2개의 제1 하우징(11)이 수용되며, 즉 제1 하우징(11)이 5개의 행으로 배열되고, 각 행에 2개의 제1 하우징(11)이 배열될 수 있거나, 또는 제1 하우징(11)에 2x5개의 제1 하우징(11)이 수용되며, 즉 제1 하우징(11)이 2개의 행으로 배열되고, 각 행에 5개의 제1 하우징(11)이 배열될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 하우징(12)은 제2 커버(121) 및 제2 덮개(122)를 포함하며, 제2 커버(121)와 제2 덮개(122)는 스냅 결합된다. 제2 커버(121) 및 제2 덮개(122)의 형태는 복수의 제1 하우징(11)이 조합되는 형태에 따라 결정될 수 있으며, 제2 커버(121)는 하나의 개구를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 커버(121)는 중공 직육면체일 수 있고, 한개 면만 개구면일 수 있으며, 제2 덮개(122)로 제2 커버(121)의 개구를 덮어(또는 덮어씌움), 폐쇄된 챔버를 갖는 제2 하우징(12)을 형성할 수 있다.
서로 다른 전력 수요에 따라, 배터리 셀(20)의 개수는 임의의 수로 설치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 직병렬 연결의 방식으로 연결되어, 큰 용량 또는 큰 출력을 구현할 수 있다. 배터리(10) 각각에 포함되는 배터리 셀(20)의 개수는 많을 수 있으므로, 장착의 편의를 위해, 먼저 배터리 셀(20)을 그루핑하여 전기적 연결을 진행한 다음, 각 그룹의 배터리 셀(20) 사이에 대해 전기적 연결을 진행한다. 각 그룹의 배터리 셀(20)의 개수는 한정되지 않으며, 수요에 따라 설치될 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 의해 제공되는 배터리 셀(20)의 구조 분해 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 전극 어셈블리(24) 및 케이스(25)를 포함한다.
케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우, 케이스(25)는 작동되어 케이스(25)의 내부 압력을 배출한다. 케이스(25)에 형성된 폐쇄된 챔버 내에 하나 이상의 전극 어셈블리(24)가 수용된다. 케이스(25)는 하나 이상의 전극 어셈블리(24)가 조합된 후의 형태에 따라 결정된다. 예를 들면, 케이스(25)의 형태는 중공의 직육면체 또는 정육면체 또는 원기둥체일 수 있다. 케이스(25) 내에는, 예를 들면, 전해액과 같은 전해질이 채워진다. 일부 실시예에서, 케이스(25)는 알루미늄 라미네이트 필름으로 형성될 수 있다.
선택적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)의 케이스(25) 상에는 제3 취약 영역(251)이 더 설치되어, 케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 경우, 제3 취약 영역(251)이 먼저 파괴되고, 따라서 배터리 셀(20)의 배출물이 제3 취약 영역(251)으로부터 배출되도록 함으로써, 배터리 셀(20)의 배출물의 지향성 배출을 구현할 수 있고, 배터리(10)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리(24) 각각은 2개의 탭(241)을 포함하며, 상기 2개의 탭(241)은 전극 어셈블리(24)의 동일한 표면 상에 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 2개의 탭(241)은 전극 어셈블리(24)의 제3 표면(23) 상에 설치될 수 있다. 상기 2개의 탭(241)은 각각 양극 탭(241a) 및 음극 탭(241b)일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 2개의 전극 단자(261)를 더 포함하며, 상기 2개의 전극 단자(261)는 각각 양전극 단자(261a) 및 음전극 단자(261b)일 수 있다.
실제적인 사용 수요에 따라, 제1 하우징(11)에는 하나 이상의 배터리 셀(20)이 수용될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11) 내에는 8개의 배터리 셀(20)이 수용된다.
제1 하우징(11)에 복수의 배터리 셀(20)이 수용될 경우, 선택적으로, 제1 하우징(11)의 내부 공간을 절약하기 위해, 상기 복수의 배터리 셀(20)은 단일 행 또는 단일 열에 따라 배열될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 상호 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 직병렬 연결되어 조합된 후 제1 하우징(11) 내에 수용된다.
일부 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11)은 제1 커버(111) 및 제1 덮개(112)를 포함하며, 제1 커버(111)와 제1 덮개(112)는 스냅 결합되어 캐비티를 형성한다. 제1 커버(111) 및 제1 덮개(112)의 형태는 배터리 셀(20)이 조합된 형태에 따라 결정될 수 있으며, 제1 커버(111)는 하나의 개구를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 커버(111)는 중공 직육면체일 수 있고, 한개 면만 개구면일 수 있으며, 제1 덮개(112)로 제1 커버(111)의 개구면를 덮어(또는 덮어씌움), 챔버를 갖는 제1 하우징(11)을 형성할 수 있다.
제1 하우징(11)은 복수개 이고, 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀 그룹과 다른 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀 그룹은 전기적으로 연결되며, 제1 하우징(11) 상에는 2개의 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀 그룹 사이에 전기 에너지를 전송하는 통로가 설치된다. 제1 하우징(11)의 밀폐성을 향상시키기 위해, 밀폐 부재로 전기 에너지를 전송하는 통로를 밀폐시킬 수 있다. 여기서, 상기 배터리 셀 그룹은 제1 하우징(11)에 수용된 복수의 배터리 셀(20)의 약칭이다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11) 상에는 압력 배출 영역(113)이 설치되며, 상기 압력 배출 영역(113)은 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출할 수 있다. 이렇게 되면, 배터리 셀(20)이 작동될 시, 배터리 셀(20)의 배출물은 압력 배출 영역(113)을 통해 제1 하우징(11)에서 배출될 수 있으며, 배터리(10)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 배터리 셀(20)의 케이스(25) 상에 제3 취약 영역(251)이 설치될 시, 상기 제1 하우징(11) 상의 압력 배출 영역(113)과 제3 취약 영역(251)은 대향되게 설치된다. 이렇게 되면, 배터리 셀(20)이 작동될 시, 배터리 셀(20)의 배출물은 압력 배출 영역(113)을 더 쉽게 통과하여 제1 하우징(11)에서 배출될 수 있으며, 배터리(10)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 압력 배출 영역(113)은 제1 하우징(11)의 제1 벽(114)에 설치되고, 배터리 셀(20)의 제1 표면(21)은 제1 벽(114)에 부착되며, 배터리 셀(20)의 2개의 전극 단자(261)는 모두 제2 표면(22)에 설치되고, 제2 표면(22)은 제1 표면(21)과 대향되게 설치된다. 다른 일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 배출 영역(113)은 제1 하우징(11)의 제1 벽(114)에 설치되고, 배터리 셀(20)의 제1 표면(21)은 제1 벽(114)에 부착되며, 배터리 셀(20)의 2개의 전극 단자(261)는 모두 제3 표면(23)에 설치되고, 제3 표면(23)은 제1 표면(21)과 상호 인접 설치된다.
배터리 셀(20)의 전극 단자(261)가 설치되지 않은 표면을 제1 하우징(11)의 압력 배출 영역(113)이 설치된 제1 벽(114)과 부착시킴으로써, 배터리 셀(20)의 케이스(25)가 작동될 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 전극 단자(261)에서 더 멀어지도록 할 수 있어, 배출물이 전극 단자(261)에 대한 영향을 감소시켜, 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 하나의 배터리 셀(20)은 하나의 압력 배출 영역(113)에 대응될 수 있다.
다른 일부 실시예에서, 복수의 배터리 셀(20)은 동일한 하나의 압력 배출 영역(113)에 대응될 수 있다. 예를 들면, 단일 행 또는 단일 열의 복수의 배터리 셀(20)은 동일한 하나의 압력 배출 영역(113)에 대응될 수 있다. 또 예를 들면, 하나의 제1 하우징(11) 내에 수용된 모든 배터리 셀(20)은 동일한 하나의 압력 배출 영역(113)에 대응된다. 제1 하우징(11) 내의 모든 배터리 셀(20)의 압력 배출 영역(113)을 동일한 하나의 압력 배출 영역(113)으로 설치할 경우, 배터리 셀(20)의 케이스(25)가 작동될 시, 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀(20)의 배출물은 집중적으로 하나의 압력 배출 영역(113)을 따라 제1 하우징(11)에서 배출되어, 제1 하우징(11)에서의 전기적 연결 구성부품에 대한 영향을 줄일 수 있어, 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 동시에, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 취약 영역은 압력 배출 영역(113)으로서 제1 하우징(11)에 설치되며, 제1 취약 영역은 제1 하우징(11)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시, 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출하도록 구성된다.
배터리 셀(20)을 제1 하우징(11)에 수용하고, 제1 취약 영역을 압력 배출 영역(113)으로서, 제1 하우징(11)에 설치하며, 제1 하우징(11)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어, 제1 하우징(11)의 내부 압력은 압력 배출 영역(113)을 거쳐 배출될 수 있다. 즉, 배출물은 압력 배출 영역(113)을 거쳐 지향적으로 제1 하우징(11)에서 배출되어, 제1 하우징(11)이 폭발되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 배터리(10)가 정상 작동 상태(배터리(10)에 열폭주가 발생하지 않음)에 있을 시, 제1 취약 영역은 외부 물질(예를 들면, 도전성 물질)이 제1 하우징(11)에 진입되는 것을 방지하여, 배터리(10)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
제1 취약 영역은 쉽게 배출물에 의해 파괴되는 다양한 설치가 적용될 수 있다. 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않으며, 아래 예를 들어 설명한다.
선택적으로, 제1 취약 영역의 두께는 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇으므로, 제1 취약 영역은 쉽게 파괴된다. 동시에, 이러한 압력 배출 영역(113)을 형성하는 방식은 간단하고 편리하다.
예를 들면, 제1 취약 영역의 두께는 0.4mm 내지 3mm로서, 제1 취약 영역이 너무 얇아 사용 수명을 단축시키거나, 제1 취약 영역이 너무 두꺼워 높은 기압으로 작동시키지 않도록 보장할 수 있다. 즉, 배터리(10)의 사용 수명 및 안전 성능을 모두 고려한다.
압력 배출 영역(113)은 쉽게 배출물에 의해 융해되어 파괴되도록 저융점 재료의 제1 취약 영역을 적용하여, 제1 취약 영역의 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출할 수 있도록 한다. 다시말하면, 제1 취약 영역은 제1 취약 영역이 위치한 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 갖는다.
예를 들면, 제1 취약 영역에 의해 적용되는 재료의 융점은 600→보다 낮다. 이렇게 되면, 제1 취약 영역은 낮은 온도에서 파괴되어, 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출할 수 있다.
예를 들면, 도 7은 본 출원의 일부 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징(11)의 단면 예시도이다. 선택적으로, 일 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11)에는 제1 오목홈(115)이 설치되고, 제1 오목홈(115)의 저부벽에는 제1 취약 영역이 형성된다. 제1 오목홈(115)의 저부벽은 상기 제1 오목홈(115)이 설치된 벽의 다른 영역보다 취약하여, 제1 오목홈(115)의 저부벽은 쉽게 배출물에 의해 파괴된다. 케이스(25)가 작동된 후, 배출물은 제1 오목홈(115)의 저부벽을 파괴하고, 제1 하우징(11)의 외부로 배출될 수 있으므로, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
선택적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 오목홈(115)은 제1 하우징(11)이 배터리 셀(20)을 향하는 제4 표면(1141)에 설치된다. 다시말하면, 제1 오목홈(115)의 개구는 배터리 셀(20)을 향한다.
제1 하우징(11)의 배터리 셀(20)을 향하는 일측 표면에 개구를 설치하여 제1 오목홈(115)을 형성함으로써, 제1 오목홈(115)의 저부벽과 배터리 셀(20) 사이에 더 큰 간격이 생겨, 배터리 셀(20)의 배출물이 쉽게 제1 오목홈(115)에 배출되도록 할 수 있다.
이해해야 할 것은, 제1 오목홈(115)의 개구는 배터리 셀(20)과 등질 수도 있다. 이러할 경우, 제1 오목홈(115)의 저부벽은 마찬가지로 쉽게 배출물에 의해 파괴된다.
도 8은 본 출원의 실시예에 의해 개시되는 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12)의 조합 구조의 단면 예시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(12)은 전기 챔버(12a), 수집 챔버(12b) 및 격리 부재(123)를 포함한다. 전기 챔버(12a)에는 하나 이상의 제1 하우징(11)을 수용할 수 있다. 수집 챔버(12b)는 제1 하우징(11)으로부터의 배출물을 수집하기 위한 것이다. 격리 부재(123)는 전기 챔버(12a)와 수집 챔버(12b)를 격리하여, 전기 챔버(12a)와 수집 챔버(12b)가 격리 부재(123)의 양측에 설치될 수 있도록 한다. 여기에서 언급되는 "격리"는 분리를 의미하며, 완전히 밀폐될 필요는 없다.
격리 부재(123)를 이용하여 제1 하우징(11)을 수용하는 전기 챔버(12a)와 배출물을 수집하는 수집 챔버(12b)를 분리시켜, 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀(20)의 케이스(25)가 작동될 시, 배터리 셀(20)의 배출물이 수집 챔버(12b)에 집입함으로써, 배출물이 전기 챔버(12a)에 진입하지 않거나 소량이 진입하도록 하여, 배출물과 배터리 셀(20)의 분리를 구현하여, 배터리 셀(20)의 배출물(배출물에 기체, 가연물, 금속 부스러기 등 물질이 있음)이 전기적 연결 구성부품에 대한 영향을 줄이고, 배터리 셀(20)의 배출물로 인한 배터리 셀(20) 사이의 쇼트 서킷을 방지하므로, 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 하우징(12)의 장착 편의를 위해, 복수의 제1 하우징(11)은 동일한 하나의 격리 부재(123)에 대응될 수 있다. 즉 복수의 제1 하우징(11)에 대응되는 격리 부재(123)는 동일한 하나의 격리 부재(123)를 적용하므로, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다. 예를 들면, 단일 행으로 배열되거나 단일 열로 배열된 복수의 제1 하우징(11)은 동일한 하나의 격리 부재(123)에 대응될 수 있다. 또 예를 들면, 제2 하우징(12) 내의 모든 제1 하우징(11)은 동일한 하나의 격리 부재(123)에 대응될 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시예에 의해 개시되는 다른 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12)의 조합 구조의 단면 예시도이다.
다른 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(11)은 개구를 갖는 커버일 수도 있다. 이때, 상기 개구에 압력 배출 영역(113)이 형성되므로, 제1 하우징(11) 내의 내부 압력이 상기 개구를 통해 배출되도록 할 수 있어, 제1 하우징(11)이 폭발되는 것을 방지할 수 있고, 배터리(10)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다. 선택적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 격리 부재(123)는 제1 하우징(11)의 개구를 덮(덮어 씌움)을 수 있다. 격리 부재(123)를 통해 제1 하우징(11)의 개구를 덮어 씌워, 수집 챔버(12b) 내의 물질이 전기 챔버(12a)에 진입되는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 격리 부재(123)는 압력 배출 영역(113)에서 제1 하우징(11)의 내부 압력이 배출될 시 파괴되어, 제1 하우징(11)의 배출물이 격리 부재(123)를 통과하여 수집 챔버(12b)에 진입할 수 있도록 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 하우징(11) 상의 압력 배출 영역(113)이 격리 부재(123)를 향함으로써, 제1 하우징(11)의 내부 압력이 압력 배출 영역(113)으로 배출될 시 직접 격리 부재(123)를 향하도록 하여, 제1 하우징(11)의 배출물이 더 쉽게 수집 챔버(12b)에 진입하도록 함으로써, 배출물이 전기 챔버(12a)에 진입할 가능성을 감소한다.
도 10 및 도 11은 본 출원의 실시예에 의해 개시되는 또 다른 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12)의 조합 구조의 단면 예시도를 각각 도시하는 것이다. 일부 실시예에서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 격리 부재(123)에 제2 취약 영역(1231)을 설치할 수 있고, 제2 취약 영역(1231)과 압력 배출 영역(113)은 대향되게 설치될 수 있으며, 제2 취약 영역(1231)은 압력 배출 영역(113)으로 내부 압력이 배출될 시 파괴되어, 제1 하우징(11)의 배출물이 격리 부재(123)를 통과하여 수집 챔버(12b) 내에 진입할 수 있도록 한다. 여기서, 도 10과 도 11의 차이점은, 도 11에서의 제1 하우징(11)에 개구가 있는 것이다.
격리 부재(123)에 압력 배출 영역(113)과 대응되는 제2 취약 영역(1231)을 설치함으로써, 일 측면으로 배터리 셀(20)의 케이스(25)가 작동될 시, 제1 하우징(11)으로부터의 배출물이 제2 취약 영역(1231)을 통과하여 수집 챔버(12b)에 진입할 수 있도록 하여, 배출물이 전기 챔버(12a)에 진입할 가능성을 감소할 수 있고, 다른 일 측면으로 배터리 셀(20)의 케이스(25)가 작동되지 않을 시, 전기 챔버(12a)와 수집 챔버(12b) 사이의 차단을 보장하여, 수집 챔버(12b) 내의 물질이 전기 챔버(12a)에 진입하는 것을 방지할 수도 있다.
일부 실시예에서, 하나의 제1 하우징(11)은 하나의 제2 취약 영역(1231)에 대응될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 덮개(122)는 격리 부재(123)일 수 있고, 하나의 제1 하우징(11)은 제2 덮개(122)에 설치된 하나의 제2 취약 영역(1231)에 대응될 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 단일 행 또는 단일 열의 복수의 제1 하우징(11)은 하나의 제2 취약 영역(1231)에 대응될 수 있다. 단일 행 또는 단일 열의 복수의 제1 하우징(11)의 제2 취약 영역(1231)을 동일한 하나로 설치하여, 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀(20)의 배출물이 집중적으로 하나의 제2 취약 영역(1231)을 따라 배출되어, 제1 하우징(11)에서의 전기적 연결 구성부품에 대한 영향을 줄일 수 있으므로, 배터리(10)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 동시에, 구현 방식이 간단하고 비용이 낮다.
제2 취약 영역(1231)은 쉽게 배출물에 의해 파괴되는 다양한 설치가 적용될 수 있다. 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않으며, 아래 예를 들어 설명한다.
선택적으로, 제2 취약 영역(1231)의 두께는 제2 취약 영역(1231)이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇다. 예를 들면, 제2 취약 영역(1231)의 두께는0.4mm 내지 3mm이다. 이렇게 되면, 제2 취약 영역(1231)이 너무 얇아 사용 수명을 단축시키거나, 제2 취약 영역(1231)이 너무 두꺼워 높은 기압으로 작동시키지 않도록 보장할 수 있다. 즉, 배터리(10)의 사용 수명 및 안전 성능을 모두 고려한다.
쉽게 배출물에 의해 융해되어 파괴되도록, 얇은 두께의 제2 취약 영역(1231)을 적용하는 외에, 저융점 재료의 제2 취약 영역(1231)을 적용할 수도 있다. 다시말하면, 제2 취약 영역(1231)은 제2 취약 영역(1231)이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 가지므로, 제2 취약 영역(1231)은 쉽게 파괴되어, 제2 취약 영역(1231)의 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 전기 챔버(12a)의 내부 압력이 배출될 수 있도록 한다.
예를 들면, 제2 취약 영역(1231)에 의해 적용되는 재료의 융점은 600→보다 낮다. 이렇게 되면, 제2 취약 영역(1231)은 낮은 온도에서 파괴되어, 전기 챔버(12a)의 내부 압력을 배출할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 출원의 실시예에 의해 개시되는 또 다른 제1 하우징(11)과 제2 하우징(12)의 조합 구조의 단면 예시도를 각각 도시하는 것이다. 선택적으로, 일 실시예에서, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 격리 부재(123)에는 제2 오목홈(1232)이 설치되고, 제2 오목홈(1232)의 저부벽(12321)에는 제2 취약 영역(1231)이 형성된다. 제2 오목홈(1232)의 저부벽(12321)은 상기 제2 오목홈(1232)이 설치된 벽의 다른 영역보다 취약하여, 쉽게 배출물에 의해 파괴되며, 케이스(25)가 작동될 시, 배출물은 제2 오목홈(1232)의 저부벽(12321)을 파괴하고, 수집 챔버(12b) 내에 진입할 수 있다. 이러한 구현 방식은 간단하고 비용이 낮다. 여기서, 도 12와 도 13의 차이점은, 도 13에서의 제1 하우징(11)에 개구가 있는 것이다.
선택적으로, 제2 오목홈(1232)은 격리 부재(123)가 제1 하우징(11)을 향하는 표면에 설치된다. 다시말하면, 제2 오목홈(1232)의 개구는 제1 하우징(11)을 향한다. 이렇게 되면, 제2 오목홈(1232)의 저부벽과 제1 하우징(11) 사이에 더 큰 간격이 생겨, 제1 하우징(11)의 배출물이 쉽게 제2 오목홈(1232)에 배출되도록 할 수 있다.
이해해야 할 것은, 제2 오목홈(1232)의 개구는 제1 하우징(11)과 등질 수도 있다. 이러할 경우, 제2 오목홈(1232)의 저부벽은 마찬가지로 쉽게 배출물에 의해 파괴된다.
다른 일부 실시예에서, 관통홀로 상기 제2 취약 영역(1231)을 대체할 수 있으며, 즉 상기 관통홀과 압력 배출 영역(113)은 대향되게 설치되어, 제1 하우징(11)의 배출물이 관통홀을 거쳐 수집 챔버(12b)에 진입할 수 있으므로, 배출물이 전기 챔버(12a)에 진입할 가능성을 감소한다.
선택적으로, 격리 부재(123)에는 유체가 수용되어 배터리 셀(20)을 위해 온도를 조절한다.
구체적으로, 내부 압력이 압력 배출 영역(113)으로 배출될 시, 격리 부재(123)가 파괴되어, 격리 부재(123) 중의 유체가 격리 부재(123)의 내부에서 배출되므로, 배터리 셀(20)의 열이 흡수되어, 배출물의 온도가 낮아짐으로써, 배출물의 위험성이 감소된다. 이러할 경우, 유체와 유체에 의해 냉각된 배출물은 함께 수집 챔버(12b)에 진입한다. 유체에 의한 냉각으로, 배터리 셀(20)의 배출물 온도가 신속하게 낮아져, 수집 챔버(12b)에 진입된 배출물의 위험성이 크게 감소되며, 예를 들면, 다른 배터리 셀(20)과 같은 배터리(10)의 다른 부분에도 큰 영향을 주지 않으므로, 제1 하우징(11) 내의 배터리 셀(20)의 이상으로 인한 파괴성을 우선 먼저 억제하여, 배터리(10)의 폭발 가능성을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 격리 부재(123)는 열전도 재료로 유체의 유로를 형성할 수 있다. 유체는 유로에서 유동하고, 열전도 재료를 통해 열을 전도하여, 배터리 셀(20)의 열을 식힌다. 선택적으로, 격리 부재(123) 상의 제2 취약 영역(1231)은 유체가 없는 열전도 재료만인 얇은 열전도 재료층으로 형성될 수 있어, 쉽게 배출물에 의해 파괴된다. 예를 들면, 제2 오목홈(1232)의 저부벽(12321)은 열전도 재료의 얇은 층으로서, 제2 취약 영역(1231)으로 형성될 수 있다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 의해 개시되는 격리 부재(123)의 구조 예시도이다. 선택적으로, 일부 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 격리 부재(123)는 제1 열전도 플레이트(1233) 및 제2 열전도 플레이트(1234)를 포함할 수 있다. 제1 열전도 플레이트(1233)와 제2 열전도 플레이트(1234)는 제1 유로(1235)를 형성하며, 유체를 수용하는데 사용된다. 제1 열전도 플레이트(1233)는 제1 하우징(11)에 접착된다. 도 15는 도 14에 도시된 격리 부재(123)의 A부분을 확대한 구조 예시도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 열전도 플레이트(1233)의 제1 영역(123a)은 제2 열전도 플레이트(1234) 방향으로 함입되어 제2 오목홈(1232)을 형성하고, 제1 영역(123a)는 제2 열전도 플레이트(1234)에 연결된다. 이렇게 되면, 제2 오목홈(1232)의 주위에는 제1 유로(1235)가 형성되지만, 제2 오목홈(1232)의 저부벽 내에는 제1 유로(1235)가 없음으로써, 제2 취약 영역(1231)을 형성한다. 격리 부재(123)는 제1 열전도 플레이트(1233) 및 제2 열전도 플레이트(1234)를 포함하고, 제1 유로(1235)는 제1 열전도 플레이트(1233)와 제2 열전도 플레이트(1234) 사이에 형성되므로, 격리 부재(123)를 제조하는 공정이 편리하고 간단하게 된다.
선택적으로, 제2 오목홈(1232)의 저부벽이 위치한 제1 열전도 플레이트(1233) 또는 제2 열전도 플레이트(1234)를 제거하여, 더 얇은 취약 영역을 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 영역(123a)에는 관통홀(1236)의 반경방향 사이즈가 제2 오목홈(1232)의 반경방향 사이즈보다 작은 관통홀(1236)이 설치된다. 즉, 제2 오목홈(1232)의 저부벽이 위치한 제1 열전도 플레이트(1233)를 제거하고, 제2 오목홈(1232) 저부의 가장자리 위치에서 제1 열전도 플레이트(1233)와 제2 열전도 플레이트(1234)의 연결을 유지하여, 제2 오목홈(1232) 주위의 제1 유로(1235)를 형성한다.
선택적으로, 관통홀(1236)과 서로 대응되는 제2 열전도 플레이트(1234)에 대해 두께 축소 처리를 진행할 수도 있다. 즉, 관통홀(1236)과 서로 대응되는 제2 열전도 플레이트(1234)의 두께가 다른 영역의 제2 열전도 플레이트(1234)의 두께보다 얇게 함으로써, 취약 영역이 더 쉽게 배출물에 의해 파괴되도록 할 수 있다. 선택적으로, 관통홀(1236)와 서로 대응되는 제2 열전도 플레이트(1234)에 취약홈을 설치할 수도 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 배터리(10)는 보호 부재를 더 포함하며, 보호 부재는 격리 부재(123)를 보호하기 위한 것이다. 수집 챔버(12b)는 격리 부재(123) 및 방호 부재로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 방호 부재는 제2 하우징(12)의 일부분 벽으로 구성될 수 있다.
보호 부재와 격리 부재(123)로 형성된 수집 챔버(12b)는 배터리 셀(20)을 수용하는 공간을 점용하지 않으므로, 큰 공간의 수집 챔버(12b)를 설치하여, 효과적으로 배출물을 수집 및 완충할 수 있으며, 그 위험성을 감소할 수 있다. 동시에, 보호 부재는 격리 부재(123)에 대해 보호 작용을 일으켜, 격리 부재(123)가 이물질에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 수집 챔버(12b) 내에 냉각 매체와 같은 유체 또는 상기 유체를 수용하는 부재를 더 설치하여, 수집 챔버(12b) 내에 진입한 배출물의 열을 추가로 식힐 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에서, 수집 챔버(12b)는 밀폐된 챔버일 수 있다. 예를 들면, 보호 부재와 격리 부재(123)의 연결 위치는 밀폐 부재에 의해 밀페될 수 있다. 밀폐 부재를 통해 격리 부재(123)와 보호 부재로 형성된 수집 챔버(12b)를 밀페된 챔버로 설치함으로써, 수집 챔버(12b) 내의 물질이 전기 챔버(12a)에 진입되는 것을 방지할 수 있다.
선택적으로, 배터리(10)은 다른 구조를 더 포함할 수 있으며, 여기서 반복하여 설명하지 않는다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(10)는 제1 하우징(11)에 수용된 회로군 격리 플레이트(50)를 더 포함할 수 있으며, 회로군 격리 플레이트(50)는 버스 부재를 장착하기 위한 것이다. 여기서, 버스 부재는, 예를 들면, 병렬 연결, 직렬 연결 또는 직병렬 연결과 같은 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 것이다. 또 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(10)는 제1 하우징(11)에 수용된 측판(60)을 더 포함할 수 있으며, 상기 측판(60)은 배터리 셀(20)의 주위를 에둘러 설치될 수 있다. 상기 측판(60)에는 제2 유로(61)가 설치될 수 있으며, 상기 제2 유로(61) 내에는 유체가 수용되어 배터리 셀(20)을 위해 온도를 조절할 수 있다.
본 출원의 일 실시예는 전기 장치를 더 제공한다. 상기 전기 장치는 상기 각 실시예에서의 배터리(10)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 전기 장치는 차량(1), 선박 또는 우주 설비일 수 있다.
윗문장에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10) 및 전기 장치를 설명하였다. 아래는 본 출원의 실시예에 따른 배터리를 제조하는 방법 및 장치를 설명할 것이다. 여기서 상세하게 설명되지 않은 부분은 상기 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 방법(200)의 예시적인 흐름도를 도시하는 것이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 방법(200)은 아래의 단계를 포함할 수 있다.
S210에서, 복수의 배터리 셀을 제공하며, 상기 배터리 셀은 케이스를 가지며, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스의 내부 압력을 배출하도록 구성된다.
S220에서, 복수의 제1 하우징을 제공하며, 상기 제1 하우징은 상기 복수의 배터리 셀 중의 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 내부 압력을 배출하기 위한 것이다.
S230에서, 제2 하우징을 제공하며, 상기 제2 하우징은 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리 제조 장치(300)의 예시적인 블록도를 도시하는 것이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 배터리 제조 장치(300)는 제공 모듈(310)을 포함할 수 있다.
제공 모듈(310)은, 복수의 배터리 셀을 제공하기 위한 것이며, 상기 배터리 셀은 케이스를 갖고, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스의 내부 압력을 배출하도록 구성되며; 제공 모듈(310)은, 복수의 제1 하우징을 제공하기 위한 것이며, 상기 제1 하우징은 상기 복수의 배터리 셀 중의 적어도 하나의 배터리 셀을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징은 압력 배출 영역을 포함하며, 상기 압력 배출 영역은 상기 제1 하우징의 내부 압력을 배출하기 위한 것이고; 제공 모듈(310)은, 제2 하우징을 제공하기 위한 것이며, 상기 제2 하우징은 상기 복수의 제1 하우징을 수용하기 위한 것이다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 설명하였지만, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 상황에서, 이에 대해 다양하게 개선할 수 있으며, 또한 등가물로 그 중의 부재를 교체할 수 있다. 특히, 구조적인 충돌이 존재하지 않는 한, 각 실시예에서 언급되는 각 기술특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 문장에서 공개되는 특정된 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구항 범위 내의 모든 기술방안을 포함한다.
1: 차량 10: 배터리
11: 제1 하우징 111: 제1 커버
112: 제1 덮개 113: 압력 배출 영역
114: 제1 벽 1141: 제4 표면
115: 제1 오목홈 12: 제2 하우징
12a: 전기 챔버 12b: 수집 챔버
121: 제2 커버 122: 제2 덮개
123: 격리 부재 1231: 제2 취약 영역
1232: 제2 오목홈 12321: 제2 오목홈의 저부벽
1233: 제1 열전도 플레이트 1234: 제2 열전도 플레이트
1235: 제1 유로 1236: 관통홀
123a: 제1 영역 20: 배터리 셀
21: 제1 표면 22: 제2 표면
23: 제3 표면 24: 전극 어셈블리
241: 탭 241a: 양극 탭
241b: 음극 탭 25: 케이스
251: 제3 취약 영역 261: 전극 단자
261a: 양전극 단자 261b: 음전극 단자
30: 제어기 40: 모터
50: 회로군 격리 플레이트 60: 측판
61: 제2 유로 310: 제공 모듈
11: 제1 하우징 111: 제1 커버
112: 제1 덮개 113: 압력 배출 영역
114: 제1 벽 1141: 제4 표면
115: 제1 오목홈 12: 제2 하우징
12a: 전기 챔버 12b: 수집 챔버
121: 제2 커버 122: 제2 덮개
123: 격리 부재 1231: 제2 취약 영역
1232: 제2 오목홈 12321: 제2 오목홈의 저부벽
1233: 제1 열전도 플레이트 1234: 제2 열전도 플레이트
1235: 제1 유로 1236: 관통홀
123a: 제1 영역 20: 배터리 셀
21: 제1 표면 22: 제2 표면
23: 제3 표면 24: 전극 어셈블리
241: 탭 241a: 양극 탭
241b: 음극 탭 25: 케이스
251: 제3 취약 영역 261: 전극 단자
261a: 양전극 단자 261b: 음전극 단자
30: 제어기 40: 모터
50: 회로군 격리 플레이트 60: 측판
61: 제2 유로 310: 제공 모듈
Claims (32)
- 복수의 배터리 셀(20), 복수의 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)을 포함하며,
상기 배터리 셀(20)은 케이스(25)를 갖고, 상기 케이스(25)는 상기 케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스(25)의 내부 압력을 배출하도록 구성되며,
상기 제1 하우징(11)은 상기 복수의 배터리 셀(20) 중의 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징(11)은 압력 배출 영역(113)을 포함하며, 상기 압력 배출 영역(113)은 상기 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출하기 위한 것이고,
상기 제2 하우징(12)은 상기 복수의 제1 하우징(11)을 수용하기 위한 것인 것을 특징으로 하는 배터리. - 제1항에 있어서,
상기 제2 하우징(12)은 전기 챔버(12a), 수집 챔버(12b) 및 격리 부재(123)를 포함하며, 상기 전기 챔버(12a)는, 상기 복수의 제1 하우징(11)을 수용하기 위한 것이고, 상기 수집 챔버(12b)는, 상기 제1 하우징(11)으로부터의 배출물을 수집하기 위한 것이며, 상기 격리 부재(123)는, 상기 전기 챔버(12a)와 상기 수집 챔버(12b)를 격리하여, 상기 전기 챔버(12a)와 상기 수집 챔버(12b)가 상기 격리 부재(123)의 양측에 설치되도록 하기 위한 것인 배터리. - 제2항에 있어서,
상기 압력 배출 영역(113)이 상기 격리 부재(123)를 향하는 배터리. - 제3항에 있어서,
상기 제1 하우징(11)은 개구를 갖는 커버이고, 상기 개구에 상기 압력 배출 영역(113)이 형성되는 배터리. - 제4항에 있어서,
상기 격리 부재(123)가 상기 개구를 덮어 씌우는 배터리. - 제3항에 있어서,
상기 제1 하우징(11)은 상기 배터리 셀(20)을 수용하는 캐비티를 갖고, 상기 압력 배출 영역(113)은 상기 제1 하우징(11)의 제1 취약 영역이며, 상기 제1 취약 영역은 상기 캐비티의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어, 상기 캐비티의 내부 압력을 배출하도록 구성되는 배터리. - 제6항에 있어서,
상기 제1 취약 영역의 두께는 상기 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇은 배터리. - 제7항에 있어서,
상기 제1 취약 영역의 두께가 0.4mm 내지 3mm인 배터리. - 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 취약 영역은 상기 제1 취약 영역이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 갖는 배터리. - 제9항에 있어서,
상기 제1 취약 영역의 재료의 융점이 600℃보다 낮은 배터리. - 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 하우징(11)에 제1 오목홈(115)이 설치되고, 상기 제1 오목홈(115)의 저부벽이 상기 제1 취약 영역인 배터리. - 제11항에 있어서,
상기 제1 오목홈(115)의 개구가 상기 배터리 셀(20)을 향하는 배터리. - 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리 부재(123)는 유체를 수용하여 상기 배터리 셀(20)을 위해 온도를 조절하도록 구성되는 배터리. - 제13항에 있어서,
상기 격리 부재(123)는 상기 내부 압력이 상기 압력 배출 영역(113)으로 배출될 시 파괴될 수 있어, 상기 유체가 상기 격리 부재(123)의 내부로부터 배출되도록 구성되는 배터리. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 격리 부재(123)는 제1 열전도 플레이트(1233), 제2 열전도 플레이트(1234) 및 제1 유로(1235)를 포함하며,
상기 제1 열전도 플레이트(1233)는 상기 제1 하우징(11)에 부착되고,
상기 제2 열전도 플레이트(1234)는 상기 제1 열전도 플레이트(1233)에서 상기 제1 하우징(11)과 멀리 떨어진 일측에 배치되며,
상기 제1 유로(1235)는 상기 제1 열전도 플레이트(1233)와 상기 제2 열전도 플레이트(1234) 사이에 형성되어 상기 유체가 그 중에서 유동되도록 하는 배터리. - 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리 부재(123)에는 관통홀(1236)이 설치되고, 상기 관통홀(1236)과 상기 압력 배출 영역(113)은 대향되게 설치되며, 상기 관통홀(1236)은 상기 제1 하우징(11)의 배출물이 통과되어 상기 배출물이 상기 수집 챔버(12b)에 진입하도록 하기 위한 것인 배터리. - 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리 부재(123)는 상기 내부 압력이 상기 압력 배출 영역(113)으로 배출될 시 파괴될 수 있어, 상기 제1 하우징(11)의 배출물이 상기 격리 부재(123)를 통과하여 상기 수집 챔버(12b)에 진입하도록 구성되는 배터리. - 제17항에 있어서,
상기 격리 부재(123)에는 제2 취약 영역(1231)이 설치되고, 상기 제2 취약 영역(1231)과 상기 압력 배출 영역(113)은 대향되게 설치되며, 상기 제2 취약 영역(1231)은 상기 제1 하우징(11)의 배출물에 의해 파괴될 수 있어, 상기 제1 하우징(11)의 배출물이 상기 제2 취약 영역(1231)을 통과하여 상기 수집 챔버(12b)에 진입하도록 구성되는 배터리. - 제18항에 있어서,
상기 제2 취약 영역(1231)의 두께는 상기 제2 취약 영역(1231)이 위치하는 벽의 다른 영역의 두께보다 얇은 배터리. - 제19항에 있어서,
상기 제2 취약 영역(1231)의 두께가 0.4mm 내지 3mm인 배터리. - 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 취약 영역(1231)은 상기 제2 취약 영역(1231)이 위치하는 벽의 다른 영역보다 더 낮은 융점을 갖는 배터리. - 제21항에 있어서,
상기 제2 취약 영역(1231)의 재료의 융점이 600℃보다 낮은 배터리. - 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격리 부재(123)에는 제2 오목홈(1232)이 설치되고, 상기 제2 오목홈의 저부벽(12321)이 상기 제2 취약 영역(1231)인 배터리. - 제23항에 있어서,
상기 제2 오목홈(1232)의 개구가 상기 제1 하우징(11)을 향하는 배터리. - 제2항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 제1 하우징(11)이 동일한 하나의 상기 격리 부재(123)에 대응되는 배터리. - 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 배출 영역(113)은 상기 제1 하우징(11)의 제1 벽(114)에 설치되고, 상기 배터리 셀(20)의 제1 표면(21)은 상기 제1 벽(114)에 부착되며, 상기 배터리 셀(20)의 모든 전극 단자(261)는 모두 제2 표면(22)에 설치되고, 상기 제2 표면(22)은 상기 제1 표면(21)과 대향되게 설치되는 배터리. - 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
하나의 상기 제1 하우징(11) 내에 수용되는 모든 상기 배터리 셀(20)은 동일한 하나의 상기 압력 배출 영역(113)에 대응되는 배터리. - 제2항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리는 보호 부재를 더 포함하며,
상기 보호 부재는 상기 격리 부재(123)를 보호하도록 구성되고, 상기 보호 부재와 상기 격리 부재(123) 사이에 상기 수집 챔버(12b)가 형성되는 배터리. - 제28항에 있어서,
상기 배터리는 밀폐 부재를 더 포함하며,
상기 밀폐 부재는 상기 격리 부재(123)와 상기 보호 부재 사이에 설치되어 상기 수집 챔버(12b)가 밀폐되도록 하는 배터리. - 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
- 복수의 배터리 셀(20)을 제공하되, 상기 배터리 셀(20)은 케이스(25)를 갖고, 상기 케이스(25)는 상기 케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스(25)의 내부 압력을 배출하도록 구성되는 단계;
복수의 제1 하우징(11)을 제공하되, 상기 제1 하우징(11)은 상기 복수의 배터리 셀(20) 중의 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징(11)은 압력 배출 영역(113)을 포함하며, 상기 압력 배출 영역(113)은 상기 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출하기 위한 것인 단계; 및
제2 하우징(12)을 제공하되, 상기 제2 하우징(12)은 상기 복수의 제1 하우징(11)을 수용하기 위한 것인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 제조 방법. - 복수의 배터리 셀(20)을 제공하되, 상기 배터리 셀(20)은 케이스(25)를 갖고, 상기 케이스(25)는 상기 케이스(25)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 시 작동되어 상기 케이스(25)의 내부 압력을 배출하도록 구성되;
복수의 제1 하우징(11)을 제공하되, 상기 제1 하우징(11)은 상기 복수의 배터리 셀(20) 중의 적어도 하나의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 것이고, 상기 제1 하우징(11)은 압력 배출 영역(113)을 포함하며, 상기 압력 배출 영역(113)은 상기 제1 하우징(11)의 내부 압력을 배출하기 위한 것이며;
제2 하우징(12)을 제공하되, 상기 제2 하우징(12)은 상기 복수의 제1 하우징(11)을 수용하기 위한 것인; 제공 모듈(310)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 제조 장치.
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