KR20230126176A - 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20230126176A
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쟌위 순
하이치 양
샤오텅 황
펑 왕
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 출원은 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치를 제공한다. 이 배터리는 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀 및 열관리 부재를 포함하고, 관리 부재는 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 제1 벽과 연결되며, 제1 벽은 상기 배터리 셀에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 열관리 부재는 배터리 셀의 온도를 조정하는 데 사용되며; 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재의 크기(H1)와 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽에 평행하다. 본 출원의 실시예의 기술 방안은 배터리의 에너지 밀도를 개선함과 동시에 배터리의 열관리 요구 사항을 만족함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치
본 출원은 배터리의 기술 분야, 특히 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
환경오염이 증가함에 따라 새로운 에너지 산업이 주목받고 있다. 새로운 에너지 산업에서 배터리 기술은 발전의 중요한 요소이다.
배터리의 에너지 밀도는 배터리의 성능에 있어 중요한 파라미터이지만, 배터리의 에너지 밀도를 향상시킬 때 배터리의 다른 성능 파라미터를 고려할 필요가 있다. 따라서 배터리의 성능을 어떻게 향상시킬 것인가는 배터리 기술에서 해결해야 할 시급한 기술적 과제이다.
본 출원은 배터리의 에너지 밀도를 향상시킴과 동시에 배터리의 열관리 요건을 만족함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있는 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치를 제공한다.
제1 측면에서 배터리를 제공하며, 이 배터리는 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀 및 열관리 부재를 포함하며, 상기 열관리 부재는 상기 제1 방향을 따라 연장되고 또한 상기 복수의 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 제1 벽과 연결되며, 상기 제1 벽은 상기 배터리 셀에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 상기 열관리 부재는 상기 배터리 셀의 온도를 조정하는 데 사용되며; 그 중에서, 제2 방향에서, 상기 열관리 부재의 크기(H1)와 상기 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽에 평행하다.
본 출원의 실시예에서, 열관리 부재는 제1 방향을 따라 배열된 1열의 복수의 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 표면적이 가장 큰 제1 벽과 연결되며, 그 중에서, 제1 방향에서, 열관리 부재의 크기(H1)와 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족한다. 이러한 방식으로, 배터리의 박스 본체 중간에 빔 등의 구조물을 설치할 필요가 없고, 배터리 내부의 공간 활용도를 극대화할 수 있어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 동시에, 전술한 열관리 부재는 또한 배터리 셀의 온도를 관리할 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예의 기술 방안은 배터리의 에너지 밀도를 개선하고 배터리의 열관리 요구 사항을 만족함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 열관리 부재의 크기(H1)와 상기 제1 벽의 크기(H2)는 0.3≤H1/H2≤1.3를 만족한다. 이러한 방식으로, 급속 충전 시 배터리 셀의 온도가 55℃를 넘지 않도록 할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 제1 벽과 상기 열관리 부재 사이의 열교환 면적은 S이고, 상기 배터리 셀의 용량(Q)와 상기 열교환 면적(S) 사이의 관계는 0.03Ah/cm2≤Q/S≤6.66Ah/cm2를 만족한다. 이 경우, 급속 충전 과정 동안 배터리 셀의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있고; 또한, 배터리 셀의 용량(Q)이 일정할 때, 열교환 면적(S)를 조정하여 배터리의 열관리 요구 사항을 유연하게 만족할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 열관리 부재의 크기(H1)는 1.5cm~30cm이다. 이러한 방식으로, 배터리의 급속 충전 시 배터리 셀의 온도가 55℃를 넘지 않도록 할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 열관리 부재는 제3 방향을 따라 대향 설치되는 제1 열전도판 및 제2 열전도판를 포함하며; 그 중에서, 상기 제1 열전도판과 상기 제2 열전도판 사이에는 유로가 설치되고, 상기 유로는 유체를 수용하여 상기 배터리 셀의 온도를 조절하는데 사용되며, 상기 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향에 수직이다.
가능한 구현 방식에서, 상기 열관리 부재는 보강 리브를 더 포함하고, 상기 보강 리브는 상기 제1 열전도판과 상기 제2 열전도판 사이에 설치되고, 상기 보강 리브, 상기 제1 열전도판 및 상기 제2 열전도판은 상기 유로를 형성한다. 이로써 열관리 부재의 구조적 강도를 증가한다.
가능한 구현 방식에서, 상기 보강 리브와 상기 제1 열전도판 또는 상기 제2 열전도판의 협각은 예각이다. 이러한 방식으로, 배터리 셀을 위한 더 많은 확장 공간을 제공할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 배터리 셀은 제3 방향에서 대향 설치되는 2개의 제1 벽 및 상기 제1 방향에서 대향 설치되는 2개의 제2 벽을 포함하며, 그 중에서, 상기 제1 방향에서, 인접한 2개의 상기 배터리 셀의 제2 벽은 서로 대향되며, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직이다. 이러한 방식으로, 대면적의 제1 벽은 열관리 부재와 연결하는 데 사용되며, 이는 배터리 셀의 열 교환에 유리하고 배터리의 성능을 보장한다.
가능한 구현 방식에서, 상기 배터리는 상기 제1 방향을 따라 복수의 열의 복수의 상기 배터리 셀 및 복수의 상기 열관리 부재를 포함하며, 그 중에서, 복수의 열의 상기 배터리 셀과 복수의 상기 열관리 부재는 제3 방향에서 교대로 설치되고, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직이다. 이러한 방식으로, 복수의 열의 배터리 셀과 복수의 열관리 부재는 서로 연결되어 하나의 전체를 형성하고, 박스 본체에 수용되므로, 각 열의 배터리 셀에 대한 효과적인 열관리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 전체 구조적 강도를 보장하여 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 상기 열관리 부재는 상기 제1 벽과 접합된다. 이에 따라 열관리 부재와 제1벽의 결합강도가 높아진다.
제2 측면에서 전기 장치를 제공하며, 이 전기 장치는 전술한 제1 측면 또는 제1 측면의 임의의 가능한 실시 방식 중의 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 전기 에너지를 제공하는데 사용된다.
제3 측면에서 배터리 제조 방법을 제공하며, 이 제조 방법은: 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀이 제공되며, 열관리 부재가 제공되며, 상기 열관리 부재는 상기 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 상기 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 제1 벽과 연결되며, 상기 제1 벽은 상기 배터리 셀에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 상기 열관리 부재는 상기 배터리 셀의 온도를 조정하는 데 사용되며; 그 중에서, 제2 방향에서, 상기 열관리 부재의 크기(H1)와 상기 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이고 또한 상기 제1 벽에 평행하다.
제4 측면에서 배터리 제조 장치를 제공하며, 이 제조 장치는 상기 제3 측면의 방법을 수행하는 모듈을 포함한다.
본 출원의 실시예에서, 열관리 부재는 제1 방향을 따라 배열된 1열의 복수의 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 표면적이 가장 큰 제1 벽과 연결되며, 그 중에서, 제1 방향에서, 열관리 부재의 크기(H1)와 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족한다. 이러한 방식으로, 배터리의 박스 본체 중간에 빔 등의 구조물을 설치할 필요가 없고, 배터리 내부의 공간 활용도를 극대화할 수 있어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 동시에, 전술한 열관리 부재는 또한 배터리 셀의 온도를 관리할 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예의 기술 방안은 배터리의 에너지 밀도를 개선하고 배터리의 열관리 요구 사항을 만족함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 출원의 실시예의 설명에 사용되어야 하는 첨부 도면을 간략하게 소개한다. 명백하게, 다음 설명의 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 분야의 통상 기술자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 차량의 개략도이다;
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 개략도이다;
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀의 개략도이다;
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 개략도이다;
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀과 열관리 부재 사이의 연결의 개략도이다;
도 6은 도 5의 A-A 방향의 단면도이다;
도 7은 도 6의 B 영역의 확대 개략도이다;
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 개략도이다;
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법의 개략도이다;
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 장치의 개략도이다.
첨부된 도면에서, 도면은 실제 축척으로 그려진 것이 아니다.
본 출원의 실시 방식은 첨부 도면 및 실시예를 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명된다. 하기 실시예에 대한 상세한 설명과 첨부 도면에 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되지만, 본 출원의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안 된다. 즉, 본 출원이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 설명에서 달리 명시되지 않는 한 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 출원의 기술 분야에서 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일하다는 점에 유의해야 하며; 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 제한하려는 의도가 아니며; 본 출원의 설명 및 청구범위 및 전술한 도면의 설명에서 "포함" 및 "구비"라는 용어와 이들의 모든 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도되고; "복수"는 둘 이상을 의미하며; 용어 "상", "하", "좌", "우", “내”, “외” 등이 지시하는 방위 및 위치 관계는 본출원을 설명하고 설명을 간략화하기 위함일 뿐, 표시된 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 하는 것이 아니므로, 본 출원에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 설명의 목적으로만 사용되며 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "수직"은 엄격하게 수직이 아니지만 허용 오차 범위 내이다. "평행"은 엄격하게 평행이 아니지만 허용 오차 범위 내이다.
본 출원에서 언급된 "실시예"는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에 있는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 본 분야의 통상의 기술자는 본 출원에 설명된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것을 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해한다.
다음 설명에 나오는 방향 단어는 도면에 표시된 방향으로, 본 출원의 구체적인 구조를 제한하지 않는다. 본 출원의 설명에서 달리 명시적으로 지정되고 제한되지 않는 한 "장착", "상호 연결", "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 해석되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결, 탈착식 연결, 일체형 연결이 될 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결 또는 두 구성 요소 내부의 연통일 수 있다. 본 분야의 통상의 기술자에게 있어서, 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 연관된 개체를 설명하기 위한 연관 관계일 뿐이며 세가지 종류의 관계가 있을 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, A 및/또는 B는: A가 단독으로 존재하는 경우, A와 B가 동시에 존재하는 경우, B가 단독으로 존재하는 세가지 경우가 있다. 또한, 본문에서 "/" 문자는 일반적으로 전후 관계 객체가 "또는" 관계임을 나타낸다.
본 출원에서 배터리 셀은 리튬 이온 이차 배터리, 리튬 이온 일차 배터리, 리튬 황 배터리, 나트륨 리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있으며, 이는 본 출원의 실시예에서 제한되지 않는다. 배터리 셀은 원주체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상일 수 있으며, 이는 본 출원의 실시예에서 제한되지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 포장 방법에 따라 원주형 배터리 셀, 각형 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀의 3가지 유형으로 구분되며, 이는 본 출원의 실시예에서 제한되지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 배터리는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 캡슐화하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 조립체와 전해액을 포함하고, 전극 조립체는 양극편, 음극편 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극편과 음극편 사이의 금속 이온 이동에 의존하여 작동한다. 양극편은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되고, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되어 있으며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체를 양극 탭으로 사용한다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼원리튬 또는 망간산리튬 등일 수 있다. 음극편은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되어 있으며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체를 음극 탭으로 사용한다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 큰 전류가 퓨징 없이 흐르도록 하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층된다. 분리막의 재질은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등일 수 있다. 또한, 전극 조립체는 권회 구조 또는 적층 구조일 수 있으며, 본출원은 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 전력 요구 사항을 만족시키기 위해 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있으며 그 중 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결할 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 및 병렬 연결의 혼합을 나타낸다. 선택적으로, 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 혼합하여 배터리 모듈을 형성할 수 있고, 복수의 배터리 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 혼합하여 배터리를 형성할 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀이 직접 배터리를 형성하거나 배터리 모듈을 먼저 형성한 다음 배터리 모듈을 배터리로 형성할 수 있다. 배터리는 전기 장치에 추가로 설치되어 전기 장치에 전기 에너지를 제공한다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전율, 안전성 등과 같은 많은 설계 요소를 동시에 고려해야 한다. 그 중 배터리의 내부 공간이 일정할 경우 배터리 내부 공간의 활용도를 높이는 것이 배터리의 에너지 밀도를 높이는 효과적인 수단이다. 그러나 배터리 내부 공간의 활용도를 높임과 동시에 배터리의 열관리 등과 같은 다른 성능 파라미터를 또한 고려해야 한다.
배터리의 충방전 과정에서 많은 양의 열이 발생되며, 특히 급속 충전 과정에서 배터리 셀은 많은 양의 열을 발생시키며, 이러한 열은 지속적으로 축적되고 중첩되어, 배터리 온도가 급격히 상승하게 한다. 배터리 셀의 열이 적시에 발산되지 않으면 배터리의 열폭주가 발생하여 연기, 화재, 폭발과 같은 안전 사고가 발생할 수 있다. 동시에 장기간의 심한 온도 불균일은 배터리의 수명을 크게 단축시킨다. 또한, 온도가 매우 낮을 경우 배터리의 방전 효율이 매우 낮아지고, 낮은 온도에서도 시동을 걸기조차 어려워 배터리의 정상적인 사용에 영향을 미치게 된다. 따라서 배터리의 열관리 요구 사항을 보장하는 방법이 중요하다.
이러한 관점에서, 본 출원의 실시예는 제1 방향을 따라 배열된 1열의 복수의 배터리 셀에서 각 배터리 셀의 표면적이 가장 큰 제1 벽에 연결되는 열관리 부재를 설치하는 기술 방안을 제공한다. 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재의 크기(H1)와 제1 벽의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽에 평행하다. 이러한 방식으로, 배터리 박스 본체의 중간에 빔 등과 같은 구조물을 설치할 필요가 없고, 배터리 내부의 공간 활용도를 극대화할 수 있어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 동시에 전술한 열관리 부재를 사용하여 배터리 셀의 온도도 관리할 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예의 기술 방안은 배터리의 에너지 밀도를 개선하고 배터리의 열관리 요구사항을 만족함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에서 설명된 기술 방안은 배터리를 사용하는 다양한 장치에 적용 가능하다. 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 배터리 자동차, 전기 장난감, 전동 공구, 전기 자동차, 선박, 우주선 등을 포함하며, 우주선에는 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등이 포함된다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술 방안은 전술한 장치에 한정되지 않고 배터리를 사용하는 모든 장치에 적용될 수 있으나, 설명의 간결함을 위해 이하의 실시예에서는 전기 자동차를 예로 들어 설명한다는 점을 이해해야 한다.
예를 들어, 본 출원의 실시예에 따른 차량(1)의 구조 개략도인 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 연료 차량, 가스 차량 또는 신에너지 차량일 수 있으며, 신에너지 차량은 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 장거리 자동차 등이 될 수 있다. 차량(1) 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있고, 컨트롤러(30)는 모터(40)에 전원을 공급하도록 배터리(10)를 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 하부 또는 차량의 전방 또는 후방에 구비될 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)의 전원 공급에 사용될 수 있다. 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로서 차량(1)의 회로 시스템에 사용될 수 있다. 예를 들어 시동, 항행 및 주행 시 차량(1)의 작동 전력 수요에 사용될 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 배터리(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 차량(1)의 구동 전원으로서 연료 또는 천연 가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
상이한 전력 요구 사항을 만족시키기 위해, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)의 구조 개략도인 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다. 배터리(10)는 박스 본체(11)를 더 포함할 수 있고, 박스 본체(11)의 내부는 중공 구조이며, 박스 본체(11)에는 복수의 배터리 셀(20)이 수용된다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀(20)은 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결되어 서로 결합된 후 박스 본체(11)에 설치된다.
선택적으로, 배터리(10)는 또한 다른 구조를 포함할 수 있으며, 여기에 일일이 반복하지 않는다. 예를 들어, 배터리(10)는 버스 부재를 더 포함할 수 있으며, 버스 부재는 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결 방식으로 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현하는 데 사용된다. 구체적으로, 버스 부재는 배터리 셀(20)의 전극 단자를 연결함으로써 배터리 셀(20) 간의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 또한, 버스 부재는 용접에 의해 배터리 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)의 전기 에너지는 전도성 메커니즘을 통해 박스 본체를 통해 추가적으로 인출될 수 있다. 선택적으로 전도성 메커니즘은 버스 부재에 속할 수도 있다.
상이한 전력 요구 사항에 따라, 배터리 셀(20)의 수는 임의의 값으로 설정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 더 큰 용량 또는 전력을 달성하기 위해 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결될 수 있다. 각 배터리(10)에 포함되는 배터리 셀(20)의 개수는 많을 수 있으므로, 설치를 용이하게 하기 위해 배터리 셀(20)을 그룹으로 설치할 수 있으며, 각 그룹의 배터리 셀(20)은 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈에 포함되는 배터리 셀(20)의 개수는 제한되지 않으며, 필요에 따라 설정될 수 있다. 배터리에는 복수의 배터리 모듈이 포함될 수 있으며, 배터리 모듈은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 구조 개략도인 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 하나 이상의 전극 조립체(22), 케이스(211) 및 커버판(212)을 포함한다. 케이스(211)와 커버판(212)는 하우징 또는 배터리 박스(21)를 형성한다. 케이스(211)의 벽과 커버판(212)을 모두 배터리 셀(20)의 벽이라고 하며, 그 중 직육면체 배터리 셀(20)의 경우 케이스(211)의 벽은 바닥벽과 4개의 측벽을 포함한다. 케이스(211)는 하나 이상의 전극 조립체(22)의 조합의 형상에 따라 결정된다. 예를 들어, 케이스(211)는 중공의 직육면체, 정육면체 또는 원주체일 수 있으며, 케이스(211)의 일면에는 개구부가 구비되어, 하나 이상의 전극 조립체(22)가 케이스(211)에 설치될 수 있도록 한다. 예를 들어, 케이스(211)가 중공의 직육면체 또는 정육면체인 경우, 케이스(211)의 평면 중 하나의 평면이 개구면이다. 즉 그 평면에는 벽체가 없어 케이스(211)의 내부와 외부가 서로 통한다. 케이스(211)가 중공의 원주체인 경우, 케이스(211)의 단면이 개구면이다. 즉 그 단면에 벽체가 없어 케이스(211)의 내부와 외부가 서로 통한다. 커버판(212)은 개구부를 덮고 케이스(211)와 연결되어 전극 조립체(22)가 설치된 폐쇄된 캐비티를 형성한다. 케이스(211)는 전해액과 같은 전해질로 채워진다.
배터리 셀(20)은 2개의 전극 단자(214)를 더 포함할 수 있으며, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)에 설치될 수 있다. 커버판(212)은 일반적으로 평판 형상이고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)의 평판면에 고정되고, 2개의 전극 단자(214)는 각각 양극 단자(214a)와 음극 단자(214b)이다. 각 전극 단자(214)에는 하나의 연결 부재(23)가 대응되게 설치되며, 또는 이는 집전 부재(23)라고도 칭할 수 있으며, 이는 커버판(212)과 전극 조립체(22) 사이에 위치하여 전극 조립체(22)와 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하는 데 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 전극 조립체(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 구비한다. 제1 탭(221a)과 제2 탭(222a)의 극성은 반대이다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극 탭인 경우, 제2 탭(222a)은 음극 탭이다. 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제1 탭(221a)은 하나의 연결 부재(23)를 통해 하나의 전극 단자에 연결되고, 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제2 탭(222a)은 다른 하나의 연결 부재(23)를 통해 다른 하나의 전극 단자에 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(214a)는 하나의 연결 부재(23)를 통해 양극 탭에 연결되고, 음극 단자(214b)는 다른 하나의 연결 부재(23)를 통해 음극 탭에 연결된다.
배터리 셀(20)은 실제 사용 요구에 따라 전극 조립체(22)를 단일 또는 복수로 설치할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)에는 4개의 독립적인 전극 조립체(22)가 설치된다.
배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 감압 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 내부 압력 또는 온도를 해제하도록 작동된다.
감압 기구(213)는 다양한 압력 완화 구조가 가능하며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 감압 기구(213)는 온도 감지형 감압 기구일 수 있으며, 이 온도 감지형 감압 기구는 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달하면 용융될 수 있도록 구성된다; 및/또는, 감압 기구(213)는 압력 감지형 감압 기구일 수 있으며, 이 압력 감지형 감압 기구는 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달하면 파열될 수 있도록 구성된다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 구조도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20) 및 열관리 부재(101)를 포함한다. 열관리 부재(101)는 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 제1 벽(20a)은 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 열관리 부재(101)는 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용되며; 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행하다.
열관리 부재(101)와 복수의 배터리 셀(20) 각각은 제1 방향, 예를 들어 x 방향으로 연장되고, 또한 열관리 부재(101)는 1열의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결된다. 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행하며, 여기서 제2 방향은 z 방향일 수 있다.
제2 방향에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)는 열관리 부재(101)의 높이일 수 있고, 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 제1 벽(20a)의 높이일 수 있다. H1과 H2 사이의 관계는 0.1≤H1/H2≤2를 만족한다.
H1/H2<0.1인 경우, 배터리 셀(20)과 열관리 부재(101) 사이의 열교환 면적이 작아 배터리 셀(20)을 적시에 냉각 또는 가열할 수 없고, 배터리의 열관리 요구 사항을 만족하기 어렵다.
H1/H2>2인 경우, 배터리의 열관리 요구 사항을 만족할 수 있지만, 이때 열관리 부재(101)는 많은 공간을 차지하며, 제2 방향으로 공간 활용도를 낭비하게 되어 배터리의 요구 에너지 밀도를 보장하기 어렵다.
선택적으로, 열관리 부재(101)는 급속 충전 동안 배터리 셀(20)을 냉각하거나 또는 온도가 너무 낮을 때 배터리 셀(20)을 가열하기 위한 수냉식판일 수 있다.
선택적으로, 열관리 부재(101)는 알루미늄 등의 금속 재료와 같이 우수한 열 전도성을 갖는 재료로 제조될 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 배터리(10)에는 제1 방향을 따라 배열된 1열의 복수의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 표면적이 가장 큰 제1 벽(20a)과 연결되는 열관리 부재(101)가 설치되며, 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행하다. 이러한 방식으로, 배터리(10)의 박스 본체 중간에 빔 등의 구조물을 설치할 필요가 없고, 배터리(10) 내부의 공간 활용도를 극대화할 수 있어 배터리(10)의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 동시에, 전술한 열관리 부재(101)는 또한 배터리 셀(20)의 온도를 관리할 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예의 기술 방안은 배터리(10)의 에너지 밀도를 개선하고 배터리(10)의 열관리 요구 사항을 만족함으로써 배터리(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 또한 0.3≤H1/H2≤1.3을 만족한다. 이러한 방식으로, 급속 충전 시 배터리 셀(20)의 온도가 55℃를 넘지 않도록 할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 벽(20a)과 열관리 부재(101) 사이의 열교환 면적은 S이고, 배터리 셀(20)의 용량(Q)와 열교환 면적(S) 사이의 관계는 0.03Ah/cm2≤Q/S≤6.66Ah/cm2를 만족한다.
열교환 면적(S)은 제1 벽(20a)과 제1 열관리 부재(101) 사이의 접촉 면적일 수 있고, 열교환 면적(S)은 S=H1*W를 만족하며, 여기서 W는 제1 방향을 따른 각 배터리 셀(20)의 크기다.
Q/S<0.03Ah/cm2일 때 열교환 면적(S)은 충분히 커서 배터리의 열관리 요구 사항을 만족하지만, 이때 열관리 부재(101)의 점유 공간이 너무 커서 배터리(10)의 에너지 밀도 요구사항을 만족시키기 어렵다.
Q/S>6.66Ah/cm2일 때, 열교환 면적(S)이 작아서 배터리 셀(20)의 열이 열관리 부재(101)를 통해 적시에 소산될 수 없고, 배터리 셀(20)을 적시에 신속하게 냉각할 수 없어, 열관리의 요구 사항을 만족시키기 어렵다.
열교환 면적(S)과 배터리 셀(20)의 용량(Q) 사이의 관계를 조정함으로써, 배터리의 충전 과정 동안, 특히 급속 충전 과정 동안 배터리 셀(20)의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있고; 또한, 배터리 셀의 용량(Q)이 일정할 때, 열교환 면적(S)를 조정하여 배터리의 열관리 요구 사항을 유연하게 만족할 수 있다.
가능한 구현 방식에서, 열관리 부재의 크기(H1)는 1.5cm~30cm이다. 이러한 방식으로, 배터리의 급속 충전 과정에서 배터리 셀의 온도가 55°C를 초과하지 않도록 보장할 수 있다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀과 열관리 부재의 연결을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에서 A-A 방향의 단면도이고, 도 7은 도 6의 B영역의 확대 개략도이다. 선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 열관리 부재(101)는 제3 방향을 따라 대향 설치되는 제1 열전도판(1011) 및 제2 열전도판(1012)를 포함하며; 그 중에서, 제1 열전도판(1011)과 제2 열전도판(1012) 사이에는 유로(104)가 설치되고, 유로(104)는 유체를 수용하여 배터리 셀(20)의 온도를 조절하는데 사용되며, 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향에 수직이다.
제1 열전도판(1011)과 제2 열전도판(1012)은 제3 방향을 따라 대향 설치되고 또한 유로(104)를 형성하며, 그 중에서, 제3 방향은 y 방향일 수 있다. 제1 열전도판(1011) 및 제2 열전도판(1012)은 알루미늄 등의 금속 재료와 같이 열전도율이 좋은 재료로 이루어질 수 있다.
제3 방향에서, 제1 방향을 따라 배열된 1열의 배터리 셀(20)은 일측면만 열관리 부재(101)와 연결되거나, 양측면 모두가 열관리 부재(101)와 연결될 수 있으며, 이는 본 출원의 실시예에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 제1 방향을 따라 열관리 부재(101)의 길이는 동일한 열에 있는 모든 배터리 셀(20)의 길이의 합과 같다. 이러한 방식으로, 배터리 셀(20)을 충분히 냉각함과 동시에 열관리 부재(101)가 차지하는 공간을 감소할 수 있다. 다른 실시예에서, 열관리 부재(101)의 길이는 모든 배터리 셀(20)의 길이의 합보다 작거나 같을 수 있으며, 실제 필요에 따라 구체적으로 설치될 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 열관리 부재(101)는 보강 리브(1013)를 더 포함하고, 보강 리브(1013)는 제1 열전도판(1011)과 제2 열전도판(1012) 사이에 설치되고, 보강 리브(1013), 제1 열전도판(1011) 및 제2 열전도판(1012)은 유로(104)를 형성한다. 이러한 방식으로, 열관리 부재(101)의 구조적 강도를 향상할 수 있다.
선택적으로, 보강 리브(1013)의 개수는 1개이며, 이 경우 제1 열전도판(1011)과 제2 열전도판(1012) 사이에 1개 또는 2개의 유로(104)가 형성될 수 있다. 보강 리브(1013)가 제1 열전도판(1011) 또는 제2 열전도판(1012)에만 연결되는 경우, 제3 방향을 따라 보강 리브(1013)는 일단이 열전도판에 연결된 캔틸레버이며, 이때 하나의 유로(104)만 형성되며; 보강 리브(1013)가 제1 열전도판(1011) 및 제2 열전도판(1012)에 연결되는 경우, 2개의 유로(104)가 형성된다. 보강 리브(1013)의 수는 필요에 따라 구체적으로 설치될 수 있으며, 이는 본 출원의 실시예에서 제한되지 않는다.
선택적으로, 유로(104)의 수가 다수일 때, 상이한 유로(104)는 서로 독립적일 수 있고 어댑터를 통해 연결될 수도 있다.
선택적으로, 보강 리브(1013)는 제1 방향을 따라 연장된다. 즉 보강 리브와 제1 열전도판(1011) 또는 제2 열전도판(1012)의 협각은 직각이다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 보강 리브(1013)와 제1 열전도판(1011) 또는 제2 열전도판(1012)의 협각은 예각이다. 이러한 방식으로, 배터리 셀(20)을 위한 더 많은 확장 공간을 제공할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리 셀(20)은 제2 방향에서 대향 설치되는 2개의 제1 벽(20a) 및 제1 방향에서 대향 설치되는 2개의 제2 벽(20b)을 포함하며, 그 중에서, 제1 방향에서, 인접한 2개의 배터리 셀(20)의 제2 벽(20b)은 서로 대향된다. 예를 들어, 배터리 셀(20)은 제1 벽(20a), 제2 벽(20b) 및 제3 벽을 포함하고, 제1 벽(20a), 제2 벽(20b) 및 제3 벽은 서로 인접한다. 그 중에서, 제1벽(20a)의 표면적은 제2벽(20b)의 표면적보다 크고, 2개의 제3벽에서 하나는 배터리 셀의 상면으로서 박스 본체 바닥부로부터 멀어지도록 설치되고, 다른 하나는 배터리 셀의 바닥면으로서 박스 본체 바닥부를 향해 설치된다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 구조 개략도이다. 선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리(10)는 제1 방향을 따라 복수의 열의 복수의 배터리 셀(20) 및 복수의 열관리 부재(101)를 포함하며, 그 중에서, 복수의 열의 배터리 셀(20)과 복수의 열관리 부재(101)는 제3 방향에서 교대로 설치되고, 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향에 수직이다. 이러한 방식으로, 복수의 열의 배터리 셀(20)과 복수의 열관리 부재(101)는 서로 연결되어 하나의 전체를 형성하고, 박스 본체에 수용되므로, 각 열의 배터리 셀(20)에 대한 효과적인 열관리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 전체 구조적 강도를 보장하여 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
배터리(10)는 박스 본체(11), 복수의 열의 배터리 셀(20) 및 복수의 열관리 부재(101), 파이프(103) 및 집전체(102)를 포함한다. 집전체(102)와 파이프(103)는 제1 방향을 따라 열관리 부재(101)의 양단부에 설치되고, 유체는 파이프(103)를 통해 집전체(102)로 이송된 후, 집전체(102)에 의해 수집되어 열관리 부재(101)로 보내져 배터리 셀(20)을 냉각 또는 가열한다.
복수의 열의 배터리 셀(20) 및 복수의 열관리 부재(101)는 제2 방향에서 교대로 설치되며, 그 중에서, 제2 방향을 따라 배터리 셀-열관리 부재- 배터리 셀의 방식으로 배열될 수 있거나, 열관리 부재-배터리 셀-열관리 부재의 방식으로 배열될 수 있다. 전자의 배열 방식에서, 배터리 셀(20)의 열의 수는 N이고, 열관리 부재(101)의 수는 N-1이며, 이 배열 방식의 배터리(10)의 에너지 밀도는 더 높다. 후자의 배열 방식에서, 배터리 셀(20)의 열의 수는 N이고, 열관리 부재(101)의 수는 N+1이며, 이 배열 방식의 배터리(10)의 열관리 성능은 더 우수하고, 배터리 셀(20)의 냉각 속도가 더 빠르다. 위의 2가지 배열 방식은 배터리(10)의 에너지 밀도를 보장하는 전제 하에 배터리 셀(20)을 적시에 냉각할 수 있고, 배터리 셀(20)의 온도가 너무 높아 열폭주가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
선택적으로, 배터리(10)에서, 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)이 냉각 또는 가열이 될 수 있는 한, 열관리 부재-배터리 셀-배터리 셀-열관리 부재의 방식으로 배열될 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 열관리 부재(101)는 제1 벽(20a)과 접합된다. 이에 따라 열관리 부재(101)와 제1벽(20a)의 결합강도가 높아진다.
선택적으로, 열관리 부재(101)는 또한 제1 벽(20a)과 접촉을 통해 서로 인접한 열의 배터리 셀(20) 또는 박스 본체(11)의 측벽과 배터리 셀(20) 사이에 끼워질 수 있다.
본 출원의 각 실시예에서 관련 부분은 서로를 참조할 수 있고, 간결함을 위해 반복되지 않는다.
본 출원의 실시예는 또한 전기 장치를 제공하며, 이 전기 장치는 전술한 실시예에서의 배터리(10)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 이 전기 장치는 차량(1), 선박 또는 우주선 등이 될 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이상에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10) 및 전기 장치에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법 및 장치에 대하여 설명하고, 구체적으로 설명하지 않은 부분은 전술한 실시예를 참조할 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법(300)의 개략적인 흐름도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이 방법(300)은 다음을 포함할 수 있다:
310: 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20)이 제공된다;
320: 열관리 부재(101)가 제공되며, 이 열관리 부재(101)는 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 제1 벽(20a)은 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 열관리 부재(101)는 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용된다; 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행하다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 장치(400)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 제조 장치(400)는 제1 제공 모듈(410) 및 제2 제공 모듈(420)을 포함할 수 있다.
제1 제공 모듈(410)은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20)을 제공하는데 사용된다.
제2 제공 모듈(420)은 열관리 부재(101)를 제공하는데 사용되며, 이 열관리 부재(101)는 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 제1 벽(20a)은 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 열관리 부재(101)는 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용된다; 그 중에서, 제2 방향에서, 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행하다.
이하, 본 출원의 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예는 예시적인 것이며, 본 출원을 해석하는 데만 사용되며, 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 실시예에 구체적인 기술이나 조건이 명시되어 있지 않은 경우에는 이 분야의 문헌에 기재된 기술이나 조건에 따라 또는 제품 설명서에 따라 실시한다.
배터리에 대한 충전 시험을 수행했으며 시험 결과는 표 1과 같다. 표1은 다양한 규격의 배터리 셀 및 열관리 부재의 충전 과정에서의 온도 시험을 나타낸다.
Q(Ah) D(mm) W(cm） H2(cm) H1(cm) H1/H2 Q/(H1*W)
(Ah/cm2)		 충전과정
최고온도T
240 71.25 17.4 20 26 1.3 0.5305 T≤50℃
280 88 20.3 11.2 20 1.7857 0.6897 T≤50℃
280 88 20.3 11.2 10.2 0.9107 1.3523 T≤50℃
280 88 20.3 11.2 5 0.4464 2.7586 50℃＜T
≤50℃
280 88 20.3 11.2 1.0 0.0893 13.7931 T＞55℃
203 85.8 14.8 10.3 20 1.9417 0.6858 T≤50℃
203 85.8 14.8 10.3 10.2 0.9903 1.3447 T≤50℃
203 85.8 14.8 10.3 7 0.6796 1.9595 T≤50℃
203 85.8 14.8 10.3 2.2 0.1942 6.2346 50℃＜T
≤50℃
156 44.3 22 10.2 15 1.4706 0.4727 T≤50℃
156 44.3 22 10.2 10.2 1.0000 0.6952 T≤50℃
156 44.3 22 10.2 5 0.4902 1.4182 T≤50℃
102 52 14.8 9.5 20 0.2105 0.0345 T≤50℃
102 52 14.8 9.5 10.2 0.1074 0.0676 T≤50℃
5 12.5 12 6.5 12 1.8462 0.0347 T≤50℃
5 12.5 12 6.5 5 0.7692 0.0833 T≤50℃
본 출원은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 출원의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 이루어질 수 있고 균등물이 그 일부를 대체할 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각각의 기술적 특징은 어떠한 방식으로든 조합될 수 있다. 본 출원은 본문에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위 내에 속하는 모든 기술 방안을 포함한다.
10-배터리;
11-박스 본체;
20-배터리 셀; 21; 배터리 박스; 22-전극 조립체; 23-연결 부재; 211-케이스; 212-커버판; 213-감압 기구; 214-전극 단자; 214a-양극 단자; 214b-음극 단자; 221a-제1 탭; 222a-제2 탭;
20a-제1 벽; 20b-제2벽; 1013-보강 리브;
101-열관리 부재; 102-집전체; 103-파이프; 104-유로; 1011-제1 열전도판; 1012-제2 열전도판;
30-컨트롤러;
40-모터.

Claims (13)

  1. 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20) 및 열관리 부재(101)를 포함하는 배터리(10)에 있어서,
    상기 열관리 부재(101)는 상기 제1 방향을 따라 연장되고 또한 상기 복수의 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 상기 제1 벽(20a)은 상기 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 상기 열관리 부재(101)는 상기 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용되며;
    그 중에서, 제2 방향에서, 상기 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 상기 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이고 또한 제1 벽(20a)에 평행한 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 상기 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.3≤H1/H2≤1.3를 만족하는 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 벽(20a)과 상기 열관리 부재(101) 사이의 열교환 면적은 S이고, 상기 배터리 셀(20)의 용량(Q)와 상기 열교환 면적(S) 사이의 관계는 0.03Ah/cm2≤Q/S≤6.66Ah/cm2를 만족하는 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관리 부재의 크기(H1)는 1.5cm~30cm인 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관리 부재(101)는 제3 방향을 따라 대향 설치되는 제1 열전도판(1011) 및 제2 열전도판(1012)를 포함하며;
    그 중에서, 상기 제1 열전도판(1011)과 상기 제2 열전도판(1012) 사이에는 유로(104)가 설치되고, 상기 유로(104)는 유체를 수용하여 상기 배터리 셀(20)의 온도를 조절하는데 사용되며, 상기 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향에 수직인 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열관리 부재(101)는 보강 리브(1013)를 더 포함하고, 상기 보강 리브(1013)는 상기 제1 열전도판(1011)과 상기 제2 열전도판(1012) 사이에 설치되고, 상기 보강 리브(1013), 상기 제1 열전도판(1011) 및 상기 제2 열전도판(1012)은 상기 유로(104)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보강 리브(1013)와 상기 제1 열전도판(1011) 또는 상기 제2 열전도판(1012)의 협각은 예각인 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀(20)은 제3 방향에서 대향 설치되는 2개의 제1 벽(20a) 및 상기 제1 방향에서 대향 설치되는 2개의 제2 벽(20b)을 포함하며, 그 중에서, 상기 제1 방향에서, 인접한 2개의 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽(20b)은 서로 대향되며, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리(10)는 상기 제1 방향을 따라 복수의 열의 복수의 상기 배터리 셀(20) 및 복수의 상기 열관리 부재(101)를 포함하며, 그 중에서, 복수의 열의 상기 배터리 셀(20)과 복수의 상기 열관리 부재(101)는 제3 방향에서 교대로 설치되고, 상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직인 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관리 부재(101)는 상기 제1 벽(20a)과 접합되는 것을 특징으로 하는, 배터리(10).
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리(10)를 포함하며, 상기 배터리(10)는 전기 에너지를 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 장치.
  12. 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20)이 제공되며,
    열관리 부재(101)가 제공되며, 상기 열관리 부재(101)는 상기 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 상기 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 상기 제1 벽(20a)은 상기 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 상기 열관리 부재(101)는 상기 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용되며;
    그 중에서, 제2 방향에서, 상기 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 상기 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이고 또한 상기 제1 벽(20a)에 평행한 것을 특징으로 하는, 배터리 제조 방법(300).
  13. 제1 제공 모듈(410) 및 제2 제공 모듈(420)을 포함하는 배터리 제조 장치(400)에 있어서,
    상기 제1 제공 모듈(410)은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20)을 제공하는데 사용되며;
    상기 제2 제공 모듈(420)은 열관리 부재(101)를 제공하는데 사용되며, 상기 열관리 부재(101)는 상기 제1 방향을 따라 연장되고 또한 복수의 상기 배터리 셀(20)에서 각 배터리 셀(20)의 제1 벽(20a)과 연결되며, 상기 제1 벽(20a)은 상기 배터리 셀(20)에서 표면적이 가장 큰 벽이고, 상기 열관리 부재(101)는 배터리 셀(20)의 온도를 조정하는 데 사용되며;
    그 중에서, 제2 방향에서, 상기 열관리 부재(101)의 크기(H1)와 상기 제1 벽(20a)의 크기(H2)는 0.1≤H1/H2≤2를 만족하고, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직이고 또한 상기 제1 벽(20a)에 평행한 것을 특징으로 하는, 배터리 제조 장치(400).
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