KR20230127330A

KR20230127330A - 배터리 셀, 배터리, 전기 사용 장치 및 배터리 셀의제조 방법과 설비

Info

Publication number: KR20230127330A
Application number: KR1020237026248A
Authority: KR
Inventors: 즈성 차이; 쿤 팡; 린린 주; 즈쥔 궈; 칭쿠이 츠
Original assignee: 지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-08-31
Also published as: EP4300702A1; KR20230107639A; JP2024505291A; JP2024500394A; CN219040512U; US20230012207A1; WO2023279574A1; CN116888782A; CN216120648U; EP4138166A1; US20240128604A1; EP4138166A4; WO2023279260A1

Abstract

본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리 셀, 배터리, 전기 사용 장치 및 배터리 셀의 제조 방법과 설비를 제공하며 배터리 기술 분야에 속한다. 그 중, 배터리 셀은 케이스, 전극 어셈블리, 엔드캡 및 집전 부품을 포함한다. 케이스는 개구를 구비한다. 전극 어셈블리를 케이스 내부에 수용한다. 엔드캡이 개구와 맞물리고 또한 케이스와 밀봉 연결된다. 집전 부품이 케이스 내부에 수용되고 또한 전극 어셈블리의 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치한다. 집전 부품은 케이스와 전극 어셈블리를 연결하여 전극 어셈블리와 케이스가 전기적으로 연결하도록 구성된다. 배터리 셀을 조립하는 과정에서 집전 부품이 케이스 내부에서 케이스에 연결될 수 있도록 함으로써 집전 부품과 케이스를 연결한 후 견고성을 보증할 수 있다. 집전 부품을 전극 어셈블리와 케이스에 연결한 후 다시 엔드캡으로 케이스의 개구를 덮어서 닫고 또한 케이스와 밀봉 연결하여 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결이 더욱 편리하도록 한다

Description

배터리 셀, 배터리, 전기 사용 장치 및 배터리 셀의 제조 방법과 설비

본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로 구체적으로 일종의 배터리 셀, 배터리, 전기 사용 장치 및 배터리 셀의 제조 방법과 설비에 관한 것이다.

차량은 비교적 많은 배터리, 일반적으로 리튬 이온 배터리를 사용한다. 리튬 이온 배터리는 일종의 재충전이 가능한 배터리로서 체적이 작고 에너지 밀도가 높으며 파워 밀도가 높고 순환 사용 횟수가 많으며 저장 시간이 긴 특장점을 구비한다.

배터리 셀은 일반적으로 케이스와 전극 어셈블리를 포함한다. 케이스는 전극 어셈블리와 전해액을 수용하는데 사용한다. 전극 어셈블리는 일반적으로 양극 극편과 음극 극편을 포함하고 금속 이온(예를 들어 리튬 이온)을 통하여 양극 극편과 음극 극편 사이에서 이동하여 전기 에너지를 생성한다.

일반적인 배터리 셀로 말한다면 전극 어셈블리가 케이스와 전기적으로 연결되여 케이스를 배터리 셀의 양의 출력 극이나 음의 츨력 극으로 한다. 현재 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결이 비교적 불편하다.

본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리 셀, 배터리, 전기 사용 장치 및 배터리 셀의 제조 방법과 설비를 제공하여 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결을 편리하게 실현하도록 한다.

첫째로, 본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리 셀을 제공하며 하기 구조를 포함한다. 케이스는 개구를 구비한다. 전극 어셈블리는 상기 케이스 내부에 수용된다. 엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 케이스에 밀봉 연결된다. 집전 부품이 상기 케이스 내부에 수용되고 또한 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주한 한쪽에 위치한다. 상기 집전 부품이 상기 케이스와 전극 어셈블리를 연결하도록 구성되여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 한다.

상기 기술 방법에서 집전 부품이 상기 전극 어셈블리의 엔드캡을 마주한 한쪽에 위치하고 전극 어셈블리와 케이스가 집전 부품을 통하여 전기적으로 연결되며 엔드캡이 케이스의 개구를 덮어서 닫고 엔드캡이 케이스와 밀봉 연결된다. 이러한 구조는 배터리 셀을 조립하는 과정에서 집전 부품이 케이스 내부에서 케이스에 연결될 수 있도록 함으로써 집전 부품과 케이스를 연결한 후 견고성을 보증할 수 있다. 집전 부품을 전극 어셈블리와 케이스에 연결한 후 다시 엔드캡으로 케이스의 개구를 덮어서 닫고 또한 케이스와 밀봉 연결되여 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결이 더욱 편리하도록 한다.

일부 실시예에서 상기 집전 부품이 상기 케이스의 내측면에 연결된다.

상기 기술 방법에서 집전 부품이 케이스의 내측면에 연결되여 집전 부품과 케이스가 비교적 큰 접촉 면적을 구비하도록 하고 집전 부품이 케이스에 연결되는 견고성을 유효하게 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서 상기 엔드캡의 외측면이 상기 케이스의 내측면에 마주하여 설치된다. 상기 집전 부품의 최소 일부분이 상기 엔드캡의 외측면과 상기 케이스의 내측면 사이에 위치하고 상기 엔드캡은 상기 집전 부품의 일부분이 상기 케이스의 내측면을 누르도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 집전 부품의 최소 일부분이 엔드캡의 외측면과 케이스의 내측면의 사이에 위치하고 엔드캡이 집전 부품의 일부분을 케이스의 내측면으로 눌러서 집전 부품과 케이스가 긴밀하게 접촉하도록 함으로써 집전 부품이 케이스에 연결되는 견고성을 향상시켰다.

일부 실시예에서 상기 집전 부품은 제1 연결부와 제2 연결부를 포함한다. 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 제1 연결부의 최소 일부분이 상기 엔드캡과 상기 전극 어셈블리 사이에 위치하고 상기 제1 연결부는 상기 전극 어셈블리에 연결하도록 구성된다. 상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부에 연결되고 또한 상기 제1 연결부로부터 상기 엔드캡의 두께 방향을 따라 상기 전극 어셈블리를 등지고 연장된다. 상기 제2 연결부는 상기 케이스에 연결하도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 집전 부품은 서로 연결된 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하고 엔드캡의 두께 방향에서 제1 연결부의 적어도 일부분이 엔드캡과 전극 어셈블리 사이에 위치함으로써 제1 연결부와 전극 어셈블리의 연결이 편리하도록 한다. 제2 연결부가 제1 연결부로부터 엔드캡의 두께 방향을 따라 전극 어셈블리를 등지고 연장되여 제2 연결부와 케이스의 연결이 편리하도록 한다. 집전 부품은 전체 구조가 간단하고 쉽게 성형하여 제조할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부의 바깥 변두리에 연결되는 링 구조이다.

상기 기술 방법에서 제2 연결부는 상기 제1 연결부의 바깥 변두리에 연결되는 링 구조이고 쉽게 성형하여 제조할 수 있으며 제2 연결부와 케이스로 하여금 비교적 큰 접촉 면적을 구비하도록 한다.

일부 실시예에서 상기 케이스는 상기 개구의 한 끝에 리밋부를 구비하고 상기 리밋부는 상기 엔드캡이 상기 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 상기 케이스에서 이탈하지 않게 제한하도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 케이스의 개구의 한 끝에 리밋부를 구비하고 리밋부가 엔드캡에 제한 작용을 하여 엔드캡이 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 케이스를 이탈하지 않도록 제한한다.

일부 실시예에서 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 리밋부와 상기 집전 부품 사이에 위치하고 상기 리밋부와 상기 집전 부품이 함께 상기 엔드캡이 상기 엔드캡의 두께 방향에서의 이동을 제한한다.

상기 기술 방법에서 엔드캡의 두께 방향에서 엔드캡의 적어도 일부분이 리밋부와 집전 부품 사이에 위치하고 리밋부와 집전 부품이 모두 엔드캡에 제한 작용을 하여 엔드캡이 두께 방향에서의 이동을 제한한다.

일부 실시예에서 상기 케이스의 내표면에 계단면을 포함한다. 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 리밋부와 상기 계단면 사이에 위치하고 상기 리밋부와 상기 계단면이 함께 상기 엔드캡이 상기 엔드캡의 두께 방향에서의 이동을 제한한다.

상기 기술 방법에서 엔드캡의 두께 방향에서 엔드캡의 적어도 일부분이 리밋부와 케이스의 계단면 사이에 위치하고 리밋부와 계단면이 모두 엔드캡에 제한 작용을 하여 엔드캡이 두께 방향에서의 이동을 제한한다.

일부 실시예에서 상기 리밋부는 링 구조이다.

상기 기술 방법에서 리밋부가 링 구조이고 쉽게 성형하여 제조할 수 있으며 리밋부의 전체 둘레가 모두 엔드캡에 제한 작용을 할 수 있어 리밋부가 엔드캡에 대한 위치 제한 능력을 보증하였다.

일부 실시예에서 상기 리밋부는 상기 케이스의 일부를 안쪽으로 굽히는 플랜징 구조이다.

상기 기술 방법에서 리밋부는 케이스의 일부를 안쪽으로 굽히는 플랜징 구조이다. 다시 말하면 케이스를 굽히는 방식을 통하여 케이스의 개구 위치에 리밋부를 형성할 수 있고 성형이 간단하다. 배터리 셀을 조립하는 과정에서 먼저 집전 부품을 케이스 내부에 수용하고 또한 전극 어셈블리와 케이스에 연결시키며 다시 엔드캡으로 케이스의 개구를 덮어서 닫고 마지막으로 케이스를 굽히는 방식으로 리밋부를 형성하여 엔드캡을 제한할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 케이스의 내표면에 계단면을 포함한다. 상기 집전 부품은 상기 전극 어셈블리를 마주하는 방향으로 상기 계단면 기대게 된다.

상기 기술 방법에서 집전 부품이 상기 전극 어셈블리를 마주하는 방향으로 상기 케이스의 계단면에 기대고 계단면이 집전 부품에 제한 작용을 하여 집전 부품이 전극 어셈블리를 마주하는 방향으로 이동하는 것을 제한한다. 집전 부품을 계단면에 기대게 한 후 집전 부품을 케이스에 연결할 수 있어 편리하게 집전 부품을 설치할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 배터리 셀은 또한 패킹을 포함한다. 상기 엔드캡과 상기 케이스는 상기 패킹을 통하여 밀봉 연결된다.

상기 기술 방법에서 엔드캡과 케이스가 패킹을 통하여 밀봉 연결되여 엔드캡과 케이스의 밀봉 성능을 보증한다.

일부 실시예에서 상기 패킹은 상기 케이스와 상기 엔드캡을 절연 격리하도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 패킹이 케이스와 엔드캡을 절연 격리한다. 다시 말하면 패킹이 케이스와 엔드캡 사이에서 밀봉 작용을 하면서 또한 절연 작용을 하여 엔드캡과 케이스의 밀봉 성능을 보증하는 동시에 엔드캡에 전기를 띠는 리스크를 줄여 준다.

일부 실시예에서 상기 패킹이 상기 개구의 둘레 방향을 따라 상기 엔드캡을 피복하도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 패킹이 케이스 개구의 둘레 방향을 따라 엔드캡을 피복하면 첫째로는 패킹이 엔드캡과 케이스에 대한 밀봉 성능을 향상시키고 둘째로는 패킹과 케이스의 완정성을 향상시킬 수 있다. 배터리 셀을 조립하는 과정에서 먼저 패킹으로 엔드캡을 피복하고 다시 엔드캡과 패킹을 완전체로 하여 케이스에 설치할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 케이스는 상기 개구의 한 끝에 리밋부를 구비하고 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 패킹의 적어도 일부분이 상기 엔드캡과 상기 리밋부 사이에 위치하여 상기 엔드캡과 상기 케이스의 밀봉 연결을 실현한다.

상기 기술 방법에서 리밋부가 엔드캡에 제한 작용을 하여 엔드캡이 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 케이스를 이탈하지 않도록 제한한다. 패킹의 적어도 일부분이 엔드캡과 리밋부 사이에 위치하여 엔드캡과 케이스의 밀봉 연결을 실현하여 엔드캡과 케이스 사이에 양호한 밀봉성을 구비하도록 보증한다.

일부 실시예에서 상기 패킹은 서라운드와 제3 연결부를 포함하고 상기 제3 연결부가 상기 서라운드에 연결된다. 상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 서라운드 내부에 위치하고 상기 엔드캡의 그 두께 방향에서 상기 제3 연결부가 상기 엔드캡과 리밋부 사이에 위치하여 상기 엔드캡과 케이스의 밀봉 연결을 실현한다.

상기 기술 방법에서 패킹은 서로 연결되는 서라운드와 제3 연결부를 포함하고 엔드캡의 적어도 일부분이 서라운드 내부에 위치하며 제3 연결부가 엔드캡과 리밋부 사이에 위치하여 패킹 구조가 간단하고 엔드캡과 케이스의 양호한 밀봉을 실현하는 동시에 패킹과 엔드캡이 우수한 완성성을 구비하도록 한다.

일부 실시예에서 상기 전극 어셈블리는 제1 러그를 포함하고 상기 제1 러그는 상기 집전 부품에 연결하도록 구성된다. 상기 배터리 셀은 또한 절연 부품을 포함하고 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 절연 부품이 상기 제1 러그와 상기 엔드캡 사이에 위치하며 상기 절연 부품이 상기 엔드캡 두께 방향의 투영을 따라 상기 제1 러그를 커버한다.

상기 기술 방법에서 엔드캡의 두께 방향에서 절연 부품이 제1 러그와 엔드캡 사이에 위치하고 절연 부품이 엔드캡 두께 방향의 투영을 따라 제1 러그를 커버하여 절연 부품이 엔드캡과 제1 러그를 격리하는 작용을 하여 엔드캡이 전기를 띠는 리스크를 줄여 준다.

일부 실시예에서 상기 전극 어셈블리는 본체와 제1 러그를 포함하고 상기 제1 러그는 통 모양 구조이며 상기 제1 러그의 한 끝이 상기 본체에 연결되고 상기 제1 러그의 다른 한 끝이 상기 집전 부품에 용접된다.

상기 기술 방법에서 전극 어셈블리의 제1 러그는 통 모양 구조이고 제1 러그의 본체와 먼 한 끝이 집전 부품에 용접된다. 이러한 구조는 제1 러그와 집전 부품의 연결 견고성을 보증하고 제1 러그와 집전 부품의 연결 공법을 간소화할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 집전 부품이 상기 케이스에 용접된다.

상기 기술 방법에서 집전 부품이 케이스에 용접되고 집전 부품과 케이스의 연결 방식이 간단하며 집전 부품과 케이스의 연결 견고성을 보증할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 집전 부품의 용융점이 상기 케이스의 용융점보다 낮다.

상기 기술 방법에서 집전 부품의 용융점이 케이스의 용융점보다 낮고 케이스의 내부로부터 집전 부품을 케이스 내부에 용접시에 케이스가 뚫리는 현상이 쉽게 발생하지 않기에 케이스 누액 리스크를 유효하게 줄여 준다.

일부 실시예에서 상기 배터리 셀은 또한 압력 완화 장치를 포함한다. 상기 압력 완화 장치는 상기 엔드캡에 설치되고 상기 압력 완화 장치는 상기 배터리 셀의 내부 압력 혹은 온도가 역치에 도달하면 작동하여 상기 내부 압력을 릴리즈하도록 구성된다.

상기 기술 방법에서 엔드캡에 압력 완화 장치가 설치되고 압력 완화 장치는 배터리 셀의 내부 압력 혹은 온도가 역치에 도달하면 작동하여 내부 압력를 릴리즈할 수 있어서 배터리 셀의 안전성을 향상시켰다.

둘째로, 본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리를 제공하고 첫째로의 임의 일 실시예에서 제공하는 배터리 셀 여러 개를 포함한다.

셋째로, 본 발명의 실시예에서는 일종의 전기 사용 장치를 제공하고 첫째로의 임의 일 실시예에서 제공하는 배터리 셀 여러 개를 포함한다.

넷째로, 본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리 셀의 제조 방법을 제공하며 하기 구조를 포함한다. 케이스를 제공하고 상기 케이스는 개구를 구비한다. 전극 어셈블리를 제공한다. 엔드캡을 제공한다. 집전 부품을 제공한다. 집전 부품을 상기 전극 어셈블리에 연결한다. 상기 전극 어셈블리와 상기 집전 부품을 상기 케이스 내부에 수용한다. 상기 집전 부품을 상기 케이스에 연결하여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 한다. 상기 엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 엔드캡과 상기 케이스가 밀봉 연결되도록 하며 상기 집전 부품이 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치하도록 한다.

일부 실시예에서 상기 집전 부품이 상기 케이스에 연결되며 하기 구조를 포함한다. 상기 케이스의 내부로부터 상기 집전 부품을 상기 케이스에 용접한다. 그 중, 상기 집전 부품의 용융점이 상기 케이스의 용융점보다 낮다.

상기 기술 방법에서 집전 부품의 용융점이 케이스의 용융점보다 낮고 케이스의 내부로부터 집전 부품을 케이스에 용접하기에 케이스가 뚫리는 현상이 쉽게 발생하지 않게 하여 케이스의 누액 리스크를 유효하게 줄여 주었다.

일부 실시예에서 상기 제조 방법은 또한 하기 구조를 포함한다. 상기 엔드캡으로 상기 개구를 덮어서 닫은 후에 상기 케이스에 대해 변두리를 굽히는 처리를 하여 상기 케이스의 상기 개구가 설치된 한 끝에 리밋부를 형성하게 하고 상기 리밋부가 상기 엔드캡이 상기 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 상기 케이스를 이탈하는 것을 제한하도록 한다.

상기 기술 방법에서 엔드캡으로 케이스의 개구를 덮어서 닫은 후에 케이스에 대해 변두리를 굽히는 처리를 하여 케이스의 개구가 설치된 한 끝에 리밋부를 형성하게 함으로써 엔드캡이 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 케이스를 이탈하지 않도록 제한한다. 변두리를 굽히는 방식으로 리밋부를 형성하면 실현 방식이 간단하여 제조 원가를 유효하게 줄일 수 있다.

다섯째, 본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 배터리 셀의 제조 설비를 제공하고 이에는 하기 구조를 포함한다.

제1 제공 장치, 케이스를 제공하고 상기 케이스가 개구를 구비하도록 하는데 사용한다. 제2 제공 장치, 전극 어셈블리를 제공하는데 사용한다. 제3 제공 장치, 엔드캡을 제공하는데 사용한다. 제4 제공 장치, 집전 부품을 제공하는데 사용한다. 조립 장치, 집전 부품을 상기 전극 어셈블리에 연결하는데 사용한다. 상기 전극 어셈블리와 상기 집전 부품을 상기 케이스 내부에 수용한다. 상기 집전 부품을 상기 케이스에 연결하여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 한다. 상기 엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 엔드캡과 상기 케이스가 밀봉 연결되도록 하며 상기 집전 부품이 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치하도록 한다.

이하 본 발명 실시예의 기술 방법을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용하는 도면을 간단하게 설명한다. 이러한 도면은 오로지 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기 위한 것으로 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주하지 말아야 하고 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상적인 지식을 갖춘 자들은 창의적인 노동을 거치지 않고도 도면에 의거하여 기타 도면을 취득할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 차량의 구조 안내도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리의 구조 안내도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 전개도이다.
도 4는 도 3에서 도시하는 배터리 셀의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 도시하는 배터리 셀 A 부위의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 부분 확대도이다.
도 8은 도 4에서 도시하는 배터리 셀의 부분 뷰이다.
도 9는 본 발명의 기타 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 부분 뷰이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 제조 방법의 프로세스 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 제조 방법의 프로세스 도면이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀의 제조 설비의 안내 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예의 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 실시예의 목적, 기술 방법과 장점에 대해 명확하게 설명한다. 물론 설명하는 실시예는 본 발명의 일부 실시예로서 모든 실시예가 아니다. 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실시예를 기반으로 창의적인 노동을 거치지 않고 취득하는 다른 모든 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속해야 할 것이다.

별도 정의한 경우를 제외하고, 본 발명에서 사용하는 모든 기술과 과학 용어는 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 같다. 본 발명의 출원 명세서에서 사용하는 용어들은 실시예를 구체적으로 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것으로, 본 발명을 제한하지 아니한다. 본 발명의 명세서와 특허 청구 범위 및 상기 첨부 도면 설명 중의 용어 "포함"과 "구비" 및 그 임의 변형은 불배타적인 것을 포함하는 것을 의도한다. 본 발명의 명세서와 특허 청구 범위 및 첨부 도면 중의 용어 "제1", "제2" 등은 상이한 대상을 구분하기 위해 사용한 것으로 특정 순서나 메인 서브 관계를 설명하려는 것이 아니다.

본 발명의 설명에서 "실시예"라고 함은 실시예에 의거하여 설명하는 특정 특징, 구조나 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 말한다. 명세서의 각 위치에서 사용하는 해당 문구가 모두 동일한 실시예를 말하는 것은 아니고 또한 기타 실시예와 배타적인 독립적이나 대안적 실시예가 아니다.

본 발명의 서술에서 설명하여야 할 것은 별도 명확한 규정과 한정이 있는 경우를 제외하고 용어 “설치”, “이어지다”, “연결”을 광의적으로 이해하여야 한다. 예를 들어 고정 연결일 수도 있고 분해 가능하거나 일체식 연결일 수 있다. 직접 서로 이어질 수도 있고 또한 중간 매체를 통해 간접적으로 이어질 수도 있으며 2개의 부품 내부의 연결 관통일 수도 있다. 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명 중에서의 구체적인 의미를 구체적으로 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에서 용어 "과/혹은"은 다만 관련 대상의 관련 관계를 설명하는 것으로 세가지 관계가 존재할 수 있음을 표시한다. 예를 들어 A와/혹은 B는 A의 단독 존재, A와 B의 동시 존재, B의 단독 존재 등을 표시할 수 있다. 이외, 본 발명에서의 부호 "/"는 일반적으로 전후 관련 대상이 일종은 "혹은"의 관계임을 표시한다.

본 발명의 실시예에서 동일한 첨부 도면 표기는 동일한 부품을 표시하고 또한 간결한 설명을 위해 상이한 실시예에서 동일한 부품에 대한 상세한 설명을 생략한다. 이해하여야 할 것은 첨부 도면에서 도시하는 본 발명 실시예 중의 각종 부품의 두께, 길이와 너비 등 사이즈 및 집적 장치의 전체 두께, 길이와 너비 등 사이즈는 예시적인 설명으로 본 발명에 대한 임의 한정을 구성하지 아니한다.

본 발명의 설명에서의 용어 “여러”는 2개 이상(2개 포함)을 말한다.

본 발명에서의 배터리 셀은 리튬 이온 2차 전지, 리튬 이온 1차 전지, 리튬 황 배터리, 나트륨 리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리나 마크네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있고 본 발명의 바람직한 실시예에서 이를 한정하지 아니한다. 배터리 셀은 원주형, 플랫형, 장방형이나 기타 모양 등일 수 있고 본 발명의 실시예에서는 이를 한정하지 아니한다. 배터리 셀은 일반적으로 밀봉 포장 방식으로 원주형 배터리 셀, 장방형 배터리 셀과 소프트 포장 배터리 셀로 분류되며 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이를 한정하지 아니한다.

본 발명 실시예의 설명에서 말하는 배터리라 함은 하나 혹은 여러 개의 배터리 셀을 포함하여 더 높은 전압과 용량을 제공하는 단일체 물리적 모듈을 말한다. 예를 들어 본 발명의 설명에서 말하는 배터리에는 배터리 모듈 혹은 배터리팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 혹은 여러 개의 배터리 셀을 밀봉 포장하는 박스를 포함한다. 박스는 액체나 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 혹은 방전에 영향을 주는 것을 방지한다.

배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하고 전극 어셈블리는 양극 극편, 음극 극편과 격리막으로 구성된다. 배터리는 주로 금속 이온이 양극 극편과 음극 극편 사이를 이동하여 작동한다. 양극 극편은 양극 집전체와 양극 활성물질층을 포함하고 양극 활성물질층이 양극 집전체 표면에 도포된다. 양극 활성물질층을 도포하지 않은 양극 집전체가 이미 양극 활성물질층을 도포한 양극 집전체로부터 돌출되고 양극 활성물질층을 도포하지 않은 양극 집전체를 양극 러그로 한다. 리튬 이온 배터리를 예시로 한다면, 양극 집전체의 소재는 알루미늄일 수 있고 양극 활성 물질은 코발트산 리튬, 리튬 인산 철, 삼원 리튬 혹은 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극 극편은 음극 집전체와 음극 활성물질층을 포함하고 음극 활성물질층이 음극 집전체의 표면에 도포된다. 음극 활성물질층을 도포하지 않은 음극 집전체가 이미 음극 활성물질층을 도포한 음극 집전체로부터 돌출되고 음극 활성물질층을 도포하지 않은 음극 집전체를 음극 러그로 한다. 음극 집전체의 소재는 구리일 수 있고 음극 활성 물질은 카본 혹은 실리콘 등일 수 있다. 대전류 통과시 녹아서 끊어지지 않도록 보증하기 위하여 양극 러그의 수량은 여러 개 일 수 있고 또한 일체식으로 적층할 수 있고 음극 러그의 수량도 여러 개 일 수 있고 또한 일체식으로 적층할 수 있다. 격리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 혹은 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이외 전극 어셈블리는 롤투롤 구조일 수 있고 또한 적층식 구조일 수 있으며 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 아니한다.

배터리 기술의 성장에서 동시에 다방면의 설계 요소를 고려하여야 한다. 예를 들어 에너지 밀도, 순환 수명, 방전 용량, 충/방전 배율 등 성능 파라미터이다. 이외에도 배터리의 안전성을 고려하여야 한다.

배터리 셀로 말하면 주요한 안전 리스크는 충전과 방전 과정에서 발생하고 동시에 적합한 환경 온도 설계가 있어야 한다. 불필요한 손실을 유효하게 방지하기 위하여 배터리 셀에 대하여 일반적으로 적어도 3중 보호 조치를 적용한다. 구체적인 보호 조치에는 적어도 스위치 소자, 적당한 격리막 소재의 선택 및 압력 완화 장치를 포함한다. 스위치 소자라 함은 배터리 셀 내부의 온도나 전기 저항이 일정한 역치에 도달시 배터리로 하여금 충전을 정지하거나 방전하게 하는 소자를 말한다. 격리막은 양극 극편과 음극 극편을 격리하는데 사용하고 온도가 일정한 숫치까지 상승하면 그 위에 부착된 마이크론급(심지어 나노급) 마이크로 구멍을 자동으로 용해시켜 금속 이온이격리막을 통과하지 못하게 함으로써 배터리 셀 내부의 반응이 종료된다.

압력 완화 장치라 함은 배터리 셀의 내부 압력이나 온도가 예정된 역치에 도달하면 작동하여 내부 압력 혹은 온도를 릴리즈하는 소자나 부품을 말한다. 해당 역치의 설계는 설계 요구가 다름에 따라 상이하다. 상기 역치는 가능하게 배터리 셀 중의 양극 극편, 음극 극편, 전해액과 격리막 중의 일종 혹은 여러 소재에 의하여 결정된다. 압력 완화 장치는 예를 들어 방폭 밸브, 방폭판, 가스 밸브, 릴리프 밸브 혹은 안전 밸브 등 형식을 적용할 수 있고 또한 구체적으로 압력 민감 혹은 온도 민감 소자나 구조일 수 있다. 즉 배터리 셀의 내부 압력이나 온도가 예정 역치에 도달시 압력 완화 장치가 동작을 집행하거나 압력 완화 장치에 취약 구조를 구비하여 파손시킴으로써 내부 압력이나 온도를 릴리즈하는 개구나 통로를 형성하도록 한다.

본 발명에서 말하는 "작동"이라 함은 압력 완화 장치가 동작하거나 일정한 상태로 활성화되여 배터리 셀의 내부 압력 및 온도가 릴리즈됨을 말한다. 압력 완화 장치의 동작에는 압력 완화 장치 중의 적어도 일부분이 파열, 파쇄, 찢어지거나 열리는 등을 포함하며 이에 제한되지 아니한다. 압력 완화 장치의 작동시에 배터리 셀 내부의 고온 고압 물질이 배출물로 되여 작동 부위로부터 외부로 배출된다. 해당 방식으로 압력이나 온도를 컨트롤 가능한 상태에서 배터리 셀로 하여금 압력이나 온도를 릴리즈하도록 함으로써 잠재적이거나 심각한 사고의 발생을 방지한다.

본 발명에서 말하는 배터리 셀의 배출물에는 전해액, 용해 혹은 분열된 양/음극 극편, 격리막의 파쇄편, 반응에 의해 발생하는 고온 고압 가스, 화염 등을 포함하며 이에 제한되지 아니한다.

배터리 셀의 압력 완화 장치는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 발생한다. 예를 들어 단락, 과충전 현상 발생시에 가능하게 배터리 셀 내부에 발생하는 열을 제어하지 못하여 압력이나 온도가 급격하게 상승한다. 이러한 상황에서 압력 완화 장치를 작동하여 내부 압력 및 온도를 외부로 릴리즈함으로써 배터리 셀의 폭발이나 화재를 방지한다.

일반적인 배터리 셀로 말한다면 전극 어셈블리가 케이스에 전기적으로 연결되여 케이스가 배터리 셀의 양의 출력 극이나 음의 출력 극으로 되게 한다. 현재 전극 어셈블리와 케이스의 전기적 연결을 실현하는 기술이 비교적 불편하다.

발명인은 배터리 셀에서 케이스가 상단에 개구가 있는 공심 구조이고 전극 어셈블리가 케이스에 전기적으로 연결되며 일반적으로 케이스의 외측으로부터 케이스의 밑벽을 전극 어셈블리의 러그에 일체식으로 용접하여 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결을 실현한다는 것을 발견하였다. 러그가 케이스 내부에 위치하고 또한 러그와 케이스 밑벽의 용접 상태를 판단할 수 없기에 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결이 비교적 불편하다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 일종의 기술 방법을 제공한다. 집전 부품을 전극 어셈블리의 엔드캡를 마주하는 한쪽에 설치하고 전극 어셈블리와 케이스가 집전 부품을 통하여 전기적으로 연결되며 엔드캡이 케이스의 개구를 덮어서 닫고 엔드캡과 케이스를 밀봉 연결한다. 배터리 셀을 조립하는 과정에서 집전 부품이 케이스 내부에서 케이스에 연결될 수 있도록 함으로써 집전 부품과 케이스를 연결한 후 견고성을 보증할 수 있다. 집전 부품을 전극 어셈블리와 케이스에 연결한 후 다시 엔드캡으로 케이스의 개구를 덮어서 닫고 또한 케이스와 밀봉 연결하여 전극 어셈블리와 케이스 간의 전기적 연결이 더욱 편리하도록 하였다.

본 발명의 실시예에서 설명하는 기술 방법은 배터리 및 배터리를 사용하는 전기 사용 장치에 적용할 수 있다.

전기 사용 장치는 차량, 핸드폰, 휴대식 설비, 노트북, 선박, 항공기, 전동 완구와 전동 공구 등일 수 있다. 차량은 기름 연료 자동차, 천연가스 자동차나 신에너지 자동차일 수 있다. 신에너지 자동차는 전기차, 하이브리드차나 주행 거리 연장 자동차 등일 수 있다. 항공기에는 비행기, 로켓, 우주항공기와 우주선 등을 포함할 수 있다. 전동 완구에는 고정식 혹은 이동식 전동 완구, 예를 들어 게임기, 전기차 완구, 전기 선박 완구와 전기 비행기 완구 등을 포함할 수 있다. 전동 공구에는 금속 절삭 전동 공구, 연마 전동 공구, 조립 전동 공구와 철도용 전동 공구, 예를 들어 전기 드릴, 전기 그라인더, 전동 스패너, 전동 드라이버, 전기 해머, 임팩 드릴, 콘크리트 바이브레이터와 전동 대패 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 전기 사용 장치에 대한 특별한 제한을 하지 아니한다.

설명의 편리를 위하여 하기 실시예에서는 전기 사용 장치가 차량인 예시로 설명한다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 차량(1000)의 구조 안내도이다. 차량(1000)의 내부에 배터리(100)가 내장되고 배터리(100)는 차량(1000)의 아래부나 헤드부나 꼬리부에 설치할 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)에 전기를 공급하는데 사용할 수 있다. 예를 들어 배터리(100)를 차량(1000)의 조작 전원으로 할 수 있다.

차량(1000)은 또한 컨트롤러(200)와 모터(300)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(200)는 배터리(100)를 컨트롤하여 모터(300)에 전기를 공급하는데 사용할 수 있다. 예를 들어 用于차량(1000)의 시동, 네비게이션과 주행시의 동작 전기 수요에 사용할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서 배터리(100)는 차량(1000)의 조작 전원으로만 사용되지 않고 또한 차량(1000)의 구동 전원으로 사용하여 오일 연료나 천연가스를 대체 혹은 부분 대체하여 차량(1000)에 구동 파워를 제공할 수 있다.

일부 실시예에서서 도2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리(100)의 구조 안내도이다. 배터리(100)는 여러 개의 배터리 셀(10)을 포함한다. 여러 개의 배터리 셀(10) 간에 직렬 연결, 병렬 연결 혹은 혼합 연결을 한다. 그 중 혼합 연결이라 함은 여러 개의 배터리 셀(10) 중에 직렬 연결도 있고 병렬 연결도 있음을 말한다.

일부 실시예에서 배터리(100)는 또한 버스 부품(미도시)을 포함할 수 있다. 여러 개의 배터리 셀(10) 간에 버스 부품을 통하여 전기적 연결을 실현함으로써 여러 개의 배터리 셀(10)의 직렬 연결이나 병렬 연결 혹은 혼합 연결을 실현한다.

버스 부품은 예를 들어 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄합금 등일 수 있다.

일부 실시예에서 배터리 셀(10)은 또한 박스(20)를 포함하고 박스(20)는 배터리 셀(10)를 수용하는데 사용한다. 박스(20)는 제1 부분(21)과 제2 부분(22)을 포함할 수 있다. 제1 부분(21)과 제2 부분(22)이 서로 맞물려서 배터리 셀(10)을 수용하는데 사용하는 수용 공간(23)을 한정한다. 물론 제1 부분(21)과 제2 부분(22)의 연결부는 밀봉 소자(미도시)를 통하여 밀봉을 실현할 수 있고 밀봉 소자는 실링링, 실링 뽄드 등일 수 있다.

그 중 제1 부분(21)과 제2 부분(22)은 예를 들어 직육면체, 원주체 등 다양한 모양일 수 있다. 제1 부분(21)은 한쪽이 개방되는 공심 구조일 수 있고 제2 부분(22)도 한쪽이 개방되는 공심 구조일 수 있다. 제2 부분(22)의 개방된 한쪽이 제1 부분(21)의 개방된 한쪽과 맞물려서 수용 공간(23)을 구비하는 박스(20)를 형성한다. 물론 제1 부분(21)이 한쪽이 개방되는 공심 구조일 수 있고 제2 부분(22)이 판상 구조일 수 있다. 제2 부분(22)이 제1 부분(21)의 개방된 한쪽과 맞물려서 수용 공간(23)을 구비하는 박스(20)를 형성한다.

도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 전개도이다. 배터리 셀(10)은 케이스(11), 전극 어셈블리(12), 엔드캡(13)과 집전 부품(14)을 포함할 수 있다 케이스(11)는 개구(111)를 구비하고 전극 어셈블리(12)가 케이스(11) 내부에 수용되며 엔드캡(13)이 개구(111)와 맞물리고 엔드캡(13)과 케이스(11)가 밀봉 연결된다. 집전 부품(14)이 케이스(11) 내부에 수용되고 집전 부품(14)은 전극 어셈블리(12)의 엔드캡(13)을 마주하는 한쪽에 위치한다. 집전 부품(14)은 케이스(11)와 전극 어셈블리(12)를 연결하게 구성되여 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)가 전기적으로 연결되도록 한다.

그 중, 엔드캡(13)에 케이스(11)의 개구(111)와 맞물려서 전극 어셈블리(12)와 전해질를 수용하는데 사용하는 밀봉 공간(112)(도 3에서 미도시)을 형성하며 전해질은 전해액일 수 있다.

집전 부품(14)이 전극 어셈블리(12)의 엔드캡(13)을 마주하는 한쪽에 위치하기에 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)가 집전 부품(14)을 통하여 전기적으로 연결된다. 엔드캡(13)이 케이스(11)의 개구(111)와 맞물려서 엔드캡(13)과 케이스(11)가 밀봉 연결된다. 이러한 구조는 배터리 셀(10)을 조립하는 과정에서 집전 부품(14)을 케이스(11)의 내부로부터 케이스(11)에 연결할 수 있게 하여 집전 부품(14)과 케이스(11)의 연결 후 견고성을 보장한다. 집전 부품(14)을 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)에 연결한 후 다시 엔드캡(13)이 케이스(11)의 개구(111)와 맞물리고 또한 케이스(11)와 밀봉 연결됨으로써 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)를 전기적으로 연결하는데 더욱 편리하다.

일반적인 배터리 셀(10)로 말한다면 케이스(11)의 밑벽과 러그가 일체식으로 용접되고 케이스(11)의 밑벽과 러그를 용접하는 과정에서 쉽게 케이스(11)의 밑벽이 뚫리는 상황이 발생하여 누액을 초래하며 배터리 셀(10)의 성능에 영향을 준다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)가 집전 부품(14)을 통하여 전기적으로 연결되고 엔드캡(13)과 케이스(11)가 밀봉 연결되기에 전극 어셈블리(12)가 엔드캡(13)에 직접 연결되지 않아 배터리 셀(10)에서 엔드캡(13)으로부터 누액 상황이 쉽게 발생하지 아니한다.

일부 실시예에서 배터리 셀(10)은 또한 패킹(15)을 포함할 수 있다. 엔드캡(13)과 케이스(11)가 패킹(15)을 통하여 밀봉 연결되여 엔드캡(13)과 케이스(11)의 밀봉 성능을 보증한다.

바람직하게는 패킹(15)을 케이스(11)와 엔드캡(13)의 절연 격리로 구성한다. 다시 말하면 패킹(15)이 케이스(11)와 엔드캡(13) 사이에서 밀봉 작용을 하고 또한 절연 작용도 하여 엔드캡(13)과 케이스(11)의 밀봉 성능을 보증하는 동시에 엔드캡(13)이 전기를 띠는 리스크를 줄여 준다.

패킹(15)은 고무, 플라스틱 등 재질일 수 있고 엔드캡(13)은 예를 들어 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄합금 등 금속 재질일 수 있다.

다른 일부 실시예에서 엔드캡(13)과 케이스(11)는 밀접한 배합 방식을 통하여 밀봉을 실현할 수 있다. 예를 들어 엔드캡(13)과 케이스(11) 사이에 과잉 배합을 형성하여 엔드캡(13)과 케이스(11)의 밀봉 연결을 실현할 수 있다. 본 실시예에서 엔드캡(13)은 절연 재질일 수 있고 이로써 엔드캡(13)이 전기를 띠는 리스크를 줄여 준다.

일부 실시예에서 배터리 셀(10) 은 또한 압력 완화 장치(16) 포함하고 압력 완화 장치(16)는 엔드캡(13) 에 설치된다. 압력 완화 장치(16)는 배터리 셀(10)의 내부 압력 혹은 온도가 역치에 도달하면 작동하여 내부 압력을 릴리즈하도록 구성된다. 이로써 배터리 셀(10)의 안전성을 향상시킨다.

압력 완화 장치(16) 는 예를 들어 방폭 밸브, 방폭판, 가스 밸브, 릴리프 밸브 등 부품일 수 있다. 도 3에서 예시로 압력 완화 장치(16)가 방폭판인 상황을 도시하였고 방폭판을 엔드캡(13)에 부착할 수 있다.

배터리 셀(10)이 발열 컨트롤 실패로 압력 완화 장치(16)를 통하여 배출물을 배출할 때에 엔드캡(13)이 전기를 띨 수 있다. 만약 엔드캡(13)과 케이스(11) 양자 중의 하나가 양의 전기를 띠고 다른 하나가 음의 전기를 띤다면 가능하게 배터리 셀(10)의 단락을 초래한다. 패킹(15)이 케이스(11)와 엔드캡(13)을 절연 격리하여 단락 리스크를 유효하게 줄여 준다.

본 발명의 실시예에서 케이스(11)은 예를 들어 원주체, 직육면체 등 다양한 모양일 수 있고 케이스(11)의 모양은 전극 어셈블리(12)의 구체적인 모양에 따라 확정된다. 예를 들어 전극 어셈블리(12)가 원주체 구조이면 케이스(11)를 원주체 구조를 선택하여 사용할 수 있다. 만약 전극 어셈블리(12)가 직육면체 구조이면 케이스(11)를 직육면체 구조를 선택하여 사용할 수 있다.

예시적으로 도 3에서 케이스(11)는 공심 원주체 구조이고 전극 어셈블리(12)는 원주체 구조이다.

케이스(11)의 재질도 예를 들어 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄합금 등 여러 가지일 수 있다.

일부 실시예에서 케이스(11)의 용융점이 엔드캡(13)의 용융점보다 높을 수 있다. 예를 들어 케이스(11)는 스틸 재질이고 엔드캡(13)은 알루미늄 재질일 수 있다.

배터리 셀(10)의 과열 컨트롤 실효시에 엔드캡(13)의 용융점이 케이스(11)보다 낮기에 엔드캡(13)이 더 쉽게 용융된다. 이로써 배터리 셀(10) 폭발로 기타 배터리 셀(10)을 충격하여 전체 배터리(100)가 변형되고 심지어 고압 실효할 리스크를 줄여 준다.

일부 실시예에서 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에서 도시하는 배터리 셀(10)의 단면도이다. 케이스(11)는 배럴(113)과 출력부(114)를 포함할 수 있다. 배럴(113)의 한 끝에 개구(111)를 구비하고 배럴(113)의 다른 한 끝이 출력부(114)에 연결된다. 배럴(113)과 집전 부품(14)이 연결되고 출력부(114)와 전극 어셈블리(12)가 전기적으로 연결된다. 배럴(113)과 출력부(114) 양자 중의 하나가 배터리 셀(10)의 양의 출력 극이고 다른 하나가 배터리 셀(10)의 음의 출력 극이다.

압력 완화 장치(16)를 엔드캡(13)에 설치한 상태에서, 이해할 수 있는 것은 압력 완화 장치(16)와 출력부(114)가 케이스(11)의 마주하는 양측에 위치하고 압력 완화 장치(16)가 출력부(114)의 공간을 사용하지 아니한다. 이러한 구조는 출력부(114)와 버스 부품이 비교적 큰 접촉 면적을 구비하도록 하여 과전류 능력을 향상시킨다. 버스 부품과 출력부(114)의 용접를 예시로 한다면 출력부(114)와 버스 부품에 비교적 큰 용접 면적을 구비한다.

예시적으로, 배럴(113)은 원주형 구조이고 출력부(114)는 판상 구조이다. 엔드캡(13)은 배럴(113)의 출력부(114)와 먼 한 끝의 개구(111)와 맞물리는데 사용하며 엔드캡(13)은 배럴(113)에 매칭되는 원형 판상 구조일 수 있다.

바람직하게는 배럴(113)의 개구(111)와 먼 한 끝에 굽힘부(1131)가 형성되고 배럴(113)의 일부가 안쪽으로 오목하게 제1 리밋 돌기(1132)를 형성하며 배럴(113)은 제1 리밋 돌기(1132)의 위치에서 넥 다운 구조를 형성한다. 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 굽힘부(1131)와 제1 리밋 돌기(1132)가 각각 출력부(114)의 양측에 위치하고 굽힘부(1131)와 제1 리밋 돌기(1132)가 함께 출력부(114)가 엔드캡 두께 방향으로 이동하는 것을 제한한다.

예시적으로 굽힘부(1131)와 제1 리밋 돌기(1132)는 모두 링 구조일 수 있다.

설명하여야 할 것은 배터리 셀(10)에서 출력부(114)가 양의 출력 극이고 배럴(113)이 음의 출력 극일 수 있다. 또한 배럴(113)이 음의 출력 극이고 출력부(114)가 양의 출력 극일 수 있다. 양의 출력 극과 음의 출력 극은 배터리 셀(10)을 기타 부품에 연결하는데 사용하고 또한 배터리 셀(10)의 전기 에너지를 출력하는 부위이다. 두 개의 배터리 셀(10)을 버스 부품을 통하여 전기적으로 연결하여 두 배터리 셀(10)를 직렬 연결하는 것을 예시로 한다면, 하나의 배터리 셀(10)의 양의 출력 극과 다른 하나의 배터리 셀(10)의 음극 출력 극은 모두 버스 부품에 용접할 수 있다.

이해할 수 있는 것은 배터리 셀(10)의 양의 출력 극과 음의 출력 극 사이가 절연 상태이기에 배럴(113)과 출력부(114) 양자가 절연 연결된다. 일부 실시예에서 배럴(113)과 출력부(114)는 절연 셀(17)을 통하여 절연 격리될 수 있다. 절연 셀(17)은 고무, 플라스틱 등 재질일 수 있다.

일부 실시예에서 전극 어셈블리(12)는 본체(121)와 러그를 포함하며 러그가 본체(121)로부터 연장된다. 본체(121)는 양극 극편, 음극 극편과 격리막을 포함할 수 있다. 본체(121)는 양극 극편, 격리막과 음극 극편를 감아서 롤투롤 구조를 형성할 수 있다. 본체(121)는 또한 양극 극편, 격리막과 음극 극편을 적층 배치하여 적층 구조를 형성할 수 있다.

양극 극편은 양극 집전체와 양극 집전체의 마주하는 양측에 도포하는 양극 활성물질층을 포함한다. 음극 극편은 음극 집전체와 음극 집전체 마주하는 양측에 도포하는 음극 활성물질층을 포함한다. 본체(121)는 전극 어셈블리(12)와 극편에 활성물질층을 도포하는 부위에 해당되는 부분이고 러그는 극편에 활성물질층을 도포하지 않은 부위이다.

러그는 제1 러그(122)와 제2 러그(123)로 구분할 수 있고 제1 러그(122)를 집전 부품(14)에 연결하여 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)의 배럴(113)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 러그(123)를 출력부(114)에 연결하여 전극 어셈블리(12)와 출력부(114)를 전기적으로 연결할 수 있다.

예시적으로 제1 러그(122)는 통 모양 구조이고 제1 러그(122)의 한 끝을 본체(121)에 연결하며 제1 러그(122)의 다른 한 끝을 집전 부품(14)에 용접할 수 있다. 이러한 구조는 제1 러그(122)와 집전 부품(14) 연결의 견고성을 보증할 수 있고 제1 러그(122)와 집전 부품(14)의 연결 공법을 심플하게 한다.

예시적으로 제2 러그(123)도 통 모양 구조이고 제2 러그(123)의 한 끝이 본체(121)에 연결되며 제2 러그(123)의 다른 한 끝을 출력부(114)에 용접할 수 있다. 이러한 구조는 제2 러그(123)와 출력부(114) 연결의 견고성을 보증할 수 있고 제2 러그(123)와 출력부(114)의 연결 공법을 심플하게 한다.

제1 러그(122)와 제2 러그(123) 양자 중의 하나가 양극 러그이고 다른 하나가 음극 러그이다. 양극 러그는 양극 극편에서 양극 활성물질층을 도포하지 않는 부위이다. 음극 러그는 음극 극편에서 음극 활성물질층을 도포하지 않은 부위이다.

설명해야 할 것은 만약 제1 러그(122)이 양극 러그이고 제2 러그(123)가 음극 러그이라면 배럴(113)이 양의 출력 극이고 출력부(114)가 음의 출력 극으로 된다. 만약 제1 러그(122)가 음극 러그이고 제2 극편이 양극 러그이라면 배럴(113)이 음의 출력 극이고 출력부(114)가 양의 출력 극으로 된다.

본 발명의 실시예에서는 집전 부품(14)은 예를 들어 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄 합금 등 금속 도체일 수 있고 집전 부품(14)은 여러 가지 방식으로 케이스(11)에 연결될 수 있다. 예를 들어 집전 부품(14)을 케이스(11)에 용접하거나 집전 부품(14)과 케이스(11)를 도전 테이프를 사용하여 접착시킬 수 있다.

일부 실시예에서 집전 부품(14)을 케이스(11)에 용접하고 또한 집전 부품(14)의 용융점이 케이스(11)의 용융점보다 낮다.

케이스(11)의 내부로부터 집전 부품(14)을 케이스(11) 내부에 용접시에 집전 부품(14)의 용융점이 케이스(11)의 용융점보다 낮기에 케이스(11)가 용융되여 뚫리는 현상이 쉽게 발생하지 않으며 이로써 케이스(11)의 누액 리스크를 유효하게 줄여 준다.

케이스(11)가 스틸 재질이고 집전 부품(14)이 알루미늄 재질인 예시에서 케이스(11)의 용융점은 1500℃이고 집전 부품(14)의 용융점은 660℃이며 용접시에 용접 온도를 660℃-1500℃ 사이 온도로 선택할 수 있다. 예를 들어 용접 온도가 800℃이라면 해당 온도가 케이스(11)의 용융점에 도달하지 않았기에 용접 과정에서 케이스(11)가 용융되여 뚫리는 현상이 쉽게 발생하지 아니한다.

구체적으로 집전 부품(14)의 용융점이 케이스(11)의 배럴(113)의 용융점보다 낮다.

일부 실시예에서 도 5를 참조하면 도 5년 도 4에서 도시하는 배터리 셀(10)의 A 부위 확대도이며 집전 부품(14)이 케이스(11)의 내측면(115)에 연결된다. 이러한 구조는 집전 부품(14)과 케이스(11)가 비교적 큰 접촉 면적을 구비하도록 하여 집전 부품(14)과 케이스(11)의 연결 견고성을 유효하게 향상시키고 과전류 능력을 향상시킨다.

케이스(11)의 내측면(115)은 모선이 케이스(11)의 개구(111)의 둘레 방향을 따라 운동하여 형성하는 면이다. 여기에서 말하는 모선은 엔드캡(13)의 두께 방향 Z를 따라 배치하는 선을 말한다. 케이스(11)가 원주형 구조인 사례에서 본다면 케이스(11)의 내측면(115)이 바로 케이스(11)의 내원주면이다.

예시적으로 집전 부품(14)을 케이스(11)의 내측면(115)에 용접한다.

바람직하게는 엔드캡(13)의 외측면(131)과 케이스(11)의 내측면(115)을 마주하여 설치한다. 집전 부품(14)의 적어도 일부분이 엔드캡(13)의 외측면(131)과 케이스(11)의 내측면(115) 사이에 위치하고 엔드캡(13)이 집전 부품(14)의 일부분을 케이스(11)의 내측면(115)에 접촉시켜 누르도록 구성한다. 이로써 집전 부품(14)과 케이스(11)가 밀접하게 접촉하여 집전 부품(14)과 케이스(11)의 연결 견고성을 향상시킬 수 있다.

설명해야 할 것은 엔드캡(13)이 집전 부품(14)의 일부분을 케이스(11)의 내측면(115)에 접촉시켜 누르게 하는 방법은 엔드캡(13)이 직접 집전 부품(14)의 일부분을 케이스(11)의 내측면(115)에 접촉시켜 누르게 하는 것이다 즉 엔드캡(13)과 집전 부품(14)이 직접 서로 접촉하여 누른다. 또한 엔드캡(13)이 간접적으로 집전 부품(14)의 일부분이 케이스(11)의 내측면(115)에 접촉하여 누르게 할 수도 있다. 즉 엔드캡(13)과 집전 부품(14)이 간접적으로 서로 접촉하여 누른다. 예를 들어 엔드캡(13)과 케이스(11)를 패킹(15)을 사용하여 밀봉 연결한 상태에서 엔드캡(13)은 패킹(15)을 통하여 집전 부품(14)과 간접적으로 서로 접촉하여 누르게 된다.

일부 실시예에서 집전 부품(14)은 제1 연결부(141)와 제2 연결부(142)를 포함한다. 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 제1 연결부(141)의 적어도 일부분이 엔드캡(13)과 전극 어셈블리(12) 사이에 위치하고 제1 연결부(141)는 전극 어셈블리(12)에 연결되도록 구성되여 집전 부품(14)과 전극 어셈블리(12)를 전기적으로 연결한다. 제2 연결부(142)가 제1 연결부(141)에 연결되고 또한 제1 연결부(141)의 엔드캡(13)의 두께 방향 Z를 따라 전극 어셈블리(12)를 등지고 연장되며 제2 연결부(142)는 케이스(11)에 연결하도록 구성된다. 이러한 집전 부품(14)은 구조가 심플하고 쉽게 성형하여 제조할 수 있다. 쉽게 전극 어셈블리(12)에 연결할 수 있고 또한 쉽게 케이스(11)에 연결할 수 있다.

그 중, 제1 연결부(141)는 전극 어셈블리(12)의 제1 러그(122)에 연결하는데 사용된다. 예를 들어 제1 연결부(141)와 제1 러그(122)를 용접한다. 제2 연결부(142)는 케이스(11)의 내측면(115)에 연결할 수 있다. 예를 들어 제2 연결부(142)를 케이스(11)의 내측면(115)에 용접한다.

예시적으로 도 5의 도시와 같이 엔드캡(13)이 패킹(15)을 통하여 집전 부품(14)의 제2 연결부(142)가 케이스(11)의 내측면(115)에 접촉시켜 누르도록 하여 집전 부품(14)과 케이스(11)의 연결 견고성을 향상시킨다.

바람직하게는 제2 연결부(142)는 제1 연결부(141)의 외부 변두리에 연결되는 링 구조이다. 이러한 구조는 집전 부품(14)을 펀칭 프레스 방식으로 형성할 수 있게 하여 성형이 간단하고 편리하다. 이외 링의 제2 연결부(142)와 케이스(11)에 비교적 큰 접촉 면적을 구비하게 하여 과전류 능력 향상에 유리하다.

일부 실시예에서 케이스(11)의 내표면에 계단면(116)을 포함한다. 집전 부품(14)이 전극 어셈블리(12)을 마주하는 방향으로 계단면(116)에 기대여 계단면(116)이 집전 부품(14)에 제한 작용을 하여 집전 부품(14)이 전극 어셈블리(12)를 마주하는 방향으로 이동하는 것을 제한한다.

배터리 셀(10)의 조립 과정에서 집전 부품(14)을 계단면(116)에 기대게 한 후 집전 부품(14)을 케이스(11)에 연결할 수 있어 편리하게 집전 부품(14)을 설치할 수 있다.

그 중, 계단면(116)과 케이스(11)의 내측면(115)은 서로 연결되여 있고 집전 부품(14)의 제1 연결부(141)가 전극 어셈블리(12)를 마주하는 방향으로 계단면(116)에 기대게 할 수 있다.

본 실시예에서 도 5의 도시와 같이 집전 부품(14)을 케이스(11)의 내측면(115)에 연결할 수 있다. 기타 실시예에서 집전 부품(14)을 케이스(11)의 내측면(115)에 연결하지 않고 계단면(116)에 기대게 하여 하나로 연결할 수도 있다. 예를 들어 집전 부품(14)의 제1 연결부(141)를 계단면(116)에 용접하고 집전 부품의 제2 연결부(142)와 케이스(11)의 내측면(115)이 접촉하게 하며 하나로 연결하지는 아니한다.

일부 실시예에서 도 5를 참조하면 케이스(11)의 개구(111)의 한 끝에 리밋부(117)를 구비하고 리밋부(117)는 엔드캡(13)이 전극 어셈블리(12)를 등지는 방향으로 케이스(11)를 이탈하는 것을 제한하도록 구성한다. 다시 말하면 리밋부(117)가 엔드캡(13)에 제한 작용을 하여 엔드캡(13)이 전극 어셈블리(12)를 등지는 방향으로 케이스(11)를 이탈하는 것을 제한한다.

이해할 수 있는 것은 리밋부(117)가 케이스(11)의 배럴(113)의 출력부(114)와 먼 한 끝에 위치한다.

리밋부(117)는 케이스(11)의 일부를 안쪽으로 굽히는 플랜징 구조일 수 있다. 다시 말하면 케이스(11)를 굽히는 방식으로 케이스(11)의 개구(111) 위치에 리밋부(117)를 형성할 수 있어 성형이 간단하다.

배터리 셀(10)의 조립 과정에서 먼저 집전 부품(14)을 케이스(11) 내부에 수용하고 또한 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)를 연결하며 다시 엔드캡(13)을 케이스(11)의 개구(111)에 맞물리게 한 후 마지막에 케이스(11)를 굽히는 방식으로 리밋부(117)를 형성하에 엔드캡(13)을 제한할 수 있다.

리밋부(117)가 엔드캡(13)을 더 양호하게 제한하도록 리밋부(117)를 링 구조로 설정할 수 있다. 링 모양의 리밋부(117)는 더욱 쉽게 엔드캡(13)과 밀봉될 수 있다.

일부 실시예에서 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 엔드캡(13)의 적어도 일부분이 리밋부(117)와 집전 부품(14) 사이에 위치하고 리밋부(117)와 집전 부품(14)이 함게 엔드캡(13)이 두께 방향 Z로 이동하는 것을 제한하여 엔드캡(13)이 케이스(11) 내부에서 케이스(11)의 두께 방향 Z를 따라 쉽게 이동하지 않도록 한다.

예시적으로 도 5에서 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 엔드캡(13)의 일부분이 리밋부(117)와 집전 부품(14)의 제1 연결부(141) 사이에 위치한다.

리밋부(117)와 집전 부품(14)이 모두 엔드캡(13)에 제한 작용을 한다. 집전 부품(14)이 엔드캡(13)에 직접 기댈 수 있고 또한 간접적으로 기댈 수도 있다. 리밋부(117)가 엔드캡(13) 에 직접 기댈 수 있고 또한 간접적으로 기댈 수도 있으며 이로써 엔드캡(13)이 두께 방향 Z으로 이동하는 것을 제한한다.예시적으로 도 5에서 엔드캡(13)은 패킹(15)을 통하여 리밋부(117)과 서로 접촉한다.

다른 일부 실시예에서 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 엔드캡(13)의 적어도 일부분이 리밋부(117)와 계단면(116) 사이에 위치하고 리밋부(117)와 계단면(116)이 함께 엔드캡(13)이 두께 방향 Z로 이동하는 것을 제한함으로써 엔드캡(13)이 케이스(11) 내부에서 케이스(11)의 두께 방향 Z를 따라 쉽게 이동하지 못하도록 한다.

리밋부(117)와 계단면(116)이 모두 엔드캡(13)에 제한 작용을 한다. 리밋부(117)는 엔드캡(13) 에 직접 기댈 수 있고 또한 간접적으로 기댈 수도 있다. 계단면(116)은 엔드캡(13)에에 직접 기댈 수 있고 또한 간접적으로 기댈 수도 있으며 이로써 엔드캡(13)이 두께 방향 Z로 이동하는 것을 제한한다.

일부 실시예에서 도 5를 참조하면 엔드캡(13)과 케이스(11)가 패킹(15)을 통하여 밀봉 연결된 상태에서, 패킹(15)이 케이스(11)의 개구(111)의 둘레 방향을 따라 엔드캡(13)에 피복될 수 있다. 이러한 구조는 첫째로는 패킹(15)이 엔드캡(13)과 케이스(11)에 대한 밀봉 성능을 향상시키고 둘째로는 패킹(15)과 케이스(11)의 완정성을 향상시킨다. 배터리 셀(10)의 조립 과정에서 먼저 패킹(15)을 엔드캡(13)에 피복하고 다시 엔드캡(13)과 패킹(15)를 하나로 하여 케이스(11)에 설치할 수 있다.

일부 실시예에서 케이스(11)의 개구(111)의 한 끝에 리밋부(117)를 설치한 상태에서, 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 패킹(15)의 적어도 일부분이 엔드캡(13)과 리밋부(117) 사이에 위치하여 엔드캡(13)과 케이스(11)를 밀봉 연결함으로써 엔드캡(13)과 케이스(11) 사이의 양호한 밀봉성을 보증한다.

일부 실시예에서 패킹(15)은 서라운드(151)와 제3 연결부(152)를 포함하고 제3 연결부(152)가 서라운드(151)에 연결된다. 엔드캡(13)의 적어도 일부분이 서라운드(151) 내에 위치한다. 엔드캡(13)의 그 두께 방향 Z에서 제3 연결부(152)가 엔드캡(13)과 리밋부(117) 사이에 위치하여 엔드캡(13)과 케이스(11)를 밀봉 연결한다.

엔드캡(13)의 적어도 일부분이 서라운드(151) 내에 위치하기에 패킹(15)을 케이스(11)의 개구(111)의 둘레 방향을 따라 엔드캡(13)에 피복할 수 있다. 제3 연결부(152)가 엔드캡(13)과 리밋부(117) 사이에 위치하기에 엔드캡(13)과 케이스(11)를 밀봉 연결할 수 있다. 집전 부품(14)과 엔드캡(13) 사이를 밀봉하지 않더라도 엔드캡(13)과 케이스(11) 사이에서 누액 상황이 발생하지 아니한다. 패킹(15) 전체 구조가 심플하고 엔드캡(13)과 케이스(11)를 양호하게 밀봉하는 동시에 패킹(15)과 엔드캡(13)이 우수한 완정성을 구비하도록 한다.

패킹(15)이 절연 성능을 구비한 상태에서 패킹(15)의 서라운드(151)와 제3 연결부(152)가 엔드캡(13)과 케이스(11) 사이에서 모두 절연 작용을 한다.

예시적으로 엔드캡(13)이 패킹(15)의 서라운드(151)를 통하여 집전 부품(14)의 제2 연결부(142)를 케이스(11)의 내측면(115)에 기대게 한다. 제3 연결부(152)와 리밋부(117)는 모두 링 구조이고 제3 연결부(152)의 내지름이 리밋부(117)의 내지름보다 작다.

일부 실시예에서 도 6을 참조하면 도 6은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 부분 확대도이다. 패킹(15)은 또한 제4 연결부(153)를 포함할 수 있다. 서라운드(151), 제3 연결부(152)가 제4 연결부(153)와 순차적으로 연결된다. 엔드캡(13)은 본체부(132)와 연장부(133)를 포함하며 연장부(133)가 본체부(132)에서 전극 어셈블리(12)를 등지는 방향으로 연장된다. 서라운드(151)가 연장부(133)의 외측에 위치하고 제4 연결부(153)가 연장부(133)의 내측에 위치하며 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 제3 연결부(152)가 연장부(133)와 리밋부(117) 사이에 위치한다. 리밋부(117)는 절곡부(118)를 구비하고 절곡부(118)를 리밋부(117)의 전극 어셈블리(12)에 가까운 방향으로 마주하여 굽히며 제4 연결부(153)는 연장부(133)와 절곡부(118) 사이에 위치한다. 리밋부(117)가 제3 연결부(152)를 연장부(133)로 누르고 절곡부(118)가 제4 연결부(153)를 연장부(133)로 누른다. 이러한 구조는 엔드캡(13)과 케이스(11) 사이의 밀봉성을 진일보 향상시킨다.

예시적으로 제3 연결부(152), 리밋부(117)와 제4 연결부(153)는 모두 링 구조이다.

본 실시예에서 케이스(11)에 계단면(116)을 설치할 수 있고 또한 계단면(116)을 설치하지 않을 수도 있다. 예시적으로 도 6에서 케이스(11)에 계단면(116)을 설치하지 않았다.

설명해야 할 것은 본 발명의 실시예에서는 패킹(15)은 상기 구조로만 한정되지 아니하고 패킹(15)은 또한 기타 구조일 수 있다. 예를 들어 패킹(15)은 서라운드(151)만 포함할 수 있다. 서라운드(151)는 양단이 개방된 구조이고 서라운드(151)가 엔드캡(13)의 바깥 둘레에 피복된다. 서라운드(151)가 엔드캡(13)의 외측면(131) 및 케이스(11)의 내측면(115)에 기대거나 서라운드(151)가 엔드캡(13)의 외측면(131) 및 집전 부품(14)의 제2 연결부(142)에 기대게 된다. 이로써 케이스(11)와 엔드캡(13)을 밀봉한다. 또한 패킹(15)은 제3 연결부(152)만 포함할 수 있다. 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 제3 연결부(152)가 리밋부(117)과 엔드캡(13) 사이에 위치하여 케이스(11)와 엔드캡(13)을 밀봉한다.

설명해야 할 것은 본 발명의 실시예에서는 케이스(11)의 계단면(116)이 여러 가지 형성 방식일 수 있다. 예를 들어 도 5의 도시와 같이 케이스(11)의 개구(111)와 가까운 일부분이 측면 방향으로 돌출되여 케이스(11)의 돌출된 부위의 내지름이 케이스(11)의 돌출되지 않은 부위의 내지름보다 크며 나아가서 계단면(116)을 형성한다. 또한 도 7을 참조하면 도 7은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 부분 확대도이다. 케이스(11)의 일부에 안쪽으로 들어가게 하여 제2 리밋 돌기(119)를 형성하게 한다. 케이스(11)는 제2 리밋 돌기(119)의 위치에서 넥 다운 구조를 형성한다. 제2 리밋 돌기(119)는 전극 어셈블리(12)의 본체(121)가 엔드캡(13)에 가까운 방향으로 이동하는 것을 제한하는데 사용한다. 제2 리밋 돌기(119)는 전극 어셈블리(12)를 등지는 한쪽에 계단면(116)을 형성한다. 예시적으로 제2 리밋 돌기(119)는 링 구조이다.

일부 실시예에서 도 8을 참조하면 도 8은 도 4에서 도시하는 배터리 셀(10)의 부분 뷰이다. 배터리 셀(10)은 또한 절연 부품(18)을 포함할 수 있다. 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 절연 부품(18)이 제1 러그(122)와 엔드캡(13) 사이에 위치하고 절연 부품(18)이 엔드캡(13)의 두께 방향 Z의 투영을 따라 제1 러그(122)를 커버한다. 절연 부품(18)은 엔드캡(13)과 제1 러그(122)를 격리하는 작용을 하여 엔드캡(13)이 전기를 띠는 리스크를 줄여 준다.

절연 부품(18)이 엔드캡(13)의 두께 방향 Z의 투영을 따라 제1 러그(122)를 커버한다. 즉 절연 부품(18)이 엔드캡(13)의 두께 방향 Z의 투영을 따라 제1 러그(122)와 본체(121)와 먼 끝단면(제1 러그(122)와 집전 부품(14)이 서로 연결되는 끝단면)을 커버한다. 제1 러그(122)가 통 모양인 구조를 사례로 절연 부품(18)이 엔드캡(13)의 두께 방향 Z의 투영을 따라 제1 러그(122)의 본체(121)와 먼 링 끝단면을 커버한다.

절연 부품(18)은 고무, 플라스틱 등 재질일 수 있다.

일부 실시예에서 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 절연 부품(18)의 적어도 일부분이 집전 부품(14)과 엔드캡(13) 사이에 위치하여 집전 부품(14)과 엔드캡(13)을 절연 격리한다.

예시적으로 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 절연 부품(18)의 일부분이 집전 부품(14)의 제1 연결부(141)와 엔드캡(13) 사이에 위치하여 집전 부품(14)과 엔드캡(13)을 절연 격리한다. 절연 부품(18)에 제1 관통 구멍(181)을 구비하고 제1 연결부(141)에 제2 관통 구멍(143)을 구비하며 제1 관통 구멍(181)과 제2 관통 구멍(143)이 모두 전극 어셈블리(12)의 본체(121)의 센터 구멍(124)으로 향한다. 제1 관통 구멍(181)과 제2 관통 구멍(143)은 모두 압력 완화 장치(16)와 마주하여 설치하며 이로써 배터리 셀(10)의 내부 압력이나 온도가 역치에 도달하면 압력 완화 장치(16)를 통하여 배터리 셀(10)내부의 압력을 릴리즈하도록 한다.

도 8의 도시와 같이 절연 부품(18)과 패킹(15) 양자는 서로 독립적일 수 있다. 즉 절연 부품(18)과 패킹(15)은 두개의 단독 부품일 수 있다. 기타 실시예에서 도 9를 참조하면 도 9는 본 발명의 기타 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 부분 뷰이다. 절연 부품(18)과 패킹(15) 양자도 일체형 성형 구조일 수 있다. 즉 절연 부품(18)과 패킹(15)을 일체형으로 제조한다. 예시적으로 엔드캡(13)의 두께 방향 Z에서 절연 부품(18)과 제3 연결부(152)가 각각 서라운드(151)의 양단에 위치하고 절연 부품(18)과 제3 연결부(152)가 함께 엔드캡(13)이 패킹(15)에서 이탈하는 것을 제한한다.

본 발명의 실시예에서는 일종의 배터리 셀(10)의 제조 방법을 제공한다. 도 10을 참조하면 도 10은 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 제조 방법의 프로세스 도면이며 제조 방법에는 하기 방법을 포함한다.

S100：케이스(11)를 제공하며 케이스(11)에 개구(111)를 구비한다.

S200：전극 어셈블리(12)를 제공한다.

S300：엔드캡(13)을 제공한다.

S400：집전 부품(14)을 제공한다.

S500：집전 부품(14)을 전극 어셈블리(12)에 연결한다.

S600：전극 어셈블리(12)와 집전 부품(14)을 케이스(11) 내부에 수용한다.

S700：집전 부품(14)을 케이스(11)에 연결하여 전극 어셈블리(12)과 케이스(11)가 전기적으로 연결되도록 한다.

S800：엔드캡(13)을 케이스(11)의 개구(111)에 맞물리게 하고 또한 엔드캡(13)과 케이스(11)를 밀봉 연결하여 집전 부품(14)이 전극 어셈블리(12)의 엔드캡(13)을 마주하는 한쪽에 위치하게 한다.

상기 방법에서 절차 S100, 절차 S200, 절차 S300과 절차 S400의 선후 순서를 제한하지 아니한다. 예를 들어 먼저 절차 S400를 집행하고 다시 절차 S300를 집행하며 다시 절차 S200을 집행하고 다시 절차 S100을 집행할 수 있다.

일부 실시예에서 절차 S700에 하기 방법을 포함할 수 있다. 케이스(11)의 내부에서 집전 부품(14)을 케이스(11)에 용접한다. 그 중 집전 부품(14)의 용융점이 케이스(11)의 용융점보다 낮다.

집전 부품(14)의 용융점이 케이스(11)의 용융점보다 낮기에 케이스(11)의 내부에서 집전 부품(14)을 케이스(11)에 용접하면 케이스(11)가 용융되여 뚫리는 현상이 쉽게 발생하지 않도록 하며 이로써 케이스(11)의 누액 리스크를 유효하게 줄여 준다.

일부 실시예에서 도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 제조 방법의 프로세스 도면이다. 엔드캡(13)을 개구(111)에 맞물린 후의 제조 방법에는 또 하기 구조를 포함할 수 있다.

S900：케이스(11)의 변두리를 굽혀서 케이스(11)의 개구(111)를 구비한 한 끝에 리밋부(117)를 형성시켜 리밋부(117)가 엔드캡(13)이 전극 어셈블리(12)를 등지는 방향으로 케이스(11)를 이탈하는 것을 제한한다.

변두리를 굽히는 방식으로 리밋부(117)를 형성하여 엔드캡(13)이 전극 어셈블리(12)를 등지는 방향으로 케이스(11)를 이탈하는 것을 제한하며 해당 실현 방식이 간단하여 제조 원가를 유효하게 줄일 수 있다.

설명해야 할 것은 상기 각 실시예에서 제공하는 제조 방법으로 제조하는 배터리 셀(10)의 관련 구조는 전술한 각 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10) 설명을 참조하며 여기에서는 중복 설명을 생략한다.

이외 본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 배터리 셀(10)의 제조 설비(2000)를 제공한다. 도 12를 참조하면 도 12는 본 발명의 일부 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10)의 제조 설비(2000)의 안내 블록도이다. 제조 설비(2000)는 제1 제공 장치(1100), 제2 제공 장치(1200), 제3 제공 장치(1300), 제4 제공 장치(1400)와 조립 장치(1500)를 포함한다.

제1 제공 장치(1100)는 케이스(11)를 제공하는데 사용하며 케이스(11)는 개구(111)를 구비한다. 제2 제공 장치(1200)는 전극 어셈블리(12)를 제공하는데 사용한다. 제3 제공 장치(1300)는 엔드캡(13)을 제공하는데 사용한다. 제4 제공 장치(1400)는 집전 부품(14)을 제공하는데 사용한다. 조립 장치(1500)는 집전 부품(14)을 전극 어셈블리(12)에 연결하는데 사용한다. 전극 어셈블리(12)와 집전 부품(14)을 케이스(11) 내부에 수용한다. 집전 부품(14)을 케이스(11)에 연결하여 전극 어셈블리(12)와 케이스(11)가 전기적으로 연결되도록 한다. 엔드캡(13)이 개구(111)와 맞물려서 엔드캡(13)과 케이스(11)가 밀봉 연결되도록 하고 집전 부품(14)이 전극 어셈블리(12)의 엔드캡(13)을 마주하는 한쪽에 위치하도록 한다.

설명해야 할 것은 상기 실시예에서 제공하는 제조 설비(2000)로 제조하는 배터리 셀(10)의 관련 구조는 전술한 각 실시예에서 제공하는 배터리 셀(10) 설명을 참조하며 여기에서는 중복 설명을 생략한다.

설명해야 할 것은 상충되지 않는 상황에서 본 발명 중의 실시예 및 실시예 중의 특징을 서로 조합할 수 있다.

상기 실시예는 본 발명의 기술 방법 설명에만 사용하고 본 발명의 제한으로 사용하지 아니한다. 본 분야의 당업자라면 본 발명을 여러 가지로 변경하거나 변화시킬 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙 내에서 이루어지는 임의 수정, 동등한 교체나 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

Claims

케이스에 개구를 구비하고
전극 어셈블리가 상기 케이스 내부에 수용되며
엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 케이스에 밀봉 연결되고 또한
집전 부품이 상기 케이스 내부에 수용되며 또한 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치하고
상기 집전 부품이 상기 케이스와 전극 어셈블리를 연결하도록 구성하여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1에서
상기 집전 부품이 상기 케이스의 내측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 2에서
상기 엔드캡의 외측면과 상기 케이스의 내측면을 마주하여 설치하고
상기 집전 부품의 최소 일부분이 상기 엔드캡의 외측면과 상기 케이스의 내측면 사이에 위치하며 상기 엔드캡은 상기 집전 부품의 일부분이 상기 케이스의 내측면을 누르도록 구성하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~3의 임의 항에서
상기 집전 부품은 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하고
상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 제1 연결부의 최소 일부분이 상기 엔드캡과 상기 전극 어셈블리 사이에 위치하며 상기 제1 연결부는 상기 전극 어셈블리에 연결하도록 구성되고
상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부에 연결되고 또한 상기 제1 연결부로부터 상기 엔드캡의 두께 방향을 따라 상기 전극 어셈블리를 등지고 연장되며
상기 제2 연결부가 상기 케이스에 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 4에서
상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부의 바깥 변두리에 연결되는 링 구조인 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~5의 임의 항에서
상기 케이스는 상기 개구의 한 끝에 리밋부를 구비하고
상기 리밋부는 상기 엔드캡이 상기 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 상기 케이스에서 이탈하지 않게 제한하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 6에서
상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 리밋부와 상기 집전 부품 사이에 위치하고 상기 리밋부와 상기 집전 부품이 함께 상기 엔드캡이 상기 엔드캡의 두께 방향에서의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 6에서
상기 케이스의 내표면에 계단면을 포함하고
상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 리밋부와 상기 계단면 사이에 위치하며 상기 리밋부와 상기 계단면이 함께 상기 엔드캡이 상기 엔드캡의 두께 방향에서의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 6-8의 임의 항에서
상기 리밋부는 링 구조인 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 6~9의 임의 항에서
상기 리밋부는 상기 케이스의 일부를 안쪽으로 굽히는 플랜징 구조인 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1-10의 임의 항에서
상기 케이스의 내표면에 계단면을 포함하고
상기 집전 부품은 상기 전극 어셈블리를 마주하는 방향으로 상기 계단면에 기대게 되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1-11의 임의 항에서
상기 배터리 셀에 또한 패킹을 포함하고
상기 엔드캡과 상기 케이스는 상기 패킹을 통하여 밀봉 연결되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 12에서
상기 패킹은 상기 케이스와 상기 엔드캡을 절연 격리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 12 혹은 13에서
상기 패킹이 상기 개구의 둘레 방향을 따라 상기 엔드캡을 피복하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 12~14의 임의 항에서
상기 케이스는 상기 개구의 한 끝에 리밋부를 구비하고 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 패킹의 적어도 일부분이 상기 엔드캡과 상기 리밋부 사이에 위치하여 상기 엔드캡과 상기 케이스의 밀봉 연결을 실현하는것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 15에서
상기 패킹은 서라운드와 제3 연결부를 포함하고 상기 제3 연결부가 상기 서라운드에 연결되며
상기 엔드캡의 적어도 일부분이 상기 서라운드 내부에 위치하고 상기 엔드캡의 그 두께 방향에서 상기 제3 연결부가 상기 엔드캡과 리밋부 사이에 위치하여 상기 엔드캡과 케이스의 밀봉 연결을 실현하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~16의 임의 항에서
상기 전극 어셈블리는 제1 러그를 포함하고 상기 제1 러그는 상기 집전 부품과 연결하도록 구성되며
상기 배터리 셀은 또한 절연 부품을 포함하고 상기 엔드캡의 두께 방향에서 상기 절연 부품이 상기 제1 러그와 상기 엔드캡 사이에 위치하며 상기 절연 부품이 상기 엔드캡 두께 방향의 투영을 따라 상기 제1 러그를 커버하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~17의 임의 항에서
상기 전극 어셈블리는 본체와 제1 러그를 포함하고 상기 제1 러그는 통 모양 구조이며 상기 제1 러그의 한 끝이 상기 본체에 연결되고 상기 제1 러그의 다른 한 끝이 상기 집전 부품에 용접되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~18의 임의 항에서
상기 집전 부품이 상기 케이스에 용접되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 19에서
상기 집전 부품의 용융점이 상기 케이스의 용융점보다 낮은 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1~20의 임의 항에서
상기 배터리 셀에 또한 압력 완화 장치를 구비하고
상기 압력 완화 장치는 상기 엔드캡에 설치되며 상기 압력 완화 장치는 상기 배터리 셀의 내부 압력 혹은 온도가 역치에 도달하면 작동하여 상기 내부 압력을 릴리즈하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀.
청구항 1-21의 임의 항에서
상기 배터리 셀을 여러개 포함하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리.
청구항 1-21의 임의 항에서
상기 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 일종의 전기 사용 장치.
케이스를 제공하고 상기 케이스는 개구를 구비하며
전극 어셈블리를 제공하고
엔드캡을 제공하며
집전 부품을 제공하고
집전 부품을 상기 전극 어셈블리에 연결하며
상기 전극 어셈블리와 상기 집전 부품을 상기 케이스 내부에 수용하고
상기 집전 부품을 상기 케이스에 연결하여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 하며
상기 엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 엔드캡과 상기 케이스가 밀봉 연결되도록 하며 상기 집전 부품이 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀의 제조 방법.
청구항 24에서
상기 집전 부품이 상기 케이스에 연결되고
상기 케이스의 내부로부터 상기 집전 부품을 상기 케이스에 용접하며
그 중, 상기 집전 부품의 용융점이 상기 케이스의 용융점보다 낮은 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀의 제조 방법.
청구항 24 혹은 25항에서
상기 엔드캡으로 상기 개구를 덮어서 닫은 후에 상기 케이스에 대해 변두리를 굽히는 처리를 하여 상기 케이스의 상기 개구가 설치된 한 끝에 리밋부를 형성하게 하고 상기 리밋부가 상기 엔드캡이 상기 전극 어셈블리를 등지는 방향으로 상기 케이스를 이탈하는 것을 제한하도록 하는 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀의 제조 방법.
제1 제공 장치, 케이스를 제공하고 상기 케이스가 개구를 구비하도록 하는데 사용하고
제2 제공 장치, 전극 어셈블리를 제공하는데 사용하며
제3 제공 장치, 엔드캡을 제공하는데 사용하고
제4 제공 장치, 집전 부품을 제공하는데 사용하며
조립 장치, 집전 부품을 상기 전극 어셈블리에 연결하는데 사용하고
상기 전극 어셈블리와 상기 집전 부품을 상기 케이스 내부에 수용하며
상기 집전 부품을 상기 케이스에 연결하여 상기 전극 어셈블리와 상기 케이스가 전기적으로 연결되도록 하고
상기 엔드캡이 상기 개구를 덮어서 닫고 또한 상기 엔드캡과 상기 케이스가 밀봉 연결되도록 하며
상기 집전 부품이 상기 전극 어셈블리의 상기 엔드캡을 마주하는 한쪽에 위치하도록 하는 것을 것을 특징으로 하는 일종의 배터리 셀의 제조 설비.