KR20230148732A - 이차전지 - Google Patents

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KR20230148732A
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이용호
공승진
이진규
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

개시되는 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 금속 재질의 케이스, 및 상기 케이스 내에 수용된 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고, 상기 케이스는 상기 전지 셀을 향하는 내면부 및 상기 내면부에 대해 이격된 외면부 사이에 형성된 중공부에 저장된 냉각수를 포함한다.

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 열 폭주 발생시에 주변의 다른 이차전지가 연속적으로 과열되는 열 전파 현상을 억제할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 일차전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고, 또한 환경보호의 시대적 요구에 맞춰 부각되는 전기 차량과 에너지 저장 시스템 등으로 인해 에너지원으로서의 이차전지의 수요는 더욱 급격하게 증가하고 있다.
이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
이차전지는 장기간 동안 연속적인 사용이 요구되므로, 충방전 과정 중에 발생하는 열을 효과적으로 제어할 필요가 있다. 이차전지의 냉각이 원활히 이루어지지 못할 경우에는 온도상승이 전류의 증가를 야기하고, 전류의 증가가 또다시 온도상승의 원인이 되는 정귀환의 연쇄반응이 일어나, 결국 열 폭주(Thermal Runaway)의 파국상태에 이르게 된다.
또한, 이차전지가 모듈이나 팩의 형태로서 집단을 이루고 있는 경우에는 어느 하나의 이차전지에 발생한 열 폭주에 의해 주변의 다른 이차전지가 연속적으로 과열되는 열 전파(Thermal Propagation) 현상이 일어나게 된다. 나아가 과열된 이차전지에서 방출되는 가연성 가스와 가열전극 등의 점화원으로 인해 화재 발생의 위험이 높으므로, 이러한 발화 위험을 억제할 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1270796호 (2013.06.05 공고)
본 발명은 이차전지에서 발생한 열 폭주에 의한 열 전파 현상을 효과적으로 억제 및 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 금속 재질의 케이스, 및 상기 케이스 내에 수용된 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고, 상기 케이스는 상기 전지 셀을 향하는 내면부 및 상기 내면부에 대해 이격된 외면부 사이에 형성된 중공부에 저장된 냉각수를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중공부는 상기 케이스의 양 측면으로 개방된 출입구를 구비한다.
그리고, 상기 케이스의 양 측면에는 상기 중공부의 출입구를 외부에 대해 밀봉하는 사이드 어댑터가 결합할 수 있다.
여기서, 상기 사이드 어댑터는 상기 케이스의 내면부 및 외면부에 결속하는 그루브를 구비하고, 상기 중공부의 출입구는 상기 그루브 안에서 서로 연통한다.
나아가 상기 사이드 어댑터는, 상기 중공부의 출입구 중 일부를 외부에서의 주수를 허용하도록 노출하는 주수 홀을 구비하고, 상기 주수 홀은 마개에 의해 밀봉된다.
상기 마개는 상기 케이스에 비해 상대적으로 융점이 낮은 재질로 이루어진다.
그리고, 상기 주수 홀은 상기 케이스의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 이차전지는, 상기 사이드 어댑터에 결합하고, 상기 전지 셀의 전극 리드가 위치하는 내부 공간을 형성하는 사이드 캡; 및 상기 사이드 캡의 내부에 배치되어 상기 전극 리드와 전기적으로 연결되고, 상기 사이드 캡에 구비된 절개부를 통해 노출된 일부가 전극 단자를 이루는 버스바를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 버스바는 상기 전극 단자 상에 형성된 벤팅 홀을 구비하고, 상기 마개가 용융되면 상기 케이스의 중공부에 저장된 냉각수 및/또는 수증기는 상기 주수 홀을 통과하여 상기 벤팅 홀로 배출된다.
실시형태에 따라서는, 상기 벤팅 홀에는 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 사이드 캡의 내부에서 상기 버스바와 마주보도록 배치된 가이드 바디를 더 포함하고, 상기 가이드 바디는 상기 전지 셀에서 발생한 가스와 상기 주수 홀을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 상기 벤팅 홀로 유도한다.
상기 가이드 바디는, 상기 전지 셀에서 발생한 가스와 상기 주수 홀을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 복수의 갈래로 분할하는 복수의 가이드 플레이트를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 가이드 바디는, 상기 사이드 어댑터의 내면에 밀착 배치되되 상기 사이드 어댑터의 주수 홀에 대응하는 관통구멍을 구비할 수 있다.
나아가 상기 벤팅 홀에는 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터가 설치되는 것에 대응하여, 상기 가이드 바디는 상기 필터의 입구 영역에 형성된 저류공간을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 저류공간은 상기 주수 홀의 하방에 배치될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 이차전지에 의하면, 평상 시 급속충전과 같은 온도상승이 많은 환경에서 케이스 내부에 저장된 냉각수가 신속히 열을 흡수 및 분산함으로써 열 폭주 발생을 억제하고, 높은 온도상승 없이 성능 및 수명을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 이차전지에 열 폭주 현상이 발생했을 경우 케이스 내부에 저장된 냉각수의 단열작용에 의해 열 전파를 억제하는 것은 물론, 냉각수를 밀봉하던 저융점의 마개가 녹아 냉각수 및/또는 수증기로 분출됨으로써 과열된 전지 셀에서 방출되는 가연성 가스와 가열전극 등의 점화원을 냉각하고 화염을 억제함으로써 화재의 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이차전지에 마련된 벤팅 홀에 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터를 설치해놓음으로써, 고온입자의 점화원에 의한 외부 화재 발생의 위험을 효과적으로 억제할 수 있다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 이차전지에 대한 사시도.
도 2는 도 1의 이차전지에 대한 분해 사시도.
도 3은 이차전지의 케이스를 상세히 도시한 도면.
도 4는 이차전지의 케이스에 사이드 어댑터가 결합한 구조를 도시한 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 사이드 어댑터가 결합한 케이스에 냉각수를 주수하고 밀봉한 상태를 도시한 도면.
도 6은 케이스의 측면에 사이드 캡과 버스바를 결합한 상태를 도시한 도면.
도 7은 케이스에 저장된 냉각수가 고온가스와 함께 벤팅 홀로 배출되는 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 이차전지에 대한 분해 사시도.
도 9는 가이드 바디의 장착구조를 도시한 정면도.
도 10은 벤팅 홀과 가이드 바디를 가로질러 절개한 단면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에서 케이스에 저장된 냉각수가 고온가스와 함께 벤팅 홀로 유도 배출되는 상태를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 이하에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 금속 재질의 케이스와, 상기 케이스 내에 수용된 적어도 하나의 전지 셀을 포함하고, 상기 케이스는 상기 전지 셀을 향하는 내면부 및 상기 내면부에 대해 이격된 외면부 사이에 형성된 중공부에 저장된 냉각수를 포함한다. 즉, 본 발명은 케이스 자체가 냉각수를 저장하는 구성을 포함한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 이차전지에 의하면, 평상 시 급속충전과 같은 온도상승이 많은 환경에서 케이스 내부에 저장된 냉각수가 신속히 열을 흡수 및 분산함으로써 열 폭주 발생을 억제하고, 높은 온도상승 없이 성능 및 수명을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 이차전지에 열 폭주 현상이 발생했을 경우 케이스 내부에 저장된 냉각수의 단열작용에 의해 열 전파를 억제하는 것은 물론, 냉각수를 밀봉하던 저융점의 마개가 녹아 냉각수 및/또는 수증기로 분출됨으로써 과열된 전지 셀에서 방출되는 가연성 가스와 가열전극 등의 점화원을 냉각하고 화염을 억제함으로써 화재의 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 이하의 설명에서 사용되는 상대적인 위치를 지정하는 전후나 상하좌우의 방향은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 특별한 정의가 없는 한 도면에 도시된 방향을 기준으로 삼는다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 이차전지(10)에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차전지(10)에 대한 분해 사시도이다.
첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이차전지(10)는 금속 재질의 케이스(100)와, 케이스(100) 내에 수용된 적어도 하나의 전지 셀(200)을 포함한다. 하나의 예로서, 도시된 실시형태에서 전지 셀(200)은 양방향 단자의 파우치형 전지 셀(200)이며, 두 개의 파우치형 전지 셀(200)이 케이스(100) 안에 수납되어 있다.
도 3은 이차전지(10)의 케이스(100)를 상세히 도시한 도면으로서, 케이스(100)는 전지 셀(200)을 향하는 내면부 및 내면부에 대해 이격된 외면부 사이에 중공부(102)가 형성되어 있으며, 케이스(100)의 두께 안에 마련된 중공부(102)에는 냉각수가 저장된다.
케이스(100)는 알루미늄 또는 스테인리스스틸, 또는 이를 포함하는 합금 등의 금속 소재를 압출성형함으로써 중공부(102)를 일체로 형성할 수 있다. 도시된 실시형태에서는, 전지 셀(200)의 용이한 수납과 압출성형의 비용 등을 고려하여, 케이스(100)는 영문 알파벳 소문자 "n" 형상의 단면을 가진 메인 케이스(110)와 하부의 개방부에 결합하는 하부 플레이트(120)로 이루어져 있다.
그리고, 중공부(102)는 케이스(100)의 양 측면으로 개방된 출입구(104)를 구비한다. 이는 메인 케이스(110)의 연속적인 압출성형의 방향을 고려한 것이며, 중공부(102)에 냉각수가 원활히 주수되도록 하기 위한 것이기도 하다.
케이스(100)의 중공부(102)가 양 측면으로 개방되어 있으므로, 냉각수를 저장하기 위해서는 별도의 밀봉구조가 필요하다. 본 발명은 냉각수의 밀봉을 위해, 케이스(100)의 양 측면으로 중공부(102)의 출입구(104)를 외부에 대해 밀봉하는 사이드 어댑터(300)가 결합한다. 도 4는 케이스(100)에 사이드 어댑터(300)가 결합한 구조를 보여주고 있다.
사이드 어댑터(300)는 케이스(100)의 내면부 및 외면부에 결속하는 그루브(310)를 구비하고 있다. 그루브(310)에 케이스(100)의 모서리가 삽입되어 상호 결속을 이루고, 용접 등을 통해 견고한 밀봉을 형성한다. 또한, 사이드 어댑터(300)의 그루브(310) 안에 배치된 중공부(102)의 출입구(104)는 그루브(310) 안에서 서로 연통한다. 즉, 그루브(310)의 바닥면은 중공부(102)의 출입구(104)에 대해 공간을 형성하도록 이격되어 있으며, 이에 따라 사이드 어댑터(300)는 중공부(102)의 냉각수가 외부로 유출되지 않게 밀봉은 하면서 그루브(310) 안에서의 상호 유동은 허용하게 된다.
나아가 사이드 어댑터(300)는, 외부에서의 주수를 허용하도록 중공부(102)의 출입구(104) 중 일부를 노출하는 주수 홀(320)을 구비하고, 주수 홀(320)은 마개(330)에 의해 밀봉된다. 도 5는 사이드 어댑터(300)가 결합한 케이스(100)에 냉각수(W)를 주수하고 밀봉한 상태를 도시한 도면이다. 도 5a는 측면 단면을 도시한 것이고, 도 5b는 마개(330)로 주수 홀(320)을 막은 상태를 도시한 것이다.
주수 홀(320)은 그루브(310)의 바닥면을 관통하는 구조로 형성된다. 그루브(310) 안에서 중공부(102)의 출입구(104)끼리는 서로 연통하고 있으므로, 국소적으로 개방된 주수 홀(320)로 냉각수(W)를 주입하더라도 모든 중공부(102)로 냉각수(W)가 주입된다. 냉각수(W)의 주입이 완료되면 주수 홀(320)을 마개(330)로 막아 밀봉을 완성한다. 여기서, 공기빼기 등을 고려할 때, 주수 홀(320)을 케이스(100)의 상부에 배치하는 것이 냉각수(W)를 원활히 주입하는데 유리할 수 있다.
그리고, 마개(330)는 케이스(100)에 비해 상대적으로 융점이 낮은 재질로 이루어진다. 마개(330)는 금속이나 비금속, 합성수지, 고무 등의 다양한 재질로 만들어질 수 있다. 또한, 별도의 마개(330)를 제조하여 주수 홀(320)에 결합하는 것은 물론, 브레이징이나 솔더링 등의 기법으로 주수 홀(320)을 폐색하는 것도 가능하다.
본 발명의 이차전지(10)는 케이스(100) 저장된 냉각수(W)가 평상시 급속충전과 같은 온도상승이 많은 환경에서 신속히 열을 흡수 및 분산함으로써, 열 폭주 발생을 억제하고 성능 및 수명을 유지하는데 기여한다.
또한, 본 발명은 이차전지(10)에 열 폭주 현상이 발생했을 경우 케이스(100) 내부에 저장된 냉각수(W)의 단열작용에 의해 주변으로의 열 전파를 억제하는 것은 물론, 냉각수(W)를 밀봉하던 저융점의 마개(330)가 녹아 냉각수 및/또는 수증기로 분출됨으로써 과열된 전지 셀(200)에서 방출되는 가연성 가스와 가열전극 등의 점화원을 냉각하고 화염을 억제함으로써 화재의 위험을 크게 감소시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 있어서 케이스(100) 저장된 냉각수는 단열, 흡열, 열분산, 냉각, 그리고 소화(消火)에 이르는 다양한 기능을 발휘함으로써 이차전지(10)의 안전성을 크게 향상시킨다.
그리고, 본 발명의 이차전지(10)는, 사이드 어댑터(300)에 결합하고 전지 셀(200)의 전극 리드(210)가 위치하는 내부 공간을 형성하는 사이드 캡(400)과, 사이드 캡(400)의 내부에 배치되어 전지 셀(200)의 전극 리드(210)와 전기적으로 연결되는 버스바(500)를 포함할 수 있다. 여기서, 사이드 캡(400)에 구비된 절개부(410)를 통해 노출된 버스바(500)의 일부는 전극 단자(510)를 이룰 수 있다. 도 6은 케이스의 측면에 사이드 캡과 버스바를 결합한 상태를 도시한 도면이다.
절개부(410)의 위치는 대체로 이차전지(10) 높이의 중앙 위쪽, 즉 이차전지(10)의 상부에 배치될 수 있다. 이는 절개부(410)에 의해 노출되는 버스바(500)에 대한 전기적 연결의 편의성을 고려하는 한편, 케이스(100) 내부에 저장된 냉각수(W)가 기화한 수증기를 이차전지(10) 밖으로 배출시키기에 적합한 위치이기 때문이다.
나아가 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 버스바(500)는 전극 단자(510) 상에 형성된 벤팅 홀(520)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 전지 셀(200)이 과열되어 주수 홀(320)을 막고 있던 마개(330)가 용융되면, 케이스(100)의 중공부(102)에 저장된 냉각수 및/또는 수증기는 주수 홀(320)을 통과하여 전지 셀(200)에서 발생한 고온가스와 가열전극 등의 점화원을 냉각한 후에 벤팅 홀(520)로 배출된다.
도 7은 케이스(100)에 저장된 냉각수(W)가 고온가스(벤팅가스)와 함께 벤팅 홀(520)로 배출되는 상태를 도시한 도면이다. 케이스(100)의 상부에 배치된 주수 홀(320)을 폐색하던 마개(330)는 과열된 전지 셀(200)의 열에 의해 용융되어 사라지게 됨으로써 주수 홀(320)에서는 수증기가 배출되고, 과열된 전지 셀(200)에서는 벤팅가스가 배출된다.
파우치형 전지 셀(200)의 경우, 밀봉이 상대적으로 취약한 영역은 전극 리드(210)가 밖으로 돌출된 부분인데, 도 2를 참조하면, 전극 리드(210)는 주수 홀(320)에 비해 상대적으로 전지 셀(200)의 하방에 위치한다. 이에 따라, 케이스(100)의 상방에서 배출되는 수증기와, 전지 셀(200)의 하방에서 배출되는 벤팅가스는 중간에서 충돌하여 상호 열교환을 일으켜 벤팅가스의 온도는 떨어지고, 이렇게 온도가 조절된 수증기와 벤팅가스가 함께 벤팅 홀(520)을 통해 외부로 배출된다. 이와 같이, 벤팅 홀(520)을 통한 적절한 환기에 의해 케이스(100)의 내압은 완화되고, 이를 통해 이차전지(10)의 구조 붕괴가 방지된다.
또한, 실시형태에 따라서는, 벤팅 홀(520)에는 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터(530)가 설치될 수 있다. 필터(530)는 과열된 전지 셀(200)에서 발생한 고온입자의 점화원이 외부로 유출됨으로써 야기될 수 있는 외부 화재의 위험을 효과적으로 억제할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 이차전지(10)에 대한 분해 사시도로서, 본 발명의 제2 실시형태는 사이드 캡(400)의 내부에서 버스바(500)와 마주보도록 배치된 가이드 바디(600)를 더 포함한다. 가이드 바디(600)는 전지 셀(200)에서 발생한 가스와 주수 홀(320)을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 벤팅 홀(520)로 유도하는 역할을 한다.
도 9는 가이드 바디(600)의 장착구조를 도시한 정면도로서, 도 9의 (a)에 도시된 사이드 캡(400) 및 그 내부의 버스바(500)를 제거한 상태가 도 9의 (b)에 도시되어 있다. 도면에 나타나 있는 실시형태에서 가이드 바디(600)는 복수의 가이드 플레이트(610)를 구비하고 있으며, 이로써 도 11에 도시된 것과 같이, 전지 셀(200)에서 발생한 가스와 주수 홀(320)을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름은 복수의 갈래로 분할된다. 가스와 냉각수의 흐름이 복수로 분할됨으로써 보다 균등한 냉각이 이루어지면서 그 흐름도 원활해지고, 또한 가스와 냉각수의 접촉면적이 증가하므로 전체적인 냉각효율이 향상된다.
그리고, 도 10은 벤팅 홀(520)과 가이드 바디(600)를 가로질러 절개한 단면도로서, 가이드 바디(600)는 사이드 어댑터(300)의 내면에 밀착 배치되어 있으며, 이에 따라 가스와 냉각수의 흐름은 흩어짐 없이 바로 가이드 바디(600)로 유입된다. 여기서, 사이드 어댑터(300)의 내면에 밀착된 가이드 바디(600)가 주수 홀(320)을 막지 않도록, 가이드 바디(600)는 주수 홀(320)에 대응하는 관통구멍(620)을 구비한다.
한편, 버스바(500)의 벤팅 홀(520)에 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터(530)가 설치되는 경우에는, 이에 대응하여 가이드 바디(600)는 필터(530)의 입구 영역에 형성된 저류공간(630)을 구비할 수 있다. 저류공간(630)은 가스와 냉각수가 배출되기 직전에 잠시 머무르는 공간으로서, 필터(530)와 벤팅 홀(520)을 거쳐 배출되기 전에 다시 한번 가스와 냉각수 간에 충분한 냉각이 이루어지도록 하면서 외부 배출시의 정체를 완화하는 역할을 한다.
여기서, 저류공간(630)은 주수 홀(320)의 하방에 배치됨으로써 주수 홀(320)에서 배출되는 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 이차전지 100: 케이스
102: 중공부 104: 출입구
110: 메인 케이스 120: 하부 플레이트
200: 전지 셀 210: 전극 리드
300: 사이드 어댑터 310: 그루브
320: 주수 홀 330: 마개
400: 사이드 캡 410: 절개부
500: 버스바 510: 전극 단자
520: 벤팅 홀 530: 필터
600: 가이드 바디 610: 가이드 플레이트
620: 관통구멍 630: 저류공간
W: 냉각수

Claims (15)

  1. 금속 재질의 케이스; 및
    상기 케이스 내에 수용된 적어도 하나의 전지 셀;
    을 포함하고,
    상기 케이스는, 상기 전지 셀을 향하는 내면부 및 상기 내면부에 대해 이격된 외면부 사이에 형성된 중공부에 저장된 냉각수를 포함하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공부는 상기 케이스의 양 측면으로 개방된 출입구를 구비하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이스의 양 측면에는 상기 중공부의 출입구를 외부에 대해 밀봉하는 사이드 어댑터가 결합하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사이드 어댑터는 상기 케이스의 내면부 및 외면부에 결속하는 그루브를 구비하고,
    상기 중공부의 출입구는 상기 그루브 안에서 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사이드 어댑터는,
    상기 중공부의 출입구 중 일부를 외부에서의 주수를 허용하도록 노출하는 주수 홀을 구비하고,
    상기 주수 홀은 마개에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마개는 상기 케이스에 비해 상대적으로 융점이 낮은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주수 홀은 상기 케이스의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 어댑터에 결합하고, 상기 전지 셀의 전극 리드가 위치하는 내부 공간을 형성하는 사이드 캡; 및
    상기 사이드 캡의 내부에 배치되어 상기 전극 리드와 전기적으로 연결되고, 상기 사이드 캡에 구비된 절개부를 통해 노출된 일부가 전극 단자를 이루는 버스바;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버스바는,
    상기 전극 단자 상에 형성된 벤팅 홀을 구비하고,
    상기 마개가 용융되면, 상기 케이스의 중공부에 저장된 냉각수 및/또는 수증기는 상기 주수 홀을 통과하여 상기 벤팅 홀로 배출되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 벤팅 홀에는, 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 사이드 캡의 내부에서 상기 버스바와 마주보도록 배치된 가이드 바디를 더 포함하고,
    상기 가이드 바디는, 상기 전지 셀에서 발생한 가스와 상기 주수 홀을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 상기 벤팅 홀로 유도하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 바디는,
    상기 전지 셀에서 발생한 가스와 상기 주수 홀을 통해 배출된 냉각수 및/또는 수증기의 흐름을 복수의 갈래로 분할하는 복수의 가이드 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 바디는,
    상기 사이드 어댑터의 내면에 밀착 배치되되 상기 사이드 어댑터의 주수 홀에 대응하는 관통구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 벤팅 홀에는 일정 크기를 초과하는 입자를 걸러내는 필터가 설치되고,
    상기 가이드 바디는 상기 필터의 입구 영역에 형성된 저류공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 저류공간은, 상기 주수 홀의 하방에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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