KR20230152137A - 배터리 케이스, 배터리 및 전자 디바이스 - Google Patents

배터리 케이스, 배터리 및 전자 디바이스 Download PDF

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KR20230152137A
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battery housing
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궈성 탕
리웨이 량
수민 후
젠 장
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원은 배터리 케이스, 배터리 및 전자 디바이스에 관한 것이다. 배터리 케이스는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하고, 하부 케이스의 측벽에는 플랜지가 제공되고; 상부 케이스는 오목 구조부 및 플랜지를 가지며; 상부 케이스의 플랜지는 하부 케이스의 플랜지와 접촉하게 되어, 상부 케이스와 하부 케이스가 용접될 때, 2개의 플랜지가 용융된 후에 획득되는 용융물이 상부 케이스의 오목 구조부 내로 유동한다. 기존의 배터리 케이스에 비해, 본 출원에서, 리세스 형성된 구조 및 플랜지는 배터리의 상부 케이스 상에 제공되어, 케이스가 용접될 때, 용융물에 의해 점유되는 공간이 배터리 케이스를 초과하지 않게 되고, 이에 의해 전체 배터리를 수용하기 위한 체적을 감소시켜, 배터리의 에너지 밀도가 증가될 수 있다.

Description

배터리 케이스, 배터리 및 전자 디바이스
관련 출원에 대한 교차 참조
본 개시내용은 발명의 명칭을 "배터리 하우징, 배터리 및 전자 디바이스(BATTERY HOUSING, BATTERY, AND ELECTRONIC DEVICE)"로 하여 2021년 6월 24일자로 출원되었으며 그 전체가 참조로서 본원에 포함된 중국 특허 출원 번호 202121412769.6에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시내용은 전자 디바이스 기술 분야에 속하며, 더 구체적으로는 배터리 하우징, 배터리 및 전자 디바이스에 속한다.
배터리 에너지 밀도는, 주어진 전기화학적 에너지 저장 디바이스에 대해, 에너지 저장 매체의 질량 또는 체적에 대한 충전될 수 있는 에너지의 비율을 의미한다. 납-산 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리로부터 리튬-이온 배터리까지, 에너지 밀도는 지속적으로 개선되었다. 그러나, 이러한 개선된 효율은 산업체의 운영 규모의 발전의 효율에 비해 그리고 운동 에너지에 대한 인류 문명의 시장 수요의 단계에 비해 충분하지 않다. 배터리 에너지 밀도는 배터리의 품질을 결정하기 위한 중요한 지표이며, 따라서 배터리 에너지 밀도를 개선하는 것이 배터리를 설계에 중요한 과제이다. 배터리 에너지 밀도를 효과적으로 개선하는 방법은 긴급한 기술적 문제이다.
본 개시내용에서 해결될 기술적 문제는 배터리의 에너지 밀도를 개선하는 것이다. 배터리 하우징, 배터리, 및 전자 디바이스가 제공된다.
전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 제1 양태에 따르면, 본 개시내용의 실시예는 하부 하우징 및 상부 하우징을 포함하는 배터리 하우징을 제공한다. 하부 하우징은 하단 부분 및 제1 측벽을 포함한다. 제1 측벽은 하단 부분을 따라 상향 연장되고, 하단 부분 및 제1 측벽은 공동을 둘러싸고, 하단 부분으로부터 먼쪽의 제1 측벽의 일 측면은 제1 플랜지를 갖는다. 상부 하우징은 하부 하우징 위에 위치되고, 상부 하우징은 상단 부분 및 제2 플랜지를 포함한다. 제2 플랜지와 상단 부분 사이의 연결부에는 제2 오목 구조부가 있다. 제1 플랜지 및 제2 플랜지는 접촉하여, 상부 하우징 및 하부 하우징이 용접될 때, 제1 플랜지 및 제2 플랜지가 용융된 후에 형성되는 용융물은 제2 오목 구조부 내로 유동한다.
일 실시예에서, 제1 측벽의 상부 부분은 공동의 내부를 향해 리세스 형성 제1 오목 구조부를 갖는다.
일 실시예에서, 제1 오목 구조부는 제2 오목 구조부를 지지한다.
일 실시예에서, 배터리 하우징은 전극 코어를 수용하도록 구성되고, 용융물의 높이가 상단 부분을 초과하지 않는다.
일 실시예에서, 제2 오목 구조부는 원호-형상이다.
일 실시예에서, 제1 오목 구조부는 원호-형상이고, 제1 오목 구조부는 깊이의 2배의 폭을 갖는다.
일 실시예에서, 제1 오목 구조부의 깊이는 제1 오목 구조부가 위치되는 측 표면과 하부 하우징의 하단 부분 사이에 형성되는 모따기부의 반경 이하이고, 및/또는 제2 오목 구조부의 폭은 모따기부의 반경 이하이다.
일 실시예에서, 제1 오목 구조부의 길이(L)가 다음의 공식: L=L1-2e-p에 따라 결정되며, 여기서 L1은 배터리 하우징 내의 전극 코어의 길이이고, 하부 하우징의 4개의 제1 측벽들 중 2개 사이의 교차부는 호 형상을 갖도록 설정되고, e는 호 형상의 반경이고, p는 경화 처리의 방사 거리이다.
일 실시예에서, 하부 하우징의 재료가 금속이고, 및/또는 상부 하우징의 재료가 금속이다.
일 실시예에서, 하부 하우징의 두께는 0.03 mm 내지 0.15 mm 범위이고, 및/또는 상부 하우징의 두께는 0.03 mm 내지 0.15 mm 범위이다.
일 실시예에서, 상부 하우징의 두께는 하부 하우징의 두께 이상이다.
일 실시예에서, 리벳, 주입 홀 및 주입 홀 밀봉 네일은 하부 하우징 상에 배열되고, 주입 홀 밀봉 네일은 주입 홀을 밀봉하도록 구성된다.
일 실시예에서, 용융 전에, 제1 오목 구조부와 제1 플랜지 사이의 거리는 제2 오목 구조부가 안쪽으로 리세스 형성되는 깊이와 동일하다.
일 실시예에서, 경화 처리의 방사 거리는 0.2 mm 내지 0.5 mm의 범위이다.
일 실시예에서, 제1 오목 구조부 및 제2 오목 구조부는 모두 반원형이고, 제2 오목 구조부의 반경은 제1 오목 구조부의 반경과 동일하다.
다른 양태에 따르면, 본 개시내용의 일 실시예는 이전 양태에 따른 전극 코어 및 배터리를 포함하는 배터리를 제공한다.
또 다른 양태에 따르면, 본 개시내용의 일 실시예는 상기 다른 양태에 따른 배터리를 포함하는 전자 디바이스를 제공한다.
본 개시내용의 실시예들에서의 배터리 하우징에서, 오목 구조부 및 플랜지는 배터리의 상부 하우징 상에 배열되고, 플랜지는 배터리의 하부 하우징 상에 배열된다. 이러한 방식으로, 하우징들이 용접될 때, 플랜지는 용융될 수 있고 용융물은 오목 구조부 내로 유동한다. 따라서, 용융물에 의해 점유되는 공간은 배터리 하우징을 초과하지 않고, 따라서 전체 배터리를 수용하기 위한 체적이 감소되어, 배터리의 에너지 밀도를 개선시킨다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 배터리의 구조의 분해도이다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 배터리 하우징의 단면도이다.
도 3은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 배터리 하우징의 단면도이다.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 플랜지가 용융된 후의 배터리 하우징의 단면도이다.
도 5는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 플랜지가 용융된 후의 배터리 하우징의 단면도이다.
도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 플랜지가 용융된 후의 배터리 하우징의 단면도이다.
도 7은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 플랜지가 용융된 후의 배터리 하우징의 단면도이다.
도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 제1 오목 구조부의 치수를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 용융 이전의 제1 플랜지 및 제2 플랜지의 개략도이다.
명세서에서 참조번호는 다음과 같다.
1. 하부 하우징; 11. 하단 부분; 12. 제1 측벽; 13. 제1 오목 구조부; 14. 제1 플랜지;
2. 상부 하우징, 21. 상단 부분; 22. 제2 측벽; 23. 제2 오목 구조부; 24. 제2 플랜지;
3. 전극 코어;
4. 용융물;
5. 주입 홀;
6. 리벳;
7. 주입 홀 밀봉 네일;
8. 레이저; 및
9. 동축 가스.
본 개시내용에 의해 해결되는 기술적 문제들, 기술적 해결책들, 및 유익한 효과들을 더 이해하기 쉽게 하기 위해, 이하에서는 첨부 도면들 및 실시예들을 참조하여 본 개시내용을 상세히 더 설명한다. 본 명세서에 설명된 특정 실시예들은 본 개시내용을 설명하기 위해서만 사용되고 본 개시내용을 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 개시내용의 배터리 하우징 및 배터리가 도 1 내지 도 9를 참조하여 이하에 상세히 설명된다. 본 개시내용의 실시예에 제공된 배터리 하우징은 하부 하우징(1) 및 상부 하우징(2)을 포함한다. 하부 하우징(1)은 하단 부분(11) 및 제1 측벽(12)을 포함한다. 제1 측벽(12)은 하단 부분(11)을 따라 상향으로 연장되고, 하단 부분(11) 및 제1 측벽(12)은 공동을 둘러싸고, 제1 측벽(12)은 하단 부분(11)으로부터 먼쪽 측면 상에 제1 플랜지(14)를 갖는다. 상부 하우징(2)은 하부 하우징(1) 위에 위치된다. 상부 하우징(2)은 상단 부분(21) 및 제2 플랜지(24)를 포함한다. 제2 플랜지(24)와 상단 부분(21) 사이의 연결부에 제2 오목 구조부(23)가 있다. 제1 플랜지(14)와 제2 플랜지(24)는 접촉하여, 상부 하우징(2)과 하부 하우징(1)이 용접될 때, 제1 플랜지(14)와 제2 플랜지(24)가 용융된 후에 형성되는 용융물(4)이 제2 오목 구조부(23) 내로 유동한다.
본 개시내용의 실시예들에서의 배터리 하우징에서, 오목 구조부 및 플랜지는 배터리의 상부 하우징 상에 배열되고, 플랜지는 배터리의 하부 하우징 상에 배열되고, 이러한 방식으로, 하우징들이 용접될 때, 플랜지는 용융될 수 있고 용융물은 오목 구조부 내로 유동한다. 따라서, 용융물에 의해 점유되는 공간은 배터리 하우징의 상단 부분(21)을 초과하지 않으며, 따라서 전체 배터리를 수용하기 위한 체적이 감소되어, 배터리의 에너지 밀도를 개선시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(2)은 상단 부분(21) 및 제2 플랜지(24)를 포함하고, 제2 플랜지(24)와 상단 부분(21) 사이의 연결부에 제2 오목 구조부(23)가 존재한다. 또한, 상부 하우징(2)은 제2 측벽(22)을 갖는다는 것도 이해할 수 있다. 제2 측벽(22)은 특정 두께를 갖는다. 제2 오목 구조부(23)는 제2 측벽(22)을 스탬핑함으로써 형성된다. 제2 오목 구조부(23)의 단부는 제2 플랜지(24)를 갖고, 제2 플랜지(24)는 제2 측벽(22)의 일부이다. 즉, 스탬핑 전에, 상부 하우징(2)은 상단 부분(21) 및 제2 측벽(22)을 포함하고, 제2 오목 구조부(23) 및 제2 플랜지(24)는 제2 측벽(22)을 스탬핑함으로써 형성되고, 스탬핑 후에, 상부 하우징(2)은 상단 부분(21), 제2 오목 구조부(23) 및 제2 플랜지(24)를 포함한다. 상부 하우징(2)이 제2 측벽(22)을 갖는 것으로 이해될 때, 하부 하우징(1)의 제1 측벽(12)의 높이는 상부 하우징(2)의 제2 측벽(22)의 높이보다 크다. 상부 하우징(2)의 제2 측벽(22)의 높이는 비교적 작고, 상부 하우징(2)은 대략적으로 플레이트일 수 있다. 본 개시내용의 이 실시예에서, 오목 구조부(예를 들어, 제2 오목 구조부(23))는 상부 하우징(2) 상에 배열되어, 에너지 밀도가 개선되고, 오목 구조부는 대안적으로 보강 리브로서 사용될 수 있어, 용접될 때 하부 하우징(1)의 변형을 예방할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 측벽(12)의 상부 부분은 공동의 내부를 향해 리세스 형성된 제1 오목 구조부(13)를 갖는다. 오목 구조부(예를 들어, 제1 오목 구조부(13))는 하부 하우징(1)의 제1 측벽(12) 상에 배열되고, 오목 구조부는 대안적으로 보강 리브로서 사용될 수 있어서, 에너지 밀도가 개선되고, 상부 하우징(2)의 변형이 용접 동안 추가로 예방된다.
제1 플랜지(14)는 제1 오목 구조부(13)의 오목한 방향과 직교하는 방향으로 배터리 하우징의 외부를 향해 연장되는 제1 오목 구조부(13)의 일부일 수 있다. 제2 플랜지(24)는 제1 플랜지(14)와 평행한 방향으로 배터리 하우징의 외부를 향해 연장되는 부분일 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징이 용접될 때 용융 연결이 구현된다면, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(24)의 치수는 모두 비교적 작다.
제1 측벽(12)은 제1 오목 구조부(13)를 갖고, 제2 플랜지(24)와 상단 부분(21) 사이의 연결부에 제2 오목 구조부(23)가 존재한다. 오목 구조부(제1 오목 구조부 또는 제2 오목 구조부)는 스탬핑에 의해 형성될 수 있다.
제1 오목 구조부(13)는 제2 오목 구조부(23)를 지지한다. 제1 오목 구조부(13)는 제2 오목 구조부(23)를 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 오목 구조부(13)는 배터리를 조립하기 위한 지지 및 위치 설정의 기능들을 가져서, 배터리 하우징이 용접될 때, 용융물이 제2 오목 구조부 내로 흐를 수 있는 것을 보장하여, 배터리의 에너지 밀도를 개선시킨다. 또한, 제1 오목 구조부(13)는 하부 하우징(1) 및 상부 하우징(2)이 용접될 때, 용접의 응력에 저항하고 하우징의 변형을 예방하기 위한 보강 리브로서 대안적으로 사용될 수 있다.
제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)는 접촉하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)는 용접의 변형을 방지할 수 있다. 제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)가 접촉할 때, 제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)는 용접의 변형을 방지할 수 있고, 제1 오목 구조부(13)는 제2 오목 구조부(23)를 지지할 수 있다.
배터리 하우징은 전극 코어(3)를 수용하도록 구성되고, 용융물(4)의 높이는 도 4 및 도 5의 개략적 구조에 도시된 바와 같이, 상단 부분(21)을 초과하지 않는다. 상부 하우징과 하부 하우징이 용접된 후에, 용접 위치에서의 용융물(4)은 제2 오목 구조부(23) 내로 유동하고, 용융물(4)에 의해 점유되는 공간은 배터리 하우징의 측벽, 상단 부분(21), 및 하단 부분에 의해 둘러싸이는 공간을 초과하지 않고, 배터리의 전체 치수는 용접에 의해 영향을 받지 않는다. 배터리의 에너지 밀도가 개선될 수 있다.
제1 플랜지(14)는 제1 오목 구조부(13)의 오목한 방향과 직교하는 방향으로 배터리 하우징의 외부를 향해 연장되는 제1 오목 구조부(13)의 일부일 수 있다. 제2 플랜지(24)는 제1 플랜지(14)와 평행한 방향으로 배터리 하우징의 외부를 향해 연장되는 제2 오목 구조부(23)의 일부이다. 하우징이 용접될 때 용융 연결이 구현된다면, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(24)의 치수는 모두 비교적 작다.
도 9에 도시된 바와 같이, 플랜지의 용융물(4)을 제2 오목 구조부(23) 내로 유동하도록 제어하기 위해, 레이저(8)의 방출 각도 및 동축 가스(9)에 의한 취입성형 가스(blowing gas)의 각도가 제어될 수 있다.
제2 오목 구조부(23)는 원호-형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 오목 구조부(23)의 단면은 반원형일 수 있다. 제2 오목 구조부(23)의 단면은 상부 하우징(2)의 폭 방향(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 방향 A)에서 제2 오목 구조부(23)를 취함으로써 획득되는 단면이다. 제2 오목 구조부(23)의 단면은 상부 하우징(2)의 폭 방향과 평행하고 상부 하우징(2)의 상단 부분(21)의 표면과 직교한다.
제1 오목 구조부(13)는 원호-형상일 수 있고, 제1 오목 구조부(13)는 깊이의 2배의 폭을 갖는다. 도 8에 도시된 바와 같이, b는 폭이고, c는 깊이이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 오목 구조부(13)의 단면이 반원형일 때, 제1 오목 구조부(13)의 폭은 반원의 직경이고, 제1 오목 구조부(13)의 깊이는 반원의 반경이다. 제1 오목 구조부(13)의 단면은 하부 하우징(1)의 폭 방향(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 방향 A)에서 제2 오목 구조부(23)를 취함으로써 획득되는 단면이다. 제1 오목 구조부(13)의 단면은 하부 하우징(1)의 폭 방향과 평행하고 하부 하우징(1)의 하단 부분(11)의 표면과 직교한다. 따라서, 제1 오목 구조부(13)의 원호 형상이 반원형일 때, 제1 오목 구조부(13)는 깊이의 2배의 폭을 갖는다.
하우징이 용접되고 용융된 이후, 플랜지 부분이 제2 오목 구조부(23) 상에서 완전히 용융되고, 제1 오목 구조부(13)와 제1 플랜지(14)의 원래 위치 사이의 거리(a)는 제2 오목 구조부(23)가 안쪽으로 리세스 형성되는 깊이와 동일하다. 즉, 제1 오목 구조부(13)는 제1 플랜지(14)로부터 a의 거리에 있는 위치에 위치된다. 또한, 제2 오목 구조부(23)는 제2 플랜지(24)에 연결되는 상부 하우징(2) 내부에 위치될 수 있다. 이 구성에서, 하부 하우징(1)의 제1 오목 구조부(13) 및 상부 하우징(2)의 제2 오목 구조부(23)는 부착 및 접촉될 수 있다.
제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)가 모두 원호-형상일 때, 또한, 2개의 원호가 모두 반원형이고 2개의 원호가 동일한 반경을 가질 때, 제1 오목 구조부(13)는 제2 오목 구조부(23)에 더 긴밀하게 부착될 수 있고, 이에 의해 전체 배터리를 위치 설정을 추가로 강화시키고 용접 동안 전극 코어(3)의 스콜딩(scalding)을 효과적으로 방지한다.
제1 측벽(12)은 2개의 긴 측벽과 2개의 짧은 측벽을 포함할 수 있다. 제1 오목 구조부(13)는 긴 측벽들 상에 배열될 수 있거나, 짧은 측벽들 상에 배열될 수 있거나, 또는 제1 오목 구조부(13)는 긴 측벽들 및 짧은 측벽들 모두 상에 배열될 수 있다. 이는 본 개시내용에서 제한되지 않는다.
오목 구조부(제1 오목 구조부(13) 또는 제2 오목 구조부(23))는 배터리 하우징이 용접될 때 용접의 응력을 방지하기 위한 보강 리브로서 사용될 수 있어, 용접에 의해 발생되는 변형을 방지한다.
오목 구조부는 스탬핑 처리에 의해 형성될 수 있다. 제1 오목 구조부(13)는 제2 오목 구조부(23)에 대한 지지 및 위치 설정의 기능들을 가질 수 있다. 또한, 제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)는 모두 용접의 응력에 저항할 수 있어, 용접에 의해 발생되는 용접의 변형을 억제한다.
하우징이 비교적 얇을 때, 구조적 굽힘 섹션의 강도는 레이저(8)에 의한 용접 동안 발생되는 열 응력에 저항하기에 충분하지 않아서, 해당 섹션을 변형시킨다. 오목 구조부가 형성되는 프로세스에서, 강한 소성 변형이 오목부 근처에 발생되어, 경화 처리를 구현한다. 재료의 강도, 경도, 및 강성이 개선되며, 따라서 굽힘 모멘트에 저항하는 에너지가 상당히 개선되어, 제어된 오목 변형을 사용하여 실제 원하지 않는 용접 변형을 억제한다.
일 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 오목 구조부(13)의 깊이는 제1 오목 구조부(13)가 위치되는 측 표면과 하부 하우징(1)의 하단 부분(11) 사이에 형성되는 모따기부의 반경 이하이고, 및/또는 제2 오목 구조부(23)의 폭이 상기 모따기부의 반경 이하이다. 예를 들어, 제1 오목 구조부(13)가 위치되는 측 표면과 하부 하우징(1)의 하단 부분(11) 사이에 형성되는 모따기부(R)의 반경은 d이고, 제1 오목 구조부에 대해, c≤d이다. 제2 오목 구조부(23)에 대해, 제2 오목 구조부(23)의 폭은 d 이하이다. 제1 오목 구조부(13)의 깊이 및 제2 오목 구조부(23)의 폭은 d 이하가 되도록 설정되며, 따라서 오목 구조부는 배터리에서 많은 공간을 점유하지 않아, 배터리의 에너지 밀도를 효과적으로 개선시킨다.
제1 오목 구조부(13)의 길이(L)는 다음의 공식: L=L1-2e-p에 따라 결정되고, 여기서 L1은 전극 코어의 길이이고, 하부 하우징(1)의 4개의 제1 측벽들(12) 중 2개 사이의 교차부는 호 형상을 갖도록 설정되고, e는 호 형상의 반경이고, p는 경화 처리의 방사 거리이다. p는 가공력, 온도, 변형 속력 및 다른 인자들과 관련된다. 보강 리브로서의 제1 오목 구조부(13)의 길이는 더 크고, 경화 처리될 수 있는 영역은 비교적 더 크지만, R 각도는 긴 측면과 짧은 측면 사이에 형성된다. 보강 리브가 연장되는 경우, R 각도의 강도가 영향을 받는다. 따라서, 제1 오목 구조부(13)의 길이는 R 각도의 강도를 만족시키고 경화 처리 영역의 크기를 충족시키도록 설정될 필요가 있다. 일반적으로, p는 0.2 mm 내지 0.5 mm로 설정된다. 이러한 설정은 오목 구조부를 가능한 많이 용접 심에 근접시키기에 충분하여, 굽힘 모멘트에 저항하기에 충분한 능력을 발생시킨다. 제1 오목 구조부(13)가 스탬핑에 의해 형성될 때, 제1 오목 구조부(13)의 주변 영역이 소성 변형을 발생시켜, 제1 오목 구조부(13) 주위에 경화 처리의 방사 영역을 형성한다. 제1 오목 구조부(13)의 제1 단부와 제1 오목 구조부(13)의 길이 방향으로 상기 제1 단부에 근접한 경화 처리의 방사 영역의 일 단부 사이의 거리가 경화 처리의 방사 거리이다. 상기 제1 단부는 제1 오목 구조부(13)의 길이 방향으로의 제1 오목 구조부(13)의 임의의 단부일 수 있다.
제1 오목 구조부(13)의 구성은 용접에 의해 발생되는 응력에 저항할 수 있어, 하우징의 변형을 방지하고, 배터리를 조립하기 위한 위치 설정을 제공할 수 있어, 배터리의 용접 중에 광 노출이 전극 코어(3)를 스콜딩하는 것을 방지하고 용융된 슬래그가 공동 내부에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
상부 하우징(2) 및 하부 하우징(1)이 제1 오목 구조부(13) 및 제2 오목 구조부(23)에 의해 접촉된 이후, 하우징들을 연결시키기 위해 가압 변형 방식이 사용될 수 있다. 제2 오목 구조부(23)의 길이는 가압 형성을 위한 위치 설정 기준 라인을 제공하도록 구성되고, 따라서 가압 고정구가 배터리를 손상시키도록 하우징의 에지를 가압하지 않는다. 상부 하우징(2) 상의 제2 오목 구조부(23)는 보강 리브로서 사용되고, 제2 오목 구조부(23)의 호는 형성 동안 완충 효과를 가져서, 형성에 의해 발생되는 힘이 용융 에지를 당기지 않아, 용접의 변형을 예방하고 용접의 용융 에지를 보호한다.
상부 하우징(2) 및 하부 하우징(1)의 재료들은 금속일 수 있다. 예를 들어, 하부 하우징(1)의 재료는 강철 또는 합금이고, 상부 하우징(2)의 재료는 강철 또는 합금이다. 더 구체적으로, 하부 하우징(1) 및 상부 하우징(2)의 재료들은 스테인리스 강일 수 있거나, 알루미늄 합금, 니켈 합금, 크롬 합금 등일 수 있다. 하우징은 금속 재료로 이루어진다. 금속 하우징이 양호한 밀봉 성능을 갖고, 금속은 높은 강도를 가지며 쉽게 파손되지 않고, 금속의 크기 가공 허용오차가 작아서, 에너지 밀도를 개선하는 것을 용이하게 한다.
하우징의 상이한 두께들이 상이한 신장 능력(pulling capability)들을 가지며, 하우징의 적절한 두께는 배터리의 두께 및 용량에 따라 선택될 수 있다. 하우징의 두께는 패키징 요건들을 만족시킬 필요가 있고, 배터리의 체적을 감소시키고 배터리의 에너지 밀도에 영향을 주지 않도록, 가능한 한 과도하게 두껍지 않게 설정될 필요가 있다. 일 실시예에서, 하부 하우징(1)의 두께는 0.03 mm 내지 0.15 mm의 범위이고, 및/또는 상부 하우징(2)의 두께는 0.03 mm 내지 0.15 mm의 범위이다.
하우징의 상이한 두께들은 상이한 신장 능력들을 갖고, 더 두꺼운 재료는 굽힘 모멘트에 저항하는 더 강한 능력을 갖는다. 상부 하우징(2)의 두께는 하부 하우징(1)의 두께 이상이다. 이러한 구성은 상부 하우징(2)의 굽힘 모멘트에 저항하는 능력을 더 개선하고, 용접의 변형을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 이 실시예에서의 용접 방식은 레이저 용접일 수 있다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(24)의 용융물은 레이저(8)의 방출 각도 및 동축 가스(9)를 취입성형 각도를 통해 제2 오목 구조부(23) 내로만 유동한다.
일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 리벳(6), 주입 홀(5) 및 주입 홀 밀봉 네일(7)이 하부 하우징(1) 상에 배열된다. 주입 홀(5)은 주입 홀 밀봉 네일(7)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 즉, 주입 홀 밀봉 네일(7)은 주입 홀(5)을 밀봉하기 위해 사용된다.
일부 실시예에서, 방폭 밸브가 하우징 상에 배열되어, 배터리의 내부 압력이 임계치에 도달할 때, 방폭 밸브가 자동으로 켜지는 것을 보장하여, 배터리의 안전을 보장한다.
용융 전에, 제1 오목 구조부(13)와 제1 플랜지(14) 사이의 거리는 제2 오목 구조부(23)가 안쪽으로 리세스 형성되는 깊이와 동일하다. 이러한 방식으로, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(24)가 용융된 후, 용융물(4)은 하우징의 내부를 향해 리세스 형성되고, 전체 배터리의 체적에 영향을 미치지 않으며, 배터리의 에너지 밀도가 개선될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용융물(4)의 용융 에지의 높이는 상부 하우징(2)의 하우징 본체와 동일 평면 상에 있고, 용융물은 배터리의 공간을 점유하지 않아서, 배터리의 에너지 밀도를 더 개선시킨다.
본 개시내용의 일 실시예는 배터리를 제공한다. 배터리는 전술한 실시예의 전극 코어 및 배터리 하우징을 포함하고, 전극 코어는 배터리 하우징에 수용된다. 본 명세서에서의 배터리 하우징의 구조는 전술한 설명들을 참조할 수 있고, 세부 사항들은 여기서 다시 반복되지 않는다.
본 개시내용의 일 실시예는 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 전술한 실시예에서의 배터리를 포함한다. 여기서 배터리 내의 배터리 하우징은 전술한 설명을 참조하고, 여기서 다시 세부 사항을 반복하지 않는다.
용어 "제1" 및 "제2"는 단지 설명 목적들을 위해 사용되고, 상대적 중요성을 표시하거나 암시하거나 표시된 기술적 특징들의 양을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, "제1" 또는 "제2"에 의해 제한되는 특징은 그러한 특징 중 적어도 하나를 명시적으로 나타내거나 암시적으로 포함할 수 있다.
본 개시내용에서, 달리 명확히 명시되고 제한되지 않는 한, "장착된", "연결된", "연결" 및 "고정된"이라는 용어들은 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 연결은 고정 연결, 탈착 가능 연결, 또는 일체형 연결일 수 있거나; 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있거나; 중간 매체를 사용하는 것에 의한 직접 연결 또는 간접 연결일 수 있거나; 또는 달리 분명히 제한되지 않는 한, 2개의 요소 사이의 내부 통신 또는 2개의 요소 사이의 상호작용 관계일 수 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 특정 상황에 따라 본 출원에서의 전술한 용어의 특정 의미를 이해할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, "일 실시예", "일부 실시예", "일 예", "구체적인 예" 또는 "일부 예"와 같은 참조 용어의 설명은 실시예 또는 예를 참조하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들에 대한 예시적인 설명이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 설명된 특정 특징, 구조, 재료 또는 특성이 임의의 하나 이상의 실시예 또는 예에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 상이한 실시예들 또는 예들 및 상이한 실시예들 또는 예들의 특징들은 충돌이 발생하지 않는 한 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 합성되고 조합될 수 있다.
전술한 설명은 단지 본 개시내용의 바람직한 실시예들일 뿐이며, 본 개시내용을 제한하려는 의도는 아니다. 본 개시내용의 정신 및 원리 내에 이루어진 임의의 수정, 등가의 대체, 또는 개선은 본 개시내용의 보호 범위 내에 속할 것이다.

Claims (18)

  1. 배터리 하우징으로서,
    하부 하우징 - 상기 하부 하우징은 하단 부분 및 제1 측벽을 포함하고, 상기 제1 측벽은 상기 하단 부분을 따라 상향 연장되고, 상기 하단 부분 및 상기 제1 측벽은 공동을 둘러싸고, 상기 제1 측벽은 상기 하단 부분으로부터 먼쪽 측면 상에 제1 플랜지를 가짐 -; 및
    상부 하우징 - 상기 상부 하우징은 상기 하부 하우징 위에 위치되고, 상기 상부 하우징은 상단 부분 및 제2 플랜지를 포함하고, 제2 오목 구조부가 상기 제2 플랜지와 상기 상단 부분 사이의 연결부에 제공되고, 상기 제1 플랜지는 상기 제2 플랜지와 접촉하여, 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징이 용접될 때 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지가 용융된 후 획득되는 용융물이 상기 제2 오목 구조부 내로 유동할 수 있게 함 - 을 포함하는, 배터리 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측벽의 상부 부분이 상기 공동의 내부를 향해 리세스 형성된 제1 오목 구조부를 갖는, 배터리 하우징.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 오목 구조부는 상기 제2 오목 구조부를 지지하는, 배터리 하우징.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 하우징은 전극 코어를 수용하도록 구성되고, 상기 용융물의 높이가 상기 상단 부분을 초과하지 않는, 배터리 하우징.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 오목 구조부는 원호-형상인, 배터리 하우징.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 오목 구조부는 원호-형상이고, 상기 제1 오목 구조부는 깊이의 2배인 폭을 갖는, 배터리 하우징.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 오목 구조부의 깊이가 상기 제1 오목 구조부가 위치하는 측 표면과 상기 하부 하우징의 하단 부분 사이에 형성된 모따기부의 반경 이하이고 및/또는, 상기 제2 오목 구조부의 폭이 상기 모따기부의 반경 이하인, 배터리 하우징.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 오목 구조부의 길이(L)가 다음의 공식: L=L1-2e-p에 따라 결정되고, 여기서 L1은 상기 배터리 하우징에 수용되는 전극 코어의 길이이고, 상기 하부 하우징의 4개의 제1 측벽들 중 2개의 교차부가 호 형상을 갖도록 설정되고, e는 상기 호 형상의 반경이고, p는 경화 처리의 방사 거리인, 배터리 하우징.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 재료가 금속이고, 및/또는 상기 상부 하우징의 재료가 금속인, 배터리 하우징.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 두께가 0.03 mm 내지 0.15 mm의 범위이고, 및/또는 상기 상부 하우징의 두께가 0.03 mm 내지 0.15 mm의 범위인, 배터리 하우징.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 하우징의 두께가 상기 하부 하우징의 두께 이상인, 배터리 하우징.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    리벳, 주입 홀, 및 주입 홀 밀봉 네일이 상기 하부 하우징 상에 배열되고, 상기 주입 홀 밀봉 네일은 상기 주입 홀을 밀봉하도록 구성되는, 배터리 하우징.
  13. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    용융 전에, 상기 제1 오목 구조부와 상기 제1 플랜지 사이의 거리가 상기 제2 오목 구조부가 안쪽으로 리세스 형성되는 깊이와 동일한, 배터리 하우징.
  14. 제8항에 있어서,
    경화 처리의 방사 거리의 범위가 0.2 mm 내지 0.5 mm인, 배터리 하우징.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 오목 구조부 및 상기 제2 오목 구조부는 모두 반원형이고, 상기 제2 오목 구조부의 반경이 상기 제1 오목 구조부의 반경과 동일한, 배터리 하우징.
  16. 전극 코어 및 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 배터리 하우징을 포함하는 배터리로서,
    상기 전극 코어는 상기 배터리 하우징 내에 수용되는, 배터리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 오목 구조부는 내부에 용융물을 구비하는, 배터리.
  18. 제16항 또는 제17항에 따른 배터리를 포함하는 전자 디바이스.
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