KR20240011646A - 배터리, 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차 - Google Patents

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박상진
김지환
우재영
이관희
이병구
이준수
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Abstract

본 발명은 전극 조립체와 비딩부 사이에 보호 부재가 적용된 구조를 갖는 배터리를 개시한다. 발명의 일 측면에 따른 배터리는, 전극 조립체; 일측에 개방부를 형성하여 상기 개방부를 통해 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 개방부 측에서외주면 둘레를 압입하여 형성되는 비딩부를 포함하는 배터리 하우징; 상기 개방부를 커버하는 탑 캡; 및 상기 비딩부와 상기 전극 조립체 사이에 개재되는 제1 보호 부재;를 포함한다.

Description

배터리, 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차{Battery cell, battery pack and vehicle comprising the same}
본 발명은 전극 조립체와 비딩부 사이에 보호 부재가 적용된 구조를 갖는 배터리, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 배터리는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 배터리는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 장점 또한 갖기 때문에 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 배터리의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리를 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리를 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 배터리 팩에 포함되는 배터리의 개수 및 전기적 연결 형태는 요구되는 출력 전압 및/또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
최근 배터리의 팩의 고에너지 밀도 구현과 코스트 절감을 위해 셀 사이즈가 증가되는 방향으로 개발이 진행되고 있다.
에너지 밀도 향상을 위해서는 용량을 최대한 상승시키기 위해 전극 조립체 사이즈를 최대한 키워야 한다. 이를 위해 배터리 하우징 두께를 최대한 얇게 함으로써 내부 공간 극대화가 필요하다.
하지만 배터리 하우징 두께를 너무 얇게 하면 배터리 하우징 내구성 측면에서 불리하여 얇아진 부위에서 배터리 하우징 파단이 일어나거나 찢어지는 현상이 발생할 수 있다.
특히 배터리 하우징의 개방부 측에서 전극 조립체의 이탈 방지 등의 위해 배터리 하우징 둘레를 압입하여 형성되는 비딩부는 한번 변형이 일어난 곳이기 때문에 더 취약할 수 있다. 또한, 압입에 따른 배터리 하우징의 연신에 의해 배터리 하우징의 비딩부 형성 부위 중 일부는 주변과 비교하여 두께가 더 얇아질 수도 있다.
이러한 비딩부는, 배터리 내부에서 열적 이벤트(thermal event)가 발생하는 경우, 화염 및/또는 가스에 의해 파손되거나 핀 홀이 생기는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 내부의 화염 및/또는 가스로부터 비딩부를 보호할 필요가 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 구조적으로 취약할 수 있는 비딩부를 내부의 화염 및/또는 가스로부터 보호하여 비딩부의 변형 및 손상을 방지하는 것을 일 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 내부에서 화염이 발생하는 경우, 비딩부에 핀 홀의 형성을 막아 구조적 붕괴를 방지하는 것을 일 목적으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 내부에서 화염이 발생하는 경우, 전극 조립체 중심부의 화염 및 가스 배출 통로는 막지 않으면서 비딩부를 보호하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리는, 전극 조립체; 일측에 개방부를 형성하여 상기 개방부를 통해 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 개방부 측에서외주면 둘레를 압입하여 형성되는 비딩부를 포함하는 배터리 하우징; 상기 개방부를 커버하는 탑 캡; 및 상기 비딩부와 상기 전극 조립체 사이에 개재되는 제1 보호 부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 내열성을 갖는 소재를 포함할 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 외경이 상기 배터리 하우징의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 중심 홀을 구비할 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 상기 비딩부가 압입된 깊이에 대응되는 폭을 가질 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 상기 배터리 하우징의 원주 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 제1 보호 부재는, 상기 중심 홀의 지름이 상기 비딩부가 형성된 영역에서의 상기 배터리 하우징의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 개방부 측에서 상기 전극 조립체와 전기적으로 결합하는 제1 결합부; 상기 배터리 하우징과 전기적으로 결합하는 하우징 결합부를 포함하는 제1 집전체를 포함할 수 있다.
상기 제1 결합부는, 상기 전극 조립체의 일면 상에서 상기 제1 보호 부재와 접할 수 있다.
상기 제1 집전체는, 상기 제1 보호 부재와 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 본 발명에 따른 배터리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 보호 부재는 비딩부를 보호할 수 있다. 구조적으로 취약할 수 있는 비딩부를 배터리 내부의 화염 및/또는 가스로부터 보호하여 비딩부의 변형 및 손상을 막을 수 있다. 배터리 내부에서 화염이 발생하는 경우, 내열성을 가진 제1 보호 부재는 비딩부에 핀 홀이 형성되는 것을 막아 구조적 붕괴를 방지할 수 있다. 또한, 대략 도넛 형태의 제1 보호 부재를 통하여 전극 조립체 중심부의 화염 및 가스 배출 통로는 막지 않으면서 비딩부를 보호할 수 있다. 궁극적으로 배터리의 안정성이 크게 향상될 수 있다.
본 발명에 다른 측면에 따르면, 제2 보호 부재가 보호하는 비딩부의 부위는 권취축을 향하여 가장 깊게 압입된 부위로 연신에 의하여 두께가 가장 얇은 부분에 해당한다. 따라서 제2 보호 부재는 비딩부를 더욱 효과적으로 보호할 수 있다. 배터리 내부에서 화염이 발생하는 경우, 내열성을 가진 제2 보호 부재는 비딩부의 가장 내측면에 핀 홀이 형성되는 것을 막아 구조적 붕괴를 방지할 수 있다. 또한, 제2 보호 부재는 가스 및/또는 화염의 이동 경로를 가이드할 수 있다. 제1 보호 부재에 의하여 1차적으로 이동 방향이 제한된 가스 및/또는 화염은 제2 보호 부재를 통하여 탑 캡으로 향할 수 있다. 따라서 후술한 탑 캡의 벤트부로 가스 및/또는 화염이 효과적으로 배출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리에 포함되는 전극을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리에 포함되는 전극 조립체의 적층체를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리에 포함되는 제1 보호 부재를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 내부에서의 가스 및 화염의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리에 포함되는 제1 보호 부재를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리에 포함되는 제1 집전체와 제1 보호 부재를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리에 포함되는 제1 집전체, 제1 보호 부재 및 제2 보호 부재를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 배터리 팩을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 자동차를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다. 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자 명하다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 전극(110,120)을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 전극 조립체(100)의 적층체(100')를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)의 단면을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 제1 보호 부재(400)를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리(10)는 전극 조립체(100), 배터리 하우징(200), 탑 캡(300), 제1 보호 부재(400)를 포함할 수 있다.
전극 조립체(100)는 제1 전극(110), 제2 전극(120) 및 분리막(130)을 포함하는 적층체(100')가 권취축을 중심으로 권취되어 형성될 수 있다.
권취 방향을 따라 활물질층이 코팅되어 있지 않은 제1 무지부(111)를 포함하는 제1 전극(110), 권취 방향을 따라 활물질층이 코팅되어 있지 않은 제2 무지부(121)를 포함하는 제2 전극(120) 및 이들 사이에 개재된 분리막(130)을 포함하는 적층체(100')가 공통의 권취 축을 중심으로 권취됨으로써 코어 및 외주면을 형성할 수 있다.
제1 전극(110)은 제1 전극판 및 제1 전극판의 적어도 일 면 상에 제1 전극 활물질이 도포되어 형성되는 제1 전극 활물질 층(112)을 포함할 수 있다. 제2 전극(120)은 제2 전극판 및 제2 전극판의 적어도 일 면 상에 제2 전극 활물질이 도포되어 형성되는 제2 활물질 층(122)을 포함할 수 있다. 제1 전극(110)은 전극판에 양극 활물질 또는 음극 활물질이 도포되지 않은 제1 무지부(111)를 포함할 수 있다. 제 2 전극(120)은 전극판에 양극 활물질 또는 음극 활물질이 도포되지 않은 제2 무지부(121)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 무지부(111)는 전극 조립체(100)의 상단에 구비될 수 있고, 제2 무지부(121)는 전극 조립체(100)의 하단에 구비될 수 있다. 제1 무지부(111)의 적어도 일부는 제1 전극 탭으로서 기능할 수 있고, 제2 무지부(121)의 적어도 일부는 제2 전극 탭으로서 기능할 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서 전극 탭은 무지부의 적어도 일부인 경우로 한정되는 것은 아니다. 즉, 전극 탭이 별도로 구비되어 무지부에 결합될 수도 있다.
배터리 하우징(200)은 일측에 개방부를 형성할 수 있다. 배터리 하우징(200)은 개방부를 통해 전극 조립체(100)를 수용할 수 있다. 배터리 하우징(200)은 제1 전극의 극성을 가질 수 있다. 배터리 하우징(200)은 도전성을 갖는 금속 재질일 수 있다. 배터리 하우징(200)은 개방부를 통해 전해액도 함께 수용할 수 있다.
배터리 하우징(200)은 비딩부(210)를 포함할 수 있다. 비딩부(210)는 개방부에 인접한 단부에 형성되며 내측을 향해 압입될 수 있다. 비딩부(210)는 배터리 하우징(200)의 외주면 둘레가 소정의 깊이로 압입된 형태를 갖질 수 있다. 비딩부(210)는, 전극 조립체(100)의 상부에 형성될 수 있다. 비딩부(210)는 전극 조립체(100)가 높이 방향으로 움직이지 않도록하는 역할을 할 수 있다.
탑 캡(300)은 개방부를 커버하도록 구성될 수 있다. 탑 캡(300)은 극성을 갖지 않도록 구성될 수 있다. 탑 캡(300)은 도전성을 갖는 금속 재질일 수 있다.
제1 보호 부재(400)는 비딩부(210)와 전극 조립체(100) 사이에 개재될 수 있다. 제1 보호 부재(400)는 외경이 배터리 하우징(200)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 보호 부재(400)는 배터리 하우징(200)의 내측에 끼워질 수 있다. 제1 보호 부재(400)는 전극 조립체(100)의 일면에서 비딩부(210)에 대응되는 영역 중 적어도 일부의 영역과 비딩부 사이에 개재될 수 있다.
제1 보호 부재(400)는 중심 홀을 구비할 수 있다. 제1 보호 부재(400)의 중심 홀의 지름은 비딩부(210)가 형성된 영역에서의 배터리 하우징(200)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 보호 부재(400)는 비딩부(210)가 압입된 깊이에 대응되는 폭을 가질 수 있다. 즉, 중심 홀의 지름은 배터리(10) 제1 보호 부재(400)의 외경에서 배터리 하우징(200)의 비딩부(210)가 압입된 만큼의 길이의 두 배를 뺀 길이와 대략 같을 수 있다. 제1 보호 부재(400)는 대략 도넛 형태일 수 있다. 다만, 본 발명에 있어서 제1 보호 부재(400)의 폭이 비딩부(210)가 압입된 깊이보다 더 큰 경우를 배제하는 것은 아니다. 제1 보호 부재(400)는 배터리 하우징(200)의 원주 방향을 따라 연장될 수 있다.
제1 보호 부재(400)는 내열성을 갖는 소재를 포함할 수 있다.
비딩부(210)는 압입에 의해 변형이 일어난 곳이기 때문에 변형에 취약하고, 압입에 의하여 비딩부(210)의 형성 부위에서는 배터리 하우징(200)의 연신이 일어나므로, 주변과 비교하여 배터리 하우징(200)의 두께가 주변보다 더 얇을 수 있다. 이러한 비딩부(210)는 배터리(10) 내부에서 열적 이벤트(thermal event)가 발생하는 경우 화염 및/또는 가스에 의해 파손되거나 핀 홀이 생기는 문제점이 있었다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)의 내부에서의 가스 및 화염의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 이러한 구조를 살펴보면, 제1 보호 부재(400)는 비딩부(210)를 보호할 수 있다. 구조적으로 취약할 수 있는 비딩부(210)를 배터리(10) 내부의 화염 및/또는 가스로부터 보호하여 비딩부(210)의 변형 및 손상을 막을 수 있다. 배터리(10) 내부에서 화염이 발생하는 경우, 내열성을 가진 제1 보호 부재(400)는 비딩부(210)에 핀 홀이 형성되는 것을 막아 구조적 붕괴를 방지할 수 있다. 또한, 대략 도넛 형태의 제1 보호 부재(400)를 통하여 전극 조립체(100) 중심부의 화염 및 가스 배출 통로는 막지 않으면서 비딩부(210)를 보호할 수 있다. 궁극적으로 배터리(10)의 안정성이 크게 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(10)를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 제1 보호 부재(400)를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리(10)는 제2 보호 부재(410)를 포함할 수 있다.
제2 보호 부재(410)는 권취축에서 가장 가까운 비딩부(210)의 내측면을 따라 형성될 수 있다. 제2 보호 부재(410)는 배터리(10)의 높이 방향으로 비딩부(210)의 높이와 실질적으로 동일한 높이만큼 연장될 수 있다. 제2 보호 부재(410)는 배터리 하우징(200)의 원주 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 보호 부재(410)는 비딩부(210)가 형성된 영역에서의 배터리 하우징(200)의 내경과 대략 동일한 지름을 가질 수 있다. 제2 보호 부재(410)는 비딩부(210)에서 권취축을 향하여 가장 깊게 압입된 부분에 끼워질 수 있다.
제2 보호 부재(410)는 내열성을 가질 수 있다.
제2 보호 부재(410)는 제1 보호 부재(400)와 연결될 수 있다. 제2 보호 부재(410)는 제1 보호 부재(400)와 일체로 형성될 수도 있다. 제2 보호 부재(410)와 제1 보호 부재(400)가 연결되는 부분은 비딩부(210)의 곡률에 실질적으로 대응되는 곡률을 가질 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제2 보호 부재(410)가 보호하는 비딩부(210)의 부위는 권취축을 향하여 가장 깊게 압입된 부위로 연신에 의하여 두께가 가장 얇은 부분에 해당한다. 따라서 제2 보호 부재(410)는 비딩부(210)를 더욱 효과적으로 보호할 수 있다. 배터리(10) 내부에서 화염이 발생하는 경우, 내열성을 가진 제2 보호 부재(410)는 비딩부(210)의 가장 내측면에 핀 홀이 형성되는 것을 막아 구조적 붕괴를 방지할 수 있다. 또한, 제2 보호 부재(410)는 가스 및/또는 화염의 이동 경로를 가이드할 수 있다. 제1 보호 부재(400)에 의하여 1차적으로 이동 방향이 제한된 가스 및/또는 화염은 제2 보호 부재(410)를 통하여 탑 캡(300)으로 향할 수 있다. 따라서 후술할 탑 캡(300)의 벤트부(310)로 가스 및/또는 화염이 효과적으로 배출될 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 배터리(10)는 배터리 하우징(200)의 크림핑부(220) 및/또는 탑 캡(300)의 벤트부(310) 및/또는 단자(700) 및/또는 제1 집전체(500) 및/또는 제2 집전체(600) 및/또는 인슐레이터(800) 및/또는 제1 가스켓(G1) 및/또는 제2 가스켓(G2)을 포함할 수 있다.
배터리 하우징(200)은 크림핑부(220)를 구비할 수 있다. 크림핑부(220)는 비딩부(210)의 상부에 형성될 수 있다. 크림핑부(220)는 탑 캡(300)의 가장자리 영역을 감싸도록 연장 및 밴딩(bending)된 형태를 가질 수 있다. 이러한 크림핑부(220)의 형상에 의해 탑 캡(300)은 비딩부(210) 상에 고정될 수 있다.
탑 캡(300)은 주변 영역와 비교하여 취약하게 구성되는 벤트부(310)를 구비 할 수 있다. 벤트부(310)는 주변 영역과 비교하여 더 얇은 두께를 가질 수 있다. 벤트부(310)는 탑 캡(300)의 어느 일 면 상에 또는 양면 상에 노칭(notching)을 하여 부분적으로 탑 캡(300)의 두께를 감소시킴으로써 형성될 수 있다.
단자(700)는 개방부의 반대편에 위치할 수 있다. 단자(700)는 개방부의 반대편에 위치하는 폐쇄부를 통해 배터리 하우징(200)의 외부로 노출될 수 있다. 단자(700)는 제2 전극의 극성을 가질 수 있다. 단자(700)는 배터리 하우징(200)의 하면의 대략 중심부를 관통할 수 있다.
제1 집전체(500)는 전극 조립체(100) 및 탑 캡(300)의 사이에 위치할 수 있다. 제1 집전체(500)는 전극 조립체(100)와 전기적으로 결합되는 제1 결합부(510)를 구비할 수 있다. 제1 집전체(500)는 배터리 하우징(200)의 내측 면에서 배터리 하우징(200)과 전기적으로 결합되는 하우징 결합부(520)를 구비할 수 있다. 제1 집전체(500)는 제1 전극의 극성을 가질 수 있다.
제2 집전체(600)는 전극 조립체(100)와 단자(700)의 사이에 위치할 수 있다. 제2 집전체(600)는 전극 조립체(100)와 전기적으로 결합되는 제2 결합부를 구비할 수 있다. 제2 집전체(600)는 단자(700)가 배터리 하우징(200) 내부로 삽입되어 대략 평탄한 면을 구비하는 부분과 전기적으로 결합되는 단자(700) 결합부를 구비할 수 있다. 제2 집전체(600)는 제2 전극의 극성을 가질 수 있다.
인슐레이터(800)는 폐쇄부 측에서 배터리 하우징(200)과 전극 조립체(100) 간의 절연을 위하여 전극 조립체(100) 상에 위치할 수 있다. 인슐레이터(800)는 배터리 하우징(200)의 폐쇄부와 전극 조립체(100) 사이 또는 배터리 하우징(200)의 폐쇄부와 제2 집전체(600) 사이에 개재될 수 있다. 인슐레이터(800)는 예를 들어 절연성을 갖는 수지 재질을 포함할 수 있다. 인슐레이터(800)는 단자(700)가 제2 집전체(600)와 전기적으로 연결될 수 있도록 대략 중심에 홀을 구비할 수 있다.
제1 가스켓(G1)은 탑 캡(300)과 배터리 하우징(200)의 사이에 구비될 수 있다. 제1 가스켓(G1)은 탑 캡(300)과 배터리 하우징(200)이 서로 접촉하는 것을 방지한다.
제2 가스켓(G2)은 단자(700)와 배터리 하우징(200) 사이에 구비될 수 있다. 제2 가스켓(G2)은 단자(700)와 배터리 하우징(200)이 서로 접촉하는 것을 방지한다.
제1 가스켓(G1) 및 제2 가스켓(G2)은 절연성 및 탄성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 제1 집전체(500)와 제1 보호 부재(400)를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 보호 부재(400)는 전극 조립체(100)의 일면 상에서 제1 결합부(510)와 접할 수 있다. 제1 보호 부재(400)와 제1 집전체(500)는 일체로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같은 배터리(10)의 구조에 따르면 제1 전극(110), 제1 집전체(500), 제1 보호 부재(400) 및 배터리 하우징(200)은 같은 극성을 가지므로 전기적으로 연결되어도 이상이 없기 때문이다. 따라서 제1 집전체(500)와 제1 보호 부재(400)가 일체로 형성되어 생산 및 조립 공정이 용이해질 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리(10)에 포함되는 제1 집전체(500), 제1 보호 부재(400) 및 제2 보호 부재(410)를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 제2 보호 부재(410)에는 하우징 결합부(520)에 대응되는 부분에 홈이 구비될 수 있다. 하우징 결합부(520)는 전극 조립체(100)로부터 비딩부(210)의 상부까지 연장되므로 높이 방향으로 움직임이 용이해야 한다. 따라서 제2 보호 부재(410)에 하우징 결합부(520)에 대응되는 부분에 대략 직사각형 형태의 홈을 형성하여 하우징 결합부(520)의 높이 방향 움직임을 용이하게 할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 배터리 팩(5)을 나타낸 도면이다
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(5)은 배터리(10)포함할 수 있다. 배터리 팩(5)은 배터리(10) 이외의 다른 다양한 구성요소 이를 테면 BMS나 버스바, 팩 케이스, 릴레이, 전류 센서 등과 같은 본 발명의 출원 시점에 공지된 배터리 팩(5)의 구성요소 등을 더 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 자동차(3)를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차(3)는 배터리 팩(5)을 포함할 수 있다. 자동차(3)는 하이브리드 자동차(3)나 전기 자동차(3)일 수 있다. 본 발명에 따른 자동차(3)는 이러한 배터리 팩(5) 이외에 자동차(3)에 포함되는 다른 다양한 구성요소 등을 더 포함할 후 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 자동차(3)는 본 발명에 따른 배터리 팩(5) 이외에 차체나 모터, ECU(electronic control unit) 등의 제어 장치 등을 더 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
3 자동차
5 배터리 팩
10 배터리
100 전극 조립체
100' 적층체
110 제1 전극
111 제1 활물질 코팅층
112 제1 무지부
120 제2 전극
121 제2 활물질 코팅층
122 제2 무지부
130 분리막
200 배터리 하우징
210 비딩부
220 크림핑부
300 탑 캡
310 벤팅부
400 제1 보호 부재
410 제2 보호 부재
500 제1 집전체
510 제1 결합부
520 하우징 결합부
600 제2 집전체
700 단자
800 인슐레이터
G1 제1 가스켓
G2 제2 가스켓

Claims (12)

  1. 전극 조립체;
    일측에 개방부를 형성하여 상기 개방부를 통해 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 개방부 측에서외주면 둘레를 압입하여 형성되는 비딩부를 포함하는 배터리 하우징;
    상기 개방부를 커버하는 탑 캡; 및
    상기 비딩부와 상기 전극 조립체 사이에 개재되는 제1 보호 부재를 포함하는 배터리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    내열성을 갖는 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    외경이 상기 배터리 하우징의 내경과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    중심 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    상기 비딩부가 압입된 깊이에 대응되는 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    상기 배터리 하우징의 원주 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 보호 부재는,
    상기 중심 홀의 지름이 상기 비딩부가 형성된 영역에서의 상기 배터리 하우징의 내경과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 개방부 측에서 상기 전극 조립체와 전기적으로 결합하는 제1 결합부; 상기 배터리 하우징과 전기적으로 결합하는 하우징 결합부를 포함하는 제1 집전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 결합부는,
    상기 전극 조립체의 일면 상에서 상기 제1 보호 부재와 접하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 집전체는,
    상기 제1 보호 부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11 항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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