KR20240013490A - 안전성이 강화된 배터리 블록 - Google Patents

Abstract

개시되는 발명은 배터리 블록에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 상면에 벤팅장치가 각각 구비되고, 전후면을 따라 일렬로 정렬된 복수의 배터리 셀;과, 상기 배터리 셀 사이에 배치된 제1 흡열 파우치; 및 상기 복수의 배터리 셀을 하나의 블록으로 모아서 지지하는 블록 케이스;를 포함하고, 상기 블록 케이스는, 상기 복수 개 배터리 셀의 양측면을 각각 지지하고, 내부에 제2 흡열 파우치가 구비된 제1 및 제2 측면 케이스를 포함한다.

Description

안전성이 강화된 배터리 블록{SAFETY ENHANCED BATTERY BLOCK}

본 발명은 복수의 배터리 셀이 집합된 배터리 블록의 안전성, 특히 열 폭주와 같은 과열, 화재, 폭발 등에 대한 안전성이 강화된 배터리 블록에 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 온도 상승이 전류의 증가를 야기하고, 전류의 증가가 또다시 온도 상승의 원인이 되는 정귀환의 연쇄반응이 일어나, 결국 열 폭주(Thermal Runaway)의 파국상태에 이르게 된다.

또한, 이차전지가 블록이나 모듈, 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.

한국공개특허 제2022-0029482호 (2022.03.08 공개)

본 발명은 배터리 셀에서 발생한 열 폭주에 의한 열 전파 현상이 주변의 다른 배터리 셀로 확산되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 배터리 블록을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배터리 블록을 구성하는 복수의 배터리 셀에 대해 균일하고 효과적인 냉각작용을 부여할 수 있는 배터리 블록을 제공하는 것에도 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 배터리 블록에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 상면에 벤팅장치가 각각 구비되고, 전후면을 따라 일렬로 정렬된 복수의 배터리 셀;과, 상기 배터리 셀 사이에 배치된 제1 흡열 파우치; 및 상기 복수의 배터리 셀을 하나의 블록으로 모아서 지지하는 블록 케이스;를 포함하고, 상기 블록 케이스는, 상기 복수 개 배터리 셀의 양측면을 각각 지지하고, 내부에 제2 흡열 파우치가 구비된 제1 및 제2 측면 케이스를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 블록 케이스는, 상기 복수 개 배터리 셀의 전후면을 각각 지지하고, 상기 제1 및 제2 측면 케이스와 결합하는 제1 및 제2 블록 고정 플레이트;와, 상기 제1 및 제2 블록 고정 플레이트의 외면을 지지하는 제1 및 제2 엔드 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 측면 케이스의 외면을 각각 지지하고, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트에 대해 결속하는 제1 및 제2 측면 고정 플레이트;를 포함한다.

상기 제1 및 제2 흡열 파우치는, 액체가 함침된 흡수재가 밀봉 수납되고, 상기 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 실시형태에 따라, 상기 제1 흡열 파우치의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부를 양측에서 결속하는 한 쌍의 테두리 프레임을 포함하는 파우치 카트리지를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 열융착 실링부 상에는 상대적으로 파열강도가 낮은 제1 취약부가 구비되고, 상기 테두리 프레임에는 상기 제1 취약부에 대응하는 영역에 벤팅 유도홀이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 파우치 카트리지에 의해 가려지지 않는 표면에 상대적으로 파열강도가 낮은 제2 취약부가 구비될 수 있으며, 예를 들어 상기 제2 취약부는 상기 벤팅 유도홀의 직하방에 위치할 수 있다.

그리고, 상기 제1 취약부 및 제2 취약부의 위치는 상기 벤팅장치의 위치에 대응할 수 있다.

실시형태에 따라, 상기 제1 흡열 파우치의 열융착 실링부 상에는 하나 이상의 가이드 홀이 구비되고, 상기 한 쌍의 테두리 프레임 중 적어도 어느 하나에는 상기 가이드 홀에 삽입되는 돌기가 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 흡열 파우치의 가이드 홀에 상기 테두리 프레임의 돌기가 삽입됨으로써 상기 제1 흡열 파우치와 테두리 프레임이 상호 정렬될 수 있다.

그리고, 상기 한 쌍의 테두리 프레임은 각각 후크를 구비하고, 서로 대응하는 후크가 체결됨으로써 한 쌍의 테두리 프레임이 결속되며, 상기 제1 흡열 파우치의 열융착 실링부 상에는 상기 후크에 대응하는 위치에 절개부가 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시형태에 따라서는, 상기 제1 및 제2 측면 케이스는, 상기 배터리 블록의 전면을 향하는 측면 상에 벤팅 홀을 구비할 수 있다.

그리고, 상기 제2 흡열 파우치는, 상기 제2 흡열 파우치의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부 상에 상대적으로 파열강도가 낮은 제3 취약부가 구비될 수 있다.

상기 제2 흡열 파우치의 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키고, 기체의 압력이 상기 제3 취약부의 파열강도를 초과하면 상기 제3 취약부가 파단되어 상기 기체가 상기 벤팅 홀을 통해 분출된다.

아울러, 본 발명의 배터리 블록은, 상기 복수 개 배터리 셀의 상면에 일렬로 정렬된 복수의 벤팅장치를 밀폐하도록 결합하고, 상기 배터리 블록의 전면을 향하는 방향으로 출구가 형성된 벤팅 덕트를 포함할 수 있다.

상기 벤팅 덕트는, 유동공간을 형성하는 덕트부와, 상기 벤팅장치를 밀봉하는 밀폐부를 포함하고, 상기 덕트부의 내면에는 단열부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 밀폐부와 상기 배터리 셀 사이에는 실링부재가 구비될 수 있다.

상기 제1 흡열 파우치 내부의 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키고, 기체의 압력이 상기 제1 취약부 또는 제2 취약부의 파열강도를 초과하면 상기 제1 취약부 또는 제2 취약부가 파단되어 상기 기체가 상기 벤팅 덕트를 향하여 분출된다.

그리고, 상기 복수 개 배터리 셀의 저면에는 열계면재(Thermal Interface Material, TIM)가 구비되는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 배터리 블록은, 배터리 셀에서 가장 면적이 넓은 전후면을 제1 흡열 파우치가 냉각을 하는 동시에 양측면도 함께 제2 흡열 파우치로 냉각하고 있으며, 이와 같이 일렬을 이루는 복수 배터리 셀의 전후좌우 면에 열용량(Thermal Mass)을 추가함으로써 배터리 셀의 이상 과열을 방지하고 나아가 열 폭주 발생을 억제함으로써 배터리 블록 및 배터리 팩의 안전성을 향상하게 된다.

또한, 배터리 블록에 포함된 어떤 배터리 셀에 열 폭주가 발생하더라도 밀폐된 벤팅 덕트를 통해서 제한된 경로로만 고온 가스와 입자가 배출되므로 배터리 팩에 의한 외부화재의 위험을 제어하는 것이 용이해진다.

아울러 제1 및 제2 흡열 파우치가 흡열과정에서 생산한 기체를 외부로 배출하면서 과열된 배터리 셀을 냉각하고 고온 가스 및 입자, 화염의 온도를 발화점 미만으로 낮춤으로써 더욱 효과적으로 화재와 폭발의 위험을 낮출 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 배터리 블록이 수납되는 배터리 팩에 대한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 배터리 블록에 대한 분해 사시도.
도 3은 배터리 셀 사이에 제1 흡열 파우치가 배치되는 일 실시형태를 도시한 도면.
도 4는 파우치 카트리지를 포함하는 제1 흡열 파우치를 도시한 도면.
도 5는 측면 케이스 안에 제2 흡열 파우치가 배치되는 일 실시형태를 도시한 도면.
도 6은 배터리 블록의 벤팅 덕트와 팩 케이스의 벤팅 튜브의 연결구조를 도시한 도면.
도 7은 도 2의 "A-A" 선을 따라 절개한 단면도.
도 8은 도 2의 "B-B" 선을 따라 절개한 단면도.
도 9는 벤팅 튜브의 단면을 도시한 도면.
도 10은 벤팅 홀을 구비하는 제1 측면 케이스를 도시한 도면.
도 11은 도 10의 제1 및 제2 측면 케이스가 배터리 블록에 결합한 구조를 도시한 도면.
도 12는 팩 케이스에 안착된 배터리 블록에 대한 측면도.

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 배터리 블록에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 상면에 벤팅장치가 각각 구비되고, 전후면을 따라 일렬로 정렬된 복수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀 사이에 배치된 제1 흡열 파우치, 그리고 상기 복수의 배터리 셀을 하나의 블록으로 모아서 지지하는 블록 케이스를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 배터리 블록에 있어서, 상기 블록 케이스는, 상기 복수 개 배터리 셀의 양측면을 각각 지지하고, 내부에 제2 흡열 파우치가 구비된 제1 및 제2 측면 케이스를 포함한다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 배터리 블록은, 배터리 셀에서 가장 면적이 넓은 전후면을 제1 흡열 파우치가 냉각을 하는 동시에 양측면도 함께 제2 흡열 파우치로 냉각하고 있으며, 이와 같이 일렬을 이루는 복수 배터리 셀의 전후좌우 면에 열용량(Thermal Mass)을 추가함으로써 배터리 셀의 이상 과열을 방지하고 나아가 열 폭주 발생을 억제함으로써 배터리 블록 및 배터리 팩의 안전성을 향상하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 블록의 구체적인 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 참고로, 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 배터리 블록(200)이 수납되는 배터리 팩(10)에 대한 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 배터리 블록(200)에 대한 분해 사시도, 그리고, 도 3은 배터리 셀(210) 사이에 제1 흡열 파우치(300)가 배치되는 일 실시형태를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 배터리 팩(10)은 팩 케이스(100)를 포함하고, 본 발명에 따른 배터리 블록(200)을 복수 개 수납한다. 도 2에는 팩 케이스(100)가 도시되어 있는데, 팩 케이스(100)는 센터 빔(110)과, 센터 빔(110)에 교차하는 크로스 빔(120)으로 구획되는 복수의 수납공간(102)을 구비한다. 도시된 팩 케이스(100)는, 좌우방향으로 연장된 크로스 빔(120)과, 크로스 빔(120)을 가로지르면서 전후방향으로 연장된 센터 빔(110)에 의해 총 4개의 수납공간(102)이 형성되어 있다. 그리고, 배터리 팩(10)의 내부는 팩 케이스(100)의 상면을 덮는 팩 커버(140)에 의해 밀봉된다.

여기서, 도시된 팩 케이스(100)는 하나의 예로서, 크로스 빔(120)과 센터 빔(110)의 개수를 늘려 4개를 초과하는 더 많은 개수의 수납공간(102)을 마련하는 것도 가능하다. 그리고, 크로스 빔(120)의 중앙은 센터 빔(110)에 의해 좌우로 분할되어 있는데, 크로스 빔(120)과 센터 빔(110)이 상호 결합하여 격자구조를 이룸으로써 팩 케이스(100)의 강성을 보강하게 된다.

팩 케이스(100)에 4개가 마련된 수납공간(102)에는 도 2의 배터리 블록(200)이 하나씩 수용되고, 각 배터리 블록(200)에는 10개의 배터리 셀(210)이 하나로 모여있다. 따라서, 예시된 배터리 팩(10)은 4개의 배터리 블록(200)이 수납되어 총 40개의 배터리 셀(210)이 하나의 팩을 구성하고 있다.

모든 배터리 블록(200)은 동일한 구성을 가지는데, 도 2를 참조하면, 각 배터리 셀(210)은 전지 케이스의 상면에 벤팅장치(212)가 구비되어 있으며, 복수의 배터리 셀(210)이 일렬로 정렬되어 묶여서 하나의 블록을 이룬다.

배터리 블록(200)은, 일렬로 정렬된 배터리 셀(210)의 양 측면에 결합하는 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)와, 전후면에 각각 결합하는 제1 및 제2 블록 고정 플레이트(224-1, 224-2)를 포함한다. 그리고, 배터리 블록(200)의 강성을 확보하기 위한 제1 및 제2 엔드 플레이트(226-1, 226-2)가 제1 및 제2 블록 고정 플레이트(224-1, 224-2)를 각각 덮고, 제1 및 제2 측면 고정 플레이트(228-1, 228-2)가 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)를 덮으면서 그 양단이 각각 제1 및 제2 엔드 플레이트(226-1, 226-2)에 고정된다. 여기서, 제1 및 제2 엔드 플레이트(226-1, 226-2)는 무게는 줄이면서 강성은 늘릴 수 있는 리브 구조를 포함할 수 있다.

여가서, 본 발명의 배터리 블록(200)은 배터리 셀(210) 사이에 제1 흡열 파우치(300)가 배치되어 있다. 제1 흡열 파우치(300)에는 액체가 함침된 흡수재(310)가 밀봉 수납되어 있으며, 흡수재(310)에 함침된 액체는 주변의 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으킨다. 따라서, 전후면을 따라 일렬로 정렬된 배터리 셀(210) 사이에 배치되는 제1 흡열 파우치(300)는 접촉한 배터리 셀(210)에서 발생하는 열을 흡수하며, 제1 흡열 파우치(300)가 열용량의 역할을 함으로써 배터리 셀(210)의 과열을 방지하게 된다.

도 3은 배터리 셀(210) 사이에 제1 흡열 파우치(300)가 배치되는 일 실시형태를 도시한 도면이며, 도 4는 파우치 카트리지(400)를 포함하는 제1 흡열 파우치(300)를 도시한 도면이다.

제1 흡열 파우치(300)는 그 내부의 액체가 배터리 셀(210)에서 발생하는 열을 흡수하는 역할을 하며, 제1 흡열 파우치(300) 내부의 액체는 흡열과정에서 그 온도가 비등점을 초과하면 기화되며, 액체에서 기체로의 상변화에 따른 부피 증가로 인해 제1 흡열 파우치(300)에는 내압이 작용하게 된다.

제1 흡열 파우치(300) 내부의 액체가 충분히 기화되어 내압이 기준을 초과하면 제1 흡열 파우치(300)는 파단되고, 파단된 제1 흡열 파우치(300)에서 분출되는 증기 역시 배터리 셀(210)을 냉각하는데 이용된다. 특히, 제1 흡열 파우치(300)의 파열 시점은, 배터리 셀(210)의 벤팅장치(212)가 파단되어 고온 가스 및/또는 입자가 분출될 때에 동기화되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 벤팅장치(212)에서 뿜어나오는 고온 가스와 입자가 제1 흡열 파우치(300)의 증기와 혼합되어 급격히 열을 잃도록 함으로써 열 전파 발생을 억제하고 외부 발화의 위험을 방지하는데 기여할 수 있다. 제1 흡열 파우치(300)가 파단되는 시점과 증기 배출의 방향을 제어할 수 있도록, 제1 흡열 파우치(300)는 내압이 기준치를 초과하면 우선적으로 파단되는 제1 취약부(330)를 구비한다.

제1 흡열 파우치(300)의 몸체(포장재)는 유연한 라미네이트 시트를 이용하여 제조될 수 있으며, 라미네이트 시트는 알루미늄 박막층, 알루미늄 박막층의 내측에 형성된 내부 수지층, 그리고 알루미늄 박막층의 외측에 형성된 외부 수지층을 포함하는 3층 이상의 구조일 수 있다. 예를 들어, 내부 수지층은 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있고, 외부 수지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 나일론일 수 있다.

제1 흡열 파우치(300)의 제1 취약부(330)는, 테두리를 형성하는 열융착 실링부(320)의 밀봉 강도를 국부적으로 낮춤으로써 액체의 기화에 따른 내압 증가에 의해 우선적으로 파단되도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 취약부(330)는 열융착 실링부(320)의 열융착 강도를 주변보다 낮추는 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 취약부(330)를 주변보다 두께를 얇게 만들거나 노치를 형성하여 강도를 낮추거나, 또는 내구성을 유지하는 알루미늄 박막층을 국부적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.

이와 같이 제1 흡열 파우치(300)에 제1 취약부(330)가 구비됨으로써, 어떤 배터리 셀(210)에 열 폭주 현상이 발생하여 과열될 경우 제1 흡열 파우치(300) 내의 흡수재(310)에 함침된 액체가 열을 흡수하여 기화되고, 기화된 가스의 내압이 설정된 압력을 초과, 즉 제1 취약부(330)의 파열강도를 초과하면 제1 취약부(330)가 파단되어 기체를 분출한다.

다만, 제1 흡열 파우치(300)는 포장재인 라미네이트 시트의 유연성으로 인해 그 형태를 정확히 동일하게 유지하는 것이 곤란하다는 단점이 있다. 이러한 제1 흡열 파우치(300)의 비정형성은 제1 흡열 파우치(300)를 배터리 셀(210) 사이마다 배치할 때의 수치 균일성에 부정적인 영향을 미친다. 본 발명의 제1 실시형태는, 유연한 제1 흡열 파우치(300)의 사이즈와 형태를 정형화할 수 있는 파우치 카트리지(400)를 더 포함할 수 있다. 도 4는 파우치 카트리지(400)를 포함하는 제1 흡열 파우치(300)를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 파우치 카트리지(400)는 제1 흡열 파우치(300)의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부(320)를 양측에서 결속하는 한 쌍의 테두리 프레임(410)을 포함한다. 테두리 프레임(410)은 알루미늄 등의 금속이나 폴리카보네이트 등의 합성수지로 제조될 수 있으며, 파우치 카트리지(400)는 충분한 강도를 지니고 있어 그 형태가 양호하게 유지된다.

이와 같이, 구조체인 테두리 프레임(410)이 제1 흡열 파우치(300)의 테두리를 고정함에 따라 제1 흡열 파우치(300)의 전체적인 형태와 사이즈는 상당히 균일하게 정형화된다. 따라서, 파우치 카트리지(400)가 장착된 제1 흡열 파우치(300)는 배터리 셀(210) 사이사이마다 정확한 위치와 크기로 배치되는 것이 보장되고, 이는 곧 복수의 배터리 셀(210)과 제1 흡열 파우치(300)를 내장하는 배터리 블록(200)을 구성할 때 제조상의 공차나 편차를 관리하는 것이 용이해짐을 의미한다.

그리고, 제1 흡열 파우치(300)의 열융착 실링부(320) 상에 제1 취약부(330)가 구비된 것에 대응하여, 테두리 프레임(410)에는 제1 취약부(330)에 대응하는 영역에 벤팅 유도홀(420)이 구비된다. 벤팅 유도홀(420)은 테두리 프레임(410)의 내면과 외부를 연통시키며, 이에 따라 파단된 제1 취약부(330)에서 분출하는 기체는 벤팅 유도홀(420)을 통해 외부로 분사된다. 즉, 제1 흡열 파우치(300)에서 나온 기체는 벤팅 유도홀(420)에 의해 정해진 방향으로 유도 분출된다.

특히 배터리 셀(210) 사이에 제1 흡열 파우치(300)가 배치되는 본 발명에 있어서, 벤팅 유도홀(420)은 배터리 셀(210)의 벤팅장치(212)에 인접 배치되는 것이 바람직할 것이다. 배터리 셀(210)의 구조 붕괴를 막기 위해 파단된 벤팅장치(212)에서는 고온 가스와 입자가 다량으로 분출되는바, 제1 취약부(330) 및 벤팅 유도홀(420)의 위치가 벤팅장치(212)에 대응하도록 배치하는 것이 발화 억제에 효과적일 것이다.

아울러 제1 흡열 파우치(300)는 파우치 카트리지(400)에 의해 가려지지 않는 표면에 제2 취약부(340)를 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 제2 취약부(340)는 벤팅 유도홀(420)의 직하방에 위치하여 제1 취약부(330)의 유도 벤팅에 대응하는 방향으로 함께 기체를 분출할 수 있다. 참고로, 제2 취약부(340)는 제1 취약부(330)와 동일한 방식으로 만들어질 수 있다.

제2 취약부(340)는 추가적인 기체 출구를 제공하는 것으로서, 예컨대 제1 취약부(330) 및 벤팅 유도홀(420)을 통한 기체의 분출이 불충분할 때의 추가 출구를 제공하거나, 또는 제1 흡열 파우치(300)의 내압이 상정된 수준을 초과하여 상승할 때의 안전 출구로서 마련될 수 있다. 이런 점에서, 제1 취약부(330)가 먼저 파단된 이후에 제2 취약부(340)가 파단되도록, 제2 취약부(340)의 파열강도를 제1 취약부(330)의 파열강도보다 높게 설계할 수 있을 것이다.

그리고, 도 4를 다시 참조하면, 제1 흡열 파우치(300)의 열융착 실링부(320) 상에는 하나 이상의 가이드 홀(322)이 구비되고, 한 쌍의 테두리 프레임(410) 중 적어도 어느 하나에는 가이드 홀(322)에 삽입되는 돌기(430)가 구비되어 있다.

이에 따라, 제1 흡열 파우치(300)와 파우치 카트리지(400)를 상호 결합할 때, 제1 흡열 파우치(300)의 가이드 홀(322)에 테두리 프레임(410)의 돌기(430)가 삽입됨으로써 제1 흡열 파우치(300)와 테두리 프레임(410)이 정확하게 상호 정렬된다. 또한, 테두리 프레임(410)의 돌기(430)가 제1 흡열 파우치(300)의 가이드 홀(322)을 관통함으로써 제1 흡열 파우치(300)의 고정상태가 향상된다. 즉, 제1 흡열 파우치(300)에 직접 외력이 작용하더라도 돌기(430)가 열융착 실링부(320)를 관통하여 지지하므로, 열융착 실링부(320)의 파단강도 이내의 외력에 대해서는 제1 흡열 파우치(300)가 테두리 프레임(410)로부터 분리되지 않게 된다.

그리고, 한 쌍의 테두리 프레임(410)은 각각 후크(440)를 구비하고 있으며, 한 쌍의 후크(440)는 갈고리 형태의 돌출단부가 탄성적으로 변형하면서 서로 체결되는 구조를 이루고 있다. 따라서, 제1 흡열 파우치(300)를 사이에 두고 서로 마주보는 한 쌍의 테두리 프레임(410)을 소정의 힘으로 압박하면, 대응하는 후크(440)가 서로 맞물리면서 한 쌍의 테두리 프레임(410)이 결속된다.

이러한 실시형태는 한 쌍의 테두리 프레임(410)을 결합하기 위해 열융착이나 접착을 하지 않고도 후크(440) 결합을 통해 원터칙 방식으로 파우치 카트리지(400)를 제작할 수 있다. 다만, 후크(440) 구조를 적용하는 경우에도 테두리 프레임(410)의 더욱 견고한 결합을 위해 열융착이나 접착을 병용하는 것도 가능함은 물론이다.

그리고, 제1 흡열 파우치(300)의 열융착 실링부(320) 상에는 테두리 프레임(410)의 후크(440)에 대응하는 위치에 절개부(324)가 형성되어 있다. 절개부(324)는 한 쌍의 후크(440)가 서로 접근하여 맞물릴 수 있는 공간을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 배터리 블록(200)은 복수의 배터리 셀(210)을 하나의 블록으로 모아서 지지하는 블록 케이스(220)를 포함하며, 블록 케이스(220)는 복수 개 배터리 셀(210)의 양측면을 각각 지지하고 그 내부에 제2 흡열 파우치(302)가 구비된 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)를 포함한다. 도 5는 제1 측면 케이스(222-1) 안에 제2 흡열 파우치(302)가 배치되는 일 실시형태를 도시한 도면이다.

도 5와 같이, 제2 흡열 파우치(302)는 제1 측면 케이스(222-1) 안에 내장되어 있으며, 도시되지 않은 제2 측면 케이스(222-2)도 동일하다. 도 2를 보면, 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)는 복수 배터리 셀(210) 전체의 양측면에 접촉하고 있다. 제2 흡열 파우치(302)도, 제1 흡열 파우치(300)와 동일하게, 액체가 함침된 흡수재(310)가 밀봉 수납되어 있으며, 흡수재(310)에 함침된 액체는 접촉하고 있는 배터리 셀(210)의 측면을 통해 열을 흡수하여 과열을 억제하는 열용량의 역할을 한다.

이와 같이, 본 발명의 배터리 블록(200)은 복수 배터리 셀(210)의 전후좌우 면에 배치된 제1 및 제2 흡열 파우치(300, 302)가 열용량을 증대함으로써 배터리 셀(210)의 이상 과열을 방지하고 나아가 열 폭주 발생을 억제함으로써 배터리 블록(200) 및 배터리 팩(10)의 안전성을 향상시킨다.

한편, 본 발명의 제1 실시형태에서, 제1 및 제2 흡열 파우치(300, 302)에 내장되는 흡수재(310)는 고흡수성 매트릭스, 예를 들어 고흡수성 폴리머(Super Absorbent Polymer, SAP) 또는 고흡수성 섬유(Super Absorbent Fiber, SAF)를 포함하는 흡수재(310)일 수 있다. 고흡수성 매트릭스는 다공질 또는 섬유질로 모세관 현상을 발현함으로써 다량의 액체를 흡수하는 것이 가능하며, 고흡수성 섬유는 고흡수성 수지를 가공하여 부직포와 같은 섬유의 형태로 제조할 수 있다.

본 발명에서 고흡수성 수지 및 이로부터 제조되는 고흡수성 섬유의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 유체, 특히 물에 대한 흡수 능력이 뛰어난 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 본 발명에서는 고흡수성 수지의 예로서, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 폴리아크릴산염 그래프트 중합체, 전분, 가교된 카르복시메틸화 셀룰로오스, 아크릴산 공중합체, 가수분해된 전분-아크릴니트릴 그래프트 공중합체, 전분-아크릴산 그래프트 공중합체, 비누화 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 가수분해된 아크릴로니트릴 공중합체, 가수분해된 아크릴아미드 공중합체, 에틸렌-말레산 무수물 공중합체, 이소부틸렌-말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐술폰산, 폴리비닐포스폰산, 폴리비닐인산, 폴리비닐황산, 술폰화 폴리스티렌, 폴리비닐아민, 폴리디알킬아미노알킬(메타)아크릴아미드, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민, 폴리알릴구아니딘, 폴리디메틸디알릴암모늄 히드록시드, 4차화 폴리스티렌 유도체, 구아니딘-변성 폴리스티렌, 4차화 폴리(메타)아크릴아미드, 폴리비닐구아니딘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있고, 바람직하게는 가교화된 폴리아크릴산 염, 가교화된 폴리아크릴산 및 가교화된 아크릴산 중공합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 고흡수성 수지로 사용되는 아크릴산 공중합체의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 아크릴산 단량체와 말레산, 이타콘산, 아크릴아미드, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 2-(메타)아크릴로일에탄술폰산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 및 스티렌술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체일 수 있다.

본 발명에서 고흡수성 수지는 물에 대한 흡수량이 10 g/g 내지 500 g/g, 바람직하게는 50 g/g 내지 200 g/g일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 고흡수성 수지 1 g당 물 10 g 내지 500 g, 바람직하게는 50 g 내지 200 g을 흡수할 수 있다.

본 발명에서 고흡수성 수지의 물에 대한 흡수량이 많을수록 냉각 효과의 지속 시간을 향상시킬 수 있으나, 500 g/g을 초과하면 고흡수성 수지의 유동성이 증가하여 형태를 유지하기 어려워 효과적인 냉각을 발휘할 수 없고, 10 g/g 미만이면 냉각 효과의 지속 시간이 너무 짧아 비효율적일 수 있다.

그리고, 본 발명의 제1 실시형태에서, 흡수재(310)에 함침된 액체는 물인 것이 바람직할 수 있다. 물은 쉽게 구할 수 있는 액체 중에서 비열과 잠열이 가장 큰 물질에 해당한다. 따라서, 흡수재(310)에 수용된 물은 상온에서 시작하여 기체로 상변화하는 전체 과정에서 다량의 열을 흡수하므로, 본 발명의 제1 및 제2 흡열 파우치(300, 302)에 적용하기에 적합하다.

또한, 흡수재(310)에 함침된 물에는 소화기능을 강화할 수 있는 첨가제가 혼합될 수 있다. 예를 들어, 물에 혼합된 첨가제는 물의 표면장력을 낮추는 물질이거나, 또는 소화약제일 수 있다. 물의 표면장력을 낮추는 물질로는 습윤제나 계면활성제를 예로 들 수 있으며, 물의 표면장력이 낮아지면 물의 침투효과가 상승함으로써 가열전극이나 발화입자 등의 점화원에 대한 소화효과가 강화된다.

소화약제는 그 자체가 소화기능을 발휘하는 약제를 통칭하는 것으로서, 현재 상용화된 각종 분말 소화약재나 액체 소화액재 등이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상품명 F-500 EA(제조사 HAZARD CONTROL TECHNOLOGIES, INC.)의 소화약제가 물에 첨가될 수 있다.

[제2 실시형태]

본 발명의 배터리 블록(200)에 대한 제2 실시형태에 대해서는, 배터리 블록(200)에 부가될 수 있는 추가적인 구성을 중심으로 설명한다.

도 2를 다시 참조하면, 배터리 블록(200)은 상면에 일렬로 정렬된 복수의 벤팅장치(212)를 밀폐하도록 결합하는 벤팅 덕트(500)를 포함하고 있다. 벤팅 덕트(500)는, 과열된 배터리 셀(210)의 내부 압력에 의해 파열된 벤팅장치(212)를 통해 분출되는 고온 가스 및/또는 입자가 주변으로 확산되지 않고 정해진 방향으로만 유동하도록 유도하는 통로 역할을 한다.

도 6은 배터리 블록(200)의 벤팅 덕트(500)와 팩 케이스(100)의 벤팅 튜브(600)의 연결구(610)조를 도시한 도면인데, 벤팅 튜브(600)는 센터 빔(110)의 상방에 배치되어 있으며, 배터리 블록(200)은 벤팅 덕트(500)의 출구(530)가 벤팅 덕트(500)를 향하는 방향으로 하여 팩 케이스(100)의 수납공간(102) 안에 안착된다. 여기서, 배터리 블록(200)에 있어서 벤팅 덕트(500)의 출구(530)가 배치되는 면을 전면으로 정의한다면, 배터리 블록(200)은 그 전면이 벤팅 튜브(600)를 향하도록 하여 팩 케이스(100) 내에 배치되는 것이다.

유도 벤팅을 위해 배터리 블록(200)의 상면 케이스로서 마련된 벤팅 덕트(500)의 출구(530)는 벤팅 튜브(600)의 연결구(610)에 접속된다. 도면으로 예시된 배터리 팩(10)에서, 4개의 배터리 블록(200)은 하나의 벤팅 튜브(600)를 공유하고 있으며, 어떤 배터리 블록(200)에서 열 폭주가 발생하더라도 모든 가스와 입자는 벤팅 튜브(600)를 통해 정해진 지점에서만 외부로 배출된다.

도 7은 도 2의 "A-A" 선을 따라 절개한 단면으로서, 흡열 파우치의 제1 취약부(330) 및 제2 취약부(340)의 상방은 벤팅 덕트(500)에 대해 밀폐되어 있다. 이에 따라, 제1 흡열 파우치(300)의 제1 취약부(330) 및/또는 제2 취약부(340)가 파단되어 내부의 기체가 벤팅 덕트(500)를 향하여 분출되면, 분출된 기체의 대부분은 밀폐된 벤팅 덕트(500) 안에서 유동하여 최종적으로는 벤팅 덕트(500)의 출구(530)로 배출된다.

그리고, 도 8은 도 2의 "B-B" 선을 따라 절개한 단면도이다. 도시된 실시형태에서, 벤팅 덕트(500)는, 유동공간을 형성하는 덕트부(510)와, 덕트부(510)에 대해 벤팅장치(212)를 밀봉하는 밀폐부(520)를 포함하고 있다. 즉, 덕트부(510)는 증기나 고온 가스 등의 기체, 고온 입자 등이 유동하는 공간을 이루고 있으며, 덕트부(510)에서 양측면 쪽으로 연장된 밀폐부(520)가 배터리 셀(210)의 상면에 밀착되어 덕트부(510)를 밀폐하고 있다. 밀폐성을 향상하기 위해, 밀폐부(520)와 배터리 셀(210) 사이에는 실리콘 패드와 같은 실링부재(522)가 구비될 수 있다.

또한, 도 8에 나타난 것처럼, 제1 흡열 파우치(300)의 제1 및 제2 취약부(330, 340)의 좌우 위치는 벤팅장치(212)의 위치에 대응하고 있으며, 열 폭주시의 고온에 의해 벤팅 덕트(500)가 손상되거나 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 덕트부(510)의 내면에는 운모판과 같은 단열부재(512)가 구비될 수 있다.

한편, 도 9는 벤팅 튜브(600)의 단면을 도시한 도면으로서, 벤팅 튜브(600) 내부에는 매쉬 구조체(640)가 구비되어 있다.

매쉬 구조체(640)는 다수의 작은 구멍을 가진 금속재질의 구조체를 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 매쉬 구조체(640)가 필터링과 소염(消焰) 기능을 발휘한다.

열 폭주에 의한 내압 상승에 의해 파단된 벤팅장치(212)에서는 고온의 가스와 입자가 분출된다. 매쉬 구조체(640)의 필터링 기능은 고온 입자에 작용하며, 매쉬 구조체(640)에 의해 직경이 큰 고온 입자가 걸러진다. 특히, 특정 사이즈를 초과하는 고온 입자는 외부 화재의 점화원으로 작용하기에, 매쉬 구조체(640)에 의한 필터링을 통해 외부 발화의 원인을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 매쉬 구조체(640)는 연소되는 기체 혼합물에서 발생하는 열을 흡수하여 발산함으로써 주변의 기체가 자연 발화온도에 오르지 않도록 연소온도를 낮추어 주는 역할을 한다. 이것은 고온의 기체가 매쉬 구조체(640)를 통과하면서 금속재질의 다공 구조에 열을 빼앗기기 때문이다. 따라서, 배터리 셀(210)의 열폭주에 의해 발생한 화염은 벤팅 튜브(600) 안의 매쉬 구조체(640)를 통과하면서는 더 이상 화염이 유지하지 못할 만큼의 열량을 빼앗기게 되고, 이로써 열 전파 현상이나 외부 화재가 억제된다.

매쉬 구조체(640)는 열에 강한 금속재질, 예를 들어 내열성 스테인리스스틸로 만들어 질 수 있다. 내열 스테인리스스틸은 X10CrAlSi7, X10CrAl13, X10CrAl18 및 X18CrN28과 같은 페라이트계 스테인리스스틸 합금이나, X15CrNiSi20-12, X15CrNiSi25-20, X15CrNiSi25-21 및 X12CrNiTi18-10과 같은 오스테나이트계 스테인리스스틸 합금, 또는 NiCr15Fe, NiCr23Fe, NiCr22Mo9Nb, NiCr21Mo 및 NiCr28FeSiCe와 같은 니켈-크롬 스테인리스스틸 합금일 수 있다.

한편, 도 10은 벤팅 홀(223)을 구비하는 제1 측면 케이스(222-1)를 도시한 도면으로서, 제2 흡열 파우치(302)를 내장하는 제1 측면 케이스(222-1)는 배터리 블록(200)의 전면을 향하는 측면 상에 벤팅 홀(223)을 구비하고 있다. 물론, 도 10에 나타나 있지 않은 제2 측면 케이스(222-2) 역시 전면 측에 벤팅 홀(223)을 구비하고 있다.

그리고, 제1 흡열 파우치(300)와 유사하게, 제2 흡열 파우치(302)의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부(320) 상에 상대적으로 파열강도가 낮은 제3 취약부(350)가 구비되어 있다. 이에 따라, 제2 흡열 파우치(302)의 흡수재(310)에 함침된 액체가 배터리 셀(210)의 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키고, 기체의 압력이 제3 취약부(350)의 파열강도를 초과하면 파단되면 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)의 벤팅 홀(223)을 통해 기체가 분출된다.

도 11은 도 10의 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)가 배터리 블록(200)에 결합한 구조를 도시한 도면이다. 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2)에 각각 구비된 벤팅 홀(223)은 배터리 블록(200)의 전면을 향하고 있다. 그리고, 배터리 블록(200)의 상면에 배치된 벤팅 덕트(500)의 출구(530)는 벤팅 튜브(600)의 연결구(610)에 접속하며, 모든 배터리 블록(200)은 하나의 벤팅 튜브(600)를 공유하고 있다. 걸국, 배터리 팩(10) 내의 어떤 과열된 배터리 셀(210)에서 토출되는 고온 가스 및 입자라도 최종적으로는 벤팅 튜브(600)의 출구(630)라는 단일한 통로를 거쳐서 외부로 배출된다.

따라서, 어느 배터리 블록(200)의 벤팅 홀(223)은 대향 배치된 다른 배터리 블록(200)의 전면을 향하고 있으며, 제1 및 제2 측면 케이스(222-1, 222-2) 안의 제2 흡열 파우치(302)가 파단되어 벤팅 홀(223)을 통해 기체가 분출되면, 이 분출된 기체는 대향하는 다른 배터리 블록(200)을 향하게 된다. 이러한 제2 흡열 파우치(302)의 기체 분출은 대향하는 배터리 블록(200)의 냉각을 촉진하고, 이를 통해 팩 케이스(100) 내부에서 화염과 화재가 확산되는 사태가 억제된다.

도 12는 팩 케이스(100)에 안착된 배터리 블록(200)에 대한 측면도이다. 도 12를 보면, 센터 빔(110)은 팩 케이스(100)의 강도를 보강하기 위하여 팩 케이스(100)의 바닥면에 접합되어 있다. 배터리 블록(200)의 제1 및 제2 엔드 플레이트(226-1, 226-2)에는 브래킷(227)이 돌출 형성되어 있으며, 이 브래킷(227)을 통해 배터리 블록(200)을 팩 케이스(100) 상에 견고하게 고정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 블록(200)의 전면에 배치되는 제1 엔드 플레이트(226-1)에 돌출 형성된 브래킷(227)이 센터 빔(110)의 상면에 접촉함으로써 배터리 블록(200)을 지지할 수 있다. 또한, 브래킷(227)과 센터 빔(110) 사이를 체결함으로써 배터리 블록(200)을 더욱 견고하게 고정하는 것도 가능하다.

여기서, 센터 빔(110) 상방에 이격되어 떠 있는 벤팅 튜브(600)는 양단이 팩 케이스(100)에 접합되고, 벤팅 덕트(500)와 측면 일부분이 연결된 구조이기 때문에, 팩 케이스(100)의 바닥에 접합되어 있는 센터 빔(110)에 비해 상대적으로 하중에 약한 구조라 할 수 있다. 이를 보완하기 위해, 도 12를 참조하면, 배터리 블록(200)의 제1 엔드 플레이트(226-1) 상부에 벤팅 튜브(600)의 측면 단차(620)가 접촉 지지됨으로써 벤팅 튜브(600)의 하중 지지구조를 강화하고 있다.

이처럼 벤팅 튜브(600)의 지지구조가 개선되면, 급작스러운 벤팅장치(212)의 파단에 의해 벤팅 튜브(600) 안에서 강한 압력 파동이 발생하더라도 배터리 블록(200)과의 연결이 느슨해지는 등의 문제가 방지된다.

그리고, 배터리 블록(200)을 이루는 복수 개 배터리 셀(210)의 저면에는 열계면재(230)(Thermal Interface Material, TIM)가 구비될 수 있다. 열계면재(230)는 배터리 셀(210)의 저면에 대한 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 충분한 열전도율을 지닌 소재로서, 팩 케이스(100)의 바닥에 마련된 히트 싱크와의 열전도성을 강화한다. 배터리 블록(200)은, 제1 및 제2 흡열 파우치(300, 302)에 의한 전후좌후 면의 열용량을 증대하는 것과 더불어, 열계면재(230)에 의해 그 저면을 통해 배터리 셀(210)을 냉각함으로써 배터리 셀(210)의 열 관리를 더욱 효율적으로 달성할 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: 배터리 팩 100: 팩 케이스
102: 수납공간 110: 센터 빔
120: 크로스 빔 140: 팩 커버
200: 배터리 블록 210: 배터리 셀
212: 벤팅장치 220: 블록 케이스
222-1: 제1 측면 케이스 222-2: 제2 측면 케이스
223: 벤팅 홀 224-1: 제1 블록 고정 플레이트
224-2: 제2 블록 고정 플레이트 226-1: 제1 엔드 플레이트
226-2: 제2 엔드 플레이트 227: 브래킷
228-1: 제1 측면 고정 플레이트 228-2: 제2 측면 고정 플레이트
230: 열계면재 300: 제1 흡열 파우치
302: 제2 흡열 파우치 310: 흡수재
320: 열융착 실링부 322: 가이드 홀
324: 절개부 330: 제1 취약부
340: 제2 취약부 350: 제3 취약부
400: 파우치 카트리지 410: 테두리 프레임
420: 벤팅 유도홀 430: 돌기
440: 후크 500: 벤팅 덕트
510: 덕트부 512: 단열부재
520: 밀폐부 522: 실링부재
530: 벤팅 덕트 출구 600: 벤팅 튜브
610: 연결구 620: 측면 단차
630: 벤팅 튜브 출구 640: 매쉬 구조체

Claims (19)

1. 상면에 벤팅장치가 각각 구비되고, 전후면을 따라 일렬로 정렬된 복수의 배터리 셀;
   상기 배터리 셀 사이에 배치된 제1 흡열 파우치; 및
   상기 복수의 배터리 셀을 하나의 블록으로 모아서 지지하는 블록 케이스;
   를 포함하고,
   상기 블록 케이스는,
   상기 복수 개 배터리 셀의 양측면을 각각 지지하고, 내부에 제2 흡열 파우치가 구비된 제1 및 제2 측면 케이스를 포함하는, 배터리 블록.
2. 제1항에 있어서,
   상기 블록 케이스는,
   상기 복수 개 배터리 셀의 전후면을 각각 지지하고, 상기 제1 및 제2 측면 케이스와 결합하는 제1 및 제2 블록 고정 플레이트;
   상기 제1 및 제2 블록 고정 플레이트의 외면을 지지하는 제1 및 제2 엔드 플레이트; 및
   상기 제1 및 제2 측면 케이스의 외면을 각각 지지하고, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트에 대해 결속하는 제1 및 제2 측면 고정 플레이트;
   를 더 포함하는 배터리 블록.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 흡열 파우치는,
   액체가 함침된 흡수재가 밀봉 수납되고,
   상기 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 흡열 파우치는,
   상기 제1 흡열 파우치의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부를 양측에서 결속하는 한 쌍의 테두리 프레임을 포함하는 파우치 카트리지를 더 포함하는 배터리 블록.
5. 제4항에 있어서,
   상기 열융착 실링부 상에는 상대적으로 파열강도가 낮은 제1 취약부가 구비되고,
   상기 테두리 프레임에는 상기 제1 취약부에 대응하는 영역에 벤팅 유도홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 흡열 파우치는,
   상기 파우치 카트리지에 의해 가려지지 않는 표면에 상대적으로 파열강도가 낮은 제2 취약부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 취약부는 상기 벤팅 유도홀의 직하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 취약부 및 제2 취약부의 위치는 상기 벤팅장치의 위치에 대응하는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
9. 제4항에 있어서,
   상기 제1 흡열 파우치의 열융착 실링부 상에는 하나 이상의 가이드 홀이 구비되고,
   상기 한 쌍의 테두리 프레임 중 적어도 어느 하나에는 상기 가이드 홀에 삽입되는 돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 흡열 파우치의 가이드 홀에 상기 테두리 프레임의 돌기가 삽입됨으로써 상기 제1 흡열 파우치와 테두리 프레임이 상호 정렬되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
11. 제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 테두리 프레임은 각각 후크를 구비하고, 서로 대응하는 후크가 체결됨으로써 한 쌍의 테두리 프레임이 결속되며,
    상기 제1 흡열 파우치의 열융착 실링부 상에는 상기 후크에 대응하는 위치에 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
12. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측면 케이스는,
    상기 배터리 블록의 전면을 향하는 측면 상에 벤팅 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 흡열 파우치는,
    상기 제2 흡열 파우치의 테두리를 따라 형성된 열융착 실링부 상에 상대적으로 파열강도가 낮은 제3 취약부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 흡열 파우치의 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키고,
    기체의 압력이 상기 제3 취약부의 파열강도를 초과하면 상기 제3 취약부가 파단되어 상기 기체가 상기 벤팅 홀을 통해 분출되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
15. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개 배터리 셀의 상면에 일렬로 정렬된 복수의 벤팅장치를 밀폐하도록 결합하고, 상기 배터리 블록의 전면을 향하는 방향으로 출구가 형성된 벤팅 덕트를 포함하는 배터리 블록.
16. 제15항에 있어서,
    상기 벤팅 덕트는,
    유동공간을 형성하는 덕트부와, 상기 벤팅장치를 밀봉하는 밀폐부를 포함하고,
    상기 덕트부의 내면에는 단열부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
17. 제16항에 있어서,
    상기 밀폐부와 상기 배터리 셀 사이에는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 흡열 파우치 내부의 흡수재에 함침된 액체는 열을 흡수하여 기체로 상 변화를 일으키고,
    기체의 압력이 상기 제1 취약부 또는 제2 취약부의 파열강도를 초과하면 상기 제1 취약부 또는 제2 취약부가 파단되어 상기 기체가 상기 벤팅 덕트를 향하여 분출되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
19. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개 배터리 셀의 저면에는 열계면재(Thermal Interface Material, TIM)가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 블록.
    

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