KR20240063985A - 배터리 유닛, 배터리 모듈, 및 차량 - Google Patents

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완쑹 위안
신웨 왕
핑안 돤
아이펑 원
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

배터리 유닛, 배터리 모듈, 및 차량. 배터리 유닛은 하우징(20), 극 코어(10), 제1 극(41) 및 제2 극(42)을 포함한다. 캐비티(21)가 하우징 내에 한정된다. 극 코어는 캐비티 내에 배열된다. 극 코어는 제1 탭(11) 및 제2 탭(12)을 포함한다. 제1 탭(11) 및 제2 탭(12) 중 하나는 양의 탭이고, 제1 탭 및 제2 탭 중 다른 것은 음의 탭이다. 양의 탭은 하우징(20)에 전기적으로 연결된다. 극 코어로부터 떨어진 제1 탭 및/또는 제2 탭의 단부는 간격을 두고 분배된 복수의 연결부를 각각 포함한다. 제1 극(41)은 제1 탭(11)에 전기적으로 연결된다. 제2 극(42)은 제2 탭(12)에 전기적으로 연결된다.

Description

배터리 유닛, 배터리 모듈, 및 차량
관련 출원 참조
본 개시내용은 2021년 12월 21일자로 출원되고 발명의 명칭이 "BATTERY UNIT, BATTERY MODULE, AND VEHICLE"인 중국 특허 출원 제202123237116.1호에 대한 우선권을 주장한다. 위에 참조된 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 원용된다.
분야
본 개시내용은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 배터리 유닛, 배터리 유닛이 적용되는 배터리 모듈, 및 배터리 모듈을 포함하는 차량에 관한 것이다.
배터리는 일반적으로 알루미늄 쉘 및 알루미늄 쉘 내부에 설치된 배터리 코어를 포함한다. 알루미늄 쉘은 전형적으로 통전되지 않는다. 배터리 내부에서 반응이 발생함에 따라, 리튬은 반응 동안 알루미늄 쉘과 반응하고, 리튬 이온들은 알루미늄 쉘에 침투되어 알루미늄-리튬 합금을 형성하고, 이는 알루미늄 쉘을 부식시키고, 배터리의 유효 수명에 영향을 미친다.
또한, 관련 기술에서, 양극 탭 및 음극 탭은 각각 일반적으로 일체형 구조로서 설계되고, 양극 탭 및 음극 탭은 서로 대향하는 2개의 단축을 따라 각각 배열되고, 전류가 관련 기술에서의 양의 커버판으로부터 전체 알루미늄 쉘을 통해 전극 단자 커버판으로 전도되고, 이 경우, 직류 저항은 알루미늄 쉘의 저항을 포함한다. 또한, 양극 탭과 음극 탭의 임피던스도 크다.
본 개시내용의 목적에 따르면, 배터리 유닛이 제공되고, 배터리 유닛은 하우징 - 하우징 내에 챔버가 한정됨 - ; 전극 코어 - 전극 코어는 챔버 내에 배열되고, 전극 코어는 제1 전극 탭 및 제2 전극 탭을 포함하고, 제1 전극 탭 및 제2 전극 탭 중 하나는 양극 탭이고, 제1 전극 탭 및 제2 전극 탭 중 다른 하나는 음극 탭이고, 양극 탭은 하우징에 물리적으로 및 전기적으로 연결되고, 전극 코어로부터 떨어진 제1 전극 탭의 단부 및/또는 제2 전극 탭의 단부의 각각은 이격된 다수의 연결 피스를 포함함 - ; 제1 전극 단자 - 제1 전극 단자는 제1 전극 탭에 전기적으로 연결됨 - ; 및 제2 전극 단자 - 제2 전극 단자는 제2 전극 탭에 전기적으로 연결됨 - 를 포함한다.
본 개시내용의 실시예에서, 전극 코어는 장축 및 단축을 갖고, 제1 전극 탭은 장축 또는 단축을 따라 배열되고, 제2 전극 탭은 장축 또는 단축을 따라 배열된다.
본 개시내용의 실시예에서, 전극 코어는 서로 대향하는 2개의 장축들 및 서로 대향하는 2개의 단축들을 갖고, 제1 전극 탭은 장축들 중 하나를 따라 배열되고, 제2 전극 탭은 다른 장축을 따라 배열되고, 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자 중 하나는 양극 단자이고, 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자 중 다른 하나는 음극 단자이고, 양극 단자 및 음극 단자 양자 모두는 단축들 중 하나를 따라 배열된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 유닛은 양의 인출 시트를 더 포함한다. 양의 인출 시트는 양극 탭 및 양극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 양극 탭은 개구 홈을 갖는 구부러진 부재이고, 배터리 유닛은 제1 절연 측판을 더 포함한다. 제1 절연 측판은 개구 홈 내에 배열되고, 따라서 양극 탭의 적어도 일부가 제1 절연 측판과 양의 인출 시트 사이에 위치된다.
본 개시내용의 실시예에서, 제1 절연 측판은 접착층을 통해 전극 코어에 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 유닛은 알루미늄 커버판을 더 포함한다. 알루미늄 커버판은 전극 단자 커버판 상에 배열되고 하우징에 전기적으로 연결되고, 양의 인출 시트의 단부는 알루미늄 커버판에 연결되고, 알루미늄 커버판은 양극 단자에 전기적으로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 유닛은 알루미늄 커버판을 더 포함한다. 알루미늄 커버판은 전극 단자 커버판 상에 배열되고 하우징에 전기적으로 연결되고, 양의 인출 시트의 단부는 알루미늄 커버판에 연결되고, 알루미늄 커버판은 양극 단자에 전기적으로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 양의 인출 시트는 장축의 방향으로 연장된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 유닛은 음의 인출 시트를 더 포함한다. 음의 인출 시트는 음극 탭 및 음극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 음극 탭은 개구 홈을 갖는 구부러진 부재이고, 배터리 유닛은 제2 절연 측판 - 제2 절연 측판은 개구 홈 내에 배열되고, 따라서 음극 탭의 적어도 일부가 제2 절연 측판과 음의 인출 시트 사이에 위치됨 - ; 및 제3 절연 측판 - 제3 절연 측판은 단축들 중 하나를 따라 배열되고 음의 인출 시트와 전극 코어 사이에 위치되고, 따라서 음의 인출 시트가 전극 코어로부터 절연됨 - 을 더 포함한다.
본 개시내용의 실시예에서, 음의 인출 시트는 제1 시트 본체 - 제1 시트 본체는 장축의 방향으로 연장되고 음극 탭에 연결됨 - ; 및 제2 시트 본체 - 제2 시트 본체는 단축의 방향으로 연장되고, 제2 시트 본체는 제1 시트 본체, 제3 절연 측판 및 음극 단자에 개별적으로 연결됨 - 를 포함한다.
본 개시내용의 실시예에서, 다수의 연결 피스는 장축의 연장 방향으로 이격된다.
본 개시내용의 실시예에서, 다수의 연결 피스는 직렬로 연결된다.
본 개시내용의 실시예에서, 배터리 유닛은 방폭 밸브 커버판을 더 포함한다. 방폭 밸브 커버판은 단축을 따라 배열되고, 방폭 밸브 커버판 및 전극 단자 커버판은 장축의 양측에 위치된다.
본 개시내용의 실시예에서, 장축의 크기는 단축의 크기보다 더 크다.
본 개시내용의 다른 목적에 따르면, 배터리 모듈이 제공되고 상기 실시예들 중 어느 하나에서의 배터리 유닛을 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 목적에 따르면, 차량이 제공되고, 전술한 실시예들 중 어느 하나에서의 배터리 모듈을 포함한다.
본 개시내용의 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조하여 본 개시내용의 예시적인 실시예들의 다음의 상세한 설명들로부터 명백해진다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들을 예시하고, 그것의 설명과 함께, 본 개시내용의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리의 구조의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리의 분해도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 전극 코어의 부분 구조의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 전극 코어의 제1 전극 탭과 양의 인출 시트 사이의 연결의 개략도이다.
참조 번호들:
배터리 유닛 100;
전극 코어 10;
제1 전극 탭 11; 제1 연결 피스 111; 제1 개구 홈 112;
제2 전극 탭 12; 제2 연결 피스 121; 제2 개구 홈 122;
하우징 20; 챔버 21; 하부 피스 22; 상부 커버 23;
제1 절연 측판 30;
전극 단자 커버판 40;
제1 전극 단자 41; 제2 전극 단자 42; 알루미늄 커버판 43;
방폭 밸브 커버판 50;
제2 절연 측판 60;
양의 인출 시트 70;
제3 절연 측판 80;
음의 인출 시트 90; 제1 시트 본체 91; 및 제2 시트 본체 92.
본 개시내용의 다양한 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 이제 상세히 설명된다. 이러한 실시예들에서 설명되는 컴포넌트들 및 단계들의 상대적 배열들, 수치 표현들, 및 값들은 달리 명시되지 않는 한 본 개시내용의 범위에 대한 제한으로서 해석되지 않는다는 점에 유의해야 한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명들은 단지 예시적이며, 본 개시내용 및 그 적용 또는 사용을 제한하도록 의도되지 않는다.
해당 분야의 통상의 기술자에게 공지된 기술들, 방법들, 및 디바이스들은 상세히 논의되지 않을 수 있지만, 기술들, 방법들, 및 디바이스들은 적절한 경우에 명세서의 일부로서 고려될 것이다.
본원에서 예시되고 논의된 모든 예들에서, 임의의 특정 값은 제한이 아니라 단지 예로서 해석되어야 한다. 따라서, 예시적인 실시예들의 다른 예들은 상이한 값들을 가질 수 있다.
이하의 첨부 도면들에서 유사한 참조 번호들 및 문자들이 유사한 항목들을 나타내고, 따라서, 항목이 첨부 도면들 중 하나에 정의되면, 항목이 후속하는 첨부 도면들에서 추가로 논의될 필요가 없다는 점에 유의해야 한다.
본 개시내용의 목적은 배터리의 하우징이 부식되기 쉽고 배터리의 임피던스가 큰 관련 기술에서의 문제들을 해결하기 위해, 배터리 유닛의 새로운 기술적 해결책을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 다른 목적은 전술한 배터리 유닛을 포함하는 배터리 모듈의 새로운 기술적 해결책을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 또 다른 목적은 전술한 배터리 모듈을 포함하는 차량의 새로운 기술적 해결책을 제공하는 것이다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 양극 탭은 하우징에 전기적으로 연결되고, 따라서 하우징은 통전되어 하우징이 부식되는 것이 방지된다. 제1 전극 탭 및/또는 제2 전극 탭은 다수의 연결 피스를 포함하고, 따라서 전류 경로가 최적화될 수 있고, 전극 코어의 직류 저항이 감소될 수 있다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 개시내용의 실시예들에 따른 배터리 유닛(100)을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 유닛(100)은 하우징(20), 전극 코어(10), 제1 전극 단자(41) 및 제2 전극 단자(42)를 포함한다.
구체적으로, 하우징(20) 내에 챔버(21)가 한정되고, 챔버(21) 내에 전극 코어(10)가 배열되고, 전극 코어(10)는 적어도 하나의 제1 전극 탭(11) 및 적어도 하나의 제2 전극 탭(12)을 포함하고, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(12) 중 하나는 양극 탭이고, 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(12) 중 다른 하나는 음극 탭이고, 양극 탭은 하우징(20)에 전기적으로 연결되고, 전극 코어(10)로부터 떨어진 제1 전극 탭(11)의 단부 및/또는 제2 전극 탭(12)의 단부의 각각은 이격된 다수의 연결 피스를 포함한다. 제1 전극 단자(41)는 제1 전극 탭(11)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극 단자(42)는 제2 전극 탭(12)에 전기적으로 연결된다.
다시 말해, 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 유닛(100)은 주로 하우징(20), 전극 코어(10), 제1 전극 단자(41), 및 제2 전극 단자(42)를 포함한다. 챔버(21)는 하우징(20) 내에 형성되고, 챔버(21)는 수용 기능을 갖는다. 전극 코어(10)는 챔버(21) 내에 설치된다. 전극 코어(10)는 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(12)을 갖는다. 제1 전극 탭(11)의 극성은 제2 전극 탭(12)의 극성과 반대이다. 제1 전극 탭(11)이 양극 탭일 때, 제2 전극 탭(12)은 음극 탭이다. 제1 전극 탭(11)이 음극 탭일 때, 제2 전극 탭(12)은 양극 탭이다.
양극 탭을 하우징(20)에 전기적으로 연결하는 것은 하우징(20)의 전압이 양극의 전압과 동일해지게 할 수 있고, 이는 하우징(20)이 양으로 통전되어 전압이 증가한다는 것과 동일한 의미이다. 예를 들어, 하우징(20)이 알루미늄 쉘인 경우, 알루미늄 쉘의 전압이 증가하고, 리튬은 반응 동안 고전압 알루미늄 쉘과 반응하지 않는다. 알루미늄 쉘이 통전되지 않거나 음의 전압을 갖는 경우, 리튬 이온이 알루미늄 쉘에 침투되어 알루미늄-리튬 합금을 형성하고, 이는 알루미늄 쉘을 부식시킨다.
전극 코어(10)로부터 떨어져 있는 제1 전극 탭(11) 및/또는 제2 전극 탭(12)의 단부의 각각은 이격된 다수의 연결 피스를 포함한다. 다시 말해, 양극 탭 및 음극 탭 중 적어도 하나는 다수의 연결 피스를 포함하고, 다수의 연결 피스는 이격된다. 설명의 용이함을 위해, 제1 전극 탭(11)에 대응하는 연결 피스는 제1 연결 피스(111)로서 규정될 수 있으며, 제2 전극 탭(12)에 대응하는 연결 피스는 제2 연결 피스(121)로서 규정될 수 있다.
본 개시내용의 전극 코어(10)는 주로 제1 전극판, 제1 전극 탭(11), 제2 전극판, 제2 전극 탭(12), 및 분리막을 포함할 수 있다. 제1 전극 탭(11)은 제1 전극판 상에 배열되고, 제2 전극 탭(12)은 제2 전극판 상에 배열되며, 분리막은 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 배열된다.
하우징(20) 부근에 있고 전극 코어(10)로부터 떨어져 있는 제1 전극 탭(11) 또는 제2 전극 탭(12)의 단부가 이격된 다수의 연결 피스를 포함할 수 있는 경우, 다음의 다수의 상황이 포함된다. 다음은 설명을 위한 예로서 제1 전극 탭(11)을 사용한다.
상황 1
제1 전극 탭(11)의 제1 단부는 제1 전극판에 연결되고, 제1 전극 탭(11)의 제2 단부는 다수의 제1 연결 피스들(111)을 가지며, 구획 홈이 2개의 인접한 제1 연결 피스들(111) 사이에 존재한다. 다시 말해, 제1 전극 탭(11)의 제1 단부는 일체형 구조이고, 제1 전극 탭(11)의 제2 단부는 구획 구조이다.
상황 2
제1 전극 탭(11)은 다수의 제1 연결 피스(111)로 분할되고, 2개의 인접한 제1 연결 피스(111)는 이격되며, 각각의 제1 연결 피스(111)의 단부는 제1 전극판에 직접 연결된다.
상황 1 및 상황 2 모두에서, 관련 기술에서의 일체형 구조의 제1 전극 탭(11)과 비교하여, 본 개시내용에서의 제1 전극 탭(11)은 더 작은 직류 저항(DCR)을 가지며, 따라서 전극 코어(10)의 DCR이 감소될 수 있다. 유사하게, 다수의 제2 연결 피스(121)를 사용하는 제2 전극 탭(12)은 또한 DCR을 감소시킬 수 있고, 상세들은 본원에 다시 설명되지 않는다. 또한, 제1 전극 탭(11)의 극성은 제2 전극 탭(12)의 극성과 반대이다. 제1 전극 탭(11)이 양극 탭인지 음극 탭인지에 관계없이, 제1 전극판으로부터 떨어진 제1 전극 탭(11)의 단부 부분은 다수의 연결 피스로 분할된다.
또한, 배터리 유닛(100)은 제1 전극 단자(41) 및 제2 전극 단자(42)를 더 포함한다. 제1 전극 단자(41)는 제1 전극 탭(11)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극 단자(42)는 제2 전극 탭(12)에 전기적으로 연결된다. 이것은 커플링 기능을 달성할 수 있다. 양극 단자가 양극 탭에 연결되고, 음극 단자가 음극 탭에 연결된다. 양극 단자는 하우징(20)을 통해 양극 탭에 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 실시예들에서의 배터리 유닛(100)에 따르면, 양극 탭은 하우징(20)에 전기적으로 연결되고, 따라서 하우징(20)은 통전되어 하우징(20)이 부식되는 것이 방지된다. 제1 전극 탭(11) 및/또는 제2 전극 탭(12)은 다수의 연결 피스를 포함하고, 따라서 전류 경로가 최적화될 수 있고, 전극 코어(10)의 직류 저항이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 전극 코어(10)는 장축 및 단축을 갖고, 제1 전극 탭(11)은 장축 또는 단축을 따라 배열되며, 제2 전극 탭(12)은 장축 또는 단축을 따라 배열된다. 제1 전극 탭(11)이 장축을 따라 배열되는 경우, 제2 전극 탭(12)은 장축 또는 단축을 따라 배열될 수 있다. 제1 전극 탭(11)이 단축을 따라 배열되는 경우, 제2 전극 탭(12)은 장축 또는 단축을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 전극 코어(10)는 대략 직사각형 유사 부재이고, 장축(즉, 직사각형의 긴 에지) 및 단축(즉, 직사각형의 짧은 에지)을 갖는다. 장축은 제1 방향으로 연장되고, 단축은 제2 방향으로 연장된다. 제1 방향은 제2 방향에 거의 수직이다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예들에서, 도 3에 도시되는 바와 같이, 전극 코어(10)는 서로 대향하는 2개의 장축 및 서로 대향하는 2개의 단축을 갖고, 제1 전극 탭(11)은 장축들 중 하나를 따라 배열되고, 제2 전극 탭(12)은 다른 장축을 따라 배열되고, 제1 전극 단자(41) 및 제2 전극 단자(42) 중 하나는 양극 단자이고, 제1 전극 단자(41) 및 제2 전극 단자(42) 중 다른 하나는 음극 단자이며, 양극 단자 및 음극 단자 양자 모두는 단축을 따라 배열된다. 다시 말해, 양극 탭 및 음극 탭은 장축을 따라 개별적으로 배열되고 단축의 양측에 위치되며, 양극 탭 및 음극 탭은 서로 대향하여 배열된다.
양극 탭은 장축을 따라 배열되고, 장축의 크기는 단축의 크기보다 더 크다. 제1 방향에서 전극 코어(10)의 임피던스를 감소시키기 위한 요건은 제2 방향에서 전극 코어(10)의 임피던스를 감소시키기 위한 요건보다 크다. 따라서, 제1 전극 탭(11)이 장축을 따라 배열되는 경우, 제1 방향에서의 임피던스 감소 효과가 보장될 수 있다. 또한, 특히 블레이드 배터리에 대해, 단축의 제한된 크기로 인해, 제1 전극 탭(11)을 장축 방향으로 배치하는 것이 편리하다. 다시 말해, 길이 방향으로 전극 코어(10)의 측면 상에 다수의 연결 피스를 설계하는 것은 특히 긴 블레이드 배터리에 대해 전체 전극 코어(10)의 저항을 감소시키는 것을 돕는다. 유사하게, 음극 탭 또한 장축을 따라 배열되고, 음극 탭은 다수의 연결 피스를 포함하며, 따라서 임피던스 감소 효과가 더 향상될 수 있다.
양극 탭 및 음극 탭이 서로 대향하는 2개의 단축을 따라 각각 배열되는 관련 기술의 해결책에서, 전류는 관련 기술에서의 양의 커버판으로부터 전체 알루미늄 쉘을 통해 전극 단자 커버판(40)으로 전도되고, 이 경우, DCR은 알루미늄 쉘의 저항을 포함한다. 그러나, 본 개시내용에서의 양극의 전류는 측면으로부터 양극 단자에 도달하고, 따라서 알루미늄 쉘의 DCR이 감소될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 유닛(100)은 양의 인출 시트(70)를 더 포함하고, 양의 인출 시트(70)는 양극 탭과 양극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 양의 인출 시트(70)의 제1 단부는 양극 탭의 연결 피스에 연결되고, 양의 인출 시트(70)의 제2 단부는 양극 단자에 연결된다. 실시예들에서, 양극 탭과 양극 단자 사이의 전기적 연결은 양의 인출 시트(70)를 사용함으로써 구현될 수 있다. 양의 인출 시트(70)는 알루미늄 재료로 이루어질 수 있고, 양의 인출 시트(70)는 양극 탭에 용접될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 양극 탭은 제1 개구 홈(112)을 갖는 구부러진 부재이며, 배터리 유닛(100)은 제1 절연 측판(30)을 더 포함한다. 제1 절연 측판(30)은 제1 개구 홈(112) 내에 배열되고, 따라서 양극 탭의 적어도 일부가 제1 절연 측판(30)과 양의 인출 시트(70) 사이에 위치된다. 다시 말해, 배터리 유닛(100)의 조립 동안, 양극 탭은 구부러질 수 있다. 이 경우, 양극 탭은 "U" 유사 형상으로 형성되거나, "U" 형상은 제1 개구 홈(112)을 갖거나, 또는 양극 탭은 "7" 유사 형상으로 형성되며, 양극 탭은 전극 코어(10)의 다른 컴포넌트와 결합되어 제1 개구 홈(112)을 형성한다.
실시예들에서, 제1 절연 측판(30)은 양극 탭 내에 배열되고, 따라서 제1 절연 측판(30)은 양극 탭이 폴딩된 후에 양극 탭을 위한 지지 기능을 갖는다. 다시 말해, 제1 절연 측판(30)을 사용하는 것은 양극 탭이 양의 인출 시트(70)에 의해 과도하게 압착되는 것을 방지할 수 있어, 배터리 유닛(100)의 안전 성능을 향상시킨다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 제1 절연 측판(30)은 접착층을 통해 전극 코어(10)에 연결된다. 다시 말해, 제1 절연 측판(30)은 테이프를 사용하여 전극 코어(10)에 체결될 수 있고, 따라서 전극 코어(10)는 배터리 유닛(100) 내부에서 이동하는 것이 방지될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예에서, 도 2에 도시되는 바와 같이, 배터리 유닛(100)은 전극 단자 커버판(40)을 더 포함한다. 전극 단자 커버판(40)은 단축을 따라 배열되고, 양극 단자 및 음극 단자는 전극 단자 커버판(40) 상에 배열되며, 전극 단자 커버판(40)은 하우징(20) 및 양의 인출 시트(70)에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결된다. 다시 말해, 양극 단자와 음극 단자 양자 모두는 전극 단자 커버판(40) 상에 설치되며, 이는 처리 및 제조를 용이하게 한다. 또한, 양극 탭은 측면 상에 배열되고, 양극 탭은 연결 피스를 가지므로, 양극의 전류는 측면으로부터 전극 단자 커버판(40)에 직접 도달하며, 따라서 하우징(20)의 DCR이 감소된다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 4에 도시되는 바와 같이, 양의 인출 시트(70)는 장축의 방향으로 연장되고, 이는 양의 인출 시트(70)가 양극 단자에 연결되어 양의 인출 시트(70)의 요구되는 길이를 단축하는 것을 도울 뿐만 아니라, 양의 인출 시트(70)가 또한 장축을 따라 연장되는 양극 탭에 연결되는 것을 돕는다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예에서, 배터리 유닛(100)은 알루미늄 커버판(43)을 더 포함한다. 알루미늄 커버판(43)은 전극 단자 커버판(40) 상에 배열되고 하우징(20)에 전기적으로 연결되고, 양의 인출 시트(70)의 제2 단부는 알루미늄 커버판(43)에 연결되며, 알루미늄 커버판(43)은 양극 단자에 전기적으로 연결된다. 제조 동안, 양의 인출 시트(70)는 양극 탭에 용접되고, 이어서 알루미늄 커버판(43)에 용접되어, 양극 단자와 연통된다.
본 개시내용의 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 유닛(100)은 음의 인출 시트(90)를 더 포함하고, 음의 인출 시트(90)는 음극 탭과 음극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결된다. 다시 말해, 음극 탭의 제1 단부는 음극판에 연결될 수 있고, 음극 탭의 제2 단부는 다수의 연결 피스를 갖는다. 다수의 연결 피스는 음의 인출 시트(90)에 연결되고, 음의 인출 시트(90)는 음극 단자에 연결되어, 음극판과 음극 단자 사이의 전기적 연결을 구현하는데, 다시 말해서, 음극 단자와 음의 인출 시트(90)의 연통을 구현한다. 음의 인출 시트(90)는 구리 재료로 이루어질 수 있고, 음의 인출 시트(90)는 음극 탭에 용접될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예들에서, 도 2에 도시되는 바와 같이, 음극 탭은 제2 개구 홈(122)을 갖는 구부러진 부재이고, 배터리 유닛(100)은 제2 절연 측판(60)을 더 포함한다. 제2 절연 측판(60)은 제2 개구 홈(122) 내에 배열되고, 따라서 음극 탭의 적어도 일부가 제2 절연 측판(60)과 음의 인출 시트(90) 사이에 위치되며, 제2 절연 측판(60)은 음극 탭이 음의 인출 시트(90)에 의해 과도하게 압착되는 것을 방지하기 위한 지지 기능을 가질 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 제2 절연 측판(60)은 접착층을 통해 전극 코어(10)에 연결된다. 다시 말해, 제2 절연 측판(60)은 테이프를 사용하여 전극 코어(10)에 체결될 수 있고, 따라서 전극 코어(10)는 배터리 유닛(100) 내부에서 이동하는 것이 방지될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 2에 도시되는 바와 같이, 배터리 유닛(100)은 제3 절연 측판(80)을 더 포함한다. 제3 절연 측판(80)은 단축을 따라 배열되고 음의 인출 시트(90)와 전극 코어(10) 사이에 위치되며, 따라서 음의 인출 시트(90)는 전극 코어(10)로부터 절연되고, 단락이 회피될 수 있다. 제3 절연 측판(80)은 절연막일 수 있고, 절연막은 음의 인출 시트(90)에 대한 절연 기능을 달성하기 위해 전극 코어의 길이 방향으로 배열될 수 있다. 하우징(20)은 하부 피스(22) 및 상부 커버(23)를 포함할 수 있고, 홈이 하부 피스(22) 내에 제공되고, 하부 피스(22) 및 상부 커버(23)는 서로 결합되어 챔버(21)를 형성한다. 절연막을 덮은 후에, 하부 피스(22)를 장착하여 하부 피스(22)와 상부 커버(23)의 용접을 완료할 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 장축의 방향에서의 전극 코어(10)의 크기는 700 내지 800 mm이고, 단축의 크기는 대략 100 mm이며, 장축의 방향에서의 양극 탭의 제1 연결 피스(111)의 크기는 30 내지 50 mm이다. 제1 연결 피스(111)가 양의 인출 시트(70)에 용접되는 용접부는 26 내지 46 mm로 유지된다. 용접부가 과도하게 큰 경우, 용접부는 쉽게 관통된다. 장축의 방향에서의 2개의 인접한 제1 연결 피스(111) 사이의 간격은 80 내지 100 mm로 유지된다.
유사하게, 장축의 방향에서의 음극 탭의 제2 연결 피스(121)의 크기는 30 내지 50mm이다. 제2 연결 피스(121)가 음의 인출 시트(90)에 용접되는 용접부는 26 내지 46 mm로 유지된다. 장축의 방향에서의 2개의 인접한 제2 연결 피스(121) 사이의 간격은 80 내지 100 mm로 유지된다. 제2 연결 피스들(121)의 수량은 배터리의 길이에 기초하여 조정될 수 있다.
전술한 설계에 따르면, 양극 탭 및 음극 탭이 긴 블레이드 배터리의 측면으로부터 인출될 수 있어, 전류 경로를 최적화하고 배터리의 내부 저항을 감소시킨다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예들에서, 양극 탭은 양의 인출 시트(70)에 용접되고, 음극 탭은 음의 인출 시트(90)에 용접되며, 양의 인출 시트(70) 및 음의 인출 시트(90) 각각의 두께는 1 내지 2 mm로 유지될 수 있다. 이 두께는 용접 강도를 보장하면서 용접에 의해 야기되는 변형 정도를 감소시킬 수 있다. 양극 탭은 양의 인출 시트(70)를 통해 양극 단자에 전기를 전도하고, 음극 탭은 음의 인출 시트(90)를 통해 음극 단자에 전기를 전도하여, 전류 경로를 형성한다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 도 2에 도시되는 바와 같이, 음의 인출 시트(90)는 제1 시트 본체(91) 및 제2 시트 본체(92)를 포함한다. 제1 시트 본체(91)는 장축의 방향으로 연장되고 음극 탭에 연결되고, 제2 시트 본체(92)는 단축의 방향으로 연장되고, 제2 시트 본체(92)는 제1 시트 본체(91), 제3 절연 측판(80), 및 음극 단자에 개별적으로 연결된다. 제1 시트 본체(91) 및 제2 시트 본체(92)는 구부림을 통해 형성될 수 있다. 제조 동안, 음의 인출 시트(90)는 음의 인출 시트(90)가 음극 탭에 용접된 후에 구부려질 수 있고 전극 단자 커버판(40)의 하면에 용접될 수 있다.
실시예들에서, 음의 인출 시트(90)는 제1 시트 본체(91)와 제2 시트 본체(92)로 분할되고, 따라서 음의 인출 시트(90)는 과도하게 큰 공간을 차지하지 않고 음극 탭과 음극 단자 양자 모두에 연결될 수 있다.
본 개시내용의 일부 특정 구현예에서, 도 4에 도시되는 바와 같이, 다수의 연결 피스는 장축의 연장 방향으로 이격되며, 이는 처리 및 제조를 용이하게 한다. 전극 코어(10)가 배터리 유닛(100)에 적용될 때, 다수의 연결 피스는 제1 방향으로 이격되고, 이는 양의 인출 시트(70)가 다수의 연결 피스에 연결되는 것을 돕고, 제1 절연 측판(30)을 설치하는 것을 도우며, 임피던스를 더 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 다수의 연결 피스는 직렬로 연결된다. 전극 코어(10)가 배터리 유닛(100)에 부착될 때, 제1 전극 탭(11)은 양의 인출 시트(70)를 통해 하우징(20)에 연결될 수 있고, 따라서 하우징(20)은 통전된다. 실시예들에서, 직렬로 연결된 다수의 연결 피스를 사용하는 것은 양의 인출 시트(70)가 다수의 제1 연결 피스(111)에 전기적으로 연결되는 것을 돕는다. 유사하게, 음의 인출 시트(90)는 다수의 제2 연결 피스(121)에 전기적으로 연결될 수 있고, 세부사항들은 여기서 다시 설명되지 않는다.
본 개시내용의 실시예들에 따르면, 배터리 유닛(100)은 방폭 밸브 커버판(50)을 더 포함한다. 방폭 밸브 커버판(50)은 단축을 따라 배열되고, 방폭 밸브 커버판(50) 및 전극 단자 커버판(40)은 장축의 양측에 위치된다. 하우징(20), 전극 단자 커버판(40) 및 방폭 밸브 커버판(50)은 용접되어 밀봉된 챔버(21)를 형성할 수 있다.
이하에서는 특정 실시예를 참조하여 본 개시내용에 따른 배터리 유닛(100)을 상세히 설명한다.
하우징(20)은 하부 피스(22) 및 상부 커버(23)를 포함한다. 하우징(20)의 형상은 전극 코어(10)의 형상과 동일하고, 전극 코어(10)는 직사각형 부재이다. 전극 코어(10)는 장축과 단축을 갖는다. 장축은 수평 방향으로 연장되고, 단축은 수직 방향으로 연장된다. 양극 탭은 전극 코어(10)의 상부 측면으로부터 돌출되고, 양극 탭은 다수의 제1 연결 피스(111)를 가지며, 음극 탭은 전극 코어(10)의 하부 측면으로부터 돌출된다. 전극 단자 커버판(40)은 하부 피스(22)의 좌측 측면 상에 배열되며, 방폭 밸브 커버판(50)은 하부 피스(22)의 우측 측면 상에 배열된다. 양극 단자 및 음극 단자는 전극 단자 커버판(40) 상에 배열되고, 알루미늄 커버판(43)은 전극 단자 커버판(40) 상에 배열된다.
배터리 유닛(100)의 조립이 완료된 후에, 제2 연결 피스(121)는 음의 인출 시트(90)에 용접되고, 제1 연결 피스(111)는 구부러진 부재로 형성되며, 제1 연결 피스(111)의 상부 표면은 양의 인출 시트(70)에 용접된다. 배터리 유닛(100)의 전류 경로는 양극 단자 → 알루미늄 커버판(43) → 양의 인출 시트(70) → 양극 탭 → 양극판 → 음극판 → 음극 탭 → 음의 인출 시트(90) → 음극 단자일 수 있다.
결론적으로, 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 유닛(100)은 하우징(20)이 통전되고 전류가 통과할 수 있게 하는 특성을 가지며, 배터리의 내부 저항을 감소시키고 부식을 회피하는 효과를 갖는다.
본 개시내용의 실시예는 배터리 모듈을 더 제공한다. 배터리 모듈은 전술한 실시예들 중 어느 하나에서의 배터리 유닛(100)을 포함한다. 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 유닛(100)은 하우징(20)의 유효 수명을 연장시키고 배터리의 임피던스를 감소시키기 때문에, 본 개시내용의 이 실시예에 따른 배터리 모듈은 또한 전술한 장점을 갖는다. 세부사항은 여기에서 다시 설명하지 않는다.
본 개시내용의 실시예는 차량을 더 제공한다. 차량은 전술한 실시예들 중 어느 하나에서의 배터리 모듈을 포함한다. 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 모듈은 하우징(20)의 유효 수명을 연장시키고 배터리의 임피던스를 감소시키기 때문에, 본 개시내용의 이 실시예에 따른 차량은 또한 전술한 장점을 갖는다. 세부사항은 여기에서 다시 설명하지 않는다.
본 개시내용의 일부 특정 실시예들이 예들을 사용함으로써 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 전술한 예들이 단지 설명을 위한 것이며 본 개시내용의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 전술한 실시예들이 본 개시내용의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 수정될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 제한된다.

Claims (18)

  1. 배터리 유닛(100)으로서,
    하우징(20) - 상기 하우징(20) 내에 챔버(21)가 한정됨 - ;
    전극 코어(10) - 상기 전극 코어(10)는 상기 챔버(21) 내에 배열되고, 상기 전극 코어(10)는 제1 전극 탭(11) 및 제2 전극 탭(12)을 포함하고, 상기 제1 전극 탭(11) 및 상기 제2 전극 탭(12) 중 하나는 양극 탭이고, 상기 제1 전극 탭(11) 및 상기 제2 전극 탭(12) 중 다른 하나는 음극 탭이고, 상기 양극 탭은 상기 하우징(20)에 물리적으로 및 전기적으로 연결되고, 상기 전극 코어(10)로부터 떨어진 상기 제1 전극 탭(11)의 단부 및/또는 상기 제2 전극 탭(12)의 단부의 각각은 이격된 복수의 연결 피스(111, 121)를 포함함 -;
    제1 전극 단자(41) - 상기 제1 전극 단자(41)는 상기 제1 전극 탭(11)에 전기적으로 연결됨 - ; 및
    제2 전극 단자(42) - 상기 제2 전극 단자(42)는 상기 제2 전극 탭(12)에 전기적으로 연결됨 - 를 포함하는 배터리 유닛(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 코어(10)는 장축 및 단축을 갖고, 상기 제1 전극 탭(11)은 상기 장축 또는 상기 단축을 따라 배열되며, 상기 제2 전극 탭(12)은 상기 장축 또는 상기 단축을 따라 배열되는 배터리 유닛(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전극 코어(10)는 서로 대향하는 2개의 장축과 서로 대향하는 2개의 단축을 갖고, 상기 제1 전극 탭(11)은 상기 장축들 중 하나를 따라 배열되고, 상기 제2 전극 탭(12)은 상기 다른 장축을 따라 배열되고, 상기 제1 전극 단자(41)와 상기 제2 전극 단자(42) 중 하나는 양극 단자이고, 상기 제1 전극 단자(41)와 상기 제2 전극 단자(42) 중 다른 하나는 음극 단자이며, 상기 양극 단자와 상기 음극 단자 양자 모두는 상기 단축들 중 하나를 따라 배열되는 배터리 유닛(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    양의 인출 시트(70) - 상기 양의 인출 시트(70)는 상기 양극 탭 및 상기 양극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결됨 - 를 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양극 탭은 제1 개구 홈(112)을 갖는 구부러진 부재이고, 상기 배터리 유닛(100)은
    제1 절연 측판(30) - 상기 제1 절연 측판(30)은 상기 제1 개구 홈(112) 내에 배열되고, 따라서 상기 양극 탭의 적어도 일부가 상기 제1 절연 측판(30)과 상기 양의 인출 시트(70) 사이에 위치됨 - 을 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 절연 측판(30)은 접착층을 통해 상기 전극 코어(10)에 연결되는 배터리 유닛(100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극 단자 커버판(40) - 상기 전극 단자 커버판(40)은 상기 단축들 중 하나를 따라 배열되고, 상기 양극 단자 및 상기 음극 단자는 상기 전극 단자 커버판(40) 상에 배열되며, 상기 전극 단자 커버판(40)은 상기 하우징(20) 및 상기 양의 인출 시트(70)에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결됨 - 을 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    알루미늄 커버판(43) - 상기 알루미늄 커버판(43)은 상기 전극 단자 커버판(40) 상에 배열되고 상기 하우징(20)에 전기적으로 연결되고, 상기 양의 인출 시트(70)의 단부는 상기 알루미늄 커버판(43)에 연결되며, 상기 알루미늄 커버판(43)은 상기 양극 단자에 전기적으로 연결됨 - 을 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양의 인출 시트(70)는 상기 장축의 방향으로 연장되는 배터리 유닛(100).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    음의 인출 시트(90) - 상기 음의 인출 시트(90)는 상기 음극 탭 및 상기 음극 단자에 개별적으로 물리적으로 및 전기적으로 연결됨 - 를 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음극 탭은 제2 개구 홈(122)을 갖는 구부러진 부재이고, 상기 배터리 유닛(100)은
    제2 절연 측판(60) - 상기 제2 절연 측판(60)은 상기 제2 개구 홈(122) 내에 배열되고, 따라서 상기 음극 탭의 적어도 일부가 상기 제2 절연 측판(60)과 상기 음의 인출 시트(90) 사이에 위치됨 - ; 및
    제3 절연 측판(80) - 상기 제3 절연 측판(80)은 상기 단축들 중 하나를 따라 배열되고, 상기 음의 인출 시트(90)와 상기 전극 코어(10) 사이에 위치되고, 따라서 상기 음의 인출 시트(90)는 상기 전극 코어(10)로부터 절연됨 - 을 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 음의 인출 시트(90)는
    제1 시트 본체(91) - 상기 제1 시트 본체(91)는 상기 장축의 방향으로 연장되고 상기 음극 탭에 연결됨 -; 및
    제2 시트 본체(92) - 상기 제2 시트 본체(92)는 상기 단축의 방향으로 연장되고, 상기 제2 시트 본체(92)는 상기 제1 시트 본체(91), 상기 제3 절연 측판(80) 및 상기 음극 단자에 개별적으로 연결됨 - 를 포함하는 배터리 유닛(100).
  13. 제1항 또는 제12항에 있어서,
    상기 복수의 연결 피스(111, 121)는 상기 장축의 상기 연장 방향으로 이격되는 배터리 유닛(100).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 연결 피스(111, 121)는 직렬로 연결되는 배터리 유닛(100).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    방폭 밸브 커버판(50) - 상기 방폭 밸브 커버판(50)은 상기 단축을 따라 배열되고, 상기 방폭 밸브 커버판(50) 및 상기 전극 단자 커버판(40)은 상기 장축의 양측에 위치됨 - 을 더 포함하는 배터리 유닛(100).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장축의 크기가 상기 단축의 크기보다 큰 배터리 유닛(100).
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리 유닛(100)을 포함하는 배터리 모듈.
  18. 제17항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 차량.
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