KR20240097773A - Battery cell and battery module including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극들 및 상기 전극들 사이에 위치한 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체가 수납된 채 외주변이 밀봉된 파우치 케이스;를 포함한다. 상기 전극은, 전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 활물질층을 포함하고, 상기 전극 집전체는, 밀봉된 상기 파우치 케이스의 외부로 상기 전극 집전체의 일부가 돌출되어 형성된 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부에 버스바가 접합되어 있다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly including electrodes and a separator positioned between the electrodes; and a pouch case in which the electrode assembly is stored and its outer periphery is sealed. The electrode includes an electrode current collector and an active material layer formed on one or both sides of the electrode current collector, and the electrode current collector has a protrusion formed by a portion of the electrode current collector protruding to the outside of the sealed pouch case. It includes a bus bar connected to the protrusion.

Description

전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈{BATTERY CELL AND BATTERY MODULE INCLUDING THE SAME}Battery cell and battery module including the same {BATTERY CELL AND BATTERY MODULE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 파우치 타입의 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell and a battery module containing the same, and more specifically, to a pouch-type battery cell and a battery module containing the same.

현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다.In modern society, as the use of portable devices such as mobile phones, laptops, camcorders, and digital cameras becomes routine, the development of technologies in fields related to the above mobile devices is becoming more active. In addition, secondary batteries that can be charged and discharged are a way to solve air pollution from existing gasoline vehicles that use fossil fuels, and are used in electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles ( As it is used as a power source for batteries such as P-HEV), the need for development of secondary batteries is increasing.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.In general, lithium secondary batteries can be classified into can-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a metal can and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.

소형 기기들에 이용되는 이차 전지의 경우, 2-3개의 전지셀들이 배치되나, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 이용되는 이차 전지의 경우는, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈(Battery module)이 이용된다. 이러한 전지 모듈은 다수의 전지셀이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 전지셀 적층체를 형성함으로써 용량 및 출력이 향상된다. 또한, 하나 이상의 전지 모듈은 BDU(Battery Disconnect Unit), BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지팩을 형성할 수 있다.In the case of secondary batteries used in small devices, 2-3 battery cells are placed, but in the case of secondary batteries used in medium to large devices such as automobiles, a battery module is made by electrically connecting multiple battery cells. This is used. These battery modules have improved capacity and output by connecting multiple battery cells in series or parallel to form a battery cell stack. Additionally, one or more battery modules may be mounted together with various control and protection systems such as a Battery Disconnect Unit (BDU), Battery Management System (BMS), and cooling system to form a battery pack.

종래의 전지 모듈에서, 다수의 전지셀 간의 전기적 연결을 위해 버스바 및 버스바 프레임을 활용할 수 있다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참고하여, 종래의 전지 모듈에서 이용되는 버스바 및 버스바 프레임의 구조에 대해 설명한다.In a conventional battery module, a busbar and a busbar frame can be used to electrically connect multiple battery cells. Below, with reference to FIGS. 1 and 2, the structure of the busbar and busbar frame used in a conventional battery module will be described.

도 1은 종래의 전지 모듈을 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 “A”부분을 확대하여 나타난 부분 도면이다. 특히, 도 1은 버스바 프레임과 버스바의 모습을 보이기 위해 전지 모듈 세워놓은 모습을 도시하였다. 도 3은 종래의 전지 모듈에서, 전지셀 내부의 전극탭과 전극 리드 간 연결 형태를 설명하기 위한 단면도이다.Figure 1 is a perspective view showing a conventional battery module. FIG. 2 is a partial view showing an enlarged portion of “A” in FIG. 1. In particular, Figure 1 shows the battery module standing up to show the bus bar frame and bus bar. Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the connection form between the electrode tab inside the battery cell and the electrode lead in a conventional battery module.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)은, 복수의 전지셀(11)들이 적층된 전지셀 적층체(12) 및 전지셀 적층체(12)의 양 측에 배치된 버스바 프레임(30)을 포함한다. 이러한 버스바 프레임(30)에는 버스바(40)가 장착될 수 있다. Referring to Figures 1 to 3, the conventional battery module 10 includes a battery cell stack 12 in which a plurality of battery cells 11 are stacked and a bus disposed on both sides of the battery cell stack 12. Includes a bar frame (30). A bus bar 40 may be mounted on this bus bar frame 30.

버스바(40)는 복수의 전지셀(11) 간의 전기적 연결을 위한 것으로, 전지셀(11)의 전극 리드(11L)가 버스바 프레임(30)에 형성된 슬릿을 통과한 뒤 구부러져 버스바(40)와 연결될 수 있다. 경우에 따라서는 전극 리드(11L)가 버스바(40)에 형성된 슬릿(40S)을 통과할 수도 있다. The bus bar 40 is for electrical connection between a plurality of battery cells 11, and the electrode lead 11L of the battery cell 11 passes through a slit formed in the bus bar frame 30 and is bent to form the bus bar 40. ) can be connected to. In some cases, the electrode lead 11L may pass through the slit 40S formed in the bus bar 40.

전극 리드(11L)와 버스바(40) 사이의 연결에 있어, 전기적 연결이 가능하다면 그 방법에 제한은 없으며, 일례로 용접 접합으로 연결될 수 있다. 전지셀(11)들은, 버스바(40)를 매개로 하여, 직렬 또는 병렬의 전기적 연결을 이룰 수 있다. Regarding the connection between the electrode lead 11L and the bus bar 40, there is no limitation to the method as long as electrical connection is possible, and for example, the connection may be made by welding joint. The battery cells 11 may be electrically connected in series or parallel via the bus bar 40.

전지셀(11)은, 파우치형의 셀 케이스(11C) 내부에 전극 조립체(11A)를 수납한 뒤, 셀 케이스(11C)의 외주변을 밀봉하여 실링부(11S)를 형성함으로써, 제조될 수 있다. 전극 조립체(11A)는 전극들 및 상기 전극들 사이에 배치되는 분리막을 포함할 수 있다. 각 전극들은 전극탭(11t)을 포함하고, 전극탭(11t)들이 전극 리드(11L)에 용접 등의 방법으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로 전극은 금속 소재의 전극 집전체 및 전극 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질이 도포되어 형성된 전극 활물질층을 포함한다. 이러한 전극 집전체의 일부가 연장되어 전극탭(11t)을 형성할 수 있다. 셀 케이스(11C)의 외주변을 밀봉하여 실링부(11S)를 형성할 때, 밀봉성 향상과 전기 절연성 확보를 위해 전극 리드(11L)를 감싸는 리드 필름(11F)이 실링부(11S) 사이에 개재될 수 있다. The battery cell 11 can be manufactured by storing the electrode assembly 11A inside a pouch-shaped cell case 11C and then sealing the outer periphery of the cell case 11C to form a sealing portion 11S. there is. The electrode assembly 11A may include electrodes and a separator disposed between the electrodes. Each electrode includes an electrode tab 11t, and the electrode tabs 11t may be connected to the electrode lead 11L by a method such as welding. More specifically, the electrode includes an electrode current collector made of a metal material and an electrode active material layer formed by applying an electrode active material to one or both sides of the electrode current collector. A portion of this electrode current collector may be extended to form an electrode tab 11t. When forming the sealing portion 11S by sealing the outer periphery of the cell case 11C, the lead film 11F surrounding the electrode lead 11L is placed between the sealing portions 11S to improve sealing properties and secure electrical insulation. may be involved.

전극 리드(11L)는 셀 케이스(11C)의 외부로 돌출되고, 상술한 것처럼 버스바 프레임(30)의 슬릿(30S)과 버스바(40)의 슬릿(40S)을 통과한 뒤 구부러져 버스바(40)에 연결될 수 있다. The electrode lead 11L protrudes to the outside of the cell case 11C, passes through the slit 30S of the bus bar frame 30 and the slit 40S of the bus bar 40, and is bent to the bus bar ( 40).

종래의 전지셀(11)의 경우, 전극탭(11t)들끼리 사전 용접(pre welding)이 이루어진 후, 전극탭(11t)들을 전극 리드(11L)에 용접하고, 전극 리드(11L)는 버스바(40)에 용접한다. 전극탭(11t)들 사이의 용접 저항, 전극탭(11t)과 전극 리드(11L) 사이의 용접 저항 및 전극 리드(11L)와 버스바(40) 사이의 용접 저항, 즉 총 3군데의 용접 저항이 발생할 수 있다. In the case of the conventional battery cell 11, after pre-welding the electrode tabs 11t, the electrode tabs 11t are welded to the electrode lead 11L, and the electrode lead 11L is connected to the bus bar. Weld at (40). Welding resistance between the electrode tabs 11t, welding resistance between the electrode tab 11t and the electrode lead 11L, and welding resistance between the electrode lead 11L and the bus bar 40, that is, a total of three welding resistances. This can happen.

전지셀(11)의 저항은, 전지셀(11)의 발열뿐만 아니라, 전압 측정에 영향을 주는 요인이고, 최근 고출력이 요구되는 전지 모듈에서 출력 범위의 보증을 위해 정확한 전압이 측정되는지 여부는 전지셀(11)의 발열과 함께 주요한 관리 대상이다. 따라서, 전지셀들과 이를 포함하는 전지 모듈의 구조에서, 내부 저항을 줄일 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.The resistance of the battery cell 11 is a factor that affects not only the heat generation of the battery cell 11 but also the voltage measurement, and whether the correct voltage is measured to guarantee the output range in battery modules that recently require high output is determined by the battery. This is a major management target along with the heat generation of the cell 11. Therefore, there is a need to develop technology that can reduce internal resistance in the structure of battery cells and battery modules containing them.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 내부 저항을 줄일 수 있는 전지셀과 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a battery cell that can reduce internal resistance and a battery module including the same.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and can be expanded in various ways within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극들 및 상기 전극들 사이에 위치한 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체가 수납된 채 외주변이 밀봉된 파우치 케이스;를 포함한다. 상기 전극은, 전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 활물질층을 포함하고, 상기 전극 집전체는, 밀봉된 상기 파우치 케이스의 외부로 상기 전극 집전체의 일부가 돌출되어 형성된 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부에 버스바가 접합되어 있다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly including electrodes and a separator positioned between the electrodes; and a pouch case in which the electrode assembly is stored and its outer periphery is sealed. The electrode includes an electrode current collector and an active material layer formed on one or both sides of the electrode current collector, and the electrode current collector has a protrusion formed by a portion of the electrode current collector protruding to the outside of the sealed pouch case. It includes a bus bar connected to the protrusion.

상기 돌출부와 상기 버스바는 용접 접합될 수 있다. The protrusion and the bus bar may be joined by welding.

상기 돌출부가 상기 버스바와 접합된 상태에서, 상기 파우치 케이스의 외주변이 밀봉될 수 있다.With the protrusion joined to the bus bar, the outer periphery of the pouch case may be sealed.

상기 파우치 케이스의 외주변이 밀봉되어 실링부가 형성될 수 있고, 상기 돌출부를 감싸는 필름이 실링부 사이에 개재될 수 있다. The outer periphery of the pouch case may be sealed to form a sealing portion, and a film surrounding the protrusion may be interposed between the sealing portions.

상기 필름은, 상기 돌출부가 상기 실링부의 외부로 노출된 부분까지 감쌀 수 있다. The film may cover the portion of the protrusion exposed to the outside of the sealing portion.

필름은, 상기 돌출부가 상기 버스바와 접합된 부분 및 상기 버스바의 적어도 일부 영역을 감쌀 수 있다.The film may cover a portion where the protrusion is joined to the bus bar and at least a partial area of the bus bar.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 상기 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하고, 상기 버스바들끼리 기계적 체결 방식으로 연결되어, 상기 전지셀들 간의 전기적 연결이 이루어진다.The battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which the battery cells are stacked, and the bus bars are connected to each other through a mechanical fastening method, so that electrical connection is made between the battery cells.

상기 기계적 체결 방식은, 볼트 체결, 리벳 체결, 클린칭 체결 또는 끼움 결합일 수 있다.The mechanical fastening method may be bolt fastening, riveting fastening, clinching fastening, or fitting fastening.

상기 전지셀 적층체에서, 상기 전지셀들은 일면끼리 마주하도록 일 방향을 따라 적층될 수 있다.In the battery cell stack, the battery cells may be stacked along one direction so that one side faces each other.

상기 전지 모듈은, 상기 버스바들을 연결하는 연결 버스바를 포함할 수 있다. The battery module may include a connection bus bar connecting the bus bars.

상기 연결 버스바는 적어도 2개의 상기 버스바들과 기계적 체결 방식으로 연결될 수 있다. The connecting bus bar may be connected to at least two of the bus bars through a mechanical fastening method.

상기 버스바와 상기 연결 버스바 각각에 관통구가 형성될 수 있고, 볼트 부재가 상기 버스바의 상기 관통구와 상기 연결 버스바의 상기 관통구를 통과한 뒤 너트 부재와 체결될 수 있다. A through hole may be formed in each of the bus bar and the connection bus bar, and a bolt member may be fastened to a nut member after passing through the through hole of the bus bar and the through hole of the connection bus bar.

상기 버스바와 상기 연결 버스바 각각에 관통구가 형성될 수 있고, 리벳 부재가 상기 버스바의 상기 관통구와 상기 연결 버스바의 상기 관통구를 체결시킬 수 있다.A through hole may be formed in each of the bus bar and the connecting bus bar, and a rivet member may fasten the through hole of the bus bar and the through hole of the connecting bus bar.

상기 버스바와 상기 연결 버스바가 서로 클린칭 체결 방식으로 연결될 수 있다. The bus bar and the connecting bus bar may be connected to each other by a clinching fastening method.

상기 버스바가 상기 연결 버스바 중 어느 하나에 삽입 홈이 형성될 수 있고, 상기 버스바와 상기 연결 버스바 중 다른 하나가 상기 삽입 홈에 끼워지면서, 상기 버스바와 상기 연결 버스바가 서로 연결될 수 있다.An insertion groove may be formed in one of the connection bus bars for the bus bar, and the other one of the bus bar and the connection bus bar may be inserted into the insertion groove, and the bus bar and the connection bus bar may be connected to each other.

상기 연결 버스바는 막대 형태의 금속 부재 또는 벤딩 부분을 갖는 금속 부재일 수 있다.The connection bus bar may be a bar-shaped metal member or a metal member with a bending portion.

적어도 2개의 상기 전지셀들의 상기 돌출부들이, 하나의 상기 버스바에 접합될 수 있다.The protrusions of at least two of the battery cells may be connected to one of the bus bars.

상기 전지셀 적층체의 일측 또는 양측에 적어도 하나의 버스바 프레임이 배치될 수 있고, 상기 버스바 프레임은, 상기 버스바와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치할 수 있다. At least one bus bar frame may be disposed on one or both sides of the battery cell stack, and the bus bar frame may be located between the bus bar and the battery cell stack.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전극 내 전극 집전체가 바로 버스바에 접합되는 전지셀-버스바 일체화 구조를 통해 전지셀들의 전기적 연결 과정에서의 저항을 줄일 수 있다. 이에 따라, 고출력의 전지 모듈에서 전압 측정 오차를 줄일 수 있고, 또 충방전 동안 발생하는 전지셀들의 발열을 줄일 수 있다.According to embodiments of the present invention, resistance in the process of electrical connection of battery cells can be reduced through a battery cell-busbar integrated structure in which the electrode current collector within the electrode is directly bonded to the bus bar. Accordingly, voltage measurement errors in high-output battery modules can be reduced, and heat generation from battery cells during charging and discharging can be reduced.

한편, 전지 모듈에 있어서 버스바들 간의 연결에 기계적 체결 구조를 적용하여, 설계의 자유도가 증대된다. 또한, 상기 기계적 체결 구조는 용접에 비해 재작업이 용이하며, 용접 불량으로 인한 손실의 문제를 염려할 필요가 없다.Meanwhile, by applying a mechanical fastening structure to the connection between bus bars in the battery module, the degree of freedom in design is increased. In addition, the mechanical fastening structure is easier to rework than welding, and there is no need to worry about loss due to poor welding.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 종래의 전지 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 “A”부분을 확대하여 나타난 부분 도면이다.
도 3은 종래의 전지 모듈에서, 전지셀 내부의 전극탭과 전극 리드 간 연결 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 전지 모듈에 포함된 전지셀들 중 하나를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 4의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체와 버스바 부분을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바와 연결 버스바 간의 볼트 체결 구조를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 버스바 프레임을 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바, 연결 버스바 그리고 버스바 프레임을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 다른 실시예들에 따른 전지셀에 대한 단면도들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 리벳 체결 방식을 나타낸 사시도들이다.
도 16은 도 15의 절단선 C-C’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 클린칭 체결 방식을 나타낸 사시도이다.
도 18은 도 17의 절단선 D-D’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 19의 (a)와 (b)는, 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 끼움 결합을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 20은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 적층체와 버스바 부분을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다.
Figure 1 is a perspective view showing a conventional battery module.
FIG. 2 is a partial view showing an enlarged portion of “A” in FIG. 1.
Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the connection form between the electrode tab inside the battery cell and the electrode lead in a conventional battery module.
Figure 4 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view showing one of the battery cells included in the battery module of Figure 4.
Figure 6 is a cross-sectional view taken along the cutting line B-B' of Figure 5.
Figure 7 is a partial perspective view showing an enlarged portion of the battery cell stack and bus bar included in the battery module of Figure 4.
Figure 8 is a partial perspective view for explaining the bolt fastening structure between a bus bar and a connecting bus bar according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view showing a bus bar frame according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a front view showing a bus bar frame according to another embodiment of the present invention.
Figure 11 is a front view schematically showing a bus bar, a connecting bus bar, and a bus bar frame according to an embodiment of the present invention.
12 and 13 are cross-sectional views of battery cells according to different embodiments of the present invention, respectively.
Figures 14 and 15 are perspective views showing a rivet fastening method among mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the cutting line C-C' of FIG. 15.
Figure 17 is a perspective view showing the clinching fastening method among the mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention.
Figure 18 is a cross-sectional view taken along the cutting line DD' of Figure 17.
Figures 19 (a) and (b) are cross-sectional views illustrating a fitting coupling among the mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention.
Figure 20 is a partial perspective view showing an enlarged portion of the battery cell stack and bus bar according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown. In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this includes not only cases where it is “directly above” another part, but also cases where there is another part in between. . Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between. In addition, being “on” or “on” a standard part means being located above or below the standard part, and it necessarily means being “on” or “on” the direction opposite to gravity. no.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to “on a plane,” this means when the target part is viewed from above, and when referring to “in cross-section,” this means when a cross section of the target portion is cut vertically and viewed from the side.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타낸 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 전지 모듈에 포함된 전지셀들 중 하나를 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5의 절단선 B-B’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.Figure 4 is an exploded perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a plan view showing one of the battery cells included in the battery module of Figure 4. Figure 6 is a cross-sectional view showing a cross-section taken along the cutting line B-B' of Figure 5.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)들이 적층된 전지셀 적층체(120)를 포함한다. 우선, 본 실시예에 따른 전지셀 적층체(120)에 포함되는 전지셀(110)에 대해 자세히 설명한다.Referring to FIGS. 4 to 6 , the battery module 100 according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked. First, the battery cell 110 included in the battery cell stack 120 according to this embodiment will be described in detail.

본 실시예에 따른 전지셀(110)은, 전극들(111, 112) 및 전극들(111, 112) 사이에 위치한 분리막(110S)을 포함하는 전극 조립체(110A); 및 전극 조립체(110A)가 수납된 채 외주변이 밀봉된 파우치 케이스(114);를 포함한다. 즉, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 파우치형 전지셀이고, 장방형의 시트 형상일 수 있다. The battery cell 110 according to this embodiment includes an electrode assembly 110A including electrodes 111 and 112 and a separator 110S located between the electrodes 111 and 112; and a pouch case 114 in which the electrode assembly 110A is stored and the outer periphery is sealed. That is, the battery cell 110 according to this embodiment is a pouch-type battery cell and may have a rectangular sheet shape.

전극들(111, 112) 각각은, 전극 집전체(111F, 112F) 및 전극 집전체(111F, 112F)의 일면 또는 양면에 형성된 활물질층(111M, 112M)을 포함한다. 전극들(111, 112)은 양극(111)와 음극(112)을 포함한다. 보다 구체적으로, 양극(111)은, 양극 집전체(111F) 및 양극 집전체(111F)의 일면 또는 양면에 양극 활물질이 도포되어 형성된 양극 활물질층(111M)을 포함할 수 있고, 음극(112)은, 음극 집전체(112F) 및 음극 집전체(112F)의 일면 또는 양면에 음극 활물질이 도포되어 형성된 음극 활물질층(112M)을 포함할 수 있다. 분리막(110S)은 이러한 양극(111)과 음극(112) 사이에 개재되어, 양극(111)과 음극(112) 간의 접촉을 차단한다.Each of the electrodes 111 and 112 includes electrode current collectors 111F and 112F and active material layers 111M and 112M formed on one or both sides of the electrode current collectors 111F and 112F. The electrodes 111 and 112 include an anode 111 and a cathode 112. More specifically, the positive electrode 111 may include a positive electrode current collector 111F and a positive electrode active material layer 111M formed by applying a positive active material to one or both sides of the positive electrode current collector 111F, and the negative electrode 112 It may include a negative electrode current collector 112F and a negative electrode active material layer 112M formed by applying a negative electrode active material to one or both surfaces of the negative electrode current collector 112F. The separator 110S is interposed between the anode 111 and the cathode 112 to block contact between the anode 111 and the cathode 112.

전지셀(110)은, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스(114)에 전극 조립체(110A)를 수납한 뒤, 파우치 케이스(114)의 외주변을 접착하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 전지셀(110)은, 파우치 케이스(114)에 전극 조립체(110A)를 수납한 상태로 파우치 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부(114S)를 갖고, 실링부(114S)는 후술하는 내측 수지층 간의 접합으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 폴딩부(115)로 이루어질 수 있다. The battery cell 110 may be formed by storing the electrode assembly 110A in a pouch case 114 of a laminated sheet including a resin layer and a metal layer and then bonding the outer periphery of the pouch case 114. Specifically, the battery cell 110 is made by bonding both ends 114a and 114b of the pouch case 114 and one side 114c connecting them with the electrode assembly 110A stored in the pouch case 114. It can be manufactured by doing. In other words, the battery cell 110 according to an embodiment of the present invention has a total of three sealing portions 114S, and the sealing portions 114S have a structure that is sealed by bonding between the inner resin layers, which will be described later, and the remaining sealing portions 114S One side may be comprised of a folding portion 115.

라미네이트 시트의 파우치 케이스(114)는, 밀봉을 위한 내측 수지층, 물질의 관통을 방지하는 금속층 및 가장 바깥쪽의 외측 수지층을 포함할 수 있다. 파우치 케이스(114) 내부의 전극 조립체를 기준으로, 내측 수지층이 가장 안쪽에 위치하고, 외측 수지층이 가장 바깥쪽에 위치하며, 금속층이 내측 수지층과 외측 수지층 사이에 위치할 수 있다.The pouch case 114 of the laminate sheet may include an inner resin layer for sealing, a metal layer to prevent penetration of materials, and an outermost outer resin layer. Based on the electrode assembly inside the pouch case 114, the inner resin layer may be located at the innermost side, the outer resin layer may be located at the outermost side, and the metal layer may be located between the inner resin layer and the outer resin layer.

외측 수지층은 외부로부터 전극 조립체를 보호하기 위해 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성을 갖고 전기적 절연성을 띌 수 있다. 이러한 외측 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 또는 나일론(nylon) 수지를 포함할 수 있다. 금속층은 공기, 습기 등이 파우치형 이차 전지 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 금속층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 내측 수지층은 전극 조립체를 내장한 상태에서 인가된 열 및/또는 압력에 의해 서로 열 융착될 수 있다. 이러한 내측 수지층은 무연신 폴리프로필렌(Casted PolyPropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)을 포함할 수 있다.The outer resin layer has excellent tensile strength and weather resistance relative to the thickness and can be electrically insulating to protect the electrode assembly from the outside. This outer resin layer may include polyethylene terephthalate (PET) resin or nylon resin. The metal layer can prevent air, moisture, etc. from entering the pouch-type secondary battery. This metal layer may include aluminum (Al). The inner resin layers may be heat-sealed to each other by heat and/or pressure applied while the electrode assembly is embedded. This inner resin layer may include casted polypropylene (CPP) or polypropylene (PP).

파우치 케이스(114)가 2개의 부분으로 구분되고, 상기 2개의 부분 중 적어도 하나에 전극 조립체가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부가 형성될 수 있다. 이러한 수납부의 바깥 둘레를 따라, 파우치 케이스(114)의 상기 2개의 부분들의 내측 수지층끼리 서로 접합되어 실링부(114S)가 마련될 수 있다. 내측 수지층끼리 접합시키기 위해 열 및/또는 압력이 인가될 수 있다. 이러한 방식으로 파우치 케이스(114)가 밀봉되어, 파우치형의 전지셀(110)이 제조될 수 있다.The pouch case 114 is divided into two parts, and a concave storage part in which the electrode assembly can be seated may be formed in at least one of the two parts. Along the outer periphery of this storage portion, the inner resin layers of the two parts of the pouch case 114 may be bonded to each other to provide a sealing portion 114S. Heat and/or pressure may be applied to bond the inner resin layers together. In this way, the pouch case 114 can be sealed, and the pouch-shaped battery cell 110 can be manufactured.

전지셀(110)은 복수개로 구성되며, 복수의 전지셀(110)들은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지셀 적층체(120)를 형성한다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 전지셀(110)들이, 셀 본체(113, 도 5 참조)의 일면끼리 마주하도록 직립한 채, y축과 평행한 방향을 따라 적층될 수 있다. The battery cells 110 are composed of a plurality of cells, and the plurality of battery cells 110 are stacked so that they can be electrically connected to each other to form the battery cell stack 120. In particular, as shown in FIG. 4, a plurality of battery cells 110 may be stacked along a direction parallel to the y-axis, with one side of the cell body 113 (see FIG. 5) facing each other.

한편, 본 실시예에 따른 전극 집전체(111F, 112F)는, 밀봉된 파우치 케이스(114)의 외부로 전극 집전체(111F, 112F)의 일부가 돌출되어 형성된 돌출부(111P, 112P)를 포함한다. 즉, 전극 집전체(111F, 112F)의 일부가 연장되어 돌출부(111P, 112P)를 형성하고, 이러한 돌출부(111P, 112P)가 파우치 케이스(114)의 실링부(114S)를 넘어 외부까지 돌출될 수 있다. Meanwhile, the electrode current collectors 111F and 112F according to the present embodiment include protrusions 111P and 112P formed by a portion of the electrode current collectors 111F and 112F protruding to the outside of the sealed pouch case 114. . That is, a portion of the electrode current collectors 111F and 112F extends to form protrusions 111P and 112P, and these protrusions 111P and 112P extend beyond the sealing portion 114S of the pouch case 114 and protrude to the outside. You can.

도 6에는, 양극 집전체(111F)의 일부가 연장되어 형성된 돌출부(111P)만이 도시되어 있지만, 음극 집전체(112F)의 일부는 반대 방향으로 연장되어 돌출부(112P)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 도 5에 도시된 것처럼, 전지셀(110)에서 양극 집전체(111F)에서 연장된 돌출부(111P)는 x축 방향을 향해 돌출될 수 있고, 음극 집전체(112F)에서 연장된 돌출부(112P)는 -x축 방향을 향해 돌출될 수 있다. In FIG. 6 , only the protrusion 111P formed by extending a portion of the positive electrode current collector 111F is shown, but a portion of the negative electrode current collector 112F may be extended in the opposite direction to form the protrusion 112P. Accordingly, as shown in FIG. 5, in the battery cell 110, the protrusion 111P extending from the positive electrode current collector 111F may protrude toward the x-axis direction, and the protrusion extending from the negative electrode current collector 112F may protrude in the x-axis direction. (112P) may protrude toward the -x-axis direction.

이러한 돌출부(111P, 112P)에는 버스바(500)가 접합된다. 구체적으로 돌출부(111P, 112P)와 버스바(500)는 용접 접합될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 전지셀(110)의 경우, 전극 집전체(111F, 112F)가 연장되어 형성된 돌출부(111P, 112P)가 바로 버스바(500)에 접합되어, 전지셀-버스바 일체화 구조를 형성할 수 있다. 특히, 전극 집전체(111F, 112F)로부터 연장된 돌출부(111P, 112P)들이 버스바(500)에 접합된 상태에서, 전극 조립체(110A)가 파우치 케이스(114)에 수납되고, 파우치 케이스(114)의 외주변이 밀봉되어 실링부(114S)가 형성될 수 있다. 밀봉성 향상과 전기 절연성 확보를 위해 돌출부(111P, 112P)를 감싸는 필름(114F)이 실링부(114S) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 필름(114F)은, 전기적 절연성과 접합성을 갖는 소재로써, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. A bus bar 500 is joined to these protrusions 111P and 112P. Specifically, the protrusions 111P and 112P and the bus bar 500 may be joined by welding. That is, in the case of the battery cell 110 according to this embodiment, the protrusions 111P and 112P formed by extending the electrode current collectors 111F and 112F are directly bonded to the bus bar 500, thereby integrating the battery cell and bus bar. A structure can be formed. In particular, with the protrusions 111P and 112P extending from the electrode current collectors 111F and 112F joined to the bus bar 500, the electrode assembly 110A is stored in the pouch case 114, and the pouch case 114 ) The outer periphery may be sealed to form a sealing portion 114S. To improve sealing properties and secure electrical insulation, a film 114F surrounding the protrusions 111P and 112P may be interposed between the sealing portions 114S. This film (114F) is a material with electrical insulation and bonding properties and is made of polyimide (PI), polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyethylene terephthalate (PET). It may contain one or more materials selected from the group.

전극 리드(11L)가 사용된 종래의 전지셀(11)과 달리, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은, 전극 집전체(111F, 112F)가 연장되어 형성된 돌출부(111P, 112P)를 바로 버스바(500)에 접합하여 용접 접합이 이루어지는 부분을 최소화하였다. 즉, 전극 리드(11L)를 제거함으로써, 전지 모듈(100)에 포함된 전지셀(110)들 간의 전기적 연결을 구현하는 과정에서의 용접 저항을 줄일 수 있다. 내부 저항이 줄어든 만큼, 고출력의 전지 모듈(100)에서의 전압 측정 오차를 줄일 수 있고, 또 충방전 동안 발생하는 전지셀(110)들의 발열을 줄일 수 있다.Unlike the conventional battery cell 11 in which the electrode lead 11L is used, the battery cell 110 according to the present embodiment directly connects the protrusions 111P and 112P formed by extending the electrode current collectors 111F and 112F. By joining to the bus bar 500, the area where welding is performed was minimized. That is, by removing the electrode lead 11L, welding resistance in the process of implementing electrical connection between the battery cells 110 included in the battery module 100 can be reduced. As the internal resistance is reduced, the voltage measurement error in the high-output battery module 100 can be reduced, and the heat generated by the battery cells 110 during charging and discharging can be reduced.

이하에서는 본 실시예에 따른 버스바와 연결 버스바의 구조에 대해 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure of the bus bar and the connecting bus bar according to this embodiment will be described in detail.

도 7은 도 4의 전지 모듈에 포함된 전지셀 적층체와 버스바 부분을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바와 연결 버스바 간의 볼트 체결 구조를 설명하기 위한 부분 사시도이다.Figure 7 is a partial perspective view showing an enlarged portion of the battery cell stack and bus bar included in the battery module of Figure 4. Figure 8 is a partial perspective view for explaining the bolt fastening structure between a bus bar and a connecting bus bar according to an embodiment of the present invention.

도 4와 도 6 내지 도 8을 함께 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)들이 적층된 전지셀 적층체(120)를 포함하고, 버스바(500)들끼리 기계적 체결 방식으로 연결되어 전지셀(110)들 간의 전기적 연결이 이루어진다. 여기서 기계적 체결 방식이란, 용접 접합이나 접착제 등을 이용한 방식이 아닌, 물리적 구속력을 이용한 체결 방식을 가리킨다. 버스바(500)들 간에 전기적 연결이 가능하다면, 본 발명에서 적용되는 기계적 체결 방식에 특별한 제한은 없다. Referring to Figures 4 and 6 to 8 together, the battery module 100 according to this embodiment includes a battery cell stack 120 in which a plurality of battery cells 110 are stacked, and a bus bar 500 ) are connected to each other by a mechanical fastening method to establish electrical connection between the battery cells 110. Here, the mechanical fastening method refers to a fastening method using physical restraint rather than a method using welding joints or adhesives. As long as electrical connection between the bus bars 500 is possible, there is no particular limitation on the mechanical fastening method applied in the present invention.

예를 들어, 본 실시예에 따른 기계적 체결 방식은, 볼트 체결, 리벳 체결, 클린칭 체결 또는 끼움 결합일 수 있다. 우선, 본 발명의 기계적 체결 방식의 하나의 예시로써, 볼트 체결 방식에 대해 설명하도록 한다.For example, the mechanical fastening method according to this embodiment may be bolt fastening, rivet fastening, clinching fastening, or fitting fastening. First, as an example of the mechanical fastening method of the present invention, the bolt fastening method will be described.

상술한 바 대로, 전지셀 적층체(120)에서, 전지셀(110)들은 일면끼리 마주하도록 일 방향을 따라 적층될 수 있다. 도 4에는 복수의 전지셀(110)들이, 셀 본체(113, 도 5 참조)의 일면끼리 마주하도록 직립한 채, y축과 평행한 방향을 따라 적층된 모습이 도시되어 있다. As described above, in the battery cell stack 120, the battery cells 110 may be stacked along one direction so that one side faces each other. FIG. 4 shows a plurality of battery cells 110 stacked upright along a direction parallel to the y-axis with one side of the cell body 113 (see FIG. 5) facing each other.

이때, 버스바(500)는, 상술한 바 대로, 돌출부(111P, 112P)와 접합되어 전지셀-버스바 일체화 구조를 형성한다. 전지 모듈(100)은, 이러한 버스바(500)들을 연결하는 연결 버스바(600)를 더 포함할 수 있다. 버스바(500)와 연결 버스바(600)는 모두 전기 전도도가 높은 금속 소재를 포함할 수 있다. At this time, the bus bar 500 is joined to the protrusions 111P and 112P, as described above, to form a battery cell-busbar integrated structure. The battery module 100 may further include a connection bus bar 600 connecting the bus bars 500. Both the bus bar 500 and the connecting bus bar 600 may include a metal material with high electrical conductivity.

연결 버스바(600)는 적어도 2개의 버스바(500)들과 기계적 체결 방식으로 연결될 수 있다. 기계적 체결 방식 중 하나의 예시로써, 연결 버스바(600)는 적어도 2개의 버스바(500)들과 볼트 체결로 연결될 수 있다. 일례로, 버스바(500)에 관통구(500H)가 형성될 수 있고, 연결 버스바(600)에도 관통구(600H)가 형성될 수 있다. 볼트 부재(710)가 버스바(500)의 관통구(500H)와 연결 버스바(600)의 관통구(600H)를 통과한 뒤 너트 부재(720)와 체결될 수 있다. The connection bus bar 600 may be connected to at least two bus bars 500 by mechanical fastening. As an example of a mechanical fastening method, the connecting bus bar 600 may be connected to at least two bus bars 500 by fastening with bolts. For example, a through hole 500H may be formed in the bus bar 500, and a through hole 600H may also be formed in the connection bus bar 600. The bolt member 710 may pass through the through hole 500H of the bus bar 500 and the through hole 600H of the connection bus bar 600 and then be fastened to the nut member 720.

본 실시예에 따른 전지셀(110)은, 버스바(500)가 전지셀(110)에 이미 연결되어 있는 일체화 구조이기 때문에 전지셀(110)들 간의 전기적 연결을 위해서 연결 버스바(600)를 이용한 볼트 체결 구조가 적용되었다. 전극 리드(11L)와 버스바(40) 간의 용접 접합이 이루어지는 종래의 전지 모듈과 비교하여, 연결 버스바(600)를 이용한 볼트 체결 구조는, 전지 모듈(100)의 설계의 자유도를 높일 수 있다는 장점을 갖는다. 이는 도 11과 함께 후술하도록 한다. 또한, 상기 볼트 체결 구조는 용접에 비해 재작업이 용이하며, 전극 리드(11L)와 버스바(40) 간의 용접 불량으로 인한 손실의 문제를 염려할 필요가 없다. 기계적 체결 방식의 다른 예시들은, 도 14 내지 도 19에서 다시 설명하도록 한다.Since the battery cell 110 according to this embodiment has an integrated structure in which the bus bar 500 is already connected to the battery cell 110, a connecting bus bar 600 is used for electrical connection between the battery cells 110. The bolt fastening structure used was applied. Compared to a conventional battery module in which welding is performed between the electrode lead 11L and the bus bar 40, the bolt fastening structure using the connecting bus bar 600 can increase the degree of freedom in designing the battery module 100. It has advantages. This will be described later with reference to FIG. 11. In addition, the bolt fastening structure is easier to rework than welding, and there is no need to worry about loss due to poor welding between the electrode lead 11L and the bus bar 40. Other examples of mechanical fastening methods will be described again with reference to FIGS. 14 to 19.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바 프레임을 나타낸 사시도이다.Figure 9 is a perspective view showing a bus bar frame according to an embodiment of the present invention.

도 7과 도 9를 함께 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈은, 전지셀 적층체(120)의 일측 또는 양측에 배치되는 적어도 하나의 버스바 프레임(800)을 더 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 버스바(500)만을 도시하였으나, 버스바 프레임(800)이 전지셀 적층체(120)와 버스바(500) 사이에 위치할 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 9 together, the battery module according to this embodiment may further include at least one bus bar frame 800 disposed on one or both sides of the battery cell stack 120. In FIG. 7 , only the bus bar 500 is shown for convenience of explanation, but the bus bar frame 800 may be located between the battery cell stack 120 and the bus bar 500.

구체적으로, 버스바(500)들이 버스바 프레임(800)의 일면에 위치하고, 전지셀 적층체(120)는 버스바 프레임(800)의 타면과 마주할 수 있다. 전지셀(110)의 돌출부(111P, 112P)들은, 버스바 프레임(800)에 형성된 슬릿(800S)을 통과할 수 있다.Specifically, the bus bars 500 may be located on one side of the bus bar frame 800, and the battery cell stack 120 may face the other side of the bus bar frame 800. The protrusions 111P and 112P of the battery cell 110 may pass through the slit 800S formed in the bus bar frame 800.

도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 버스바 프레임을 나타낸 정면도이다. Figure 10 is a front view showing a bus bar frame according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 10을 함께 참고하면, 도 9의 버스바 프레임(800)과 유사하게, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 버스바 프레임(800’)에는 전지셀(110)의 돌출부(111P, 112P)들이 통과할 수 있는 슬릿(800S’)이 형성될 수 있다. 이러한 버스바 프레임(800’)의 일면에는 버스바(500)들이 위치하고, 버스바 프레임(800’)의 타면은 전지셀 적층체(120)와 마주할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 10 together, similar to the bus bar frame 800 of FIG. 9, the bus bar frame 800' according to another embodiment of the present invention includes a protrusion 111P of the battery cell 110, A slit (800S') through which 112P) can pass may be formed. Bus bars 500 are located on one side of the bus bar frame 800', and the other side of the bus bar frame 800' may face the battery cell stack 120.

이 때, 본 실시예에 따른 돌출부(111P, 112P)들은 버스바(500)와 이미 접합된 상태이기에, 돌출부(111P, 112P)들을 슬릿(800S)에 끼울 수 있도록, 본 실시예에 따른 버스바 프레임(800’)에 형성된 슬릿(800S’)은 버스바 프레임(800)의 상변 또는 하변 방향으로 개방된 형태의 슬릿일 수 있다. 도 10에는 일례로, 버스바 프레임(800)의 하변 방향으로 개방된 형태의 슬릿(800S’)이 도시되어 있다. 버스바(500)와 이미 접합된 상태의 돌출부(111P)들은 슬릿(800S’)이 개방된 하부를 통해, 슬릿(800S’)의 내부로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 버스바 프레임(800’)의 일면에는 버스바(500)들이 위치하고, 버스바 프레임(800’)의 타면은 전지셀 적층체(120)와 마주할 수 있다. At this time, since the protrusions 111P and 112P according to this embodiment are already joined to the bus bar 500, the bus bar according to this embodiment can be inserted into the slit 800S. The slit 800S' formed in the frame 800' may be a slit that is open toward the upper or lower side of the bus bar frame 800. As an example, Figure 10 shows a slit 800S' that is open toward the lower side of the bus bar frame 800. The protrusions 111P, which are already joined to the bus bar 500, may be inserted into the slit 800S' through the open lower part of the slit 800S'. Accordingly, the bus bars 500 are located on one side of the bus bar frame 800', and the other side of the bus bar frame 800' may face the battery cell stack 120.

한편, 버스바 프레임(800, 800’)은 전기적으로 절연인 소재를 포함할 수 있다. 일례로, 버스바 프레임(800, 800’)은 전기적 절연인 플라스틱 소재를 포함할 수 있다. 버스바 프레임(800, 800’)은, 버스바(500)와 전지셀(110)들 간의 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위해 배치된 부재이다. Meanwhile, the busbar frames 800 and 800' may include an electrically insulating material. For example, the busbar frame (800, 800') may include a plastic material that is electrically insulating. The bus bar frames 800 and 800' are members arranged to prevent short circuits between the bus bars 500 and the battery cells 110.

구체적으로 도시하지 않았으나, 버스바 프레임(800)에는 외부 입출력 단자로 기능하는 터미널 버스바와 전지셀의 온도 및 전압 정보를 전달하는 센싱 어셈블리가 장착될 수 있다.Although not specifically shown, the bus bar frame 800 may be equipped with a terminal bus bar that functions as an external input/output terminal and a sensing assembly that transmits temperature and voltage information of the battery cell.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바, 연결 버스바 그리고 버스바 프레임을 개략적으로 도시한 정면도이다. Figure 11 is a front view schematically showing a bus bar, a connecting bus bar, and a bus bar frame according to an embodiment of the present invention.

도 11에는, 버스바 프레임(800)의 일면에 위치한 버스바(500)들과, 이러한 버스바(500)들을 연결하는 연결 버스바(600a, 600b, 600c)들의 모습이 대략적으로 도시되어 있다. FIG. 11 roughly shows the bus bars 500 located on one side of the bus bar frame 800 and the connection bus bars 600a, 600b, and 600c connecting the bus bars 500.

본 실시예에 따른 연결 버스바(600a, 600b, 600c)들은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 일례로, 연결 버스바(600a, 600b, 600c)는 막대 형태의 금속 부재 또는 벤딩 부분을 갖는 금속 부재일 수 있다. 막대 형태의 금속 부재인 연결 버스바(600a, 600b)는 그 길이가 다양하게 조절될 수 있다. 또한, 연결 버스바(600c)에는 벤딩 부분이 자유롭게 마련될 수 있다.The connection bus bars 600a, 600b, and 600c according to this embodiment may have various shapes. For example, the connection bus bars 600a, 600b, and 600c may be a bar-shaped metal member or a metal member with a bending portion. You can. The connecting bus bars 600a and 600b, which are rod-shaped metal members, can be adjusted in various lengths. Additionally, a bending portion may be freely provided in the connection bus bar 600c.

이와 같이, 다양한 형상과 사이즈를 가진 연결 버스바(600a, 600b, 600c)를 적용하여 버스바(500)들을 연결할 수 있다. 이에 따라, 버스바(500)를 갖는 전지셀들의 위치와 개수를 제한 없이 자유롭게 설정할 수 있다. 즉, 연결 버스바(600)를 이용한 기계적 체결 방식은, 전지 모듈(100)에 포함된 전지셀들의 전기적 연결 방식에 대한 설계의 자유도를 높일 수 있다는 장점을 갖는다.In this way, the bus bars 500 can be connected by applying connection bus bars 600a, 600b, and 600c having various shapes and sizes. Accordingly, the position and number of battery cells having the bus bar 500 can be freely set without limitation. That is, the mechanical fastening method using the connection bus bar 600 has the advantage of increasing the degree of freedom in design regarding the electrical connection method of the battery cells included in the battery module 100.

도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 다른 실시예들에 따른 전지셀에 대한 단면도들이다. 12 and 13 are cross-sectional views of battery cells according to different embodiments of the present invention, respectively.

먼저, 도 12를 참고하면, 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로, 전지셀(110)에서, 전극 리드가 제거되고, 전극 집전체(111F)로부터 연장된 돌출부(111P)들이 버스바(500)에 접합된다. 또한, 밀봉성 향상과 전기 절연성 확보를 위해 돌출부(111P, 112P)를 감싸는 필름(114F’)이 실링부(114S) 사이에 개재될 수 있다.First, referring to FIG. 12, like the previously described embodiment, the electrode lead is removed from the battery cell 110, and the protrusions 111P extending from the electrode current collector 111F are joined to the bus bar 500. . Additionally, in order to improve sealing properties and secure electrical insulation, a film 114F' surrounding the protrusions 111P and 112P may be interposed between the sealing portions 114S.

제거된 전극 리드와 비교하여, 전극 집전체(111F)로부터 연장된 돌출부(111P)는 강성이 상대적으로 약하기 때문에 외부 충격이나 진동에 쉽게 손상될 수 있다. 이러한 돌출부(111P)의 강성을 보완하기 위해 본 실시예에 따른 필름(114F’)은, 돌출부(111P)가 버스바(500)에 접합되기 위해 연장된 영역까지 감쌀 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 필름(114F’)은 돌출부(111P)가 파우치 케이스(114)의 실링부(114S)의 외부로 노출된 부분까지 감쌀 수 있다. Compared to the removed electrode lead, the protrusion 111P extending from the electrode current collector 111F has relatively weak rigidity and can be easily damaged by external shock or vibration. In order to supplement the rigidity of the protrusion 111P, the film 114F' according to the present embodiment may cover the area where the protrusion 111P extends to be bonded to the bus bar 500. In other words, the film 114F' according to this embodiment can wrap the protruding part 111P up to the externally exposed portion of the sealing part 114S of the pouch case 114.

다음 도 13을 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 필름(114F”)은, 돌출부(111P)가 버스바(500)에 접합되기 위해 연장된 영역뿐만 아니라, 돌출부(111P)가 버스바(500)에 접합된 부분 및 버스바(500)의 적어도 일부 영역까지 감쌀 수 있다. 이를 통해 돌출부(111P)가 파우치 케이스(114)의 실링부(114S)의 외부로 노출된 부분뿐만 아니라 돌출부(111P)와 버스바(500)가 접합된 부분의 강성을 보완할 수 있다. 또한, 이러한 필름(114F”)은, 돌출부(111P)나 버스바(500)가 다른 부분과 접촉하는 것을 차단함으로써, 전기적 절연성을 높일 수 있다. 대신, 버스바(500)와 연결 버스바(600) 간의 볼트 체결이 용이하게 이루어지도록, 버스바(500) 중 연결 버스바(600)와 연결되는 부분은 필름(114F”)에 의해 커버되지 않을 수 있다. Next, referring to FIG. 13, the film (114F”) according to another embodiment of the present invention has not only an area where the protrusion (111P) extends to be bonded to the bus bar (500), but also a protrusion (111P) that extends to the bus bar (500). It can cover the part joined to 500 and at least a partial area of the bus bar 500. Through this, the rigidity of the portion where the protrusion 111P is exposed to the outside of the sealing portion 114S of the pouch case 114 as well as the portion where the protrusion 111P and the bus bar 500 are joined can be supplemented. Additionally, this film 114F” can increase electrical insulation by blocking the protrusion 111P or the bus bar 500 from contacting other parts. Instead, to facilitate bolt fastening between the bus bar 500 and the connection bus bar 600, the portion of the bus bar 500 connected to the connection bus bar 600 is not covered by the film (114F”). You can.

한편, 도 4를 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 전지셀 적층체(120)가 수납되는 모듈 프레임(200)을 더 포함할 수 있다. 모듈 프레임(200)은, 내부에 전지셀 적층체(120)를 수용하는 부재로써, 2개의 측면부(210, 220)들, 상면부(230) 및 하면부(240)를 포함할 수 있다. 또한, 모듈 프레임(200)은, 제2 방향과 그 반대 방향에 해당하는 양 측이 개방된 형태일 수 있다. 개방된 상기 양 측 중 어느 하나를 통해 전지셀 적층체(120)가 수납될 수 있다. 모듈 프레임(200)은 내부 전장품을 보호하기 위해, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있다. Meanwhile, referring again to FIG. 4, the battery module 100 according to this embodiment may further include a module frame 200 in which the battery cell stack 120 is accommodated. The module frame 200 is a member that accommodates the battery cell stack 120 therein, and may include two side portions 210 and 220, an upper surface portion 230, and a lower surface portion 240. Additionally, the module frame 200 may be open on both sides corresponding to the second direction and the opposite direction. The battery cell stack 120 can be accommodated through either of the two open sides. The module frame 200 may include a metal material with a predetermined strength to protect internal electrical components.

도 4에 도시된 모듈 프레임(200)은, 2개의 측면부(210, 220)들, 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, 압출 성형으로 제조되어 2개의 측면부(210, 220)들, 상면부(230) 및 하면부(240)가 일체화된 형태일 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 일 실시예로써, U자형의 프레임과 상부 플레이트가 서로 용접된 형태의 모듈 프레임도 가능하다. 모듈 프레임(200)과 전지셀(110)들의 적층 방향을 살펴보면, 전지셀(110)들의 상기 일면, 특히 셀 본체(113, 도 5 참조) 일면이 모듈 프레임(200)의 측면부(210, 220)들의 일면과 평행하도록 전지셀(110)들이 어느 한 측면부(210)에서 다른 측면부(220)까지 적층될 수 있다.The module frame 200 shown in FIG. 4 may be a mono frame in which two side parts 210 and 220, an upper surface part 230, and a lower surface part 240 are integrated. That is, it may be manufactured by extrusion molding so that the two side parts 210 and 220, the upper surface part 230, and the lower surface part 240 are integrated. Although not specifically shown, as another embodiment of the present invention, a module frame in which a U-shaped frame and an upper plate are welded together is also possible. Looking at the stacking direction of the module frame 200 and the battery cells 110, one side of the battery cells 110, especially one side of the cell body 113 (see FIG. 5), is adjacent to the side portions 210 and 220 of the module frame 200. The battery cells 110 may be stacked from one side 210 to the other side 220 so as to be parallel to one side of the battery cells 110 .

한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 양 측에 각각 위치하는 엔드 플레이트(300)들을 더 포함할 수 있다. 엔드 플레이트(300)들은, 모듈 프레임(200)의 개방된 상기 양 측에서 전지셀 적층체(120)를 커버하도록 위치할 수 있다. 각 엔드 플레이트(300)들의 모서리들은 모듈 프레임(200)과 대응하는 모서리들과 용접의 방법으로 접합될 수 있다. 엔드 플레이트(300)들은, 소정의 강도를 갖는 금속 소재를 포함할 수 있고, 외부 충격으로부터 전지셀 적층체(120) 및 기타 전장품을 보호할 수 있다. 엔드 플레이트(300)와 전지셀 적층체(120) 사이에는 앞서 설명한 버스바 프레임(800, 도 9 참조)이 위치할 수 있다. Meanwhile, the battery module 100 according to this embodiment may further include end plates 300 located on both open sides of the module frame 200. The end plates 300 may be positioned to cover the battery cell stack 120 on both open sides of the module frame 200. The edges of each end plate 300 may be joined to the corresponding edges of the module frame 200 by welding. The end plates 300 may include a metal material with a predetermined strength and may protect the battery cell stack 120 and other electrical components from external shock. The bus bar frame 800 (see FIG. 9) described above may be located between the end plate 300 and the battery cell stack 120.

전지 모듈(100)은, 전지셀 적층체(120)와 모듈 프레임(200)의 하면부(240) 사이에 위치한 써멀 레진층(400)을 더 포함할 수 있다. 전지셀(110)들의 일측이 써멀 레진층(400)에 접착될 수 있다. 구체적으로 써멀 레진층(400)은, 써멀 레진이 주입 또는 도포된 후 경화되어 형성될 수 있다. 상기 써멀 레진은 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 또는 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 써멀 레진은, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 경화되어 전지셀(110)의 일측과 접착될 수 있다. 이에 따라 써멀 레진층(400)은 전지셀(110)들을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 써멀 레진층(400)은 열전도 특성이 뛰어나 전지셀(110)에서 발생한 열을 신속히 전지 모듈의 하측으로 전달할 수 있다.The battery module 100 may further include a thermal resin layer 400 located between the battery cell stack 120 and the lower surface 240 of the module frame 200. One side of the battery cells 110 may be adhered to the thermal resin layer 400. Specifically, the thermal resin layer 400 may be formed by injecting or applying thermal resin and then curing it. The thermal resin may include a thermally conductive adhesive material, and specifically may include at least one of silicone material, urethane material, or acrylic material. The thermal resin may be in a liquid state when applied, but may be cured after application and adhere to one side of the battery cell 110. Accordingly, the thermal resin layer 400 may serve to fix the battery cells 110. In addition, the thermal resin layer 400 has excellent heat conduction properties and can quickly transfer heat generated in the battery cell 110 to the lower side of the battery module.

이하에서는, 본 발명의 기계적 체결 방식 중 볼트 체결 방식이 아닌, 다른 예시들에 대해 설명하도록 한다. Below, examples other than the bolt fastening method among the mechanical fastening methods of the present invention will be described.

도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 리벳 체결 방식을 나타낸 사시도들이다. 구체적으로 도 14는, 리벳 부재가 삽입되기 전을 나타낸 도면이고, 도 15는 리벳 부재가 삽입되어 체결된 이후를 나타낸 도면이다. 도 16은 도 15의 절단선 C-C’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다. Figures 14 and 15 are perspective views showing a rivet fastening method among mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention. Specifically, FIG. 14 is a view showing before the rivet member is inserted, and FIG. 15 is a view showing after the rivet member is inserted and fastened. Figure 16 is a cross-sectional view taken along the cutting line C-C' of Figure 15.

도 14 내지 도 16을 참고하면, 버스바(500)들 간의 기계적 체결에 리벳 체결이 적용될 수 있다. 이하에서는 리벳 체결 방식의 하나의 예시에 대해 설명하도록 한다. Referring to FIGS. 14 to 16 , rivet fastening may be applied to the mechanical fastening between bus bars 500. Below, an example of a rivet fastening method will be described.

앞서 설명한대로, 전지셀(110)은, 실링부(114S)를 통과하여 버스바(500)에 접합되는 돌출부(111P)를 가질 수 있다. 버스바(500)에 관통구(500H)가 형성될 수 있고, 연결 버스바(600)에 관통구(600H)가 형성될 수 있다. 리벳 부재(900)가 버스바(500)의 관통구(500H)와 연결 버스바(600)의 관통구(600H)를 체결시킬 수 있다.As previously described, the battery cell 110 may have a protrusion 111P that passes through the sealing portion 114S and is joined to the bus bar 500. A through hole 500H may be formed in the bus bar 500, and a through hole 600H may be formed in the connection bus bar 600. The rivet member 900 may fasten the through hole 500H of the bus bar 500 and the through hole 600H of the connecting bus bar 600.

체결되기 이전의 리벳 부재(900)는, 지름이 서로 다른 제1 및 제2 단부(910, 920)를 갖는다. 지름이 상대적으로 큰 제1 단부(910)의 지름은, 버스바(500)의 관통구(500H)의 지름 및 연결 버스바(600)의 관통구(600H)의 지름보다 크다. 또한, 지름이 상대적으로 작은 제2 단부(920)의 지름은, 버스바(500)의 관통구(500H)의 지름 및 연결 버스바(600)의 관통구(600H)의 지름보다 작다. 제2 단부(920)가, 버스바(500)의 관통구(500H)와 연결 버스바(600)의 관통구(600H)를 모두 통과할 수 있다. The rivet member 900 before fastening has first and second ends 910 and 920 with different diameters. The diameter of the first end 910, which has a relatively large diameter, is larger than the diameter of the through hole 500H of the bus bar 500 and the diameter of the through hole 600H of the connecting bus bar 600. In addition, the diameter of the second end 920, which has a relatively small diameter, is smaller than the diameter of the through hole 500H of the bus bar 500 and the diameter of the through hole 600H of the connecting bus bar 600. The second end 920 may pass through both the through hole 500H of the bus bar 500 and the through hole 600H of the connecting bus bar 600.

통과 이후, 제2 단부(920)에 힘을 가하여, 제2 단부(920)의 형태를 변형시킨다. 제1 단부(910)는 변형되지 않고 그대로 형태를 유지한다. 변형된 제2 단부(920’)의 모습은 도 15 및 도 16에 나타나 있다. 변형된 제2 단부(920’)는, 제1 단부(910)와 유사하게 변형될 수 있다. 즉, 변형된 제2 단부(920’)의 지름은 버스바(500)의 관통구(500H)의 지름 및 연결 버스바(600)의 관통구(600H)의 지름보다 클 수 있다. 이렇게 리벳 부재(900)를 버스바(500)의 관통구(500H)와 연결 버스바(600)의 관통구(600H)에 통과시킨 상태에서, 제2 단부(920)의 형태를 변형시키는 방식으로 리벳 체결이 완료될 수 있다. 버스바(500)와 연결 버스바(600)는 리벳 부재(900)에 의해 밀착 및 고정되면서, 서로 전기적으로 연결될 수 있다. After passing, force is applied to the second end 920 to change the shape of the second end 920. The first end 910 is not deformed and maintains its shape. The modified second end 920' is shown in FIGS. 15 and 16. The deformed second end 920' may be deformed similarly to the first end 910. That is, the diameter of the modified second end 920' may be larger than the diameter of the through hole 500H of the bus bar 500 and the diameter of the through hole 600H of the connection bus bar 600. In this way, while the rivet member 900 is passed through the through hole 500H of the bus bar 500 and the through hole 600H of the connecting bus bar 600, the shape of the second end 920 is changed. Riveting can be completed. The bus bar 500 and the connecting bus bar 600 may be electrically connected to each other while being closely adhered and fixed by the rivet member 900.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 클린칭 체결 방식을 나타낸 사시도이다. 도 18은 도 17의 절단선 D-D’를 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.Figure 17 is a perspective view showing the clinching fastening method among the mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention. Figure 18 is a cross-sectional view taken along the cutting line DD' of Figure 17.

도 17 및 도 18을 참고하면, 버스바(500)들 간의 기계적 체결에 클린칭 체결이 적용될 수 있다. 이하에서는 클린칭 체결의 하나의 예시에 대해 설명하도록 한다.Referring to FIGS. 17 and 18 , clinching fastening may be applied to the mechanical fastening between bus bars 500. Below, an example of clinching fastening will be described.

앞서 설명한대로, 전지셀(110)은, 실링부(114S)를 통과하여 버스바(500)에 접합되는 돌출부(111P)를 가질 수 있다. 버스바(500)와 연결 버스바(600)가 서로 클린칭 체결 방식으로 연결될 수 있다. As previously described, the battery cell 110 may have a protrusion 111P that passes through the sealing portion 114S and is joined to the bus bar 500. The bus bar 500 and the connecting bus bar 600 may be connected to each other by a clinching method.

구체적으로, 버스바(500)와 연결 버스바(600)를 서로 접촉시킨 상태에서, 펀치와 다이를 이용해 프레스 가공을 실시할 수 있다. 버스바(500)와 연결 버스바(600)가 다이에 의해 지지된 상태에서, 펀치가 겹쳐진 버스바(500)와 연결 버스바(600) 부분을 가압하면서 클린칭 홀(CH)이 형성될 수 있다. 이 때 다이의 형태에 따라, 인터락(interlock, IL) 구조가 형성될 수 있다. 인터락 구조(IL)는, 소재의 소성 변형과 역방향의 흐름을 이용해 접합력 만들 수 있고, 이에 따라, 버스바(500)와 연결 버스바(600)가 밀착 및 고정되면서, 서로 전기적으로 연결될 수 있다. Specifically, press processing can be performed using a punch and a die while the bus bar 500 and the connecting bus bar 600 are in contact with each other. With the bus bar 500 and the connecting bus bar 600 supported by the die, a clinching hole (CH) can be formed while the punch presses the overlapping portion of the bus bar 500 and the connecting bus bar 600. there is. At this time, depending on the shape of the die, an interlock (IL) structure may be formed. The interlock structure (IL) can create bonding force using plastic deformation of the material and reverse flow, and accordingly, the bus bar 500 and the connecting bus bar 600 can be electrically connected to each other by being closely adhered and fixed. .

도 19의 (a)와 (b)는, 본 발명의 실시예들에 따른 기계적 체결 방식 중 끼움 결합을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 19의 (a)는, 버스바와 연결 버스바가 결합되기 이전을 나타내고, 도 19의 (b)는, 버스바와 연결 버스바가 결합된 이후를 나타낸다. Figures 19 (a) and (b) are cross-sectional views illustrating a fitting coupling among the mechanical fastening methods according to embodiments of the present invention. Figure 19 (a) shows before the bus bar and the connection bus bar are combined, and Figure 19 (b) shows after the bus bar and the connection bus bar are combined.

도 19의 (a)와 (b)를 참고하면, 버스바(500)들 간의 기계적 체결에 끼움 결합이 적용될 수 있다. 일례로, 버스바(500)와 연결 버스바(600) 중 어느 하나에 삽입 홈(600G)이 형성될 수 있고, 버스바(500)와 연결 버스바(600) 중 다른 하나가 이러한 삽입 홈(600G)에 끼워지면서, 버스바(500)와 연결 버스바(600)가 서로 연결될 수 있다. 도 19의 (a)와 (b)에는 연결 버스바(600)에 삽입 홈(600G)이 형성된 것이 도시되어 있다. Referring to Figures 19 (a) and (b), a fitting coupling may be applied to the mechanical connection between the bus bars 500. For example, an insertion groove 600G may be formed in one of the bus bar 500 and the connection bus bar 600, and the other one of the bus bar 500 and the connection bus bar 600 may be formed in this insertion groove ( 600G), the bus bar 500 and the connection bus bar 600 may be connected to each other. 19 (a) and (b) show that an insertion groove 600G is formed in the connection bus bar 600.

또한, 연결 버스바(600)의 제1 부분(610)과 제2 부분(620) 사이에 삽입 홈(600G)이 형성될 수 있고, 제1 부분(610)과 제2 부분(620)은 서로를 향해 휘어지는 형태를 가질 수 있다. 버스바(500)가 제1 부분(610)과 제2 부분(620) 사이에 삽입될 때, 제1 부분(610)과 제2 부분(620)이 마치 판 스프링처럼 기능하여, 버스바(500)가 제1 부분(610)과 제2 부분(620)의 탄성력에 의해 고정될 수 있다. 이에 따라, 버스바(500)와 연결 버스바(600)가 밀착 및 고정되면서, 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았으나, 버스바에 삽입 홈이 형성되어 연결 버스바가 버스바의 삽입 홈에 삽입되는 형태도, 본 발명의 실시예로 가능하다. Additionally, an insertion groove 600G may be formed between the first part 610 and the second part 620 of the connection bus bar 600, and the first part 610 and the second part 620 may be connected to each other. It can have a shape that bends toward . When the bus bar 500 is inserted between the first part 610 and the second part 620, the first part 610 and the second part 620 function like a leaf spring, and the bus bar 500 ) may be fixed by the elastic force of the first part 610 and the second part 620. Accordingly, the bus bar 500 and the connecting bus bar 600 can be electrically connected to each other while being closely adhered and fixed. Although not specifically shown, an insertion groove is formed in the bus bar so that the connecting bus bar is inserted into the insertion groove of the bus bar, which is also possible in an embodiment of the present invention.

도 20은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 적층체와 버스바 부분을 확대하여 나타낸 부분 사시도이다.Figure 20 is a partial perspective view showing an enlarged portion of the battery cell stack and bus bar according to another embodiment of the present invention.

도 20을 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 적층체(120)에 있어서, 적어도 2개의 전지셀(110)들의 돌출부(111P)들이, 하나의 버스바(500’)에 접합될 수 있다. 전지셀(110)로부터 돌출된 돌출부(111P)가 바로 버스바(500’)에 접합되는데, 여러 전지셀(110)들의 돌출부(111P)들이 하나의 버스바(500’)에 접합될 수 있다. 이를 위해 버스바(500’)는, 전지셀(110)들이 적층되는 방향을 따라 더 연장된 형태일 수 있고, 또 버스바(500’)에 슬릿이 형성될 수 있다. 도 20에는, 일례로, 4개 또는 5개의 전지셀(110)들의 돌출부(111P)들이 하나의 버스바(500’)에 접합되는 것이 표현되어 있다. 여러 돌출부(111P)들이 하나의 버스바(500’)에 접합되는 것만으로 여러 전지셀(110)들이 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 본 실시예는, 버스바들 간의 별도의 연결이 불필요하기 때문에 접촉 저항을 줄일 수 있다는 장점이 있다.Referring to FIG. 20, in the battery cell stack 120 according to another embodiment of the present invention, the protrusions 111P of at least two battery cells 110 are joined to one bus bar 500'. It can be. The protrusion 111P protruding from the battery cell 110 is directly connected to the bus bar 500', and the protrusions 111P of several battery cells 110 can be connected to one bus bar 500'. To this end, the bus bar 500' may be further extended along the direction in which the battery cells 110 are stacked, and slits may be formed in the bus bar 500'. In Figure 20, as an example, the protrusions 111P of four or five battery cells 110 are shown being connected to one bus bar 500'. Several battery cells 110 can be electrically connected simply by joining several protrusions 111P to one bus bar 500'. That is, this embodiment has the advantage of reducing contact resistance because separate connections between bus bars are not necessary.

본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.In this embodiment, terms indicating directions such as front, back, left, right, up, and down are used, but these terms are only for convenience of explanation and may vary depending on the location of the target object or the location of the observer. .

앞에서 설명한 본 실시예에 따른 하나 또는 그 이상의 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), BDU(Battery Disconnect Unit), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지팩을 형성할 수 있다.One or more battery modules according to this embodiment described above may be mounted together with various control and protection systems such as a Battery Management System (BMS), Battery Disconnect Unit (BDU), and a cooling system to form a battery pack.

상기 전지 모듈이나 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단이나 ESS(Energy Storage System)에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.The battery module or battery pack can be applied to various devices. Specifically, it can be applied to transportation means such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrids, or ESS (Energy Storage System), but is not limited to this and can be applied to various devices that can use secondary batteries.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. falls within the scope of rights.

100: 전지 모듈
110: 전지셀
110A: 전극 조립체
111, 112: 전극
111F, 112F: 전극 집전체
111M, 112M: 활물질층
111P, 112P: 돌출부
114: 파우치 케이스
114S: 실링부
120: 전지셀 적층체
200: 모듈 프레임
300: 엔드 플레이트
400: 써멀 레진층
500: 버스바
500H: 관통구
600: 연결 버스바
600H: 관통구
710: 볼트 부재
720: 너트 부재
100: battery module
110: battery cell
110A: Electrode assembly
111, 112: electrode
111F, 112F: Electrode current collector
111M, 112M: active material layer
111P, 112P: Protrusion
114: Pouch case
114S: Sealing part
120: Battery cell laminate
200: module frame
300: End plate
400: Thermal resin layer
500: bus bar
500H: Through hole
600: Connection busbar
600H: Through hole
710: Bolt member
720: Nut member

Claims (18)

전극들 및 상기 전극들 사이에 위치한 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및
상기 전극 조립체가 수납된 채 외주변이 밀봉된 파우치 케이스;를 포함하고,
상기 전극은, 전극 집전체 및 상기 전극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 활물질층을 포함하며,
상기 전극 집전체는, 밀봉된 상기 파우치 케이스의 외부로 상기 전극 집전체의 일부가 돌출되어 형성된 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부에 버스바가 접합되어 있는 전지셀.
An electrode assembly including electrodes and a separator positioned between the electrodes; and
Includes a pouch case whose outer periphery is sealed while housing the electrode assembly,
The electrode includes an electrode current collector and an active material layer formed on one or both sides of the electrode current collector,
The electrode current collector includes a protrusion formed by a portion of the electrode current collector protruding to the outside of the sealed pouch case,
A battery cell in which a bus bar is bonded to the protrusion.
제1항에서,
상기 돌출부와 상기 버스바는 용접 접합되는 전지셀.
In paragraph 1:
A battery cell in which the protrusion and the bus bar are joined by welding.
제1항에서,
상기 돌출부가 상기 버스바와 접합된 상태에서, 상기 파우치 케이스의 외주변이 밀봉되는 전지셀.
In paragraph 1:
A battery cell in which the outer periphery of the pouch case is sealed while the protrusion is joined to the bus bar.
제1항에서,
상기 파우치 케이스의 외주변이 밀봉되어 실링부가 형성되고,
상기 돌출부를 감싸는 필름이 실링부 사이에 개재되는 전지셀.
In paragraph 1:
The outer periphery of the pouch case is sealed to form a sealing portion,
A battery cell in which a film surrounding the protrusion is interposed between sealing parts.
제4항에서,
상기 필름은, 상기 돌출부가 상기 실링부의 외부로 노출된 부분까지 감싸는 전지셀.
In paragraph 4,
The film is a battery cell that surrounds the portion of the protrusion exposed to the outside of the sealing portion.
제4항에서,
상기 필름은, 상기 돌출부가 상기 버스바와 접합된 부분 및 상기 버스바의 적어도 일부 영역을 감싸는 전지셀.
In paragraph 4,
The film is a battery cell that surrounds the portion where the protrusion is joined to the bus bar and at least a partial area of the bus bar.
제1항에 따른 전지셀들이 적층된 전지셀 적층체를 포함하고,
상기 버스바들끼리 기계적 체결 방식으로 연결되어, 상기 전지셀들 간의 전기적 연결이 이루어지는 전지 모듈.
Comprising a battery cell stack in which the battery cells according to claim 1 are stacked,
A battery module in which the bus bars are connected to each other through a mechanical fastening method, thereby providing electrical connection between the battery cells.
제7항에서,
상기 기계적 체결 방식은, 볼트 체결, 리벳 체결, 클린칭 체결 또는 끼움 결합인 전지 모듈.
In paragraph 7:
The mechanical fastening method is a battery module that is bolted, riveted, clinched, or fitted.
제7항에서,
상기 전지셀 적층체에서, 상기 전지셀들은 일면끼리 마주하도록 일 방향을 따라 적층되는 전지 모듈.
In paragraph 7:
In the battery cell stack, the battery modules are stacked along one direction so that one side faces each other.
제7항에서,
상기 버스바들을 연결하는 연결 버스바를 포함하는 전지 모듈.
In paragraph 7:
A battery module including a connection bus bar connecting the bus bars.
제10항에서,
상기 연결 버스바는 적어도 2개의 상기 버스바들과 기계적 체결 방식으로 연결되는 전지 모듈.
In paragraph 10:
The connection bus bar is a battery module connected to at least two of the bus bars by mechanical fastening.
제11항에서,
상기 버스바와 상기 연결 버스바 각각에 관통구가 형성되고,
볼트 부재가 상기 버스바의 상기 관통구와 상기 연결 버스바의 상기 관통구를 통과한 뒤 너트 부재와 체결되는 전지 모듈.
In paragraph 11:
A through hole is formed in each of the bus bar and the connecting bus bar,
A battery module in which a bolt member passes through the through hole of the bus bar and the through hole of the connection bus bar and then is fastened with a nut member.
제11항에서,
상기 버스바와 상기 연결 버스바 각각에 관통구가 형성되고,
리벳 부재가 상기 버스바의 상기 관통구와 상기 연결 버스바의 상기 관통구를 체결시키는 전지 모듈.
In paragraph 11:
A through hole is formed in each of the bus bar and the connecting bus bar,
A battery module in which a rivet member fastens the through hole of the bus bar and the through hole of the connecting bus bar.
제11항에서,
상기 버스바와 상기 연결 버스바가 서로 클린칭 체결 방식으로 연결되는 전지 모듈.
In paragraph 11:
A battery module in which the bus bar and the connecting bus bar are connected to each other by a clinching fastening method.
제11항에서,
상기 버스바가 상기 연결 버스바 중 어느 하나에 삽입 홈이 형성되고,
상기 버스바와 상기 연결 버스바 중 다른 하나가 상기 삽입 홈에 끼워지면서, 상기 버스바와 상기 연결 버스바가 서로 연결되는 전지 모듈.
In paragraph 11:
The bus bar has an insertion groove formed in any one of the connection bus bars,
A battery module in which the other one of the bus bar and the connection bus bar is inserted into the insertion groove, and the bus bar and the connection bus bar are connected to each other.
제11항에서,
상기 연결 버스바는 막대 형태의 금속 부재 또는 벤딩 부분을 갖는 금속 부재인 전지 모듈.
In paragraph 11:
The connection bus bar is a battery module that is a bar-shaped metal member or a metal member with a bending portion.
제7항에서,
적어도 2개의 상기 전지셀들의 상기 돌출부들이, 하나의 상기 버스바에 접합되어 있는 전지 모듈.
In paragraph 7:
A battery module in which the protrusions of at least two of the battery cells are joined to one of the bus bars.
제7항에서,
상기 전지셀 적층체의 일측 또는 양측에 적어도 하나의 버스바 프레임이 배치되고,
상기 버스바 프레임은, 상기 버스바와 상기 전지셀 적층체 사이에 위치하는 전지 모듈.
In paragraph 7:
At least one bus bar frame is disposed on one or both sides of the battery cell stack,
The bus bar frame is a battery module located between the bus bar and the battery cell stack.
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