WO2015012520A1 - 이동형 가압부재를 포함하는 전지모듈 - Google Patents

이동형 가압부재를 포함하는 전지모듈 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a battery module including a movable pressure member.
  • a secondary battery is composed of an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode in a laminated or wound state, embedded in a battery case of a metal can or laminate sheet, and then injected or impregnated with an electrolyte solution.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • a movable pressing member compressing the battery cell stack
  • the battery module according to the present invention includes a movable pressing member for compressing the battery cell stack, thereby keeping the pressure of the battery cell constant and preventing leakage of the electrolyte solution.
  • the movable pressing member may be interposed between the module case and the battery cell stack.
  • the movable pressure member includes a support member including a detachable base plate and a leg member coupled to both ends of the detachable base plate, a sliding member for moving the support member in a direction opposite to the pressing direction of the battery cell stack, and the sliding motion It may include a stopper member for stepwise preventing the movement of the member.
  • the detachable base plate may have a structure in which the size of the battery cell stack is increased in the stacking direction of the battery cells by the size of the battery cell stack expanding in the stacking direction when the battery cell stack is expanded and the gap between the leg members at both ends is widened.
  • the sliding member may be a sliding rail including a fixed first rail and a movable second rail moving on the first rail
  • the stopper member may include the first rail and the It may be made of a concave-convex structure formed on each facing surface of the second rail.
  • the sliding member may be a sliding rail including a fixed first rail and a movable second rail moving on the first rail, wherein the stopper member is formed on the first rail. It is formed at equal intervals on the elastic protrusions and the second rail may be made of a coupling groove coupled to the elastic protrusions.
  • the stopper member may be mounted in a module case with an uneven structure
  • the sliding member may be a wheel member that moves on the stopper member of the uneven structure and couples to the bottom of the leg member.
  • the sliding member may be a wheel member coupled to a lower end of the leg member, and the stopper member may be a compressive elastic member connecting leg members coupled to both ends of the detachable base plate.
  • the compression elastic member may be a compression spring.
  • the movable pressing member may be configured to solve the expansion stress of each battery cell constituting the battery cell stack to maintain a constant pressure applied to each battery cell.
  • the pressure may be maintained in the range of 30 kgf or more to 80 kgf or less.
  • the pressure is less than 30 kgf, it is not possible to sufficiently suppress the expansion of the battery cell, when the pressure exceeds 80 kgf, the battery cell may be damaged due to excessive pressure. Therefore, the appropriate pressure of the movable pressing member can be in the above range.
  • the battery cell may be a pouch-type battery cell in which an electrolyte and an electrode laminate are embedded and the battery case is sealed.
  • the present invention also provides a battery pack comprising the battery module as a unit module.
  • the present invention also provides a device comprising the battery pack as a power source, the device is specifically, mobile phones, portable computers, smart phones, smart pads, netbooks, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle , A hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • the device is specifically, mobile phones, portable computers, smart phones, smart pads, netbooks, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle , A hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • FIG. 1 is a schematic view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the battery module 10 includes a module case 100, a battery cell stack 200, and a movable pressing member 300.
  • the movable pressure member 300 includes a support member 310, a sliding member 320, and a stopper member 330.
  • the support member 310 is composed of a detachable base plate 311 and a leg member 312.
  • the sliding member 320 is coupled to the lower end of the leg member 312, and is made of a wheel structure, it is possible to move on the stopper member 330.
  • the stopper member 330 has a concave-convex structure, so that the movement of the sliding member 320 can be prevented in stages.
  • the leg member 312 When the battery cell stack 200 is expanded due to gas generation, the leg member 312 receives pressure from the battery cell stack 200, and the sliding member 320 connected to the leg member 312 may be a stopper member 330. To the left and right.
  • the detachable base plate 311 has a structure in which the size becomes larger as the battery cell stack 200 expands to widen the interval between the leg members 312 at both ends. By such a structure, the pressure applied to the battery cell stack 200 can be kept constant.
  • the battery module according to the present invention includes a movable pressure member for compressing the battery cell stack, thereby keeping the pressure of the battery cell constant and preventing leakage of the electrolyte solution.

Abstract

본 발명은 모듈 케이스, 상기 모듈 케이스에 내장되는 전지셀 적층체, 및 상기 전지셀 적층체를 압축하는 이동형 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

이동형 가압부재를 포함하는 전지모듈
본 발명은 이동형 가압부재를 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지 케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.
이 같은 이차전지는 전지의 사용 중 전지셀을 일정한 압력으로 유지 시키지 못하면, 전지 내부에서 발생한 다량의 가스가 전지의 두께를 증가시키고, 전지 케이스의 밀봉부 사이로 전해액을 누출시키는 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 리튬 이차전지의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 전지셀의 압력을 일정하게 유지시키고, 전해액의 누출을 방지할 수 있는 전지모듈을 제공하는 것이다.
따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,
모듈 케이스;
상기 모듈 케이스에 내장되는 전지셀 적층체; 및
상기 전지셀 적층체를 압축하는 이동형 가압부재;
를 포함하고 있을 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전지셀 적층체를 압축하는 이동형 가압부재를 포함함으로써, 전지셀의 압력을 일정하게 유지시키고, 전해액의 누출을 방지할 수 있다.
상기 이동형 가압부재는 상기 모듈 케이스와 전지셀 적층체의 사이에 개재되어 있을 수 있다.
상기 이동형 가압부재는, 분리형 베이스 플레이트와 상기 분리형 베이스 플레이트의 양단에 결합되는 다리 부재로 이루어진 지지 부재, 상기 지지 부재를 전지셀 적층체의 가압 방향의 역방향으로 이동시키는 미끄럼 운동 부재, 및 상기 미끄럼 운동 부재의 이동을 단계적으로 저지하는 스토퍼(stopper) 부재를 포함하고 있을 수 있다. 상기 분리형 베이스 플레이트는, 전지셀 적층체가 팽창하여 양단의 다리 부재 사이의 간격이 넓어지는 경우, 전지셀 적층체가 적층 방향으로 팽창한 크기만큼, 전지셀의 적층 방향으로 크기가 커지는 구조일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 고정형의 제 1 레일과 상기 제 1 레일 상에서 이동하는 이동형의 제 2 레일을 포함하는 슬라이딩 레일일 수 있고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 제 1 레일과 상기 제 2 레일의 각각의 대면에 형성되는 요철 구조로 이루어져 있을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 고정형의 제 1 레일과 상기 제 1 레일 상에서 이동하는 이동형의 제 2 레일을 포함하는 슬라이딩 레일일 수 있고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 제 1 레일에 형성되는 탄성 돌기와 상기 제 2 레일에 등간격으로 형성되어 상기 탄성 돌기와 결합하는 체결 홈으로 이루어져 있을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 스토퍼 부재는, 요철 구조를 가지고 모듈 케이스 내에 장착되며, 상기 미끄럼 운동 부재는, 상기 요철 구조의 스토퍼 부재 상에서 이동하고 상기 다리 부재의 하단에 결합하는 바퀴 부재일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 상기 다리 부재의 하단에 결합하는 바퀴 부재일 수 있고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 분리형 베이스 플레이트의 양단에 결합되는 다리 부재를 연결하는 압축 탄성 부재일 수 있다.
구체적으로, 상기 압축 탄성 부재는, 압축 스프링일 수 있다.
상기 이동형 가압 부재는, 상기 전지셀 적층체를 구성하는 개개의 전지셀의 팽창응력을 해소하여 개개의 전지셀에 가해지는 압력을 일정하게 유지하는 것일 수 있다.
상기 압력은, 30 kgf 이상 내지 80 kgf 이하의 범위 내에서 유지되는 것일 수 있다. 상기 압력이 30 kgf 미만일 경우에는, 전지셀의 팽창을 충분히 억제할 수 없고, 상기 압력이 80 kgf 를 초과할 경우에는, 과도한 압력으로 인해 전지셀이 손상될 수 있다. 따라서, 이동형 가압 부재의 적정한 압력은 상기한 범위 내일 수 있다.
전지셀은, 전해질과 전극 적층체를 내장하고 전지 케이스를 밀봉한 파우치형 전지셀일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 단위모듈로서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 동력원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는 구체적으로, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지모듈(10)은 모듈 케이스(100)와, 전지셀 적층체(200)와, 이동형 가압부재(300)로 이루어져 있다.
이동형 가압부재(300)는 지지 부재(310), 미끄럼 운동 부재(320), 및 스토퍼 부재(330)로 이루어져 있다.
지지 부재(310)는 분리형 베이스 플레이트(311) 및 다리 부재(312)로 이루어져 있다.
미끄럼 운동 부재(320)는 다리 부재(312)의 하단에 결합되어 있고, 바퀴 구조로 이루어져 있어서, 스토퍼 부재(330) 상에서 이동이 가능하다.
스토퍼 부재(330)는 요철 구조로 이루어져 있어서, 미끄럼 운동 부재(320)의 이동을 단계적으로 저지할 수 있다.
가스 발생으로 인해 전지셀 적층체(200) 팽창 시, 다리 부재(312)는 전지셀 적층체(200)로부터 압력을 받고, 다리 부재(312)에 연결된 미끄럼 운동 부재(320)는 스토퍼 부재(330) 상에서 좌우로 이동한다. 또한, 분리형 베이스 플레이트(311)는, 전지셀 적층체(200)가 팽창하여 양단의 다리 부재(312) 사이의 간격이 넓어지는 만큼, 크기가 커지는 구조로 이루어져 있다. 이와 같은 구조에 의해, 전지셀 적층체(200)에 가해지는 압력은 일정하게 유지될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전지셀 적층체를 압축하는 이동형 가압부재를 포함함으로써, 전지셀의 압력을 일정하게 유지시키고, 전해액의 누출을 방지할 수 있다.

Claims (13)

  1. 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스에 내장되는 전지셀 적층체; 및
    상기 전지셀 적층체를 압축하는 이동형 가압부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동형 가압부재는 상기 모듈 케이스와 전지셀 적층체의 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 이동형 가압부재는, 분리형 베이스 플레이트와 상기 분리형 베이스 플레이트의 양단에 결합되는 다리 부재로 이루어진 지지 부재, 상기 지지 부재를 전지셀 적층체의 가압 방향의 역방향으로 이동시키는 미끄럼 운동 부재, 및 상기 미끄럼 운동 부재의 이동을 단계적으로 저지하는 스토퍼(stopper) 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 고정형의 제 1 레일과 상기 제 1 레일 상에서 이동하는 이동형의 제 2 레일을 포함하는 슬라이딩 레일이고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 제 1 레일과 상기 제 2 레일의 각각의 대면에 형성되는 요철 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 고정형의 제 1 레일과 상기 제 1 레일 상에서 이동하는 이동형의 제 2 레일을 포함하는 슬라이딩 레일이고, 상기 스토퍼 부재는, 상기 제 1 레일에 형성되는 탄성 돌기와 상기 제 2 레일에 등간격으로 형성되어 상기 탄성 돌기와 결합하는 체결 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 스토퍼 부재는, 요철 구조를 가지고 모듈 케이스 내에 장착되며, 상기 미끄럼 운동 부재는, 상기 요철 구조의 스토퍼 부재 상에서 이동하고 상기 다리 부재의 하단에 결합하는 바퀴 부재인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 미끄럼 운동 부재는, 상기 다리 부재의 하단에 결합하는 바퀴 부재이며, 상기 스토퍼 부재는, 상기 분리형 베이스 플레이트의 양단에 결합되는 다리 부재를 연결하는 압축 탄성 부재인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 압축 탄성 부재는, 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 이동형 가압 부재는, 상기 전지셀 적층체를 구성하는 개개의 전지셀의 팽창응력을 해소하여 개개의 전지셀에 가해지는 압력을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 압력은, 30 kgf 이상 내지 80 kgf 이하의 범위 내에서 유지되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  11. 제 1 항에 있어서, 전지셀은, 전해질과 전극 적층체를 내장하고 전지 케이스를 밀봉한 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈을 포함하는 전지팩.
  13. 제 12 항에 따른 전지팩을 동력원으로 사용하는 디바이스.
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