WO2018194238A1 - 전극 리드와 버스바의 결합 구조가 개선된 배터리 모듈 - Google Patents

전극 리드와 버스바의 결합 구조가 개선된 배터리 모듈 Download PDF

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WO2018194238A1
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bus bar
electrode lead
battery module
insertion slit
battery
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PCT/KR2017/015492
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이정훈
지호준
강달모
류상우
문정오
박진용
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module having an improved coupling structure between an electrode lead and a bus bar, and more particularly, a bending process of the electrode lead can be omitted, and a structure in which the electrode lead can be easily inserted into the bus bar. It relates to a battery module having.
  • a component called a bus bar may be used.
  • the pouch type battery cell includes an electrode lead drawn out to the outside of the pouch case.
  • a bus bar may be used when a plurality of such pouch type battery cells are connected to form a battery module.
  • a conventional battery module having a form in which a plurality of pouch type battery cells are electrically connected by a bus bar is illustrated.
  • each electrode lead 2 drawn from the plurality of pouch type battery cells 1 into the insertion slit 4 of the bus bar 3 As shown in FIG. 2, the inserted electrode leads 2 are manufactured by bending and welding the inserted electrode leads 2 to the bus bars 3.
  • the conventional battery module requires a process of bending the electrode lead 2 in addition to a process of inserting and welding the insertion slit 4 of the bus bar 3 and a process of manufacturing the electrode lead 2. Make it complicated
  • the length of the electrode lead 2 is shorter.
  • the electrode lead 2 and the bus bar 3 are shortened.
  • the joint area between the joints is also reduced, which lowers the bond strength, thereby increasing the risk of product defects.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to manufacture a battery module in which a bending process of an electrode lead can be omitted, and an electrode lead can be easily inserted into a bus bar.
  • Battery module for solving the above technical problem, a plurality of battery cells having an electrode lead; A bus bar having a plurality of insertion slits into which electrode leads of each of the plurality of battery cells are inserted; And a solder filling the empty space between the electrode lead and the inner wall surface of the insertion slit to electrically connect the electrode lead and the bus bar.
  • the electrode lead may not be exposed to the outside of the insertion slit.
  • the insertion slit may gradually decrease in width and length from the lower surface of the bus bar toward the upper surface.
  • the bus bar may protrude from an upper surface of the bus bar, and the width and length of the bus bar may gradually become smaller toward the upper surface from the lower surface of the bus bar.
  • the battery cell may have a form in which a pair of electrode leads are drawn out in opposite directions.
  • the plurality of battery cells may be connected in parallel.
  • a method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention the method of manufacturing a battery module according to an embodiment of the present invention, a plurality of battery cells are stacked Laminating step to make; An insertion step of inserting electrode leads provided in the battery cell into an insertion slit of a bus bar; And a soldering step of filling solder into the insertion slit by soldering the electrode lead and the bus bar to be electrically connected to each other.
  • the inserting step may include inserting the electrode lead into the insertion slit such that the electrode lead is not exposed to the outside of the insertion slit.
  • the soldering step may be performed after a process of coating tin on the electrode lead.
  • the bending process of the electrode lead may be omitted in manufacturing the battery module.
  • the coupling between the electrode lead and the busbar is prevented due to the friction between the electrode lead and the external object during the assembly process and / or use. Breaking can be minimized, which can minimize the occurrence of product defects.
  • FIG 1 and 2 are views showing a process of coupling the electrode lead and the bus bar in manufacturing a conventional battery module.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a battery cell applied to a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial perspective view illustrating a portion of a battery cell stack and a bus bar coupled to a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a view showing a lower structure of the bus bar applied to the battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial plan view illustrating a portion of a battery cell stack and a bus bar coupled to a battery module according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of region B of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a partial plan view showing a completed form of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a battery cell applied to a battery module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a form in which a battery cell stack and a bus bar are applied to a battery module according to an embodiment of the present invention. It is a partial perspective view which shows a part of.
  • a battery module according to an embodiment of the present invention includes a battery cell stack in which a plurality of battery cells 10 are stacked and a bus bar electrically connecting the plurality of battery cells 10. And 20.
  • Each battery cell 10 constituting the battery cell stack is a pouch type battery cell having an electrode assembly housed in a pouch case, and a pair of electrode leads 11 connected to the electrode assembly is formed outside the pouch case. Withdrawal may be withdrawn in the same direction or in the opposite direction to each other.
  • a pouch type battery cell 10 having a form in which a pair of electrode leads 11 are drawn out in opposite directions is illustrated, but a battery applied to a battery module according to the present invention.
  • the cell 10 is not necessarily limited thereto, and the pair of electrode leads 11 may be drawn out in the same direction.
  • the battery cells 10 are stacked such that electrode leads 11 having the same polarity are positioned in the same direction. This is because the electrode leads 11 having the same polarity should be connected to each other when the electrode leads 11 are electrically connected by using the bus bar 20. As the electrode leads 11 having the same polarity are electrically connected to each other, each of the battery cells 10 is connected in parallel.
  • Electrode lead 11 As the electrode lead 11, a thin metal plate made of aluminum (Al) coated with nickel (Ni) is generally used, and a welding operation for coupling the electrode lead 11 and the bus bar 20 is smooth. In order to achieve this, it is preferable to apply a tin (Sn) coating on the surface of the electrode lead 11.
  • the bus bar 20 is a component that is applied to electrically connect the electrode leads 11 provided in each battery cell 10.
  • An insertion slit S for inserting the electrode leads 11 is provided. Formed.
  • the insertion slit S is formed by the number of battery cells 10, and each of them drawn in the same direction provides a space in which the electrode leads 11 of the battery cells 10 can be inserted.
  • the electrode leads 11 inserted in the S are coupled to the busbar 20 by soldering in the insertion slit S as described later.
  • FIG. 5 is a view showing a lower structure of a bus bar applied to the battery module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a battery cell stack and bus bar is applied to the battery module according to an embodiment of the present invention is coupled
  • Fig. 7 is an enlarged view of area B of Fig. 6 showing a part of the formed shape.
  • the bus bar 20 includes a lead guide 21 protruding to an upper surface thereof.
  • the lead guide 21 has a shape in which the length and width of the lead guide 21 become narrower gradually from the lower surface of the bus bar 20 toward the upper surface. Accordingly, the inner space of the lead guide 21 also corresponds to the bus bar 20. In the direction from the lower surface to the upper surface has a shape that becomes narrower in length and width.
  • the insertion slit S formed in the busbar 20 has a maximum length L1 and a maximum width D1 at the lower end of the protruding lead guide 21 and the minimum at the upper end. It will have a length (L2) and the minimum width (D1).
  • the electrode lead 11 is formed on the bottom surface of the bus bar 20, which is the point where the electrode lead 11 is inserted. () Is not placed at the center of the insertion slit S but at the position left / right / up / down, the electrode lead 11 is inclined surface formed on the inner wall of the insertion slit S, that is, the lead guide 21. It may be inserted into the insertion slit (S) along the inclined surface formed on the inner side of the.
  • the protruding height of the lead guide 21 is equal to or greater than the extension length of the electrode lead 11 so that the electrode lead 11 is not exposed to the outside of the insertion slit S when inserted into the insertion slit S. It is formed high.
  • the process of cutting or bending the electrode lead 11 exposed to the outside may be omitted, and the electrode lead 11 is exposed. Due to the increased length, the overall size of the battery module may be increased to prevent a decrease in energy density. In addition, the protruding electrode leads 11 may interfere with other components in the manufacturing process and / or use process, thereby causing the electrode leads ( 11) and the coupling between the bus bar 20 can be prevented.
  • FIG. 8 is a partial plan view showing a completed form of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • solder 30 is filled in the empty space between the electrode lead 11 and the inner wall surface of the insertion slit S by soldering.
  • a solder 30 applied to the present invention may have a composition of a conventionally used solder, and for example, metals such as copper (Cu), nickel (Ni), silver (Ag), etc. in addition to tin (Sn). It may have a composition further comprising at least one of.
  • the solder 20 allows the electrode lead 11 and the bus bar 21 made of a metal material to be bonded to each other, in which the tin (Sn) plating layer 11 (see FIG. 7) is formed in the insertion slit S in advance. This allows the plurality of battery cells 10 to be electrically connected to each other.
  • the solder 20 is preferably completely covered with the electrode lead 11 so that the electrode lead 11 is not exposed to the outside.
  • the solder 20 in view of maximizing the bonding force between the electrode lead 11 and the bus bar 20, the solder 20 preferably fills all the empty spaces in the insertion slit S.
  • the cell manufacturing step of manufacturing a plurality of pouch type battery cell 10 A stacking step of stacking the plurality of battery cells 10 manufactured, a busbar manufacturing step of manufacturing the busbar 20, and electrode leads 11 provided in the battery cell 10 are inserted into the slit of the busbar 20. And inserting the solder 30 into the insertion slit S so that the electrode lead 11 and the bus bar 20 are electrically connected to each other.
  • the bus bar manufacturing step may include a process of forming the lead guide 21 protruding from the upper surface of the bus bar 20 by a die-casting method.
  • the bus bar 20 since the bus bar 20 is manufactured using the die casting method as described above, the bus bar 20 having a complicated shape in which the lead guide 21 is formed can be manufactured.
  • the soldering step may be performed after the process of coating the tin on the surface of the electrode lead 11 provided in the battery cell 10 to facilitate the soldering process.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 삽입되는 복수의 삽입 슬릿을 구비하는 버스바; 및 상기 전극 리드와 삽입 슬릿 내벽면 사이의 빈 공간을 충진시켜 전극 리드와 버스바를 전기적으로 연결시키는 솔더;를 포함한다.

Description

전극 리드와 버스바의 결합 구조가 개선된 배터리 모듈
본 발명은, 전극 리드와 버스바의 결합 구조가 개선된 배터리 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 전극 리드의 벤딩 공정이 생략될 수 있고, 또한 전극 리드를 버스바에 삽입하기 용이한 구조를 갖는 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 04월 18일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2017-0049937호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
복수의 배터리 셀을 전기적으로 연결하기 위해서는 버스바(Bus bar)라는 부품이 이용될 수 있다. 특히, 파우치 타입 배터리 셀의 경우, 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 전극 리드를 구비하는데, 이러한 파우치 타입 배터리 셀을 여러 개 연결하여 배터리 모듈을 구성하고자 하는 경우에 버스바를 이용할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파우치 타입 배터리 셀 복수개가 버스바에 의해 전기적으로 연결된 형태를 갖는 종래의 배터리 모듈이 나타나 있다.
이러한 종래의 배터리 모듈은, 도 1에 나타난 바와 같이, 복수의 파우치 타입 배터리 셀(1)로부터 인출된 각각의 전극 리드(2)를 버스바(3)의 삽입 슬릿(4)에 삽입시킨 후, 도 2에 나타난 바와 같이, 삽입된 전극 리드(2)를 벤딩시켜 버스바(3)에 밀착시켜 용접함으로써 제조된다.
이러한 종래의 배터리 모듈은, 전극 리드(2)를 버스바(3)의 삽입 슬릿(4)을 삽입하는 공정 및 용접하는 공정 이 외에도 전극 리드(2)를 벤딩시키는 공정이 추가적으로 요구되어 제조공정을 복잡하게 만든다.
또한, 파우치 타입 배터리 셀(1)은, 그 두께가 얇아질수록 전극 리드(2)의 길이도 짧게 제조되는데, 이처럼 전극 리드(2)가 짧아지는 경우 전극 리드(2)와 버스바(3) 간의 접합 면적 역시 줄어들게 되어 결합 강도가 저하되고, 이에 따른 제품 불량 발생의 우려 또한 커지게 된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 모듈을 제조함에 있어서, 전극 리드의 벤딩 공정이 생략될 수 있고, 또한 전극 리드를 버스바에 삽입하기 용이하도록 하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 전극 리드를 구비하는 복수의 배터리 셀; 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 삽입되는 복수의 삽입 슬릿을 구비하는 버스바; 및 상기 전극 리드와 삽입 슬릿 내벽면 사이의 빈 공간을 충진시켜 전극 리드와 버스바를 전기적으로 연결시키는 솔더;를 포함한다.
상기 전극 리드는, 상기 삽입 슬릿의 외측으로 노출되지 않을 수 있다.
상기 삽입 슬릿은, 상기 버스바의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 점점 그 폭과 길이가 작아질 수 있다.
상기 버스바는, 상기 버스바의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 버스바의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 점점 그 폭과 길이가 작아질 수 있다.
상기 배터리 셀은, 한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출된 형태를 가질 수 있다.
상기 배터리 모듈은, 상기 복수의 배터터리 셀이 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 상술한 기술적 과제는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법에 의해서도 해결될 수 있는데, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법은, 복수의 배터리 셀을 적층시키는 적층 단계; 상기 배터리 셀에 구비된 전극 리드들을 버스바의 삽입 슬릿 내에 삽입시키는 삽입 단계; 및 상기 전극 리드와 버스바가 전기적으로 연결되도록 솔더링을 하여 상기 삽입 슬릿 내에 솔더를 충진시키는 솔더링 단계;를 포함한다.
상기 삽입 단계는, 상기 전극 리드가 삽입 슬릿 외측으로 노출되지 않도록 전극 리드를 삽입 슬릿 내에 삽입시키는 단계일 수 있다.
상기 솔더링 단계는, 상기 전극 리드에 주석을 코팅하는 공정 이 후에 진행될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈을 제조함에 있어서 전극 리드의 벤딩 공정이 생략될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 셀이나 버스바의 유동에 의해 전극 리드를 버스바에 삽입 할 때 발생될 수 있는 조립 간섭을 최소화 할 수 있으며, 이로써 전극 리드와 버스바의 결합 공정을 자동화할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배터리 셀의 전극 리드가 버스바의 외측으로 노출되지 않기 때문에 조립 공정 및/또는 사용 과정에서 전극 리드와 외부 물체 간의 마찰로 인해 전극 리드와 버스바 사이의 결합이 끊어지는 현상을 최소화할 수 있게 되며, 이로써 제품 불량 발생을 최소화할 수 있게 된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는, 종래의 배터리 모듈을 제조함에 있어서, 전극 리드와 버스바를 결합시키는 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀 적층체와 버스바가 결합된 형태의 일부를 나타내는 부분 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 버스바의 하부 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀 적층체와 버스바가 결합된 형태의 일부를 나타내는 부분 평면도이다.
도 7은, 도 6의 B영역에 대한 확대도이다.
도 8은, 본 발명이 일 실시예에 따를 배터리 모듈의 완성된 형태를 나타내는 부분 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 전체적인 구조를 설명하기로 한다.
도 3은, 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀 적층체와 버스바가 결합된 형태의 일부를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 배터리 셀(10)이 복수개 적층되어 이루어진 배터리 셀 적층체 및 복수의 배터리 셀(10)들을 전기적으로 연결하는 버스바(20)를 포함한다.
상기 배터리 셀 적층체를 구성하는 개개의 배터리 셀(10)은 파우치 타입 배터리 셀로서 전극 조립체를 파우치 케이스에 수용한 형태를 가지며, 전극 조립체에 연결된 한 쌍의 전극 리드(11)는 파우치 케이스의 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 인출될 수 있다.
본 발명의 도면에서는 도면 도시의 편의상 한 쌍의 전극 리드(11)가 서로 반대방향으로 인출된 형태를 갖는 파우치 타입 배터리 셀(10)에 대해서만 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀(10)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 전극 리드(11)가 서로 동일한 방향으로 인출되는 경우도 가능한 것이다.
상기 배터리 셀(10)들은 서로 동일한 극성을 갖는 전극 리드(11)들이 동일한 방향에 위치하도록 적층된다. 이는 버스바(20)를 이용하여 전극 리드(11)들을 전기적으로 연결시키는 경우 동일한 극성을 갖는 전극 리드(11)들끼리 연결이 되어야 하기 때문이다. 이처럼 동일한 극성을 갖는 전극 리드(11)들끼리 전기적으로 연결이 됨으로써 각각의 배터리 셀(10)들은 병렬 연결을 이루게 된다.
상기 전극 리드(11)로는, 통상적으로 니켈(Ni)이 코팅된 알루미늄(Al) 재질의 얇은 금속 플레이트가 이용되는데, 이러한 전극 리드(11)와 버스바(20)의 결합을 위한 용접 작업이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는 전극 리드(11)의 표면에 주석(Sn) 코팅을 해 두는 것이 바람직하다.
상기 버스바(20)는, 각각의 배터리 셀(10)에 구비된 전극 리드(11)들을 전기적으로 연결시켜 주기 위해 적용되는 부품으로서, 전극 리드(11)들이 삽입되기 위한 삽입 슬릿(S)이 형성되어 있다.
이러한 삽입 슬릿(S)은, 배터리 셀(10)의 개수만큼 형성되어 동일한 방향으로 인출된 각각이 배터리 셀(10)의 전극 리드(11)들이 삽입될 수 있는 공간을 제공하며, 이와 같이 삽입 슬릿(S) 내에 삽입된 전극 리드(11)들은 삽입 슬릿(S) 내에서 후술할 바와 같이 솔더링에 의해 버스바(20)에 결합된다.
다음은, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용된 버스바(20)의 구체적인 구조를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 버스바의 하부 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 적용되는 배터리 셀 적층체와 버스바가 결합된 형태의 일부를 나타내는 부분 평면도이며, 도 7은 도 6의 B영역에 대한 확대도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 버스바(20)는, 그 상면으로 돌출된 리드 가이드(21)를 구비한다. 이러한 리드 가이드(21)는 버스바(20)의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 그 길이와 폭이 점점 더 좁아지는 형상을 가지며, 이에 따라 리드 가이드(21)의 내부 공간 역시 버스바(20)의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 그 길이와 폭이 점점 더 좁아지는 형상을 갖게 된다.
즉, 도 6에 나타난 바와 같이, 버스바(20)에 형성된 삽입 슬릿(S)은, 돌출된 리드 가이드(21)의 하단에서 최대 길이(L1) 및 최대 폭(D1)을 가지며, 상단에서는 최소 길이(L2) 및 최소 폭(D1)을 갖게 되는 것이다.
이처럼 전극 리드(11)가 삽입되기 시작하는 지점에서의 삽입 슬릿(S)의 폭과 길이를 여유 있는 사이즈로 설정하는 것은, 전극 리드(11)들을 버스바(20)의 삽입 슬릿(S) 내에 삽입하는 공정에 있어서 발생될 수 있는 배터리 셀(10)의 움직임, 전극 리드(11)의 휘어짐, 버스바(20)의 움직임 등으로 인한 부품 간섭이 발생되는 현상을 최소화 하기 위한 것이다.
이처럼 버스바(20)의 바닥면에서의 삽입 슬릿(S)의 사이즈가 여유 있게 설정되어 있는 경우, 전극 리드(11)가 삽입되기 시작하는 지점인 버스바(20)의 하면에서 전극 리드(11)가 삽입 슬릿(S)의 정 중앙에 놓여져 있지 않고 좌/우/상/하로 치우친 위치에 놓여져 있더라도, 전극 리드(11)는 삽입 슬릿(S)의 내벽에 형성된 경사면, 즉 리드 가이드(21)의 내측에 형성된 경사면을 따라 삽입 슬릿(S) 내에 삽입될 수 있다.
한편, 상기 전극 리드(11)는 삽입 슬릿(S) 내에 삽입되었을 때 삽입 슬릿(S)의 외측으로 노출되지 않도록 리드 가이드(21)의 돌출 높이는 전극 리드(11)의 연장 길이와 동일하거나 그보다 더 높게 형성된다.
이처럼, 전극 리드(11)가 삽입 슬릿(S)의 외부로 노출되지 않는 경우, 외부로 노출된 전극 리드(11)를 컷팅하거나 벤딩하는 공정이 생략될 수 있고, 이러한 전극 리드(11)가 노출된 길이로 인해 배터리 모듈의 전체적인 사이즈가 증가하여 에너지 밀도가 낮아지는 현상을 방지할 수 있으며, 또한 돌출된 전극 리드(11)가 제조 공정 및/또는 사용 과정에서 다른 부품 등과 간섭을 일으켜 전극 리드(11)와 버스바(20) 사이의 결합이 끊어지는 현상을 방지할 수 있다.
다음은, 앞서 참조 하였던 도 7과 함께 도 8을 참조하여, 솔더링에 의해 전극 리드(11)와 버스바(20)의 완료된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈 구조를 설명하기로 한다.
도 8은, 본 발명이 일 실시예에 따를 배터리 모듈의 완성된 형태를 나타내는 부분 평면도이다.
도 8을 참조하면, 솔더링에 의해 전극 리드(11)와 삽입 슬릿(S)의 내벽면 사이의 빈 공간에는 솔더(30)가 충진된다. 본 발명에 적용되는 이러한 솔더(30)는, 통상적으로 이용되는 솔더의 조성을 가질 수 있으며, 예를 들어 주석(Sn) 이 외에 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속들 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 조성을 가질 수 있다.
이러한 솔더(20)는, 삽입 슬릿(S) 내에서 미리 주석(Sn) 도금층(11)(도 7 참조)이 형성된 전극 리드(11)와 금속 재질의 버스바(21)가 서로 접합되도록 하며, 이로써 복수의 배터리 셀(10)들이 서로 전기적으로 연결되도록 한다.
한편, 제품의 미관적인 측면과 외부 부품과의 간섭에 의한 접합부 파손 위험 등을 고려할 때 상기 솔더(20)는 전극 리드(11)가 외부로 노출되지 않도록 전극 리드(11)를 완전히 덮는 것이 바람직하며, 또한 전극 리드(11)와 버스바(20) 간의 결합력 극대화의 측면에서 볼 때 솔더(20)는 삽입 슬릿(S) 내의 빈 공간을 모두 충진시키는 것이 바람직하다.
다음은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 제조 방법은, 파우치 타입 배터리 셀(10)을 복수개 제조하는 셀 제조 단계; 제조된 복수의 배터리 셀(10)을 적층시키는 적층 단계, 버스바(20)를 제조하는 버스바 제조 단계, 배터리 셀(10)에 구비된 전극 리드(11)들을 버스바(20)의 삽입 슬릿(21) 내에 삽입시키는 단계, 및 전극 리드(11)와 버스바(20)가 전기적으로 연결되도록 솔더링을 하여 삽입 슬릿(S) 내에 솔더(30)를 충진시키는 솔더링 단계를 포함한다.
이 경우 상기 버스바 제조 단계는, 다이 캐스팅(Die-casting) 공법에 의해 버스바(20)의 상면으로부터 돌출된 형태의 리드 가이드(21)를 형성시키는 공정을 포함할 수 있다. 본 발명은, 이처럼 다이 캐스팅 공법을 이용하여 버스바(20)를 제조하기 때문에 리드 가이드(21)가 형성된 복잡한 형태의 버스바(20)를 제조할 수 있는 것이다.
또한, 상기 솔더링 단계는, 솔더링 공정이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 배터리 셀(10)에 구비된 전극 리드(11)의 표면에 주석을 코팅하는 공정을 진행한 이 후에 진행되는 것일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (9)

  1. 전극 리드를 구비하는 복수의 배터리 셀;
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 전극 리드가 삽입되는 복수의 삽입 슬릿을 구비하는 버스바; 및
    상기 전극 리드와 삽입 슬릿 내벽면 사이의 빈 공간을 충진시켜 전극 리드와 버스바를 전기적으로 연결시키는 솔더;
    를 포함하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 리드는,
    상기 삽입 슬릿의 외측으로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 삽입 슬릿은,
    상기 버스바의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 점점 그 폭과 길이가 작아지는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 버스바는,
    상기 버스바의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 버스바의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 갈수록 점점 그 폭과 길이가 작아지는 리드 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    한 쌍의 전극 리드가 서로 반대 방향으로 인출된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 복수의 배터터리 셀이 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 복수의 배터리 셀을 적층시키는 적층 단계;
    상기 배터리 셀에 구비된 전극 리드들을 버스바의 삽입 슬릿 내에 삽입시키는 삽입 단계; 및
    상기 전극 리드와 버스바가 전기적으로 연결되도록 솔더링을 하여 상기 삽입 슬릿 내에 솔더를 충진시키는 솔더링 단계;
    를 포함하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 삽입 단계는,
    상기 전극 리드가 삽입 슬릿 외측으로 노출되지 않도록 전극 리드를 삽입 슬릿 내에 삽입시키는 단계인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 솔더링 단계는,
    상기 전극 리드에 주석을 코팅하는 공정 이 후에 진행되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈이 제조 방법.
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