WO2021002626A1 - 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 Download PDF

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WO2021002626A1
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flame
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battery module
gas
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신은규
문정오
유재민
이윤구
최용석
최지순
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module having a flame retardant plate, a battery rack including the same, and a power storage device, and more particularly, to a battery module reducing the risk of secondary ignition or explosion.
  • a lithium secondary battery mainly use lithium-based oxides and carbon materials as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate to which the positive electrode active material and the negative electrode active material are applied, respectively, are disposed with a separator therebetween, and a case material for sealing and storing the electrode assembly together with an electrolyte solution, that is, a battery pouch case material.
  • secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in mid- to large-sized devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • pouch-type secondary batteries are widely used in such medium-sized devices due to the advantage of easy stacking.
  • such a battery rack generally includes an outer housing made of a metal material to protect or store a plurality of secondary batteries from an external impact. Meanwhile, the demand for high-capacity battery racks is increasing recently.
  • the battery rack of the prior art is provided with a plurality of battery modules, and when the secondary cells of each battery module ignite or explode, there is a case where heat or flame is transferred to the adjacent secondary cells, causing a secondary explosion, etc.
  • efforts to prevent secondary ignition or explosion are increasing.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery module that reduces the risk of secondary ignition or explosion.
  • the battery module according to the present invention for achieving the above object,
  • At least two or more cell assemblies each having a plurality of secondary batteries electrically connected to each other and stacked in a front-rear direction;
  • a module housing having an inner space formed to accommodate the cell assembly therein, and having a gas passage through which gas generated from the cell assembly flows on one or both sides of the cell assembly in a left-right direction;
  • a flame-retardant plate having a plate shape and having a body portion interposed between the two or more cell assemblies, and a flame blocking portion protruding from one end or both ends of the body portion in the left-right direction and positioned in a portion of the gas passage.
  • the battery module includes at least one bus bar in contact with an electrode terminal provided in the plurality of secondary batteries, and the at least one bus bar mounted thereon so as to electrically interconnect the plurality of secondary batteries. It may further include a bus bar assembly provided with at least two bus bar frames provided on each of both sides in the left and right direction.
  • the gas passage may be a space formed between an outer surface of the busbar frame and an inner surface of the module housing.
  • a plurality of gas discharge holes perforated in the front-rear direction may be formed in the flame blocking part so that the gas generated from the cell assembly flows.
  • the module housing may be provided with a gas outlet to communicate with an end of the gas passage, and the gas outlet hole may be configured such that the hole of the hole is continuously narrowed in a direction in which the gas outlet is located.
  • the module housing may be provided with a gas outlet to communicate with the end of the gas passage, and the flame blocking portion has a guide structure for guiding the gas generated from the cell assembly to move in the direction in which the gas discharge hole is located. It can be provided.
  • an insertion protrusion having a slit into which at least a portion of the flame blocking portion is inserted may be provided on an inner surface of the module housing.
  • the flame-retardant plate includes at least one of a flame retardant layer that does not burn easily, a heat insulating layer configured to prevent heat transfer, an expansion layer whose volume expands at a predetermined temperature, and a heat absorbing layer that absorbs heat at a predetermined temperature. It can have a multi-layered structure.
  • the multilayer structure may be a structure in which the expansion layer is interposed between two flame retardant layers, or a structure in which the heat insulating layer is interposed between two flame retardant layers.
  • the cell assembly may include at least one of a heat absorbing pad configured to absorb heat through an endothermic reaction at a predetermined temperature and an insulating pad configured to prevent heat transfer between the plurality of secondary batteries.
  • the battery rack according to the present invention for achieving the above object includes a rack case for accommodating the plurality of battery modules and the plurality of battery modules in a vertically stacked form.
  • it may include a flameproof cover interposed between the plurality of battery modules and configured to cover the upper or lower portion of the battery module.
  • At least a portion of the outer periphery of the flame-retardant cover may protrude to be exposed to the outside from between the plurality of battery modules, and the outer periphery of the flame-retardant cover may be bent upward.
  • the flameproof cover may have an uneven structure bent at predetermined intervals.
  • the power storage device according to the present invention for achieving the above object includes a battery rack.
  • the battery module of the present invention includes a body portion interposed between two or more cell assemblies and a flame-retardant plate having a flame blocking portion protruding from the body portion in a left and right direction and positioned in a portion of the gas passage.
  • the battery module of the present invention is provided with a plurality of gas discharge holes provided in the flame blocking portion of the flame-retardant plate, the gas generated from the cell assembly through the plurality of gas discharge holes. Can be allowed to go through.
  • the flame blocking unit can stably prevent the flame generated from the cell assembly from propagating around.
  • the flame retardant plate includes a flame retardant layer that does not burn easily, a heat insulating layer configured to prevent heat transfer, an expansion layer that expands in volume at a predetermined temperature, and absorbs heat at a predetermined temperature.
  • the battery rack protrudes so that at least a portion of the outer peripheral portion of the flame retardant cover is exposed to the outside from between a plurality of battery modules, and the outer peripheral portion protruding and extended of the flame retardant cover is bent upward.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a state in which components of a battery module according to an embodiment of the present invention are separated.
  • FIG 3 is a perspective view schematically showing some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view schematically showing a separated state of a flame retardant plate, which is a part of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the battery module cut along the line A-A' of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the flame retardant plate cut along the line B-B' of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the flame retardant plate cut along the line C-C' of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a battery module 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configurations of the battery module 200 according to an embodiment of the present invention separated.
  • the battery module 200 may include at least two cell assemblies 100, a module housing 210, and a flameproof plate 230. .
  • the at least two or more cell assemblies 100 may include a connection bus bar 272 so that each is electrically connected to each other.
  • the connection bus bar 272 may be an alloy containing a metal such as copper, nickel, or aluminum having excellent electrical conductivity.
  • Each of the at least two or more cell assemblies 100 may include a plurality of secondary batteries 110 stacked in a front-rear direction.
  • the secondary battery 110 may be a pouch-type secondary battery 110.
  • each of the two cell assemblies 100 may be configured in a form in which 21 pouch-type secondary batteries 110 are stacked side by side in the front-rear direction (y direction).
  • the pouch-type secondary battery 110 may include an electrode assembly (not shown), an electrolyte (not shown), and a pouch 116.
  • each of the secondary batteries 110 When viewed in the F direction (shown in FIG. 1), each of the secondary batteries 110 is roughly ground so that the two wide surfaces are located in the front and rear directions, and the sealing parts are located in the up, down, left and right directions. It can be arranged in a form that stands perpendicular to (z direction). In other words, each secondary battery 110 may be configured to be erected in the vertical direction. In the meantime, in the present specification, unless otherwise specified, it is based on the case of looking in the F direction with respect to the up, down, front, back, left, and right directions.
  • the pouch may be configured as a pouch in which a concave-shaped receiving portion is formed.
  • an electrode assembly and an electrolyte may be accommodated in the receiving portion.
  • each pouch includes an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer, and the inner adhesive layer adheres to each other at an edge portion of the pouch, thereby forming a sealing portion.
  • a terrace portion may be formed at each end of the secondary battery 110 in the left and right directions (x direction) on which the positive lead 111 and the negative lead 112 are formed.
  • the electrode assembly is an assembly of an electrode plate and a separator coated with an electrode active material, and may be configured in a form in which at least one positive electrode plate and at least one negative electrode plate are disposed with the separator interposed therebetween.
  • a positive electrode tab may be provided on the positive electrode plate of the electrode assembly, and one or more positive electrode tabs may be connected to the positive electrode lead 111.
  • the positive lead 111 has one end connected to the positive electrode tab and the other end exposed to the outside of the pouch 116, and the exposed part is an electrode terminal of the secondary battery 110, for example, a secondary It can function as a positive terminal of the battery 110.
  • a negative electrode tab may be provided on the negative electrode plate of the electrode assembly, and one or more negative electrode tabs may be connected to the negative electrode lead 112.
  • the negative lead 112 has one end connected to the negative electrode tab and the other end exposed to the outside of the pouch, and the exposed part is an electrode terminal of the secondary battery 110, for example, the secondary battery 110 Can function as the negative terminal of.
  • the positive lead 111 and the negative lead 112 are left and right in opposite directions (x direction) with respect to the center of the secondary battery 110. Can be formed at the end of. That is, the positive lead 111 may be provided at one end (left end) based on the center of the secondary battery 110. In addition, the negative lead 112 may be provided at the other end (right end) of the secondary battery 110 based on the center of the secondary battery 110.
  • each secondary battery 110 of the cell assembly 100 may be configured such that the positive lead 111 and the negative lead 112 protrude in the left and right directions.
  • directions such as before, after, left, right, up, and down may vary depending on the position of the observer or the shape of the object.
  • directions such as front, rear, left, right, up, and down are indicated separately based on when viewed in the F direction.
  • the positive lead 111 and the negative lead 112 may be formed in a plate shape.
  • the positive electrode lead 111 and the negative electrode lead 112 may protrude in a horizontal direction (X direction) with a wide surface erected toward the front-rear direction.
  • the horizontal direction may be said to mean a direction parallel to the ground when the secondary battery 110 is placed on the ground, and may also be referred to as at least one direction on a plane perpendicular to the vertical direction.
  • the battery module 200 according to the present invention is not limited to the pouch-type secondary battery 110 described above, and various secondary batteries 110 known at the time of filing of the present invention may be employed.
  • the at least two or more cell assemblies 100 may be arranged in a front-rear direction.
  • two cell assemblies 100 are arranged in the front-rear direction.
  • the two cell assemblies 100 may have a predetermined distance apart.
  • the module housing 210 may have an inner space to accommodate the cell assembly 100 therein.
  • the module housing 210 may include an upper cover 220, a base plate 240, a front cover 250, and a rear cover 260.
  • the base plate 240 may have an area larger than a size of a bottom surface of the at least two cell assemblies 100 so as to mount the at least two cell assemblies 100 on the top.
  • the base plate 240 may have a plate shape extending in a horizontal direction.
  • the upper cover 220 may include a top portion 224 and a side portion 226.
  • the top part 224 may have a plate shape extending in a horizontal direction to cover an upper portion of the cell assembly 100.
  • the side portion 226 may have a plate shape extending downward from both ends of the top portion 224 in the left-right direction to cover both sides of the cell assembly 100 in the left-right direction.
  • the side portion 226 may be coupled to a portion of the base plate 240.
  • the upper cover 220 may include a top portion 224 having a plate shape that extends in the front and rear directions.
  • the upper cover 220 may be provided with two side portions 226 extending downward from each of both ends of the top portion 224 in the left and right direction.
  • the lower ends of each of the two side parts 226 may be configured to be coupled to both ends of the base plate 240 in the left and right directions.
  • the coupling method may be a male and female coupling method or a welding coupling method.
  • the side part 226 may be provided with a beading part B1 protruding in an inward direction on which the secondary battery 110 is located.
  • a beading part B1 protruding in an inward direction on which the secondary battery 110 is located.
  • seven beading portions B1 protruding in an inward direction may be formed on one side portion 226.
  • the front cover 250 may be configured to cover the front of the plurality of secondary batteries 110.
  • the front cover 250 may have a plate shape having a size larger than that of the front surfaces of the plurality of secondary batteries 110.
  • the plate shape may be erected in a vertical direction.
  • a portion of the outer peripheral portion of the front cover 250 may be coupled to the base plate 240.
  • a lower portion of the outer peripheral portion of the front cover 250 may be coupled to a front end portion of the base plate 240.
  • the upper portion of the outer peripheral portion of the front cover 250 may be coupled to the front end portion of the upper cover 220.
  • bolt coupling may be applied as the coupling method.
  • the rear cover 260 may be configured to cover the rear of the cell assembly 100.
  • the rear cover 260 may have a plate shape having a size larger than that of the rear surfaces of the plurality of secondary batteries 110.
  • a portion of the outer peripheral portion of the rear cover 260 may be coupled to the base plate 240.
  • a lower portion of the outer peripheral portion of the rear cover 260 may be coupled to a front end portion of the base plate 240.
  • the upper portion of the outer circumferential portion of the rear cover 260 may be coupled to the rear end of the upper cover 220.
  • bolt coupling may be applied as the coupling method.
  • the module housing 210 has a structure that can stably protect the plurality of secondary batteries 110 from external shocks, It can increase safety.
  • FIG 3 is a perspective view schematically showing some components of a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • the module housing 210 may be provided with a gas passage 211 so that gas generated from the cell assembly 100 flows.
  • the gas passage 211 may be a space elongated in the front-rear direction so as to communicate with the outside.
  • the gas passage 211 may be provided on one or both sides of the cell assembly 100 in the left and right direction. More specifically, the gas passage 211 may be formed in a portion of a space between one surface of the cell assembly 100 in the left-right direction and an inner surface of the module housing 210.
  • two gas passages 211 are provided between the two side portions 226 of the upper cover 220 and both sides of the cell assembly 100 in the left-right direction. It can be provided.
  • the flame retardant plate 230 may be provided with a flame retardant material that does not burn easily.
  • the flame-retardant material may be mica, vinyl chloride resin containing chlorine, paraffin chloride, decabromodiphenyl oxide, antimony trioxide, or the like.
  • the flame retardant plate 230 may include a body portion 231 and a flame blocking portion 236.
  • the main body 231 may have a plate shape that is erected in a vertical direction. That is, the main body 231 may have a side surface in a front-rear direction wider than a side surface in an up-down, left-right direction.
  • the main body 231 may be configured to be interposed between the two or more cell assemblies 100.
  • the flame blocking part 236 may have a shape extending in a left-right direction from one end or both ends of the body part 231 in the left-right direction.
  • the flame blocking portion 236 may be configured to protrude further in the left-right direction than the cell assembly 100 from both ends of the body portion 231 in the left-right direction.
  • the flame blocking part 236 may have a shape protruding and extending so as to be positioned in a part of the gas passage 211.
  • the flame-retardant plate 230 may be positioned such that the main body 231 is interposed between the two cell assemblies 100.
  • the flame blocking portion 236 may protrude from both ends of the body portion 231 in the left-right direction and may be positioned in a portion of the gas passage 211.
  • the present invention protrudes in the left and right direction (X direction) from the main body 231 and the main body 231 interposed between the two or more cell assemblies 100 to provide the gas passage
  • a flame blocking part 236 located in a part of 211, even if a fire occurs in any one of at least two or more cell assemblies 100, it prevents the fire from spreading to the adjacent cell assembly 100 can do.
  • the battery module 200 may further include a bus bar assembly 270.
  • the bus bar assembly 270 is configured to mount at least one bus bar 272 configured to electrically interconnect the plurality of secondary batteries 110 and the at least one bus bar 272 outside.
  • At least two or more busbar frames 276 may be provided.
  • the at least two busbar frames 276 may be provided on each side of the cell assembly 100 in the left and right directions.
  • the bus bar 272 may include a conductive metal, for example, copper, aluminum, nickel, or the like.
  • the busbar frame 276 may include an electrically insulating material.
  • the busbar frame 276 may be made of a plastic material. More specifically, the plastic material may be polyvinyl chloride.
  • the battery module 200 may include four busbar assemblies 270.
  • Each of the four busbar assemblies 270 may include four busbars 272 and a busbar frame 276 having the four busbars 272 mounted thereon.
  • the gas passage 211 may be a space formed by an outer surface of the busbar frame 276 and an inner surface of the module housing 210.
  • the gas passage 211 has an outer surface in the left and right direction of the bus bar frame 276 and a top portion 224 and a side portion 226 of the upper cover 220 It may be a space formed by the inner surface of.
  • a plurality of gas discharge holes 236h may be formed in the flame blocking part 236 so that the gas generated from the cell assembly 100 flows.
  • the gas discharge hole 236h may be an opening drilled in the front-rear direction.
  • gas passages 211 may be provided on both sides of the two cell assemblies 100 in the front-rear direction.
  • a plurality of gas discharge holes 236h perforated in the front and rear directions so that the gas generated from the cell assembly 100 flows may be formed in the flame blocking portion 236 of the flame retardant plate 230.
  • the flame-retardant plate 230 is provided with a plurality of gas discharge holes 236h provided in the flame blocking unit 236, the plurality of gas generated from the cell assembly 100 It can be allowed to move through the gas discharge hole (236h).
  • the flame blocking unit 236 may stably prevent the flame generated from the cell assembly 100 from spreading to the surroundings.
  • the module housing 210 may be provided with a gas outlet 264h.
  • the gas outlet 264h may be provided in the rear cover 260 of the module housing 210.
  • two gas outlets 264h may be provided on both sides of the rear cover 260 in the left-right direction.
  • the gas outlet 264h may be configured to communicate with an end of the gas passage 211. That is, the gas moving through the gas passage 211 may be discharged to the outside through the gas outlet 264h.
  • the module housing 210 of the present invention includes a gas outlet 264h for discharging the gas to the outside, so that the gas generated from the cell assembly 100 is passed through the gas passage 211 ) And through the gas outlet 264h communicating with the end of the gas passage 211, it can be effectively discharged to the outside.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the battery module cut along the line A-A' of FIG. 1.
  • an insertion protrusion 226p configured to insert a portion of the flame blocking portion 236 may be provided on the inner surface of the module housing 210.
  • the insertion protrusion 226p may have a slit (not shown) through which a portion of the flame blocking portion 236 is inserted.
  • the upper end of the flame blocking portion 236 of the flame retardant plate 230 may be inserted into and fixed to the insertion protrusion 226p provided on the inner surface of the module housing 210. have.
  • the insertion protrusion 226p may have a shape in which two square plates are overlapped and a portion of the insertion protrusion 226p is combined.
  • the slit may be an empty gap between the two plates.
  • an insertion protrusion 226p having a slit into which a portion of the flame blocking unit 236 is inserted is provided on the inner surface of the module housing 210, so that the flame blocking unit 236 ) Can be guided so that the module housing 210 can be mounted in the correct position, and the gas passage can be divided into a larger area. Accordingly, the manufacturing process of the battery module 200 can be improved and the flame can be prevented from affecting the adjacent cell assembly 100.
  • the flame retardant plate 230 may have a multilayer structure.
  • the multilayer structure may include at least one of a flame retardant layer, a heat insulating layer, an expansion layer, and a heat absorbing layer.
  • the flame retardant layer is a layer that does not burn easily, and may include, for example, a flame retardant material.
  • the flame-retardant material may be mica, vinyl chloride resin containing chlorine, paraffin chloride, decabromodiphenyl oxide, antimony trioxide, or the like.
  • the heat insulating layer may be configured to prevent heat transfer.
  • the insulating layer may be provided with a glass fiber or foamed plastic material. That is, the heat insulating layer may prevent heat from the ignited cell assembly 100 from being transferred to the adjacent cell assembly 100. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of a secondary fire.
  • the expansion layer may include a material in which volume expansion occurs around 200 degrees Celsius.
  • the volume expandable material is sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium carbonate, ammonium carbonate, benzenesulfonyl hydrazide, semicarbazide, carbazide, azobisformamide, azobisisobutyronitrile, and diazo It may be one or more selected from the group consisting of aminobenzene. That is, the expansion layer may be configured to expand so that there is no gap between two or more cell assemblies 100 when the temperature of the cell assembly 100 rises around 200 degrees Celsius. Accordingly, it is possible to block a path through which flames may propagate between the plurality of cell assemblies 100 by the expansion layer, or to prevent the high-temperature secondary battery 110 from contacting air, which is an ignition condition.
  • the heat absorbing layer may include a heat absorbing material to absorb heat at a predetermined temperature.
  • the endothermic material may be a material (Phase Change Material: PCM) having high latent heat upon phase change at a predetermined temperature.
  • the material with high latent heat is paraffin, polyethylene glycol, inorganic hydrate (eg, Na 2 HPO 4 ⁇ 12H 2 O, Na 2 SO 4 ⁇ 10H 2 O, Zn(NO 3 ) 2 ⁇ 6H 2 O), etc.
  • the heat absorbing material may absorb heat and prevent the cell assembly 100 from being ignited when the temperature of the cell assembly 100 rises above 100 degrees Celsius due to an abnormal operation.
  • the flame retardant plate 230 includes a flame retardant layer that does not burn easily, a heat insulating layer configured to prevent heat transfer, an expansion layer whose volume expands at a predetermined temperature, and heat at a predetermined temperature.
  • the multilayer structure may be a structure in which an expansion layer 225 is interposed between two flame retardant layers 223 and 227. That is, in the multilayer structure of this structure, when the cell assembly 100 is in an ignited state, flame retardant layers located on both sides of the expansion layer 225 as the expansion layer 225 of the flameproof plate 230 swells. 223 and 227 may be configured to press the ignited cell assembly 100. Accordingly, the cell assembly 100 may be compressed so that the fire of the cell assembly 100 ignited by the flame retardant plate 230 does not increase.
  • the multilayered structure of the flame retardant plate 230 may be a structure in which an insulating layer is interposed instead of the expansion layer 225 between the two flame retardant layers 223 and 227. That is, the flame-retardant plate 230 having a structure in which an insulating layer is interposed between the two flame-retardant layers has an insulating layer (foaming plastic) that is relatively easy to burn or deform in an inner layer, and a flame-retardant layer that does not burn easily is an outer layer.
  • insulating layer foaming plastic
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the flame retardant plate cut along the line B-B' of FIG. 4.
  • the gas discharge hole 236h guides the gas generated from the cell assembly 100 to move in the direction F1 in which the gas discharge port 264h is located. It can have a structure.
  • the gas discharge hole 236h may be configured such that the hole of the hole is continuously narrowed in the direction F1 in which the gas discharge port 264h is located.
  • the gas discharge hole 236h may be configured such that the hole of the hole is continuously narrowed in the direction in which the gas discharge port 264h is formed.
  • the flame retardant plate 230 can effectively induce the gas to move rapidly in the direction F1 in which the gas outlet 264h is located.
  • the gas discharge hole 236h is configured such that the hole of the hole continuously narrows in the direction in which the gas discharge port 264h is located, so that some secondary batteries 110 of the cell assembly 100 It is possible to prevent fire from spreading to the adjacent cell assembly 100 by burning).
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically showing a portion of the flame retardant plate cut along the line C-C' of FIG. 4.
  • the gas generated from the cell assembly 100 is supplied to the flame blocking part 236.
  • a guide structure 236g for guiding the movement in the direction F1 in which the 264h is located may be provided.
  • the guide structure 236g may protrude from the surface of the flame blocking portion 236 in a front-rear direction (Y direction in FIG. 2) and a left-right direction (Z direction in FIG. 2 ).
  • a plurality of gas discharge holes 236h1 are provided in the flame blocking part 236, and a guide structure (236g) is provided at the periphery of each of the plurality of gas discharge holes 236h1. May be provided.
  • the guide structure 236g may have a shape extending in a diagonal direction. Accordingly, when the gas generated from the cell assembly 100 moves from the cell assembly 100 in the left or right direction (F2), the guide structure 236g is relatively close to the gas outlet 264h. It is possible to induce gas to move to the gas discharge hole 236h1 provided in the flame blocking part 236.
  • the flame blocking unit 236 moves the gas generated from the cell assembly 100 in the direction in which the gas discharge hole 236h1 is located.
  • the guiding guide structure 236g may prevent gas from flowing in a direction opposite to the direction in which the gas outlet 264h is located.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing some configurations of a battery module according to another embodiment of the present invention.
  • the cell assembly 100 is configured to prevent heat transfer and a heat absorbing pad 130 that absorbs heat through an endothermic reaction at a predetermined temperature between the plurality of secondary batteries 110.
  • the heat absorbing pad 130 may include a heat absorbing material.
  • the endothermic material may be a material (Phase Change Material: PCM) having high latent heat upon phase change at a predetermined temperature.
  • the material with high latent heat is paraffin, polyethylene glycol, inorganic hydrate (eg, Na 2 HPO 4 ⁇ 12H 2 O, Na 2 SO 4 ⁇ 10H 2 O, Zn(NO 3 ) 2 ⁇ 6H 2 O), etc. Although can be mentioned, it is not limited only to these.
  • the heat absorbing pad 130 effectively reduces the temperature of the secondary battery 110 ignited by a material that undergoes a phase change when the secondary battery 110 is ignited in a state interposed between the plurality of secondary batteries 110. Since it can be lowered, it is possible to prevent fire or fire from propagating to the adjacent secondary battery 110.
  • the insulating pad 140 may be formed of, for example, a glass fiber or foamed plastic material. That is, the heat insulating pad 140 may prevent heat from the ignited secondary battery 110 from being transferred to the adjacent secondary battery 110. Accordingly, it is possible to prevent the fire from spreading between the plurality of secondary batteries 110.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery rack 300 may include a plurality of battery modules 200.
  • the battery rack 300 may include a rack case 310 accommodating the plurality of battery modules 200 in a vertically stacked form. Inside the rack case 310, the lower surface of the battery module 200 may be mounted in a form parallel to a horizontal surface.
  • the rack case 310 is configured to have at least one side openable, and the battery module 200 may be introduced into the inner space through the open side.
  • the rack case 310 may be configured such that such an open side can be closed.
  • the rack case 310 has a rear side, a left side, a right side, an upper side and/or a lower side in a plate shape, so that the internal battery module 200 is external It can be configured so that it is not easily exposed.
  • It may include a flame-retardant cover 320 interposed between the plurality of battery modules 200 and configured to cover an upper portion or a lower portion of the battery module 200.
  • the flame retardant cover 320 may be provided with a flame retardant material that does not burn easily.
  • the flame-retardant material may be mica, vinyl chloride resin containing chlorine, paraffin chloride, decabromodiphenyl oxide, antimony trioxide, or the like.
  • At least a portion of the outer peripheral portion 320w of the flameproof cover 320 may protrude and extend so as to be exposed to the outside from between the plurality of battery modules 200.
  • a plurality of flameproof covers 320 may be interposed between a plurality of battery modules.
  • Both outer peripheral portions 320w in the left and right directions of the outer peripheral portion 320w of the flameproof cover 320 may protrude and extend to be exposed to the outside from between the plurality of battery modules 200.
  • the outer circumferential portion 320w may be entirely bent upward.
  • the structure of the outer peripheral portion (320w) is, when a fire occurs in any one of the plurality of battery modules 200, the flame is located at the top by the outer peripheral portion (320w) of the flameproof cover 320 and flameproof cover 320 It can be prevented from affecting the other battery module 200.
  • the outer peripheral portion 320w of the flameproof cover 320 protrudes and extends so as to be exposed to the outside from between the plurality of battery modules 200, and the flameproof cover 320 Since the protruding and extending outer circumferential portion 320w is configured to be bent upward, it is possible to effectively prevent fire from propagating in the vertical direction to the plurality of battery modules 200 stacked in the vertical direction. Accordingly, it is possible to increase the safety of the battery rack.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically showing some configurations of a battery rack according to another embodiment of the present invention.
  • the flameproof cover 320 may have an uneven structure 320k bent at predetermined intervals.
  • the uneven structure 320k may include a concave portion and a convex portion extending linearly in a left and right direction.
  • the flame-retardant cover 320 by configuring the flame-retardant cover 320 to have an uneven structure (320k) bent at predetermined intervals, it is possible to prevent the propagation of the flame, as well as high temperature to the outside when a fire occurs. It is possible to secure a discharge passage for discharging the gas. Accordingly, it is possible to increase the safety of the battery rack 300.
  • the battery rack 300 may further include other components such as a battery management system (BMS, 330 in FIG. 1) inside or outside the rack case 310 I can.
  • BMS battery management system
  • the power storage device according to the present invention may include one or more battery racks 300 according to the present invention described above.
  • the power storage device may include a plurality of battery racks 300 according to the present invention.
  • such a plurality of battery racks 300 may be electrically connected to each other.
  • the power storage device according to the present invention may be implemented in various forms, such as a smart grid system or an electric charging station.
  • gas passage 230 flameproof plate
  • main body 236 flame blocking portion
  • 226p insertion protrusion 130, 140: heat absorbing pad, heat insulating pad
  • busbar assembly 272 busbar assembly 272
  • the present invention relates to a battery module comprising a flame retardant plate.
  • the present invention can be used in an industry related to a battery rack including a plurality of battery modules and a power storage device including the battery rack.

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Abstract

본 발명은 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 복수의 이차전지를 가진 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리; 상기 셀 어셈블리의 좌우 방향의 일측 또는 양측에 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 유통되도록 가스 통로가 구비된 모듈 하우징; 및 상기 둘 이상의 셀 어셈블리 사이에 개재되는 본체부, 및 상기 본체부의 좌우 방향의 일 단부 또는 양 단부로부터 좌우 방향으로 돌출되어 상기 가스 통로 중 일부분에 위치된 화염 차단부를 구비한 방염 플레이트를 포함한다.

Description

배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치
본 발명은 방염 플레이트를 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 07월 03일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2019-0080195호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차전지가 많이 이용된다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 이차전지, 및 이러한 이차전지를 내부에 수용한 배터리 모듈 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 구비한 배터리 랙에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이러한 배터리 랙은, 복수의 이차전지를 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 구비하는 것이 일반적이었다. 한편, 최근 고용량의 배터리 랙이 수요가 높아지고 있다.
그러나, 종래기술의 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈을 구비하고, 각각의 배터리 모듈의 이차전지가 발화 내지 폭발할 경우, 인접한 이차전지로 열 또는 화염이 전달되어 2차 폭발 등이 일어나는 경우가 있어, 2차 발화 내지 폭발을 방지하기 위한 노력이 가중되고 있다.
더욱이, 발화된 이차전지의 화염이 가스를 배출시키고자 형성된 가스 통로를 통해 인접한 이차전지로 전파될 수 있는 가능성 또한 가지고 있어, 이를 방지할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은,
각각이 상호 전기적으로 연결되고 전후 방향으로 적층된 복수의 이차전지를 가진 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리;
상기 셀 어셈블리를 내부에 수납하도록 내부 공간이 형성되고 상기 셀 어셈블리의 좌우 방향의 일측 또는 양측에 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 유통되도록 가스 통로가 구비된 모듈 하우징; 및
플레이트 형상을 가지고 상기 둘 이상의 셀 어셈블리 사이에 개재되는 본체부, 및 상기 본체부의 좌우 방향의 일 단부 또는 양 단부로부터 좌우 방향으로 돌출되어 상기 가스 통로 중 일부분에 위치된 화염 차단부를 구비한 방염 플레이트를 포함한다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 복수의 이차전지를 전기적으로 상호 연결하도록 상기 복수의 이차전지에 구비된 전극 단자와 접촉한 적어도 하나 이상의 버스바, 및 상기 적어도 하나 이상의 버스바가 탑재되고 상기 셀 어셈블리의 좌우 방향의 양측 각각에 구비된 적어도 둘 이상의 버스바 프레임이 구비된 버스바 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 가스 통로는 상기 버스바 프레임의 외측면과 상기 모듈 하우징의 내면에 사이에 형성된 공간일 수 있다.
그리고, 상기 화염 차단부에는 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 유통되도록 전후 방향으로 천공된 복수의 가스 배출홀이 형성될 수 있다.
나아가, 상기 모듈 하우징은 상기 가스 통로의 말단과 연통되도록 가스 배출구가 구비되고, 상기 가스 배출홀은 상기 가스 배출구가 위치한 방향으로 홀의 구멍이 연속적으로 좁아지도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 모듈 하우징은 상기 가스 통로의 말단과 연통되도록 가스 배출구가 구비될 수 있고, 상기 화염 차단부에는 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 상기 가스 배출홀이 위치한 방향으로 이동하도록 유도하는 가이드 구조가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 모듈 하우징의 내면에는 상기 화염 차단부의 적어도 일부위가 삽입되는 슬릿이 형성된 삽입 돌출부가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 방염 플레이트는, 불에 잘 타지 않는 난연층, 열 전달을 막도록 구성된 단열층, 소정 온도에서 부피가 팽창하는 팽창층, 및 소정 온도에서 열을 흡수하는 흡열층 중 어느 하나 이상을 구비하는 다층 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 다층 구조는 2개의 상기 난연층 사이에 상기 팽창층이 개재된 구조이거나, 또는 2개의 상기 난연층 사이에 상기 단열층이 개재된 구조일 수 있다.
더욱이, 상기 셀 어셈블리는, 상기 복수의 이차전지 사이에 소정 온도에서 흡열 반응을 통해 열을 흡수하는 흡열 패드 및 열 전달을 막도록 구성된 단열 패드 중 어느 하나 이상이 구비될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은, 상기 복수의 배터리 모듈, 및 상기 복수의 배터리 모듈을 상하 방향으로 적층된 형태로 수용하는 랙 케이스를 포함한다.
나아가, 상기 복수의 배터리 모듈 사이에 개재되고 상기 배터리 모듈의 상부 또는 하부를 커버하도록 구성된 방염 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방염 커버 외주부의 적어도 일부는 상기 복수의 배터리 모듈 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장되고, 상기 방염 커버의 돌출 연장된 외주부는 상부 방향으로 굽어져 있을 수 있다.
더욱이, 상기 방염 커버는 소정 간격으로 굴곡진 요철 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 배터리 랙을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 둘 이상의 셀 어셈블리 사이에 개재되는 본체부 및 본체부로부터 좌우 방향으로 돌출되어 가스 통로의 일부분에 위치된 화염 차단부를 가진 방염 플레이트를 구비함으로써, 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리 중, 어느 하나에 화재가 발생하여도, 인접한 셀 어셈블리로 불이 전파되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 방염 플레이트의 화염 차단부에 구비된 복수의 가스 배출홀에 의해서, 셀 어셈블리로부터 발생된 가스를 복수의 가스 배출홀을 통해 이동하도록 허용할 수 있다. 반면, 화염 차단부는 셀 어셈블리로부터 발생된 화염이 주위로 전파되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 방염 플레이트는, 불에 잘 타지 않는 난연층, 열 전달을 막도록 구성된 단열층, 소정 온도에서 부피가 팽창하는 팽창층, 및 소정 온도에서 열을 흡수하는 흡열층 중 어느 하나 이상을 구비하는 다층 구조를 가짐으로써, 배터리 모듈 내에 복수의 셀 어셈블리 간의 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 배터리 랙은 방염 커버의 외주부의 적어도 일부가 복수의 배터리 모듈 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장되고, 방염 커버의 돌출 연장된 외주부는 상부 방향으로 굽어져 있도록 구성함으로써, 상하 방향으로 적층된 복수의 배터리 모듈에 상하 방향으로 불이 전파되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙의 안전성을 높일 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성인 방염 플레이트의 분리된 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 5는, 도 1의 A-A'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 6는, 도 4의 B-B'의 선을 따라 절단된 방염 플레이트의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은, 도 4의 C-C'의 선을 따라 절단된 방염 플레이트의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
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 안 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)의 구성들을 분리시킨 모습을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은, 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100), 모듈 하우징(210), 및 방염 플레이트(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)는 각각이 상호 전기적으로 연결되도록 접속 버스바(272)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 접속 버스바(272)는 전기 전도율이 우수한 구리, 니켈, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 합금일 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 각각은 전후 방향으로 적층된 복수의 이차전지(110)를 포함할 수 있다. 상기 이차전지(110)는 파우치형 이차전지(110)일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(100) 각각은 21개의 파우치형 이차전지(110)가 전후 방향(y 방향)으로 나란하게 상호 적층된 형태로 구성될 수 있다.
특히, 이러한 파우치형 이차전지(110)는, 전극 조립체(도시하지 않음), 전해액(도시하지 않음) 및 파우치(116)를 구비할 수 있다.
상기 각각의 이차전지(110)는, F 방향(도 1에 도시함)으로 바라봤을 때, 2개의 넓은 면이 전후방향에 각각 위치하고, 상, 하, 좌, 우 방향에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게(z 방향) 세워지는 형태로 배치될 수 있다. 다시 말해, 각 이차전지(110)는 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 한편, 본 명세서에서는, 특별한 설명이 없는 한, 상, 하, 전, 후, 좌, 우 방향에 대하여, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 한다.
여기서, 상기 파우치는 오목한 형태의 수용부가 형성되어 있는 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수용부에는 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 실링부가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 이차전지(110)의 양극 리드(111) 및 음극 리드(112)가 형성된 좌우 방향(x 방향)의 단부 각각에 테라스부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전극 조립체는, 전극활물질이 도포된 전극판과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체의 양극판에는 양극 탭이 구비되며, 하나 이상의 양극 탭이 양극 리드(111)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 양극 리드(111)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치(116)의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면, 이차전지(110)의 양극 단자로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체의 음극판에는 음극 탭이 구비되며, 하나 이상의 음극 탭이 음극 리드(112)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드(112)는, 일단이 상기 음극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면 이차전지(110)의 음극 단자로서 기능할 수 있다.
더욱이, 도 1에서와 같이, F 방향으로 바로 보았을 때, 상기 양극 리드(111)와 상기 음극 리드(112)는, 이차전지(110)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향(x 방향)의 좌우 방향의 단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(111)는 상기 이차전지(110)의 중심을 기준으로 일단부(좌단부)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(112)는 이차전지(110)의 중심을 기준으로 타단부(우단부)에 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 각각의 이차전지(110)는 양극 리드(111)와 음극 리드(112)가 좌우 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차전지(110)에서, 양극 리드(111)와 음극 리드(112) 간의 간섭이 없게 되어, 전극 리드의 면적을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 양극 리드(111) 및 상기 음극 리드(112)는 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 양극 리드(111) 및 상기 음극 리드(112)는, 넓은 면이 전후 방향을 향하도록 세워진 상태로 수평 방향(X 방향)으로 돌출될 수 있다.
여기서 수평 방향이란, 이차전지(110)를 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이 라고도 할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)에는, 앞서 설명한 파우치형 이차전지(110)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지(110)가 채용될 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)는 전후 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(100)는 전후 방향으로 배열되어 있다. 그리고, 2개의 셀 어셈블리(100) 사이는 소정의 이격된 거리를 가질 수 있다.
한편, 상기 모듈 하우징(210)은, 상기 셀 어셈블리(100)를 내부에 수납하도록 내부 공간이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 모듈 하우징(210)은, 상부 커버(220), 베이스 플레이트(240), 전방 커버(250), 및 후방 커버(260)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 베이스 플레이트(240)는 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)를 상부에 탑재하도록 상기 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100)의 하면 크기보다 큰 면적을 가질 수 있다. 상기 베이스 플레이트(240)는 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다.
또한, 상기 상부 커버(220)는 탑부(224) 및 사이드부(226)를 구비할 수 있다. 상기 탑부(224)는 상기 셀 어셈블리(100)의 상부를 커버하도록 수평 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다. 상기 사이드부(226)는 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양 측부를 커버하도록 상기 탑부(224)의 좌우 방향의 양 단부로부터 하부 방향으로 연장된 플레이트 형상일 수 있다.
그리고, 상기 사이드부(226)는 상기 베이스 플레이트(240)의 일부위와 결합될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(220)는 전후 좌우 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가진 탑부(224)를 구비할 수 있다. 상기 상부 커버(220)는 상기 탑부(224)의 좌우 방향의 양 단부 각각으로부터 하부 방향으로 연장된 2개의 사이드부(226)가 구비될 수 있다. 나아가, 상기 2개의 사이드부(226) 각각의 하단부는 상기 베이스 플레이트(240)의 좌우 방향의 양 단부와 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 결합 방식은 암수 결합 방식 또는 용접 결합 방식일 수 있다.
나아가, 상기 사이드부(226)는 일부위에 이차전지(110)가 위치한 내측 방향으로 융기된 비딩부(B1)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 사이드부(226)에는 내부 방향으로 융기된 비딩부(B1)가 7개 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 전방 커버(250)는 상기 복수의 이차전지(110)의 전방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)는 복수의 이차전지(110)의 전면의 크기 보다 큰 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 플레이트 형상은 상하 방향으로 세워진 형태일 수 있다.
나아가, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 일부위는 상기 베이스 플레이트(240)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 하측 부위는 상기 베이스 플레이트(240)의 전단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 전방 커버(250)의 외주부의 상측 부위는 상기 상부 커버(220)의 전단부와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은, 볼트 결합이 적용될 수 있다.
또한, 상기 후방 커버(260)는 상기 셀 어셈블리(100)의 후방을 커버하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)는 복수의 이차전지(110)의 후면의 크기 보다 큰 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 일부위는 상기 베이스 플레이트(240)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 하측 부위는 상기 베이스 플레이트(240)의 전단부와 결합될 수 있다. 나아가, 상기 후방 커버(260)의 외주부의 상측 부위는 상기 상부 커버(220)의 후단부와 결합될 수 있다. 여기서, 결합 방법은 볼트 결합이 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 하우징(210)은 복수의 이차전지(110)를 외부의 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있는 구조를 가지고 있어, 배터리 모듈(200)의 외부 충격에 대한 안전성을 높일 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 모듈 하우징(210)은 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스가 유통되도록 가스 통로(211)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 가스 통로(211)는 외부와 연통되도록 전후 방향으로 길게 연장된 공간일 수 있다. 상기 가스 통로(211)는 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 일측 또는 양측에 구비될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 가스 통로(211)는 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 일면과 상기 모듈 하우징(210)의 내면 사이 공간 중 일부분에 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(220)의 2개의 사이드부(226)와 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양 측부의 사이에 2개의 가스 통로(211)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 방염 플레이트(230)는 불에 잘 타지 않는 난연성 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 난연성 소재로는, 운모, 염소를 함유하는 염화비닐 수지, 염화파라핀, 데카 브로 모디 페닐 옥사이드, 삼산화 안티몬 등일 수 있다.
또한, 상기 방염 플레이트(230)는 본체부(231) 및 화염 차단부(236)를 구비할 수 있다. 상기 본체부(231)는 상하 방향으로 세워진 형태인 플레이트 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 본체부(231)는 전후 방향의 측면이 상하 좌우 방향의 측면보다 넓게 구성될 수 있다. 그리고, 상기 본체부(231)는 상기 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 사이에 개재되도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 화염 차단부(236)는 상기 본체부(231)의 좌우 방향의 일 단부 또는 양 단부로부터 좌우 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 화염 차단부(236)는 상기 본체부(231)의 좌우 방향의 양 단부로부터 상기 셀 어셈블리(100) 보다 좌우 방향으로 더 돌출되도록 구성될 수 있다. 더욱이, 상기 화염 차단부(236)는 상기 가스 통로(211) 중 일부분에 위치되도록 돌출 연장된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방염 플레이트(230)는 본체부(231)가 2개의 셀 어셈블리(100) 사이에 개재되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 화염 차단부(236)는 상기 본체부(231)의 좌우 방향의 양 단부로부터 돌출 연장되어 상기 가스 통로(211) 중 일부분에 위치될 수 있다.
즉, 종래기술에서는 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 중, 어느 하나에 화재가 발생될 경우, 불이 난 셀 어셈블리(100)의 화염 내지 고온의 가스가 가스 통로(211)를 통해 인접한 셀 어셈블리(100)로 영향을 미치기가 쉬웠다. 이로 인해, 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 간의 연속적으로 불이 전파되어 연쇄 발화가 일어나 더 큰 화재로 이어지는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은 상기 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 사이에 개재되는 본체부(231) 및 상기 본체부(231)로부터 좌우 방향(X 방향)으로 돌출되어 상기 가스 통로(211)의 일부분에 위치된 화염 차단부(236)를 구비함으로써, 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 중, 어느 하나에 화재가 발생하여도, 인접한 셀 어셈블리(100)로 불이 전파되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 상기 배터리 모듈(200)은 버스바 어셈블리(270)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바 어셈블리(270)는 상기 복수의 이차전지(110)를 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바(272) 및 상기 적어도 하나 이상의 버스바(272)를 외측에 탑재하도록 구성된 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(276)을 구비할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(276)은 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양측 각각에 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 버스바(272)는, 전도성 금속을 구비할 수 있고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈 등을 구비할 수 있다
또한, 상기 버스바 프레임(276)은 전기 절연성 재료를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바 프레임(276)은 플라스틱 재료를 구비할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 플라스틱 재료는 폴리염화 비닐일 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(200)은 4개의 버스바 어셈블리(270)를 포함할 수 있다. 4개의 버스바 어셈블리(270) 각각은 4개의 버스바(272) 및 상기 4개의 버스바(272)를 외측에 탑재하고 있는 버스바 프레임(276)을 구비할 수 있다.
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 가스 통로(211)는 상기 버스바 프레임(276)의 외측면과 상기 모듈 하우징(210)의 내면에 의해 형성된 공간일 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스 통로(211)는 상기 버스바 프레임(276)의 좌우 방향의 외측면과 상기 상부 커버(220)의 탑부(224) 및 사이드부(226)의 내면에 의해 형성된 공간일 수 있다.
그리고, 상기 화염 차단부(236)에는 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스가 유통되도록 복수의 가스 배출홀(236h)이 형성될 수 있다. 상기 가스 배출홀(236h)은 전후 방향으로 천공된 개구일 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 셀 어셈블리(100)의 전후 방향의 양 측에는 가스 통로(211)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 방염 플레이트(230)의 상기 화염 차단부(236)에는 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스가 유통되도록 전후 방향으로 천공된 복수의 가스 배출홀(236h)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방염 플레이트(230)는 화염 차단부(236)에 구비된 복수의 가스 배출홀(236h)에 의해서, 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스를 상기 복수의 가스 배출홀(236h)을 통해 이동하도록 허용할 수 있다. 반면, 상기 화염 차단부(236)는 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 화염이 주위로 전파되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 모듈 하우징(210)은 가스 배출구(264h)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 가스 배출구(264h)는 상기 모듈 하우징(210)의 후방 커버(260)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서와 같이, 상기 후방 커버(260)의 좌우 방향의 양측에는 2개의 가스 배출구(264h)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 가스 배출구(264h)는 상기 가스 통로(211)의 말단과 연통되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 가스 통로(211)를 통해 이동하는 가스는 상기 가스 배출구(264h)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 상기 모듈 하우징(210)은 가스를 외부로 배출 시키는 가스 배출구(264h)를 구비함으로써, 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스를 가스 통로(211) 및 상기 가스 통로(211)의 말단과 연통되는 가스 배출구(264h)를 통해 효과적으로 외부로 배출 시킬 수 있다.
도 5는, 도 1의 A-A'의 선을 따라 절단된 배터리 모듈의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 모듈 하우징(210)의 내면에는 상기 화염 차단부(236)의 일부위가 삽입되도록 구성된 삽입 돌출부(226p)가 구비될 수 있다. 상기 삽입 돌출부(226p)는 상기 화염 차단부(236)의 일부위가 삽입되는 슬릿(보이지 않음)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방염 플레이트(230)의 화염 차단부(236)의 상단부는 상기 모듈 하우징(210)의 내면에 구비된 삽입 돌출부(226p)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 삽입 돌출부(226p)는 2개의 사각 플레이트들이 겹쳐져 일부분이 결합된 형태일 수 있다. 상기 슬릿은 상기 2개의 플레이트 사이에 벌어진 빈 틈일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 모듈 하우징(210)의 내면에는 상기 화염 차단부(236)의 일부위가 삽입되는 슬릿이 형성된 삽입 돌출부(226p)가 구비함으로써, 상기 화염 차단부(236)에 의해 상기 모듈 하우징(210)이 정위치에 장착될 수 있도록 가이드 될 수 있고, 보다 더 많은 면적으로 가스 통로를 구획할 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리 모듈(200)의 제조 공정을 효율을 향상시키고, 화염이 인접한 셀 어셈블리(100)로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
한편, 다시 도 4를 참조하면, 상기 방염 플레이트(230)는 다층 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 다층 구조는 난연층, 단열층, 팽창층, 및 흡열층 중 어느 하나 이상을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 난연층은 불에 잘 타지 않는 층으로써, 예를 들면 난연성 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 난연성 소재로는, 운모, 염소를 함유하는 염화비닐 수지, 염화파라핀, 데카 브로 모디 페닐 옥사이드, 삼산화 안티몬 등일 수 있다.
또한, 상기 단열층은 열 전달을 막도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 단열층은 유리 섬유 또는 발포 플라스틱 소재를 구비할 수 있다. 즉, 상기 단열층은 발화된 셀 어셈블리(100)의 열이 인접한 셀 어셈블리(100)로 전달되는 것을 막을 수 있다. 이에 따라, 2차 화재가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 팽창층은 섭씨 200도 전후에서 부피 팽창이 일어나는 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 부피 팽창성 소재는 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산리튬, 탄산암모늄, 벤젠설포닐 히드라지드, 세미카바지드, 카바지드, 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴 및 디아조아미노벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 즉, 상기 팽창층은 셀 어셈블리(100)가 섭씨 200도 전후로 온도가 상승할 경우, 둘 이상의 셀 어셈블리(100) 사이의 틈이 없도록 팽창하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 팽창층에 의해 복수의 셀 어셈블리(100) 간의 화염이 전파될 수 있는 경로를 막거나, 고온의 이차전지(110)가 발화 조건인 공기와 접촉하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
그리고, 상기 흡열층은 소정 온도에서 열을 흡수하도록 흡열성 소재를 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 흡열성 소재는 소정 온도에서의 상변환시 높은 잠열을 가지는 물질(Phase Change Material: PCM)일 수 있다. 상기 높은 잠열을 가진 물질은, 파라핀, 폴리에틸렌 글리콜, 무기 수화물(예를 들어, Na 2HPO 4·12H 2O, Na 2SO 4·10H 2O, Zn(NO 3) 2·6H 2O) 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 흡열성 소재는 셀 어셈블리(100)가 이상 작동으로 섭씨 100도 이상으로 온도가 올라갈 경우, 열을 흡수하여 셀 어셈블리(100)가 발화되는 것을 저지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방염 플레이트(230)는, 불에 잘 타지 않는 난연층, 열 전달을 막도록 구성된 단열층, 소정 온도에서 부피가 팽창하는 팽창층, 및 소정 온도에서 열을 흡수하는 흡열층 중 어느 하나 이상을 구비하는 다층 구조를 가짐으로써, 배터리 모듈(200) 내에 복수의 셀 어셈블리(100) 간의 화재가 전파되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다층 구조는 2개의 난연층(223, 227) 사이에 팽창층(225)이 개재된 구조일 수 있다. 즉, 이러한 구조의 다층 구조는 상기 셀 어셈블리(100)가 발화된 상태일 때, 상기 방염 플레이트(230)의 팽창층(225)이 부풀어오르면서 상기 팽창층(225)의 양측에 위치한 난연층들(223, 227)이 상기 발화된 셀 어셈블리(100)를 가압하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 방염 플레이트(230)에 의해 발화된 셀 어셈블리(100)의 불이 더 커지지 않도록 셀 어셈블리(100)를 압착시킬 수 있다.
또는, 또 다른 일실시에 따른 방염 플레이트(230)의 다층 구조는 2개의 난연층(223, 227) 사이에 팽창층(225) 대신에 단열층이 개재된 구조일 수 있다. 즉, 상기 2개의 난연층 사이에 단열층이 개재된 구조의 방염 플레이트(230)는 상대적으로 불에 타거나 변형되기 쉬운 단열층(발포 플라스틱)을 내층에 구비하고, 불에 잘 타지 않는 난연층을 외층으로 구비함으로써, 상기 방염 플레이트(230)가 셀 어셈블리(100)의 화염에도 변형되거나 연소되지 않고 안정적으로 셀 어셈블리(100) 간의 불이 전파되는 것을 방지할 수 있다.
도 6는, 도 4의 B-B'의 선을 따라 절단된 방염 플레이트의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 3 및 도 4와 함께 도 6을 참조하면, 상기 가스 배출홀(236h)은 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스를 상기 가스 배출구(264h)가 위치한 방향(F1)으로 이동할 수 있도록 유도하는 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 가스 배출홀(236h)은 상기 가스 배출구(264h)가 위치한 방향(F1)으로 홀의 구멍이 연속적으로 좁아지도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 가스 배출홀(236h)은 상기 가스 배출구(264h)가 형성된 방향으로 홀의 구멍이 연속적으로 좁아지도록 구성될 수 있다.
즉, 가스 배출홀(236h)의 내경이 작어질수록 가스의 이동 속도는 빨라질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 방염 플레이트(230)는 상기 가스 배출구(264h)가 위치한 방향(F1)으로 가스가 빠르게 이동할 수 있도록 효과적으로 유도할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 가스 배출홀(236h)은 상기 가스 배출구(264h)가 위치한 방향으로 홀의 구멍이 연속적으로 좁아지도록 구성 시킴으로써, 상기 셀 어셈블리(100)의 일부 이차전지(110)가 불타는 것에 의해 인접한 셀 어셈블리(100)로 불이 전파되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은, 도 4의 C-C'의 선을 따라 절단된 방염 플레이트의 일부위를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 3과 함께 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 제조된 배터리 모듈(200)은 상기 화염 차단부(236)에 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스가 상기 가스 배출구(264h)가 위치한 방향(F1)으로 이동하도록 유도하는 가이드 구조(236g)가 구비될 수 있다. 상기 가이드 구조(236g)는 상기 화염 차단부(236)의 표면으로부터 전후 방향(도 2의 Y 방향) 및 좌우 방향(도 2의 Z 방향)으로 돌출 연장된 형태일 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 화염 차단부(236)에는 복수의 가스 배출홀(236h1)이 구비되어 있고, 복수의 가스 배출홀(236h1) 각각의 주변부에는 가이드 구조(236g)가 구비될 수 있다. 이러한 가이드 구조(236g)는 사선 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 셀 어셈블리(100)부터 발생된 가스가 셀 어셈블리(100)로부터 좌 방향 또는 우 방향(F2)으로 이동할 경우, 상기 가이드 구조(236g)에 의해 상대적으로 상기 가스 배출구(264h)에 가깝게 위치한 화염 차단부(236)에 구비된 가스 배출홀(236h1)로 가스가 이동하도록 유도할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 화염 차단부(236)는 상기 셀 어셈블리(100)로부터 발생된 가스를 상기 가스 배출홀(236h1)이 위치한 방향으로 이동되도록 유도하는 가이드 구조(236g)를 가스가 가스 배출구(264h)가 위치한 방향의 반대 방향으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2와 함께 도 8을 참조하면, 상기 셀 어셈블리(100)는, 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 소정 온도에서 흡열 반응을 통해 열을 흡수하는 흡열 패드(130) 및 열 전달을 막도록 구성된 단열 패드(140) 중 어느 하나 이상이 구비될 수 있다. 여기서 흡열 패드(130)는 흡열성 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 흡열성 소재는 소정 온도에서의 상변환시 높은 잠열을 가지는 물질(Phase Change Material: PCM)일 수 있다. 상기 높은 잠열을 가진 물질은, 파라핀, 폴리에틸렌 글리콜, 무기 수화물(예를 들어, Na 2HPO 4·12H 2O, Na 2SO 4·10H 2O, Zn(NO 3) 2·6H 2O) 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 흡열 패드(130)는 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 개재된 상태에서 상기 이차전지(110)의 발화시 상변화가 일어나는 물질에 의해 발화된 이차전지(110)의 온도를 효과적으로 낮출 수 있어, 소화 내지 불이 인접한 이차전지(110)로 전파되는 것을 방지할 수 있다.
상기 단열 패드(140)는 예를 들면, 유리 섬유 또는 발포 플라스틱 소재를 구비할 수 있다. 즉, 상기 단열 패드(140)는 발화된 이차전지(110)의 열이 인접한 이차전지(110)로 전달되는 것을 막을 수 있다. 이에 따라, 복수의 이차전지(110) 사이로 불이 번지는 것을 방지할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1과 함께 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(300)은 복수의 배터리 모듈(200)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 배터리 랙(300)은 상기 복수의 배터리 모듈(200)을 상하 방향으로 적층된 형태로 수용하는 랙 케이스(310)를 포함할 수 있다. 상기 랙 케이스(310) 내부에서는 배터리 모듈(200)의 하부면이 수평면에 평행한 형태로 탑재될 수 있다.
여기서, 랙 케이스(310)는 적어도 일측이 개방 가능한 형태로 구성되어, 개방된 측면을 통해 배터리 모듈(200)이 내부 공간으로 인입될 수 있다. 다만, 랙 케이스(310)는, 이러한 개방된 측면이 폐쇄 가능하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 랙 케이스(310)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 후방 측면, 좌측면, 우측면, 상부면 및/또는 하부면이 판상으로 구성되어, 내부의 배터리 모듈(200)이 외부로 쉽게 노출되지 않도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 배터리 모듈(200) 사이에 개재되고 상기 배터리 모듈(200)의 상부 또는 하부를 커버하도록 구성된 방염 커버(320)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방염 커버(320)는 불에 잘 타지 않는 난연성 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 난연성 소재로는, 운모, 염소를 함유하는 염화비닐 수지, 염화파라핀, 데카 브로 모디 페닐 옥사이드, 삼산화 안티몬 등일 수 있다.
상기 방염 커버(320) 외주부(320w)의 적어도 일부는 상기 복수의 배터리 모듈(200) 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 방염 커버(320) 복수개가 복수의 배터리 모듈 사이에 개재될 수 있다. 상기 방염 커버(320) 외주부(320w)의 좌우 방향의 양측 외주부(320w)는 상기 복수의 배터리 모듈(200) 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장될 수 있다. 그리고, 상기 외주부(320w)는 상부 방향으로 전체적으로 굽어져 있을 수 있다. 즉, 이러한 외주부(320w)의 구조는 복수의 배터리 모듈(200) 중 어느 하나에서 화재가 발생할 경우, 화염이 상기 방염 커버(320)와 방염 커버(320)의 외주부(320w)에 의해 상부에 위치한 다른 배터리 모듈(200)로 영향을 미치는 것을 막을 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방염 커버(320)의 외주부(320w)의 적어도 일부는 상기 복수의 배터리 모듈(200) 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장되고, 상기 방염 커버(320)의 돌출 연장된 외주부(320w)는 상부 방향으로 굽어져 있도록 구성함으로써, 상하 방향으로 적층된 복수의 배터리 모듈(200)에 상하 방향으로 불이 전파되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙의 안전성을 높일 수 있다.
도 10은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 랙의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9와 함께 도 10을 참조하면, 상기 방염 커버(320)는 소정 간격으로 굴곡진 요철 구조(320k)를 가질 수 있다. 상기 요철 구조(320k)는 좌우 방향으로 선형으로 연장된 오목부와 볼록부가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 방염 커버(320)는 소정 간격으로 굴곡진 요철 구조(320k)를 가지도록 구성함으로써, 화염이 전파되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 화재 발생시 외부로 고온의 가스를 배출할 수 있는 배출 통로를 확보할 수 있다. 이에 따라, 배터리 랙(300)의 안전성을 높일 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 배터리 랙(300)은, 랙 케이스(310)의 내부 또는 외부에 배터리 관리 장치(Battery Management System; BMS, 도 1의 330) 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상술한 본 발명에 따른 배터리 랙(300)을 하나 이상 포함할 수 있다. 특히, 전력 저장 장치는, 본 발명에 따른 배터리 랙(300)을 다수 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 배터리 랙(300)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 충전 스테이션 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 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.
[부호의 설명]
200: 배터리 모듈 100: 셀 어셈블리
110: 이차전지 210: 모듈 하우징
211: 가스 통로 230: 방염 플레이트
231: 본체부 236: 화염 차단부
236h: 가스 배출홀 236g: 가이드 구조
220: 상부 커버 224, 226: 탑부, 사이드부
240: 베이스 플레이트
250: 전방 커버 260: 후방 커버
264h: 가스 배출구
226p: 삽입 돌출부 130, 140: 흡열 패드, 단열 패드
270: 버스바 어셈블리 272, 276: 버스바, 버스바 프레임
300: 배터리 랙 310: 랙 케이스
320: 방염 커버 320k: 요철 구조
본 발명은 방염 플레이트를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 배터리 모듈이 복수개 구비된 배터리 랙 및 상기 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (13)

  1. 각각이 상호 전기적으로 연결되고 전후 방향으로 적층된 복수의 이차전지를 가진 적어도 둘 이상의 셀 어셈블리;
    상기 셀 어셈블리를 내부에 수납하도록 내부 공간이 형성되고 상기 셀 어셈블리의 좌우 방향의 일측 또는 양측에 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 유통되도록 가스 통로가 구비된 모듈 하우징; 및
    플레이트 형상을 가지고 상기 둘 이상의 셀 어셈블리 사이에 개재되는 본체부, 및 상기 본체부의 좌우 방향의 일 단부 또는 양 단부로부터 좌우 방향으로 돌출되어 상기 가스 통로 중 일부분에 위치된 화염 차단부를 구비한 방염 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은,
    상기 복수의 이차전지를 전기적으로 상호 연결하도록 상기 복수의 이차전지에 구비된 전극 단자와 접촉한 적어도 하나 이상의 버스바, 및 상기 적어도 하나 이상의 버스바가 탑재되고 상기 셀 어셈블리의 좌우 방향의 양측 각각에 구비된 적어도 둘 이상의 버스바 프레임이 구비된 버스바 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 가스 통로는 상기 버스바 프레임의 외측면과 상기 모듈 하우징의 내면 사이에 형성된 공간이며,
    상기 화염 차단부에는 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 유통되도록 전후 방향으로 천공된 복수의 가스 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모듈 하우징은 상기 가스 통로의 말단과 연통되도록 가스 배출구가 구비되고,
    상기 가스 배출홀은 상기 가스 배출구가 위치한 방향으로 홀의 구멍이 연속적으로 좁아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모듈 하우징은 상기 가스 통로의 말단과 연통되도록 가스 배출구가 구비되고,
    상기 화염 차단부에는 상기 셀 어셈블리로부터 발생된 가스가 상기 가스 배출홀이 위치한 방향으로 이동하도록 유도하는 가이드 구조가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 하우징의 내면에는 상기 화염 차단부의 적어도 일부위가 삽입되는 슬릿이 형성된 삽입 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방염 플레이트는, 불에 잘 타지 않는 난연층, 열 전달을 막도록 구성된 단열층, 소정 온도에서 부피가 팽창하는 팽창층, 및 소정 온도에서 열을 흡수하는 흡열층 중 어느 하나 이상을 구비하는 다층 구조를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다층 구조는 2개의 상기 난연층 사이에 상기 팽창층이 개재된 구조이거나, 또는 2개의 상기 난연층 사이에 상기 단열층이 개재된 구조인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는, 상기 복수의 이차전지 사이에 소정 온도에서 흡열 반응을 통해 열을 흡수하는 흡열 패드 및 열 전달을 막도록 구성된 단열 패드 중 어느 하나 이상이 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 복수의 배터리 모듈, 및 상기 복수의 배터리 모듈을 상하 방향으로 적층된 형태로 수용하는 랙 케이스를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 모듈 사이에 개재되고 상기 배터리 모듈의 상부 또는 하부를 커버하도록 구성된 방염 커버를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방염 커버 외주부의 적어도 일부는 상기 복수의 배터리 모듈 사이로부터 외부로 노출되도록 돌출 연장되고,
    상기 방염 커버의 돌출 연장된 외주부는 상부 방향으로 굽어져 있는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 방염 커버는 소정 간격으로 굴곡진 요철 구조를 가진 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  13. 제9항에 따른 배터리 랙을 포함하는 전력 저장 장치.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115249868A (zh) * 2021-04-27 2022-10-28 泰星能源解决方案有限公司 层压型电池模块
CN115458857A (zh) * 2021-06-09 2022-12-09 太普动力新能源(常熟)股份有限公司 电池模块
EP4152500A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-22 SK On Co., Ltd. Battery module
JP2023526830A (ja) * 2021-02-22 2023-06-23 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
EP4184658A4 (en) * 2021-07-30 2024-01-03 Contemporary Amperex Technology Co., Limited BATTERY, ELECTRICAL DEVICE, AND BATTERY PREPARATION METHOD AND DEVICE
JP7442687B2 (ja) 2021-02-02 2024-03-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド セル単位のガス系消火薬剤ガイド翼を適用したバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーラック、並びにエネルギー貯蔵装置
EP4145610A4 (en) * 2021-02-22 2024-07-17 Lg Energy Solution Ltd BATTERY MODULE AND BATTERY PACK
EP4191777A4 (en) * 2021-01-11 2024-09-25 Lg Energy Solution Ltd BATTERY MODULE AND BATTERY PACK
EP4310995A4 (en) * 2021-11-15 2024-10-16 Lg Energy Solution Ltd HEAT RADIATION ELEMENT AND BATTERY PACK

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD964925S1 (en) * 2019-08-20 2022-09-27 Christopher McMurry Charging base tray for flameless candles
CN211024883U (zh) * 2019-10-10 2020-07-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 防火构件、电池包及使用电池作为电源的装置
KR20220105948A (ko) * 2021-01-21 2022-07-28 주식회사 엘지에너지솔루션 화재 발생 및 폭발을 방지할 수 있는 구조를 갖는 배터리 팩, 그리고 이를 포함하는 ess
KR20220120916A (ko) * 2021-02-24 2022-08-31 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
US20230378597A1 (en) * 2021-03-22 2023-11-23 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and battery pack including the same
KR20220141486A (ko) * 2021-04-13 2022-10-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩
KR20220144717A (ko) * 2021-04-20 2022-10-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
WO2022225271A1 (ko) * 2021-04-23 2022-10-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR102280326B1 (ko) * 2021-06-08 2021-07-22 덕양산업 주식회사 열폭주 지연 구조 및 가스 배출 구조를 갖는 배터리 모듈
KR20230015188A (ko) * 2021-07-22 2023-01-31 현대두산인프라코어(주) 배터리팩
KR20230032363A (ko) * 2021-08-30 2023-03-07 에스케이온 주식회사 셀집합유닛 및 배터리 팩
KR20230055370A (ko) * 2021-10-18 2023-04-25 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 강화된 배터리 모듈 및 배터리 팩
EP4376155A1 (en) * 2021-12-22 2024-05-29 LG Energy Solution, Ltd. Battery pack with improved safety
JP2024529350A (ja) * 2021-12-23 2024-08-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 安全性が強化されたバッテリーモジュール
CA3233391A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 Su-Bin Park Battery module
KR102674208B1 (ko) * 2021-12-30 2024-06-12 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102674209B1 (ko) * 2021-12-30 2024-06-12 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20230126973A (ko) * 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 엘지에너지솔루션 차단 플레이트를 포함하는 전지셀 어셈블리, 및 상기 전지셀 어셈블리를 포함하는 전지팩
KR20230154678A (ko) * 2022-05-02 2023-11-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배수 구조를 구비한 배터리 랙 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
CN114849106B (zh) * 2022-05-26 2024-02-06 孚能科技(赣州)股份有限公司 一种集成汇流排防火板以及电池包
KR20230171653A (ko) * 2022-06-14 2023-12-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리모듈 및 배터리모듈의 제조방법
FR3132387A1 (fr) * 2022-07-05 2023-08-04 Safran Electrical & Power Système d’alimentation électrique embarqué
KR20240006264A (ko) * 2022-07-06 2024-01-15 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 이를 포함하는 전력저장장치 및 자동차
WO2024019426A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR20240030366A (ko) 2022-08-30 2024-03-07 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
CN115382133B (zh) * 2022-09-20 2023-04-25 深圳市立泰能源科技有限公司 一种高安全性新能源电池
DE102022124281B3 (de) 2022-09-21 2023-09-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriemodul und dessen Verwendung sowie Batterie und Kraftfahrzeug mit einem solchen Modul
KR20240124683A (ko) * 2023-02-09 2024-08-19 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 패키지
KR102679870B1 (ko) * 2023-02-27 2024-07-02 성원하이텍(주) 연소가스 배출과 소화용제의 유입이 용이한 전기차 배터리팩 케이스
CN116864464B (zh) * 2023-07-14 2024-04-09 江苏爱矽半导体科技有限公司 一种半导体封装结构及其使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218210A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Lenovo Singapore Pte Ltd 電池パックおよび携帯式電子機器
JP2009021223A (ja) * 2007-06-11 2009-01-29 Panasonic Corp 電池パックおよび電池搭載機器
JP2009176455A (ja) * 2008-01-22 2009-08-06 Panasonic Corp 電池パック及び電池パック用ケース
JP2014090782A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Hochiki Corp 電力貯蔵システム
US20160093842A1 (en) * 2014-09-30 2016-03-31 Google Inc. Battery module
KR20190080195A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 동우 화인켐 주식회사 점착제 조성물, 이를 이용하여 제조된 점착시트, 광학부재 및 표시장치

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5137480B2 (ja) 2007-06-29 2013-02-06 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
KR20090077418A (ko) 2008-01-11 2009-07-15 주식회사 엘지화학 폭발·발화방지유닛을 포함하는 배터리 팩
CN102301503A (zh) 2009-02-24 2011-12-28 松下电器产业株式会社 电池组件和使用了该电池组件的电池组件集合体
US8268469B2 (en) 2009-04-22 2012-09-18 Tesla Motors, Inc. Battery pack gas exhaust system
JP5269200B2 (ja) * 2009-06-08 2013-08-21 パナソニック株式会社 電池パック
TWI419391B (zh) 2009-12-25 2013-12-11 Ind Tech Res Inst 電池系統中的散熱與熱失控擴散防護結構
US8592076B2 (en) * 2010-03-30 2013-11-26 Panasonic Corporation Battery pack
KR101191660B1 (ko) * 2010-11-08 2012-10-17 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈
JP5749200B2 (ja) 2011-03-30 2015-07-15 テスラ・モーターズ・インコーポレーテッド バッテリパックガス排出システム
JP5933344B2 (ja) 2012-05-31 2016-06-08 三洋電機株式会社 電源装置
JP3177969U (ja) 2012-06-14 2012-08-23 日本碍子株式会社 ナトリウム硫黄電池パッケージ
DE102013207536B4 (de) * 2013-04-25 2019-02-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Zellblock mit Zellfixierung für eine Batterie und Verfahren zum Bestücken eines Zellblocks
JP6723990B2 (ja) 2014-05-21 2020-07-15 カデンツァ イノベーション，インコーポレイテッド 熱暴走の保護を備えたリチウムイオン電池
JP2016085128A (ja) 2014-10-27 2016-05-19 株式会社デンソー 電池電圧監視半導体装置及び電池電圧監視システム
KR102034208B1 (ko) 2016-03-03 2019-10-18 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
FR3051407B1 (fr) 2016-05-18 2018-06-15 Bluebus Vehicule electrique terrestre de transport en commun, de type bus, muni de capot(s) de protection des batteries
US20180138478A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Anhui Xinen Technology Co., Ltd. Alleviating explosion propagation in a battery module
JP6708148B2 (ja) 2017-03-07 2020-06-10 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電池の保護回路
CN106785225A (zh) 2017-03-14 2017-05-31 合肥国轩高科动力能源有限公司 被动防护电池模组结构及其制作方法
JP6885791B2 (ja) 2017-06-05 2021-06-16 積水化学工業株式会社 熱暴走防止シート
CN111316465B (zh) 2017-11-17 2023-11-24 日东电工株式会社 电池罩
KR102580847B1 (ko) * 2018-04-26 2023-09-19 에스케이온 주식회사 배터리 랙
KR102042577B1 (ko) * 2018-07-26 2019-11-11 주식회사 블루시그마 배터리 팩 모듈
US11110425B2 (en) * 2018-07-27 2021-09-07 Applied Materials, Inc. Gas distribution plate for thermal deposition
EP3706189B1 (en) * 2019-03-07 2021-08-04 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery module and battery pack
CN109904356A (zh) * 2019-04-01 2019-06-18 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 阻燃隔板及电池箱

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008218210A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Lenovo Singapore Pte Ltd 電池パックおよび携帯式電子機器
JP2009021223A (ja) * 2007-06-11 2009-01-29 Panasonic Corp 電池パックおよび電池搭載機器
JP2009176455A (ja) * 2008-01-22 2009-08-06 Panasonic Corp 電池パック及び電池パック用ケース
JP2014090782A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Hochiki Corp 電力貯蔵システム
US20160093842A1 (en) * 2014-09-30 2016-03-31 Google Inc. Battery module
KR20190080195A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 동우 화인켐 주식회사 점착제 조성물, 이를 이용하여 제조된 점착시트, 광학부재 및 표시장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3965220A4

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4191777A4 (en) * 2021-01-11 2024-09-25 Lg Energy Solution Ltd BATTERY MODULE AND BATTERY PACK
JP7442687B2 (ja) 2021-02-02 2024-03-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド セル単位のガス系消火薬剤ガイド翼を適用したバッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーラック、並びにエネルギー貯蔵装置
JP2023526830A (ja) * 2021-02-22 2023-06-23 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
EP4145610A4 (en) * 2021-02-22 2024-07-17 Lg Energy Solution Ltd BATTERY MODULE AND BATTERY PACK
CN115249868B (zh) * 2021-04-27 2023-07-14 泰星能源解决方案有限公司 层压型电池模块
JP7258075B2 (ja) 2021-04-27 2023-04-14 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 ラミネート型電池モジュール
CN115249868A (zh) * 2021-04-27 2022-10-28 泰星能源解决方案有限公司 层压型电池模块
JP2022169135A (ja) * 2021-04-27 2022-11-09 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 ラミネート型電池モジュール
CN115458857A (zh) * 2021-06-09 2022-12-09 太普动力新能源(常熟)股份有限公司 电池模块
CN115458857B (zh) * 2021-06-09 2024-08-13 太普动力新能源(常熟)股份有限公司 电池模块
EP4184658A4 (en) * 2021-07-30 2024-01-03 Contemporary Amperex Technology Co., Limited BATTERY, ELECTRICAL DEVICE, AND BATTERY PREPARATION METHOD AND DEVICE
EP4152500A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-22 SK On Co., Ltd. Battery module
EP4310995A4 (en) * 2021-11-15 2024-10-16 Lg Energy Solution Ltd HEAT RADIATION ELEMENT AND BATTERY PACK

Also Published As

Publication number Publication date
US11870094B2 (en) 2024-01-09
JP7268188B2 (ja) 2023-05-02
EP3965220A4 (en) 2022-06-29
AU2020300283A1 (en) 2021-12-23
CN113939944B (zh) 2023-12-12
JP2022528227A (ja) 2022-06-09
CN113939944A (zh) 2022-01-14
EP3965220B1 (en) 2024-04-24
EP3965220A1 (en) 2022-03-09
US20240079721A1 (en) 2024-03-07
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US20220115737A1 (en) 2022-04-14
KR20210004189A (ko) 2021-01-13
HUE067073T2 (hu) 2024-09-28

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