WO2021025374A1 - 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

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WO2021025374A1
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battery pack
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김용일
이강원
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack having a movable bus bar assembly and a secondary battery including the same, and more particularly, a first bus bar frame located on the front part of the pack case, and a second bus bar frame located on the rear part of the pack case. Any one or more of the busbar frame, the first busbar connected to the first busbar frame, and the second busbar connected to the second busbar frame can be moved in the direction of the side plate of the pack case, thereby shorting the lead It relates to a battery pack having a movable bus bar assembly capable of minimizing and a secondary battery including the same.
  • These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, and a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, are provided with an electrode assembly and an electrode assembly disposed with a separator interposed therebetween. It includes an exterior material that is sealed and accommodated together with an electrolyte solution, that is, a battery case.
  • secondary batteries can be classified into cylindrical and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. I can.
  • the battery module includes a plurality of secondary batteries, that is, battery cells, and a bus bar for electrical connection between these battery cells. It is common to include a Busbar module.
  • the bus bar module includes a bus bar for connecting electrode leads connected to each battery cell, and may be formed on one side of the battery module.
  • a conventional battery pack includes at least two unit cells 10 including an electrode assembly 11 and a positive lead 12 and a negative lead protruding from both sides of the electrode assembly 11 Sub-modules arranged in parallel; A bus bar assembly 20 including a bus bar 22 electrically connected to the leads of the sub-module and a bus bar frame 21 supporting the bus bar 22; And a pack case 30 for accommodating the sub-module and supporting the bus bar assembly 20.
  • battery swelling occurs in which the unit cells themselves swell due to various causes such as repeated charge/discharge, overcharge, and external shock, and this causes the unit cells adjacent to each other to move toward the side plates 31 and 32 of the pack case. It may be pushed out, resulting in a fire or explosion due to an internal short circuit, or it may expand beyond the allowable space in which the battery pack is installed, thereby damaging the safety of surrounding structures.
  • Patent Document 1 by installing an inverted U-shaped connecting piece between the supporting frame portions of a supporting member in which a plurality of bus bars are integrated by insert molding, a bus bar module capable of bending or deforming the connecting piece is provided. It is disclosed.
  • a first terminal connection part made of a conductive conical elastic body in contact with a terminal of a battery cell, and a second terminal connection part made of a conductive conical elastic body in contact with a terminal of another battery cell is defined as the distance between the terminals.
  • busbars and battery modules arranged spaced apart in alignment.
  • Patent Document 3 discloses a battery system that cuts off power supplied to a battery cell module when a swelling phenomenon occurs due to overcharging.
  • Patent Documents 1 and 2 it is difficult to secure a sufficient moving distance by battery swelling, and Patent Document 3 still has a problem that it cannot be used even though the life of the battery remains.
  • Patent Document 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2015-159024
  • Patent Document 2 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2016-219270
  • Patent Document 3
  • An object of the present invention is to provide a battery pack capable of preventing damage to a busbar connection and a secondary battery including the same.
  • a battery capable of preventing deterioration of battery performance due to abnormal functions of some unit cells that appear when swelling occurs due to natural phenomena and use of the battery such as repetitive charging and discharging, and further preventing fire or explosion due to this.
  • An object of the invention is to provide a pack and a secondary battery including the same.
  • the battery pack according to the present invention for solving the above problems includes one or more unit cells including an electrode assembly 111, a positive lead 112 and a negative lead 113 on both sides of the electrode assembly 111 ( A sub-module 100 in which 110) is disposed; A first bus bar frame 210, a second bus bar frame 220, and a first bus bar connected to the first bus bar frame 210 for connecting the sub-modules 100 in series or in parallel ( A bus bar assembly 200 including a second bus bar 240 connected to the second bus bar frame 220 and 230; And a first side plate 410 positioned parallel to one side of the sub module 100 and parallel to the other side of the sub module 100 to support the bus bar assembly 200 while receiving the sub module 100.
  • a pack case 400 including a second side plate 420 positioned so as to be positioned, and a bottom plate 430 positioned at the bottom of the sub-module 100, and the first bus bar frame 210 and the second Any one or more of the bus bar frame 220, the first bus bar 230 and the second bus bar 240 is movable in the direction of the first side plate 410 and/or the second side plate 420 It is characterized.
  • the sub-module 100 is made of N, which is a natural number of 3 or more in which two or more unit cells 110 are arranged in parallel, and connects the N sub-modules 100 in series.
  • N is a natural number of 3 or more in which two or more unit cells 110 are arranged in parallel, and connects the N sub-modules 100 in series.
  • a connection bus bar 250 for connecting is located in series, and at the rear of the pack case 400, two sub modules adjacent to each other from the second bus bar frame 220 and the N-2th sub-module 100 are disposed.
  • a second bus bar 240 connecting the module 100 in series may be positioned.
  • the sub-module 100 is made of N, which is a natural number of 2 or more, consisting of two unit cells 110 in which a positive terminal and a negative terminal are positioned opposite to each other, and the unit cell 110 )
  • N is a natural number of 2 or more, consisting of two unit cells 110 in which a positive terminal and a negative terminal are positioned opposite to each other, and the unit cell 110
  • the positive lead 112 and the negative lead 113 facing in one direction are each fixed to a plurality of first bus bars 230 spaced apart from each other by a predetermined distance, and the negative lead 113 on the other side.
  • the anode lead 112 may be fixed to the same second bus bar 240.
  • the sub-module 100 is made of N, which is a natural number of 2 or more consisting of one unit cell 110, so that the unit cells 110 can be connected in series.
  • the anode lead 112 and the cathode lead 113 of are fixed to the first bus bar 230, and the cathode lead 113 and the anode lead 112 on the other side of the neighboring are fixed to the second bus bar 240. I can.
  • the first bus bar 230 and the second bus bar 240 are fixed to the first bus bar frame 210 and the second bus bar frame 220, respectively. Only the 1 busbar frame 210 and/or the second busbar frame 220 may be movable.
  • a fixed shaft is provided between the first side plate 410 and the second side plate 420, and the first bus bar frame 210 and/or the second bus bar frame ( 220) may be formed with a first locking protrusion connected to the fixed shaft.
  • a rail 431 is formed on the bottom plate 430, and the rail 431 is formed on the first bus bar frame 210 and/or the second bus bar frame 220.
  • a second locking protrusion may be formed.
  • the first bus bar frame 210, the second bus bar frame 220, the first bus bar 230, and the second bus bar 240 are all independently It may move toward the side plate 410 and/or the second side plate 420.
  • the first bus bar 230 and/or the second bus bar 240 may move.
  • a first guide pole 213 is formed on the first bus bar frame 210, and the first bus bar 230 accommodates the first guide pole 213.
  • the first hole 232 having a long hole shape may be formed.
  • a first tightening hole 233 mounted on the first guide pole 213 is further provided.
  • a second guide pole 223 is formed on the second bus bar frame 220, and the second bus bar 240 accommodates the second guide pole 223.
  • a second hole 242 having a long hole shape may be formed.
  • the battery pack according to the present invention may further include a second fastener 242 mounted on the second guide pole 223.
  • connection bus bar 250 may have a corrugated structure made of a conductive material.
  • connection bus bar 250 may be an elastic material made of a conductive material.
  • connection bus bar 250 may have a coil shape.
  • the first bus bar 230 and the second bus bar 240 are formed with the same number of slits as the unit cell 110, and the electrode of each unit cell 110 is After passing through each slit, it can be fixed in different positions.
  • the first bus bar 230 and the second bus bar 240 have fewer slits than the unit cell 110, and two or more electrodes are the same It can be sequentially stacked and fixed to the point.
  • a cushion member 300 may be further provided between the sub-modules 100.
  • it may be a secondary battery including a battery pack corresponding to any one of the above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a battery pack according to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery pack according to a first embodiment of the present invention as viewed from one direction
  • FIG 3 is a perspective view of the battery pack according to the first embodiment of the present invention as viewed from the other side.
  • FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the battery pack shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a dotted line in FIG. 2, and is a perspective view illustrating a coupling structure between a bus bar frame and a bus bar.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining a modified coupling structure between the bus bar frame of FIG. 5 and the bus bar.
  • connection bus bar of FIG. 7 is a diagram illustrating a first modified example of the connection bus bar of FIG. 5.
  • connection bus bar of FIG. 8 is a diagram illustrating a second modified example of the connection bus bar of FIG. 5.
  • FIG. 9 is a perspective view of a battery pack according to a second embodiment of the present invention as viewed from one direction.
  • FIG. 10 is a perspective view as viewed from the other side of the battery pack according to the second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an enlarged view of part A of FIG. 9.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the battery pack according to the first embodiment of the present invention as viewed from one direction
  • FIG. 3 is a perspective view of the battery pack according to the first embodiment of the present invention as viewed from the other direction
  • FIG. 4 is It is a plan sectional view of the battery pack shown in 2.
  • the battery pack according to the first embodiment of the present invention includes a sub-module 100, a bus bar assembly 200, a cushion member 300, and a pack case 400. Done.
  • the sub-module 100 includes at least three units including an electrode assembly 111 and an anode lead 112 and a cathode lead 113 on both sides of the electrode assembly 111 Cells 110 are arranged in parallel.
  • the electrode assembly 111 is a jelly-roll type assembly consisting of a structure in which a separator is interposed between a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode and then wound, or a structure in which a rectangular positive electrode and a negative electrode are stacked with the separator interposed therebetween.
  • a stack-type assembly consisting of unit cells, a stack-folding-type assembly in which unit cells are wound by a long separation film, or a lamination-stack-type assembly in which unit cells are stacked with a separator interposed therebetween and attached to each other, etc. It may be made of, but is not limited thereto.
  • the electrode assembly as described above is embedded in a case, and the case is typically made of a laminate sheet structure of an inner layer/metal layer/outer layer. Since the inner layer is in direct contact with the electrode assembly, it must have insulation and electrolyte resistance, and for sealing with the outside, that is, the sealing area where the inner layers are thermally bonded to each other must have excellent thermal bonding strength.
  • the material of the inner layer may be selected from polyolefin resins such as polypropylene, polyethylene, polyethylene acrylic acid, polybutylene, etc., and polyurethane resins and polyimide resins having excellent chemical resistance and sealing properties, but is not limited thereto, Polypropylene, which has excellent mechanical properties such as tensile strength, stiffness, surface hardness, and impact strength, and chemical resistance are most preferred.
  • the metal layer in contact with the inner layer corresponds to a barrier layer that prevents moisture or various gases from penetrating into the battery from the outside, and an aluminum film film having a light weight and excellent formability may be used as a preferable material for the metal layer.
  • an outer layer is provided on the other side of the metal layer, and this outer layer can use a heat-resistant polymer having excellent tensile strength, moisture permeability, and air permeation prevention so as to secure heat resistance and chemical resistance while protecting the electrode assembly, Nylon or polyethylene terephthalate may be used as an example, but is not limited thereto.
  • the leads made of the positive lead 112 and the negative lead 113 may have a structure in which the positive and negative tabs of the electrode assembly are electrically connected to each other, and then exposed to the outside of the case. May be a structure that directly connects the electrode assembly to the outside of the case, but is not limited thereto. Since the battery cells as described above correspond to commonly known configurations, a more detailed description will be omitted.
  • the sub-module 100 includes an electrode assembly 111 and a plurality of unit cells 110 including electrode leads 112 and 113 extending from the electrode assembly 111 in order to match the capacity or output of the battery pack. It means that it is formed by being stacked side by side in a direction.
  • one sub-module 100 is illustrated as consisting of three unit cells 110, but this is only an example, and may consist of two or more unit cells 110 Is self-explanatory.
  • a plurality of sub-modules 100 as described above are again arranged side by side and are then accommodated in the pack case 400.
  • the bus bar assembly 200 is for fixing to the pack case 400 while connecting the unit cells 110 constituting the sub-module 100 in series or parallel, and includes at least one bus bar frame and at least one bus. It comprises a bar and/or a connecting busbar.
  • FIG. 2 which is the front part of the battery pack, a plurality of first bus bars 230 for connecting three unit cells 110 in parallel, and supporting and fixing these first bus bars 230
  • a first bus bar frame 210 for is positioned.
  • the anode lead 112 or the cathode lead 113 extending from the electrode assembly 111 of each unit cell 110 is bent through the first slit 231 of the first bus bar 230, and then It is fixed to the outer surface of the first bus bar 230 through a known fixing method such as laser welding and resistance welding.
  • connection bus bar 250 bent in a predetermined shape is provided between the adjacent sub-modules 100, and the anode lead 112 and the first bus bar 230 Likewise, the first busbars 230 are connected to each other through a known fixing means.
  • connection bus bar 250 is not located between the first first bus bar and the second first bus bar located at the leftmost (the uppermost part in FIG. 2) of the battery pack 1, which is each sub-module 100 These are for connecting them in series, and they are electrically connected by the second bus bar 240 at the rear part of the battery pack.
  • the rear surface of the battery pack is described in detail.
  • the rear surface of the battery pack according to the present invention is a plurality of second bus bars for connecting the unit cells 110 constituting the sub-module 100 in series. 240 and a second bus bar frame 220 for supporting and fixing these second bus bars 240 are positioned.
  • each sub-module 100 is electrically connected in parallel, but each sub-module 100 is serially connected by the first bus bar 210 or the second bus bar 220. It is a structure connected to (see Fig. 4).
  • a cushion member 300 having an elastic force may be included between the sub-module 100 and the sub-module 100.
  • the cushion member 300 is for preventing short circuits of leads in order to minimize the transmission of external pressure to the sub-module 100 located nearby when swelling the specific unit cell 110.
  • the pack case 400 serves to support the bus bar assembly 200 while accommodating the sub-modules 100.
  • the pack case 400 includes a first side plate 410 located side by side on one side of the sub module 100, a second side plate 420 located side by side on the other side of the sub module 100, and the bottom of the sub module 100. It comprises a bottom plate 430 located on.
  • the first side plate 410, the second side plate 420, and the bottom plate 430 may be assembled by a known fixing method such as an force fitting method, a bolt fastening method, or a welding method, and each assembly site has adhesiveness.
  • a sealing material may be further interposed.
  • a pair of first fixed shafts on each of the front and rear portions to maintain the separation distance between the first side plate 410 and the second side plate 420 440 and the second fixed shaft 450 may be additionally provided.
  • At least one of the first bus bar frame 210, the second bus bar frame 220, the first bus bar 230, and the second bus bar 240 is a first side plate ( 410) and/or the second side plate 420 may be movable.
  • the first bus bar frame 210 and the second bus bar frame 220 are fixed to the pack case 400, and the first bus bar 230 and the second bus bar
  • the structure in which (240) is movable will be described.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a dotted line in FIG. 2, and is a perspective view illustrating a coupling structure between a bus bar frame and a bus bar.
  • the first bus bar 230 provided with a plurality of first slits 231 has a first hole 232 having at least one long hole shape at an upper portion and a lower portion thereof, and the first bus bar frame 210
  • the first guide pole 213 protruding from) is inserted into the first hole 232.
  • the height of the first guide pole 213 is slightly larger than the outer diameter of the first hole 232 so that the first guide pole 213 can be guided to the first hole 232 and move left and right,
  • the outer diameter of the first hole 232 may be 1 to 10 mm larger.
  • FIG. 5 it is shown as a long elliptical long hole, but it is obvious that it can have a long hole structure of various shapes such as a rectangle.
  • a female thread is formed on the inner side of the first guide pole 213 so that the first bus bar 230 can be attached to and detached from the first bus bar frame 210, and to be fastened to the female thread in a male and female thread method.
  • a first fastener 233 having a male thread formed on the outer surface of the cylinder is provided, and it is more preferable that a head part is provided on one side of the cylinder so that it can be shaped like a'T' or'A' shape.
  • the entire first busbar frame 210 can move a predetermined distance left and right along the first hole 232, thus minimizing the prevention of short circuit of the lead.
  • the first bus bar frame 210 and the first bus bar 230 are very easy to attach and detach.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining a modified coupling structure between the bus bar frame of FIG. 5 and the bus bar. Only the first guide pole 213 and the first fastener 233 are different from the coupling structure shown in FIG. 5, but the remaining configurations are the same, and thus only these configurations will be described.
  • the first guide pole 213 and the first fastener 233 may be coupled by a forced press fit.
  • the first guide pole 213 has a shape of a square pillar with an empty inside, and the first fastener 233 is inserted into the insert portion and the head of the square pillar so that it can be inserted into the first guide pole 213. Can be done.
  • the cross section of the insertion part of the first fastener 233 should be slightly larger than the inner cross section of the first guide pole 213 so that the first fastener 233 is not too loose, and the drawing shows a square shape.
  • it can be changed in various ways such as triangles and pentagons.
  • first guide pole 213 is inserted into the first fastener 233 is possible, but the ease of assembly between the first guide pole 213 and the first fastener 233 and the first bus bar ( It is preferable that the first guide pole 213 is inserted into the first fastener 233 so as not to interfere with the movement of the 230).
  • connection bus bar 250 is different from the coupling structure shown in FIG. 5, but the remaining configuration is the same, and thus only the connection bus bar 250 will be described.
  • connection bus bar 250 may have a corrugated structure made of a conductive material. Even if the first bus bar 230 may move along the first guide pole 213, it is difficult to secure a sufficient moving distance only with the buffering force of the cushion member 300 and the connection bus bar 250 bent in a predetermined shape. However, when the connection bus bar 250 having a corrugated structure is employed as in the first modified example, a longer movement distance can be secured, thereby preventing a short circuit of the lead.
  • the conductive material is not particularly limited as long as it can conduct electricity.
  • connection bus bar 250 is different from the coupling structure shown in FIG. 5, but the remaining configuration is the same, and thus only the connection bus bar 250 will be described.
  • connection bus bar 250 is not particularly limited as long as it is a stretchable conductive material, and has a corrugated structure and a coil shape, for example.
  • the coil may be a gold-silver nanocomposite, a carbon nanotube, or a carbon-rubber composite, which is mixed with a conductive rubber or silver nanowire surface with gold and then mixed with SBS (poly Styrene-Butadiene-Styrene).
  • connection bus bar 250 in the second modified example, there is an advantage in that the movement distance can be easily secured and the first bus bar 230 can be moved with a small force.
  • the first bus bar 230 and the second bus bar 240 are fixed to the first bus bar frame 210 and the second bus bar frame 220, respectively, A structure in which the first bus bar frame 210 and the second bus bar frame 220 are movable will be described.
  • FIG. 9 is a perspective view of a battery pack according to a second exemplary embodiment of the present invention as viewed from one direction
  • FIG. 10 is a perspective view of a battery pack according to a second exemplary embodiment of the present invention as viewed from the other direction.
  • the battery pack according to the first embodiment of FIGS. 2 and 3 is the same except that the bus bar frame has a locking protrusion and a rail is formed on the bottom plate. Therefore, only these configurations will be described below. do.
  • a first ′ stopping protrusion 211 is additionally provided on the first bus bar frame 210, and a second ′ stopping protrusion 212 is formed in the lower part. Has been.
  • the first ′ locking protrusion 211 having a semi-ring shape such as a “C” It is formed on the first bus bar frame 210, the first' locking protrusion 211 is fastened to the first fixed shaft 440.
  • FIG. 12 which is an enlarged view of part B of FIG. 9, the second' stopping protrusion 212 in a'c' shape is formed under the first bus bar frame 210, and the second' A rail 431 in which a recessed portion is formed so that the locking protrusion 212 can be fastened is provided on the bottom plate 430.
  • the first ′ locking protrusion 211 of the first bus bar frame 210 is a first fixing shaft 440
  • the second ′ locking protrusion 212 is a bottom plate 430.
  • FIGS. 11 and 12 Although detailed drawings and descriptions have been omitted for the rear portion of the battery pack according to the second embodiment, it is obvious that a locking protrusion and a rail having the same structure as in FIGS. 11 and 12 may be provided.
  • both the first ′ stopping protrusion 211 and the second ′ stopping protrusion 212 of the first bus bar frame 210 have a semi-ring shape of a'C' shape, and these first ′ stopping protrusions 211 and the second The'stopping protrusions 212 may be fastened to the first fixed shaft 440 and the second fixed shaft 450, respectively.
  • first bus bar 230 and the second bus bar 240 are not fixed to each of the first bus bar frame 210 and the second bus bar frame 220, A structure in which the 1 bus bar 230 and the second bus bar 240 are movable may be employed.
  • the electrode leads are short-circuited. Can be most effectively prevented.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • bus bars having the same shape are connected to the front and rear portions of each sub-module, and leads constituting one sub-module may be overlapped and fixed to the bus bar.
  • the cushion member 300 is positioned between the submodules consisting of three unit cells, and the first busbar 230 and the second busbar 240 having the same number of slits as the lead are connected to each other. 250).
  • the positive lead 112 or the negative lead 113 passing through each slit is fixed to overlap at the same position of each bus bar positioned at a predetermined distance apart.
  • the number of slits of the bus bar may be smaller than the number of leads, and in this case, one or more leads may pass through one slit and then be fixed to overlap at the same position of the bus bar.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a fourth embodiment of the present invention.
  • all unit cells are connected in series, and in one submodule, the unit cell has a positive terminal and a negative terminal facing each other.
  • the positive lead 112 and the negative lead 113 on one side facing the same direction are each fixed to the first bus bar 230 spaced apart a predetermined distance, and these first bus bars 230 are It is electrically connected by a connection bus bar 250.
  • the cathode lead 113 and the anode lead 112 on the other side are fixed to the same second bus bar 240.
  • a cushion member 300 may be selectively positioned between each sub-module.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure between a bus bar and an electrode lead in a battery pack according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the positive lead 112 and the negative lead 113 are fixed to different first bus bars 230 or second bus bars 240, respectively.
  • the positive lead 112 and the negative lead 113 on one side facing the same direction are fixed to the first bus bar 230 spaced apart a predetermined distance, and the negative lead 113 and the positive lead 112 on the other side.
  • the first busbars 230 and the second busbars 240 are connected by a plurality of connection busbars 250.
  • electrode assembly 112 positive lead
  • first' stopping protrusion 212 second' stopping protrusion
  • first slit 232 first hole
  • the battery pack according to the present invention has the advantage of preventing breakage of tabs, leads, and lead-busbar connections of unit cells even if a swelling phenomenon occurs because the busbar and/or the busbar frame moves.
  • the battery pack according to the present invention can prevent deterioration of the performance of the entire battery pack and improve the stability of the battery by preventing damage to the tabs, leads, and lead-busbar connections of the unit cells.
  • the battery pack according to the present invention has the advantage of reducing waste by enabling the reuse of the battery while increasing the life of the battery.

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Abstract

본 발명은 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 팩 케이스의 전면부에 위치하는 제1 버스바 프레임, 팩 케이스의 후면부에 위치하는 제2 버스바 프레임, 제1 버스바 프레임에 연결되는 제1 버스바, 및 제2 버스바 프레임에 연결되는 제2 버스바 중 어느 하나 이상이 팩 케이스의 측면 플레이트 방향으로 이동이 가능하여, 리드의 단락을 최소화할 수 있는 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.

Description

이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지
본 출원은 2019년 08월 02일자 한국 특허 출원 제2019-0094564호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 팩 케이스의 전면부에 위치하는 제1 버스바 프레임, 팩 케이스의 후면부에 위치하는 제2 버스바 프레임, 제1 버스바 프레임에 연결되는 제1 버스바, 및 제2 버스바 프레임에 연결되는 제2 버스바 중 어느 하나 이상이 팩 케이스의 측면 플레이트 방향으로 이동이 가능하여, 리드의 단락을 최소화할 수 있는 이동 가능한 버스바 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전률이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용하며, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 포함하여 이루어진다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.
소형 기기에 이용되는 이차 전지는 수개의 전지 셀들이 배치되지만, 자동차등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결한 전지 모듈이 이용된다. 이러한 전지 모듈에는 다수개의 전지 셀들이 서로 직렬 및 병렬로 연결됨으로써 용량과 출력을 향상시키며, 이 때, 전지 모듈은 다수의 이차 전지, 즉 전지 셀이 적층되며 이들 전지 셀들 간의 전기적 연결을 위한 버스 바 모듈(Busbar module)을 포함하는 것이 일반적이다. 버스 바 모듈은, 각 전지 셀과 연결된 전극 리드를 연결하기 위한 버스 바를 포함하며, 전지 모듈의 일 측면에 형성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 팩의 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 배터리 팩은, 전극 조립체(11)와 상기 전극 조립체(11)에서 양측으로 돌출되어 있는 양극 리드(12) 및 음극 리드를 포함하는 적어도 두개 이상의 단위 셀(10)이 병렬로 배치되어 있는 서브 모듈; 서브 모듈의 리드들과 전기적으로 연결되는 버스바(22)와 버스바(22)를 지지하는 버스바 프레임(21)을 포함하는 버스바 조립체(20); 및 서브 모듈을 수용하며 버스바 조립체(20)를 지지하기 위한 팩 케이스(30);를 포함하고 있다.
즉, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등 고용량을 충족시킬 수 있도록 다량의 전지를 도 1과 같이 연결하고 있으며, 이때 리드들은 용접을 통해 버스바(22)에 고정되고, 버스바(22)는 버스바 프레임(21)을 통해 팩 케이스(30)에 고정되는 구조이다.
한편, 반복되는 충방전, 과충전, 외부 충격 등 다양한 원인에 의해 단위 셀 자체가 부풀어 오르는 배터리 스웰링 현상이 발생하고, 이는 서로 인접해 있는 단위 셀들을 팩 케이스의 측면 플레이트(31, 32) 방향으로 밀어내고, 결과적으로 내부 단락으로 인한 화재나 폭발로 이어지거나 배터리 팩이 설치된 허용 공간 이상으로 팽창하여 주변 구조물의 안전성을 훼손할 수 있다.
좀더 상세하게 설명하면, 일반적으로 셀 스택은 적개는 수개, 많게는 수십개가 나란하게 적층되어 있으며, 스웰링 시 각각의 단위셀들이 두꺼워지게 되면 스택의 가장자리에 위치하는 셀들은 원래의 위치에서 상당히 옆으로 밀려나게 된다. 하지만 버스바와 버스바 프레임은 원래의 위치에 고정되어 있기 때문에, 단위셀과 버스바 사이를 연결하는 리드에 큰 장력이 발생하여 리드 단선 등의 문제가 발생하고, 결과적으로 단위셀과 전지팩의 성능 저하가 발생한다,
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 특허문헌 1에서는 복수의 버스바가 인서트 성형에 의해 일체화되어 있는 지지부재의 지지틀부 사이에 역 U자형 연결편을 가설함으로써, 연결편이 휘거나 변형이 가능한 버스바 모듈이 개시되어 있다.
특허문헌 2에서는 전지 셀의 단자와 맞닿는 도전성 원추 형상의 탄성체로 구성되는 제1 단자 접속부와, 다른 전지셀의 단자와 맞닿는 도전성의 원추 형상의 탄성체로 구성되는 제2 단자 접속부를 단자 사이의 거리에 맞추어서 이격 배치된 버스바 및 배터리 모듈이 개시되어 있다.
특허문헌 3에서는 과충전에 따른 스웰링 현상이 발생하는 경우 배터리 셀 모듈로 공급되는 전원을 차단하는 배터리 시스템이 개시되어 있다.
하지만 상기 특허문헌 1 및 2에는 배터리 스웰링에 의한 충분한 이동거리를 확보하는 것이 어렵고, 특허문헌 3에서는 전지의 수명이 남아 있음에도 이를 사용하지 못한다는 문제점이 여전히 남아 있다.
- 선행기술문헌 -
- 특허문헌
일본공개특허공보 제2015-159024호("특허문헌 1")
일본공개특허공보 제2016-219270호("특허문헌 2")
대한민국공개특허공보 제2014-0012264호("특허문헌 3")
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 스웰링 현상이 발생하더라도 단위 셀의 탭, 리드, 및 리드와 버스바의 연결부위에 가해지는 하중을 줄여, 이들 탭, 리드 및 리드-버스바 연결부의 파손을 방지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 반복적인 충방전 등 전지의 사용 및 자연적인 현상에 의한 스웰링 발생시 나타나는 일부 단위 셀의 기능 이상으로 인한 전지의 성능저하를 방지하고, 나아가 이로 인한 화재나 폭발을 방지할 수 있는 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 전극 조립체(111), 상기 전극 조립체(111) 양측의 양극 리드(112) 및 음극 리드(113)를 포함하는 한 개 이상의 단위 셀(110)이 배치되어 있는 서브 모듈(100); 상기 서브 모듈(100)을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한, 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 상기 제1 버스바 프레임(210)에 연결되는 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바 프레임(220)에 연결되는 제2 버스바(240)를 포함하는 버스바 조립체(200); 및 상기 서브 모듈(100)을 수납하면서 상기 버스바 조립체(200)를 지지하기 위하여, 상기 서브 모듈(100) 일측에 나란하게 위치한 제1 측면 플레이트(410), 상기 서브 모듈(100) 타측에 나란하게 위치한 제2 측면 플레이트(420), 및 상기 서브 모듈(100) 바닥에 위치하는 바닥 플레이트(430)를 포함하는 팩 케이스(400)를 포함하고, 상기 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240) 중 어느 하나 이상은 상기 제1 측면 플레이트(410) 및/또는 제2 측면 플레이트(420) 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 서브 모듈(100)은 두개 이상의 단위 셀(110)이 병렬로 배치되어 있는 3이상 자연수인 N개로 이루어지고, 상기 N개의 서브 모듈(100)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 상기 팩 케이스(400) 전면에는 제1 버스바 프레임(210), 제1 버스바(230) 및 제N-2번째 서브 모듈(100) 이후의 서로 인근하는 2개씩의 서브 모듈(100)을 직렬로 연결하기 위한 연결 버스바(250)가 위치하고, 팩 케이스(400) 후면에는 제2 버스바 프레임(220) 및 제N-2번째 서브 모듈(100)에서부터 서로 인근하는 2개씩의 서브 모듈(100)을 직렬로 연결하는 제2 버스바(240)가 위치할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 서브 모듈(100)은 양극 단자와 음극 단자가 서로 대향하여 위치하는 두개의 단위 셀(110)로 이루어진 2이상 자연수인 N개로 이루어지며, 상기 단위 셀(110)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 일측 방향을 향하는 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 소정 거리 이격되어 위치하는 복수개의 제1 버스바(230)에 각각 고정되고, 타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)는 동일한 제2 버스바(240)에 고정될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 서브 모듈(100)은 1개의 단위 셀(110)로 이루어진 2이상 자연수인 N개로 이루어지며, 상기 단위 셀(110)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 인근하는 일측의 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 제1 버스바(230)에 고정되고, 인근하는 타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)는 제2 버스바(240)에 고정될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)는 각각 제1 버스바 프레임(210)과 제2 버스바 프레임(220)에 고정된 채, 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)만 이동이 가능할 수 있다.
또한 본 발명의 배터리 팩에서, 상기 제1 측면 플레이트(410)와 제2 측면 플레이트(420) 사이에는 고정 샤프트가 구비되며, 상기 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)에는 상기 고정 샤프트와 연결되는 제1 걸림돌기가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 바닥 플레이트(430)에는 레일(431)이 형성되어 있고, 상기 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)에는 상기 레일(431)과 연결되는 제2 걸림돌기가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240) 모두가 독립적으로 상기 제1 측면 플레이트(410) 및/또는 제2 측면 플레이트(420) 방향으로 이동할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제1 버스바(230) 및/또는 제2 버스바(240)가 이동할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제1 버스바 프레임(210)에는 제1 가이드 폴(213)가 형성되며, 상기 제1 버스바(230)는 상기 제1 가이드 폴(213)을 수용하는 장공 형상의 제1 홀(232)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 가이드 폴(213)에 장착되는 제1 조임구(233)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제2 버스바 프레임(220)에는 제2 가이드 폴(223)가 형성되며, 상기 제2 버스바(240)는 상기 제2 가이드 폴(223)을 수용하는 장공 형상의 제2 홀(242)이 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 제2 가이드 폴(223)에 장착되는 제2 조임구(242)가 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 연결 버스바(250)는 전도성 재질의 주름 구조일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 연결 버스바(250)는 전도성 재질의 탄성 소재일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 연결 버스바(250)는 코일형상일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바(240)에는 단위 셀(110)과 동일한 개수의 슬릿이 형성되며, 각 단위 셀(110)의 전극은 각 슬릿을 관통한 후 서로 상이한 위치에 고정될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바(240)에는 단위 셀(110) 보다 적은 개수의 슬릿이 형성되며, 2개 이상의 전극이 버스바의 동일한 지점에 순차적으로 적층 고정될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩에서, 상기 서브 모듈(100)들 사이에는 쿠션 부재(300)가 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 기재된 것 중 어느 하나에 해당하는 배터리 팩을 포함하는 이차전지 일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배터리 팩을 일측 방향에서 바라본 사시도이다
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배터리 팩을 타측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 배터리 팩의 평면 단면도이다.
도 5는 도 2에서 점선 부분을 확대한 도면으로, 버스바 프레임과 버스바와의 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 5의 버스바 프레임과 버스바와의 변형된 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 5의 연결 버스바의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5의 연결 버스바의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 배터리 팩을 일측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 배터리 팩을 타측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 11은 도 9의 A부분을 확대한 도면이다.
도 12는 도 9의 B 부분을 확대한 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 이동 가능한 버스 조립체를 구비한 배터리 팩 및 이를 포함하는 이차전지에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배터리 팩을 일측 방향에서 바라본 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 배터리 팩을 타측 방향에서 바라본 사시도, 그리고 도 4는 도 2에 도시한 배터리 팩의 평면 단면도이다.
이들 도 2 내지 4를 참조하면서 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 팩은 서브 모듈(100), 버스바 조립체(200), 쿠션 부재(300) 및 팩 케이스(400)를 포함하여 이루어진다.
먼저 서브 모듈(100)에 관해 설명하면, 서브 모듈(100)은 전극 조립체(111), 전극 조립체(111) 양측의 양극 리드(112)와 음극 리드(113)를 포함하여 이루어진 적어도 3개 이상의 단위 셀(110)이 병렬로 배치되어 있다.
한편, 전극 조립체(111)는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기와 같은 전극 조립체는 케이스에 내장되며, 케이스는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 전극 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.
그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극 조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
한편, 양극 리드(112)와 음극 리드(113)로 이루어지는 리드들은 전극 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후, 케이스 외부로 노출되는 구조로 이루어질 수 있고, 양극 탭과 음극 탭 없이 리드가 직접 전극조립체와 케이스 외부를 연결하는 구조일 수도 있으나, 이에 제한하지 않는다. 상기와 같은 전지 셀은 일반적으로 알려져 있는 구성들에 해당되므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 서브 모듈(100)은 배터리 팩의 용량이나 출력을 맞추기 위하여 전극 조립체(111), 전극 조립체(111)로부터 연장된 전극 리드(112, 113)를 포함한 복수의 단위 셀(110)이 수평 또는 수직방향으로 나란하게 적층되어 형성된 것을 의미한다. 첨부한 도 2 및 3에서는 하나의 서브 모듈(100)이 3개의 단위 셀(110)로 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과할 뿐 2개, 또는 그 이상의 단위 셀(110)로 이루어질 수 있음은 자명하다.
상기와 같은 서브 모듈(100)은 다시 복수 개가 나란히 정렬된 후 팩 케이스(400)에 수납된다.
버스바 조립체(200)는 상기 서브 모듈(100)을 구성하는 단위 셀(110)들을 직렬 또는 병렬로 연결하면서 팩 케이스(400)에 고정하기 위한 것으로, 1개 이상의 버스바 프레임, 1개 이상의 버스 바 및/또는 연결 버스바를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 배터리 팩의 전면부인 도 2의 경우에는, 3개의 단위 셀(110)들을 병렬로 연결하기 위한 복수개의 제1 버스바(230), 그리고 이들 제1 버스바(230)를 지지 고정하기 위한 제1 버스바 프레임(210)이 위치한다.
즉, 각 단위 셀(110)의 전극조립체(111)로부터 연장된 양극 리드(112) 또는 음극 리드(113)는 제1 버스바(230)의 제1 슬릿(231)을 관통하여 절곡되고, 이후 레이져 용접, 저항 용접 등 공지의 고정 방법을 통해 제1 버스바(230) 외측면에 고정된다.
또 서브 모듈(100)들을 직렬로 연결하기 위하여 인근하는 서브 모듈(100)들 사이에는 소정 형상으로 절곡된 연결 버스바(250)가 구비되며, 양극 리드(112)와 제1 버스바(230)와 마찬가지로 공지의 고정 수단을 통해 제1 버스바(230)들을 서로 연결한다.
한편, 배터리 팩(1)의 가장 왼쪽(도 2에서는 가장 상단부)에 위치하는 첫번째 제1 버스바와 두번째 제1 버스바 사이에는 연결 버스바(250)가 위치하지 않으며, 이는 각 서브 모듈(100)들을 직렬로 연결하기 위한 것으로 이들은 배터리 팩의 후면부에서 제2 버스바(240)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 3을 참조하면서 배터리 팩의 후면에 관해 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 배터리 팩의 후면은 서브 모듈(100)을 구성하는 단위 셀(110)들을 직렬로 연결하기 위한 복수개의 제2 버스바(240)와, 이들 제2 버스바(240)를 지지 고정하기 위한 제2 버스바 프레임(220)이 위치한다.
따라서, 하나의 서브 모듈(100)내에서의 단위 셀(110)들은 전기적으로 병열 연결되지만, 각각의 서브 모듈(100)은 제1 버스바(210) 또는 제2 버스바(220)에 의해 직렬로 연결되어 있는 구조이다(도 4 참조).
서브 모듈(100)과 서브 모듈(100) 사이에는 탄성력을 가진 쿠션 부재(300)가 포함될 수 있다. 상기 쿠션 부재(300)는 특정 단위 셀(110)의 스웰링 시 인근하여 위치하는 서브 모듈(100)로 외압이 전달되는 것을 최소화하기 위하여 리드들의 단락을 방지하기 위한 것이다.
계속해서, 팩 케이스(400)는 상기 서브 모듈(100)들을 수용하면서 버스바 조립체(200)를 지지하는 역할을 한다. 이러한 팩 케이스(400)는 서브 모듈(100) 일측에 나란하게 위치한 제1 측면 플레이트(410), 서브 모듈(100) 타측에 나란하게 위치한 제2 측면 플레이트(420), 서브 모듈(100)의 바닥에 위치하는 바닥 플레이트(430)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 측면 플레이트(410), 제2 측면 플레이트(420) 및 바닥 플레이트(430)들은 억지 끼움 방식, 볼트 체결 방식 또는 용접 방식 등 공지의 고정 방식으로 조립될 수 있고, 각 조립 부위마다 접착성 실링재가 더 개재될 수 있다.
한편, 스웰링에 의해 단위 셀(110)들이 부풀어 오르더라도 제1 측면 플레이트(410)와 제2 측면 플레이트(420)의 이격 거리를 유지할 수 있도록 전면부와 후면부 각각에 한 쌍의 제1 고정 샤프트(440)와 제2 고정 샤프트(450)가 추가로 구비될 수 있다.
본원발명에 따른 배터리 팩은 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240) 중 어느 하나 이상이 제1 측면 플레이트(410) 및/또는 제2 측면 플레이트(420) 방향으로 이동 가능한 구조일 수 있다.
먼저, 도 5 내지 8을 참조하면서, 제1 버스바 프레임(210)과 제2 버스바 프레임(220)은 팩 케이스(400)에 고정된 채, 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)가 이동 가능한 구조에 관해 설명하기로 한다.
도 5는 도 2에서 점선 부분을 확대한 도면으로, 버스바 프레임과 버스바와의 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다.
다수개의 제1 슬릿(231)이 구비되어 있는 제1 버스바(230)는 윗부분과 아래부분에 각 하나 이상의 장공 형상을 갖는 제1 홀(232)이 구비되어 있으며, 제1 버스바 프레임(210)으로부터 돌출되어 있는 제1 가이드폴(213)은 상기 제1 홀(232)에 삽입된다. 여기서, 제1 가이드폴(213)이 제1 홀(232)에 안내되어 좌우로 이동할 수 있도록, 제1 가이드폴(213)의 높이는 제1 홀(232)의 외경보다 조금 더 큰 것이 바람직하고, 보다 상세하게는 제1 홀(232)의 외경보다 1~10mm 더 클 수 있다.
도 5에서는 긴 타원형의 장공인 것으로 도시하고 있으나, 직사각형 등 다양한 모양의 장공 구조를 가질 수 있음은 자명하다.
한편, 제1 버스바 프레임(210)에 제1 버스바(230)를 탈부착시킬 수 있도록, 제1 가이드폴(213)의 내측면에는 암나사산이 형성되어 있으며, 암나사산에 암수나사 방식으로 체결될 수 있도록 원기둥 외측면에 수나사산이 형성된 제1 조임구(233)가 구비되는 것이 바람직하고, 'T자' 또는 'ㄱ자' 모양이 될 수 있도록 원기둥 일측에는 머리부가 구비되는 것이 보다 바람직하다.
상기와 같은 구성을 통해, 전극 조립체(111)의 스웰링 발생시, 제1 버스바 프레임(210) 전체가 제1 홀(232)을 따라 좌우로 소정 거리 이동할 수 있기 때문에 리드의 단락 방지를 최소화할 수 있고, 또 제1 버스바 프레임(210)과 제1 버스바(230)의 탈부착이 매우 용이하다는 이점이 있다.
도 6은 도 5의 버스바 프레임과 버스바와의 변형된 결합구조를 설명하기 위한 사시도이다. 도 5에 도시한 결합구조와는 제1 가이드폴(213)과 제1 조임구(233)만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하므로 이들 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
제1 가이드폴(213)과 제1 조임구(233)는 강제 압입식으로 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 가이드 폴(213)은 내부가 비어 있는 사각기둥 모양이며, 제1 조임구(233)은 상기 제1 가이드 폴(213) 내부에 삽입될 수 있도록 사각기둥의 삽입부와 머리부로 이루어질 수 있다.
물론, 제1 조임구(233)가 너무 헐겁지 않도록 제1 가이드 폴(213)의 내부 단면보다 제1 조임구(233)의 삽입부 단면이 조금 더 커야 함은 자명하고, 도면에는 사각형인 것으로 도시하고 있으나, 삼각형, 오각형 등 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.
한편, 제1 가이드 폴(213)이 제1 조임구(233)에 삽입되는 구조도 가능하지만, 제1 가이드 폴(213)과 제1 조임구(233)와의 조립 용이성과, 제1 버스 바(230)의 움직임을 방해하지 않도록 제1 조임구(233)에 제1 가이드 폴(213)이 삽입되는 것이 바람직하다.
도 7은 도 5의 연결 버스바의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시한 결합구조와는 연결 버스바(250)만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하므로 연결 버스바(250)에 관해서만 설명하기로 한다.
제1 변형예에 따른 연결 버스바(250)는 전도성 재질의 주름구조일 수도 있다. 제1 가이드 폴(213)을 따라 제1 버스바(230)가 이동할 수 있다 하더라도 쿠션부재(300)의 완충력과 소정 형상으로 절곡된 연결 버스바(250)만으로는 충분한 이동 거리를 확보하기 어렵다. 하지만 제1 변형예에서와 같이 주름 구조를 갖는 연결 버스바(250)를 채용할 경우, 더 긴 이동거리를 확보할 수 있어 리드의 단락을 방지할 수 있다. 여기서, 전도성 재질은 통전이 가능하다면 특별히 제한하지 않는다.
도 8은 도 5의 연결 버스바의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시한 결합구조와는 연결 버스바(250)만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하므로 연결 버스바(250)에 관해서만 설명하기로 한다.
제2 변형예에 따른 연결 버스바(250)는 신축 가능한 전도성 재질이라면 특별히 제한하지 않으며, 일 예로 주름 구조, 코일 형상이다. 여기서 전도성 재질의 코일인 경우라면, 전도성 고무, 은 나노선 표면을 금으로 감싼 다음 SBS(poly Styrene-Butadiene-Styrene)에 섞은 금-은 나노 복합체, 탄소 나노 튜브, 탄소-고무 복합체 일 수 있다.
물론 그 자체로는 길이가 늘어나거나 줄어들지 않지만, 유연성이 있는 와이어로 버스바들을 다소 느슨하게 연결하여도 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있다.
제2 변형예에서와 같은 연결 버스바(250)를 채용할 경우, 이동거리의 확보가 용이할 수 있을 뿐만 아니라 작은 힘으로도 제1 버스바(230)가 이동할 수 있다는 이점이 있다
비록 도 5 내지 8을 참조하면서, 배터리 팩의 전면부에 제1 버스바(230)가 이동가능한 구조에 관해서만 설명하였으나, 제2 버스바(240)에도 동일한 구조를 채용함으로써 제2 버스바(240)가 이동할 수 있음은 자명하다.
계속해서, 도 9 내지 12를 참조하면서, 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)는 제1 버스바 프레임(210)과 제2 버스바 프레임(220)에 각각 고정된 채, 제1 버스바 프레임(210)과 제2 버스바 프레임(220)이 이동 가능한 구조에 관해 설명하기로 한다.
도 9은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 배터리 팩을 일측 방향에서 바라본 사시도이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 배터리 팩을 타측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 2 및 3의 제1 실시예에 따른 배터리 팩과는 버스 바 프레임에 걸림돌기가 구비되고, 바닥 플레이트에는 레일이 형성되어 있다는 구성만 제외하고 나머지는 동일하므로 아래에서는 이들 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 배터리 팩에서는, 제1 버스바 프레임(210) 상부에는 제1′ 걸림돌기(211)가 추가로 구비되고, 하부에는 제2′ 걸림돌기(212)가 형성되어 있다.
도 9의 A부분을 확대한 도면인 도 11을 참조하면서, 제1′ 걸림돌기(211)에 관해 보다 상세하게 설명하면, 'C' 자와 같은 반고리 형상의 제1′ 걸림돌기(211)가 제1 버스바 프레임(210) 상부에 형성되며, 상기 제1′ 걸림돌기(211)는 제1 고정 샤프트(440)에 체결되어 있다.
또 도 9의 B 부분을 확대한 도면인 도 12를 참조하면, 'ㄷ'자 모양의 제2′ 걸림돌기(212)는 제1 버스바 프레임(210) 하부에 형성되어 있고, 상기 제2′ 걸림돌기(212)가 체결될 수 있도록 함몰부가 형성된 레일(431)이 바닥 플레이트(430)에 구비되어 있다.
요약하면, 도 11 및 12에서와 같이, 제1 버스바 프레임(210)의 제1′ 걸림돌기(211)는 제1 고정 샤프트(440), 제2′ 걸림돌기(212)는 바닥 플레이트(430)의 레일(431)에 각각 체결됨으로써 좌우로 슬라이딩이 가능하다.
비록 제2 실시예에 따른 배터리 팩의 후면부에 관해서는 구체적인 도면과 설명을 생략하였으나, 전술한 도 11 및 12와 동일한 구조의 걸림돌기와 레일이 구비될 수 있음은 자명하다.
한편, 제1 버스바 프레임(210)의 제1′ 걸림돌기(211)와 제2′ 걸림돌기(212)모두가 'C' 자의 반고리 형상이고, 이들 제1′ 걸림돌기(211)와 제2′ 걸림돌기(212)가 각각 제1 고정 샤프트(440)와 제2 고정 샤프트(450)에 체결될 수도 있다.
게다가 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)가 제1 버스바 프레임(210)및 제2 버스바 프레임(220) 각각에 고정되어 있지 않고, 도 5 내지 8을 참조하면서 설명한 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)가 이동 가능한 구조가 채용될 수도 있다.
이 경우, 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230), 및 제2 버스바(240)가 각각 독립적으로 이동이 가능하기 때문에 전극 리드의 단락을 가장 효과적으로 방지할 수 있다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에서는 각 서브 모듈의 전면부와 후면부에는 동일한 모양을 갖는 버스 바가 연결되고, 하나의 서브 모듈을 이루는 리드들은 중첩된 채 버스 바에 고정될 수 있다.
구체적으로, 3개의 단위 셀로 이루어진 서브 모듈들 사이에는 쿠션 부재(300)가 위치하며, 리드와 동일한 개수의 슬릿이 형성된 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)는 연결 버스바(250)에 의해 전기적으로 연결되는 형상이다. 또 각 슬릿을 관통한 양극 리드(112) 또는 음극 리드(113)들은 소정 거리 이격된 상태로 위치하는 각 버스바의 동일한 위치에서 중첩되도록 고정된다.
물론, 도면에는 도시하지 않았지만, 버스바의 슬릿 개수가 리드의 개수보다 작을 수 있고, 이때 1개 이상의 리드들은 하나의 슬릿을 관통한 후 버스바의 동일한 위치에서 중첩되도록 고정될 수 있다.
상기와 같은 구조를 가짐으로써 버스바의 크기를 줄일 수 있고, 게다가 버스바가 움직일 수 있는 공간을 확보하는 용이하다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에서는 모든 단위셀들이 직렬로 연결되는 구조로서, 하나의 서브 모듈 내에서 단위셀은 양극단자와 음극단자가 서로 대향하여 위치한다. 구체적으로, 동일한 방향을 바라보고 있는 일측의 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 소정 거리 이격되어 있는 제1 버스바(230)에 각각 고정되고, 또 이들 제1 버스바(230)들은 연결 버스바(250)에 의해 전기적으로 연결된다. 한편, 타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)는 동일한 제2 버스바(240)에 고정된다. 그리고 각 서브 모듈 사이에는 쿠션 부재(300)가 선택적으로 위치할 수 있다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 배터리 팩에서 버스바와 전극 리드와의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
상기 제4 실시예와 동일하게 모든 단위셀들이 직렬로 연결되는 구조이다. 하지만 제5 실시예에서는 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 각각 상이한 제1 버스바(230) 또는 제2 버스바(240)에 고정된다.
구체적으로, 동일한 방향을 바라보고 있는 일측의 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 소정 거리 이격된 제1 버스바(230)에 고정되고, 타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)도 소정 거리 이격되어 위치하는 제2 버스바(240)에 각각 고정되어 있다. 그리고 제1 버스바(230)들과, 제2 버스바(240)들은 다수개의 연결 버스바(250)에 의해 연결된다.
한편, 제3 실시예 내지 제5 실시예에서는 버스바와 전극 리드의 단면도만을 도시하였으나, 제1 및 제2 실시예에서 설명한 버스바 이동구조, 버스버 프레임의 이동구조, 신축 가능한 연결 버스바 등이 적용될 수 있음은 자명하다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
- 부호의 설명 -
1 : 배터리 팩
100 : 서브 모듈
110 : 단위 셀
111 : 전극 조립체 112 : 양극 리드
113 : 음극 리드
200 : 버스바 조립체
210 : 제1 버스바 프레임
211 : 제1′ 걸림돌기 212 : 제2′ 걸림돌기
213 : 제1 가이드 폴
220 : 제2 버스바 프레임
221 : 제1″ 걸림돌기
230 : 제1 버스바
231 : 제1 슬릿 232 : 제1 홀
233 : 제1 조임구
240 : 제2 버스바
241 : 제2 슬릿
250 : 연결 버스바
300 : 쿠션 부재
400 : 팩 케이스
410 : 제1 측면 플레이트
420 : 제2 측면 플레이트
430 : 바닥 플레이트
431 : 레일
440 : 제1 고정 샤프트
450 : 제2 고정 샤프트
본 발명에 따른 배터리 팩은, 버스바 및/또는 버스바 프레임이 이동하기 때문에, 스웰링 현상이 발생하더라도 단위 셀의 탭, 리드 및 리드-버스바 연결부의 파손을 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 단위 셀의 탭, 리드 및 리드-버스바 연결부의 파손 방지를 통해, 전체 배터리 팩의 성능저하를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 전지의 안정성을 향상시킬 수 있다.
게다가 본 발명에 따른 배터리 팩은, 전지의 수명 증대와 함께 전지의 재사용을 가능하게 하여 폐기물을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Claims (20)

  1. 전극 조립체(111), 상기 전극 조립체(111) 양측의 양극 리드(112) 및 음극 리드(113)를 포함하는 한 개 이상의 단위 셀(110)이 배치되어 있는 서브 모듈(100);
    상기 서브 모듈(100)을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한, 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 상기 제1 버스바 프레임(210)에 연결되는 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바 프레임(220)에 연결되는 제2 버스바(240)를 포함하는 버스바 조립체(200); 및
    상기 서브 모듈(100)을 수납하면서 상기 버스바 조립체(200)를 지지하기 위하여, 상기 서브 모듈(100) 일측에 나란하게 위치한 제1 측면 플레이트(410), 상기 서브 모듈(100) 타측에 나란하게 위치한 제2 측면 플레이트(420), 및 상기 서브 모듈(100) 바닥에 위치하는 바닥 플레이트(430)를 포함하는 팩 케이스(400)를 포함하고,
    상기 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240) 중 어느 하나 이상은 상기 제1 측면 플레이트(410) 및/또는 제2 측면 플레이트(420) 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브 모듈(100)은 두개 이상의 단위 셀(110)이 병렬로 배치되어 있는 3이상 자연수인 N개로 이루어지고,
    상기 N개의 서브 모듈(100)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 상기 팩 케이스(400) 전면에는 제1 버스바 프레임(210), 제1 버스바(230) 및 제N-2번째 서브 모듈(100) 이후의 서로 인근하는 2개씩의 서브 모듈(100)을 직렬로 연결하기 위한 연결 버스바(250)가 위치하고, 팩 케이스(400) 후면에는 제2 버스바 프레임(220) 및 제N-2번째 서브 모듈(100)에서부터 서로 인근하는 2개씩의 서브 모듈(100)을 직렬로 연결하는 제2 버스바(240)가 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 모듈(100)은 양극 단자와 음극 단자가 서로 대향하여 위치하는 두개의 단위 셀(110)로 이루어진 2이상 자연수인 N개로 이루어지며,
    상기 단위 셀(110)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 일측 방향을 향하는 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 소정 거리 이격되어 위치하는 복수개의 제1 버스바(230)에 각각 고정되고,
    타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)는 동일한 제2 버스바(240)에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 모듈(100)은 1개의 단위 셀(110)로 이루어진 2이상 자연수인 N개로 이루어지며,
    상기 단위 셀(110)들을 직렬로 연결할 수 있도록, 인근하는 일측의 양극 리드(112)와 음극 리드(113)는 제1 버스바(230)에 고정되고,
    인근하는 타측의 음극 리드(113)와 양극 리드(112)는 제2 버스바(240)에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바(230)와 제2 버스바(240)는 각각 제1 버스바 프레임(210)과 제2 버스바 프레임(220)에 고정된 채, 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)만 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 측면 플레이트(410)와 제2 측면 플레이트(420) 사이에는 고정 샤프트가 구비되며, 상기 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)에는 상기 고정 샤프트와 연결되는 제1 걸림돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 바닥 플레이트(430)에는 레일(431)이 형성되어 있고, 상기 제1 버스바 프레임(210) 및/또는 제2 버스바 프레임(220)에는 상기 레일(431)과 연결되는 제2 걸림돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바 프레임(210), 제2 버스바 프레임(220), 제1 버스바(230) 및 제2 버스바(240) 모두가 독립적으로 상기 제1 측면 플레이트(410) 및/또는 제2 측면 플레이트(420) 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바(230) 및/또는 제2 버스바(240)가 이동 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 버스바 프레임(210)에는 제1 가이드 폴(213)가 형성되며, 상기 제1 버스바(230)는 상기 제1 가이드 폴(213)를 수용하는 장공 형상의 제1 홀(232)이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 가이드 폴(213)에 장착되는 제1 조임구(233)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 버스바 프레임(220)에는 제2 가이드 폴(223)가 형성되며, 상기 제2 버스바(240)는 상기 제2 가이드 폴(223)를 수용하는 장공 형상의 제2 홀(242)이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 가이드 폴(223)에 장착되는 제2 조임구(242)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 연결 버스바(250)는 전도성 재질의 주름 구조인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 연결 버스바(250)는 전도성 재질의 탄성 소재인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 연결 버스바(250)는 코일 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바(240)에는 단위 셀(110)과 동일한 개수의 슬릿이 형성되며, 각 단위 셀(110)의 전극은 각 슬릿을 관통한 후 서로 상이한 위치에 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스바(230) 및 상기 제2 버스바(240)에는 단위 셀(110) 보다 적은 개수의 슬릿이 형성되며, 2개 이상의 전극이 버스바의 동일한 지점에 순차적으로 적층 고정된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 서브 모듈(100)들 사이에는 쿠션 부재(300)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 팩을 포함하는 이차전지.
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