WO2021096248A1 - 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

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adhesive sheets
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김승준
권민호
유재욱
유정빈
조영범
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Definitions

  • the present invention relates to a battery module, a method of manufacturing such a battery module, and a battery pack including such a battery module, and a vehicle.
  • Rechargeable batteries with high ease of application and high energy density according to product group are not only portable devices, but also electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) driven by an electric drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for eco-friendliness and energy efficiency improvement in that they do not generate any by-products from the use of energy as well as the primary advantage of being able to drastically reduce the use of fossil fuels.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid vehicles
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in series.
  • a battery pack may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel according to the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack may be variously set according to a required output voltage or charge/discharge capacity.
  • a battery module including at least one battery cell is first configured, and other components are added using at least one battery module. It is common to construct a battery pack.
  • the battery cells are fixed through an adhesion process using an adhesive or the like between the battery cells for more stable fixing of the battery cells.
  • an object of the present invention is to provide a battery module capable of improving adhesion and alignment process efficiency between battery cells, a method of manufacturing such a battery module, and a battery pack and a vehicle including the battery module.
  • the present invention provides a battery module, comprising: a plurality of battery cells stacked together; And a plurality of adhesive sheets provided between the plurality of battery cells and generating adhesive force after alignment of the plurality of battery cells.
  • the plurality of adhesive sheets may be provided as a thermal adhesive sheet that melts at a predetermined temperature or higher to generate adhesive strength.
  • the plurality of adhesive sheets may be temporarily fixed together with the plurality of battery cells after alignment of the plurality of battery cells and melted at a time at a predetermined temperature or higher to adhere the plurality of battery cells.
  • Each of the plurality of battery cells may include an electrode assembly;
  • a battery case including a case body accommodating the electrode assembly and a case terrace extending from the case body; And a pair of electrode leads protruding from the case terrace of the battery case and electrically connected to the electrode assembly, wherein each of the plurality of adhesive sheets may be disposed on the case body.
  • Each of the plurality of adhesive sheets may have an area corresponding to an area of the case body.
  • the plurality of adhesive sheets may be disposed at a predetermined distance apart from each other on each case body.
  • the present invention provides a method of manufacturing a battery module, comprising: stacking the plurality of battery cells and the plurality of adhesive sheets in a stacking jig by alternately stacking a plurality of battery cells and a plurality of adhesive sheets; Aligning the plurality of battery cells and adhesive sheets; Temporarily fixing the plurality of battery cells and the plurality of adhesive sheets in the stacking jig; Heating the laminated jig to a predetermined temperature or higher so that the plurality of adhesive sheets are melted to activate adhesion; And removing the stacking jig after bonding of the plurality of battery cells.
  • Aligning the plurality of battery cells with the adhesive sheets may be performed at least once or more.
  • Each of the plurality of battery cells may include an electrode assembly;
  • a battery case including a case body accommodating the electrode assembly and a case terrace extending from the case body; And a pair of electrode leads protruding from the case terrace of the battery case and electrically connected to the electrode assembly, wherein each of the plurality of adhesive sheets may be disposed on the case body.
  • Each of the plurality of adhesive sheets may have an area corresponding to an area of the case body.
  • the present invention a battery pack, at least one battery module according to the above-described embodiments; And a pack case for packaging the at least one battery module.
  • the present invention provides a vehicle, comprising: at least one battery pack according to the above-described embodiment.
  • a battery module capable of improving adhesion and alignment process efficiency between battery cells a method of manufacturing such a battery module, and a battery pack and a vehicle including the battery module may be provided. .
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining an adhesive sheet according to another embodiment of the battery module of FIG. 1.
  • 4 to 7 are views for explaining a method of manufacturing the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the battery module of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a battery module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the battery module of Figure 1
  • Figure 3 is an adhesive sheet according to another embodiment of the battery module of Figure 1 It is a drawing for explanation.
  • the battery module 10 may include a battery cell 100 and an adhesive sheet 300.
  • the battery cell 100 is a secondary battery, and may be provided as a pouch-type secondary battery, a prismatic secondary battery, or a cylindrical secondary battery.
  • the battery cell 100 is limited to being provided as a pouch-type secondary battery.
  • the battery cells 100 may be provided in plurality.
  • the plurality of battery cells 100 may be stacked together so that they may be electrically connected to each other.
  • the plurality of battery cells 100 may be adhered to each other through an adhesive sheet 300 to be described later for a more stable fixation therebetween, and thus may be more stably stacked.
  • the plurality of battery cells 100 may be accommodated in a structure such as a module case constituting the battery module 10.
  • Each of the plurality of battery cells 100 may include an electrode assembly 110, a battery case 130, and an electrode lead 150.
  • the electrode assembly 110 may include a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. Since the electrode assembly 110 is well known, a detailed description thereof will be omitted below.
  • the battery case 130 may accommodate the electrode assembly 110 and accommodate a pair of electrode leads 150 to be described later to at least partially protrude out of the battery case 130.
  • the battery case 130 may include a case body 132 and a case terrace 136.
  • the case body 132 may accommodate the electrode assembly 110. To this end, an accommodation space capable of accommodating the electrode assembly 110 may be provided in the case body 132.
  • the case terrace 136 may extend from both ends of the case body 132, and may extend from the case body 132 along the length direction of the battery cells 100.
  • the electrode leads 150 may be provided in a pair.
  • the pair of electrode leads 150 are electrically connected to the electrode assembly 110 and may protrude from the case terrace 136 of the battery case 130.
  • the adhesive sheet 300 is for bonding the plurality of battery cells 100 and may be provided in plural.
  • the plurality of adhesive sheets 300 are provided between the plurality of battery cells 100, and adhesive force may be generated after alignment of the plurality of battery cells 100.
  • the plurality of adhesive sheets 300 may be provided as thermal adhesive sheets that melt at a predetermined temperature or higher to generate adhesive strength.
  • the predetermined temperature may be higher than room temperature.
  • such a thermal adhesive sheet is provided, and there is no adhesive force at room temperature, and the adhesive force may be generated by melting at the predetermined temperature, that is, at a temperature higher than room temperature. .
  • Each of the plurality of adhesive sheets 300 may be disposed on the case body 132 of the battery case 130 of the plurality of battery cells 100.
  • the plurality of adhesive sheets 300 may each have an area corresponding to the area of the case body 132 so as to secure a higher adhesive force.
  • the plurality of adhesive sheets 300 may be formed to have an area having an edge slightly wider than an outermost edge of the case body 132. In this case, even if a slight distortion occurs when the plurality of adhesive sheets 300 are stacked, a decrease in adhesive strength can be prevented. Meanwhile, as disclosed in FIG. 3, the plurality of adhesive sheets 305 may be disposed on each case body 132 to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the plurality of adhesive sheets 300 are temporarily fixed together with the plurality of battery cells 100 to melt at a time above the predetermined temperature, and the plurality of battery cells 100 ) Can be bonded.
  • 4 to 7 are views for explaining a method of manufacturing the battery module of FIG. 1.
  • the operator, etc. aligns the plurality of battery cells 100 and the adhesive sheets 300 in the stacking jig J to a desired position, so that the battery cells 100 and the adhesive sheets ( 300) can be adjusted.
  • the operator or the like since adhesive force does not occur depending on the room temperature state, the operator or the like has a more natural alignment between the plurality of battery cells 100 and the adhesive sheets 300. It is possible, and the repetitive position adjustment operation may be performed at least once or more than a plurality of times as necessary until it is placed in a desired position.
  • the 100 and the plurality of adhesive sheets 300 may be temporarily fixed. This temporary fixation may be performed through pressing through a pressing jig (P). This is only an example, and it is of course possible to use other devices or methods for the temporary fixing.
  • the worker or the like may heat the stacking jig J to a predetermined temperature or higher so that the plurality of adhesive sheets 300 melt to activate adhesive force.
  • the worker or the like may heat the stacking jig J to a temperature at which the adhesive force of the plurality of adhesive sheets 300 can be activated through the heating device H.
  • Such heating may be an indirect heating method through the stacking jig (J) or a direct heating method without going through the stacking jig (J). With this heating, the adhesive sheets 300 may melt at the predetermined temperature or higher to bond the plurality of battery cells 100 to each other.
  • the later process may be a process for mounting other components constituting the battery module 10, or the like.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the battery module of FIG. 1.
  • a worker such as the manufacturer may sequentially stack a plurality of battery cells and adhesive sheets in the stacking jig (S10). During such sequential lamination, the plurality of battery cells and adhesive sheets may be alternately stacked with each other.
  • the operator or the like may align the plurality of battery cells and the adhesive sheets in the stacking jig to a desired position (S12).
  • the operator or the like can freely adjust the position for the alignment until a desired arrangement state is achieved.
  • the operator or the like may temporarily fix the plurality of battery cells and adhesive sheets (S14).
  • the temporary fixing may be performed by pressing through a pressing jig.
  • the worker or the like may heat the laminated jig to a predetermined temperature or higher so that the adhesion of the adhesive sheets is activated (S16).
  • a separate heating device may be used for heating above a predetermined temperature.
  • the operator or the like may remove the stacking jig after bonding of the battery cells (S18). Thereafter, the stacked and fixed battery cells may be transferred to a later process for mounting of other components of the battery module, or the like.
  • the battery module 10 when the battery cells 100 are stacked and fixed, the battery cells 100 and the adhesive sheets 300 first in the stacking jig J.
  • the battery cells 100 are accurately aligned at a desired position and then heated to activate the adhesive force of the adhesive sheets 300 after alignment is completed, so that the battery cells 100 are adhered and fixed to each other. Lamination failure may hardly occur.
  • the manufacturing quality of the battery module 10 can also be remarkably improved.
  • the entire assembly process time can be significantly shortened.
  • FIG 9 is a view for explaining a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • Figure 10 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 includes at least one battery module 10 according to the previous embodiment and a pack case 50 for packaging the at least one battery module 10. I can.
  • the battery pack 1 may be provided in the vehicle V as a fuel source for the vehicle V.
  • the battery pack 1 may be provided in the vehicle V in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and other ways in which the battery pack 1 can be used as a fuel source.
  • the battery pack 1 may be provided in other devices, devices, and facilities, such as an energy storage system using a secondary battery, in addition to the vehicle V.
  • the battery pack 1 according to the present embodiment and the apparatus, apparatus, and equipment including the battery pack 1 such as the vehicle V include the battery module 10 described above.
  • a battery pack 1 having all of the advantages of one battery module 10 and a device, apparatus, and equipment such as a vehicle V including the battery pack 1 may be implemented.
  • the battery module 10 capable of improving the adhesion and alignment process efficiency between the battery cells 100, the manufacturing method of the battery module 10, and the battery module 10 It is possible to provide a battery pack (1) and a vehicle (V) including.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들 및 복수 개의 배터리 셀들 사이 사이에 구비되며, 복수 개의 배터리 셀들의 얼라인 이후에 접착력이 발생하는 복수 개의 접착시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차
본 발명은 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2019년 11월 13일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2019-0145241호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
종래 배터리 모듈의 경우, 배터리 셀들의 적층 구조를 형성할 때, 배터리 셀들의 보다 안정적인 고정을 위해 배터리 셀들 사이를 접착제 등을 통한 접착 공정을 통해 배터리 셀들을 고정시킨다.
그러나, 종래 배터리 모듈의 경우, 이러한 접착제 등을 이용하는 배터리 셀들의 적층 시, 배터리 셀들의 얼라인 위치가 틀어진 채로 배터리 셀들이 적층 고정되어 배터리 셀들의 적층 불량이 빈번히 발생하는 문제가 있다.
그러므로, 배터리 셀들 사이의 접착 및 얼라인 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀들 사이의 접착 및 얼라인 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 배터리 모듈로서, 상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 얼라인 이후에 접착력이 발생하는 복수 개의 접착시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 복수 개의 접착시트는, 소정 온도 이상의 열에서 녹아 접착력이 발생하는 열접착시트로 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 얼라인 이후, 상기 복수 개의 배터리 셀들과 함께 임시 고정되어 소정 온도 이상에서 한번에 녹아 상기 복수 개의 배터리 셀들을 접착시킬 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 본체와 상기 케이스 본체로부터 연장되는 케이스 테라스를 포함하는 전지 케이스; 및 상기 전지 케이스의 케이스 테라스로부터 돌출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극 리드;를 포함하며, 상기 복수 개의 접착시트들은, 각각, 상기 케이스 본체 상에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트들은, 각각, 상기 케이스 본체의 면적에 대응되는 면적을 가질 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트들은, 각각의 케이스 본체 상에서 상호 소정 거리 이격 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 배터리 모듈의 제조 방법으로서, 복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 번갈아 가면서 적층시켜, 적층 지그 내에 상기 복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 적층하는 단계; 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 얼라인하는 단계; 상기 적층 지그 내에 상기 복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 임시 고정하는 단계; 상기 복수 개의 접착시트들이 녹아 접착력이 활성화되도록 상기 적층 지그를 소정 온도 이상으로 가열하는 단계; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들의 접착 이후, 상기 적층 지그를 탈거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법을 제공한다.
상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 얼라인하는 단계는, 적어도 일 회 이상으로 수행될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 본체와 상기 케이스 본체로부터 연장되는 케이스 테라스를 포함하는 전지 케이스; 및 상기 전지 케이스의 케이스 테라스로부터 돌출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극 리드;를 포함하며, 상기 복수 개의 접착시트들은, 각각, 상기 케이스 본체 상에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트들은, 각각, 상기 케이스 본체의 면적에 대응되는 면적을 가질 수 있다.
아울러, 본 발명은, 배터리 팩으로서, 전술한 실시예들에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩을 제공한다.
또한, 본 발명은, 자동차로서, 전술한 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀들 사이의 접착 및 얼라인 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 접착시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 배터리 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 배터리 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 배터리 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 배터리 모듈의 다른 실시예에 따른 접착시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 모듈(10)은, 배터리 셀(100) 및 접착시트(300)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀(100)은, 이차 전지로서, 파우치형 이차 전지, 각형 이차 전지 또는 원통형 이차 전지로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 상기 배터리 셀(100)이 파우치형 이차 전지로 마련되는 것으로 한정하여 설명한다.
상기 배터리 셀(100)은, 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 상호 전기적으로 연결될 수 있게 상호 적층될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 상호 간의 보다 안정적인 고정을 위해 후술하는 접착시트(300)를 통해 상호 접착되어 보다 더 안정적으로 적층될 수 있다. 이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 도시되지는 않았지만 상기 배터리 모듈(10)을 구성하는 모듈 케이스 등의 구조체 내에 수용될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들(100)은, 각각, 전극 조립체(110), 전지 케이스(130) 및 전극 리드(150)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(110)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.
상기 전지 케이스(130)는, 상기 전극 조립체(110)를 수용하며, 후술하는 한 쌍의 전극 리드(150)를 적어도 부분적으로 상기 전지 케이스(130) 밖으로 돌출하게 수용할 수 있다.
이러한 상기 전지 케이스(130)는, 케이스 본체(132) 및 케이스 테라스(136)를 포함할 수 있다.
상기 케이스 본체(132)는, 상기 전극 조립체(110)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 케이스 본체(132)에는 상기 전극 조립체(110)를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
상기 케이스 테라스(136)는, 상기 케이스 본체(132)의 양측 단부로부터 연장되며, 상기 케이스 본체(132)로부터 상기 배터리 셀들(100)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 전극 리드(150)는, 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 전극 리드(150)는, 상기 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결되며, 상기 전지 케이스(130)의 상기 케이스 테라스(136)로부터 돌출될 수 있다.
상기 접착시트(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 접착을 위한 것으로서, 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100) 사이 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 얼라인 이후에 접착력이 발생할 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 접착시트(300)는, 소정 온도 이상의 열에서 녹아 접착력이 발생하는 열접착시트로 구비될 수 있다. 상기 소정 온도는 상온보다 높은 온도일 수 있다. 본 실시예에 따른 상기 복수 개의 접착시트(300)의 경우, 이러한 열접착시트로 구비되어, 상온에서는 접착력이 전혀 없고, 상기 소정 온도, 즉, 상온보다 높은 온도의 열에서 녹아 접착력이 발생할 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트(300)는, 각각, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 상기 전지 케이스(130)의 상기 케이스 본체(132) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 접착시트들(300)은, 각각, 보다 더 높은 접착력을 확보할 수 있게 상기 케이스 본체(132)의 면적에 대응되는 면적을 가질 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트들(300)은, 상기 케이스 본체(132)의 최외곽 테두리보다 약간 더 넓은 테두리를 갖는 면적을 갖도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 복수 개의 접착시트들(300)의 적층 시 약간의 틀어짐이 발생하여도 접착력 저하를 방지할 수 있다. 한편, 도 3에 개시된 바와 같이, 상기 복수 개의 접착시트(305)는, 각각의 케이스 본체(132) 상에서 상호 소정 거리 이격 배치되게 구비되는 것도 가능할 수 있다.
상기 복수 개의 접착시트(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 얼라인 이후, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 함께 임시 고정되어 상기 소정 온도 이상에서 한번에 녹아 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 접착시킬 수 있다.
이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 배터리 셀들(100)의 적층 시 구체적인 제조 공정에 대해 보다 더 자세히 살펴 본다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 배터리 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배터리 셀들(100)의 적층 고정 시, 먼저, 작업자 등은, 상온 상태에서, 상기 배터리 셀들(100)과 상기 접착시트들(300)을 번갈아 가면서 별도의 적층 지그(J) 내에 순차적으로 적층시킬 수 있다.
이후, 상기 작업자 등은, 상기 적층 지그(J) 내에서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 접착시트들(300)을 얼라인시켜 원하는 위치로 상기 배터리 셀들(100)과 접착시트들(300)의 위치를 조정할 수 있다.
이때, 상기 접착시트들(300)의 경우, 상온 상태에 따라 접착력이 발생하지 않기에, 상기 작업자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 접착시트들(300)의 보다 더 자연스러운 얼라인이 가능하며, 원하는 위치에 배치될 때까지 필요에 따라 적어도 일회 또는 그 이상의 복수 회 이상의 반복적인 위치 조정 작업을 수행할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 배터리 셀들(100)과 접착시트들(300)의 원하는 위치로의 얼라인이 완료되면, 상기 작업자 등은, 상기 적층 지그(J) 내에 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)과 상기 복수 개의 접착시트들(300)을 임시 고정할 수 있다. 이러한 임시 고정은, 가압 지그(P)를 통한 가압을 통해 수행할 수 있다. 이는 예시적인 것일 뿐 상기 임시 고정을 위한 기타 다른 장치나 방식을 이용하는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이후, 상기 작업자 등은, 상기 복수 개의 접착시트들(300)이 녹아 접착력이 활성화되도록 상기 적층 지그(J)를 소정 온도 이상으로 가열할 수 있다. 이를 위해, 상기 작업자 등은, 가열 장치(H)를 통해 상기 복수 개의 접착시트들(300)의 접착력이 활성화될 수 있는 온도가 되도록 상기 적층 지그(J)를 가열할 수 있다. 이러한 가열은, 상기 적층 지그(J)를 거치는 간접적인 가열 방식이거나 또는 상기 적층 지그(J)를 거치지 않고 직접적인 가열 방식, 모두, 가능할 수 있다. 이러한 가열에 따라, 상기 접착시트들(300)은, 상기 소정 온도 이상에서 녹아 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)을 상호 접착시킬 수 있다.
상기 작업자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(100)의 접착 이후, 상기 배터리 셀들(100)로부터 상기 적층 지그(J)를 탈거하고, 상기 적층된 배터리 셀들(100)을 이후 배터리 모듈(10)의 추후 공정 등으로 이송하거나 안내할 수 있다. 상기 추후 공정은, 상기 배터리 모듈(10)을 구성하는 기타 부품 등의 장착 등을 위한 공정일 수 있다.
도 8은 도 1의 배터리 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 모듈의 접착 및 얼라인 시, 상기 제조자 등의 작업자 등은, 상기 적층 지그 내에 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 순차적으로 적층시킬 수 있다(S10). 이러한 순차적인 적층 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들은 상호 번갈아 가면서 적층될 수 있다.
이후, 상기 작업자 등은, 상기 적층 지그 내의 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들의 원하는 위치로 얼라인시킬 수 있다(S12). 여기서, 상기 접착시트들은, 상기 배터리 셀들과 접착된 상태가 아니므로, 상기 작업자 등은, 원하는 배치 상태가 될 때까지 상기 얼라인을 위한 위치 조정을 자유롭게 할 수 있다.
상기 얼라인이 완료되면, 상기 작업자 등은, 상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 임시 고정할 수 있다(S14). 여기서, 상기 임시 고정은 가압 지그를 통한 가압을 통해 수행될 수 있다.
이후, 상기 작업자 등은, 상기 접착시트들의 접착력이 활성화되도록 적층 지그를 소정 온도 이상으로 가열할 수 있다(S16). 이러한 소정 온도 이상의 가열을 위해 별도의 가열 장치를 이용할 수 있다.
상기 접착시트들을 통해 상기 배터리 셀들의 고정이 완료되면, 상기 작업자 등은, 배터리 셀들의 접착 이후 적층 지그를 탈거할 수 있다(S18). 이후, 상호 적층 고정된 배터리 셀들은, 상기 배터리 모듈의 기타 부품 등의 장착 등을 위해 추후 공정으로 이송될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)은, 상기 배터리 셀들(100)의 적층 고정 시, 상기 적층 지그(J)에서, 상기 배터리 셀들(100)과 상기 접착시트들(300)을 먼저 원하는 위치에 정확히 얼라인시키고, 이후, 얼라인이 완료된 이후, 상기 접착시트들(300)의 접착력이 활성화되게 가열하여, 상기 배터리 셀들(100)을 상호 접착 고정하기에, 배터리 셀들(100)의 적층 불량이 거의 발생하지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 상기 배터리 모듈(10)의 상기 배터리 셀들(100)의 접착 및 얼라인 품질이 현저히 향상되므로, 상기 배터리 모듈(10)의 제조 품질 또한 현저히 높일 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른, 상기 배터리 모듈(10)에서는, 접착 공정 및 얼라인 공정이 통합되어 수행되므로, 전제 조립 공정 시간도 현저히 단축시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 앞선 실시예에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈(10) 및 상기 적어도 하나의 배터리 모듈(10)을 패키징하는 팩 케이스(50)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 배터리 팩(1)은 자동차(V)의 연료원으로써, 자동차(V)에 구비될 수 있다. 예로써, 상기 배터리 팩(1)은 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 기타 배터리 팩(1)을 연료원으로써 이용할 수 있는 기타 다른 방식으로 자동차(V)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(1)은 상기 자동차(V) 이외에도 이차 전지를 이용하는 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비되는 것도 가능할 수 있음은 물론이다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 팩(1)과 상기 자동차(V)와 같은 상기 배터리 팩(1)을 구비하는 장치나 기구 및 설비는 전술한 상기 배터리 모듈(10)을 포함하는 바, 전술한 배터리 모듈(10)로 인한 장점을 모두 갖는 배터리 팩(1) 및 이러한 배터리 팩(1)을 구비하는 자동차(V) 등의 장치나 기구 및 설비 등을 구현할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀들(100) 사이의 접착 및 얼라인 공정 효율을 개선할 수 있는 배터리 모듈(10), 이러한 배터리 모듈(10)의 제조 방법 및 이러한 배터리 모듈(10)을 포함하는 배터리 팩(1) 및 자동차(V)를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (12)

  1. 배터리 모듈에 있어서,
    상호 적층되는 복수 개의 배터리 셀들; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 얼라인 이후에 접착력이 발생하는 복수 개의 접착시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 접착시트는,
    소정 온도 이상의 열에서 녹아 접착력이 발생하는 열접착시트로 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 접착시트는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 얼라인 이후, 상기 복수 개의 배터리 셀들과 함께 임시 고정되어 소정 온도 이상에서 한번에 녹아 상기 복수 개의 배터리 셀들을 접착시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각,
    전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 본체와 상기 케이스 본체로부터 연장되는 케이스 테라스를 포함하는 전지 케이스; 및
    상기 전지 케이스의 케이스 테라스로부터 돌출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극 리드;를 포함하며,
    상기 복수 개의 접착시트들은, 각각,
    상기 케이스 본체 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 접착시트들은, 각각,
    상기 케이스 본체의 면적에 대응되는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 접착시트들은,
    각각의 케이스 본체 상에서 상호 소정 거리 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 배터리 모듈의 제조 방법에 있어서,
    복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 번갈아 가면서 적층시켜, 적층 지그 내에 상기 복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 적층하는 단계;
    상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 얼라인하는 단계;
    상기 적층 지그 내에 상기 복수 개의 배터리 셀들과 복수 개의 접착시트들을 임시 고정하는 단계;
    상기 복수 개의 접착시트들이 녹아 접착력이 활성화되도록 상기 적층 지그를 소정 온도 이상으로 가열하는 단계; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 접착 이후, 상기 적층 지그를 탈거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀들과 접착시트들을 얼라인하는 단계는,
    적어도 일 회 이상으로 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀들은, 각각,
    전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 본체와 상기 케이스 본체로부터 연장되는 케이스 테라스를 포함하는 전지 케이스; 및
    상기 전지 케이스의 케이스 테라스로부터 돌출되며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전극 리드;를 포함하며,
    상기 복수 개의 접착시트들은, 각각,
    상기 케이스 본체 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 접착시트들은, 각각,
    상기 케이스 본체의 면적에 대응되는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈의 제조 방법.
  11. 제1항에 따른 적어도 하나의 배터리 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 패키징하는 팩 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 따른 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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