WO2021172911A1 - 배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치 - Google Patents

배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치 Download PDF

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WO2021172911A1
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secondary batteries
battery
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남궁혁
홍성곤
배경현
신진규
옥승민
이진규
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, a battery rack including the same, and a power storage device, and more particularly, to a battery pack that reduces the risk of secondary ignition or explosion.
  • a lithium secondary battery mainly use a lithium-based oxide and a carbon material 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 interposed therebetween, and a casing for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte, that is, a battery pouch casing.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output.
  • a pouch-type secondary battery is widely used in such a medium-to-large device due to the advantage of easy stacking.
  • such a battery pack is generally provided with an external housing made of a metal material to protect the plurality of secondary batteries from external impact or to store and store. Meanwhile, demand for high-capacity battery packs is increasing recently.
  • the battery pack or battery rack of the prior art has a plurality of battery modules, and when a secondary battery of each battery module causes thermal runaway, ignites or explodes, heat or flame is transferred to an adjacent secondary battery. Secondary ignition or explosion may occur, and efforts to prevent secondary ignition or explosion are increasing.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack that reduces the risk of secondary ignition or explosion.
  • At least one cell assembly having a plurality of secondary batteries stacked in one direction
  • a module housing having an internal space accommodating the at least one cell assembly
  • a spacer member Interposed between the plurality of secondary batteries and configured to pressurize between the plurality of secondary batteries in both directions so that the distance between the plurality of secondary batteries increases when the temperature of at least one of the plurality of secondary batteries is higher than a predetermined value a spacer member.
  • the secondary battery is provided with a pouch packaging material
  • the pouch case includes a accommodating part having an accommodating space in which the electrode assembly is accommodated, and a sealing part on which an outer circumferential surface of the pouch case is sealed,
  • the spacer member may be positioned to face the accommodating part of each of the plurality of secondary batteries.
  • the spacer member when the temperature of the body rises above a predetermined temperature, the volume may be configured to expand.
  • it may further include a guide member configured to surround the side of the spacer member so that when the spacer member is expanded, the expansion is made in the stacking direction.
  • it may further include a support member provided between the plurality of secondary batteries and configured to irreversibly increase the length of the spacer member in both directions.
  • the battery pack may be configured such that, when the internal temperature of the module housing rises above a predetermined temperature, the extinguishing liquid is supplied to the interior of the module housing.
  • the spacer member may include a synthetic fiber configured to absorb the extinguishing fluid and expand its volume when it comes into contact with the extinguishing fluid supplied into the battery pack.
  • the synthetic fiber may be configured to contact the inner surface of the outer wall of the module housing by volume expansion when absorbing the digestive fluid.
  • the battery rack according to the present invention for achieving the above object includes a rack case for accommodating the battery pack, and the battery pack.
  • the power storage device for achieving the above object includes at least two or more battery racks.
  • the battery pack of the present invention is interposed between a plurality of secondary batteries, and when the temperature of at least one of the plurality of secondary batteries is higher than a predetermined temperature, the distance between the plurality of secondary batteries is increased.
  • a spacer member configured to pressurize between the secondary batteries in both directions, when at least some of the plurality of secondary cells thermal runaway occurs, the spacer member increases the distance between the plurality of secondary cells to increase the distance between the plurality of secondary batteries. It is possible to increase the amount of digestive juices flowing in between.
  • the plurality of secondary batteries in which thermal runaway has occurred can be rapidly cooled, and heat transfer between the plurality of secondary batteries can be blocked by the extinguishing agent, thereby preventing thermal runaway from propagating between the plurality of secondary batteries. Furthermore, according to the present invention, even when a fire occurs in the cell assembly, the inflow amount of the extinguishing liquid increases by the spacer member to achieve rapid fire extinguishing. Ultimately, it is possible to increase the safety of the cell assembly in the event of thermal runaway or fire.
  • the spacer member by configuring the spacer member so that the volume expands when the temperature of the body rises above a predetermined temperature, when a fire or thermal runaway occurs in the cell assembly, high-temperature gas, Under the influence of the temperature of the pouch case, the spacer may immediately cause volume expansion to increase the spacing between the plurality of secondary batteries. Accordingly, the plurality of secondary batteries in which thermal runaway has occurred can be rapidly cooled, and heat transfer between the plurality of secondary batteries can be blocked by the extinguishing agent, thereby preventing thermal runaway from propagating between the plurality of secondary batteries.
  • the inflow amount of the extinguishing liquid increases by the spacer member to achieve rapid fire extinguishing. Ultimately, it is possible to increase the safety of the cell assembly in the event of thermal runaway or fire.
  • the present invention further comprises a support member configured to be able to irreversibly increase the length of the spacer member in both directions, so that the spacer member is cooled by meeting with the extinguishing fluid to form the body of the body.
  • the spacer member increases the distance between the plurality of secondary batteries, so that the extinguishing liquid may flow between the plurality of secondary batteries.
  • FIG. 1 is a front perspective view schematically showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating internal components of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating some components of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 are side views schematically illustrating the operation of the spacer member of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating some components of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are perspective views schematically illustrating an operation of a support member that is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a rear perspective view schematically illustrating a state of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front perspective view schematically showing a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a rear perspective view schematically showing a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically illustrating a spacer member that is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram schematically illustrating an internal configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a front view schematically illustrating a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a front perspective view schematically showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view schematically illustrating internal components of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating some components of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • some secondary batteries 100 disposed in the middle of the cell assembly 100 are omitted for convenience of drawing description.
  • a battery pack 200 includes at least one cell assembly 100 , a module housing 210 , and a spacer 230 .
  • the cell assembly 100 may include a plurality of secondary batteries 110 stacked in one direction.
  • the secondary battery 110 may be a pouch-type secondary battery 110 having a pouch case 115 .
  • 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-axis direction). .
  • the pouch-type secondary battery 110 may include an electrode assembly (not shown), an electrolyte (not shown), and a pouch case 115 .
  • each of the secondary batteries 110 has two wide surfaces located in the front and rear directions, respectively, and the outer peripheral surfaces of the upper, lower, left and right directions are sealed.
  • the sealing parts S1 , S2 , S3 , and S4 may be arranged in a form that is erected substantially perpendicular to the ground (Z-axis direction) so as to be positioned.
  • each secondary battery 110 may be configured in a vertical direction.
  • the up, down, front, rear, left, and right directions when viewed in the F direction as a reference.
  • the pouch exterior material 115 may be configured as a pouch in which the receiving portion N1 having a concave shape is formed therein.
  • the electrode assembly and the electrolyte may be accommodated in the accommodating part N1 .
  • each pouch is provided with an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer, and the inner adhesive layer is adhered to each other on the edge of the pouch casing 115, so that the sealing part on which the outer circumferential surface of the pouch casing 115 is sealed is formed.
  • terraces may be formed at each end of the secondary battery 110 in the left and right direction (X-axis direction) where the positive lead 111a and the negative lead 111b 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 one or more positive electrode plates and one or more negative electrode plates are disposed with a 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 111a.
  • the positive electrode lead 111a has one end connected to the positive electrode tab and the other end exposed to the outside of the pouch, and the exposed portion is an electrode terminal of the secondary battery 110 , for example, the secondary battery 110 . ) can function as a positive terminal.
  • 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 111b.
  • the negative lead 111b has one end connected to the negative electrode tab and the other end exposed to the outside of the pouch, and the exposed portion is an electrode terminal of the secondary battery 110 , for example, the secondary battery 110 . can function as the negative terminal of
  • the secondary battery 110 of the present invention may include two or more electrode leads 111 having different polarities.
  • the electrode lead 111 when viewed directly in the F direction of FIG. 1 , the electrode lead 111 may include an anode lead 111a and a cathode lead 111b.
  • the positive lead 111a and the negative lead 111b may be formed at left and right ends in opposite directions (X-axis direction) with respect to the center of the secondary battery 110 . That is, the positive lead 111a may be provided at one end with respect to the center of the secondary battery 110 .
  • the negative lead 111b may be provided at the other end with respect to the center of the secondary battery 110 .
  • each secondary battery 110 of the cell assembly 100 may be configured such that a positive electrode lead 111a and a negative electrode lead 111b protrude in the left and right directions.
  • directions such as front, back, left, right, up, and down may vary depending on the position of the observer or the placed shape of the object. However, in the present specification, for convenience of explanation, directions such as front, rear, left, right, up, and down are separately indicated based on the view in the F direction of FIG. 1 .
  • the battery pack 200 according to the present invention is not limited to the aforementioned pouch-type secondary battery 110 , 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 the front-rear direction.
  • the two cell assemblies 100 may be arranged in the front-rear direction, and a predetermined distance may be provided between the two cell assemblies 100 .
  • the battery pack 200 may further include a bus bar assembly 280 .
  • the bus bar assembly 280 is configured to mount at least one bus bar 282 configured to electrically interconnect the plurality of secondary batteries 110 and the at least one bus bar 282 to the outside.
  • At least two busbar frames 286 may be provided.
  • the at least two bus bar frames 286 may be provided on both sides of the cell assembly 100 in the left and right directions.
  • the bus bar 282 may include a conductive metal.
  • the conductive metal may include, for example, copper, aluminum, nickel, or the like.
  • the bus bar frame 286 may include an electrically insulating material.
  • the busbar frame 286 may be made of a plastic material. More specifically, the plastic material may be polyvinyl chloride.
  • the module housing 210 may have an internal space to accommodate the cell assembly 100 therein.
  • the module housing 210 may include an upper cover 212 , a base plate 214 , a front cover 215 , and a rear cover 216 .
  • Each of the upper cover 212 , the base plate 214 , the front cover 215 , and the rear cover 216 may be bolted to each other.
  • the module housing 210 has a structure that can stably protect the plurality of secondary batteries 110 from external shocks, safety can be increased.
  • 4 and 5 are side views schematically illustrating the operation of the spacer member of the battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the spacer 230 may be interposed between the plurality of secondary batteries 110 .
  • the spacer 230 may be configured such that the spacing between the plurality of secondary batteries 110 increases.
  • the spacer member 230 may be configured to press between the plurality of secondary batteries 110 in both directions by volume expansion of the body.
  • the spacer member 230 may generate a force that pushes in both directions so that the plurality of secondary batteries 110 are spaced apart by volume expansion.
  • the spacer 230 moves between the plurality of secondary batteries 110 by volume expansion of the body. It can be configured to pressurize in the direction.
  • the five spacer members 230 are spaced apart by a predetermined distance to face the receiving part N1 of the pouch case 115 of each of the plurality of secondary batteries 110 . can be located.
  • the five spacer members 230 may be attached to the receiving part N1 of the pouch case 115 .
  • the spacer member 230 may have a rectangular parallelepiped pad shape.
  • the present invention is interposed between the plurality of secondary batteries 110 , and when the temperature of at least one of the plurality of secondary batteries 110 is higher than a predetermined value, the plurality of secondary batteries 110 .
  • the plurality of secondary batteries 110 By including a spacer member 230 configured to press between the plurality of secondary batteries 110 in both directions so that the interval between the secondary batteries 110 is increased, at least a portion of the plurality of secondary batteries 110 may undergo thermal runaway. occurs, the spacing member 230 may increase the distance between the plurality of secondary batteries 110 , thereby increasing the amount of the extinguishing solution flowing between the plurality of secondary batteries 110 .
  • the plurality of secondary batteries in which thermal runaway has occurred can be rapidly cooled, and heat transfer between the plurality of secondary batteries can be blocked by the extinguishing agent, thereby preventing thermal runaway from propagating between the plurality of secondary batteries.
  • the inflow amount of the extinguishing liquid increases by the spacer member to achieve rapid fire extinguishing.
  • thermal runaway or fire of the cell assembly 100 may increase safety.
  • the spacer member 230 may be configured to expand in volume when the body temperature rises above a predetermined temperature. At least a portion of the spacer member 230 may be, for example, a material of FS1000 manufactured by Saint-Gobain. Alternatively, the spacer 230 may include graphite flakes that expand in volume at a predetermined temperature. At least a portion of the spacer 230 may be configured to generate a volume-expanded carbonized layer at a temperature higher than or equal to a predetermined temperature. At least a portion of the spacer member 230 may be a volume-expanded layer by carbonization. For example, as shown in FIG. 5 , when the body of the spacer 230 is heated to 200 degrees Celsius or more, the central portion is carbonized to cause volume expansion, and a carbonized layer may be generated.
  • the spacer 230 by configuring the spacer 230 to expand in volume when the temperature of the body rises above a predetermined temperature, when a fire or thermal runaway occurs in the cell assembly 100 , a high-temperature gas or the temperature of the pouch casing 115 may cause the spacer 230 to immediately expand in volume to increase the gap between the plurality of secondary batteries 110 . Accordingly, the plurality of secondary batteries in which thermal runaway has occurred can be rapidly cooled, and heat transfer between the plurality of secondary batteries can be blocked by the extinguishing agent, thereby preventing thermal runaway from propagating between the plurality of secondary batteries.
  • the inflow amount of the extinguishing liquid increases by the spacer member to achieve rapid fire extinguishing.
  • thermal runaway or fire of the cell assembly 100 may increase safety.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating some components of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 200 may further include a guide member 240 .
  • the guide member 240 may guide the expansion in the stacking direction.
  • the guide member 240 may be configured to surround a side portion of the spacer member 230 . That is, when the spacer member 230 has a pad shape, the guide member 240 may be configured to surround the upper surface, the lower surface, the left surface, and the right surface of the pad.
  • the side of the spacer 230 may be positioned in a direction perpendicular to the stacking direction (arrow) of the plurality of secondary batteries 110 .
  • the guide member 240 may have a frame shape with a perforated center.
  • the guide member 240 configured to surround the side of the spacer member 230 is further provided so that the expansion is made in the stacking direction.
  • the expansion direction of the spacer member 230 may be induced in the stacking direction of the plurality of secondary batteries 110 , and thus, the spacing between the plurality of secondary batteries 110 may be more effectively increased.
  • FIG. 7 and 8 are perspective views schematically illustrating an operation of a support member that is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack according to another embodiment of the present invention includes a support member 250 more when compared with the battery pack 200 of FIG. 1 .
  • the support member 250 may be provided between the plurality of secondary batteries 110 .
  • the support member 250 may be configured to support the accommodating part N1 of the plurality of secondary batteries 110 .
  • the support member 250 may be configured to irreversibly increase in length in both directions of the spacer member 230 . That is, when a thermal runaway or fire of the cell assembly 100 occurs, the support member 250 increases in length in both directions along the stacking direction (Y-axis direction) of the plurality of secondary batteries 110 . can be configured. Conversely, the support member 250 may be configured such that the length in both directions increases but does not decrease in length.
  • the support member 250 may include an elastic part 252 and a pressing part 254 configured to press the secondary battery 110 .
  • the elastic part 252 may be a component configured to be elastically deformed in length in both directions.
  • the pressing unit 254 may include a cylinder configured to vary in length in both directions.
  • the cylinder may have a first cylindrical column having a solid shaft and a second cylindrical column having a hollow shaft.
  • the elastic part 252 may include a spring configured to surround the cylinder of the pressing part 254 .
  • the spring may be configured to be pressurized to the center of the axial direction of the cylinder by both ends having a relatively larger diameter than other body parts of the pressing part 254 . That is, the spring may be configured to change the length of the spring in the elastic direction according to the change in the length of the cylinder. For example, when the length of the cylinder is reduced, the spring may be elastically contracted by being pressed by both ends of the pressing part 254 . The spring may be configured to generate an elastic force in the lengthening direction W of the pressing part 254 .
  • the present invention by further comprising a support member 250 configured to be able to irreversibly increase the length in both directions of the spacer member 230, the spacer member 230 When is cooled by meeting with the extinguishing liquid and the volume of the body is reduced, it is possible to prevent the gap between the plurality of secondary batteries 110 from being reduced again by the support member 250 . Accordingly, according to the present invention, the spacer member 230 may stably increase the distance between the plurality of secondary batteries 110 , so that the extinguishing liquid may flow between the plurality of secondary batteries 110 .
  • a fixing part 258 configured to fix a state in which the elastic part 252 is condensed may be provided on the outer surface of the support member 250 .
  • the fixing part 258 may include, for example, a phase change material that changes from a solid to a liquid at a predetermined temperature.
  • the fixing part 258 may include paraffin.
  • the support member 250 when the battery pack 200 operates normally, the support member 250 maintains a condensed state, and when the temperature of the cell assembly 100 exceeds, for example, 100 degrees Celsius, the fixing part 258 may be phase-changed from a solid to a liquid to release the condensed state of the support member 250 . Accordingly, the support member 250 may be configured to extend in length in the stacking direction of the plurality of secondary batteries 110 .
  • the outer surface of the support member 250 is provided with a fixing part 258 configured to fix the state in which the elastic part is condensed, thereby preventing fire or thermal runaway of the cell assembly 100 from occurring.
  • the support member 250 prevents a pressing force from being generated, and after a fire or thermal runaway of the cell assembly 100 occurs, the support member 250 generates a pressing force, so that the plurality of secondary batteries ( 110) can effectively increase the gap between them.
  • FIG. 9 is a rear perspective view schematically illustrating a state of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • 10 is a perspective view schematically showing a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a rear perspective view schematically showing a battery rack according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 200 may be configured such that, when the internal temperature of the module housing 210 rises above a predetermined temperature, the extinguishing liquid is supplied into the module housing 210 .
  • the predetermined temperature may be 200 degrees Celsius or more.
  • the extinguishing liquid may be supplied through the inlet 216a provided in the rear cover 216 . The extinguishing liquid may move along the gas passage 211 inside the module housing 210 .
  • the battery pack 200 may include a fire extinguishing tank 320 , a pipe 330 , and a fire extinguishing valve 343 .
  • the fire extinguishing tank 320 may contain a fire extinguishing liquid (not shown) therein.
  • the extinguishing liquid may be a concentrated solution of an inorganic salt such as potassium carbonate, chemical foam, air bubbles, carbon dioxide, or water.
  • the fire extinguishing tank 320 may have a compressed gas therein in order to spray the fire extinguishing liquid at an appropriate pressure or move it along the pipe 330 .
  • the capacity of the fire extinguishing tank 320 may be 59 L
  • the compressed gas may be 8 bar nitrogen
  • the fire extinguishing liquid may be 40 L of water.
  • water when water is used as the fire extinguishing liquid, when sprayed inside the battery pack 200, there is a fire-extinguishing cooling effect and a thermal blocking effect. It is effective in preventing thermal propagation. Accordingly, it is possible to effectively prevent a fire or thermal runaway from propagating between the plurality of battery packs 200 .
  • the pipe 330 may be configured to be connected to supply the fire extinguishing liquid from the fire extinguishing tank 320 to each of the at least two or more battery packs 200 .
  • the pipe 330 may be made of a material that is not corroded by water.
  • the pipe 330 may be made of stainless steel.
  • the pipe 330 may be configured such that one end is connected to the discharge port 321 of the fire fighting tank 320 .
  • the other end of the pipe 330 may extend to the inside of each of the at least two or more battery packs 200 .
  • the pipe 330 may include a common pipe 333 connected to a discharge port 321 through which the extinguishing liquid of the fire extinguishing tank 320 is discharged, and the at least two battery packs 200 from the common pipe 333 .
  • a distribution pipe 336 of a distributed structure may be provided to each.
  • the pipe 330 includes one common pipe 333 connected to the discharge port 321 of the fire extinguishing tank 320 , and 8 branched from the common pipe 333 . It may be provided with two distribution pipes (336).
  • the eight distribution pipes 336 may be configured to be connected to each of the eight battery packs 200 .
  • the fire extinguishing valve 343 is configured to allow the fire extinguishing liquid to flow from the fire extinguishing tank 320 into the battery pack 200 when the internal gas (air) of the battery pack 200 rises above a predetermined temperature. It can be configured to be supplied.
  • the predetermined temperature may be 200 degrees Celsius or more. That is, the fire extinguishing valve 343 may be an active valve configured to open an outlet so that the extinguishing liquid can be injected into the battery pack 200 having a predetermined temperature or higher.
  • the fire extinguishing valve 343 is opened to release the extinguishing liquid from the fire extinguishing tank 320 into the module housing.
  • 210 is configured to be supplied to the inside, so that even if thermal runaway or fire occurs in the cell assembly 100 of the battery pack 200, it is affected by the elevated temperature caused by the thermal runaway, and the fire extinguishing valve 343 is immediately activated. In this way, the extinguishing liquid can be supplied to the inside of the battery pack 200 . Ultimately, the fire safety of the battery pack 200 can be effectively increased.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically illustrating a spacer member that is a part of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram schematically showing an internal configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the spacer 230A of the battery pack includes the extinguishing solution 322 supplied into the module housing 210 of the battery pack 200 and When in contact, the synthetic fiber 235 configured to absorb the digestive fluid 322 and expand in volume may be provided.
  • the synthetic fiber 235 may be interposed between the plurality of secondary batteries 110 .
  • the spacer member 230A may include a synthetic fiber 235 .
  • the synthetic fiber 235 may have a rectangular pad shape.
  • the front and rear surfaces of the synthetic fiber 235 may have a size corresponding to the front or rear surfaces of the secondary battery 110 .
  • the synthetic fiber 235 absorbs the digestive juice 322 , it may expand in volume and change its size.
  • the synthetic fiber 235 may have elasticity that is deformed according to pressure.
  • the synthetic fibers 235 may be configured to absorb digestive fluid 322 .
  • the synthetic fiber 235 may include a super absorbent fiber formed by spinning a super absorbent polymer into a net shape.
  • the superabsorbent polymer may be configured to absorb digestive juices (water) weighing about 500 to 1,000 times its own weight.
  • the superabsorbent polymer may be a product of LG Chem's superabsorbent polymer.
  • the synthetic fibers 235 may be manufactured by collectively polymerizing acrylic acid and methyl acrylate in water as raw materials, extracting the polymerized polymer, and spinning in a net form.
  • the spacer member 230A includes the synthetic fiber 235 configured to absorb the extinguishing fluid 322 , so that the extinguishing fluid 322 is supplied to the inside of the battery pack 200 .
  • the spacer member 230A since the spacer member 230A absorbs the extinguishing fluid 322 , the spacer member 230A may form a heat-blocking barrier, thereby blocking heat transfer between the plurality of secondary batteries 110 . . Accordingly, even if a fire or thermal runaway occurs in some of the secondary batteries 110 in one cell assembly 100 , it is possible to prevent fire or thermal propagation from occurring to other adjacent secondary batteries 110 . have. Accordingly, the safety of the battery pack 200 can be effectively improved.
  • the synthetic fiber 235 of the present invention may be configured to contact the inner surface of the outer wall of the module housing 210 .
  • the synthetic fiber 235 may be configured to contact the inner surface of the outer wall of the module housing 210 by volume expansion. That is, when fire or thermal runaway occurs in at least a portion of the secondary batteries 110 of the cell assembly 100 and a fire extinguishing solution (water) flows into the battery pack 200 , the spacer member 230A
  • the synthetic fiber 235 of the absorbs the digestive fluid 322 and may be deformed by causing volume expansion as much as it is absorbed.
  • the synthetic fiber 235 may be deformed enough to contact the inner surface of the outer wall of the module housing 210 by volume expansion.
  • the upper end of the synthetic fiber 235 of the spacer 230A may be in contact with the inner surface of the upper cover 212 of the module housing 210 .
  • FIG. 14 is a front view schematically illustrating a power storage device according to an embodiment of the present invention.
  • the battery rack 300 includes the battery pack 200 , and a rack case 310 for accommodating the battery pack 200 .
  • the rack case 310 may also be configured to accommodate a plurality of battery packs 200 of the battery pack 200 in a vertically stacked form. Inside the rack case 310, the lower surface of the battery pack 200 may be mounted in a form parallel to the horizontal plane.
  • the horizontal direction may mean a direction parallel to the ground when the battery pack 200 is placed on the ground, and may also be referred to as at least one direction on a plane perpendicular to the vertical direction.
  • At least one side of the rack case 310 is configured to be openable, and the battery pack 200 can be introduced into the internal space through the open side.
  • the rack case 310 may be configured such that the open side can be closed.
  • the battery rack 300 may further include other components such as a battery management system (BMS, 350) inside or outside the rack case 310 .
  • BMS battery management system
  • the battery management device 350 may be located on the upper portion T of the plurality of battery packs 200 .
  • the power storage device 600 again may include at least two or more of the battery rack 300 .
  • the two or more battery racks 300 may be arranged to be arranged in one direction.
  • the power storage device 600 may be configured such that three battery racks 300 are arranged in one direction.
  • the power storage device 600 may be provided with a separate central control unit (not shown) that can control the charging and discharging of the three battery rack (300).
  • spacer member 240 guide member
  • support member 235 synthetic fiber

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Abstract

본 발명은 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 팩을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 일방향으로 적층된 복수의 이차전지를 가진 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리; 상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리를 수납하는 내부 공간이 형성된 모듈 하우징; 및 상기 복수의 이차전지 사이에 개재되고, 상기 복수의 이차전지 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 상기 복수의 이차전지 사이 간격이 멀어지게 상기 복수의 이차전지 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성된 이격 부재를 포함한다.

Description

배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치
본 발명은 배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 팩에 관한 것이다.
본 출원은 2020년 02월 27일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2020-0024458호에 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 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
또한, 이러한 배터리 팩은, 복수의 이차전지를 외부 충격으로부터 보호하거나 수납 보관하기 위해서 금속 재질의 외부 하우징을 구비하는 것이 일반적이었다. 한편, 최근 고용량의 배터리 팩이 수요가 높아지고 있다.
그러나, 종래기술의 배터리 팩 또는 배터리 랙은, 복수의 배터리 모듈을 구비하고, 각각의 배터리 모듈의 이차전지가 열폭주가 발생되어, 발화 내지 폭발할 경우, 인접한 이차전지로 열 또는 화염이 전달되어 2차 발화 내지 폭발 등이 일어나는 경우가 있어, 2차 발화 내지 폭발을 방지하기 위한 노력이 가중되고 있다.
이에 따라, 배터리 팩 또는 배터리 랙에서 일부 이차전지가 열폭주나 화재가 발생될 경우, 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 신속하게 이차전지를 냉각하는 것이 필요한 실정이다. 또한, 배터리 팩 또는 배터리 랙에서 화재 발생시 소화가 잘 이루어질 수 있는 방편이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 2차 발화 내지 폭발의 위험성을 줄인 배터리 팩을 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 팩은,
일방향으로 적층된 복수의 이차전지를 가진 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리;
상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리를 수납하는 내부 공간이 형성된 모듈 하우징; 및
상기 복수의 이차전지 사이에 개재되고, 상기 복수의 이차전지 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 상기 복수의 이차전지 사이 간격이 멀어지게 상기 복수의 이차전지 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성된 이격 부재를 포함한다.
또한, 상기 이차전지는 파우치 외장재를 구비하고,
상기 파우치 외장재는 전극 조립체가 수납되는 수용 공간이 형성된 수납부, 및 상기 파우치 외장재의 외주면이 실링된 실링부가 구비되며,
상기 이격 부재는 상기 복수의 이차전지 각각의 수납부와 대면하도록 위치될 수 있다.
더욱이, 상기 이격 부재는, 몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 부피가 팽창하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 이격 부재의 팽창 시, 팽창이 적층 방향으로 이루어지도록 상기 이격 부재의 측부를 감싸도록 구성된 가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 복수의 이차전지 사이에 구비되고, 상기 이격 부재의 양 방향으로 비가역적으로 길이가 늘어나는 것이 가능하도록 구성된 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 모듈 하우징의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 소화액이 상기 모듈 하우징의 내부로 공급되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 이격 부재는, 상기 배터리 팩 내부로 공급된 소화액과 접촉할 경우, 상기 소화액을 흡수하여 부피가 팽창되도록 구성된 합성 섬유를 구비할 수 있다.
나아가, 상기 합성 섬유는, 상기 소화액을 흡수할 경우, 부피 팽창에 의해 상기 모듈 하우징 외벽의 내면과 접촉하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 랙은, 상기 배터리 팩, 및 상기 배터리 팩을 수용하는 랙 케이스를 포함한다.
더욱이, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 배터리 랙을 적어도 둘 이상 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 배터리 팩은, 복수의 이차전지 사이에 개재되고, 복수의 이차전지 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 복수의 이차전지 사이 간격이 멀어지게 복수의 이차전지 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성된 이격 부재를 포함함으로써, 복수의 이차전지 중, 적어도 일부가 열폭주가 발생할 경우, 이격 부재가 복수의 이차전지 사이 간격을 멀어지게 하여, 복수의 이차전지 사이에 유입되는 소화액의 양을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 열폭주가 발생한 복수의 이차전지를 신속히 냉각할 수 있으며, 소화제에 의해 상기 복수의 이차전지 사이의 열전달을 차단할 수 있어, 열폭주가 복수의 이차전지 사이로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 셀 어셈블리에 화재가 발생할 경우에도, 이격 부재에 의해 소화액의 유입량이 늘어나 빠른 소화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 궁극적으로, 셀 어셈블리의 열폭주나, 화재 발생시 안전성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 이격 부재를 몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 부피가 팽창하도록 구성 시킴으로써, 셀 어셈블리의 화재나 열폭주 발생시, 고온의 가스나, 파우치 외장재의 온도의 영향을 받아, 이격 부재가 즉각적으로 부피 팽창을 일으켜 복수의 이차전지 사이 간격을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 열폭주가 발생한 복수의 이차전지를 신속히 냉각할 수 있으며, 소화제에 의해 상기 복수의 이차전지 사이의 열전달을 차단할 수 있어, 열폭주가 복수의 이차전지 사이로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 셀 어셈블리에 화재가 발생할 경우에도, 이격 부재에 의해 소화액의 유입량이 늘어나 빠른 소화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 궁극적으로, 셀 어셈블리의 열폭주나, 화재 발생시 안전성을 높일 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예의 일측면에 의하면, 본 발명은, 이격 부재의 양 방향으로 비가역적으로 길이가 늘어나는 것이 가능하도록 구성된 지지 부재를 더 포함함으로써, 이격 부재가 소화액과 만나 냉각되어 몸체의 부피가 줄어들 경우, 지지 부재에 의해 복수의 이차전지의 사이 간격이 다시 줄어드는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 이격 부재가 복수의 이차전지 사이 간격을 멀어지게 하여, 복수의 이차전지 사이에 소화액이 유입될 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 팩을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 이격 부재의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 측면도들이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7 및 도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 지지 부재의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 이격 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
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 팩을 개략적으로 나타내는 전방 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부 구성들의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 참고로, 도 3에서는, 도면 설명의 편의를 위해 셀 어셈블리(100) 중, 중간에 배치된 일부 이차전지(100)들을 생략하여 도시하였다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 배터리 팩(200)은, 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리(100), 모듈 하우징(210), 및 이격 부재(230)를 포함한다.
여기서, 셀 어셈블리(100)는, 일방향으로 적층된 복수의 이차전지(110)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 이차전지(110)는 파우치 외장재(115)를 구비한 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(Y축 방향)으로 나란하게 상호 적층된 형태로 구성될 수 있다.
특히, 이러한 파우치형 이차전지(110)는, 전극 조립체(도시하지 않음), 전해액(도시하지 않음) 및 파우치 외장재(115)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 각각의 이차전지(110)는, F 방향(도 1에 도시함)으로 바라봤을 때, 2개의 넓은 면이 전후 방향에 각각 위치하고, 상, 하, 좌, 우 방향의 외주면이 실링된 실링부들(S1, S2, S3, S4)가 위치하도록 대략 지면에 수직하게(Z축 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 파우치 외장재(115)는 내부가 오목한 형태의 수납부(N1)가 형성되어 있는 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수납부(N1)에는 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치 외장재(115)의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 상기 파우치 외장재(115)의 외주면이 실링된 실링부가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 이차전지(110)의 양극 리드(111a) 및 음극 리드(111b)가 형성된 좌우 방향(X축 방향)의 단부 각각에 테라스부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전극 조립체는, 전극 활물질이 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(111a)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 양극 리드(111a)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 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(111b)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드(111b)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, 본 발명의 이차전지(110)는 서로 다른 극성을 가진 둘 이상의 전극 리드(111)를 구비할 수 있다. 도 2에서와 같이, 도 1의 F 방향으로 바로 보았을 때, 상기 전극 리드(111)는 양극 리드(111a) 및 음극 리드(111b)를 구비할 수 있다. 상기 양극 리드(111a)와 상기 음극 리드(111b)는, 이차전지(110)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향(X축 방향)의 좌우 방향의 단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(111a)는 상기 이차전지(110)의 중심을 기준으로 일단부에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(111b)는 이차전지(110)의 중심을 기준으로 타단부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 각각의 이차전지(110)는 양극 리드(111a)와 음극 리드(111b)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, 도 1의 F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 팩(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 있고, 2개의 셀 어셈블리(100) 사이는 소정의 이격된 거리를 가질 수 있다.
더욱이, 상기 배터리 팩(200)은 버스바 어셈블리(280)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 버스바 어셈블리(280)는 상기 복수의 이차전지(110)를 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 적어도 하나 이상의 버스바(282) 및 상기 적어도 하나 이상의 버스바(282)를 외측에 탑재하도록 구성된 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(286)을 구비할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 버스바 프레임(286)은 상기 셀 어셈블리(100)의 좌우 방향의 양측 각각에 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 버스바(282)는 전도성 금속을 구비할 수 있다. 상기 전도성 금속은, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈 등을 구비할 수 있다.
또한, 상기 버스바 프레임(286)은 전기 절연성 재료를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 버스바 프레임(286)은 플라스틱 재료를 구비할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 플라스틱 재료는 폴리염화 비닐일 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(212), 베이스 플레이트(214), 전방 커버(215), 및 후방 커버(216)를 포함할 수 있다. 상기 상부 커버(212), 베이스 플레이트(214), 전방 커버(215), 및 후방 커버(216) 각각은 서로 볼트 결합될 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 팩(200)의 외부 충격에 대한 안전성을 높일 수 있다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 이격 부재의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 측면도들이다.
도 3과 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 이격 부재(230)는 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 개재될 수 있다. 상기 이격 부재(230)는 상기 복수의 이차전지(110) 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격이 멀어지도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 이격 부재(230)는 몸체의 부피 팽창에 의해 상기 복수의 이차전지(110) 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 이격 부재(230)는 부피 팽창에 의해 상기 복수의 이차전지(110) 사이가 벌어지도록 양 방향으로 밀어내는 힘을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 이차전지(110) 중 적어도 하나 이상이 섭씨 200도 이상으로 상승될 경우, 상기 이격 부재(230)는 몸체의 부피 팽창에 의해 상기 복수의 이차전지(110) 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 5개의 이격 부재(230)는 소정 거리로 이격되어 상기 복수의 이차전지(110) 각각의 상기 파우치 외장재(115)의 수납부(N1)와 대면하도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 5개의 이격 부재(230)는 상기 파우치 외장재(115)의 수납부(N1)에 부착될 수 있다. 상기 이격 부재(230)는 직육면체의 패드 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 개재되고, 상기 복수의 이차전지(110) 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격이 멀어지게 상기 복수의 이차전지(110) 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성된 이격 부재(230)를 포함함으로써, 상기 복수의 이차전지(110) 중, 적어도 일부가 열폭주가 발생할 경우, 상기 이격 부재(230)가 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격을 멀어지게 하여, 복수의 이차전지(110) 사이에 유입되는 소화액의 양을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 열폭주가 발생한 복수의 이차전지를 신속히 냉각할 수 있으며, 소화제에 의해 상기 복수의 이차전지 사이의 열전달을 차단할 수 있어, 열폭주가 복수의 이차전지 사이로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 셀 어셈블리에 화재가 발생할 경우에도, 이격 부재에 의해 소화액의 유입량이 늘어나 빠른 소화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 궁극적으로, 셀 어셈블리(100)의 열폭주나, 화재 발생시 안전성을 높일 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 이격 부재(230)는, 몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 부피가 팽창하도록 구성될 수 있다. 상기 이격 부재(230)는, 적어도 일부분이 예를 들면, Saint-Gobain사의 FS1000 제품의 소재일 수 있다. 또는 상기 이격 부재(230)는 소정 온도에서 부피 팽창하는 흑연 조각(Graphite Flake)을 구비할 수 있다. 상기 이격 부재(230)의 적어도 일부는 소정 온도 이상에서 부피 팽창된 탄화층이 생성되도록 구성될 수 있다. 상기 이격 부재(230)의 적어도 일부분이 탄화되어 부피 팽창된 층일 수 있다. 예를 들면, 도 5에서와 같이, 상기 이격 부재(230)는, 몸체가 섭씨 200도 이상으로 가열될 경우, 중앙 부위가 탄화되어 부피 팽창이 일어나고, 탄화층이 생성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 이격 부재(230)를 몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 부피가 팽창하도록 구성 시킴으로써, 셀 어셈블리(100)의 화재나 열폭주 발생시, 고온의 가스나, 파우치 외장재(115)의 온도의 영향을 받아, 상기 이격 부재(230)가 즉각적으로 부피 팽창을 일으켜 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격을 늘릴 수 있다. 이에 따라, 열폭주가 발생한 복수의 이차전지를 신속히 냉각할 수 있으며, 소화제에 의해 상기 복수의 이차전지 사이의 열전달을 차단할 수 있어, 열폭주가 복수의 이차전지 사이로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 셀 어셈블리에 화재가 발생할 경우에도, 이격 부재에 의해 소화액의 유입량이 늘어나 빠른 소화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 궁극적으로, 셀 어셈블리(100)의 열폭주나, 화재 발생시 안전성을 높일 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성들을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩(200)은 가이드 부재(240)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가이드 부재(240)는 상기 이격 부재(230)의 팽창 시, 팽창이 적층 방향으로 이루어지도록 가이드할 수 있다. 상기 가이드 부재(240)는 상기 이격 부재(230)의 측부를 감싸도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 가이드 부재(240)는 상기 이격 부재(230)가 패드 형태를 가질 경우, 패드의 상면, 하면, 좌측면, 및 우측면을 감싸도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 이격 부재(230)의 측부는 상기 복수의 이차전지(110)의 적층 방향(화살표)의 수직인 방향에 위치될 수 있다. 상기 가이드 부재(240)는 중앙이 천공된 프레임 형태를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 이격 부재(230)의 팽창 시, 팽창이 적층 방향으로 이루어지도록 상기 이격 부재(230)의 측부를 감싸도록 구성된 가이드 부재(240)를 더 포함함으로써, 상기 이격 부재(230)의 팽창 방향을 상기 복수의 이차전지(110)의 적층 방향으로 유도할 수 있고, 이에 따라, 더 효과적으로 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격을 늘릴 수 있다.
도 7 및 도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 지지 부재의 작동 모습을 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 3 및 도 5와 함께, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 도 1의 배터리 팩(200)과 비교할 경우, 지지 부재(250)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 지지 부재(250)는 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 구비될 수 있다. 상기 지지 부재(250)는 상기 복수의 이차전지(110)의 수납부(N1)를 지지하도록 구성될 수 있다. 상기 지지 부재(250)는, 상기 이격 부재(230)의 양 방향으로 비가역적으로 길이가 늘어나는 것이 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 지지 부재(250)는 상기 셀 어셈블리(100)의 열폭주나 화재가 발생될 경우, 상기 복수의 이차전지(110)의 적층 방향(Y축 방향)을 따라 양 방향으로 길이가 늘어나도록 구성될 수 있다. 반대로, 상기 지지 부재(250)는 양 방향의 길이가 늘어날 뿐, 길이가 줄어들지 않도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 지지 부재(250)는 탄성부(252) 및 상기 이차전지(110)를 가압하도록 구성된 가압부(254)를 구비할 수 있다. 여기서, 탄성부(252)는 양 방향으로 길이가 탄성 변형되도록 구성된 부품일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 가압부(254)는 양 방향으로 길이가 변동되도록 구성된 실린더를 구비할 수 있다. 상기 실린더는 중실축을 갖는 원통형 제1 기둥과 중공축을 갖는 원통형 제2 기둥을 가질 수 있다.
또한, 상기 탄성부(252)는 상기 가압부(254)의 실린더를 감싸도록 구성된 스프링을 구비할 수 있다. 더욱이, 상기 스프링은 상기 가압부(254)의 다른 몸체 부위 보다 상대적으로 직경이 큰 양단부에 의해 실린더의 축 방향의 중심으로 가압이 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 스프링은 상기 실린더의 길이 변화에 따라 스프링의 탄성 방향의 길이가 변경되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 스프링은 실린더의 길이가 줄어들 경우, 상기 가압부(254)의 양단부에 의해 가압되어 탄성 수축될 수 있다. 상기 스프링은 상기 가압부(254)의 길어지는 방향(W)으로 탄성힘을 발생시키도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명은, 상기 이격 부재(230)의 양 방향으로 비가역적으로 길이가 늘어나는 것이 가능하도록 구성된 지지 부재(250)를 더 포함함으로써, 상기 이격 부재(230)가 상기 소화액과 만나 냉각되어 몸체의 부피가 줄어들 경우, 상기 지지 부재(250)에 의해 상기 복수의 이차전지(110)의 사이 간격이 다시 줄어드는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 안정적으로 상기 이격 부재(230)가 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격을 멀어지게 하여, 복수의 이차전지(110) 사이에 소화액이 유입될 수 있다.
한편, 다시 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 지지 부재(250)의 외면에는 탄성부(252)가 응축된 상태를 고정하도록 구성된 고정부(258)가 구비될 수 있다. 상기 고정부(258)는 예를 들면, 소정 온도에서 고체에서 액체로 상변화하는 상변화 물질을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 고정부(258)는 파라핀을 구비할 수 있다.
즉, 배터리 팩(200)이 정상 작동 시에, 상기 지지 부재(250)는 응축된 상태를 유지하다가, 상기 셀 어셈블리(100)의 온도가 예를 들면, 섭씨 100도를 넘을 경우, 상기 고정부(258)가 고체에서 액체로 상변화되어, 상기 지지 부재(250)의 응축된 상태를 해제 시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 지지 부재(250)는 상기 복수의 이차전지(110)의 적층 방향으로 길이가 연장이 가능하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 지지 부재(250)의 외면에는 탄성부가 응축된 상태를 고정하도록 구성된 고정부(258)가 구비됨으로써, 셀 어셈블리(100)의 화재나 열폭주가 발생되기 전에는 상기 지지 부재(250)가 가압힘이 발생되지 않도록 하고, 셀 어셈블리(100)의 화재나 열폭주가 발생된 후에는 상기 지지 부재(250)가 가압힘을 발생시켜, 상기 복수의 이차전지(110) 사이 간격을 효과적으로 늘릴 수 있다.
도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 모습을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다. 도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙을 개략적으로 나타내는 후방 사시도이다.
도 10 내지 도 11을 참조하면, 상기 배터리 팩(200)은 상기 모듈 하우징(210)의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 소화액이 상기 모듈 하우징(210)의 내부로 공급되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 소정 온도는 섭씨 200도 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 배터리 팩(200)은 상기 후방 커버(216)에 구비된 투입구(216a)를 통해 소화액이 공급될 수 있다. 상기 소화액은 모듈 하우징(210) 내부의 가스 통로(211)를 따라 이동할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩(200)은, 소화 탱크(320), 배관(330), 및 소화 밸브(343)를 구비할 수 있다. 먼저, 상기 소화 탱크(320)는, 내부에 소화액(보이지 않음)이 수용될 수 있다. 예를 들면, 상기 소화액은, 탄산칼륨과 같은 무기염의 농후(濃厚)용액, 화학포, 공기포, 이산화탄소, 또는 물일 수 있다. 또한, 상기 소화 탱크(320)는 소화액을 적절한 압력으로 분사 내지 상기 배관(330)을 따라 이동시키기 위해 압축 가스를 내부에 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 소화 탱크(320)의 용량은 59 L일 수 있고, 상기 압축 가스는 8 bar의 질소일 수 있으며, 상기 소화액은 40 L의 물일 수 있다. 여기서, 소화액으로 물을 사용할 경우, 상기 배터리 팩(200)의 내부에 분무로 했을 때는 소화 냉각 효과와 함께 열차단 작용이 있기 때문에 특히, 열폭주로 인한 고온의 가스 및 화염이 발생된 경우, 열 전파(Thermal Propagation)를 방지하는데 효과적이다. 이로 인해, 복수의 배터리 팩(200) 사이로 화재나 열폭주가 전파되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 배관(330)은, 상기 소화 탱크(320)로부터 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩(200) 각각으로 상기 소화액을 공급하도록 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배관(330)은 물에 부식되지 않은 소재를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 배관(330)은 스테인리스 스틸을 구비할 수 있다. 상기 배관(330)은 일단이 상기 소화 탱크(320)의 토출구(321)와 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 배관(330)은 타단은 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩(200) 각각의 내부까지 연장된 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 배관(330)은, 상기 소화 탱크(320)의 소화액이 토출되는 토출구(321)와 연결된 공통 배관(333), 및 상기 공통 배관(333)으로부터 상기 적어도 둘 이상의 배터리 팩(200) 각각에 연결되도록 분배된 구조의 분배 배관(336)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 배관(330)은 상기 소화 탱크(320)의 토출구(321)와 연결된 하나의 공통 배관(333), 및 상기 공통 배관(333)으로부터 분지된 8개의 분배 배관(336)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 8개의 분배 배관(336)은 8개의 배터리 팩(200) 각각과 연결되도록 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 소화 밸브(343)는, 상기 배터리 팩(200)의 내부 가스(공기)가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 상기 소화 탱크(320)로부터 상기 소화액이 상기 배터리 팩(200)의 내부로 공급되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 소정 온도는 섭씨 200도 이상일 수 있다. 즉, 상기 소화 밸브(343)는 소정 온도 이상의 배터리 팩(200) 내부로 상기 소화액이 주입될 수 있도록 출구가 개방되도록 구성된 능동형 밸브일 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 팩(200)은, 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 소화 밸브(343)를 개방 시켜 소화 탱크(320)의 소화액을 상기 모듈 하우징(210) 내부에 공급하도록 구성됨으로써, 배터리 팩(200)의 셀 어셈블리(100)에서 열폭주나 화재가 발생되더라도, 열폭주에 의한 상승된 온도의 영향을 받아, 상기 소화 밸브(343)가 즉각적으로 소화액을 배터리 팩(200) 내부로 공급할 수 있다. 궁극적으로, 배터리 팩(200)의 화재 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 일부 구성인 이격 부재를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 13은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 1과 함께 도 12 및 도 13을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 팩의 이격 부재(230A)는 상기 배터리 팩(200)의 모듈 하우징(210) 내부로 공급된 소화액(322)과 접촉할 경우, 상기 소화액(322)을 흡수하여 부피가 팽창되도록 구성된 합성 섬유(235)를 구비할 수 있다. 상기 합성 섬유(235)는 상기 복수의 이차전지(110) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 이격 부재(230A)는 합성 섬유(235)를 구비할 수 있다. 상기 합성 섬유(235)는 직사각형의 패드 형태를 가질 수 있다. 상기 합성 섬유(235)의 전후면은 상기 이차전지(110)의 전면 또는 후면과 대응되는 크기일 수 있다. 상기 합성 섬유(235)는 소화액(322)을 흡수할 경우, 부피 팽창을 일으켜 그 크기가 변형될 수 있다. 그리고, 상기 합성 섬유(235)는 가압에 따라 변형되는 탄성을 가질 수 있다.
더욱이, 상기 합성 섬유(235)는 소화액(322)을 흡수하도록 구성될 수 있다. 상기 합성 섬유(235)는 고흡수성 수지를 그물 형태로 방적하여 형성된 고흡수성 섬유(super absorbent fiber)를 구비할 수 있다. 여기서, 고흡수성 수지는 자체 무게의 5백 내지 1천배 정도 무게의 소화액(물)을 흡수하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 고흡수성 수지는 LG화학社의 고흡수성 수지 제품일 수 있다. 예를 들면, 상기 합성 섬유(235)는 아크릴산과 메틸 아크릴레이트 등을 원료로 하여 물에서 일괄적으로 중합 시킨 후, 중합된 고분자를 추출하고 그물 형태로 방적 시켜 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 이격 부재(230A)는 소화액(322)을 흡수하도록 구성된 합성 섬유(235)를 구비함으로써, 상기 배터리 팩(200)의 내부에 소화액(322)이 공급될 경우, 상기 이격 부재(230A)가 소화액(322)을 흡수함으로써, 상기 이격 부재(230A)가 열을 차단하는 장벽을 형성할 수 있는 바, 복수의 이차전지(110) 간의 열 이동을 차단할 수 있다. 이에 따라, 하나의 셀 어셈블리(100) 중, 일부 이차전지(110)에서 화재나 열폭주가 발생되더라도, 인접한 다른 이차전지(110)로 화재나 열 전파(Thermal Propagation)가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 배터리 팩(200)의 안전성을 효과적으로 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 합성 섬유(235)는 상기 모듈 하우징(210) 외벽의 내면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 합성 섬유(235)는 부피 팽창에 의해 상기 모듈 하우징(210) 외벽의 내면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 셀 어셈블리(100)의 이차전지(110) 중, 적어도 일부가 화재나 열폭주가 발생되어, 상기 배터리 팩(200) 내부로 소화액(물)이 유입될 경우, 상기 이격 부재(230A)의 합성 섬유(235)가 상기 소화액(322)을 흡수하고 흡수된 만큼 부피 팽창을 일으켜 변형될 수 있다. 상기 합성 섬유(235)는 부피 팽창에 의해 상기 모듈 하우징(210) 외벽의 내면과 접촉될 정도로 변형될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이격 부재(230A)의 합성 섬유(235)의 상단은 상기 모듈 하우징(210)의 상부 커버(212)의 내면과 접촉될 수 있다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
다시 도 10과 함께 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(300)은 상기 배터리 팩(200), 및 상기 배터리 팩(200)을 수용하는 랙 케이스(310)를 포함할 수 있다. 상기 랙 케이스(310)는 또한, 상기 배터리 팩(200)의 복수의 배터리 팩(200)을 상하 방향으로 적층된 형태로 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 랙 케이스(310) 내부에서는 배터리 팩(200)의 하부면이 수평면에 평행한 형태로 탑재될 수 있다.
여기서 수평 방향이란, 상기 배터리 팩(200)을 지면에 놓았을 때 지면에 평행한 방향을 의미한다고 할 수 있으며, 상하 방향에 수직하는 평면상의 적어도 한 방향이 라고도 할 수 있다.
더욱이, 상기 랙 케이스(310)는 적어도 일측이 개방 가능한 형태로 구성되어, 개방된 측면을 통해 배터리 팩(200)이 내부 공간으로 인입될 수 있다. 다만, 상기 랙 케이스(310)는, 이러한 개방된 측면이 폐쇄 가능하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 배터리 랙(300)은, 랙 케이스(310)의 내부 또는 외부에 배터리 관리 장치(Battery Management System; BMS, 350) 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 관리 장치(350)는 복수의 배터리 팩(200)의 상부(T)에 위치될 수 있다.
한편, 다시 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 저장 장치(600)는 상기 배터리 랙(300)을 적어도 둘 이상 포함할 수 있다. 상기 둘 이상의 배터리 랙(300)은 일방향으로 배열되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 전력 저장 장치(600)는 3개의 배터리 랙(300)이 일방향으로 배열되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 저장 장치(600)는 3개의 배터리 랙(300)의 충방전을 제어할 수 있는 별도의 중앙 제어부(도시하지 않음)를 구비할 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 팩 100: 셀 어셈블리
110: 이차전지 210: 모듈 하우징
115: 파우치 외장재
230: 이격 부재 240: 가이드 부재
250: 지지 부재 235: 합성 섬유
310: 소화 밸브 320: 소화 탱크
321: 토출구
333, 336: 배관, 공통 배관, 분배 배관
300: 배터리 랙 310: 랙 케이스
600: 전력 저장 장치

Claims (10)

  1. 일방향으로 적층된 복수의 이차전지를 가진 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리;
    상기 적어도 하나 이상의 셀 어셈블리를 수납하는 내부 공간이 형성된 모듈 하우징; 및
    상기 복수의 이차전지 사이에 개재되고, 상기 복수의 이차전지 중 적어도 하나 이상의 온도가 소정 이상이 될 경우, 상기 복수의 이차전지 사이 간격이 멀어지게 상기 복수의 이차전지 사이를 양 방향으로 가압하도록 구성된 이격 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지는 파우치 외장재를 구비하고,
    상기 파우치 외장재는 전극 조립체가 수납되는 수용 공간이 형성된 수납부, 및 상기 파우치 외장재의 외주면이 실링된 실링부가 구비되며,
    상기 이격 부재는 상기 복수의 이차전지 각각의 수납부와 대면하도록 위치된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이격 부재는, 몸체의 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 부피가 팽창하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이격 부재의 팽창 시, 팽창이 적층 방향으로 이루어지도록 상기 이격 부재의 측부를 감싸도록 구성된 가이드 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지 사이에 구비되고, 상기 이격 부재의 양 방향으로 비가역적으로 길이가 늘어나는 것이 가능하도록 구성된 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 모듈 하우징의 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승할 경우, 소화액이 상기 모듈 하우징의 내부로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이격 부재는, 상기 배터리 팩 내부로 공급된 소화액과 접촉할 경우, 상기 소화액을 흡수하여 부피가 팽창되도록 구성된 합성 섬유를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 합성 섬유는, 상기 소화액을 흡수할 경우, 부피 팽창에 의해 상기 모듈 하우징 외벽의 내면과 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩, 및 상기 배터리 팩을 수용하는 랙 케이스를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리 랙.
  10. 제9항에 따른 배터리 랙을 적어도 둘 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 장치.
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