WO2022114460A1 - 셀 트레이 및 이를 포함하는 보관 컨테이너 - Google Patents

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cell tray
storage container
tray
lower plate
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김혜진
정대식
송우영
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a cell tray and a storage container including the same, and more particularly, to a cell tray and storage container with improved safety.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • the secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is embedded in a cell case of an aluminum laminate sheet.
  • a foil which is a connection part, exists between an electrode and an electrode lead, and the foil is wrapped in a terrace part that is an extension part of the cell case.
  • the terrace portion may be formed of a flexible material. Therefore, when the battery cell is moved, when the electrode lead portion receives a force, the relatively weak foil portion is bent, which may lead to a disconnection.
  • An object of the present invention is to provide a cell tray and storage container with improved safety.
  • a cell tray according to an embodiment of the present invention is a cell tray for transferring a pouch-type battery cell pressurized and fixed by a lower plate and an upper plate, the cell tray bottom having a depression corresponding to the lower plate; and an edge portion protruding from the bottom of the cell tray and positioned around the depression, wherein the lower plate is mounted to the depression.
  • the lower plate may be caught on the edge portion to fix the battery cell.
  • An electrode lead protruding from the pouch-type battery cell may be disposed on the edge portion, and the edge portion may be formed of an insulating material.
  • the insulating material may include a styrofoam material.
  • the pouch-type battery cell includes an electrode assembly, a cell case accommodating the electrode assembly, and a terrace portion that covers a plurality of foils connected to the electrode assembly and extends from the cell case, and the electrode leads from the end of the terrace portion protrudes, and an additional depression may be formed in a portion corresponding to the terrace portion.
  • the additional recessed part may protrude further than the recessed part in a direction in which the electrode lead protrudes.
  • a storage container stores the cell tray.
  • the storage container may further include a reinforcing plate positioned at the bottom of the cell tray, and the reinforcing plate may have a stronger strength than a material forming the cell tray.
  • the reinforcing plate may be formed of a plastic material.
  • a bottom area of the storage container may be the same as a bottom area of the cell tray.
  • the battery cell by forming a depression in the cell tray so that the battery cell mounted therein is not shaken, the battery cell can be stably fixed when the battery cell is transported.
  • the cell terrace is inflated when gas is generated due to deterioration of the battery cell, so that the exterior of the battery cell is not damaged by the cell tray.
  • a plurality of cell trays can be stably stacked in a storage container to safely transport the battery cells.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a pouch-type battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the pouch-type battery cell of FIG. 1 is assembled.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of region P of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a view showing a battery cell storage method according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a problem that occurs when the battery cell of FIG. 5 is placed in a storage container and moved.
  • FIG. 7 is a view showing a cell tray according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the cut line B-B' of FIG. 7 in a state in which the battery cells are mounted on the cell tray of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a phenomenon in which a terrace portion in the Q region of FIG. 8 swells when the battery cell of FIG. 8 deteriorates and gas is generated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the cut line C-C' of FIG. 7 in a state in which the battery cells are mounted on the cell tray of FIG. 7 .
  • FIG. 11 is a view showing a storage container according to another embodiment of the present invention.
  • a part of a layer, film, region, plate, etc. when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is “just above” another part, we mean that there is no other part in the middle.
  • the reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily mean to be located “on” or “on” in the direction opposite to the gravitational force not.
  • planar it means when the target part is viewed from above, and "in cross-section” means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a pouch-type battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view showing the pouch-type battery cell of FIG. 1 is assembled.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of region P of FIG. 3 .
  • the pouch-type battery cell 100 may be manufactured by accommodating the electrode assembly 200 in the cell case 300 and then sealing it.
  • the electrode assembly 200 may include a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the electrode assembly 200 may be a stack type electrode assembly, a jelly roll type electrode assembly, or a stack/folding type electrode assembly.
  • Each of the positive and negative electrodes may include an electrode tab 210t, and electrode leads 210 and 220 respectively connected to the electrode tab 210t may be exposed to the outside of the cell case 300 .
  • the electrode tab 210t may be formed by extending a foil of an electrode sheet included in the electrode assembly 200 .
  • the electrode leads 210 and 220 may be respectively positioned in the sealing part 300S while being covered with the lead film 600 .
  • the cell case 300 is made of a laminate sheet, and may include a resin layer for thermal fusion and a metal layer for preventing material penetration.
  • the cell case 300 may include an upper case 310 and a lower case 320 .
  • the upper case 310 may include an inner resin layer 310a for sealing, a metal layer 310b for preventing material penetration, and an outer resin layer 310c.
  • the layer structure of the upper case 310 described above may be equally applied to the lower case 320 .
  • the lower case 320 may include an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer.
  • the outer resin layer 310c and the packaging sheet layer may have excellent tensile strength and weather resistance compared to their thickness and exhibit electrical insulation to protect the pouch-type secondary battery from the outside.
  • the outer resin layer 310c may include a polyethylene terephthalate (PET) resin or a nylon resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the metal layer 310b may prevent air, moisture, etc. from flowing into the pouch-type battery cell 100 .
  • the metal layer 310b may include aluminum (Al).
  • the inner resin layer 310a may be thermally fused to each other by heat and pressure applied while the electrode assembly 200 is embedded.
  • the inner resin layer 310a may include casted polypropylene (CPP) or polypropylene (PP).
  • a concave receiving part 300ST in which the electrode assembly 200 can be seated may be formed in each of the upper case 310 and the lower case 320 .
  • Sealing parts 300S1 and 300S2 may be provided along the outer periphery of the accommodating part 300ST for each of the upper case 310 and the lower case 320 .
  • the sealing part 300S1 of the upper case 310 and the sealing part 300S2 of the lower case 320 may be thermally fused to each other to form the sealing part 300S, and the cell case 300 may be sealed.
  • one side of the upper case and one side of the lower case may be integrally connected to each other, and the remaining three sides may be thermally fused.
  • each of the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes included in the electrode assembly 200 may include a positive electrode tab and a negative electrode tab, and electrode leads 210 and 220 are connected thereto.
  • one of the electrode leads 210 and 220 may be a positive lead, and the other may be a negative lead.
  • one of the electrode leads 210 and 220 connected to the electrode assembly 200 protrudes from one end of the cell case 300 , is exposed to the outside of the cell case 300 , and the other of the electrode leads 210 and 220 .
  • One may protrude from the other end of the cell case 300 and be exposed to the outside of the cell case 300 .
  • the pouch-type battery cell 100 covers the electrode assembly 200 , the cell case 300 accommodating the electrode assembly 200 , and the plurality of electrode tabs 210t connected to the electrode assembly 200 , the cell It may include a terrace portion 300T extending from the case 300 .
  • the electrode lead 210 may protrude from the end of the terrace portion 300T.
  • the bidirectional electrode leads 210 and 220 have been described in this embodiment, the electrode leads 210 and 220 may protrude in one direction.
  • FIG. 5 is a view showing a battery cell storage method according to a comparative example of the present invention.
  • 6 is a diagram illustrating a problem that occurs when the battery cell of FIG. 5 is placed in a storage container and moved.
  • the battery cell 10 is pressurized and fixed by the lower plate 40 and the upper plate 50, and in consideration of the insulation function during transport, plastic protective caps are provided on both leads. (21) can be covered. Thereafter, referring to FIG. 6 , the battery cell 10 pressurized and fixed by the lower plate 40 and the upper plate 50 is put into the storage container 80 and transported. In the process of transporting the battery cells (10) is shaken. At this time, as shown in FIG. 6 , in the region H of FIG. 5 , the electrode lead 21 covered by the protective cap 21 positioned at one end of the battery cell 10 and the terrace portion connected to the electrode lead 21 ( 30T), that is, the foil may be bent and disconnection may occur. When disconnection occurs, the capacity of the battery cell 10 may be reduced.
  • FIG. 7 is a view showing a cell tray according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is a cross-sectional view taken along the cut line B-B' of FIG. 7 in a state in which the battery cells are mounted on the cell tray of FIG. 7 .
  • the cell tray 700 may transport the pouch-type battery cell 100 pressurized and fixed by the lower plate 400 and the upper plate 500 .
  • the cell tray 700 may be formed of an insulating material such as rigid Styrofoam.
  • the cell tray 700 protrudes on the cell tray bottom portion 700B, in which the depression portion 700D corresponding to the lower plate 400 is formed, and the cell tray bottom portion 700B, and the depression portion 700D.
  • ) includes an edge portion (700P) located on the main surface.
  • the lower plate 400 is mounted on the recessed portion 700D. In this case, the height of the depression 700D may be the same as the height of the lower plate 400 .
  • An electrode lead 210 protruding from the pouch-type battery cell 100 may be disposed on the edge portion 700P according to the present embodiment.
  • the edge portion 700P may be formed of an insulating material.
  • the insulating material may include a styrofoam material.
  • a reinforcing plate 800 may be formed at the bottom of the cell tray bottom 700B. This will be described later.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a phenomenon in which a terrace portion in the Q region of FIG. 8 swells when the battery cell of FIG. 8 deteriorates and gas is generated.
  • FIGS. 8 and 9 when the battery cell 100 is degraded, a phenomenon in which the terrace portion 300T swells (swelling) may occur and the appearance of the battery cell 100 may change.
  • FIG. 10 which will be described later, if only the recessed portion 700D that fits the cell tray 700 is formed, the terrace portion 300T is pressed against the cell tray 700 when the terrace portion 300T is swollen and the electrode lead 210 is formed. ) may lift up and damage the inner foil.
  • interference occurs between the upper plate 500 and the battery cell 100, and there is a possibility of damage to the external pouch.
  • the cell tray 700 is added to a portion corresponding to the terrace portion 300T.
  • a depression 700A may be formed.
  • the additional depression 700A may protrude more than the depression 700D in the direction in which the electrode lead 210 protrudes.
  • the height of the additional depression 700A may be the same as the height of the lower plate 400 . Due to this structure, the terrace portion 300T may not touch the cell tray 700 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the cut line C-C' of FIG. 7 in a state in which the battery cells are mounted on the cell tray of FIG. 7 .
  • a locking part HP may be formed in the cell tray 700 so that the lower plate 400 is caught by the edge part 700P to fix the battery cell 100 .
  • the locking portion HP may be formed.
  • FIG. 11 is a view showing a storage container according to another embodiment of the present invention.
  • the storage container 1000 may store at least one cell tray 700 .
  • the stored cell tray 700 may be transferred to a desired location.
  • the storage container 1000 may further include a reinforcing plate 800 positioned at the bottom of the cell tray 700 .
  • the reinforcing plate 800 may have a stronger strength than the material forming the cell tray 700 .
  • the reinforcing plate 800 may be formed of a plastic material. Since the reinforcing plate 800 is formed at the bottom of the cell tray 700 , the stacked structure can be stably maintained in the storage container 1000 even when a plurality of cell trays 700 are stacked.
  • the area of the bottom of the storage container 1000 may be the same as the area of the bottom of the cell tray 700 .

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 셀 트레이는 하부 플레이트와 상부 플레이트에 의해 가압 및 고정된 파우치형 전지셀을 이송하는 셀 트레이에 있어서, 상기 하부 플레이트에 대응하는 함몰부가 형성되어 있는 셀 트레이 바닥부, 및 상기 셀 트레이 바닥부 상에 돌출되고, 상기 함몰부 주변에 위치하는 테두리부를 포함하며, 상기 함몰부에 상기 하부 플레이트가 장착된다.

Description

셀 트레이 및 이를 포함하는 보관 컨테이너
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 11월 24일자 한국 특허 출원 제10-2020-0158896호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 셀 트레이 및 이를 포함하는 보관 컨테이너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 안전성이 향상된 셀 트레이 및 보관 컨테이너에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 셀 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
파우치형 이차 전지에서는 전극과 전극 리드 사이에 연결부인 포일(foil)이 존재하며, 이러한 포일은 셀 케이스의 연장부인 테라스부에 감싸져 있다. 상기 테라스부는 유연한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 전지셀을 이동할 때, 전극리드 부분이 힘을 받게 되면, 상대적으로 약한 포일 부분이 꺾이게 되고, 이는 단선으로 이어질 위험이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안전성이 향상된 셀 트레이 및 보관 컨테이너를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 셀 트레이는 하부 플레이트와 상부 플레이트에 의해 가압 및 고정된 파우치형 전지셀을 이송하는 셀 트레이에 있어서, 상기 하부 플레이트에 대응하는 함몰부가 형성되어 있는 셀 트레이 바닥부, 및 상기 셀 트레이 바닥부 상에 돌출되고, 상기 함몰부 주변에 위치하는 테두리부를 포함하며, 상기 함몰부에 상기 하부 플레이트가 장착된다.
상기 테두리부에 상기 하부 플레이트가 걸려 상기 전지셀이 고정될 수 있다.
상기 테두리부 상에 상기 파우치형 전지셀로부터 돌출된 전극 리드가 배치되고, 상기 테두리부는 절연 물질로 형성될 수 있다.
상기 절연 물질은 스트로폼 재질을 포함할 수 있다.
상기 파우치형 전지셀은, 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수납하는 셀 케이스, 및 상기 전극 조립체와 연결된 복수의 포일을 덮고, 상기 셀 케이스로부터 연장되는 테라스부를 포함하고, 상기 테라스부의 단부로부터 상기 전극 리드가 돌출되며, 상기 테라스부에 대응하는 부분에 추가 함몰부가 형성될 수 있다.
상기 추가 함몰부는 상기 전극 리드가 돌출된 방향으로 상기 함몰부보다 더 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보관 컨테이너는 상기 셀 트레이를 보관한다.
상기 보관 컨테이너는 상기 셀 트레이 하단에 위치하는 보강 플레이트를 더 포함하고, 상기 보강 플레이트는 상기 셀 트레이를 형성하는 재질보다 강한 강도를 가질 수 있다.
상기 보강 플레이트는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
상기 보관 컨테이너의 바닥부 면적은 상기 셀 트레이의 바닥부 면적과 동일할 수 있다.
실시예들에 따르면, 내부에 장착된 전지셀이 흔들리지 않도록 셀 트레이에 함몰부를 형성하여, 전지셀 이송 시 전지셀을 안정적으로 고정할 수 있다.
또한, 셀 케이스의 연장부인 테라스부에 대응하는 부분에 추가 함몰부를 형성함으로써, 전지셀 퇴화에 의한 가스 발생 시 셀 테라스가 부풀게 되어 전지셀 외관이 셀 트레이에 의해 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 셀 트레이 하단에 셀 트레이를 형성하는 재질과 다른 강도를 갖는 플레이트를 덧댐으로써, 보관 컨테이너에 복수의 셀 트레이를 안정적으로 쌓아 전지셀을 안전하게 이송할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 전지셀을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 파우치형 전지셀이 조립된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 P영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 전지셀 보관 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 전지셀을 보관 컨테이너에 담아 이동 시 발생하는 문제를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 트레이를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 셀 트레이에 전지셀을 장착한 상태에서, 도 7의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 9는 도 8의 전지셀이 퇴화되어 가스 발생 시, 도 8의 Q영역에서 테라스부가 부풀게 되는 현상을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7의 셀 트레이에 전지셀을 장착한 상태에서, 도 7의 절단선 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보관 컨테이너를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 전지셀을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 파우치형 전지셀이 조립된 모습을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다. 도 4는 도 3의 P영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 파우치형 전지셀(100)은, 셀 케이스(300) 내부에 전극 조립체(200)를 수납한 뒤 밀봉하여 제조될 수 있다. 전극 조립체(200)는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함할 수 있다. 전극 조립체(200)는 스택형 전극 조립체, 젤리롤형 전극 조립체 또는 스택/폴딩형 전극 조립체일 수 있다.
양극 및 음극 각각은 전극 탭(210t)을 포함하고, 전극 탭(210t)과 각각 연결되는 전극 리드(210, 220)가 셀 케이스(300) 외부로 노출될 수 있다. 전극 탭(210t)은 전극 조립체(200)에 포함된 전극 시트의 포일이 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 밀봉성과 절연성을 위해 전극 리드(210, 220)들은 각각 리드 필름(600)으로 덮인 상태로 실링부(300S)에 위치할 수 있다.
셀 케이스(300)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 열 융착을 위한 수지층과 물질 침투 방지를 위한 금속층을 포함할 수 있다. 셀 케이스(300)는 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참고하면, 상부 케이스(310)는 밀봉을 위한 내측 수지층(310a), 물질의 관통을 방지하는 금속층(310b), 및 외측 수지층(310c)을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 상부 케이스(310)에 관한 층 구조는 하부 케이스(320)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다시 말해, 전극 조립체(200)에서 멀어지는 방향을 따라 하부 케이스(320)는 내측 수지층, 금속층, 및 외측 수지층을 포함할 수 있다.
외측 수지층(310c) 및 상기 포장 시트층은 외부로부터 파우치형 이차 전지를 보호하기 위해 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성을 갖고 전기적 절연성을 띌 수 있다. 이러한 외측 수지층(310c)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 또는 나일론(nylon) 수지를 포함할 수 있다. 금속층(310b)은 공기, 습기 등이 파우치형 전지셀(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 금속층(310b)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 내측 수지층(310a)은 전극 조립체(200)를 내장한 상태에서 인가된 열과 압력에 의해 서로 열 융착될 수 있다. 이러한 내측 수지층(310a)은 무연신 폴리프로필렌(Casted PolyPropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 다시 참고하면, 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각에 전극 조립체(200)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(300ST)가 형성될 수 있다. 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각에 대해 수납부(300ST)의 바깥 둘레를 따라 실링부(300S1, 300S2)가 마련될 수 있다. 상부 케이스(310)의 실링부(300S1)와 하부 케이스(320)의 실링부(300S2)가 서로 열융착되어 실링부(300S)를 형성하고, 셀 케이스(300)가 밀봉될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로써, 상부 케이스의 일변과 하부 케이스의 일변이 서로 일체로써 연결되고, 나머지 세변이 열 융착되는 형태일 수 있다.
한편, 전극 조립체(200)에 포함된 다수의 양극 및 다수의 음극 각각은 양극탭 및 음극탭을 포함할 수 있고, 전극 리드(210, 220)가 연결된다. 구체적으로, 전극 리드(210, 220) 중 하나는 양극 리드이고, 다른 하나는 음극 리드일 수 있다. 위와 같이 전극 조립체(200)와 연결된 전극 리드(210, 220) 중 하나는 셀 케이스(300)의 일 단부로부터 돌출되고, 셀 케이스(300) 외부로 노출되며, 전극 리드(210, 220) 중 다른 하나는 셀 케이스(300)의 다른 일 단부로부터 돌출되고, 셀 케이스(300) 외부로 노출될 수 있다. 구체적으로, 파우치형 전지셀(100)은 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)를 수납하는 셀 케이스(300), 및 전극 조립체(200)와 연결된 복수의 전극 탭(210t)을 덮고, 셀 케이스(300)로부터 연장되는 테라스부(300T)를 포함할 수 있다. 테라스부(300T)의 단부로부터 전극 리드(210)가 돌출될 수 있다.
본 실시예에서는 양 방향 전극 리드(210, 220) 구조로 설명하였으나, 전극 리드(210, 220)가 한 방향으로 돌출될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 전지셀 보관 방법을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 5의 전지셀을 보관 컨테이너에 담아 이동 시 발생하는 문제를 나타내는 도면이다.
도 5를 참고하면, 비교예에 전지셀(10)은 하부 플레이트(40)와 상부 플레이트(50)에 의해 가압 및 고정된 상태에서, 이송 중 절연 기능을 고려하여 양쪽 리드에 플라스틱 재질의 보호캡(21)을 씌울 수 있다. 이후, 도 6을 참고하면, 보관 컨테이너(80)에 하부 플레이트(40)와 상부 플레이트(50)에 의해 가압 및 고정된 전지셀(10)을 넣고, 이송을 하게 되는데, 이송하는 과정에서 전지셀(10)이 흔들리게 된다. 이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 도 5의 H영역에서, 전지셀(10)의 일단에 위치하는 보호캡(21)에 덮인 전극 리드(21) 및 전극 리드(21)에 연결된 테라스부(30T) 내의 전극 탭 즉, 포일(Foil)이 꺾이면서 단선이 발생할 수 있다. 단선이 발생하면 전지셀(10)의 용량이 줄어들 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 트레이를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7의 셀 트레이에 전지셀을 장착한 상태에서, 도 7의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 셀 트레이(700)는 하부 플레이트(400)와 상부 플레이트(500)에 의해 가압 및 고정된 파우치형 전지셀(100)을 이송할 수 있다. 셀 트레이(700)는 단단한 스티로폼과 같은 절연 재질로 형성될 수 있다. 이때, 셀 트레이(700)는 하부 플레이트(400)에 대응하는 함몰부(700D)가 형성되어 있는 셀 트레이 바닥부(700B)와, 셀 트레이 바닥부(700B) 상에 돌출되고, 함몰부(700D) 주면에 위치하는 테두리부(700P)를 포함한다. 함몰부(700D)에는 하부 플레이트(400)가 장착된다. 이때, 함몰부(700D)의 높이는 하부 플레이트(400)의 높이와 동일할 수 있다.
본 실시예에 따른 테두리부(700P) 상에는 파우치형 전지셀(100)로부터 돌출된 전극 리드(210)가 배치될 수 있다. 테두리부(700P)는 절연 물질로 형성될 수 있다. 절연 물질은 스트로폼 재질을 포함할 수 있다.
셀 트레이 바닥부(700B) 하단에 보강 플레이트(800)가 형성될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 9는 도 8의 전지셀이 퇴화되어 가스 발생 시, 도 8의 Q영역에서 테라스부가 부풀게 되는 현상을 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 전지셀(100)이 퇴화가 되면, 테라스부(300T)가 부풀게 되는 현상(Swelling)이 발생하여 전지셀(100)이 외관이 변할 수 있다. 후술하는 도 10에 도시된 것처럼 셀 트레이(700)에 딱 맞춘 함몰부(700D)만 형성하면, 테라스부(300T) 스웰링시 셀 트레이(700)에 테라스부(300T)가 눌리면서 전극 리드(210)가 위로 들려 내부 포일이 손상될 수 있다. 뿐만 아니라, 상부 플레이트(500)와 전지셀(100) 사이에 간섭이 생겨 외부 파우치 손상 가능성이 있다. 이와 같은 외관 변형에 따른 전지셀(100) 손상을 방지하기 위해, 본 실시예에 따르면 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 셀 트레이(700)에는 테라스부(300T)에 대응하는 부분에 추가 함몰부(700A)가 형성될 수 있다. 추가 함몰부(700A)는 전극 리드(210)가 돌출된 방향으로 함몰부(700D)보다 더 돌출될 수 있다. 이때, 추가 함몰부(700A)의 높이는 하부 플레이트(400)의 높이와 동일할 수 있다. 이러한 구조에 의해 테라스부(300T)가 셀 트레이(700)에 닿지 않을 수 있다.
도 10은 도 7의 셀 트레이에 전지셀을 장착한 상태에서, 도 7의 절단선 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 10을 참고하면, 테두리부(700P)에 하부 플레이트(400)가 걸려 전지셀(100)이 고정되도록 셀 트레이(700) 내에 걸림부(HP)를 형성할 수 있다. 전극 리드(210)가 돌출된 방향으로의 하부 플레이트(400) 길이가 함몰부(700D)의 길이와 실질적으로 동일하도록 형성함으로써, 걸림부(HP)가 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보관 컨테이너를 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 보관 컨테이너(1000)는, 적어도 하나의 셀 트레이(700)를 보관할 수 있다. 또한, 보관된 셀 트레이(700)를 원하는 장소로 이송할 수 있다.
보관 컨테이너(1000)는, 셀 트레이(700) 하단에 위치하는 보강 플레이트(800)를 더 포함할 수 있다. 보강 플레이트(800)는 셀 트레이(700)를 형성하는 재질보다 강한 강도를 가질 수 있다. 일례로, 보강 플레이트(800)는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 보강 플레이트(800)가 셀 트레이(700) 하단에 형성됨으로써, 복수의 셀 트레이(700)를 적층하더라도 보관 컨테이너(1000) 내에서 안정적으로 적층 구조를 유지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 보관 컨테이너(1000)의 바닥부 면적은 셀 트레이(700)의 바닥부 면적과 동일할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
부호의 설명
100: 전지셀
300: 셀 케이스
300T: 테라스부
400: 하부 플레이트
500: 상부 플레이트
700: 셀 트레이
700D: 함몰부
700A: 추가 함몰부
700B: 셀 트레이 바닥부
700P: 테두리부
800: 보강 플레이트
1000: 보관 컨테이너

Claims (10)

  1. 하부 플레이트와 상부 플레이트에 의해 가압 및 고정된 파우치형 전지셀을 이송하는 셀 트레이에 있어서,
    상기 하부 플레이트에 대응하는 함몰부가 형성되어 있는 셀 트레이 바닥부, 및
    상기 셀 트레이 바닥부 상에 돌출되고, 상기 함몰부 주변에 위치하는 테두리부를 포함하며,
    상기 함몰부에 상기 하부 플레이트가 장착되는 셀 트레이.
  2. 제1항에서,
    상기 테두리부에 상기 하부 플레이트가 걸려 상기 전지셀이 고정되는 셀 트레이.
  3. 제1항에서,
    상기 테두리부 상에 상기 파우치형 전지셀로부터 돌출된 전극 리드가 배치되고,
    상기 테두리부는 절연 물질로 형성되는 셀 트레이.
  4. 제3항에서,
    상기 절연 물질은 스트로폼 재질을 포함하는 셀 트레이.
  5. 제1항에서,
    상기 파우치형 전지셀은,
    전극 조립체,
    상기 전극 조립체를 수납하는 셀 케이스, 및
    상기 전극 조립체와 연결된 복수의 포일을 덮고, 상기 셀 케이스로부터 연장되는 테라스부를 포함하고,
    상기 테라스부의 단부로부터 상기 전극 리드가 돌출되며,
    상기 테라스부에 대응하는 부분에 추가 함몰부가 형성되어 있는 셀 트레이.
  6. 제5항에서,
    상기 추가 함몰부는 상기 전극 리드가 돌출된 방향으로 상기 함몰부보다 더 더 돌출되어 있는 셀 트레이.
  7. 제1항에 따른 셀 트레이를 보관하는 보관 컨테이너.
  8. 제7항에서,
    상기 셀 트레이 하단에 위치하는 보강 플레이트를 더 포함하고,
    상기 보강 플레이트는 상기 셀 트레이를 형성하는 재질보다 강한 강도를 갖는 보관 컨테이너.
  9. 제8항에서,
    상기 보강 플레이트는 플라스틱 소재로 형성되는 보관 컨테이너.
  10. 제7항에서,
    상기 보관 컨테이너의 바닥부 면적은 상기 셀 트레이의 바닥부 면적과 동일한 보관 컨테이너.
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