WO2024090963A1 - 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차 - Google Patents

배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차 Download PDF

Info

Publication number
WO2024090963A1
WO2024090963A1 PCT/KR2023/016581 KR2023016581W WO2024090963A1 WO 2024090963 A1 WO2024090963 A1 WO 2024090963A1 KR 2023016581 W KR2023016581 W KR 2023016581W WO 2024090963 A1 WO2024090963 A1 WO 2024090963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
battery pack
pack
case
battery cells
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/016581
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김계성
박태영
최범
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Publication of WO2024090963A1 publication Critical patent/WO2024090963A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/229—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/367—Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems

Definitions

  • the present invention relates to battery packs, and in particular to battery packs, methods of manufacturing battery packs, and automobiles.
  • This application is a priority application for Korean Patent Application No. 10-2022-0138104 filed on October 25, 2022, and all contents disclosed in the specification and drawings of the application are incorporated by reference into this application.
  • Secondary batteries which are easy to apply depending on the product group and have electrical characteristics such as high energy density, are used not only in portable devices but also in electric vehicles (EV, Electric Vehicle) or hybrid vehicles (HEV, Hybrid Electric Vehicle) that are driven by an electrical drive source. It is universally applied. These secondary batteries are attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency, not only because they have the primary advantage of being able to dramatically reduce the use of fossil fuels, but also because they do not generate any by-products due to energy use.
  • EV Electric Vehicle
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • Types of secondary batteries currently widely used include lithium ion batteries, lithium polymer batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, and nickel zinc batteries.
  • the operating voltage of these unit secondary battery cells is approximately 2.5V to 4.5V. Therefore, when a higher output voltage is required, a battery pack is formed by connecting a plurality of battery cells in series. Additionally, a battery pack may be constructed by connecting multiple battery cells in parallel depending on the charge/discharge capacity required for the battery pack. Accordingly, the number of battery cells included in the battery pack can be set in various ways depending on the required output voltage or charge/discharge capacity.
  • the existing battery pack includes a plurality of battery cells, a module case storing battery cells in module units, and a pack case storing them all.
  • a gap between battery cells stored in the module case there is a gap between battery cells stored in the module case, and the module case has a frame that secures the battery cells. This exists.
  • the gap between the battery cells is filled with the ribs of the frame or is left as an empty space, and a plurality of battery modules combined with the battery cells and the frame are gathered to form a battery pack.
  • the purpose of the present invention is to provide a battery pack that reduces the possibility of chain ignition and reduced space efficiency by preventing side rupture of the battery cell and ensuring structural rigidity within the battery module.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a battery pack.
  • Another object of the present invention is to provide a vehicle including such a battery pack.
  • the battery pack of the present invention includes a pack case; a battery cell assembly including a plurality of battery cells stored in the pack case; a resin layer filling a relatively lower portion of the space between the plurality of battery cells; and an inorganic film that fills a relative upper portion of the space between the plurality of battery cells.
  • the inorganic film is characterized as having flame retardancy compared to the resin layer.
  • the battery cell is a cylindrical battery cell, the battery cells are stored upright in the pack case, and the resin layer and the inorganic film may surround the sides of the battery cells.
  • the resin layer and the inorganic film are double layers formed by forced phase separation as the composition containing the base resin and the inorganic filler hardens.
  • the inorganic filler has a low density compared to the base resin.
  • the inorganic filler may be a hollow glass bead.
  • the initial viscosity of the base resin is preferably 1000 cp or less.
  • the content of the inorganic filler in the composition may be 10% or more.
  • the base resin may have a shore hardness A of 80 or more and a shore hardness D of 30 or more after curing.
  • the base resin preferably has an initial curing time of 30 minutes or more.
  • An adhesive may be further included between the inner surface of the pack case and the lower end of the battery cell.
  • the battery cell may include a vent portion at the top or bottom, and the inorganic film may surround the vent portion.
  • the pack case includes a bottom frame or pack tray that accommodates the lower end of the battery cell.
  • the pack case may further include a cover frame that covers the upper part of the battery cell.
  • the pack case includes a base case supporting the battery cell assembly; and cross beams provided on both sides of the base case and coupled to the upper end of the battery cell assembly.
  • An adhesive filled to a predetermined height may be further included on the inner surface of the base case.
  • a battery pack manufacturing method includes storing a plurality of battery cells in a pack case; Filling the space between the plurality of battery cells with a composition containing a base resin and an inorganic filler; and curing the composition, by forcibly phase separating the base resin and the inorganic filler according to the density difference during curing, thereby forming a resin layer that fills the relative lower part of the space between the plurality of battery cells and the relative upper part of the space between the plurality of battery cells. It includes forming a filling inorganic film.
  • a vehicle of the present invention for achieving the above still other object includes at least one battery pack according to the present invention.
  • the module case can be omitted by filling the space between the battery cells with a resin layer, and the relative lower part of the space between the battery cells is made of resin by a method of forced phase separation while curing the composition containing the base resin and the inorganic filler.
  • the relative upper part of the space between battery cells can be formed with an inorganic film. Inorganic films can secure flame retardancy and reduce the possibility of chain ignition.
  • a battery pack with reduced possibility of chain ignition and reduced space efficiency and a vehicle including the same can be provided.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram for explaining phase separation.
  • Figure 3 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining battery cells included in the battery pack of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a mechanism for ensuring safety when an abnormal situation occurs in the battery pack of FIG. 3.
  • Figure 6 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the battery cell assembly of the battery pack of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the pack case of FIG. 6.
  • Figure 9 is a diagram for explaining a car according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10a is a photograph of the state after curing of Comparative Example 1
  • Figure 10b is a photograph of the flame retardancy test of Comparative Example 1.
  • Figure 11a is a photograph of the state after curing of Comparative Example 2
  • Figure 11b is a photograph of the flame retardancy test of Comparative Example 2.
  • Figure 12a is a photograph of the state after curing of the example
  • Figure 12b is a photograph of the flame retardancy test of the example.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • a battery pack (A) may be composed of one or more battery modules (B), and the battery module (B) may be composed of a plurality of battery cells (C).
  • the type or structure of the battery pack (A), battery module (B), and battery cell (C) is not particularly limited.
  • the battery pack (A) of this embodiment has a predetermined standardized structure or shape, and may include battery packs of various types or structures as long as it is coupled to the bottom of the vehicle.
  • the term “battery pack” is used for convenience of explanation, but this does not necessarily refer only to a battery pack in the typical sense.
  • the battery pack A of this embodiment may include technical concepts such as battery cell to pack or battery cell to chassis. That is, in this embodiment, the term battery pack (A) can be interpreted to broadly include an energy storage means that has a predetermined standardized structure or shape and is coupled to the vehicle to supply power to the driving means.
  • the battery pack (A) includes a pack case (A1). Store the battery module (B) inside the pack case (A1).
  • the pack case A1 can be configured in various ways, as shown in other embodiments described later.
  • the battery module (B) may be a concept of a battery cell assembly in which a plurality of battery cells (C) are electrically connected in series and/or parallel. Alternatively, it may be a concept that includes the battery cell module assembly and other electrical components such as BMS.
  • Existing battery modules include a module case made of metal to store battery cells and have mechanical rigidity, and a frame to hold and secure the battery cells. Unlike the prior art, the battery module (B) included in the battery pack (A) of this embodiment may have module cases and frames omitted or minimized.
  • a resin layer (D) is included in a relatively lower part of the space between the battery cells (C).
  • the resin layer (D) fills the relative lower part of the space between the battery cells (C), so that there is no empty space between the battery cell (C) and the resin layer (D).
  • the relative upper part of the space between the battery cells (C) includes an inorganic film (E).
  • the inorganic film (E) fills the relative upper part of the space between the battery cells (C), so that there is no empty space between the battery cell (C) and the inorganic film (E).
  • the resin layer (D) may be formed from the bottom of the pack case (A1).
  • the resin layer (D) may surround the bottom and sides of the battery cell (C).
  • the resin layer (D) may be formed from the bottom of the battery cell (C).
  • the resin layer (D) may surround the sides of the battery cell (C) except for the bottom surface.
  • the resin layer (D) replaces the module case and frame of an existing battery module to support the battery cell (C) and especially to mechanically protect the side of the battery cell (C). It is possible to prevent side rupture of the battery cell (C).
  • the battery cell C may be a cylindrical battery cell.
  • Battery cells (C) can be stored upright in the pack case (A1).
  • the resin layer (D) and the inorganic film (E) can surround the sides of the battery cells (C) and mechanically support them.
  • the inorganic film (E) may be formed above the resin layer (D).
  • the inorganic film (E) may surround the top and sides of the battery cell (C).
  • the inorganic film (E) may only surround the side of the battery cell (C).
  • the inorganic film (E) may be formed to fill the upper surface of the pack case (A1).
  • the resin layer (D) may surround the sides of the battery cell (C) except for the bottom surface.
  • the resin layer (D) replaces the module case and frame of an existing battery module to support the battery cell (C) and especially to mechanically protect the side of the battery cell (C).
  • the inorganic film (E) may have flame retardancy compared to the resin layer (D).
  • the inorganic film (E) can ensure the flame retardancy of the battery pack (A) compared to the case where the inside of the battery pack (A) is completely filled with a resin layer.
  • the bottom surface of the pack case A1 is used as a reference. That is, the relative lower part refers to the side closer to the bottom of the pack case A1.
  • a resin layer (D) and an inorganic film (E) are formed between the plurality of battery cells (C) in a height direction along the upper side perpendicular to the bottom surface of the pack case (A1).
  • the space between the battery cells (C) in the height direction may be filled with the resin layer (D) and the inorganic film (E) without any gaps. There is a discontinuity between the materials filling the space between the battery cells (C) in the height direction.
  • a resin layer (D) is included on one side along the height direction, and an inorganic film (E) is included on the other side.
  • a plurality of battery cells (C) may first be stored in the pack case (A1), and then a resin layer (D) and an inorganic film (E) may be formed in the space between the battery cells (C).
  • a resin layer (D) may be formed on the side closer to the bottom of the pack case (A1), and an inorganic film (E) may be formed on the upper part of the resin layer (D) in the height direction.
  • a plurality of battery cells (C) may first be stored in the pack case (A1) by first forming a resin layer (D) and an inorganic film (E) outside the pack case (A1) in the space between them.
  • the height positions of the resin layer (D) and the inorganic film (E) may vary depending on the direction in which the plurality of battery cells (C) are stored in the pack case (A1). For example, when stored in the pack case (A1) with the side on which the resin layer (D) is formed as the bottom, the resin layer (D) is located on the side close to the bottom of the pack case (A1), as shown in FIG.
  • An inorganic film (E) may be positioned on top of the resin layer (D) in the height direction.
  • the inorganic film (E) is located on the side closest to the bottom of the pack case (A1) and the inorganic film (E) is located in the height direction.
  • the resin layer (D) is located at the top.
  • the resin layer (D) and the inorganic film (E) are double layers formed by forced phase separation as the composition containing the base resin and the inorganic filler hardens.
  • the process of forming the resin layer (D) and the process of forming the inorganic film (E) do not need to be performed separately.
  • it contains an inorganic filler it has the advantage of being able to reduce the weight of the battery pack (A) and also contributing to reducing manufacturing costs by using less relatively expensive base resin.
  • the inorganic film (E) can be positioned in the height direction where flame retardancy is more required. For example, when a vent is formed at the top of the battery cell (C), the inorganic film (E) can be formed at the top of the battery cell (C) to surround the vent. Conversely, when a vent is formed at the bottom of the battery cell (C), the inorganic film (E) can be formed at the bottom of the battery cell (C) to surround the vent.
  • forced phase separation of the composition with the bottom of the battery cell (C) facing upward, an inorganic film (E) can be formed on the bottom of the battery cell (C). The inorganic film (E) can more effectively block heat transfer to the surrounding area when an abnormality occurs in the battery cell (C).
  • the resin layer (D) may be formed to have a thickness of 1/2 or less based on the height of the battery cell (C), and the inorganic film (E) may be formed to have a thickness of 1/2 or more.
  • the resin layer (D) may be formed with a thickness of 2/3 or less based on the height of the battery cell (C), and the inorganic film (E) may be formed with a thickness of 1/3 or more.
  • the resin layer (D) may be formed to have a thickness of 4/5 or less based on the height of the battery cell (C), and the inorganic film (E) may be formed to have a thickness of 1/5 or more.
  • the thickness of the inorganic film (E) is preferably smaller than the thickness of the resin layer (D), but is preferably greater than the minimum thickness at which the flame retardancy effect can be observed.
  • the base resin preferably has a Shore hardness A of 80 or more and a Shore hardness D of 30 or more after curing.
  • Shore hardness A is well known as a means of measuring the hardness of soft rubber
  • Shore hardness D is a means of measuring the hardness of hard rubber.
  • Shore hardness A and Shore hardness D have values from 0 to 100.
  • Shore hardness A greater than 80 and Shore hardness D greater than 30 fall into the hard and extra hard categories on the well-known Shore hardness scale. For example, tires, shoe heels, and cart wheels fall into the hard category, and hard hats fall into the extra hard category.
  • the base resin has a Shore hardness A of 80 or more and a Shore hardness D of 30 or more after curing, the rigidity of the resin layer (D) can be secured to sufficiently support the battery cell (C) mechanically, and the module case or frame can be used as the base resin. Even without this, the mechanical rigidity of the battery pack (A) can be secured.
  • Examples of the base resin include epoxy and urethane, and epoxy may be preferable for the purpose of securing rigidity.
  • Epoxy, urethane, etc. are not flame retardant, so additional fire retardancy is required.
  • epoxy or urethane was used as a potting material in the battery pack field, there were some examples of adding phosphorus-based flame retardants or flame retardant fillers and dispersing them evenly.
  • these phosphorus-based flame retardants or flame retardant fillers have the risk of increasing price and weight.
  • the inorganic filler is preferably a hollow glass bead.
  • Hollow glass beads have a lower density and are flame retardant than phosphorus-based flame retardants or flame retardant fillers. It is beneficial for weight reduction and is inexpensive.
  • the present invention is characterized in that it is not cured with the inorganic filler evenly dispersed in the base resin, but is cured by gathering the base resin on one side and collecting the inorganic filler on the other side by using forced phase separation of the mixture according to the density difference.
  • FIG. 2 is a diagram to explain phase separation in more detail.
  • Figure 2 (a) shows the state before curing of the composition (F) containing the base resin (F1) and the inorganic filler (F2).
  • the composition (F) is prepared by mixing the base resin (F1) and the inorganic filler (F2), the inorganic filler (F2) is evenly dispersed in the base resin (F1) before curing.
  • Figure 2 (b) shows a state in which the inorganic filler (F2) with a relatively low density is gathered at the upper part due to the density difference and the base resin (F1) is mainly located at the lower part.
  • the composition (F) containing the base resin (F1) and the inorganic filler (F2) undergoes phase separation due to density difference over time.
  • the low-density inorganic filler (F2) is relatively gathered at the top to form the upper layer
  • the base resin (F1) is relatively gathered at the bottom to form the lower layer.
  • a resin layer (D) is formed from the base resin (F1) gathered at the relatively lower part
  • an inorganic film (E) is formed from the inorganic filler (F2) gathered at the relatively upper part.
  • Curing can be heat curing, UV curing, or natural curing depending on the properties of the base resin.
  • an inorganic film (E) mainly containing the inorganic filler (F2) is formed on the relatively upper portion.
  • a resin layer (D) mainly containing the base resin (F1) is formed at a relatively lower portion.
  • the battery pack (A) according to the present invention can be manufactured using this phase separation.
  • the manufacturing method of the battery pack (A) may be performed as follows.
  • a plurality of battery cells (C) are stored in the pack case (A1).
  • a composition (F) containing a base resin (F1) and an inorganic filler (F2) is filled in the space between the plurality of battery cells (C).
  • composition (F) is cured, and the base resin (F1) and the inorganic filler (F2) are forcibly phase-separated according to the density difference during curing as described in FIG. 2, thereby filling the relative lower part of the space between the plurality of battery cells (C).
  • An inorganic film (E) can be formed to fill the relative upper portion of the space between the resin layer (D) and the plurality of battery cells (C).
  • the content of the inorganic filler (F2) must be high to secure the desired level of flame retardancy. As the content of the inorganic filler (F2) increases, the content of the base resin (F1) must be reduced, which is not desirable in terms of securing rigidity.
  • the inorganic filler (F2) having flame retardancy is gathered on one side to form the inorganic film (E), and the flame retardancy of the part where the inorganic film (E) is located can be particularly secured.
  • the battery pack (A) In order to manufacture the battery pack (A), it is necessary to select the initial viscosity and initial curing time of the base resin (F1) that allows easy phase separation. In addition, the content of inorganic filler (F2) that can secure flame retardancy (which determines the thickness of the inorganic film) must be determined.
  • the initial viscosity of the base resin (F1) is preferably 1000 cp or less.
  • Initial viscosity is the viscosity before gelation begins. If the initial viscosity is greater than 1000cp, even if a low-density inorganic filler (F2) is used, it is difficult for the inorganic filler (F2) to move above the base resin (F1), making it difficult to cause complete phase separation, and the inorganic filler (F2) in the base resin (F1) is difficult to cause. The likelihood that F2) will be cured in an evenly distributed state increases. If the initial viscosity is too low, curing may take a long time or the hardness of the resin layer (D) may not be sufficient.
  • the initial viscosity of the base resin (F1) is determined taking these factors into consideration.
  • the initial viscosity of the base resin (F1) can be adjusted through the type of the base resin (F1), the molecular weight of the base resin (F1), or additives such as a viscosity modifier.
  • the base resin (F1) preferably has an initial curing time of 30 minutes or more.
  • Initial cure time is the time until gelation begins. During the initial curing time, the inorganic filler (F2) moves upward and sufficient phase separation occurs. If the initial curing time is too short, phase separation may not occur completely. If the initial curing time is too long, the overall process time becomes longer, which is not good from a productivity perspective.
  • the initial curing time of the base resin (F1) is determined by taking these factors into consideration.
  • the initial curing time of the base resin (F1) can be adjusted through the type of the base resin (F1), the molecular weight of the base resin (F1), or additives such as a curing agent that assists gelation.
  • the content of the inorganic filler (F2) in the composition (F) may be 10% or more. This content is expressed as a percentage of the volume ratio of the inorganic filler (F2) to the total volume of the composition (F). 10% may be the minimum content that can ensure flame retardancy.
  • the content of the inorganic filler (F2) is determined taking these factors into consideration.
  • the space between the battery cells (C) in the battery pack (A) can be filled with a resin layer (D) having hard properties to ensure structural rigidity.
  • the resin layer (D) can replace a frame or module case with ribs. Therefore, it is advantageous to reduce the weight of the battery pack (A) and the space efficiency within the battery pack (A) is not reduced. In other words, even a battery pack of the same size can increase energy density by containing more battery cells than before.
  • the resin layer (D) and the inorganic film (E) are formed in the same process step. can be formed.
  • the inorganic film (E) is formed through forced phase separation of the composition (F) and ensures flame retardancy.
  • the inorganic film (E) complements the flame retardancy of the resin layer (D).
  • pack case (A1) can be implemented in various ways. This will be described in detail in the examples below.
  • Figure 3 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 10 may include a battery cell assembly 100, a resin layer 200, an inorganic film 250, a pack case 300, and an adhesive 400.
  • the battery cell assembly 100 may include a plurality of battery cells 110.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining battery cells included in the battery pack of FIG. 3.
  • the battery cells 110 may be provided in a cylindrical shape, a pouch shape, or a prismatic shape.
  • the description will be limited to the fact that the battery cells 110 are cylindrical battery cells.
  • a vent 115 may be provided at the top of each battery cell 110 to expel gas or flame.
  • This vent portion 115 may be formed at the top of the battery cell 110 to have a thinner thickness compared to the surrounding area. This is so that when an abnormal situation occurs in the battery cell 110 and the internal pressure increases above a certain level, the battery cell 110 is ruptured and the gas or flame is more easily discharged out of the battery cell 110.
  • the vent portion 115 may also be provided in the shape of an opening of a predetermined size or a notch.
  • the vent portion 115 may be formed by adding a film that breaks at a pressure above a certain level to the opening of the predetermined size.
  • An insulating tube 118 may be provided on the outer peripheral surface of each battery cell 110.
  • the insulating tube 118 is for insulating the battery cells 110 and may cover the outer peripheral surface of the battery cells 110. Accordingly, a plurality of insulating tubes 118 may be provided corresponding to the number of battery cells 110. This insulating tube 118 may be provided as a shrinkable tube.
  • Battery cells 110 may be connected, for example, by bonding wires 112 or the like.
  • the battery cell assembly 100 is stored in the pack case 300.
  • the resin layer 200 may be filled between the plurality of battery cells 110 of the battery cell assembly 100. Since this resin layer 200 may be the same as the resin layer (D) in the previously described embodiment, redundant description will not be provided.
  • the resin layer 200 fills the lower portion of the space between the plurality of battery cells 110.
  • the resin layer 200 can ensure structural rigidity. There is no need to use a frame or module case with ribs. Therefore, it is advantageous to reduce the weight of the battery pack 10 and the space efficiency within the battery pack 10 is not reduced.
  • the inorganic film 250 may also be filled between the plurality of battery cells 110 of the battery cell assembly 100. Since this inorganic film 250 may be the same as the inorganic film (E) in the previously described embodiment, redundant description will not be given.
  • the inorganic film 250 fills the relative upper part of the space between the plurality of battery cells 110.
  • the inorganic film 250 surrounds the vent portion 115.
  • the inorganic film 250 has a thickness that extends below the vent portion 115 based on the height of the battery cell 110. Since the inorganic film 250 has flame retardancy, it can respond when flame erupts from the vent portion 115.
  • the pack case 300 can accommodate the battery cell assembly 100, the resin layer 200, and the inorganic film 250. To this end, the pack case 300 may be provided with an accommodating space capable of accommodating the battery cell assembly 100, the resin layer 200, and the inorganic film 250.
  • the pack case 300 of this embodiment includes a bottom frame 305 (or pack tray) that accommodates the lower end of the battery cell 110.
  • a cover frame (not shown) covering the upper part of the battery cell 110 may be further included.
  • the bottom frame 305 may support the battery cell assembly 100. To this end, the bottom frame 305 may have a predetermined area capable of supporting the battery cell assembly 100. Additionally, a groove 305a may be formed so that the lower end of the battery cell 110 can be inserted. By placing the battery cells 110 directly in the bottom frame 305, the frame is minimized, which increases spatial efficiency and is advantageous for improving energy density. A cell-to-pack structure can be implemented.
  • the adhesive 400 is provided at a predetermined height within the pack case 300 and partially fills the groove 305a.
  • the adhesive 400 more firmly fixes the battery cell 110 inserted into the groove 305a.
  • the adhesive 400 may at least partially cover the lower portion of the battery cell assembly 100.
  • a manufacturer or the like may store the battery cells 110 in the pack case 300 .
  • the battery cell assembly 100 can be fixed within the pack case 300 filled with the adhesive 400. Then, the battery cells 110 can be electrically connected to each other through wire 112 bonding, etc.
  • the battery cells 110 may first be electrically connected outside the pack case 300, and then the battery cell assembly 100 may be stored in the pack case 300 filled with the adhesive 400.
  • the space between the battery cells 110 is filled with a composition containing a base resin and an inorganic filler.
  • the composition is cured, and during curing, the base resin and the inorganic filler are forcibly phase-separated according to the density difference to form the resin layer 200 and the inorganic film 250.
  • the battery pack 10 implements flame retardancy and a mechanical support structure through adhesive bonding through the resin layer 200, the inorganic film 250, and the adhesive 400. Let's look at the process. It can be simplified further. Since the battery cells 110 are implemented through an integrated adhesive bonding structure of the battery cells 110 rather than a structure in which the battery cells 110 are individually forcefully joined to a frame or module case, the assembly process efficiency can be significantly increased and the individual battery cell bonding is possible. The possibility of leaks can be significantly lowered compared to the structure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a mechanism for ensuring safety when an abnormal situation occurs in the battery pack of FIG. 3.
  • an abnormal situation such as overheating may occur in one of the battery cells 110, thereby generating gas or flame.
  • gas or flame 405 can quickly escape through the vent portion 115 of the battery cell 110 where the abnormal situation occurs.
  • the inorganic film 250 is filled surrounding the vent parts 115 of the battery cells 110, so an abnormal situation occurs through the inorganic film 250 and the vent part 115 is damaged. It is possible to effectively prevent the spread of flames 405, etc. from the opened battery cell 110 to the adjacent battery cells 110. Therefore, the possibility of chain ignition is reduced.
  • the inorganic film 250 is basically brittle, when the flame 405, etc. occurs, the flame 405, etc. touches the adjacent battery cells 110 around the battery cell 110 in which the abnormal situation occurred. It can escape out of the battery pack 10 more quickly before it spreads to the field.
  • the battery pack 10 can further secure the safety of the battery pack 10 by preventing explosions such as thermal runaway through chain ignition when an abnormal situation occurs.
  • the resin layer 200 located on the side can suppress side rupture.
  • Figure 6 is a diagram for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 20 may include a battery cell assembly 100, a resin layer 200, an inorganic film 250, a pack case 310, and an adhesive 420. Since the battery pack 20 according to the present embodiment is similar to the battery pack 10 of the previous embodiment, redundant description of components that are substantially the same or similar to the previous embodiment will be omitted, and hereinafter, the same as the previous embodiment will be described. The explanation focuses on the differences.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the battery cell assembly of the battery pack of FIG. 6.
  • the battery cell assembly 100 may include a plurality of battery cells 110 and a bus bar assembly 150.
  • the battery cell assembly 100 may include a first case (not shown) that supports one side, for example, the upper side, of the battery cells 110.
  • the battery cell assembly 100 may include a second case (not shown) that supports the other side, for example, the lower side, of the battery cells 110.
  • the first case and the second case may not be included.
  • first case and a second case When a first case and a second case are included, they may be made of plastic material. When the first case and the second case are included, they may be combined with the pack case 310. For example, to simplify the assembly process, they can be joined by adhesive bonding using adhesives, etc.
  • the bus bar assembly 150 may be electrically connected to the battery cells 110. This bus bar assembly 150 may be connected to the battery cells 110 by laser welding or wire bonding. The bus bar assembly 150 may be electrically connected to the battery cells 110 on the upper or lower side of the battery cell assembly 100. In this embodiment, an example is given of connection at the lower side of the battery cell assembly 100.
  • the pack case 310 can accommodate the battery cell assembly 100, the resin layer 200, and the inorganic film 250. To this end, the pack case 310 may be provided with an accommodating space capable of accommodating the battery cell assembly 100, the resin layer 200, and the inorganic film 250.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the pack case of FIG. 6.
  • the pack case 310 may include a base case 320 and a cross beam 330.
  • the base case 320 may support the battery cell assembly 100. To this end, the base case 320 may have a predetermined area capable of supporting the battery cell assembly 100.
  • the cross beam 330 is provided on both sides of the base case 320 and may be coupled to the upper part of the battery cell assembly 100. For example, if it includes the first case, the cross beam 330 may be coupled to both ends of the first case.
  • the cross beam 330 can absorb or buffer external shocks applied from outside the pack case 310 and prevent shocks from being transmitted to the battery cells 110 inside the pack case 310.
  • the adhesive 420 is provided at a predetermined height within the pack case 310 and may at least partially cover the lower portion of the battery cell assembly 100.
  • the adhesive 420 may be provided to fill the inner surface of the base case 320 to a predetermined height. The lower portions of the battery cells 110 of the battery cell assembly 100 and the bus bar assembly 150 may be locked within the adhesive 420.
  • the battery cell assembly 100 can be fixed within the pack case 310 through the adhesive 420, and the waterproofing process can be further simplified by using a waterproof adhesive as the adhesive 420. Waterproofing reliability can be improved while reducing manufacturing costs.
  • a manufacturer or the like may first manufacture the battery cell assembly 100 by arranging the battery cells 110 and then combining the bus bar assembly 150.
  • the bus bar assembly 150 and the battery cell 110 can be electrically connected to each other through laser welding or wire bonding.
  • the battery cell assembly 100 may be fixed within the pack case 310 filled with the adhesive 420 to accommodate the battery cells 110 within the pack case 310 .
  • a composition containing a base resin and an inorganic filler is filled in the space between the battery cells 110, and during curing, the base resin and the inorganic filler are forcibly phase-separated according to the density difference to form a resin layer 200. and forms an inorganic film (250).
  • the battery pack 20 implements a waterproof, flame retardant, and mechanical support structure through adhesive bonding through the resin layer 200, the inorganic film 250, and the adhesive 420. can be further simplified.
  • Figure 9 is a diagram for explaining a car according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 1 is an electric vehicle or a hybrid vehicle, and may include at least one battery pack A, 10, or 20 of the previous embodiment as an energy source. Since the vehicle 1 according to this embodiment includes the battery packs A, 10, and 20, it can include all the advantages of the battery packs A, 10, and 20.
  • a battery pack (A, 10, 20) with reduced possibility of chain ignition and reduced space efficiency and a vehicle (1) including the same can be provided.
  • phase separation and flame retardancy were confirmed according to the viscosity of the base resin.
  • the experiment was conducted with a base resin that had an initial curing time of more than 30 minutes to sufficiently allow phase separation.
  • Figure 10a is a photograph of the state after curing of Comparative Example 1
  • Figure 10b is a photograph of the flame retardancy test of Comparative Example 1.
  • Figure 11a is a photograph of the state after curing of Comparative Example 2
  • Figure 11b is a photograph of the flame retardancy test of Comparative Example 2.
  • Comparative Examples 1 and 2 used an epoxy resin with an initial viscosity of 2000 cp as the base resin.
  • Comparative Example 1 only the base resin was cured without low-density filler. As shown in Figure 10a, the sample consists of only a resin layer. Referring to Figure 10b, it can be confirmed that the flame of this sample is maintained without going out during the flame retardancy test. It is difficult to expect flame retardancy from base resin alone.
  • Comparative Example 2 was cured by mixing 10% of hollow glass beads into the base resin. Referring to Figure 11a, it is confirmed that phase separation did not occur on the outer surface or cross section of the sample. As shown in Figure 11b, the flame of this sample was maintained without extinguishing during the flame retardancy test. Therefore, it can be seen that if phase separation does not proceed even if hollow glass beads are included, appropriate flame retardancy cannot be secured. The reason why phase separation did not proceed is because the initial viscosity of the base resin was high.
  • Figure 12a is a photograph of the state after curing of the example
  • Figure 12b is a photograph of the flame retardancy test of the example.
  • an epoxy resin with an initial viscosity of 1000 cp was used as a base resin, and 10% of hollow glass beads were mixed and cured.
  • FIG. 12a it is confirmed that complete phase separation occurs on the outer surface and cross section of the sample.
  • a layer (F2') of hollow glass beads gathered in phase separation in the upper layer can be confirmed.
  • the layer of hollow glass beads (F2') has continuity in the vertical and horizontal directions of the sample and can be called an inorganic film.
  • the fire went out within 10 seconds after the end of heating, as shown in FIG. 12b. It can be seen that sufficient flame retardancy is secured.
  • inorganic filler when mixing an inorganic filler with a base resin that had a specific initial viscosity of 1000 cp or less and an initial curing time of more than 30 minutes, separation of the mixture due to density difference occurred before curing (phase separation).
  • phase separation when mixing 10% or more of inorganic filler, the upper inorganic film can be formed thicker due to phase separation, which is advantageous in securing flame retardancy.
  • the content of inorganic filler in the composition may vary depending on the battery pack structure, and a higher content of inorganic filler will be advantageous in securing flame retardancy and price competitiveness. At the current laboratory level, it has been confirmed that flame retardancy can be secured even with 10% inorganic filler.
  • A, 10, 20 Battery pack A1, 300, 310: Pack case
  • Composition F1 Base resin
  • F2 Inorganic filler F2': Layer of hollow glass beads
  • Car 100 Battery cell assembly
  • vent part 150 bus bar assembly

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

배터리 셀의 측부 파열 방지 및 배터리 모듈내 구조적 강성을 확보함으로써 연쇄 발화 가능성 및 공간 효율성 저하가 감소된 배터리 팩을 제공한다. 본 발명의 배터리 팩은 팩 케이스; 상기 팩 케이스에 수납된 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막을 포함한다.

Description

배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차
본 발명은 배터리 팩에 관한 것이고, 특히 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차에 관한 것이다. 본 출원은 2022년 10월 25일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2022-0138104호에 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 배터리 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. 따라서, 기존의 배터리 팩은 복수 개의 배터리 셀과, 모듈 단위의 배터리 셀을 수납한 모듈 케이스와, 이들을 모두 수납하는 팩 케이스를 포함하고 있다.
이러한 종래 배터리 팩에서, 예를 들어 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩을 살펴 보면, 모듈 케이스에 수납된 배터리 셀 사이에는 갭(gap)이 존재하며 모듈 케이스에는 배터리 셀을 고정해 주는 프레임(frame)이 존재한다. 배터리 셀 사이의 갭은 프레임의 리브(rib)로 채워지거나 빈 공간으로 남아 있게 되고, 배터리 셀과 프레임이 결합된 복수개의 배터리 모듈이 모여 배터리 팩을 구성하고 있다.
그러나, 종래 배터리 팩의 경우, 원통형 배터리 셀 발화시 벤트(vent)부 발화 및 인접 배터리 셀의 측부 파열(side rupture)로 인한 연쇄 발화 가능성이 존재한다. 또한, 배터리 팩 케이스 이외에도 모듈 케이스가 필요하고 각 배터리 모듈내 개별 프레임이 다수 존재하기 때문에, 배터리 팩의 무게가 무거워지고 배터리 팩내 공간 효율성이 저하되는 문제가 있다. 즉, 같은 크기의 배터리 팩이라도 배터리 셀을 적게 담게 되는 문제가 있다.
그러므로, 연쇄 발화 가능성을 감소시키고 공간 효율성 저하 문제가 개선된 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀의 측부 파열 방지 및 배터리 모듈내 구조적 강성을 확보함으로써 연쇄 발화 가능성 및 공간 효율성 저하가 감소된 배터리 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 배터리 팩을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공하는 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 배터리 팩은 팩 케이스; 상기 팩 케이스에 수납된 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 어셈블리; 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층; 및 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막을 포함한다.
상기 무기피막은 상기 레진층에 비하여 난연성을 가진 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 셀은 원통형 배터리 셀이며, 상기 배터리 셀들은 상기 팩 케이스에 직립 수납되며, 상기 레진층과 무기피막은 상기 배터리 셀들의 측면을 둘러쌀 수 있다.
상기 레진층과 무기피막은 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물이 경화되면서 강제 상분리되어 형성된 이중층이다.
상기 무기필러는 상기 베이스 레진에 비하여 저밀도이다.
상기 무기필러는 중공 유리 비드일 수 있다.
상기 베이스 레진의 초기 점도는 1000cp 이하임이 바람직하다.
상기 조성물에서 상기 무기필러의 함량은 10% 이상일 수 있다.
상기 베이스 레진은 경화 후 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상일 수 있다.
상기 베이스 레진은 30분 이상의 초기 경화 시간을 갖는 것임이 바람직하다.
상기 팩 케이스 내면과 상기 배터리 셀의 하단부 사이에 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀은 상부 또는 하부에 벤트부를 포함하고, 상기 무기피막은 상기 벤트부를 둘러싸는 것일 수 있다.
바람직한 일 예에서, 상기 팩 케이스는 상기 배터리 셀의 하단부를 수용하는 바텀 프레임 또는 팩 트레이를 포함한다.
그리고, 상기 팩 케이스는 상기 배터리 셀의 상단부를 덮는 커버 프레임을 더 포함할 수도 있다.
바람직한 다른 예에서, 상기 팩 케이스는 상기 배터리 셀 어셈블리를 지지하는 베이스 케이스; 및 상기 베이스 케이스의 양측에 구비되며, 상기 배터리 셀 어셈블리의 상단부와 결합되는 크로스 빔을 포함한다.
상기 베이스 케이스의 내면에 소정 높이로 채워진 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 배터리 팩 제조 방법은, 팩 케이스에 복수 개의 배터리 셀들을 수납하는 단계; 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물을 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간에 채우는 단계; 및 상기 조성물을 경화시키되, 경화시키는 동안 밀도차에 따라 상기 베이스 레진과 무기필러를 강제 상분리시킴으로써 상기 복수 개의 배터리 셀 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층과 상기 복수 개의 배터리 셀 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차는 본 발명에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 포함한다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 측부 파열 방지 및 배터리 모듈내 구조적 강성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀들 사이 공간을 레진층으로 채워 모듈 케이스를 생략할 수 있게 하면서도, 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물을 경화시키면서 강제 상분리하는 방법에 의해 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 하부는 레진층으로, 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 상부는 무기피막으로 형성할 수가 있다. 무기피막은 난연성을 확보하여 연쇄 발화 가능성을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 연쇄 발화 가능성 및 공간 효율성 저하가 감소된 배터리 팩 및 이를 포함하는 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 팩의 개념도이다.
도 2는 상분리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 배터리 팩의 이상 상황 발생 시 안전성 확보 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 도 6의 배터리 팩의 배터리 셀 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6의 팩 케이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는 비교예 1의 경화 후 상태 사진이고, 도 10b는 비교예 1의 난연성 테스트 사진이다.
도 11a는 비교예 2의 경화 후 상태 사진이고, 도 11b는 비교예 2의 난연성 테스트 사진이다.
도 12a는 실시예의 경화 후 상태 사진이고, 도 12b는 실시예의 난연성 테스트 사진이다.
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. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(A)은 하나 이상의 배터리 모듈(B)로 구성될 수 있고, 배터리 모듈(B)은 다시 복수 개의 배터리 셀(C)로 구성될 수 있다.
본 실시예에 있어서 배터리 팩(A), 배터리 모듈(B) 및 배터리 셀(C)의 종류나 구조는 특별히 제한되지 않는다. 본 실시예의 배터리 팩(A)은 소정의 정형화된 구조나 형상을 갖고, 차량의 하부에 결합되는 것이면, 다양한 종류나 구조의 배터리 팩을 포함할 수 있다. 한편 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 "배터리 팩"의 용어를 사용하지만 이는 반드시 전형적인 의미의 배터리 팩만을 지칭하는 것은 아니다. 예컨대 본 실시예의 배터리 팩(A)은 배터리 셀투팩(cell to pack)이나 배터리 셀투섀시(cell to chassis) 등의 기술적 개념을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 배터리 팩(A)의 용어는 소정의 정형화된 구조나 형상을 갖고 차량에 결합되어, 구동수단으로 전력을 공급하는 에너지 저장 수단을 넓게 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
배터리 팩(A)은 팩 케이스(A1)를 포함한다. 팩 케이스(A1) 내부에 배터리 모듈(B)을 수납한다. 팩 케이스(A1)는 후술하는 다른 실시예에서 보는 바와 같이 다양하게 구성할 수 있다.
배터리 모듈(B)은 복수 개의 배터리 셀(C)을 직렬 및/또는 병렬로 전기적 연결한 배터리 셀 어셈블리의 개념일 수 있다. 또는 배터리 셀 모듈 어셈블리에 BMS 등의 기타 전장품까지 포함한 개념일 수 있다. 기존의 배터리 모듈은 배터리 셀을 수납하여 기계적 강성을 가지기 위해 금속 재질의 모듈 케이스와 배터리 셀을 담아 고정하는 프레임을 포함하였다. 본 실시예의 배터리 팩(A)에 포함되는 배터리 모듈(B)은 종래와 달리 모듈 케이스와 프레임 등이 생략되거나 최소화된 것일 수 있다.
팩 케이스(A1)에 수납된 복수 개의 배터리 셀(C) 사이에는 배터리 셀(C)의 형태나 수납하는 방식에 따라 공간이 있기 마련이다. 본 실시예에서, 배터리 셀(C) 사이의 공간 중 상대적 하부에는 레진층(D)을 포함한다. 바람직하게 레진층(D)은 배터리 셀(C) 사이의 공간 중 상대적 하부를 채워, 배터리 셀(C)과 레진층(D) 사이에 빈 공간이 없게 한다. 배터리 셀(C) 사이의 공간 중 상대적 상부에는 무기피막(E)을 포함한다. 바람직하게 무기피막(E)은 배터리 셀(C) 사이의 공간 중 상대적 상부를 채워, 배터리 셀(C)과 무기피막(E) 사이에 빈 공간이 없게 한다.
레진층(D)은 팩 케이스(A1)의 바닥에서부터 형성되어 있을 수 있다. 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 바닥면과 측면을 둘러쌀 수 있다. 다른 예로 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 하단에서부터 형성되어 있을 수 있다. 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 바닥면을 제외하고 측면을 둘러쌀 수 있다. 레진층(D)은 기존 배터리 모듈의 모듈 케이스와 프레임을 대신하여 배터리 셀(C)을 지지하고 특히 배터리 셀(C)의 측면을 기계적으로 보호하는 역할을 할 수 있다. 배터리 셀(C)의 측부 파열을 방지할 수 있다.
예를 들어 배터리 셀(C)은 원통형 배터리 셀일 수 있다. 배터리 셀(C)들은 팩 케이스(A1)에 직립 수납될 수 있다. 레진층(D)과 무기피막(E)은 배터리 셀(C)들의 측면을 둘러싸 기계적으로 지지할 수 있다.
무기피막(E)은 레진층(D)보다 상부에 형성되어 있을 수 있다. 무기피막(E)은 배터리 셀(C)의 상면과 측면을 둘러쌀 수 있다. 다른 예로 무기피막(E)은 배터리 셀(C)의 측면만 둘러쌀 수도 있다. 무기피막(E)은 팩 케이스(A1)의 상면으로까지 꽉 차게 형성되어 있을 수도 있다. 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 바닥면을 제외하고 측면을 둘러쌀 수 있다. 레진층(D)은 기존 배터리 모듈의 모듈 케이스와 프레임을 대신하여 배터리 셀(C)을 지지하고 특히 배터리 셀(C)의 측면을 기계적으로 보호하는 역할을 할 수 있다. 무기피막(E)은 레진층(D)에 비하여 난연성을 가진 것일 수 있다. 무기피막(E)은 배터리 팩(A) 내부를 레진층으로 전부 채우는 경우에 비하여 배터리 팩(A)의 난연성을 확보하게끔 할 수 있다.
상대적이라는 개념은 기준에 따라 달라진다. 본 실시예에서는 팩 케이스(A1)의 바닥면을 기준으로 한다. 즉, 상대적 하부는 팩 케이스(A1)의 바닥에 보다 가까운 쪽을 가리킨다. 복수 개의 배터리 셀(C)들 사이에는 팩 케이스(A1)의 바닥면에 수직인 상방을 따르는 높이 방향으로 레진층(D)과 무기피막(E)이 형성되어 있다. 높이 방향으로 배터리 셀(C)들 사이 공간은 빈 틈 없이 레진층(D)과 무기피막(E)으로 채워질 수 있다. 높이 방향으로 배터리 셀(C)들 사이 공간을 채우는 재료간에는 불연속성이 존재한다. 높이 방향을 따라 일측에는 레진층(D)이, 타측에는 무기피막(E)을 포함한다.
팩 케이스(A1)에 복수 개의 배터리 셀(C)을 먼저 수납한 다음, 배터리 셀(C) 사이 공간에 레진층(D)과 무기피막(E)을 형성할 수 있다. 그러한 경우 도 1에 도시한 바와 같이 팩 케이스(A1)의 바닥면에 가까운 쪽에 레진층(D)이 형성되고 높이 방향으로 레진층(D)의 상부에 무기피막(E)이 형성될 수 있다.
다른 예로, 복수 개의 배터리 셀(C)은 그 사이의 공간에 레진층(D)과 무기피막(E)을 팩 케이스(A1) 바깥에서 먼저 형성한 다음 팩 케이스(A1)에 수납이 될 수 있다. 이 경우에는 팩 케이스(A1)에 복수 개의 배터리 셀(C)을 수납하는 방향에 따라 레진층(D)과 무기피막(E)의 높이 방향 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어 레진층(D)이 형성된 쪽을 바닥으로 하여 팩 케이스(A1)에 수납하는 경우, 도 1에 도시한 바와 같이 팩 케이스(A1)의 바닥면에 가까운 쪽에 레진층(D)이 위치하고 높이 방향으로 레진층(D)의 상부에 무기피막(E)이 위치할 수 있다. 반대로 무기피막(E)이 형성된 쪽을 바닥으로 하여 팩 케이스(A1)에 수납하는 경우, 팩 케이스(A1)의 바닥면에 가까운 쪽에 무기피막(E)이 위치하고 높이 방향으로 무기피막(E)의 상부에 레진층(D)이 위치하는 형태가 된다.
특히 레진층(D)과 무기피막(E)은 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물이 경화되면서 강제 상분리되어 형성된 이중층이다. 레진층(D)을 형성하는 공정과 무기피막(E)을 형성하는 공정을 따로 따로 수행하지 않아도 되는 이점이 있다. 또한 무기필러가 포함되어 있어 배터리 팩(A)의 경량화가 가능할 뿐만 상대적으로 고가인 베이스 레진을 적게 사용할 수 있어 제조 비용 절감에도 기여할 수 있다는 이점이 있다.
상기 조성물의 강제 상분리를 이용하여 높이 방향으로 난연성이 더욱 필요한 부분에 무기피막(E)이 위치하도록 할 수 있다. 예를 들어 배터리 셀(C)의 상단에 벤트부를 형성한 경우, 무기피막(E)은 이러한 벤트부를 둘러쌀 수 있도록 배터리 셀(C)의 상단부에 위치하게 형성할 수 있다. 반대로 배터리 셀(C)의 하단에 벤트부를 형성한 경우, 무기피막(E)은 이러한 벤트부를 둘러쌀 수 있도록 배터리 셀(C)의 하단부에 위치하게 형성할 수 있다. 배터리 셀(C)의 하단이 상부를 향하게 배치한 상태에서 상기 조성물의 강제 상분리를 이용하면 배터리 셀(C)의 하단 쪽에 무기피막(E)을 형성할 수 있다. 무기피막(E)은 배터리 셀(C)의 이상 상황 발생 시 주변 열 전달 등을 보다 더 효과적으로 차단할 수 있다.
레진층(D)은 배터리 셀(C)의 높이를 기준으로 1/2 이하의 두께로 형성되고 무기피막(E)은 1/2 이상의 두께로 형성될 수 있다. 다른 예로 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 높이를 기준으로 2/3 이하의 두께로 형성되고 무기피막(E)은 1/3 이상의 두께로 형성될 수 있다. 또 다른 예로 레진층(D)은 배터리 셀(C)의 높이를 기준으로 4/5 이하의 두께로 형성되고 무기피막(E)은 1/5 이상의 두께로 형성될 수 있다. 배터리 셀(C)의 높이를 기준으로 레진층(D)의 두께가 무기피막(E)의 두께보다 클수록 기계적 강성 확보 측면에서 유리하다. 무기피막(E)의 두께는 레진층(D)의 두께보다 작게 하되, 난연성의 효과를 볼 수 있는 최소 두께 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 베이스 레진은 경화 후 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상인 것이 바람직하다. 쇼어 경도 A는 연질 고무의 경도를, 쇼어 경도 D는 경질 고무의 경도를 측정하여 나타내는 수단으로서 잘 알려져 있다. 쇼어 경도 A와 쇼어 경도 D는 0에서부터 100 사이의 값을 가진다. 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상인 것은, 잘 알려진 쇼어 경도 스케일상 하드(hard)와 익스트라 하드(extra hard)의 범주의 것이다. 예를 들면 타이어, 구두굽, 카트 휠이 하드의 범주에, 안전모가 익스트라 하드의 범주에 속한다. 상기 베이스 레진으로서 경화 후 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상인 것을 이용하면 레진층(D)의 강성을 확보하여 배터리 셀(C)을 기계적으로 충분히 지지할 수 있으며, 모듈 케이스나 프레임이 없이도 배터리 팩(A)의 기계적 강성을 확보할 수 있다.
상기 베이스 레진의 예로는 에폭시, 우레탄 등이 가능하며, 강성 확보 목적으로는 에폭시가 바람직할 수 있다.
에폭시, 우레탄 등은 난연성이 없기 때문에 난연성 추가 보완이 필요하다. 기존에 배터리 팩 분야에서 에폭시나 우레탄을 포팅재로 사용하는 경우 인계 난연제나 난연 필러를 추가해 고르게 분산시켜 사용하는 예가 더러 있다. 하지만 이러한 인계 난연제나 난연 필러는 가격 상승 및 무게 상승의 위험이 있다.
상기 무기필러는 중공 유리 비드임이 바람직하다. 중공 유리 비드는 인계 난연제나 난연 필러에 비해 밀도가 작은 편이고 난연성을 가진다. 경량화에 이롭고 가격도 저렴하다.
본 발명에서는 베이스 레진에 무기필러를 고르게 분산시킨 상태로 경화시키지 않고, 밀도차에 따른 혼합물의 강제 상분리를 이용해, 일측에 베이스 레진을 모으고 타측에 무기필러를 모아 경화시키는 점이 특징이다.
도 2는 상분리를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)에서는 베이스 레진(F1)과 무기필러(F2)를 포함하는 조성물(F)의 경화 전 상태를 도시한다. 베이스 레진(F1)과 무기필러(F2)를 혼합해 조성물(F)을 제조하면, 경화 전에는 베이스 레진(F1) 내에 무기필러(F2)가 고르게 분산되어 있다.
도 2의 (b)는 밀도차에 의해 밀도가 작은 무기필러(F2)가 상대적으로 상부에 모이고 그 하부에 베이스 레진(F1)이 주로 위치하는 상태를 도시한다.
베이스 레진(F1)과 무기필러(F2)를 포함하는 조성물(F)은 시간이 흐르면서 밀도차에 의해 상분리가 일어난다. 밀도가 작은 무기필러(F2)는 상대적으로 상부에 모여 상층부를 이루고 베이스 레진(F1)은 상대적으로 하부에 모여 하층부를 이룬다. 이 상태로 경화를 시키면 상대적으로 하부에 모인 베이스 레진(F1)으로부터 레진층(D)이 형성되고, 상대적으로 상부에 모인 무기필러(F2)로부터 무기피막(E)이 형성된다. 경화는 베이스 레진의 성질에 따라 열경화, UV 경화, 자연경화일 수 있다.
이처럼, 베이스 레진(F1)이 완전히 경화된 후에는 상대적으로 상부에 무기필러(F2)를 주로 포함하는 무기피막(E)이 형성된다. 상대적으로 하부에 베이스 레진(F1)을 주로 포함하는 레진층(D)이 형성된다.
이러한 상분리를 이용해 본 발명에 따른 배터리 팩(A)을 제조할 수 있다.
배터리 팩(A)의 제조 방법은 다음과 같이 수행될 수 있다.
먼저 팩 케이스(A1)에 복수 개의 배터리 셀(C)들을 수납한다. 베이스 레진(F1)과 무기필러(F2)를 포함하는 조성물(F)을 복수 개의 배터리 셀(C)들 사이 공간에 채운다.
조성물(F)을 경화시키되, 도 2에 설명한 바에 따라 경화시키는 동안 밀도차에 따라 베이스 레진(F1)과 무기필러(F2)를 강제 상분리시킴으로써 복수 개의 배터리 셀(C) 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층(D)과 복수 개의 배터리 셀(C) 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막(E)을 형성할 수 있다.
베이스 레진(F1)에 무기필러(F2)를 고르게 분산시킨 상태 그대로 경화시킨다면 원하는 정도의 난연성을 확보하기 위해 무기필러(F2)의 함량이 높아야 할 것이다. 무기필러(F2)의 함량을 높이는 만큼 베이스 레진(F1)의 함량을 줄여야 하므로 강성 확보 측면에서 바람직하지 않다.
본 발명에서는 난연성을 가지는 무기필러(F2)를 일측에 모아 무기피막(E)을 형성하며, 무기피막(E)이 위치하는 부분의 난연성을 특히 확보할 수 있다. 베이스 레진(F1)에 무기필러(F2)를 고르게 분산시킨 상태로 경화시키는 경우보다 적은 양의 무기필러(F2)를 가지고도 원하는 정도의 난연성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
배터리 팩(A)을 제조하기 위해, 상분리 가능 용이한 베이스 레진(F1)의 초기 점도, 초기 경화 시간 선정이 필요하다. 그리고, 난연성 확보 가능한 무기필러(F2)의 함량(이것은 무기피막의 두께를 결정하게 됨)을 정해져야 한다.
상기 베이스 레진(F1)의 초기 점도는 1000cp 이하임이 바람직하다. 초기 점도는 겔화가 시작되기 전의 점도이다. 초기 점도가 1000cp보다 크면 저밀도의 무기필러(F2)를 이용한다고 해도 무기필러(F2)가 베이스 레진(F1)보다 상부로 이동하기 힘들어 완전한 상분리를 일으키기 어려워지고, 베이스 레진(F1) 안에 무기필러(F2)가 고르게 분산된 상태로 경화될 가능성이 커진다. 초기 점도가 너무 낮으면 경화에 오랜 시간이 걸리거나 레진층(D)의 경도가 충분하지 않을 수 있다. 상기 베이스 레진(F1)의 초기 점도는 이러한 점들을 고려하여 결정한다. 상기 베이스 레진(F1)의 초기 점도는 상기 베이스 레진(F1)의 종류나 상기 베이스 레진(F1)의 분자량이나 점도 조절제와 같은 첨가물 등을 통하여 조절할 수 있다.
상기 베이스 레진(F1)은 30분 이상의 초기 경화 시간을 갖는 것임이 바람직하다. 초기 경화 시간은 겔화가 시작되기까지의 시간이다. 초기 경화 시간동안 무기필러(F2)가 상부로 이동하여 충분히 상분리가 일어나게 된다. 초기 경화 시간이 너무 짧으면 상분리가 완전히 일어나지 못할 수 있다. 초기 경화 시간이 너무 길면 전체적인 공정 시간이 길어져서 생산성 관점에서 좋지 않다. 상기 베이스 레진(F1)의 초기 경화 시간은 이러한 점들을 고려하여 결정한다. 상기 베이스 레진(F1)의 초기 경화 시간은 상기 베이스 레진(F1)의 종류나 상기 베이스 레진(F1)의 분자량이나 겔화를 보조하는 경화제와 같은 첨가물 등을 통하여 조절할 수 있다.
상기 조성물(F)에서 상기 무기필러(F2)의 함량은 10% 이상일 수 있다. 이러한 함량은 조성물(F) 전체 부피에 대한 무기필러(F2)의 부피 비율을 백분율로 나타낸 것이다. 10%는 난연성 확보 가능한 최소의 함량일 수 있다. 무기필러(F2)의 함량이 높을수록 난연성은 더욱 좋아지고 베이스 레진(F1)의 함량을 줄일 수 있어 가격적으로는 유리하다. 하지만 무기필러(F2)의 함량이 너무 높으면 완전한 상분리가 저해될 수 있고 기계적 강성 확보 측면에서 불리할 수 있다. 상기 무기필러(F2)의 함량은 이러한 점들을 고려하여 결정한다.
이상 설명한 바에 따르면, 배터리 팩(A)에서 배터리 셀(C)들 사이의 공간을 하드한 물성을 가진 레진층(D)으로 채워 구조적 강성을 확보하도록 할 수 있다. 레진층(D)은 리브를 구비한 프레임이나 모듈 케이스를 대체할 수 있다. 따라서, 배터리 팩(A)의 경량화에 유리하고 배터리 팩(A)내 공간 효율성이 저하되지 않는다. 즉, 같은 크기의 배터리 팩이라도 종래보다 더 많은 배터리 셀을 담아 에너지 밀도를 높일 수 있다.
레진층(D)을 형성할 수 있는 베이스 레진(F1)에 무기필러(F2)를 혼합한 조성물(F)의 강제 상분리를 이용하면 레진층(D)과 무기피막(E)을 동일 공정 단계에서 형성할 수 있다. 무기피막(E)은 상기 조성물(F)의 강제적 상분리를 통해 형성되며, 난연성을 확보하도록 한다. 무기피막(E)은 레진층(D)의 난연성을 보완한다.
앞서 언급한 바와 같이 팩 케이스(A1)의 종류는 다양하게 구현이 될 수 있다. 이하 실시예들에서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 배터리 팩(10)은, 배터리 셀 어셈블리(100), 레진층(200), 무기피막(250), 팩 케이스(300) 및 접착제(400)를 포함할 수 있다.
배터리 셀 어셈블리(100)는 복수 개의 배터리 셀(110)들을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
배터리 셀(110)들은, 이차 전지로서, 원통형, 파우치형, 또는 각형으로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 배터리 셀(110)들이 원통형 배터리 셀인 것으로 한정하여 설명한다.
각각의 배터리 셀(110)의 상부에는 가스나 화염 등을 내보내기 위한 벤트부(115)가 구비될 수 있다. 이러한 벤트부(115)는 배터리 셀(110)의 상부에서 주변 영역과 비교하여 더 얇은 두께로 형성될 수 있다. 이는 배터리 셀(110)의 이상 상황 발생하여 내부 압력이 일정 수준 이상으로 증가하면 파단되어 배터리 셀(110) 밖으로 상기 가스나 화염을 보다 용이하게 배출하기 위함이다.
벤트부(115)는 소정 크기의 개구 또는 노치 형상으로 구비되는 것도 가능할 수 있다. 아울러, 벤트부(115)는 상기 소정 크기의 개구에 일정 수준 이상의 압력에서 파단되는 필름 등을 더 부가하는 구조로 형성되는 것도 가능할 수 있다.
각각의 배터리 셀(110)의 외주면에는 절연 튜브(118)가 구비될 수 있다. 절연 튜브(118)는 배터리 셀(110)들의 절연을 위한 것으로서, 배터리 셀(110)들의 외주면을 커버할 수 있다. 이에 따라, 절연 튜브(118)는 배터리 셀(110)들의 개수에 대응되게 복수 개로 구비될 수 있다. 이러한 절연 튜브(118)는 수축 튜브로 구비될 수 있다.
배터리 셀(110)들은 예를 들어 와이어(112) 본딩 등으로 연결될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 배터리 셀 어셈블리(100)는 팩 케이스(300)에 수납되어 있다. 레진층(200)은 배터리 셀 어셈블리(100)의 복수 개의 배터리 셀(110)들 사이에 채워질 수 있다. 이러한 레진층(200)은 앞서 설명한 실시예의 레진층(D)과 동일할 수 있으므로, 중복 설명은 하지 않는다. 레진층(200)은 복수 개의 배터리 셀(110)들 사이 공간 중 상대적 하부를 채운다. 레진층(200)은 구조적 강성을 확보하도록 할 수 있다. 리브를 구비한 프레임이나 모듈 케이스를 사용할 필요가 없어진다. 따라서, 배터리 팩(10)의 경량화에 유리하고 배터리 팩(10) 내 공간 효율성이 저하되지 않는다.
무기피막(250)도 배터리 셀 어셈블리(100)의 복수 개의 배터리 셀(110)들 사이에 채워질 수 있다. 이러한 무기피막(250)은 앞서 설명한 실시예의 무기피막(E)과 동일할 수 있으므로, 중복 설명은 하지 않는다. 무기피막(250)은 복수 개의 배터리 셀(110)들 사이 공간 중 상대적 상부를 채운다. 무기피막(250)은 벤트부(115)를 둘러싸고 있다. 무기피막(250)은 배터리 셀(110)의 높이를 기준으로 벤트부(115) 아래에까지 형성되는 두께로 되어 있다. 무기피막(250)은 난연성을 가진 것이므로 벤트부(115)에서 화염 분출시 대응할 수 있다.
팩 케이스(300)는 배터리 셀 어셈블리(100)와 레진층(200)과 무기피막(250)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 팩 케이스(300)에는 배터리 셀 어셈블리(100), 레진층(200) 및 무기피막(250)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
구체적으로 본 실시예의 팩 케이스(300)는 배터리 셀(110)의 하단부를 수용하는 바텀 프레임(305, 또는 팩 트레이)을 포함한다. 그리고, 배터리 셀(110)의 상단부를 덮는 커버 프레임(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
바텀 프레임(305)은 배터리 셀 어셈블리(100)를 지지할 수 있다. 이를 위해, 바텀 프레임(305)은 배터리 셀 어셈블리(100)를 지지할 수 있는 소정의 면적을 가질 수 있다. 또한, 배터리 셀(110)의 하단부가 삽입될 수 있게 홈(305a)이 형성되어 있을 수 있다. 바텀 프레임(305)에 배터리 셀(110)을 바로 담음으로써 프레임을 최소화하여 공간적 효율을 상승케 하고 에너지 밀도 향상에 유리하다. 셀투팩 구조를 구현할 수 있다.
도 3을 참조하면, 접착제(400)는 팩 케이스(300) 내에 소정 높이로 구비되며, 홈(305a)에 일부 높이로 채워져 있다. 접착제(400)는 홈(305a)에 삽입된 배터리 셀(110)을 더욱 견고하게 고정해준다. 접착제(400)는 배터리 셀 어셈블리(100)의 하단부를 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.
이하에서는 이러한 배터리 팩(10)의 제조 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
제조자 등은 팩 케이스(300) 내에 배터리 셀(110)들을 수납시킬 수 있다. 예를 들면 접착제(400)가 채워진 팩 케이스(300) 내에 배터리 셀 어셈블리(100)를 고정시킬 수 있다. 그런 다음, 배터리 셀(110)들을 와이어(112) 본딩 등을 통해 상호 전기적으로 연결할 수 있다.
다른 예로, 팩 케이스(300) 외부에서 배터리 셀(110)들을 먼저 전기적 연결한 다음, 접착제(400)가 채워진 팩 케이스(300) 내에 배터리 셀 어셈블리(100)를 수납할 수도 있다.
앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물을 배터리 셀(110)들 사이 공간에 채운다.
상기 조성물을 경화시키되, 경화시키는 동안 밀도차에 따라 베이스 레진과 무기필러를 강제 상분리시킴으로써 레진층(200)과 무기피막(250)을 형성한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 배터리 팩(10)은, 레진층(200), 무기피막(250) 및 접착제(400) 등을 통한 접착 결합을 통해 난연 및 기계적 지지 구조를 구현하는 바, 공정을 보다 더 단순화할 수 있다. 배터리 셀(110)들을 프레임이나 모듈 케이스에 개별적으로 억지 끼워 결합하는 구조가 아니고 배터리 셀(110)들의 통합적인 접착 결합 구조를 통해 구현하므로, 조립 공정 효율을 현저히 높일 수 있음과 아울러 개별 배터리 셀 결합 구조보다 누설(leak) 발생 가능성을 현저히 낮출 수 있다.
이하에서는 이러한 본 실시예에 따른 배터리 팩(10)에서, 과열 등에 따른 이상 상황 발생 시 안전성 확보 매커니즘에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
도 5는 도 3의 배터리 팩의 이상 상황 발생 시 안전성 확보 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 팩(10)에서, 어느 하나의 배터리 셀(110)에서 과열 등에 따른 이상 상황이 발생하여 가스나 화염 등이 발생할 수 있다. 이때, 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(110)의 벤트부(115)를 통해, 가스나 화염(405) 등이 신속히 빠져나갈 수 있다.
아울러, 본 실시예의 경우, 배터리 셀(110)들의 벤트부(115)를 둘러싸면서 무기피막(250)이 충진되어 있는 바, 무기피막(250)을 통해 이상 상황이 발생하여 벤트부(115)가 개구된 배터리 셀(110)과 인접한 배터리 셀(110)들 측으로의 화염(405) 등의 전파를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 연쇄 발화 가능성을 감소시킨다.
한편, 무기피막(250)은 기본적으로 취성이 있기 때문에, 상기 화염(405) 등의 발생 시, 상기 화염(405) 등이 상기 이상 상황이 발생한 배터리 셀(110) 주변의 인접한 배터리 셀(110)들 측으로 전파되기 전에 배터리 팩(10)의 밖으로 보다 더 신속히 빠져나갈 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 배터리 팩(10)은 이상 상황 발생 시 연쇄 발화를 통한 열폭주와 같은 폭발 등을 방지하여 배터리 팩(10)의 안전성을 보다 더 확보할 수 있다.
뿐만 아니라, 배터리 셀(110)들 측면에서 이상 상황(410)이 발생하는 경우에는, 측면에 위치한 레진층(200)이 측부 파열을 억제할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 배터리 팩(20)은, 배터리 셀 어셈블리(100), 레진층(200), 무기피막(250), 팩 케이스(310) 및 접착제(420)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 앞선 실시예의 배터리 팩(10)과 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7은 도 6의 배터리 팩의 배터리 셀 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
배터리 셀 어셈블리(100)는 복수 개의 배터리 셀(110)들 및 버스바 어셈블리(150)를 포함할 수 있다.
배터리 셀 어셈블리(100)는 배터리 셀(110)들의 일측, 예를 들면 상측을 지지하는 제1 케이스(미도시)를 포함할 수 있다. 배터리 셀 어셈블리(100)는 배터리 셀(110)들의 타측, 예를 들면 하측을 지지하는 제2 케이스(미도시)를 포함할 수도 있다. 제1 케이스와 제2 케이스가 포함되지 않을 수도 있다.
제1 케이스와 제2 케이스가 포함되는 경우, 이들은 플라스틱 재질로 마련될 수 있다. 제1 케이스와 제2 케이스가 포함되는 경우, 이들은 팩 케이스(310)와 결합될 수도 있다. 예를 들어 조립 공정의 단순화 등을 위해 접착제 등을 통한 접착 결합으로 결합될 수 있다.
버스바 어셈블리(150)는 배터리 셀(110)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 버스바 어셈블리(150)는 배터리 셀(110)들과 레이저 용접 또는 와이어 본딩 등으로 연결될 수 있다. 버스바 어셈블리(150)는 배터리 셀 어셈블리(100)의 상측 또는 하측에서 배터리 셀(110)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 배터리 셀 어셈블리(100)의 하측에서 연결되는 예를 들고 있다.
팩 케이스(310)는 배터리 셀 어셈블리(100)와 레진층(200)과 무기피막(250)을 수용할 수 있다. 이를 위해, 팩 케이스(310)에는 배터리 셀 어셈블리(100), 레진층(200) 및 무기피막(250)을 수용할 수 있는 수용 공간이 마련될 수 있다.
도 8은 도 6의 팩 케이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 팩 케이스(310)는 베이스 케이스(320) 및 크로스 빔(330)을 포함할 수 있다.
베이스 케이스(320)는 배터리 셀 어셈블리(100)를 지지할 수 있다. 이를 위해, 베이스 케이스(320)는 배터리 셀 어셈블리(100)를 지지할 수 있는 소정의 면적을 가질 수 있다.
크로스 빔(330)은 베이스 케이스(320)의 양측에 구비되며, 배터리 셀 어셈블리(100)의 상단부와 결합될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 케이스를 포함하는 경우라면, 크로스 빔(330)은 상기 제1 케이스의 양단부와 결합될 수 있다.
크로스 빔(330)은, 팩 케이스(310) 외부에서 인가되는 외부 충격 등을 흡수하거나 또는 완충시켜, 팩 케이스(310) 내부의 배터리 셀(110)들 측으로의 충격 전달을 방지할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 접착제(420)는 팩 케이스(310) 내에 소정 높이로 구비되며, 배터리 셀 어셈블리(100)의 하단부를 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.
구체적으로, 접착제(420)는 베이스 케이스(320)의 내면에 소정 높이로 채워지게 구비될 수 있다. 이러한 접착제(420) 내에는 배터리 셀 어셈블리(100)의 배터리 셀(110)들의 하측부와 버스바 어셈블리(150)가 잠길 수 있다.
본 실시예의 경우, 접착제(420)를 통해, 팩 케이스(310) 내에 배터리 셀 어셈블리(100)를 고정할 수 있고, 접착제(420)로서 방수 접착제를 사용하면 방수 공정을 보다 더 단순화시킬 수 있으며, 제조 원가를 절감하면서 방수 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 이러한 배터리 팩(20)의 제조 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴 본다.
제조자 등은 배터리 셀(110)들을 배열한 다음 버스바 어셈블리(150)를 결합시켜 배터리 셀 어셈블리(100)를 먼저 제조할 수 있다. 예를 들어 버스바 어셈블리(150)와 배터리 셀(110)들을 레이저 용접 또는 와이어 본딩 등을 통해 상호 전기적으로 연결할 수 있다.
그런 다음, 접착제(420)가 채워진 팩 케이스(310) 내에 배터리 셀 어셈블리(100)를 고정시켜, 팩 케이스(310) 내에 배터리 셀(110)들을 수납시킬 수 있다.
앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물을 배터리 셀(110)들 사이 공간에 채우고, 경화시키는 동안 밀도차에 따라 베이스 레진과 무기필러를 강제 상분리시킴으로써 레진층(200)과 무기피막(250)을 형성한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 레진층(200), 무기피막(250) 및 접착제(420) 등을 통한 접착 결합을 통해 방수, 난연 및 기계적 지지 구조를 구현하는 바, 공정을 보다 더 단순화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 자동차(1)는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차로서, 앞선 실시예의 적어도 하나의 배터리 팩(A, 10, 20)을 에너지원으로서, 포함할 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 자동차(1)는 배터리 팩(A, 10, 20)을 포함하므로, 배터리 팩(A, 10, 20)의 장점을 모두 포함할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 연쇄 발화 가능성 및 공간 효율성 저하가 감소된 배터리 팩(A, 10, 20) 및 이를 포함하는 자동차(1)를 제공할 수 있다.
이하, 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
베이스 레진의 점도에 따른 상분리 가능 여부 및 난연성 확인을 실시하였다, 상분리가 충분히 일어날 수 있는 30분 이상의 초기 경화 시간 보유한 베이스 레진으로 실험하였다.
도 10a는 비교예 1의 경화 후 상태 사진이고, 도 10b는 비교예 1의 난연성 테스트 사진이다. 도 11a는 비교예 2의 경화 후 상태 사진이고, 도 11b는 비교예 2의 난연성 테스트 사진이다.
비교예 1과 비교예 2는 초기 점도 2000cp인 에폭시 레진을 베이스 레진으로 하였다.
비교예 1은 저밀도 필러 없이 베이스 레진만 경화시킨 것이다. 도 10a에서와 같이 레진층으로만 이루어진 샘플이 된다. 도 10b를 참조하면, 이러한 샘플은 난연 테스트시 화염이 꺼지지 않고 지속 유지됨을 확인할 수 있다. 베이스 레진만으로는 난연성을 기대하기 어렵다.
비교예 2는 베이스 레진에 10%의 중공 유리 비드를 혼합해 경화시킨 것이다. 도 11a를 참조하면, 샘플의 바깥면이나 단면에서 상분리가 진행되지 않았음이 확인된다. 도 11b에서와 같이 이러한 샘플은 난연 테스트시 화염이 꺼지지 않고 지속 유지되었다. 따라서, 중공 유리 비드를 포함해도 상분리가 진행되지 않으면 적절한 난연성이 확보되지 못한 것을 알 수 있다. 상분리가 진행되지 않은 이유는 베이스 레진의 초기 점도가 높았기 때문이다.
도 12a는 실시예의 경화 후 상태 사진이고, 도 12b는 실시예의 난연성 테스트 사진이다.
실시예는 초기 점도 1000cp인 에폭시 레진을 베이스 레진으로 하고, 10%의 중공 유리 비드를 혼합해 경화시킨 것이다. 도 12a를 참조하면, 샘플의 바깥면과 단면에서 완전한 상분리가 진행됨이 확인된다. 상층부에 상분리되어 모인 중공 유리 비드의 층(F2')을 확인할 수 있다. 또한, 중공 유리 비드의 층(F2')은 샘플의 수직 방향 및 수평 방향으로 연속성을 가져 무기피막이라고 부를 수 있음을 확인할 수 있다. 상분리된 부분, 즉 중공 유리 비드의 층(F2')을 토치로 가열한 결과, 도 12b에서 보는 바와 같이 가열 종료 후 10초 이내 불이 꺼졌다. 충분한 난연성 확보됨을 알 수 있다.
1000cp 이하의 특정 초기 점도 및 30분 이상의 초기 경화 시간을 확보한 베이스 레진에 무기필러를 혼합시 경화가 되기 전 밀도차에 의한 혼합물 분리가 진행됨을 확인하였다(상분리). 10% 이상의 무기필러 혼합시 상분리로 인한 상부 무기피막은 더 두껍게 형성될 수 있으므로 난연성 확보에 이점이 있다. 조성물 중 무기필러의 함량은 배터리 팩 구조에 따라 다를 수 있으며 무기필러 함량이 높을수록 난연성 확보 및 가격 경쟁력에 이점이 있을 것이다. 현재 실험실 수준에서는 무기필러 10% 수준으로도 난연성 확보 가능함을 확인하였다.
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 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
A, 10, 20: 배터리 팩 A1, 300, 310: 팩 케이스
B: 배터리 모듈 C, 배터리 셀: 배터리 셀
D, 200: 레진층 E, 250: 무기피막
F: 조성물 F1: 베이스 레진
F2: 무기필러 F2': 중공 유리 비드의 층
1: 자동차 100: 배터리 셀 어셈블리
115: 벤트부 150: 버스바 어셈블리
305: 바텀 프레임 320: 베이스 케이스
330: 크로스 빔 400, 420: 접착제

Claims (23)

  1. 팩 케이스;
    상기 팩 케이스에 수납된 복수 개의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 셀 어셈블리;
    상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층; 및
    상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막을 포함하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기피막은 상기 레진층에 비하여 난연성을 가진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배터리 셀은 원통형 배터리 셀이며, 상기 배터리 셀들은 상기 팩 케이스에 직립 수납되며, 상기 레진층과 무기피막은 상기 배터리 셀들의 측면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레진층과 무기피막은 베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물이 경화되면서 강제 상분리되어 형성된 이중층임을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무기필러는 상기 베이스 레진에 비하여 저밀도인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제4항에 있어서, 상기 무기필러는 중공 유리 비드인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제4항에 있어서, 상기 베이스 레진의 초기 점도는 1000cp 이하인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제4항에 있어서, 상기 조성물에서 상기 무기필러의 함량은 10% 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제4항에 있어서, 상기 베이스 레진은 경화 후 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제4항에 있어서, 상기 베이스 레진은 30분 이상의 초기 경화 시간을 갖는 것임을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제1항에 있어서, 상기 팩 케이스 내면과 상기 배터리 셀 사이에 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제1항에 있어서, 상기 배터리 셀은 상부 또는 하부에 벤트부를 포함하고, 상기 무기피막은 상기 벤트부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제1항에 있어서, 상기 팩 케이스는 상기 배터리 셀의 하단부를 수용하는 바텀 프레임 또는 팩 트레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제13항에 있어서, 상기 팩 케이스는 상기 배터리 셀의 상단부를 덮는 커버 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제1항에 있어서, 상기 팩 케이스는
    상기 배터리 셀 어셈블리를 지지하는 베이스 케이스; 및
    상기 베이스 케이스의 양측에 구비되며, 상기 배터리 셀 어셈블리의 상단부와 결합되는 크로스 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  16. 제15항에 있어서, 상기 베이스 케이스의 내면에 소정 높이로 채워진 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  17. 팩 케이스에 복수 개의 배터리 셀들을 수납하는 단계;
    베이스 레진과 무기필러를 포함하는 조성물을 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이 공간에 채우는 단계; 및
    상기 조성물을 경화시키되, 경화시키는 동안 밀도차에 따라 상기 베이스 레진과 무기필러를 강제 상분리시킴으로써 상기 복수 개의 배터리 셀 사이 공간 중 상대적 하부를 채우는 레진층과 상기 복수 개의 배터리 셀 사이 공간 중 상대적 상부를 채우는 무기피막을 형성하는 단계를 포함하는 배터리 팩 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 무기피막은 상기 레진층에 비하여 난연성을 가진 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 베이스 레진의 초기 점도는 1000cp 이하인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 조성물에서 상기 무기필러의 함량은 10% 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 베이스 레진은 경화 후 쇼어 경도 A가 80 이상이고 쇼어 경도 D가 30 이상인 것을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 베이스 레진은 30분 이상의 초기 경화 시간을 갖는 것임을 특징으로 하는 배터리 팩 제조 방법.
  23. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
PCT/KR2023/016581 2022-10-25 2023-10-24 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차 WO2024090963A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220138104A KR20240057657A (ko) 2022-10-25 2022-10-25 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차
KR10-2022-0138104 2022-10-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024090963A1 true WO2024090963A1 (ko) 2024-05-02

Family

ID=90831303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/016581 WO2024090963A1 (ko) 2022-10-25 2023-10-24 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240057657A (ko)
WO (1) WO2024090963A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180064485A (ko) * 2015-10-05 2018-06-14 블루 솔루션즈 전기 에너지 저장 모듈 및 그 제조 방법
KR20190127135A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 주식회사 엘지화학 배터리 모듈의 제조방법
KR20200115431A (ko) * 2018-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 수지 조성물
KR20210067700A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20220115532A (ko) * 2021-02-09 2022-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180064485A (ko) * 2015-10-05 2018-06-14 블루 솔루션즈 전기 에너지 저장 모듈 및 그 제조 방법
KR20200115431A (ko) * 2018-03-28 2020-10-07 주식회사 엘지화학 수지 조성물
KR20190127135A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 주식회사 엘지화학 배터리 모듈의 제조방법
KR20210067700A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20220115532A (ko) * 2021-02-09 2022-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240057657A (ko) 2024-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022004997A1 (ko) 화재 억제를 위한 격벽과 단열층이 구비된 전지 모듈
WO2017052296A1 (ko) 배터리 모듈
WO2021025313A1 (ko) 복수의 원통형 전지셀을 구비한 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
WO2020071642A1 (ko) 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩
WO2012161423A1 (ko) 안전성이 향상된 전지팩
WO2020111918A1 (ko) 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩
WO2021118028A1 (ko) 인근 모듈로의 가스 이동을 방지할 수 있는 전지 모듈
WO2021112655A1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 팩, 및 자동차
WO2020085815A1 (ko) 배터리 셀 손상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차
WO2024090963A1 (ko) 배터리 팩, 배터리 팩의 제조 방법 및 자동차
WO2022177395A1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2021206418A1 (ko) 이차전지 및 이를 포함하는 디바이스
WO2022173231A1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2020145532A1 (ko) 모듈 케이스를 구비한 배터리 모듈
WO2023033553A1 (ko) 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2021141397A1 (ko) 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩, 전자 디바이스, 및 자동차
WO2021002710A1 (ko) 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩 및 전자 디바이스 및 자동차
WO2023121255A1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2024019418A1 (ko) 배터리 팩과 이에 포함되는 셀 블록 및 이를 포함하는 자동차
WO2020017826A1 (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법
WO2024019399A1 (ko) 배터리 팩, 배터리 모듈 및 이를 포함하는 자동차
WO2024063553A1 (ko) 손상 방지용 전극조립체, 손상 방지용 전극조립체의 제조 장치 및 손상 방지용 전극조립체의 제조 방법
WO2023136545A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
WO2024019451A1 (ko) 배터리 팩 및 배터리 모듈
WO2023121090A1 (ko) 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차