WO2023249339A1 - 전지 모듈 - Google Patents

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박준규
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Definitions

  • types of secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries. These secondary batteries are used not only for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, Portable Game Devices, Power Tools, and E-bikes, but also for large products requiring high output such as electric vehicles and hybrid vehicles, as well as for surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices that store power or renewable energy and backup power storage devices.
  • the electrode active material slurry is first applied to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector to manufacture the positive and negative electrodes, and then laminated on both sides of the separator to form an electrode assembly of a predetermined shape. forms. Then, the electrode assembly is stored in the battery case, and the electrolyte is injected and sealed.
  • Secondary batteries are classified into pouch type and can type, etc., depending on the material of the case that accommodates the electrode assembly.
  • the pouch type accommodates the electrode assembly in a pouch made of flexible polymer material.
  • the can type accommodates the electrode assembly in a case made of materials such as metal or plastic.
  • a pouch-type battery case is manufactured by performing press processing on a flexible pouch film to form a cup portion. Then, when the cup portion is formed, a secondary battery is manufactured by storing the electrode assembly inside the cup portion and sealing the corner portion around the cup portion.
  • a battery module is manufactured by combining a plurality of such secondary batteries and placing them in a case.
  • the secondary battery that is, the battery cell, is accommodated inside the case and connected to and fixed to the inner surface of the case through an adhesive made of resin.
  • the pouch is composed of a cup forming an inner receiving space and a corner portion that is a sealing section around the cup portion. During the press molding process of the pouch, the raw material thickness of the corner portion is reduced compared to the cup portion. Because it is larger, when tension occurs on the outer surface of the pouch, more tension is applied to the corners.
  • a battery module includes a case forming an accommodating space therein, a plurality of battery cells located in the accommodating space, a fixing part provided on the inner lower surface of the case, and a case located between the plurality of battery cells. It may include a connection portion including a cell adhesive portion and a fixed adhesive portion connected to the cell adhesive portion and adhered to the fixing portion.
  • the plurality of battery cells may be stacked in a direction parallel to the lower surface of the case, and the cell adhesive portion may be perpendicular to the lower surface of the case.
  • the longitudinal direction of the fixed adhesive portion may be perpendicular to the longitudinal direction of the cell adhesive portion.
  • the plurality of battery cells and the fixing unit may be spaced apart from each other at a predetermined distance.
  • the fixed adhesive part may be located between the battery cell and the fixing part.
  • the upper surface of the fixed adhesive portion may be spaced apart from the lower surface of the battery cell.
  • connection portion may further include an inclined portion provided between the cell adhesive portion and the fixed adhesive portion.
  • the battery module may further include an adhesive pad that adheres the plurality of battery cells according to the stacking direction of the plurality of battery cells.
  • the adhesive pads and cell adhesive parts may be alternately stacked with respect to the stacking direction of the plurality of battery cells.
  • connection portion may be provided in plural numbers.
  • the thermal conductivity of the connection portion may be greater than the thermal conductivity of the battery cell.
  • the thermal conductivity of the fixing part may be greater than the thermal conductivity of the battery cell.
  • the stability and lifespan of the battery module can be improved by improving the structure of the connection part connecting the fixing part and the battery cell to prevent damage and explosion of the battery cell.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery module according to a comparative example.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing when swelling occurs in a battery cell according to a comparative example.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a battery module according to one embodiment.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a battery cell, a connection part, and a fixing part of a battery module according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery module according to a comparative example.
  • the battery module according to the comparative example may include a case (C1) and a battery cell (C2) provided inside the case (C1).
  • the battery module according to the comparative example has an adhesive layer (C3) on the inner lower surface of the case (C1), and a plurality of battery cells (C2) can be adhered and fixed through the adhesive layer (C3).
  • the battery module 1 may include the following structure and function.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the battery module 1 according to one embodiment.
  • the battery module 1 may further include a fixing part 12 and a connecting part 13.
  • the fixing part 12 can fix a plurality of battery cells 11 to the inside of the case 10.
  • the fixing part 12 is provided on the inner lower surface of the case 10 and may be connected to a plurality of battery cells 11.
  • the lower surface of the fixing part 12 may be connected to the inner lower surface of the case 10, and the upper surface of the fixing part 12 may be connected to a plurality of battery cells 11.
  • the upper surface of the fixing part 12 may be connected to a plurality of battery cells 11 through a connecting part 13, which will be described later.
  • the longitudinal direction of the cell adhesive portion 130 may be perpendicular to the lower surface of the case 10.
  • the cell adhesive portion 130 when viewed from the side, may include a structure extending toward the upper and lower surfaces of the case 10.
  • the cell adhesive portion 130 may protrude from the plurality of battery cells 11 to the lower surface of the case 10 while positioned and connected between the plurality of battery cells 11 and be connected to the fixed adhesive portion 131.
  • connection part 13 when viewed from the side, the lower surface of the connection part 13, that is, the fixed adhesive part 131, when the connection part 13 is coupled between the plurality of stacked battery cells 11. ) can be in contact with and connected to the fixing part 12 over a larger area.
  • the connection part 13 is coupled to the battery cell 11 over a larger area through the cell adhesive part 130, and is connected to the fixing part 12 over a wider area through the fixed adhesive part 131, thereby forming a plurality of The coupling force and fixing force between the battery cell 11 and the fixing part 12 can be increased.
  • the cell adhesive portion 130 is not limited to a specific area of the battery cell 11 pouch and is bonded to the battery cell 11 over a wide area including the cup portion and corner portion of the battery cell 11 pouch. Therefore, the tensile force caused by swelling can be distributed over a wide area of the battery cell 11 pouch. Likewise, even if the battery cell 11 is pushed due to swelling, the fixed adhesive portion 131 is coupled to the fixed portion 12 over a large area, so the tensile force generated between the fixed adhesive portion 131 and the fixed portion 12 is Can be distributed over a wide area.
  • the thermal conductivity of the fixing part 12 and the connecting part 13 is adjusted to the temperature of the battery cell 11.
  • the fixing part 12 may include an adhesive made of a resin material that has a higher thermal conductivity than that of the battery cell 11.
  • the connection portion 13 may include a plate shape made of a metal material with a higher thermal conductivity than that of the battery cell 11.
  • connection portion 13 can more effectively transfer heat generated from the battery cell 11 to the outside through the structural characteristics of the cell adhesive portion 130 and the fixed adhesive portion 131 described above.
  • the battery cell C2 is directly connected to the adhesive layer C3, and high temperature heat generated due to internal vaporization can be transmitted to the adhesive layer C3.
  • heat from one side of the battery cell (C2) directly connected to the adhesive layer (C3) is immediately discharged through the adhesive layer (C3), but the other side of the battery cell (C2) not connected to the adhesive layer (C3) is heated. may not be discharged effectively.
  • connection part 13 of the present invention is located between the plurality of battery cells 11 and is connected to the plurality of battery cells 11 over a larger area, and is relatively spaced apart from the fixing part 12. Since it is connected to the other side of the battery cell 11, high temperature heat generated in the battery cell 11 can be discharged more effectively.
  • the adhesive pad 14 can adhere a plurality of battery cells 11 according to the stacking direction of the plurality of battery cells 11.
  • the adhesive pad 14 can be positioned between stacked battery cells 11 to contact and couple the plurality of battery cells 11 to each other. That is, the adhesive pad 14, like the cell adhesive portion 130, may have a longitudinal direction perpendicular to the lower surface of the case 10.
  • the adhesive pad 14 and the cell adhesive portion 130 are attached in the stacking direction of the plurality of battery cells 11. can be stacked alternately with each other. In other words, the battery cells 11, the cell adhesive portion 130, the battery cells 11, and the adhesive pad may be stacked repeatedly in that order.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은, 내부에 수용 공간을 형성하는 케이스, 상기 수용 공간에 위치하는 복수의 전지셀, 상기 케이스의 내측 하면에 구비된 고정부 및 상기 복수의 전지셀 사이에 위치한 셀 접착부와, 상기 셀 접착부와 연결되고 상기 고정부에 접착되는 고정 접착부를 포함하는 연결부를 포함할 수 있다.

Description

전지 모듈
본 출원은 2022년 6월 24일자 한국특허출원 제10-2022-0077843호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은, 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(Electrode Assembly)를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해질 주입 후 실링한다.
이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 유연한 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고, 캔 형(Can Type)은 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.
일반적으로 파우치형 전지 케이스는 유연성을 가지는 파우치 필름에 프레스 가공을 수행하여 컵부를 형성함으로써 제조된다. 그리고, 컵부가 형성되면 상기 컵부의 내부에 전극 조립체를 수납하고, 컵부의 주변부부분인 코너부를 실링함으로써 이차전지를 제조한다.
더 나아가, 이와 같은 이차전지를 복수개로 결합하여 케이스에 담아 전지 모듈을 제조한다. 이차 전지, 즉, 전지셀은 케이스 내부에 수용되고 수지 성분의 접착체를 통해 케이스 내면과 연결 및 고정된다.
전지셀이 접착제를 통해 케이스 내측면에 결합된 상태에서, 전지셀의 스웰링(swelling) 현상이 발생하는 경우, 전지셀의 케이스에 인장력이 크게 작용한다. 여기서, 스웰링이란 파우치내 리튬 이온 전해액이 기화하여 그 압력으로 인해 배터리가 볼록해지는 현상을 의미한다. 특히, 파우치형 전지셀의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 파우치는 내측 수용 공간을 형성하는 컵부와 컵부 주변의 실링 구간인 코너부로 구성되는데, 파우치의 프레스 성형과정에서 컵부보다 코너부의 원소재 두께 감소가 더 크므로, 파우치 외면에 인장 발생시 코너부에 더 많은 인장력이 작용된다.
결과적으로, 스웰링에 의해 접착제와 연결된 전지셀이 밀리는 경우, 코너부에 큰 인장력이 몰려 전지셀이 폭발하거나 가스가 누출되는 문제가 발생하곤 한다. 이를 방지하기 위해, 접착제와 전지셀 사이의 연결 구조가 개선된 전지 모듈이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 고정부와 전지셀을 연결하는 연결부의 구조를 개선하여 전지셀의 손상을 방지하는 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은, 내부에 수용 공간을 형성하는 케이스, 상기 수용 공간에 위치하는 복수의 전지셀, 상기 케이스의 내측 하면에 구비된 고정부 및 상기 복수의 전지셀 사이에 위치한 셀 접착부와, 상기 셀 접착부와 연결되고 상기 고정부에 접착되는 고정 접착부를 포함하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전지셀은, 상기 케이스의 하면과 나란한 방향으로 적층되고, 상기 셀 접착부는, 상기 케이스의 하면과 수직할 수 있다.
상기 고정 접착부의 길이방향은 상기 셀 접착부의 길이방향과 수직할 수 있다.
상기 복수의 전지셀 및 상기 고정부는 서로 일정 간격 이격될 수 있다.
상기 고정 접착부는, 상기 전지셀과 상기 고정부의 사이에 위치할 수 있다.
상기 고정 접착부의 상면은 상기 전지셀의 하면과 이격될 수 있다.
상기 연결부는, 상기 셀 접착부 및 고정 접착부 사이에 구비되어 경사지게 형성된 경사부를 더 포함할 수 있다.
전지 모듈은, 상기 복수의 전지셀의 적층 방향에 따라 상기 복수의 전지셀을 접착시키는 접착 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 전지셀의 적층 방향에 대해 상기 접착 패드 및 셀 접착부는 서로 교대로 적층될 수 있다.
상기 연결부는 복수개로 구비될 수 있다.
상기 연결부의 열전도율는 상기 전지셀의 열전도율보다 클 수 있다.
상기 고정부의 열전도율은 상기 전지셀의 열전도율보다 클 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 고정부와 전지셀을 연결하는 연결부의 구조를 개선하여 전지셀의 손상 및 폭발을 방지함으로써, 전지 모듈의 안정성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 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 아니 된다.
도 1은 비교예에 따른 전지 모듈의 단면도이다.
도 2는 비교예에 따른 전지셀에서 스웰링이 발생하는 경우의 모습을 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전지 모듈의 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전지 모듈의 전지셀, 연결부 및 고정부의 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 비교예에 따른 전지 모듈의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 비교 실시예에 따른 전지 모듈은 케이스(C1)와 케이스(C1) 내부에 구비된 전지셀(C2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비교 실시예에 따른 전지 모듈은 케이스(C1) 내측 하면에 접착층(C3)을 구비하고, 접착층(C3)을 통해 복수의 전지셀(C2)을 접착 및 고정할 수 있다.
도 2는 비교예에 따른 전지셀(C2)에서 스웰링이 발생하는 경우의 모습을 도시한 단면도이다.
도 2를 참고하면, 이와 같은 비교 실시예의 구조에서, 전지셀(C2) 내부 기화 및 손상으로 인해 전지셀(C2)의 스웰링 현상이 발생하는 경우, 도 2를 참고하면, 복수의 전지셀(C2)의 하면이 접착층(C3)에 고정된 상태에서 전지셀(C2)은 도 2의 화살표 방향에 따라 일 측으로 외력을 받을 수 있다.
전지셀(C2)이 컵부 및 코너부로 구성된 파우치형 전지인 경우, 파우치의 프레스 성형과정에서 컵부보다 코너부의 원소재 두께 감소가 더 크므로, 파우치와 접착층(C3)의 연결부분에서 인장 발생시, 접착층(C3)과 연결된 코너부에 큰 인장력이 작용할 수 있다.
따라서, 이와 같은 비교 실시예의 구조에 의하면, 스웰링 발생시, 인장에 취약한 전지셀(C2) 코너부의 손상 가능성이 높아질 수 있다. 결과적으로, 전지셀(C2)의 손상 및 파괴에 의해, 내부 가스 및 화염의 배출로 인해 전지 모듈이 폭발하는 사고가 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점을 보완하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈(1)은 아래와 같은 구조 및 기능을 포함할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전지 모듈(1)의 단면도이다.
도 3을 참고하면, 전지 모듈(1)은 케이스(10) 내부에 복수의 전지셀(11)을 수용하여 전기 에너지를 축척할 수 있고, 외부 단자와 연결되어 축적된 전기 에너지를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어, 전지 모듈(1)은 내부에 수용 공간을 형성하는 케이스(10)를 포함하고, 복수의 전지셀(11)은 서로 적층되어 수용 공간 내에 위치 및 고정될 수 있다. 이 경우, 전지셀(11)은 컵부 및 코너부로 구성된 파우치와, 파우치 내부에 수용되는 전극 조립체를 포함할 수 있다. 컵부는 파우치의 프레스 성형 과정을 통해 파우치의 중앙 부분에 함몰 형성된 부분을 의미하고, 코너부는 컵부의 둘레를 따라 형성되는 사이드 실링부를 의미할 수 있다.
전지 모듈(1)은 복수의 전지셀(11)이 케이스(10)의 내측면과 연결되는 연결 구조를 통해, 스웰링 현상에 의해 복수의 전지셀(11)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 전지 모듈(1)은 전지셀(11) 파우치의 코너부의 손상을 감소시키기 위해 상기 연결 구조를 개선시킬 수 있다. 또한, 전지 모듈(1)은 연결 구조를 통해 복수의 전지셀(11)에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 외부로 배출할 수 있다.
구체적으로, 전지 모듈(1)은 고정부(12) 및 연결부(13)를 더 포함할 수 있다.
고정부(12)는 복수의 전지셀(11)을 케이스(10)의 내부에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 고정부(12)는 케이스(10)의 내측 하면에 구비되고, 복수의 전지셀(11)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 고정부(12)의 하면은 케이스(10)이 내측 하면과 연결되고, 고정부(12)의 상면은 복수의 전지셀(11)과 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 고정부(12)의 상면은 후술하는 연결부(13)를 통해 복수의 전지셀(11)과 연결될 수 있다.
고정부(12)는 접착 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정부(12)는 수지 재질을 포함하여, 케이스(10)의 내측 하면에 도포된 후 후술하는 연결부(13)와 접착 및 연결된 상태에서 응고됨으로써, 케이스(10) 내측 하면과 복수의 전지셀(11)을 서로 연결시킬 수 있다.
연결부(13)는 복수의 전지셀(11) 및 고정부(12)와 연결되어, 복수의 전지셀(11)과 고정부(12)를 서로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 연결부(13)는 복수의 전지셀(11) 사이에 구비되어 복수의 전지셀(11)과 결합된 상태에서 복수의 전지셀(11)로부터 일 측으로 돌출되어 고정부(12)와 연결됨으로써, 복수의 전지셀(11)과 고정부(12)를 연결시킬 수 있다. 이 경우, 복수의 전지셀(11)은 연결부(13)를 통해서만 고정부(12)와 연결되고, 복수의 전지셀(11)은 고정부(12)와 접촉하지 않을 수 있다. 즉, 복수의 전지셀(11) 및 고정부(12)는 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
연결부(13)는 셀 접착부(130) 및 고정 접착부(131)를 포함할 수 있다.
셀 접착부(130)는 복수의 전지셀(11) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 셀 접착부(130)는 복수의 전지셀(11)이 적층되는 방향에 따라, 복수의 전지셀(11) 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 복수의 전지셀(11)은 케이스(10)의 하면과 나란한 방향으로 적층될 수 있다. 즉, 복수의 전지셀(11)이 적층되는 사이 공간에 셀 접착부(130)가 위치함으로써, 셀 접착부(130)는 양 측에 전지셀(11)이 결합 및 연결되는 구조를 포함할 수 있다.
구체적으로, 셀 접착부(130)의 길이방향은 케이스(10)의 하면과 수직할 수 있다. 다시 말해, 측면에서 바라본 기준으로, 셀 접착부(130)는 케이스(10)의 상면 및 하면을 향해 연장되는 구조를 포함할 수 있다. 셀 접착부(130)는 복수의 전지셀(11) 사이에 위치하고 연결된 상태에서, 복수의 전지셀(11)로부터 케이스(10)의 하면으로 돌출되어 고정 접착부(131)와 연결될 수 있다.
고정 접착부(131)는 셀 접착부(130)와 연결되고 고정부(12)에 접착될 수 있다. 예를 들어, 고정 접착부(131)의 상면은 셀 접착부(130)의 하부와 연결되고, 고정 접착부(131)의 하면은 고정부(12)의 상면과 접착될 수 있다. 즉, 고정 접착부(131)는 복수의 전지셀(11)과 고정부(12) 사이에 위치하여, 셀 접착부(130) 및 고정부(12)와 연결될 수 있다.
이 경우, 고정 접착부(131)는 복수의 전지셀(11)과 접촉하지 않을 수 있다. 고정 접착부(131)가 복수의 전지셀(11)과 접촉하지 않음으로써, 스웰링 발생에 따라 복수의 전지셀(11)이 밀리더라도, 이와 같은 고정 접착부(131)와 복수의 전지셀(11) 사이의 이격 배치 구조는 고정 접착부(131)에 의해 전지셀(11)에 인장력이 작용하거나 전지셀(11)이 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
고정 접착부(131)의 길이방향은 셀 접착부(130)의 길이방향과 수직할 수 있다. 다시 말해, 고정 접착부(131)는 셀 접착부(130)와 수직 연결되어 케이스(10)의 하면과 나란하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 셀 접착부(130)와 고정 접착부(131)의 구조에 의해, 연결부(13)는 'L'자형 형태를 포함할 수 있다. 구체적으로, 측면에서 바라본 기준으로, 셀 접착부(130)의 폭 길이보다 고정 접착부(131)의 고정부(12)와의 접착 길이가 더 길 수 있다.
이와 같은 연결부(13)의 구조에 의하면, 측면에서 바라본 기준으로, 연결부(13)가 적층된 복수의 전지셀(11) 사이에 결합된 상태에서 연결부(13)의 하면, 즉, 고정 접착부(131)의 하면은 보다 넓은 면적으로 고정부(12)와 접촉 및 연결될 수 있다. 다시 말해, 연결부(13)는 셀 접착부(130)를 통해 보다 넓은 면적으로 전지셀(11)과 결합되고, 고정 접착부(131)를 통해 보다 넓은 면적으로 고정부(12)와 연결됨으로써, 복수의 전지셀(11)과 고정부(12) 사이의 결합력 및 고정력을 증대시킬 수 있다.
보충하면, 셀 접착부(130)는 전지셀(11) 파우치의 특정 영역에만 국한되어 결합하는 것이 아니고, 전지셀(11) 파우치의 컵부 및 코너부를 포함하는 넓은 영역에 거쳐 전지셀(11)과 결합되므로, 전지셀(11) 파우치의 넓은 영역으로 스웰링에 의한 인장력을 분산시킬 수 있다. 마찬가지로, 스웰링에 의해 전지셀(11)이 밀리더라도, 고정 접착부(131)가 고정부(12)와 넓은 면적으로 결합되므로, 고정 접착부(131)와 고정부(12) 사이에서 발생하는 인장력이 넓은 영역으로 분산될 수 있다.
따라서, 이와 같은 연결부(13)의 구조는, 스웰링 현상에 따라 발생하는 인장력이 상대적으로 취약한 코너부에 집중되어 파우치가 손상되는 문제를 방지할 수 있다. 결과적으로, 그에 따른 전지 모듈(1)의 폭발과 같은 2차적인 문제 상황이 방지될 수 있다.
추가적으로, 스웰링에 의해 전지셀(11)에서 고온의 열이 발생할 때, 전지셀(11)의 열을 보다 효과적으로 배출시키기 위해, 고정부(12) 및 연결부(13)의 열전도율은 전지셀(11)의 열전도율보다 높을 수 있다. 구체적으로, 고정부(12)는 전지셀(11)의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지는 수지재질의 접착제를 포함할 수 있다. 또한, 연결부(13)는 전지셀(11)의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지는 금속재질의 판 형상을 포함할 수 있다.
연결부(13)는 앞서 설명한 셀 접착부(130)와 고정 접착부(131)의 구조적 특징을 통해, 전지셀(11)에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 외부로 전달할 수 있다. 다시 말해, 연결부(13)가 존재하지 않은 비교 실시예의 경우, 전지셀(C2)은 접착층(C3)과 직접 연결되어, 내부 기화로 인해 발생한 고온의 열을 접착층(C3)에 전달할 수 있다. 이런 과정에서, 접착층(C3)과 직접 연결된 전지셀(C2)의 일 측의 열을 즉각적으로 접착층(C3)을 통해 배출되나, 접착층(C3)과 연결되지 않은 전지셀(C2)의 타 측은 열을 효과적으로 배출시키지 못할 수 있다. 본 발명의 연결부(13)는 비교 실시예와 달리 복수의 전지셀(11) 사이에 위치하여 보다 넓은 면적으로 복수의 전지셀(11)과 연결되고, 고정부(12)와 상대적으로 멀리 이격된 전지셀(11)의 타측과 연결되므로, 전지셀(11)에서 발생한 고온의 열을 보다 효과적으로 배출할 수 있다.
추가적으로, 연결부(13)의 전지셀(11) 손상 방지 효과 및 열 배출 효과를 증대시키기 위해, 연결부(13)는 복수의 전지셀(11) 사이에 각각 배치되도록 복수개로 구성될 수 있다. 즉, 고정부(12)는 케이스(10)의 내측 하면에 일체로 형성되는 반면에, 연결부(13)는 복수개로 구비되어 각 전지셀(11)의 손상을 방지하고 각 전지셀(11)에서 발생한 열을 효과적으로 고정부(12)에 전달할 수 있다.
접착 패드(14)는 복수의 전지셀(11)의 적층 방향에 따라 복수의 전지셀(11)을 접착시킬 수 있다. 예를 들어, 접착 패드(14)는 적층되는 전지셀(11) 사이에 위치하여 복수의 전지셀(11)을 서로 접촉 및 결합시킬 수 있다. 즉, 접착 패드(14)는 셀 접착부(130)와 마찬가지로, 케이스(10)의 하면과 수직한 길이방향을 가질 수 있다. 구체적으로, 셀 접착부(130)와 접착 패드(14) 사이에 전지셀(11)이 구비된 상태에서, 복수의 전지셀(11)의 적층 방향에 대해 접착 패드(14) 및 셀 접착부(130)는 서로 교대로 적층될 수 있다. 다시 말해, 전지셀(11), 셀 접착부(130), 전지셀(11) 및 접착패드의 순서로 반복적으로 적층될 수 있다.
이와 같은 접착 패드(14)의 기능에 의해, 복수의 전지셀(11) 사이의 결합력이 증대되어, 복수의 전지셀(11)이 케이스(10)의 내부에 보다 고정될 수 있고, 스웰링에 따른 전지셀(11)의 손상이 보다 저해될 수 있다.
이하에서는, 연결부의 구조를 일부 변형한 다른 실시예에 따른 전지 모듈(2)에 대해 개시한다. 앞서 설명한 전지 모듈의 구성 및 기능과 동일한 내용에 대해서는 이하 생략한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전지 모듈(2)의 전지셀(21), 연결부(23) 및 고정부(22)의 단면도이다.
도 4를 참고하면, 다른 실시예에 따른 전지 모듈(2)은 앞서 설명한 전지 모듈(1)의 구성과 동일한 복수의 전지셀(21), 연결부(23) 및 고정부(22)를 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 연결부(23)는 셀 접착부(230) 및 고정 접착부(231)를 포함할 수 있다.
추가적으로, 다른 실시예에 따른 연결부(23)는 경사부(232)를 더 포함할 수 있다.
경사부(232)는 셀 접착부(230) 및 고정 접착부(231) 사이에 구비되어 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 경사부(232)는 셀 접착부(230) 및 고정 접착부(231)의 길이방향에 대해 기울어진 형상을 포함할 수 있다. 다시 말해, 셀 접착부(230)와 고정 접착부(231)는 서로 수직한 구조이고, 경사부(232)는 셀 접착부(230) 및 고정 접착부(231)에 대해 45도 각도로 기울어진 형상을 포함할 수 있다.
이와 같은 경사부(232)의 구조에 의하면, 스웰링 발생에 의해 전지셀(21)이 밀려 고정 접착부(231)와 고정부 사이에 인장력이 발생하더라도, 경사부(232)가 전지셀(21)로부터 고정부로 전달되는 외력을 완충시킴으로써, 경사부(232)는 고정 접착부(231)와 고정부(22) 사이의 인장력을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다.
결과적으로, 다른 실시예에 따른 연결부(23)가 경사부(232)를 더 포함함으로써, 스웰링에 의한 전지셀(21) 손상을 보다 최소화시킬 수 있고, 그에 따라 발생하는 이차전지 폭발 현상과 같은 2차 문제를 보다 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
1: 전지 모듈
10: 케이스
11: 전지셀
12: 고정부
13: 연결부
14: 접착 패드
130: 셀 접착부
131: 고정 접착부
232: 경사부

Claims (12)

  1. 내부에 수용 공간을 형성하는 케이스;
    상기 수용 공간에 위치하는 복수의 전지셀;
    상기 케이스의 내측 하면에 구비된 고정부; 및
    상기 복수의 전지셀 사이에 위치한 셀 접착부와, 상기 셀 접착부와 연결되고 상기 고정부에 접착되는 고정 접착부를 포함하는 연결부를 포함하는, 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서
    상기 복수의 전지셀은, 상기 케이스의 하면과 나란한 방향으로 적층되고,
    상기 셀 접착부는, 상기 케이스의 하면과 수직한, 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서
    상기 고정 접착부의 길이방향은 상기 셀 접착부의 길이방향과 수직한, 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서
    상기 복수의 전지셀 및 상기 고정부는 서로 일정 간격 이격된, 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서
    상기 고정 접착부는, 상기 전지셀과 상기 고정부의 사이에 위치하는, 전지 모듈.
  6. 제5항에 있어서
    상기 고정 접착부의 상면은 상기 전지셀의 하면과 이격된, 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서
    상기 연결부는, 상기 셀 접착부 및 고정 접착부 사이에 구비되어 경사지게 형성된 경사부를 더 포함하는, 전지 모듈.
  8. 제1항에 있어서
    상기 복수의 전지셀의 적층 방향에 따라 상기 복수의 전지셀을 접착시키는 접착 패드를 더 포함하는, 전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서
    상기 복수의 전지셀의 적층 방향에 대해 상기 접착 패드 및 셀 접착부는 서로 교대로 적층되는, 전지 모듈.
  10. 제1항에 있어서
    상기 연결부는 복수개로 구비되는, 전지 모듈.
  11. 제1항에 있어서
    상기 연결부의 열전도율는 상기 전지셀의 열전도율보다 큰, 전지 모듈.
  12. 제1항에 있어서
    상기 고정부의 열전도율은 상기 전지셀의 열전도율보다 큰, 전지 모듈.
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