KR101400083B1 - Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling - Google Patents
Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling Download PDFInfo
- Publication number
- KR101400083B1 KR101400083B1 KR1020110079373A KR20110079373A KR101400083B1 KR 101400083 B1 KR101400083 B1 KR 101400083B1 KR 1020110079373 A KR1020110079373 A KR 1020110079373A KR 20110079373 A KR20110079373 A KR 20110079373A KR 101400083 B1 KR101400083 B1 KR 101400083B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery
- unit module
- module according
- battery cells
- polymer resin
- Prior art date
Links
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 84
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
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
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/121—Organic 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
-
- 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
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈로서, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있고, 전극단자들이 직렬 또는 병렬로 상호 연결된 상태로 적층되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들; 상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있는 한 쌍의 외장부재; 및 상기 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시키기 위해 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재 내부에 충진되어 있는 고분자 수지;를 포함하는 단위모듈을 제공한다.The present invention relates to a unit module including plate-shaped battery cells, wherein a battery cell is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and then the outer circumferential surface is sealed, and electrode terminals are connected in series or in parallel Two or more battery cells stacked in a connected state; A pair of sheathing members mutually coupled to cover the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portion; And a polymer resin filled in the exterior member in a state of being in close contact with the inner surface of the exterior member and the side sealing portions of the exterior surface sealing portions of the battery cells to fix the battery cells in place inside the exterior member. .
Description
본 발명은 안전성이 우수한 단위모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈로서, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있고, 전극단자들이 직렬 또는 병렬로 상호 연결된 상태로 적층되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들; 상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있는 한 쌍의 외장부재; 및 상기 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시키기 위해 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재 내부에 충진되어 있는 고분자 수지;를 포함하는 단위모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a unit module having excellent safety, and more particularly, to a unit module including plate-shaped battery cells, wherein a battery cell is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, Two or more battery cells in which electrode terminals are laminated in series or in parallel with each other; A pair of sheathing members mutually coupled to cover the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portion; And a polymer resin filled in the exterior member in a state of being in close contact with the inner surface of the exterior member and the side sealing portions of the exterior surface sealing portions of the battery cells to fix the battery cells in place inside the exterior member. .
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 어플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as an energy source for electric vehicles and hybrid electric vehicles, which are proposed to solve air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Accordingly, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.
이와 같이 이차전지의 적용 분야와 제품들이 다양화됨에 따라, 전지의 종류 또한 그에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 당해 분야 및 제품들에 적용되는 전지들은 소형 경량화가 강력히 요구되고 있다.As the application fields and products of the secondary battery are diversified, the type of the battery is also diversified to provide an appropriate output and capacity. In addition, there is a strong demand for miniaturization and weight reduction of cells applied to the field and products.
휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들에는 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 소형 경량의 전지셀들이 사용되고 있다. 반면에, 전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈(중대형 전지팩)이 사용되고 있다. For small mobile devices such as mobile phones, PDAs, digital cameras, notebook computers, etc., one or a few small and lightweight battery cells are used per device corresponding to the tendency to miniaturize the products. On the other hand, middle- or large-sized battery modules (middle- or large-sized battery packs) in which a plurality of battery cells are electrically connected are used for middle- or large-sized devices such as electric bicycles, electric motorcycles, electric vehicles and hybrid electric vehicles due to the necessity of high output large capacity.
전지모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 전지모듈을 제조하려고 노력하고 있다. 또한, 전기자전거, 전기자동차 등과 같이 외부로부터 많은 충격, 진동 등을 받는 디바이스들은 전지모듈을 구성하는 소자들간의 전기적 연결상태와 물리적 결합상태가 안정적이어야 하며, 다수의 전지를 사용하여 고출력 및 대용량을 구현하여야 하기 때문에 안전성 측면도 중요시 되고 있다.Since the size and weight of the battery module are directly related to the accommodating space and output of the middle- or large-sized device, manufacturers try to manufacture a battery module as small and light as possible. Devices that receive a lot of shocks and vibrations from the outside, such as electric bicycles and electric vehicles, should have a stable electrical connection and physical connection between the elements constituting the battery module, and use a large number of batteries for high output and large capacity The safety aspect is also important because it must be implemented.
이러한 전지모듈 또는 전지팩의 단위전지로는 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등이 사용되고 있으며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.As a unit cell of such a battery module or a battery pack, a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, a pouch-shaped battery cell, or the like is used depending on its shape. Among them, the unit cell can be stacked with a high degree of integration, A pouch-shaped battery cell which can be easily deformed is attracting much attention.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지셀의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1의 파우치형 전지셀(10)은 두 개의 전극 리드(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전지케이스(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다. 전지케이스(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. FIG. 1 schematically shows a perspective view of a typical conventional pouch-type battery cell. The pouch-
그러나, 전지케이스(14) 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하므로, 안정한 구조의 전지모듈을 제조하기 위해서는 전지셀들(단위전지들)을 카트리지 등의 팩 케이스에 장착하여 전지모듈을 제조하고 있다. 반면에, 중대형 전지모듈이 장착되는 장치 또는 차량 등에는 일반적으로 장착공간이 한정적이므로, 카트리지와 같은 팩 케이스의 사용으로 인해 전지모듈의 크기가 커지는 경우에는 낮은 공간 활용도의 문제점이 초래된다. However, since the
또한, 전지셀을 구성하는 전극조립체는 전지케이스에 감싸여 있는 형태로 내장되지만, 그것에 의해 고정되지는 않으므로, 외부에서 작용하는 충격이나 진동에 의해 전지케이스 내부에서 전극조립체가 전극 리드 방향으로 밀리거나 절곡될 수 있으며, 이로 인해 내부 쇼트를 유발하거나 전지케이스를 뚫고 나오는 등의 안전성의 문제에 심각한 원인이 된다.Further, since the electrode assembly constituting the battery cell is enclosed in the battery case, but is not fixed by the electrode assembly, the electrode assembly is pushed toward the electrode lead inside the battery case by external impact or vibration Which may cause internal short-circuiting or breakage of the battery case, which is a serious cause of safety problems.
더욱이, 전지셀을 구성하는 전극조립체는 충방전 과정에서 팽창과 수축을 반복하게 되며, 이로 인해 전지케이스의 열융착 부위가 벌어져서 전해액이 누출되는 단점을 가지고 있다. 또한, 반복적인 팽창 및 수축 과정에서 전극조립체의 양극과 음극의 간격이 변화되어, 내부 저항이 증가되거나 쇼트가 발생하는 등 급격한 성능 저하가 초래되는 단점도 있다.Furthermore, the electrode assembly constituting the battery cell repeatedly expands and shrinks during the charging and discharging process, thereby causing a heat-welded portion of the battery case to spread and the electrolyte to leak. In addition, in the repeated expansion and contraction process, the distance between the anode and the cathode of the electrode assembly changes, and there is a disadvantage that the internal resistance is increased or a sharp performance is deteriorated.
한편, 이를 해결하기 위해 전지셀들을 소정의 외장부재로 감싸는 방안이 고려될 수 있지만, 전지셀들을 외장부재의 내부에 장착한 단위모듈에서는, 전지셀이 파우치형 전지셀인 경우, 구조적 한계로 인해 외장부재와의 사이에 이격 공간이 형성되므로, 전지셀들은 고정이 확실히 이루어지지 않고 충격을 받거나 흔들리는 문제점이 있다.In order to solve this problem, it is possible to consider wrapping the battery cells with a predetermined sheath member. However, in the case of the unit module in which the battery cells are mounted in the exterior member, when the battery cells are pouch-shaped battery cells, Since the spacing space is formed between the battery cell and the exterior member, there is a problem that the battery cells are not securely fixed and are shocked or shaken.
따라서, 상기의 문제점들을 해결하면서 보다 안정성이 우수한 단위모듈에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a unit module having superior stability while solving the above problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 발명자들은 단위모듈에서 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시키기 위해 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 고분자 수지를 외장부재 내부에 충진함으로써, 외력이 전지셀들에 가해지는 충격을 최소화하고 전지셀들이 흔들리는 것을 방지할 수 있음을 확인하였고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors filled the inside of the outer casing with the polymeric resin in a state of being in close contact with the inner surface of the outer casing and the side sealing parts of the outer circumferential sealing parts of the battery cells in order to fix the battery cells to the inside of the casing, It has been confirmed that the impact applied to the battery cells can be minimized and the battery cells can be prevented from shaking. Thus, the present invention has been accomplished.
따라서, 본 발명에 따른 단위모듈은, 판상형 전지셀들을 포함하고 있는 단위모듈로서,Accordingly, the unit module according to the present invention is a unit module including plate-shaped battery cells,
금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있고, 전극단자들이 직렬 또는 병렬로 상호 연결된 상태로 적층되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들;Two or more battery cells having a structure in which a battery cell is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer and then an outer circumferential surface is sealed and electrode terminals are laminated in series or in parallel with each other;
상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있는 한 쌍의 외장부재; 및A pair of sheathing members mutually coupled to cover the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portion; And
상기 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시키기 위해 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재 내부에 충진되어 있는 고분자 수지;A polymer resin filled in the exterior member in a state of being in close contact with the side sealing portion and the exterior member inner surface of the outer periphery sealing portion of the battery cells to fix the battery cells in place in the exterior member;
를 포함하는 구조로 구성되어 있다.As shown in FIG.
이러한 본 발명에 따른 단위모듈은 고분자 수지를 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재 내부에 충진함으로써, 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시킬 수 있다.In the unit module according to the present invention, the polymer resin is filled in the exterior member in a state in which the polymer resin is in close contact with the side sealing part of the outer peripheral surface of the battery cells and the inner surface of the exterior member, thereby fixing the battery cells in the interior of the exterior member .
또한, 상기 구조의 단위모듈은 외부로부터의 외력이 인가되더라도 외장부재 내부에 충진된 고분자 수지가 완충작용을 수행하므로, 전지셀들이 충격을 받거나 흔들리는 현상을 방지할 수 있다.In addition, even if an external force is applied to the unit module, the polymer resin filled in the exterior member performs a buffering action to prevent the battery cells from being impacted or shaken.
경우에 따라서는, 외장부재 내부 전체를 고분자 수지로 충진한 구조를 고려할 수도 있지만, 이 경우에는 고분자 수지가 전지셀 본체의 적어도 일부를 감싸게 되므로 충방전 과정에서 전지셀의 방열이 크게 저하되게 되고, 충진 과정에서 고열의 고분자 수지가 전지셀 내부의 전극조립체와 전해액의 열화를 초래할 수 있으므로 바람직하지 않다.In this case, since the polymer resin encapsulates at least a part of the battery cell body, heat dissipation of the battery cell is significantly lowered during charging and discharging, The polymer resin of a high temperature during the filling process may cause deterioration of the electrode assembly and the electrolyte inside the battery cell.
반면에, 본 발명에서와 같이, 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 고분자가 수지가 상호 밀착된 상태로 충진되면, 상기와 같은 문제점들을 최소화하면서, 전지셀들의 정위치 고정에 따른 효과를 발휘할 수 있다.On the other hand, as in the present invention, when the polymer is filled in the state where the resin is adhered to the side sealing portion of the outer circumferential sealing portion of the battery cells and the inner surface of the outer covering member, The effect according to the present invention can be exhibited.
이러한 판상형 전지셀은 충방전이 가능한 이차전지라면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 리튬 이차전지, 니켈-수소(Ni-MH) 이차전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 이차전지 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 중량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이차전지가 바람직하게 사용될 수 있다.Such a plate-shaped battery cell is not particularly limited as long as it is a rechargeable secondary battery. Examples of the rechargeable battery include a lithium secondary battery, a nickel-hydrogen (Ni-MH) secondary battery, a nickel-cadmium (Ni- Among them, a lithium secondary battery which provides a high output relative to weight can be preferably used.
상기 판상형 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가진 이차전지이다. 그러한 바람직한 예로는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있고 상하 양단부에 전극단자가 돌출되어 있는 구조의 이차전지를 들 수 있으며, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 파우치형 전지셀로 칭하기도 한다.The plate-shaped battery cell is a secondary battery having a thin thickness and a relatively wide width and a length so as to minimize the overall size of the battery module when the battery module is constructed. A preferable example thereof is a secondary battery having a structure in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and electrode terminals protrude from both upper and lower ends. More specifically, It may be a structure in which an electrode assembly is built in the case. The secondary battery having such a structure may also be referred to as a pouch-shaped battery cell.
상기 전지셀의 외주면 실링부 중 측면 실링부는 바람직하게는 외장부재의 내면 형상에 일치하도록 절곡됨으로써, 공간 활용도를 향상시켜 보다 컴팩트한 구조의 단위모듈을 제조할 수 있다.The side sealing portion of the outer circumferential surface sealing portion of the battery cell is preferably bent to conform to the inner surface shape of the exterior member, thereby improving space utilization and manufacturing a unit module with a more compact structure.
하나의 예에서, 상기 전극단자들은 직렬로 상호 연결되어 있고 상기 전극단자들의 연결부가 절곡되어 있는 구조일 수 있다.In one example, the electrode terminals may be connected in series and the connection of the electrode terminals may be bent.
본 발명에 따른 단위모듈에서 상기 외장부재는 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호하면서 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화를 억제하여 전지셀의 실링부위가 분리되는 것을 방지하여 준다. In the unit module according to the present invention, the casing member protects the battery cells having low mechanical rigidity while suppressing repeated changes in expansion and contraction during charging and discharging, thereby preventing the sealing portions of the battery cells from being separated.
하나의 바람직한 예에서, 상기 외장부재들은 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 특히 별도의 체결 부재를 필요로 하지 않는 조립 체결방식으로 결합되는 구조로 이루어져 있다.In one preferred embodiment, the sheathing member has an inner surface structure corresponding to the outer shape of the battery cell stack body, and is structured to be coupled in an assembling manner, in which a separate fastening member is not required.
상기 외장부재들에서 단면 결합부의 대표적인 예로는, 외장부재들이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록, 일측 외장부재의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결돌기와 타측 외장부재의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결홈의 구조로 이루어진 것을 들 수 있다.In a typical example of the end fittings of the outer sheath members, there are provided a fastening protrusion formed on the end fitting portion of the one-side sheathing member and a fastening protrusion formed on the other end side of the outer sheath member so that the sheathing member can be engaged by elastic coupling when the press- And a structure of a fastening groove formed on the end face of the sheathing member.
이 경우, 조립 체결구조로 다른 체결부재의 사용 없이 간단히 외장부재들의 간단한 결합이 가능하여 제조 생산성이 향상됨과 동시에 콤팩트한 단위모듈의 제조가 가능하며, 앞서 설명한 바와 같이, 체결된 외장부재들이 전지셀들을 감싸면서 결속하여, 충격 또는 진동과 같은 환경에서 전지셀들의 견고한 구조를 유지할 수 있다. In this case, the assembled fastening structure allows simple coupling of the outer sheath members without using any other fastening members, thereby improving manufacturing productivity and manufacturing a compact unit module. As described above, So that the solid structure of the battery cells can be maintained in an environment such as shock or vibration.
상기 전극단자들의 결합은 용접, 솔더링, 기계적 체결 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 용접으로 달성될 수 있다.The coupling of the electrode terminals can be realized in various ways such as welding, soldering, mechanical fastening, etc., and can be achieved preferably by welding.
한편, 상기 외장부재는 전지셀들을 외력으로부터 보호하기 위해 고강도 셀 커버로 이루어지는 것이 바람직하다.The exterior member is preferably made of a high-strength cell cover for protecting the battery cells from an external force.
또한, 이차전지에서, 충방전 중에 발생한 열이 외부로 효과적으로 방출되지 못하면, 전지의 수명과 안전성 측면에서 심각한 문제가 발생할 수 있다.In addition, in the secondary battery, if heat generated during charging and discharging can not be effectively discharged to the outside, a serious problem may occur in terms of life and safety of the battery.
이러한 점을 전반적으로 고려할 때, 상기 외장부재는 내부의 전지셀에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 것이 더욱 용이할 수 있도록 높은 열전도성의 금속 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.In consideration of this point, it is preferable that the exterior member is made of a highly thermally conductive metal plate so that the heat generated in the battery cells inside can be more easily discharged to the outside.
바람직한 예로서, 상기 전지셀의 측면 실링부에 대응하는 외장부재의 내면에는 고분자 수지에 대한 결합력을 제공하기 위한 미세 돌기 또는 미세 그루브가 형성되어 있는 구조일 수 있다.As a preferable example, a microprojection or fine grooves may be formed on the inner surface of the exterior member corresponding to the side sealing portion of the battery cell to provide a bonding force against the polymer resin.
본 발명에서와 같이, 고분자 수지가 전지셀들의 외주면 실링부 중 실질적으로 측면 실링부 만을 외장부재 내면에 밀착 고정한 구조에서는, 장기간의 사용, 반복적인 진동, 강한 충격 등에 의해 외장부재 내면에 대한 고분자 수지의 밀착력이 저하될 수 있다.As in the present invention, in the structure in which only the side sealing portion of the outer circumferential sealing portion of the outer peripheral surface of the battery cells is closely fixed to the inner surface of the outer casing member as in the present invention, the polymeric resin The adhesion of the adhesive layer may be reduced.
반면에, 상기와 같이 전지셀의 측면 실링부에 대응하는 외장부재의 내면에 미세 돌기 또는 미세 그루브가 형성되어 있으면, 고분자 수지와 외장부재의 결합력을 크게 향상시켜 상기와 같은 문제점들을 근본적으로 방지할 수 있다.On the other hand, if fine protrusions or fine grooves are formed on the inner surface of the exterior member corresponding to the side sealing portion of the battery cell as described above, the bonding force between the polymer resin and the exterior member can be greatly improved to fundamentally prevent the above problems .
상기 고분자 수지는 탄성이 우수한 소재이면 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 수지, 폴리우레탄 수지 및 일레스토머 수지 중 선택되는 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The polymer resin is not particularly limited as long as it is a material having excellent elasticity, but may be composed of, for example, at least one resin selected from a resin, a polyurethane resin and an isostere resin.
상기 고분자 수지는 겔 상태로 외장부재들의 사이 공간에 충진된 후 상온에서 경화될 수 있다.The polymer resin may be cured at room temperature after being filled in a space between the sheathing members in a gel state.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전극단자들은 상단 또는 하단에 함께 형성되어 있거나, 또는 상단과 하단에 각각 형성되어 있을 수 있으며, 예를 들어 전극단자들의 전기적 병렬 연결을 달성하기 위해서는 전극단자들이 상단 또는 하단에 함께 형성되어 있는 것이 바람직하고, 전극단자들의 전기적 직렬 연결을 달성하기 위해서는 전극단자들이 상단과 하단에 각각 형성되는 것이 바람직하다.In one preferred embodiment, the electrode terminals may be formed at the upper or lower end, or may be formed at the upper and lower ends, respectively. For example, in order to achieve electrical parallel connection of the electrode terminals, It is preferable that the electrode terminals are formed at the upper and lower ends respectively in order to achieve the electrical series connection of the electrode terminals.
바람직하게는, 외장부재들의 상단과 하단에 인접한 측면에는 단위모듈의 고정을 용이하게 하기 위한 소정 크기의 단차가 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 단차가 외장부재의 좌우 양단에 인접한 측면에 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 외장부재의 상하단과 좌우 양단 모두에 인접한 측면에 단차가 형성됨으로써 단위모듈의 고정을 더욱 확실하게 할 수 있다.Preferably, a stepped portion having a predetermined size for facilitating the fixing of the unit module may be formed on the side surfaces adjacent to the upper and lower ends of the outer sheath members. In some cases, the stepped portion may be formed on the side surface . More preferably, the steps are formed on the side surfaces adjacent to both the upper and lower ends of the outer case and both the left and right ends, thereby making it possible to more securely fix the unit module.
상기 단차는, 인접한 단위모듈들의 고정을 용이하게 할 수 있도록, 바람직하게는 외장부재의 두께를 기준으로 5 내지 20%의 크기를 가질 수 있다.The step may have a size of 5 to 20% based on the thickness of the sheathing member so as to facilitate fixing of adjacent unit modules.
본 발명은 또한, 상기 단위모듈 다수 개를 포함하는 전지모듈을 제공한다.The present invention also provides a battery module including a plurality of the unit modules.
이러한 전지모듈의 바람직한 예로는, 제 1 항에 따른 단위모듈들을 카트리지에 장착하여 측면으로 배열한 구조의 단위모듈 적층체; 및A preferred example of such a battery module is a unit module laminate having a structure in which the unit modules according to claim 1 are mounted on a cartridge and arranged side by side; And
상기 단위모듈 적층체를 측면 방향으로 세운 상태로 장착되는 모듈 프레임;A module frame mounted in a state in which the unit module laminate body is standing in a lateral direction;
을 포함하고 있는 구조를 들 수 있다.And the like.
상기 모듈 프레임은 단위모듈 적층체의 상부에 장착되는 상부 프레임과 단위모듈 적층체의 하부에 장착되는 하부 프레임으로 구성될 수 있다.The module frame may include an upper frame mounted on an upper portion of the unit module stack and a lower frame mounted on a lower portion of the unit module stack.
본 발명에 따른 전지모듈은 전체적으로 콤팩트한 구조를 가지며, 많은 수의 부재들을 사용하지 않고도 구조적으로 안정한 기계적 체결과 전기적 접속을 이룰 수 있다. 또한, 소정의 단위들, 예를 들어, 4개, 6개, 8개, 10개 등의 전지셀들 또는 단위모듈들로 전지모듈을 구성함으로써, 전지모듈을 필요한 수만큼 한정된 공간내에 효과적으로 장착할 수 있다.The battery module according to the present invention has a compact structure as a whole and can achieve structurally stable mechanical fastening and electrical connection without using a large number of members. Further, by configuring the battery module with predetermined units, for example, 4, 6, 8, 10, etc. battery cells or unit modules, it is possible to effectively mount the battery modules in the required number of limited spaces .
따라서, 본 발명은 상기 전지모듈을 단위체로 사용하여 제조되는 고출력 대용량의 전지팩을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a high-output large-capacity battery pack manufactured using the battery module as a unit.
상기 전지팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력 저장장치의 전원으로 사용될 수 있으며, 전지팩을 전원으로 사용하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The battery pack may be used as a power source for an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a power storage device, and may be an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- Are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단위모듈에서 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재의 내면에 상호 밀착된 상태로 고분자 수지를 외장부재 내부에 충진함으로써, 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시킴과 동시에 외력이 전지셀들에 가해지는 충격을 최소화하며 전지셀들이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the unit module according to the present invention, the polymer resin is filled in the exterior member in a state of being in close contact with the side sealing portion of the outer surface sealing portion of the battery cells and the inner surface of the exterior member, So that the impact applied to the battery cells can be minimized and the battery cells can be prevented from being shaken.
또한, 본 발명에 따른 단위모듈은, 고분자 수지에 의해 전지셀을 더욱 견고하게 고정함으로써 그것의 내부에 존재하는 전극조립체가 전극 리드 방향으로 밀리는 현상을 억제하여 내부 쇼트 및 상기 전극조립체가 전지 케이스를 뚫고 나오는 현상을 방지하는 것에 의해 안전성을 향상시킬 수 있다. In addition, the unit module according to the present invention more firmly fixes the battery cell by the polymer resin, thereby suppressing the phenomenon that the electrode assembly existing inside the electrode assembly is pushed toward the electrode lead, The safety can be improved by preventing the phenomenon of penetration.
도 1은 종래의 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위모듈의 분해 사시도이다;
도 3은 도 2의 단위모듈에서 완충부재를 제거한 상태로 우측면에서 바라본 단면 모식도이다;
도 4는 도 2의 외장부재의 사시도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위모듈의 우측면도이다;
도 6은 단위모듈들을 다수 개 충적하여 제조되는 전지모듈의 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a general structure of a conventional pouch type secondary battery;
2 is an exploded perspective view of a unit module according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic cross-sectional view of the unit module of FIG. 2 viewed from the right side with the buffer member removed;
4 is a perspective view of the exterior member of Fig. 2;
5 is a right side view of a unit module according to another embodiment of the present invention;
6 is a perspective view of a battery module manufactured by covering a plurality of unit modules.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위모듈의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 단위모듈에서 완충부재를 제거한 상태로 우측면에서 바라본 단면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of a unit module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the unit module of FIG. 2 viewed from the right side with the buffer member removed.
이들 도면을 참조하면, 단위모듈(400)은 2개의 판상형 전지셀들(100, 100a), 및 한 쌍의 외장부재들(200, 200a)을 포함하고 있고, 전지셀들(100, 100a)을 외장부재들(200, 200a)의 내부에 정위치 고정시키기 위해 고분자 수지(140)가 전지셀들(100, 100a)의 외주면 실링부 중 측면 실링부(144)와 외장부재들(200, 200a)의 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재들(200, 200a)의 내부에 충진되어 있다.Referring to these drawings, the
전지셀들(100, 100a)은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있고, 전극단자들(120, 130)이 직렬로 상호 연결된 상태로 적층되어 있다.The
또한, 외장부재들(200, 200a)은 전지셀들(100, 100a)의 전극단자 부위를 제외하고 2개의 전지셀들(100, 100a)이 측면으로 적층된 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있다.The
전지셀들(100, 100a)의 상단과 하단에 각각 형성된 전극단자들(120, 130)은 용접에 의해 직렬로 상호 연결되어 있고 전극단자들의 연결부가 상호 절곡되어 있다. The
외장부재들(200, 200a)은 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 조립 체결방식으로 결합된다.The sheathing members (200, 200a) have an inner surface structure corresponding to the outer shape of the battery cell stack body and are joined together by an assembling method.
구체적으로, 외장부재들(200, 200a)의 단면 결합부는 일측 외장부재(200a)의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결돌기(210)와 타측 외장부재(200)의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결홈(220)의 구조로 이루어져 있어서, 외장부재들(200, 200a)이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 서로 맞물리게 된다.Specifically, the end fittings of the
또한, 외장부재들(200, 200a)은 고강도 셀 커버로서 금속 판재로 이루어져 있고, 폴리우레탄 수지의 고분자 수지(140)는 겔 상태로 외장부재들(200, 200a)과 전지셀들의 측면 실링부(144) 사이 공간에 충진된 후 상온에서 경화된다.The
더욱이, 전지셀의 외주면 실링부 중 측면 실링부(144)는 외장부재(200a)의 내면 형상에 일치하도록 단부가 절곡되어 있다.Further, the
한편, 두 개의 전지셀들(100, 100a)의 계면에 완충부재(300)가 개재되어 있고, 완충부재(300)는 다공성 구조의 고분자 수지로 이루어져 있어서, 충방전시의 반복적인 팽창 및 수축의 변화에 의해 발생하는 부피변화를 완충해주고, 전지셀들 사이의 마찰력을 높여서 전지셀들의 유동 억제를 보완해 준다. 그러나, 이러한 완충부재(300)가 없는 구조도 바람직함은 물론이다.The
도 4에는 도 2의 외장부재의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 4 schematically shows a perspective view of the exterior member of Fig. 2. Fig.
도 4를 참조하면, 외장부재들(200, 200a)의 상단과 하단에 인접한 측면(252)과 외장부재들(200, 200a)의 좌우 양단에 인접한 측면(250)에는 단차들이 형성되어 있어서 단위모듈의 고정을 용이하게 한다.4, the side surfaces 252 adjacent to the upper and lower ends of the
또한, 외장부재들(200, 200a)의 외면에는 폭 방향으로 서로 이격되어 있는 다수의 선형 비드들(233)이 형성되어 있으며, 이러한 비드들(233)은 그것의 양 단부가 외장부재들(200, 200a)의 대응 단부에 도달하는 크기를 가지고 있어서, 단위모듈들이 적층된 상태에서 외장부재들(200, 200a)의 폭 방향으로 냉매(예를 들어, 공기)가 유동할 수 있으므로, 냉각효율이 더욱 향상될 수 있다.A plurality of
외장부재들(200, 200a)의 외면에서 상단면과 하단면에는 폭 방향(횡 방향)으로 상호 반대되는 형상의 바(235)가 각각 형성되어 있어서, 적층시 인접하는 단위모듈과 상호 대응되는 형상을 갖으므로 단위모듈 간에 적층되는 위치가 뒤바뀌거나 또는 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외장부재들(200, 200a) 은 한 쌍의 좌측 셀 커버(200)과 우측 셀커버(200a)로 이루어져 있으며, 별도의 체결 부재를 사용하지 않고 상호 결합된다.The
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위모듈의 우측면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 5 schematically shows a right side view of a unit module according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 단위모듈(400b)은 전지셀들의 측면 실링부(144)에 대응하는 외장부재들(200, 200a)의 내면에 고분자 수지에 대한 결합력을 제공하기 위한 미세 돌기가 형성된 점을 제외하고는 도 3의 구조와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 미세 돌기들은 외장부재들(200, 200a)의 내면에 대한 고분자 수지의 결합력을 향상시켜, 고분자 수지가 실질적으로 전지셀들의 측면 실링부(144)에만 접촉되어 있음에도 불구하고, 다양한 상황 하에서 높은 결합력을 유지시켜 준다.5, the
도 6에는 단위모듈들을 다수 개 충적하여 제조되는 전지모듈의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.6 is a perspective view of a battery module manufactured by covering a plurality of unit modules.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 4 개의 단위모듈들(400)이 하나의 전지모듈(500)을 이루고 있으며, 전체적으로 8개의 전지셀들(100)이 포함되어 있다. 즉, 4개의 단위모듈들의 적층체를 측면 방향으로 세워 상부 프레임(510)과 하부 프레임(520)에 장착하여 전지모듈(500)을 제조한다.Referring to FIG. 6, four
이러한 전지모듈(500)을 다수 개 연결하면 더욱 큰 출력과 용량의 중대형 전지팩을 제조할 수 있다.When a plurality of
이상 본 발명의 실시예에 따른 전지모듈의 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, will be.
Claims (18)
금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전지셀을 내장한 후 외주면을 실링한 구조로 이루어져 있고, 전극단자들이 직렬 또는 병렬로 상호 연결된 상태로 적층되어 있는 둘 또는 그 이상의 전지셀들;
상기 전극단자 부위를 제외하고 전지셀 적층체의 외면 전체를 감싸도록 상호 결합되어 있는 한 쌍의 외장부재; 및
상기 전지셀들을 외장부재의 내부에 정위치 고정시키기 위해 전지셀들의 외주면 실링부 중 측면 실링부와 외장부재 내면에 상호 밀착된 상태로 외장부재 내부에 충진되어 있는 고분자 수지;를 포함하며.
상기 외장부재들은 전지셀 적층체의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있으며, 조립 체결방식으로 결합되고,
상기 외장부재들의 단면 결합부는, 외장부재들이 서로 대면하도록 접촉시킨 상태로 가압하였을 때 탄력적인 결합에 의해 맞물릴 수 있도록, 일측 외장부재의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결돌기와 타측 외장부재의 단면 결합부 상에 형성되어 있는 체결홈의 구조로 이루어지며,
상기 전지셀의 측면 실링부에 대응하는 외장부재의 내면에는 고분자 수지에 대한 결합력을 제공하기 위한 미세 돌기 또는 미세 그루브;
가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단위모듈.A unit module comprising plate-shaped battery cells,
Two or more battery cells having a structure in which a battery cell is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer and then an outer circumferential surface is sealed and electrode terminals are laminated in series or in parallel with each other;
A pair of sheathing members mutually coupled to cover the entire outer surface of the battery cell stack body except for the electrode terminal portion; And
And a polymer resin filled in the outer member in close contact with the inner surface of the outer member and the side sealing portion of the outer surface sealing portion of the battery cells to fix the battery cells in place in the outer member.
Wherein the outer sheath member has an inner surface structure corresponding to an outer shape of the battery cell stack body,
The end face of the outer sheath member may have a shape in which the fastening protrusion formed on the end face fitting portion of the one-side sheath member and the end face of the other sheath member formed on the end face of the other sheath member so as to be able to be engaged by resilient engagement when pressed, And a coupling groove formed on the coupling portion,
A microprojection or microgrooves for providing a bonding force to the polymer resin is formed on the inner surface of the exterior member corresponding to the side sealing portion of the battery cell;
Is formed on the outer circumferential surface of the unit module.
상기 단위모듈 적층체를 측면 방향으로 세운 상태로 장착되는 모듈 프레임;
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A unit module laminate having a structure in which the unit modules according to claim 1 are mounted on a cartridge and arranged side by side; And
A module frame mounted in a state in which the unit module laminate body is standing in a lateral direction;
The battery module comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110079373A KR101400083B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110079373A KR101400083B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130017129A KR20130017129A (en) | 2013-02-20 |
| KR101400083B1 true KR101400083B1 (en) | 2014-05-27 |
Family
ID=47896335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110079373A KR101400083B1 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101400083B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11545711B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-01-03 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module including unit body |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101747400B1 (en) * | 2013-08-23 | 2017-06-27 | 주식회사 엘지화학 | Battery Module Having Ring Terminal Guide |
| KR101729553B1 (en) | 2013-08-23 | 2017-04-24 | 주식회사 엘지화학 | Battery Pack for Electric Power Storage Device |
| KR101711692B1 (en) * | 2013-10-01 | 2017-03-02 | 주식회사 엘지화학 | Battery Assembly Having An Improved Safety |
| KR101766014B1 (en) * | 2015-06-17 | 2017-08-07 | 현대자동차주식회사 | Battery Cell Unit, Battery Module and System using Pouch Contact type Battery Cell |
| KR102146540B1 (en) * | 2017-09-15 | 2020-08-20 | 주식회사 엘지화학 | Battery module |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070091387A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-11 | 주식회사 엘지화학 | Middle or large-sized battery module |
| JP2010282767A (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | Battery pack module |
| JP2011003294A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Sony Corp | Battery pack, and method of manufacturing the same |
| KR20110026048A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-15 | 현대자동차주식회사 | Battery pack |
-
2011
- 2011-08-10 KR KR1020110079373A patent/KR101400083B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070091387A (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-11 | 주식회사 엘지화학 | Middle or large-sized battery module |
| JP2010282767A (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | Battery pack module |
| JP2011003294A (en) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Sony Corp | Battery pack, and method of manufacturing the same |
| KR20110026048A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-15 | 현대자동차주식회사 | Battery pack |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11545711B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-01-03 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module including unit body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130017129A (en) | 2013-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101281744B1 (en) | Battery Module Having Member for Improved Stability Disposed between Battery Cells | |
| KR101456960B1 (en) | Battery Module with Fixing Members | |
| KR101150247B1 (en) | Battery module having flexibility in designing structure of module and battery pack employed with the same | |
| US9484592B2 (en) | Battery module having structure of improved stability and high cooling efficiency | |
| KR100870457B1 (en) | Battery Module | |
| KR101492019B1 (en) | Battery Module Having Venting Guiding Portion | |
| KR101089086B1 (en) | Battery Cartridge and Battery Module Containing the Same | |
| KR101067627B1 (en) | Battery Module with Compact Structure and Excellent Heat Radiation Property | |
| KR100896131B1 (en) | Middle or Large-sized Battery Module | |
| KR101798276B1 (en) | Battery module | |
| KR101281811B1 (en) | Battery Pack Having Improved Structure Stability | |
| KR101326182B1 (en) | Battery Module Based upon Unit Module Having External Covering Member and Cartridge | |
| KR101400083B1 (en) | Unit Module of Improved Safety by Polymer Resin Filling | |
| KR101371396B1 (en) | Unit Module of Novel Structure and Battery Module Comprising the Same | |
| KR101524007B1 (en) | Battery Module Having Elastic Pressing Member | |
| KR101305229B1 (en) | Unit Module Having External Covering Member and Heat Dissipation Member and Battery Module Comprising the Same | |
| KR101472882B1 (en) | Battery Module Having Cell Cover Coupling Portion and Receiving Part Coupling Portion | |
| KR101981255B1 (en) | Battery Cell including Frame and Manufacturing Method of the Same | |
| KR101902447B1 (en) | Unit Module Having Elastic Cover Member | |
| CN117136461A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
| KR101511024B1 (en) | Battery Module Having Assembling-typed Module Case | |
| CN115088121A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
| KR101325037B1 (en) | Battery Module of Improved Productability | |
| KR102267587B1 (en) | Battery Pack | |
| KR20190005405A (en) | Battery Module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170328 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180418 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190401 Year of fee payment: 6 |