JP7451016B2 - レール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック - Google Patents

レール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP7451016B2
JP7451016B2 JP2022528280A JP2022528280A JP7451016B2 JP 7451016 B2 JP7451016 B2 JP 7451016B2 JP 2022528280 A JP2022528280 A JP 2022528280A JP 2022528280 A JP2022528280 A JP 2022528280A JP 7451016 B2 JP7451016 B2 JP 7451016B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery cell
cell
battery module
module according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2022528280A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023501734A (ja
Inventor
チャン・フイ・イ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2023501734A publication Critical patent/JP2023501734A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7451016B2 publication Critical patent/JP7451016B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M50/204—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
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • 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
    • 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
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/512—Connection only in parallel
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • 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
    • H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
    • 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
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • 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
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56—Cup shaped 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

本出願は２０２０年０２月１３日付の韓国特許出願第２０２０－００１７４１０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明はレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックに関し、より詳しくはレール型ソケットで複数の電池セルを並列に連結して単一の電池セル集合体を構成し、電池セル集合体は連結部材によって直列に連結することにより、材料コストの節減、及び生産時間の短縮に寄与することができるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックに関する。
携帯電話、ノートブック型ＰＣ、カムコーダー、デジタルカメラなどのモバイル機器に対する技術開発及び需要が増加するのに伴い、充放電の可能な二次電池に対する技術が活発に開発されている。また、二次電池は大気汚染物質を発生させる化石燃料の代替エネルギー源であり、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などに適用されているので、二次電池の開発の必要性が段々高くなっている状況である。
現在、商用化した二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがある。この中で、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べて、メモリ効果がほとんど発生しないので、放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高い利点によって脚光を浴びている。
一方、このような二次電池が電気自動車などのように大容量及び高電圧を必要とするデバイスに使われるときには、多数の電池セルが配列された構造の電池セルアセンブリーや電池パックなどの形態として使われる。
図１は従来技術による円筒型電池セルを含むバッテリーパックの斜視図、図２は従来技術による円筒型電池セルの垂直断面図である。
図１及び図２を参照すると、バッテリーモジュール１は、二次電池セル１０の電極が外部に露出されるように開放しているセルフレーム２０、円筒型二次電池セル１０の一側に形成された負極端子及び正極端子に接合される負極連結部材３０及び正極連結部材４０、及び一側に負極連結部材３０が接合され、他側に正極連結部材４０が接合される円筒状セル連結分離型バスバー５０を含む。
そして、前記円筒型二次電池セル１０は、ゼリーロール型電極組立体６０を収納する電池ケース７０、及び電池ケース７０の上部に位置するキャップアセンブリー８０を含み、キャップアセンブリー８０の上端にはトップキャップ８１が位置し、トップキャップ８１の下側には、高温で電流を遮断するベンティング部材８２、高圧ガスを排出する安全ベント、及び電池の内圧上昇の際に電流を遮断する電流遮断素子が順次積層された構造を開示している。
このように、従来は、複数の電池セルを直列におよび／または並列に連結するために、多くの導電体を用い、導電体と電池セルの負極及び正極とを離隔する必要があるので、プラスチック系の絶縁体フレームを使っていた。さらに、導電体を絶縁体フレームに固定するために固定用接着剤を使った後、硬化するので、生産コスト及び生産時間が増加するという問題点がある。
これに関連して、特許文献１には、二次電池セルの外観形状に対応する多数の開口部がセルフレームに形成され、前記開口部は前記二次電池セルの電極が外部に露出されるように開放し、負極連結部材、正極連結部材、及びバスバーによって、セルフレームに収納される円筒型二次電池セルが行方向には並列に連結され、それぞれの行と行とは互いに直列に連結されたバッテリーモジュールが開示されている。
特許文献１によれば、開放しているセルフレーム、正極連結部材、及び負極連結部材を使うことにより、二次電池セルの高さが違っても二次電池とバスバーとの間の密着度を高めることにより、レーザー溶接の際に不良率を減少させ、生産時間を減らして量産することができるようにした。
しかし、特許文献１は、依然として固定用接着剤及び絶縁体フレームなどの副資材を使うことにより、高費用が発生し、さらに硬化時間が長くて依然として製造時間が長いという問題点が残っている。
韓国公開特許第２０１８－０１２９１１５号公報 韓国公開特許第２０１９－０１３６２０２号公報
本発明は、前記のような問題点を解決するために、円筒型電池セルを直列及び並列に連結して電池モジュールを製造するにあたり、使用材料を最少化し、製造時間を短縮することができるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックを提供することを目的とする。
前記のような問題点を解決するための本発明による電池モジュールは、２個以上の円筒型電池セル（１００）が並列に連結された複数の第１電池セル集合体が直列に連結された電池モジュールであって、前記並列に連結された第１電池セル集合体は、レール型ソケット（２００）によって２個以上の円筒型電池セル（１００）の負極が電気的に連結されており、第１電池セル集合体間の直列連結は、連結部材（３００）によって前記レール型ソケット（２００）と隣接した第１電池セル集合体を構成する電池セル（１００）の正極とが電気的に連結されることによってなされていることを特徴とする。
本発明による電池モジュールにおいて、前記連結部材（３００）は、伝導性素材のワイヤまたは所定幅のプレートであることを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記円筒型電池セル（１００）は、下面及び側面が負極として印加されるセルケース（１１０）と、上面中央に所定高さだけ突出した正極端子（１２１）とを含み、前記側面の所定位置には、内側に所定深さだけ陥没した溝部（１１１）が形成されることを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記レール型ソケット（２００）は、所定の幅及び長さを有し、複数の貫通ホール（２１１）が形成された上面部（２１０）と、前記上面部（２１０）から下方に延びた一対の側面部（２２０）とを含むことを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記側面部（２２０）は、電池セル（１００）の側面と密着する第１延長部（２２１）と、一側が前記第１延長部（２２１）と連結されたままで前記電池セル（１００）の溝部（１１１）に着座する折曲部（２２２）とを含むことを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記側面部（２２０）は、電池セル（１００）の側面と密着する第１延長部（２２１）と、一側が第１延長部（２２１）と連結されたままで前記電池セル（１００）の溝部（１１１）に着座する折曲部（２２２）と、一側が前記折曲部（２２２）と連結され、電池セル（１００）の側面と密着する第２延長部（２２３）とを順次備えることを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記折曲部（２２２）の断面は、前記電池セル（１００）の溝部（１１１）の断面と同じ形状を有することを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記貫通ホール（２１１）の内径はトップキャップ（１２０）の外径より大きいことを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記正極端子（１２１）は、前記上面部（２１０）の貫通ホール（２１１）を通過して所定高さだけ突出することを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記セルケース（１１０）の上面端とレール型ソケット（２００）の上面部（２１０）の底面とが密着することを特徴とする。
また、本発明による電池モジュールにおいて、前記レール型ソケット（２００）はニッケル素材を含み、前記連結部材（３００）はアルミニウム素材を含むことを特徴とする。
また、本発明による電池パックは、前述した電池モジュールと、複数セルケース（１１１０）を収容するように収容ホール（４１１）が形成されたパックケース（４１０）とを含むことを特徴とする。
また、本発明によるデバイスは、前述した電池パックを含むことを特徴とする。
本発明によるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックによれば、単一のレール型ソケットを用いて複数の円筒型電池セルを並列に連結することができるので、材料の使用を最少化することができるだけでなく、組立時間を短縮することができるという利点がある。
また、本発明によるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックによれば、レール型ソケットによって並列に連結された電池セル集合体は、連結部材によって各電池セルとレール型ソケットが直ちに連結されることにより、直列構造の電池モジュールを得ることができ、よって絶縁体と接着剤などを必要としないので、生産コスト及び生産時間を減らすことができるという利点がある。
さらに、本発明によるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックによれば、レール型ソケットの折曲部が電池セルの溝部に密着するので、電池セルを一層安定的に支持することができるという利点がある。
従来技術による円筒型電池セルを含むバッテリーパックの斜視図である。 従来技術による円筒型電池セルの垂直断面図である。 本発明の好適な第１実施例による電池セルの斜視図である。 本発明の好適な第１実施例によるレール型ソケットの斜視図である。 本発明の好適な第１実施例による電池セル及びレール型ソケットが結合された電池モジュールの斜視図である。 本発明の好適な第２実施例によるレール型ソケットの斜視図である。 本発明の好適な第１実施例によるバッテリーパックの斜視図である。 図７に示すバッテリーパックの分解斜視図である。
本出願で、「含む」、「有する」または「備える」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、構成要素、部分品またはこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組合せなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものに理解されなければならない。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明によるレール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パックについて説明する。
図３は本発明の好適な第１実施例による電池セルの斜視図である。図３は本発明による円筒型電池セルを示すものであり、電極組立体（図示せず）を収納し、電極組立体の負極リードと電気的に連結されているセルケース１１０、及びセルケース１１０の上側に位置するトップキャップ１２０を含む。
ここで、セルケース１１０の側面上部の所定位置には、内側に陥没した溝部１１１が形成され、溝部１１１にはレール型ソケットの折曲部が着座する。これについての詳細な説明は後述する。
トップキャップ１２０は絶縁部材（図示せず）によってセルケース１１０とは通電することなく、電極組立体の正極リードと電気的に連結されて正極端子として作用する。
ここで、セルケース１１０とトップキャップ１２０を互いに固定することができるように、絶縁部材が介在された状態でトップキャップ１２０の外周に沿ってセルケース１１０の上面が位置する。トップキャップ１２０はセルケース１１０の上面より突出することが好ましく、上方に***した正極端子１２１がトップキャップ１２０の中央にさらに設けられることがより好ましい。これは、複数の電池セル１００を直列及び並列に連結するにあたり、本発明によるレール型ソケットの装着を容易にし、さらに相異なる電極が互いに連結されることを確実に遮断するためである。
一方、電極組立体は、セル組立体及びリードを含んでいる。セル組立体は、長いシート状の正極及び負極の間に分離膜が介在された状態で巻き取られる構造を有するゼリーロール型セル組立体、または長方形の正極及び負極が分離膜を挟んでいる状態で積層される構造の単位セルから構成されるスタック型セル組立体、または単位セルが長い分離フィルムによって巻き取られるスタックフォルディング型セル組立体、または単位セルが分離膜を挟んでいる状態で積層されて互いに付着されるラミネーションスタック型セル組立体などからなることができるが、これらに制限されない。
正極リード及び負極リードからなる一対のリードのうち、正極リードはセル組立体の正極及びトップキャップと直接的または間接的に連結され、負極リードはセルケースと電気的に連結され、前記のような円筒型電池セルを構成する電極組立体は一般的に知られている構成に相当するので、より詳細な説明は省略する。
図４は本発明の好適な第１実施例によるレール型ソケットの斜視図、図５は本発明の好適な第１実施例による電池セル及びレール型ソケットが結合された電池モジュールの斜視図である。
まず、本発明によるレール型ソケット２００は、並んで整列された複数の円筒型電池セル１００を互いに並列に連結して単一の第１電池セル集合体を構成するためのものである。
具体的には、レール型ソケット２００は、上面部２１０及び側面部２２０を含んでなる。上面部２１０は所定の厚さ及び長さを有する薄い平板状を有することができる。例えば、上面部２１０の幅（Ｘ軸方向）はセルケース１１０の外径と同一または類似の程度とすることができ、長さ（Ｚ軸方向）は並列に連結する電池セル１００の全長と同一または類似の程度とすることができる。
ここで、レール型ソケット２００の上面部２１０の底面はセルケース１１０の上面から所定距離だけ離隔して位置することもできるが、確実な固定及び電気的連結を可能にするために、負極端子に対応するセルケース１１０の上面縁端と密着することがより好ましい。
上面部２１０には、所定大きさの内径、詳細にはトップキャップ１２０の外径より大きい貫通ホール２１１が複数形成される。この貫通ホール２１１は、セルケース１１０の上部にレール型ソケット２００が着座するとき、上面部２１０とトップキャップ１２０とが接触してショートが発生することを防止するために、トップキャップ１２０を外部に露出させるためのものである。
側面部２２０は上面部２１０から下方に延びた一対からなり、隣接して位置する複数の円筒型電池セル１００を並列に連結するとともにこれらを互いに固定支持するためのものである。
一例として、側面部２２０は、電池セル１００の側面と密着する第１延長部２２１と、一側が第１延長部２２１と連結されたままで電池セル１００の溝部１１１に着座する折曲部２２２とからなることができる。この場合、電池セル１００を堅固に固定することができる。
ここで、溝部１１１に折曲部２２２が着座するとき、隙間が発生しないように電池セル１００の溝部１１１と折曲部２２２の外形とが同一であることがより好ましい。
一方、負極として作用するレール型ソケット２００はニッケル素材を含んでなることができるが、負極素材として使える素材であれば特に限定されない。
次に、前述したレール型ソケット２００によって並列に連結された第１電池セル集合体は直列に連結される。
一例として、図５に示すように、６個の円筒型電池セル１００は一つのレール型ソケット２００によって電池セル集合体をなし、このような３個の電池セル集合体を直列に連結することができる。
電池セル集合体間の直列連結について詳細に説明すると、レール型ソケット２００の貫通ホール２１１の上方に突出したトップキャップ１２０または正極端子１２１と隣接した電池セル集合体のレール型ソケット２００、より具体的には上面部２１０との間に伝導性素材の連結部材３００が位置することによって連結される。
ここで、前記連結部材３００はワイヤまたは所定の幅を有するプレートであることが好ましく、電池セル１００のトップキャップ１２０または正極端子１２１とレール型ソケット２００が個別的にそれぞれ連結されるように、電池セル１００の個数だけ連結部材３００を備えることがより好ましい。これは、連結部材３００の表面積減少によって発生する過度な抵抗を防止するためのものである。
一方、正極として作用する連結部材３００はアルミニウム素材を含んでなることができるが、正極素材として使える素材であれば特に限定されない。
図６は本発明の好適な第２実施例によるレール型ソケットの斜視図である。本発明の第１実施例とは、レール型ソケット２００の側面部２２０に第２延長部２２３がさらに設けられた構成を除き、同一であるので、以下では第２延長部２２３のみについて説明する。
本発明の第２実施例によるレール型ソケットの側面部２２０は、電池セル１００の側面と密着する第１延長部２２１、一側が第１延長部２２１と連結されたままで電池セル１００の溝部１１１に着座する折曲部２２２、及び一側が折曲部２２２と連結され、電池セル１００の側面と密着する第２延長部２２３を順次備えている。
レール型ソケットの側面部２２０に所定高さ（Ｙ軸方向）の第２延長部２２３がさらに設けられれば、電池セル１００をより確実に固定することができるという利点がある。
図７は本発明の好適な第１実施例によるバッテリーパックの斜視図、図８は図７に示すバッテリーパックの分解斜視図である。
本発明によるバッテリーパックは前述した構成を有する電池モジュールがパックケース４１０に収容された状態とすることができる。
一例として、パックケース４１０には多数のセルケース１１０を収容するように収容ホール４１１が形成され、よって外部衝撃があっても電池セル１００の動きを抑制することができるので、安定的な電気供給が可能である。
本発明によるバッテリーパックはデバイスに搭載することができる。具体的なデバイスの例としては、自動車、携帯電話、及びノートブック型ＰＣであることができる。このようなデバイスは多様で複雑な機能を有して多くの電気エネルギーを必要とするので、高容量及び高電圧のバッテリーパックが装着されてデバイスに電源を供給する役割を果たす。
以上で本発明の内容の特定部分を詳細に記述したが、当該分野で通常の知識を有する者にこのような具体的技術は単に好適な実施様態であるに過ぎず、これによって本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であるというのは当業者に明らかなものであり、このような変形及び修正も添付の特許請求の範囲に属するものであるというのは言うまでもない。
１００ 電池セル（円筒型電池セル）
１１０ セルケース
１１１ 溝部
１２０ トップキャップ
１２１ 正極端子
２００ レール型ソケット
２１０ 上面部
２１１ 貫通ホール
２２０ 側面部
２２１ 第１延長部
２２２ 折曲部
２２３ 第２延長部
３００ 連結部材
４００ バッテリーパック
４１０ パックケース
４１１ 収容ホール

Claims (11)

  1. ２個以上の円筒型電池セルが並列に連結された複数の電池セル集合体が直列に連結された電池モジュールであって、
    前記並列に連結された電池セル集合体は、レール型ソケットによって２個以上の円筒型電池セルの負極が電気的に連結されており、
    電池セル集合体間の直列連結は、連結部材によって前記レール型ソケットと隣接した電池セル集合体を構成する円筒型電池セルの正極とが電気的に連結されることによってなされており、
    前記円筒型電池セルは、下面及び側面が負極として印加されるセルケースと、上面中央に所定高さだけ突出した正極端子と、を含み、
    前記側面の所定位置には、内側に所定深さだけ陥没した溝部が形成されており、
    前記レール型ソケットは、前記円筒型電池セルの上面を露出させるための複数の貫通ホールが形成された上面部と、前記上面部から下方に延びた一対の側面部であって、前記円筒型電池セルの溝部に着座する折曲部がそれぞれ設けられた一対の側面部と、を含む、電池モジュール。
  2. 前記連結部材は、伝導性素材のワイヤまたは所定幅のプレートである、請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 前記側面部は、円筒型電池セルの側面と密着する第１延長部と、一側が前記第１延長部と連結されたままで前記円筒型電池セルの溝部に着座する前記折曲部と、を含む、請求項１又は２に記載の電池モジュール。
  4. 前記側面部は、円筒型電池セルの側面と密着する第１延長部と、一側が第１延長部と連結されたままで前記円筒型電池セルの溝部に着座する前記折曲部と、一側が前記折曲部と連結され、円筒型電池セルの側面と密着する第２延長部と、を順次備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  5. 前記折曲部の断面は、前記円筒型電池セルの溝部の断面と同じ形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  6. 前記貫通ホールの内径はトップキャップの外径より大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  7. 前記正極端子は、前記上面部の貫通ホールを通過して所定高さだけ突出する、請求項６に記載の電池モジュール。
  8. 前記セルケースの上面端とレール型ソケットの上面部の底面とが密着する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  9. 前記レール型ソケットはニッケル素材を含み、前記連結部材はアルミニウム素材を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
    複数のセルケースを収容するように収容ホールが形成されたパックケースと、
    を含む、電池パック。
  11. 請求項１０に記載の電池パックを含む、デバイス。
JP2022528280A 2020-02-13 2020-12-28 レール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック Active JP7451016B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0017410 2020-02-13
KR1020200017410A KR20210103090A (ko) 2020-02-13 2020-02-13 레일형 소켓이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
PCT/KR2020/019190 WO2021162238A1 (ko) 2020-02-13 2020-12-28 레일형 소켓이 구비된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023501734A JP2023501734A (ja) 2023-01-18
JP7451016B2 true JP7451016B2 (ja) 2024-03-18

Family

ID=77293083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022528280A Active JP7451016B2 (ja) 2020-02-13 2020-12-28 レール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230034195A1 (ja)
EP (1) EP4053988A4 (ja)
JP (1) JP7451016B2 (ja)
KR (1) KR20210103090A (ja)
CN (1) CN114730968A (ja)
TW (1) TW202133476A (ja)
WO (1) WO2021162238A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021122034A1 (de) 2021-08-25 2023-03-02 Ke-Tec Gmbh Verfahren und vorrichtung zum elektrischen kontaktieren einer batteriezelle, zellmodul und batterie

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011065906A (ja) 2009-09-18 2011-03-31 Panasonic Corp 電池モジュール
JP2015053205A (ja) 2013-09-09 2015-03-19 豊田合成株式会社 バスバー保持部材および電池パック
WO2018155158A1 (ja) 2017-02-23 2018-08-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール
JP2019515448A (ja) 2016-12-05 2019-06-06 エルジー・ケム・リミテッド 円筒型二次電池モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4650700B2 (ja) * 2008-05-08 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 電池保持装置、組電池および車両
JP5478099B2 (ja) * 2009-03-21 2014-04-23 本田技研工業株式会社 バッテリパック
CN102272979A (zh) * 2009-07-17 2011-12-07 松下电器产业株式会社 电池以及电池单元
US9077015B2 (en) * 2010-02-24 2015-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery pack
KR101283347B1 (ko) * 2010-09-07 2013-07-10 주식회사 엘지화학 고출력 대용량의 전지팩
EP2704230B1 (en) * 2011-04-28 2017-12-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery assembly, and vehicle
US9735414B2 (en) * 2015-08-11 2017-08-15 Atieva, Inc. Current distribution system for a battery assembly utilizing non-overlapping bus bars
KR102316488B1 (ko) 2017-05-25 2021-10-22 주식회사 엘지화학 원통형 셀 연결 분리형 버스바와 이를 이용한 배터리 모듈 및 제조 방법
KR102288992B1 (ko) 2017-06-16 2021-08-12 닛토덴코 가부시키가이샤 다층 필름, 적층체, 에어백 및 적층체 제조방법
KR102393032B1 (ko) 2018-05-30 2022-05-02 주식회사 엘지에너지솔루션 과충전을 방지하기 위한 원통형 이차전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011065906A (ja) 2009-09-18 2011-03-31 Panasonic Corp 電池モジュール
JP2015053205A (ja) 2013-09-09 2015-03-19 豊田合成株式会社 バスバー保持部材および電池パック
JP2019515448A (ja) 2016-12-05 2019-06-06 エルジー・ケム・リミテッド 円筒型二次電池モジュール
WO2018155158A1 (ja) 2017-02-23 2018-08-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021162238A1 (ko) 2021-08-19
EP4053988A1 (en) 2022-09-07
TW202133476A (zh) 2021-09-01
KR20210103090A (ko) 2021-08-23
EP4053988A4 (en) 2023-11-01
JP2023501734A (ja) 2023-01-18
CN114730968A (zh) 2022-07-08
US20230034195A1 (en) 2023-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106663773B (zh) 电极构件及集电板、电池组
JP7484992B2 (ja) 蓄電素子
JP7050849B2 (ja) バッテリパック
WO2018116822A1 (ja) バスバー、蓄電モジュール、および、配線モジュール
JP2020524375A (ja) 組立性が向上したバスバーフレームを備えたバッテリーモジュール
KR20190040403A (ko) 원통형 이차전지 모듈 및 원통형 이차전지 모듈 생산 방법
JP2021517347A (ja) エネルギー密度が向上した構造を有するバッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及び自動車
JP7286196B2 (ja) 電池モジュールおよびその製造方法
JP2019512863A (ja) バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック
KR20180127760A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20190016353A (ko) 배터리 셀 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20140124247A (ko) 이차 전지
KR20180129170A (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 배터리 모듈 생산 방법
KR101441530B1 (ko) 신규한 구조의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
JP7178593B2 (ja) 電池モジュール
JP7451016B2 (ja) レール型ソケットを備えた電池モジュール及びこれを含む電池パック
CN110998896B (zh) 制造能量储存装置的方法
KR20130047151A (ko) 배터리셀, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20190006965A (ko) 각주형 전기화학 셀
KR20210156089A (ko) 버스바와 전압 센싱부재의 연결구조로서 비용접 방식 구조가 적용된 배터리 모듈
KR20210095388A (ko) 내충격성이 향상된 전극 리드를 포함하는 전지 셀 어셈블리 및 이의 제조방법
KR101797694B1 (ko) 보호회로 모듈을 포함하는 전지팩
KR20180025542A (ko) 전극 활물질 미코팅부를 포함하는 젤리-롤형 전극조립체
JP2023502199A (ja) 二次電池および二次電池の製造方法
JP2019216005A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230703

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20231003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240229

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7451016

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150