KR100965693B1 - 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지를 전기적으로 연결하는 버스 바의 표면에 크로메이트층을 형성함으로써, 저저항 및 내식성을 나타내는 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 판상의 금속플레이트 및 상기 금속플레이트 표면에 형성되는 크로메이트층을 포함한다.
버스 바, 크로메이트, 도금, 이차전지, 이차전지 모듈

Description

버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈{Bus-bar and Secondary Battery Module including the same}
본 발명은 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차전지를 전기적으로 연결하는 버스 바의 표면에 크로메이트층을 형성함으로써, 저저항 및 내식성을 나타내는 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 충·방전이 가능한 이차전지는 휴대용 전자기기의 전원으로 광범위하게 사용되고 있다. 더불어, 상기 이차전지는 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 문제를 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle HEV)와 같은 친환경적인 디바이스들의 에너지원으로도 각광받고 있다.
한편, 휴대폰, 캠코더, PDA, 노트북 컴퓨터와 같은 소형 전자기기들은 디바이스 한대당 하나 또는 서너 개의 단위전지들을 사용하는 것이 비해, 전기자동차와 같은 중대형 디바이스들은 고출력, 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈을 사용한다.
일반적으로, 전지모듈에서 단위전지들 상호간의 전기적 연결은 버스 바(bus-bar)를 통하여 이루어진다. 따라서, 상기 버스 바에는 고 전류가 흐르게 되며, 상기 버스 바에 고 전류가 흐를 경우, 단전(cutoff)을 방지하기 위하여 상기 버스 바의 단면적을 대략 10 ~ 20㎟ 크기로 제조하게 된다. 한편, 상기 버스 바는 통상적으로 판상의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 버스 바는 단위전지의 전극단자에 용접(welding), 솔더링(soldering) 또는 기계적으로 체결되어 단위전지들을 전기적으로 연결시키게 된다.
여기서, 상기 버스 바는 전기전도도가 높으면서도 내식성(corrosion resistance)이 좋아야 전지모듈의 성능이 저하되는 것을 둔화시킬 수 있다. 그러나 종래에 사용되는 구리(Cu) 재질의 버스 바는 전기전도도는 우수하지만 부식에 약한 단점이 있고, 구리 재질의 버스 바의 부식을 방지하기 위해 니켈(Ni)을 도금하게 되면, 버스 바의 부식은 감소시킬 수 있지만 동시에 전기전도도가 감소되는 문제가 있다.
본 발명은 이차전지를 전기적으로 연결하는 버스 바의 표면에 크로메이트층을 형성함으로써, 저저항 및 내식성을 나타내는 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 변색이 방지되는 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 이차전지 모듈용 버스 바는 판상의 금속플레이트 및 상기 금속플레이트 표면에 형성되는 크로메이트층을 포함한다.
여기서, 상기 버스 바는 전극인출홀을 포함할 수 있다.
상기 금속플레이트는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 크로메이트층은 0.1 ~ 5㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 금속플레이트와 상기 크로메이트층은 사이에 도금층을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 도금층은 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지 모듈은 상술한 바와 같은 구성을 갖는 이차전지모듈용 버스 바와, 다수의 상기 버스 바에 의해 전기적으로 연결되는 다수의 이차전지를 포함한다.
이때, 상기 이차전지의 양극단자(+)는 이웃하는 다른 상기 이차전지의 음극단자(-)와 상기 버스 바를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 이차전지의 음극단자(-)는 이웃하는 또 다른 상기 이차전지의 양극단자(+)와 다른 상기 버스 바를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 버스 바 및 상기 이차전지는 용접 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈은 판상의 버스 바 및 다수의 상기 버스 바에 의해 전기적으로 연결되고, 양극단자(+)와 음극단자(-)의 표면에 크로메이트층이 형성되는 다수의 이차전지를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 버스 바는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극단자(+)와 상기 크로메이트층 및 상기 음극단자(-)와 상기 크로메이트층은 사이에 도금층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 버스 바의 저항이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 버스 바의 부식을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 버스 바의 변색을 방지하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바를 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의A-A선을 따라 자른 단면도이다. 또한, 도 2a는 버스 바의 피막 재질 및 두께에 따른 저항 변화를 도시한 그래프 이고, 도 2b는 도 2a의 저항 변화를 평균값으로 도시한 그래프이다.
도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바(110)는금속플레이트(111)와, 크로메이트층(113)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 이차전지 모듈용 버스 바(110)는 전극인출홀(112)을 더 포함하여 형성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성을 통해, 저항 및 부식이 감소되고, 변색이 방지되는 이차전지 모듈용 버스 바(110)를 제공한다.
상기 금속플레이트(111)는 판상으로, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있는데, 재료적 측면이나 비용적 측면을 고려할 때, 바람직하게는 구리(Cu)로 형성될 수 있다.
상기 크로메이트층(113)은 상기 금속플레이트(111) 표면에 형성된다. 또한, 상기 크로메이트층(113)은 상기 금속플레이트(111) 표면에 대해 크로메이트 처리(chromate treatment)를 함으로써 형성된다. 여기서, 상기 크로메이트 처리는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn) 또는 이들의 합금에 대해 화학적(chemical) 또는 전기화학적(electrochemical) 처리로 6가(hexavalent)의 크롬(Cr) 화합물을 포함하는 피막을 만드는 금속 표면처리의 한 방법이다. 이때, 상기 크로메이트 처리에 사용되는 처리액은 크롬(Cr)을 주성분으로 하고, 황산(H2SO4), 질산(HNO3) 및 아세트산(CH3COOH)으로 이루어진 군에서 적어도 어느 하나를 포함하는 촉진제 및 완충제로 구성될 수 있다. 즉, 상기 처리액에 금속플레이트(111)를 담그고, 이를 화학적 또는 전기화학적 처리를 하게 되면, 금속플레이트(111)의 표면에6가 및 3가(trivalent)의 착화합물(complex compound)인 크로메이 트층(113)이 생성 및 고착된다. 이때, 상기 처리액은 pH 0.3 ~ 1.0 범위의 강 산성일 수 있다. 한편, 상기 크로메이트 처리는 농도, 온도 및 시간과 밀접한 관련이 있다. 즉, 농도를 고정으로 설정해 놓고 처리온도를 높이면 처리시간은 짧아지게 된다. 또한, 처리온도를 고정으로 설정해 놓고 농도를 높이면 처리시간은 짧아지게 된다. 즉, 크로메이트 처리에서 농도, 온도 및 시간은 상호 트레이드 오프(trade off) 관계를 나타내므로, 원하는 공정조건에 따라 농도, 온도 및 시간을 적당히 조절하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 금속플레이트(111)에 크로메이트층(113)을 형성하는 이유는 다음과 같다.
첫째, 상기 크로메이트층(113)은 우수한 내식성을 나타낼 수 있다. 상기 크로메이트층(113)은 피막의 강도, 6가 크롬의 함유량, 처리방법 및 두께 등을 조절하여 고 내식성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 6가 크롬은 크로메이트층(113)이 긁히거나 마모될 경우, 습기에 의해 서서히 재생되어 자체적으로 내식성을 복구시키는 역할을 하게 된다.
둘째, 상기 크로메이트층(113)은 낮은 전기 저항성을 나타낼 수 있다. 상기 크로메이트층(113)은 예컨대, 금속이 부식되어 산화피막으로 덮인 것보다 낮은 접촉저항을 나타낸다. 또한, 상기 크로메이트층(113)은 두께가 얇을수록 더 낮은 접촉저항을 나타내게 된다. 따라서, 내식성 및 저저항성을 고려할 때, 상기 크로메이트층(113)은 0.1 ~ 5㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 크로메이트층(113)이 0.1㎛ 보다 얇게 형성되면, 6가 크롬에 의한 부식 억제력이 약화되며, 부식에 대한 크로메이트층(113) 자체의 물리적 저항력이 약해지게 된다. 또한, 상기 크로메이트층(113)이 5㎛ 보다 두껍게 형성되면, 내식성은 향상될 수 있으나 이와 동시에 면적증가로 인한 전기적인 접촉저항이 높아지는 문제를 유발할 수 있다.
셋째, 상기 크로메이트층(113)은 금속플레이트(111)의 변색을 방지할 수 있다. 상기 크로메이트층(113)은 금속플레이트(111) 표면에 형성되어 금속플레이트(111)가 공기와 직접 접촉하는 것을 차단한다. 즉, 상기 크로메이트층(113)은 금속플레이트(111) 표면이 공기와 닿아 산화되고, 이로 인해 금속플레이트(111) 표면이 변색되는 것을 방지하게 된다.
상기 전극인출홀(112)은 금속플레이트(111)에 적어도 하나 형성된다. 또한, 상기 전극인출홀(112)은 후술되는 이차전지(120)의 양극단자(+)(121) 내지 음극단자(-)(122)와 체결되는 홀이다. 따라서, 상기 전극인출홀(112)은 이차전지(120)의 양극단자(+)(121) 및 다른 이차전지(120)의 음극단자(-)(122)와 체결되기 위하여 상기 버스 바(110)에 2개의 홀로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바(110)는 이차전지(120)의 양극단자(+)(121) 및 음극단자(-)(122)와 체결되는 전극인출홀(112)이 형성되는 금속플레이트(111) 표면에 크로메이트층(113)이 크로메이트 처리에 의하여 형성된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차전지 모듈용 버스 바(110)의 저항을 감소시킬 수 있고, 부식을 억제할 수 있으며, 변색을 방지할 수 있다. 또한, 상기 이차전지 모듈용 버스 바(110)를 후술되는 이차전지 모듈(100)에 적용하면 이차전지 모듈(100)의 성능이 저하되는 것을 방지하게 된 다.
한편, 표 1은 버스 바의 피막 재질 및 두께에 따른 저항 측정값을 나타낸 것으로, 도 2a 내지 도 2b는 표 1의 저항 측정값을 그래프로 도시한 것이다. 따라서, 표 1 및 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명하기로 한다.
[Ω]
1st 2nd 3rd average
실시예 1 Chromate 0.266898 0.333606 0.283522 0.294675
비교예 1 Bare _ Cu 0.366948 0.366948 0.383647 0.372514
비교예 2 Cu _ 2㎛ 0.467071 0.467025 0.467048 0.467048
비교예 3 Cu _ 5㎛ 0.433644 0.316862 0.333556 0.361354
비교예 4 Zn _ 2㎛ 0.550422 0.383589 0.767255 0.567089
비교예 5 Zn _ 5㎛ 1.30087 0.53369 0.78386 0.872807
비교예 6 Ag 0.250217 0.250179 0.250204 0.2502
비교예 7 Au 0.250167 0.266858 0.266885 0.261303
여기서, 실시예 1은 구리(Cu) 플레이트에 크로메이트층을 형성하여 저항을 측정한 값을 나타낸 것이고, 비교예 1은 구리(Cu) 플레이트의 자체 저항을 측정한 값을 나타낸 것이다. 또한, 비교예 2 내지 비교예 3은 구리(Cu) 플레이트에 서로 다른 두께를 갖는 구리(Cu)를 도금하여 저항을 측정한 값을 나타낸 것이고, 비교예 4 내지 비교예 5는 구리(Cu) 플레이트에 서로 다른 두께를 갖는 아연(Zn)을 도금하여 저항을 측정한 값을 나타낸 것이며, 비교예 6 내지 비교예 7은 구리(Cu) 플레이트에 각각 은(Ag)과 금(Au)을 도금하여 저항을 측정한 값을 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, 실시예 1은 3회의 저항 측정값의 분포 편차가 거의 없다. 또한, 비교예 3 내지 비교예 5의 저항 측정값의 분포 편차보다 그 범위가 훨씬 좁게 나타난다. 이는 크로메이트층(113)이 형성되는 버스 바(110)의 전기적 안정성을 나타내는 것으로 해석될 수 있다. 또한, 도 2b를 참조하면, 실시예 1은 저항 측정값의 평균치가 비교예 6 내지 비교예 7을 제외하고 가장 낮게 나타난다. 이는 비교예 2 내지 비교예 5의 구리(Cu)나 아연(Zn)을 도금하는 것보다 구리(Cu) 플레이트 표면에 크로메이트층(113)을 형성하면 전기의 접촉저항을 더 낮출 수 있다는 것으로 해석될 수 있다. 물론, 비교예 6 내지 비교예 7의 저항 평균치가 실시예 1 보다 낮지만 은(Ag) 또는 금(Au) 재료 자체가 고가이고, 시간이 지남에 따라 산화되어 접촉저항이 실시예 1 보다 더 증가될 가능성이 있다.
한편, 비교예 2 내지 비교예 3 및 비교예 4 내지 비교예 5의 저항 측정값을 보면, 피막의 두께가 두꺼울수록 저항이 증가되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 아연(Zn) 피막은 저항 편차가 심하고, 저항 평균치 또한, 구리(Cu), 크로메이트층(113), 은(Ag) 및 금(Au) 보다 상당히 높게 측정됨을 알 수 있다. 이는 아연(Zn) 피막의 전기적 불안정성을 나타내는 결과로 해석될 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바와 비교하여 금속플레이트와 크로메이트층 사이에 도금층이 더 형성되는 구성적 차이만 있을 뿐 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바와 동일한 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예와 차이를 갖는 도금층에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바(210)는 금속플레이트(111)와, 도금층(215)과, 크로메이트층(113)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 이차전지 모듈용 버스 바(210)는 전극인출홀(112)을 더 포함하여 형성된다. 이때, 상기 금속플레이트(111) 및 크로메이트층(113)은 본발명의 일 실시예와 동일한 재질로 형성되며, 동일한 역할을 한다.
상기 도금층(215)은 크로메이트층(113) 형성 시 금속플레이트(111)와 크로메이트층(113)의 밀착성을 향상시키기 위해 형성될 수 있다. 또한, 상기 도금층(215)은 이차전지 모듈용 버스 바(210)의 내식성을 강화시키기 위해 형성될 수 있다. 상기 도금층(215)은 금속플레이트(111)와 크로메이트층(113) 사이에 형성된다. 상기 도금층(215)은 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바(110)는 금속플레이트(111) 상에 크로메이트층(113)이 형성되는 2층 구조이지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바(210)는 금속플레이트(111) 상에 도금층(215)이 형성되고, 상기 도금층(215) 상에 크로메이트층(113)이 형성되는 3층 구조이다. 이는 본 발명의 일 실시예와 비교할 때, 본 발명의 다른 실시예는 이차전지 모듈용 버스 바(210)의 내식성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 버스 바가 적용되는 이차전지 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 버스 바가 적용되는 이차전지 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 평면, 측면 모식도들이다.
도 4a 내지 도 4b에 도시된 이차전지 모듈은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바를 포함하므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 하기에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바와 이차전지의 전기적 연결구조에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 이차전지 모듈(100)은 본 발명의 실시예에 따른 구성으로 형성되는 다수의 버스 바(110, 210)와, 다수의 이차전지(120)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 이차전지 모듈(100)은 상기 다수의 이차전지(120)를 내부에 수용하는 하우징(130)을 포함하여 형성된다.
상기 이차전지(120)는 각형 전지 또는 파우치형 전지일 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 이차전지(120)는 양극판과 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터가 젤리 롤(jell roll) 형태로 와인딩(winding)되고, 전해액과 함께 케이스에 밀봉된 상태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 양극판과 음극판에는 각각 양극활물질과 음극활물질이 도포되어 있다. 상기 양극활물질은 높은 안정성의 리튬 망간계 산화물로 이루어질 수 있고, 상기 음극활물질은 탄소 계열로 이루어질 수 있는데, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 하우징(130)은 하우징 본체(131)와, 양극외부단자(133) 및 음극외부단자(135)를 포함한다. 상기 하우징 본체(131)는 이를 수용하는 전자기기에 부합되도록 다양한 형상으로 형성 가능하다. 또한, 상기 하우징 본체(131)는 절연재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 양극외부단자(133) 및 음극외부단자(135)는 각각 이차전지(120)의 양극단자(+)(121) 및 음극단자(-)(122)와 전기적으로 연결된다. 상기 양극외부단자(133) 및 음극외부단자(135)는 이차전지(120)의 양극단자(+)(121) 및 음극단자(-)(122)와 전자기기를 전기적으로 연결하는 연결부재이다.
도 4a를 참조하면, 상기 이차전지 모듈(100)은 다수의 이차전지(120)를 포함한다. 상기 이차전지(120)들은 다수의 상기 버스 바(110, 210)에 의해 직렬 방식으로 연결된다. 상기 이차전지(120)는 양극단자(+)(121)와 음극단자(-)(122)가 일측 단부에 함께 돌출되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 이차전지(120)의 양극단자(121)(+)는 이웃하는 다른 상기 이차전지(120)의 음극단자(122)(-)와 상기 버스 바(110, 210)를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 이차전지(120)의 음극단자(122)(-)는 이웃하는 또 다른 상기 이차전지(120)의 양극단자(121)(+)와 다른 상기 버스 바(110, 210)를 통해 직렬 방식으로 연결된다. 여기서, 상기 버스 바(110, 210) 및 상기 이차전지(120)는 용접을 통해 상호 결합될 수 있다.
한편, 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 이차전지 모듈(100)은 고출력및 대용량을 제공하기 위하여 다수의 이차전지(120)를 직렬로 연결하여 이차전지군을 형성하고, 여러 개의 동일한 방식으로 형성된 이차전지군을 병렬로 연결하는 형태로 제조될 수 있다. 따라서, 상기와 같은 직렬 방식으로 연결된 다수의 이차전지(120)로 이루어지는 제 1 이차전지군에 인접하여, 도시하지는 않았지만, 동일한 방식으로 형성된 다수의 이차전지로 이루어지는 제 2 이차전지군이 상호 병렬 방식으로 연결될 수 있다. 이때, 첫번째 이차전지(120)의 양극단자(+)(121)는 양극리드선(도 4b의 134)을 통해 양극외부단자(133)와 연결되고, 마지막 이차전지(120)의 음극단자(-)(122)는 음극리드선(도 4b의 136)을 통해 음극외부단자(135)와 연결된 상태로 하우징(130)에 내장된다.
도 4b를 참조하면, 이차전지(120)는 상하부에 각각 양극단자(+)(121)와 음극단자(-)(122)가 돌출되어 형성될 수 있다. 첫번째 이차전지(120)의 양극단자(+)(121)가 상향으로 위치되어 있을 때, 이웃하는 두번째 이차전지(120)의 양극단자(+)(121)는 하향으로 위치되도록 배치된다. 즉, 상기와 같은 배치방식으로 다수의 이차전지(120)가 하우징(130)에내장되어 이차전지 모듈(100)을 구성한다. 이때, 각각의 이차전지(120)들은 서로 반대의 전극이 인접한 상태에서 상기 버스 바(110, 210)에 의해 직렬 방식으로 연결되고, 도 4a에 도시된 이차전지 모듈(100)과 마찬가지로, 첫번째 이차전지(120)의 양극단자(+)(121)는 양극리드선(134)을 통해 양극외부단자(133)와 연결되고, 마지막 이차전지(120)의 음극단자(-)(122)는 음극리드선(136)을 통해 음극외부단자(135)와 연결된 상태로 하우징(130)에내장된다.
상술한 바와 같이, 상기 이차전지 모듈(100)은 저저항 및 내식성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 구성으로 형성되는 버스 바(110, 210)를 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 버스 바(110, 210)를 이차전지 모듈(100)에 적용하면, 이차전지 모듈(100)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 측면 모식도이다.
본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈은 본 발명의 실시예에 따른 버스 바가 적용되는 이차전지 모듈과 비교하여 크로메이트층이 버스 바가 아닌 전극단자에 형성되는 것만 다를 뿐 본 발명의 실시예에 따른 버스 바가 적용되는 이차전지 모듈과 동일한 구성요소를 가지므로, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다. 이에 따라, 하기에서는 이차전지 모듈에서 크로메이트층의 형성 위치에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈(300)은 다수의 버스 바(310)와, 이차전지(320)를 포함하여 형성된다. 상기 이차전지 모듈(300)은 다수의 이차전지(320)가 직결로 연결되는 이차전지군 및 동일한 방식으로 형성되는 이차전지군들이 상호 병렬 방식으로 연결되어 형성될 수 있다.
상기 버스 바(310)는 판상으로, 이차전지(320)의 양극단자(+)(321) 및 음극단자(-)(322)와 체결되는 전극인출홀(311)을 포함한다. 상기 버스 바(310)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있는데, 상술한 바와 같이 구리(Cu)로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈(300)에서, 다수의 이차전지(320)는 양극단자(+)(321) 및 음극단자(-)(322)의 표면에 각각 형성되는 크로메이트층(323)을 포함한다. 상기 크로메이트층(323)은 본 발명의 실시예에 따른 크로메이트층(113)과 동일한 처리방법과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 동일한 역할을 하게 된다. 또한, 상기 양극단자(+)(321)와 상기 크로메이트층(323) 및 상기 음극단자(-)(322)와 상기 크로메이트층(323)은 사이에 도금층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 도금층(미도시)은 본 발명의 실시예에 따른 도금층(215)과 동일한 처리방법과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 동일한 역할을 하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈(300)에서, 크로메이트층(323)은 도전성 금속으로 형성되는 양극단자(+)(321) 및 음극단자(-)(322)가 부식되는 것을 방지하고, 이들의 접촉저항을 감소시켜 이차전지 모듈(300)의 성능이 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바를 나타낸 사시도.
도 1b는 도 1a의 A-A선을 따라 자른 단면도.
도 2a는 버스 바의 피막 재질 및 두께에 따른 저항 변화를 도시한 그래프.
도 2b는 도 2a의 저항 변화를 평균값으로 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 모듈용 버스 바의 단면도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 버스 바가 적용되는 이차전지 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 평면, 측면 모식도들.
도 5는 본 발명에 따른 다른 이차전지 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 측면 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
이차전지 모듈 : 100, 300 버스 바 : 110, 210, 310
금속플레이트 : 111 전극인출홀 : 112, 311
크로메이트층 : 113, 323 이차전지 : 120, 320
양극단자 : 121, 321 음극단자 : 122, 322
하우징 : 130 하우징본체 : 131
양극외부단자 : 133 양극리드선 : 134
음극외부단자 : 135 음극리드선 : 136
도금층 : 215

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  10. 판상의 버스 바; 및
    다수의 상기 버스 바에 의해 전기적으로 연결되고, 양극단자(+)와 음극단자(-)의 표면에 크로메이트층이 형성되는 다수의 이차전지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 버스 바는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 양극단자(+)와 상기 크로메이트층 및 상기 음극단자(-)와 상기 크로메이트층은 사이에 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101049832B1 (ko) * 2009-06-04 2011-07-15 에스비리모티브 주식회사 이차전지
DE102009050318A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-21 Elringklinger Ag Elektrochemische Vorrichtung
DE102010029970B4 (de) * 2010-06-11 2021-06-02 Vitesco Technologies GmbH Batterie mit passivem Korrosionsschutz
DE102011083469A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemodul umfassend eine Mehrzahl von Batteriezellen und Kraftfahrzeug
KR101292276B1 (ko) * 2011-12-07 2013-08-01 엘에스엠트론 주식회사 에너지 저장장치 모듈용 단자 연결 장치
DE102013213527A1 (de) * 2013-07-10 2015-01-15 Robert Bosch Gmbh Elektrischer Zellverbinder für ein Batteriemodul
US9917291B2 (en) 2015-05-05 2018-03-13 Johnson Controls Technology Company Welding process for a battery module
US11217853B2 (en) * 2020-02-05 2022-01-04 Dar Yun Energy Science Technology Co., Ltd. Power-supplying battery of electric vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030064636A (ko) * 2002-01-28 2003-08-02 산요 덴키 가부시키가이샤 세트 전지
KR20070071065A (ko) * 2005-12-29 2007-07-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1034075A (en) * 1969-05-07 1978-07-04 Lowell W. Austin Chromium plating for corrosion resistance
DE2046449C3 (de) * 1970-09-21 1975-09-18 Mecano-Bundy Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Schutzüberzügen auf Metallgegenstände n sowie Anwendung des Verfahrens
US3895969A (en) * 1971-04-26 1975-07-22 J M Eltzroth And Associates In Composition and process for inhibiting corrosion of non-ferrous metal surfaced articles and providing surface for synthetic resin coating compositions
CA1024866A (en) * 1973-04-18 1978-01-24 Yashuhiro Toyoda Colorless chromate coatings for aluminium surfaces
US5851698A (en) * 1997-01-31 1998-12-22 Ovonic Battery Company, Inc. Nickel-metal hydride batteries having high power electrodes and low-resistance electrode connections
US6245457B1 (en) * 1999-06-11 2001-06-12 Alcatel Bussing structure in an electrochemical cell
US6929504B2 (en) * 2003-02-21 2005-08-16 Sylva Industries Ltd. Combined electrical connector and radiator for high current applications
KR100556101B1 (ko) * 2003-12-16 2006-03-03 주식회사 엘지화학 이차전지 모듈
US7776484B2 (en) * 2004-01-16 2010-08-17 Mitsubishi Materials Corporation Separator for fuel cell, method for producing separator, and solid oxide fuel cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030064636A (ko) * 2002-01-28 2003-08-02 산요 덴키 가부시키가이샤 세트 전지
KR20070071065A (ko) * 2005-12-29 2007-07-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈

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