KR101272524B1 - 배터리 셀용 방열판 및 이를 갖는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀용 방열판 및 이를 갖는 배터리 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀 사이에 개재되는 계면 플레이트로서 배터리 셀의 부피변화에 대응 가능하고 배터리 셀 및 모듈 내 축적되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열판에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 배터리 셀들 사이에 개재되는 계면 플레이트로서, 평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트와 이 메탈폼 플레이트의 양측면에 적층되는 시트 플레이트로 이루어지며, 배터리 셀의 팽창시 배터리 셀이 팽창된 만큼 상기 메탈폼 플레이트가 압축되어 배터리 셀의 부피변화에 대응할 수 있고, 비표면적이 증대되어 공냉에 의한 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판을 제공한다.

Description

배터리 셀용 방열판 및 이를 갖는 배터리 모듈 {Radiant heat plate for battery cell and battery module having the same}
본 발명은 배터리 셀용 방열판 및 이를 갖는 배터리 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀 사이에 개재되는 계면 플레이트로서 배터리 셀의 부피변화에 대응 가능하고 배터리 셀 및 모듈 내 축적되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열판에 관한 것이다.
전기자동차용 배터리는 고출력, 고속 및 반복 충전 등으로 인하여 발생하는 열로 인해 국부적인 온도 차이나 고열이 발생하게 되고, 이에 배터리의 효율 및 안정성을 저해하는 열폭주(thermal runaway) 현상이 발생하게 되며, 이는 배터리 내부에서 발생되는 열보다 주로 외부로의 열 방출 및 확산 능력이 부족하여 초래되어진다.
한편, 일차 배터리와 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 배터리는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 전기 및 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다.
이차 배터리로는 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-메탈 하이드라이드 배터리, 니켈-수소 배터리, 리튬 이차 배터리를 들 수 있다. 이 중 리튬 이차 배터리는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 배터리나 니켈-메탈 하이드라이드 배터리에 비하여 작동 전압이 3배 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성이 우수한 이점이 있다.
이러한 리튬 이차 배터리는 다양한 형태로 제조 가능하며, 최근 유연성을 지닌 파우치 타입(pouched type)으로 제조되어서 그 형상이 비교적 자유롭다.
종래의 파우치형 리튬 이차 배터리를 구성하는 배터리 셀은 배터리부와, 상기 배터리부가 수용되는 공간을 갖는 파우치형 케이스를 포함하고 있다. 상기 배터리부는 양극판, 세퍼레이터(separator), 음극판 순으로 배치되어서 일방향으로 와인딩되거나, 또는 다수 장의 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 복층 구조로 적층되어 구성된다. 또한, 상기 케이스는 성형성이 우수하여 자유자재로 구부림이 가능하게 구성된다.
이러한 파우치 타입의 배터리 셀은 충전 및 방전시 리튬 이온의 전극물질로의 인터칼레이션(Intercalation)과 디-인터칼레이션(deintercalation)에 의해 부피가 변화하게 된다(J.H. Lee et al. / Journal of Power Sources 119-121 (2003) 833-837 참조)
종래의 리튬 이차 배터리는 배터리 셀의 부피 증가로 인해 배터리 셀들 사이에 형성된 공기 유로(도 6의 도면부호 2 참조)가 축소되어 공기 냉각 성능이 저하되고, 주변 배터리 셀의 온도 상승에 의해 인접한 배터리 셀 간 발열 현상이 가속화되어 배터리 성능의 급격한 저하를 초래하게 된다.
그리고, 배터리 셀 내 전극판의 팽창으로 인한 세퍼레이터의 손상은 내부 저항의 발생과 함께 전압의 증가와 최종 배터리 용량의 감소 등을 초래하게 되는 문제가 있다.
또한, 배터리 셀의 부피팽창이 심할 경우 케이스가 손상되어 내부의 전해액 누수 및 가스 분출 등의 위험이 있다.
또한, 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀(혹은 단위셀)을 적층시켜 구성한 것으로, 배터리 셀의 부피팽창이나 가스 분출 혹은 폭발이 발생할 경우 인접한 셀에도 직접적인 손상을 가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 배터리 셀 사이에 개재되는 계면 플레이트로서 배터리 셀의 부피변화에 대응 가능하고 배터리 셀 및 모듈 내 축적되는 열을 공냉에 의해 효과적으로 방출할 수 있는 배터리 셀용 방열판을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기의 방열판을 배터리 셀 사이에 위치시켜 구성함으로써 배터리 셀의 부피변화에 대응가능토록 하고 공냉에 의해 방열성을 향상시켜 배터리 수명 및 안정성을 확보한 배터리 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 배터리 셀들 사이에 개재되는 계면 플레이트로서, 평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트와 이 메탈폼 플레이트의 양측면에 적층되는 시트 플레이트로 이루어지며, 배터리 셀의 팽창시 배터리 셀이 팽창된 만큼 상기 메탈폼 플레이트가 압축되어 배터리 셀의 부피변화에 대응할 수 있고, 비표면적이 증대되어 공냉에 의한 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판을 제공한다.
바람직하게, 상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트 사이에 상기 메탈폼 플레이트의 표면에 도포된 방열 페이스트가 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈폼 플레이트는 공기 흐름에 의한 열 방출을 위하여 단일방향의 공기통로가 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트는 알루미늄 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게, 상기 메탈폼 플레이트는 상하 양편으로 배터리 셀보다 길게 형성되어 배터리 셀들 사이에 삽입시 배터리 셀의 바깥쪽으로 돌출되게 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈폼 플레이트의 하단부에는 배터리 셀의 전극부의 폴딩을 위하여 전극부 폴딩공간부가 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은, 다수의 배터리 셀 및 상기 배터리 셀들 사이에 각각 층간 삽입되는 방열판을 포함하여 구성되며, 상기 방열판은 평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트와 이 메탈폼 플레이트의 양측면에 적층되는 시트 플레이트로 이루어지며, 배터리 셀의 팽창시 배터리 셀이 팽창된 만큼 상기 메탈폼 플레이트가 압축되어 배터리 셀의 부피변화에 대응할 수 있고, 비표면적이 증대되어 공냉에 의한 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈을 제공한다.
상기 방열판은 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트 사이에 상기 메탈폼 플레이트의 표면에 도포된 방열 페이스트가 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈폼 플레이트는 공기 흐름에 의한 열 방출을 위하여 단일방향의 공기통로가 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트는 알루미늄 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열판은 배터리 셀보다 상하 양편으로 더 길게 형성되어 배터리 셀의 바깥쪽으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메탈폼 플레이트의 하단부에는 배터리 셀의 전극부의 폴딩을 위하여 전극부 폴딩공간부가 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 셀용 방열판은 다공성의 금속판으로서 배터리 셀 사이에 삽입되어 배터리 셀의 부피변화에 탄성적으로 대응할 수 있으며, 비표면적의 증대 및 공기통로에 의해 방열성능이 향상되어 체적 대비 에너지 밀도가 높은 컴팩트(compact)한 배터리 모듈의 제작을 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 방열판을 배터리 셀 사이에 층간 삽입한 배터리 모듈은 배터리 모듈의 부피변화에 대한 대응 및 방열성이 향상되어 배터리 수명 및 안정성을 확보된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열판을 갖는 배터리 모듈을 개략적으로 도시한 사시도
도 2는 도 1을 정면에서 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀용 방열판을 도시한 사시도
도 4는 도 3의 A-A에서 바라본 단면도로서, 본 발명에 따른 방열판의 단면 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방열판의 메탈폼 플레이트를 거시적으로 도시한 개략도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 모듈을 종래와 비교하여 도시한 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.
배터리 셀의 부피팽창은 배터리 용량의 감소를 초래하게 되므로, 체적 대비 에너지 밀도를 향상시킨 컴팩트한 배터리를 제조하기 위해서는 배터리 셀의 부피변화에 대응하기 위한 탄성과 방열 성능이 모두 우수해야 한다.
이에 본 발명은 충전 및 방전 등으로 배터리 셀의 부피변화 발생시 그에 유연하게 대응하고 배터리 셀에서 발생되는 열을 공냉에 의해 효과적으로 방출하는 배터리 셀용 방열판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 방열판을 배터리 셀들 사이에 삽입한 배터리 모듈을 구성하여 전기자동차용 열제어 부품으로서 사용할 수 있으며, 이를 통해 고용량 전기자동차용 배터리 패키지의 방열성능을 향상하고 수명 및 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 셀용 방열판은 배터리 셀 사이에 삽입되어 충전 및 방전시 발생하는 배터리 셀의 부피변화에 대응하고, 소재 자체의 우수한 열전도성과 더불어 공냉에 의한 방열특성을 극대화시키기 위한 매크로(macro) 구조를 지니고 있어 효과적인 방열 요소로 사용 가능하다.
구체적으로, 본 발명의 방열판은 열전도도가 우수한 알루미늄 소재로 제조된 다공성(porous)의 계면 플레이트로서, 배터리 셀들 사이에 삽입되어 충방전시 배터리 셀의 부피변화에 탄성적으로 대응이 가능하며 열전도도 또한 우수하여 방열성능을 극대화할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀용 방열판(10)은 배터리 셀 간에 층간 삽입되는 계면 플레이트로서, 평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트(11)와 이 메탈폼 플레이트(11)의 양측면에 적층되는 시트 플레이트(13) 및 상기 메탈폼 플레이트(11)와 시트 플레이트(13) 사이에 개재되는 방열 페이스트(paste)(12)로 이루어진다.
상기 메탈폼 플레이트(11)는 열전도도가 우수한 알루미늄 소재를 이용하여 폼 형태로 만들어진 다공성의 금속판으로 구성되며, 그 포어(pore) 사이즈와 밀도는 요구되는 탄성계수와 방열성능에 맞게 조절하여 원하는 물성을 지니도록 한다.
상기 메탈폼 플레이트(11)는 다공성의 폼 구조를 통해 방열판(10)에 배터리 셀의 부피변화에 대응하는 탄성을 제공한다.
다시 말해, 상기 방열판(10)은 도 1 및 도 6과 같이 배터리 셀(20)들 사이에 밀착된 형태로 삽입되어 개재되나, 배터리 셀(20)의 팽창시 배터리 셀(20)이 팽창된 만큼 메탈폼 플레이트(11)가 압축되어 배터리 셀(20)의 부피변화에 대응할 수 있다. 또한, 배터리 셀(20)의 수축시 메탈폼 플레이트(11)가 복원되면서 배터리 셀(20)을 가압하여 배터리 셀(20)을 원래 형태로 복원시켜주게 된다.
상기 시트 플레이트(13)는 매끄러운 표면을 갖는 평평한 박판 형상으로 구성된다.
본 발명의 방열판(10)은 상기 메탈폼 플레이트(11)의 전후 양측면에 시트 플레이트(13)를 적층함으로써 배터리 셀(20)과 직접 닿게 되는 부분이 매끄러운(smooth) 표면을 갖도록 하여 배터리 셀과의 접촉면적을 최대화하여서 전도에 의한 효과적인 열 전달이 가능하도록 함과 동시에 내부의 메탈폼 플레이트(11)는 다공성의 폼 형태를 유지하도록 하여 비표면적을 증대하여 대류에 의한 효과적인 열 전달 및 방출이 가능하도록 한다.
또한, 상기 방열판(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈을 통과하는 공기 흐름(air flow) 방향으로 단일방향의 공기통로(unidirectional air channel)(14)가 형성되어 대류에 의한 열 전달 및 방출이 가능하게 한다.
상기 공기통로(14)는 메탈폼 플레이트(11)를 관통하여 일방향으로 길게 형성됨에 있어 메탈폼 플레이트(11)의 폭방향을 따라 다수로 배치되어 형성되며, 이때 공기통로(14) 간 거리가 균등하도록 배치됨이 바람직하다.
방열판(10)에서 공기통로(14) 간 거리는 메탈폼 플레이트(11)에 형성된 전체 공기통로(14)의 너비(메탈폼 플레이트의 폭방향의 너비임, 이하 좌우너비라고 함)의 합을 메탈폼 플레이트(11)의 폭방향 너비에서 뺀 값을 메탈폼 플레이트(11)에 형성된 전체 공기통로(14)의 수에 1을 더한 값으로 나눈 몫으로 결정할 수 있다. 즉,
공기통로 간 거리 = (메탈폼 플레이트의 폭방향 너비 - 메탈폼 플레이트에 형성된 전체 공기통로의 좌우너비의 합)/(메탈폼 플레이트에 형성된 전체 공기통로의 수 + 1)
로 정할 수 있다.
또한, 상기 공기통로(14)는 배터리 셀 및 모듈의 부피 팽창시 방열판(10)에 가해지는 압축력이 메탈폼 플레이트(11, 혹은 방열판)의 탄성 임계 응력을 초과하지 않도록 적정한 좌우너비로 형성됨이 바람직하다. 예를 들어, 알루미늄 6061-T6의 경우 250Mpa의 탄성 임계 응력을 갖는다.
또한, 상기 공기통로(14)는 메탈폼 플레이트(11)의 두께에서 공기통로(14)의 상하너비(메탈폼 플레이트의 두께방향의 너비임)를 제외한 나머지 부분의 길이가 1㎜ 혹은 그 이상이 될 수 있도록 형성됨이 바람직하다.
또한, 방열판(10)은 더욱 부드럽고 매끄러운 연속적인 표면을 형성하기 위하여 메탈폼 플레이트(11)의 전후 양측표면에 방열 페이스트(12)를 도포한 후, 시트 플레이트(13)를 그 위에 적층하고 가압하여 위치시킴이 바람직하다.
상기 방열 페이스트(12)를 메탈폼 플레이트(11)와 시트 플레이트(13) 사이에 개재함으로써 배터리 셀(20)과 접촉하게 되는 방열판(10)의 표면을 더욱 매끄럽게 하여 배터리 셀과 방열판의 접촉면적을 극대화할 수 있다.
상기 방열 페이스트(12)는 열전도도가 높은 카본이나 탄소나노튜브 또는 금속 소재를 함유시켜 제조한 페이스트(paste)를 사용한다.
상기와 같이 본 발명의 방열판(10)은 미시적으로 다공성의 폼(foam) 형태이고, 거시적으로 공기 흐름 방향으로 공기통로(14)를 갖는 판(plate) 형태로 구성된다.
또한, 도 1 내지 3을 참조하면, 상기 방열판(10)은 배터리 셀(20) 사이에 삽입될 시 상하 양단부가 전극부(21)를 제외하고 배터리 셀(20)보다 더 길게 돌출되도록 형성됨이 바람직하다.
이에 방열판(10)은 배터리 셀(20) 사이에 개재됨에 따라 배터리 셀(20)과 접촉하게 되는 셀 접촉부(10a)와, 이 셀 접촉부(10a)의 상하 양끝단에서 배터리 셀(20)의 바깥쪽으로 돌출되어 배터리 셀(20)과 비접촉하게 되는 상단 돌출부(10b)와 하단 돌출부(10c)로 구분할 수 있다.
상기 상단 및 하단 돌출부(10b,10c)는 배터리 셀(20)을 기준으로 방열판(10)이 배터리 셀(20)의 상하 양편으로 각기 약 10㎜ 정도 돌출되게 형성될 수 있으며, 이러한 상단 및 하단 돌출부(10b,10c)를 갖는 방열판(10)이 배터리 셀(20) 사이에 삽입됨에 따라 냉각핀의 역할을 할 수 있다.
그리고, 도면으로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 방열판(10)은 상기 상단 및 하단 돌출부(10b,10c) 부위에서 시트 플레이트(13)를 생략하고 메탈폼 플레이트(11)를 노출한 형태로 구성할 수 있다. 다시 말해, 메탈폼 플레이트(11)의 전후 양측면에 적층되는 시트 플레이트(13)를 상기 셀 접촉부(10a)의 면적에 상응하는 크기로 제작하여 셀 접촉부(10a) 위에만 적층되도록 방열판(10)을 구성함으로써 배터리 셀(20)과 비접촉하게 되는 상단 및 하단 돌출부(10b,10c)를 메탈폼 플레이트(11)로만 구성함이 가능하다.
아울러, 상기 메탈폼 플레이트(11)는 금속 폼으로서 열전도성이 우수한 알루미늄 폼을 사용할 수 있고, 상기 시트 플레이트(13)는 알루미늄 소재의 박판을 사용할 수 있다.
도면부호 15는 배터리 셀(20)의 전극부(21)의 폴딩(folding)을 위한 전극부 폴딩공간부(15)이다.
방열판(10)은 배터리 셀(20) 사이에 층간 삽입되므로 하단부(혹은 하단 돌출부)에 배터리 셀(20)의 전극부(21)를 폴딩하기 위한 전극부 폴딩공간부(15)를 관통 형성하여 방열판(10)을 기준으로 전후에 위치한 배터리 셀(20)의 전극부(21) 간에 전기적 연결이 가능하도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 방열판은 다음과 같이 제조할 수 있다.
850 ~ 900℃의 온도에서 알루미늄 95.6 ~ 97.9 중량% 를 녹인 후, 칼슘 1.5 ~ 3.0 중량% 를 첨가하여 액상의 알루미늄과 섞으면서 점도를 조정하고, 기포 발생을 위한 점도에 도달할 때 기포발생 첨가제(foaming agent) 0.6 ~ 1.4 중량% 를 고루 혼합하며 첨가한 후 발포시켜 알루미늄 폼(즉, 메탈폼 플레이트)을 제조한다.
제조된 메탈폼 플레이트의 두께 2㎜를 기준으로 직경 1㎜의 공기통로를 마이크로 어드져스터블 드릴(Micro-adjustable drill)을 이용하여 상기 메탈폼 플레이트에 형성한다.
배터리 셀과의 접촉면적을 극대화하기 위하여, 상기 메탈폼 플레이트는 카본이나 금속 소재를 함유한 열전도도가 높은(100W/mK 이상) 방열 페이스트를 전후 양측표면에 도포한 후, 50㎛ 이하의 두께를 갖는 알루미늄 박판(즉, 시트 플레이트)을 그 위에 적층하고 가압하여 매끄럽고 연속적인 표면을 형성하게 되며, 이를 통해 도 4와 같은 단면구조를 갖는 방열판을 제조할 수 있다.
참고로, 상기의 배터리 셀은 파우치 타입의 배터리 셀로서, 잘 알려진 바와 같이, 자유자재로 구부림이 가능한 유연한 케이스 내에 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 복층구조의 적층된 형태로 실장되어 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 상기와 같은 방열판(10)을 포함하여 구성되며, 통상적인 구조에 의해 적층된 배터리 셀(20)들을 모듈화하여 구성된다.
잘 알려진 바와 같이, 배터리 모듈은 다수의 배터리 셀(20)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성되며, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 상기 배터리 셀(20)들 사이에 개재되는 상기의 방열판(10)을 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리 모듈은 금속재의 다공체 판인 메탈폼 플레이트(11)를 포함하는 방열판(10)이 배터리 셀(20)들 사이에 각각 개재되어 구성된다.
배터리 모듈은 상기의 방열판(10)을 배터리 셀(20) 사이에 위치시킴으로써 배터리 모듈의 공냉에 의한 방열성능을 증대시키는 계면 플레이트로 사용할 수 있으며, 또한 배터리 셀 및 모듈의 충방전시 발생되는 팽창 및 수축에 탄성적으로 대응할 수 있다.
다시 말해, 탄성 및 방열성능이 우수한 상기의 방열판(10)을 배터리 셀(20) 사이에 삽입되는 계면 플레이트로서 사용함으로써, 상기 방열판(10)은 배터리 셀(20)의 부피 팽창시 가해지는 압축력에 의해 메탈폼 플레이트(11)가 압축되어 배터리 셀(20)의 팽창된 부피를 탄성적으로 수용하고 그에 의한 배터리 셀 및 모듈의 손상을 방지하며, 배터리 셀(20)의 부피 수축시 상기 메탈폼 플레이트(11)가 복원되면서 배터리 셀(20)을 원상태로 복귀시키는 역할을 하여 배터리 셀 및 모듈의 충방전시 발생되는 부피변화에 대응하게 된다.
또한, 상기 방열판(10)은 열전도성이 우수한 금속 소재, 구체적으로는 알루미늄 소재를 사용하여 다공성의 폼 형태로 성형된 메탈폼 플레이트(11)에 공기통로(14)를 형성하고, 배터리 셀(20)과 접촉하게 되는 셀 접촉부(10a)를 방열 페이스트(12) 및 시트 플레이트(13)를 통해 매끄러운 평판 형상으로 마련함으로써, 전도에 의한 열 전달 및 대류에 의한 열 전달을 통하여 배터리 셀 및 모듈 내에 축적되는 열을 공기 흐름(air flow)을 통해 효과적으로 방출할 수 있도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기존의 배터리 모듈은 충방전시 발생하는 배터리 셀(1)의 부피변화에 대응하고 내부에 축적되는 열을 방출하기 위하여 배터리 셀(1) 간에 공기 흐름을 위한 공기통로(2)가 크게 형성된다.
이에 비해, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 탄성 및 방열성능이 우수한 상기의 방열판(10)을 배터리 셀(20) 사이에 위치시켜 밀착된 형태로 가압하여 구성함으로써, 도 6과 같이 기존의 배터리 모듈 대비 배터리 셀(20) 간 거리를 좁혀 부피를 축소하고 밀집화함과 동시에 방열특성을 개선하여 안정성을 확보할 수 있다.
10 : 방열판
10a : 셀 접촉부
10b : 상단 돌출부
10c : 하단 돌출부
11 : 메탈폼 플레이트
12 : 방열 페이스트
13 : 시트 플레이트
14 : 공기통로
15 : 전극부 폴딩공간부
20 : 배터리 셀
21 : 전극부

Claims (12)

  1. 배터리 셀들 사이에 개재되는 계면 플레이트로서,
    평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트와 이 메탈폼 플레이트의 양측면에 적층되는 시트 플레이트로 이루어지며, 배터리 셀의 팽창시 배터리 셀이 팽창된 만큼 상기 메탈폼 플레이트가 압축되어 배터리 셀의 부피변화에 대응할 수 있고, 비표면적이 증대되어 공냉에 의한 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트 사이에 상기 메탈폼 플레이트의 표면에 도포된 방열 페이스트가 개재되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트는 공기 흐름에 의한 열 방출을 위하여 단일방향의 공기통로가 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트는 알루미늄 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트는 상하 양편으로 배터리 셀보다 길게 형성되어 배터리 셀들 사이에 삽입시 배터리 셀의 바깥쪽으로 돌출되게 된 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트의 하단부에는 배터리 셀의 전극부의 폴딩을 위하여 전극부 폴딩공간부가 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀용 방열판.
  7. 다수의 배터리 셀 및 상기 배터리 셀들 사이에 각각 층간 삽입되는 방열판을 포함하여 구성되며,
    상기 방열판은 평판 모양으로 발포 성형된 다공성의 메탈폼 플레이트와 이 메탈폼 플레이트의 양측면에 적층되는 시트 플레이트로 이루어지며, 배터리 셀의 팽창시 배터리 셀이 팽창된 만큼 상기 메탈폼 플레이트가 압축되어 배터리 셀의 부피변화에 대응할 수 있고, 비표면적이 증대되어 공냉에 의한 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 방열판은 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트 사이에 상기 메탈폼 플레이트의 표면에 도포된 방열 페이스트가 개재되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트는 공기 흐름에 의한 열 방출을 위하여 단일방향의 공기통로가 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트와 시트 플레이트는 알루미늄 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 방열판은 배터리 셀보다 상하 양편으로 더 길게 형성되어 배터리 셀의 바깥쪽으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 메탈폼 플레이트의 하단부에는 배터리 셀의 전극부의 폴딩을 위하여 전극부 폴딩공간부가 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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