KR101275788B1 - Battery module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지의 상부 및 하부에 체결부재가 결합되는 공정이 단순하고 용이한 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module having a simple and easy process of coupling fastening members to upper and lower portions of a secondary battery.

이러한 본 발명은 전극군과, 상기 전극군을 수용하는 케이스와, 상기 케이스 상부 및 하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 연결캡과, 상기 상부 및 하부 연결캡 각각에 클린치 결합되는 체결부재들을 포함하는 이차 전지들과, The present invention includes a secondary electrode including an electrode group, a case accommodating the electrode group, upper and lower connection caps respectively installed on upper and lower portions of the case, and fastening members clinched to each of the upper and lower connection caps. Batteries,

상기 이차 전지들 중 서로 이웃하는 이차 전지들의 각 체결부재에 연결되어, 상기 이웃하는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결부재를 포함한다.At least one connecting member connected to each of the fastening members of the secondary batteries neighboring each other of the secondary batteries, and electrically connecting the neighboring secondary batteries.

전지 모듈, 상부 및 하부 연결캡, 체결부재, 클린치 너트, 클린치 볼트 Battery module, upper and lower connection caps, fasteners, clinch nuts, clinch bolts

Description

전지 모듈{Battery module}A battery module

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 단면 사시도이다.1 is a cross-sectional perspective view of a battery module according to a first embodiment of the present invention.

도 2A는 도 1에 도시된 클린치 너트의 사시도이다.FIG. 2A is a perspective view of the clinch nut shown in FIG. 1. FIG.

도 2B는 도 1의 클린치 너트가 상부 연결캡에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.Figure 2B is a cross-sectional view showing a state in which the clinch nut of Figure 1 is coupled to the upper connection cap.

도 3A는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈에 적용되는 클린치 볼트의 사시도이다.3A is a perspective view of a clinch bolt applied to a battery module according to a second embodiment of the present invention.

도 3B는 도 3A의 클런치 볼트가 상부 연결캡에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.Figure 3B is a cross-sectional view showing a state where the clutch bolt of Figure 3A is coupled to the upper connection cap.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of a battery module according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 모듈의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a battery module according to a fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 참조 부호의 설명><Description of reference numerals for the main parts of the drawings>

100,300,400 : 전지 모듈 105,305,405 : 이차 전지100,300,400: battery module 105,305,405: secondary battery

110 : 전극군 112 : 음극 110: electrode group 112: cathode

113 : 세퍼레이터 114 : 양극113: separator 114: positive electrode

120 : 케이스 123 : 비딩부120: case 123: bead

125 : 크림핑부 132 : 음극탭 125: crimping portion 132: negative electrode tab

134 : 양극탭 138, 136 : 상부 및 하부 절연 플레이트134: positive electrode tabs 138, 136: upper and lower insulating plates

140 : 캡 조립체 141 : 양성온도소자 140: cap assembly 141: positive temperature element

142 : 안전벤트 144 : 가스켓142: safety vent 144: gasket

145 : 상부 연결캡 165 : 하부 연결캡 145: upper connection cap 165: lower connection cap

150,350,450 : 클린치 너트 160,360,460 : 클린치 볼트150,350,450: Clinch Nut 160,360,460: Clinch Bolt

151,161: 제1 돌출부 152,162 : 제2 돌출부151, 161: first protrusion 152, 162: second protrusion

153,163: 제3 돌출부 154,164 : 수용부153, 163: third projection 154, 164: receiving portion

158,168 : 머리부 167 : 몸통부158,168 Head 167 Torso

175 : 연결부재 175a,175b : 관통공175: connecting member 175a, 175b: through hole

본 발명은 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 공정이 단순화된 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery module, and more particularly to a battery module with a simplified manufacturing process.

일반적으로 전지 모듈은 수개에서 많게는 수십개의 이차 전지가 연결되어 형성된다. 상기 이차 전지(rechargeable batteries)는 화학에너지와 전기에너지간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지이다. 최근 휴대용 무선전자 제품들의 개발이 증가되고 있으며, 아울러 이들 제품들의 소형화 및 경량화를 위해, 에너지 밀도가 높은 이차 전지의 필요성도 증대되고 있다.Generally, a battery module is formed by connecting several to many tens of secondary batteries. Rechargeable batteries are batteries that can repeat charging and discharging because the mutual conversion between chemical energy and electrical energy is reversible. In recent years, the development of portable wireless electronic products has increased, and in order to miniaturize and lighten these products, the need for a secondary battery having a high energy density has also increased.

널리 사용되는 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 그리고 리 튬 이차 전지 등이 있는데, 특히 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지의 작동 전압보다 3배나 높고, 더욱이 단위 중량당 에너지 밀도도 높아 휴대용 전자 기기의 전원용으로 급속하게 신장되는 추세이다. 이러한 리튬 이차 전지는 다시 리튬이온이차전지, 리튬이온폴리머전지 및 리튬폴리머전지로 분류될 수 있다. 이중 리튬폴리머전지는 리튬이온이차전지와 유사하나 리튬이온이차전지의 전해액을 고분자물질로 대체한 것으로, 보다 안전하고 모양을 자유자재로 만들 수 있다는 특징이 있다.The widely used secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6 V or higher, and thus operating voltages of nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries. It is three times higher and, moreover, has a high energy density per unit weight, which is rapidly expanding for power of portable electronic devices. Such lithium secondary batteries may be further classified into lithium ion secondary batteries, lithium ion polymer batteries, and lithium polymer batteries. The lithium polymer battery is similar to the lithium ion secondary battery, but replaces the electrolyte of the lithium ion secondary battery with a polymer material, which is characterized by more safety and shape.

전형적인 이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군(electrode assembly)과, 상기 전극군이 수용되는 공간을 가지는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트를 포함하여 구성된다. 상기 양극 및 음극은 각각 집전체에 활물질이 코팅된 코팅부와, 코팅되지 않은 무지부로 이루어진다. 상기 무지부는 양극 및 음극에서 발생된 전류를 집전하기 위한 것으로서, 여기에 도전성 탭(tap)이 각기 부착된다. 이 도전성 탭은 양극 및 음극에 발생된 전류를 각기 양극 및 음극 단자로 유도한다. 이러한 이차 전지는 전극군과 케이스 등의 형태에 따라 여러 가지 형상으로 제조될 수 있으며, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형 등이 있다. A typical secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are positioned with a separator interposed therebetween, a case having a space in which the electrode group is accommodated, and a cap plate coupled to and sealing the case. It is configured by. The positive electrode and the negative electrode are each formed of a coating portion coated with an active material on a current collector, and an uncoated non-coating portion. The uncoated portion is for collecting current generated in the positive electrode and the negative electrode, and conductive tabs are respectively attached thereto. The conductive tabs induce currents generated in the positive and negative electrodes to the positive and negative terminals, respectively. The secondary battery may be manufactured in various shapes according to the shape of the electrode group and the case, and typical shapes include cylindrical, square and pouch types.

상술한 구조를 가지는 이차 전지가 복수개 연결된 전지 모듈은 휴대용 전화기(cellular phone), 개인용 컴퓨터(personal computer) 및 캠코더(camcorder)와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기를 비롯하여 하이브리드 전기 자동차(hybrid electric vehicles) 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.The battery module to which a plurality of secondary batteries having the above-described structure is connected may include portable small electronic devices such as cellular phones, personal computers and camcorders, hybrid electric vehicles, and the like. It is widely used as a power source for driving motors.

원통형 이차 전지들이 전지 모듈을 형성할 때, 상기 이차 전지들은 어느 한 이차 전지의 양극 단자가 이웃하는 이차 전지의 음극 단자와 같은 방향을 향하도록 하여 나란히 배열된다. 이후, 상기 양극 단자와 상기 음극 단자는 연결부재에 의해 서로 연결된다. 통상 상기 연결부재는 상기 양극 단자와 상기 음극 단자에 고정된 각 너트와 별도로 구비된 고정 볼트에 의해 상기 양극 및 음극 단자에 고정된다. 이때 상기 너트는 상기 양극 및 음극단자에 용접에 의해 고정된다. When the cylindrical secondary batteries form a battery module, the secondary batteries are arranged side by side with the positive terminal of either secondary battery facing the same direction as the negative terminal of the neighboring secondary battery. Thereafter, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are connected to each other by a connecting member. Typically, the connecting member is fixed to the positive and negative terminals by fixing bolts provided separately from the nuts fixed to the positive and negative terminals. At this time, the nut is fixed by welding to the positive and negative terminals.

그런데 상기 너트들이 용접에 의해 각 이차 전지에 고정되는 경우, 상기 너트 및 이차 전지가 용접 시 발생하는 열에 의해 재질이 나빠질 수 있다는 문제가 발생한다. 아울러 용접 부위에 용접 자국이 남아 외관이 깨끗하지 못하다는 문제도 발생한다. However, when the nuts are fixed to each secondary battery by welding, a problem arises in that the material may deteriorate due to heat generated when the nuts and the secondary battery are welded. In addition, there is a problem that the weld marks remain on the weld site, the appearance is not clean.

또한, 상기 너트의 머리부가 양극단자 및 음극단자, 즉 이차 전지 상부의 캡 조립체와 하부 케이스에 용접되는 경우, 용접되는 부위에 용접 작업을 위한 충분한 공간을 확보하기가 어려우며, 따라서 이러한 작업에는 상당한 시간이 소요된다는 문제가 있다. 이는 전지 모듈의 생산성을 저하시키는 원인이 된다. In addition, when the head of the nut is welded to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, that is, the cap assembly and the lower case of the upper part of the secondary battery, it is difficult to secure enough space for the welding operation at the welded portion, and thus a considerable time for this operation. There is a problem that this takes. This causes a decrease in the productivity of the battery module.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이차 전지의 상부 및 하부에 너트가 결합되는 공정이 단순하고, 상기 공정에 소요되는 시간이 단축될 수 있도록 구성된 전지 모듈을 제공한다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the process of coupling the nut to the upper and lower parts of the secondary battery is simple, and provides a battery module configured to shorten the time required for the process.

본 발명에 따른 전지 모듈은 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극군과, 상기 전극군을 수용하는 케이스와, 상기 케이스 상부 및 하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 연결캡과, 상기 상부 및 하부 연결캡 각각에 클린치 결합되는 체결부재들을 포함하는 이차 전지들과, The battery module according to the present invention includes an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a case accommodating the electrode group, and upper and lower portions respectively installed at upper and lower portions of the case. Secondary batteries comprising a connection cap, and fastening members clinched to each of the upper and lower connection caps;

상기 이차 전지들 중 서로 이웃하는 이차 전지들의 각 체결부재에 연결되어, 상기 이웃하는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결부재를 포함한다.At least one connecting member connected to each of the fastening members of the secondary batteries neighboring each other of the secondary batteries, and electrically connecting the neighboring secondary batteries.

상기 체결부재는 클린치 너트 또는 클린치 볼트일 수 있다.The fastening member may be a clinch nut or a clinch bolt.

상기 클린치 너트는 머리부와, 상기 머리부의 일면에 결합된 제1 돌출부와, 상기 제1 돌출부의 일면에 결합된 제2 돌출부와, 상기 제2 돌출부의 일면에 결합된 제3 돌출부를 포함할 수 있으며, 상기 제2 돌출부는 상기 제1 및 제3 돌출부의 직경보다 작은 직경으로 형성되어 상기 제1 및 제3 돌출부 사이에 수용부를 형성한다.The clinch nut may include a head, a first protrusion coupled to one side of the head, a second protrusion coupled to one side of the first protrusion, and a third protrusion coupled to one side of the second protrusion. The second protrusion may have a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions to form a receiving portion between the first and third protrusions.

상기 클린치 볼트는 머리부와, 상기 머리부의 일면에 결합된 제1 돌출부와, 상기 제1 돌출부의 일면에 결합된 제2 돌출부와, 상기 제2 돌출부의 일면에 결합된 제3 돌출부와, 상기 제3 돌출부의 일면에 결합된 몸통부를 포함할 수 있으며, 상기 제2 돌출부는 상기 제1 및 제3 돌출부의 직경보다 작은 직경으로 형성되어 상기 제1 및 제3 돌출부 사이에 수용부를 형성한다.The clinch bolt may include a head, a first protrusion coupled to one side of the head, a second protrusion coupled to one side of the first protrusion, a third protrusion coupled to one side of the second protrusion, and the first protrusion. 3 may include a body coupled to one surface of the protrusion, and the second protrusion is formed to have a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions to form a receiving portion between the first and third protrusions.

상기 클린치 너트 또는 상기 클린치 볼트는 상기 상부 또는 하부 연결캡에 압입에 의해 결합되며, 상기 수용부에는 상기 상부 또는 하부 연결캡을 구성하는 재료가 흘러들어가 채워질 수 있다.The clinch nut or the clinch bolt is coupled to the upper or lower connection cap by press-fitting, and the receiving part may be filled with the material constituting the upper or lower connection cap.

상기 상부 및 하부 연결캡의 강도가 상기 클린치 너트 및 상기 클린치 볼트의 강도보다 작게 형성될 수 있다. 상기 상부 및 하부 연결캡은 연강(mild steel)에 의해 제작될 수 있다.Strength of the upper and lower connection cap may be formed smaller than the strength of the clinch nut and the clinch bolt. The upper and lower connection caps may be manufactured by mild steel.

상기 전지 모듈에서 상기 체결부재는 클린치 너트 및 클린치 볼트를 포함할 수 있으며, 상기 상부 연결캡에 클린치 너트가 압입되어 고정되고, 상기 하부 연결캡에 클린치 볼트가 압입되어 고정될 수 있다. 반대로, 상기 상부 연결캡에 클린치 볼트가 압입되어 고정되고, 상기 하부 연결캡에 클린치 너트가 압입되어 고정될 수도 있다.In the battery module, the fastening member may include a clinch nut and a clinch bolt, the clinch nut may be press-fitted to the upper connection cap, and the clinch bolt may be press-fitted to the lower connection cap. On the contrary, the clinch bolt may be press-fitted to the upper connection cap, and the clinch nut may be press-fitted to the lower connection cap.

상기 이웃하는 이차 전지들 중 어느 한 이차 전지의 상부 연결캡과 이웃하는 이차 전지의 하부 연결캡이 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.One of the neighboring secondary batteries may be disposed such that the upper connection cap of the secondary battery and the lower connection cap of the neighboring secondary battery face the same direction.

상기 전지 모듈은 복수의 원통형 리튬 이차 전지로 형성될 수 있고, 상기 이차 전지들은 직렬로 연결될 수 있다.The battery module may be formed of a plurality of cylindrical lithium secondary batteries, and the secondary batteries may be connected in series.

본 발명에 따른 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극군과, 상기 전극군을 수용하는 케이스와, 상기 케이스 상부 및 하부에 설치되는 상부 및 하부 연결캡과, 상기 상부 및 하부 연결캡에 클린치 결합되는 체결부재를 포함한다. 상기 체결부재는 클린치 너트 또는 클린치 볼트일 수 있다.A secondary battery according to the present invention includes an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a case accommodating the electrode group, and upper and lower connections provided at upper and lower portions of the case. Cap and a fastening member that is clinched to the upper and lower connection caps. The fastening member may be a clinch nut or a clinch bolt.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하"당업자"라 함)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains (hereinafter referred to as "the skilled person") may easily perform the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

한편 본 명세서 및 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 부호를 가진다. 그리고 일반적으로 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, the same components in the present specification and drawings have the same reference numerals. And in the case of known technologies that are generally well known, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈(100)의 단면 사시도이다. 상기 전지 모듈(100)은 복수개의 리튬 이온 이차 전지로 형성되나, 본 발명이 상기 리튬 이온 이차 전지로 형성된 전지 모듈(100)에 한정되는 것은 아니다.1 is a cross-sectional perspective view of a battery module 100 according to a first embodiment of the present invention. The battery module 100 is formed of a plurality of lithium ion secondary batteries, but the present invention is not limited to the battery module 100 formed of the lithium ion secondary batteries.

도 1을 참조하면, 전지 모듈(100)은 크게 전극군(110)과, 케이스(120)와, 캡 조립체(140)와, 하부 연결캡(165)과, 센터핀(도시되지 않음)을 포함하는 이차 전지들(105)과, 상기 이차 전지들(105)을 연결하는 연결부재(175)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the battery module 100 includes an electrode group 110, a case 120, a cap assembly 140, a lower connection cap 165, and a center pin (not shown). Secondary batteries 105 and a connection member 175 connecting the secondary batteries 105 to each other.

전극군(110)은 집전판에 음극 활물질이 부착된 음극(112)과, 집전판에 양극 활물질이 부착된 양극(114)과, 상기 음극(112) 및 양극(114)의 사이에 배치되어 이들의 단락(short-circuit)을 방지하는 세퍼레이트(113)를 포함한다. The electrode group 110 is disposed between the negative electrode 112 having the negative electrode active material attached to the current collector plate, the positive electrode 114 having the positive electrode active material attached to the current collector plate, and between the negative electrode 112 and the positive electrode 114. It includes a separator 113 to prevent short-circuit of the.

더욱 상세히 살펴보면, 상기 음극(112)은 구리판 등과 같은 집전체 상에 음극 활물질용 분말과 음극 바인더 및 결합제 등을 혼합한 슬러리 형태의 활물질층을 코팅하여 제조된다. 여기서, 상기 음극 활물질은 천연 흑연, 인조 흑연, 흑연성 카본, 비흑연성 카본, 또는 이들의 조합으로 이루어진 탄소재료를 주재료로 하여 이루어질 수 있다. 그리고 상기 음극(112)에는 음극탭(132)이 결합되고, 이 음극탭(132)은 케이스(120) 내부 바닥면에 접촉한다. 이로 인해 케이스(120)는 음극 단자의 역할을 수행하게 된다. Looking in more detail, the negative electrode 112 is prepared by coating an active material layer in the form of a slurry mixed with a negative electrode active material powder and a negative electrode binder and a binder on a current collector such as a copper plate. Here, the negative electrode active material may be made of a carbon material composed of natural graphite, artificial graphite, graphite carbon, non-graphite carbon, or a combination thereof as a main material. The negative electrode tab 132 is coupled to the negative electrode 112, and the negative electrode tab 132 contacts the inner bottom surface of the case 120. As a result, the case 120 serves as a negative terminal.

상기 양극(114)은 알루미늄판 등과 같은 집전체에 양극 활물질용 분말과 양극 바인더 및 양극 도전성 첨가제 등을 혼합한 슬러리 형태의 활물질 층을 균일하게 코팅하여 제조된다. 여기서 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, LiCrO2, 또는 LiMn2O4와 같은 리튬 금속 산화물들이 사용될 수 있다. 그리고 상기 양극(114)에는 양극탭(134)이 결합되고, 이 양극탭(134)은 양극(114)으로부터 인출되어 캡 조립체(140)의 안전벤트(142)에 접촉한다.The positive electrode 114 is manufactured by uniformly coating an active material layer in a slurry form in which a positive electrode active material powder, a positive electrode binder, and a positive electrode conductive additive are mixed in a current collector such as an aluminum plate. Here, lithium metal oxides such as LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiCrO 2 , or LiMn 2 O 4 may be used as the cathode active material. A positive electrode tab 134 is coupled to the positive electrode 114, and the positive electrode tab 134 is withdrawn from the positive electrode 114 to contact the safety vent 142 of the cap assembly 140.

상기 세퍼레이터(113)는 음극(112)과 양극(114)을 분리시키고, 리튬 이온의 이동통로를 제공한다. 이러한 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 또는 이들의 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수 있다.The separator 113 separates the cathode 112 and the anode 114 and provides a movement path of lithium ions. As the separator, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or two or more multilayer films thereof may be used, and polyethylene / polypropylene two-layer separator, polyethylene / polypropylene / polyethylene three-layer separator, polypropylene / polyethylene / poly Mixed multilayer films such as propylene three-layer separators and the like can be used.

이러한 전극군(110)은 음극(112), 세퍼레이터(113) 및 양극(114)을 순차적으로 적층하고 이것의 일단에 중심막대(도시되지 않음)를 결합한 후 대략 원통 형태로 감음으로써 완성된다. 완성된 전극군(110)은 후술할 케이스(120)에 삽입되고, 상기 중심막대는 전극군(110)으로부터 분리된다. 이 중심막대의 분리로 인해 발생된 중공부에는 센터핀(도시되지 않음)이 삽입될 수 있다. 이 센터핀은 이차 전지(105)의 충, 방전 중 발생할 수 있는 전극군(110)의 변형을 예방하기 위한 것으로, 통상 중공의 원기둥 형상으로 제작된다. 이러한 센터핀은 철, 구리 , 니켈, 니 켈합금 등 다양한 금속에 의해 형성될 수 있으며, 나아가 폴리머에 의해 형성될 수도 있다.The electrode group 110 is completed by sequentially stacking the cathode 112, the separator 113, and the anode 114, and combining a central bar (not shown) to one end thereof, and then winding it in a substantially cylindrical shape. The completed electrode group 110 is inserted into the case 120 to be described later, the center bar is separated from the electrode group 110. A center pin (not shown) may be inserted into the hollow portion generated due to the separation of the center bar. The center pin is to prevent deformation of the electrode group 110 that may occur during charging and discharging of the secondary battery 105, and is usually manufactured in a hollow cylindrical shape. The center pin may be formed of various metals such as iron, copper, nickel, nickel alloys, and may also be formed of a polymer.

한편, 상술한 전극군(110)의 상, 하측에는 상부 및 하부 절연 플레이트(138, 136)가 각각 설치되어, 상기 전극군(110)과 케이스(120)간에 불필요한 전기적 쇼트를 방지한다. On the other hand, the upper and lower insulating plates 138 and 136 are provided on the upper and lower sides of the electrode group 110, respectively, to prevent unnecessary electrical short between the electrode group 110 and the case 120.

케이스(120)는 대략 원통 형태로 내부에 전극군(110)이 수용되는 공간을 구비하고 있다. 상기 케이스(120)의 상부는 개방되어 있으며, 이를 통해 전극군(110)이 상기 케이스(120) 내로 삽입될 수 있다. 그리고 상기 케이스(120)는, 그 내부에 위치하는 전극군(110)과 캡 조립체(140)를 고정하기 위하여, 비딩부(123)와 크림핑부(125)를 포함한다. 상기 캡 조립체(140)는 케이스(120)를 밀폐시키는 역할을 맡고 있다. 이 캡 조립체(140)에 대해서는 아래에서 상세히 살펴보도록 한다. 밀폐된 케이스(120) 내측으로는 전해액(도시되지 않음)이 주입되며, 이는 충전 및 방전 시 음극(112) 및 양극(114)에서 전기화학적 반응에 의해 생성된 리튬 이온의 이동을 가능하게 한다.The case 120 has a space in which the electrode group 110 is accommodated in a substantially cylindrical shape. The upper portion of the case 120 is open, through which the electrode group 110 may be inserted into the case 120. The case 120 includes a beading part 123 and a crimping part 125 to fix the electrode group 110 and the cap assembly 140 positioned therein. The cap assembly 140 is responsible for sealing the case 120. This cap assembly 140 will be described in detail below. An electrolyte (not shown) is injected into the sealed case 120, which enables the movement of lithium ions generated by the electrochemical reaction in the cathode 112 and the anode 114 during charging and discharging.

캡 조립체(140)는 상부 연결캡(145)과, 암부재(female member)와, 전극캡(143)과, 양성온도소자(positive temperature coefficient element, 141)와, 안전벤트(142)와, 가스켓(144)을 포함하며, 개방된 케이스(120)의 상부에 설치되어 상기 케이스(120)를 밀폐시킨다.The cap assembly 140 includes an upper connection cap 145, a female member, an electrode cap 143, a positive temperature coefficient element 141, a safety vent 142, and a gasket. It includes 144, is installed on top of the open case 120 to seal the case 120.

가스켓(144)은 전극캡(143), 양성온도소자(141) 및 안전벤트(142)의 측면을 감싸며, 이들을 케이스(120)로부터 절연하는 역할을 맡고 있다. The gasket 144 surrounds the side surfaces of the electrode cap 143, the positive temperature element 141, and the safety vent 142, and serves to insulate them from the case 120.

안전벤트(142)의 하부면에는 양극(114)으로부터 인출된 양극탭(134)이 용접 등에 의해 고정된다. 상기 안전벤트(142)는 이차 전지(105) 내부의 압력이 기설정된 값 이상으로 커지게 되면 상부쪽으로 반전되어, 양극(114)과의 전기적 연결이 차단된다. 본 실시예는 안전벤트(142)와 양극탭(134)이 직접 연결된 구조이나, 상기 안전벤트(142) 하부에 절연부재(미도시) 및 캡 플레이트(미도시)가 순차적으로 더 적층되고, 이 캡 플레이트에 상기 양극탭(134)이 결합되는 구조로 형성될 수 있음은 당업자에게 자명한 일이다. The positive electrode tab 134 drawn from the positive electrode 114 is fixed to the lower surface of the safety vent 142 by welding or the like. The safety vent 142 is reversed to an upper side when the pressure inside the secondary battery 105 becomes greater than a predetermined value, thereby preventing electrical connection with the positive electrode 114. According to the present embodiment, the safety vent 142 and the positive electrode tab 134 are directly connected, but an insulating member (not shown) and a cap plate (not shown) are sequentially stacked below the safety vent 142. It will be apparent to those skilled in the art that the positive electrode tab 134 may be formed in a cap plate.

양성온도소자(141)는 상기 안전벤트(142)의 상부에 연결된다. 이 양성온도소자(141)는 일정 온도를 넘으면 전기저항이 거의 무한대까지 커지는 장치로서, 이차 전지(105)가 정해진 값 이상의 온도가 되었을 때, 충전 및 방전 전류의 흐름을 정지시킬 수 있다. 다만, 이차 전지(105)의 온도가 정해진 값 이하로 내려가면 상기 양성온도소자(141)의 전기저항은 다시 작아지므로, 이차 전지(105)는 제 기능을 회복할 수 있다. Positive temperature element 141 is connected to the upper portion of the safety vent 142. The positive temperature element 141 is a device in which the electrical resistance increases to almost infinity when a certain temperature is exceeded. When the secondary battery 105 reaches a temperature equal to or higher than a predetermined value, the positive temperature element 141 can stop the flow of charge and discharge current. However, when the temperature of the secondary battery 105 falls below a predetermined value, since the electrical resistance of the positive temperature element 141 decreases again, the secondary battery 105 may restore its function.

본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 상술한 안전벤트(142) 및 양성온도소자(141) 이외에도 과충전, 과방전, 과열 및 이상전류 등을 방지하기 위해 별도의 안전 수단을 더욱 구비할 수 있을 것이다.In addition to the safety vent 142 and the positive temperature element 141 described above, the battery module 100 according to the present embodiment may further include additional safety means to prevent overcharge, overdischarge, overheat, and abnormal current. will be.

전극캡(143)은 상기 양성온도소자(141)의 상부에 연결되어, 전류를 외부로 인가하는 역할을 맡고 있다.The electrode cap 143 is connected to the upper portion of the positive temperature element 141, and serves to apply a current to the outside.

상부 연결캡(145)은 전극캡(143) 위에 저항용접 또는 레이저 용접 등에 의해 고정된다. 그리고 하부 연결캡(165)은 케이스(120) 하부면에 저항용접 또는 레이저 용접 등에 의해 고정된다. 본 실시예에서 상부 및 하부 연결캡(145, 165)은 형상 및 재질 등이 동일하게 형성된다.The upper connection cap 145 is fixed on the electrode cap 143 by resistance welding or laser welding. The lower connection cap 165 is fixed to the lower surface of the case 120 by resistance welding or laser welding. In the present embodiment, the upper and lower connection caps 145 and 165 are formed in the same shape and material.

체결부재는 상부 및 하부 연결캡(145, 165)의 내측에 설치된다. 본 실시예에서 상기 체결부재는 클린치 너트(150)이나, 상기 체결부재가 클린치 너트(150)에 한정되는 것은 아니다. 상부 및 하부 연결캡(145, 165) 및 클린치 너트(150)에 대해서는 도 2A 및 도 2B를 참조하여 더욱 상세히 살펴본다.The fastening member is installed inside the upper and lower connection caps 145 and 165. In the present embodiment, the fastening member is a clinch nut 150 or the fastening member is not limited to the clinch nut 150. The upper and lower connection caps 145 and 165 and the clinch nut 150 will be described in more detail with reference to FIGS. 2A and 2B.

도 2A는 도 1에 도시된 클린치 너트(150)의 사시도인데, 이를 참조하면, 클린치 너트(150)는 머리부(158), 상기 머리부(158)의 일면에 결합된 제1 돌출부(151), 상기 제1 돌출부(151)에서 상기 머리부(158)가 결합되는 면의 반대쪽 면에 결합되는 제2 돌출부(152), 및 상기 제2 돌출부(152)에서 상기 제1 돌출부(151)가 결합되는 면의 반대쪽 면에 결합되는 제3 돌출부(153)를 포함한다. 2A is a perspective view of the clinch nut 150 shown in FIG. 1. Referring to this, the clinch nut 150 has a head 158 and a first protrusion 151 coupled to one surface of the head 158. A second protrusion 152 coupled to a surface opposite to a surface on which the head 158 is coupled to the first protrusion 151, and a first protrusion 151 coupled to the second protrusion 152. And a third protrusion 153 coupled to the surface opposite to the surface.

여기서 제2 돌출부(152)는 상기 제1 및 제3 돌출부(151, 153)의 직경보다 작은 직경으로 형성되기 때문에, 상기 제1 및 제3 돌출부(151, 153) 사이에는 수용부(154)가 형성된다. Since the second protrusion 152 is formed to have a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions 151 and 153, the receiving portion 154 is disposed between the first and third protrusions 151 and 153. Is formed.

도 2B는 도 1의 클린치 너트(150)가 상부 연결캡(145)에 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 이를 참조하면, 상술한 구성을 가지는 클린치 너트(150)는 상부 연결캡(145)에 클린치 결합 즉 압입에 의하여 결합된다. 이때 클린치 너트(150)의 머리부(158)는 상부 연결캡(145)의 내측에 위치한다. 이들의 결합방법을 살펴보면, 우선 클린치 너트(150)가 상부 연결캡(145)의 내측에 위치하고, 다음으로 상기 클린치 너트(150)가 상부 연결캡(145)에 형성된 구멍으로 압입되면, 상부 연결 캡(145)을 구성하는 재료 중 압축력을 받는 일부분이 변형되어 클린치 너트(150)의 수용부(154)로 흘러들어가 채워진다. 이로써 상부 연결캡(145)과 클린치 너트(150)는 견고하게 결합될 수 있다. 이러한 클린치 결합 방법은 널리 알려진 기술이므로 결합 방법에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. 2B is a cross-sectional view illustrating a state in which the clinch nut 150 of FIG. 1 is coupled to the upper connection cap 145. Referring to this, the clinch nut 150 having the above-described configuration is coupled to the upper connection cap 145 by clinch coupling, that is, press-fitting. At this time, the head 158 of the clinch nut 150 is located inside the upper connection cap 145. Looking at the coupling method thereof, first, the clinch nut 150 is located inside the upper connection cap 145, and then the clinch nut 150 is pressed into the hole formed in the upper connection cap 145, the upper connection cap A portion of the material constituting 145 under compression is deformed and flows into the receiving portion 154 of the clinch nut 150 to be filled. As a result, the upper connection cap 145 and the clinch nut 150 may be firmly coupled. Since the clinch joining method is a well-known technique, a detailed description of the joining method will be omitted.

본 실시예에서 상기 클린치 너트(150)는 하부 연결캡(165)에 동일한 구성을 가지고 동일한 방법으로 결합된다. In this embodiment, the clinch nut 150 has the same configuration as the lower connection cap 165 and is coupled in the same way.

상기한 클린치 결합 공정은 종래 용접에 의한 결합 공정보다 훨씬 단순하고, 결합 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. The clinch bonding process is much simpler than the conventional bonding process by welding, and has the advantage of reducing the time required for the bonding process.

이러한 클린치 결합을 위해, 상부 및 하부 연결캡(145, 165)의 강도는 클린치 너트(150)의 강도보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 가령, 상부 및 하부 연결캡(145, 165)은 연강(mild steel)에 의해 제작될 수 있다.For such clinch coupling, the strength of the upper and lower connection caps 145 and 165 is preferably formed smaller than the strength of the clinch nut 150. For example, the upper and lower connection caps 145 and 165 may be made of mild steel.

그리고 상기 클린치 너트(150)는 본 발명의 일실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 전지 모듈에는 널리 알려진 다양한 클린치 너트가 적용될 수 있을 것이다. The clinch nut 150 is just one embodiment of the present invention, and various clinch nuts that are well known may be applied to the battery module according to the present invention.

이하 도 1을 참조하여 전지 모듈(100)을 구성하기 위해 복수개의 이차 전지(105)가 연결되는 방법에 대하여 살펴본다. 복수개의 이차 전지(105)는 연결부재(175)에 의하여 전기적으로 연결된다. Hereinafter, a method of connecting the plurality of secondary batteries 105 to configure the battery module 100 will be described with reference to FIG. 1. The plurality of secondary batteries 105 are electrically connected by the connection member 175.

이웃하는 이차 전지들(105) 중 어느 한 이차 전지(105)의 상부 연결캡(145)과 이웃하는 이차 전지(105)의 하부 연결캡(165)은 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 즉 어느 한 이차 전지(105)의 상부 연결캡(145) 상부면과 이웃하는 이차 전지(105)의 하부 연결캡(165) 상부면이 동일 평면상에 위치하고, 상기 상부 연결 캡(145)과 하부 연결캡(165)에 연결부재(175)가 배치된다. The upper connection cap 145 of any of the neighboring secondary batteries 105 and the lower connection cap 165 of the neighboring secondary battery 105 are disposed to face the same direction. That is, the upper surface of the upper connection cap 145 of one secondary battery 105 and the upper surface of the lower connection cap 165 of the neighboring secondary battery 105 are located on the same plane, and the upper connection cap 145 and the lower surface The connection member 175 is disposed on the connection cap 165.

연결부재(175)는 복수개의 이차 전지(105)를 연결하는 도전체로서, 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 본 실시예에서는 사각평판 형상을 가진다. 그리고 상기 연결부재(175)는 소정 간격 이격되어 형성된 제1 및 제2 관통공(175a,175b)을 구비한다. 제1 관통공(175a)은 상부 연결캡(145)에 결합된 클린치 너트(150)의 구멍과 연통되도록 위치하고, 제2 관통공(175b)은 하부 연결캡(165)에 결합된 클린치 너트(150)의 구멍과 연통되도록 위치한다. The connection member 175 is a conductor that connects the plurality of secondary batteries 105, and may be manufactured in various shapes, and in this embodiment, has a square flat plate shape. The connection member 175 includes first and second through holes 175a and 175b formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval. The first through hole 175a is positioned to communicate with the hole of the clinch nut 150 coupled to the upper connection cap 145, and the second through hole 175b is combined with the clinch nut 150 coupled to the lower connection cap 165. To communicate with the hole in the

상술한 연결부재(175)는, 제1 및 제2 관통공(175a,175b)에 삽입되어 클린치 너트(150)와 체결되는 고정 볼트(189)에 의하여, 상부 및 하부 연결캡(145, 165)에 고정된다.The connection member 175 described above is connected to the first and second through holes 175a and 175b by fixing bolts 189 fastened to the clinch nut 150, and the upper and lower connection caps 145 and 165. Is fixed to.

도 3A는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈에 적용되는 클린치 볼트(160)의 사시도이고, 도 3B는 도 3A의 클런치 볼트(160)가 상부 연결캡(145)에 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 본 실시예는 상부 연결캡(145)에 클린치 너트(150, 제1 실시예 참조) 대신 클린치 볼트(160)가 압입되어 결합되는데 특징이 있으며, 클린치 볼트(160)를 제외한 구성요소들은 상술한 제1 실시예의 구성요소들과 동일하다. 3A is a perspective view of the clinch bolt 160 applied to the battery module according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a state in which the clinch bolt 160 of FIG. 3A is coupled to the upper connection cap 145. It is sectional drawing. The present embodiment is characterized in that the clinch bolt 160 is pressed into the upper connection cap 145 instead of the clinch nut 150 (see the first embodiment), and the components except for the clinch bolt 160 are described above. Same as the components of the first embodiment.

클린치 볼트(160)는 머리부(168), 상기 머리부(168)의 일면에 결합된 제1 돌출부(161), 상기 제1 돌출부(161)에서 상기 머리부(168)가 결합되는 면의 반대쪽 면에 결합되는 제2 돌출부(162), 상기 제2 돌출부(162)에서 상기 제1 돌출부(161)가 결합되는 면의 반대쪽 면에 결합되는 제3 돌출부(163), 및 상기 제3 돌출 부(163)에서 상기 제2 돌출부(162)가 결합되는 면의 반대쪽 면에 결합되는 몸통부(167)를 포함한다. 여기서 제2 돌출부(162)는 상기 제1 및 제3 돌출부(161, 163)의 직경보다 작은 직경으로 형성되기 때문에, 상기 제1 및 제3 돌출부(161, 163) 사이에 수용부(164)가 형성된다. 그리고 몸통부(167)의 표면에는 고정 너트와 결합하기 위한 나사홈이 형성된다. The clinch bolt 160 has a head 168, a first protrusion 161 coupled to one surface of the head 168, and an opposite side of the surface to which the head 168 is coupled at the first protrusion 161. A second protrusion 162 coupled to a surface, a third protrusion 163 coupled to a surface opposite to a surface to which the first protrusion 161 is coupled from the second protrusion 162, and the third protrusion ( 163 includes a body portion 167 coupled to a surface opposite to the surface on which the second protrusion 162 is coupled. Since the second protrusion 162 is formed to have a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions 161 and 163, the receiving portion 164 is disposed between the first and third protrusions 161 and 163. Is formed. And the surface of the body portion 167 is formed with a screw groove for engaging with the fixing nut.

상술한 구성을 가지는 클린치 볼트(160)는 상부 연결캡(145)에 클린치 결합 즉 압입에 의하여 결합된다. 이때 클린치 볼트(160)의 머리부(168)는 상부 연결캡(145)의 내측에 위치한다. 이들의 결합방법을 살펴보면, 우선 클린치 볼트(160)가 상부 연결캡(145)의 내측에 위치하고, 다음으로 상기 클린치 볼트(160)가 상부 연결캡(145)에 형성된 구멍으로 압입되면, 상부 연결캡(145)을 구성하는 재료 중 압축력을 받는 일부분이 변형되어 클린치 볼트(160)의 수용부(164)로 흘러들어가 채워진다. 이로써 상부 연결캡(145)과 클린치 볼트(160)는 견고하게 결합될 수 있다. The clinch bolt 160 having the above-described configuration is coupled to the upper connection cap 145 by clinch coupling, that is, press-fitting. At this time, the head portion 168 of the clinch bolt 160 is located inside the upper connection cap 145. Looking at their coupling method, first, the clinch bolt 160 is located inside the upper connection cap 145, and then the clinch bolt 160 is pressed into the hole formed in the upper connection cap 145, the upper connection cap A portion of the material constituting 145 under compression is deformed and flows into the receiving portion 164 of the clinch bolt 160 to be filled. As a result, the upper connection cap 145 and the clinch bolt 160 may be firmly coupled.

본 실시예에서 상기 클린치 볼트(160)는 하부 연결캡(165)에 동일한 구성을 가지고 동일한 방법으로 결합된다. In this embodiment, the clinch bolt 160 is coupled to the lower connection cap 165 with the same configuration in the same manner.

상기한 클린치 결합 공정은 종래 용접에 의한 결합 공정보다 훨씬 단순하고, 결합 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. The clinch bonding process is much simpler than the conventional bonding process by welding, and has the advantage of reducing the time required for the bonding process.

이러한 클린치 결합을 위해, 상부 및 하부 연결캡(145, 165)의 강도는 클린치 볼트(160)의 강도보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 가령, 상부 및 하부 연결캡(145, 165)은 연강(mild steel)에 의해 제작될 수 있다.For such clinch coupling, the strength of the upper and lower connection caps 145 and 165 is preferably formed smaller than the strength of the clinch bolts 160. For example, the upper and lower connection caps 145 and 165 may be made of mild steel.

그리고 상기 클린치 볼트(160)는 본 발명의 일실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 전지 모듈에는 널리 알려진 다양한 클린치 너트가 적용될 수 있을 것이다.In addition, the clinch bolt 160 is only one embodiment of the present invention, and various clinch nuts that are well known may be applied to the battery module according to the present invention.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈(300)의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면 이차 전지(305)의 상부 및 하부 연결캡(145, 165)에 서로 다른 체결부재가 설치된다. 본 실시예에서 상기 체결부재들은 클린치 너트(350) 및 클린치 볼트(360)이나, 상기 체결부재들이 이에 한정되는 것은 아니다. 4 is an exploded perspective view of the battery module 300 according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, different fastening members are installed on the upper and lower connection caps 145 and 165 of the secondary battery 305. In the present embodiment, the fastening members are the clinch nut 350 and the clinch bolt 360, but the fastening members are not limited thereto.

본 실시예에서 이차 전지(305)의 상부 연결캡(145)에는 클린치 너트(350)가 압입에 의해 결합되고, 하부 연결캡(165)에는 클린치 볼트(360)가 압입에 의해 결합된다.In this embodiment, the clinch nut 350 is coupled to the upper connection cap 145 of the secondary battery 305 by press fitting, and the clinch bolt 360 is coupled to the lower connection cap 165 by press fitting.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 모듈(400)의 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 이차 전지(405)의 상부 연결캡(145)에는 클린치 볼트(460)가 압입에 의해 결합되고, 하부 연결캡(165)에는 클린치 너트(450)가 압입에 의해 결합된다.5 is an exploded perspective view of a battery module 400 according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the clinch bolt 460 is coupled to the upper connection cap 145 of the secondary battery 405 by press-fitting, and the clinch nut 450 is coupled to the lower connection cap 165 by press-fitting.

상기 제3 및 제4 실시예의 체결부재, 즉 클린치 너트(350, 450) 및 클린치 볼트(360, 460)는 상술한 제1 및 제2 실시예에서의 클린치 너트(150) 및 클린치 볼트(160)와 동일한 구성을 가진다. 제3 및 제4 실시예는 상부 및 하부 연결캡(145, 165) 각각에 서로 다른 체결부재가 압입되어 결합되는데 특징이 있으며, 이러한 특징을 제외하고는 상술한 제1 및 제2 실시예와 동일하다.The fastening members of the third and fourth embodiments, that is, the clinch nuts 350 and 450 and the clinch bolts 360 and 460 are the clinch nuts 150 and the clinch bolts 160 of the first and second embodiments described above. Has the same configuration as The third and fourth embodiments are characterized in that different fastening members are pressed into and coupled to the upper and lower connection caps 145 and 165, respectively, except for this feature, and are the same as the first and second embodiments described above. Do.

이러한 제3 및 제4 실시예에 의하면 체결부재의 결합 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 뿐 만 아니라, 전지 모듈(300, 400)의 양극 및 음극이 간편하고 용이하게 구별될 수 있다는 장점이 있다.The third and fourth embodiments not only shorten the time required for the coupling process of the fastening member, but also have the advantage that the positive and negative electrodes of the battery modules 300 and 400 can be easily and easily distinguished.

한편, 본 발명은 상술한 여러 가지 형태의 실시예로 구현할 수 있는데, 상기 실시예들은 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것이지 본 발명을 상기 실시예로 한정하려고 하는 것이 아니다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다. On the other hand, the present invention can be implemented in various forms of the above-described embodiments, which are intended to illustrate the principles of the present invention and are not intended to limit the present invention to the above embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 체결부재가 상부 및 하부 연결캡에 클린치 결합 즉 압입에 의해 결합되므로, 상기 결합 공정이 종래 용접에 의한 결합 공정보다 훨씬 단순하고 용이하다. 더욱이 클린치 결합으로 인해 결합 공정 시간이 단축되며, 이는 곧 전지 모듈의 제작 시간을 단축시키는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, since the fastening member is coupled to the upper and lower connection caps by clinch coupling, that is, by pressing, the coupling process is much simpler and easier than the conventional welding process. Furthermore, the clinch bonding shortens the bonding process time, which shortens the manufacturing time of the battery module.

결국, 본 발명은 전지 모듈의 생산성을 향상시키고, 전지 모듈의 제작 원가를 절감시키는 효과가 있다. As a result, the present invention has the effect of improving the productivity of the battery module, reducing the manufacturing cost of the battery module.

또한, 체결부재가 상부 및 하부 연결캡에 압력에 의해 결합되므로, 용접열 등에 의해 상기 체결부재와 상부 및 하부 연결캡의 재질이 악화되는 것을 막을 수 있고, 상기 체결부재와 상부 및 하부 연결캡에 용접 자국이 남지 않아 외관이 깨끗하다는 장점이 있다.In addition, since the fastening member is coupled to the upper and lower connection caps by pressure, the material of the fastening member and the upper and lower connection caps can be prevented from deteriorating due to welding heat, and the fastening member and the upper and lower connection caps. There is an advantage that the appearance is clean because no welding marks remain.

또한, 클린치 결합은 종래 용접에 의한 결합보다 결합력이 강하므로, 전지 모듈의 체결부재와 상부 및 하부 연결캡의 결합부가 외부힘에 대하여 높은 저항을 가질 수 있도록 한다. In addition, since the clinch coupling has a stronger coupling force than the conventional welding, the coupling member of the battery module and the coupling portion of the upper and lower connection caps may have a high resistance against external force.

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극군;An electrode group having a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; 상기 전극군을 수용하는 케이스;A case accommodating the electrode group; 상기 케이스 상부 및 하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 연결캡; 및Upper and lower connection caps respectively installed at upper and lower portions of the case; And 상기 상부 및 하부 연결캡 각각에 클린치 결합되는 체결부재들을 포함하는 이차 전지들과, Secondary batteries comprising fastening members clinched to each of the upper and lower connection caps; 상기 이차 전지들 중 서로 이웃하는 이차 전지들의 각 체결부재에 연결되어, 상기 이웃하는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결부재At least one connecting member connected to each of the fastening members of the secondary batteries that are adjacent to each other of the secondary batteries to electrically connect the neighboring secondary batteries; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 체결부재는 클린치 너트이고,The fastening member is a clinch nut, 상기 클린치 너트는 The clinch nut is 머리부와, 상기 머리부의 일면에 결합된 제1 돌출부와, 상기 제1 돌출부의 일면에 결합된 제2 돌출부와, 상기 제2 돌출부의 일면에 결합된 제3 돌출부를 포함하며, 상기 제2 돌출부는 상기 제1 및 제3 돌출부의 직경보다 작은 직경으로 형성되어 상기 제1 및 제3 돌출부 사이에 수용부를 형성하는 전지 모듈. And a head, a first protrusion coupled to one side of the head, a second protrusion coupled to one side of the first protrusion, and a third protrusion coupled to one side of the second protrusion, wherein the second protrusion Is formed in a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions to form an accommodating portion between the first and third protrusions. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 클린치 너트가 상기 상부 또는 하부 연결캡에 압입에 의해 결합되며, 상기 수용부에는 상기 상부 또는 하부 연결캡을 구성하는 재료가 흘러들어가 채워진 전지 모듈.The clinch nut is coupled to the upper or lower connection cap by press-fitting, and the receiving portion is filled with the material constituting the upper or lower connection cap filled with the battery module. 제 3 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 4, 상기 상부 및 하부 연결캡의 강도가 상기 클린치 너트의 강도보다 작은 전지 모듈.The battery module of the upper and lower connection caps is less than the strength of the clinch nut. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 상부 및 하부 연결캡은 연강(mild steel)에 의해 제작되는 전지 모듈.The upper and lower connection caps are battery modules manufactured by mild steel. 삭제delete 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극군;An electrode group having a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; 상기 전극군을 수용하는 케이스;A case accommodating the electrode group; 상기 케이스 상부 및 하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 연결캡; 및Upper and lower connection caps respectively installed at upper and lower portions of the case; And 상기 상부 및 하부 연결캡 각각에 클린치 결합되는 체결부재들을 포함하는 이차 전지들과, Secondary batteries comprising fastening members clinched to each of the upper and lower connection caps; 상기 이차 전지들 중 서로 이웃하는 이차 전지들의 각 체결부재에 연결되어, 상기 이웃하는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결부재At least one connecting member connected to each of the fastening members of the secondary batteries that are adjacent to each other of the secondary batteries to electrically connect the neighboring secondary batteries; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 체결부재는 클린치 볼트이고,The fastening member is a clinch bolt, 상기 클린치 볼트는 머리부와, 상기 머리부의 일면에 결합된 제1 돌출부와, 상기 제1 돌출부의 일면에 결합된 제2 돌출부와, 상기 제2 돌출부의 일면에 결합된 제3 돌출부와, 상기 제3 돌출부의 일면에 결합된 몸통부를 포함하며,The clinch bolt may include a head, a first protrusion coupled to one side of the head, a second protrusion coupled to one side of the first protrusion, a third protrusion coupled to one side of the second protrusion, and the first protrusion. 3 includes a body coupled to one side of the protrusion, 상기 제2 돌출부는 상기 제1 및 제3 돌출부의 직경보다 작은 직경으로 형성되어 상기 제1 및 제3 돌출부 사이에 수용부를 형성하는 전지 모듈. And the second protrusion is formed to have a diameter smaller than the diameter of the first and third protrusions to form an accommodating portion between the first and third protrusions. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 클린치 볼트가 상기 상부 또는 하부 연결캡에 압입에 의해 결합되며, 상기 수용부에는 상기 상부 또는 하부 연결캡을 구성하는 재료가 흘러들어가 채워진 전지 모듈. The clinch bolt is coupled to the upper or lower connection cap by press-fit, and the receiving portion is filled with the material constituting the upper or lower connection cap filled with the battery module. 제 8 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 9, 상기 상부 및 하부 연결캡의 강도가 상기 클린치 볼트의 강도보다 작은 전지 모듈.And a strength of the upper and lower connection caps is smaller than that of the clinch bolt. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 상부 및 하부 연결캡은 연강(mild steel)에 의해 제작되는 전지 모듈.The upper and lower connection caps are battery modules manufactured by mild steel. 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극군;An electrode group having a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; 상기 전극군을 수용하는 케이스;A case accommodating the electrode group; 상기 케이스 상부 및 하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 연결캡; 및Upper and lower connection caps respectively installed at upper and lower portions of the case; And 상기 상부 및 하부 연결캡 각각에 클린치 결합되는 체결부재들을 포함하는 이차 전지들과, Secondary batteries comprising fastening members clinched to each of the upper and lower connection caps; 상기 이차 전지들 중 서로 이웃하는 이차 전지들의 각 체결부재에 연결되어, 상기 이웃하는 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 연결부재At least one connecting member connected to each of the fastening members of the secondary batteries that are adjacent to each other of the secondary batteries to electrically connect the neighboring secondary batteries; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 체결부재는 클린치 너트와 클린치 볼트를 포함하며,The fastening member includes a clinch nut and a clinch bolt, 상기 상부 연결캡에는 클린치 너트가 압입되어 고정되고, 상기 하부 연결캡에는 클린치 볼트가 압입되어 고정되는 전지 모듈.A clinch nut is press-fitted into the upper connection cap and a clinch bolt is press-fitted into the lower connection cap. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 체결부재는 클린치 볼트를 더 포함하며,The fastening member further includes a clinch bolt, 상기 상부 연결캡에는 클린치 볼트가 압입되어 고정되고, 상기 하부 연결캡에는 클린치 너트가 압입되어 고정되는 전지 모듈.The clinch bolt is press-fitted and fixed to the upper connection cap, and the clinch nut is press-fitted and fixed to the lower connection cap. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,The method according to claim 12 or 13, 상기 이웃하는 이차 전지들 중 어느 한 이차 전지의 상부 연결캡과, 이 이차 전지에 이웃하는 이차 전지의 하부 연결캡이 동일한 방향을 향하도록 배치하는 전지 모듈.The battery module disposed so that the upper connection cap of any one of the neighboring secondary batteries and the lower connection cap of the secondary battery neighboring the secondary battery to face the same direction. 제 3 항, 제 8 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3, 8 and 12, 상기 이차 전지가 원통형 리튬 이차 전지인 전지 모듈.Battery module wherein the secondary battery is a cylindrical lithium secondary battery. 제 3 항, 제 8 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3, 8 and 12, 상기 이차 전지들은 직렬로 연결되는 전지 모듈.The secondary battery is a battery module connected in series. 삭제delete 삭제delete
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