KR101678534B1 - 절연부재를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연 특성을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 배터리 모듈은 상부면에 캡 플레이트를 구비하는 배터리 셀; 상기 캡 플레이트를 덮는 제1 절연부재; 및 상기 제1 절연부재와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀의 측면을 감싸는 제2 절연부재를 포함한다.

Description

절연부재를 포함하는 배터리 모듈{Battery module with insulating member}
본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신규한 구조의 절연부재가 구비된 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 충전 및 방전이 가능하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지로, 하나의 배터리 셀로 이루어져 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, 카메라, 캠코더 등의 휴대용 소형 전자기기에 사용되거나, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩으로 이루어져 고출력의 하이브리드 전기 자동차(HEV), 전기 자동차(EV) 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
상기 배터리 모듈은 고출력의 모터 구동용 전원에 사용되어, 충전 또는 방전 동작에 의해 많은 열을 발생시키며, 이러한 열은 배터리 셀을 열화시킬 수 있다. 이에 따라, 방열 특성을 향상시키는 구조의 배터리 모듈이 요구되고 있다.
상기 배터리 모듈을 이루는 배터리 셀 사이에는 배터리 셀 간의 절연을 위해 배터리 셀을 감싸는 절연부재가 구비되는 것이 일반적이다. 그러나, 기존에는 배터리 셀을 감싸는 절연부재에 불연속 구간이 존재하여 수분이나 이물질이 침투하여 절연특성이 저해될 가능성이 있다. 특히, 결로에 의해 배터리 셀의 캔과 배터리 모듈의 금속 프레임 사이에서 쇼트가 발생할 가능성이 높다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 공개특허공보 제2011-0059982호(2011.06.08)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 절연 특성을 향상시킬 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 조립성이 향상된 절연부재를 배터리 셀에 적용하여 공정성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 생산비용을 저감할 수 있는 배터리 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 배터리 모듈은 상부면에 캡 플레이트를 구비하는 배터리 셀; 상기 캡 플레이트를 덮는 제1 절연부재; 및 상기 제1 절연부재와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀의 측면을 감싸는 제2 절연부재를 포함한다.
상기 제1 절연부재는 사출 성형물일 수 있다.
상기 제1 절연부재는 상기 배터리 셀의 상기 캡 플레이트에 대응하게 형성된 본체부, 상기 배터리 셀의 벤트에 대응하게 형성된 벤트 격벽을 구비할 수 있다.
상기 제1 절연부재는 상기 배터리 셀의 단자에 대응하게 형성된 단자 격벽을 더 구비할 수 있다.
상기 제2 절연부재는 단면 또는 양면의 절연테이프 또는 절연필름일수 있다.
상기 제2 절연부재는 상기 본체부의 측면 높이 이상으로 배치될 수 있다.
상기 배터리 셀의 측면 중 적어도 상기 배터리 셀의 하부면과 상기 측면의 연접부에는 적어도 상기 연접부를 덮되, 상기 배터리 셀과 상기 제2 절연부재의 사이에 개재되는 제3 절연부재가 더 구비될 수 있다.
상기 제3 절연부재는 상기 배터리 셀의 하부면을 덮을 수 있다.
상기 제3 절연부재는 절연수지, 절연필름 및 절연코팅 중에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 제2 절연부재와 접촉되도록 구비되되, 상기 제2 절연부재와 상기 배터리 셀의 바닥면 사이에 일정 간격으로 이격형성된 적어도 하나의 제4 절연부재가 더 구비될 수 있다.
상기 제4 절연부재는 상기 배터리 셀의 측면 중 적어도 상기 배터리 셀의 하부면과 상기 측면의 연접부를 덮되, 상기 제2 절연부재 상에 구비되는 하부 절연부재를 포함할 수 있다.
이웃한 상기 제4 절연부재 사이에 상기 제4 절연부재를 연결하는 연결부를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 절연부재는 상기 제2 절연부재와 접촉하도록 상기 본체부로부터 상기 배터리 셀의 측면으로 연장 형성되는 연장부를 더 구비할 수 있다.
상기 사출 성형물은 인서트 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
상기 사출 성형물은 250℃ 이하의 온도에서 형성될 수 있다.
상기 제4 절연부재는 상기 제2 절연부재의 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 절연부재에 불연속 구간을 형성하지 않음으로써 수분이나 이물질이 배터리 셀에 침투하여 절연특성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라서, 배터리 셀과 배터리 모듈의 사이에서 발생 가능한 쇼트를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 조립성이 향상된 절연부재를 배터리 셀에 적용하여 공정성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 생산비용을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이다.
도 3a는 도 2에 도시한 배터리 셀의 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 A-A에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이다.
도 6a는 도 5에 도시한 배터리 셀의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 B-B에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 변형예인 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이다.
도 10a는 도 9에 도시한 배터리 셀의 사시도이다.
도 10b는 도 10a의 C-C에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이며, 도 3a는 도 2에 도시한 배터리 셀의 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3a를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 상부면에 캡 플레이트(14; 도 3b 참조)를 구비하는 배터리 셀(10), 상기 캡 플레이트(14)를 덮는 제1 절연부재(130a); 및 상기 제1 절연부재(130a)와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀(10)의 측면을 감싸는 제2 절연부재(120)를 포함한다.
상기 제1 절연부재(130a)는 사출 성형물일 수 있는데, 인서트 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절연부재(130a)는 250℃ 이하의 온도에서 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 인서트 사출 성형시 용융 온도가 사출 성형에 사용된 금형을 통해 외부로 신속히 방열되기 때문에 열로 인해 배터리 모듈(100)이 손상되지 않기 때문이다.
여기서, 제1 절연부재(130a)는 상기 배터리 셀(10)과 대응하게 형성된 본체부(134), 상기 배터리 셀(10)의 벤트에 대응하게 형성된 벤트 격벽(133)을 구비하며, 상기 배터리 셀(10)의 단자(11, 12)에 각각 대응하게 형성된 단자 격벽(131, 132) 또한 구비한다. 이때, 본체부(134)는 제1 절연부재(130a)의 상면, 즉 캡 플레이트(14)를 커버하도록 캡 플레이트(14)에 대응되게 구현될 수 있고, 벤트 격벽(133)은 배터리 셀(10)의 벤트 주위를 둘러싸도록 측벽 형태로 구현될 수 있다. 또한, 단자 격벽(131, 132)은 배터리 셀(10)의 단자(11, 12) 주위를 둘러싸도록 측벽 형태로 구현될 수 있다. 이때, 벤트 격벽(133)과 단자 격벽(131, 132)은 측벽 형태로 구현되는바 본체부(134)로부터 돌출된 형태로 구현될 수 있으며, 돌출된 방향은 단자(11, 12)가 인출된 방향과 동일할 수 있다.
한편, 제2 절연부재(120)는 단면 또는 양면의 절연테이프 또는 절연필름일 수 있는데, 배터리 셀(10)과 밀착되도록 형성된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 모듈(100)은 상기 배터리 셀(10)과 상기 제2 절연부재(120)의 사이에 개재되는 제3 절연부재(130c)를 포함하는데, 여기서 제3 절연부재(130c)는 상기 배터리 셀(10)의 측면 중 상기 배터리 셀(10)의 하부면과 상기 측면의 연접부를 덮되, 상기 배터리 셀(10)의 하부면까지 덮는다.
상기 제3 절연부재(130c)는 절연수지, 절연필름 및 절연코팅 중에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
이와 같이, 제2 절연부재(120)는 배터리 셀(10)의 상부에서는 제1 절연부재(130a) 측면의 연접부를 덮고 있으며, 배터리 셀(10)의 하부에서는 제3 절연부재(130c)와 배터리 셀(10)의 연접부를 덮고 있다. 이에 따라, 제2 절연부재(120)와 제3 절연부재(130c) 사이에는 불연속 구간이 존재하지 않으므로, 수분이나 이물질이 침투하여 절연특성이 저해될 가능성이 낮다. 이에 따라, 배터리 셀(10)과 배터리 모듈의(100) 사이에서 발생 가능한 쇼트를 미연에 방지할 수 있다. 여기서, 제2 절연부재(120)는 조립 공차를 고려하여 본래 본체부(134)의 측면 보다 더 높게 배치되도록 더 길게 형성될 수도 있다. 따라서, 제2 절연부재(120)가 배터리 셀(10)의 측면에 배치될 때, 약간 틀어지게 감싸게 되는 경우에도 배터리 셀(10)의 상부에서 제1 절연부재(130a)의 측면의 연접부를 충분히 덮을 수 있는 설계 마진이 확보될 수 있다.
배터리 셀(10)은 전극 조립체와 전해액을 전지 케이스에 수용시킨 다음, 상기 전지 케이스를 캡 조립체(14)로 밀폐시킴으로써 제조될 수 있다. 캡 조립체(14)는 상기 캡 조립체(14) 상의 양끝단에 구비되는 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)와, 상기 단자들(11, 12) 사이에 구비되는 벤트를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체는 양극판 및 음극판과, 이들 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어질 수 있다. 상기 양극판은 양극 단자(11)와 연결되고, 음극판은 음극 단자(12)와 연결되어, 전극 조립체 및 전해액의 전기 화학적인 반응에 의하여 발생하는 에너지는 외부로 전달된다. 또한, 벤트는 배터리 셀(10) 내부에서 발생하는 기체를 외부로 방출하는 통로의 역할을 한다.
도 1 및 도 3a를 참조하면, 복수개의 배터리 셀(10)은 배터리 셀(10)의 외측에 배치된 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)와 이들 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)를 연결하는 사이드 플레이트(112, 113)와 배터리 셀(10)의 하부면에 배치된 바텀 플레이트(114)에 의해 고정될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)와 사이드 플레이트(112, 113)는 복수개의 배터리 셀(10)을 수용하기 위하여 일정 공간을 구획하고, 배터리 셀(10)들은 구획된 공간속에 일방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(10)은 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다.
사이드 플레이트(112, 113)와 바텀 플레이트(114)의 일단은 각각 제1 엔드 플레이트(111)에 체결되고, 이들의 타단은 제2 엔드 플레이트(111)에 체결됨으로써 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)를 연결할 수 있다. 이때, 체결은 볼트-너트 등에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 엔드 플레이트(111)는 각각 양끝에 구비되는 배터리 셀(10)과 면접촉하도록 배치되어, 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)에 의하여 지지되는 복수개의 배터리 셀(10)은 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)가 서로 교대로 배치되도록 정렬되어, 이웃하는 단자를 직렬이 되도록 연결할 수 있다. 한쌍의 사이드 플레이트(112, 113)는 배터리 셀(10)의 양측면을 지지하고, 바텀 플레이트(114)는 상기 배터리 셀(10)의 바닥면을 지지할 수 있다.
제1 및 제2 엔드 플레이트(111)는 각각 양끝에 구비되는 배터리 셀(10)과 면접촉하도록 배치되어, 복수개의 배터리 셀(10)을 내측으로 가압할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트(111)에 의하여 지지되는 복수개의 배터리 셀(10)은 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)가 서로 교대로 배치되도록 정렬되어, 이웃하는 단자를 직렬이 되도록 연결할 수 있다.
이웃한 두 배터리 셀(10)의 양극 단자(11) 또는 음극 단자(12)는 버스바(bus-bar, 15)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 버스바(15)에는 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)가 관통할 수 있는 홀이 구비되고, 상기 홀을 통하여 양극 단자(11) 및 음극 단자(12)가 관통하여 연결된 버스바(15)는 너트(16) 등의 부재에 의하여 고정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이며, 도 6a는 도 5에 도시한 배터리 셀의 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 B-B에 따른 단면도이다. 한편, 도 7은 본 발명의 제2 실시예의 변형예인 제3 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다. 제2 실시예 및 제3 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 내용은 생략하고, 차이점이 있는 부분에 대해서 주로 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 6a를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 상부면에 캡 플레이트(14; 도 6b 참조)를 구비하는 배터리 셀(10), 상기 캡 플레이트(14)를 덮는 제1 절연부재(230a); 및 상기 제1 절연부재(230a)와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀(10)의 측면을 감싸는 제2 절연부재(220)를 포함한다.
상기 제1 절연부재(230a) 또한 제1 실시예에서와 같이 사출 성형물일 수 있는데, 인서트 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절연부재(230a)는 250℃ 이하의 온도에서 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 인서트 사출 성형시 용융 온도가 사출 성형에 사용된 금형을 통해 외부로 신속히 방열되기 때문에 열로 인해 배터리 모듈(200)이 손상되지 않기 때문이다.
여기서, 제2 절연부재(230a)는 제1 실시예에서와 같이 상기 배터리 셀(10)과 대응하게 형성된 본체부(234), 상기 배터리 셀(10)의 벤트에 대응하게 형성된 벤트 격벽(233)을 구비하며, 상기 배터리 셀(10)의 단자(11, 12)에 각각 대응하게 형성된 단자 격벽(231, 232) 또한 구비한다.
한편, 제2 절연부재(220)는 제1 실시예에서와 같이 단면 또는 양면의 절연테이프 또는 절연필름일 수 있는데, 배터리 셀(10)과 밀착되도록 형성된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 모듈(200)은 제1 실시예에와 다르게 제2 절연부재(220) 상에 제4 절연부재(230b)를 더 구비한다. 여기서, 제4 절연부재(230b)는 제2 절연부재(220)와 접촉되며 제2 절연부재(220)와 상기 배터리 셀(10)의 바닥면 사이에 일정 간격으로 이격형성된 띠형상으로 구비되는 사출 성형물이다. 즉, 제4 절연부재(230b)는 적어도 하나 이상의 다수로 구성될 수 있으며, 각각의 제4 절연부재(230b)는 서로 이격되도록 종방향으로 나열되되 제2 절연부재(220)의 둘레를 감싸는 형상으로 구현될 수 있다. 제4 절연부재(230b)는 상기 배터리 셀(10)의 측면 중 상기 배터리 셀(10)의 하부면과 상기 측면의 연접부를 덮되, 상기 제2 절연부재(220) 상에 구비되는 하부 절연부재(230b')를 포함한다.
이와 같이, 제2 절연부재(220)는 배터리 셀(10)의 상부에서는 제1 절연부재(230a) 측면의 연접부를 덮고 있으며, 제2 절연부재(220)가 배터리 셀(10)의 하단부를 덮고 있는 배터리 셀(10)의 하부에서는 하부 절연부재(230b')로 둘러싸여 덮여있다. 이에 따라, 제2 절연부재(220)와 하부 절연부재(230b')를 포함하는 제4 절연부재(230b) 사이에는 불연속 구간이 존재하지 않으므로, 수분이나 이물질이 침투하여 절연특성이 저해될 가능성이 낮다. 이에 따라, 배터리 셀(10)과 배터리 모듈의(200) 사이에서 발생 가능한 쇼트를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제4 절연부재(230b)는 배터리 셀(10) 간에 절연 및 방열을 위한 간격을 형성하는 기존의 배리어의 역할을 할 수 있다. 여기서, 제2 절연부재(220)는 조립 공차를 고려하여 본래 본체부(234)의 측면 보다 더 높게 배치되도록 더 길게 형성될 수도 있다. 따라서, 제2 절연부재(220)가 배터리 셀(10)의 측면에 배치될 때, 약간 틀어지게 감싸게 되는 경우에도 배터리 셀(10)의 상부에서 제1 절연부재(230a)의 측면의 연접부를 충분히 덮을 수 있는 설계 마진이 확보될 수 있다.
한편, 제2 실시예의 변형예를 도시한 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 셀의(10)은 이웃한 제4 절연부재(230b) 사이에 하부 절연부재(230b')를 포함하는 제4 절연부재(230b)를 연결하는 띠형상을 갖는 연결부(237)를 더 구비한다. 상기 연결부(237)는 제4 절연부재(230b)의 구조를 더욱 견고하게 고정할 수 있어 제4 절연부재(230b)의 배리어 역할을 더욱 충실히 할 수 있게 한다.
도 4 및 도 6a를 참조하면, 복수개의 배터리 셀(10)은 배터리 셀(10)의 외측에 배치된 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트(211)와 이들 제1 및 제2 엔드 플레이트(211)를 연결하는 사이드 플레이트(212, 213)와 배터리 셀(10)의 하부면에 배치된 바텀 플레이트(214)에 의해 고정될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 엔드 플레이트(211)와 사이드 플레이트(212, 213)는 복수개의 배터리 셀(10)을 수용하기 위하여 일정 공간을 구획하고, 배터리 셀(10)들은 구획된 공간속에 일방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(10)은 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다.
사이드 플레이트(212, 213)와 바텀 플레이트(214)의 일단은 각각 제1 엔드 플레이트(211)에 체결되고, 이들의 타단은 제2 엔드 플레이트(211)에 체결됨으로써 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트(211)를 연결할 수 있다. 이때, 체결은 볼트-너트 등에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시한 배터리 모듈의 분해사시도이며, 도 10a는 도 9에 도시한 배터리 셀의 사시도이고, 도 10b는 도 10a의 C-C에 따른 단면도이다. 한편, 도 11은 본 발명의 제4 실시예의 변형예인 제5 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다. 제4 실시예 및 제5 실시예에서는 제1 실시예 내지 제3 실시예와 동일한 내용은 생략하고, 차이점이 있는 부분에 대해서 주로 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 10a를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 모듈(300)은 상부면에 캡 플레이트(14; 도 10b 참조)를 구비하는 배터리 셀(10), 상기 캡 플레이트(14)를 덮는 제1 절연부재(330a); 및 상기 제1 절연부재(330a)와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀(10)의 측면을 감싸는 제2 절연부재(320)를 포함한다.
상기 제1 절연부재(330a) 또한 제1 실시예에서와 같이 사출 성형물일 수 있는데, 인서트 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절연부재(330a)는 250℃ 이하의 온도에서 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 인서트 사출 성형시 용융 온도가 사출 성형에 사용된 금형을 통해 외부로 신속히 방열되기 때문에 열로 인해 배터리 모듈(300)이 손상되지 않기 때문이다.
여기서, 제1 절연부재(330a)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 같이 상기 배터리 셀(10)과 대응하게 형성된 본체부(334), 상기 배터리 셀(10)의 벤트에 대응하게 형성된 벤트 격벽(333)을 구비하며, 상기 배터리 셀(10)의 단자(11, 12)에 각각 대응하게 형성된 단자 격벽(331, 332) 또한 구비한다.
한편, 제2 절연부재(320)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 같이 단면 또는 양면의 절연테이프 또는 절연필름일 수 있는데, 배터리 셀(10)과 밀착되도록 형성된다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 모듈(300)은 제2 실시예 및 제3 실시예에와 같이 제2 절연부재(320) 상에 제4 절연부재(330b)를 더 구비한다. 여기서, 제4 절연부재(330b)는 제2 절연부재(320)와 접촉되며 제2 절연부재(320)와 상기 배터리 셀(10)의 바닥면 사이에 일정 간격으로 이격형성된 띠형상으로 구비되는 사출 성형물이다. 제4 절연부재(330b)는 상기 배터리 셀(10)의 측면 중 상기 배터리 셀(10)의 하부면과 상기 측면의 연접부를 덮되, 상기 제2 절연부재(320) 상에 구비되는 하부 절연부재(330b')를 포함한다.
제1 실시예 내지 제3 실시예에와는 다르게, 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 모듈(300)에서, 제1 절연부재(330a)는 제2 절연부재(320)와 접촉하도록 제1 절연부재(330a)의 본체부(334)로부터 배터리 셀(10)의 측면으로 연장 형성되는 연장부(335)를 더 구비한다.
이와 같이, 제2 절연부재(320)는 배터리 셀(10)의 상부에서는 연장부(335)로 둘러싸여 덮여있고, 제2 절연부재(320)가 배터리 셀(10)의 하단부를 덮고 있는 배터리 셀(10)의 하부에서는 하부 절연부재(330b')로 둘러싸여 덮여있다. 이에 따라, 제2 절연부재(320)와 하부 절연부재(330b')를 포함하는 제4 절연부재(330b) 사이에는 불연속 구간이 존재하지 않으므로, 수분이나 이물질이 침투하여 절연특성이 저해될 가능성이 낮다. 이에 따라, 배터리 셀(10)과 배터리 모듈의(300) 사이에서 발생 가능한 쇼트를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 연장부(335)를 더 구비한 제1 절연부재(330a) 및 제4 절연부재(330b)는 배터리 셀(10) 간에 절연 및 방열을 위한 간격을 형성하는 기존의 배리어의 역할을 할 수 있다.
한편, 제4 실시예의 변형예를 도시한 도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 셀의(10)은 이웃한 제4 절연부재(330b) 사이에 하부 절연부재(330b')를 포함하는 제4 절연부재(330b)를 연결하는 띠형상을 갖는 연결부(337)를 더 구비한다. 상기 연결부(337)는 제4 절연부재(330b)의 구조를 더욱 견고하게 고정할 수 있어 제4 절연부재(330b)의 배리어 역할을 더욱 충실히 할 수 있게 한다.
도 8 및 도 10a를 참조하면, 복수개의 배터리 셀(10)은 배터리 셀(10)의 외측에 배치된 한쌍의 제1 및 제2 엔드 플레이트(311)와 이들 제1 및 제2 엔드 플레이트(311)를 연결하는 사이드 플레이트(312, 313)와 배터리 셀(10)의 하부면에 배치된 바텀 플레이트(314)에 의해 고정될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 엔드 플레이트(311)와 사이드 플레이트(312, 313)는 복수개의 배터리 셀(10)을 수용하기 위하여 일정 공간을 구획하고, 배터리 셀(10)들은 구획된 공간속에 일방향으로 정렬되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(10)은 넓은 전면이 서로 대향하도록 나란하게 정렬된다.
사이드 플레이트(312, 313)와 바텀 플레이트(314)의 일단은 각각 제1 엔드 플레이트(311)에 체결되고, 이들의 타단은 제2 엔드 플레이트(311)에 체결됨으로써 상기 제1 및 제2 엔드 플레이트(311)를 연결할 수 있다. 이때, 체결은 볼트-너트 등에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 셀의 절연부재에 불연속 구간을 형성하지 않음으로써 수분이나 이물질이 배터리 셀에 침투하여 절연특성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라서, 배터리 셀과 배터리 모듈의 사이에서 발생 가능한 쇼트를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 조립성이 향상된 절연부재를 배터리 셀에 적용하여 공정성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 생산비용을 저감할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 배터리 셀 11: 양극 단자
12: 음극 단자 14: 캡 플레이트
100, 200, 300: 배터리 모듈 120, 220, 320: 제2 절연부재
130a, 230a, 330a: 제1 절연부재 230b, 330b: 제4 절연부재
230b', 330b': 하부 절연부재 130c: 제3 절연부재
111, 211, 311: 엔드 플레이트
112, 113, 212, 213, 312, 313 : 사이드 플레이트
114, 214, 314: 바텀 플레이트

Claims (16)

  1. 상부면에 캡 플레이트를 구비하는 배터리 셀;
    상기 캡 플레이트를 덮는 제1 절연부재; 및
    상기 제1 절연부재와 적어도 일부가 접촉하며, 상기 배터리 셀의 측면을 감싸는 제2 절연부재를 포함하고,
    상기 제1 절연부재는 상기 배터리 셀의 상기 캡 플레이트에 대응하게 형성되고 상기 배터리 셀의 측면과 나란하게 정렬된 측면을 갖는 본체부와, 상기 배터리 셀의 벤트에 대응하게 형성되고 상기 본체부로부터 돌출되도록 상방으로 연장된 벤트 격벽과, 상기 배터리 셀의 단자에 대응하게 형성되고 상기 본체부로부터 돌출되도록 상방으로 연장된 단자 격벽을 구비하되, 상기 배터리 셀의 단자는 상기 단자 격벽과 나란하게 연장되고 상기 단자 격벽을 벗어나 상방으로 돌출되고,
    상기 제2 절연부재는 서로에 대해 나란하게 정렬된 배터리 셀의 측면과 본체부의 측면을 함께 덮고 상기 본체부의 측면높이 이상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연부재는 사출 성형물인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 측면 중 적어도 상기 배터리 셀의 하부면과 상기 측면의 연접부에는 적어도 상기 연접부를 덮되, 상기 배터리 셀과 상기 제2 절연부재의 사이에 개재되는 제3 절연부재가 더 구비되는 배터리 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 절연부재는 상기 배터리 셀의 하부면을 덮는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연부재와 접촉되도록 구비되되, 상기 제2 절연부재와 상기 배터리 셀의 바닥면 사이에 일정 간격으로 이격형성된 적어도 하나의 제4 절연부재가 더 구비되는 배터리 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제4 절연부재는 상기 배터리 셀의 측면 중 적어도 상기 배터리 셀의 하부면과 상기 측면의 연접부를 덮되, 상기 제2 절연부재 상에 구비되는 하부 절연부재를 포함하는 배터리 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    이웃한 상기 제4 절연부재 사이에 상기 제4 절연부재를 연결하는 연결부를 더 구비하는 배터리 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절연부재는 상기 제2 절연부재와 접촉하도록 상기 본체부로부터 상기 배터리 셀의 측면으로 연장 형성되는 연장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 사출 성형물은 인서트 사출 성형에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제4 절연부재는 상기 제2 절연부재의 둘레를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
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