KR101908587B1 - 조립이 용이한 이차전지모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀을 케이스 내부에 수용되도록 하고, 그 하측에 하부캡을 결합하고 상측에는 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되도록 연결 몰드를 결합한 후 그 상측에 상부캡을 결합하도록 구성되어, 두 개의 전지셀들을 결합하여 모듈 형태로 구성하기 용이하며, 전지셀의 낮은 기계적 강도를 개선하고 상호 전기적인 연결을 용이하게 할 수 있는 조립이 용이한 이차전지모듈에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전지셀들을 결합하여 모듈 형태로 구성하기 용이하며, 전지셀의 낮은 기계적 강도를 개선하고 상호 전기적인 연결을 용이하게 할 수 있는 조립이 용이한 이차전지모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다. 그리고 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있으며, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.
이러한 파우치형 리튬 폴리머 전지(이하, "파우치형 셀"이라고 함)는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 외측에 견고한 케이스를 결합하여 파우치형 셀의 낮은 강성을 보강하도록 형성되며, 고출력 대용량의 필요성으로 인해 다수개의 파우치형 셀을 적층시킨 전지모듈 또는 전지팩의 형태로 구성된다.
이와 같이 파우치형 셀은 전극체를 밀봉하는 파우치의 기계적 강성이 우수하지 못하므로 안정한 구조의 전지모듈을 제조하기 위해 파우치형 셀들을 카트리지 등의 팩 케이스에 장착하여 전지모듈을 제조해야 하고, 다수개의 파우치형 셀의 전극탭들이 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되도록 구성되어야 하므로, 전지모듈의 크기가 커지고 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 미국등록특허(7794875)인 "Battery module (배터리 모듈)"이 개시되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전지셀의 낮은 기계적 강성을 보강하면서 중량 및 크기의 증가를 최소화 할 수 있고, 전지셀들의 전기적인 연결을 용이하게 할 수 있으며, 전지셀들이 보다 견고하게 고정되도록 하여 안전성을 향상시킨 조립이 용이한 이차전지모듈을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈은, 일측에 전극탭들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀; 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡; 일측에 다수개의 단자가 형성되며, 상기 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되는 연결 몰드; 및 상기 하부캡이 결합되는 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함한다.
또한, 상기 두 개의 전지셀은 양극탭과 음극탭이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자, 음극 단자 및 전압센싱 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결된다.
또한, 상기 양극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 상기 음극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성된다.
또한, 상기 두 개의 전지셀은 양극탭 및 음극탭끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 전지셀들의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 전지셀들의 음극탭에 연결된다.
또한, 상기 양극 단자 및 음극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성된다.
그리고 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈은, 일측에 전극탭들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀; 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스; 상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡; 상기 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 일측이 전지셀들에 고정되는 제1연결 몰드; 일측에 다수개의 단자가 형성되며, 상기 제1연결 몰드의 타측에 결합되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되는 제2연결 몰드; 및 상기 하부캡이 결합되는 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 제2연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함한다.
또한, 상기 두 개의 전지셀은 양극탭과 음극탭이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자, 음극 단자 및 전압센싱 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결된다.
또한, 상기 양극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 상기 음극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성된다.
또한, 상기 두 개의 전지셀은 양극탭 및 음극탭끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 전지셀들의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 전지셀들의 음극탭에 연결된다.
또한, 상기 양극 단자 및 음극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성된다.
또한, 상기 제1연결 몰드는 길이 방향 양측에 상면이 개방된 중공부가 형성되고, 상기 중공부들의 양측면에는 결합공이 형성되며, 상기 제2연결 몰드의 하면 양측에는 상기 제1연결 몰드의 중공부에 삽입되어 결합공에 결합되는 후크가 형성된다.
또한, 상기 제1연결 몰드는 양측에 고정홈이 형성되어, 상기 두 개의 전지셀의 파우치가 상기 고정홈에 삽입된다.
또한, 상기 제2연결 몰드는 양측면 중앙에 한 쌍의 가이드판이 형성되어, 상기 제1연결 몰드 및 두 개의 전지셀의 파우치가 상기 가이드판 사이에 삽입된다.
또한, 상기 케이스는 양면에 수지층이 코팅된 판재로 형성되고, 상기 판재를 절곡하여 양단을 겹친 후 융착하여 제조된다.
또한, 상기 케이스는 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되어, 상기 개구부에 온도센서가 설치된다.
또한, 상기 제2연결 몰드는 길이 방향 양측에 너트가 삽입되는 삽입홈 및 관통공이 형성되고, 상기 상부캡은 길이 방향 양측에 상기 관통공에 대응되는 고정공이 형성되어, 상기 상부캡의 외측에서 볼트로 상기 너트와 결합된다.
본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈은, 전지셀이 케이스 내부에 견고하게 고정되어 안전성이 향상되고, 컴팩트한 케이스 내에 전지셀들이 고정되므로 공간 활용도를 높일 수 있으며, 전지셀의 전극탭들을 전기적으로 연결하기 용이한 구조로 형성되어 모듈형태로 조립이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전지셀을 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 4 및 도 5는 도 3의 AA', BB', CC', DD'방향 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도.
도 7 도 8은 본 발명에 따른 제1연결 몰드 및 제2연결 몰드를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 9 및 도 10은 도 6의 이차전지모듈이 조립된 상태의 각 단면을 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 상부캡과 제2연결 몰드의 결합구조를 나타낸 분해사시도.
도 12는 본 발명에 따른 케이스의 실시예를 나타낸 개략도.
도 13은 본 발명에 따른 하부캡의 결합상태를 나타낸 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 제1연결 몰드와 전지셀의 결합구조를 나타낸 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 4 및 도 5는 도 3의 AA', BB', CC', DD'방향 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도.
도 7 도 8은 본 발명에 따른 제1연결 몰드 및 제2연결 몰드를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도.
도 9 및 도 10은 도 6의 이차전지모듈이 조립된 상태의 각 단면을 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 상부캡과 제2연결 몰드의 결합구조를 나타낸 분해사시도.
도 12는 본 발명에 따른 케이스의 실시예를 나타낸 개략도.
도 13은 본 발명에 따른 하부캡의 결합상태를 나타낸 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 제1연결 몰드와 전지셀의 결합구조를 나타낸 단면도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈을 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈(1000)은, 일측에 전극탭(120)들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀(100); 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀(100)들이 내부에 수용되는 케이스(300); 상기 케이스(300)의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭(120)들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡(400); 일측에 다수개의 단자(510)가 형성되며, 상기 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 삽입되어 상기 단자(510)들이 전극탭(120)들과 연결되는 연결 몰드(500); 및 상기 하부캡(400)이 결합되는 케이스(300)의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드(500)의 단자(510)들이 외부로 노출되도록 절개부(610)가 형성되는 상부캡(600); 을 포함한다.
우선, 전지셀(100)은 도 1과 같이 전극체(110)의 일측에 전극탭(120)이 형성된다. 전극체(110)는 양극, 음극, 전해질 및 양극과 음극을 분리하는 격리판으로 구성되어 전기가 충전 및 방전되는 부분이며, 전극탭(120)은 전극체(110)에서 방전시 발생되거나 외부로부터 충전시 유입되는 전류를 전달하는 부분이다. 그리고 전지셀(100)은 파우치(130)로 둘러싸여 밀봉된 파우치형 셀이거나 파우치형 셀의 외측에 외장부재가 결합된 형태일 수 있으며, 파우치(130)에 의해 밀봉된 전극체(110)가 파우치(130)를 중심으로 일측면으로만 돌출된 형태이거나, 양측면으로 돌출된 형태일 수 있다.
이때, 도 2와 같이 두 개의 전지셀(100)은 전극탭(120)이 마주보도록 서로 나란하게 적층되며, 전극체(110)가 파우치(130)의 일측면으로 돌출된 형태일 경우, 전극체(110)가 돌출된 측이 서로 맞닿도록 적층되어 두 개의 전지셀(100)의 파우치(130)가 폭 방향 바깥쪽에 위치하도록 적층된다. 즉, 두 개의 전지셀(100)의 전극탭(120)들이 서로 접촉되지 않고 일정거리 이격되도록 전지셀(100)들이 적층된다.
도 3을 참조하면, 케이스(300)는 양측이 개방되게 형성되어 적층된 상태의 두 개의 전지셀(100)이 케이스(300)내부로 삽입되어 수용된다. 케이스(300)는 0.1mm 내지 1.0mm 두께의 얇은 금속판으로 형성될 수 있으며, 폭 방향 양면의 중앙부가 케이스(300)의 내측으로 함몰된 형태이거나 내측으로 함몰된 다수개의 그루브(홈)가 형성되어 케이스(300) 내에 수용된 두 개의 전지셀(100)을 밀착시킬 수 있다.
하부캡(400)은 내부가 중공되어 상측이 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 두 개의 전지셀(100)이 케이스(300)의 내부에 삽입된 상태에서, 전지셀(100)들의 전극탭(120)들이 위치하는 반대측에 케이스(300)의 개방된 부분에 결합된다. 즉, 하부캡(400)은 캡 타입으로 형성되어 케이스(300)의 개방된 하측이 하부캡(400)의 중공된 내측으로 삽입되도록 결합되어, 케이스(300)의 하측이 밀폐된다.
이때, 전지셀(100)들은 케이스(300) 내부에 수용된 상태에서 하부캡(400)이 결합되었을 때 전극탭(120)들이 케이스(300)의 상측의 외부로 돌출된 상태가 되는 것이 용접을 이용하여 전극탭(120)들을 전기적으로 연결하기 용이하므로, 케이스(300)를 전지셀(100) 보다 약간 짧게 형성하는 것이 바람직하다.
여기에 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 다수개의 단자(510)가 형성된 연결 몰드(500)가 삽입되며, 삽입된 상태에서 단자(510)들은 전극탭(120)들과 용접에 의해 전기적으로 연결된다. 즉, 연결 몰드(500)는 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120)들 사이에 삽입되어 내측을 지지하므로, 전극탭(120)을 측면에서 연결 몰드(500)의 폭 방향으로 누른 후 단자(510)들과 용접하기 용이하게 하며, 전극탭(120)에 연결되는 단자(510)들을 고정하는 역할을 한다. 그리고 연결 몰드(500)가 삽입되기 전에 두 개의 전지셀(100)의 사이에는 핫멜트 또는 접착제 등을 도포한 후 연결 몰드(500)를 삽입하여 고정되도록 할 수 있다.
그리고 상부캡(600)은 연결 몰드(500)가 삽입되어 결합된 후 그 상측에 결합되며, 내부가 중공되어 하측이 개방되도록 형성되어 케이스(300)의 외측으로 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 연결 몰드(500)의 단자(510)들이 외부로 노출되도록 절개부(610)가 형성되어 상부캡(600)이 결합된 후 단자(510)들이 외부 회로와 연결될 수 있도록 구성된다.
그리하여 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈은, 전지셀들이 케이스 내부에 견고하게 고정되어 안전성이 향상되고, 컴팩트한 케이스 내에 전지셀들이 고정되므로 공간 활용도를 높일 수 있으며, 전지셀의 전극탭들을 전기적으로 연결하기 용이한 구조로 형성되어 모듈형태로 조립이 용이한 장점이 있다.
그리고 상기 두 개의 전지셀(100)은 양극탭(120a)과 음극탭(120b)이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자(510)는 양극 단자(511), 음극 단자(512) 및 전압센싱 단자(513)를 포함하며, 상기 양극 단자(511)는 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)에 연결되고, 상기 음극 단자(512)는 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)에 연결되며, 상기 전압센싱 단자(513)는 상기 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b) 및 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)에 연결될 수 있다.
이는 도 1 및 도 2와 같이 두 개의 전지셀(100)을 직렬로 연결하기 위해 전지셀(100)들의 극성이 다른 전극탭(120)이 서로 마주보도록 적층되어, 도 4(a)와 같이 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)과 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)이 전압센싱 단자(513)에 의해 연결되도록 결합되며, 도 5와 같이 나머지 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b)은 음극 단자(512)에 연결되고 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)은 양극 단자(511)에 연결되도록 결합되는 것이다. 여기에서 두 개의 전지셀(100)은 서로 다른 극성의 전극탭(120)이 마주보도록 적층되므로, 양극 단자(511)와 음극 단자(512)는 연결 몰드(500)의 길이 방향 일측에 형성되고, 전압센싱 단자(513)는 길이 방향 타측에 형성되는 것이 바람직하다.
그리하여 두 개의 전지셀(100)이 직렬로 연결되어 양극 단자(511)와 음극 단자(512)가 외부 회로와 연결되는 출력 단자가 되고, 전압센싱 단자(513)는 각각 양극 단자(511) 및 음극 단자(512)와 별도의 보호회로를 통해 연결되어 각 전지셀(100a,100b)의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 양극 단자(511)는 상기 연결 몰드(500)의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 상기 음극 단자(512)는 상기 연결 몰드(500)의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 상기 전압센싱 단자(513)는 상기 연결 몰드(500)의 상면에서 양측면으로 절곡 형성될 수 있다.
이는 두 개의 전지셀(100)이 직렬로 연결될 때 단자(510)들이 전극탭(120)들과 용접으로 결합되기 용이하도록 한 구성으로, 단자(510)와 전극탭(120)이 겹쳐진 상태에서 용접에 의해 결합될 수 있도록 연결 몰드(500)의 상면에 형성되는 단자(510)들을 절곡된 형태로 형성하여, 연결 몰드(500)의 폭 방향 측면으로 단자가 연장 형성되도록 하는 것이다. 즉, 음극 단자(512)는 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b)쪽으로 ㄱ자 형태로 절곡 형성되고, 양극 단자(511)는 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)쪽으로 ㄱ자 형태로 절곡 형성되며, 전압센싱 단자(513)는 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)과 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)쪽으로 ㄷ자 형태로 절곡 형성된다.
그리하여 단자(510)들의 절곡된 측면과 전극탭(120)들이 겹쳐진 상태에서 폭 방향으로 밀착시킨 후 용접으로 결합될 수 있어, 단자와 전극탭의 전기적인 연결이 용이해진다.
또한, 상기 두 개의 전지셀(100)은 양극탭(120a) 및 음극탭(120b)끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자(510)는 양극 단자(511) 및 음극 단자(512)를 포함하며, 상기 양극 단자(511)는 전지셀(100)들의 양극탭(120a)에 연결되고, 상기 음극 단자(512)는 전지셀(100)들의 음극탭(120b)에 연결될 수 있다.
이는 두 개의 전지셀(100)을 병렬로 연결하기 위해 전지셀(100)들의 극성이 같은 전극탭(120)이 서로 마주보도록 적층되어, 제1전지셀(100a) 및 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)들이 양극 단자(511)에 연결되도록 결합되고, 음극탭(120b)들은 음극 단자(512)에 연결되도록 결합되는 것이다. 여기에서 두 개의 전지셀(100)은 같은 극성의 전극탭(120)이 마주보도록 적층되므로, 양극 단자(511)는 연결 몰드(500)의 길이 방향 일측에 형성되고, 음극 단자(512)는 연결 몰드(500)의 길이 방향 타측에 형성되는 것이 바람직하다.
그리하여 두 개의 전지셀(100)이 병렬로 연결되어 양극 단자(511)와 음극 단자(512)가 외부 회로와 연결되는 출력 단자의 역할과, 별도의 보호회로를 통해 연결되는 전압센싱 단자의 역할을 동시에 할 수 있다.
이때, 상기 양극 단자(511) 및 음극 단자(512)는 상기 연결 몰드(500)의 상면에서 양측면으로 절곡 형성될 수 있다.
이는 두 개의 전지셀(100)이 병렬로 연결될 때 단자(510)들이 전극탭(120)들과 용접으로 결합되기 용이하도록 한 구성으로, 양극 단자(511)와 음극 단자(512)가 연결 몰드(500)의 상면에서 폭 방향 양측이 절곡되어 ㄷ자 형으로 형성된다. 그리하여 단자(510)들의 절곡된 측면과 전극탭(120)들이 겹쳐진 상태에서 폭 방향으로 밀착시킨 후 용접으로 결합될 수 있어, 단자와 전극탭의 전기적인 연결이 용이해진다.
도 6은 본 발명의 이차전지모듈의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 조립이 용이한 이차전지모듈(1000)은, 일측에 전극탭(120)들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀(100); 양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀(100)들이 내부에 수용되는 케이스(300); 상기 케이스(300)의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭(120)들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡(400); 상기 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 삽입되어 일측이 전지셀(100)들에 고정되는 제1연결 몰드(500a); 일측에 다수개의 단자(510)가 형성되며, 상기 제1연결 몰드(500a)의 타측에 결합되어 상기 단자(510)들이 전극탭(120)들과 연결되는 제2연결 몰드(500b); 및 상기 하부캡(400)이 결합되는 케이스(300)의 개방된 타측에 결합되며, 상기 제2연결 몰드(500b)의 단자(510)들이 외부로 노출되도록 절개부(610)가 형성되는 상부캡(600); 을 포함하여 이루어질 수 있다.
이는 전자의 실시 예에서의 연결 몰드(500)가 도 6 내지 도 8과 같이 제1연결 몰드(500a) 및 제2연결 몰드(500b)로 구성되어, 제1연결 몰드(500a)가 두 개의 전지셀(100)의 마주보는 전극탭(120) 사이에 삽입되어 고정되며, 제1연결 몰드(500a)의 상측에 제2연결 몰드(500b)가 결합되되, 제2연결 몰드(500b)의 상측에는 다수개의 단자(510)가 형성되어 단자(510)들이 전극탭(120)들과 연결되도록 구성되는 것이다.
이때에도 마찬가지로 상기 두 개의 전지셀(100)은 양극탭(120a)과 음극탭(120b)이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자(510)는 양극 단자(511), 음극 단자(512) 및 전압센싱 단자(513)를 포함하며, 도 9 및 도 10과 같이 상기 양극 단자(511)는 제1전지셀(100a)의 양극탭(120a)에 연결되고, 상기 음극 단자(512)는 제2전지셀(100b)의 음극탭(120b)에 연결되며, 상기 전압센싱 단자(513)는 상기 제1전지셀(100a)의 음극탭(120b) 및 제2전지셀(100b)의 양극탭(120a)에 연결되어, 직렬로 전지셀(100)들이 연결될 수 있다. 이때, 상기 양극 단자(511)는 상기 제2연결 몰드(500b)의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 상기 음극 단자(512)는 상기 제2연결 몰드(500b)의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 상기 전압센싱 단자(513)는 상기 제2연결 몰드(500b)의 상면에서 양측면으로 절곡 형성될 수 있다.
또한, 상기 두 개의 전지셀(100)은 양극탭(120a) 및 음극탭(120b)끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자(510)는 양극 단자(511) 및 음극 단자(512)를 포함하며, 상기 양극 단자(511)는 전지셀(100)들의 양극탭(120a)에 연결되고, 상기 음극 단자(512)는 전지셀(100)들의 음극탭(120b)에 연결되어, 병렬로 전지셀(100)들이 연결될 수 있다. 이때, 상기 양극 단자(511) 및 음극 단자(512)는 상기 제2연결 몰드(500b)의 상면에서 양측면으로 절곡 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1연결 몰드(500a)는 길이 방향 양측에 상면이 개방된 중공부(520)가 형성되고, 상기 중공부(520)들의 양측면에는 결합공(521)이 형성되며, 상기 제2연결 몰드(500b)의 하면 양측에는 상기 제1연결 몰드(500a)의 중공부(520)에 삽입되어 결합공(521)에 결합되는 후크(540)가 형성될 수 있다. 그리하여 제1연결 몰드(500a)가 전지셀(100)들의 마주보는 전극탭(120)들 사이에 삽입되어 고정된 후 그 상측에서 제2연결 몰드(500b)를 압입하여 결합하기 용이하게 할 수 있다.
이는 전자의 경우와 같이 연결 몰드(500)가 일체형으로 형성되는 것에 비해 전지셀(100) 사이에 고정하기 용이하도록 한 것이며, 연결 몰드(500)가 삽입되는 전지셀(100)들의 사이에 핫멜트 또는 접착제 등을 도포한 후 제1연결 몰드(500a)를 삽입하여 고정한 후, 그 상측에 제2연결 몰드(500b)를 결합하기 용이하므로 조립성이 향상되는 장점이 있다.
이때, 제2연결 몰드(500b)의 후크(540)가 형성된 길이 방향 양측에 가이드(541)가 돌출 형성되어, 후크(540)가 제1연결 몰드(500a)의 중공부(520)에 삽입되어 결합공(521)에 용이하게 결합되도록 할 수 있다.
그리고 상기 제1연결 몰드(500a)는 양측에 고정홈(530)이 형성되어, 상기 두 개의 전지셀(100)의 파우치(130)가 상기 고정홈(530)에 삽입될 수 있다. 이는 도 11 및 도 14와 같이 제1연결 몰드(500a)의 폭 방향 양측면의 길이 방향 양측 상단에 외측으로 돌출되도록 형성되는 고정날개(531)에 의해 고정홈(530)이 형성되어, 제1연결 몰드(500a)를 전지셀(100)들 사이로 삽입할 때 전지셀(100)의 상측 테두리 부분인 파우치(130)가 고정홈(530)에 삽입되는 것이다. 그리하여 고정홈(530)에 의해 제1연결 몰드(500a)가 전지셀(100)들의 파우치(130)에 걸치게 되므로 제1연결 몰드(500a)를 하측으로 삽입하는 깊이를 정확하게 할 수 있으며, 전지셀(100)들과 제1연결 몰드(500a)의 수평을 유지하기 용이하다. 또한, 제1연결 몰드(500a)의 상측에 결합되는 제2연결 몰드(500b)도 수평이 유지되므로 전극탭(120)들과 제2연결 몰드(500b)에 형성되는 단자(510)들 간의 결합 위치가 정확해지는 장점이 있다.
또한, 상기 제2연결 몰드(500b)는 폭 방향 양측면의 중앙에 한 쌍의 가이드판이 형성되어, 상기 제1연결 몰드(500a) 및 두 개의 전지셀(100)의 파우치(130)가 상기 가이드판(550) 사이에 삽입될 수 있다. 즉, 도 9(b) 및 도 11과 같이 전지셀(100)들의 마주보는 전극탭(120) 사이에 제2연결 몰드(500b)를 삽입하였을 때 전지셀(100)들의 파우치(130)부분이 한 쌍의 가이드판(550) 내측으로 삽입되므로, 전극탭(120)들이 단자(510)의 측면에 밀착되도록 할 수 있어 용접이 용이해지는 장점이 있다.
또한, 상기 케이스(300)는 양면에 수지층이 코팅된 판재로 형성되고, 상기 판재를 절곡하여 양단을 겹친 후 융착하여 제조될 수 있다. 즉, 도 12와 같이 케이스(300)는 금속 판재(310)의 양면에 수지층(320)이 코팅되며, 이 수지층(320)은 CPP(Casting Poly Propylene)를 포함한 다양한 수지로 형성될 수 있다. 그리고 금속 판재(310)의 양면에 수지층(320)이 코팅되므로 양측을 절곡하여 양단을 엇갈리게 겹쳐 융착할 때 결합성이 향상되며, 제조된 후 케이스(300)의 내측과 외측에 형성된 수지층(320)에 의해 절연성이 향상된다.
또한, 상기 케이스(300)는 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되어, 상기 개구부에 온도센서가 설치될 수 있다. 즉, 케이스(300)의 일측에 형성되는 개구부(미도시)를 통해 온도센서를 삽입하여 전지셀(100)들의 온도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2연결 몰드(500b)는 길이 방향 양측에 너트(570)가 삽입되는 삽입홈(560) 및 관통공(561)이 형성되고, 상기 상부캡(600)은 길이 방향 양측에 상기 관통공(561)에 대응되는 고정공(620)이 형성되어, 상기 상부캡(600)의 외측에서 볼트(571)로 상기 너트(570)와 결합될 수 있다.
즉, 도 11과 같이 상기 제2연결 몰드(500b)는 플라스틱 수지로 형성될 수 있으므로, 금속재질의 너트(570)를 삽입홈(560)에 삽입하여 고정하고 상부캡(600)을 덮어 결합한 후 외측에서 볼트(571)를 이용하여 고정공(620)과 관통공(561)을 통과하여 너트(570)에 체결하여 상부캡(600)이 제2연결 몰드(500b)에 견고하게 고정될 수 있다.
그리고 연결 몰드(500,500a,500b) 및 상부캡(600)은 전기적인 절연을 위해 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 하부캡(400)은 플라스틱 또는 금속 재질 등 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 하부캡(400)은 전지셀(100)들 및 케이스(300)와의 고정을 위해 하부캡(400)의 내측에 핫멜트 등의 용융된 수지 및 접착제 등을 도포 할 수 있으며, 케이스(300)의 하측에 결합된 후 용융 수지 및 접착제 등을 주입할 수 있도록 주입구(410)가 형성될 수도 있다.
또한, 제1연결 몰드(500a)는 폭 방향 양측면의 중앙에 함몰된 가스 포집부가 형성되고, 제2연결 몰드(500b)는 가스 포집부에 연결되어 외부로 가스를 배출할 수 있도록 가스 배출관이 형성될 수 있으며, 상부캡(600)에는 가스 배출관이 외부로 노출되도록 관통공이 형성될 수 있다. 그리하여 전지셀(100)의 이상으로 인한 가스 발생시 전지셀(100)들의 상측으로 배출되는 가스를 포집하여 가스 배출관을 통해 이차전지모듈의 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
또한, 상부캡(600)의 폭 방향 양측면에는 돌기(630) 및 홈(640)이 형성되어, 다수개의 이차전지모듈을 적층하여 전지팩을 구성할 때 결합되는 위치를 정확하게 할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 이차전지모듈
100 : 전지셀
100a : 제1전지셀 100b : 제2전지셀
110 : 전극체 120 : 전극탭
120a : 양극탭 120b : 음극탭
130 : 파우치
300 : 케이스
310 : 금속 판재 320 : 수지층
400 : 하부캡 410 : 주입구
500 : 연결 몰드
500a : 제1연결 몰드 500b : 제2연결 몰드
510 : 단자 511 : 양극 단자
512 : 음극 단자 513 : 전압센싱 단자
520 : 중공부 521 : 결합공
530 : 고정홈 531 : 고정 날개
540 : 후크 541 : 가이드
550 : 가이드판 560 : 삽입홈
561 : 관통공
570 : 너트 571 : 볼트
600 : 상부캡
610 : 절개부 620 : 고정공
630 : 돌기 640 : 홈
100 : 전지셀
100a : 제1전지셀 100b : 제2전지셀
110 : 전극체 120 : 전극탭
120a : 양극탭 120b : 음극탭
130 : 파우치
300 : 케이스
310 : 금속 판재 320 : 수지층
400 : 하부캡 410 : 주입구
500 : 연결 몰드
500a : 제1연결 몰드 500b : 제2연결 몰드
510 : 단자 511 : 양극 단자
512 : 음극 단자 513 : 전압센싱 단자
520 : 중공부 521 : 결합공
530 : 고정홈 531 : 고정 날개
540 : 후크 541 : 가이드
550 : 가이드판 560 : 삽입홈
561 : 관통공
570 : 너트 571 : 볼트
600 : 상부캡
610 : 절개부 620 : 고정공
630 : 돌기 640 : 홈
Claims (16)
- 일측에 전극탭들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀;
양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스;
상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡;
일측에 다수개의 단자가 형성되며, 상기 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되는 연결 몰드; 및
상기 하부캡이 결합되는 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함하고,
상기 다수개의 단자는 연결 몰드의 상면에서 폭 방향 측면으로 절곡된 형태로 연장 형성되며,
상기 전극탭들은 단자의 폭 방향 측면부분에 겹쳐져 연결된 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 두 개의 전지셀은 양극탭과 음극탭이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자, 음극 단자 및 전압센싱 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제2항에 있어서,
상기 양극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고, 상기 음극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 두 개의 전지셀은 양극탭 및 음극탭끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 전지셀들의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 전지셀들의 음극탭에 연결되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제4항에 있어서,
상기 양극 단자 및 음극 단자는 상기 연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 일측에 전극탭들이 형성되며, 서로 나란하게 적층되는 두 개의 전지셀;
양측이 개방되게 형성되어 상기 전지셀들이 내부에 수용되는 케이스;
상기 케이스의 개방된 일측에 결합되되, 상기 전극탭들이 위치하는 반대측에 결합되는 하부캡;
상기 두 개의 전지셀의 마주보는 전극탭 사이에 삽입되어 일측이 전지셀들에 고정되는 제1연결 몰드;
일측에 다수개의 단자가 형성되며, 상기 제1연결 몰드의 타측에 결합되어 상기 단자들이 전극탭들과 연결되는 제2연결 몰드; 및
상기 하부캡이 결합되는 케이스의 개방된 타측에 결합되며, 상기 제2연결 몰드의 단자들이 외부로 노출되도록 절개부가 형성되는 상부캡; 을 포함하고,
상기 다수개의 단자는 제2연결 몰드의 상면에서 폭 방향 측면으로 절곡된 형태로 연장 형성되며,
상기 전극탭들은 단자의 폭 방향 측면부분에 겹쳐져 연결된 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 두 개의 전지셀은 양극탭과 음극탭이 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자, 음극 단자 및 전압센싱 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 제1전지셀의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 제2전지셀의 음극탭에 연결되며, 상기 전압센싱 단자는 상기 제1전지셀의 음극탭 및 제2전지셀의 양극탭에 연결되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제7항에 있어서,
상기 양극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 일측면으로 절곡 형성되고,
상기 음극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 타측면으로 절곡 형성되며,
상기 전압센싱 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 두 개의 전지셀은 양극탭 및 음극탭끼리 서로 마주보도록 적층되고, 상기 단자는 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 상기 양극 단자는 전지셀들의 양극탭에 연결되고, 상기 음극 단자는 전지셀들의 음극탭에 연결되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제9항에 있어서,
상기 양극 단자 및 음극 단자는 상기 제2연결 몰드의 상면에서 양측면으로 절곡 형성되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 제1연결 몰드는 길이 방향 양측에 상면이 개방된 중공부가 형성되고, 상기 중공부들의 양측면에는 결합공이 형성되며, 상기 제2연결 몰드의 하면 양측에는 상기 제1연결 몰드의 중공부에 삽입되어 결합공에 결합되는 후크가 형성되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 제1연결 몰드는 양측에 고정홈이 형성되어, 상기 두 개의 전지셀의 파우치가 상기 고정홈에 삽입되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제12항에 있어서,
상기 제2연결 몰드는 양측면 중앙에 한 쌍의 가이드판이 형성되어, 상기 제1연결 몰드 및 두 개의 전지셀의 파우치가 상기 가이드판 사이에 삽입되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 케이스는 양면에 수지층이 코팅된 판재로 형성되고, 상기 판재를 절곡하여 양단을 겹친 후 융착하여 제조되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 케이스는 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되어, 상기 개구부에 온도센서가 설치되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
- 제6항에 있어서,
상기 제2연결 몰드는 길이 방향 양측에 너트가 삽입되는 삽입홈 및 관통공이 형성되고, 상기 상부캡은 길이 방향 양측에 상기 관통공에 대응되는 고정공이 형성되어, 상기 상부캡의 외측에서 볼트로 상기 너트와 결합되는 조립이 용이한 이차전지모듈.
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