KR102531920B1 - 전지 셀, 전지 및 전기 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지 셀, 전지 및 전기 장치를 개시한다. 전지 셀은 탭; 전극 단자; 및 전극 단자와 탭의 전기적 연결하는 어댑터;를 포함하고, 어댑터는, 전극 단자와의 전기적 연결에 사용되는 제1 연결부; 탭과의 전기적 연결에 사용되는 제2 연결부; 제1 연결부와 제2 연결부를 연결하는 데 사용되는 제3 연결부; 및 제3 연결부와 제1 연결부, 및 제3 연결부와 제2 연결부를 모두 연결하는 굴곡부;를 포함하되, 제3 연결부는 보강부를 포함하고, 보강부는 제3 연결부와 굴곡부의 연결 위치에 위치하며; 보강부의 가장자리와 굴곡부의 중심선 사이의 최소 거리(L)는 R<L<(R+2)를 만족하고, 여기서 R은 굴곡부의 굴곡 반경이다. 본 발명은 보강부를 통해 굴곡부의 굴곡축의 위치를 제한함으로써, 굴곡부의 굴곡 위치가 오프셋되는 것을 방지할 수 있어 적극 단자가 전지 셀의 케이스 내에 원활하게 장착될 수 있도록 한다.

Description

전지 셀, 전지 및 전기 장치
본 발명은 2021년 01월 25일 제출된 명칭이 "전지 셀, 전지 및 전기 장치"인 중국 특허 출원 202120205310.2의 우선권을 주장하는 바, 그 모든 내용은 참조로서 본 발명에 인용된다.
본 발명은 전지 분야에 관한 것으로, 특히 전지 셀, 전지 및 전기 장치에 관한 것이다.
충방전 가능한 전지는 에너지 밀도가 높고, 전력 밀도가 높으며, 사이클 사용 횟수가 많고, 저장 시간이 긴 등 이점이 있어 전기 자동차, 모바일 기기 또는 전동 공구에 널리 적용되고 있다.
현재 전지에서, 일반적으로 어댑터를 사용하여 전지의 탭과 전극 단자를 연결한다. 전지에 있어서, 일반적으로 어댑터를 굴곡시켜야 하는데, 어뎁터는 굴곡이 용이하도록 너무 두껍게 만들지 말아야 하므로 일반적으로 연질 시트 구조를 갖는다. 어댑터의 전체 경도가 낮아 굴곡 시 비예정 영역에서 굴곡이 발생하기 쉬워 흔적이 오프셋되고, 예정대로 굴곡되지 않은 어댑터는 전극 어셈블리가 전지의 하우징에 장착되는 것을 방해하며, 전지 하우징에 억지로 장착하면 어댑터에 국부적으로 응력이 가해져 어댑터의 수명이 단축되고 나아가 전지의 사용 수명에 영향을 미치게 된다.
본 발명은 전극 단자와 탭 사이의 어댑터가 예정된 위치에 따라 굴곡할 수 있는 전지 셀, 전지 및 전기 장치를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은 전지 셀을 제공한다. 해당 전지 셀은, 탭; 전극 단자; 및 전극 단자와 탭의 전기적 연결하는 어댑터;를 포함하고, 어댑터는, 전극 단자와의 전기적 연결에 사용되는 제1 연결부; 탭과의 전기적 연결에 사용되는 제2 연결부; 제1 연결부와 제2 연결부를 연결하는 데 사용되는 제3 연결부; 및 제3 연결부와 제1 연결부, 및 제3 연결부와 제2 연결부를 모두 연결하는 굴곡부;를 포함하되, 제3 연결부는 보강부를 포함하고, 보강부는 제3 연결부에서의 굴곡부에 연결되는 측변에 위치하며; 보강부의 가장자리와 굴곡부의 중심선 사이의 최소 거리(L)는 R<L<(R+2 mm)을 만족하고, 여기서, L은 보강부의 가장자리와 굴곡부의 중심선 사이의 최소 거리이며, R은 굴곡부의 굴곡 반경이다.
일부 실시예에서, 보강부는 제3 연결부의 제1 연결부에 가까운 굴곡부로부터 제3 연결부의 제2 연결부에 가까운 굴곡부로 연장된다.
일부 실시예에서, 보강부의 개수는 적어도 2개이고, 제3 연결부에서의 제1 연결부에 가까운 일측 및 제3 연결부에서의 제2 연결부에 가까운 일측에 각각 위치한다.
일부 실시예에서, 보강부는 제3 연결부에서 제3 연결부의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면에 설치되는 돌출 구조를 포함한다.
일부 실시예에서, 돌출 구조는 복수의 돌출부를 포함하고, 돌출부는 제3 연결부의 중심선과 평행되는 방향을 따라 설치된다.
일부 실시예에서, 돌출 구조의 두께는 굴곡부의 굴곡 반경보다 작거나 같다.
일부 실시예에서, 보강부는 제3 연결부에서 제3 연결부의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면의 적어도 일부를 커버하는 절연층을 포함한다.
일부 실시예에서, 절연층은 제3 연결부에서의 두께 방향을 따른 양측의 표면을 커버한다.
일부 실시예에서, 절연층의 두께는 굴곡부의 굴곡 반경보다 작거나 같다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 제1 양태에 따른 전지 셀을 포함하는 전지를 제공한다.
제3 양태에 따르면, 본 발명은 전기 장치를 제공한다. 상기 전기 장치는 제1 양태에 따른 전지 셀을 포함하고, 전지 셀은 전기 에너지를 제공하는 데 사용된다.
본 발명은 전지 셀의 어댑터에 보강부를 설치하고, 보강부를 통해 굴곡부의 굴곡축의 위치를 제한함으로써, 굴곡된 어댑터의 크기를 크게 증가하지 않는 전제 하에 굴곡부가 예상 위치에 따라 굴곡될 수 있도록 보장하여, 굴곡부의 굴곡 위치가 예상 위치에 대해 오프셋되는 것을 방지하고, 나아가 굴곡 위치의 오프셋으로 인한 어댑터와 케이스의 접촉 마모 또는 손상 가능성을 감소시켜 어댑터의 사용 수명을 향상시킨다.
상술한 설명은 본 발명의 실시예의 기술적 수단을 보다 명확하게 이해하고, 명세서의 내용에 따라 구현할 수 있도록 하기 위한 본 발명의 실시예에 대한 기술적 해결수단의 개요일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 상술한 목적 및 기타 목적, 특징 및 이점을 보다 명확하고 쉽게 이해할 수 있도록, 이하에서는 본 발명의 구체적인 실시형태를 특별히 예로 든다.
본 발명의 기타 특징, 목적 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 실시예에 대해 수행한 상세한 설명을 열독함으로써 더욱 명백해질 것이다. 여기서 동일하거나 유사한 부호는 동일하거나 유사한 특징을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 구조 모식도이다.
도 3은 전지 모듈의 일 예시적 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀의 모식도이다.
도 5는 도 4에 대응되는 전지 셀의 분해도이다.
도 6은 도 4에 대응되는 전지 셀의 종단면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 굴곡되기 전 전극 단자와 어댑터의 연결 상태 모식도이다.
도 8은 도 7의 전극 단자와 어댑터를 A-A 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 굴곡된 후 전극 단자와 어댑터의 연결 상태 모식도이다.
도 10은 도 9의 전극 단자와 어댑터를 B-B 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 굴곡되지 않은 상태의 평면도이다.
도 12는 도 11의 어댑터를 C-C 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 도 11의 어댑터가 굴곡된 후, C-C 단면을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 본 발명일 실시예에서, 도 11의 제3 연결부와 굴곡부의 부분 확대도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에서, 도 11의 제3 연결부와 굴곡부의 부분 확대도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 돌출 구조일 때의 평면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어댑터가 돌출 구조일 때의 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어댑터가 돌출 구조일 때의 평면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 절연층일 때의 평면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터가 절연층일 때의 평면도이다.
첨부 도면에서, 도면은 실제 축척으로 그려진 것이 아니다.
이하에서는 본 발명의 각 양태에 따른 특징 및 예시적 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 상세한 설명에서 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부 사항들이 제시되었다. 그러나 본 발명은 이러한 특정 세부 사항 중 일부 세부 사항 없이도 실시될 수 있음은 당업자에게는 명백한 것이다. 실시예에 대한 하기 설명은 단지 본 발명의 예를 예시함으로써 본 발명에 대한 더 나은 이해를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 아래에 언급된 임의의 구체적 구성 및 알고리즘에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한, 요소, 부재 및 알고리즘의 임의의 수정, 대체 및 개선을 포함한다. 도면 및 이하의 설명에서 본 발명에 대한 불필요한 애매함을 초래하지 않기 위하여 공지된 구조 및 기술은 도시되지 않았다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명의 당업자들의 일반적인 이해와 동일한 의미를 가지며, 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위한 목적으로만 사용될 뿐, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 본 발명의 명세서, 청구범위 및 상기 도면의 설명에서 용어 "포함” 및 "구비” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 명세서 또는 상기 도면의 설명 및 청구범위에서 "제1", "제2" 등의 용어는 특정한 순서 또는 우선 관계를 설명하기 위한 것이 아니라 상이한 대상을 구별하기 위해 사용된다.
본 발명에서 "실시예”에 대한 언급은 실시예와 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 각 위치에 등장하는 상기 문구가 반드시 모두 동일한 실시예를 의미하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적 또는 대안적인 실시예인 것도 아니다. 본 명세서에서 설명된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것은 당업자에 의해 명시적 그리고 묵시적으로 이해될 수 있다.
본 발명의 설명에서, 설명해야 할 것은, 다른 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 용어 "장착”, "서로 연결”, "연결”, "부착"은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착 가능한 연결 또는 일체형 연결일 수도 있으며;직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2 개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 구체적인 상황에 따라 본 발명에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 용어 "및/또는”은 단지 연관된 객체를 설명하는 연관 관계이고, 3가지 관계가 존재함을 의미하는 바, 예를 들어, A 및/또는 B는, A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미한다. 이 밖에, 부호 "/"는 일반적으로 전후 연관 객체가 "또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명에서 언급된 "복수"는 2개 이상(2개를 포함)을 의미하고, 마찬가지로 "복수 그룹"은 두 그룹 이상(두 그룹을 포함)을 의미하며, "복수 시트"는 2개의 시트 이상(2개의 시트를 포함)을 의미한다.
본 발명에서, 전지 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 전지 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 전지 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 전지 셀, 육면체형 전지 셀 및 소프트팩 전지 셀 이 3가지 유형으로 구분되며, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에 언급된 전지는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 전지 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 이상의 전지 셀을 패키징하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 정극 시트, 부극 시트 및 세퍼레이터로 구성된다. 전지 셀은 주로 금속 이온이 정극 시트과 부극 시트 사이에서 이동하는데 의존하여 작업한다. 정극 시트는 정극 집전체 및 정극 활물질층을 포함하고, 정극 활물질층은 정극 집전체의 표면에 코팅되며, 정극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 정극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 정극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 정극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 전지를 예로 들면, 정극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 정극 활물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼원리튬 또는 망간산리튬 등일 수 있으며. 부극 시트는 부극 집전체 및 부극 활물질층을 포함하고, 부극 활물질층은 부극 집전체의 표면에 코팅되며, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 부극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되고, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 부극 탭으로 사용된다. 부극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 부극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 큰 전류가 흐를때에 용단되지 않도록 하기 위해, 정극 탭의 개수는 복수 개이고 또한 함께 적층되며, 부극 탭의 개수는 복수 개이고 또한 함께 적층된다. 세퍼레이터의 재질은 PP 또는 PE 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 어셈블리는 권취형 구조일 수도 있고, 적층형 구조일 수도 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 전지 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전 배율 등 성능 파라미터와 같은 여러 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 하고, 또한 전지의 안전성도 고려해야 한다.
본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 모두 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북, 전지 자동차, 전동 장난감, 전동 공구, 전동 차량, 선박 및 우주선 등과 같이 전지를 사용하는 다양한 장치에 적용될 수 있고, 예를 들어, 우주선은 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주 비행선 등을 포함한다.
본 발명의 실시예에서 설명된 기술적 해결수단은 위에서 설명된 기기에 한정되지 않을 뿐만 아니라 전지를 사용하는 모든 기기에 적용될 수 있으나, 간결함을 위해 하기 실시예에서는 모두 전기 자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)의 구조 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 연료유 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(40), 컨트롤러(30) 및 전지(10)가 설치될 수 있고, 컨트롤러(30)는 모터(40)에 전력을 공급하기 위해 전지(10)를 제어하는 데 사용된다. 예를 들어, 차량(1)의 바닥부 또는 차량의 전방 또는 후방에 전지(10)가 설치될 수 있다. 전지(10)는 차량(1)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 전지(10)는 차량(1)의 회로 시스템에 사용되는 차량(1)의 작동 전원으로서, 예를 들어 차량(1)의 시동, 네비게이션 및 주행 중의 작동 전력 사용 수요를 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 전지(10)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로 사용될 수도 있으며, 연료유 또는 천연가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동력을 제공할 수 있다.
상이한 전력 사용 요구를 충족시키기 위해, 전지(10)는 복수의 전지 셀을 포함할 수 있고, 여기서 복수의 전지 셀 간에는 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 및 병렬의 혼합을 의미한다. 전지는 전지 팩이라고 칭할 수도 있다. 선택적으로, 복수의 전지 셀은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈을 구성하고, 복수의 전지 모듈은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지(10)를 구성할 수 있다. 다시 말해서, 복수의 전지 셀은 전지(10)를 직접 구성할 수 있고, 먼저 전지 모듈을 구성한 다음 전지 모듈이 전지를 구성할 수도 있다.
예를 들어, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)의 구조 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전지(10)는 복수의 전지 셀(20)을 포함할 수 있다. 전지(10)는 박스 본체(또는 커버 본체)를 더 포함할 수 있고, 박스 본체 내부는 중공 구조이며, 복수의 전지 셀(20)은 박스 본체 내에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 본체는 여기서 각각 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)으로 지칭되는 두 부분을 포함하고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 스냅 결합된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형상은 복수의 전지 셀(20)이 조합된 형상에 따라 결정될 수 있고, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 모두 하나의 개구를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 모두 중공 직육면체일 수 있고 각각 하나의 면만 개구면이며, 제1 부분(111)의 개구와 제2 부분(112)의 개구는 대향되게 설치되고, 또한 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 스냅 결합되어 밀폐된 챔버를 갖는 박스 본체를 형성한다. 복수의 전지 셀(20)은 서로 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결되어 조합된 후 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 스냅 결합되어 형성된 박스 본체 내에 배치된다.
선택적으로, 전지(10)는 기타 구조를 더 포함할 수 있는 바 여기서 더 이상 설명하지 않는다. 예를 들어, 해당 전지(10)는 복수의 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현하기 위한 버스 부재를 더 포함할 수 있는 바, 전지적 연결은 예를 들어, 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결이다. 구체적으로, 버스 부재는 전지 셀(20)의 전극 단자를 연결하여 전지 셀(20) 사이의 전기적 연결을 구현할 수 있다. 나아가, 버스 부재는 용접을 통해 전지 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)의 전기 에너지는 도전 기구를 통해 박스 본체를 통과하여 추가로 인출될 수 있다. 선택적으로, 도전 기구는 버스 부재에 속할 수도 있다. 상이한 전력 요구에 따라, 전지 셀(20)의 개수는 임의의 값으로 설정될 수 있다. 복수의 전지 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결되어 비교적 큰 용량 또는 전력을 구현할 수 있다. 각 전지(10)에 포함되는 전지 셀(20)의 개수는 비교적 많을 수 있으므로, 설치가 용이하도록 전지 셀(20)을 그룹으로 나누어 설치할 수 있고, 각 그룹의 전지 셀(20)은 전지 모듈을 구성한다. 전지 모듈에 포함되는 전지 셀(20)의 개수는 한정되지 않으며, 필요에 따라 설치할 수 있다. 예를 들어, 도 3은 전지 모듈의 일 예이다. 전지는 복수의 전지 모듈을 포함할 수 있고, 이러한 전지 모듈은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀(20)의 모식도이고, 도 5는 도 4에 대응되는 전지 셀(20)의 분해도이며, 도 6은 도 4에 대응되는 전지 셀(20)의 단면도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전지 셀(20)은 전극 어셈블리(25), 케이스(22) 및 엔드 캡 어셈블리를 포함한다. 케이스(22)는 중공의 기둥체 구조이고, 예시적으로, 원기둥체 구조일 수 있다. 이해할 수 있는 것은, 케이스(22)는 프리즘형과 같은 기타 구조일 수도 있으나, 본 발명에서는 원기둥형을 예로 들어 설명한다. 케이스(22)가 중공의 원기둥체일 수 있는 경우, 케이스(22)의 단면은 개구면인 바, 즉 상기 단면은 벽체가 구비되지 않아 케이스(22)의 내부와 외부가 연통되도록 한다.
엔드 캡 어셈블리는 엔드 캡(26)을 포함하고, 엔드 캡(26)은 케이스(22)의 개구를 커버하며 케이스(22)에 연결되어 전극 어셈블리(25)를 장착하는 밀폐된 챔버를 형성한다. 케이스(22) 내에는 전해액과 같은 전해질이 충진된다. 엔드 캡(26)은 대체로 평판형이다.
일부 실시예에서, 케이스(22)의 양단에는 모두 개구가 구비된다. 대응되게, 엔드 캡 어셈블리는 2개이고, 2 개의 엔드 캡 어셈블리의 엔드 캡(26)은 각각 대응하는 개구를 폐쇄하는 데 사용된다.
엔드 캡 어셈블리는 전극 단자(23)를 더 포함하고, 전극 단자(23)는 엔드 캡(26)에 설치된다. 엔드 캡(26)은 관통된 전극 인출홀을 구비하고, 전극 단자(23)는 전극 인출홀을 통과하여 엔드 캡(26)의 외부로 연장될 수 있다. 각 엔드 캡 어셈블리의 전극 단자(23)는 하나 이상이다. 일부 예에서, 각 엔드 캡 어셈블리의 전극 단자(23)는 복수 개이다. 일부 실시예에서, 엔드 캡 어셈블리는 밀봉 부재 및 절연 부재를 더 포함하고, 상기 밀봉 부재는 단자 플레이트와 엔드 캡(26) 사이에 설치되어 전극 인출홀을 밀봉하는 데 사용된다. 절연 부재는 엔드 캡(26)의 내측에 설치되어 커버 플레이트(25)와 전극 어셈블리(25)를 이격시키는 데 사용된다.
전극 어셈블리(25)는 2 개의 탭(21)을 구비하고, 2 개의 탭(21)의 극성은 반대이다. 일부 예에서, 2 개의 탭(21)은 전극 어셈블리(25)의 양단에 각각 위치하여 하나의 엔드 캡 어셈블리의 전극 단자(23)와 각각 전기적으로 연결되고, 정극 탭과 전기적으로 연결된 전극 단자(23)는 정극 단자이고, 부극 탭과 전기적으로 연결된 전극 단자(23)는 부극 단자이다.
엔드 캡 어셈블리는 전극 단자(23)와 탭(21)의 전기적 연결을 위한 어댑터(24)를 더 포함한다. 어댑터(24)는 탭(21)과 엔드 캡(26) 사이에 위치한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 굴곡되기 전 전극 단자와 어댑터(24)의 연결 상태 모식도이다. 도 8은 도 7의 전극 단자(23)와 어댑터(24)를 A-A 단면을 따라 절단한 단면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 굴곡된 후 전극 단자(23)와 어댑터(24)의 연결 상태 모식도이다. 도 10은 도 9의 전극 단자(23)와 어댑터(24)를 B-B 단면을 따라 절단한 단면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 굴곡되지 않은 상태의 평면도이다.
도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 어댑터(24)는 제1 연결부(241), 제2 연결부(242), 제3 연결부(243) 및 굴곡부(244)를 포함한다. 제1 연결부(241)는 전극 단자와의 전기적 연결에 사용되고, 제2 연결부(242)는 탭(21)과의 전기적 연결에 사용되며, 제3 연결부(243)는 제1 연결부(241)와 제2 연결부(242)를 연결하는데 사용되고, 제3 연결부(243)와 제1 연결부(241), 및 제3 연결부(243)와 제2 연결부(242)는 모두 굴곡부(244)를 통해 연결된다.
도 12는 도 11의 어댑터(24)가 굴곡되지 않은 상태일 때, C-C 단면을 따라 절단한 단면도이다. 도 13은 도 11의 어댑터(24)가 굴곡된 후, C-C 단면을 따라 절단한 단면도이다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 탭(21)과 전극 단자(23)를 장착할 경우, 제1 연결부(241)와 제3 연결부(243) 사이의 굴곡부(244)는 제1 방향(X)을 따라 굴곡되고, 제2 연결부(242)와 제3 연결부(243) 사이의 굴곡부(244)는 제2 방향(Y)을 따라 굴곡되되, 제1 방향과 제2 방향은 반대이므로, 제1 연결부(241), 제3 연결부(243) 및 제2 연결부(242)는 3층 층상 구조를 형성한다.
굴곡 전, 어댑터(24)는 대체로 판형이고 길이가 비교적 긴 바, 이때, 어댑터(24)는 탭(21)에 쉽게 연결될 수 있고, 어댑터(24)가 탭(21)에 연결된 후, 어댑터(24)가 굴곡된다. 어댑터(24)를 굴곡시킴으로써 어댑터(24)가 차지하는 공간을 감소할 수 있어, 엔드 캡(26)과 케이스(22) 사이의 연결이 용이하도록 할 수 있다.
설명해야 할 것은, 제1 연결부(241), 제2 연결부(242), 제3 연결부(243) 및 굴곡부(244)는 모두 어댑터(24)의 일부인 일체형 시트 구조이다. 굴곡부(244)가 굴곡되지 않은 경우, 굴곡부(244)와 제3 연결부(243)는 동일한 평면에 위치하고, 해당 평면 내 굴곡부(244)의 중심선이 바로 굴곡부가 굴곡된 후의 흔적의 위치이며, 굴곡부(244)가 굴곡된 후, 굴곡부(244)는 굴곡축을 형성하고, 굴곡부(244) 전체가 굴곡축을 중심으로 회전 및 굴곡되어 곡면을 이루는데, 이때, 굴곡축과 굴곡부(244)의 중심선은 평행되며, 양자는 하나의 가상 평면을 결정하고, 해당 가상 평면과 제3 연결부가 위치한 평면은 평행되며, 이 밖에, 굴곡부(244)의 중심선의 위치가 바로 굴곡 흔적의 위치이다.
어댑터(24)는 전체적으로 시트 형상이므로, 일반적으로 굴곡이 용이하도록 연질 재료로 제조된다. 출원인은 어댑터(24)를 굴곡시킬 때 어댑터(24)가 연질 재료로 제조되므로 어댑터(24)의 굴곡 위치가 기설정된 굴곡 위치에 비해 쉽게 오프셋 및/또는 편향되어 어댑터(24)가 예상 굴곡 위치에서 굴곡되지 못하는 바, 즉 굴곡 위치가 오프셋되기 쉬워 생산 과정에서 엔드 캡이 케이스 안으로 들어가기 어렵거나, 강제로 케이스에 넣으면, 어댑터(24)가 국부적으로 심한 응력을 받아, 그 결과 어댑터(24)의 수명이 심각하게 단축됨을 발견하였다.
상술한 문제점에 기반하여 출원인은 전지 셀의 구조를 개선하였으며, 이에 대해서는 구체적인 실시예를 결합하여 이하에 상세히 설명한다.
도 14는 본 발명일 실시예에서, 도 11의 제3 연결부(243)와 굴곡부(244)에 대응되는 부분 확대도이다. 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제3 연결부(243)는 보강부(245)를 포함하고, 제3 연결부(243)의 대향되는 2 개의 측변은 2 개의 굴곡부(244)에 연결되며, 보강부(245)는 해당 2 개의 측변 사이에 위치한다. 보강부(245)는 굴곡부(244)보다 굴곡이 더 어려우므로 굴곡부(244)를 굴곡시킬 때 보강부(245)의 가장자리에 따라 굴곡시킬 수 있으므로, 굴곡부(244)의 흔적과 기설정된 흔적 위치가 중첩되도록 하여 굴곡부(244)에 대한 보강부(245)의 위치 결정을 구현할 수 있다. 보강부(245)의 가장자리와 굴곡부(244)의 중심선 사이의 최소 거리(L)는 R<L<(R+2 mm)을 만족하고, 여기서, L은 보강부(245)의 가장자리와 굴곡부(244)의 중심선 사이의 최소 거리이며, R은 굴곡부(244)의 굴곡 반경이다. R<L<(R+2 mm)이므로, 보강부(245)가 굴곡부(244)로부터 너무 가깝거나 멀지 않도록 하는 바, 보강부(245)가 굴곡부(244)로부터 너무 멀면, 굴곡부(244)에 대한 보강부(245)의 위치 제한 작용이 약해져서 굴곡 위치가 부정확해지고, 보강부(245)가 굴곡부(244)로부터 너무 가까우면, 보강부(245)는 굴곡부(244)의 굴곡에 영향을 주어 굴곡이 어렵게 된다. 설명해야 할 것은, 도 13에 도시된 바와 같이, 굴곡부(244)가 굴곡된 상태이면, 굴곡 반경(R)은 굴곡부(244)의 굴곡 내경이다.
보강부(245)를 통해 굴곡부(244)가 굴곡된 후의 굴곡축의 위치를 제한함으로써, 굴곡부(244)의 굴곡 흔적이 오프셋되는 것을 방지할 수 있고, 흔적 오프셋으로 인해 어댑터(24)와 케이스(22)의 접촉 마모 및 손상 가능성을 감소시켜 어댑터(24)의 사용 수명을 증가시킨다.
도 14에 도시된 바와 같이, 보강부(245)는 제3 연결부(243)의 제1 연결부(241)에 가까운 측변으로부터 제3 연결부(243)의 제2 연결부(242)에 가까운 측변으로 연장되는데, 보강부(245)가 제3 연결부(243)에서 연장되므로, 어댑터(24)를 굴곡시킬 때, 보강부(245)를 따라 직접 어댑터(24)를 굴곡시키면, 대응하는 굴곡부(244)의 흔적 위치는 기설정된 흔적 위치 요구를 만족시킬 수 있다. 예시적으로, 보강부(245)는 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 방향의 2 개의 측면을 커버하거나, 보강부(245)는 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 방향의 하나의 측면만을 커버할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에서의 도 11의 제3 연결부(243)와 굴곡부(244)의 부분 확대도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 보강부(245)의 개수는 적어도 2개이고, 제3 연결부(243)에서의 제1 연결부(241)에 가까운 일측 및 제3 연결부(243)에서의 제2 연결부(242)에 가까운 일측에 각각 위치하고, 보강부(245)가 제3 연결부(243)의 굴곡부(244)에 연결된 측변에 위치하므로, 어댑터(24)를 굴곡시킬 때, 보강부(245)를 따라 직접 어댑터(24)를 굴곡시키면, 대응하는 굴곡부(244)의 흔적 위치는 기설정된 흔적 위치 요구를 만족시킬 수 있다. 예시적으로, 보강부(245)는 2 개의 긴 바 구조로서, 제3 연결부(243)에서의 굴곡부(244)에 연결된 측변을 따라 연장되거나, 또는 보강부(245)는 두 그룹으로서, 각 그룹의 보강부(245)는 제3 연결부(243)에서의 굴곡부(244)에 연결된 측변을 따라 배열된다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 돌출 구조일 때의 평면도이다. 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어댑터(24)가 돌출 구조일 때의 평면도이다. 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어댑터(24)가 돌출 구조일 때의 평면도이다.
도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 보강부(245)는 제3 연결부(243)에서 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면에 설치되는 돌출 구조를 포함한다. 보강부(245)는 돌출 형태를 적용하여 굴곡부(244)의 굴곡 흔적의 위치를 제한한다. 굴곡부(244)와 제3 연결부(243)는 일체형 구조로서, 두께 방향을 따라 공면인 표면을 구비하며, 돌출 구조는 제3 연결부(243)에 대해 두께 방향의 표면을 따라 돌출되므로, 굴곡부(244)를 굴곡시킬 때, 굴곡 흔적은 돌출 구조의 가장자리를 따라 연장되어 위치가 결정된 연속적인 직선을 형성함으로써, 굴곡부(244)가 굴곡된 후, 제1 연결부(241), 제2 연결부(242) 및 제3 연결부(243)가 서로 평행 및 밀착되도록 보장한다.
본 발명의 일 실시예에서, 돌출 구조는 복수의 돌출부를 포함한다. 돌출부는 굴곡축선과 평행되는 방향으로 설치된다.
예시적으로, 돌출 돌기는 다음 세가지 형태 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(1) 도 16에 도시된 바와 같이, 돌출부는 두 그룹으로 설정되고, 각 그룹에는 복수의 돌출부가 설치되며, 각 그룹의 돌출부는 제3 연결부(243)에서 굴곡부(244)에 연결된 측변을 따라 배열되고;
(2) 도 17에 도시된 바와 같이, 돌출부는 2개가 설치되고, 각 돌출부는 긴 바 형상이며, 각 돌출부는 제3 연결부(243)에서 굴곡부(244)에 연결된 측변을 따라 연장되고;
(3) 도 18에 도시된 바와 같이, 돌출부는 2개가 설치되고, 각 돌출 팩은 긴 바 형상이며, 각 돌출부는 제3 연결부(243)에서의 제1 연결부(241)에 가까운 측변으로부터 제3 연결부(243)에서의 제2 연결부(242)에 가까운 측변으로 연장된다.
본 발명의 일 실시예에서, 돌출 구조의 두께는 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 작거나 같다. 돌출 구조의 두께가 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 크면, 제1 연결부(241) 또는 제2 연결부(242)는 제3 연결부(243)에 대해 들리는 바, 즉 굴곡부(244)의 굴곡 각도가 180° 미만인 바, 그러면, 탭(21)과 전극 단자(23) 사이의 거리를 증가하여 전지 셀(20)의 축방향의 크기를 증가하게 된다. 본 발명의 실시예에서 돌출 구조의 두께는 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 작거나 같으므로, 굴곡부(244)가 굴곡된 후, 제1 연결부(241), 제3 연결부(243) 및 제2 연결부(242)가 3층 층상 구조를 형성하여 제1 연결부(241) 또는 제2 연결부(242)가 들리는 것을 방지함으로써, 전지 셀(20)의 축방향의 크기가 더 작아지도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 보강부(245)는 제3 연결부(243)에서 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면의 적어도 일부를 커버하는 절연층을 포함한다. 제3 연결부(243)에 절연층을 설치함으로써, 제3 연결부(243)에서 절연층이 설치되는 위치가 굴곡부(244)보다 굴곡되기 더 어렵도록 하여 굴곡부(244)의 굴곡축에 대한 위치 제한을 구현한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 절연층일 때의 평면도이다. 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터(24)가 절연층일 때의 평면도이다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 절연층은 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 양측의 표면을 커버한다. 어댑터(24)가 탭(21)과 전극 단자(23)를 전기적으로 연결할 수 있음을 고려하면, 어댑터(24)가 굴곡된 후, 제1 연결부(241), 제2 연결부(242) 및 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 측면 사이에 전기적 연결이 발생하여 전지 셀(20)의 정상적인 사용에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 본 발명은 절연층으로 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따른 양면을 커버함으로써 굴곡부(244)의 굴곡축에 대한 위치 제한을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 연결부(241), 제2 연결부(242) 및 제3 연결부(243)의 두께 방향을 따르는 측면 사이의 절연도 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 절연층의 두께는 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 작거나 같다. 절연층의 두께가 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 크면, 제1 연결부(241) 또는 제2 연결부(242)는 제3 연결부(243)에 대해 들리는 바, 즉 굴곡부(244)의 굴곡 각도가 180° 미만인 바, 그러면, 탭(21)과 전극 단자(23) 사이의 거리를 증가하여 전지 셀(20)의 축방향의 크기를 증가하게 된다. 본 발명의 실시예에서 절연층 두께는 굴곡부(244)의 굴곡 반경보다 작거나 같으므로, 굴곡부(244)가 굴곡된 후, 제1 연결부(241), 제3 연결부(243) 및 제2 연결부(242)가 3층 층상 구조를 형성하여 제1 연결부(241) 또는 제2 연결부(242)가 들리는 것을 방지함으로써, 전지 셀(20)의 축방향의 크기가 더 작아지도록 한다.
설명해야 할 것은, 하나의 전지 셀(20)의 2 개의 전극에서, 각 전극에는 모두 해당되는 탭(21), 어댑터(24) 및 전극 단자(23)가 설치되고, 각 전극의 어댑터(24)는 본 발명의 임의의 상술한 실시예를 적용하여 굴곡부(244)의 굴곡축에 대한 위치 제한을 구현할 수 있는 바, 예를 들어, 정극의 어댑터(24)의 보강부(245) 및 부극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 모두 돌출 구조 형태를 적용하거나; 정극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 돌출 구조 형태를 적용하고, 부극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 절연층 형태를 적용하거나; 정극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 절연층 형태를 적용하며, 부극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 돌출 구조 형태를 적용하거나; 정극의 어댑터(24)의 보강부(245) 및 부극의 어댑터(24)의 보강부(245)가 모두 절연층 형태를 적용한다.
요약하면, 본 발명의 상술한 실시예에서 제공되는 전지 셀(20), 전지 및 전기 장치에 있어서, 제3 연결부(243)에 보강부(245)를 설치하여 굴곡부(244)의 굴곡축을 제한함으로써, 굴곡축이 예정 위치에서 굴곡될 수 있도록 하여 굴곡부(244)의 굴곡 흔적이 오프셋되는 것을 방지하여 전극 단자(23)가 전지 셀(20)의 케이스(22) 내에 원활하게 장착될 수 있도록 하며, 흔적 오프셋으로 인한 어댑터(24)의 손상 가능성을 감소시키고 어댑터(24)의 사용 수명을 향상시킨다.
본 발명은 그 사상 및 본질적인 특징을 벗어나지 않으면서 기타 구체적인 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서 설명된 알고리즘은 시스템 아키텍처가 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않고 수정될 수 있다. 따라서, 현재 실시예는 모든 면에서 한정적이 아닌 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 정의되고, 또한 청구범위의 의미 및 균등물의 범위 내에 있는 모든 변경은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.
1: 차량;
10: 전지; 11: 제1 부분; 12: 제2 부분;
20: 전지 셀; 21: 탭; 22: 케이스; 23: 전극 단자; 24: 어댑터; 241: 제1 연결부; 242: 제2 연결부; 243: 제3 연결부; 244: 굴곡부; 245: 보강부; 25: 전극 어셈블리; 26: 엔드 캡;
30: 컨트롤러;
40: 모터.

Claims (11)

  1. 전지 셀로서,
    탭;
    전극 단자; 및
    상기 전극 단자와 상기 탭을 전기적 연결하는 어댑터;를 포함하고,
    상기 어댑터는,
    상기 전극 단자와의 전기적 연결에 사용되는 제1 연결부;
    상기 탭과의 전기적 연결에 사용되는 제2 연결부;
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 연결하는 데 사용되는 제3 연결부; 및
    상기 제3 연결부와 상기 제1 연결부, 및 상기 제3 연결부와 상기 제2 연결부를 모두 연결하는 굴곡부;를 포함하되,
    여기서, 상기 제3 연결부는 보강부를 포함하고, 상기 보강부는 상기 제3 연결부에서의 2 개의 굴곡부에 연결되는 측변에 위치하며;
    상기 보강부의 가장자리와 상기 굴곡부의 중심선 사이의 최소 거리(L)는,
    R<L<(R+2 mm)를 만족하고,
    여기서, L은 상기 보강부의 가장자리와 상기 굴곡부의 중심선 사이의 최소 거리이며, R은 상기 굴곡부의 굴곡 반경인
    전지 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강부는 제3 연결부의 상기 제1 연결부에 가까운 측변으로부터 제3 연결부의 상기 제2 연결부에 가까운 측변으로 연장되는
    전지 셀.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부의 개수는 적어도 2개이고, 상기 제3 연결부에서의 상기 제1 연결부에 가까운 일측 및 상기 제3 연결부에서의 상기 제2 연결부에 가까운 일측에 각각 위치하는
    전지 셀.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부는,
    상기 제3 연결부에서 상기 제3 연결부의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면에 설치되는 돌출 구조를 포함하는
    전지 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출 구조는 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 제3 연결부의 중심선과 평행되는 방향을 따라 설치되는
    전지 셀.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 돌출 구조의 두께는 상기 굴곡부의 굴곡 반경보다 작거나 같은
    전지 셀.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부는,
    상기 제3 연결부에서 상기 제3 연결부의 두께 방향을 따른 적어도 일측 표면의 적어도 일부를 커버하는 절연층을 포함하는
    전지 셀.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 제3 연결부에서의 상기 두께 방향을 따른 양측의 표면을 커버하는
    전지 셀.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 상기 굴곡부의 굴곡 반경보다 작거나 같은
    전지 셀.
  10. 전지로서,
    제1항에 따른 전지 셀을 포함하는 전지.
  11. 전기 장치로서,
    제1항에 따른 전지 셀을 포함하고, 상기 전지 셀은 전기 에너지를 제공하는 데 사용되는 전기 장치.
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