KR102659525B1 - 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비 - Google Patents

배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비 Download PDF

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Abstract

본 출원의 실시예는 배터리, 전기 장치, 배터리의 제조 방법 및 설비를 제공한다. 상기 배터리는 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구가 마련되는 복수의 원기둥체 배터리 셀; 복수의 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 전기 챔버; 상기 압력 릴리프 기구 작동 시 상기 배터리 셀의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버; 및 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버를 분리시키기 위한 분리 부재로서, 상기 분리 부재는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역은 상기 배터리 셀의 제1 부분이 상기 수집 챔버를 향해 상기 제2 영역의 상기 수집 챔버를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분을 수용하는 데 사용되고, 상기 압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 원기둥 측면에서 상기 제1 부분이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재를 포함한다. 본 출원의 실시예에 따른 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비는 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비
본 출원은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배터리, 전기 설비, 배터리의 방법 및 제조 설비에 관한 것이다.
에너지 절약 및 오염물의 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이 경우, 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호 이점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 구성 부분으로 되고 있다. 전기 자동차의 경우, 배터리 기술은 또한 이의 발전에 관련된 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에 있어서, 배터리 성능 향상 뿐만 아니라 안전성 문제 역시 소홀히 할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전 문제를 보장하지 못할 경우, 해당 배터리도 사용할 수 없게 된다.
CN213584016U는 배터리, 전기 장치 및 배터리 제조 장치를 제공한다. 상기 배터리는 배터리 셀, 버스 부재 및 열관리 부재를 포함한다. 상기 배터리 셀은 압력 릴리프 기구를 포함하며, 상기 압력 릴리프 기구의 적어도 일부는 상기 배터리 셀의 제1벽으로부터 바깥쪽으로 돌출되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 활성화되어 상기 내부 압력을 완화하는데 사용되며; 상기 버스 부재는 상기 배터리 셀과 전기적으로 연결되며; 상기 열관리 부재는 상기 배터리 셀의 온도를 조절하는 유체를 수용하는데 사용되며, 여기서, 상기 열관리 부재의 제1 표면은 상기 배터리 셀의 상기 제1 벽에 부착되고, 상기 열관리 부재의 상기 제1 표면에는 회피 캐비티가 설치되며, 상기 회피 캐비티는 상기 압력 릴리프 기구의 적어도 일부를 수용하는데 사용된다. 본 출원 실시예의 기술방안은 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.
따라서 배터리의 안전성 강화는 배터리 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적 과제이다.
본 출원의 실시예는 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리, 전기 설비, 배터리의 제조 방법 및 제조 설비를 제공한다.
제1 양태에 있어서, 복수의 배터리 셀로서, 상기 배터리 셀은 원기둥체이고, 상기 배터리 셀의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구가 마련되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 배터리 셀의 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 복수의 배터리 셀; 복수의 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 전기 챔버; 상기 압력 릴리프 기구 작동 시 상기 배터리 셀의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버; 및 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버를 분리시키기 위한 분리 부재로서, 상기 분리 부재는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역은 상기 배터리 셀의 제1 부분이 상기 수집 챔버를 향해 상기 제2 영역의 상기 수집 챔버를 향한 표면보다 돌출되도록제1 부분을 수용하는 데 사용되고, 상기 압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 원기둥 측면에서 상기 제1 부분이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재를 포함하는 배터리를 제공한다.
따라서, 본 출원의 실시예에 따른 배터리에 있어서, 분리 부재의 제1 영역을 통해 배터리 셀을 위치 결정 및 고정시킬수 있고, 배터리 셀의 구름을 피하며, 배터리의 안정성을 향상시키고; 또한, 제1 부분이 제2 영역에 비해 전기 챔버보다 돌출되는 바, 즉 수집 챔버의 일부 공간을 차지할 수 있어, 배터리의 공간 이용율을 향상시킨다. 또한,압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록 배터리 셀의 압력 릴리프 기구는 상기 제1 부분에 위치함으로써, 일정한 방향으로의 배출 목적을 달성하여, 전기 챔버에 대한 배출물의 영향을 피하는 즉, 배출물과 전기 챔버 내 고압 부재에 연결 접촉되는 것도 피하고, 배터리의 폭발 리스크를 줄여, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 분리 부재의 상기 전기 챔버를 향한 표면에서의 상기 제1 영역의 정투영의 상기 배터리 셀의 축방향에서의 길이는 상기 배터리 셀의 원기둥 측면의 상기 배터리 셀의 축방향에서의 길이 이상이고; 상기 정투영의 제2 방향에서의 길이는 상기 배터리 셀의 직경보다 작으며, 여기서, 상기 제2 방향은 상기 정투영이 위치하는 평면에서 상기 배터리 셀의 축방향에 수직되는 방향이다.
이로써, 배터리 셀의 제1 영역에 위치한 제1 부분에 있어서, 상기 제1 부분은 전체가 아닌 배터리 셀의 국부 영역에 불과하고, 상기 배터리 셀의 작은 일부 영역이며, 제1 부분이 수집 챔버의 너무 많은 영역을 차지하지 않아, 수집 챔버에 대한 영향이 작다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 분리 부재를 관통하는 홀이다.
한편, 홀은 가공이 편이하고, 다른 한편으로, 제1 부분에 위치하는 압력 릴리프 기구 작동 시, 아무런 방해도 존재하지 않아, 상기 홀을 통해 배출물을 직접 수집 챔버에 배출할 수 있어, 열폭주된 배터리 셀이 내부 압력 및 온도를 적시에 릴리프할 수 있어, 열확산을 피하고, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 분리 부재는 상기 홀 위치에 원호면을 구비하여 상기 제1 부분이 상기 홀 내에서 상기 분리 부재와 밀착되도록 한다.
배터리 셀과 분리 부재 사이는 선접촉이 아닌 면접촉을 구비하여, 양자 사이의 접촉 면적을 증가시키고, 한편 배터리 셀의 상기 제1 영역에서의 안정성을 향상시킬 수 있어, 변위가 쉽게 발생하지 않고, 다른 한편, 분리 부재가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 분리 부재 상의 요홈이고, 상기 요홈은 상기 수집 챔버를 향해 상기 제2 영역의 상기 수집 챔버를 향한 표면보다 돌출된다.
이로써, 배터리의 정상적인 사용 시, 상기 분리 부재 양측의 전기 챔버와 수집 챔버는 상대적으로 밀폐되고, 임의의 하나의 배터리 셀에 열폭주가 발생하는 경우, 그 압력 릴리프 기구는 배출물을 배출하도록 작동되고, 상기 배출물이 수집 챔버에 유입되도록 하기 위해 상기 배출물이 상기 압력 릴리프 기구에 대응되는 제1 영역의 요홈을 파괴할 수 있으며, 동시에, 다른 위치의 제1 영역의 요홈은 파괴되지 않기에, 수집 챔버에 유입된 배출물(특히 고온 가스 또는 화염)은 다른 위치의 제1 영역을 거쳐 전기 챔버에 다시 되돌아갈 수 없으며, 다른 배터리 셀에 대한 영향을 피할 수 있어, 열확산 가능성을 줄이고, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 원호형이고, 상기 제1 평면은 상기 배터리 셀의 축방향에 수직되는 평면이며, 다른 형상의 요홈에 비해 원호면의 요홈은 수집 챔버의 공간을 적게 차지하여, 수집 챔버의 배치에 대한 영향이 작다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 요홈 내에서 상기 분리 부재와 밀착된다. 이때, 배터리 셀과 분리 부재 사이의 접촉면은 선접촉이 아닌 원호면이기에, 양자의 접촉 면적을 증가시키고, 한편 배터리 셀의 상기 제1 영역에서의 안정성을 향상시킬 수 있고, 다른 한편, 분리 부재가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 직사각형이고, 상기 제1 평면은 상기 배터리 셀의 축방향에 수직되는 평면이며, 직사각형 요홈은 구조가 간단하여, 가공이 편이하다.
일부 실시예에 있어서, 상기 분리 부재는 상기 요홈의 개구 위치에 원호면을 구비하여 상기 제1 부분이 상기 요홈의 개구 위치에서 상기 분리 부재와 밀착되도록 하되, 배터리 셀과 분리 부재 사이는 선접촉이 아닌 면접촉이고, 양자의 접촉 면적을 증가시키며, 한편 배터리 셀의 상기 제1 영역에서의 안정성을 향상시킬 수 있고, 다른 한편, 분리 부재가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전기 챔버 내에 복수의 상기 배터리 셀 사이의 갭을 충전하기 위한 충전물이 마련된다.
한편, 충전물은 내부 배터리 셀에 구속을 제공할 수 있어, 배터리 셀의 이동을 피하고; 다른 한편, 상기 충전물은 배터리 셀의 케이스를 구속하여, 케이스의 강도를 보강하고, 임의의 배터리 셀에 열폭주가 발생하는 경우, 배터리 셀의 표면에서 제1 부분을 제외한 전기 챔버 내에 위치한 부분이 파괴되는 것을 피하고, 나아가 열폭주의 확산을 피할 수 있으며, 배터리의 안전 성능을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전기 챔버 내에는 제1 방향에 따라 배열된 복수의 배터리 셀 그룹이 수용되고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 각 배터리 셀 그룹에 제2 방향에 따라 배열된 복수의 상기 배터리 셀이 포함되며, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향은 상기 배터리 셀의 축방향에 서로 수직되고, 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 상기 배터리 셀은 동일 상기 분리 부재에 대응된다.
배터리 내의 복수의 배터리 셀을 규칙적으로 배열하여, 배터리의 공간 이용율을 증가할 수 있고; 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 배터리 셀을 동일 분리 부재에 대응되도록 마련하면, 상기 복수의 배터리 셀이 동일 수집 챔버에 대응되고, 다시 말해서 상기 복수의 배터리 셀의 압력 릴리프 기구에서 배출된 배출물을 동일 수집 챔버에 배출할 수 있어, 공간을 절약하고, 배터리의 공간 이용율을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 상기 배터리 셀은 동일 상기 분리 부재 상의 복수의 상기 제1 영역에 일대일 대응되고, 각 배터리 셀에 열폭주가 발생하는 경우, 수집 챔버를 향해 일정한 방향으로 배출물을 배출할 수 있도록 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀의 제1 부분이 제1 영역에 위치할 수 있도록, 상기 제1 영역을 이용하여 각 배터리 셀을 위치 결정 및 장착할 수 있으며, 배터리의 안정성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 인접한 두개의 배터리 셀 그룹은 두개의 상기 분리 부재 사이가 상기 전기 챔버이고, 상기 전기 챔버가 두개의 상기 수집 챔버 사이에 위치하도록, 두개의 대향하여 마련된 상기 분리 부재에 대응된다.
제1 방향에서의 임의의 인접한 두개의 배터리 셀 그룹에 있어서, 상기 두개의 배터리 셀 그룹을 동일 전기 챔버에 마련하여, 두개의 배터리 셀 그룹의 배터리 셀 사이가 어긋나게 마련할 수 있고, 전기 챔버의 공간을 절약할 수 있으며; 이때, 상기 두개의 배터리 셀 그룹에 대응되는 두개의 수집 챔버는 각각 상기 전기 챔버의 대향하는 양측에 위치할 수 있고, 이로써, 상기 배터리의 제1 방향에서의 두께를 가장 작게 할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 배터리는 두개의 앤드 플레이트를 더 포함하고, 상기 두개의 앤드 플레이트는 상기 배터리 셀의 축방향에 따라 각각 상기 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 마련되며, 상기 두개의 앤드 플레이트는 두개의 상기 분리 부재와 연결되어 상기 전기 챔버를 형성한다.
두개의 앤드 플레이트가 배터리 셀의 축방향에 따라 각각 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 마련되어, 두개의 배터리 셀 그룹 내 배터리 셀의 배터리 셀의 축방향에 따른 운동을 추가로 제한할 수 있어, 배터리 셀을 고정시키고, 배터리의 안정성을 증가한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 두개의 앤드 플레이트 중의 각 앤드 플레이트에 상기 제1 방향에 따라 돌출된 제1 철부가 마련되고, 상기 분리 부재에 제1 스루홀이 마련되며, 상기 각 앤드 플레이트를 상기 분리 부재에 고정적으로 연결시키기 위해 상기 제1 철부는 상기 제1 스루홀을 통과하거나; 또는, 상기 두개의 앤드 플레이트 중의 각 앤드 플레이트에 제2 스루홀이 마련되고, 상기 분리 부재에 상기 배터리 셀의 축방향에 따라 돌출된 제2 철부가 마련되며, 상기 각 앤드 플레이트를 상기 분리 부재에 고정적으로 연결시키기 위해 상기 제2 철부는 상기 제2 스루홀을 통과한다.
철부와 스루홀 사이의 상호 배합을 통해 분리 부재와 앤드 플레이트 사이의 고정을 실현하여, 가공에 편이할 뿐만 아니라, 장착 및 조합에도 편이하며, 나아가 배터리의 생산 효율을 향상시킨다.
제2 양태에 있어서, 제1 양태 또는 제1 양태 중 어느 하나의 실시예에 기재된 배터리를 포함하는 전기 설비를 제공한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 전기 설비는 차량, 선박 또는 우주선이다.
제3 양태에 있어서, 복수의 배터리 셀로서,상기 배터리 셀은 원기둥체이고, 상기 배터리 셀의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구가 마련되며, 상기 압력 릴리프 기구는 상기 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 배터리 셀의 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 복수의 배터리 셀을 제공하는 단계; 복수의 상기 배터리 셀을 수용하기 위한 전기 챔버를 제공하는 단계; 상기 압력 릴리프 기구 작동 시 상기 배터리 셀의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버를 제공하는 단계; 및 상기 전기 챔버와 상기 수집 챔버를 분리시키기 위한 분리 부재로서, 상기 분리 부재는제1 영역 및 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역은 상기 배터리 셀의 제1 부분이 상기 수집 챔버를 향해 상기 제2 영역의 상기 수집 챔버를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분을 수용하는 데 사용되며, 상기 압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록, 상기 압력 릴리프 기구가 상기 원기둥 측면에서 상기 제1 부분이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재를 제공하는 단계를 포함하는 배터리의 제조 방법을 제공한다.
제4 양태에 있어서, 상술한 제3 양태의 방법을 수행하는 모듈을 포함하는 배터리의 제조 설비를 제공한다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리에 있어서, 분리 부재의 제1 영역을 통해 배터리 셀을 위치 결정 및 고정시킬수 있고, 배터리 셀의 구름을 피하며, 배터리의 안정성을 향상시키고; 또한, 제1 부분이 제2 영역에 비해 전기 챔버보다 돌출되는 바, 즉 수집 챔버의 일부 공간을 차지할 수 있어, 배터리의 공간 이용율을 향상시킨다. 또한,압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록 배터리 셀의 압력 릴리프 기구는 상기 제1 부분에 위치함으로써, 일정한 방향으로의 배출 목적을 달성하여, 전기 챔버에 대한 배출물의 영향을 피하는 즉, 배출물과 전기 챔버 내 고압에 연결 접촉되는 것도 피하고, 배터리의 폭발 리스크를 줄여, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 개시된 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 개시된 배터리의 분해 구조 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 국부 구조 모식도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 단면 모식도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 국부 단면 모식도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 다른 국부 단면 모식도이다.
도 7은 도 6 중 영역 A의 확대도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 배터리의 국부 구조 모식도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 배터리의 단면 모식도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 배터리의 국부 단면 모식도이다.
도 11은 도 10 중 영역 B의 확대도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리 셀 및 분리 부재의 모식도이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 개시된 분리 부재의 개략적 부감도이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리 셀 및 분리 부재의 개략적 부감도이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 개시된 두개의 배터리 셀 및 분리 부재의 단면도이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 개시된 다른 두개의 배터리 셀 및 분리 부재의 단면도이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 개시된 또 다른 두개의 배터리 셀 및 분리 부재의 단면도이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 제조 방법의 개략적 흐름도이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 개시된 배터리의 제조 설비의 개략적 블록도이다.
도면에서, 도면은 실제 비례에 따라 제도된 것이 아니다.
이하 도면 및 실시예에 결부하여 본 출원의 실시 형태를 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 이하 실시예의 상세한 설명 및 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하고자 하는 것이나, 본 출원의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니며, 즉, 본 출원은 설명한 실시예에 한정되지 않는다.
본 출원의 설명에서, 달리 명시되지 않는 한, “복수”의 의미는 둘 이상임에 유의해야 한다. 용어 “위”, “아래”, “왼쪽”, “오른쪽”, “내부” 또는 “외부” 등으로 표시된 방향 또는 위치 관계는 단지 본 출원을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것이며, 언급된 장치 또는 소자가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니며, 따라서 본 출원을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한 “제1”, “제2”, “제3” 등의 용어는 설명의 목적으로만 사용되며 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안 된다. “수직”은 엄격한 의미의 수직이 아니라 오차 허용 범위 내의 수직이다. “평행”은 엄격한 의미의 평형이 아니라 오류 허용 범위 내의 평형이다.
이하 설명에서 언급되는 방위 용어는 모두 도면에서 보여주는 방향이고, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하고자 하는 것이 아니다. 더 설명해야 할 부분으로는, 본 출원의 설명에 있어서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있거나, 일체로 연결되며; 직접적으로 연결될 수 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 구체적인 상황에 따라 본 출원에서의 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 표시하며, 간결을 위해, 서로 다른 실시예에서, 동일한 부재에 대해 상세하게 설명하지 않기로 한다. 이해해야 할 것은, 도면에 도시된 본 출원의 실시예의 각 부재의 두께, 길이와 폭 등 사이즈, 및 집적 장치의 전체 두께, 길이와 폭 등 사이즈는 예시적 설명일 뿐이고, 본 출원에 대한 어떠한 한정으로도 구성되지 않아야 한다.
본 출원에서, 배터리 셀은 리튬 이온 이차 배터리, 리튬 이온 1차 배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원기둥체, 편평체, 직육면체 또는 다른 형상 등으로 이루어질 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라, 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀로 구분되고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압과 용량을 제공하기 위한 하나 또는 복수의 배터리 셀을 포함하는 단일한 물리 모듈을 의미한다. 예컨대, 본 출원에서 언급한 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 또는 복수의 배터리 셀을 패킹하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향주는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리와 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극 극판, 음극 극판 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극 극판과 음극 극판 사이에서 금속 이온의 이동에 의해 작동된다. 양극 극판은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 도포되며, 양극 활물질층이 도포되지 않은 양극 집전체는 양극 활물질층이 도포된 양극 집전체보다 돌출되고, 양극 활물질층이 도포되지 않은 양극 집전체를 양극 탭으로 한다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재질은 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 코발트산 리튬, 인산철리튬, 터너리 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극 극판은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 도포되며, 음극 활물질층이 도포되지 않은 음극 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 음극 집전체보다 돌출되고, 음극 활물질층이 도포되지 않은 음극 집전체를 음극 탭으로 한다. 음극 집전체의 재질은 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 높은 전류를 통과시킬 시 융단되지 않도록 보장하기 위해, 양극 탭의 개수는 복수이고, 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수이고, 함께 적층된다. 분리막의 재료는 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등일 수 있다. 또한, 전극 어셈블리는 와인딩 구조일 수 있고, 라미네이션 구조일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전배율 및 배터리의 안전성과 같은 여러 측면의 설계 요소를 동시에 고려해야 한다.
배터리의 경우, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 발생하며, 배터리의 안전 성능을 향상시키기 위해 일반적으로 배터리 셀에 압력 릴리프 기구를 설치한다. 압력 릴리프 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정된 임계값에 도달하면 내부 압력 또는 온도를 릴리프하도록 작동되는 소자 또는 부재를 의미한다. 상기 예정된 임계값은 다양한 설계 필요에 따라 조정할 수 있다. 상기 예정된 임계값은 배터리 셀 중의 양극 시트, 음극 시트, 전해액 및 격리막 중 하나 또는 복수의 재료에 의해 결정될 수 있다. 압력 릴리프 기구는 압력에 민감하거나 온도에 민감한 소자 또는 부재를 적용할 수 있는 바, 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 예정된 임게값에 도달하면, 압력 릴리프 기구가 작동되어 내부 압력 또는 온도가 릴리프될 수 있는 채널이 형성된다.
본 발명에서 언급된 “작동”은 압력 릴리프 기구가 동작하여 배터리 셀의 내부 압력 및 온도가 릴리프되는 것을 의미한다. 압력 릴리프 기구에 의한 동작은 압력 릴리프 기구 중 적어도 일부가 파열되거나, 찢어지거나 또는 융해되는 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 압력 릴리프 기구가 작동된 후, 배터리 셀 내부의 고온 및 고압 물질은 배출물로서 압력 릴리프 기구에서 외부로 배출된다. 이러한 방식으로 제어 가능한 압력 또는 온도에서 배터리 셀의 압력을 릴리프함으로써 잠재적으로 더 심각한 사고를 방지할 수 있다.
본 출원에서 언급되는 배터리 셀로부터 배출되는 배출물은 전해액, 용해되거나 분열된 양극 극판 및 음극 극판, 분리막의 파편, 반응으로 인해 생성되는 고온 고압 가스, 화염 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
배터리 셀의 압력 릴리프 기구는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 배터리 셀이 단락, 과충전 등 현상이 발생하면, 배터리 셀 내부의 열 폭주가 발생하여 압력 또는 온도가 급격히 상승할 수 있다. 이 경우 압력 릴리프 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 외부로 해제하여 배터리 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
따라서, 배터리 조립 과정에서, 직육면체의 배터리 셀을 예를 들어, 인접한 배터리 셀 사이는 통상적으로 면적이 비교적 큰 벽을 통해 서로 맞닿는 점을 고려하여, 압력 릴리프 기구를 배터리 셀의 면적이 비교적 작은 벽에 마련할 수 있고, 예를 들어, 압력 릴리프 기구를 배터리 셀의 상단의 커버 플레이트에 마련하여 압력 릴리프 기구의 성능에 영향을 미치는 것을 피하고, 배터리의 안전 성능을 확보할 수 있다. 그러나 비직육면체 형상의 배터리 셀의 경우, 예를 들어 원기둥형 배터리 셀의 경우, 배터리 셀 자체 형상의 제한으로 인해, 배터리 셀에 열폭주가 발생하는 경우, 만약 압력 릴리프 기구를 상단의 원형 커버 플레이트에 마련하면, 압력 릴리프가 원활하지 않아, 배터리 셀의 폭발을 초래하기 쉽다. 또한, 상단 커버 플레이트 위치로부터 압력 릴리프를 진행하는 경우, 릴리프되는 연기는 고저압 부재에 더욱 쉽게 연결 및 접촉되어, 고압 점화를 일으키고, 배터리 셀 사이의 열 확산을 심화시킨다. 그러나 만약 압력 릴리프 기구를 배터리 셀의 다른 위치에 마련하는 경우, 원기둥형 배터리 셀의 형상 특징으로 인해, 배터리 조립 시, 각 배터리 셀의 압력 릴리프 기구에 대한 영향을 피하는 것도 고려해야 한다.
따라서, 본 출원의 실시예는 배터리를 제공하고, 상기 배터리는 복수의 원기둥형 배터리 셀을 포함하며, 배터리 셀의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구가 마련되고; 상기 배터리는 분리 부재에 의해 분리된 전기 챔버 및 수집 챔버를 더 포함하며, 전기 챔버는 복수의 배터리 셀을 수용하는 데 사용되고; 수집 챔버는 압력 릴리프 기구 작동 시 배터리 셀의 배출물을 수집하는 데 사용된다. 분리 부재에 제1 영역 및 제2 영역이 마련되고, 제1 영역은 배터리 셀의 제1 부분이 수집 챔버를 향해 제2 영역의 수집 챔버를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분을 수용하는 데 사용되며, 이로써, 상기 제1 영역을 통해 배터리 셀을 위치 결정 및 고정시킬 수 있고, 배터리 셀의 구름을 피하며, 배터리의 안정성을 향상시키고; 또한, 제1 부분이 제2 영역에 비해 전기 챔버보다 돌출되는 바, 즉 수집 챔버의 일부 공간을 차지할 수 있어, 배터리의 공간 이용율을 향상시킨다. 또한,압력 릴리프 기구 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버에 유입되도록 배터리 셀의 압력 릴리프 기구는 상기 제1 부분에 위치함으로써, 일정한 방향으로의 배출 목적을 달성하여, 전기 챔버에 대한 배출물의 영향을 피하는 즉, 배출물과 전기 챔버 내 고압 부재에 연결 접촉되는 것도 피하고, 배터리의 폭발 리스크를 줄여, 배터리의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예에서 설명하고자 하는 기술적 해결수단은 배터리를 사용하는 각종 전기 설비에 모두 적용된다.
전기 설비는 차량, 모바일폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 선박, 항공기, 전동 장난감 및 전동 공구 등일 수 있다. 차량은 연료 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수 있고; 항공기는, 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함하며; 전동 장난감은, 고정식 또는 이동식 전동 장난감, 예를 들어, 게임기, 전동 자동차 장난감, 전동 선박 장난감 및 전동 비행기 장난감 등을 포함하고; 전동 공구는 금속 절삭 전동 공구, 연마 전동 공구, 조립 전동 공구 및 철도용 전동 공구, 예를 들어, 전동 드릴, 전동 그라인더, 전동 스패너, 전동 드라이버, 전동 망치, 충격 전동 드릴, 콘크리트 바이브레이터 및 전동 대패 등을 포함한다. 본 출원의 실시예는 상기 전기 설비에 대해 특별히 한정하지 않는다.
설명의 편리를 위해, 이하의 실시예에서 전기 설비는 차량을 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도 1은 본 발명의 일 실시예의 차량(1)의 구조 모식도이고, 차량(1)은 연료 자동차, 가스 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), 제어기(30) 및 배터리(10)가 설치될 수 있고, 제어기(30)는 배터리(10)가 모터(40)에 전력을 제공하도록 제어한다. 예를 들어, 차량(1)의 저부 또는 전방 또는 후방에 배터리(10)를 설치할 수 있다. 배터리(10)는 차량(1)의 전력 공급에 사용될 수 있고, 예를 들어, 배터리(10)는 차량(1)의 동작 전원으로, 차량(1)의 회로 시스템으로 사용될 수 있고, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 네비게이션 및 운행 시의 작동 전력 수료에 사용된다. 본 출원의 다른 실시예에 있어서, 배터리(10)는 차량(1)의 동작 전원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로 사용될 수도 있으며, 가솔린 또는 천연가스를 대체하거나 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동 동력을 제공할 수 있다.
다양한 전력 사용 수요를 만족시키기 위해, 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있고, 복수의 배터리 셀들 사이는 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 직렬 연결과 병렬 연결의 혼합을 표시한다. 배터리를 배터리 팩으로 칭할 수도 있다. 선택 적으로, 복수의 배터리 셀은 우선 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리 모듈을 구성한 후, 복수의 배터리 모듈들이 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결되어 배터리로 구성될 수 있다. 다시 말해서, 복수의 배터리 셀은 직접적으로 배터리를 구성할 수 있거나, 먼저 배터리 모듈을 구성한 후, 배터리 모듈이 다시 배터리를 구성할 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)의 분해 구조 모식도를 도시하고; 도 3은 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10) 중 일부 부재를 조립한 후의 구조 모식도를 도시하며, 예를 들어, 상기 도 3은 도 2에 도시된 배터리(10)의 일부 부재를 조립한 후의 구조 모식도이고; 도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)의 단면도를 도시하고, 예를 들어, 상기 배터리(10)는 도 2에 도시된 배터리(10)의 조립 후의 구조일 수 있으며, 상기 단면은 배터리 내의 배터리 셀의 축방향에 수직되는 평면일 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(20)로서, 상기 배터리 셀(20)은 원기둥체이고, 상기 배터리 셀(20)의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구(21)가 마련되며, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 복수의 배터리 셀(20); 복수의 상기 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 전기 챔버(15); 상기 압력 릴리프 기구(21) 작동 시 상기 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버(16); 상기 전기 챔버(15)와 상기 수집 챔버(16)를 분리시키기 위한 분리 부재(12)로서, 상기 분리 부재(12)는 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 포함하되, 상기 제1 영역(121)은 상기 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)이 상기 수집 챔버(16)를 향해 상기 제2 영역(122)의 상기 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분(22)을 수용하는 데 사용되고, 상기 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버(16)에 유입되도록, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 상기 원기둥 측면에서 상기 제1 부분(22)이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재(12)를 포함한다.
따라서, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)에 있어서, 분리 부재(12)에 마련된 제1 영역(121)을 통해 원기둥형 배터리 셀(20)을 위치 결정 및 고정시키고, 배터리 셀(20)의 구름을 피하며, 배터리(10)의 안정성을 향상시키고; 또한, 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)이 제2 영역(122)에 비해 전기 챔버(15)보다 돌출됨으로써 배터리 셀(20)이 수집 챔버(16)의 일부 공간을 차지할 수 있어, 배터리(10)의 공간 이용율을 향상시킨다. 또한, 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 배출물이 상기 수집 챔버(16)에 유입되도록 배터리 셀(20)의 압력 릴리프 기구(21)를 상기 제1 부분(22)에 마련함으로써, 일정한 방향으로의 배출 목적을 달성하여, 전기 챔버(15)에 대한 배출물의 영향을 피함으로써, 즉 배출물과 전기 챔버(15) 내 고압 부재에 연결 접촉되는 것도 피하고, 배터리(10)의 폭발 리스크를 줄여 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)는 전기 챔버(15) 및 수집 챔버(16)를 포함하고, 선택적으로, 상기 배터리(10)는 전기 챔버(15) 및 수집 챔버(16)를 형성하는 박스 본체(11)를 더 포함한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 박스 본체(11) 내부는 중공 구조이고, 복수의 배터리 셀(20)은 박스 본체(11) 내에 수용된다. 박스 본체(11)는 두개의 부분을 포함할 수 있고, 여기서 각각 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)로 칭하며, 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)는 스냅 결합된다. 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)의 형상은 내부에 수용된 부재의 형상에 의해 결정되고, 예를 들어, 내부에 수용된 복수의 배터리 셀(20) 조합의 형상에 의해 결정될 수 있으며, 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112) 중 적어도 하나는 하나의 개구를 구비한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112) 중 하나만 개구를 구비한 중공 직육면체이고, 다른 하나는 판형상으로 개구를 덮을 수 있다. 예를 들어, 여기서 제2 박스 본체부(112)가 중공 직육면체이고 하나의 개구(1113)를 구비하며, 제1 박스 본체부(111)가 판형상인 것을 예로 들면, 제1 박스 본체부(111)는 제2 박스 본체부(112)의 개구 위치를 덮어 밀폐 캐비티를 구비하는 박스 본체(11)를 형성하고, 상기 캐비티는 복수의 배터리 셀(20)을 수용하는 데 사용될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)는 서로 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 직병렬 혼합 조합 후 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)가 스냅 결합된 후 형성한 박스 본체(11) 내에 안착된다.
또 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 달리, 상기 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)는 모두 중공 직육면체이고 각각 하나의 면이 개구면일 수 있으며, 제1 박스 본체부(111)의 개구 및 제2 박스 본체부(112)의 개구는 대향하도록 마련되되, 제1 박스 본체부(111) 및 제2 박스 본체부(112)는 서로 스냅 결합되어 밀폐 캐비티를 구비한 박스 본체(11)를 형성할 수 있다.
박스 본체(11) 내부에 전기 챔버(15) 및 수집 챔버(16)가 포함되고, 여기서, 전기 챔버(15)는 복수의 배터리 셀(20)를 수용하는 데 사용된다. 구체적으로, 상기 배터리(10)는 버스 부재(14)를 더 포함할 수 있고, 버스 부재(14)는 복수의 배터리 셀(20) 사이의 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 직병렬 혼합 연결과 같은 전기적 연결을 실현하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 버스 부재(14)는 배터리 셀(20)의 전극 단자를 연결함으로써 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 나아가, 버스 부재(14)는 용접을 통해 배터리 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다.
본 출원의 실시예에 있어서, 전기 챔버(15)에 복수의 원기둥형 배터리 셀(20)가 수용되고, 상기 복수의 배터리 셀(20)은 규칙적으로 배열 조립되어, 전기 챔버(15)의 공간 이용율을 향상시킬 수 있고, 나아가 배터리(10)의 에너지 밀도를 향상시킨다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀(20)의 사이즈는 같거나 다르게 설정할 수 있고, 본 출원의 실시예에서는 복수의 배터리 셀(20)의 사이즈가 동일한 것을 예로 들어 설명하며, 이로써 복수의 배터리 셀(20)의 용량이 동일하도록 하여, 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결이 용이하고, 상기 복수의 배터리 셀(20)의 배열이 용이하도록 한다.
구체적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 전기 챔버(15) 내에는 제1 방향(Z)에 따라 배열된 복수의 배터리 셀 그룹이 수용되고, 복수의 배터리 셀 그룹 중 각 배터리 셀 그룹에는 제2 방향(Y)에 따라 배열된 복수의 배터리 셀(20)을 포함되며, 제1 방향(Z), 제2 방향(Y)은 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 서로 수직되고, 여기서, 원기둥체의 배터리 셀(20)의 경우, 상기 배터리 셀(20)의 축방향(X)은 원기둥체의 축방향(X)이다. 전기 챔버(15) 내의 복수의 배터리 셀(20)을 어레이로 배열함으로써, 전기 챔버(15)의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 원기둥체의 특점을 고려하여, 복수의 배터리 셀 그룹을 어긋나게 배열하여, 배터리 셀(20) 사이의 틈을 줄이고, 공간 이용율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방향(Z)에 수직되는 평면에서, 상기 평면에서의 복수의 배터리 셀(20)의 축선의 투영이 서로 중첩되지 않는다. 또한, 상기 평면에서의 상기 복수의 배터리 셀(20)의 축선의 투영의 간격이 서로 같아, 서로 다른 배터리 셀 그룹 내의 배터리 셀(20)을 어긋나게 마련할 수 있고, 공간을 합리적으로 이용하며, 배터리 셀(20) 사이의 틈을 줄인다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구(21) 가 마련되고, 상기 원기둥 측면은 배터리 셀(20)의 축방향(X)을 둘러싼 곡면인 즉 원기둥체의 측면이다. 상기 압력 릴리프 기구(21)는 여러 형태로 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 배터리 셀(20) 상의 노치일 수 있고, 상기 압력 릴리프 기구(21) 위치에서 배터리 셀(20)의 케이스의 두께를 다른 영역의 두께보다 작게 하며, 다시 말해서 상기 압력 릴리프 기구(21) 위치에서 강도가 상대적으로 취약하고, 이로써, 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 그 내부 온도 또는 압력이 기설정값에 도달할 때, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 노치 위치에서 파괴되어, 내부 압력 또는 온도를 릴리프하도록 한다. 또 예를 들어, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 온도 감응성 재료로 마련될 수도 있고, 이로써, 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 그 내부 온도가 설정값에 도달할 때, 상기 압력 릴리프 기구(21)가 용융되어, 내부 압력 또는 온도를 릴리프할 수 있으나, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 실시예에 있어서, 배터리(10)는 수집 챔버(16)를 더 포함하여, 압력 릴리프 기구(21) 작동 후, 상기 압력 릴리프 기구(21)를 통해 배출되는 배출물을 수집하여, 배출물이 고압 부재에 접촉되어 단락을 초래하는 것을 피한다. 구체적으로, 상기 압력 릴리프 기구(21)의 수집 챔버(16)를 향한 일정한 방향으로의 압력 릴리프를 실현하기 위해, 상기 배터리(10)는 분리 부재(12)를 포함하고, 상기 분리 부재(12)는 전기 챔버(15) 및 수집 챔버(16)를 분리시키는 데 사용될 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분리 부재(12)는 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 포함하고, 상기 제1 영역(121)은 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)이 상기 수집 챔버(16)를 향해 상기 제2 영역(122)의 상기 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분(22)을 수용하는 데 사용되며; 또한,상기 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 상기 압력 릴리프 기구(21)를 통해 배출물을 배출하여 상기 수집 챔버(16)에 원활하게 유입되도록 상기 압력 릴리프 기구(21)는 상기 원기둥 측면의 상기 제1 부분(22)이 위치하는 영역에 마련된다.
본 출원의 실시예에 따른 분리 부재(12)는 열관리 부재로 사용될 수 있고, 다시 말해서 복수의 배터리 셀(20)의 온도를 조절하기 위해 상기 분리 부재(12)는 유체를 수용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 여기서 유체는 액체 또는 기체일 수 있고, 온도 조절은 복수의 배터리 셀(20)을 가열하거나 또는 냉각하는 것을 의미한다. 배터리 셀(20)을 냉각하거나 또는 온도를 낮추는 경우, 상기 분리 부재(12)는 냉각 유체를 수용하여 복수의 배터리 셀(20)의 온도를 낮추는 데 사용될 수 있고; 또한, 분리 부재(12)는 가열하여 복수의 배터리 셀(20)의 온도를 상승시키는 데 사용될 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 선택적으로, 상기 유체는 더 나은 온도 조절 효과를 달성하기 위해 순환 유동될 수 있다. 선택적으로, 유체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합액 또는 공기 등일 수 있다.
선택적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 배터리 셀(20)은 동일 분리 부재(12)에 대응된다. 배터리(10) 내 배터리 셀(20)의 배열 규칙을 고려하여, 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 배터리 셀(20)을 동일 분리 부재(12)에 대응되게 마련하면, 상기 복수의 배터리 셀(20)이 동일 수집 챔버(16)에 대응되고, 다시 말해서 상기 복수의 배터리 셀(20)의 압력 릴리프 기구(21)로부터 배출되는 배출물은 동일 수집 챔버(16)에 배출될 수 있어, 공간을 절약하고, 배터리(10)의 공간 이용율을 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 배터리 셀(20)은 동일 분리 부재(12) 상의 복수의 제1 영역(121)에 일대일 대응된다. 동일 배터리 셀 그룹 내 복수의 배터리 셀(20) 중 각 배터리 셀(20)은 모두 대응하는 제1 영역(121)이 마련되어 있을 경우, 임의의 하나의 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 분리 부재(12)의 이에 대응되는 제1 영역(121)을 통해 일정한 방향으로 배출물을 배출할 수 있고; 또한, 배터리 셀(20)이 원기둥체이고, 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 배터리 셀(20)을 동일 분리 부재(12) 상의 복수의 제1 영역(121)에 일대일 대응되게 마련하면, 각 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우 수집 챔버(16)를 향해 일정한 방향으로 배출물을 배출할 수 있도록 확보할 수 있을 뿐만 아니라,상기 제1 영역(121)을 이용하여 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)이 제1 영역(121)에 위치할 수 있도록 각 배터리 셀(20)에 대해 위치 결정 및 장착을 실현할 수 있어, 배터리(10)의 안정성을 향상시킨다.
선택적으로, 복수의 배터리 셀 그룹 중 인접한 두개의 배터리 셀 그룹은 두개의 분리 부재(12) 사이가 전기 챔버(15)이고, 전기 챔버(15)가 두개의 수집 챔버(16) 사이에 위치하도록 두개의 대향하여 마련된 분리 부재(12)에 대응된다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방향(Z)에서의 임의의 인접한 두개의 배터리 셀 그룹에 있어서, 상기 두개의 배터리 셀 그룹을 동일 전기 챔버(15)에 마련하여, 두개의 배터리 셀 그룹의 배터리 셀(20) 사이를 어긋나게 배치할 수 있어, 전기 챔버(15)의 공간을 절약하고; 이때, 상기 두개의 배터리 셀 그룹에 대응되는 두개의 수집 챔버(16)는 각각 상기 전기 챔버(15)의 대향하는 양측에 위치할 수 있고, 이로써 상기 배터리(10)의 제1 방향(Z)에서의 두께를 가장 작게 할 수 있고, 특히 상기 배터리(10)에 두개의 배터리 셀 그룹만 포함되는 경우, 각각의 배터리 셀(20)의 장착, 위치 결정이 용이할 뿐만 아니라, 상기 배터리(10)의 공간 이용율을 크게 향상시킬 수도 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)는 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 따라 각각 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 마련되고, 두개의 분리 부재(12)와 연결되어 전기 챔버(15)를 형성하는 두개의 앤드 플레이트(13)를 더 포함한다. 본 출원의 실시예에 따른 복수의 분리 부재(12)는 제1 방향(Z)에 따라 마련되고, 예를 들어, 두개의 분리 부재(12)를 제1 방향(Z)에 따라 각각 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 마련하며, 이로써, 상기 두개의 분리 부재(12)는 그 내부 복수의 배터리 셀(20)이 제1 방향(Z)을 따라 이동하는 것을 제한할 수 있고, 두개의 앤드 플레이트(13)가 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 따라 각각 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 마련되어, 두개의 배터리 셀 그룹 내 배터리 셀이 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 따라 이동하는 것을 추가로 제한하여, 배터리 셀(20)을 고정시키고, 배터리(10)의 안정성을 증가한다.
선택적으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 앤드 플레이트(13)의 배터리 셀(20)을 향한 표면에 배터리 셀(20)을 고정시키기 위한 위치제한구조(133)이 더 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 위치제한구조(133)는 배터리 셀(20)에 일대일 대응되어, 각 배터리 셀(20)의 이동을 제한하는 데 사용될 수 있고; 상기 위치제한구조(133)는 앤드 플레이트(13) 표면에서 배터리 셀(20)을 향해 돌출된 돌기 구조일 수 있고, 예를 들어, 원기둥형 배터리 셀(20)에 대응하여 도시된 바와 같은 괄호형 위치제한구조(133)로 마련되어, 상기 배터리 셀(20)이 제1 방향(Z) 또는 제2 방향(Y)에 따라 이동하는 것을 제한함으로써, 배터리(10)의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 앤드 플레이트(13), 분리 부재(12) 및 제2 박스 본체부(112)는 전기 챔버(15)를 형성하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 선택적으로, 상기 전기 챔버(15) 내에 충전물(151)이 마련되고, 충전물(151)은 복수의 배터리 셀(20) 사이의 갭을 충진하는 데 사용된다. 도 5는 본 출원의 실시예에 따른 전기 챔버(15)의 모식도이고, 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 원기둥형이고, 앤드 플레이트(13), 분리 부재(12) 및 제2 박스 본체부(112)를 통해 형성된 전기 챔버(15)는 통상적으로 직육면체이기에, 상기 전기 챔버(15)에 갭이 존재하고, 상기 갭 내에 충전물(151)을 마련하여, 한편 내부 배터리 셀(20)에 대해 구속을 제공하여, 배터리 셀(20)의 이동을 피하고; 다른 한편, 상기 충전물(151)은 배터리 셀(20)의 케이스를 구속할 수도 있어, 임의의 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 배터리 셀(20)의 표면에서 제1 부분(22)을 제외한 전기 챔버(15) 내에 위치한 다른 부분이 파괴되는 것을 피하고, 나아가 열폭주의 확산을 피할 수 있으며, 배터리(10)의 안전성능을 향상시킨다.
선택적으로, 전기 챔버(15)에 충전물(151)을 마련하는 경우, 배터리 셀(20)의 전기 챔버(15) 내에 위치한 부분은 충전물(151)의 구속 작용으로 인해, 강도가 증가되고, 그 강도가 제1 부분(22)의 강도보다 크며, 이 때, 상기 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 상기 배터리 셀(20)에 압력 릴리프 기구(21)를 마련하지 않더라도, 상기 제1 부분(22)이 파괴되는 확율이 전기 챔버(15) 내에 위치한 다른 부분보다 훨씬 높고, 따라서, 배터리 셀(20)에 압력 릴리프 기구(21)를 설치하지 않아도 되거나, 또는, 상기 배터리 셀(20)의 압력 릴리프 기구(21)를 곧 상기 제1 부분(22)으로 하여, 별도로 노치 영역 또는 온도 감응성 영역을 마련하여 압력 릴리프 기구(21)를 형성할 필요가 없어, 배터리 셀(20)의 가공 과정을 간소화할 수 있고, 동일하게 상기 배터리 셀(20)이 일정한 방향으로 폭파하고, 수집 챔버(16)를 향해 배출물을 배출하도록 확보할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에 따른 충전물(151)은 열확산 효과가 우수한 재료를 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 충전물(151)은 열전도성 접착제를 사용할 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 실시예에 따른 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12) 사이의 연결 형태는 실제 응용에 따라 원활하게 설정될수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않음을 이해해야 한다. 예를 들어, 두개의 앤드 플레이트(13) 중의 각 앤드 플레이트(13)에는 제1 방향(Z)에 따라 돌출된 제1 철부(131)가 마련되고, 분리 부재(12)에는 제1 스루홀(123)이 마련되며, 각 앤드 플레이트(13)를 분리 부재(12)에 고정적으로 연결시키기 위해, 제1 철부(131)는 제1 스루홀(123)을 통과한다. 구체적으로, 도 6은 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10)의 다른 단면의 국부 모식도를 도시하고, 상기 단면은 제2 방향(Y)에 수직되는 평면이며, 상기 도 6에 도시된 배터리(10)는 도 2 내지 도 4에 도시된 배터리(10)일 수 있고; 도 7은 도 6 중 영역 A의 국부 확대도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각 앤드 플레이트(13)에는 적어도 하나의 제1 철부(131)가 마련될 수 있고, 상기 제1 철부(131)는 분리 부재(12)를 향해 돌출되며, 이에 대응하여, 각 분리 부재(12)에는 적어도 하나의 제1 스루홀(123)이 마련될 수 있고, 각 제1 철부(131)는 대응되는 제1 스루홀(123)을 통과하여, 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12)를 고정시킬 수 있으며, 이러한 고정 형태는 가공 및 조립이 용이하고, 배터리(10)의 가공 효율을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 제1 스루홀(123)과 제1 철부(131)의 형상은 서로 같거나 다를 수 있고, 또한 실제 적용에 따라 원활하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스루홀(123)과 제1 철부(131)의 형상을 서로 같게 설정할 수 있고, 예를 들어 모두 직육면체로 설정하되 제1 철부(131)의 사이즈를 제1 스루홀(123)의 사이즈보다 약간 작게 하여, 제1 철부(131)가 제1 스루홀(123)를 통과하고, 상기 제1 스루홀(123) 내에 안정적으로 고정될 수 있도록 하며, 나아가 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12) 사이가 상대적으로 안정되게 한다.
선택적으로, 각 앤드 플레이트(13)에 복수의 제1 철부(131)를 마련할 수 있고, 이에 대응하여, 분리 부재(12)에도 복수의 제1 스루홀(123)을 마련하여, 상기 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12) 사이를 더욱 안정되게 할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 제1 철부(131)의 사이즈는 서로 같거나 또는 다를 수 있고, 상기 복수의 제1 철부(131) 사이의 간격이 서로 같거나 또는 다를 수 있으며, 예를 들어, 상기 복수의 제1 철부(131)를 앤드 플레이트(13)의 분리 부재(12)를 향한 가장자리 부분에 분산되게 마련하여, 상기 앤드 플레이트(13)의 여러 영역이 모두 분리 부재(12)와 더욱 안정적으로 연결되도록 할 수 있다.
또 예를 들어, 이와 유사하게, 두개의 앤드 플레이트(13) 중의 각 앤드 플레이트(13)에는 제2 스루홀(132)이 마련되고, 분리 부재(12)에는 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 따라 돌출된 제2 철부(124)가 마련되며, 각 앤드 플레이트(13)를 분리 부재(12)에 고정적으로 연결시키기 위해 제2 철부(124)는 제2 스루홀(132)을 통과한다. 도 8은 본 출원의 다른 실시예에 따른 배터리(10) 중 일부 부재의 조립 후의 구조 모식도를 도시하고, 도 9는 본 출원의 다른 실시예에 따른 배터리(10)의 단면도이며, 여기서, 상기 단면은 배터리(10) 중 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면일 수 있고, 도 8의 배터리(10)는 도 9에 도시된 배터리(10)의일부이며; 도 10은 본 출원의 다른 실시예에 따른 배터리(10)의 다른 단면의 국부 모식도이고, 상기 단면은 제2 방향(Y)에 수직되는 평면이며, 상기 도 10에 도시된 배터리(10)는 도 8에 도시된 바와 같은 배터리(10)의 부분일 수 있으며; 도 11은 도 10 중 영역 B의 국부 확대도이다. 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 각 앤드 플레이트(13)에는 적어도 하나의 제2 스루홀(132)이 마련되고, 이에 대응하여, 각 분리 부재(12)에는 적어도 하나의 제2 철부(124)가 마련될 수 있으며, 각 제2 철부(124)는 대응되는 제2 스루홀(132)을 통과하여, 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12)를 고정시킬 수 있으며, 이러한 고정 형태는 가공 및 조립이 용이하고, 배터리(10)의 가공 효율을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 제2 철부(124)와 제2 스루홀(132)의 형상은 서로 같거나 다를 수 있고, 또한 실제 적용에 따라 원활하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 스루홀(132)과 제2 철부(124)의 형상을 서로 같게 설정할 수 있고, 예를 들어 모두 직육면체로 설정하되 제2 철부(124)의 사이즈를 제2 스루홀(132)의 사이즈보다 약간 작게 하여, 제2 철부(124)가 제2 스루홀(132)을 통과하고, 상기 제2 스루홀(132) 내에 안정적으로 고정될 수 있도록 하며, 나아가 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12) 사이가 상대적으로 안정되게 한다.
선택적으로, 각 분리 부재(12)에는 복수의 제2 철부(124)가 마련될 수 있고, 이에 대응하여, 앤드 플레이트(13)에도 복수의 제2 스루홀(132)가 마련되어, 상기 앤드 플레이트(13)와 분리 부재(12) 사이를 더욱 안정되게 할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 제2 철부(124)의 사이즈는 서로 같거나 또는 다를 수 있고, 상기 복수의 제2 철부(124) 사이의 간격은 서로 같거나 또는 다를 수 있으며, 예를 들어, 상기 복수의 제2 철부(124)를 분리 부재(12)의 앤드 플레이트(13)를 향한 가장자리 부분에 분산되게 마련하여, 상기 분리 부재(12)의 여러 영역이 모두 앤드 플레이트(13)와 더욱 안정적으로 연결되도록 할 수 있다.
이하 첨부 도면에 결부하여, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20) 및 이에 대응되는 분리 부재(12)를 상세히 설명하도록 한다. 도 12는 배터리 셀(20) 및 이에 대응되는 분리 부재(12)의 모식도를 도시하고, 여기서, 상기 배터리 셀(20)은 도 2 내지 도 12에 도시된 바와 같은 임의의 하나의 배터리 셀 그룹에 포함된 배터리 셀(20)일 수 있고, 상기 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)은 대응되는 분리 부재(12)의 제1 영역(121)에 마련되며; 도 13은 분리 부재(12)의 개략적 부감도이고, 상기 도 13의 분리 부재(12)는 도 12 중의 분리 부재(12)일 수 있으며; 도 14는 배터리 셀(20) 및 이에 대응되는 분리 부재(12)의 개략적 부감도를 도시하고, 상기 도 14에 도시된 배터리 셀(20) 및 분리 부재(12)는 도 12에 도시된 배터리 셀(20) 및 분리 부재(12)일 수 있다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)은 전극 단자(23)를 더 포함하고, 전극 단자(23)는 배터리 셀(20)의 내부의 전극 어셈블리에 전기적으로 연결되어, 배터리 셀(20)의 전기 에너지를 출력하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 배터리 셀은 두개의 전극 단자(23)를 포함할 수 있고, 상기 두개의 전극 단자는 각각 양극 단자 및 음극 단자이며, 양극 단자는 양극 탭에 전기적으로 연결되는 데 사용되고, 음극 단자는 음극 탭에 전기적으로 연결되는 데 사용된다. 양극 단자는 양극 탭에 직접적으로 연결될 수 있고, 간접적으로 연결될 수도 있으며, 음극 단자는 음극 탭에 직접적으로 연결될 수 있고, 간접적으로 연결될 수도 있다. 예를 들어, 양극 단자는 하나의 연결 구조를 통해 양극 탭에 전기적으로 연결되고, 음극 단자는 하나의 연결 구조를 통해 음극 탭에 전기적으로 연결된다.
선택적으로, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 원기둥형 배터리 셀(20)에 있어서, 상기 배터리 셀(20)의 두개의 원기둥 저부에 각각 전극 단자(23)가 마련되고, 이로써, 복수의 버스 부재(14)를 각각 복수의 배터리 셀(20)의 양단에 마련함으로써, 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있고, 조립 및 전기적 연결에 편이하다.
선택적으로, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 배터리(10)에 마련된 복수의 배터리 셀(20)의 형상 및 사이즈가 통상적으로 서로 같은 점을 고려하여, 대응되게, 분리 부재(12) 상의 복수의 제1 영역(121)의 형상 및 사이즈를 동일하게 마련할 수도 있고, 이로써 분리 부재(12)의 가공에 편이할 뿐만 아니라, 장착 과정에서, 임의의 하나의 제1 영역(121)이 임의의 하나의 배터리 셀(20)에 적용할 수 있고, 나아가 배터리(10)의 가공 효율을 향상시킨다.
선택적으로, 분리 부재(12)에 마련된 복수의 제1 영역(121)의 형상은 실제 응용에 따라 설정할 수 있고, 예를 들어, 각 제1 영역(121)의 분리 부재(12)의 전기 챔버(15)를 향한 표면에서의 정투영은 직사각형, 삼각형 또는 타원형 등일 수 있다. 도 12 내지 도 14는 상기 정투영이 직사각형인 것을 예로 들어, 한편 직사각형은 가공에 편이하며, 다른 한편, 정투영이 직사각형인 경우, 상기 정투영의 여러 위치에서 배터리 셀(20)의 축방향(X)에서의 길이가 서로 같고, 제2 방향(Y)에서의 길이도 같으며, 이로써, 원기둥 체의 배터리 셀(20)의 국부가 상기 제1 영역(121)에 마련되는 경우, 복수의 배터리 셀(20)의 각 방향 사이즈도 모두 상대적으로 균일하고, 예를 들어 일부 배터리 셀(20)이 다른 배터리 셀(20)보다 돌출되는 경우가 존재하지 않으며, 배터리(10)의 공간 이용율을 향상시킨다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 영역(121)의 분리 부재(12)의 전기 챔버(15)를 향한 표면에서의 정투영의 배터리 셀(20)의 축방향(X)에서의 길이(L1)는 배터리 셀(20)의 원기둥 측면의 배터리 셀(20)의 축방향(X)에서의 길이(L3) 이상이고; 정투영의 제2 방향(Y)에서의 길이(L2)는 배터리 셀(20)의 직경(L4)보다 작으며, 여기서, 제2 방향(Y)은 정투영이 위치하는 평면에서 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 방향이다.
구체적으로, 제1 영역(121)의 분리 부재(12)의 전기 챔버(15)를 향한 표면에서의 정투영은 임의의 형상일 수 있고, 상기 정투영의 배터리 셀(20)의 축방향(X)에서의 길이(L1)는 상기 정투영 각 위치의 배터리 셀(20)의 축방향(X)에서의 길이 중 최소치일 수 있으며, 유사하게, 상기 정투영의 제2 방향(Y) 에서의 길이(L2)는 상기 정투영 각 위치의 제2 방향(Y) 에서의 길이 중 최소치이다. 길이(L1)를 길이(L3) 이상으로 설정하고, 길이(L2)를 길이(L4)보다 작게 설정함으로써, 배터리 셀(20)의 제1 영역(121)에 위치하는 제1 부분(22)에 있어서, 상기 제1 부분(22)은 배터리 셀(20)의 전부가 아닌 국부 영역에 불과하고 상기 배터리 셀(20)의 하나의 작은 일부 영역이며, 제1 부분(22)은 수집 챔버(16)의 너무 많은 영역을 차지하지 않아, 수집 챔버(16)에 영향을 미치지 않는다.
본 출원의 실시예에 따른 제1 영역(121)은 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)을 수용할 수 있고, 상기 제1 영역은 실제 응용에 따라 임의의 형상으로 마련될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 상기 제1 영역(121)은 분리 부재(12)를 관통하는 홀이다. 도 15는 두개의 배터리 셀(20)과 대응되는 분리 부재(12)의 국부 단면 모식도를 도시하고, 상기 단면은 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면이며, 또한, 도 15 중의 두개의 배터리 셀(20)은 도 2 내지 도 14에 도시된 바와 같은 배터리(10) 중의 임의의 두개의 인접한 배터리 셀(20)일 수 있고, 상기 두개의 배터리 셀(20)은 동일 분리 부재(12)의 두개의 인접한 제1 영역(121)에 대응된다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 제1 영역(121)이 분리 부재(12) 상의 홀인 경우, 한편 홀은 가공이 편이하고, 다른 한편, 제1 부분(22)에 위치한 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 아무런 방해도 존재하지 않아, 배출물을 직접 상기 홀을 통해 수집 챔버(16)에 배출할 수 있어, 열폭주된 배터리 셀(20) 이 내부 압력 및 온도를 적시에 릴리프할 수 있어 열확산을 피하고, 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
선택적으로, 분리 부재(12)는 홀 위치에 원호면(1211)이 구비되어 제1 부분(22)이 홀 내에서 분리 부재(12)과 밀착되도록 한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)의 측면은 곡면이고, 제1 영역(121)에 원호면(1211)을 구비하여 제1 부분(22)이 원호면(1211)과 밀착되도록 하고, 다시 말해서 배터리 셀(20)과 분리 부재(12) 사이에 선접촉이 아닌 면접촉을 구비하여, 양자의 접촉 면적을 증가시키고, 한편 배터리 셀(20)의 상기 제1 영역(121)에서의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 변위가 쉽게 발생하지 않고, 다른 한편, 분리 부재(12) 가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
또 예를 들어, 제1 영역(121)은 분리 부재(12) 상의 요홈이고, 요홈은 수집 챔버(16)를 향해 제2 영역(122)의 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출된다. 도 16 및 도 17은 각각 두개의 배터리 셀(20)와 대응되는 분리 부재(12)의 두개의 국부 단면 모식도를 도시하고, 상기 단면은 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면이며, 도 16 및 도 17 중의 두개의 배터리 셀(20)은 배터리(10) 중의 임의의 두개의 인접한 배터리 셀일 수 있고, 또한, 상기 두개의 배터리 셀(20)은 동일 분리 부재(12)의 두개의 인접한 제1 영역(121)에 대응한다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제1 영역(121)은 분리 부재(12) 상의 요홈일 수 있고, 이로써, 배터리(10)의 정상적인 사용 시, 상기 분리 부재(12) 양측의 전기 챔버(15) 및 수집 챔버(16)는 상대적으로 밀폐되고, 임의의 하나의 배터리 셀(20)에 열폭주가 발생하는 경우, 그 압력 릴리프 기구(21)가 작동하여 배출물을 배출하고, 상기 배출물이 상기 압력 릴리프 기구(21)에 대응되는 제1 영역(121)의 요홈을 파괴할 수 있어, 상기 배출물이 수집 챔버(16)에 유입되도록 하며, 동시에, 다른 위치의 제1 영역(121)의 요홈은 파괴되지 않기에, 수집 챔버(16)에 유입된 배출물(특히 고온 가스 또는 화염)은 다른 위치의 제1 영역(121)을 거쳐 전기 챔버(15)에 다시 되돌아갈 수 없어, 다른 배터리 셀(20)에 대한 영향을 피할 수 있음으로써, 열확산 가능성을 줄이고, 배터리(10)의 안전성을 향상시킨다.
선택적으로, 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면에서 상기 제1 영역(121)의 요홈의 단면의 형상은 실제 응용에 따라 원활하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단면의 형상은 원호형 또는 직사각형일 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 원호형이고, 상기 제1 평면은 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면이며, 다른 형상의 요홈에 비해 원호면의 요홈은 수집 챔버(16)의 공간을 적게 차지하여, 수집 챔버(16)의 배치에 대한 영향이 작다.
나아가, 상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면이 원호형인 경우, 상기 제1 부분(22)은 요홈 내에서 분리 부재(12)와 밀착되고, 다시 말해서 배터리 셀(20)과 분리 부재(12) 사이의 접촉면은 선접촉이 아닌 원호면이며, 양자의 접촉 면적을 증가시키고, 한편 배터리 셀(20)의 상기 제1 영역(121)에서의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 다른 한편, 분리 부재(12)가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
또 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 직사각형이고, 제1 평면은 배터리 셀(20)의 축방향(X)에 수직되는 평면이며, 상기 직사각형 요홈은 가공이 편이하고, 예를 들어, 스탬핑 방식으로 빠르게 가공을 완성할 수 있다.
나아가, 상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면이 직사각형인 경우, 분리 부재(12)는 요홈의 개구 위치에 원호면(1212)을 구비하여, 제1 부분(22)이 요홈의 개구 위치에서 분리 부재(12)와 밀착되도록 하고, 다시 말해서 배터리 셀(20)과 분리 부재(12) 사이는 선접촉이 아닌 면접촉이며, 양자의 접촉 면적을 증가시키고, 한편 배터리 셀(20)의 상기 제1 영역(121)에서의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 다른 한편, 분리 부재(12)가 열관리 부재인 경우, 온도 조절 효율을 향상시킬 수도 있다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 영역(121)이 요홈인 경우, 상기 요홈의 저벽은 배터리 셀(20)의 압력 릴리프 기구(21)를 방해하기에, 상기 압력 릴리프 기구(21)로부터 수집 챔버(16)에 배출하는 배출물의 속도를 향상시키기 위해 요홈의 저벽에 대피 영역을 마련할 수 있고, 상기 대피 영역의 위치가 압력 릴리프 기구(21)에 대응되어, 압력 릴리프 기구(21)에서 배출되는 배출물이 대피 영역을 파괴하여 수집 챔버(16)에 배출되도록 함으로써, 배터리 셀(20)의 내부 압력 및 온도를 적시에 릴리프할 수 있으나, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는 것을 이해해야 한다.
선택적으로, 상기 요홈 저벽의 대피 영역은 임의의 형태로 실현될 수 있고, 예를 들어, 저벽에 노치를 마련하여 대피 영역을 형성하거나 또는 저벽에 온도 감응성 재료를 마련하여 대피 영역을 형성할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
이상에서 본 출원의 실시예에 따른 배터리(10) 및 전기 설비를 설명하였고, 이하 본 출원의 실시예에 따른 배터리의 제조 방법 및 제조 설비를 설명하도록 하며, 여기서 상세하게 설명하지 않은 부분은 전술한 각 실시예를 참조할 수 있다.
도 18은 본 출원의 일 실시예의 배터리의 제조 방법(300)의 개략적 흐름도를 도시한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 방법(300)은 복수의 배터리 셀(20)로서, 배터리 셀(20)은 원기둥체이고 배터리 셀(20)의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구(21)가 마련되며, 압력 릴리프 기구(21)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 복수의 배터리 셀(20)을 제공하는 단계(S310); 복수의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 전기 챔버(15)를 제공하는 단계(S320); 압력 릴리프 기구(21) 작동 시 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버(16)를 제공하는 단계(S330); 및 전기 챔버(15)와 수집 챔버(16)를 분리시키기 위한 분리 부재(12)로서, 분리 부재(12)는 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 포함하되, 제1 영역(121)은 제1 부분(22)이 수집 챔버(16)를 향해 제2 영역(122)의 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출되도록 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)을 수용하는 데 사용되고, 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 배출물이 수집 챔버(16)에 유입되도록 압력 릴리프 기구(21)는 원기둥 측면의 제1 부분(22)이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재(12)를 제공하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 따른 배터리의 제조 설비(400)의 개략적 블록도를 도시한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 설비(400)는 제공 모듈(410)을 포함하고, 상기 제공 모듈(410)은 복수의 배터리 셀(20)로서, 배터리 셀(20)은 원기둥체이고, 배터리 셀(20)의 원기둥 측면에 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 배터리 셀(20)의 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 압력 릴리프 기구(21)가 마련되는 복수의 배터리 셀(20)을 제공하고; 복수의 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 전기 챔버(15)을 제공하며; 압력 릴리프 기구(21) 작동 시 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버(16)를 제공하고; 전기 챔버(15)와 수집 챔버(16)를 분리시키기 위한 분리 부재(12)로서, 분리 부재(12)는 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 포함하되, 제1 영역(121)은 제1 부분(22)이 수집 챔버(16)를 향해 제2 영역(122)의 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출되도록 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)을 수용하는 데 사용되고, 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 배출물이 수집 챔버(16)에 유입되도록, 압력 릴리프 기구(21)가 원기둥 측면의 제1 부분(22)이 위치하는 영역에 마련되는 분리 부재(12)를 제공하는 데 사용된다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 설명하였으나, 본 출원의 범위를 이탈하지 않는 상황에서, 이에 대해 개선을 진행할 수 있고, 등가물로 그 중 부재를 대체할 수 있다. 특히 구조적인 충돌이 존재하지 않는 한 각 실시예에서 언급한 각 기술 특징은 임의의 방식으로 조합할 수 있다. 본 출원은 본 명세서에서 개시한 특정 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위 내에 속하는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.

Claims (18)

  1. 배터리로서,
    복수의 배터리 셀(20)로서, 상기 배터리 셀(20)은 원기둥체이고, 상기 배터리 셀(20)의 원기둥 측면에 압력 릴리프 기구(21)가 마련되며, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때, 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력을 릴리프하도록 작동하는 복수의 배터리 셀(20);
    복수의 상기 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 전기 챔버(15);
    상기 압력 릴리프 기구(21) 작동 시 상기 배터리 셀(20)의 배출물을 수집하기 위한 수집 챔버(16); 및
    상기 전기 챔버(15)와 상기 수집 챔버(16)를 분리시키기 위한 분리 부재(12)로서, 상기 분리 부재(12)는 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 포함하되, 상기 제1 영역(121)은 상기 배터리 셀(20)의 제1 부분(22)이 상기 수집 챔버(16)를 향해 상기 제2 영역(122)의 상기 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출되도록 상기 제1 부분(22)을 수용하는 데 사용되고, 상기 압력 릴리프 기구(21) 작동 시, 상기 배출물이 상기 수집 챔버(16)에 유입되도록, 상기 압력 릴리프 기구(21)는 상기 원기둥 측면에서 상기 제1 부분(22)이 위치한 영역에 마련되는 분리 부재(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리 부재(12)의 상기 전기 챔버(15)를 향한 표면에서의 상기 제1 영역(121)의 정투영의 상기 배터리 셀(20)의 축방향에서의 길이는 상기 배터리 셀(20)의 원기둥 측면의 상기 배터리 셀(20)의 축방향에서의 길이 이상이고; 상기 정투영의 제2 방향에서의 길이는 상기 배터리 셀(20)의 직경보다 작으며, 상기 제2 방향은 상기 정투영이 위치한 평면에서 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 수직되는 방향인 것을 특징으로 하는 배터리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역(121)은 상기 분리 부재(12)를 관통하는 홀인 것을 특징으로 하는 배터리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리 부재(12)는 상기 홀 위치에 원호면(1211)을 구비하여, 상기 제1 부분(22)이 상기 홀 내에서 상기 분리 부재(12)과 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역(121)은 상기 분리 부재(12) 상의 요홈이고, 상기 요홈은 상기 수집 챔버(16)를 향해 상기 제2 영역(122)의 상기 수집 챔버(16)를 향한 표면보다 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 원호형이고, 상기 제1 평면은 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 수직되는 평면인 것을 특징으로 하는 배터리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부분(22)은 상기 요홈 내에서 상기 분리 부재(12)와 밀착되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 요홈의 제1 평면에 따른 단면은 직사각형이고, 상기 제1 평면은 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 수직되는 평면인 것을 특징으로 하는 배터리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분리 부재(12)는 상기 요홈의 개구 위치에서 원호면(1212)을 구비하여, 상기 제1 부분(22)이 상기 요홈의 개구 위치에서 상기 분리 부재(12)와 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기 챔버(15) 내에 복수의 상기 배터리 셀(20) 사이의 갭을 충전하기 위한 충전물(151)이 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전기 챔버(15) 내에는 제1 방향에 따라 배열된 복수의 배터리 셀 그룹이 수용되고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 각 배터리 셀 그룹에 제2 방향에 따라 배열된 복수의 상기 배터리 셀(20)이 포함되며, 상기 제1 방향, 상기 제2 방향은 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 서로 수직되고,
    동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 상기 배터리 셀(20)은 동일 상기 분리 부재(12)에 대응되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 동일 배터리 셀 그룹 내의 복수의 상기 배터리 셀(20)은 동일 상기 분리 부재(12) 상의 복수의 상기 제1 영역(121)에 일대일 대응되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 인접한 두개의 배터리 셀 그룹은 두개의 분리 부재(12) 사이가 전기 챔버(15)이고, 상기 전기 챔버(15)가 두개의 상기 수집 챔버(16) 사이에 위치하도록, 두개의 대향하여 배치된 상기 분리 부재(12)에 대응되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 따라 각각 상기 인접한 두개의 배터리 셀 그룹의 양측에 배치되고, 두개의 상기 분리 부재(12)에 연결되어 상기 전기 챔버(15)를 형성하는 두개의 앤드 플레이트(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 두개의 앤드 플레이트(13) 중의 각 앤드 플레이트(13)에 상기 제1 방향에 따라 돌출된 제1 철부(131)가 마련되고, 상기 분리 부재(12)에 제1 스루홀(123)이 마련되며, 상기 각 앤드 플레이트(13)를 상기 분리 부재(12)에 고정적으로 연결시키기 위해 상기 제1 철부(131)는 상기 제1 스루홀(123)을 통과하거나; 또는,
    상기 두개의 앤드 플레이트(13) 중의 각 앤드 플레이트(13)에 제2 스루홀(132)이 마련되고, 상기 분리 부재(12)에 상기 배터리 셀(20)의 축방향에 따라 돌출된 제2 철부(124)이 마련되며, 상기 각 앤드 플레이트(13)를 상기 분리 부재(12)에 고정적으로 연결시키기 위해 상기 제2 철부(124)는 상기 제2 스루홀(132)을 통과하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  16. 전기 설비로서,
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른, 상기 전기 설비에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 설비.
  17. 삭제
  18. 삭제
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