KR20190122866A - 이차 전지 모듈 - Google Patents

이차 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20190122866A
KR20190122866A KR1020197030541A KR20197030541A KR20190122866A KR 20190122866 A KR20190122866 A KR 20190122866A KR 1020197030541 A KR1020197030541 A KR 1020197030541A KR 20197030541 A KR20197030541 A KR 20197030541A KR 20190122866 A KR20190122866 A KR 20190122866A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
bus bar
module
battery module
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020197030541A
Other languages
English (en)
Inventor
다까유끼 후지모또
게이 사까베
Original Assignee
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Publication of KR20190122866A publication Critical patent/KR20190122866A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M2/206—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M2/1077—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

전극 단자를 갖는 이차 전지(1000)를 복수 갖는 이차 전지 모듈(2000)이며, 이차 전지 모듈(2000)은, 인접하는 이차 전지 모듈에 전기적으로 접속하기 위한 제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)를 갖고, 제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)는, 전극 단자가 형성된 면과 동일 평면에 형성되고, 제1 모듈 버스 바(2400)는, 이차 전지 모듈(2000)로부터 돌출되어 있고, 제2 모듈 버스 바(2450)는, 이차 전지 모듈(2000) 내에 형성되어 있는 이차 전지 모듈이다.

Description

이차 전지 모듈
본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지 모듈에 관한 기술로서, 특허문헌 1에는 복수의 조전지(3000)가 적층된 전지 모듈이며, 적층 방향으로 인접하는 조전지(3000)는, 한쪽의 조전지의 제1 접속 단자(21a)와, 다른 쪽의 조전지의 제2 접속 단자(22a)가, 서로 끼워 맞추어져 직렬 접속되고, 한쪽의 조전지의 제1 접속 단자(21a)는, 다른 쪽의 조전지의 케이스(30) 내에 매설되어 있다는 취지가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 인접하는 단전지(3)끼리는, 한쪽의 단전지(3)의 볼록형 단자(4)와 다른 쪽의 단전지(3)의 오목형 단자(5)를 사용하여 접속되고, 조전지의 양단의 단전지(3)는, 볼록형 단자(4) 및 오목형 단자(5) 중 한쪽만을 정극 단자 또는 부극 단자로서 갖고 있고, 다른 쪽의 단자는 외부 단자로 되어 있다는 취지가 개시되어 있다.
WO12/101728호 공보 일본 특허 공개 제2012-252924호 공보
특허문헌 1에서는, 한쪽의 조전지의 제1 접속 단자(21a)와, 다른 쪽의 조전지의 제2 접속 단자(22a)가, 서로 끼워 맞추어져 직렬 접속되고, 한쪽의 조전지의 제1 접속 단자(21a)는, 다른 쪽의 조전지의 케이스(30) 내에 매설되어 있기 때문에, 제1 접속 단자(21a) 및 제2 접속 단자(22a)가 형성되어 있는 부분은 이차 전지 모듈의 에너지 밀도에 기여하지 않아, 이차 전지 모듈의 에너지 밀도의 저하를 초래할 가능성이 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 볼록형 단자(4) 및 오목형 단자(5)가 단전지(3) 측면의 중앙부에 형성되어 있기 때문에, 볼록형 단자(4)를 접속하기 위한 오목형 단자(5)가 이차 전지 모듈의 에너지 밀도에 기여하지 않아, 이차 전지 모듈의 에너지 밀도의 저하를 초래할 가능성이 있다.
본 발명은 이차 전지 모듈의 에너지 밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 예를 들어 이하와 같다.
전극 단자를 갖는 이차 전지를 복수 갖는 이차 전지 모듈이며, 이차 전지 모듈은, 인접하는 이차 전지 모듈에 전기적으로 접속하기 위한 제1 모듈 버스 바 및 제2 모듈 버스 바를 갖고, 제1 모듈 버스 바 및 제2 모듈 버스 바는, 전극 단자가 형성된 면과 동일 평면에 형성되고, 제1 모듈 버스 바는, 이차 전지 모듈로부터 돌출되어 있고, 제2 모듈 버스 바는, 이차 전지 모듈 내에 형성되어 있는 이차 전지 모듈.
본 발명에 의해, 이차 전지 모듈의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 상기 이외의 과제, 구성 및 효과는 이하의 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 조전지이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 조전지이다.
이하, 도면 등을 사용하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 내용의 구체예를 나타내는 것이며, 본 발명이 이들 설명에 한정되는 것은 아니며, 본 명세서에 개시되는 기술적 사상의 범위 내에 있어서 당업자에 의한 여러 가지 변경 및 수정이 가능하다. 또한, 본 발명을 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙여, 그 반복적인 설명은 생략하는 경우가 있다.
실시예 1
도 1, 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈의 모식도이다. 이차 전지 모듈(2000)은, 복수의 이차 전지(1000), 복수의 셀 버스 바(500), 2개의 엔드 플레이트(2100), 2개의 사이드 플레이트(2200), 회로 기판(2300), 제1 모듈 버스 바(2400), 제2 모듈 버스 바(2450)를 갖는다. 복수의 이차 전지(1000)에 대하여 엔드 플레이트(2100)가 배치되어 있는 방향을 x축 방향, 복수의 이차 전지(1000)에 대하여 사이드 플레이트(2200)가 배치되어 있는 방향을 y축 방향, xy 평면의 수선 방향을 z축 방향이라고 한다.
복수의 이차 전지(1000)의 x축 방향 양측에 배치된 엔드 플레이트(2100)에 의해, 복수의 이차 전지(1000)는 고박(固縛)되어 있다. 복수의 이차 전지(1000)를 확실하게 고박할 수 있도록, yz 평면에 있어서 엔드 플레이트(2100)는 이차 전지(1000)보다 크게, 이차 전지(1000)의 전체면에 걸쳐 형성하는 것이 바람직하다.
엔드 플레이트(2100)에는, 제1 모듈 버스 바(2400)가 관통할 수 있는 공간이 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 엔드 플레이트(2100)에 엔드 플레이트 개구부(2110)가 형성되어 있다. yz 평면에 있어서, 엔드 플레이트 개구부(2110)는 제1 모듈 버스 바(2400)보다 크게 되어 있고, 엔드 플레이트 개구부(2110)는, 제1 모듈 버스 바(2400)가 엔드 플레이트(2100)를 관통할 수 있을 정도의 크기로 되어 있다. 엔드 플레이트(2100)는 스테인리스 등의 강재, 철, 알루미늄 등의 재료로 제작된다.
복수의 이차 전지(1000)의 y축 방향 양측에 배치된 사이드 플레이트(2200)에 의해, 2개의 엔드 플레이트(2100)는 보유 지지된다. 예를 들어, 사이드 플레이트(2200)가 2개의 엔드 플레이트(2100)에 나사 고정됨으로써, 2개의 엔드 플레이트(2100)는 사이드 플레이트(2200)에 보유 지지된다. 사이드 플레이트(2200)와 엔드 플레이트(2100)의 나사 고정의 방향이 엔드 플레이트(2100)에 의한 복수의 이차 전지(1000)의 고박의 방향과 동일하게 되어 있기 때문에, 이차 전지 모듈(2000)의 강성이 높아진다. 또한, 사이드 플레이트(2200)의 두께와 엔드 플레이트(2100)의 두께를 거의 동일하게 할 수 있으므로, 이차 전지 모듈(2000)의 강성이 높아진다. 사이드 플레이트(2200)는 스테인리스 등의 강재, 철, 알루미늄 등의 재료로 제작된다.
사이드 플레이트(2200)에는, 사이드 플레이트 고정부(2210)가 마련되어 있다. 이차 전지 모듈(2000)을 차체에 사용하는 경우, 사이드 플레이트 고정부(2210)가 차체에 나사 고정됨으로써, 이차 전지 모듈(2000)이 차체에 고정된다. 사이드 플레이트(2200)의 y축 방향에는, 사이드 플레이트 개구부(2220)가 마련되어 있다. 사이드 플레이트 개구부(2220)에 의해, 회로 기판(2300)에서 튀어 나온 칩이 배치되어 있는 경우에, 칩과 사이드 플레이트(2200)의 간섭을 방지할 수 있다.
회로 기판(2300)은, y축 방향에 있어서 사이드 플레이트(2200) 및 이차 전지(1000)의 사이에 형성되어 있다. 회로 기판(2300)에는 컨버터 장치, 인버터 장치, 저항기 등이 배치된다. y축 방향에 있어서, 회로 기판(2300)을 사이드 플레이트(2200) 및 이차 전지(1000)의 사이에 형성함으로써, 이차 전지 모듈(2000)을 콤팩트하게 할 수 있다.
x축 방향에 있어서의 회로 기판(2300)의 양단부에는, 회로 기판 오목부(2310)가 형성되어 있다. 회로 기판 오목부(2310)에 의해, 제1 모듈 버스 바(2400)와 회로 기판(2300)의 간섭을 방지하고 있다. 도 2에서는, 회로 기판(2300)의 양단부에 회로 기판 오목부(2310)가 형성되어 있지만, 회로 기판(2300)의 편단부에만 회로 기판 오목부(2310)가 형성되어 있어도 된다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다. 인접하는 이차 전지(1000)를 전기적으로 직렬로 접속하기 위해, 이차 전지(1000)의 y축 방향측에는 셀 버스 바(500)가 형성되어 있다. 이차 전지 모듈(2000)의 x축 방향 양단에는 제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)가 형성되어 있다.
제1 모듈 버스 바(2400)는 x축 방향에 있어서 엔드 플레이트(2100)보다 돌출되어 있고, 제2 모듈 버스 바(2450)는 x축 방향에 있어서 엔드 플레이트(2100) 내에 형성되어 있다. 인접하는 이차 전지 모듈(2000)에 있어서, 한쪽의 제1 모듈 버스 바(2400)와 다른 쪽의 제2 모듈 버스 바(2450)가 접속됨으로써, 인접하는 이차 전지 모듈(2000)은 전기적으로 직렬로 접속된다. 셀 버스 바(500), 제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)가 동일 평면에 형성되어 있다. 이에 의해, 이차 전지 모듈(2000) 내의 쓸모없는 스페이스가 삭감되어, 이차 전지 모듈(2000)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)는 구리, 알루미늄 등, 전기 전도율이 비교적 좋은 재료로 제작된다.
y축 방향에 있어서, 제1 모듈 버스 바(2400)는 셀 버스 바(500)에 비하여 돌출되어 있다. y축 방향에 있어서, 제1 모듈 버스 바(2400)는 셀 버스 바(500)와 동일 평면에 형성되어 있어도 된다. 그 경우, 제2 모듈 버스 바(2450)를 없애고, 제1 모듈 버스 바(2400)를 셀 버스 바(500)와 접속하여, 인접하는 이차 전지 모듈(2000)을 전기적으로 직렬로 접속해도 된다. 이 경우, x축 방향 단부에 형성된 셀 버스 바(500)가 제2 모듈 버스 바(2450)로 된다.
이차 전지(1000) 내의 전극 단자는 이차 전지(1000)의 z축 방향 양단에 형성되어 있고, 전극 단자의 형성 개소에 맞추어, 셀 버스 바(500)도 이차 전지(1000)의 z축 방향 양단에 형성되어 있다. 제1 모듈 버스 바(2400)는, z축에 있어서의 사이드 플레이트(2200) 및 엔드 플레이트(2100)를 나사 고정하는 나사의 사이, 셀 버스 바(500)의 사이에 형성되어 있다. 제2 모듈 버스 바(2450)는 z축에 있어서의 셀 버스 바(500)의 상부에 형성되어 있다. 셀 버스 바(500)를 z축 방향의 한쪽 방향으로 치우치게 하여 배치시켜도 된다. z축 방향에 있어서, 셀 버스 바(500)의 사이에 제1 모듈 버스 바(2400)를 형성함으로써, 이차 전지 모듈(2000)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
셀 버스 바(500)는 전극 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 셀 버스 바(500)는 복수의 이차 전지(1000)를 전기적으로 접속한다. 셀 버스 바(500)의 재질은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 등으로부터 선택된다.
도 4, 도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지의 모식도이다. 이차 전지(1000)는 정극(100), 부극(200), 정극 단자(150), 부극 단자(250), 세퍼레이터(300), 외장체를 갖는다. 도 4와 같이, 정극(100), 부극(200), 세퍼레이터(300)가 적층되어 있는 방향이 x축 방향, 적층 방향의 수직면 방향이 yz 평면 방향으로 된다. 이하에서는, 정극(100) 또는 부극(200)을 전극, 정극 합제층(110) 또는 부극 합제층(210)을 전극 합제층, 정극 집전체(120) 또는 부극 집전체(220)를 전극 집전체, 정극 탭(130) 또는 부극 탭(230)을 전극 탭, 정극 단자(150) 또는 부극 단자(250)를 전극 단자라고 칭하는 경우가 있다.
정극(100), 세퍼레이터(300), 부극(200)이 적층되어 전극체(400)가 구성된다. 이차 전지(1000)는, 복수의 전극체(400)가 적층되어 구성된다. 정극 탭(130)끼리 및 부극 탭(230)이 접속됨으로써, 이차 전지(1000) 내에서 전기적인 병렬 접속이 구성된다. 도 4의 이차 전지(1000)는 적층형의 이차 전지이지만, 권회 원통형의 이차 전지, 권회 각형의 이차 전지를 적용해도 된다.
<정극(100)>
정극(100)은, 정극 합제층(110), 정극 집전체(120) 및 정극 탭(130)을 갖는다.
정극 집전체(120)의 양면에 정극 합제층(110)이 형성되어 있다.
<정극 합제층(110)>
정극 합제층(110)에는, 적어도 Li의 흡장ㆍ방출이 가능한 정극 활물질이 포함되어 있다. 정극 활물질로서는, LiCo계 산화물, LiNi계 복합 산화물, LiMn계 복합 산화물, Li-Co-Ni-Mn 복합 산화물, LiFeP계 산화물 등을 들 수 있다. 정극 합제층(110) 내에, 정극 합제층(110) 내의 전자 전도성을 담당하는 도전재나, 정극 합제층(110) 내의 재료간의 밀착성을 확보하는 바인더, 나아가 정극 합제층(110) 내의 이온 전도성을 확보하기 위한 고체 전해질을 포함시켜도 된다.
정극 합제층(110)을 제작하는 방법으로서, 정극 합제층(110)에 포함되는 재료를 용매에 녹여 슬러리화하고, 그것을 정극 집전체(120) 상에 도공한다. 도공 방법에 특별한 한정은 없으며, 예를 들어 닥터 블레이드법, 디핑법, 스프레이법 등의 종전의 방법을 이용할 수 있다. 그 후, 용매를 제거하기 위한 건조, 정극 합제층(110) 내의 전자 전도성, 이온 전도성을 확보하기 위한 프레스 공정을 거쳐, 정극 합제층(110)이 형성된다.
<정극 집전체(120), 정극 탭(130)>
정극 집전체(120)는 정극 탭(130)과 전기적으로 접속되어 있다. 정극 탭(130)은 전극체(400)의 외부로 도출되어 있다. 도 4에 있어서, 정극 탭(130)에는 정극 합제층(110)이 형성되어 있지 않다. 단, 전지 성능에 악영향을 주지 않는 범위에서 정극 탭(130)에 정극 합제층(110)을 형성해도 된다.
정극 집전체(120) 및 정극 탭(130)에는, 알루미늄박이나 구멍 직경 0.1 내지 10mm의 알루미늄제 천공박, 익스팬드 메탈, 발포 알루미늄판 등이 사용된다. 재질은, 알루미늄 외에, 스테인리스, 티타늄 등도 적용할 수 있다. 정극 집전체(120) 및 정극 탭(130)의 두께는, 바람직하게는 10nm 내지 1mm이다. 이차 전지(1000)의 에너지 밀도와 전극의 기계 강도 양립의 관점에서 1 내지 100㎛ 정도가 바람직하다.
<부극(200)>
부극(200), 부극 합제층(210), 부극 집전체(220) 및 부극 탭(230)을 갖는다. 부극 집전체(220)의 양면에 부극 합제층(210)이 형성되어 있다.
<부극 합제층(210)>
부극 합제층(210)에는, 적어도 Li의 흡장ㆍ방출이 가능한 정극 활물질이 포함되어 있다. 부극 활물질로서는, 천연 흑연, 소프트 카본, 비정질 탄소 등의 탄소계 재료, Si 금속이나 Si 합금, 티타늄산리튬, 리튬 금속 등을 들 수 있다. 부극 합제층(210) 내에, 부극 합제층(210) 내의 전자 전도성을 담당하는 도전재나, 부극 합제층(210) 내의 재료간의 밀착성을 확보하는 바인더, 나아가 부극 합제층(210) 내의 이온 전도성을 확보하기 위한 고체 전해질을 포함시켜도 된다.
부극 합제층(210)을 제작하는 방법으로서, 부극 합제층(210)에 포함되는 재료를 용매에 녹여 슬러리화하고, 그것을 부극 집전체(220) 상에 도공한다. 도공 방법에 특별한 한정은 없으며, 예를 들어 닥터 블레이드법, 디핑법, 스프레이법 등의 종전의 방법을 이용할 수 있다. 그 후, 용매를 제거하기 위한 건조, 부극 합제층(210) 내의 전자 전도성, 이온 전도성을 확보하기 위한 프레스 공정을 거쳐, 부극 합제층(210)이 형성된다.
<부극 집전체(220), 부극 탭(230)>
부극 집전체(220) 및 부극 탭(230)의 구성은, 대략 정극 집전체(120) 및 정극 탭(130)의 구성과 마찬가지이다.
부극 집전체(220) 및 부극 탭(230)에는, 구리박이나 구멍 직경 0.1 내지 10mm의 구리제 천공박, 익스팬드 메탈, 발포 동판 등이 사용되며, 재질은, 구리 외에, 스테인리스, 티타늄, 니켈 등도 적용할 수 있다. 부극 집전체(220) 및 부극 탭(230)의 두께는, 바람직하게는 10nm 내지 1mm이다. 이차 전지(1000)의 에너지 밀도와 전극의 기계 강도 양립의 관점에서 1 내지 100㎛ 정도가 바람직하다.
<세퍼레이터(300)>
세퍼레이터(300)는, 정극(100)과 부극(200)의 사이에 형성되며, 이차 전지(1000)가 리튬 이온 이차 전지인 경우 리튬 이온을 투과시켜, 정극(100)과 부극(200)의 단락을 방지한다. 세퍼레이터(300)를 구성하는 재료로서, 미다공막이나 고체 전해질 등을 이용할 수 있다.
미다공막으로서, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀이나 유리 섬유 등을 이용할 수 있다. 세퍼레이터(300)에 미다공막이 사용되는 경우, 복수의 전극체(400)를 수납하는 외장체가 비어 있는 한 변이나 주액 구멍으로부터 이차 전지(1000)에 전해액을 주입함으로써, 이차 전지(1000) 내에 전해액이 충전된다.
전해액은, 예를 들어 용매 및 리튬염을 가지며, 정극(100)과 부극(200)의 사이에서 리튬 이온을 전달시키는 매체로 된다. 용매로서, 에틸렌카르보네이트(EC), 디메틸카르보네이트(DMC), 디에틸카르보네이트(DEC), 프로필렌카르보네이트, 부틸렌카르보네이트, γ-부티로락톤, 인산트리에스테르, 트리메톡시메탄, 디옥솔란, 디에틸에테르, 술포란 등을 사용할 수 있다. 이들 재료를 단독 또는 복수 조합하여 사용해도 된다. 리튬염으로서는, 예를 들어 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, 리튬비스옥살레이트보레이트(LiBOB), 리튬이미드염(예를 들어, 리튬비스(플루오로술포닐)이미드, LiFSI) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 리튬염을 단독 또는 복수 조합하여 사용해도 된다.
고체 전해질로서, Li10Ge2PS12, Li2S-P2S5 등의 황화물계, Li-La-Zr-O 등의 산화물계, 이온 액체나 상온 용융염 등을 유기 고분자나 무기 입자 등에 담지시킨 반고체 전해질, 고분자 겔을 전해질로 한 겔 전해질 등을 이용할 수 있다. 세퍼레이터(300)로서 고체 전해질을 사용한 경우, 고체 전해질이 정극(100)과 부극(200)의 사이에 리튬 이온을 전달시키는 매체로 되어, 상기 전해액은 기본적으로 불필요하게 되므로, 이차 전지(1000) 내에서 전기적인 직렬 접속을 구성할 수 있다. 단, 이차 전지(1000) 내에서의 전기적인 단락을 방지할 수 있는 것이라면, 세퍼레이터(300)로서 고체 전해질을 사용한 경우라도 이차 전지(1000) 내에 전해액을 첨가해도 된다.
세퍼레이터(300)는, 시트로서 정극(100)과 부극(200)의 사이에 형성해도 되고, 전극 합제층 상에 도포에 의해 형성해도 된다. 전극 합제층의 양면에 세퍼레이터(300)를 형성해도 되고, 정극(100)과 부극(200)의 사이에 세퍼레이터(300)가 형성되면, 전극 합제층의 편면에 세퍼레이터(300)가 형성되어 있어도 된다. 세퍼레이터(300)의 두께는 이차 전지(1000)의 에너지 밀도, 전자 절연성의 확보 등의 관점에서 수nm 내지 수mm의 사이즈로 된다.
<전극 단자>
정극 단자(150) 및 부극 단자(250)는 전극 탭과 전기적으로 접속된다. 정극 단자(150) 및 부극 단자(250)의 재질로서, 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인리스 등의 금속을 사용할 수 있다.
<외장체(700)>
외장체(700)는, 전극, 세퍼레이터(300), 전극 단자를 수납한다. 전극 단자를 셀 버스 바(500)에 전기적으로 접속시키기 위해, 외장체의 전극 단자가 형성되어 있는 면에서는, 전극 단자를 노출시키도록 외장체(700)에 개구부가 형성되어 있다. 외장체(700)의 재질은 알루미늄, 스테인리스강, 니켈 도금강제 등, 전해질에 대하여 내식성이 있는 재료로부터 선택된다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 조전지이다. 조전지(3000)는, 복수의 이차 전지 모듈(2000)을 가지며, 인접하는 이차 전지 모듈(2000)은 한쪽의 이차 전지 모듈(2000) 내의 제1 모듈 버스 바(2400) 및 다른 쪽의 이차 전지 모듈(2000) 내의 제2 모듈 버스 바(2450)에 의해, 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
실시예 2
도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈이다. 본 실시예에서는, 이차 전지(1000)가 바이폴라형 이차 전지로 되어 있다. 바이폴라형 이차 전지란, 이차 전지(1000) 내에서 전기적인 직렬 접속이 구성되어 있는 이차 전지를 말한다.
제1 모듈 버스 바(2400) 및 제2 모듈 버스 바(2450)는, 이차 전지 모듈(2000) 내의 복수의 이차 전지(1000)와 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 이차 전지(1000) 중 한쪽의 전극 단자가 제1 모듈 버스 바(2400)에 접속되어 있고, 다른 쪽의 전극 단자가 제2 모듈 버스 바(2450)에 접속되어 있다. 이에 의해, 복수의 이차 전지(1000)는 전기적으로 병렬로 접속된다. 본 실시예에서는, 셀 버스 바(500)를 불필요로 할 수 있으므로, 이차 전지 모듈(2000)을 콤팩트하게 할 수 있고, 이차 전지 모듈(2000)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예 3
도 8, 도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 이차 전지 모듈의 모식도이다. 본 실시예에서는, y축 방향에 마련한 오목부를 엔드 플레이트 개구부(2110)로 하여, 엔드 플레이트(2100)의 y축 방향에 제1 모듈 버스 바(2400)를 관통할 수 있을 정도의 공간을 형성하고 있다. 사이드 플레이트(2200)의 y축 방향 단부에서는 단차가 형성되어 있고, 사이드 플레이트(2200)의 단차에 맞추어 사이드 플레이트(2200)의 x축 방향 단부에도 단차가 형성되어 있다. 사이드 플레이트(2200)의 단차부 및 사이드 플레이트(2200)의 단차부에서 y축 방향으로 나사 고정되어 있다. y축 방향에 있어서, 사이드 플레이트(2200)와 이차 전지(1000)의 사이에 형성되어 있는 공간에 셀 버스 바(500)가 배치된다.
본 실시예에서는, 사이드 플레이트(2200)와 엔드 플레이트(2100)의 나사 고정의 방향이 엔드 플레이트(2100)에 의한 복수의 이차 전지(1000)의 고박의 방향과 수직으로 되어 있기 때문에, 엔드 플레이트(2100)를 가늘게 할 수 있어, 이차 전지 모듈(2000)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. z축 방향에 있어서, 사이드 플레이트(2200)가 상하 2개 형성되어 있고, 2개의 사이드 플레이트(2200)에 회로 기판을 배치할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 조전지이다. 조전지(3000)는, 한 쌍의 사이드 플레이트(2200)를 갖고 있다. 이차 전지 모듈(2000) 단위에서는 엔드 플레이트(2100)가 형성되어 있지 않고, 엔드 플레이트(2100)는 조전지(3000)의 양단에만 형성되어 있다. 이에 의해, 조전지(3000)를 콤팩트 또한 경량으로 할 수 있다.
이차 전지 모듈(2000) 단위에서는 사이드 플레이트(2200)가 형성되어 있지 않고, z축 방향에 있어서, 2매의 사이드 플레이트(2200)가 상하에 배치되어 있다. 이에 의해, 조전지(3000)를 경량으로 할 수 있다. 사이드 플레이트(2200)를 이차 전지 모듈(2000) 단위에서 형성해도 된다.
100: 정극
110: 정극 합제층
120: 정극 집전체
130: 정극 탭
150: 정극 단자
200: 부극
210: 부극 합제층
220: 부극 집전체
230: 부극 탭
250: 부극 단자
300: 세퍼레이터
400: 전극체
500: 셀 버스 바
700: 외장체
1000: 이차 전지
2000: 이차 전지 모듈
2100: 엔드 플레이트
2110: 엔드 플레이트 개구부
2200: 사이드 플레이트
2210: 사이드 플레이트 고정부
2220: 사이드 플레이트 개구부
2300: 회로 기판
2310: 회로 기판 오목부
2400: 제1 모듈 버스 바
2450: 제2 모듈 버스 바
3000: 조전지

Claims (6)

  1. 전극 단자를 갖는 이차 전지를 복수 갖는 이차 전지 모듈이며,
    상기 이차 전지 모듈은, 인접하는 이차 전지 모듈에 전기적으로 접속하기 위한 제1 모듈 버스 바 및 제2 모듈 버스 바를 갖고
    상기 제1 모듈 버스 바 및 제2 모듈 버스 바는, 상기 전극 단자가 형성된 면과 동일 평면에 형성되고,
    상기 제1 모듈 버스 바는, 상기 이차 전지 모듈로부터 돌출되어 있고,
    상기 제2 모듈 버스 바는, 상기 이차 전지 모듈 내에 형성되어 있는, 이차 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 이차 전지를 고박하는 엔드 플레이트를 갖고,
    상기 엔드 플레이트에 엔드 플레이트 개구부가 형성되고,
    상기 제1 모듈 버스 바는, 상기 엔드 플레이트 개구부를 관통하는, 이차 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 이차 전지를 고박하는 엔드 플레이트를 보유 지지하는 사이드 플레이트와,
    상기 사이드 플레이트 및 복수의 상기 이차 전지의 사이에 형성된 회로 기판을 갖는, 이차 전지 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회로 기판에 회로 기판 오목부가 형성되어 있는, 이차 전지 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 사이드 플레이트에 사이드 플레이트 개구부가 형성되어 있는, 이차 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 이차 전지를 전기적으로 접속하는 복수의 셀 버스 바를 갖고,
    상기 제1 모듈 버스 바는, 상기 복수의 셀 버스 바의 사이에 형성되어 있는, 이차 전지 모듈.
KR1020197030541A 2017-05-31 2018-02-28 이차 전지 모듈 KR20190122866A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017107328A JP2018206495A (ja) 2017-05-31 2017-05-31 二次電池モジュール
JPJP-P-2017-107328 2017-05-31
PCT/JP2018/007455 WO2018220924A1 (ja) 2017-05-31 2018-02-28 二次電池モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190122866A true KR20190122866A (ko) 2019-10-30

Family

ID=64456173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197030541A KR20190122866A (ko) 2017-05-31 2018-02-28 이차 전지 모듈

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2018206495A (ko)
KR (1) KR20190122866A (ko)
WO (1) WO2018220924A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230035759A (ko) 2021-09-06 2023-03-14 윤한덕 건설근로자 일자리 매칭 방법 및 그 시스템
KR20230039054A (ko) 2021-09-13 2023-03-21 김태인 건설근로자 일자리 매칭 방법 및 그 시스템
KR20230068529A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 신우석 비대면 건설 근로자 일자리 중개 매칭 플랫폼

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4369493A2 (en) 2019-01-09 2024-05-15 BYD Company Limited Battery pack and electric vehicle
KR20210042657A (ko) * 2019-10-10 2021-04-20 주식회사 엘지화학 쇼트 방지 및 충격 보호 구조가 강화된 배터리 팩

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012101728A1 (ja) 2011-01-25 2012-08-02 パナソニック株式会社 電池モジュール及びそれに用いる組電池
JP2012252924A (ja) 2011-06-03 2012-12-20 Primearth Ev Energy Co Ltd 組電池の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001216950A (ja) * 2000-02-02 2001-08-10 Sony Corp チップ型電池及び組電池装置
JP5749559B2 (ja) * 2011-04-28 2015-07-15 川崎重工業株式会社 メンテナンスを考慮した電池システム
JP6552034B2 (ja) * 2015-02-17 2019-07-31 藤倉コンポジット株式会社 金属空気電池ユニットおよび金属空気電池
JP2017054866A (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 株式会社豊田自動織機 蓄電モジュール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012101728A1 (ja) 2011-01-25 2012-08-02 パナソニック株式会社 電池モジュール及びそれに用いる組電池
JP2012252924A (ja) 2011-06-03 2012-12-20 Primearth Ev Energy Co Ltd 組電池の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230035759A (ko) 2021-09-06 2023-03-14 윤한덕 건설근로자 일자리 매칭 방법 및 그 시스템
KR20230039054A (ko) 2021-09-13 2023-03-21 김태인 건설근로자 일자리 매칭 방법 및 그 시스템
KR20230068529A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 신우석 비대면 건설 근로자 일자리 중개 매칭 플랫폼

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018220924A1 (ja) 2018-12-06
JP2018206495A (ja) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190122866A (ko) 이차 전지 모듈
KR101804707B1 (ko) 전지 모듈, 전지 팩 및 차량
WO2018190016A1 (ja) 積層型二次電池
JP2013008564A (ja) 非水系二次電池およびその製造方法
JP4382557B2 (ja) 非水二次電池
KR101495953B1 (ko) 이차전지용 파우치 외장재 및 파우치형 이차전지
KR102576822B1 (ko) 코팅층이 형성된 다공성 기재를 포함하는 이차 전지
US20200343560A1 (en) Secondary battery electrode, method for manufacturing same, and secondary battery
WO2019077922A1 (ja) 二次電池モジュール
JP2019061830A (ja) 蓄電モジュール及び蓄電パック
WO2022264583A1 (ja) 蓄電装置の製造方法
KR101489037B1 (ko) 리드 부재를 포함하는 이차전지
JP2013200962A (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池を用いた機器
KR20160087141A (ko) 방열을 촉진하기 위한 개구부를 포함하는 전지셀 카트리지 및 이를 포함하는 전지모듈
KR20230073277A (ko) 캐소드 활성 물질, 및 상기 캐소드 활성 물질을 포함하는 리튬 이온-배터리
KR20180035331A (ko) 고정용 돌기가 형성되어 있는 냉각핀을 포함하는 전지모듈
WO2019150714A1 (ja) 積層型電池
JP5181426B2 (ja) 電気化学デバイスおよびその製造方法
WO2024106143A1 (ja) 蓄電モジュール製造方法、及び、蓄電モジュール
JP2019083129A (ja) 二次電池モジュール
JP7519403B2 (ja) 組電池
US20240136595A1 (en) Lithium secondary battery and manufacturing method for lithium secondary battery
CN221427804U (en) Lithium secondary battery
WO2019111691A1 (ja) 二次電池
WO2019159451A1 (ja) 電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application