KR20230011370A - 배터리, 배터리 팩, 및 자동차 - Google Patents

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KR20230011370A
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insulating spacer
battery
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스차오 후
이먀오 장
밍밍 장
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

하우징(10) 및 하우징(10) 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 그룹(20)을 포함하는 배터리(100). 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20)이 직렬로 연결되고, 각각의 전극 코어 그룹(20)은 캡슐화 필름(201) 및 적어도 하나의 전극 코어(202)를 포함하고, 각각의 전극 코어(202)는 캡슐화 필름(201)에 의해 둘러싸이고 형성되는 수용 캐비티 내에 위치된다. 각각의 전극 코어 그룹(20)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함하고, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 캡슐화 필름 외부로 연장되며, 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20) 중 하나의 제1 전극(21)은 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20) 중 다른 하나의 제2 전극(22)에 전기적으로 연결된다. 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20) 사이의 간극은 절연 재료로 채워져서, 각각의 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20) 사이에 절연 스페이서(30)가 형성되고. 각각의 2개의 인접한 전극 코어 그룹(20)의 연결 부위는 절연 스페이서(30)에 위치된다.

Description

배터리, 배터리 팩, 및 자동차
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 5월 18일자로 출원되고 발명의 명칭이 "BATTERY, BATTERY PACK, AND AUTOMOBILE"인 중국 특허 출원 제202020848060.X호의 우선권 및 이익을 주장한다. 전술한 출원의 전체 내용은 참조로 본 명세서에 원용된다.
분야
본 개시내용은 배터리 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 배터리, 배터리 팩, 및 자동차에 관한 것이다.
관련 기술분야에서, 배터리 용량을 증가시키기 위해, 다수의 전극 코어가 배터리의 하우징 내에 직렬로 연결되며, 따라서 전극 코어들 사이의 연결 부분들은 배터리의 사용 동안 비틀리고 파손되기 쉽다. 게다가, 진동 및 울퉁불퉁한 조건들 하에서, 다수의 전극 코어들은 하우징에서 이동하기 쉽고, 그들 사이에 상대 변위를 발생시키며, 이는 전극 코어들을 손상시킬 것이다. 예를 들어, 집전체가 손상되고, 분리막이 주름지고, 전극 상의 활물질층이 박리되고, 이는 배터리의 불량한 안정성을 초래하여, 안전성 문제를 야기할 것이다.
본 개시내용은 종래 기술의 기술적 문제 중 적어도 하나를 해결하기 위한 것이다. 따라서, 본 개시내용은 전극 코어 세트들이 더 신뢰성 있게 연결되는 배터리를 제공한다.
하우징 및 하우징 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 세트를 포함하는 배터리가 제공된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트마다 직렬로 연결된다. 전극 코어 세트는 캡슐화 필름 및 적어도 하나의 전극 코어를 포함하고, 전극 코어는 캡슐화 필름에 의해 형성되는 수용 캐비티에 배치된다. 전극 코어 세트는 전류를 인출하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극은 캡슐화 필름 밖으로 돌출된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트 중 하나의 제1 전극은 다른 전극 코어 세트의 제2 전극에 전기적으로 연결된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이의 간극은 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 절연 스페이서를 형성하도록 절연 재료로 채워진다. 2개의 인접한 전극 코어 세트의 연결 부분은 절연 스페이서에 배치된다.
절연 스페이서는 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이마다 배치되고, 2개의 전극 코어 세트의 연결 부분은 절연 스페이서에 배치된다. 이러한 방식으로, 절연 스페이서는 전극 코어 세트들을 고정하기 위해 잘 이용될 수 있어, 전극 코어 세트들 사이의 상대적인 이동을 방지하고, 전극 코어 세트들 사이의 신뢰성 있는 연결을 유지하고, 연결 부분의 강도를 증가시키고, 이에 의해 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이의 연결 부분이 배터리의 사용 동안 비틀리거나 파손되는 것을 방지하고, 전극 코어 세트들 사이의 연결 안정성을 개선한다.
전술한 배터리를 포함하는 배터리 팩이 제공된다.
전술한 배터리 팩을 포함하는 자동차가 제공된다.
본 개시내용의 추가적인 양태들 및 이점들이 이하의 설명에서 주어질 것이며, 그 중 일부는 이하의 설명으로부터 명백해지거나 또는 본 개시내용의 실시로부터 알 수 있다.
본 개시내용의 전술한 및/또는 추가적인 양태들 및 이점들은 다음 첨부 도면들을 참조하여 이루어진 실시예 설명에서 명백해지고 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시내용의 제1 실시예에 따른 하우징이 제거된 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 전극 코어 세트의 개략적인 구조도이다.
도 4는 라인 IV-IV를 따라 취해진 도 3의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 개시내용의 제1 실시예에서의 라인 V-V를 따라 취해진 도 1의 개략적인 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에서의 도 5의 개략적인 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에서의 도 5의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 개시내용의 제2 실시예에서의 라인 VIII-VIII를 따라 취해진 도 1의 개략적인 단면도이다.
도 9는 제3 실시예에서의 도 8의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 개시내용의 제3 실시예에 따른 하우징이 제거된 배터리의 분해도이다.
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 배터리 팩의 개략적인 구조도이다.
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 자동차의 개략도이다.
이하, 본 개시내용의 실시예가 상세히 설명되고, 실시예의 예를 첨부 도면에 도시하며, 설명 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 요소는 동일하거나 유사한 참조 번호로 나타낸다. 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 설명하는 실시예들은 예시적이며, 단지 본 개시내용을 설명하려는 것이며 본 개시내용에 대한 제한으로 해석될 수 없다.
본 개시내용의 설명에서, "중심", "상부", "하부", "전방", "후방", "좌측", "우측", "수직", "수평", "상단", "바닥", "내부" 및 "외부"와 같은 용어에 의해 나타낸 배향 또는 위치 관계는 첨부 도면에 도시되어 있는 배향 또는 위치 관계에 기초하며, 언급된 장치 또는 컴포넌트가 특정 배향을 가져야 하고 특정 배향으로 구성 및 동작되어야 한다는 것을 나타내거나 암시하기보다는, 본 개시내용의 예시 및 설명의 용이성 및 간결성을 위해서만 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
"제1" 및 "제2"이라는 용어들은, 설명의 목적으로만 이용되며 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되거나, 표시된 기술적 특징들의 수를 암시적으로 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, "제1" 및 "제2"를 정의하는 특징들은 하나 이상의 이러한 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 게다가, 본 개시내용의 설명에서, 달리 언급되지 않는 한, "다수의"는 2개 또는 2개 초과를 의미한다.
본 개시내용은 하우징(10) 및 하우징(10) 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 세트(20)를 포함하는 배터리(100)를 제공한다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)마다 직렬로 연결된다. 전극 코어 세트(20)는 캡슐화 필름(201) 및 적어도 하나의 전극 코어(202)를 포함하고, 전극 코어(202)는 캡슐화 필름(201)에 의해 형성된 수용 캐비티에 배치된다. 전극 코어 세트(20)는 전류를 인출하기 위한 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함한다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 캡슐화 필름(201) 밖으로 돌출된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 중 하나의 제1 전극(21)은 다른 전극 코어 세트의 제2 전극(22)에 전기적으로 연결된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이의 간극은 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이에 절연 스페이서(30)를 형성하도록 절연 재료로 채워진다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)의 연결 부분은 절연 스페이서(30)에 배치된다.
종래 기술과 비교하여, 본 개시내용의 유익한 효과들은 다음과 같다:
본 개시내용에서, 절연 스페이서(30)는 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이마다 배치되고, 2개의 전극 코어 세트(20)의 연결 부분은 절연 스페이서(30)에 배치된다. 이러한 방식으로, 절연 스페이서(30)는 전극 코어 세트들(20)을 고정하기 위해 잘 이용될 수 있어, 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 방지하고, 전극 코어 세트들(20) 사이의 신뢰성 있는 연결을 유지하고 연결 부분의 강도를 증가시키며, 이에 의해 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이의 연결 부분이 배터리(100)의 사용 동안 비틀리거나 파손되는 것을 방지하고, 전극 코어 세트들(20) 사이의 연결 안정성을 개선한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리(100)는 하우징(10) 및 하우징(10) 내에 캡슐화된 다수의 전극 코어 세트(20)를 포함하고, 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)마다 직렬로 연결된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 코어 세트(20)는 캡슐화 필름(201) 및 적어도 하나의 전극 코어(202)를 포함하고, 전극 코어(202)는 캡슐화 필름(201)에 의해 형성된 수용 캐비티에 배치된다. 본 개시내용의 일부 예들에서, 캡슐화 필름(201)은 알루미늄-플라스틱 복합 필름 또는 폴리머 재료 복합 필름이다. 전극 코어 세트(20)는 전류를 인출하기 위한 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함한다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 중 하나는 양극이고 다른 하나는 음극이다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 캡슐화 필름(201) 밖으로 돌출된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 중 하나의 제1 전극(21)은 다른 전극 코어 세트의 제2 전극(22)에 전기적으로 연결된다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이의 간극은 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이에 절연 스페이서(30)를 형성하도록 절연 재료로 채워진다. 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)의 연결 부분은 절연 스페이서(30)에 배치된다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 배터리(100)의 길이는 제1 방향(L)을 따라 연장되고, 전극 코어 세트(20)의 두께는 제2 방향(W)을 따라 연장된다. 제2 방향(W) 및 제1 방향(L)은 서로 수직이다. 전극 코어 세트(20)의 길이는 제1 방향(L)을 따라 연장되고, 다수의 전극 코어 세트(20)는 제1 방향(L)을 따라 배치된다. 또한, 전극 코어 세트(20)의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 제1 방향(L)을 따라 전극 코어 세트(20)의 2개의 대향 단부에 배치된다. 게다가, 직렬로 연결되는 2개의 전극 코어 세트(20)는 서로 인접하는 2개의 전극 코어 세트(20)이고, 즉, 본 개시내용의 실시예들에서, 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)마다 직렬로 연결된다. 따라서, 다수의 전극 코어 세트(20)는 단부 대 단부 방식으로 배치된다. 이러한 방식으로, 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이마다 직렬 연결을 실현하는 것이 용이하고, 연결 구조가 간단하다. 또한, 이러한 방식으로, 더 긴 길이를 갖는 배터리(100)를 제조하는 것이 용이하다. 이에 의해, 배터리(100)가 배터리 팩(200)의 쉘 내에 장착될 때, 크로스 빔들 및 종방향 빔들과 같은 지지 구조들을 제공할 필요가 없다. 대신에, 배터리(100)의 하우징(10)을 지지부로서 이용함으로써, 배터리(100)는 배터리 팩(200)의 쉘 상에 직접 장착되고, 이에 의해 배터리 팩(200)의 내부 공간을 절약할 수 있고, 배터리 팩(200)의 부피 이용을 개선할 수 있고, 배터리 팩(200)의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있고, 배터리 팩(200)의 중량을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 다수의 전극 코어 세트들(20)은 2개의 전극 코어 스트링을 형성할 수 있다. 즉, 배터리(100)는 직렬로 연결될 수 있는 2개의 전극 코어 스트링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 전극 코어 스트링은 U 형상으로 연결될 수 있는데, 즉, 제1 방향(L)에서 동일한 단부에 있는 2개의 전극 코어 스트링의 대응하는 전극들은 직렬로 연결되고, 제1 방향(L)에서 다른 단부에 있는 2개의 전극 코어 스트링의 대응하는 전극들은 각각 배터리의 양극 및 음극이다.
각각의 전극 코어 스트링은 다수의 전극 코어 세트(20)를 갖고, 2개의 전극 코어 스트링은 제2 방향(W)을 따라 배치되며, 각각의 전극 코어 스트링 내의 다수의 전극 코어 세트(20)는 제1 방향(L)을 따라 배치된다. 또한, 전극 코어 세트(20)의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 제1 방향(L)을 따라 전극 코어 세트(20)의 2개의 대향 단부에 배치되고, 직렬로 연결된 2개의 전극 코어 세트(20)는 서로 인접한 2개의 전극 코어 세트(20)이다. 즉, 본 개시내용의 실시예들에서, 각각의 전극 코어 스트링 내의 다수의 전극 코어 세트들(20)에 대해, 2개의 인접한 전극 코어 세트들(20)마다 직렬로 연결된다. 따라서, 각각의 전극 코어 스트링 내의 다수의 전극 코어 세트들(20)은 단부 대 단부 방식으로 배치된다. 이러한 방식으로, 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이마다 직렬 연결을 실현하는 것이 용이하고, 연결 구조가 간단하다.
물론, 다른 실시예들에서, 배터리(100)에는 하나의 전극 코어 스트링만이 제공될 수 있다. 즉, 배터리(100) 내의 모든 전극 코어 세트들(20)은 제1 방향(L)을 따라 순차적으로 배치되고, 모든 전극 코어 세트들(20)은 직렬로 연결되어 하나의 전극 코어 스트링을 형성한다.
다수의 전극 코어 세트(20)가 직렬로 연결될 때, 전극 코어 세트들(20) 사이의 연결 부분들은 전체 배터리(100)의 취약한 부분들이 되며, 배터리(100)의 사용 동안 비틀리고 파손되기 쉬어서, 연결 실패를 유발한다. 더욱이, 다수의 전극 코어 세트(20)는 배터리(100) 내에 직렬로 연결되며, 이는 배터리가 제1 방향(L)으로 이동할 위험을 증가시킨다. 그러므로, 본 개시내용에서, 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이의 간극을 절연 재료로 채움으로써 형성된 절연 스페이서(30)는 직렬로 연결된 2개의 전극 코어 세트(20) 사이에 배치된다. 절연 스페이서(30)는 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)에 접착될 수 있고, 따라서 절연 스페이서(30)와 그에 인접한 2개의 전극 코어 세트(20) 사이의 연결은 더 안정적이고 신뢰성 있다. 또한, 직렬로 연결된 2개의 전극 코어 세트(20)의 연결 부분은 절연 스페이서(30) 내에 배치되고, 이는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 연결 부분의 강도를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 절연 스페이서(30)는 전극 코어 세트들(20)을 더 잘 고정하기 위해 이용될 수 있어, 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 방지하고, 전극 코어 세트들(20) 사이의 유효 연결을 유지하며, 연결 부분의 강도를 증가시키고, 이에 의해 전극 코어 세트들(20) 사이의 연결 부분이 배터리의 사용 동안 비틀리거나 파손되는 것을 방지하고, 전극 코어 세트들(20) 사이의 연결 안정성을 개선한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 직렬로 연결되는 2개의 전극 코어 세트(20)는 서로 인접한 2개의 전극 코어 세트(20)이고, 절연 스페이서(30)는 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이에 배치된다.
이에 의해, 절연 스페이서(30)는 2개의 인접한 전극 코어 세트(20) 사이마다 배치된다. 절연 스페이서(30)는 2개의 인접한 전극 코어 세트(20)를 분리할 수 있고, 절연 스페이서(30)와 하우징(10)은 서로에 대해 위치결정되며, 이는 전극 코어 세트들(20)이 그의 제1 방향(L)을 따라 이동하는 것을 더 방지할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 배터리(100)가 2개의 전극 코어 스트링을 포함할 때, 제1 방향(L)을 따른 절연 스페이서(30)의 각각의 측부 상에, 2개의 전극 코어 세트(20)가 배치되어, 전극 코어 세트들(20)의 수가 증가될 수 있고, 이에 의해 배터리(100)의 전기 용량을 증가시킬 수 있다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 하나의 전극 코어 세트(20)만이 제2 방향(W)으로 배치되고, 다수의 전극 코어 세트(20)는 모두 제1 방향(L)을 따라 연장된다. 즉, 제1 방향(L)을 따른 절연 스페이서(30)의 각각의 측부 상에, 하나의 전극 코어 세트(20)만이 배치된다. 이 상황은 단지 하나의 전극 코어 스트링이 배터리(100)에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예에서, 하우징(10)은 금속 하우징, 예를 들어 알루미늄 하우징이다. 물론, 필요에 따라 다른 금속들도 선택될 수 있다. 이에 의해, 하우징(10)은 손상 또는 변형을 피하기에 충분한 강도를 가지며, 이에 의해 배터리(100)의 안전성을 개선한다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 캡슐화 필름(201)은 알루미늄-플라스틱 복합 필름 또는 폴리머 재료 복합 필름이다. 전극 코어 세트(20)의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 캡슐화 필름(201) 밖으로 돌출된다. 즉, 본 개시내용의 실시예들에서, 절연 스페이서(30)는 캡슐화 필름(201) 외부에 배치되는 절연 스페이서(30)이다. 전극 코어 세트들(20) 사이의 연결 신뢰성은 캡슐화 필름 외부에 절연 스페이서(30)를 배치함으로써 개선된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 언급된 전극 코어는 또한 전력 배터리들의 분야에서 흔히 사용되는 전극 코어로서 이해될 수 있고, 전극 코어 및 전극 코어 세트(20)는 배터리(100)의 하우징(10) 내부의 컴포넌트들이고 배터리 자체로서 이해될 수 없다. 전극 코어는 권선에 의해 형성된 전극 코어일 수 있고, 전극 코어는 일반적으로 완전히 밀봉되지 않은 컴포넌트를 지칭한다. 따라서, 본 개시내용에서 언급된 배터리(100)는 다수의 전극 코어의 포함을 위한 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로서 단순히 이해될 수 없다. 본 개시내용에서, 전극 코어 세트(20)는 하나의 단일 전극 코어로 구성될 수 있다. 전극 코어 세트는 또한 다수의 전극 코어를 포함할 수 있고, 다수의 전극 코어는 병렬로 연결되어 전극 코어 세트(20)를 형성한다.
도 5를 함께 참조하면, 본 개시내용의 제1 실시예에서, 스페이서(30)는 하우징(10)의 내면에 대면하는 외주면(302)을 포함하고, 적어도 하나의 제1 위치결정 부분(304)이 스페이서(30)의 외주면(302) 상에 형성된다. 제1 위치결정 부분들(304)에 대응하는 제2 위치결정 부분들(102)이 하우징(10)의 내면(101) 상에 하나씩 형성된다. 제1 위치결정 부분(304)은 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정하기 위해 대응하는 제2 위치결정 부분(102)과 정합된다.
이에 의해, 스페이서(30)의 제1 위치결정 부분(304)과 하우징(10) 상의 제2 위치결정 부분(102)은 서로 정합되어 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정시키고, 이는 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 추가로 방지할 수 있고, 이에 의해 이동을 방지하는 효과를 개선한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 5를 참조하면, 제1 위치결정 부분(304)은 절연 스페이서(30)의 외주면(302)을 절연 스페이서(30)의 내측으로 리세스함으로써 형성된 홈이다. 제2 위치결정 부분(102)은 하우징(10)의 내면(101) 상에 형성되는 돌출부이고, 돌출부는 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정시키기 위해 홈에 매립된다.
이에 의해, 절연 스페이서(30) 상에 홈을 직접 형성하고 하우징(10) 상에 돌출부를 직접 형성하는 것에 의해 그리고 하우징(10) 상의 돌출부와 절연 스페이서(30) 상의 홈 사이의 정합을 통해, 절연 스페이서(30) 및 하우징(10)은 서로에 대해 고정 및 위치결정되고, 이는 전극 코어 세트(20)가 이동하는 것을 추가로 방지하고 또한 배터리(100)에 의해 점유된 공간을 절약할 수 있다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 절연 스페이서(30)는 가장 큰 면적("큰 표면"이라고도 지칭될 수 있음)을 갖는 하우징(10)의 표면에 연결될 수 있다. 구체적으로, 배터리(100)의 두께는 제2 방향(W)을 따라 연장된다. 제2 방향(W)은 제1 방향(L)에 수직이다. 각각의 배터리(100)의 하우징(10)은 제2 방향(W)의 2개의 대향하는 측부들 상에 제1 측면(11) 및 제2 측면(12)을 포함하고, 제1 측면(11) 및 제2 측면(12)은 배터리(100)의 가장 큰 표면들이다. 하우징(10)의 제1 측면(11) 및 제2 측면(12)에는 각각 제2 위치결정 부분(102)이 제공된다. 제1 측면(11) 및 제2 측면(12)에 대응하는 절연 스페이서(30)의 내주면에는 제1 위치결정 부분(304)이 제공된다. 제1 위치결정 부분(304) 및 제2 위치결정 부분(102)은 정합되도록 일대일로 대응하고, 따라서 절연 스페이서(30)는 하우징(10)에 고정된다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 도 6을 참조하면, 제1 위치결정 부분(304)은 또한 절연 스페이서(30)의 외주면(302) 상에 형성된 돌출부일 수 있고, 제2 위치결정 부분(102)은 하우징(10)의 내면(101) 상에 형성된 홈일 수 있으며, 돌출부는 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정하기 위해 홈 내에 매립된다.
이에 의해, 절연 스페이서(30) 상에 돌출부를 직접 형성하고 하우징(10)의 내면(101) 상에 홈을 직접 형성하는 것에 의해 그리고 하우징(10) 상의 홈과 절연 스페이서(30) 상의 돌출부 사이의 정합을 통해, 절연 스페이서(30) 및 하우징(10)은 서로에 대해 고정 및 위치결정되고, 이는 추가로 전극 코어 세트(20)가 이동하는 것을 방지하고 또한 배터리(100)에 의해 점유되는 공간을 절약할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 실시예들에서, 도 7을 참조하면, 제1 측면(11) 상의 제2 위치결정 부분(102)은 하우징(10)의 내면(101) 상에 형성된 돌출부이고, 제1 위치결정 부분(304)은 돌출부에 대응하는 절연 스페이서(30)의 외주면(302) 상에 형성된 홈이고, 돌출부는 홈과 정합된다. 제2 측면(12) 상의 제2 위치결정 부분(102)은 하우징(10)의 내면(101) 상에 형성되는 홈이고, 제1 위치결정 부분(304)은 홈에 대응하는 절연 스페이서(30)의 외주면(302) 상에 형성되는 돌출부이며, 돌출부는 홈과 정합된다.
이에 의해, 배터리(100)의 하우징(10) 상에서, 제1 측면(11) 상의 제2 위치결정 부분(102)은 돌출부이며, 대응하는 제1 위치결정 부분(304)은 홈이다. 제2 측면(12) 상의 제2 위치결정 부분(102)은 홈이고, 대응하는 제1 위치결정 부분(304)은 돌출부이다. 돌출부는 홈과 정합되어, 절연 스페이서(30)와 하우징(10)이 서로에 대해 고정 및 위치결정되고, 하우징(10)과 하우징(10)이 또한 서로에 대해 고정 및 위치결정되게 되는데, 이는 추가로 전극 코어 세트(20)가 이동하는 것을 방지하고 또한 인접한 배터리(100)의 하우징(10) 사이의 상대 이동을 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 개시내용의 제2 실시예에서, 절연 스페이서(30)는 하우징(10)의 내면에 대면하는 외주면(302)을 포함한다. 하우징(10)은 절연 스페이서(30)에 대면하는 내면(101)을 포함한다. 제1 접착층(40)이 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정하기 위해 절연 스페이서(30)의 외주면(302)과 하우징(10)의 내면 사이에 배치된다.
이에 의해, 절연 스페이서(30)의 외주면(302)과 하우징(10)의 내면 사이에 제1 접착층(40)을 배치함으로써, 절연 스페이서(30)는 하우징(10)에 고정되고, 이는 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 더 방지할 수 있고, 이에 의해 이동을 방지하는 효과를 개선한다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 제1 접착층(40)은 열 감열성 접착제이다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제1 접착층(40)은 점착성이 되도록 미리설정된 온도로 가열되어, 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정한다. 제1 접착층(40)은 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착되기 전에는 점착성이 아니라는 점에 유의해야 한다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제1 접착층(40)은 점착성이 되도록 가열되어, 절연 스페이서(30)가 하우징(10)에 고정된다. 이러한 방식으로, 절연 스페이서(30)는 하우징(10)에 고정될 수 있고, 장착이 편리해진다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 제1 접착층(40)은 감압성 접착제이다. 제1 접착층(40)은 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착되기 전에는 점착성이 아니다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제1 접착층(40)은 점착성이 되도록 미리설정된 압력으로 압축되어, 절연 스페이서(30)가 하우징(10)에 고정되게 된다. 이러한 방식으로, 절연 스페이서(30)는 하우징(10)에 고정될 수 있고, 장착이 편리해진다.
물론, 다른 실시예들에서, 제1 접착층(40)은 또한 양면 접착 테이프와 같은 다른 타입의 접착제일 수 있으며, 이는 여기서 제한되지 않는다.
제1 접착층(40)은 절연 스페이서(30)의 외주면(302)의 전부 상에 또는 절연 스페이서(30)의 외주면(302)의 일부 상에 배치될 수 있고, 이는 여기서 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 전극 코어 세트(20)를 하우징(10)에 고정하기 위해 전극 코어 세트(20)의 외면과 하우징(10)의 내면(101) 사이에 제2 접착층(50)이 배치된다.
이에 의해, 전극 코어 세트(20)는 제2 접착층(50)을 통해 하우징(10)에 고정되어, 전극 코어 세트(20)가 더 안정적으로 고정되게 되는데, 이는 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 추가로 회피할 수 있다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 제2 접착층(50)은 감열성 접착제 또는 감압성 접착제이다.
본 개시내용의 일부 예들에서, 제2 접착층(50)은 감열성 접착제이다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제2 접착층(50)은 점착성이 되도록 미리설정된 온도로 가열되어, 전극 코어 세트(20)를 하우징(10)에 고정한다. 제2 접착층(50)은 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착되기 전에는 점착성이 아니라는 점에 유의해야 한다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제2 접착층(50)은 점착성이 되도록 가열되어, 전극 코어 세트(20)가 하우징(10)에 고정되게 된다. 이러한 방식으로, 전극 코어 세트(20)는 하우징(10)에 고정될 수 있고, 장착이 편리하다.
본 개시내용의 일부 다른 실시예들에서, 제2 접착층(50)은 감압성 접착제이다. 제2 접착층(50)은 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착되기 전에는 점착성이 아니다. 전극 코어 세트(20)가 하우징(10) 내에 장착된 후에, 제2 접착층(50)은 점착성이 되도록 미리설정된 압력으로 압축되어, 전극 코어 세트(20)가 하우징(10)에 고정되게 된다. 이러한 방식으로, 전극 코어 세트(20)는 하우징(10)에 고정될 수 있고, 장착이 편리하다.
물론, 다른 실시예들에서, 제2 접착층(50)은 또한 양면 접착 테이프와 같은 다른 타입의 접착제일 수 있으며, 이는 여기서 제한되지 않는다.
실시예들 중 하나에서, 제2 접착층(50)은 전극 코어 세트(20)의 캡슐화 필름(201)의 외면들 중에서 큰 표면 상에 배치된다는 것을 이해할 수 있다. 큰 표면은 더 큰 면적을 갖는 전극 코어 세트(20)의 캡슐화 필름(201)의 외면들 중 1개 또는 2개의 외면을 지칭한다. 다른 실시예들에서, 제2 접착층(50)은 전극 코어 세트(20)의 캡슐화 필름(201)의 외면들 중 어느 하나 상에 배치될 수 있고, 이는 여기서 제한되지 않는다.
본 개시내용의 제3 실시예에서, 도 9를 참조하면, 하우징(10)은 금속 하우징이다. 절연 스페이서(30)는 하우징(10)의 내면(101)에 대면하는 외주면(302)을 포함한다. 절연 스페이서(30)의 외주면(302)에는 금속 부재(303)가 제공된다. 금속 부재(303)는 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정하기 위해 하우징(10)에 연결된다.
이에 의해, 본 개시내용에서, 절연 스페이서(30)는 하우징(10)의 내면(101)에 대면하는 외주면(302)을 포함한다. 절연 스페이서(30)의 외주면(302)에는 금속 부재(303)가 제공된다. 금속 부재(303)는 절연 스페이서(30)를 하우징(10)에 고정하기 위해 하우징(10)에 연결되며, 이는 추가로 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 방지할 수 있고, 이에 의해 이동을 방지하는 효과를 개선한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 도 10을 참조하면, 금속 부재(303)를 절연 스페이서(30)에 고정하기 위해, 절연 스페이서(30)의 외주면(302)에는 스냅-끼움 홈(3021)이 제공된다. 금속 부재(303)는 정합 부분(3031) 및 정합 부분(3031)에 연결되는 연결 부분(3032)을 포함한다. 정합 부분(3031)은 스냅-끼움 홈(3021) 내로 스냅핑된다. 연결 부분(3032)은 하우징(10)에 연결되도록 외주면(302) 상에 노출된다.
이에 의해, 스냅-끼움 홈(3021)과 정합 부분(3031) 사이의 스냅 끼움에 의해, 절연 스페이서(30)와 금속 부재(303) 사이의 연결 안정성이 개선된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 정합 부분(3031)은 연결 부분(3032)의 주변부로부터 수직으로 돌출되는 다수의 정합편들(3033)이고, 정합편들(3033) 사이에 클리어런스가 존재한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 6개의 정합편(3033)이 존재하고, 2개의 정합편(3033) 사이마다 클리어런스가 존재한다. 유사하게, 각각의 정합편(3033)에 대응하는 클램핑 슬롯(3022)이 스냅-끼움 홈(3021) 내부에 배치된다. 예를 들어, 이 실시예에서, 6개의 클램핑 슬롯(3022)이 스냅-끼움 홈(3021) 내부에 배치될 수 있고, 6개의 클램핑 슬롯(3022)이 스냅-끼움 홈(3021)의 측벽들에 부착된다. 각각의 정합편(3033)은 하나의 클램핑 슬롯(3022)에 대응적으로 삽입된다.
이에 의해, 정합편(3033)은 정합 부분(3031)이 양호한 호환성을 갖게 하고, 따라서 대응하는 클램핑 슬롯(3022)과 더 쉽게 정합될 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 금속 부재(303)는 홈 구조로 되어 있고, 스냅-끼움 홈(3021)의 형상은 홈 구조의 개구의 형상과 일치된다. 홈 구조의 측벽은 정합 부분(3031)으로서 스냅-끼움 홈(3021) 내로 스냅되고, 홈 구조의 홈의 바닥 벽은 연결 부분(3032)으로서 하우징(10)에 연결된다.
이에 의해, 금속 부재(303)는 더 적은 공간을 차지하여, 이는 배터리(100)의 전체 구조가 더 콤팩트해지게 한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 스냅-끼움 홈(3021) 및 정합 부분(3031)은 서로 고정되도록 억지 끼워맞춤을 형성한다.
이에 의해, 스냅-끼움 홈(3021)과 정합 부분(3031) 사이의 스냅 끼움에 의해, 절연 스페이서(30)와 금속 부재(303) 사이의 연결 안정성이 개선된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 금속 부재(303)는 인서트 몰딩에 의해 절연 스페이서(30)와 일체로 형성되고, 금속 부재는 알루미늄 재료로 만들어진다.
이에 의해, 금속 부재(303)를 장착하는 공정이 회피되고, 금속 부재(303)와 절연 스페이서(30) 사이의 연결 안정성이 개선된다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 금속 부재(303)는 용접, 예를 들어 레이저 용접에 의해 하우징(10)에 고정된다. 도 9에 도시되는 바와 같이, 금속 부재(303)와 하우징(10) 사이에 레이저 용접 조인트(40)가 형성된다.
이에 의해, 금속 부재(303)와 하우징(10) 사이의 연결 안정성이 개선되고, 이는 제1 방향(L)을 따른 전극 코어 세트들(20) 사이의 상대적인 이동을 방지할 수 있고, 전극 코어 세트들(20) 사이의 유효 연결을 유지할 수 있고, 배터리(100)의 기계적인 강도를 증가시킬 수 있으며, 이에 의해 사용 동안 배터리(100)가 비틀리거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 배터리(100)가 2개의 전극 코어 스트링을 포함할 때, 즉, 제1 방향(L)을 따른 절연 스페이서(30)의 각각의 측부 상에, 2개의 전극 코어 세트(20)가 배치될 때, 절연 스페이서(30)는 제2 방향(W)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 절연 부분(311), 제2 절연 부분(312) 및 제3 절연 부분(313)을 포함한다. 제2 절연 부분(312)은 제1 절연 부분(311)과 제3 절연 부분(313) 사이에 배치된다. 제1 절연 부분(311) 및 제3 절연 부분(313)의 외측에는 각각 스냅-끼움 홈(3021)이 제공된다. 전극 코어 스트링들 중 하나의 연결 부분이 통과하는 것을 허용하기 위해 제1 절연 부분(311)과 제2 절연 부분(312) 사이에 관통 구멍(301)이 형성된다. 다른 전극 코어 스트링의 연결 부분이 통과하는 것을 허용하기 위해, 제2 절연 부분(312)과 제3 절연 부분(313) 사이에 다른 관통 구멍(도시되지 않음)이 형성된다.
본 개시내용의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 실질적으로 직육면체이다. 배터리(100)는 길이(L), 두께(W) 및 높이(H)를 갖는다. 길이(L)는 높이(H)보다 크다. 높이(H)는 두께(W)보다 크다. 배터리(100)의 길이는 400 mm 내지 2500 mm이다. 배터리(100)의 길이 대 높이의 비는 4 내지 21이다.
"배터리(100)는 실질적으로 직육면체이다"는 "배터리(100)는 직육면체 또는 입방체, 또는 대략 직육면체 또는 입방체이지만 부분적으로 불규칙하게 형성될 수 있거나, 또는 부분적으로 노치들, 돌출부들, 모따기부들, 호들 및 만곡부들을 갖는 대략 직육면체 또는 입방체일 수 있다"로서 이해될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 개시내용은 본 개시내용에 의해 제공되는 다수의 배터리(100) 또는 본 개시내용에 의해 제공되는 다수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 추가로 제공한다. 도 11을 참조하면, 본 개시내용에 의해 제공되는 배터리 팩(200)은 트레이(22) 및 트레이(22) 상에 배치되는 배터리들(100)을 포함한다.
본 개시내용은 본 개시내용에 의해 제공되는 배터리 팩(200)을 포함하는 자동차(1000)를 제공한다.
도 12를 참조하면, 본 개시내용에 의해 제공되는 자동차는 배터리 팩(200)을 포함한다.
본 개시내용의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 원리 및 사상을 벗어나지 않고 실시예에 대한 다양한 변경, 수정, 대체 및 변형이 이루어질 수 있고, 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 하우징 및 상기 하우징 내에 캡슐화된 복수의 전극 코어 세트들을 포함하는 배터리이며, 2개의 인접한 전극 코어 세트마다 직렬로 연결되고, 상기 전극 코어 세트는 캡슐화 필름 및 적어도 하나의 전극 코어를 포함하고, 상기 전극 코어는 상기 캡슐화 필름에 의해 형성되는 수용 캐비티 내에 배치되고;
    상기 전극 코어 세트는 전류를 인출하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 캡슐화 필름 밖으로 돌출되고, 상기 2개의 전극 코어 세트 중 하나의 상기 제1 전극은 다른 전극 코어 세트의 상기 제2 전극에 연결되고, 상기 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이의 간극이 상기 2개의 인접한 전극 코어 세트 사이에 절연 스페이서를 형성하도록 절연 재료로 채워지고, 2개의 인접한 전극 코어 세트의 연결 부분이 절연 스페이서 내에 배치되는 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 스페이서는 상기 하우징의 내면에 대면하는 외주면을 포함하고, 적어도 하나의 제1 위치결정 부분이 상기 절연 스페이서의 상기 외주면 상에 형성되고, 상기 제1 위치결정 부분에 대응하는 제2 위치결정 부분이 상기 하우징의 상기 내면 상에 형성되며, 상기 제1 위치결정 부분은 상기 절연 스페이서를 상기 하우징에 고정하기 위해 상기 대응하는 제2 위치결정 부분과 정합되는 배터리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 위치결정 부분은 상기 절연 스페이서의 상기 외주면을 상기 절연 스페이서의 내부로 리세스함으로써 형성된 홈이고, 상기 제2 위치결정 부분은 상기 하우징의 상기 내면 상에 형성된 돌출부이며, 상기 돌출부는 상기 홈 내에 매립되거나; 또는 상기 제1 위치결정 부분은 상기 절연 스페이서의 상기 외주면 상에 형성된 돌출부이고, 상기 제2 위치결정 부분은 상기 하우징의 상기 내면 상에 형성된 홈이며, 상기 돌출부는 상기 홈 내에 매립되는 배터리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연 스페이서는 상기 하우징의 내면에 대면하는 외주면을 포함하고, 상기 하우징은 상기 절연 스페이서에 대면하는 상기 내면을 포함하고, 제1 접착층이 상기 절연 스페이서를 상기 하우징에 고정하기 위해 상기 절연 스페이서의 상기 외주면과 상기 하우징의 상기 내면 사이에 배치되며; 및/또는
    제2 접착층이 상기 전극 코어 세트를 상기 하우징에 고정하기 위해 상기 전극 코어 세트의 외면과 상기 하우징의 내면 사이에 배치되고; 상기 제1 접착층 및/또는 상기 제2 접착층은 감열성 접착제 또는 감압성 접착제인 배터리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연 스페이서는 상기 하우징의 내면에 대면하는 외주면을 포함하고, 상기 절연 스페이서의 상기 외주면에는 금속 부재가 제공되고, 상기 금속 부재는 상기 절연 스페이서를 상기 하우징에 고정하도록 상기 하우징에 연결되는 배터리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 스페이서의 상기 외주면에는 스냅-끼움 홈이 제공되고, 상기 금속 부재는 정합 부분 및 상기 정합 부분에 연결되는 연결 부분을 포함하고, 상기 정합 부분은 상기 스냅-끼움 홈 내로 스냅핑되고, 상기 연결 부분은 상기 하우징에 연결되도록 상기 외주면 상에서 노출되며;
    상기 금속 부재는 홈 구조로 되어 있고, 상기 스냅-끼움 홈의 형상은 상기 홈의 개구의 형상과 일치되고; 상기 홈의 측벽은 상기 정합 부분으로서 상기 스냅-끼움 홈 내에 스냅핑되고, 상기 홈의 바닥 벽은 상기 연결 부분으로서 상기 하우징에 연결되는 배터리.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 금속 부재는 인서트 몰딩에 의해 상기 절연 스페이서와 일체로 형성되며, 상기 금속 부재는 알루미늄 재료로 만들어지고; 상기 금속 부재는 용접에 의해 상기 하우징에 고정되는 배터리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리의 길이는 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 전극 코어 세트의 길이는 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 복수의 전극 코어 세트는 상기 제1 방향을 따라 배치되는 배터리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 복수의 배터리들을 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.
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