KR20230038283A - 전지 셀, 전지 및 전지 셀을 전원으로 사용하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 상기 개구부를 덮고 상기 하우징과 밀폐 연결되는 앤드캡;을 포함하고, 상기 하우징 또는 상기 앤드캡 중 어느 하나에는 노치부가 제공되고, 다른 하나에는 돌출부가 제공되며, 상기 돌출부는 상기 노치부의 형상에 맞도록 상기 노치부 내부에 배치되고, 상기 앤드캡은 상기 돌출부와 상기 노치부의 끼워맞춤에 의해 상기 하우징에 장착되는, 전지 셀; 전지; 및 이 전지 셀을 전원으로 사용하는 장치를 제공한다. 기존 기술과 달리, 본 출원에 따른 전지 셀은 앤드캡이 돌출부와 노치부의 끼워맞춤에 의해 하우징에 조립됨으로써, 앤드캡과 하우징의 스크래치로 인해 발생된 금속 조각이 하우징 내부로 떨어지는 것을 효과적으로 감소시켜 전지 셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 출원은 “전지 셀, 전지 및 전지 셀을 전원으로 사용하는 장치"라는 명칭으로 2021년 3월 29일에 제출된 중국특허출원 제202120635838.3호에 참조하며, 상기 출원의 전체 사항은 본 발명에 참조로 삽입된다.
본 출원은 에너지 저장 기술분야에 관한 것으로, 특히 전지 셀, 전지 및 전지 셀을 전원으로 사용하는 장치에 관한 것이다.
일부 경우에, 하우징의 개구부는 일반적으로 엔드 캡이 하우징의 개구부에 끼워 맞추도록 엔드 캡의 크기이상이다. 그러나 생산 과정에서 앤드캡 또는 하우징의 불안정한 생산 오차로 인해 하우징과 앤드캡을 조립할 때 억지끼움 문제점이 쉽게 발생하게 되고, 억지끼움으로 인한 앤드캡과 하우징의 스크래치에 의해 금속 조각이 발생하게 될 수 있으며, 금속 조각이 하우징 내부로 떨어져 전지 셀의 내부 단락을 초래하여 안전 문제점을 야기하게 된다.
따라서, 앤드캡과 하우징의 스크래치로 인해 금속 조각이 발생하게 되고, 금속 조각이 하우징 내부로 떨어져 전지 셀의 내부 단락을 초래하는 문제점을 해결하는 전지 셀 및 그의 전기 장치를 제공할 필요가 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 발명자는,
개구부가 구비된 하우징; 및
개구부를 덮고 하우징과 밀폐 연결되는 앤드캡;을 포함하고, 하우징 또는 앤드캡 중 어느 하나에는 노치부가 제공되고, 다른 하나에는 돌출부가 제공되며, 돌출부는 노치부의 형상에 맞도록 노치부 내부에 배치되고, 앤드캡은 돌출부와 노치부의 끼워맞춤에 의해 하우징에 조립되는, 전지 셀을 제공한다.
상술한 기술적 해결밥법에 따르면, 앤드캡이 돌출부와 노치부의 끼워맞춤에 의해 하우징에 조립됨으로써, 앤드캡과 하우징의 스크래치로 인해 발생한 금속 조각이 하우징 내부로 떨어지는 것을 효과적으로 감소시켜 전지 셀의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징은 복수의 측벽을 포함하고, 복수의 측벽에 의해 개구부를 둘러싸여 형성하며, 노치부는 적어도 하나의 측벽에 제공되고, 노치부는 측벽의 두께 방향으로 하우징의 측벽을 관통한다.
이와 같이, 노치부는 적어도 하나의 측벽에 제공되고, 노치부는 측벽의 두께 방향으로 하우징의 측벽을 관통하며, 앤드캡은 돌출부와 하우징의 끼워맞춤에 의해 하우징에 고정됨으로써 앤드캡과 하우징의 측벽 사이에 발생하는 스크래치를 감소시키게 된다.
일부 실시예에 있어서, 노치부는 수직 방향으로의 최대 깊이가 앤드캡의 두께보다 작다.
이와 같이, 수직방향으로의 노치부의 최대 깊이는 앤드캡의 두께보다 작게 함으로써, 사용 중 노치부와 돌출부 사이가 레이저로 용접될 때, 앤드캡의 바닥부에 의해 레이저가 차단될 수 있으므로, 레이저가 앤드캡의 바닥부를 통과하여 하우징 내부로 들어가 전지 셀에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀은 절연 부재를 더 포함하고, 절연 부재는 앤드캡의 바닥부에 배치되며, 수직 방향으로의 노치부의 최대 깊이는 수직 방향으로의 절연 부재의 최대 두께 이하이다.
이와 같이, 수직 방향으로의 노치부의 최대 깊이가 수직 방향으로의 절연 부재의 최대 두께 이하로 함으로써, 사용 중 노치부와 돌출부 사이가 레이저로 용접될 때, 절연 부재의 바닥부에 의해 레이저가 차단될 수 있으므로, 레이저가 절연 부재의 바닥부를 통과하여 하우징 내부로 들어가 전지 셀에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
일부 실시예에 있어서, 노치부의 바닥부에는 단차부가 제공되고, 단차부는 상부 단차 및 하부 단차가 포함되며, 돌출부는 하부 단차와 끼워 맞춘다.
이때 노치부와 돌출부 사이가 레이저로 용접될 때, 상부 단차에 의해 레이저가 차단되므로, 레이저가 앤드캡의 측면을 통과하여 하우징 내부로 들어가 전지 셀에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
일부 실시예에 있어서, 노치부의 측면과 노치부의 바닥면이 이루는 각도는 직각 또는 둔각이다.
노치부 및 돌출구조의 가공 용이성을 위하여, 노치부의 측면과 노치부의 바닥면이 이루는 각도는 직각 또는 둔각이 되도록 함으로써, 노치부와 돌출부의 조립이 편리하고 조립 효율이 향상되도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 돌출부의 외주면은 하우징의 외주면과 나란히 배치되거나, 또는,
수직 방향으로, 돌출부의 외주면의 투영은 하우징의 외주면의 투영 범위 내에 위치한다.
이때, 2개 이상의 전지 셀이 배열되는 경우 전지 셀의 돌출부가 인접한 전지 셀을 긁는 위험을 피하기 위해, 돌출부의 외주면이 전지 셀의 외주면과 나란히 배치되거나, 또는 수직 방향으로 돌출부의 외주면의 투영이 하우징의 외주면의 투영 범위 내에 위치하도록 함으로써 돌출부가 인접한 전지 셀을 긁는 위험을 효과적으로 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징은 다각형 형상의 하우징이고, 앤드캡은 다각형 형상의 커버 플레이트이며, 노치부는 하우징의 모서리에 위치하고, 돌출부는 커버 플레이트의 모서리에 대응하게 배치된다.
원형 형상의 하우징과 달리, 다각형 형상의 하우징과 엔드 캡 사이의 억지끼움은 일반적으로 다각형 형상의 하우징의 모서리에 위치하며 이러한 상황을 피하기 위해 다각형 형상의 하우징의 모서리에 노치부가 제공됨으로써, 다각형 형상의 하우징과 엔드 캡 사이의 모서리에서 억지끼움이 발생하는 기술직 문제점을 줄이게 된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 발명자는 상술한 발명자에 의해 제공된 어느 하나의 전지 셀을 포함하는 전지를 더 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 발명자는 상술한 발명자에 의해 제공된 어느 하나의 전지 셀을 전원으로 포함하는 장치를 더 제공한다.
기존 기술과 달리, 이 전지 및 이 전기 장치는 전지 셀의 앤드캡이 돌출부와 노치부의 끼워맞춤에 의해 하우징에 조립됨으로써, 앤드캡과 하우징의 스크래치를 감소시키고 스크래치로 인해 발생된 금속 조각이 하우징 내부로 떨어지는 것을 감소시켜 전지 셀의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
이하에서는 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법을 더욱 명확하게 설명하기 위해 본 출원의 실시예를 설명함에 있어서 참조해야 할 첨부 도면을 간략히 소개하기로 하고, 다만 하기 첨부 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면들로부터 다른 도면을 도출할 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 구조 모식도이고,
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 전지의 구조 모식도이며,
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 분리도이고,
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 하우징의 구조 모식도이며,
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이고,
도 6은 본 출원의 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이며,
도 7은 본 출원의 또 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이고,
도 8은 본 출원의 또 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이며,
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 평면도이고,
도 10은 도 5의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량의 구조 모식도이고,
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 전지의 구조 모식도이며,
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 분리도이고,
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 하우징의 구조 모식도이며,
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이고,
도 6은 본 출원의 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이며,
도 7은 본 출원의 또 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이고,
도 8은 본 출원의 또 다른 구현예에 따른 앤드캡이 하우징과 끼워 맞추기 전의 부분 구조 모식도이며,
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 평면도이고,
도 10은 도 5의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
이하에서, 본 발명의 기술적 내용, 구조적 특징, 달성되는 목적 및 효과를 구체적으로 설명하기 위하여, 구체적인 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 출원을 설명함에 있어서, 달리 명시적으로 정의 및 한정되지 않는 한, "제1" 및 "제2"라는 용어는 설명적인 목적으로만 사용되며 상대적 중요성을 명시하거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 달리 명시적으로 정의 및 한정되지 않는 한, "복수"라는 용어는 둘을 포함하여 둘 이상을 의미하며, "연결" 및 "고정"이라는 용어는 광의적인 의미로 이해되어야 하는 데, 예를 들어, "연결"은 고정 연결일 수 있고 탈부착 연결일 수도 있고, 또는 일체로 연결일 수도 있고 전기 연결일 수도 있으며, 또한 직접적인 연결일 수 있고 중간 매체를 통해 간접적인 연결일 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자는 특정 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 명세서의 설명에 있어서, 본 출원의 실시예에 기재된 "상부", "하부", "좌측", "우측" 등의 방위적 용어는 첨부된 도면에 도시된 각도를 토대로 기재된 것으로 본 출원의 실시예에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이러한 맥락에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부" 또는 "하부"에 연결된다고 언급될 때, 그것은 다른 구성요소의 "상부" 또는 "하부"에 직접 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 중간 구성요소를 통해 다른 구성요소 "상부" 또는 "하부"에 간접적으로 연결될 수 있다는 것도 이해해야 한다.
본 출원의 실시예에 기재된 기술적 해결방법은, 휴대폰, 휴대용 장치, 노트북, 전기 자전거, 전동 장난감, 전동 공구, 전기 차량, 선박, 및 항공기(비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선) 등과 같은 전지를 사용하는 다양한 장치에 다 적용된다.
예를 들어, 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 차량(3)의 구조 모식도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(3)은 가솔린/디젤 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 전기차 등이 될 수 있다.
차량(3)의 내부에는 모터(31), 컨트롤러(32) 및 전지(2)가 구비될 수 있고, 컨트롤러(32)는 전지(2)가 모터(31)에 전력을 공급하도록 제어한다. 예를 들어, 전지(2)는 차량(3)의 하부 또는 차량의 전방 또는 후방에 배치될 수 있다. 전지(2)는 차량(3) 전력을 공급할 수 있으며, 예를 들어, 전지(2)는 작동 전원으로 차량(3)의 전기 회로 시스템에 사용될 수 있고, 예를 들어, 차량(3)의 시동, 내비게이션 및 작동 동안의 작동 전기 수요에 사용될 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에 있어서, 전지(2)는 차량(3)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 연료유 또는 천연 가스를 전체 또는 부분적으로 대체하여 차량(3)의 구동 전원으로 사용되어 차량(3)의 구동력을 제공할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 언급된 전지(2)는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 또는 복수의 전지 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 전지(2)는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지(2)는 일반적으로 하나 또는 복수의 전지 셀(1)을 패키징하기 위한 케이스를 포함한다. 케이스는 액체 또는 기타 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 전지(2)는 전지 모듈(21)및 케이스를 포함하고, 전지 모듈(21)은 케이스에 수용될 수 있으며, 전지 모듈(21)의 수는 하나 또는 복수일 수 있고, 본 실시예에 있어서, 복수의 전지 모듈(21)은 케이스에 배열되어 있다. 케이스의 종류는 제한되지 않으며, 케이스는 틀 모양, 원판 모양 또는 상자 모양의 케이스 등일 수 있고, 구체적으로 케이스는 전지 모듈(21)을 수용하는 하부 케이스(23) 및 하부 케이스(23)에 덮여 있는 상부 케이스(22)를 포함할 수 있다.
전지 모듈(21)은, 나란히 배열되고 서로 전기적으로 연결되어 전지 모듈(21)을 형성도록 한 2개 이상의 전지 셀을 포함한다.
본 출원에서, 전지 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬-황 전지, 나트륨-리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있고, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다. 전지 셀은 원통형, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다. 전지 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 원통형 형상의 전지 셀, 각형 형상의 전지 셀 및 소프트 패키지 전지 셀 등의 3가지 유형으로 구분되며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전지 셀(1)은 캐소드 극판(미도시), 애노드 극판(미도시) 및 세퍼레이터(미도시)로 조성된 전극 조립체(13); 및 전해액;을 포함한다. 전지 셀(1)은 주로 캐소드 극판과 애노드 극판 사이에서 금속 이온의 이동에 의해 작동된다. 캐소드 극판은 캐소드 집전체 및 캐소드 활물질층을 포함하고, 캐소드 집전체의 표면에 캐소드 활물질층이 코팅되고, 캐소드 활물질층이 코팅되지 않은 캐소드 집전체는 캐소드 활물질층이 코팅된 캐소드 집전체보다 돌출되어 캐소드 활물질층이 코팅되지 않은 캐소드 집전체는 캐소드 탭으로 사용된다. 리튬 이온 전지를 예로 들면, 캐소드 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 캐소드 활물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼성분계 리튬 또는 망간산리튬일 수 있다. 애노드 극판은 애노드 집전체 및 애노드 활물질층을 포함하고, 애노드 집전체의 표면에 애노드 활물질층이 코팅되고, 애노드 활물질층이 코팅되지 않은 애노드 집전체는 애노드 활물질층이 코팅된 애노드 집전체보다 돌출되어 애노드 활물질층이 코팅되지 않은 애노드 집전체는 애노드 탭으로 사용된다. 애노드 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 애노드 활물질은 탄소 또는 실리콘일 수 있다. 큰 전류가 퓨징 없이 흐르도록 하기 위해 캐소드 탭의 수는 복개이고 함께 적층되며, 애노드 탭의 수도 복개이고 함께 적층된다. 세퍼레이터의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 등일 수 있다. 또한, 전극 조립체(13)는 권취형 구조 또는 적층형 구조일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이 전지 셀(1)은 엔드 커버(12)에 배치된 2개의 전극 단자(14)를 더 포함할 수 있다. 엔드 캡(12)은 일반적으로 평판 형상이고, 2개의 전극 단자(14)는 각각 양극 단자(14) 및 음극 단자(14)이다. 각 전극 단자(14)에는 전극 조립체(13)와 전극 단자(14)를 전기적으로 연결하는 연결 부재(집전 부재라고도 함)가 각각 대응하게 설치된다.
이 전지 셀(1)은 하우징(11)을 더 포함하고, 하우징(11)은 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈 도금강과 같은 금속 재료로 만들어질 수 있으며, 하우징(11)은 육면체 형상 또는 다른 형상을 가지고 개구부(113)를 구비할 수 있다. 하우징(11)에는 전극 조립체(13)가 수용되는 수용 챔버가 마련된다. 하우징(11)의 개구부(113)는 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 금속 재료로 만들어질 수 있는 엔드 캡(12)로 덮여 있으며, 엔드 캡(12)의 크기는 전지 하우징(11)의 개구부(113)의 크기에 맞도록 한다.
기존의 엔드 캡(12) 또는 하우징(11)은 생산 과정에서 불안정한 생산 오차로 인해 하우징(11)과 앤드캡(12)을 조립할 때 억지끼움 문제점이 쉽게 발생하게 되고, 억지끼움으로 인한 앤드캡(12)과 하우징(11)의 스크래치에 의해 금속 조각이 발생하게 될 수 있으며, 금속 조각이 하우징(11) 내부로 떨어져 전지 셀(1)의 내부 단락을 초래하여 안전 문제점을 야기하게 될 수 있다.
따라서, 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법은, 하우징(11) 또는 엔드 커버(12) 중 어느 하나에는 노치부 제공되고, 다른 하나에는 돌출부가 제공되며, 돌출부는 노치부의 형상에 맞도록 노치부 내부에 배치되고, 앤드캡(12)은 돌출부와 노치부의 끼워맞춤에 의해 하우징(11)에 조립되고, 돌출부와 노치부에 의해 서로 조립되어, 앤드캡(12)과 하우징(11)이 조립 시 스크래치로 인한 금속 조각의 발생 문제점을 감소시켜 전지 셀(1)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(11)에는 돌출부(121)가 제공되고, 앤드갭(12)에는 노치부(111)가 제공될 수 있으며, 돌출부(121)는 노치부(111)에 배치되고, 돌출부(121)의 형상은 노치부(111)의 형상에 서로 맞도록 형성된다.
일부 실시예에 있어서, 앤드갭(12)에는 돌출부(121)가 제공되고, 하우징(11)에는 노치부(111)가 제공되며, 돌출부(121)의 형상은 노치부(111)의 형상에 맞도록 형성되고, 앤드갭(12)은 돌출부(121)와 노치부(111)의 끼워맞춤에 의해 하우징(11)에 조립된다.
본 출원의 실시예는 주로 앤드캡(12)에 돌출부(121)가 제공되고 하우징(11)에 노치부(111)가 제공되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 앤드캡(12)과 하우징(11) 사이는 레이저 용접과 같은 용접에 의해 고정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(11)은 복수의 측벽(112)을 포함하고, 복수의 측벽(112)에 의해 개구부(113)를 둘러싸여 형성하며, 하우징(11)은 저벽을 더 포함하고, 저벽과 복수의 측벽(112)에 의해 하우징(11)을 둘러싸여 형성하며, 노치부(111)는 측벽(112)에 제공되고 측벽(112)의 두께 방향(도면에서 화살표 x로 표시된 방향 또는 화살표 y로 표시된 방향)으로 하우징(11)의 측벽(112)을 관통한다. 이와 같이, 노치부(111)가 측벽(112)에 제공되고, 노치부(111)가 측벽(112)의 두께 방향(도면에서 화살표 x로 표시된 방향 또는 화살표 y로 표시된 방향)으로 하우징(11)의 측벽(112)을 관통하며, 앤드캡(12)은 돌출부(121)와 노치부(111)의 끼워맞춤에 의해 하우징(11)에 고정됨으로써, 앤드캡(12)와 하우징(11) 사이의 스크래치 문제점을 줄이게 된다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(11)은 다각형 형상의 하우징(11)이고, 앤드캡(12)은 다각형 형상의 커버 플레이트이며, 노치부(111)는 하우징(11)의 모서리에 위치하고, 돌출부(121)는 커버 플레이트의 모서리에 대응하게 배치된다. 원형 형상의 하우징(11)과 달리, 다각형 형상의 하우징(11)과 엔드 캡(12) 사이의 억지끼움은 일반적으로 다각형 형상의 하우징(11)의 모서리에 위치하며 이러한 상황을 피하기 위해 다각형 형상의 하우징(11)의 모서리에 노치부(111)가 제공됨으로써, 다각형 형상의 하우징(11)과 엔드 캡(12) 사이의 모서리에서 억지끼움이 발생하는 문제점을 줄이게 된다.
본 실시예에 있어서, 하우징(11)은 직사각형 형상의 하우징(11)이고, 앤드캡(12)은 직사각형 형상의 커버 플레이트이며, 노치부(111)는 직사각형 형상의 하우징(11)의 모서리에 위치하고, 돌출부(121)는 직사각형 형상의 커버 플레이트의 모서리에 대응하게 배치된다. 본 실시예에 있어서, 직사각형 형상의 하우징(11)의 네 모서리에는 모두 노치부(111)가 제공되고, 직사각형 형상의 커버 플레이트의 네 모서리에는 모두 돌출부(121)가 제공된다. 하우징(11)과 앤드캡(12)가 끼워맞추는 위치는 하우징(11)의 네 모서리에 있기 때문에 하우징(11)과 앤드캡(12) 사이의 억지끼움을 줄이기 위해 노치부(111)도 하우징(11)의 네 모서리에 제공된다. 이와 같이, 앤드캡(12)의 장변과 단변만이 하우징(11)의 내측 장변 및 내측 단변과 끼워 맞추게 되므로, 하우징(11)과 앤드캡(12) 사이의 모서리에서 억지끼움이 발생하는 기술적 문제점을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
직사각형 형상의 하우징(11)의 네 모서리 중 적어도 하나에는 노치부(111)가 제공되고, 대응하는 직사각형 형상의 커버 플레이트의 네 모서리 중 적어도 하나에는 돌출부(121)가 제공된다는 것을 이해할 수 있다. 직사각형 형상의 하우징(11)과 엔드 캡(12) 사이의 억지끼움은 일반적으로 직사각형 형상의 하우징(11)의 모서리에 위치하며 이러한 상황을 피하기 위해 직사각형 형상의 하우징(11)의 모서리에 노치부(111)가 제공됨으로써, 직사각형 형상의 하우징(11)과 엔드 캡(12) 사이의 모서리에서 억지끼움이 발생하는 문제점을 줄이게 된다.
본 실시예에 있어서, 하우징(11)의 네 모서리는 라운딩된 모서리이고, 엔드 캡(12)의 네 모서리는 하우징(11)의 네 모서리에 맞춘다. 이때, 하우징(11)의 네 모서리는 라운딩된 모서리이고, 앤드캡(12)의 네 모서리도 라운딩된 모서리이며, 돌출부(121)는 앤드캡(12)의 네 모서리에 배치되고, 돌출부(121)의 라운드된 모서리는 하우징(11)의 라운딩된 모서리보다 작거나 같아야 한다. 2개 이상의 전지 셀(1)이 나란히 배열될 때 전지 셀(1)의 엔드 캡(12)이 인접한 전지 셀(1)을 긁는 위험을 줄이기 위해, 본 실시예에 있어서는 돌출부(121)의 라운딩된 모서리는 하우징(11)의 라운딩된 모서리와 일치하도록 하여 라운딩된 모서리의 값은 2밀리미터(mm)~5밀리미터(mm) 범위이다.
다른 실시예에 있어서, 하우징(11)은 원통형이고, 하우징(11)에는 노치부(111)가 제공되며, 앤드캡(12)은 원형 형상의 앤드캡(12)이고, 앤드캡(12)에는 돌출부(121)가 제공되며, 이는 또한 본 실시예의 보호 범위 내에 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 앤드갭(12)에는 돌출부(121)가 제공되고 하우징(11)에는 노치부(111)가 제공되며, 돌출부(121)는 노치부(111)에 배치되고, 돌출부(121)의 형상은 노치부(111)의 형상에 서로 맞도록 형성되며, 앤드갭(12)은 돌출부(121)와 노치부(111)의 끼워맞춤에 의해 하우징(11)에 조립된다.
일부 실시예에 있어서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 노치부(111)는 2개의 측면(1113) 및 1개의 바닥면(1114)을 포함하고, 노치부(111)의 측면(1113)과 노치부(111)의 바닥면(1114)이 이루는 각도는 직각 또는 둔각이며, 노치부(111)의 형상 구조에 따라 해당 돌출부(121)의 형상 구조가 달라진다. 노치부(111) 및 돌출부(121) 구조의 가공 용이성을 위하여, 노치부(111)의 측면(1113)과 노치부(111)의 바닥면(1114)이 이루는 각도가 직각 또는 둔각이 되도록 함으로써, 노치부(111)와 돌출부(121)의 조립이 편리하고 조립 효율이 향상되도록 한다. 노치부(111)의 측면(1113)과 노치부(111)의 바닥면(1114)이 이루는 각도가 둔각일 때, 그 각도는 110°~150°이며, 다른 각도에 비해 노치부(111)의 측면(1113)과 노치부(111)의 바닥면(1114)이 이루는 각도가 직각 또는 둔각으로 되도록 함으로써, 가공이 용이하고 조립이 편이하다.
일부 실시예에 있어서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 노치부(111)는 하우징(11)에 제공되고, 노치부(111)는 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로의 최대 깊이가 앤드캡(12) 두께보다 작다. 이와 같이, 사용 중 노치부(111)와 돌출부(121) 사이가 레이저로 용접될 때, 앤드캡(12)의 바닥부에 의해 레이저가 차단될 수 있으므로, 레이저가 앤드캡(12)의 바닥을 통과하여 하우징(11) 내부로 들어가 전지 셀(1)에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
일부 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 노치부(111)는 하우징(11)에 제공되고, 하우징(11)은 노치부(111)의 바닥부에 단차부가 제공되며, 단차부는 상부 단차(1111) 및 하부 단차(1112)가 포함되고, 돌출부(121)는 하부 단차(1112)와 끼워 맞춘다. 이때, 앤드캡(12)의 돌출부(121)가 하우징(11)의 노치부(111)에 배치됨으로써, 돌출부(121)의 바닥부와 하부 단차(1112)가 레이저로 용접될 때, 레이저가 실수로 돌출부(121)와 노치부(111)사이의 간극을 통과하더라도 단차부에 의해 차단될 수 있으므로, 레이저가 앤드캡(12) 측면에서 하우징(11) 내부로 들어가 전지 셀(1)에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 돌출부(121)의 외주면은 하우징(11)의 외주면과 나란히 배치되며, 하우징(11)의 외주면은 수용 챔버의 표면으로부터 멀어진 측벽(112)의 표면을 의미하고, 돌출부(121)의 외주면은 하우징(11)의 외주면에 대응하는 앤드캡(12)의 표면을 의미한다. 이때, 2개 이상의 전지 셀(1)이 나란히 배열되는 경우, 전지 셀(1)의 돌출부(121)가 인접한 전지 셀(1)을 긁는 위험을 피하기 위해, 돌출부(121)의 외주면이 전지 셀(1)의 외주면과 나란히 배치되도록 하거나, 또는 다른 실시예에 있어서, 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로 돌출부(121)의 외주면의 투영은 하우징(11)의 외주면의 투영 범위 내에 위치함으로써, 전지 셀(1)의 돌출부(121)가 인접한 전지 셀(1)을 긁는 위험을 효과적으로 줄일 수도 있으며, 이는 또한 본 실시예의 보호 범위 내에 있다.
계속해서 도 10을 참조하면, 일부 실시예에 있어서, 전지 셀(1)은 절연 부재(122)를 더 포함하며, 절연 부재(122)는 앤드캡(12)의 바닥부에 배치되고, 노치부(111)는 하우징(11)에 제공되며, 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로의 노치부(111)의 최대 깊이는 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로의 절연 부재(122)의 최대 두께 이하이고, 이것은 노치(111)의 바닥부가 절연 부재(122)의 바닥부보다 위에 있다는 것을 의미한다. 이와 같이, 노치부(111)가 하우징(11)에 제공되는 경우, 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로의 노치부(111)의 최대 깊이가 수직 방향(도면에서 화살표 z로 표시된 방향)으로의 절연 부재(122)의 최대 두께 이하로 함으로써, 하우징(11)의 노치부(111)와 돌출부(121) 사이가 레이저로 용접될 때, 레이저가 절연 부재(122)에 의해 차단될 수 있으므로, 레이저가 절연 부재(122)의 측면에서 하우징(11) 내부로 들어가 전지 셀(1)에 손상을 주는 것을 방지하게 된다.
참고로, 노치부(111)와 돌출부(121)의 형상, 크기, 각도가 어떻게 조정되고 수정되더라도, 노치부(111)와 돌출부(121) 사이가 서로 고정될 수 있는 한 모두 본 실시예의 보호 범위에 있음에 유의해야 한다.
사용 중, 전극 조립체(13)를 하우징(11) 내부에 안착하고, 앤드캡(12)의 돌출부(121)가 하우징(11)의 노치부(111)에 대응하도록 하며, 앤드캡(12)을 하우징(11)의 개구부(113)에 덮이고, 그리고 레이저 용접에 의해 앤드캡(12)의 돌출부(121)와 하우징(11)의 노치부(111) 사이를 용접시켜 고정하면 조립이 완성된다.
본 출원의 앤드캡(12)은 돌출부(121)와 노치부(111)의 끼워맞춤에 의해 하우징(11)에 조립되어 앤드캡(12)과 하우징(11)의 내벽 사이의 스크래치를 감소시키고, 스크래치로 인해 발생된 금속 조각이 하우징(11) 내부로 떨어진 것을 줄이게 된다.
이상, 본 문서에서 상기 실시예가 설명되었지만, 본 출원의 특허 보호 범위가 이에 의해 제한되지 않음에 유의해야 한다. 따라서, 본 출원의 혁신적인 아이디어에 기반하여 본 문서에 기재된 실시예에 대한 변경 및 수정, 또는 본 출원의 설명서 및 도면의 내용을 이용하여 이루어진 균등한 구조 또는 균등한 공정 변형, 그리고 위의 기술적 해결방법을 다른 관련 기술 분야에 직접 또는 간접적으로 적용하는 것은 모두 본 출원 특허의 보호 범위에 포함된다.
1: 전지 셀
11: 하우징
111: 노치부
1111: 상부 단차
1112: 하부 단차
1113: 측면
1114: 바닥면
112: 측벽
113: 개구부
12: 앤드캡
121: 돌출부
122: 절연 부재
13: 전극 조립체
14: 전극 단자
2: 전지
21: 전지 모듈
22: 상부 케이스
23: 하부 케이스
3: 차량
31: 모터
32: 컨트롤러
11: 하우징
111: 노치부
1111: 상부 단차
1112: 하부 단차
1113: 측면
1114: 바닥면
112: 측벽
113: 개구부
12: 앤드캡
121: 돌출부
122: 절연 부재
13: 전극 조립체
14: 전극 단자
2: 전지
21: 전지 모듈
22: 상부 케이스
23: 하부 케이스
3: 차량
31: 모터
32: 컨트롤러
Claims (10)
- 개구부가 구비된 하우징; 및
상기 개구부를 덮고 상기 하우징과 밀폐 연결되는 앤드캡;을 포함하고, 상기 하우징 또는 상기 앤드캡 중 어느 하나에는 노치부가 제공되고, 다른 하나에는 돌출부가 제공되며, 상기 돌출부는 상기 노치부의 형상에 맞도록 상기 노치부 내부에 배치되고, 상기 앤드캡은 상기 돌출부와 상기 노치부의 끼워맞춤에 의해 상기 하우징에 조립되는, 전지 셀. - 제1 항에 있어서,
상기 하우징은 복수의 측벽을 포함하고, 상기 복수의 측벽에 의해 상기 개구부를 둘러싸여 형성하며, 상기 노치부는 적어도 하나의 상기 측벽에 제공되고, 상기 노치부는 상기 측벽의 두께 방향으로 상기 하우징의 측벽을 관통하는, 전지 셀. - 제2 항에 있어서,
상기 노치부는 수직 방향으로의 최대 깊이가 상기 앤드캡의 두께보다 작은, 전지 셀. - 제2 항, 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 셀은 절연 부재를 더 포함하고, 상기 절연 부재는 상기 앤드캡의 바닥부에 배치되며, 수직 방향으로의 상기 노치부의 최대 깊이는 상기 수직 방향으로의 상기 절연 부재의 최대 두께 이하인, 전지 셀. - 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치부의 바닥부에는 단차부가 제공되고, 상기 단차부는 상부 단차 및 하부 단차가 포함되며, 상기 돌출부는 상기 하부 단차와 끼워 맞추는, 전지 셀. - 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치부의 측면과 상기 노치부의 바닥면이 이루는 각도는 직각 또는 둔각인, 전지 셀. - 제2 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출부의 외주면은 상기 하우징의 외주면과 나란히 배치되거나, 또는，
수직 방향으로, 상기 돌출부의 외주면의 투영은 상기 하우징의 외주면의 투영 범위 내에 위치하는, 전지 셀. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 다각형 형상의 하우징이고, 상기 앤드캡은 다각형 형상의 커버 플레이트이며, 상기 노치부는 상기 하우징의 모서리에 위치하고, 상기 돌출부는 상기 커버 플레이트의 모서리에 대응하게 배치되는, 전지 셀. - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 전지 셀을 포함하는, 전지.
- 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 전지 셀을 전원으로 포함하는, 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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