KR20230084541A - 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기 - Google Patents

압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기 Download PDF

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KR20230084541A
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카이환 양
팅 정
취안쿤 리
펑 왕
밍구앙 구
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컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
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Abstract

본 발명의 실시예는 배터리 기술분야에 속하는 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공한다. 여기서 압력 완화 장치는 압력 완화부 및 다단 닉홈을 포함하고, 압력 완화부는 두께 방향으로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 갖는다. 다단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 설치되고, 두께 방향으로 인접한 2단의 닉홈 중 제1 표면에서 멀리 떨어진 1단의 닉홈은 제1 표면에 가까운 1단의 닉홈의 바닥면에 설치된다. 이러한 구조의 압력 완화 장치는 다단 닉홈 구조를 사용하며 각 단의 닉홈의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 닉홈 성형 시 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄이고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에서 닉홈이 설치된 위치에 균열로 인한 고장이 발생하기 쉽지 않아 압력 완화 장치의 장기간 신뢰성을 향상시킨다.

Description

압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기
본 발명은 2021년 08월 31일에 제출한 명칭이 “압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기”인 국제특허출원 PCT/CN2021/115766의 우선권을 주장하는 바, 상기 출원의 전부 내용은 참조로서 본 발명에 인용된다.
본 발명은 배터리 기술분야에 관한 것으로, 구체적으로 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기에 관한 것이다.
배터리는 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 배터리 자동차, 전기 자동차, 전기 항공기, 전기 선박, 전기 장난감 자동차, 전기 장난감 선박, 전기 장난감 비행기 및 전동 공구 등과 같은 전자 기기에 널리 사용된다.
배터리 기술에 있어서, 배터리 셀의 안전성을 보장하기 위하여 일반적으로 배터리 셀에 압력 완화 장치를 설치하고, 배터리 셀 내부 또는 온도가 임계값에 도달할 때 압력 완화 장치에서 닉홈이 설치된 위치가 파열되어 배터리 셀 내부의 압력을 방출한다. 일반적인 압력 완화 장치의 경우, 배터리 셀의 내부 압력이 정상 범위 내에 있을 때에도 압력이 완화되는 경우가 발생할 수 있으며, 장기간 신뢰성이 좋지 않다.
본 발명의 실시예는 압력 완화 장치의 장기간 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 압력 완화 장치, 배터리 셀, 배터리 및 전기 기기를 제공한다.
제1 양태에서, 본 발명의 실시예는 압력 완화 장치를 제공하고, 상기 압력 완화 장치는 압력 완화부 및 다단 닉홈을 포함하며, 상기 압력 완화부는 두께 방향으로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 갖고; 상기 다단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 설치되고, 두께 방향으로 인접한 2단의 닉홈 중 제1 표면에서 멀리 떨어진 1단의 닉홈은 제1 표면에 가까운 1단의 닉홈의 바닥면에 설치된다.
상기 기술적 해결수단에서, 압력 완화부에 다단 닉홈이 설치되고, 다단 닉홈은 압력 완화부의 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 압력 완화부에 순차적으로 배치되며, 제1 표면에서 멀리 떨어진 1단의 닉홈은 제1 표면에 가까운 1단의 닉홈의 바닥면에 설치되므로, 이러한 구조의 압력 완화 장치는 다단 닉홈 구조를 사용하며 각 단의 닉홈의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 닉홈 성형 시 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄이고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에서 닉홈이 설치된 위치에 균열로 인한 고장이 발생하기 쉽지 않아 압력 완화 장치의 장기간 신뢰성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 적어도 1단의 제1 단 닉홈을 포함하고, 제1 단 닉홈은 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트를 포함하며, 제1 홈 세그먼트와 제2 홈 세그먼트는 대향되게 설치되고, 제1 홈 세그먼트와 제2 홈 세그먼트는 모두 제3 홈 세그먼트와 교차하며; 압력 완화부는 개방 영역을 포함하고, 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트는 개방 영역의 가장자리를 따라 설치되며, 개방 영역은 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트를 경계로 열릴 수 있도록 구성된다. 따라서 개방 영역은 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트를 경계로 열릴 수 있어 압력 완화부의 압력 완화 면적을 증가시키고 압력 완화부의 압력 완화 속도를 향상시킨다.
일부 실시예에서, 제1 단 닉홈은 제4 홈 세그먼트를 더 포함하고, 제4 홈 세그먼트는 제1 홈 세그먼트와 제2 홈 세그먼트 사이에 위치하며, 제4 홈 세그먼트는 제3 홈 세그먼트와 교차한다. 제3 홈 세그먼트와 제4 홈 세그먼트의 교차 위치에서 압력 완화부의 응력이 더 집중되어 더 쉽게 파열되므로 압력 완화부가 압력 완화 과정에서 제3 홈 세그먼트와 제4 홈 세그먼트의 교차 위치로부터 제3 홈 세그먼트를 따라 파열되고, 제3 홈 세그먼트에서 파열된 후 제1 홈 세그먼트 및 제2 홈 세그먼트를 따라 파열되어 빠른 압력 완화를 구현하도록 한다.
일부 실시예에서, 제3 홈 세그먼트의 연장 방향에서, 제4 홈 세그먼트와 제3 홈 세그먼트의 교차 위치에서 제1 홈 세그먼트까지의 거리는 제4 홈 세그먼트와 제3 홈 세그먼트의 교차 위치에서 제2 홈 세그먼트까지의 거리와 같다. 따라서 압력 완화부가 제4 홈 세그먼트와 제3 홈 세그먼트의 교차 위치에서 제3 홈 세그먼트를 따라 파열된 후 제1 홈 세그먼트와 제2 홈 세그먼트를 따라 동기적으로 파열되어 개방 영역이 더 빠르게 열릴 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트는 적어도 하나의 개방 영역을 정의한다. 개방 영역은 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트에 의해 공동으로 정의되며, 개방 영역은 역방향으로 열릴 수 있고, 개방 영역은 열린 후 시종 압력 완화부의 다른 영역과 연결되어 떨어지기 쉽지 않아 개방 영역이 열린 후 흩날리는 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트는 2개의 개방 영역을 정의하며, 2개의 개방 영역은 각각 제3 홈 세그먼트의 양측에 위치한다. 압력 완화부의 압력 완화 과정에서 압력 완화부는 2개의 개방 영역의 부분에서 대향 방식으로 열려 압력을 완화할 수 있어 압력 완화 면적을 증가시키고 압력 완화부의 압력 완화 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 표면에는 개방 영역에 위치하는 노치 홈이 설치되고, 제1 홈 세그먼트의 연장 방향에서 노치 홈과 제3 홈 세그먼트 사이에 간격이 존재한다. 따라서 압력 완화부의 압력 완화 과정에서 압력 완화부의 개방 영역에 위치하는 일부는 압력 완화부의 노치 홈에 위치하는 위치를 축으로 뒤집힐 수 있어 압력 완화가 더 쉽게 열린다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 1단의 제1 단 닉홈을 포함한다. 다단 닉홈에는 1단의 제1 단 닉홈만 있으므로 성형이 간단하고 생산 효율이 향상되며 생산 비용을 줄이는데 유리하다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 다단의 제1 단 닉홈을 포함하고, 다단의 제1 단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 설치된다. 다단의 제1 단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되어 각 단의 제1 단 닉홈의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 제1 단 닉홈 성형 시 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄인다. 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 제1 단 닉홈을 단계별로 가공하는 과정에서, 1단의 제1 단 닉홈을 가공할 때마다 압력 완화부에서 제1 단 닉홈이 설치된 위치의 잔존부의 경도가 이에 따라 증가하고, 압력 완화부에 다단의 제1 단 닉홈을 설치한 후 잔존부의 경도가 향상되어, 장기간 신뢰성이 더 양호하고 더 양호한 내충격성을 가지며 외부 충격에 의한 손상 확률이 감소되도록 한다.
일부 실시예에서, 최외측의 1단의 제1 단 닉홈은 제1 표면에 설치된다. 직접 제1 표면에 최외측의 1단의 제1 단 닉홈을 성형하여 압력 완화 장치의 구조를 간소화하고 생산 비용을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 2단의 제1 단 닉홈을 포함한다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 적어도 1단의 제2 단 닉홈을 더 포함하고, 적어도 1단의 제2 단 닉홈과 적어도 1단의 제1 단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 배치되며; 여기서 개방 영역은 제1 표면에서 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈의 홈 바닥벽에 형성된다. 성형 시, 먼저 압력 완화부에 제2 단 닉홈을 성형하여 압력 완화부에서 제2 단 닉홈이 설치되는 영역 전체를 얇아지게 하고, 상기 영역의 잔존부의 경도를 향상시키며; 다음, 다시 압력 완화부에 제1 단 닉홈을 성형하여 압력 완화부의 제1 단 닉홈 위치의 잔존부의 경도가 더욱 증가되도록 하여 장기간 신뢰성이 더 양호하고 더 양호한 내충격성을 가지며 외부 충격에 의한 손상 확률이 감소되도록 한다. 이 밖에, 개방 영역이 제1 표면에서 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈의 홈 바닥벽에 형성되므로, 제2 단 닉홈은 개방 영역의 열림 과정에서 회피 공간을 제공할 수 있어, 제1 표면이 장애물에 의해 차단되어도 개방 영역은 여전히 압력 완화를 위해 열릴 수 있다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 1단의 제2 단 닉홈을 포함하고, 제2 단 닉홈은 제1 표면에 설치된다. 압력 완화부에 1단의 제2 단 닉홈을 설치하여 성형이 간단하고 생산 효율을 향상시키며 생산 비용을 줄인다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈은 다단의 제2 단 닉홈을 포함하고, 다단의 제2 단 닉홈은 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되며, 최외측의 1단의 제2 단 닉홈은 제1 표면에 설치된다. 압력 완화부에 다단의 제2 단 닉홈이 설치되어 각 단의 제2 단 닉홈의 성형 깊이가 상대적으로 얕아질 수 있도록 하고, 각 단의 제2 단 닉홈 성형 시 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄일 수 있어 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄인다. 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 다단의 제2 단 닉홈을 단계별로 가공하는 과정에서, 1단의 제2 단 닉홈을 가공할 때마다 압력 완화부에서 제2 단 닉홈이 설치된 영역의 잔존부의 경도가 이에 따라 증가하고, 압력 완화부의 제1 단 닉홈 영역의 잔존부의 경도가 더욱 증가되도록 한다.
일부 실시예에서, 제2 단 닉홈은 원형 홈 또는 직사각형 홈이다. 제2 단 닉홈은 구조가 간단하고 성형이 용이하여 개방 영역의 열림에 더 많은 회피 공간을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 각 단의 상기 닉홈은 적어도 하나의 홈 세그먼트를 포함하고, 두께 방향으로 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 최대 폭은 제1 표면에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 최소 폭보다 작다. 성형 시, 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 각 단의 닉홈의 홈 세그먼트를 순차적으로 성형하여 각 단의 닉홈의 홈 세그먼트의 성형이 용이해질 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 표면과 제2 표면 사이의 거리는 H0이고, 제2 표면에 가장 가까운 1단의 상기 닉홈의 바닥면에서 제2 표면까지의 거리는 H1이며, H1/H0<0.2를 만족한다. 따라서, 압력 완화부에서 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈에 설치된 영역의 잔존 두께가 압력 완화부의 총 두께에서 작은 비율을 차지하도록 하여 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈의 바닥면과 제2 표면 사이의 부분이 정상적으로 파열되어 압력 완화를 구현할 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈의 바닥면에서 제2 표면까지의 거리는 H1이고 H1<0.5mm를 만족한다. 압력 완화부에서 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈에 설치된 영역의 잔존 두께를 비교적 작게 하여 압력 완화를 위한 파열이 용이해지도록 한다.
일부 실시예에서, 제1 표면에 설치된 1단 닉홈의 깊이는 H2이고, H2<1mm를 만족한다. 압력 완화부의 최외측의 1단 닉홈의 깊이를 비교적 작게 하여 상기 단의 닉홈의 성형 과정에서 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄이며, 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈과 제1 표면에 설치된 1단 닉홈 사이의 각 단의 닉홈의 깊이는 H3이고, H3<1.5mm를 만족한다. 압력 완화부에서 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈과 제1 표면에 설치된 1단 닉홈을 제외한 각 단의 닉홈의 깊이를 비교적 작게 하여 성형 과정에서 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄이고 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 제2 표면에 가장 가까운 1단 닉홈과 제1 표면에 설치된 1단 닉홈 사이에는 1단 닉홈만 설치된다. 압력 완화부에 3단의 닉홈이 설치되어 구조가 간단하고 각 단의 닉홈의 성형 깊이를 줄일 수 있어 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 압력 완화 장치 내부에는 수용 공간이 형성되고, 압력 완화 장치는 수용 공간을 정의하는 다수의 벽부를 가지며, 수용 공간은 전극 어셈블리를 수용하고, 다수의 벽부 중 적어도 하나의 벽부에는 압력 완화부가 형성된다. 이러한 구조의 압력 완화 장치는 전극 어셈블리를 수용하는 수용 기능을 가질 뿐만 아니라 압력 완화 기능도 갖는다.
일부 실시예에서, 다수의 벽부는 주변벽 및 바닥벽을 포함하고, 주변벽은 바닥벽의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 주변벽과 바닥벽은 공동으로 수용 공간을 정의하고, 주변벽과 바닥벽의 대향하는 일단에 개구가 형성되며, 바닥벽에는 압력 완화부가 형성된다. 압력 완화 장치의 바닥벽에 압력 완화 기능이 구비되도록 하여 수용 공간 내부의 압력을 방출하는데 용이하다.
일부 실시예에서, 주변벽과 바닥벽은 일체 성형 구조이다. 바닥벽에 압력 완화부가 형성되고 주변벽과 바닥벽은 일체 성형 구조이므로, 주변벽과 압력 완화 기능을 가진 바닥벽이 우수한 견고성을 가지도록 하며, 이러한 일체형 설계는 성형 공정을 간소화할 수 있어 생산 비용을 줄인다.
일부 실시예에서, 제1 표면은 바닥벽의 외면이다. 따라서 바닥벽의 외측에 닉홈을 가공 성형할 수 있어 바닥벽에 닉홈을 가공하는데 용이해진다.
일부 실시예에서, 압력 완화부는 엔드 커버이고 엔드 커버는 케이싱의 개구를 덮는데 사용된다. 엔드 커버가 압력 완화 기능을 구비하도록 하여 엔드 커버에 닉홈을 설치하는 방식을 통해 압력 완화 구조를 형성하여 압력 완화 구조가 더 양호한 안정성을 가지고 양호한 장기간 신뢰성을 가지도록 한다.
일부 실시예에서, 제1 표면은 엔드 커버에서 케이싱으로부터 멀어지는 표면이다.
제2 양태에서, 본 발명의 실시예는 제1 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공된 압력 완화 장치를 포함하는 배터리 셀을 제공한다.
제3 양태에서, 본 발명의 실시예는 제2 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공된 배터리 셀을 포함하는 배터리를 제공한다.
제4 양태에서, 본 발명의 실시예는 제3 양태의 임의의 하나의 실시예에서 제공된 배터리를 포함하는 전기 기기를 제공한다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여 이하 실시예에서 사용되는 첨부 도면을 간단히 설명하며, 이해해야 할 것은, 하기의 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예를 시사하였기에, 범위에 대한 한정으로 간주하여서는 아니되는 바, 당업자는 진보성 창출에 힘쓸 필요없이 이러한 도면으로부터 다른 관련 도면을 얻을 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 차량의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 배터리의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 배터리 셀의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치의 축측도이다.
도 5는 도 4에 도시된 압력 완화부의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치의 축측도이다.
도 7은 도 6에 도시된 압력 완화 장치의 A부분의 부분적 확대도이다.
도 8은 도 7에 도시된 압력 완화부의 부분적 투시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 압력 완화부의 B-B 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치의 축측도이다.
도 11은 도 10에 도시된 압력 완화 장치의 C부분의 부분적 확대도이다.
도 12는 도 11에 도시된 압력 완화부의 D-D 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치의 축측도이다.
도 14는 도 13에 도시된 압력 완화 장치의 E부분의 부분적 확대도이다.
도 15는 도 14에 도시된 압력 완화부의 부분적 투시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 압력 완화부의 F-F 단면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 압력 완화부의 G부분의 부분적 확대도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에서 제공된 압력 완화 장치의 축측도이다.
도 19는 도 18에 도시된 압력 완화 장치의 H부분의 부분적 확대도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 본 발명의 실시예의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단에 대하여 명확하게 설명한다. 기술된 실시예는 본 발명의 일부 실시예이고 전부의 실시예가 아님은 명백하다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 창의적인 작업 없이 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 당업자의 일반적인 이해와 동일한 의미를 가지며; 본 발명의 명세서에 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하려는 것으로 의도되지 않고; 본 발명의 명세서와 청구범위 및 상기 도면의 설명에서의 용어 “포함하다” 및 “가지다” 및 이들의 임의의 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 명세서 및 청구범위 또는 상기 도면에서의 용어 “제1”, “제2” 등은 상이한 객체를 구별하기 위한 것이고, 특정 순서 또는 1차 및 2차 관계를 설명하기 위한 것이 아니다.
본 발명에서 언급된 “실시예”는 실시예와 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서 각 부분에 기재된 해당 문구는 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것이 아닐 수 있고, 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적이거나 대안적인 실시예도 아니다.
본 발명의 설명에서, 달리 명시적으로 지정되고 한정되지 않는 한, 용어 “장착”, “서로 연결”, “연결”, “부착”은 넓은 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어 고정 연결이거나 탈착 가능 연결 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있으며, 2개의 구성요소 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서, 용어 “및/또는”은 단지 연관 객체를 설명하는 연관 관계이고, 3가지 관계가 존재함을 의미하는 바, 예를 들어 A 및/또는 B는 A만 존재, A와 B가 동시에 존재, B만 존재하는 3가지 경우를 의미한다. 이 밖에, 본 발명에서 부호 “/”는 일반적으로 전후 연관 객체가 “또는”의 관계임을 의미한다.
본 발명의 실시예에서 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며, 상이한 실시예에서 동일한 부재에 대한 상세한 설명은 간략화를 위하여 생략한다. 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서 다양한 부재의 두께, 길이, 폭과 같은 사이즈, 및 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭과 같은 사이즈는 단지 예시적인 설명으로, 본 발명에 대해 어떠한 제한도 구성하지 않아야 함을 이해해야 할 것이다.
본 발명에 기재된 “다수”는 둘 이상(둘을 포함함)을 의미한다.
본 발명에서, 배터리 셀은 리튬 이온 2차 배터리, 리튬 이온 1차 배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리 또는 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 배터리 셀은 원통형, 편평형, 직육면체 또는 다른 형상 등일 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 패키징 방식에 따라 기둥형 배터리 셀, 직사각형 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀 등 3가지로 분류하고, 본 발명의 실시예는 이에 대해서도 한정하지 않는다.
본 발명의 실시예에서 언급된 배터리는 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 더 높은 전압 및 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 발명에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 패키징하기 위한 박스를 포함한다. 박스는 액체 또는 다른 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 어셈블리 및 전해액을 포함하고, 전극 어셈블리는 양극편, 음극편 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극편과 음극편 사이에서 금속 이온의 이동에 의거하여 작동된다. 양극편은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코딩되며, 양극 활물질층이 코딩되지 않은 양극 집전체는 양극 활물질층이 코딩된 양극 집전체로부터 돌출되고, 양극 활물질층이 코딩되지 않은 양극 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예로 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극편은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 음극 집전체로부터 돌출되고, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 음극 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 대전류를 통과하며 용단이 발생하지 않도록 보장하기 위해 양극 탭의 수는 다수이고 또한 적층되어야 하며, 음극 탭의 수는 다수이고 또한 적층되어야 한다. 분리막의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다. 이 밖에, 전극 어셈블리는 권취식 구조 또는 적층식 구조일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 순환 수명, 방전 용량, 충방전율 등 성능 파라미터와 같이 여러 측면의 설계 요소를 함께 고려해야 하고, 이 밖에, 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀의 압력 완화 장치는 배터리의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어 단락, 과충전 등 현상이 발생하면 배터리 셀 내부에 열 폭주가 발생하여 압력이나 온도가 갑자기 상승할 수 있다. 이 경우 압력 완화 메커니즘의 작동을 통해 내부 압력과 온도를 외부로 방출하여 배터리 셀이 폭발 및 점화되는 것을 방지할 수 있다.
발명자들은 일반적인 배터리 셀에서, 배터리 셀의 내부 압력이 정상 범위 내에 있을 때에도 압력 완화 장치는 압력을 완화하여 배터리 셀의 고장을 초래한다는 것을 발견하였다. 발명자는 추가적인 연구에 의해 압력 완화 장치가 일반적으로 압력 완화부에 닉홈을 설치하는 것을 발견하였고, 압력 완화 장치가 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 압력을 정상적으로 완화할 수 있도록 보장하기 위해 닉홈을 더 깊게 가공해야 하며, 압력 완화부의 닉홈이 성형된 후 균열이 쉽게 발생하여 배터리 셀의 내부 압력이 정상범위(임계값에 도달하지 않음) 내에 있고 압력 완화 장치가 압력을 완화하는 상황이 나타난다.
이를 감안하여, 본 발명의 실시예는 압력 완화 장치를 제공하며, 제1 표면에서 제2 표면으로의 방향을 따라 압력 완화 장치의 압력 완화부에 다단 닉홈을 순차적으로 배치하고, 두께 방향으로 인접한 2단의 닉홈에서 제1 표면으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈을 제1 표면에 가까운 1단의 닉홈의 바닥면에 설치한다.
이와 같은 압력 완화 장치에서 다단 닉홈 구조를 사용하여 각 단의 닉홈의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 닉홈 성형 시 압력 완화부에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부에 의한 균열 발생 위험을 줄이고, 압력 완화 장치는 압력 완화부에서 닉홈이 설치된 위치에 균열로 인한 고장이 발생하기 쉽지 않아 압력 완화 장치의 장기간 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예에서 설명된 압력 완화 장치는 배터리 및 배터리를 사용한 전기 기기에 적용된다.
전기 기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 기기, 노트북 컴퓨터, 선박, 우주선, 전기 장난감, 전기 공구 등일 수 있다. 차량은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 항속거리연장형 자동차 등일 수 있고; 우주선은 비행기, 로켓, 우주비행체, 비행선 등을 포함하며; 전기 장남감은 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감 및 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감을 포함하고; 전기 공구는 전기 드릴, 전기 그라인더, 전기 렌치, 전기 드라이버, 전기 해머, 전기 충격 드릴, 콘크리트 진동기 및 전기 대패 등과 같은 금속 절삭 전기 공구, 연삭 전기 공구, 조립 전기 공구 및 철도용 전기 공구를 포함한다. 본 발명의 실시예는 상술한 전기 기기를 특별히 제한하지 않는다.
아래의 실시예는 설명의 편의를 위해, 전기 기기가 차량인 것을 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 차량(1000)의 구조 모식도이다. 차량(1000)의 내부에는 배터리(100)가 설치되고, 배터리(100)는 차량(1000)의 바닥부 또는 헤드부 또는 미부에 설치될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1000)의 전력 공급에 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1000)은 컨트롤러(200) 및 모터(300)를 더 포함할 수 있고, 컨트롤러(200)는 배터리(100)를 제어하여 모터(300)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 바, 예를 들어, 차량(1000)이 시동, 탐색 및 주행 시의 작업 전력 수요에 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1000)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1000)의 구동 전원으로 사용될 수도 있고, 휘발유 또는 천연 가스를 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1000)에 구동력을 제공한다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 배터리(100)의 구조 모식도이다. 배터리(100)는 박스(10) 및 배터리 셀(20)을 포함하고, 박스(10)는 배터리 셀(20)을 수용한다.
여기서, 박스(10)는 배터리 셀(20)을 수용하는 부재이고, 박스(10)는 배터리 셀(20)을 위해 수용 공간을 제공하며, 박스(10)는 다양한 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 박스(10)는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 포함할 수 있고, 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 서로 덮어 배터리 셀(20)을 수용하기 위한 수용 공간을 정의한다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 직육면체, 원통형과 같이 다양한 형상일 수 있다. 제1 부분(11)은 일측이 개방된 중공 구조일 수 있고, 제2 부분(12)도 일측이 개방된 중공 구조일 수 있으며, 제2 부분(12)의 개방측은 제1 부분(11)의 개방측을 덮어 수용 공간을 갖는 박스(10)를 형성한다. 제1 부분(11)은 일측이 개방된 중공 구조일 수도 있고, 제2 부분(12)은 판상 구조로, 제2 부분(12)은 제1 부분(11)의 개방측을 덮어 수용 공간을 갖는 박스(10)를 형성한다. 제1 부분(11)과 제2 부분(12)은 밀봉 요소를 통해 밀봉될 수 있고, 밀봉 요소는 밀봉 링, 밀봉제 등일 수 있다.
배터리(100)에는 하나 이상의 배터리 셀(20)이 존재할 수 있다. 배터리 셀(20)이 다수인 경우, 다수의 배터리 셀(20)은 직렬, 병렬 또는 혼합 연결로 연결될 수 있으며, 혼합 연결이란 다수의 배터리 셀(20)이 직렬 및 병렬로 연결되는 것을 의미한다. 다수의 배터리 셀(20)을 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 배터리 모듈을 형성한 후, 다수의 배터리 모듈을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 하나의 전체를 형성하여 박스(10)에 수용할 수 있다. 또한, 모든 배터리 셀(20)을 직접 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하고, 모든 배터리 셀(20)로 구성된 전체를 박스(10)에 수용할 수도 있다.
일부 실시예에서, 배터리(100)는 합류 부재를 더 포함할 수 있고, 다수의 배터리 셀(20)은 합류 부재를 통해 전기적 연결을 구현하여 다수의 배터리 셀(20)의 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결을 구현할 수 있다. 합류 부재는 구리, 철, 알루미늄, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등과 같은 금속 도체일 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 배터리 셀(20)의 분해도이다. 배터리 셀(20)은 케이싱(21), 전극 어셈블리(22), 엔드 커버(23), 절연 부재(24) 및 압력 완화 장치(25)(도 3에는 미도시)를 포함한다.
케이싱(21)은 전극 어셈블리(22)를 수용하기 위한 부재이고, 케이싱(21)은 일단이 개구를 형성하는 중공 구조일 수 있다. 케이싱(21)은 원통형, 직육면체와 같은 다양한 형상일 수 있다. 케이싱(21)의 재질은 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄 합금과 같이 다양할 수 있다.
케이싱(21) 내에는 하나 이상의 전극 어셈블리(22)가 존재할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리(22)는 다수이고, 다수의 전극 어셈블리(22)는 케이싱(21) 내에 적층되게 배치된다.
전극 어셈블리(22)는 배터리 셀(20)에서 전기화학 반응을 일으키는 부재이다. 전극 어셈블리(22)는 양극편, 음극편 및 분리막을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극편, 분리막 및 음극편으로 권취 형성된 권취식 구조일 수 있고, 양극편, 분리막 및 음극편으로 적층되게 배치되어 형성된 적층식 구조일 수도 있다.
양극편은 양극 집전체 및 양극 집전체의 대향하는 양측에 코팅된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 음극편은 음극 집전체 및 음극 집전체의 대향하는 양측에 코팅된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리(22)는 양극 탭(221) 및 음극 탭(222)을 가지고, 양극 탭(221)은 양극편에서 양극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있으며, 음극 탭(222)은 음극편에서 음극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다.
엔드 커버(23)는 케이싱(21)의 개구를 덮어 배터리 셀(20)의 내부 환경을 외부 환경으로부터 분리시키는 부재이다. 엔드 커버(23)는 케이싱(21)의 개구를 덮고, 엔드 커버(23)와 케이싱(21)은 공동으로 전극 어셈블리(22), 전해액 및 다른 부재를 수용하기 위한 밀폐 공간을 정의한다. 엔드 커버(23)의 형상은 케이싱(21)의 형상에 맞춰질 수 있으며, 예를 들어, 케이싱(21)은 직육면체 구조이고, 엔드 커버(23)는 케이싱(21)에 적합한 직사각형 판상 구조이며, 예를 들어, 케이싱(21)은 원통형 구조이고, 엔드 커버(23)는 케이싱(21)에 적합한 원형 판상 구조이다. 엔드 커버(23)의 재질은 예를 들어 구리, 철, 알루미늄, 강, 알루미늄 합금과 같이 다양할 수 있고, 엔드 커버(23)의 재질과 케이싱(21)의 재질은 동일하거나 상이할 수 있다.
엔드 커버(23)에는 전극 단자가 설치될 수 있으며, 전극 단자는 전극 어셈블리(22)에 전기적으로 연결되어 배터리 셀(20)의 전기에너지를 출력하는데 사용된다. 전극 단자는 양극 단자(231)와 음극 단자(232)를 포함할 수 있으며, 양극 단자(231)는 양극 탭(221)에 전기적으로 연결되고, 음극 단자(232)는 음극 탭(222)에 전기적으로 연결된다. 양극 단자(231)와 양극 탭(221)은 직접 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있고, 음극 단자(232)와 음극 탭(222)은 직접 연결되거나 간접적으로 연결될 수 있다. 예시적으로, 양극 단자(231)는 집전체 부재(26)를 통해 양극 탭(221)에 전기적으로 연결되고, 음극 단자(232)는 다른 집전체 부재(26)를 통해 음극 탭(222)에 전기적으로 연결된다.
절연 부재(24)는 케이싱(21)과 전극 어셈블리(22)를 분리하는 부재로, 절연 부재(24)를 통해 케이싱(21)과 전극 어셈블리(22) 사이의 절연 분리가 이루어진다. 절연 부재(24)는 절연성 재질이며, 절연 부재(24)는 플라스틱, 고무 등의 절연성 재질일 수 있다. 예시적으로 절연 부재(24)는 전극 어셈블리(22)의 원주방향 외주를 덮고 있으며, 전극 어셈블리(22)가 다수인 경우, 절연 부재(24)는 원주 방향으로 다수의 전극 어셈블리(22)의 외주 전체를 덮고 있음을 이해할 수 있다.
압력 완화 장치(25)는 배터리 셀(20) 내부의 압력을 해제하기 위한 부재로, 배터리 셀(20) 내부의 압력 또는 온도가 임계값에 도달하면 압력 완화 장치(25)를 통해 배터리 셀(20) 내부의 압력을 해제한다. 압력 완화 장치(25)는 엔드 커버(23)에 설치되는 부재일 수 있거나, 케이싱(21)이 압력 완화 장치(25)로서 사용될 수 있거나, 엔드 커버(23)가 압력 완화 장치(25)로서 사용될 수 있다. 압력 완화 장치(25)의 구체적인 구조는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명될 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)의 축측도이고, 도 5는 도 4에 도시된 압력 완화부(251)의 횡단면도이며, 본 발명의 실시예는 압력 완화 장치(25)를 제공하고, 압력 완화 장치(25)는 압력 완화부(251) 및 다단 닉홈(252)을 포함하며, 압력 완화부(251)는 이의 두께 방향(Z)으로 대향하는 제1 표면(2511)과 제2 표면(2512)을 가지고; 다단 닉홈(252)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 압력 완화부(251)에 순차적으로 설치되며, 두께 방향(Z)으로 인접한 2단의 닉홈(252)에서 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252)은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에 설치된다.
압력 완화부(251)에 이의 두께 방향(Z)으로 순차적으로 설치되는 닉홈(252)은 2단, 3단, 4단 등일 수 있고, 인접한 2단의 닉홈(252)에서 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252)은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에 설치된다. 압력 완화부(251)의 다단 닉홈(252)은 스탬핑 성형, 밀링 가공 성형 등 다양한 방식으로 가공 성형될 수 있다. 스탬핑 성형 방식으로 다단 닉홈(252)을 성형하는 것을 예로 들면, 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 압력 완화부(251)에 순차적으로 다단 닉홈(252)을 스탬핑 성형할 수 있다. 닉홈(252)의 형상은 직선형, 원호형, U형, H형, 환형, 직사각형, 원형 등과 같이 다양할 수 있다. 압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)을 따라 순차적으로 설치된 다단 닉홈(252)에서, 각 단의 닉홈(252)의 형상은 동일하거나 상이할 수 있다. 예시적으로, 도 4 및 도 5에서 압력 완화부(251)에 2단의 닉홈(252)을 설치하며, 2단의 닉홈(252)은 모두 직선형이다.
압력 완화부(251)의 제1 표면(2511)과 제2 표면(2512)은 압력 완화부(251)에서 이의 두께 방향(Z)으로 대향하는 2개의 표면이고, 제1 표면(2511)과 제2 표면(2512) 사이의 거리는 즉 압력 완화부(251)의 두께이다.
압력 완화부(251)는 엔드 커버(23)에 장착된 부재일 수 있고, 예를 들어 압력 완화부(251)는 엔드 커버(23)에 장착된 파열판이며; 압력 완화부(251)는 또한 전체가 엔드 커버(23)로서 사용될 수도 있고; 압력 완화부(251)는 케이싱(21)의 일부분일 수 있으며 예를 들어 압력 완화부(251)는 케이싱(21)의 하나의 벽부 또는 하나의 벽부의 일부분일 수 있다.
압력 완화 장치(25)에서 압력 완화부(251)에는 다단 닉홈(252)이 설치되고, 다단 닉홈(252)은 압력 완화부(251)의 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 압력 완화부(251)에 순차적으로 배치되며, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252)은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에 설치되고, 이러한 구조의 압력 완화 장치(25)는 다단 닉홈(252) 구조를 사용하며 각 단의 닉홈(252)의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 닉홈(252) 성형 시 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄이고, 압력 완화 장치(25)는 압력 완화부(251)에서 닉홈(252)이 설치된 위치에 균열로 인한 고장이 발생하기 쉽지 않아 압력 완화 장치(25)의 장기간 신뢰성을 향상시킨다.
압력 완화부(251)에 다단 닉홈(252)을 성형할 경우, 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향으로 압력 완화부(251)에 닉홈(252)을 단계별로 성형할 수 있고, 각 단의 닉홈(252)의 성형 깊이가 상대적으로 얕아 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력이 작아지도록 함으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제1 표면(2511)의 평면도를 향상시킬 수도 있다. 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 다단 닉홈(252)을 단계별로 가공하는 과정에서, 1단의 닉홈(252)을 가공할 때마다 압력 완화부(251)에서 닉홈(252)이 설치된 위치의 경도가 이에 따라 증가하고, 압력 완화부(251)에 다단 닉홈(252)을 설치한 후 잔존부의 경도가 향상되어 장기간의 신뢰성이 더 양호하고 더 양호한 내충격성을 가지며 외부 충격에 의한 손상 확률이 감소되도록 한다.
일부 실시예에서, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)의 축측도이고; 도 7은 도 6에 도시된 압력 완화 장치(25)의 A부분의 부분적 확대도이며; 도 8은 도 7에 도시된 압력 완화부(251)의 부분적 투시도이고; 도 9는 도 8에 도시된 압력 완화부(251)의 B-B 단면도이다. 다단 닉홈(252)은 적어도 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 포함하고, 제1 단 닉홈(252a)은 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)를 포함하며, 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522)는 대향되게 설치되고, 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522)는 모두 제3 홈 세그먼트(2523)와 교차한다. 압력 완화부(251)는 개방 영역(2513)을 포함하고, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 개방 영역(2513)의 가장자리를 따라 설치되며, 개방 영역(2513)은 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)를 경계로 열릴 수 있도록 구성된다.
압력 완화부(251)의 다단 닉홈(252)에서, 1단의 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)일 수 있고, 다단의 인접한 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)일 수도 있으며, 다시 말해서 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수 있고, 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수도 있다. 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치하면, 이해할 수 있는 것은, 다단 닉홈(252)에서 1단의 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)이고; 압력 완화부(251)에 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치하면, 이해할 수 있는 것은, 다단 닉홈(252)에서 다단 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)이며, 예를 들어 압력 완화부(251)에 3단 닉홈(252)을 설치하며 2단 또는 3단 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)일 수 있다. 제1 단 닉홈(252a)은 다수의 홈 세그먼트를 포함하고, 여기서 하나의 홈 세그먼트는 제1 홈 세그먼트(2521)이고, 다른 홈 세그먼트는 제2 홈 세그먼트(2522)이며, 또 다른 홈 세그먼트는 제3 홈 세그먼트(2523)이다.
제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 모두 직선형 홈일 수 있고, 제1 홈 세그먼트(2521)는 제2 홈 세그먼트(2522)에 평행될 수 있으며, 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)는 제3 홈 세그먼트(2523)에 수직일 수 있다. 제1 홈 세그먼트(2521)와 제3 홈 세그먼트(2523)가 교차하는 위치는 제3 홈 세그먼트(2523)의 일단에 위치할 수 있고, 제3 홈 세그먼트(2523)의 일단에서 벗어난 위치에 위치할 수도 있으며, 제3 홈 세그먼트(2523)의 일단이 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향을 따라 제1 홈 세그먼트(2521)로부터 벗어나도록 한다. 제2 홈 세그먼트(2522)와 제3 홈 세그먼트(2523)가 교차하는 위치는 제3 홈 세그먼트(2523)의 타단에 위치할 수 있고, 제3 홈 세그먼트(2523)의 타단에서 벗어난 위치에 위치할 수도 있으며, 제3 홈 세그먼트(2523)의 타단이 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향을 따라 제2 홈 세그먼트(2522)로부터 벗어나도록 한다. 제3 홈 세그먼트(2523)는 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522)의 단부에 위치할 수 있고, 예를 들어 제1 홈 세그먼트(2521), 제3 홈 세그먼트(2523) 및 제2 홈 세그먼트(2522)는 순차적으로 연결되어 U형을 이룬다. 제3 홈 세그먼트(2523)는 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522)의 중간 위치에 위치할 수도 있으며, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 H형을 이룬다.
압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)을 따라 압력 완화부(251)에 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치하면, 인접한 2단의 제1 단 닉홈(252a)에서 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제1 홈 세그먼트(2521)는 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제1 홈 세그먼트(2521)의 바닥면에 설치되고, 인접한 2단의 제1 홈 세그먼트(2521)의 연장 방향은 동일하며; 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제2 홈 세그먼트(2522)는 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제2 홈 세그먼트(2522)의 바닥면에 설치되고, 인접한 2단의 제2 홈 세그먼트(2522)의 연장 방향은 동일하며; 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제3 홈 세그먼트(2523)는 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제3 홈 세그먼트(2523)의 바닥면에 설치되고, 인접한 2단의 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향은 동일하다.
본 실시예에서, 개방 영역(2513)은 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)를 경계로 열릴 수 있어 압력 완화부(251)의 압력 완화 면적을 증가시키고 압력 완화부(251)의 압력 완화 속도를 향상시킨다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8을 참조하면 제1 단 닉홈(252a)은 제4 홈 세그먼트(2524)를 더 포함하고, 제4 홈 세그먼트(2524)는 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522) 사이에 위치하며, 제4 홈 세그먼트(2524)는 제3 홈 세그먼트(2523)와 교차한다.
제1 단 닉홈(252a)은 제4 홈 세그먼트(2524)를 더 포함하고, 이해할 수 있는 것은 제1 단 닉홈(252a)에 홈 세그먼트가 더 있으며 제4 홈 세그먼트(2524)이다. 제1 단 닉홈(252a)에는 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522), 제3 홈 세그먼트(2523) 및 제4 홈 세그먼트(2524)만 포함될 수 있으며, 또한 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522), 제3 홈 세그먼트(2523) 및 제4 홈 세그먼트(2524)를 제외한 다른 홈 세그먼트가 더 포함될 수 있다.
제4 홈 세그먼트(2524)는 직선형 홈일 수 있고, 제4 홈 세그먼트(2524)는 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)에 평행되고 제3 홈 세그먼트(2523)에 수직일 수 있다. 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)는 제4 홈 세그먼트(2524)의 중점 위치 및 제3 홈 세그먼트(2523)의 중점 위치에서 교차한다. 제4 홈 세그먼트(2524)의 길이는 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)의 길이보다 작다.
압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)을 따라 압력 완화부(251)에 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치하면, 인접한 2단의 제1 단 닉홈(252a)에서 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제4 홈 세그먼트(2524)는 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a) 중의 제4 홈 세그먼트(2524)의 바닥면에 설치되고, 인접한 2단의 제4 홈 세그먼트(2524)의 연장 방향은 동일하다.
본 실시예에서, 제1 홈 세그먼트(2521)와 제2 홈 세그먼트(2522) 사이에 위치하는 제4 홈 세그먼트(2524)는 제3 홈 세그먼트(2523)와 교차하고, 제3 홈 세그먼트(2523)와 제4 홈 세그먼트(2524)의 교차 위치에서 압력 완화부(251)의 응력이 더 집중되어 더 쉽게 파열되므로 압력 완화부(251)가 압력 완화 과정에서 제3 홈 세그먼트(2523)와 제4 홈 세그먼트(2524)의 교차 위치로부터 제3 홈 세그먼트(2523)를 따라 파열되고, 제3 홈 세그먼트(2523)에서 파열된 후 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)를 따라 파열되어 빠른 압력 완화를 구현하도록 한다.
일부 실시예에서, 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향에서, 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제1 홈 세그먼트(2521)까지의 거리는 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제2 홈 세그먼트(2522)까지의 거리와 같다.
제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향에서, 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제1 홈 세그먼트(2521)까지의 거리는 즉 제4 홈 세그먼트(2524)와 제1 홈 세그먼트(2521) 사이의 제3 홈 세그먼트(2523) 부분의 길이이다. 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향에서, 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제2 홈 세그먼트(2522)까지의 거리는 즉 제4 홈 세그먼트(2524)와 제2 홈 세그먼트(2522) 사이의 제3 홈 세그먼트(2523) 부분의 길이이다. 제4 홈 세그먼트(2524)를 제3 홈 세그먼트(2523)의 중점 위치에 설치하여 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제1 홈 세그먼트(2521)까지의 거리가 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제2 홈 세그먼트(2522)까지의 거리와 같도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제1 홈 세그먼트(2521)까지의 거리가 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제2 홈 세그먼트(2522)까지의 거리와 같으므로, 압력 완화부(251)가 제4 홈 세그먼트(2524)와 제3 홈 세그먼트(2523)의 교차 위치에서 제3 홈 세그먼트(2523)를 따라 파열된 후 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)를 따라 동시 파열될 수 있도록 하여 개방 영역(2513)이 더 빠르게 열릴 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8을 참조하면, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 적어도 하나의 개방 영역(2513)을 정의한다.
개방 영역(2513)은 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)에 의해 공동으로 정의되고, 제1 단 닉홈(252a)은 폐쇄 구조가 아니다. 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)에 의해 정의된 개방 영역(2513)은 하나일 수 있고 2개일 수도 있다. 예를 들어, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)가 U형에 유사한 구조를 이루면, 개방 영역(2513)은 하나이고; 또한 예를 들어 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)가 H형에 유사한 구조를 이루면, 개방 영역(2513)은 2개이다.
본 실시예에서, 개방 영역(2513)은 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)에 의해 공동으로 정의되고, 개방 영역(2513)은 역방향으로 열릴 수 있고, 개방 영역(2513)은 열린 후 시종 압력 완화부(251)의 다른 영역과 연결되어 떨어지기 쉽지 않아 개방 영역(2513)이 열린 후 흩날리는 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8을 참조하면, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 2개의 개방 영역(2513)을 정의하며, 2개의 개방 영역(2513)은 각각 제3 홈 세그먼트(2523)의 양측에 위치한다.
제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 공동으로 2개의 개방 영역(2513)을 정의하고, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 H형에 유사한 구조를 구성할 수 있다. 제3 홈 세그먼트(2523)와 제1 홈 세그먼트(2521)는 제1 홈 세그먼트(2521)의 중점 위치에서 교차할 수 있고, 제3 홈 세그먼트(2523)와 제2 홈 세그먼트(2522)는 제2 홈 세그먼트(2522)의 중점 위치에서 교차할 수 있다.
2개의 개방 영역(2513)은 각각 제3 홈 세그먼트(2523)의 양측에 위치하여 2개의 개방 영역(2513)이 제3 홈 세그먼트(2523)에 의해 경계를 이루도록 하고, 압력 완화부(251)가 제3 홈 세그먼트(2523)의 위치에서 파열된 후, 2개의 개방 영역(2513)은 제1 홈 세그먼트(2521) 및 제2 홈 세그먼트(2522)를 따라 마주 향하는 형태로 열림으로써 압력 완화를 구현하고 압력 완화 면적을 증가시키며 압력 완화부(251)의 압력 완화 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
설명해야 할 것은, 제1 단 닉홈(252a)에 제4 홈 세그먼트(2524)가 포함되는지 여부에 관계없이 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)는 모두 2개의 개방 영역(2513)을 정의할 수 있다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 표면(2512)에는 개방 영역(2513)에 위치하는 노치 홈(253)이 설치되고, 제1 홈 세그먼트(2521)의 연장 방향에서 노치 홈(253)과 제3 홈 세그먼트(2523) 사이에 간격이 존재한다.
제2 표면(2512)에는 개방 영역(2513)에 위치하는 노치 홈(253)이 설치되며, 이해할 수 있는 것은, 노치 홈(253)은 제2 표면(2512)으로부터 제1 표면(2511)과 마주하는 방향으로 함몰된다. 물론, 노치 홈(253)은 개방 영역(2513) 내에 완전히 위치할 수 있고, 노치 홈(253) 일부가 개방 영역(2513)에 위치할 수도 있다. 노치 홈(253)은 제3 홈 세그먼트(2523)의 연장 방향을 따라 연장되어, 노치 홈(253)이 제3 홈 세그먼트(2523)에 평행될 수 있도록 한다.
제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)가 공동으로 하나의 개방 영역(2513)을 정의하는 실시예에서, 제1 표면(2511)에 하나의 노치 홈(253)을 대응하게 설치할 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 홈 세그먼트(2521), 제2 홈 세그먼트(2522) 및 제3 홈 세그먼트(2523)가 공동으로 2개의 개방 영역(2513)을 정의하는 실시예에서, 제1 표면(2511)에 2개의 노치 홈(253)을 대응하게 설치하고 하나의 개방 영역(2513)에 하나의 노치 홈(253)을 대응하게 설치할 수 있다.
본 실시예에서, 노치 홈(253)은 제1 홈 세그먼트(2521)의 연장 방향에서 제3 홈 세그먼트(2523)와 간격이 존재하며, 노치 홈(253)은 개방 영역(2513) 내에 위치하여 압력 완화부(251)의 압력 완화 과정에서, 압력 완화부(251)에서 개방 영역(2513)에 위치하는 일부분은 압력 완화부(251)가 노치 홈(253)에 위치하는 위치를 축으로 뒤집혀 보다 쉽게 열려 압력을 완화할 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 다단 닉홈(252)은 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 포함한다.
이해할 수 있는 것은, 다단 닉홈(252)에서 1단의 닉홈(252)만 제1 단 닉홈(252a)이다. 예를 들어 압력 완화부(251)에 2단의 닉홈(252)을 설치하되 여기서 1단의 닉홈(252)은 제1 단 닉홈(252a)이다.
본 실시예에서, 다단 닉홈(252)에는 1단의 제1 단 닉홈(252a)만 있고 성형이 간단하여 생산 효율을 향상시키며 생산 비용을 줄이는데 유리하다.
일부 실시예에서, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 도 10은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)의 축측도이고, 도 11은 도 10에 도시된 압력 완화 장치(25)의 C부분의 부분적 확대도이며; 도 12는 도 11에 도시된 압력 완화부(251)의 D-D 단면도이다. 다단 닉홈(252)은 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 포함하고, 다단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 순차적으로 설치된다.
인접한 2단의 제1 단 닉홈(252a)에서, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 바닥면에 설치된다.
압력 완화부(251)에 2단, 3단, 4단 또는 5단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수 있다. 압력 완화부(251)의 다단 닉홈(252)은 전부가 제1 단 닉홈(252a)일 수 있고 일부분이 제1 단 닉홈(252a)일 수도 있다. 압력 완화부(251)에 3단 닉홈(252)을 설치한 것을 예로 들면, 그중 2단의 닉홈(252)이 모두 제1 단 닉홈(252a)일 수 있고 3단 닉홈(252)이 모두 제1 단 닉홈(252a)일 수도 있다.
본 실시예에서, 다단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되며, 각 단의 제1 단 닉홈(252a)의 성형 깊이를 줄일 수 있고 이로써 각 단의 제1 단 닉홈(252a) 성형 시 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄인다. 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 제1 단 닉홈(252a)을 단계별로 가공하는 과정에서, 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 가공할 때마다 압력 완화부(251)에서 제1 단 닉홈(252a)이 설치된 위치의 잔존부의 경도가 이에 따라 증가하고, 압력 완화부(251)에 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치한 후 잔존부의 경도가 향상되어 장기간의 신뢰성이 더 양호하고 더 양호한 내충격성을 가지며 외부 충격에 의한 손상 확률이 감소되도록 한다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 12를 참조하면, 최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에 설치된다.
최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)으로부터 제2 표면(2512)과 마주하는 방향으로 함몰된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 2단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치하는 것을 예로 들면, 최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에 설치되고, 다른 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 바닥면에 설치된다.
본 실시예에서, 최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에 설치되어 제1 표면(2511)에 직접 최외측의 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 성형할 수 있어 압력 완화 장치(25)의 구조를 간소화하고 생산 비용을 줄인다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈(252)은 2단의 제1 단 닉홈(252a)을 포함한다.
이해할 수 있는 것은, 다단 닉홈(252)에서 2단의 닉홈(252)만이 제1 단 닉홈(252a)이다. 압력 완화부(251)의 닉홈(252)의 단 수가 2단보다 크면, 다단 닉홈(252) 중 일부분의 닉홈(252)만 제1 단 닉홈(252a)이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 2단의 닉홈(252)만 설치되면 2단의 닉홈(252)은 모두 제1 단 닉홈(252a)이다.
일부 실시예에서, 도 13 내지 도 16을 참조하면, 도 13은 본 발명의 또 다른 일부 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)의 축측도이고; 도 14는 도 13에 도시된 압력 완화 장치(25)의 E부분의 부분적 확대도이며; 도 15는 도 14에 도시된 압력 완화부(251)의 부분적 투시도이고; 도 16은 도 15에 도시된 압력 완화부(251)의 F-F 단면도이다. 다단 닉홈(252)은 적어도 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 더 포함하고, 적어도 1단의 제2 단 닉홈(252b)과 적어도 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 여기서, 개방 영역(2513)은 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)에 형성된다.
압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치할 수 있고 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치할 수도 있다. 압력 완화부(251)에 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치하면 다단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 압력 완화부(251)에 순차적으로 설치되고, 각 단의 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면의 윤곽은 점차 감소된다. 물론, 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수 있고, 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수도 있다.
적어도 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 적어도 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 압력 완화부(251)에 순차적으로 설치되고, 성형 시 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 먼저 압력 완화부(251)에 모든 제2 단 닉홈(252b)을 성형한 다음 모든 닉홈(252)을 성형할 수 있다. 이해할 수 있는 것은, 제1 표면(2511)에 가장 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면에 설치된다. 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b)만 설치되면, 상기 1단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에 가장 가까운 1단의 제2 단 닉홈(252b)일 뿐만 아니라, 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)이기도 하다. 마찬가지로, 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하면 상기 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)에 가장 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)일 뿐만 아니라, 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)이기도 하다.
제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)은 즉 압력 완화부(251)에서 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면 아래 부분이고, 압력 완화부(251)에 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 성형한 이후, 압력 완화부(251)에서 상기 1단의 제2 단 닉홈(252b)이 설치된 영역의 잔존부는 즉 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치한 것을 예로 들면, 압력 완화부(251)에서 상기 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면 아래 부분은 즉 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)이다.
개방 영역(2513)은 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)에 형성되고, 개방 영역(2513)은 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)에서 압력 완화 시 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 경계로 열릴 수 있는 부분이다.
성형 시, 압력 완화부(251)에 먼저 제2 단 닉홈(252b)이 성형될 수 있으므로, 압력 완화부(251)에서 제2 단 닉홈(252b)이 설치된 영역 전체가 얇아질 수 있도록 하고 상기 영역의 잔존부의 경도를 향상시키며; 다음, 압력 완화부(251)에 제1 단 닉홈(252a)이 성형되므로 압력 완화부(251)에서 제1 단 닉홈(252a) 위치의 잔존부의 경도가 더욱 증가되어 장기간의 신뢰성이 더 양호하고 더 양호한 내충격성을 가지며 외부 충격에 의한 손상 확률이 감소되도록 한다. 이 밖에, 개방 영역(2513)이 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 홈 바닥벽(2525)에 형성되므로, 제2 단 닉홈(252b)은 개방 영역(2513)의 열림 과정에서 회피 공간을 제공할 수 있으며, 제1 표면(2511)이 장애물에 의해 차단되어도 개방 영역(2513)은 여전히 압력 완화를 위해 열릴 수 있다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 16을 참조하면, 다단 닉홈(252)은 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 포함하고, 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에 설치된다.
다단 닉홈(252)에서 1단의 닉홈(252)만이 제2 단 닉홈(252b)이다. 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치할 경우, 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수 있고, 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수도 있다.
예시적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 3단 닉홈(252)을 설치하는 것을 예로 들면, 최외측의 1단의 닉홈(252)은 제2 단 닉홈(252b)이고, 다른 2단의 닉홈(252)은 제1 단 닉홈(252a)이며, 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면에 설치되고, 다른 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 바닥면에 설치된다.
본 실시예에서, 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치하여 성형이 간단하고 생산 효율을 향상시키며 생산 비용을 줄인다.
일부 실시예에서, 다단 닉홈(252)은 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 포함하고, 다단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되며, 최외측의 1단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에 설치된다.
인접한 2개의 제2 단 닉홈(252b)에서, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면에 설치된다. 제1 표면(2511)에 가장 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면에 설치된다. 압력 완화부(251)에 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치할 경우, 압력 완화부(251)에 1단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수 있고, 다단의 제1 단 닉홈(252a)을 설치할 수도 있다.
다단 닉홈(252)에서 2단, 3단, 4단 또는 5단 닉홈(252)이 제2 단 닉홈(252b)일 수 있다. 다시 말해서, 압력 완화부(251)에 2단, 3단, 4단 또는 5단 등 제2 단 닉홈(252b)을 설치할 수 있다. 최외측의 1단의 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)으로부터 제2 표면(2512)에 가까운 방향을 향해 함몰된다.
본 실시예에서, 압력 완화부(251)에 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 설치하여 각 단의 제2 단 닉홈(252b)의 성형 깊이가 상대적으로 얕아질 수 있도록 하여, 각 단의 제2 단 닉홈(252b) 성형 시 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력이 작아지도록 함으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄인다. 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 다단의 제2 단 닉홈(252b)을 단계별로 가공하는 과정에서, 1단의 제2 단 닉홈(252b)을 가공할 때마다 압력 완화부(251)에서 제2 단 닉홈(252b) 영역의 잔존부의 경도가 이에 따라 증가하고, 압력 완화부(251)에서 제1 단 닉홈(252a) 영역의 잔존부의 경도가 더욱 증가되도록 한다. 이 밖에, 다단의 제2 단 닉홈(252b)에서 외측에 있는 제2 단 닉홈(252b)의 횡단면(압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)에 수직임)일 수록 그 윤곽 사이즈가 더 크고, 다단의 제2 단 닉홈(252b)은 개방 영역(2513)의 열림에 더 많은 회피 공간을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 단 닉홈(252b)은 원형 홈 또는 직사각형 홈이다.
닉홈이 직사각형 홈인 경우 닉홈의 홈 측면의 횡단면은 직사각형이다. 닉홈이 원형 홈인 경우 닉홈의 홈 측면의 횡단면은 원형이다. 여기서 횡단면은 압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)에 수직이다.
예시적으로, 도 13 내지 도 16에서 제2 단 닉홈(252b)은 직사각형 홈이다.
본 실시예에서, 제2 단 닉홈(252b)은 원형 홈 또는 직사각형 홈이고, 제2 단 닉홈(252b)은 구조가 간단하여 성형이 용이하고 개방 영역(2513)의 열림에 더 많은 회피 공간을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 각 단의 닉홈(252)은 적어도 하나의 홈 세그먼트를 포함하고, 두께 방향(Z)으로 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 최대 폭은 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 최소 폭보다 작다.
이해할 수 있는 것은, 두께 방향(Z)으로 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트는 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 바닥면에 설치된다.
닉홈(252) 중의 홈 세그먼트는 하나 이상일 수 있고, 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트가 하나이면 홈 세그먼트는 즉 닉홈(252)이다. 예를 들어 닉홈(252)이 직선형 홈, 직사각형 홈 또는 원형 홈이면 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트는 하나이고; 또 예를 들어 닉홈(252)이 H형이면 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트는 다수이다. 제2 단 닉홈(252b)의 경우 제2 단 닉홈(252b) 중의 홈 세그먼트는 하나이고; 제1 단 닉홈(252a)의 경우 제1 단 닉홈(252a) 중의 홈 세그먼트는 다수이다. 인접한 2단의 닉홈(252)의 경우, 2단의 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트가 모두 다수이면 1단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트는 다른 1단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트와 일대일로 대응할 수 있고; 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트가 하나이고 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252) 중의 홈 세그먼트가 다수이면, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252) 중 다수의 홈 세그먼트는 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252) 중 하나의 홈 세그먼트의 바닥면에 설치될 수 있다.
압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)으로 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 최대 폭은 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 최소 폭보다 작고, 다시 말해서 다단 닉홈(252)의 홈 세그먼트 폭은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 점차 감소된다. 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 최대 폭은 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 폭이 점차 변하는 것에 한정되지 않고, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 폭이 압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)을 따라 변화되지 않는 경우, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 폭은 최대 폭으로 지칭될 수도 있다. 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 최소 폭은 인접한 2개의 홈 세그먼트 중 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 폭이 점차 변하는 것에 한정되지 않고, 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 폭이 압력 완화부(251)의 두께 방향(Z)을 따라 변화되지 않는 경우, 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트의 폭은 최소 폭으로 지칭될 수도 있다.
제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트의 최대 폭 및 제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트의 최소 폭은 두께 방향(Z)을 따라 인접한 2개의 홈 세그먼트의 동일한 방향의 사이즈이다.
인접한 2단의 닉홈(252)이 제1 단 닉홈(252a)인 것을 예로 들면, 이해할 수 있는 것은, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제1 홈 세그먼트(2521)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제1 홈 세그먼트(2521)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작고; 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제2 홈 세그먼트(2522)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제2 홈 세그먼트(2522)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작으며; 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제3 홈 세그먼트(2523)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제1 표면(2511)에 가까운 1단의 제1 단 닉홈(252a)의 제3 홈 세그먼트(2523)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작다.
인접한 2단의 닉홈(252)이 각각 제2 단 닉홈(252b) 및 제1 단 닉홈(252a)인 것을 예로 들면, 이해할 수 있는 것은, 제1 단 닉홈(252a)은 제2 단 닉홈(252b)의 바닥면에 설치되고, 제1 단 닉홈(252a)의 제1 홈 세그먼트(2521)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제2 단 닉홈(252b)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작으며; 제1 단 닉홈(252a)의 제2 홈 세그먼트(2522)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제2 단 닉홈(252b)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작고; 제1 단 닉홈(252a)의 제3 홈 세그먼트(2523)(제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 하나의 홈 세그먼트)의 최대 폭은 제2 단 닉홈(252b)(제1 표면(2511)에 가까운 하나의 홈 세그먼트)의 최소 폭보다 작다.
본 실시예에서, 각 단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트의 폭은 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 점차 감소되고, 성형 시 제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)으로의 방향을 따라 각 단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트를 순차적으로 성형하여 각 단의 닉홈(252)의 홈 세그먼트 성형이 용이해진다.
일부 실시예에서, 도 17을 참조하면, 도 17은 도 16에 도시된 압력 완화부(251)의 G부분의 부분적 확대도이다. 제1 표면(2511)과 제2 표면(2512) 사이의 거리는 H0이고, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에서 제2 표면(2512)까지의 거리는 H1이며 H1/H0<0.2를 만족한다.
H1/H0은 0.2보다 작은 임의의 값일 수 있고 예를 들어 0.05, 0.08, 0.1, 0.13, 0.15, 0.18 등이다.
제1 표면(2511)과 제2 표면(2512) 사이의 거리는 즉 압력 완화부(251)의 두께이다. 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에서 제2 표면(2512)까지의 거리는 즉 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2512) 사이의 부분의 두께이고, 상기 두께는 또한 압력 완화부(251)에서 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이 설치된 영역의 잔존 두께이다. 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)은 또한 제1 표면(2511)으로부터 가장 멀리 떨어진 1단의 닉홈(252)이다. 압력 완화부(251)에 2단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하는 실시예에서, 제1 표면(2511)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 즉 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이다. 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 1단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하는 실시예에서, 제1 단 닉홈(252a)은 제2 표면(2512)에 가장 가까운 닉홈(252)이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 2단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하는 실시예에서, 제2 단 닉홈(252b)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이다.
제1 표면(2511)에서 제2 표면(2512)까지의 거리에 대한 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에서 제2 표면(2512)까지의 거리의 비율은 0.2보다 작아, 압력 완화부(251)에서 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이 설치된 영역의 잔존 두께가 압력 완화부(251)의 총 두께에서 차지하는 비율이 더 작아지도록 하며, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면과 제2 표면(2512) 사이의 부분이 정상적으로 파열될 수 있도록 하여 압력 완화를 구현한다.
일부 실시예에서, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에서 제2 표면(2512)까지의 거리는 H1이고 H1<0.5mm를 만족한다.
H1은 0.5mm보다 작은 임의의 값일 수 있으며 예를 들어 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm 등이다.
본 실시예에서, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)의 바닥면에서 제2 표면(2512)까지의 거리는 0.5mm보다 작아, 압력 완화부(251)에서 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이 설치된 영역의 잔존 두께가 더 작아지도록 함으로써 압력 완화를 위한 파열이 용이해진다.
일부 실시예에서, 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252)의 깊이는 H2이고 H2<1mm를 만족한다.
H2는 1mm보다 작은 임의의 값일 수 있으며 예를 들어 0.1mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm 등이다.
제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252)의 깊이는 즉 제1 표면(2511)에 설치된 닉홈(252)의 바닥면과 제1 표면(2511) 사이의 거리이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 2단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하는 것을 예로 들면, 제2 단 닉홈(252b)은 즉 제1 표면(2511)에 설치된 닉홈(252)이다.
본 실시예에서, 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252)의 깊이는 1mm보다 작아, 압력 완화부(251) 최외측의 1단의 닉홈(252)의 깊이가 더 작아지도록 하며, 상기 단의 닉홈(252) 성형 과정에서 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)과 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252) 사이의 각 단의 닉홈(252)의 깊이는 H3이고 H3<1.5mm를 만족한다.
H3은 1.5mm보다 작은 임의의 값일 수 있으며 예를 들어 0.2mm, 0.5mm, 0.8mm, 1mm, 1.2mm, 1.4mm 등이다.
이해할 수 있는 것은, 압력 완화부(251)에 적어도 3단 닉홈(252)이 설치된다.
본 실시예에서, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)과 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252) 사이의 각 단의 닉홈(252)의 깊이는 1.5mm보다 작아, 압력 완화부(251)에서 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)과 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252)을 제외한 각 단의 닉홈(252)의 깊이가 더 작아지도록 하며 성형 과정에서 압력 완화부(251)에 가해지는 성형력을 줄임으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)과 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252) 사이에 1단의 닉홈(252)만 설치한다.
예시적으로, 도 17에 도시된 바와 같이 압력 완화부(251)에 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 2단의 제1 단 닉홈(252a)만 설치하는 것을 예로 들면, 제2 단 닉홈(252b)으로부터 멀리 떨어진 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 즉 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)이고, 제2 단 닉홈(252b)은 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252)이며, 다른 1단의 제1 단 닉홈(252a)은 제2 표면(2512)에 가장 가까운 1단의 닉홈(252)과 제1 표면(2511)에 설치된 1단의 닉홈(252) 사이의 1단의 닉홈(252)이다.
본 실시예에서, 압력 완화부(251)에 3단 닉홈(252)을 설치하면, 구조가 간단하고 각 단의 닉홈(252)의 성형 깊이를 줄일 수 있음으로써 압력 완화부(251)에 의한 균열 발생 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 계속하여 도 4, 도 6, 도 10 및 도 13을 참조하면, 압력 완화 장치(25) 내부에는 수용 공간이 형성되고, 압력 완화 장치(25)는 수용 공간을 정의하는 다수의 벽부를 가지며, 수용 공간은 전극 어셈블리(22)를 수용하고 다수의 벽부 중의 적어도 하나의 벽부에는 압력 완화부(251)가 형성된다.
압력 완화 장치(25)의 다수의 벽부에서 하나의 벽부가 압력 완화부(251)일 수 있고 다수의 벽부가 압력 완화부(251)일 수도 있다. 다수의 벽부가 압력 완화부(251)이면 압력 완화 장치(25)는 다수의 압력 완화부(251)를 대응하게 갖는다. 압력 완화부(251)의 제1 표면(2511)은 벽부의 외면일 수 있고 벽부의 내면일 수도 있다. 벽부의 외면은 즉 벽부에서 전극 어셈블리(22)로부터 멀어지는 표면이고, 벽부의 내면은 즉 벽부에서 전극 어셈블리(22)를 마주하는 표면이다. 본 실시예에서, 압력 완화 장치(25)는 배터리 셀(20)의 케이싱(21)으로서 사용된다.
본 실시예에서, 압력 완화 장치(25)는 전극 어셈블리(22)를 수용하는 수용 기능을 가질 뿐만 아니라 압력 완화 기능도 갖는다.
일부 실시예에서, 다수의 벽부는 주변벽(254) 및 바닥벽(255)을 포함하고, 주변벽(254)은 바닥벽(255)의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 주변벽(254)과 바닥벽(255)은 공동으로 수용 공간을 정의하고, 주변벽(254)과 바닥벽(255)의 대향하는 일단에 개구가 형성되며, 바닥벽(255)에는 압력 완화부(251)가 형성된다.
주변벽(254)은 바닥벽(255)의 가장자리를 둘러싸고 설치되어 압력 완화 장치(25)가 바닥벽(255)의 대향하는 일단에 개구를 형성할 수 있도록 하며 엔드 커버(23)는 개구를 덮는데 사용된다.
압력 완화 장치(25)가 원통형인 실시예에서, 압력 완화 장치(25)에 2개의 벽부가 있을 수 있으며, 하나의 벽부는 바닥벽(255)이고 다른 벽부는 원통형 주변벽(254)이다. 도 4, 도 6, 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이, 압력 완화 장치(25)가 직육면체인 실시예에서, 압력 완화 장치(25)에 5개의 벽부가 있을 수 있으며 각각 하나의 바닥벽(255)과 4개의 측벽이고, 4개의 측벽의 앞끝과 뒤끝은 차례로 연결되어 주변벽(254)을 형성한다.
본 실시예에서, 압력 완화 장치(25)의 바닥벽(255)은 압력 완화 기능을 가지며 수용 공간 내부의 압력을 방출하는데 용이하다.
일부 실시예에서, 주변벽(254)과 바닥벽(255)은 일체 성형 구조이다.
주변벽(254)과 바닥벽(255)은 스탬핑, 주조 성형 등과 같은 일체 성형 방식으로 함께 성형될 수 있다.
본 실시예에서, 바닥벽(255)에 압력 완화부(251)가 형성되고, 주변벽(254)과 바닥벽(255)은 일체 성형 구조이므로, 주변벽(254)과 압력 완화 기능을 가진 바닥벽(255)이 우수한 견고성을 가지도록 하며, 이러한 일체형 설계는 성형 공정을 간소화할 수 있어 생산 비용을 줄인다.
일부 실시예에서, 제1 표면(2511)은 바닥벽(255)의 외면이다. 다단 닉홈(252)은 바닥벽(255)의 외면으로부터 바닥벽(255)의 내면을 향해 순차적으로 배치되며, 바닥벽(255)의 외측에 닉홈(252)을 가공 성형할 수 있어 바닥벽(255)에 닉홈(252)을 가공하는데 용이해진다.
일부 실시예에서, 도 18 및 도 19를 참조하면, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)의 축측도이고, 도 19는 도 18에 도시된 압력 완화 장치(25)의 H부분의 부분적 확대도이다. 압력 완화부(251)는 엔드 커버(23)이고, 엔드 커버(23)는 케이싱(21)의 개구를 덮는데 사용된다.
제1 표면(2511)이 엔드 커버(23)의 외면이고 제2 표면(2512)이 엔드 커버(23)의 내면일 수 있으며; 제1 표면(2511)이 엔드 커버(23)의 내면이고 제2 표면(2512)이 엔드 커버(23)의 외면일 수도 있다. 엔드 커버(23)의 외면은 즉 엔드 커버(23)에서 케이싱(21)으로부터 멀어지는 표면이고, 엔드 커버(23)의 내면은 즉 엔드 커버(23)에서 케이싱(21)에 마주한 표면이다.
예시적으로, 도 18에서 엔드 커버(23)에 3단 닉홈(252)을 설치하며 각각 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 2단의 제1 단 닉홈(252a)이다.
본 실시예에서, 엔드 커버(23)는 압력 완화 기능을 가지며, 엔드 커버(23)에 닉홈(252)을 설치하는 방식을 통해 압력 완화 구조를 형성하고, 압력 완화 구조는 더 양호한 안정성을 가지며 양호한 장기간 신뢰성을 갖는다.
일부 실시예에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 표면(2511)은 엔드 커버(23)에서 케이싱(21)으로부터 멀어지는 표면이다. 이해할 수 있는 것은, 제1 표면(2511)은 엔드 커버(23)의 외면이고 최외측의 1단의 닉홈(252)은 엔드 커버(23)의 외면에 설치된다.
본 발명의 실시예는 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공된 압력 완화 장치(25)를 포함하는 배터리 셀(20)을 제공한다.
제3 양태에서, 본 발명의 실시예는 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공된 배터리 셀(20)을 포함하는 배터리(100)를 제공한다.
제4 양태에서, 본 발명의 실시예는 상기 임의의 하나의 실시예에서 제공된 배터리(100)를 포함하는 전기 기기를 제공한다.
전기 기기는 배터리(100)를 사용하는 상기 임의의 하나의 기기일 수 있다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예는 케이싱(21)을 더 제공하며, 케이싱(21)은 직육면체 구조이고, 케이싱(21)은 다수의 벽부를 포함하며, 다수의 벽부는 공동으로 전극 어셈블리(22)를 수용하는 수용 공간을 정의하고, 케이싱(21)은 개구를 가지며 케이싱(21)에서 개구와 대향하는 벽부에는 3단의 닉홈(252)이 설치되고, 3단의 닉홈(252)은 각각 1단의 제2 단 닉홈(252b) 및 2단의 제1 단 닉홈(252a)이며, 제2 단 닉홈(252b)은 벽부의 외면에 설치된다. 이러한 구조의 케이싱(21)은 압력 완화 기능과 수용 기능을 통합하고, 3단의 닉홈(252) 구조를 채택하여 각 단의 닉홈(252) 성형 시 케이싱(21)에 가해지는 성형력을 줄일 수 있음으로써 케이싱(21)에 의한 균열 발생 위험을 줄이며 케이싱(21)의 장기간 신뢰성을 향상시킨다.
설명해야 할 것은, 충돌되지 않는 한 본 발명에서의 실시예 및 실시예 중의 특징은 서로 조합될 수 있다. 이상 실시예는 단지 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 한정하려는 것이 아니고, 당업자라면 본 발명에 대해 다양한 변경 및 변화를 수행할 수 있다. 본 발명의 정신과 원칙이내에 이루어진 모든 수정, 등가교체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함되어야 한다.
10: 박스; 11: 제1 부분; 12: 제2 부분; 20: 배터리 셀; 21: 케이싱; 22: 전극 어셈블리; 221: 양극 탭; 222: 음극 탭; 23: 엔드 커버; 231: 양극 전극 단자; 232: 음극 전극 단자; 24: 절연 부재; 25: 압력 완화 장치; 251: 압력 완화부; 2511: 제1 표면; 2512: 제2 표면; 2513: 개방 영역; 252: 닉홈; 252a: 제1 단 닉홈; 252b: 제2 단 닉홈; 2521: 제1 홈 세그먼트; 2522: 제2 홈 세그먼트; 2523: 제3 홈 세그먼트; 2524: 제4 홈 세그먼트; 2525: 홈 바닥벽; 253: 노치 홈; 254: 주변벽; 255: 바닥벽; 26: 집전체 부재; 100: 배터리; 200: 컨트롤러; 300: 모터; 1000: 차량; Z: 두께 방향

Claims (30)

  1. 압력 완화 장치로서,
    압력 완화부 및 다단 닉홈을 포함하며,
    상기 압력 완화부는 두께 방향으로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 갖고;
    상기 다단 닉홈은 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로의 방향을 따라 상기 압력 완화부에 순차적으로 설치되고, 상기 두께 방향으로 인접한 2단의 상기 닉홈 중 상기 제1 표면에서 멀리 떨어진 1단의 상기 닉홈은 상기 제1 표면에 가까운 1단의 상기 닉홈의 바닥면에 설치되는 압력 완화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 적어도 1단의 제1 단 닉홈을 포함하고, 상기 제1 단 닉홈은 제1 홈 세그먼트, 제2 홈 세그먼트 및 제3 홈 세그먼트를 포함하며, 상기 제1 홈 세그먼트와 상기 제2 홈 세그먼트는 대향되게 설치되고, 상기 제1 홈 세그먼트와 상기 제2 홈 세그먼트는 모두 상기 제3 홈 세그먼트와 교차하며;
    상기 압력 완화부는 개방 영역을 포함하고, 상기 제1 홈 세그먼트, 상기 제2 홈 세그먼트 및 상기 제3 홈 세그먼트는 개방 영역의 가장자리를 따라 설치되며, 상기 개방 영역은 상기 제1 홈 세그먼트, 상기 제2 홈 세그먼트 및 상기 제3 홈 세그먼트를 경계로 열릴 수 있도록 구성되는 압력 완화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단 닉홈은 제4 홈 세그먼트를 더 포함하고, 상기 제4 홈 세그먼트는 상기 제1 홈 세그먼트와 상기 제2 홈 세그먼트 사이에 위치하며, 상기 제4 홈 세그먼트는 상기 제3 홈 세그먼트와 교차하는 압력 완화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 홈 세그먼트의 연장 방향에서, 상기 제4 홈 세그먼트와 상기 제3 홈 세그먼트의 교차 위치에서 상기 제1 홈 세그먼트까지의 거리는 상기 제4 홈 세그먼트와 상기 제3 홈 세그먼트의 교차 위치에서 상기 제2 홈 세그먼트까지의 거리와 같은 압력 완화 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 홈 세그먼트, 상기 제2 홈 세그먼트 및 상기 제3 홈 세그먼트는 적어도 하나의 상기 개방 영역을 정의하는 압력 완화 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 홈 세그먼트, 상기 제2 홈 세그먼트 및 상기 제3 홈 세그먼트는 2개의 상기 개방 영역을 정의하고, 2개의 상기 개방 영역은 각각 상기 제3 홈 세그먼트의 양측에 위치하는 압력 완화 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면에는 상기 개방 영역에 위치하는 노치 홈이 설치되고, 상기 제1 홈 세그먼트의 연장 방향에서 상기 노치 홈과 상기 제3 홈 세그먼트 사이에 간격이 존재하는 압력 완화 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 1단의 상기 제1 단 닉홈을 포함하는 압력 완화 장치.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 다단의 상기 제1 단 닉홈을 포함하고, 다단의 상기 제1 단 닉홈은 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되는 압력 완화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    최외측의 1단의 상기 제1 단 닉홈은 상기 제1 표면에 설치되는 압력 완화 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 2단의 상기 제1 단 닉홈을 포함하는 압력 완화 장치.
  12. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 적어도 1단의 제2 단 닉홈을 더 포함하고, 적어도 1단의 상기 제2 단 닉홈과 적어도 1단의 상기 제1 단 닉홈은 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 배치되며;
    상기 개방 영역은 상기 제1 표면에서 가장 멀리 떨어진 1단의 상기 제2 단 닉홈의 홈 바닥벽에 형성되는 압력 완화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 1단의 상기 제2 단 닉홈을 포함하고, 상기 제2 단 닉홈은 상기 제1 표면에 설치되는 압력 완화 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 다단 닉홈은 다단의 상기 제2 단 닉홈을 포함하고, 다단의 상기 제2 단 닉홈은 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로의 방향을 따라 순차적으로 설치되며, 최외측의 1단의 상기 제2 단 닉홈은 상기 제1 표면에 설치되는 압력 완화 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단 닉홈은 원형 홈 또는 직사각형 홈인 압력 완화 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 단의 상기 닉홈은 적어도 하나의 홈 세그먼트를 포함하고, 상기 두께 방향으로 인접한 2개의 상기 홈 세그먼트 중 상기 제1 표면으로부터 멀리 떨어진 하나의 상기 홈 세그먼트의 최대 폭은 상기 제1 표면에 가까운 하나의 상기 홈 세그먼트의 최소 폭보다 작은 압력 완화 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 거리는 H0이고, 상기 제2 표면에 가장 가까운 1단의 상기 닉홈의 바닥면에서 상기 제2 표면까지의 거리는 H1이며, H1/H0<0.2를 만족하는 압력 완화 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면에 가장 가까운 1단의 상기 닉홈의 바닥면에서 상기 제2 표면까지의 거리는 H1이고, H1<0.5mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 표면에 설치된 1단의 상기 닉홈의 깊이는 H2이고, H2<1mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 표면에 가장 가까운 1단의 상기 닉홈과 상기 제1 표면에 설치된 1단의 상기 닉홈 사이의 각 단의 상기 닉홈의 깊이는 H3이고, H3<1.5mm를 만족하는 압력 완화 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 표면에 가장 가까운 1단의 상기 닉홈과 상기 제1 표면에 설치된 1단의 상기 닉홈 사이에는 1단의 상기 닉홈만 설치되는 압력 완화 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 완화 장치 내부에는 수용 공간이 형성되고, 상기 압력 완화 장치는 상기 수용 공간을 정의하는 다수의 벽부를 가지며, 상기 수용 공간은 전극 어셈블리를 수용하고, 다수의 상기 벽부 중 적어도 하나의 상기 벽부에는 상기 압력 완화부가 형성되는 압력 완화 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 다수의 벽부는 주변벽 및 바닥벽을 포함하고, 상기 주변벽은 상기 바닥벽의 가장자리를 둘러싸고 설치되며, 상기 주변벽과 상기 바닥벽은 공동으로 상기 수용 공간을 정의하고, 상기 주변벽과 상기 바닥벽의 대향하는 일단에 개구가 형성되며, 상기 바닥벽에는 상기 압력 완화부가 형성되는 압력 완화 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 주변벽과 상기 바닥벽은 일체 성형 구조인 압력 완화 장치.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 제1 표면은 상기 바닥벽의 외면인 압력 완화 장치.
  26. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 완화부는 엔드 커버이고, 상기 엔드 커버는 케이싱의 개구를 덮는데 사용되는 압력 완화 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 표면은 상기 엔드 커버에서 상기 케이싱으로부터 멀어지는 표면인 압력 완화 장치.
  28. 배터리 셀로서,
    제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 압력 완화 장치를 포함하는 배터리 셀.
  29. 배터리로서,
    제28항에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리.
  30. 전기 기기로서,
    제29항에 따른 배터리를 포함하는 전기 기기.
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