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KR102063935B1 - 배터리 모듈 - Google Patents

배터리 모듈 Download PDF

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KR102063935B1
KR102063935B1 KR1020150142913A KR20150142913A KR102063935B1 KR 102063935 B1 KR102063935 B1 KR 102063935B1 KR 1020150142913 A KR1020150142913 A KR 1020150142913A KR 20150142913 A KR20150142913 A KR 20150142913A KR 102063935 B1 KR102063935 B1 KR 102063935B1
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KR
South Korea
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electrode lead
fastening
cartridge
battery module
electrode
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KR1020150142913A
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최종운
문정오
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주식회사 엘지화학
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    • H01M2/1083
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries
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Abstract

본 발명은 진동이나 충격에도 파손이 방지되면서도 조립성이 우수한 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 배열되고, 전극 리드가 전방 및 후방 중 적어도 한 방향으로 돌출되게 구성되며 상기 전극 리드에 체결홀이 형성된 다수의 이차 전지; 및 좌우 방향으로 상호 적층 가능하게 구성되고, 양단이 상호 연결된 다수의 단위 프레임을 구비하여 상기 이차 전지의 테두리를 감싸는 형태로 구성되고, 상기 전극 리드가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 체결돌기를 구비하여, 상기 체결돌기가 상기 전극 리드의 체결홀에 삽입된 카트리지를 포함한다.

Description

배터리 모듈{Battery Module}
본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 배터리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조립성이 우수하고 진동이나 충격을 잘 견딜 수 있는 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 종류에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.
이처럼, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하는 배터리 모듈의 경우, 외부의 충격이나 진동 등에도 쉽게 파손되지 않아야 한다. 더욱이, 자동차에 사용되는 배터리 모듈의 경우, 진동에 자주 노출되고, 급제동이나 급출발, 사고 등이 일어날 때 강한 충격을 받을 수도 있다. 이처럼, 배터리 모듈이 진동이나 충격을 받을 때, 배터리 모듈 내부의 여러 구성요소가 손상 내지 파손될 위험이 있다. 특히, 배터리 모듈 내에는 다수의 이차 전지가 구비되어 전극 리드가 서로 접촉된 상태로 용접되는 경우가 많은데, 진동이나 충격 시 이러한 전극 리드의 용접 부분이 파손될 수 있다. 더욱이, 전극 리드는 상호 접촉 및 용접을 위해 일부분이 벤딩되기도 하는데 이러한 벤딩 부위가 파손될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 진동이나 충격에도 파손이 방지되면서도 조립성이 우수한 배터리 모듈과 이를 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 배열되고, 전극 리드가 전방 및 후방 중 적어도 한 방향으로 돌출되게 구성되며 상기 전극 리드에 체결홀이 형성된 다수의 이차 전지; 및 좌우 방향으로 상호 적층 가능하게 구성되고, 양단이 상호 연결된 다수의 단위 프레임을 구비하여 상기 이차 전지의 테두리를 감싸는 형태로 구성되고, 상기 전극 리드가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 체결돌기를 구비하여, 상기 체결돌기가 상기 전극 리드의 체결홀에 삽입된 카트리지를 포함한다.
여기서, 상기 전극 리드는, 단부가 절곡되며, 절곡되기 이전 부분에 상기 체결홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 카트리지는, 상기 전극 리드가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 외측 방향으로 돌출되게 형성된 안착부를 구비하며, 상기 전극 리드의 적어도 일부는, 상기 안착부를 감싸는 형태로 절곡될 수 있다.
또한, 상기 안착부는, 좌측면, 우측면 및 정면이 평평한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 체결돌기는, 상기 안착부의 좌측면 및 우측면에 각각 구비될 수 있다.
또한, 인접하는 2개의 전극 리드가 상기 안착부의 좌측면과 우측면에 각각 접촉되며, 좌측 전극 리드는 우측 방향으로 절곡되고 우측 전극 리드는 좌측 방향으로 절곡되어, 상기 2개의 전극 리드의 절곡된 부분이 상호 용접되어 상기 안착부의 정면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 안착부는 상기 좌측면, 상기 우측면 및 상기 정면 중 적어도 한 부분의 상부 및 하부에 단부돌기가 형성되어, 상기 전극 리드가 상기 단부돌기 사이에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 체결돌기는, 외측 단부의 바깥길이가 내측 단부의 바깥길이보다 길게 구성될 수 있다.
또한, 상기 체결홀은, 하나의 전극 리드에 둘 이상 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 양면에 접착층이 구비된 시트 형태로 구성되어 상기 이차 전지 사이에 개재되어 상기 이차 전지 사이를 접착 고정시키는 접착 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 진동이나 충격에 강한 배터리 모듈이 제공될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 전극 리드의 움직임이 제한됨으로써, 전극 리드의 용접 부분이나 벤딩 부위가 파손 내지 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 조립성이 향상된 배터리 모듈이 제공될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 카트리지에 구비된 체결돌기와 전극리드에 형성된 체결홀 사이의 결합에 의해 이차 전지의 조립 위치가 가이드될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 구성을 부분적으로 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지와 카트리지의 결합 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은, 도 5의 구성을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 7은, 도 5의 A1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트리지의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는, 도 8의 카트리지의 안착부에 전극 리드가 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결돌기를 구비하는 카트리지의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 체결돌기를 구비하는 카트리지의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성을 부분적으로 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100) 및 카트리지(200)를 포함한다.
상기 이차 전지(100)는, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 그리고, 이러한 파우치형 이차 전지(100)는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다.
여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전극 조립체의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드는, 파우치 외장재 사이에 개재되어 일단이 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차 전지(100)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.
파우치 외장재는, 전극 조립체와 함께 전해액을 내부 공간에 수납할 수 있다. 그리고, 파우치 외장재는 테두리부가 열융착 등의 방식으로 실링되는 형태로 구성될 수 있다. 파우치 외장재는 좌측 파우치와 우측 파우치로 구성될 수 있으며, 각 파우치는 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하여, 내부 접착층이 상호 융착될 수 있다.
이러한 이차 전지(100)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 보다 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 본 발명에 따른 배터리 모듈에는, 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차 전지가 채용될 수 있다.
상기 이차 전지(100)는, 배터리 모듈에 다수 포함되어, 적어도 일 방향으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 파우치형 이차 전지(100)는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에 실링부가 위치하도록, 대략 지면에 수직하게 상하 방향으로 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같이 세워진 형태의 이차 전지(100)는, 넓은 면이 서로 대면되는 형태로 좌우 방향으로 평행하게 배열될 수 있다.
상기 이차 전지(100)의 전극 리드는, 전방 및 후방 중 적어도 한 방향으로 돌출되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이차 전지(100)는, 전방 및 후방으로 각각 전극 리드가 돌출되게 구성될 수 있으며, 이때, 양 방향으로 돌출된 전극 리드는, 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 다만, 이러한 양방향 이차 전지 이외에, 단방향 이차 전지도 존재할 수 있다. 즉, 다른 극성의 전극 리드가 동일한 방향으로 돌출되게 이차 전지가 구성될 수 있다. 예를 들어, 양극 리드와 음극 리드는 모두, 이차 전지의 전방으로 돌출되게 구성될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는, 파우치형 이차 전지로서, 전극 리드(110)가 파우치 외장재의 융착부 사이, 즉 좌측 파우치와 우측 파우치 사이에 개재되어 외부로 돌출되게 구성될 수 있다. 이때, 전극 리드(110)는 구리나 니켈, 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성될 수 있으며, 판상의 형태를 가질 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 이차 전지(100)의 전극 리드(110)에는 체결홀이 형성될 수 있다. 즉, 도 3의 구성에서 전극 리드(110)는, 지면에 대략 수직하게 세워지는 형태로 구성되되, H1으로 표시된 바와 같이, 수평 방향(좌우 방향)으로 관통된 형태의 체결홀이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 체결홀(H1)은, 적어도 하나의 전극 리드(110), 바람직하게는 양극 리드와 음극 리드 모두에 형성될 수 있다. 또한, 상기 체결홀(H1)은, 각 전극 리드(110)에 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 카트리지(200)는, 적어도 일 방향으로 적층 가능하게 구성되어, 파우치형 이차 전지(100)의 상호 배열을 가이드하는 한편, 적층된 셀 조립체의 유동을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 카트리지(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 방향으로 상호 적층되게 구성될 수 있다. 이때, 상기 카트리지(200)는, 상호 적층되는 표면, 즉 좌측면과 우측면에 상호 대응되는 형태로 요철 구조가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 요철 구조는, 카트리지(200) 간 체결성 및 고정성을 향상시킬 수 있고, 카트리지(200) 간 조립 위치를 가이드할 수 있다. 상기 카트리지(200)는, 전기적 절연성을 확보하고 무게를 줄이며, 성형이 용이하도록 폴리머 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 카트리지(200)는, 파우치형 이차 전지(100)를 내부 공간에 수용하여, 파우치형 이차 전지(100)의 외측을 보호할 수 있다. 이때, 상기 카트리지(200)는 다수의 단위 프레임이 상호 연결된 형태로 구성되어 내부 공간을 형성하고, 그러한 내부 공간에 이차 전지(100)가 수납되도록 할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 카트리지(200)는, 4개의 단위 프레임, 즉 전방 단위 프레임(201), 후방 단위 프레임(202), 상부 단위 프레임(203) 및 하부 단위 프레임(204)을 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 4개의 단위 프레임 각각은, 다른 단위 프레임에 의해 양단이 상호 연결될 수 있다. 특히, 상기 카트리지(200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성될 수 있다. 일반적으로, 파우치형 이차 전지(100)는, 대략 사각형 형태로 구성되기 때문에, 카트리지(200)는 이러한 파우치형 이차 전지(100)의 테두리부를 외측에서 감싸도록 사각 링 형태로 형성될 수 있다. 이때, 카트리지(200)는 각 단위 프레임이 각각 별도로 제조된 후 상호 조립되는 형태로 마련될 수도 있고, 처음부터 서로 일체화된 형태로 성형될 수도 있다.
상기 카트리지(200)는, 이차 전지(100)의 테두리를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 이차 전지(100)는, 카트리지(200)의 4개의 단위 프레임에 의해 형성된 중앙의 빈 내부 공간에 위치할 수 있다. 따라서, 카트리지(200)는, 이차 전지(100)의 실링부 측에서 이차 전지(100)로 가해지는 충격이나 이물질 등으로부터 이차 전지(100)를 보호할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 있어서, 상기 카트리지(200)는, 도 4에서 P1으로 표시된 바와 같이, 체결돌기를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 체결돌기(P1)는, 전극 리드(110)의 체결홀(H1)에 삽입되게 구성될 수 있다. 따라서, 체결돌기(P1)는, 카트리지(200)에서 전극 리드(110)가 위치할 부분에 구비될 수 있다.
예를 들어, 이차 전지(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전방 및 후방 측에 전극 리드(110)가 돌출되게 구성될 수 있다. 이 경우, 체결돌기(P1)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 카트리지(200)의 전방 단위 프레임(201) 및 후방 단위 프레임(202)에 구비될 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)와 카트리지(200)의 결합 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 6은 도 5의 구성을 분리하여 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 5의 A1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 1개의 카트리지(200)에 2개의 파우치형 이차 전지(100)가 배치될 수 있다. 이때, 2개의 이차 전지(100)는 카트리지(200)를 사이에 두고 좌측과 우측에 각각 위치할 수 있다. 특히, 각 이차 전지(100)는, 전방 실링부와 후방 실링부에 전극 리드(110)를 구비하며, 각 전극 리드(110)에는 체결홀(H1)이 형성될 수 있다. 또한, 카트리지(200)는 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202)에 체결돌기(P1)를 구비할 수 있다.
이때, 카트리지(200)는, 2개의 이차 전지(좌측 이차 전지와 우측 이차 전지)와 모두 결합될 수 있도록 체결돌기(P1)를 별도로 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 카트리지(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202) 모두에, 좌측 이차 전지와 우측 이차 전지에 결합되기 위한 체결돌기(P1)를 별도로 구비할 수 있다. 이 경우, 체결돌기(P1)는, 전방 단위 프레임(201)과 후방 단위 프레임(202)에서 좌측 방향 및 우측 방향으로 각각 돌출되게 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 2개의 이차 전지(100)가 카트리지(200)의 좌측과 우측에 각각 적층 결합될 때, 각 전극 리드(110)에 형성된 체결홀(H1)에는 카트리지(200)의 체결돌기(P1)가 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 카트리지(200)의 체결돌기(P1)와 전극 리드(110)의 체결홀(H1) 사이의 끼움결합에 의해 카트리지(200) 내부에서 이차 전지(100)의 유동이 방지될 수 있다. 특히, 이 경우, 전극 리드(110)가 카트리지(200)에 고정될 수 있으므로, 전극 리드(110)의 움직임이 보다 효과적으로 제한될 수 있다. 따라서, 전극 리드(110) 자체, 또는 전극 리드(110) 간 접촉 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전극 리드(110)가 안정적으로 고정되므로, 다수의 전극 리드(110)를 상호 용접하는 공정이 보다 원활하게 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 이차 전지(100)는, 전극 리드(110)의 단부가 절곡되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 구성을 참조하면, 좌측 이차 전지의 전방 전극 리드(110)는 우측 방향으로 수직 절곡되고, 우측 이차 전지의 전방 전극 리드(110)는 좌측 방향으로 수직 절곡되는 형태로 구성될 수 있다. 다만, 도 6의 실시예에서는, 하나의 이차 전지에서 양극 리드와 음극 리드가 서로 반대 방향으로 절곡된 형태가 도시되어 있으나, 양극 리드와 음극 리드는 서로 동일한 방향으로 절곡될 수 있다. 특히, 2개의 이차 전지가 서로 병렬로 연결되는 경우, 또는 최외측에 위치하는 이차 전지의 경우, 양극 리드와 음극 리드가 서로 같은 방향으로 절곡될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)의 전극 리드(110) 간 접속이 용이해질 수 있다. 즉, 도 5 및 도 7의 구성을 참조하면, 이차 전지의 전극 리드(110)가 상호 접속되기 위한 다른 이차 전지의 전극 리드(110) 방향으로 절곡됨으로써, 절곡된 단부가 서로 겹쳐지도록 할 수 있다.
이 경우, 전극 리드(110)의 체결홀(H1)은 절곡되기 이전 부분에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구성을 참조하면, 전극 리드(110)는 수직 절곡됨으로써, 절곡되기 이전 부분은 표면이 좌우 방향으로 향하고, 절곡된 이후 부분은 표면이 전후 방향으로 향할 수 있다. 이때, 체결홀(H1)은, 전극 리드(110)에서 절곡되기 이전 부분, 즉 표면이 좌우 방향으로 향하는 부분에 존재할 수 있다. 따라서, 체결홀(H1)은 좌우 방향으로 관통되는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 체결돌기(P1)는 이러한 체결홀(H1)의 형태에 대응되도록 좌우 방향으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)의 접촉 면적을 안정적으로 확보할 수 있다. 즉, 체결홀(H1)은 서로 다른 전극 리드(110)가 접촉되는 부분에 형성되지 않으므로, 전극 리드(110) 간 접촉 면적이 줄어드는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)의 접촉성이 좋아지도록 할 수 있다. 특히, 전극 리드(110) 사이는 상호 접촉 후 용접 방식으로 고정될 수 있는데, 상기 구성의 경우, 용접 부분에 체결돌기(P1) 및 체결홀(H1)이 위치하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 체결돌기(P1)나 체결홀(H1)로 인해 용접 공정이 방해받는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈의 경우, 전극 리드(110)가 체결돌기-체결홀 결합 구조에 의해 카트리지(200)에 안정적으로 결합될 수 있다. 그러므로, 상기 실시예와 같이, 전극 리드(110)에 벤딩 부위가 존재하더라도, 전극 리드(110)의 움직임이 제한되므로 전극 리드(110)의 벤딩 부위가 파손 내지 손상되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 카트리지(200)는, 전극 리드(110)가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 외측 방향으로 돌출되게 형성된 안착부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 도 7에 도시된 구성을 참조하면, 상기 카트리지(200)는, 전극 리드(110)가 위치할 전방 단위 프레임(201) 및 후방 단위 프레임(202)의 중앙 부분에, 각각 전방 및 후방으로 돌출되게 형성된 안착부를 구비할 수 있다.
이 경우, 전극 리드(110)는, 안착부에 안착될 수 있다. 특히, 전극 리드(110)의 적어도 일부는, 안착부를 감싸는 형태로 절곡될 수 있다. 예를 들어, 도 5 내지 도 7에 도시된 구성을 참조하면, 이차 전지(100)에서 전방에 위치한 전극 리드(110)는, 카트리지(200)의 전방 단위 프레임(201)에 구비된 안착부를 감싸는 형태로 구성될 수 있다. 반면, 이차 전지(100)에서 후방에 위치한 전극 리드(110)는, 이차 전지 간 직렬 연결을 구현하기 위해, 카트리지(200)의 후방 단위 프레임(202)에 구비된 안착부는 감싸지 않는 형태로 구성될 수 있다. 다만, 이차 전지 간 병렬 연결을 구현하거나 최외측에 위치한 이차 전지의 경우, 후방에 위치한 전극 리드 역시 후방 단위 프레임에 구비된 안착부를 감싸는 형태로 구성될 수도 있다.
보다 구체적으로, 카트리지(200)를 기준으로 좌측에 위치한 이차 전지, 즉 좌측 이차 전지는 전방의 전극 리드(110)가 우측으로 대략 90도 절곡되어 카트리지(200)의 전방 단위 프레임(201)에 위치한 안착부를 접촉하면서 감싸도록 구성될 수 있다. 또한, 카트리지(200)를 기준으로 우측에 위치한 이차 전지, 즉 우측 이차 전지는 전방의 전극 리드(110)가 좌측으로 대략 90도 절곡되어 카트리지(200)의 전방 단위 프레임(201)에 위치한 안착부를 감싸도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)가 카트리지(200)에 안정적으로 안착됨으로써, 전극 리드(110)의 유동이 보다 효과적으로 방지될 수 있다. 즉, 전극 리드(110)는 카트리지(200)에 더욱 밀착될 수 있으며, 절곡 부분으로 인해 카트리지(200)에서의 전극 리드(110)의 움직임이 더욱 제한될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 안착부는, 좌측면, 우측면 및 정면이 평평한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 안착부는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 대략 직육면체 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 안착부의 좌측면, 우측면 및 정면은 각각 평평한 표면을 갖도록 구성될 수 있다. 여기서, 정면이란 안착부를 외측에서 바라볼 때 마주보는 표면을 의미한다고 할 수 있다. 따라서, 후방 단위 프레임(202)에 위치한 안착부의 경우, 안착부의 후면을 나타낸다고도 할 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)와 카트리지(200) 사이의 접촉성이 좋아지고, 공정성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 구성을 참조하면, 우측 전극 리드(110)는, 안착부의 평평한 우측면 및 정면에 밀착하여 접촉될 수 있다. 또한, 좌측 전극 리드(110)는, 안착부의 평평한 좌측면 및 정면에 밀착하여 안착될 수 있다. 이 경우, 각 전극 리드(110)는 판상으로 구성되어 1회만 절곡되면, 카트리지(200)에 밀착될 수 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 체결돌기(P1)는, 안착부의 좌측면 및 우측면에 각각 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 구성에서, 안착부는 카트리지(200)의 전방 단위 프레임(201) 및 후방 단위 프레임(202)에 각각 구비될 수 있는데, 체결돌기(P1)는 전방 단위 프레임(201)의 안착부 및 후방 단위 프레임(202)의 안착부 모두에서 좌측면과 우측면에 각각 좌측 방향 및 우측 방향으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 인접하는 2개의 전극 리드(110)는 안착부의 좌측면과 우측면에 각각 접촉되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5 내지 도 7의 실시예와 같이, 좌측에 위치한 이차 전지의 전극 리드(110)는 안착부의 좌측면에 접촉되고, 우측에 위치한 이차 전지의 전극 리드(110)는 안착부의 우측면에 접촉될 수 있다.
이때, 우측 이차 전지의 전방 전극 리드(110)는, 좌측 방향으로 절곡되어 절곡된 단부가 안착부의 정면에 안착될 수 있다. 또한, 좌측 이차 전지의 전방 전극 리드(110)는, 우측 방향으로 절곡되어 절곡된 단부가 안착부의 정면에 안착될 수 있다. 이때, 전방 단위 프레임에 구비된 안착부의 정면에는 우측 전극 리드(110)와 좌측 전극 리드(110)가 모두 안착되며, 안착된 2개의 전극 리드(110)는 상호 용접될 수 있다. 즉, 2개의 전극 리드(110)의 절곡된 부분은 상호 용접되어 안착부의 정면에 안착될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110) 사이의 접촉성이 개선될 수 있다. 즉, 안착부의 정면은 평평한 형태로 구성되므로, 판상으로 구성된 2개의 전극 리드(110) 사이의 상호 대면 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 특히, 겹쳐진 2개의 전극 리드(110)는 초음파나 레이저 등이 조사되어 상호 용접될 수 있다. 이때, 안착부의 정면은 평평하게 구성됨으로써 2개의 전극 리드(110) 사이의 용접 공정은 보다 용이하게 수행될 수 있고, 용접성 또한 안정적으로 확보될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 안착부의 구성은 일례에 불과할 뿐, 카트리지(200)에서 안착부는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카트리지(200)의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 9는, 도 8의 카트리지(200)의 안착부에 전극 리드(110)가 결합된 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 안착부는, P2로 표시된 부분과 같이, 좌측면과 우측면의 상부 및 하부에 수평 외측 방향으로 돌출되게 형성된 단부돌기(P2)가 형성될 수 있다. 즉, 안착부의 좌측면 상단 및 하단에는, 좌측 방향으로 돌출된 형태의 단부돌기(P2)가 형성될 수 있다. 그리고, 안착부의 우측면 상단 및 하단에는, 우측 방향으로 돌출된 형태의 단부돌기(P2)가 형성될 수 있다. 이때, 상부 및 하부의 단부돌기(P2) 사이에는 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 단부돌기(P2) 사이의 오목한 부분에는 전극 리드(110)가 삽입될 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 카트리지(200)의 좌측에 위치한 이차 전지의 전극 리드(110)는, 안착부의 좌측면 상단과 하단에 형성된 단부돌기(P2) 사이의 오목한 부분에 삽입될 수 있다. 그리고, 카트리지(200)의 우측에 위치한 이차 전지의 전극 리드(110)는, 안착부의 우측면 상단과 하단에 형성된 단부돌기(P2) 사이의 오목한 부분에 삽입될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)의 고정성이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 전극 리드(110)는, 안착부의 단부돌기(P2)에 의해 상하 방향 움직임이 제한될 수 있다. 그러므로, 전극 리드(110)에서 체결홀(H1)이나 벤딩 부위가 파손되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 단부돌기(P2)는, 도 8 및 도 9에 도시된 구성 이외에, 다른 다양한 형태로 안착부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 단부돌기(P2)는, 안착부의 좌측면 또는 우측면에만 형성될 수도 있고, 안착부의 정면에 형성될 수도 있다. 또한, 단부돌기(P2)는, 좌측면, 우측면 및/또는 정면의 상부나 하부 중 어느 한 부분에만 형성될 수도 있다.
상기 체결홀(H1)은 체결돌기(P1)의 형상 및 위치에 대응되는 형상 및 위치를 가질 수 있다. 그리고, 체결홀(H1) 및 체결돌기(P1)는, 다양한 형상 및 다양한 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 체결돌기(P1)는 원통형으로 형성되고, 체결홀(H1)은 원형으로 형성될 수 있다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결돌기(P1)를 구비하는 카트리지(200)의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 체결돌기(P1)는, 외측 단부의 바깥길이가 내측 단부의 바깥길이보다 길게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 구성에서 안착부의 우측면에 구비된 2개의 체결돌기(P1)는 각각, 우측 단부가 좌측 단부보다 두껍게 형성될 수 있다. 그리고, 안착부의 좌측면에 구비된 2개의 체결돌기(P1)는 각각, 좌측 단부가 우측 단부보다 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)가 카트리지(200) 측에 보다 가깝게 밀착될 수 있고, 전극 리드(110)가 카트리지(200)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 구성에서 안착부의 우측에 구비된 체결돌기(P1)는, 안착부의 우측에 안착되는 전극 리드(110)의 체결홀(H1)에 삽입될 수 있다. 이때, 체결돌기(P1)의 우측 말단이 두껍게 형성됨으로써 전극 리드(110)가 우측 방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다. 또한, 도 10의 구성에서 안착부의 좌측에 구비된 체결돌기(P1) 역시 좌측 말단이 두껍게 형성됨으로써, 안착부의 좌측에 안착된 전극 리드(110)가 좌측 방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다. 그러므로, 이 경우, 전극 리드(110)의 고정성이 더욱 향상될 수 있다.
더욱이, 체결돌기(P1)의 외측 단부는 상부 방향으로 돌출되는 형태로 구성될 수 있다. 전극 리드(110)의 체결홀(H1)에 체결돌기(P1)가 삽입된 후, 전극 리드(110)는 중력에 의해 하부 방향으로 소정 거리 이동될 수 있다. 따라서, 이 경우 체결돌기(P1)의 외측 단부에 돌출되게 형성된 부분으로 인해, 전극 리드(110)는 외측 방향으로 이동하는 것이 보다 확실하게 방지될 수 있다.
도 11은, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 체결돌기(P1)를 구비하는 카트리지(200)의 안착부 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 체결돌기(P1)는 안착부의 우측면과 좌측면에 각각 2개씩 구비될 수 있다. 이때, 각각의 체결돌기(P1)는, P11 및 P12로 표시되는 2개의 단위돌기로 구성될 수 있다. 이때, 2개의 단위돌기(P11, P12)는, 적어도 부분적으로 상호 간 소정 거리 이격되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 구성에 도시된 바와 같이, 하나의 체결돌기(P1)를 구성하는 2개의 단위돌기(P11, P12)는, 일단이 안착부에 고정된 상태에서 전체적으로 상하 방향으로 소정 거리 이격되게 구성될 수 있다.
이 경우, 하나의 체결돌기(P1)를 구성하는 2개의 단위돌기(P11, P12)는 하나의 체결홀(H1)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 구성에서, 안착부의 우측면 상부에 위치한 체결돌기(P1)를 구성하는 2개의 단위돌기(P11, P12)는, 안착부의 우측면에 안착되는 전극 리드(110)의 1개의 체결홀(H1)에 함께 삽입될 수 있다.
더욱이, 이러한 구성의 경우, 상기 도 10의 실시예와 마찬가지로, 체결돌기(P1)의 외측 단부는 내측 단부보다 바깥길이가 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 구성에 도시된 바와 같이, 각 체결돌기(P1)를 구성하는 2개의 단위돌기 중, 상부에 위치하는 단위돌기(P11)는 외측단부가 상부 방향으로 돌출되게 형성되고, 하부에 위치하는 단위돌기(P12)는 외측단부가 하부 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 따라서, 각 체결돌기(P1)는, 외측단부가 내측단부보다 두껍게 형성될 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 체결돌기(P1)와 체결홀(H1) 사이의 결합이 용이해지고 결합성이 향상될 수 있다. 특히, 전극 리드(110)의 체결홀(H1)은 체결돌기(P1)의 외측 단부의 바깥길이보다는 작게 형성될 수 있다. 다만, 체결돌기(P1)가 체결홀(H1)에 삽입되는 과정에서는, 체결돌기(P1)를 구성하는 단위돌기의 거리가 가까워짐으로써 외측 단부의 바깥길이가 줄어들 수 있다. 그리고, 체결돌기(P1)가 체결홀(H1)에 삽입된 이후에는, 복원성에 의해 단위돌기의 거리가 다시 늘어날 수 있으며, 이로 인해 체결돌기(P1)는 체결홀(H1)을 쉽게 빠져나갈 수 없다. 그러므로, 이 경우, 전극 리드(110)가 카트리지(200)에 보다 확실하게 고정될 수 있다.
특히, 상기 구성에 있어서, 단위돌기는, 도 11에 도시된 바와 같이, 대략 화살표 모양으로 구성될 수 있다. 즉, 체결돌기(P1)는 외측 단부가 상하 방향으로 돌출되게 구성되되, 돌출 부분은 외측 방향으로 갈수록 바깥지름이 작아지는 경사진 형태, 다시 말해 테이퍼진 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 체결돌기(P1)의 경사면에 의해 체결돌기(P1)를 체결홀(H1)에 삽입시키는 공정이 보다 원활하게 수행될 수 있다.
한편, 상기 도 11의 구성에서는, 1개의 체결돌기(P1)를 구성하는 2개의 단위돌기가 전체적으로 분리된 형태로 도시되었으나, 일부분만 분리된 형태도 가능하다. 또한, 도 11의 구성과 달리, 1개의 체결돌기(P1)는 3개 이상의 단위돌기에 의해 구성될 수도 있다.
또한 바람직하게는, 상기 체결홀(H1)은 하나의 전극 리드(110)에 둘 이상 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 전극 리드(110)에는 2개의 체결홀(H1)이 형성될 수 있다. 그리고, 2개의 체결홀(H1)은 서로 소정 거리 이격될 수 있다. 이 경우, 체결돌기(P1) 역시 이러한 체결홀(H1)의 구성에 대응되는 개수 및 위치를 가질 수 있다.
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전극 리드(110)와 카트리지(200) 사이의 결합성이 더욱 향상될 수 있다. 즉, 이러한 구성의 경우, 체결홀-체결돌기 결합 구성이 하나의 전극 리드(110)에 대하여 여러 부분에 넓게 존재할 수 있으므로, 전극 리드(110)의 전체 부분이 보다 안정적으로 카트리지(200)에 결합될 수 있다. 또한, 이차 전지(100)나 카트리지(200)에 충격이나 진동이 가해진 경우, 다수의 체결홀-체결돌기 결합 구성에 힘이 분산될 수 있으므로, 체결홀(H1)이나 체결돌기(P1)가 파손되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 배터리 모듈에 포함된 다수의 이차 전지(100)는, 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 특히, 이차 전지(100)가 서로 전기적으로 병렬로 연결될 때에는, 3개 이상의 전극 리드(110)가 상호 겹쳐지게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 카트리지(200)의 안착부에는 3개의 전극 리드(110)가 안착될 수 있다. 이때, 안착부의 좌측면 및/또는 우측면에는 복수의 전극 리드(110)가 안착될 수 있다. 그리고, 하나의 체결돌기(P1)는 복수의 전극 리드(110)에 형성된 체결홀(H1)을 모두 관통할 수 있다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100) 사이에 접착 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 접착 부재는, 시트 형태로 구성되어, 양면에 접착층이 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 접착 부재는, 이차 전지(100) 사이에 개재되어 이차 전지(100) 사이를 접착 고정시킬 수 있다. 즉, 이차 전지(100)가 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 배열된 경우, 접착 부재 역시 상하 방향으로 세워진 형태로 이차 전지(100) 사이에 위치하여, 이차 전지(100)의 넓은 표면에 양면이 부착될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)의 유동이 제한되어 전극 리드(110)와 같은 이차 전지(100)의 구성요소나 배터리 모듈에 포함된 다른 구성요소의 손상이나 파손이 방지될 수 있다.
특히, 본 발명의 경우, 체결홀-체결돌기 결합 구성에 의해, 각 이차 전지(100) 간 조립 위치가 가이드될 수 있다. 따라서, 접착 부재의 양면에 이차 전지(100)를 부착시키는 공정이 보다 원활하고 신속하게 수행될 수 있다.
한편, 상기 여러 도면에 도시된 실시예의 경우, 양방향 이차 전지를 기준으로 도시되었으나, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 단방향 이차 전지를 포함할 수도 있다. 그리고, 이때, 카트리지 역시 이러한 이차 전지의 구성에 대응되는 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 이차 전지(100)는, 양극 리드와 음극 리드가 모두 전방으로 돌출되게 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 카트리지(200)는, 전방 단위 프레임(201)에만 안착부(210)를 구비할 수 있고, 이러한 안착부의 좌측면과 우측면에 체결돌기(P1)가 형성될 수 있다. 이때, 안착부는 전방 단위 프레임에 2개 형성되어, 하나의 이차 전지에 대하여 양극 리드와 음극 리드가 각각 다른 안착부에 안착되게 구성될 수 있다. 또는, 안착부는 전방 단위 프레임에 1개 형성되어, 하나의 이차 전지에 대하여 양극 리드와 음극 리드가 동일한 안착부에 안착되게 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상술한 구성요소 이외에 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100) 적층체의 외측에 스틸과 같은 금속 재질로 판상으로 구성된 엔드 플레이트를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100)의 전압을 센싱하기 위한 센싱 어셈블리나 버스바 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 자동차의 경우 많은 진동 및 심한 충격에 노출될 수 있는데, 본 발명에 따른 배터리 모듈의 경우, 전극 리드(110)의 고정성이 향상되어 전극 리드(110)의 파손이 방지될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 이차 전지
110: 전극 리드
H1: 체결홀
200: 카트리지
210: 안착부
P1: 체결돌기, P2: 단부돌기

Claims (13)

  1. 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 배열되고, 전극 리드가 전방 및 후방 중 적어도 한 방향으로 돌출되게 구성되며 상기 전극 리드에 체결홀이 형성된 다수의 이차 전지; 및
    좌우 방향으로 상호 적층 가능하게 구성되고, 양단이 상호 연결된 다수의 단위 프레임을 구비하여 상기 이차 전지의 테두리를 감싸는 형태로 구성되고, 상기 전극 리드가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 체결돌기를 구비하여, 상기 체결돌기가 상기 전극 리드의 체결홀에 삽입된 카트리지
    를 포함하며,
    상기 카트리지는, 서로 접촉하여 상호 적층되고, 상호 적층되는 좌측면과 우측면에 상호 대응되는 형태로 요철 구조가 형성되어 상기 요철 구조가 서로 결합되며, 적층된 내부 공간에 상기 이차 전지를 수용하여 상기 이차 전지의 외측을 보호하도록 구성되고,
    상기 카트리지의 체결돌기는 상기 전극 리드의 체결홀에 끼움 결합됨으로써 상기 전극 리드가 상기 카트리지에 고정되도록 구성되며,
    상기 전극 리드는 상기 카트리지의 적어도 하나의 단위 프레임을 감싸는 형태로 절곡되고, 절곡된 이후 부분인 단부에서 서로 다른 이차 전지의 전극 리드가 서로 겹쳐져 상호 접촉 연결되게 구성되며, 절곡되기 이전 부분에 상기 체결홀이 형성되어 상기 체결돌기와 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는, 상기 전극 리드가 위치하는 적어도 하나의 단위 프레임에 외측 방향으로 돌출되게 형성된 안착부를 구비하며,
    상기 전극 리드의 적어도 일부는, 상기 안착부를 감싸는 형태로 절곡된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안착부는, 좌측면, 우측면 및 정면이 평평한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체결돌기는, 상기 안착부의 좌측면 및 우측면에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    인접하는 2개의 전극 리드가 상기 안착부의 좌측면과 우측면에 각각 접촉되며, 좌측 전극 리드는 우측 방향으로 절곡되고 우측 전극 리드는 좌측 방향으로 절곡되어, 상기 2개의 전극 리드의 절곡된 부분이 상호 용접되어 상기 안착부의 정면에 접촉된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 좌측면, 상기 우측면 및 상기 정면 중 적어도 한 부분의 상부 및 하부에 단부돌기가 형성되어, 상기 전극 리드가 상기 단부돌기 사이에 삽입된 것을 특징으로 배터리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 체결돌기는, 외측 단부의 바깥길이가 내측 단부의 바깥길이보다 긴 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 체결돌기는, 적어도 부분적으로 상호 간 소정 거리 이격된 둘 이상의 단위돌기를 구비하여 둘 이상의 단위돌기가 하나의 체결홀에 삽입된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 체결홀은, 하나의 전극 리드에 둘 이상 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    양면에 접착층이 구비된 시트 형태로 구성되어 상기 이차 전지 사이에 개재되어 상기 이차 전지 사이를 접착 고정시키는 접착 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  12. 제1항, 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
  13. 제1항, 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 포함하는 자동차.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109428107B (zh) * 2017-08-31 2024-04-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单元以及电池模组
CN109546013B (zh) * 2017-10-19 2021-08-20 蜂巢能源科技有限公司 电池包和具有它的车辆
KR102059614B1 (ko) * 2017-11-14 2019-12-26 주식회사 엘지화학 고정부를 포함하는 배터리 팩
KR102452328B1 (ko) * 2019-01-10 2022-10-11 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그 제조방법
KR20210112481A (ko) 2020-03-05 2021-09-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀과 카트리지의 정렬용 지그 및 이를 이용한 전지 모듈 조립 방법
KR102774863B1 (ko) * 2020-03-12 2025-03-04 주식회사 엘지에너지솔루션 조립이 용이한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR102805044B1 (ko) * 2022-06-02 2025-05-09 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011210582A (ja) 2010-03-30 2011-10-20 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100905391B1 (ko) * 2004-12-24 2009-06-30 주식회사 엘지화학 이차전지 모듈의 단자 연결부재
KR101288121B1 (ko) * 2011-08-24 2013-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 이차전지 모듈
KR101560563B1 (ko) * 2012-09-19 2015-10-16 주식회사 엘지화학 냉각 효율성이 향상된 이차전지
KR102018693B1 (ko) * 2013-02-06 2019-09-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
KR101821378B1 (ko) * 2014-03-31 2018-01-23 주식회사 엘지화학 전극 리드와 버스바 사이의 결합력 및 공정성이 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011210582A (ja) 2010-03-30 2011-10-20 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

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