KR20120139779A

KR20120139779A - 전지 모듈

Info

Publication number: KR20120139779A
Application number: KR1020127026069A
Authority: KR
Inventors: 도시유끼 모또하시; 다쯔야 히가시노; 야스히로 스즈끼
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: MX2012011032A; JP5577802B2; KR101319176B1; JP2011222230A; US20130029201A1; RU2514198C1; WO2011125812A1; TWI453977B; EP2557610A1; TW201222935A; BR112012025388A2; CN102834947A; EP2557610A4

Abstract

전극 탭을 갖는 편평형 전지 및 상기 전극 탭의 단락을 방지하도록 배치되는 절연 부재가 복수 적층되어 이루어지는 전지 모듈에 있어서, 복수의 절연 부재를 적층함으로써 형성되고, 외부 커넥터(80)와 끼워 맞추는 끼워 맞춤부(70)와, 절연 부재(100)에 형성되고, 외부 커넥터(80)의 제1 결합부(83)와 결합되는 제2 결합부(102)를 갖는다. 부품 개수를 줄이면서, 커넥터를 삽입하여, 걸리게 할 수 있는 전지 모듈이 제공된다.

Description

전지 모듈 {CELL MODULE}

본 발명은, 전지 모듈에 관한 것이다.

복수의 편평 박형 전지를 직렬, 또는 병렬 접속한 조전지에 있어서, 각 편평 박형 전지의 전압을 검출하기 위해, 전지 모듈에 형성된 삽입구에, 셀 컨트롤러에 접속된 커넥터를 삽입하는 것이 행해지고 있다(특허문헌 1).

그러나 종래의 전지의 구성에서는, 편평형 전지를 복수 적층한 후의 적층체에, 별도의 부재인, 전압 검출용 커넥터의 삽입구를 형성한 절연 커버를 설치하고 있으므로, 부품 개수가 많아져, 제조 시, 많은 공정 수가 생긴다고 하는 문제가 있었다.

일본 특허 출원 공개 제2006-210312호 공보

본 발명의 목적은, 부품 개수를 줄이면서, 커넥터를 삽입하여, 걸리게 할 수 있는 전지 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 전지 모듈은, 편평형 전지의 전극 탭의 단락을 방지하는 절연 부재를 복수 적층함으로써 형성되는 끼워 맞춤부와, 외부 커넥터의 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 갖는다.

본 발명에 따르면, 절연 부재를 적층하여 형성되는 끼워 맞춤부에 의해 외부 커넥터를 끼워 맞추고, 절연 부재에 형성되는 제2 결합부에 의해 외부 커넥터를 걸리게 하기 때문에, 부품 개수를 줄이면서, 상대측의 외부 커넥터와 접속할 수 있다.

도 1은 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈에 포함되는 편평형 전지(1)의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도 3은 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈의 단자판의 사시도이다.
도 4는 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈의 일체형 전지의 사시도이다.
도 5는 도 4의 B부분의 확대도이다.
도 6은 도 4의 B부분에 상당하는, 일체형 전지의 부분 확대도이다.
도 7은 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈의 적층체의 사시도이다.
도 8은 도 7의 C부분의 확대도이다.
도 9는 도 7의 적층체의 일부와 외부 커넥터의 사시도이다.
도 10은 도 9의 외부 커넥터가 적층체에 끼워 맞춰진 상태를 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 9의 D-D선을 따르는 부분 단면도.
도 12는 도 10의 E-E선을 따르는 부분 단면도이다.
도 13은 케이스에 의해 밀봉되기 전의 전지 모듈(200)의 사시도이다.
도 14는 케이스에 의해 밀봉된 후의 전지 모듈(200)의 사시도이다.
도 15는 발명의 실시 형태에 관한 전지 모듈의 일체형 전지의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

《제1 실시 형태》

본 예의 전지 모듈에 포함되는 편평형 전지(1)에 대해, 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 편평형 전지(1)의 평면도를 도시하고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따르는 단면도이다. 편평형 전지(1)는, 리튬 이온계, 평판 형상, 적층 타입의 라미네이트형의 2차 전지(박형 전지)이고, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 3매의 정극판(11)과, 5매의 세퍼레이터(12)와, 3매의 부극판(13)과, 정극 탭(14)(정극 단자)과, 부극 탭(15)(부극 단자)과, 상부 외장 부재(16)와, 하부 외장 부재(17)와, 특별히 도시하지 않은 전해질로 구성되어 있다.

이 중의 정극판(11), 세퍼레이터(12), 부극판(13) 및 전해질이 발전 요소(18)를 구성하고, 또한 정극판(11), 부극판(13)이 전극판을 구성하고, 상부 외장 부재(16) 및 하부 외장 부재(17)가 한 쌍의 외장 부재를 구성한다.

발전 요소(18)를 구성하는 정극판(11)은, 정극 탭(14)까지 신장되어 있는 정극측 집전체(11a)와, 정극측 집전체(11a)의 일부의 양쪽 주면에 각각 형성된 정극층(11b, 11c)을 갖는다. 또한, 정극판(11)의 정극층(11b, 11c)은, 정극측 집전체(11a)의 전체의 양쪽 주면에 걸쳐 형성되어 있는 것은 아니고, 도 2에 도시한 바와 같이, 정극판(11), 세퍼레이터(12) 및 부극판(13)을 적층하여 발전 요소(18)를 구성할 때에, 정극판(11)에 있어서 세퍼레이터(12)에 실질적으로 겹치는 부분에만 정극층(11b, 11c)이 형성되어 있다. 또한, 본 예에서는 정극판(11)과 정극측 집전체(11a)가 1매의 도전체로 형성되어 있지만, 정극판(11)과 정극측 집전체(11a)를 별체로 구성하고, 이들을 접합해도 된다.

정극판(11)의 정극측 집전체(11a)는, 예를 들어 알루미늄 박, 알루미늄 합금박, 동박, 또는 니켈 박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 또한, 정극판(11)의 정극층(11b, 11c)은, 예를 들어 니켈산리튬(LiNiO2), 망간산리튬(LiMnO2), 또는 코발트산리튬(LiCoO2) 등의 리튬 복합 산화물이나, 칼코겐(S, Se, Te)화물 등의 정극 활물질과, 카본 블랙 등의 도전제와, 폴리4불화에틸렌의 수성 디스퍼전 등의 접착제와, 용제를 혼합한 것을, 정극측 집전체(11a)의 일부의 양쪽 주면에 도포하고, 건조 및 압연함으로써 형성되어 있다.

발전 요소(18)를 구성하는 부극판(13)은, 부극 탭(15)까지 신장되어 있는 부극측 집전체(13a)와, 당해 부극측 집전체(13a)의 일부의 양쪽 주면에 각각 형성된 부극층(13b, 13c)을 갖는다. 또한, 부극판(13)의 부극층(13b, 13c)도, 부극측 집전체(13a)의 전체의 양쪽 주면에 걸쳐 형성되어 있는 것은 아니고, 도 2에 도시한 바와 같이, 정극판(11), 세퍼레이터(12) 및 부극판(13)을 적층하여 발전 요소(18)를 구성할 때에, 부극판(13)에 있어서 세퍼레이터(12)에 실질적으로 겹치는 부분에만 부극층(13b, 13c)이 형성되어 있다. 또한, 본 예에서는 부극판(13)과 부극측 집전체(13a)가 1매의 도전체로 형성되어 있지만, 부극판(13)과 부극측 집전체(13a)를 별체로 구성하고, 이들을 접합해도 된다.

부극판(13)의 부극측 집전체(13a)는, 예를 들어 니켈 박, 동박, 스테인리스 박, 또는 철박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 또한, 부극판(13)의 부극층(13b, 13c)은, 예를 들어 비정질 탄소, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 또는 흑연 등과 같은 상기한 정극 활물질의 리튬 이온을 흡장 및 방출하는 부극 활물질에, 유기물 소성체의 전구체 재료로서의 스티렌 부타디엔 고무 수지 분말의 수성 디스퍼전을 혼합하고, 건조시킨 후에 분쇄함으로써, 탄소 입자 표면에 탄화한 스티렌 부타디엔 고무를 담지시킨 것을 주재료로 하고, 이것에 아크릴 수지 에멀전 등의 결착제를 더 혼합하고, 이 혼합물을 부극측 집전체(13a)의 일부의 양쪽 주면에 도포하고, 건조 및 압연시킴으로써 형성되어 있다.

특히, 부극 활물질로서 비정질 탄소나 난흑연화 탄소를 사용하면, 충방전 시에 있어서의 전위의 평탄 특성이 부족하여 방전량에 따라 출력 전압도 저하되므로, 통신 기기나 사무 기기의 전원에는 부적합하지만, 전기 자동차의 전원으로서 사용하면 급격한 출력 저하가 없으므로 유리하다.

발전 요소(18)의 세퍼레이터(12)는, 상술한 정극판(11)과 부극판(13)의 단락을 방지하는 것이고, 전해질을 유지하는 기능을 구비해도 된다. 이 세퍼레이터(12)는, 예를 들어 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등으로 구성되는 미다공성막이고, 과전류가 흐르면, 그 발열에 의해 층의 구멍이 폐색되어 전류를 차단하는 기능도 갖는다.

또한, 본 예에 관한 세퍼레이터(12)는, 폴리올레핀 등의 단층 막으로만 한정되지 않고, 폴리프로필렌 막을 폴리에틸렌 막으로 샌드위치한 3층 구조나, 폴리올레핀 미다공막과 유기 부직포 등을 적층한 것도 사용할 수 있다.

이상의 발전 요소(18)는, 세퍼레이터(12)를 개재하여 정극판(11)과 부극판(13)이 교대로 적층되어 이루어진다. 그리고 3매의 정극판(11)은, 정극측 집전체(11a)를 통해, 금속박제의 정극 탭(14)에 각각 접속되는 한편, 3매의 부극판(13)은, 부극측 집전체(13a)를 통해, 마찬가지로 금속박제의 부극 탭(15)에 각각 접속되어 있다.

또한, 발전 요소(18)의 정극판(11), 세퍼레이터(12) 및 부극판(13)은, 상기한 매수로 전혀 한정되지 않고, 예를 들어 1매의 정극판(11), 3매의 세퍼레이터(12) 및 1매의 부극판(13)으로도 발전 요소(18)를 구성할 수 있고, 필요에 따라 정극판(11), 세퍼레이터(12) 및 부극판(13)의 매수를 선택하여 구성할 수 있다.

정극 탭(14)도 부극 탭(15)도 전기 화학적으로 안정된 금속 재료이면 특별히 한정되지 않지만, 정극 탭(14)으로서는, 상술한 정극측 집전체(11a)와 마찬가지로, 예를 들어 두께 0.2㎜ 정도의 알루미늄 박, 알루미늄 합금박, 동박, 또는 니켈 박 등을 들 수 있다. 또한, 부극 탭(15)으로서는, 상술한 부극측 집전체(13a)와 마찬가지로, 예를 들어 두께 0.2㎜ 정도의 니켈 박, 동박, 스테인리스 박, 또는 철박 등을 들 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 예에서는, 전극판(11, 13)의 집전체(11a, 13a)를 구성하는 금속박 자체를 전극 탭(14, 15)까지 연장함으로써, 환언하면 1매의 금속박(11a, 13a)의 일부에 전극층[정극층(11b, 11c) 또는 부극층(13b, 13c)]을 형성하고, 나머지의 단부를 전극 탭과의 접결 부재로 하여, 전극판(11, 13)을 전극 탭(14, 15)에 접속하는 구성으로 하였지만, 정극층 및 부극층 사이에 위치하는 집전체(11a, 13a)를 구성하는 금속박과, 접결 부재를 구성하는 금속박은 다른 재료나 부품에 의해 접속해도 된다.

상술한 발전 요소(18)는, 상부 외장 부재(16) 및 하부 외장 부재(17)에 수용되어 밀봉되어 있다. 특별히 도시는 하지 않지만, 본 예의 상부 외장 부재(16) 및 하부 외장 부재(17)는 모두, 편평형 전지(1)의 내측으로부터 외측을 향하여, 예를 들어 폴리에틸렌, 변성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 또는 아이오노마 등의 내전해액성 및 열 융착성이 우수한 수지 필름으로 구성되어 있는 내측층과, 예를 들어 알루미늄 등의 금속박으로 구성되어 있는 중간층과, 예를 들어 폴리아미드계 수지 또는 폴리에스테르계 수지 등의 전기 절연성이 우수한 수지 필름으로 구성되어 있는 외측층의 3층 구조로 되어 있다.

따라서 상부 외장 부재(16) 및 하부 외장 부재(17)는 모두, 예를 들어 알루미늄 박 등 금속박의 한쪽의 면[편평형 전지(1)의 내측면]을 폴리에틸렌, 변성 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 또는 아이오노마 등의 수지로 라미네이트하고, 다른 쪽의 면[편평형 전지(1)의 외측면]을 폴리아미드계 수지 또는 폴리에스테르계 수지로 라미네이트한, 수지-금속 박막 라미네이트재 등의 가요성을 갖는 재료로 형성되어 있다.

이들 외장 부재(16, 17)에 의해, 상술한 발전 요소(18), 정극 탭(14)의 일부 및 부극 탭(15)의 일부를 감싸고, 당해 외장 부재(16, 17)에 의해 형성되는 내부 공간에, 유기 액체 용매에 과염소산리튬, 플루오르화붕산리튬이나 6불화인산리튬 등의 리튬염을 용질로 한 액체 전해질을 주입하면서, 외장 부재(16, 17)에 의해 형성되는 공간을 흡인하여 진공 상태로 한 후에, 외장 부재(16, 17)의 외주연을 열 프레스에 의해 열 융착하여 밀봉한다.

다음에, 본 예 전지 모듈에 포함되는, 스페이서와 일체로 형성되어 있는 전지(40)[이하, 「일체형 전지(40)」이라 칭함)에 대해, 도 3 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 3은 단자판(30)의 사시도, 도 4는 일체형 전지(40)의 사시도를 도시한다. 도 5는 도 4의 B부분의 확대도이다.

일체형 전지(40)는, 편평형 전지(1)와, 프레임 형상이고 편평형 전지(1)의 주위를 덮는 스페이서(100)(절연 부재)와, 커넥터 단자(31)를 갖는다. 스페이서(100)는, 절연성을 갖는 수지 또는 핫멜트에 의해 형성되고, 혹은 수지 및 핫멜트의 혼합물에 의해 형성된다. 단자판(30)은, 커넥터 단자(31) 및 본체부(32)를 갖고, 예를 들어 편평형 전지(1)의 전압을 검출하기 위한 검출용 단자로서 사용된다. 커넥터 단자(31)는, 단자판(30)의 일부이며, 단자판(30)의 본체부(32)와 일체로 형성된다. 본체부(32)는 판 형상이고, 커넥터 단자(31)는 핀 형상이다. 단자판(30)은, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 또는 니켈 등의 도체 재료에 의해 형성된다. 또한, 커넥터 단자(31)는, 반드시 전압 검출용의 단자일 필요는 없고, 전지 모듈의 입출력 단자인 강전 단자이어도 된다.

본체부(32)의 일부는, 전극 탭(15)[또는 전극 탭(14)]에 접속되어 있고, 전극 탭(15)의 일부와 본체부(30)의 일부가 겹치도록 접속된다. 전극 탭(15) 및 본체부(30)의 접속 부분은, 예를 들어 초음파 접합에 의해 접속된다. 이에 의해, 전극 탭(15) 및 커넥터 단자(31)는, 전기적으로 접속된다.

전극 탭(15) 및 커넥터 단자(31)는, 편평형 전지(1)의 외측으로 도출되어 있다. 판 형상의 전극 탭(15)의 면 방향과, 핀 형상의 커넥터 단자의 길이 방향 및 본체부(30)의 면 방향이 평행하게 되도록, 전극 탭(15) 및 커넥터 단자(31)는, 배치된다.

스페이서(100)는, 단자판(30) 및 전극 탭(15)을 끼움 지지하여 보유 지지하고 있고, 전극 탭(15) 및 커넥터 단자(31)와 일체로 형성된다. 일체로 형성하기 위해서는, 예를 들어 인서트 성형이 사용되고, 본 예에서는, 프레임 형상으로 형성된 금형에, 전극 탭(15)과 단자판(30)이 접속되어 있는 편평형 전지(1)를 장전하고, 수지를 주입하고, 고화시킴으로써, 일체화시킨다. 이에 의해, 스페이서(100)는, 편평형 전지(1)와 일체로 형성된다.

스페이서(100)에는, 단변의 중앙 부근에, 절결부(101)가 형성된다. 절결부(101)는, 스페이서(100)의 중앙 부근을 절결한 형상이고, 스페이서(100)의 부극형의 단부면(104)으로부터, 편평형 전지(1)의 내부를 향해 오목부로 되어 있다. 그리고 커넥터 단자(31)는, 절결부(101)에 배치되고, 절결부(101) 중에서, 외측을 향해 돌출되어 있다. 또한, 절결부(101)의 측면, 환언하면 스페이서(100)의 단부면(104)과 수직한 면에는, 가이드부(105)가 설치되고, 양쪽 수직면에 설치된다.

또한, 스페이서(100)에는, 절결부(101)와 대상으로 되는 위치에서, 절결부(101)를 갖는 단변과는 대변측(정극측)에, 절결부(103)가 형성된다. 절결부(103)는, 스페이서(100)의 중앙 부근을 절결한 형상이고, 스페이서(100)의 정극형의 단부면(104)으로부터, 편평형 전지(1)의 내부를 향해 오목부로 되어 있다.

또한, 본 예의 절결부(103)에는, 가이드부(105)가 설치되지 않지만, 가이드부(105)를 설치해도 된다. 또한, 본 예에서는, 커넥터 단자(31)는, 편평형 전지(1)의 한쪽의 단변측에만 설치되지만, 양쪽의 단변측에 설치해도 된다.

다음에, 일체형 전지(41)에 대해, 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 일체형 전지(41)에 있어서의, 도 4의 B부분에 상당하는, 확대도이다. 기본적인 구성은, 도 4 및 도 5에 도시하는, 일체형 전지(40)와 마찬가지이지만, 가이드부(105) 대신에, 결합부(102)를 설치하고 있는 점이 다르다. 가이드부(105)를 설치함으로써, 끼워 맞춤부(70)에 대한 외부 커넥터(80)의 위치 결정이 용이해져, 커넥터 단자(31)의 손상을 방지할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 절결부(101)의 측면, 환언하면 스페이서(100)의 단부면(104)과 수직한 면에는, 결합부(102)가 설치되고, 양쪽 수직면에 설치된다. 결합부(102)는, 후술하는 외부 커넥터(80)의 클립부(83)를 거는 형상으로 되어 있고, 결합부(102)에 있어서, 단부면(104)과 수직한 수직면을 따라, 단차가 형성된다. 또한, 결합부(102)와 클립부(83)에 의한 결합 부분의 구성은, 후술한다.

또한, 결합부(102)를 갖는 절결부(101)와 대상으로 되는 위치에, 상기한 바와 같은 절결부(103)가 형성된다. 당해 절결부(103)에는, 상기한 절결부(101)의 결합부(102)와 마찬가지로, 결합부(102)가 설치된다. 또한, 결합부(102)는, 절결부(101) 또는 절결부(103)의 한쪽에 설치해도 된다.

다음에, 본 예의 적층체(60)를, 도 7 및 도 8을 사용하여 설명한다. 도 7은 적층체(60)의 사시도, 도 8은 도 7의 C부분의 확대도이다.

적층체(60)는, 일체형 전지(40) 및 일체형 전지(41)를 복수 적층함으로써 형성되고, 상층으로부터, 3층의 일체형 전지(40), 1층의 일체형 전지(41), 4층의 일체형 전지(40)의 순서대로 적층된다. 복수의 일체형 전지(40) 중, 하나의 일체형 전지(40)의 정극측의 상하면에, 다른 일체형 전지의 부극측이 배치되도록 적층된다. 마찬가지로, 일체형 전지(41)의 정극측의 상하면에, 일체형 전지(40)의 부극측이 배치되도록 적층된다. 인접하는 복수의 일체형 전지(40, 41)의 정극 탭(14) 및 부극 탭(15)은, 도전성을 갖는 부스 바(도시하지 않음) 등에 의해 접속되거나, 겹쳐 직접 접속해도 되고, 이에 의해 복수의 일체형 전지(40, 41)는, 직렬로 접속된다. 또한, 일체형 전지(40, 41)의 층의 수는, 임의의 층수이어도 되고, 또한 일체형 전지(41)를, 적층체(60)의 중앙 부분의 전지층으로 할 필요도 없다. 또한, 복수의 일체형 전지(40, 41)는, 병렬로 접속되어도 된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 적층체(60)의 단부면측에는, 일체형 전지(40, 41)가 적층됨으로써, 끼워 맞춤부(70)가 형성된다. 끼워 맞춤부(70)는, 적층된 복수의 스페이서(100)에 의해 형성되고, 절결부(101)와 절결부(103)가 교대로 겹침으로써 형성된다. 또한, 절결부(101)에는, 결합부(102) 또는 가이드부(105)가 형성되어 있으므로, 다층 형상의 끼워 맞춤부(70)는, 홀수층 또는 복수층 중 어느 하나의 층에, 결합부(102) 및 가이드부(105)를 갖는다.

끼워 맞춤부(70)에 있어서, 커넥터 단자(31)는, 후술하는 외부 커넥터(80)에 대향하는 대향면(71)으로부터 돌출되어 형성된다. 또한, 결합부(102) 및 가이드부(105)는, 외부 커넥터(80)와 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면, 환언하면 대향면(71)과 수직한 면, 또는 끼워 맞춤부(70)의 측벽면에 형성된다.

다음에, 끼워 맞춤부(70)와 당해 끼워 맞춤부(70)에 끼워 맞추는 외부 커넥터(80)에 대해, 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 도 9는 적층체(60)의 일부 및 외부 커넥터(80)의 사시도이다. 도 10은 끼워 맞춤부(70)와 외부 커넥터(80)가 끼워 맞춰진 상태에 있어서의, 적층체(60)의 일부의 사시도이다.

외부 커넥터(80)에는, 하네스(81)가 배면으로부터 도입되어, 비치되어 있다. 하네스(81)는, 외부 커넥터(80)의 내부에 설치되는 단자(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 외부 커넥터(80)는, 측면에 가이드부(82) 및 클립부(83)를 갖는다. 가이드부(82)의 형상은, 가이드부(105)의 형상에 대응하고 있고, 가이드부(82) 및 가이드부(105)는, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춤부(70)에 끼워 맞출 때, 위치 결정을 하는 기능을 갖는다. 클립부(83)의 형상은, 거는 형상이며, 결합부(102)의 형상에 대응하고 있다.

다음에, 도 11 및 도 12를 사용하여, 결합부(102)와 클립부(83)에 대해 설명한다. 도 11은 도 9의 D-D선을 따르는 부분 단면도를, 도 12는 도 10의 E-E선을 따르는 부분 단면도를 도시한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 클립부(83)에는, 갈고리부(84)가 형성되고, 결합부(102)에는, 홈부(106)가 형성된다. 그리고 도 11의 화살표 방향[외부 커넥터(80)의 삽입 방향]으로, 클립부(83)가 삽입되면, 갈고리부(84)는, 결합부(102)의 측벽을 미끄럼 이동하고, 도 12에 도시한 바와 같이, 홈부(106)에 걸린다. 갈고리부(84)는 도 11의 화살표 방향에 수직한 수직면을 갖고, 당해 수직면은 홈부(106)의 측벽과 접촉하므로, 클립부(83)의 움직임은 규제되고, 클립부(83) 및 결합부(102)는 결합된다.

도 10으로 되돌아와, 끼워 맞춤부(70)는, 외부 커넥터(80)의 형상을 따른 형상을 하고 있으므로, 외부 커넥터(80)가 끼워 맞춤부(70)에 삽입되면, 끼워 맞춤부(70)는, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춘다. 또한, 결합부(102) 및 클립(83)은, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춤부(70)에 끼워 맞춤함으로써 결합되어, 외부 커넥터(80)의 삽입 방향 또한 당해 삽입 방향과 역방향으로의, 외부 커넥터(80)의 움직임을 규제한다.

이에 의해, 끼워 맞춤부(70)는, 외부 커넥터(80)의 삽입구, 환언하면 암형 커넥터의 케이스와, 동일한 기능을 가지므로, 적층된 스페이서(100)에, 암형 커넥터를 삽입하기 위한 삽입구를 형성할 필요는 없고, 또한 별도의 부재로서 암형 커넥터 자체도 불필요하게 된다.

다음에, 전지 모듈(200)에 대해, 도 13 및 도 14를 사용하여 설명한다. 도 13은 케이스에 의해 밀봉되기 전의 전지 모듈(200)의 사시도를, 도 14는 전지 모듈(200)의 사시도를 도시한다. 전지 모듈(200)은, 적층체(60)를 덮는, 어퍼 케이스(91) 및 로어 케이스(92)를 구비한다. 그리고 어퍼 케이스(91) 및 로어 케이스(92)는 주위를 코킹함으로써, 적층체(60)를 밀봉한다. 또한, 어퍼 케이스(91) 및 로어 케이스(92)는, 적층체(60)의 끼워 맞춤부(70)에 상당하는 위치에 절결이 형성되어 있어, 외부 커넥터(80)의 삽입구로 된다.

상기한 바와 같이 본 예는, 복수의 스페이서(100)를 적층함으로써 형성되고, 외부 커넥터(80)와 끼워 맞추는 끼워 맞춤부(70)와, 클립부(83)와 결합되는 결합부(102)를 갖는다. 이에 의해, 끼워 맞춤부(70) 및 결합부(102)를 포함하는 부분에 의해, 외부 커넥터(80)가 확실하게 접속되므로, 별도로 암형 커넥터 등이나, 외부 커넥터(80)의 수용구로 되는 별도의 부재를 필요로 하지 않아, 부품 개수의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 본 예에 있어서, 종래부터의 편평형 전지(1)의 적층 공정수와 동일한 공정수로, 외부 커넥터(80)의 삽입구가 형성되고, 일체형 전지(40, 41)를 적층하는 것만으로 당해 삽입구가 형성되므로, 생산성이 우수한 전지 모듈(200)을 제공할 수 있다.

또한, 본 예는, 내부 커넥터를 삽입하기 위한 삽입구를 스페이서에 형성할 필요가 없으므로, 그만큼 생산 효율을 높일 수 있어, 생산성이 우수한 전지 모듈(200)을 제공할 수 있다. 또한, 본 예는, 스페이서(100)에 결합부(102)를 설치하므로, 외부 커넥터(80)와의 접속에 대한 신뢰성을 높일 수 있고, 또한 외부 커넥터(80)를 삽입할 때의 클릭감을 느낄 수 있으므로, 보다 작업 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 예는, 결합부(102)를 구비함으로써, 외부 커넥터(80)와 확실하게 결합되어 있는지 여부를, 용이하게 검지할 수 있다. 또한, 본 예는, 별도의 부재인, 내부 커넥터 또는 내부 커넥터용의 삽입구를 필요로 하지 않으므로, 소형화할 수 있어, 전지 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 본 예는, 편평형 전지(1)와 스페이서(100)가 일체로 형성되어 있다. 이에 의해, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춤부(70)에 삽입할 때, 커넥터 단자(31)에 응력이 가해지지만, 본 예는 편평형 전지(1)와 일체화된 스페이서(100)를 가지므로, 스페이서(100)가 당해 응력을 흡수하여, 커넥터 단자(31)로의 부하를 경감시킬 수 있다. 또한, 편평형 전지(1)를 적층할 때, 스페이서(100)도 일체화되어 적층되므로, 적층 시의 생산 효율을 높일 수 있다. 또한, 편평형 전지(1)와 스페이서(100)가 일체로 형성됨으로써 강성을 향상시킬 수 있으므로, 전극 탭(14, 15) 및 커넥터 단자(31)가, 외부로부터의 응력에 대해 강한 구조로 되어, 보다 안전성 및 품질 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 본 예는, 편평형 전지(1)의 주위에, 프레임 형상의 스페이서(100)를 설치한다. 이에 의해, 편평형 전지(1)의 주위가, 절연성의 부재에 의해 덮이므로, 금속 부분이 노출되어 단락되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 예는, 인서트 성형에 의해, 편평형 전지(1)와 스페이서(100)를 일체화시켜, 편평형 전지(1)의 주위를 스페이서(100)에 의해 덮는다. 이에 의해, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춤부(70)에 삽입할 때, 커넥터 단자(31)에 응력이 가해지지만, 프레임 형상인 스페이서(100)에 의해, 당해 응력을 흡수하여, 커넥터 단자(31)로의 부하를 경감시킬 수 있다.

또한, 본 예에 있어서, 스페이서(100)는, 전극 탭(14, 15) 및 커넥터 단자(31)를 끼움 지지하면서, 전극 탭(14, 15) 및 커넥터 단자(31)와 일체로 형성된다. 이에 의해, 외부 커넥터(80)를 끼워 맞춤부(70)에 삽입할 때, 전극 탭(14, 15) 및 커넥터 단자(31)에 응력이 가해지지만, 전극 탭(14, 15) 및 커넥터 단자(31)로의 부하를 경감시킬 수 있다.

또한, 본 예는, 단자판(30)에 커넥터 단자(31)를 형성하고, 단자판(30)과 전극 탭(14, 15)과 접속시켜, 스페이서(100)에 의해 단자판(30) 및 전극 탭(14, 15)을 끼움 지지한다. 이에 의해, 간이한 구성으로, 전극 탭(14, 15)과 커넥터 단자를 접속시키면서, 전지 모듈(200)의 단자 부분에서의 강성을 높일 수 있다.

또한, 본 예는, 전극 탭(14, 15)의 면 방향, 단자판(30)의 면 방향 및 커넥터 단자(31)의 길이 방향과, 외부 커넥터(80)의 삽입 방향을 평행하게 한다. 이에 의해 외부 커넥터(80)의 삽입 시에, 전극 탭(14, 15), 단자판(30) 및 커넥터 단자(31)에 가해지는 응력에 대해, 강성을 유지할 수 있어, 보다 안전하고 신뢰성이 높은 전지 모듈(200)을 실현할 수 있다.

또한, 본 예는, 단자판(30) 및 전극 탭(14, 15)을 초음파 접합에 의해 접합한다. 이에 의해, 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있고, 소형화할 수 있다.

또한, 본 예는, 스페이서(100)를, 핫멜트, 수지, 또는 핫멜트 및 수지의 혼합물에 의해 형성한다. 이에 의해, 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 혼합물에 의해, 강도가 필요한 부위마다, 구분지어 사용할 수 있다.

또한, 본 예는, 스페이서(100)를 프레임 형상으로 하고, 편평형 전지(1)의 주위를 덮지만, 도 15에 도시한 바와 같이, 스페이서(100)가, 편평형 전지(1)의 전극 탭(14, 15)의 단변측만을 끼움 지지하는 형상이어도 된다.

또한, 본 예는, 커넥터 단자(31)를 전극 탭(14, 15)의 일부로 하고, 동일 부재에 의해 형성해도 된다. 이에 의해 단자판(30)을 생략할 수 있으므로, 부품 개수를 줄일 수 있다.

또한, 본 예는, 외부 커넥터(80)를 수형측의 커넥터, 끼워 맞춤부(70), 커넥터 단자(31) 및 결합부(102)를 포함하는 부분을 암형 커넥터로 하였지만, 외부 커넥터(80)를 암형측의 커넥터, 끼워 맞춤부(70), 커넥터 단자(31) 및 결합부(102)를 포함하는 부분을 수형 커넥터로 해도 된다.

또한, 본 예는, 결합부(102)가 외부 커넥터(80)의 위치 결정의 기능도 갖고 있으므로, 가이드부(105)를 설치하지 않아도 된다.

상기 스페이서(100)는, 본 발명에 관한 「절연 부재」에 상당하고, 상기 결합부(102)는 본 발명에 관한 「제2 결합부」에, 상기 클립부(83)는 본 발명에 관한 「제1 결합부」에 상당한다.

Claims

전극 탭을 갖는 편평형 전지 및 상기 전극 탭의 단락을 방지하도록 배치되는 절연 부재가 복수 적층되어 이루어지는 전지 모듈에 있어서,
상기 복수의 절연 부재를 적층함으로써 형성되고, 외부 커넥터와 끼워 맞추는 끼워 맞춤부와,
상기 절연 부재에 형성되고, 상기 외부 커넥터의 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 갖는, 전지 모듈.
제1항에 있어서, 상기 절연 부재는, 상기 편평형 전지와 일체로 형성되는, 전지 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 부재는, 상기 편평형 전지의 주위에 프레임 형상으로 형성되는, 전지 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편평형 전지에 전기적으로 접속되는 커넥터 단자를 더 갖고,
상기 절연 부재는, 상기 전극 탭 및 상기 커넥터 단자를 끼움 지지하고, 또한 상기 전극 탭 및 상기 커넥터 단자와 일체로 형성되어 있는, 전지 모듈.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재에 의해 끼움 지지되고, 상기 전극 탭에 접속되는 단자판을 더 갖고,
상기 커넥터 단자는, 상기 단자판에 형성되는, 전지 모듈.
제5항에 있어서, 상기 전극 탭은 판 형상으로 형성되고,
상기 전극 탭의 면 방향, 상기 단자판의 면 방향 및 상기 커넥터 단자의 길이 방향은,
상기 제2 커넥터에 삽입되는 상기 제1 커넥터의 삽입 방향과 평행한, 전지 모듈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 부재는, 상기 끼워 맞춤부에 대해 상기 외부 커넥터를 위치 결정하는 가이드부를 갖는, 전지 모듈.