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KR20220014575A - 전지 팩 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전지 팩 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20220014575A
KR20220014575A KR1020200094334A KR20200094334A KR20220014575A KR 20220014575 A KR20220014575 A KR 20220014575A KR 1020200094334 A KR1020200094334 A KR 1020200094334A KR 20200094334 A KR20200094334 A KR 20200094334A KR 20220014575 A KR20220014575 A KR 20220014575A
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KR
South Korea
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battery cell
cell stack
battery
conductive resin
thermally conductive
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KR1020200094334A
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Inventor
박수빈
성준엽
박원경
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to CN202180005547.9A priority patent/CN114450840B/zh
Priority to US17/766,429 priority patent/US20240055690A1/en
Priority to EP21850765.5A priority patent/EP4024568A4/en
Priority to PCT/KR2021/008912 priority patent/WO2022025483A1/ko
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체 하부면에 도포되어 있는 점착층, 복수의 모듈 영역을 갖고, 상기 전지 셀 적층체가 장착되는 하부 팩 하우징, 및 상기 점착층과 상기 하부 팩 하우징 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 점착층은 절연성을 갖는 갖는다.

Description

전지 팩 및 이의 제조 방법{BATTERY PACK AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전지 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 절연 성능과 냉각 효율이 향상된 전지 팩 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지 셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지 셀로서 주로 사용되고 있다. 한편, 전지 모듈은, 전지 셀 적층체를 외부 충격, 열 또는 진동으로부터 보호하기 위해, 전지 셀 적층체를 내부 공간에 수납하는 모듈 프레임을 포함할 수 있다.
도 1은 종래의 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 전지 모듈(10)은 복수의 전지 셀(11)을 포함하는 전지 셀 적층체(12), 상부면, 전면 및 후면이 개방된 U자형 프레임(30), 전지 셀 적층체(12)의 상부를 덮는 상부 플레이트(40), 전지 셀 적층체(12)의 전면과 후면에 각각 위치하는 엔드 플레이트(15) 및 전지 셀 적층체(12)와 엔드 플레이트(15) 사이에 위치하는 버스 바 프레임(13)을 포함한다. 또, 전지 모듈(10)은 U자형 프레임(30)과 전지 셀 적층체(12) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(31)을 포함한다. 열전도성 수지층(31)은 일종의 방열층으로서, 방열 기능을 갖는 물질을 도포하여 형성할 수 있다.
이때, 전지 셀(11)의 냉각면은 열전도성 수지층(31)과 직접 접촉하는 면으로 손상 위험이 있다. 종래에 사용하던 열전도성 수지층(31)은 절연 성능이 보장되지 않기 때문에 전지 셀(11)이 손상되면 절연 이슈가 발생하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 절연 성능과 냉각 효율이 향상된 전지 팩 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩은 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체, 상기 전지 셀 적층체 하부면에 도포되어 있는 점착층, 복수의 모듈 영역을 갖고, 상기 전지 셀 적층체가 장착되는 하부 팩 하우징, 및 상기 점착층과 상기 하부 팩 하우징 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 점착층은 절연성을 갖는다
상기 열전도성 수지층은 상기 하부 팩 하우징에 직접 접촉할 수 있다.
상기 복수의 모듈 영역은 상기 하부 팩 하우징 내에 형성된 복수의 격벽으로 구획되고, 상기 격벽은 상기 복수의 전지 셀 적층체 중 이웃하는 전지 셀 적층체 사이에 위치할 수 있다.
상기 열전도성 수지층은 제1 열전도성 수지층과 제2 열전도성 수지층을 포함하고, 상기 복수의 모듈 영역은 상기 격벽에 의해 서로 구획되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 열전도성 수지층은 상기 제1 영역에 대응되도록 형성되고, 상기 제2 열전도성 수지층은 상기 제2 영역에 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 전지 팩은 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 덮는 절연 커버, 상기 절연 커버와 인접한 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 감싸는 홀딩 부재를 더 포함하고, 상기 전지 셀 적층체, 상기 절연 커버, 상기 홀딩 부재, 상기 점착층을 포함하는 전지 모듈이 하부 팩 하우징에 직접 장착될 수 있다.
상기 전지 팩은 상기 복수의 전지 셀 적층체를 덮는 상부 팩 하우징을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 제조 방법은 복수의 전지 셀을 적층하여 전지 셀 적층체를 형성하는 단계, 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 덮는 절연 커버를 형성하는 단계, 상기 절연 커버와 인접한 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 감싸는 홀딩 부재를 형성하는 단계, 상기 전지 셀 적층체의 하부면에 점착 물질을 도포하여 점착층을 형성하는 단계, 복수의 모듈 영역을 갖는 하부 팩 하우징 내에 열전도성 수지층을 형성하는 단계, 및 상기 열전도성 수지층에 상기 전지 셀 적층체의 하부면이 맞닿도록 상기 전지 셀 적층체를 상기 하부 팩 하우징 내에 장착하는 단계를 포함한다.
상기 점착층을 형성하는 단계는, 상기 전지 셀 적층체를 상하 반전한 상태에서 상기 전지 셀 적층체의 하부면을 향해 절연성 점착 스프레이를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 모듈 영역은 복수의 격벽으로 구획되고, 상기 전지 셀 적층체는 서로 이웃하는 상기 격벽 사이에 장착될 수 있다.
상기 점착층의 두께는 상기 열전도성 수지층의 두께보다 얇도록 형성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 전지 셀 적층체의 냉각을 위한 바닥면에 절연 점착제를 도포함으로써 절연 성능을 유지함과 동시에 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전지 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 전지 모듈에 포함된 전지 셀에 대한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 및 이의 제조 방법을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 전지 모듈에 포함된 전지 셀에 대한 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 복수의 전지 셀(110)이 적층된 전지 셀 적층체(200)를 포함한다.
우선, 전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀인 것이 바람직하며, 장방형의 시트형 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 셀 본체(113)를 기준으로 서로 반대편에 위치하는 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 보다 상세하게는 전극 리드(111, 112)는 전극 조립체(미도시)와 연결되고, 상기 전극 조립체(미도시)로부터 전지 셀(110)의 외부로 돌출된다. 두 개의 전극 리드(111, 112) 중 하나는 양극 리드(111)일 수 있고, 다른 하나는 음극 리드(112)일 수 있다. 즉, 하나의 전지 셀(110)을 기준으로 양극 리드(111)와 음극 리드(112)가 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다.
한편, 전지 셀(110)은, 셀 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 셀 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 일측부(114c)를 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지 셀(110)은 총 3군데의 실링부를 갖고, 실링부는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 셀 케이스(114)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
이러한 전지 셀(110)은 복수개로 구성될 수 있으며, 복수의 전지 셀(110)은 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 적층되어 전지 셀 적층체(200)를 형성한다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이 x축 방향을 따라 복수의 전지 셀(110)이 적층될 수 있다. 이에 따라 전극 리드(111, 112)는 각각 y축 방향과 -y축 방향으로 돌출될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 도 1에서의 종래의 전지 모듈(10)과 달리, 모듈 프레임과 엔드 플레이트가 제거된 모듈-리스(module-less) 구조를 형성할 수 있다. 모듈 프레임을 대신하여, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 측면 플레이트(600)와 홀딩 밴드(700)를 포함할 수 있다. 모듈 프레임과 엔드 플레이트가 제거됨에 따라, 전지 셀 적층체(200)를 모듈 프레임 내부에 수납하는 공정이나 모듈 프레임과 엔드 플레이트를 조립하는 공정과 같이 정밀한 컨트롤이 요구되는 복잡한 공정이 불필요하다. 또한, 제거된 모듈 프레임과 엔드 플레이트만큼 전지 모듈(100)의 무게를 크게 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은 모듈 프레임의 제거에 따라, 전지 팩 조립 공정 시 재작업성이 유리하다는 장점을 갖는데, 종래의 전지 모듈(10)은 모듈 프레임의 용접 구조로 불량이 발생하여도 재작업이 불가능한 것과 비교될 수 있다.
측면 플레이트(600)는 판성형 부재로써, 전지 셀 적층체(200)의 양 측면에 위치하여, 전지 모듈(100)의 강성을 보완할 수 있다. 이러한 측면 플레이트(600)는 탄성 성질을 가지며 사출 성형으로 제조되는 플라스틱 소재를 포함할 수 있고, 경우에 따라서 판 스프링 소재가 적용될 수 있다.
홀딩 밴드(700)는 전지 셀 적층체(200)의 양 단부에서 전지 셀 적층체를 감싸는 부재로써, 전지 셀 적층체(200)를 구성하는 복수의 전지 셀(110)들과 측면 플레이트(600)를 고정하는 기능을 담당할 수 있다. 이와 같이, 홀딩 밴드(700)를 통해 전지 셀 적층체(200) 및 측면 플레이트(600)를 고정한 후, 전극 리드(111)가 돌출되는 방향에 해당하는 전지 셀 적층체(200)의 전면과 후면에 절연 커버(400)를 위치시킬 수 있다. 이러한 홀딩 밴드(700)는 소정의 탄성력을 갖는 소재로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 판스프링의 구조가 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 전지 셀 적층체(200)의 하부면에 도포되어 있는 점착층(120)을 더 포함한다. 본 실시예에 따른 점착층(120)은, 절연성을 갖는 점착 물질을 전지 셀 적층체(200)의 하부면에 얇은 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다. 종래에는 전지 셀 적층체(200)의 냉각면이 후술하는 열전도성 수지층과 직접 접촉하여 전지 셀 적층체(200)의 냉각면이 손상될 위험이 있었다. 상기 열전도성 수지층은 절연 성능이 보장되지 않기 때문에, 전지 셀이 손상되면 절연 이슈가 발생할 수 있다.
본 실시예에 따른 점착층(120)은 전지 셀 적층체(200)의 냉각을 위한 전지 셀 적층체(200)의 바닥면을 덮음으로써 전지 셀 적층체(200)의 절연 성능을 유지함과 동시에 냉각 효율 감소를 최소화할 수 있다. 바람직하게는 점착층(120)은 전지 셀 적층체(200)의 바닥면 전부를 덮을 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 팩 및 이의 제조 방법을 나타내는 사시도이다.
도 5를 참고하면, 앞에서 설명한 전지 모듈(100)을 상하 반전한 상태에서 전지 셀 적층체(200)의 하부면을 향해 절연성 점착 스프레이(130)를 분사할 수 있다. 이처럼, 스프레이(130) 방식을 사용하여 점착층(120)은 가급적 얇게 도포됨으로써 점착층(120)이 냉각 저항으로 작용하는 것을 최소화할 수 있다. 점착층(120)은 후술하는 열전도성 수지층보다 얇은 두께로 형성할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 팩(1000)은, 앞에서 설명한 전지 셀 적층체(200)를 포함하는 전지 모듈(100), 전지 모듈(100)을 수납하는 팩 프레임(1100) 및 전지 모듈(100)과 팩 프레임(1100)의 바닥부(1111) 사이에 위치하는 열전도성 수지층(1200)을 포함할 수 있다.
먼저, 전지 모듈(100)은 앞서 설명한 바 대로, 절연 커버를 포함하며, 대신 모듈 프레임과 엔드 플레이트가 제거된 모듈-리스(module-less) 구조를 형성할 수 있다. 이러한 전지 모듈(100)이 복수로 모여 팩 프레임(1100)에 수납되어 전지 팩(1000)을 형성할 수 있다.
팩 프레임(1100)은, 하부 팩 하우징(1110) 및 하부 팩 하우징(1110)을 덮는 상부 팩 하우징(1120)을 포함할 수 있고, 하부 팩 하우징(1110)의 바닥부(1111)에 복수의 전지 모듈(100)이 위치할 수 있다. 하부 팩 하우징(1110)은 복수의 모듈 영역을 가지며, 복수의 모듈 영역은 하부 팩 하우징(1110) 내에 형성된 복수의 격벽(1350)으로 구획될 수 있다. 격벽(1350)은 복수의 전지 모듈(100) 중 서로 이웃하는 전지 모듈(100) 사이에 형성되어 있다. 예를 들어, 열전도성 수지층(1200)은 서로 이웃하는 제1 열전도성 수지층과 제2 열전도성 수지층을 포함하고, 복수의 모듈 영역은 격벽(1350)에 의해 서로 구획되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 열전도성 수지층은 상기 제1 영역에 대응되도록 형성되고, 상기 제2 열전도성 수지층은 상기 제2 영역에 대응되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 열전도성 수지층과 상기 제2 열전도성 수지층은 격벽(1350)에 의해 서로 이격되어 위치할 수 있다.
한편, 열전도성 수지층(1200)은 하부 팩 하우징(1110)의 바닥부(1111)에 열전도성 수지(Thermal resin)가 도포되어 형성될 수 있다. 상기 열전도성 수지는 열전도성 접착 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로 실리콘(Silicone) 소재, 우레탄(Urethan) 소재 및 아크릴(Acrylic) 소재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 열전도성 수지는, 도포 시에는 액상이나 도포 후에 경화되어 전지 모듈(100)을 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 열전도 특성이 뛰어나 전지 모듈(100)에서 발생한 열을 신속히 바닥부(1111)로 전달하여 전지 팩(1000)의 과열을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 모듈 프레임이 제거된 모듈-리스(module-less) 구조에 있어서, 전지 셀(110)의 일부가 외부로 노출될 수 있는데, 구조적 안전성을 위해 노출되는 전지 셀(110)을 고정하는 것이 필수적이다. 이에, 본 실시예에 따른 전지 팩(1000)은 바닥부(1111)에 전지 모듈(100), 특히 전지 모듈(100)을 구성하는 각각의 전지 셀(110)을 고정할 수 있는 열전도성 수지층(1200)을 형성함으로써, 구조적 안전성을 향상시키고자 하였다. 또한, 모듈 프레임을 생략하여, 전지 셀에서 발생한 열을 열전도성 수지층에서 팩 프레임으로 바로 전달하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 팩 프레임에는 도시하지 않았으나 히트 싱크 구조가 형성될 수 있다.
앞에서 설명한 본 실시예에 따른 전지 모듈이나 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 전지 셀
120: 점착층
200: 전지 셀 적층체
130: 스프레이
400: 절연 커버

Claims (10)

  1. 복수의 전지 셀이 적층되어 형성된 전지 셀 적층체,
    상기 전지 셀 적층체 하부면에 도포되어 있는 점착층,
    복수의 모듈 영역을 갖고, 상기 전지 셀 적층체가 장착되는 하부 팩 하우징, 및
    상기 점착층과 상기 하부 팩 하우징 사이에 위치하는 열전도성 수지층을 포함하고,
    상기 점착층은 절연성을 갖는 전지 팩.
  2. 제1항에서,
    상기 열전도성 수지층은 상기 하부 팩 하우징에 직접 접촉하는 전지 팩.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 모듈 영역은 상기 하부 팩 하우징 내에 형성된 복수의 격벽으로 구획되고, 상기 격벽은 상기 복수의 전지 셀 적층체 중 이웃하는 전지 셀 적층체 사이에 위치하는 전지 팩.
  4. 제3항에서,
    상기 열전도성 수지층은 제1 열전도성 수지층과 제2 열전도성 수지층을 포함하고,
    상기 복수의 모듈 영역은 상기 격벽에 의해 서로 구획되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하며,
    상기 제1 열전도성 수지층은 상기 제1 영역에 대응되도록 형성되고, 상기 제2 열전도성 수지층은 상기 제2 영역에 대응되도록 형성되는 전지 팩.
  5. 제1항에서,
    상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 덮는 절연 커버,
    상기 절연 커버와 인접한 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 감싸는 홀딩 부재를 더 포함하고,
    상기 전지 셀 적층체, 상기 절연 커버, 상기 홀딩 부재, 상기 점착층을 포함하는 전지 모듈이 하부 팩 하우징에 직접 장착되어 있는 전지 팩.
  6. 제1항에서,
    상기 복수의 전지 셀 적층체를 덮는 상부 팩 하우징을 더 포함하는 전지 팩.
  7. 복수의 전지 셀을 적층하여 전지 셀 적층체를 형성하는 단계,
    상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 덮는 절연 커버를 형성하는 단계,
    상기 절연 커버와 인접한 상기 전지 셀 적층체의 양 단부를 감싸는 홀딩 부재를 형성하는 단계,
    상기 전지 셀 적층체의 하부면에 점착 물질을 도포하여 점착층을 형성하는 단계,
    복수의 모듈 영역을 갖는 하부 팩 하우징 내에 열전도성 수지층을 형성하는 단계, 및
    상기 열전도성 수지층에 상기 전지 셀 적층체의 하부면이 맞닿도록 상기 전지 셀 적층체를 상기 하부 팩 하우징 내에 장착하는 단계를 포함하는 전지 팩 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 점착층을 형성하는 단계는, 상기 전지 셀 적층체를 상하 반전한 상태에서 상기 전지 셀 적층체의 하부면을 향해 절연성 점착 스프레이를 분사하는 단계를 포함하는 전지 팩 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 복수의 모듈 영역은 복수의 격벽으로 구획되고, 상기 전지 셀 적층체는 서로 이웃하는 상기 격벽 사이에 장착되는 전지 팩 제조 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 점착층의 두께는 상기 열전도성 수지층의 두께보다 얇도록 형성되는 전지 팩 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023214670A1 (ko) * 2022-05-02 2023-11-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈의 선택적 분리가 가능한 배터리 팩
WO2024117813A1 (ko) * 2022-12-02 2024-06-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 배터리 팩

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115133197A (zh) * 2022-07-26 2022-09-30 中创新航科技股份有限公司 电池装置
KR20240031609A (ko) * 2022-09-01 2024-03-08 주식회사 엘지에너지솔루션 안전성이 향상된 배터리 팩
EP4398392A1 (en) 2023-01-09 2024-07-10 Newfrey LLC Battery cell sub-assembly, battery module sub-assembly and battery pack
AT527873A1 (de) * 2023-12-15 2025-07-15 Miba Emobility Gmbh Wärmeübertragungsvorrichtung

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084347A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Nitto Denko Corp 組電池装置
US9431686B2 (en) * 2011-02-28 2016-08-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Cell module and manufacturing method for cell module
JP2013012441A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及び電源装置を備える車両
JP2013051099A (ja) * 2011-08-31 2013-03-14 Nissan Motor Co Ltd バッテリ温調用モジュール
JP2014187233A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Panasonic Corp 放熱シートおよびこれを用いた放熱構造
JP6205807B2 (ja) * 2013-04-08 2017-10-04 株式会社Ｇｓユアサ バッテリモジュール
DE102013220690A1 (de) * 2013-10-14 2015-04-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriemodul, Verfahren zu dessen Herstellung und Kraftfahrzeug mit einem Batteriemodul
KR102153044B1 (ko) * 2013-11-11 2020-09-07 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
KR101773105B1 (ko) * 2014-07-31 2017-08-30 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
DE102016202375A1 (de) * 2016-02-17 2017-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriezellenmodul mit kühlelement
KR102057232B1 (ko) * 2017-03-15 2019-12-18 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
WO2019044581A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池パック
KR102146540B1 (ko) * 2017-09-15 2020-08-20 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
CN110246997B (zh) * 2018-03-07 2022-10-14 Sk新能源株式会社 电池模块及其制造方法
KR102691981B1 (ko) * 2018-08-03 2024-08-02 에스케이온 주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20200020476A (ko) * 2018-08-17 2020-02-26 현대자동차주식회사 배터리 모듈
CN112272886B (zh) * 2018-09-26 2022-11-08 日本汽车能源株式会社 电池组装体
JP7110927B2 (ja) * 2018-11-13 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 冷却装置
US12199255B2 (en) * 2018-11-16 2025-01-14 3M Innovative Properties Company Curable compositions comprising polyol component, functional butadiene component, and thermally conductive filler, articles therefrom, and methods of making and using same
DE102019209361A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Audi Ag Unterschale für ein Batteriegehäuse mit einem aus Trennwandsegmenten aufgebauten Gefache und Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug
KR20210129489A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
KR102248922B1 (ko) * 2020-04-24 2021-05-06 주식회사 엘지화학 수지 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023214670A1 (ko) * 2022-05-02 2023-11-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈의 선택적 분리가 가능한 배터리 팩
WO2024117813A1 (ko) * 2022-12-02 2024-06-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 배터리 팩

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