[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7292658B2 - バスバーモジュールとその製造方法 - Google Patents

バスバーモジュールとその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7292658B2
JP7292658B2 JP2021549685A JP2021549685A JP7292658B2 JP 7292658 B2 JP7292658 B2 JP 7292658B2 JP 2021549685 A JP2021549685 A JP 2021549685A JP 2021549685 A JP2021549685 A JP 2021549685A JP 7292658 B2 JP7292658 B2 JP 7292658B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
upper plate
electrode lead
hole
lower plate
connecting portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021549685A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022526077A (ja
Inventor
ハンヨン・イ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2022526077A publication Critical patent/JP2022526077A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7292658B2 publication Critical patent/JP7292658B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/567—Terminals characterised by their manufacturing process by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１９年３月２６日付韓国特許出願第１０－２０１９－００３４６１０号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、バスバーモジュールおよびその製造方法に関し、より詳細には、電極リードとバスバーの連結が改善されたバスバーモジュールおよびその製造方法に関する。
現代社会では、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダ、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常的になることに伴い、このようなモバイル機器と関連した分野の技術に対する開発が活発になってきている。また、充放電が可能な二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案として、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として利用されているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。
現在商用化された二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあるが、このうちリチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高いという長所のため、脚光を浴びている。
このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれ正極活物質と負極活物質として使用する。リチウム二次電池は、このような正極活物質と負極活物質がそれぞれ塗布された正極板と負極板がセパレータを間に置いて配置された電極組立体と、電極組立体を電解液と共に密封収納する外装材、つまり、電池ケースとを備える。
一般的にリチウム二次電池は、外装材の形状により、電極組立体が金属缶に内装されている角型二次電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチに内装されているパウチ型二次電池とに分類され得る。
小型機器に利用される二次電池の場合、２～３個の電池セルが配置されるが、自動車などのような中大型デバイスに利用される二次電池の場合は、多数の電池セルを電気的に連結した電池パックが利用される。
このような電池パックには、通常、多数の二次電池が含まれ、このような多数の二次電池は互いに直列および並列に連結されることによって容量および出力を向上させる。この時、電池パックは、多数の二次電池、つまり、電池セル間の電気的連結のためにバスバーモジュール（Ｂｕｓｂａｒ ｍｏｄｕｌｅ）を含むことができる。バスバーモジュールは、各電池セルと連結された電極リードおよび前記電極リードを連結するためのバスバーを含み、多数の電池セルが積層された形態で備えられた電池モジュール（Ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）の一側面に形成され得る。
図１は従来のバスバーモジュールを示す平面図であり、図２は図１のバスバーモジュールに対するＡ－Ａ’方向断面図である。説明の便宜のために必要な構成だけを示した。
図１および図２を参照すると、従来のバスバーモジュールの場合、複数の電池セル（図示せず）とそれぞれ連結された電極リード４０がバスバー１０を通じて互いに電気的に連結される。このために電極リード４０とバスバー１０が溶接結合され、より具体的には、電極リード４０が折り曲げられた後、バスバー１０の上面に溶接結合される。このような溶接には超音波溶接、レーザ溶接または抵抗溶接などを用いることができる。
一方、二次電池は、高温に露出されたり、過充電、外部短絡、針状貫通、局部的損傷などにより短時間内に大きい電流が流れるようになる場合、ＩＲ発熱により電池が加熱されて爆発が起こる危険性がある。つまり、電池の圧力や温度が上昇すると活物質の分解反応と多数の副反応が進められ、これによって電池の温度が急激に上昇するようになり、これは再び電解液と電極の間の反応を加速化させる。終局は電池の温度が急激に上昇する熱暴走現象が起こるようになり、温度が一定以上まで上昇すると電池の発火が起こることがあり、上昇した電池の内圧により二次電池が爆発するようになる。
したがって、二次電池が過電流状態や高温状態などの異常作動状態に置かれた時、電流を遮断するための電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＩＤ）を備えることができる。
しかし、多数の電池セルを含む中大型電池パックに電流遮断部材（ＣＩＤ）を適用するに当たり、以下のような幾つかの問題点がある。
既存の小型電池で使用される電流遮断部材（ＣＩＤ）の場合、電池セルの内圧が上昇するようになると、特定部位が断線して電流を遮断する原理により安全性を確保したが、これを中大型電池パックに適用するには抵抗が過度に大きくなるという問題点がある。
また、中大型電池パックの角型電池セルに適用される電流遮断部材（ＣＩＤ）の場合、電池セルの内圧が上昇すると強制的に外部短絡を発生させて電池セルの電極リードを溶かすことによって電流を遮断する方法を使用するが、これはＥＯＬ（Ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ）区間中にセル内圧が上昇する時にも作動するという問題点がある。
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前記のような問題点を解決するためのものであって、正常動作状態では抵抗を増加させないながら、異常動作状態では効果的に電流を遮断させることができるバスバーモジュールおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の一実施形態によるバスバーモジュールは、上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部を含み、前記下板には貫通口が形成され、前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置される。
前記連結部は、温度が上昇すると体積が収縮する素材を含むことができる。
前記連結部は、温度上昇により体積が収縮する形状記憶合金を含むことができる。
前記連結部は、温度上昇により形態が変化することができる。
前記連結部は、温度上昇により形態が変化する形状記憶合金を含むことができる。
前記連結部は前記上板から前記下板へ向かっており、前記電極リードは前記貫通口の内部に突出する突出部を含むことができる。
前記電極リードは、前記連結部を囲み、前記貫通口の内部に挿入され得る。
前記貫通口の内部で、前記電極リードは前記連結部および前記下板のそれぞれと密着することができる。
前記連結部は前記貫通口と対応する形状を有することができる。
前記連結部および前記貫通口はそれぞれ二つ以上であり得る。
本発明の一実施形態によるバスバーモジュールの製造方法は、突出した連結部が形成された上板と貫通口が形成された下板との間に電極リードを位置させる段階、および前記電極リードを間に置いて前記上板と前記下板を締結する段階を含み、前記締結する段階で、前記連結部が前記電極リードと共に前記貫通口の内部に挿入される。
前記連結部は、温度上昇により形態が変化することができる。
前記連結部は、温度上昇により形態が変化する形状記憶合金を含むことができる。
前記上板と前記下板の締結はクリンチング（Ｃｌｉｎｃｈｉｎｇ）接合によって行われ得る。
本発明の実施形態によれば、連結部と貫通口の締結構造を通じてバスバーと電極リードを結合することができ、正常動作状態では抵抗を増加させないが、異常動作状態では効果的に電流を遮断させることができる。
従来のバスバーモジュールに対する平面図である。 図１のバスバーモジュールに対するＡ－Ａ’方向断面図である。 本発明の一実施形態による電池モジュールの分解斜視図である。 図３のバスバーモジュールに対する平面図である。 図４のバスバーモジュールに対するＢ－Ｂ’方向断面図である。 図４のバスバーモジュールに対するＣ－Ｃ’方向断面図である。 図４のバスバーが締結される前に対する斜視図である。 図６のバスバーモジュールに対する異常作動状態での断面図である。 本発明の他の一実施形態によるバスバーモジュールに対する異常作動状態での断面図である。 本発明の一実施形態によるバスバーモジュールの製造方法を説明するための断面図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ず重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図３は本発明の一実施形態による電池モジュールの分解斜視図である。
図３を参照すると、本実施形態による電池モジュール１０００は、複数の電池セル３００、および複数の電池セル３００の両側面に位置するバスバーモジュール１００を含む。電池モジュール１０００は、複数の電池セル３００を覆うトップカバー４００をさらに含むことができる。
バスバーモジュール１００は、複数の電池セル３００と連結された電極リード１４０、電極リード１４０と連結されるバスバー１１０、およびバスバー１１０が装着されるバスバーフレーム２００を含むことができる。バスバーフレーム２００にはスリットが形成されて、電極リード１４０が前記スリットを通過してバスバー１１０と連結され得る。
図４は図３のバスバーモジュール１００の平面図であり、説明の便宜のためにバスバー１１０および電極リード１４０だけを図示し、残りの構成は図示していない。
図５は図４のバスバーモジュールに対するＢ－Ｂ’方向断面図であり、図６は図４のバスバーモジュールに対するＣ－Ｃ’方向断面図である。
図４乃至図６を参照すると、本発明の一実施形態によるバスバーモジュール１００は、上板１２０および上板１２０と重なる下板１３０を含むバスバー１１０、上板１２０と下板１３０の間に位置する電極リード１４０、および上板１２０と電極リード１４０の間に配置されて上板１２０と電極リード１４０を電気的に連結する連結部１２１を含む。図示していないが、電極リード１４０は複数の電池セルと連結されている。
下板１３０には貫通口１３１が形成され、連結部１２１は貫通口１３１と対応する位置に配置される。
一方、図５および図６で、上板１２０と下板１３０の間で嵌合する電極リード１４０が一つであると図示したが、二つ以上の電極リード１４０が同じ方向に折り曲げられ、上板１２０と下板１３０の間で互いに重なっていることも可能である。
図７は図４のバスバー１１０が締結される前に対する斜視図であり、説明の便宜のために電極リードなどは図示していない。前記で言及したように、バスバー１１０の下板１３０には貫通口１３１が形成されている。ただし、円形の貫通口１３１を図示しているが、下板１３０に穿孔された形態であればその形状は制限されず、多角形の貫通口も可能である。
図４乃至図６を再び参照すると、連結部１２１は上板１２０から下板１３０に向かって電極リード１４０と共に貫通口１３１内部に挿入され、電極リード１４０は貫通口１３１の内部で連結部１２１を囲む構造を形成することができる。
したがって、従来のバスバーモジュールとは異なり、溶接なしに上板１２０、下板１３０、および上板１２０と下板１３０の間に位置する電極リード１４０の機械的締結を通じてバスバー１１０と電極リード１４０が電気的に連結され得る。つまり、電極リード１４０は、連結部１２１の加圧により形成された突出部１４１を含み、突出部１４１は貫通口１３１内部に突出した構造を形成する。
また、貫通口１３１の内部で、電極リード１４０は上板１２０の連結部１２１および下板１３０のそれぞれと密着され得る。つまり、従来の溶接結合に比べて、バスバー１１０と電極リード１４０間の接触面積が増加することができるため、バスバー１１０と電極リード１４０間の接触抵抗が減少することができる。
一方、連結部１２１が貫通口１３１に挿入され、貫通口１３１内部で電極リード１４０と密着するためには、連結部１２１が貫通口１３１と対応する形状を有することが好ましい。例えば図７に示すように、下板１３０に円形の貫通口１３１が形成された場合、連結部１２１は円柱であることが好ましい。また、図示していないが、多角形の貫通口が形成された場合、連結部はそれと対応する多角柱の形態であることが好ましい。
また、連結部１２１と貫通口１３１のそれぞれは、個数に対する制限はないが、バスバー１１０と電極リード１４０の堅固な締結のためには二つ以上であることが好ましい。
図８は図６のバスバーモジュールに対する異常作動状態での断面図である。
図８を参照すると、過電流状態、高温状態などの異常作動状態が発生した場合、本実施形態の連結部１２１は温度が上昇し、一定温度以上になると体積が収縮することができる。
連結部１２１は、温度上昇により体積が収縮する素材を含むことができ、体積が収縮する素材として、形状記憶合金を含むことができる。より詳細には、前記形状記憶合金は、上板１２０と溶接された後にニッケルメッキされて連結部１２１を構成することができる。正常作動状態ではニッケルメッキを通じて電気伝導性を維持し、異常作動状態では温度上昇により一定温度以上になると形状記憶合金の体積が減少して連結部１２１の体積が減少することができる。
この時、形状記憶合金の体積収縮が起こる温度は、異常作動状態に対する安全性確保のために、摂氏１００度乃至１２０度であることが好ましい。
図８に示されているように、連結部１２１の体積が収縮するため、連結部１２１は電極リード１４０との結合が緩み、結局、上板１２０と電極リード１４０間の結合力が減少して上板１２０と電極リード１４０が互いに分離され得る。このような原理により、電池セル内部に流れる電流を遮断して、異常作動状態に対する安全性を向上させることができる。
図９は本発明の他の一実施形態によるバスバーモジュールに対する異常作動状態での断面図である。
図９を参照すると、上板２２０と下板２３０を含むバスバー２１０、下板２３０に形成された貫通口２３１、および突出部２４１を含む電極リード２４０は、図８のバスバーモジュールと互いに同一乃至類似の構成が適用されるため、説明を省略する。
ただし、上板２２０と連結された連結部２２１は、温度が上昇すると形態が変化する素材を含むことができる。例えば、一定温度を超えることによって形態が変化する形状記憶合金を含むことができる。
特に、異常作動状態により連結部２２１の温度が上昇すると、連結部２２１は、上板２２０と平行な方向（Ｘ方向）の幅が減少し、上板２２０と垂直な方向（Ｙ方向）の高さが増加することができる。連結部２２１が円柱である時には、上板２２０と平行な方向（Ｘ方向）の幅の減少は円柱の直径が減少するものであり、上板２２０と垂直な方向（Ｙ方向）の高さの増加は円柱の高さが増加するものであり得る。
前記のように、上板２２０と平行な方向（Ｘ方向）の幅が減少するため、連結部２２１は電極リード２４０との結合が緩み、結局、上板２２０と電極リード１４０間の結合力が減少して上板２２０と電極リード２４０が互いに分離されやすくなる。また、上板２２０と垂直な方向（Ｙ方向）の高さが増加するため、連結部２２１が上板２２０を電極リード２４０と下板２３０から押し出す効果を有するようになり、電流遮断にさらに有利になり得る。
この時、連結部２２１の体積に対する制限はないため、前記のような幅の減少および高さの増加により連結部２２１の体積は減少、増加または維持され得る。
一方、前記形状記憶合金の形態変化が起こる温度は、異常作動状態に対する安全性確保のために、摂氏１００度乃至１２０度であることが好ましい。
図１０は本発明の一実施形態によるバスバーモジュールの製造方法を説明するための断面図である。
図１０を参照すると、本発明の一実施形態によるバスバーモジュールの製造方法は、突出した連結部１２１が形成された上板１２０と貫通口１３１が形成された下板との間に電極リード１４０を位置させる段階、および電極リード１４０を間に置いて上板１２０と下板１３０を締結する段階を含み、前記締結する段階で、連結部１２１が電極リード１４０と共に貫通口１３１内部に挿入される。
従来のレーザ溶接や超音波溶接とは異なり、クリンチング（Ｃｌｉｎｃｈｉｎｇ）接合を通じてバスバー１１０と電極リード１４０の結合が行われる。つまり、電極リード１４０を間に置いたまま、指定された大きさのパンチ（Ｐｕｎｃｈ）やダイ（Ｄｉｅ）を利用して上板１２０と下板１３０を圧搾し、物理的変形が起きて上板１２０、下板１３０および電極リード１４０の締結が行われる。
一方、連結部１２１および貫通口１３１などについては前述の構造および素材が適用可能であり、これに対する説明は重複する内容であるため省略する。
前述したバスバーモジュールを含む電池モジュールは、多様なデバイスに適用され得る。このようなデバイスには、電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
１００：バスバーモジュール
１１０：バスバー
１２０：上板
１２１：連結部
１３０：下板
１３１：貫通口
１４０：電極リード
１０００：電池モジュール

Claims (14)

  1. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記電極リードは、前記連結部を囲み、前記貫通口の内部に挿入されるバスバーモジュール。
  2. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記連結部は、温度が上昇すると体積が収縮する素材を含む、バスバーモジュール。
  3. 前記連結部は、温度上昇により体積が収縮する形状記憶合金を含む、請求項２に記載のバスバーモジュール。
  4. 前記連結部は、温度上昇により形態が変化する、請求項１に記載のバスバーモジュール。
  5. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記連結部は、温度上昇により形態が変化する形状記憶合金を含む、バスバーモジュール。
  6. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記連結部は前記上板から前記下板へ向かっており、
    前記電極リードは前記貫通口の内部に突出する突出部を含む、バスバーモジュール。
  7. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記貫通口の内部で、前記電極リードは前記連結部および前記下板のそれぞれと密着している、バスバーモジュール。
  8. 前記連結部は前記貫通口と対応する形状を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のバスバーモジュール。
  9. 上板および前記上板と重なる下板を含むバスバー、
    前記上板と前記下板の間に位置する電極リード、および
    前記上板と前記電極リードの間に配置されて前記上板と前記電極リードを電気的に連結する連結部
    を含み、
    前記下板には貫通口が形成され、
    前記連結部は前記貫通口と対応する位置に配置され、
    前記連結部および前記貫通口はそれぞれ二つ以上である、バスバーモジュール。
  10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のバスバーモジュールを含む電池モジュール。
  11. 突出した連結部が形成された上板と貫通口が形成された下板との間に電極リードを位置させる段階、および
    前記電極リードを間に置いて前記上板と前記下板を締結する段階
    を含み、
    前記締結する段階で、前記連結部が前記電極リードと共に前記貫通口の内部に挿入されるバスバーモジュールの製造方法。
  12. 前記連結部は、温度上昇により形態が変化する、請求項１１に記載のバスバーモジュールの製造方法。
  13. 前記連結部は、温度上昇により形態が変化する形状記憶合金を含む、請求項１２に記載のバスバーモジュールの製造方法。
  14. 前記上板と前記下板の締結はクリンチング接合によって行われる、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のバスバーモジュールの製造方法。
JP2021549685A 2019-03-26 2019-12-04 バスバーモジュールとその製造方法 Active JP7292658B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0034610 2019-03-26
KR1020190034610A KR102722633B1 (ko) 2019-03-26 2019-03-26 버스 바 모듈과 그 제조 방법
PCT/KR2019/017023 WO2020197040A1 (ko) 2019-03-26 2019-12-04 버스 바 모듈과 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022526077A JP2022526077A (ja) 2022-05-23
JP7292658B2 true JP7292658B2 (ja) 2023-06-19

Family

ID=72608938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021549685A Active JP7292658B2 (ja) 2019-03-26 2019-12-04 バスバーモジュールとその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220140448A1 (ja)
EP (1) EP3916838A4 (ja)
JP (1) JP7292658B2 (ja)
KR (1) KR102722633B1 (ja)
CN (1) CN113692673B (ja)
WO (1) WO2020197040A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210023506A (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 주식회사 엘지화학 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
EP4203171A4 (en) * 2021-05-03 2024-10-16 Lg Energy Solution Ltd BATTERY MODULE AND BATTERY PACK COMPRISING SAME

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251260A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 電池及び電池の製造方法
JP2013054915A (ja) 2011-09-05 2013-03-21 Toyota Industries Corp 二次電池
JP2016136504A (ja) 2015-01-23 2016-07-28 ブラザー工業株式会社 セルモジュール
JP2016189323A (ja) 2015-03-27 2016-11-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6110582B1 (ja) 2015-10-01 2017-04-05 太陽誘電株式会社 蓄電モジュールの製造方法
US20180287316A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Ford Global Technologies, Llc Electrical interconnects for battery cells
US20180301685A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 Lg Chem, Ltd. Electrode tab coupling member and electrode tab coupling assembly comprising same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292568A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Matsushita Electric Works Ltd 電池の保護装置
KR101294179B1 (ko) * 2011-11-09 2013-08-08 기아자동차주식회사 배터리의 과충전 방지장치
JP2014022195A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Toshiba Corp 組電池
KR101554361B1 (ko) * 2013-07-09 2015-09-18 주식회사 엘지화학 이종 금속 용접 방법, 이에 의해 제조된 이종 금속 버스 바 및 이를 포함하는 이차전지
KR101715695B1 (ko) * 2013-09-05 2017-03-13 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이에 적용되는 인터 버스 바
JP6011876B2 (ja) * 2013-09-13 2016-10-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 蓄電モジュール
DE102014200197A1 (de) * 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit erhöhter Sicherheit und Verfahren
KR101792820B1 (ko) * 2014-12-22 2017-11-01 주식회사 엘지화학 파단 유도부가 형성된 단자 접속부재 및 댐핑부재를 포함하는 전지팩
KR101831816B1 (ko) * 2015-02-06 2018-02-23 주식회사 엘지화학 용접 강도 특성이 향상된 전지 모듈
CN107851752B (zh) * 2015-07-22 2020-09-18 株式会社村田制作所 电池模块、电动工具及电子设备
CN206040783U (zh) * 2016-08-30 2017-03-22 广州盘太能源科技有限公司 一种锂离子电池散热防爆装置
JPWO2018083881A1 (ja) 2016-11-07 2019-09-19 昭和電工株式会社 多価グリシジル化合物の製造方法
KR20180091446A (ko) * 2017-02-07 2018-08-16 에이치엘그린파워 주식회사 배터리팩 및 이에 적용되는 버스바
JP6572263B2 (ja) * 2017-06-07 2019-09-04 矢崎総業株式会社 バスバモジュール及び電池パック
KR101916433B1 (ko) * 2017-06-30 2018-11-07 엘지전자 주식회사 배터리 모듈
JP6691083B2 (ja) * 2017-08-30 2020-04-28 矢崎総業株式会社 バスバ及びバスバモジュール並びに電池パック

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251260A (ja) 2007-03-29 2008-10-16 Sanyo Electric Co Ltd 電池及び電池の製造方法
JP2013054915A (ja) 2011-09-05 2013-03-21 Toyota Industries Corp 二次電池
JP2016136504A (ja) 2015-01-23 2016-07-28 ブラザー工業株式会社 セルモジュール
JP2016189323A (ja) 2015-03-27 2016-11-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6110582B1 (ja) 2015-10-01 2017-04-05 太陽誘電株式会社 蓄電モジュールの製造方法
US20180287316A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Ford Global Technologies, Llc Electrical interconnects for battery cells
US20180301685A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 Lg Chem, Ltd. Electrode tab coupling member and electrode tab coupling assembly comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
CN113692673A (zh) 2021-11-23
KR20200113845A (ko) 2020-10-07
JP2022526077A (ja) 2022-05-23
EP3916838A4 (en) 2022-04-06
CN113692673B (zh) 2023-12-26
EP3916838A1 (en) 2021-12-01
KR102722633B1 (ko) 2024-10-25
WO2020197040A1 (ko) 2020-10-01
US20220140448A1 (en) 2022-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2254176B1 (en) Rechargeable battery
JP4920111B2 (ja) パウチ型二次電池
US20230155243A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR100882915B1 (ko) 이차 전지
EP2602840A2 (en) Secondary battery pouch having improved stability, pouch-type secondary battery using same, and medium- or large-sized battery pack
US20060269831A1 (en) Pouch type lithium secondary battery
CN106654137B (zh) 蓄电池单元
US20140315054A1 (en) Rechargeable battery
JP7558617B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
JP7292658B2 (ja) バスバーモジュールとその製造方法
JP7536356B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
KR102006227B1 (ko) 과전류 및 과열을 방지하는 안전 소자를 포함하는 어셈블리 및 이를 포함하는 전지셀
KR20180090100A (ko) 과충전시 안전성 확보를 위한 단락 구조물 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지
JP7325890B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP7154652B2 (ja) 電池パックおよびこれを含むデバイス
JP7523593B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
KR20200129429A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 디바이스
KR100889524B1 (ko) 배터리
EP4175020A1 (en) Battery module and battery pack including same
KR102258276B1 (ko) 배터리셀, 및 이를 포함하는 배터리 모듈
JP7580841B2 (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
US20240283106A1 (en) Battery Cell and Manufacturing Method Thereof
KR20220120331A (ko) 이차전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR20230049453A (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR20220062995A (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211018

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221031

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230529

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7292658

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150