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KR102176697B1 - 단위체를 포함하는 배터리 모듈 - Google Patents

단위체를 포함하는 배터리 모듈 Download PDF

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KR102176697B1
KR102176697B1 KR1020180075761A KR20180075761A KR102176697B1 KR 102176697 B1 KR102176697 B1 KR 102176697B1 KR 1020180075761 A KR1020180075761 A KR 1020180075761A KR 20180075761 A KR20180075761 A KR 20180075761A KR 102176697 B1 KR102176697 B1 KR 102176697B1
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battery module
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secondary battery
battery
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신은규
문정오
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 방열 효과 및 제조 효율을 효과적으로 향상시킨 배터리 모듈을 개시한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 일방향으로 적층된 둘 이상의 이차전지가 일체의 단위 시트로 묶어져 그룹화된 단위체를 적어도 하나 이상 구비한 셀 어셈블리를 포함하고, 상기 단위 시트는, 상기 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부를 감싸도록 절곡되며, 상기 단위 시트의 양 단부가 상기 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부 중 어느 하나 상에서 서로 접촉되도록 위치되고, 상기 단위 시트의 외주부의 적어도 일부에는 전기 절연성 물질이 코팅된다.

Description

단위체를 포함하는 배터리 모듈{Battery Module Having Unit Body}
본 발명은 단위체를 포함하는 배터리 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방열 효율 및 제조 효율을 효과적으로 향상시킨 배터리 모듈에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 이차전지는 다양한 제품군에 적용성이 높고, 높은 에너지 밀도를 가지는 전기적 특성을 가지고 있다. 이러한 이차전지는 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량, 전력 저장 장치 등에 적용되고 있다.
이러한 이차전지는, 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점 뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 이차전지들을 포함하는 다수의 배터리 모듈을 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 개개의 이차전지는 전극 조립체로서, 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로 활용하는 것을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 배터리 모듈에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 배터리 모듈은 다수의 이차전지가 좁은 공간에 밀집되는 형태로 제조되기 때문에, 각 이차전지에서 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출하는 것이 중요하다.
즉, 이차전지 배터리의 충전 또는 방전의 과정은 전기 화학적 반응에 의하여 열이 발생한다. 따라서, 충방전 과정에서 발생한 배터리 모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어날 수 있다. 또한, 배터리 모듈의 열화가 촉진되고, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발이 일어날 수 있다.
또한, 하나의 배터리 모듈 내부에 다수의 이차전지들이 탑재된 경우, 공간적인 제약으로 인해 이차전지들의 밀집도가 매우 높은 편이었다. 또한, 이차전지의 발열량은 전류의 제곱에 비례하기 때문에 고율 방전 시, 이차전지의 온도가 급격히 상승하는 현상이 발생하기 쉬웠다. 특히, 배터리 모듈 내부에 탑재된 이차전지의 배열 구조의 내측 부위(중심 부위)에서 열이 집중되는 열섬 현상이 발생하기 쉬웠다.
이러한 열섬 현상이 장기적으로 발생하게 되면, 전기적으로 병렬 구조로 연결 되어있는 이차전지들의 출력 전압이 균일하지 못해 셀 임밸런스(cell imbalance) 현상이 발생하였고, 이로 인해, 배터리 모듈이 재성능을 발휘하기 어려웠다. 이에 따라, 배터리 모듈의 성능 및 수명 특성을 높이기 위해 열 밸런스를 향상시킬 수 있는 기술이 필요한 상황이다.
더불어, 종래기술은, 배터리 모듈을 제조하는 과정에서, 다수의 이차전지를 적층 내지 배열하기 위한 작업에 많은 시간이 소요되었다. 또한, 파우치형 이차전지는 외면이 매끄러워, 복수의 이차전지를 적층 내지 배열하는 작업 중에, 작업자가 이차전지를 떨어트리거나, 적층된 이차전지들이 쉽게 배열이 흐트러지는 등의 제조 작업성이 좋지 않아, 제조 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상세하게는 방열 효율 및 제조 효율을 효과적으로 향상시킨 배터리 모듈을 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, 일방향으로 적층된 둘 이상의 이차전지가 일체의 단위 시트로 묶어져 그룹화된 단위체를 적어도 하나 이상 구비한 셀 어셈블리를 포함한다.
또한, 상기 단위 시트는, 상기 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부를 감싸도록 절곡되며, 상기 단위 시트의 양 단부가 상기 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부 중 어느 하나 상에서 서로 접촉되도록 위치되고, 상기 단위 시트의 외주부의 적어도 일부에는 전기 절연성 물질이 코팅된다.
또한, 상기 단위 시트는, 상기 이차전지와 접촉하고 있는 내면에 전기 절연성 물질이 코팅될 수 있다.
더욱이, 상기 단위 시트는, 상기 이차전지의 상측에 형성된 상부 실링부, 하측에 형성된 하부 실링부, 및 전극 조립체 및 전해액이 수용된 수용부를 감싸도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 단위 시트에는 상기 이차전지의 상부 실링부, 또는 상기 하부 실링부, 또는 상기 상부 실링부 및 상기 하부 실링부와 대응되는 형태의 요철 구조가 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 시트의 하부 내면에는 상기 이차전지의 하부 실링부가 위치되고, 상기 단위 시트의 상부에 위치한 양 단부는 상기 이차전지의 상부 실링부 상에 위치될 수 있다.
더욱이, 상기 단위 시트의 상부에 위치한 일단부 및 타단부 각각에는 요철 구조가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 단위 시트의 상부에 위치한 양 단부가 서로 중첩되고, 상기 중첩된 단위 시트의 양 단부에는 접착 부재가 부가될 수 있다.
나아가, 상기 단위 시트의 상기 이차전지를 감싸는 방향의 일단부에는 내측 방향으로 절곡된 내측 절곡 구조가 형성되고, 상기 단위 시트의 상기 이차전지를 감싸는 방향의 타단부에는 외측 방향으로 절곡된 외측 절곡 구조가 형성되며, 상기 내측 절곡 구조 및 상기 외측 절곡 구조 각각의 절곡된 내면이 서로 대면하여 후크 체결을 이룰 수 있다.
또한, 상기 배터리 모듈은, 상기 단위체 하부에 위치한 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 단위 시트와 상기 이차전지 사이에는 열전도성 글루 또는 열전도성 패드가 개재될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함한다.
나아가, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 자동차를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 배터리 모듈은, 단위 시트의 외주부의 적어도 일부에 전기 절연성 물질을 코팅함으로써, 단위 시트로 인한 이차전지의 파우치 손상을 미연에 방지할 수 있다. 더불어, 단위 시트에 도포된 전기 절연성 물질은, 둘 이상의 이차전지의 표면에 단위 시트를 부착 고정시킬 수 있어, 단위 시트가 이차전지에 가까이 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 단위 시트의 내면에 전체적으로 도포된 전기 절연성 물질에 의해 이차전지의 파우치 외관이 불량하거나, 손상되어 파우치의 내부 금속층이 외부로 노출되더라도, 이차전지가 단위 시트를 통해 단락이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일측면에 의하면, 단위 시트에 복수의 이차전지의 하부 실링부 또는 상부 실링부와 대응되는 형태의 요철 구조를 형성시킴으로써, 단위 시트에 빈공간이 없도록 할 뿐만 아니라, 단위 시트와 이차전지 간의 접촉면적을 늘려, 셀 어셈블리의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일측면에 의하면, 단위체는, 단위 시트의 양 단부 각각에 형성된 돌기 및 삽입구를 이용해 억지 끼움 체결을 이룰 수 있어, 별도의 체결 부재 없이도, 손쉽게 단위체를 제조할 수 있어, 제조 비용 절감 및 제조 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명은, 단위 시트의 상기 이차전지의 상부에 위치한 양 단부를 서로 체결하도록 접착 부재를 부가함으로써, 쉽고 견고하게 단위체를 제조할 수 있는 이점이 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명은, 단위 시트의 양 단부에 내측 절곡 구조 및 외측 절곡 구조를 형성시킴으로써, 별도의 체결 부재 없이 상기 단위 시트의 양 단부를 후크 체결 구조로 서로 결속시킬 수 있는 바, 배터리 모듈의 제조 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈은, 히트 싱크 및 열전도성 글루 또는 열전도성 패드를 구비함으로써, 보다 효과적으로 이차전지에 발생된 열을 외부로 배출할 수 있는 효과를 가진다.
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 모듈에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단위체를 제조하기 전의 이차전지들 및 단위 시트의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 일부 구성인 이차전지를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단위체를 제조하기 전의 이차전지들 및 단위 시트의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는, 도 1의 배터리 모듈의 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복수의 단위체를 포함하는 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
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 모듈에 대한 일부 구성들을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단위체를 제조하기 전의 이차전지들 및 단위 시트의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈에 대한 일부 구성인 이차전지를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 단위체(120)를 적어도 하나 이상 구비한 셀 어셈블리(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단위체(120)는, 일방향으로 적층된 둘 이상의 이차전지(110)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단위체(120)는, 상기 둘 이상의 이차전지(110)가 일체의 단위 시트(122)로 묶어져 그룹화되어 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 이차전지(110)는, 파우치형 이차전지(110)일 수 있다. 특히, 이러한 파우치형 이차전지(110)는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치(116)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 파우치(116)는, 오목한 형태의 수납부(115)가 형성되어 있는 파우치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수납부(115)에 전극 조립체 및 전해액이 수납될 수 있다. 그리고, 각각의 파우치(116)는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하며, 파우치(116)의 테두리 부위에는 내부 접착층이 서로 유착됨으로써, 실링부(116a, 116b)가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 파우치(116)의 양극 리드(111A) 및 음극 리드(111B)가 형성된 전후 단부 각각에 테라스부(S)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체의 양극판에는 양극 탭이 구비되며, 하나 이상의 양극 탭이 양극 리드(111A)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 양극 리드(111A)는, 일단이 상기 양극 탭에 연결되고 타단이 파우치(116)의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면, 이차전지(110)의 양극 단자로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체의 음극판에는 음극 탭이 구비되며, 하나 이상의 음극 탭이 음극 리드(111B)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 음극 리드(111B)는, 일단이 상기 음극 탭에 연결되고 타단이 파우치의 외부로 노출되며, 이와 같이 노출된 부분이 이차전지(110)의 전극 단자, 예를 들면 이차전지(110)의 음극 단자로서 기능할 수 있다.
더욱이, 도 1에서와 같이, F 방향으로 바로 보았을 때, 상기 양극 리드(111A)와 상기 음극 리드(111B)는, 이차전지(110)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향(전후 방향)의 전후 단부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 양극 리드(111A)는 상기 이차전지(110)의 중심을 기준으로 일단부(전단부)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 음극 리드(111B)는 이차전지(110)의 중심을 기준으로 타단부(후단부)에 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 어셈블리(100)의 각 이차전지(110)는 양극 리드(111A)와 음극 리드(111B)가 전방과 후방으로 돌출되게 구성될 수 있다.
여기서, 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어는 관측자의 위치나 대상의 놓여진 형태에 따라 달라질 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 하여, 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방향을 구분하여 나타내도록 한다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 하나의 이차전지(110)에서, 양극 리드(111A)와 음극 리드(111B) 간의 간섭이 없게 되어, 전극 리드(111)의 면적을 넓힐 수 있다.
또한, 상기 양극 리드(111A) 및 상기 음극 리드(111B)는, 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 특히, 상기 양극 리드(111A) 및 상기 음극 리드(111B)는, 넓은 면이 좌측과 우측을 향하도록 세워진 상태로 수평 방향(y 방향)으로 돌출될 수 있다.
그리고, 상기 이차전지(110)는, 하나의 단위체(120)로 복수개 포함될 수 있고, 적어도 일 방향으로 적층 되게 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 파우치형 이차전지(110)가 좌우 방향(x 방향)으로 나란하게 상호 적층된 형태로 구성될 수 있다.
이때, 각각의 파우치형 이차전지(110)는, F 방향(도 1에 도시함)으로 바라봤을 때, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 각각 위치하고, 상부와 하부, 전방 및 후방에는 실링부가 위치하도록 대략 지면에 수직하게(z 방향) 세워지는 형태로 배치될 수 있다. 다시 말해, 각 이차전지(110)는, 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 한편, 본 명세서에서는, 특별한 설명이 없는 한, 상하전후좌우 방향에 대하여, F 방향으로 바라볼 때를 기준으로 한다.
그러나, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)에는, 앞서 설명한 파우치형 이차전지(110)로만 한정되는 것은 아니고 본원발명의 출원 시점에 공지된 다양한 이차전지(110)가 채용될 수 있다.
한편, 다시 도 1를 참조하면, 상기 단위 시트(122)는, 예를 들면, 열전도성이 우수한 금속 소재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 시트(122)는, 알루미늄, 구리, 및 니켈, 스틸 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그러나, 상기 단위 시트(122)의 소재는, 금속 소재만으로 한정되는 것은 아니고, 열전도성이 우수한 예를 들면, 카본나노튜브, 그라파이트, 탄소 섬유 등을 구비할 수 있다.
나아가, 상기 단위 시트(122)는, 전기 절연성을 가지는 고무 또는 전기 절연성 플라스틱을 구비할 수 있다. 즉, 이러한 소재는, 금속 소재와 비교하여 절연성을 가지므로, 상기 복수의 이차전지(110)를 감싸 단위체(120)를 제조하는데 있어, 조립 및 취급이 용이한 이점이 있다.
여기서, 상기 전기 절연성 물질(130)은, 전기 절연성의 고분자 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 수지는, 폴리 실록산 수지 또는 에폭시일 수 있다.
또는, 상기 고분자 수지는, 핫 멜트(Hot-melt) 수지일 수 있다. 그리고, 상기 핫 멜트 수지는, 무용제형 수지로서, 상온에서 고체이나 가열하면 용융점 이상에서 용융 되었다가 냉각에 의해 고화되어 접착을 형성하는 열가소성 수지일 수 있다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지는, 폴리스틸렌, 폴리 염화 비닐, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 및 폴리 에스테르 중, 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)는, 사각형의 평면 시트가 복수 절곡된 형태일 수 있다. 더욱이, 상기 단위 시트(122)는, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부를 감싸도록 절곡될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단위체(120)는, 3개의 이차전지(110) 및 1개의 단위 시트(122)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 단위 시트(122)는, 3개의 이차전지(110)의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부를 감싸도록 하부 양측에 상부 방향으로 절곡된 구조가 형성되고, 상부 양측에도 내측 방향으로 절곡된 구조가 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 단위 시트(122)는, 이차전지(110)의 양극 리드(111A) 및 음극 리드(111B)가 접촉되지 않도록 위치될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위 시트(122)는, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 상측에 형성된 상부 실링부(116a), 하측에 형성된 하부 실링부(116b), 및 전극 조립체 및 전해액이 수용된 수용부(115)를 감싸도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)는 이차전지(110)의 열발생이 집중되는 수용부(115)를 감싸도록 구성됨으로써, 셀 어셈블리(100)의 방열 효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)의 양 단부(122f, 122g)는 상기 이차전지(110)의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부 중, 하나 상에서 서로 접촉되도록 위치될 수 있다. 여기서, 양 단부란, 단위 시트에서 이차 전지의 적층 방향으로 양쪽 끝 부분에 위치하는 영역이라 할 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단위 시트(122)의 상부에 위치한 양 단부(122f, 122g)가 상기 이차전지(110)의 상부에서 서로 접촉되도록 위치될 수 있다. 상기 단위 시트(122)의 양 단부(122f, 122g)는 일부위가 서로 중첩된 형태일 수 있다.
한편, 상기 단위 시트(122)의 외주부에 형성된 단부(122a)는 날카로운 면을 가진 바, 상기 단위 시트(122)가 상기 둘 이상의 이차전지(110)를 감싸는 과정에서 이차전지(110)의 연성인 파우치를 손상시킬 가능성이 높아, 이차전지(110)의 파우치(116) 손상에 따라 파우치(116) 내부의 금속층이 상기 단위 시트(122) 등의 전도성 물질과 접촉되어 단락을 일으킬 위험이 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 단위체(120)의 상기 단위 시트(122)의 외주부의 적어도 일부에는 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다.
구체적으로, 상기 단위 시트(122)의 외주부 중, 전후 방향의 전단부(122a) 및 후단부(122b)의 말단면에만 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다. 또한, 상기 단위 시트(122의 외주부 중, 전후 방향의 말단면과 더불어, 전후 방향의 전단부(122a) 및 후단부(122b)의 내면(122e) 또는, 외면(122d), 또는 내면(122e)과 외면(122d) 모두에 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단위 시트(122)의 전방 및 후방에 형성된 전단부(122a) 및 후단부(122b)에는 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단위 시트(122)의 외주부 중, 전후 방향의 전단부(122a) 및 후단부(122b)의 말단면, 전후 방향의 전단부(122a) 및 후단부(122b)의 내면(122e)과 외면(122d) 모두에 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)의 외주부의 적어도 일부에 전기 절연성 물질(130)을 코팅함으로써, 상기 단위 시트(122)로 인한 이차전지(110)의 파우치 손상을 미연에 방지할 수 있다. 더불어, 상기 단위 시트(122에 도포된 상기 전기 절연성 물질(130)은, 둘 이상의 이차전지(110)의 표면에 상기 단위 시트(122)를 부착 고정시킬 수 있어, 상기 단위 시트(122)가 이차전지(110)에 가까이 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
나아가, 상기 단위 시트(122)에 도포된 전기 절연성 물질(130)은, 예를 들면, 상기 단위 시트(122)의 상부에 위치되는 양 단부(122f, 122g)가 서로 접촉되는 과정에서 서로 결착되는 접착제 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 시트(122의 양 단부(122f, 122g)가 전기 절연성 물질(130)의해 서로 결속될 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)는, 열전도성이 우수한 금속 소재를 사용하여 구성할 경우, 상기 둘 이상의 이차전지(110)에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 전달할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 단위체를 제조하기 전의 이차전지들 및 단위 시트의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 단위 시트(122B)는, 내면에 추가로 전기 절연성 물질(130)이 코팅될 수 있다. 구체적으로, 상기 전기 절연성 물질(130)은, 상기 이차전지(110)와 접촉하고 있는 상기 단위 시트(122)의 내면 부위에만 상기 전기 절연성 물질(130)이 도포될 수 있다. 또는, 상기 단위 시트(122)의 둘 이상의 이차전지(110)가 위치한 내면 전체에 상기 전기 절연성 물질(130)이 도포될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단위 시트(122)의 3개의 이차전지(110)가 위치한 내면 전체에 상기 전기 절연성 물질(130)이 도포될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)의 내면에 전체적으로 도포된 전기 절연성 물질(130)은, 이차전지(110)의 파우치 외관 불량 또는 파우치의 손상으로 인해, 파우치의 내부 금속층이 외부로 노출될 경우, 이차전지(110)가 상기 단위 시트(122)를 통해 단락이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 5는, 도 1의 배터리 모듈의 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 1과 함께 도 5를 참조하면, 상기 단위 시트(122)에는 상기 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)와 대응되는 형태의 요철 구조(125b)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 단위 시트(122)의 하부 내면에는 상기 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)가 위치될 수 있다.
그리고, 상기 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)는 하부 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)와 상기 단위 시트(122 사이에 빈공간이 형성될 수 있고, 이러한 빈공간에 공기가 차게 되어, 상기 셀 어셈블리(100)의 방열 효율을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 단위 시트(122)는, 하부에 상기 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)와 대응되는 형태의 요철 구조(125b)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 요철 구조(125b)는, 상기 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)의 외면을 따라 하부 방향으로 절곡된 부위 및 상부 방향으로 절곡된 부위를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 단위 시트(122)에는 3개의 이차전지(110)의 하부 실링부(116b)들과 대응되는 형태의 요철 구조(125b)가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)에 복수의 하부 실링부(116b)와 대응되는 형태의 요철 구조(125b)를 형성시킴으로써, 상기 단위 시트(122에 빈공간이 없도록 할 뿐만 아니라, 상기 단위 시트(122)와 상기 이차전지(110) 간의 접촉면적을 늘려, 상기 셀 어셈블리(100)의 방열 효과를 극대화할 수 있다.
더불어, 상기 단위 시트(122)의 요철 구조(125b)는, 상기 단위체(120)를 제조하는 효율을 높이는 데도 활용될 수 있다. 즉, 상기 요철 구조(125b)는, 상기 단위체(120)를 제조하기 위해 상기 단위 시트(122)의 적절한 위치에 상기 둘 이상의 이차전지(110)를 적확한 위치에 손쉽게 위치시킬 수 있도록 가이드 할 수 있다.
다시 말해, 상기 단위 시트(122)를 사용해 둘 이상의 이차전지(110)를 감쌀 수 있도록, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 하부를, 상기 단위 시트(122)의 요철 구조(125b) 상에 탑재할 수 있다.
나아가, 상기 요철 구조(125b)는, 단위체(120)를 제조하는 중에, 작은 외부 충격에도 상기 단위 시트(122) 상에 위치된 둘 이상의 이차전지(110)가 정위치에 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제조된 단위체(120)에서도, 상기 둘 이상의 이차전지(110)가 상기 단위 시트(122 내부에서 유동되거나 배열이 흐트러지는 등의 문제를 방지하는데도 유용한 효과를 발휘할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6을 참조하면, 배터리 모듈(200C)은, 상기 단위 시트(122)에 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)와 대응되는 형태의 요철 구조(125a)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)는 상부 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)와 상기 단위 시트(122 사이에 빈공간이 형성될 수 있고, 이러한 빈공간에 공기가 차 있어, 상기 셀 어셈블리(100)의 방열 효율을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 단위 시트(122)는, 상부에 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)와 대응되는 형태의 요철 구조(125a)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 요철 구조(125a)는, 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)의 외면을 따라 하부 방향으로 절곡된 부위 및 상부 방향으로 절곡된 부위를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 단위 시트(122)에는 3개의 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)들과 대응되는 형태의 요철 구조(125a)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)의 상부에 위치한 양 단부(122f, 122g)는 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a) 상에 위치될 수 있다. 더욱이, 상기 단위 시트(122))의 양 단부(122f, 122g)가 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 상부에서 서로 접촉되도록 위치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)에는 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a)와 대응되는 형태의 요철 구조(125a)를 형성시킴으로써, 상기 단위 시트(122)의 방열 효과를 높일 수 있다.
그리고, 상기 단위 시트(122)의 상부에 위치한 양 단부(122f, 122g) 각각에는 돌기(도시하지 않음)와 삽입구(도시하지 않음)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 단위 시트(122)의 일단부(122f)에는 상하 방향으로 개구된 삽입구가 형성되고, 타단부(122g)에는 하부 방향으로 돌출된 둥근 돌기가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 시트(122)의 일단부(122f) 및 타단부(122g) 각각에 형성된 돌기 및 삽입구는 서로 억지 끼움되어 체결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위체(120C)는, 상기 단위 시트(122의 양 단부(122f, 122g) 각각에 형성된 돌기 및 삽입구를 이용해 억지 끼움 체결을 이룰 수 있어, 별도의 체결 부재 없이도, 손쉽게 단위체(120C)를 제조할 수 있어, 제조 비용 절감 및 제조 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)에는 상기 이차전지(110)의 상부 실링부(116a) 및 상기 하부 실링부(116b) 각각에 대응되는 형태의 요철 구조들(125a, 125b)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 단위 시트(122)에는 3개의 이차전지(110)의 상부 실링부(116a) 및 하부 실링부(116b) 각각과 대응되는 형태의 요철 구조들(125a, 125b)이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 도 6의 단위 시트(122C)는, 상부와 하부 모두에 요철 구조들(125a, 125b)을 형성시킴으로써, 도 5와 같이 단위 시트(122)에 상부 실링부(116a) 및 하부 실링부(116b) 중 어느 하나에만 대응되는 요철 구조(125b)를 형성시킨 것과 비교하여, 상기 단위 시트(122)의 방열 효과를 더 높일 수 있는 이점이 있다.
한편, 다시 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 상기 단위 시트(122)의 상기 이차전지(110)의 상부에 위치한 양 단부(122f, 122g)가 서로 중첩되어 위치될 수 있다. 그리고, 상기 중첩된 단위 시트(122)의 양 단부(122f, 122g)에는 접착 부재(140)가 부가될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122)의 상기 이차전지(110)의 상부에 위치한 양 단부(122f, 122g)를 서로 체결하도록 접착 부재(140)를 부가함으로써, 쉽고 견고하게 단위체(120)를 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 7을 참조하면, 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈(200D)은, 상기 단위 시트(122D)의 상기 이차전지(110)를 감싸는 방향의 일단부(122f)에 내측 방향으로 절곡된 내측 절곡 구조(126)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 둘 이상의 이차전지(110) 상측에 위치한 상기 단위 시트(122D)의 일단부(122f)에는 이차전지(110)가 위치한 방향(내측 방향)으로 절곡된 내측 절곡 구조(126)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122D)의 상기 이차전지(110)를 감싸는 방향의 타단부(122g)에는 외측 방향으로 절곡된 외측 절곡 구조(127)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 상측에 위치한 상기 단위 시트(122D)의 타단부(122g)에는 이차전지(110)가 위치한 방향의 반대 방향(외측 방향)으로 절곡된 외측 절곡 구조(127)가 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 단위 시트(122D)의 상기 내측 절곡 구조(126) 및 상기 외측 절곡 구조(127) 각각의 절곡된 내면이 서로 대면하도록 위치될 수 있다. 즉, 상기 단위 시트(122D)의 일단부(122f)에 형성된 내측 절곡 구조(126)와 상기 단위 시트(122D)의 타단부(122g)에 형성된 외측 절곡 구조(127)가 서로 맞물려 후크 체결 구조를 이룰 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 단위 시트(122D)의 일단부(122f)에는 내측 절곡 구조(126)가 형성되고, 상기 단위 시트(122D)의 타단부(122g)에는 외측 절곡 구조(127)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 내측 절곡 구조(126) 및 상기 외측 절곡 구조(127) 각각의 절곡된 내면이 서로 대면하여 후크 체결을 이룰 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 단위 시트(122D)의 양 단부(122f, 122g)에 내측 절곡 구조(126) 및 외측 절곡 구조(127)를 형성시킴으로써, 별도의 체결 부재 없이 상기 단위 시트(122D)의 양 단부(122f, 122g)를 서로 결속시킬 수 있는 바, 상기 배터리 모듈(200)의 제조 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조로 단위체(120D)를 제조할 수 있어, 제조 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 8을 참조하면, 배터리 모듈(200E)은, 상기 단위체(120E) 하부에 위치한 히트 싱크(160)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 히트 싱크(160)는, 상기 단위체(120E)에서 발생된 열을 흡수하는 역할 즉, 복수의 이차전지(110)를 냉각하도록 상기 단위체(120E) 하부에 위치될 수 있다.
또한, 상기 히트 싱크(160)는 챔버(161)를 구비한다. 구체적으로, 상기 챔버(161)는, 내부에 냉매 유체가 이송되는 유로(도시되지 않음)가 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 유로에는, 냉각 유체(도시되지 않음)가 흐르도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 냉각 유체는 예를 들면, 냉각수 또는 공기가 될 수 있다. 나아가, 상기 히트 싱크(160)에는, 냉각 유체가 내부로 주입되는 주입관(162) 및 냉각 유체가 외부로 배출되는 배출관(164)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위 시트(122)와 상기 이차전지(110) 사이에는 열전도성 글루(150) 또는 열전도성 패드(도시하지 않음)가 개재될 수 있다. 구체적으로, 상기 열전도성 글루(150) 또는 열전도성 패드는, 열전도성이 높은 고분자 수지 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 수지는, 폴리 실록산 수지 또는 에폭시계 수지일 수 있다.
더욱이, 상기 열전도성 글루(150) 또는 열전도성 패드는, 상기 둘 이상의 이차전지(110)의 하부 외면과 접하고, 상기 단위 시트(122)의 하부 내면과 접하고 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 히트 싱크(160)와 함께, 열전도성 글루(150) 또는 열전도성 패드를 구비함으로써, 보다 효과적으로 이차전지(110)에 발생된 열을 외부로 배출할 수 있는 효과를 가진다.
특히, 상기 히트 싱크(160)의 상부에 위치한 단위 시트(122) 및 상기 둘 이상의 이차전지(110) 사이에 열전도성 글루(150) 또는 열전도성 패드가 위치하도록 구성함으로써, 배터리 모듈(200)의 내부 구성들이 유기적으로 열을 외부로 전달할 수 있는 구조를 형성시킬 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복수의 단위체를 포함하는 배터리 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 배터리 모듈(200F)의 셀 어셈블리(100)는 복수의 단위체(120)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 단위체(120)는, 복수의 이차전지(110)가 적층된 방향과 동일한 방향으로 복수개 적층될 수 있다. 즉, 상기 복수의 단위체(120)는, 각각의 단위 시트(122)들이 서로 대면하도록 적층되어 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(200F)은, 4개의 단위체(120)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 4개의 단위체(120)는, 각각의 단위 시트(122)들이 서로 밀착되도록 적층되어 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈(200F)은, 복수 단위체(120)의 단위 시트(122)를 서로 밀착되도록 구성함으로써, 셀 어셈블리(100)가 복수의 단위체(120)를 구비할 경우 발생되기 쉬운, 중앙에 위치한 단위체(120)와 외곽에 위치한 단위체(120) 간의 온도 편차를 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 상기 복수 단위체(120)의 단위 시트(122)는 서로 대면하여 연결되도록 배치한 구조는, 중앙에 위치한 단위체(120)에서 발생된 열을 빠르게 외곽으로 열을 빠르게 전달할 수 있어, 셀 어셈블리(110)의 열균형을 보다 효과적으로 이룰 수 있다.
한편, 본 발명의 도 1의 배터리 모듈(200)은, 셀 어셈블리(100)를 수용하는 모듈 하우징(도시하지 않음) 및 셀 어셈블리(100)의 복수의 이차전지(110)를 전기적으로 연결하도록 구성된 버스바 어셈블리(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 배터리 모듈(200)은, 이런 모듈 하우징 및 버스바 어셈블리는, 이미 공지된 배터리 모듈(200)에서 적용된 구성들을 사용하는 것이 가능하다. 따라서, 이하에서는, 상기 모듈 하우징 및 버스바 어셈블리의 자세한 구성 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 배터리 팩(도시하지 않음)은, 본 발명에 따른 배터리 모듈(200)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈(200) 이외에, 이러한 배터리 모듈(200)을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈(200)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 자동차와 같은 이동 수단에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 전기 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 팩을 포함할 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.
200: 배터리 모듈 100: 셀 어셈블리
110: 이차전지 111: 전극 리드
115: 수납부
116a: 상부 실링부 116b: 하부 실링부
120: 단위체 122: 단위 시트
130: 전기 절연성 물질 125a, 125b: 요철 구조
140: 접착 부재 126: 내측 절곡 구조
127: 외측 절곡 구조 150: 열전도성 글루
160: 히트 싱크

Claims (11)

  1. 일방향으로 적층된 둘 이상의 이차전지가 일체의 단위 시트로 묶어져 그룹화된 단위체를 적어도 하나 이상 구비한 셀 어셈블리를 포함하고,
    상기 단위 시트는, 상기 그룹화된 둘 이상의 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부를 감싸도록 절곡되며, 상기 단위 시트의 양 단부가 상기 그룹화된 둘 이상의 이차전지의 상부, 좌측면, 우측면, 및 하부 중 어느 하나 상에서 서로 접촉되도록 위치되고,
    상기 단위 시트의 외주부의 적어도 일부에는 전기 절연성 물질이 코팅되며,
    상기 단위 시트의 양 단부는 일부위가 서로 중첩된 형태이고,
    상기 단위 시트의 양 단부가 상기 전기 절연성 물질에 의해 서로 결속된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 시트는, 상기 이차전지와 접촉하고 있는 내면에 전기 절연성 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 시트는, 상기 이차전지의 상측에 형성된 상부 실링부, 하측에 형성된 하부 실링부, 및 전극 조립체 및 전해액이 수용된 수용부를 감싸도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단위 시트에는 상기 이차전지의 상부 실링부, 또는 상기 하부 실링부, 또는 상기 상부 실링부 및 상기 하부 실링부와 대응되는 형태의 요철 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단위 시트의 하부 내면에는 상기 이차전지의 하부 실링부가 위치되고,
    상기 단위 시트의 상부에 위치한 양 단부는 상기 이차전지의 상부 실링부 상에 위치된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단위 시트의 상부에 위치한 일단부 및 타단부 각각에는 요철 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 단위 시트의 상부에 위치한 양 단부가 서로 중첩되고,
    상기 중첩된 단위 시트의 양 단부에는 접착 부재가 부가된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 단위 시트의 상기 이차전지를 감싸는 방향의 일단부에는 내측 방향으로 절곡된 내측 절곡 구조가 형성되고,
    상기 단위 시트의 상기 이차전지를 감싸는 방향의 타단부에는 외측 방향으로 절곡된 외측 절곡 구조가 형성되며,
    상기 내측 절곡 구조 및 상기 외측 절곡 구조 각각의 절곡된 내면이 서로 대면하여 후크 체결을 이룬 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모듈은, 상기 단위체 하부에 위치한 히트 싱크를 더 포함하고,
    상기 단위 시트와 상기 이차전지 사이에는 열전도성 글루 또는 열전도성 패드가 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 모듈을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제10항에 따른 배터리 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210157757A (ko) * 2020-06-22 2021-12-29 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP7540096B2 (ja) 2021-04-05 2024-08-26 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 絶縁性及び組立性向上コンプレッションパッドを備えるバッテリーモジュール、これを含むバッテリーパック及び自動車
JP2024503922A (ja) * 2021-06-08 2024-01-29 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリーモジュール、このようなバッテリーモジュールを含むバッテリーパックと自動車、及びこのようなバッテリーモジュールの製造方法
KR20230067505A (ko) 2021-11-09 2023-05-16 에스케이온 주식회사 배터리 셀 적층체 및 이의 제조방법
US20240120594A1 (en) * 2021-11-09 2024-04-11 Sk On Co., Ltd. Battery Cell Stack and Manufacturing Method Thereof
US20230143120A1 (en) 2021-11-09 2023-05-11 Sk On Co., Ltd. Battery Cell Stack and Manufacturing Method Thereof
EP4322296A1 (en) * 2021-12-20 2024-02-14 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module, and battery pack and vehicle including same
WO2024197927A1 (zh) * 2023-03-31 2024-10-03 厦门新能达科技有限公司 电池模组及用电设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4951168B2 (ja) 2000-12-25 2012-06-13 トータル ワイヤレス ソリューショオンズ リミテッド シート状リチウム二次電池
KR101400083B1 (ko) 2011-08-10 2014-05-27 주식회사 엘지화학 고분자 수지 충진에 의한 안전성이 향상된 단위모듈
CN104094448B (zh) 2012-02-29 2016-08-17 株式会社Lg化学 具有增强的安全性的电池单体组件和包括该电池单体组件的电池模块
KR101509474B1 (ko) * 2012-06-13 2015-04-08 주식회사 엘지화학 단일 전극단자 결합부를 가진 전지 조합체
KR20150111160A (ko) 2014-03-25 2015-10-05 주식회사 엘지화학 절연성 접착제로 연결된 전지셀들을 포함하는 전지팩
KR20160131360A (ko) 2015-05-07 2016-11-16 주식회사 엘지화학 캡 부재들을 포함하는 전지팩
KR102080902B1 (ko) 2015-12-07 2020-02-24 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102051108B1 (ko) * 2016-06-13 2019-12-02 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
KR102067710B1 (ko) * 2016-07-06 2020-01-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차

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