KR20130012407A - Secondary battery and power storage apparatus including the same - Google Patents
Secondary battery and power storage apparatus including the sameInfo
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Abstract
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량, 특히 전력 저장용으로 사용되기에 적합하고, 종래의 이차 전지와는 다른 형태를 갖는 구조가 개선된 리튬 이차 전지 및 이를 포함하는 전력 저장 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, a lithium secondary battery and a power storage device including a lithium secondary battery having an improved structure having a form different from that of a conventional secondary battery, which is suitable for use in a large capacity, in particular, for power storage. It is about.
일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. In general, a secondary battery, unlike a primary battery that cannot be charged, means a battery that can be charged and discharged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of about 3.6V, and has about three times the capacity of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for electronic equipment, and has a high energy density per unit weight. The degree is increasing rapidly.
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.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.
종래의 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.According to the shape of a battery case, a conventional lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery having an electrode assembly embedded in a metal can and a pouch type secondary battery having an electrode assembly embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet. The can-type secondary battery may be further classified into a cylindrical battery and a square battery according to the shape of the metal can.
하지만, 이와 같은 형태의 이차 전지는, 주로 휴대용 기기나 전기 자동차 등에 사용되기 위한 것으로 휴대성 또는 이동성이 중요한 특징으로 부각되어, 자체 용량 및 출력이 크지 않고 컴팩트한 구조를 갖는다. 또한, 대체로 전지 케이스의 크기가 규격화되어 있다. 그러므로, 종래의 이차 전지로서 용량이나 출력을 크게 하기 위해서는, 다수의 이차 전지를 복수 개 직렬 또는 병렬로 연결시켜 이용하는 방식이 많이 이용되고 있다.However, this type of secondary battery is mainly used for a portable device, an electric vehicle, etc., and is an important feature of portability or mobility, and has a compact structure without a large capacity and output. In addition, the size of a battery case is generally standardized. Therefore, in order to increase the capacity and output as a conventional secondary battery, many methods of connecting a plurality of secondary batteries in series or in parallel are used.
그러나, 이와 같은 종래 형태의 이차 전지로는 전력 저장 장치에 이용되는 것이 적합하지 않다. 전력 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차 충전소와 같이 매우 많은 양의 전력을 다루는 설비에 이용되는 장치로서, 종래 이차 전지가 주로 이용되는 휴대용 장치나 전기 자동차 등과는 비교될 수 없는 전력 용량 및 출력을 가질 수 있다. 때문에, 이러한 전력 저장 장치에 사용되는 이차 전지 또한 그 용량 및 출력, 크기가 종래 형태의 이차 전지와는 전혀 다르게 구성되어야 한다. 이를테면, 스마트 그리드 시스템은, 전력의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신 기술을 접목함으로써 전력 공급과 소비의 상호작용을 통해 전력 이용의 효율성을 높이고자 하는 지능형 전력망 시스템으로서, 일정 지역 또는 도시 단위로 구축될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 스마트 그리드 시스템은, 일정 도시에서 전력 소비량이 적을 때에는 전력 저장 장치에 전력을 저장했다가 전력 소비량이 많을 때에는 전력 저장 장치에 저장된 전력을 생산 전력과 함께 소비자에게 공급하는 방식으로 구동될 수 있다. 그러므로, 전력 저장 장치에 사용되는 이차 전지는 그 용량이나 출력, 크기가 종래 이차 전지보다 훨씬 크게 구성될 수 있다.However, such a conventional secondary battery is not suitable for use in power storage devices. A power storage device is a device used in a facility that handles a very large amount of power, such as a smart grid system or an electric vehicle charging station, and has a power capacity and output that cannot be compared with a portable device or an electric vehicle mainly using a conventional secondary battery. Can have Therefore, the secondary battery used in such a power storage device must also be configured in a completely different capacity, output, size than the conventional secondary battery. For example, the smart grid system is an intelligent grid system that seeks to increase the efficiency of power utilization through the interaction of power supply and consumption by integrating information and communication technology in the process of producing, transporting and consuming power. Can be built. More specifically, for example, a smart grid system stores power in a power storage device when power consumption is low in a city, and supplies power stored in the power storage device to a consumer together with production power when the power consumption is high. Can be driven. Therefore, the secondary battery used in the power storage device can be configured to be much larger than the conventional secondary battery capacity, output, size.
이러한 상황에서, 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차 충전소와 같은 에너지 저장 시스템의 전력 저장 장치에 종래 형태의 리튬 이차 전지를 그대로 사용하는 것은 적합하지 않다. 더욱이, 종래 형태의 리튬 이차 전지를 직렬 및 병렬 연결하여 전력 저장 장치에 포함시키는 경우, 연결 개수가 너무 많아져 연결 부분에서 고장 발생률이 높음은 물론, 고장이 발생하거나 성능이 저하된 단위 이차 전지를 발견하고 교체 또는 수리하는 것이 매우 어렵다. In such a situation, it is not suitable to use a conventional lithium secondary battery as it is for power storage devices of energy storage systems such as smart grid systems or electric vehicle charging stations. Furthermore, when the lithium secondary batteries of the conventional type are included in a power storage device by connecting them in series and in parallel, the number of connections is too large, resulting in a high failure rate at the connection portion, as well as a unit secondary battery in which a failure occurs or a deterioration in performance. It is very difficult to find and replace or repair.
뿐만 아니라, 전력 저장 장치에 사용하기 위해 리튬 이차 전지를 대형화할 경우 종래 형태의 이차 전지 구조로는 온도 조절이 쉽지 않다는 문제점이 있다. 예를 들어, 전력 저장 장치를 위해 대형화된 이차 전지의 경우, 그 중심부와 외부와의 거리가 커져서 효과적으로 열을 전달하기가 어렵고 그로 인해 이차 전지의 온도가 크게 높아지거나 저온에서 제때에 가열되지 못해 성능이 제대로 발휘될 수 없다.In addition, when the lithium secondary battery is enlarged for use in a power storage device, there is a problem in that temperature control is not easy with a conventional secondary battery structure. For example, a secondary battery that is enlarged for power storage devices has a large distance from its center to the outside, making it difficult to transfer heat efficiently, resulting in a high temperature of the secondary battery or a failure to heat it on time at low temperatures. This cannot be exercised properly.
종래 이러한 문제를 해결하고자 이차 전지 외부에서 가열 또는 냉각된 공기나 액체를 공급함으로써 온도를 조절하는 구성 등이 제안되고 있으나, 이러한 구성의 경우 온도 조절 효율이 좋지 않다. 예를 들어, 외부 측에 위치한 이차 전지에 비해 내부 측에 위치한 이차 전지일수록 가열 또는 냉각이 어려울 수밖에 없다. 또한, 이와 같은 온도 조절 시스템의 경우, 공기나 액체를 순환시키기 위한 구성 등이 필요하므로, 그 비용이 많이 들고 부피가 커지는 문제점도 있다.Conventionally, in order to solve this problem, a configuration for controlling temperature by supplying air or liquid heated or cooled outside of a secondary battery has been proposed, but in this case, the temperature control efficiency is not good. For example, the secondary battery located on the inner side is more difficult to heat or cool than the secondary battery located on the outside side. In addition, in the case of such a temperature control system, since a configuration for circulating air or liquid is required, there is a problem that the cost is high and the volume is large.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전력 저장 장치에 사용되기에 적합하도록, 종래의 리튬 이차 전지와는 전혀 다른 형태를 갖는 이차 전지 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to provide a secondary battery having a completely different form from the conventional lithium secondary battery, and a power storage device including the same to be suitable for use in the power storage device. It aims to do it.
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.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 하나 이상의 양극과 하나 이상의 음극을 포함하는 전극; 절연성 재질로 구성되어, 상기 전극 및 전해액을 수용하고, 전해액 배출구 및 전해액 인입구가 형성된 절연성 용기; 및 상기 전해액 배출구 및 상기 전해액 인입구에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 전해액 유로를 포함한다.A secondary battery according to the present invention for achieving the above object, the electrode comprising one or more positive electrodes and one or more negative electrodes; An insulating container made of an insulating material and containing the electrode and the electrolyte, and formed with an electrolyte outlet and an electrolyte inlet; And an electrolyte flow passage connected to the electrolyte outlet and the electrolyte inlet to provide a path through which the electrolyte flows.
바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함한다.Preferably, the secondary battery further includes a temperature controller for controlling the temperature of the electrolyte flowing through the electrolyte flow path.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes a flow rate controller for controlling a flow rate of the electrolyte flowing through the electrolyte flow path.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 절연성 용기 내부에서 발생한 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 가스 배출부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes a gas discharge unit configured to discharge the gas generated in the insulating container to the outside of the insulating container.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 절연성 용기에 수용된 전해액의 양이 소정량 이하인 경우, 상기 절연성 용기에 전해액을 추가로 주입하는 전해액 보충부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes an electrolyte replenishment unit for additionally injecting an electrolyte into the insulating container when the amount of the electrolyte contained in the insulating container is less than or equal to a predetermined amount.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 하나 이상의 양극과 하나 이상의 음극을 포함하는 전극; 절연성 재질로 구성되어, 상기 전극 및 전해액을 수용하고, 전해액 배출구 및 전해액 인입구가 형성된 복수의 절연성 용기; 및 하나의 절연성 용기에 형성된 전해액 배출구와 다른 절연성 용기에 형성된 전해액 인입구에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 복수의 전해액 유로를 포함한다.In addition, a secondary battery according to the present invention for achieving the above object, an electrode comprising one or more positive electrodes and one or more negative electrodes; A plurality of insulating containers made of an insulating material and containing the electrodes and the electrolyte, and formed with an electrolyte outlet and an electrolyte inlet; And a plurality of electrolyte flow paths connected to an electrolyte outlet formed in one insulating container and an electrolyte inlet formed in another insulating container to provide a path through which the electrolyte flows.
바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 복수의 전해액 유로 중 적어도 하나에 구비되어, 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함한다.Preferably, the secondary battery further includes a temperature controller provided in at least one of the plurality of electrolyte flow passages, and controlling a temperature of the electrolyte flowing through the electrolyte flow passages.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 복수의 전해액 유로 중 적어도 하나에 구비되어, 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes a flow rate adjusting unit which is provided in at least one of the plurality of electrolyte flow passages, and controls a flow rate of the electrolyte flowing through the electrolyte flow passage.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 절연성 용기 내부에서 발생한 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 가스 배출부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes a gas discharge unit configured to discharge the gas generated in the insulating container to the outside of the insulating container.
또한 바람직하게는, 상기 이차 전지는 상기 절연성 용기에 수용된 전해액의 양이 소정량 이하인 경우, 상기 절연성 용기에 전해액을 추가로 주입하는 전해액 보충부를 더 포함한다.Also preferably, the secondary battery further includes an electrolyte replenishment unit for additionally injecting an electrolyte into the insulating container when the amount of the electrolyte contained in the insulating container is less than or equal to a predetermined amount.
또한 바람직하게는, 상기 복수의 절연성 용기 및 상기 복수의 전해액 유로는, 비절연성 용기 내에 수납된다.Also preferably, the plurality of insulating containers and the plurality of electrolyte flow paths are housed in a non-insulating container.
본 발명에 의하면, 전해액이 순환되는 구조의 새로운 형태의 리튬 이차 전지가 제공된다. 더욱이, 본 발명에 따른 이차 전지의 경우, 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차 충전소와 같이 전력 용량이 크게 요구되는 에너지 저장 시스템의 전력 저장 장치에 보다 적합하게 사용될 수 있다.According to this invention, the lithium secondary battery of the new form of the structure which electrolyte solution circulates is provided. Furthermore, in the case of the secondary battery according to the present invention, it can be used more suitably for the power storage device of the energy storage system that requires a large power capacity, such as smart grid system or electric vehicle charging station.
또한, 본 발명에 의하면, 별도의 공기나 액체가 아닌 전해액 자체를 냉매 또는 열매로서 사용하여 이차 전지 내부를 순환하도록 하기 때문에, 온도 조절 효율이 매우 뛰어나다. 따라서, 온도에 민감한 리튬 이차 전지가 고온 또는 저온으로 인해 성능이 저하되는 것을 방지하고 최적의 성능을 내도록 할 수 있다. 그리고, 별도의 공기나 액체를 이용해 이차 전지를 가열 또는 냉각시키는 구조가 아니므로, 이러한 공기나 액체를 순환시키기 위한 구조 등을 마련할 필요가 없어 비용이 저렴해지고, 전력 저장 장치 자체의 부피를 감소시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since the inside of the secondary battery is circulated using the electrolyte solution itself rather than the air or liquid as the refrigerant or the fruit, the temperature control efficiency is very excellent. Therefore, it is possible to prevent the temperature-sensitive lithium secondary battery from deteriorating performance due to high temperature or low temperature and to achieve optimal performance. In addition, since the secondary battery is not heated or cooled by using a separate air or liquid, it is not necessary to provide a structure for circulating the air or liquid, thereby reducing the cost and reducing the volume of the power storage device itself. You can.
뿐만 아니라, 본 발명에 의할 경우, 절연성 용기의 크기만 달리하고, 전극은 동일한 크기의 전극을 사용할 수 있으므로, 하나의 제조 라인에서 다양한 전지 모델이 생산될 수 있어 고객의 용량 변경 요구에 저렴한 비용으로 신속하게 대처할 수 있다.In addition, according to the present invention, since only the size of the insulated container is different, and the electrodes can use the same size of electrodes, various battery models can be produced in one manufacturing line, thereby lowering the cost of the customer's capacity change request. You can respond quickly.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지는, 그 내부에 전해액이 종래 형태의 이차 전지에 비해 많이 수용되어 있기 때문에, 전해액 고갈에 따른 전지 성능 저하를 방지하고 전지 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, in the secondary battery according to the present invention, since much electrolyte solution is accommodated therein compared with the conventional secondary battery, it is possible to prevent battery performance deterioration due to electrolyte exhaustion and to improve battery life.
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 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극이 고정되는 구성의 일례를 나타내는 상부 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 A-A' 선에 대한 상부 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 복수의 절연성 용기 및 복수의 전해액 유로가 비절연성 용기 내에 수납되는 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a diagram schematically showing a configuration of a secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a top cross-sectional view showing an example of a configuration in which an electrode is fixed in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
4 is a top cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3.
5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a secondary battery according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which a plurality of insulating containers and a plurality of electrolyte flow paths are accommodated in a non-insulating container in a secondary battery according to still another embodiment of the present invention.
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 아니되며, 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
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.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에서, 화살표는 전해액이 흐르는 방향을 나타낸다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention. In Fig. 1, the arrow indicates the direction in which the electrolyte flows.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는, 전극(100), 절연성 용기(200) 및 전해액 유로(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a secondary battery according to the present invention includes an
상기 전극(100)은, 하나 이상의 양극(110)과 하나 이상의 음극(120)을 포함하여 구성되며, 양극(110) 및 음극(120)에는 양극 활물질 및 음극 활물질이 도포되어 있다. 리튬 이차 전지의 경우, 양극 활물질과 음극 활물질로서 리튬계 산화물과 탄소재를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이러한 양극 활물질 및 음극 활물질의 구체적인 종류에 의해 제한되는 것은 아니다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극(100)은 판(plate) 형태로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이와 같이 전극(100)이 판 형태로 구성되는 것에 한정되는 것은 아니며, 전극(100)은 판 형태가 아닌 다른 형태로 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the
만일, 전극(100)이 판 형태로 구성되는 경우, 양극판과 음극판은 서로 마주보는 형태, 즉 대향되는 형태로 구현되는 것이 좋다. 이 경우 양극판과 음극판 사이의 이온 교환이 보다 용이해질 수 있기 때문이다.If the
바람직하게는, 전극(100)에 있어서, 양극(110)과 음극(120) 사이에 세퍼레이터(separator)가 개재될 수 있다. 세퍼레이터는, 양극(110)과 음극(120) 사이에 배치되어 양극(110)과 음극(120) 사이를 절연시키고, 양극(110)과 음극(120) 사이에 활물질 이온이 교환될 수 있도록 한다.Preferably, in the
다만, 본 발명이 반드시 이와 같이 전극(100)에 세퍼레이터가 포함되는 구조로 한정되는 것은 아니다. 즉, 양극(110)과 음극(120)이 서로 접촉하지 않도록 하는 구조가 마련된 경우, 양극(110)과 음극(120) 사이에 세퍼레이터가 개재되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 절연성 용기(200)에 양극(110)과 음극(120)이 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있고, 이러한 홈에 양극(110)과 음극(120)이 삽입되어 서로 일정 간격을 안정적으로 유지할 수 있다면, 양극(110)과 음극(120) 사이에 세퍼레이터가 개재되지 않아도 무방하다.However, the present invention is not necessarily limited to the structure in which the separator is included in the
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극(100)이 고정되는 구성의 일례를 나타내는 상부 단면도이다. 도 2에서는, 설명의 편의를 위해 하나의 양극(110)과 하나의 음극(120)에 대해서만 도시되었다.2 is a top cross-sectional view showing an example of a configuration in which the
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지에서, 절연성 용기(200)는 그 내부 면에 전극 삽입홈(230)을 구비하고 있다. 그리고, 이러한 전극 삽입홈(230)에는 양극(110)과 음극(120)이 각각 삽입될 수 있으며, 각각의 전극 삽입홈(230)은 소정 거리 이격되어 있다. 따라서, 이러한 실시예에 따르면, 양극(110)과 음극(120)이 각각 전극 삽입홈(230)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 전극 삽입홈(230) 사이에는 간격이 존재하기 때문에 양극(110)과 음극(120)의 접촉은 방지될 수 있다. 그러므로, 이러한 전극 고정 구성에 의해, 양극(110)과 음극(120) 사이에 세퍼레이터를 구비하지 않을 수 있다.2, in the secondary battery according to the present invention, the insulating
다만, 도 2의 실시예에서는, 전극 삽입홈(230)이 절연성 용기(200)의 내부 측면에 형성된 것으로 도시되었으나, 이러한 형태는 일례에 불과하며, 전극 삽입홈(230)의 형상이나 배치 형태 등은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 전극 삽입홈(230)은 절연성 용기(200)의 내부 하면에 형성될 수도 있다.However, in the embodiment of Figure 2, the
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극(100) 내에 양극(110)과 음극(120)이 각각 복수 개 구비된 경우, 복수의 양극(110)과 음극(120)은 버스 바와 같은 연결 부재를 통해 양극 탭(111) 및 음극 탭(121)을 연결함으로써 상호 간에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 그리고, 이와 같이 양극 탭(111) 및 음극 탭(121)에 연결된 양극 버스 바(131) 및 음극 버스 바(141)는, 절연성 용기(200)에 마련된 외부 양극 단자(221) 및 외부 음극 단자(222)로 연결될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, when a plurality of
바람직하게는, 상기 전극(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 양극(110)과 음극(120)이 구비되고, 이러한 양극(110)과 음극(120)이 서로 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 이때, 양극(110)과 음극(120)의 적층은 도면에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 이루어질 수도 있고, 수직 방향으로 이루어질 수도 있다.Preferably, as shown in FIG. 1, the
또한 바람직하게는, 전극(100)이 판 형태로 이루어진 경우, 양극판과 음극판은 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 권취됨으로써 형성될 수 있다. 이와 같이, 전극(100)이 젤리 롤 형태로 구성되는 경우, 전극(100)에 도포된 활물질이 다량의 전해액으로 인해 전극(100)으로부터 쉽게 분리되는 것을 막을 수 있다.Also preferably, when the
상기 절연성 용기(200)는, 절연성 재질로 구성된 용기로서, 전극(100) 및 전해액을 수용한다. 이와 같은 절연성 재질의 대표적인 예로 플라스틱 등을 들 수 있다. 플라스틱은 절연성이 뛰어나고, 융착이 용이하며, 다양한 형태로 제조하는 것이 가능하기 때문에 본 발명의 절연성 용기(200)의 재질로 이용될 수 있다. 이 밖에도, 다양한 절연성 재료가 절연성 용기(200)의 재질로 이용될 수 있음은 물론이다.The insulating
상기 절연성 용기(200)는, 그 전체가 절연성 재질로 이루어질 수도 있으나, 일부만 절연성 재질로 이루어질 수도 있다. 특히, 상기 절연성 용기(200)는, 비절연성 용기의 내부 면에 절연성 물질이 코팅되어 있는 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 절연성 용기(200)는, 비절연성 용기의 내부 면에 절연성 물질, 이를테면 플라스틱 층이 코팅된 형태로 구성될 수 있다.The insulating
상기 절연성 용기(200)는, 비절연성 용기 내에 수납될 수 있다. 여기서, 비절연성 용기는, 금속 재질로 이루어진 용기일 수 있다. 이와 같이, 절연성 용기(200)의 외부가 금속 용기와 같은 비절연성 용기에 의해 감싸지는 경우, 이차 전지의 구조적 안정성이 향상됨은 물론, 외부 수분 및 공기의 침투와 전해액 누설이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.The insulating
그 밖에도, 상기 절연성 용기(200)는, 수분 차단제가 외부 면에 코팅될 수 있다. 이 경우, 이차 전지에 대하여 외부로부터의 수분 침투가 효과적으로 차단될 수 있다.In addition, the insulating
또한, 본 발명에 따른 이차 전지에서, 상기 절연성 용기(200)는 적어도 하나의 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 형성되어 있다. 전해액 배출구(211)는 절연성 용기(200) 내부의 전해액을 절연성 용기(200) 외부로 배출시키는 구성이고, 전해액 인입구(212)는 절연성 용기(200) 외부의 전해액을 절연성 용기(200) 내부로 인입시키는 구성이다. 따라서, 절연성 용기(200)에 수용된 전해액은, 이러한 전해액 배출구(211)를 통해 절연성 용기(200) 외부로 배출되고, 전해액 인입구(212)를 통해 절연성 용기(200) 내부로 유입될 수 있다. In addition, in the secondary battery according to the present invention, the insulating
여기서, 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)는 절연성 용기(200)의 반대 면에 형성되는 것이 좋다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전해액 배출구(211)가 절연성 용기(200)의 좌측에 구비된 경우, 전해액 인입구(212)는 절연성 용기(200)의 우측에 구비될 수 있다. 이와 같이, 전해액 배출구(211)와 전해액 인입구(212)가 절연성 용기(200)의 반대 면에 형성되는 경우, 전해액이 용이하게 순환되도록 하고, 절연성 용기(200) 내부에서 전해액이 순환되지 못하는 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다.Here, the
다만, 본 발명이 이와 같은 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)의 특정 위치에 의해 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 1을 기준으로, 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)는 절연성 용기(200)의 앞쪽 및 뒤쪽에 각각 형성되거나, 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다.However, the present invention is not limited by the specific positions of the
한편, 도 1에서는, 하나의 절연성 용기(200)에 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 1개 형성된 것으로 도시되었으나, 이는 일례에 불과할 뿐, 이러한 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)는 하나의 절연성 용기(200)에서 다수 형성될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 1, although one
또한, 도 1에서 절연성 용기(200)의 하부 수납부(210) 및 상부 덮개(220)의 형태는 일례에 불과하며, 이러한 하부 수납부(210) 및 상부 덮개(220)의 형태는 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 수납부(210) 및 상부 덮개(220)는 원통 형태로 구현될 수도 있고, 상부 덮개(220)는 플레이트 형태로 구현될 수 있다. 한편, 상부 덮개(220)는 하부 수납부(210)의 개방된 부분으로 씌워져 실링 및 밀폐될 수 있으며, 이때 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 융착 방식이 이용될 수 있다.In addition, the shape of the
상기 전해액 유로(300)는, 일단이 절연성 용기(200)의 전해액 배출구(211)에 연결되고 타단이 절연성 용기(200)의 전해액 인입구(212)에 연결된다. 그리고, 그 내부 공간을 통해 전해액이 흐를 수 있도록 함으로써, 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공한다. 즉, 절연성 용기(200)에 수용된 전해액은, 전해액 배출구(211)를 통해 절연성 용기(200)로부터 배출되어 전해액 유로(300)를 통해 흐른 후 전해액 인입구(212)를 통해 절연성 용기(200) 내부로 유입될 수 있다.One end of the
바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는 온도 조절부(400)를 더 포함하는 것이 좋다. Preferably, as shown in FIG. 1, the secondary battery according to the present invention may further include a
상기 온도 조절부(400)는, 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절한다. 따라서, 상기 온도 조절부(400)는, 도면에 도시된 바와 같이, 전해액 유로(300) 상에 구비될 수 있다.The
더욱 바람직하게는, 상기 온도 조절부(400)는, 전해액의 온도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 온도 조절부(400)는, 온도 측정기, 열 교환기, 냉방기 및/또는 난방기를 포함하여 구성될 수 있다.More preferably, the
상기 실시예에 따르면, 상기 온도 조절부(400)는, 온도 측정기를 이용해 전해액의 온도를 측정한다. 이때, 온도 측정기는 절연성 용기(200)에 구비될 수도 있고, 전해액 유로(300)에 구비될 수도 있다.According to the embodiment, the
만일, 전해액의 온도가 소정 온도 이하인 경우, 상기 온도 조절부(400)는, 열 교환기 및/또는 난방기 등을 이용해 전해액을 가열할 수 있다. 추운 겨울과 같이 온도가 낮은 상황에서는, 리튬 이차 전지가 그 성능을 제대로 발휘하지 못할 수 있는데, 상기 실시예에 의하면, 온도 조절부(400)가 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액에 열을 공급하고, 이와 같이 가열된 전해액이 전해액 유로(300)를 통해 다시 절연성 용기(200) 내부로 들어간다. 따라서, 이차 전지의 전해액 전체적으로 열이 공급될 수 있어, 낮은 온도로 인해 이차 전지의 성능이 저하되는 것을 방지하고, 전해액이 최적의 온도에 있도록 할 수 있다.If the temperature of the electrolyte is less than or equal to a predetermined temperature, the
또한, 전해액의 온도가 소정 온도 이상인 경우, 상기 온도 조절부(400)는, 열 교환기 및/또는 냉방기 등을 이용해 전해액을 냉각시킬 수 있다. 온도가 일정 수준 이상으로 높아지면 리튬 이차 전지의 성능 저하는 물론, 발화나 폭발의 위험이 있다. 특히, 전력 저장 장치에 사용되는 이차 전지의 경우, 출력 및 용량이 매우 크기 때문에 휴대용 기기 또는 이동성 장비 등에 사용되는 이차 전지에 비해, 발열 정도가 크고, 발화나 폭발의 위험성 또한 매우 클 수밖에 없다. 하지만, 상기 실시예에 의할 경우, 온도 조절부(400)가 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액 자체를 냉각시키므로, 이차 전지 전체적으로 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있다.In addition, when the temperature of the electrolyte is more than a predetermined temperature, the
본 발명의 상기 실시예에 의하면, 전해액 유로(300)를 통해 전해액이 순환되고 온도 조절부(400)에 의해 전해액의 온도가 직접 적절하게 조절되기 때문에, 공기나 액체와 같은 별도의 열매 또는 냉매가 필요 없으며, 따라서, 이들을 순환시키기 위한 설비나 장치도 구비할 필요가 없다.According to the above embodiment of the present invention, since the electrolyte is circulated through the
또한 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는, 유량 조절부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 유량 조절부(500)는, 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절한다. 상기 유량 조절부(500)는, 유량 조절 밸브 등을 포함해 구성될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.Also preferably, as shown in FIG. 1, the secondary battery according to the present invention may further include a
또한 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는, 가스 배출부(600)를 더 포함할 수 있다. Also preferably, as shown in FIG. 1, the secondary battery according to the present invention may further include a
리튬 이차 전지와 같은 이차 전지의 경우, 충방전 과정에서 절연성 용기(200)에 수용된 전극(100) 및 전해액 측으로부터 가스가 발생할 수 있다. 만일 이러한 가스가 외부로 적절하게 배출되지 않는다면, 가스 내압으로 인해 절연성 용기(200)가 파손됨은 물론, 심한 경우 이차 전지가 폭발할 수 있다. 하지만, 상기 실시예와 같이 가스 배출부(600)가 구비되는 경우, 절연성 용기(200) 내부에서 가스가 발생하더라도 이러한 가스가 이차 전지 외부로 배출될 수 있으므로, 이차 전지의 파손이나 폭발을 방지할 수 있다. 상기 가스 배출부(600)는, 도면에 도시된 바와 같이, 절연성 용기(200)에 구멍을 형성하는 방식으로 구현될 수 있으며, 그 밖에 다양한 방식으로 구현될 수도 있다.In the case of a secondary battery such as a lithium secondary battery, gas may be generated from an
바람직하게는, 상기 가스 배출부(600)는, 절연성 용기(200) 내부와 절연성 용기(200) 외부의 압력차가 소정 값 이상일 때, 작동되도록 할 수 있다. 즉, 절연성 용기(200) 내부와 절연성 용기(200) 외부의 압력 차가 그다지 크지 않을 때에는 가스 배출부(600)가 작동되지 않도록 하다가, 그 압력 차가 일정 수준 이상이 될 때에만 가스 배출부(600)가 작동하여 절연성 용기(200) 내부의 가스를 외부로 배출하도록 할 수 있다. 이는, 절연성 용기(200) 내부와 외부의 압력 차이가 크지 않아 절연성 용기(200)가 이를 충분히 견딜 수 있을 경우, 굳이 가스를 배출시킬 필요가 없기 때문이다.Preferably, the
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 이차 전지는, 전해액 보충부를 더 포함할 수 있다. 상기 전해액 보충부는, 절연성 용기(200)에 수용된 전해액의 양이 소정량 이하인 경우, 상기 절연성 용기(200)에 전해액을 추가로 주입한다. 이러한 실시예에 의하면, 이차 전지의 전해액이 부족한 경우, 언제든지 이를 보충할 수 있으므로, 전해액 고갈로 인해 전지의 성능이나 수명이 저하되는 것을 개선할 수 있다.Although not shown in the drawings, the secondary battery according to the present invention may further include an electrolyte replenishment unit. When the amount of the electrolyte contained in the insulating
한편, 도 1에서는 전해액 유로(300)가 파이프 형태로 구성된 것으로 도시되었으나, 이는 일례에 불과할 뿐, 본 발명이 이와 같은 전해액 유로(300)의 특정 형태에 의해 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, in FIG. 1, the
또한, 도 1에서는 온도 조절부(400)가 절연성 용기(200)와 분리되어 구성된 것으로 도시되었으나, 이러한 구성은 일례에 불과하다. 예를 들어, 온도 조절부(400)는 절연성 용기(200)와 일체형으로 구성될 수도 있다.In addition, in FIG. 1, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 선에 대한 상부 단면도이다. 도 3 및 도 4에서, 화살표는 전해액이 흐르는 방향을 나타낸다.3 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a rechargeable battery according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a top cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3. 3 and 4, the arrow indicates the direction in which the electrolyte flows.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이 온도 조절부(400)가 절연성 용기(200)와 별도로 분리되어 있지 않고, 절연성 용기(200)에 부착되어 일체화된 형태로 구성되어 있다. 그리고, 전해액 유로(300)는 절연성 용기(200)의 전해액 배출구(211)로부터 유출된 전해액이 온도 조절부(400)를 거쳐 절연성 용기(200)의 전해액 인입구(212) 측으로 흐르도록 형성된다. 이 밖에도, 온도 조절부(400)는 다양한 형태로 이차 전지에 구비될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, as shown in FIG. 1, the
한편, 도 1 내지 도 4에서는 전해액 유로(300)가 절연성 용기(200)의 외부에 형성된 것으로 도시되었으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 전해액 유로(300)는 절연성 용기(200)의 내부에 형성되거나 절연성 용기(200)와 일체화된 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, although the
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5에서, 화살표는 전해액이 흐르는 방향을 나타낸다. 다만, 도 5의 실시예에서는, 도 1의 실시예에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 특징적인 부분에 대해서만 보다 구체적으로 설명하도록 한다.5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a secondary battery according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the arrow indicates the direction in which the electrolyte flows. However, in the embodiment of FIG. 5, detailed descriptions of parts to which the description of the embodiment of FIG. 1 may be equally omitted will be omitted, and only characteristic parts will be described in more detail.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는 절연성 용기(200)를 복수 개 구비한다. 상기 복수의 절연성 용기(200)는 절연성 재질로 구성된다. 이때, 절연성 용기(200)는 그 전체가 절연성 물질로 이루어진 형태로 구성될 수도 있고, 비절연성 물질의 내부 면에 절연성 물질이 코팅된 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 복수의 절연성 용기(200) 각각에는, 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 형성되어 있다. 다만, 도 5에서는 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 각 절연성 용기(200)마다 하나씩 형성된 것으로 도시되었으나, 이는 일례에 불과하며, 각 절연성 용기(200)마다 전해액 배출구(211) 및/또는 전해액 인입구(212)가 둘 이상 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 5, a secondary battery according to the present invention includes a plurality of insulating
한편, 도 5에서는, 이차 전지에 절연성 용기(200)가 3개 구비된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 절연성 용기(200)의 개수가 다양하게 구성될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명한 사항이다.Meanwhile, in FIG. 5, three
상기 절연성 용기(200) 내부에는 전극(100) 및 전해액이 수용될 수 있다. 그리고, 전극(100)에는 하나 이상의 양극(110)과 하나 이상의 음극(120)이 포함된다. 이때, 양극(110)과 음극(120) 사이에는 세퍼레이터가 개재될 수 있다. 다만, 양극(110)과 음극(120)이 이격 상태를 유지할 수 있도록 전극 삽입홈(230) 등과 같은 고정 수단이 절연성 용기(200)에 구비된다면, 세퍼레이터가 개재되지 않아도 무방하다. 또한, 전극(100)은 양극(110)과 음극(120)이 교대로 적층된 형태로 구성되거나, 세퍼레이터를 사이에 양극(110)과 음극(120)이 배치되어 권취된 형태로 구성될 수 있다.The
또한, 도 5의 실시예에서, 이차 전지는 복수의 전해액 유로(300)를 구비한다. 상기 전해액 유로(300)는, 하나의 절연성 용기(200)에 형성된 전해액 배출구(211)와 다른 절연성 용기(200)에 형성된 전해액 인입구(212) 사이에 연결되어 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 이차 전지가 3개의 절연성 용기(200)를 포함하고 있고, 이들을 제1 절연성 용기 내지 제3 절연성 용기(201~203)로 표현한다면, 전해액 유로(300)는 적어도 3개 이상 구비될 수 있다. 즉, 도 5의 실시예에서 전해액 유로(300)는, 제1 절연성 용기(201)와 제2 절연성 용기(202) 사이에 연결되는 제1 전해액 유로(301), 제2 절연성 용기(202)와 제3 절연성 용기(203) 사이에 연결되는 제2 전해액 유로(302) 및 제3 절연성 용기(203)와 제1 절연성 용기(201) 사이에 연결되는 제3 전해액 유로(303)를 포함할 수 있다.In addition, in the embodiment of FIG. 5, the secondary battery includes a plurality of
이와 같이, 이차 전지에 절연성 용기(200)가 복수 개 구비되어 있고, 이들 절연성 용기(200) 사이에 복수의 전해액 유로(300)가 구비되는 경우, 복수의 절연성 용기(200) 간에 전해액 순환이 이루어질 수 있다. As described above, when a plurality of insulating
또한, 이러한 실시예에 따른 이차 전지도, 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 조절부(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 온도 조절부(400)는, 도 1의 실시예와 마찬가지로, 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절한다. 그리고, 온도 조절부(400)는, 열 교환기, 냉방기 및/또는 난방기를 구비하여 전해액의 온도를 증가 또는 감소시킬 수 있다.In addition, the secondary battery according to this embodiment, as shown in Figure 5, may include a
이때, 상기 온도 조절부(400)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 전해액 유로(300) 중 하나의 전해액 유로(300)에 형성될 수 있으나, 이는 일례에 불과하다. 즉, 온도 조절부(400)는 복수의 전해액 유로(300) 상에 둘 이상 형성될 수 있으며, 모든 전해액 유로(300)에 구비되는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 5의 실시예에서, 제1 내지 제3 전해액 유로(301~303) 각각에 온도 조절부(400)가 구비될 수 있다. 이 경우, 이차 전지의 전해액에 대한 온도 조절 효과가 보다 확실해질 수 있다.In this case, as shown in FIG. 5, the
또한, 도 5의 실시예와 같이, 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지는, 전해액 유로(300)를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절하기 위해 유량 조절부(500)를 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 유량 조절부(500) 역시 온도 조절부(400)와 마찬가지로, 복수의 전해액 유로(300) 상에 둘 이상 형성될 수도 있다.In addition, as in the embodiment of FIG. 5, the secondary battery including the plurality of insulating
또한, 도 5의 실시예와 같이, 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지는, 절연성 용기(200) 내부에서 발생한 가스를 절연성 용기(200) 외부로 배출시키는 가스 배출부(600)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 가스 배출부(600)는, 절연성 용기(200) 내부와 외부의 압력차가 소정 값 이상인 경우, 절연성 용기(200) 내부의 가스를 절연성 용기(200) 외부로 배출하도록 할 수 있다.In addition, as shown in the embodiment of FIG. 5, the secondary battery including the plurality of insulating
또한, 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지는, 절연성 용기(200)에 수용된 전해액의 양이 일정 수준 이하인 경우, 절연성 용기(200)에 전해액을 추가로 주입하는 전해액 보충부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the secondary battery including the plurality of insulating
또한 바람직하게는, 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지는, 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)가 비절연성 용기에 수납되는 형태로 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.Also preferably, in the secondary battery including the plurality of insulating
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 복수의 절연성 용기(200) 및 복수의 전해액 유로(300)가 비절연성 용기(600) 내에 수납되는 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which a plurality of insulating
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지에서, 하나의 비절연성 용기(탱크)(600) 내에 다수의 절연성 용기(200)가 수납될 수 있다. 그리고, 이러한 다수의 절연성 용기(200) 사이에는 전해액 유로(300)가 구비되어 상호 간 전해액이 흐를 수 있다. 이때, 다수의 절연성 용기(200) 외부를 감싸고 있는 비절연성 용기(600)는, 금속 등의 재질로 이루어질 수 있다. 금속 등의 재질로 구성된 비절연성 용기(600)는 수분 침투 억제력이 뛰어나 절연성 용기(200)에 수분 등이 들어가는 것을 방지하고, 외부 충격으로부터 절연성 용기(200)나 전해액 유로(300) 등을 보호하여 이차 전지의 구조적인 안정성 향상에 기여할 수 있다.Referring to FIG. 6, in the secondary battery according to the present invention, a plurality of insulating
한편, 도 6에서는, 비절연성 용기(600)를 투명하게 나타내었으나, 이는 비절연성 용기(600) 내부에 포함된 다수의 절연성 용기(200) 및 전해액 유로(300)의 구성을 나타내기 위한 것이다.Meanwhile, in FIG. 6, the
또한, 본 발명은 이차 전지에 포함된 비절연성 용기(600)나 절연성 용기(200)의 개수는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 비절연성 용기(600)가 2개 이상 구비되어 각각의 비절연성 용기(600)에 하나 이상의 절연성 용기(200)가 포함될 수도 있다.In addition, in the present invention, the number of
본 발명에 따른 전력 저장 장치는 상술한 이차 전지를 포함한다. The power storage device according to the present invention includes the above-described secondary battery.
예를 들어, 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 하나 이상의 양극(110)과 하나 이상의 음극(120)을 포함하는 전극(100), 절연성 재질로 구성되어 상기 전극(100) 및 전해액을 수용하고 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 형성된 절연성 용기(200), 및 상기 전해액 배출구(211) 및 상기 전해액 인입구(212)에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지를 포함하여 구성될 수 있다. For example, the power storage device according to the present invention includes an
또한, 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 하나 이상의 양극(110)과 하나 이상의 음극(120)을 포함하는 전극(100), 절연성 재질로 구성되어 상기 전극(100) 및 전해액을 수용하고 전해액 배출구(211) 및 전해액 인입구(212)가 형성된 복수의 절연성 용기(200), 및 하나의 절연성 용기(200)에 형성된 전해액 배출구(211)와 다른 절연성 용기(200)에 형성된 전해액 인입구(212)에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 복수의 전해액 유로(300)를 포함하는 이차 전지를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the power storage device according to the present invention, the
특히 본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 스마트 그리드 시스템이나 전기 자동차 충전소와 같이 많은 양의 전력을 다루는 에너지 저장 시스템에서, 전력을 저장하는데 효과적으로 이용될 수 있다.
In particular, the power storage device according to the present invention can be effectively used to store power in an energy storage system that handles a large amount of power, such as a smart grid system or an electric vehicle charging station.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
한편, 본 명세서에서 '온도 조절부', '유량 조절부', '가스 배출부', '전해액 보충부' 등과 같이 '부'라는 용어를 사용하였으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있는 구성요소를 나타내는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.In the present specification, the term 'part' is used, such as 'temperature controller', 'flow controller', 'gas discharge unit', 'electrolyte replenishment unit', etc., but this refers to a logical structural unit, and must be physically It is apparent to those skilled in the art that the present invention does not represent components that can be separated.
100: 전극
110: 양극
120: 음극
200: 절연성 용기
300: 전해액 유로
400: 온도 조절부
500: 유량 조절부
600: 가스 배출부100: electrode
110: anode
120: cathode
200: insulated container
300: electrolyte flow path
400: temperature control unit
500: flow control unit
600: gas outlet
Claims (26)
절연성 재질로 구성되어, 상기 전극 및 전해액을 수용하고, 전해액 배출구 및 전해액 인입구가 형성된 절연성 용기; 및
상기 전해액 배출구 및 상기 전해액 인입구에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 전해액 유로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode comprising at least one anode and at least one cathode;
An insulating container made of an insulating material and containing the electrode and the electrolyte, and formed with an electrolyte outlet and an electrolyte inlet; And
An electrolyte passage connected to the electrolyte outlet and the electrolyte inlet to provide a path through which the electrolyte flows
Secondary battery comprising a.
상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The secondary battery further comprises a temperature controller for controlling the temperature of the electrolyte flowing through the electrolyte flow path.
상기 온도 조절부는, 상기 전해액의 온도를 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 2,
The temperature controller is a secondary battery, characterized in that to increase or decrease the temperature of the electrolyte.
상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The secondary battery further comprises a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the electrolyte flowing through the electrolyte flow path.
상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The secondary battery further comprises a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.
상기 전극은, 복수의 양극과 복수의 음극이 교대로 적층된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The electrode is a secondary battery, characterized in that formed in the form of a plurality of positive electrode and a plurality of negative electrode alternately stacked.
상기 전극은, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 권취된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The electrode is a secondary battery, characterized in that the positive electrode plate and the negative electrode plate is formed with the separator disposed therebetween.
상기 절연성 용기에는 상기 양극과 상기 음극을 소정 거리 이격시켜 고정하는 전극 삽입홈이 형성되어 있고, 상기 양극과 음극은 상기 전극 삽입홈에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The insulating container is formed with an electrode insertion groove for fixing the positive electrode and the negative electrode spaced apart a predetermined distance, wherein the positive electrode and the negative electrode is inserted into the electrode insertion groove is fixed.
상기 절연성 용기는, 절연성 물질로 내부 면이 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The insulating container is a secondary battery, characterized in that the inner surface is formed by coating an insulating material.
상기 절연성 용기는, 비절연성 용기 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The insulating container is a secondary battery, characterized in that stored in the non-insulating container.
상기 비절연성 용기는, 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 10,
The non-insulating container is a secondary battery, characterized in that made of a metal material.
상기 절연성 용기는, 외부 면에 수분이 유입되는 것을 차단하는 수분 차단제가 코팅된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The insulating container is a secondary battery, characterized in that the coating of a moisture blocker to block the inflow of moisture to the outer surface.
상기 절연성 용기 내부에서 발생한 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 가스 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The secondary battery further comprises a gas discharge unit for discharging the gas generated in the insulating container to the outside of the insulating container.
상기 가스 배출부는, 상기 절연성 용기 내부와 외부의 압력차가 소정값 이상인 경우, 상기 절연성 용기 내부의 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 13,
And the gas discharge part discharges the gas inside the insulating container to the outside of the insulating container when the pressure difference between the inside and the outside of the insulating container is a predetermined value or more.
상기 전해액 배출구 및 상기 전해액 인입구는 각각, 상기 절연성 용기의 반대 면에 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
And the electrolyte outlet and the electrolyte inlet are respectively formed on opposite surfaces of the insulating container.
상기 절연성 용기에 수용된 전해액의 양이 소정량 이하인 경우, 상기 절연성 용기에 전해액을 추가로 주입하는 전해액 보충부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
When the amount of the electrolyte contained in the insulating container is less than a predetermined amount, the secondary battery further comprises an electrolyte replenishment for injecting the electrolyte into the insulating container.
절연성 재질로 구성되어, 상기 전극 및 전해액을 수용하고, 전해액 배출구 및 전해액 인입구가 형성된 복수의 절연성 용기; 및
하나의 절연성 용기에 형성된 전해액 배출구와 다른 절연성 용기에 형성된 전해액 인입구에 연결되어 상기 전해액이 흐를 수 있는 경로를 제공하는 복수의 전해액 유로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode comprising at least one anode and at least one cathode;
A plurality of insulating containers made of an insulating material and containing the electrodes and the electrolyte, and formed with an electrolyte outlet and an electrolyte inlet; And
A plurality of electrolyte flow paths connected to an electrolyte outlet formed in one insulating container and an electrolyte inlet formed in another insulating container to provide a path through which the electrolyte flows;
Secondary battery comprising a.
상기 복수의 전해액 유로 중 적어도 하나에 구비되어, 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.18. The method of claim 17,
The secondary battery is provided in at least one of the plurality of electrolyte flow paths, further comprising a temperature controller for controlling the temperature of the electrolyte flowing through the electrolyte flow path.
상기 온도 조절부는, 상기 전해액의 온도를 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지.19. The method of claim 18,
The temperature controller is a secondary battery, characterized in that to increase or decrease the temperature of the electrolyte.
상기 복수의 전해액 유로 중 적어도 하나에 구비되어, 상기 전해액 유로를 통해 흐르는 전해액의 유량을 조절하는 유량 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.18. The method of claim 17,
And a flow rate adjusting unit provided in at least one of the plurality of electrolyte flow passages to adjust a flow rate of the electrolyte flowing through the electrolyte flow passage.
상기 복수의 절연성 용기 및 상기 복수의 전해액 유로는, 비절연성 용기 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.18. The method of claim 17,
And the plurality of insulating containers and the plurality of electrolyte flow paths are housed in a non-insulating container.
상기 비절연성 용기는, 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 21,
The non-insulating container is a secondary battery, characterized in that made of a metal material.
상기 절연성 용기 내부에서 발생한 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 가스 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.18. The method of claim 17,
The secondary battery further comprises a gas discharge unit for discharging the gas generated in the insulating container to the outside of the insulating container.
상기 가스 배출부는, 상기 절연성 용기 내부와 외부의 압력차가 소정값 이상인 경우, 상기 절연성 용기 내부의 가스를 상기 절연성 용기 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 이차 전지.24. The method of claim 23,
And the gas discharge part discharges the gas inside the insulating container to the outside of the insulating container when the pressure difference between the inside and the outside of the insulating container is a predetermined value or more.
상기 절연성 용기에 수용된 전해액의 양이 소정량 이하인 경우, 상기 절연성 용기에 전해액을 추가로 주입하는 전해액 보충부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.18. The method of claim 17,
When the amount of the electrolyte contained in the insulating container is less than a predetermined amount, the secondary battery further comprises an electrolyte replenishment for injecting the electrolyte into the insulating container.
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