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KR20180064221A - 원통형 이차전지 모듈 - Google Patents

원통형 이차전지 모듈 Download PDF

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KR20180064221A
KR20180064221A KR1020160164607A KR20160164607A KR20180064221A KR 20180064221 A KR20180064221 A KR 20180064221A KR 1020160164607 A KR1020160164607 A KR 1020160164607A KR 20160164607 A KR20160164607 A KR 20160164607A KR 20180064221 A KR20180064221 A KR 20180064221A
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cylindrical
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유재욱
윤지수
강달모
문정오
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주식회사 엘지화학
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Abstract

원통형 이차전지 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈은, 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스와 전지 케이스의 양극 단자에 형성된 셀캡을 구비하는 원통형 이차전지 셀; 복수의 원통형 이차전지 셀들을 상호 연결하며 중공이 형성된 버스 바; 및 버스 바의 중공에서 버스 바에 결합되어 원통형 이차전지에 연결되며, 원통형 이차전지 셀에 이상 현상 발생시 버스 바로부터 분리되어 복수의 원통형 이차전지 셀들간의 전기적 연결이 끊어지도록 구성되는 단전부를 포함한다.

Description

원통형 이차전지 모듈{CYLINDRICAL SECONDARY BATTERY MODULE}
본 발명은, 원통형 이차전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상호 연결된 복수의 원통형 이차전지 셀들 중 어느 하나에 이상 현상 발생시 해당 이차전지 셀의 전기적 연결을 끊을 수 있는 원통형 이차전지 모듈에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.
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 이차 전지 셀과, 이차 전지 셀을 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차 전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.
일반적으로, 이차 전지는 배터리가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류될 수 있다.
원통형 이차전지는 복수의 이차전지 셀들을 직렬 또는 병렬 연결하여 이차전지 모듈 형태로 사용될 수 있다. 그런데, 상호 연결된 복수의 이차전지 셀들 중 어느 하나에 과압(過壓) 내지 과열(過熱) 등의 이상 현상 발생시 정상적으로 작동 중인 다른 이차전지 셀들도 불안정해지는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 공개번호:제10-2012-0054337호(공개일자:2012년05월30일)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상호 연결된 복수의 원통형 이차전지 셀들 중 어느 하나에 과압 내지 과열 등의 이상 현상 발생시 해당 이차전지 셀의 전기적 연결을 끊을 수 있는 원통형 이차전지 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 이상 현상 발생된 이차전지 셀의 전기적 연결을 끊음으로써 다른 이차전지 셀들이 안정적으로 계속 작동할 수 있는 원통형 이차전지 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 이상 현상 발생시 전기적 연결을 끊도록 마련되는 제2 부재가 외부의 진동 또는 충격으로부터 유지될 수 있는 원통형 이차전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스와 상기 전지 케이스의 양극 단자에 결합된 셀캡을 구비하는 원통형 이차전지 셀; 복수의 원통형 이차전지 셀들을 상호 연결하며 중공이 형성된 버스 바; 및 상기 버스 바의 상기 중공에 배치되어 상기 원통형 이차전지 셀에 결합되고 상기 버스 바에 전기적으로 연결되며, 상기 원통형 이차전지 셀에 이상 현상 발생시 상기 버스 바로부터 분리되어 상기 복수의 원통형 이차전지 셀들간의 전기적 연결이 끊어지도록 구성되는 단전부를 포함하는 원통형 이차전지 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 단전부는 상기 원통형 이차전지 셀의 상기 셀캡에 결합될 수 있다.
그리고, 상기 버스 바와 상기 원통형 이차전지 셀 사이에 절연부재가 개재될 수 있다.
또한, 상기 단전부는, 상기 버스 바의 중공에 배치되어 상기 셀캡에 결합되는 제1 부재; 및 상기 제1 부재와 상기 버스 바에 각각 전기적으로 연결되는 제2 부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 부재는, 상기 제1 부재에 연결되는 제1 연결지점; 상기 버스 바에 연결되는 제2 연결지점; 및 상기 제1 연결지점으로부터 라운드지도록 상기 제2 연결지점에 연결되는 라운드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 부재는 소정 범위의 압력에 의해 상기 버스 바와의 연결이 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제2 부재는 소정 범위의 온도에서 상기 버스 바와의 연결이 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 부재는 과열시 끊어질 수 있도록 구리 또는 알루미늄 재질로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 상호 연결된 복수의 이차전지 셀들 중 어느 하나에 과압 내지 과열 등의 이상 현상 발생시 이차전지 셀에 구비된 단락부에 의해 해당 이차전지 셀의 전기적 연결을 끊을 수 있는 효과가 있다.
또한, 이상 현상 발생된 이차전지 셀의 전기적 연결을 끊음으로써 다른 이차전지 셀들이 안정적으로 계속 작동할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이상 현상 발생시 전기적 연결을 끊도록 마련되는 제2 부재가 라운드지게 형성되므로, 외부의 진동 또는 충격으로부터 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈에서 원통형 이차전지 셀의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 개략적인 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈에서 셀캡과 단전부가 원통형 이차전지 셀로부터 분리된 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈에서 원통형 이차전지 셀의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 개략적인 전체 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈에서 셀캡과 단전부가 원통형 이차전지 셀로부터 분리된 모습을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈(10)은, 원통형 이차전지 셀(100)과, 버스 바(200)와, 단전부(300)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 원통형 이차전지 셀(100)은 전극 조립체(110), 예를 들어 젤리-롤 형태의 전극 조립체(110)와, 전극 조립체(110)와 함께 전해액이 수용되는 원통형의 전지 케이스(120)와, 전지 케이스(120)의 예를 들어 상부의 양극 단자(121)에 결합된 셀캡(130)을 구비한다.
전극 조립체(110)는 양극(111)과 음극(113) 사이에 세퍼레이터(112)가 개재된 상태로 적층되어 젤리-롤 형태로 감긴 구조일 수 있으며, 양극(111)에는 양극 리드(미도시)가 부착되어 전지 케이스(120)의 예를 들어 상부의 양극 단자(121)에 접속되고, 음극(113)에는 음극 리드(미도시)가 부착되어 전지 케이스(120)의 예를 들어 하부의 음극 단자에 접속된다. 그리고 전극 조립체(110)의 중심부에는 원통형의 센터핀(미도시)이 삽입될 수 있다. 이러한 센터핀(미도시)은 전극 조립체(110)를 고정 및 지지하고, 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로 기능할 수 있다.
전지 케이스(120) 내부, 예를 들어, 셀캡(130)의 하부에는 전지 케이스(120) 내부의 압력 상승에 의해 파열되어 가스를 배출시키기 위한 안전벤트(미도시)와, 셀캡(130)과 안전벤트(미도시) 사이에 개재된 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element) 형태의 안전소자(미도시)와, 상부 일측이 안전벤트(미도시)에 접촉되고 하부 일측이 전극 조립체(110)의 양극 리드(미도시)에 연결된 전류차단부재(미도시)가 구비될 수 있다.
이러한 원통형 이차전지 셀(100)은 정상적인 작동조건에서 전극 조립체(110)의 양극(111)이 양극 리드(미도시), 전류차단부재(미도시), 안전벤트(미도시) 및 안전소자(미도시)를 경유하여 셀캡(130)에 연결되어 통전될 수 있다. 그러나, 원통형 이차전지 셀(100)의 과충전 또는 원통형 이차전지 셀(100)을 충전 및 방전하는 과정에서 이차 전지 셀 내부에 가스가 발생하는 경우 내압이 증가할 수 있으며, 이 경우 안전벤트(미도시)가 파단 내지 파열되면서 전지 케이스(120) 내부의 가스가 셀캡(130)측으로 이동한다. 그리고, 가스의 압력에 의해 양극 단자(121)에 결합된 셀캡(130)이 분리될 수 있다. 여기서, 셀캡(130)은 전지 케이스(120) 내부에 발생된 가스의 압력에 의해 분리되도록 마련된다.
한편, 복수의 원통형 이차전지 셀(100)은 다양한 방식에 의해 직결 내지 병렬 연결되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 원통형 이차전지 셀(100)의 양극 단자(121)와 음극 단자 각각에 버스 바(200)가 연결되어 직결 내지 병렬 연결될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 복수의 원통형 이차전지 셀(100)의 양극 단자(121)와 음극 단자 각각이 버스 바(200)를 통해 병렬 연결된 경우에 한정하여 설명하며, 다만, 본 실시예의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 버스 바(200)는 복수의 원통형 이차전지 셀(100)들을 상호 연결하며 중공(210)이 형성된다. 버스 바(200)의 중공(210)에는 단전부(300)가 배치되어 버스 바(200)에 연결될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
버스 바(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 플레이트 형상으로 복수로 마련될 수도 있고, 또는 하나의 플레이트에 의해 복수의 원통형 이차전지 셀(100)들이 연결될 수도 있다. 버스 바(200)는 복수의 원통형 이차전지 셀(100)들을 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 재질로 제작된다. 버스 바(200)는 예들 들어, 알루미늄, 구리 또는 니켈이 코팅된 구리의 재질이 사용될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에는 절연부재(400)가 개재될 수 있다. 예를 들어, 원통형 이차전지 셀(100)에 과압 내지 과열 등의 이상 현상이 발생한 경우 양극 단자(121)에 결합된 셀캡(130)이 분리될 수 있으며, 이 경우 셀캡(130)에 결합된 단전부(300)가 버스 바(200)로부터 분리되어 연결이 끊어진다(도 4 참조). 이때, 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에 절연부재(400)가 개재되어 있지 않다면 과압 내지 과열 등의 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)이 정상적으로 작동하고 있는 다른 원통형 이차전지 셀(100)들과 여전히 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 절연부재(400)는 단전부(300)가 버스 바(200)로부터 분리된 경우, 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)과 정상적으로 작동하고 있는 다른 원통형 이차전지 셀(100)들의 전기적 연결을 차단하기 위해 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에 개재될 수 있다. 여기서, 절연부재(400)는 다양한 전기적 절연 재질로 제작될 수 있다.다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구조적인 형상 변경을 통해 단전부(300)만이 셀캡(130)에 결합되어 전기적으로 연결되고 버스 바(200)의 다른 부분은 원통형 이차전지 셀(100)로부터 떨어져 전기적으로 연결되지 않도록 마련될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단전부(300)는 버스 바(200)의 중공(210)에 배치될 수 있다. 그리고, 단전부(300)는 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100)을 전기적으로 상호 연결한다. 즉, 단전부(300)는 버스 바(200)의 중공(210)에 배치되어 원통형 이차전지 셀(100)에 결합되고 버스 바(200)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 원통형 이차전지 셀(100)에 예를 들어 과압 또는 과열 등의 이상 현상 발생시 단전부(300)가 버스 바(200)로부터 분리되면 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)과 정상적으로 작동하고 있는 다른 원통형 이차전지 셀(100)들간의 전기적 연결이 끊어질 수 있다. 이때 전술한 바와 같이 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에는 절연부재(400)가 개재될 수 있으므로, 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)은 다른 정상적 원통형 이차전지 셀(100)들과 전기적 연결이 완전히 끊어지며, 정상 작동하고 있는 다른 이차전지 셀들은 안정적으로 계속 작동할 수 있다.
단전부(300)는 원통형 이차전지 셀(100)의 셀캡(130)에 결합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 원통형 이차전지 셀(100) 내부에 가스가 발생하여 내압이 증가하는 경우 전지 케이스(120) 내부의 가스가 셀캡(130)측으로 이동하여 가스의 압력에 의해 셀캡(130)이 분리될 수 있으며, 이때, 셀캡(130)에 결합된 단전부(300)도 가스의 압력에 의해 함께 버스 바(200)로부터 분리될 수 있다(도 4 참조). 이를 위해, 단전부(300)와 버스 바(200)가 연결되는 부분, 예를 들어 후술하는 단전부(300)의 제2 부재(320)는 소정 압력에 끊어질 수 있는 폭을 가진다. 즉, 단전부(300)와 버스 바(200)의 연결 부분이 너무 두꺼우면 전지 케이스(120) 내부의 가스압에 의해 단전부(300)가 분리되지 않을 수 있으므로, 제2 부재(320)는 원통형 이차전지 셀(100) 내부에 발생한 가스압에 의해 단전부(300)가 분리될 수 있을 정도의 폭을 가진다. 다만, 원통형 이차전지 셀(100)의 전체 크기, 전지 케이스(120)에 수용된 전해액의 정도 등 다양한 조건에 따라 원통형 이차전지 셀(100) 내부에서 발생되는 가스의 압력도 달라질 수 있으므로 가스의 압력 범위가 실험적으로 미리 설정될 수 있으며, 각 압력 범위에 대응되도록 제2 부재(320)의 폭의 범위도 실험에 의해 미리 설정될 수 있다.
한편, 단전부(300), 예를 들어 후술하는 단전부(300)의 제2 부재(320)는 원통형 이차전지 셀(100)이 미리 설정된 온도 범위를 초과하여 과열되는 경우 버스 바(200)와의 연결이 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가진다. 즉, 제2 부재(320)의 폭이 좁으면 단위 면적이 감소하여 단위 면적당 저항이 높아지며 과열이 발생되는 경우 높은 저항에 의해 상대적으로 더 높은 열이 발생하면서 제2 부재(320)의 폭이 좁은 부분이 고온에 의해 끊어질 수 있다. 이를 위해 제2 부재(320)는 과열시 끊어질 수 있도록 구리 또는 알루미늄 재질로 마련될 수 있다. 그리고, 제2 부재(320)의 폭은 압력 범위에서와 마찬가지로 실험적으로 설정될 수 있다. 즉, 과열로 설정된 온도 범위에 대응되도록 제2 부재(320)의 폭의 범위도 실험에 의해 미리 설정될 수 있다.
단전부(300)는 제1 부재(310)와, 제2 부재(320)를 포함할 수 있다. 제1 부재(310)는 버스 바(200)의 중공(210)에 배치되어 셀캡(130)에 결합된다. 제1 부재(310)는 셀캡(130)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 셀캡(130)의 단면이 원형이라면 제1 부재(310)의 단면도 원형으로 형성될 수 있다. 다만, 셀캡(130)의 형상과 제1 부재(310)의 형상이 반드시 동일할 필요는 없으며, 제1 부재(310)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제1 부재(310)는 셀캡(130)에 다양한 방식, 예를 들어 용접에 의해 결합될 수 있으며, 이 경우 제1 부재(310)는 셀캡(130)에 통전가능하게 결합된다. 제1 부재(310)는 도 3 및 도 4에서와 같이 대체로 버스 바(200)의 중심부에 배치될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 부재(320)는 다양한 방식 내지 형상을 통해 제1 부재(310)와 버스 바(200)에 각각 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제2 부재(320)는 제1 연결지점(321)과, 제2 연결지점(322)과, 라운드부(323)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 연결지점(321)은 제1 부재(310)에 연결된다. 즉, 제1 연결지점(321)은 제1 부재(310)의 임의의 벽면에 결합될 수 있다. 제2 연결지점(322)은 버스 바(200)에 연결된다. 즉, 제2 연결지점(322)은 버스 바(200)의 임의의 벽면에 결합될 수 있다. 그리고, 라운드부(323)는 제1 연결지점(321)으로부터 라운드지도록 제2 연결지점(322)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 라운드부(323)는 제1 연결지점(321)으로부터 제2 연결지점(322)까지 코일 스프링과 같이 제1 부재(310)의 외측 가장자리를 따라 둥글게 회전하는 형상으로 구성될 수 있다. 이와 같이 제2 부재(320)는 코일 스프링과 같이 둥글게 감아서 형성되는 구조를 가질 수 있으며, 이에 의해 외부의 진동 또는 충격으로부터 유지될 수 있는 효과가 있다. 즉, 제2 부재(320)는 원통형 이차전지 셀(100)에 과압 또는 과열과 같은 이상 현상 발생시 버스 바(200)에서 끊어지도록 구성되지만 원통형 이차전지 셀(100)이 정상적으로 작동할 때는 버스 바(200)에 결합되어 전기적 연결을 유지할 필요가 있다. 하지만, 외부의 진동이나 충격이 제2 부재(320)에 전달되면 좁은 폭을 가지는 제2 부재(320)가 끊어질 수도 있다. 이를 위해 제2 부재(320)를 코일 스프링과 같이 탄성적 성질을 가질 수 있도록 둥글게 회전하는 형상으로 형성하여 외부의 진동이나 충격으로부터 연결이 끊어지지 않고 유지될 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
원통형 이차전지 모듈(10)은 복수의 원통형 이차전지 셀(100)들이 버스 바(200)를 통해 전기적으로 연결된다. 이때, 복수의 원통형 이차전지 셀(100)들 중 적어도 하나에 과압 또는 과열 등의 이상 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우 정상 작동하는 다른 원통형 이차전지 셀(100)들에 악영향을 미칠 수 있으므로 정상 작동 중인 원통형 이차전지 셀(100)들과 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)의 전기적 연결을 끊을 필요가 있다.
단전부(300)는 제1 부재(310)와 제2 부재(320)를 포함할 수 있으며, 제1 부재(310)는 버스 바(200)에 형상된 중공(210)에 배치되어 전지 케이스(120)의 양극 단자(121)에 결합된 셀캡(130)에 결합되고, 제2 부재(320)는 제1 부재(310)의 둘레를 따라 원형으로 둥글게 회전하면서 제1 부재(310)와 버스 바(200)를 전기적으로 연결한다. 그리고, 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에는 절연부재(400)가 개재되어 있다. 여기서, 제2 부재(320)는 과압 또는 과열시 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가지며, 또한 구리 또는 알루미늄 재질로 마련될 수 있다. 원통형 이차전지 셀(100)들 중 적어도 하나에 과압 또는 과열 등의 이상 현상이 발생한 경우 제2 부재(320)는 가스 압력 또는 고온에 의해 버스 바(200)와의 연결 부분이 끊어진다. 그리고, 버스 바(200)와 원통형 이차전지 셀(100) 사이에는 절연부재(400)가 개재되어 있으므로 이상 현상이 발생한 원통형 이차전지 셀(100)과 정상 작동 중인 원통형 이차전지 셀(100)들과의 전기적 연결이 끊어지며, 따라서 전체적으로 원통형 이차전지 모듈(10)의 배터리 안정성이 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈(10)의 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1 실시예에 따른 원통형 이차전지 모듈(10)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예의 경우 제2 부재(320)의 형상에서 제1 실시예와 차이가 있다.
도 5의 제2 실시예는 제1 부재(310)와 버스 바(200)가 직선 형상의 1개의 제2 부재(320)에 의해 연결된다는 점에서 라운드가 형성된 제2 부재(320)를 포함하는 제1 실시예와 차이가 있고, 도 6의 제3 실시예는 제2 실시예의 직선 형상의 제2 부재(320)가 2개 구비되어 서로 대향되는 위치에서 제1 부재(310)와 버스 바(200)를 연결한다는 점에서 제1 실시예 및 제2 실시예와 차이가 있다.
즉, 제1 실시예에서 상술한 바와 같이 단전부(300)는 외부의 진동이나 충격에 대응할 수 있도록 라운드지게 형성되는 제2 부재(320)를 포함하지만, 원통형 이차전지 모듈(10)의 설치 장소에 따라 진동이나 충격 정도가 강하지 않은 경우도 있다. 이러한 환경에서 사용되는 원통형 이차전지 모듈(10)의 경우 제2 실시예 내지 제3 실시예와 같이 직선 형상의 제2 부재(320)를 포함하는 단전부(300)가 구비될 수 있다. 제2 실시예 및 제3 실시예의 직선 형상의 제2 부재(320)는 라운드가 형성된 제1 실시예의 제2 부재(320)보다 가공이 용이하고 적은 재료로 제작이 가능하여 비용 측면에서 유리하다. 따라서, 외부의 진동이나 충격정도에 따라 제1 실시예와, 제2 실시예와, 제3 실시예 중 적절히 선택할 수 있다. 다만, 단전부(300)에 포함되는 직선 형상의 제2 부재(320)의 개수는 제2 실시예 또는 제3 실시예에 한정되는 것은 아니며, 도면에 도시되지는 않았지만 직선 형상의 제2 부재(320)의 개수와 배열은 보다 다양할 수 있다.
이상에서 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.
10 : 원통형 이차전지 모듈 100 : 원통형 이차전지 셀
110 : 전극 조립체 111 : 양극
112 : 세퍼레이터 113 : 음극
120 : 전지 케이스 121 : 양극 단자
130 : 셀캡 200 : 버스 바
210 : 중공 300 : 단전부
310 : 제1 부재 320 : 제2 부재
321 : 제1 연결지점 322 : 제2 연결지점
323 : 라운드부 400 : 절연부재

Claims (8)

  1. 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스와 상기 전지 케이스의 양극 단자에 결합된 셀캡을 구비하는 원통형 이차전지 셀;
    복수의 원통형 이차전지 셀들을 상호 연결하며 중공이 형성된 버스 바; 및
    상기 버스 바의 상기 중공에 배치되어 상기 원통형 이차전지 셀에 결합되고 상기 버스 바에 전기적으로 연결되며, 상기 원통형 이차전지 셀에 이상현상 발생시 상기 버스 바로부터 분리되어 상기 복수의 원통형 이차전지 셀들간의 전기적 연결이 끊어지도록 구성되는 단전부를 포함하는 원통형 이차전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단전부는 상기 원통형 이차전지 셀의 상기 셀캡에 결합된 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버스 바와 상기 원통형 이차전지 셀 사이에 절연부재가 개재된 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단전부는,
    상기 버스 바의 중공에 배치되어 상기 셀캡에 결합되는 제1 부재; 및
    상기 제1 부재와 상기 버스 바에 각각 전기적으로 연결되는 제2 부재를 포함하는 원통형 이차전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 부재는,
    상기 제1 부재에 연결되는 제1 연결지점;
    상기 버스 바에 연결되는 제2 연결지점; 및
    상기 제1 연결지점으로부터 라운드지도록 상기 제2 연결지점에 연결되는 라운드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 부재는 소정 범위의 압력에 의해 상기 버스 바와의 연결이 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 부재는 소정 범위의 온도에서 상기 버스 바와의 연결이 끊어질 수 있도록 미리 설정된 범위의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 부재는 과열시 끊어질 수 있도록 구리 또는 알루미늄 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 모듈.
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