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WO2021080112A1 - 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 Download PDF

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Publication number
WO2021080112A1
WO2021080112A1 PCT/KR2020/008052 KR2020008052W WO2021080112A1 WO 2021080112 A1 WO2021080112 A1 WO 2021080112A1 KR 2020008052 W KR2020008052 W KR 2020008052W WO 2021080112 A1 WO2021080112 A1 WO 2021080112A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating member
sealing
case
battery cell
attaching
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/008052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최종화
박명기
성준엽
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Priority to JP2021544840A priority patent/JP7266934B2/ja
Priority to US17/436,774 priority patent/US20220181728A1/en
Priority to EP20878518.8A priority patent/EP3930081A4/en
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell and a battery module including the same, and more particularly, to a battery cell for securing insulation performance and a battery module including the same.
  • Rechargeable batteries are attracting a lot of attention as an energy source in various product lines such as mobile devices and electric vehicles.
  • Such a secondary battery is a potent energy resource that can replace the use of conventional products that use fossil fuels, and does not generate by-products due to energy use, and thus has been in the spotlight as an eco-friendly energy source.
  • a battery module consisting of at least one battery cell is configured, and other components are added to the battery pack using at least one battery module. How to configure is common.
  • Such a battery cell may include a case accommodating an electrode assembly, an electrode lead protruding from the case at front and rear ends of the case, and a sealing portion formed at an edge of the case.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional battery cell.
  • a conventional battery cell includes a case 10 accommodating an electrode assembly, an electrode lead 11 protruding from the case at the front and rear ends of the case 10, and a first sealing portion formed at both side ends of the case ( 12)
  • the second sealing portion 13 connecting the first sealing portion 12, the first cutting surface 12a formed by cutting the first sealing portion, and the second sealing portion are cut.
  • the formed second cutting surface 13a, the sealing portions and the insulating member 20 covering the cutting surfaces may be included.
  • the conventional insulating member 20 covers only the first cut surface 12a, so that the second cut surface 13a is exposed to the outside. As the second cut surface 13a is exposed to the outside, the cut surface of the case of the battery cell is exposed to the outside, so that the insulation performance of the battery cell may be deteriorated.
  • the problem to be solved of the present invention is to provide a battery cell capable of securing the insulation performance of the battery cell and a battery module including the same.
  • a battery cell and a battery module including the same for realizing the above object includes a case for accommodating an electrode assembly; Electrode leads protruding from the case at front and rear ends of the case; First sealing portions formed at both side ends of the case; A second sealing portion connecting the first sealing portion in the portion where the electrode lead is formed; A first cut surface formed by cutting the first sealing part; A second cut surface formed by cutting the second sealing part; And an insulating member covering the sealing parts and the cut surfaces, wherein the first sealing part is bent in a direction of a first surface of the case, and a main part of the insulating member surrounds the first sealing part and the first cut surface. And the side portion of the insulating member is attached to surround the second sealing portion and the second cut surface.
  • a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes the steps of attaching a side surface of an insulating member to a second sealing portion and a second cutting surface in a form surrounding the surface; Bending the first sealing portion in the direction of the first surface of the case; And attaching the main part of the insulating member in a form surrounding the bent first sealing part and the first cutting surface.
  • the main part of the insulating member and the side part of the insulating member are separated, and the main part and the side part may overlap on the second surface of the case.
  • the second cut surface may be formed to be inclined toward the electrode lead, and a side portion of the insulating member may be formed to protrude to correspond to a cut line of the second cut surface.
  • the main part of the insulating member may be attached to cover the first sealing part, the first cutting surface, and a part of the first surface.
  • the insulating member may be formed of a tape.
  • the main portion of the insulating member and the side portion of the insulating member are separated,
  • a step of attaching a part of the main part of the insulating member to the second surface of the case may be further included.
  • a portion of the main portion of the insulating member excluding a portion attached to the second surface may be attached.
  • a step of attaching a part of the main portion of the insulating member to the second surface of the case may be further included.
  • a portion of the main portion of the insulating member excluding a portion attached to the second surface may be attached.
  • the insulation performance of the battery cell can be increased, and the insulation performance is improved without the addition of other battery module parts by changing the shape of the insulation member or applying an additional insulation member. It provides an effect that can be secured.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional battery module.
  • FIG. 2 is a view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the battery cell of FIG. 2 inverted.
  • FIG. 4 is a view showing part A of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which a side portion is attached to a second sealing portion and a second cut surface in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the main part is attached to the curved first sealing part and the first cut surface in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view showing part A of FIG. 2 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which a side portion of FIG. 7 is attached in a form surrounding a second sealing portion and a second cutting surface.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the main part is attached to the first sealing part bent in FIG. 8 and wrapped around the first cut surface.
  • FIG. 2 is a view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a view showing the battery cell of FIG. 2 inverted.
  • a battery cell according to an embodiment of the present invention includes a case 100 accommodating an electrode assembly, and an electrode lead 110 protruding from the case 100 at the front and rear ends of the case 100. ), the first sealing part 120 formed on both side ends of the case 100, the second sealing part 130 connecting the first sealing part 120, the first sealing in the part where the electrode lead 110 is formed
  • the portion 120 includes a first cutting surface 121 formed by cutting the second sealing portion and a second cutting surface 131 formed by cutting the second sealing portion.
  • the electrode assembly may be composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator.
  • the case 100 is for packaging the electrode assembly, and may be formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
  • the electrode lead 110 may be electrically connected to the electrode assembly. These electrode leads 110 may be provided as a pair.
  • a battery cell according to an embodiment of the present invention has a structure in which two electrode leads 110 face each other and protrude from both ends of the case 100.
  • the sealing parts 120 and 130 may be formed flat on the edge of the case 100.
  • the first surface 100a and the second surface 100b forming the case 100 may be bonded to each other in the sealing portions 120 and 130.
  • the first surface 100a and the second surface 100b may be sealed by a method such as thermal fusion. Through this, electrical connection between the electrode assembly accommodated in the sealing unit and the outside may be blocked.
  • the sealing parts 120 and 130 may be formed of a first sealing part 120 and a second sealing part 130.
  • the first sealing part 120 may be formed on both side ends of the case 100 on which the electrode lead 110 is not formed.
  • the second sealing part 130 may be formed to connect the first sealing part 120 at a portion where the electrode lead 110 is formed. Both the first and second sealing portions 120 and 130 are formed on the rim of the case 100 to insulate the electrode assembly inside the case 100 from the outside.
  • a first cut surface 121 may be formed at an end of the first sealing part 120 and a second cut surface 131 may be formed at an end of the second sealing part 130.
  • the first and second sealing parts 120 and 130 are formed by bonding the first and second surfaces 100a and 100b of the case 100 to each other, and the ends of the first and second sealing parts 120 and 130
  • the cut surfaces 121 and 131 formed by cutting the bonded first surface 100a and the second surface 100b together may be formed. Since electrical connection between the electrode assembly and the outside may be made through the cut surfaces 121 and 131, the cut surfaces may be covered through an insulating member to be described later to block electrical connection between the electrode assembly and the outside.
  • FIG. 4 is a view showing part A of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which a side portion is attached to a second sealing portion and a second cut surface in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the main part is attached to the curved first sealing part and the first cut surface in FIG. 5.
  • a battery cell according to an embodiment of the present invention includes an insulating member 200 covering the sealing portions 120 and 130 and the cut surfaces 121 and 131, and a first
  • the sealing part 120 is bent in the direction of the first surface 100a of the case 100, and the main part 210 of the insulating member 200 surrounds the first sealing part 120 and the first cutting surface 121 It is attached in a form, and the side part 220 of the insulating member 200 is attached in a form surrounding the second sealing part 130 and the second cutting surface 131.
  • the main part 210 of the insulating member 200 may be attached to cover a part of the first sealing part 120, the first cutting surface 121, and the first surface 100a. have.
  • the insulating member 200 covers not only the bent part of the first sealing part 120 but also a part of the first surface 100a meeting the bent first sealing part 120, so that the first cut surface It is possible to fundamentally block the deterioration of insulation performance through (121).
  • the insulating member 200 may be formed of a tape, but is not limited thereto, and the cut surfaces may be covered through various insulating members.
  • the side portion 220 is formed on the insulating member 200, and the side portion 220 covers the second cut surface 131 formed on the second sealing portion 130, so that the battery cell Insulation performance between the module and the frame can be improved.
  • the second cutting surface 131 is formed to be inclined toward the electrode lead 110, and the side portion 220 of the insulating member 200 corresponds to the cutting line of the second cutting surface 131. It can be formed to protrude.
  • the side part 220 is formed to correspond to the second cut surface 131 formed in a direction different from the main part 210, and the second cut surface 131 corresponding to the side part 220 By being able to cover easily, it is possible to provide an effect of simplifying the process of attaching the insulating member to the second cut surface.
  • FIG. 7 is a view showing part A of FIG. 2 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a state in which a side portion of FIG. 7 is attached in a form surrounding a second sealing portion and a second cutting surface.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the main part is attached to the first sealing part bent in FIG. 8 and wrapped around the first cut surface.
  • a battery cell according to another exemplary embodiment of the present invention may be formed by separating a main part 210 ′ and a side part 220 ′ of the insulating member 200. Accordingly, the main part 210 ′ may be attached to the first cut surface 121 of the first sealing part 120, and the side part 220 ′ may be attached to the second cut surface 131 of the second sealing part 130, respectively. In addition, the main part 210 ′ and the side part 220 ′ may overlap on the second surface 100b of the case.
  • the battery cell according to an embodiment of the present invention is in the form of enclosing the side portion 220 of the insulating member 200 around the second sealing portion 130 and the second cut surface 131.
  • Attaching (FIG. 5), bending the first sealing part 120 in the direction of the first surface 100a of the case 100, and bending the main part 210 of the insulating member 200 Attaching to the portion 120 and the first cut surface 121 in a form of wrapping (FIG. 6) is sequentially performed.
  • the main of the insulating member 200 A step of attaching a part of the part 210 to the second surface 100b of the case 100 (FIG. 4) may be further included.
  • the main part 210 of the insulating member 200 It is possible to attach parts other than the part attached to the second side of the middle.
  • a battery cell according to another exemplary embodiment of the present invention may be formed by separating a main part 210 ′ and a side part 220 ′ of the insulating member 200.
  • Bending in the direction of the first surface 100a attaching the main part 210 ′ of the insulating member 200 in a form surrounding the bent first sealing part 120 and the first cutting surface 121 (Fig. 9) can be sequentially performed.
  • the main part 210 of the insulating member 200 after the step of attaching the side surface of the insulating member 200 in a form surrounding the second sealing part 130 and the second cutting surface 131, the main part 210 of the insulating member 200 ') A step of attaching a part to the second surface 100b of the case 100 (FIG. 8) may be further included. At this time, in the step of attaching the main part 210 ′ of the insulating member 200 in a form surrounding the bent first sealing part 120 and the first cutting surface 121, the main part 210 of the insulating member 200 ), except for the part attached to the second side, can be attached.
  • the battery cells described above may be included in a battery module, and these battery modules may be included in a battery pack.
  • the battery pack may have a structure in which one or more battery modules according to the present embodiment are collected and a battery management system (BMS) that manages the temperature or voltage of the battery, and a cooling device are added and packed.
  • BMS battery management system
  • the battery pack can be applied to various devices.
  • a device may be applied to a vehicle such as an electric bicycle, an electric vehicle, or a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto and may be applied to various devices capable of using a battery module, and this also falls within the scope of the present invention. .

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Abstract

본 발명은 절연 성능을 확보하는 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 전후단에서 상기 케이스로부터 돌출 형성된 전극 리드; 상기 케이스의 양측단에 형성된 제1 실링부; 상기 전극 리드가 형성된 부분에서, 상기 제1 실링부를 연결하는 제2 실링부; 상기 제1 실링부가 절단되어 형성된 제1 절단면; 상기 제2 실링부가 절단되어 형성된 제2 절단면; 및 상기 실링부들과 상기 절단면들을 커버하는 절연 부재를 포함하고, 상기 제1 실링부는 상기 케이스의 제1 면 방향으로 절곡되고, 상기 절연 부재의 메인부는 상기 제1 실링부 및 제1 절단면을 감싸는 형태로 부착되며, 상기 절연 부재의 측면부는 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면을 감싸는 형태로 부착된다.

Description

전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2019년 10월 24일자 한국 특허 출원 제10-2019-0133048호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연 성능을 확보하는 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 모바일 기기 및 전기 자동차 등의 다양한 제품군에서 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존 제품의 사용을 대체할 수 있는 유력한 에너지 자원으로서, 에너지 사용에 따른 부산물이 발생하지 않아 친환경 에너지원으로서 각광받고 있다.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 전지셀은 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 전후단에서 케이스로부터 돌출 형성된 전극 리드, 케이스의 테두리에 형성된 실링부를 포함할 수 있다.
도 1은 종래 전지셀을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 종래 전지셀은, 전극 조립체를 수용하는 케이스(10), 케이스(10)의 전후단에서 케이스로부터 돌출 형성된 전극 리드(11), 케이스의 양측단에 형성된 제1 실링부(12), 전극 리드(11)가 형성된 부분에서, 제1 실링부(12)를 연결하는 제2 실링부(13), 제1 실링부가 절단되어 형성된 제1 절단면(12a), 제2 실링부가 절단되어 형성된 제2 절단면(13a), 실링부들과 절단면들을 커버하는 절연 부재(20)를 포함할 수 있다.
이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 절연 부재(20)가 제1 절단면(12a)만을 커버함으로써, 제2 절단면(13a)이 외부로 노출되게 된다. 제2 절단면(13a)이 외부로 노출됨에 따라, 전지셀의 케이스 절단면이 외부로 노출되게 되어, 전지셀의 절연 성능이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전지셀의 절연 성능을 확보할 수 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈은, 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 전후단에서 상기 케이스로부터 돌출 형성된 전극 리드; 상기 케이스의 양측단에 형성된 제1 실링부; 상기 전극 리드가 형성된 부분에서, 상기 제1 실링부를 연결하는 제2 실링부; 상기 제1 실링부가 절단되어 형성된 제1 절단면; 상기 제2 실링부가 절단되어 형성된 제2 절단면; 및 상기 실링부들과 상기 절단면들을 커버하는 절연 부재를 포함하고, 상기 제1 실링부는 상기 케이스의 제1 면 방향으로 절곡되고, 상기 절연 부재의 메인부는 상기 제1 실링부 및 제1 절단면을 감싸는 형태로 부착되며, 상기 절연 부재의 측면부는 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면을 감싸는 형태로 부착된다.
또한 상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 제조 방법은, 절연 부재의 측면부를 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계; 제1 실링부를 케이스의 제1 면 방향으로 절곡하는 단계; 및 절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계를 포함한다.
상기 절연 부재의 메인부와 상기 절연 부재의 측면부는 분리되어 있고, 상기 케이스의 제2 면 상에서 상기 메인부와 상기 측면부는 중첩될 수 있다.
상기 제2 절단면은 상기 전극 리드를 향해 경사지게 형성되고, 상기 절연 부재의 측면부는 상기 제2 절단면의 절단 라인과 대응되도록 돌출 형성될 수 있다.
상기 절연 부재의 메인부는 상기 제1 실링부, 제1 절단면 및 상기 제1 면의 일부를 커버하도록 부착될 수 있다.
상기 절연 부재는 테이프로 형성될 수 있다.
상기 절연 부재의 메인부와 상기 절연 부재의 측면부는 분리되어 있고,
상기 절연 부재의 측면부를 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계 후, 상기 절연 부재의 메인부 일부를 케이스의 제2 면에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 상기 절연 부재의 메인부 중 상기 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착할 수 있다.
상기 절연 부재의 측면부를 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계 전, 상기 절연 부재의 메인부 일부를 케이스의 제2 면에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 상기 절연 부재의 메인부 중 상기 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈은, 전지셀의 절연 성능이 증대될 수 있고, 절연 부재의 형상 변경 또는 추가 절연 부재 적용으로 기타 전지 모듈 부품의 추가 없이도 절연 성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 전지셀을 뒤집어 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A부분을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 측면부가 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에서 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착한 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 A 부분을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에서 측면부가 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에서 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착한 모습을 나타낸 도면이다.
이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 전지셀을 뒤집어 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극 조립체를 수용하는 케이스(100), 케이스(100)의 전후단에서 케이스(100)로부터 돌출 형성된 전극 리드(110), 케이스(100)의 양측단에 형성된 제1 실링부(120), 전극 리드(110)가 형성된 부분에서, 제1 실링부(120)를 연결하는 제2 실링부(130), 제1 실링부(120)가 절단되어 형성된 제1 절단면(121), 제2 실링부가 절단되어 형성된 제2 절단면(131)을 포함한다.
전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 케이스(100)는 전극 조립체를 패키징하기 위한 것으로, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
전극 리드(110)는 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전극 리드(110)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 두개의 전극 리드(110)가 서로 대향하여 케이스(100)의 양단부로부터 돌출되어 있는 구조를 갖는다.
실링부(120, 130)는 케이스(100)의 테두리에서 편평하게 형성될 수 있다. 실링부(120, 130)에서 케이스(100)를 형성하는 제1 면(100a) 및 제2 면(100b)이 접합할 수 있다. 실링부(120, 130)는 제1 면(100a)과 제2 면(100b)이 열융착 등의 방법으로 실링될 수 있다. 이를 통해, 실링부 내부에 수납된 전극 조립체와 외부와의 전기적 연결이 차단될 수 있다.
실링부(120, 130)는 제1 실링부(120) 및 제2 실링부(130)로 형성될 수 있다. 제1 실링부(120)는 전극 리드(110)가 형성되지 않은, 케이스(100)의 양측단에 형성될 수 있다. 제2 실링부(130)는 전극 리드(110)가 형성된 부분에서 제1 실링부(120)를 연결하도록 형성될 수 있다. 제1,2 실링부(120, 130) 모두 케이스(100)의 테두리에 형성되어, 케이스(100) 내부의 전극 조립체를 외부로부터 절연시킬 수 있다.
제1 실링부(120)의 끝단에는 제1 절단면(121)이, 제2 실링부(130)의 끝단에는 제2 절단면(131)이 형성될 수 있다. 제1,2 실링부(120, 130)는 케이스(100)의 제1 면(100a)과 제2 면(100b)이 접합되어 형성된 구조로서, 제1,2 실링부(120, 130)의 끝단에는 접합된 제1 면(100a)과 제2 면(100b)이 함께 절단됨으로써 형성된 절단면(121, 131)이 형성될 수 있다. 이러한 절단면(121, 131)을 통해 전극 조립체와 외부와의 전기적 연결이 이루어 질 수 있으므로, 후술할 절연 부재를 통해 절단면들을 커버하여 전극 조립체와 외부와의 전기적 연결을 차단시킬 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 부재가 부착된 전지셀에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A부분을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에서 측면부가 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착된 모습을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5에서 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착한 모습을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 실링부들(120, 130)과 절단면들(121, 131)을 커버하는 절연 부재(200)를 포함하고, 제1 실링부(120)는 케이스(100)의 제1 면(100a) 방향으로 절곡되고, 절연 부재(200)의 메인부(210)는 제1 실링부(120) 및 제1 절단면(121)을 감싸는 형태로 부착되며, 절연 부재(200)의 측면부(220)는 제2 실링부(130) 및 제2 절단면(131)을 감싸는 형태로 부착된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 절연 부재(200)의 메인부(210)는, 제1 실링부(120), 제1 절단면(121) 및 제1 면(100a)의 일부를 커버하도록 부착될 수 있다. 이를 통해, 제1 실링부(120)의 절곡된 부분뿐만 아니라, 절곡된 제1 실링부(120)와 만나는 제1 면(100a)의 일부까지 절연 부재(200)가 커버하도록 함으로써, 제1 절단면(121)을 통한 절연 성능의 저하를 원천적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 부재(200)는 테이프로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 다양한 절연 부재를 통해 절단면들을 커버할 수 있다.
종래에는 본 발명의 절연 부재(200)의 메인부(210)만을 통해 제1 실링부(120)만을 커버함으로써, 제2 실링부(130)에 형성된 제2 절단면(131)이 외부에 노출되어, 모듈 프레임과의 절연 성능이 저하될 수 있었다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 부재(200)에 측면부(220)가 형성되고, 측면부(220)가 제2 실링부(130)에 형성된 제2 절단면(131)을 커버하여, 전지셀과 모듈 프레임 간의 절연 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 절단면(131)은 전극 리드(110)를 향해 경사지게 형성되고, 절연 부재(200)의 측면부(220)는 제2 절단면(131)의 절단 라인과 대응되도록 돌출 형성될 수 있다. 종래 제2 절단면을 커버하기 위하여, 기존 절연 부재의 측면을 접는 방식으로 제2 절단면을 커버하려는 시도가 있었으나, 단차가 형성된 케이스 구조 및 절곡으로 인해 형성된 복잡한 절단 라인으로 인해 절연 부재의 부착 공정에 어려움이 있었다. 그러나 본 발명의 일 실시예와 같이 측면부(220)가 메인부(210)와 다른 방향으로 형성된 제2 절단면(131)과 대응되도록 형성되고, 이러한 측면부(220)가 대응된 제2 절단면(131)을 손쉽게 커버할 수 있게 됨으로써, 제2 절단면의 절연 부재 부착 공정이 단순화 되는 효과를 제공할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 부재가 부착된 전지셀에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 A 부분을 나타낸 도면이다. 도 8은 도 7에서 측면부가 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착된 모습을 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8에서 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착한 모습을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지셀은, 절연 부재(200)의 메인부(210’)와 측면부(220’)는 분리되어 형성될 수 있다. 따라서, 메인부(210’)는 제1 실링부(120)의 제1 절단면(121)에, 측면부(220’)는 제2 실링부(130)의 제2 절단면(131)에 각각 부착될 수 있고, 메인부(210’)와 측면부(220’)는 케이스의 제2 면(100b) 상에서 중첩될 수 있다.
상술한 내용 이외의 내용은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀과 동일하다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 부재가 부착된 전지셀의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 절연 부재(200)의 측면부(220)를 제2 실링부(130) 및 제2 절단면(131)에 감싸는 형태로 부착하는 단계(도 5), 제1 실링부(120)를 케이스(100)의 제1 면(100a) 방향으로 절곡하는 단계 및 절연 부재(200)의 메인부(210)를 절곡된 제1 실링부(120) 및 제1 절단면(121)에 감싸는 형태로 부착하는 단계(도 6)를 순차적으로 진행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 부재(200)의 측면부(220)를 제2 실링부(130) 및 제2 절단면(131)에 감싸는 형태로 부착하는 단계 전, 절연 부재(200)의 메인부(210) 일부를 케이스(100)의 제2 면(100b)에 부착하는 단계(도 4)를 더 포함할 수 있다. 이때, 절연 부재(200)의 메인부(210)를 절곡된 제1 실링부(120) 및 제1 절단면(121)에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 절연 부재(200)의 메인부(210) 중 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 부재가 부착된 전지셀의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지셀은, 절연 부재(200)의 메인부(210’)와 측면부(220’)는 분리되어 형성될 수 있다. 또한 절연 부재(200)의 측면부(220’)를 제2 실링부(130) 및 제2 절단면(131)에 감싸는 형태로 부착하는 단계(도 7), 제1 실링부(120)를 케이스(100)의 제1 면(100a) 방향으로 절곡하는 단계, 절연 부재(200)의 메인부(210’)를 절곡된 제1 실링부(120) 및 제1 절단면(121)에 감싸는 형태로 부착하는 단계(도 9)를 순차적으로 진행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절연 부재(200)의 측면부를 제2 실링부(130) 및 제2 절단면(131)에 감싸는 형태로 부착하는 단계 후, 절연 부재(200)의 메인부(210’) 일부를 케이스(100)의 제2 면(100b)에 부착하는 단계(도 8)를 더 포함할 수 있다. 이때, 절연 부재(200)의 메인부(210’)를 절곡된 제1 실링부(120) 및 제1 절단면(121)에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 절연 부재(200)의 메인부(210) 중 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착할 수 있다.
앞에서 설명한 전지셀은 전지 모듈에 포함될 수 있으며, 이러한 전지 모듈들은 전지팩에 포함될 수 있다. 전지팩은, 본 실시예에 따른 전지 모듈을 하나 이상 모아서 전지의 온도나 전압 등을 관리해 주는 전지 관리시스템(Battery Management System; BMS)과 냉각 장치 등을 추가하여 패킹한 구조일 수 있다.
상기 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
부호의 설명
100: 케이스
100a: 제1 면
100b: 제2 면
110: 전극 리드
120: 제1 실링부
121: 제1 절단면
130: 제2 실링부
131: 제2 절단면
200: 절연 부재
210, 210’: 메인부
220, 220’: 측면부

Claims (11)

  1. 전극 조립체를 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 전후단에서 상기 케이스로부터 돌출 형성된 전극 리드;
    상기 케이스의 양측단에 형성된 제1 실링부;
    상기 전극 리드가 형성된 부분에서, 상기 제1 실링부를 연결하는 제2 실링부;
    상기 제1 실링부가 절단되어 형성된 제1 절단면;
    상기 제2 실링부가 절단되어 형성된 제2 절단면; 및
    상기 실링부들과 상기 절단면들을 커버하는 절연 부재를 포함하고,
    상기 제1 실링부는 상기 케이스의 제1 면 방향으로 절곡되고, 상기 절연 부재의 메인부는 상기 제1 실링부 및 제1 절단면을 감싸는 형태로 부착되며,
    상기 절연 부재의 측면부는 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면을 감싸는 형태로 부착되는 전지셀.
  2. 제1항에서,
    상기 절연 부재의 메인부와 상기 절연 부재의 측면부는 분리되어 있고, 상기 케이스의 제2 면 상에서 상기 메인부와 상기 측면부는 중첩되는 전지셀.
  3. 제1항에서,
    상기 제2 절단면은 상기 전극 리드를 향해 경사지게 형성되고, 상기 절연 부재의 측면부는 상기 제2 절단면의 절단 라인과 대응되도록 돌출 형성된 전지셀.
  4. 제1항에서,
    상기 절연 부재의 메인부는 상기 제1 실링부, 제1 절단면 및 상기 제1 면의 일부를 커버하도록 부착되는 전지셀.
  5. 제1항에서,
    상기 절연 부재는 테이프로 형성되는 전지셀.
  6. 절연 부재의 측면부를 제2 실링부 및 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계;
    제1 실링부를 케이스의 제1 면 방향으로 절곡하는 단계; 및
    절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계를 포함하는 전지셀의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 절연 부재의 메인부와 상기 절연 부재의 측면부는 분리되어 있고,
    상기 절연 부재의 측면부를 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계 후, 상기 절연 부재의 메인부 일부를 케이스의 제2 면에 부착하는 단계를 더 포함하는 전지셀의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 상기 절연 부재의 메인부 중 상기 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착하는 전지셀의 제조 방법.
  9. 제6항에서,
    상기 절연 부재의 측면부를 상기 제2 실링부 및 상기 제2 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계 전, 상기 절연 부재의 메인부 일부를 케이스의 제2 면에 부착하는 단계를 더 포함하는 전지셀의 제조 방법.
  10. 제9항에서
    상기 절연 부재의 메인부를 절곡된 제1 실링부 및 제1 절단면에 감싸는 형태로 부착하는 단계에서, 상기 절연 부재의 메인부 중 상기 제2 면에 부착된 부분을 제외한 부분을 부착하는 전지셀의 제조 방법.
  11. 제1항에 따른 전지셀을 포함하는 전지 모듈.
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