KR101726298B1 - Secondary battery module for controlling foaming direction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전극 조립체 및 이를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 내부에 소정 크기의 제1 발포백이 마련되고, 상기 제1 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 제1 발포백이 마련된 케이스 내면에, 발포시 상기 제1 발포백의 일부를 감싸도록 배치된 제1 프레임을 포함함으로써, 발포백의 발포에 의해 전지의 내부의 온도 상승에 따른 폭발의 위험성을 미연에 차단하여 전지의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 발포 방향을 제어함으로써, 발포백에서 발포된 발포제가 전지의 전극 탭이나 벤팅부 등으로 발포되지 않도록하여 전지의 성능 저하 없이 효과적으로 전지 내부의 온도 상승을 제어할 수 있는 이차 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery module, and more particularly, to a secondary battery module including an electrode assembly and a case for accommodating the electrode assembly, wherein a first foam bag of a predetermined size is provided inside the case, And a first frame arranged to surround a part of the first foam bag at the time of foaming is provided on the inner surface of the case provided with the first foam bag so that the risk of explosion due to the temperature rise inside the battery due to foaming of the foam bag is not known The foaming agent foamed in the foam bag can be prevented from foaming into the electrode tab or the venting portion of the battery, thereby effectively raising the temperature inside the battery without deteriorating the performance of the battery. To a secondary battery module.
Description
본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery module.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0031158호(2014.03.12)에 개시되어 있다.
The technology of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0031158 (Apr.
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본 발명은 내부에 발포 방향이 제어된 발포백를 구비함으로써, 전지의 안정성을 향상시킨 이차 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a secondary battery module having improved stability of a battery by providing a foam bag whose foam direction is controlled inside.
본 발명은 전극 조립체 및 이를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 내부에 소정 크기의 제1 발포백이 마련되고, 상기 제1 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 케이스 내부에, 발포시 상기 제1 발포백의 일부를 감싸도록 배치된 제1 프레임을 포함하는, 이차 전지 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode assembly and a case for accommodating the electrode assembly, wherein a first foam bag of a predetermined size is provided in the case, and in order to control the foaming direction of the first foam bag, And a first frame arranged to surround a part of one foam bag.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 제1 발포백은 발포제를 포함하는 것이다. In the secondary battery module according to the present invention, the first foam bag includes a foaming agent.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 제1 프레임은 적어도 하나의 직선 또는 곡선 및 이들의 조합의 형태로 형성된 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, the first frame is formed in at least one straight line, a curved line, and a combination thereof.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 제1 프레임은 말단에 제1 발포백 측으로 꺽인 절곡부를 포함하는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, the first frame includes a bent portion bent toward the first foam bag side at the end.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 케이스의 일측에, 가스를 배출하기 위한 벤팅부를 더 포함하는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, a venting part for discharging gas is further provided on one side of the case.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 케이스의 내부에, 상기 벤팅부와 이격되어 제2 발포백이 더 마련되고, 상기 제2 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 벤팅부와 제2 발포백 사이에 제2 프레임을 더 포함하는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, a second foam bag is further provided inside the case, the second foam bag being spaced apart from the venting part. In order to control the foaming direction of the second foam bag, the venting part and the second foam bag And a second frame between the first frame and the second frame.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 전극 조립체는 그 일부가 케이스 외부로 돌출된 전극탭을 포함하고, 상기 케이스 내부에, 상기 전극탭과 이격되어 제3 발포백이 더 마련되고, 상기 제3 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 전극탭과 제3 발포백 사이에 제3 프레임을 더 포함하는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, the electrode assembly may include an electrode tab protruding to the outside of the case, a third foam bag spaced apart from the electrode tab, And a third frame between the electrode tab and the third foam bag to control the foaming direction of the foam bag.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 전극탭은 양극탭 및 음극탭이며, 상기 양극탭과 음극탭은 케이스에서 동일한 방향으로 돌출되는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, the electrode tab is a positive electrode tab and a negative electrode tab, and the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in the same direction in the case.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 전극탭은 양극탭 및 음극탭이며, 상기 양극탭과 음극탭은 케이스에서 각각 반대 방향으로 돌출되는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, the electrode tab is a positive electrode tab and the negative electrode tab, and the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in opposite directions from the case.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈에 있어서, 상기 케이스는 복수 개이며, 각각의 케이스 사이의 적어도 한 곳에 제4 발포백이 더 마련되는 것이다.In the secondary battery module according to the present invention, a plurality of the cases are provided, and at least one fourth foam bag is further provided between the respective cases.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈은 내부에 발포백를 포함함으로써, 전지의 내부의 온도 상승에 따른 폭발의 위험성을 미연에 차단하여 전지의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.The secondary battery module according to the present invention includes the foam bag therein to prevent the explosion due to the temperature rise inside the battery, thereby further improving the stability of the battery.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈은 발포백의 발포 방향을 제어하는 프레임을 구비함으로써, 발포백이 전지의 전극탭이나 벤팅부 등으로 발포되지 않도록하여 전지의 성능 저하 없이 효과적으로 전지 내부 온도 상승을 제어할 수 있다.The secondary battery module according to the present invention includes a frame for controlling the foaming direction of the foam bag so that the foam bag is not foamed to the electrode tab or the venting portion of the battery so that the internal temperature rise of the battery can be effectively controlled without deteriorating the performance of the battery .
본 발명에 따른 이차 전지 모듈은 종래 사용되던 단열막 대비 상대적으로 작은 크기의 발포백를 사용하므로, 단열막 대비 전지 내의 점유율이 낮아 공간 효율이 우수하다.Since the secondary battery module according to the present invention uses a relatively small size foam bag as compared with the conventional heat insulating film, the space efficiency in the battery is low compared to the heat insulating film, and thus the space efficiency is excellent.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈에서 벤팅부를 포함하는 경우의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈에서 각 전극탭이 접합된 경우의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈에서 각 케이스 외부에 발포백을 포함하는 경우의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a schematic view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a schematic cross-sectional view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.
3 schematically illustrates a configuration of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention including a venting part.
FIG. 4 is a schematic view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a secondary battery module according to an embodiment of the present invention, which includes a foam bag outside each case.
본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전극 조립체 및 이를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 내부에 소정 크기의 제1 발포백이 마련되고, 상기 제1 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 제1 발포백이 마련된 케이스 내면에, 발포시 상기 제1 발포백의 일부를 감싸도록 배치된 제1 프레임을 포함함으로써, 발포백의 발포에 의해 전지의 내부의 온도 상승에 따른 폭발의 위험성을 미연에 차단하여 전지의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 발포 방향을 제어함으로써, 발포백에서 발포된 발포제가 전지의 전극 탭이나 벤팅부 등으로 발포되지 않도록하여 전지의 성능 저하 없이 효과적으로 전지 내부의 온도 상승을 제어할 수 있는 이차 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery module, and more particularly, to a secondary battery module including an electrode assembly and a case for accommodating the electrode assembly, wherein a first foam bag of a predetermined size is provided inside the case, And a first frame arranged to surround a part of the first foam bag at the time of foaming is provided on the inner surface of the case provided with the first foam bag so that the risk of explosion due to the temperature rise inside the battery due to foaming of the foam bag is not known The foaming agent foamed in the foam bag can be prevented from foaming into the electrode tab or the venting portion of the battery, thereby effectively raising the temperature inside the battery without deteriorating the performance of the battery. To a secondary battery module.
이하, 본 발명에 따른 이차 전지 모듈을 첨부된 도 1 내지 5 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 구현예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, a secondary battery module according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. It is to be noted that the following drawings attached hereto illustrate preferred embodiments of the present invention and together with the contents of the above described invention serve to further understand the technical idea of the present invention, And shall not be construed as limited to such matters.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈(10)의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 1 schematically illustrates a configuration of a
본 발명에서 "모듈"이란, 전극 조립체 및 이를 수용하는 케이스를 포함하는 전지 셀 하나를 의미하며, 이외에도 상기 구조의 전지 셀이 복수 개로 결합된 형태(직렬 또는 병렬로 연결한 형태)를 모두 포함하는 개념이다(도 1 및 도 5 참조).The term "module" in the present invention means a battery cell including an electrode assembly and a case for accommodating the same, and includes a plurality of battery cells of the above structure (connected in series or in parallel) (See Figures 1 and 5).
본 발명에 따른 이차 전지 모듈(10)은 전극 조립체(100) 및 이를 수용하는 케이스(200)를 포함하며, 상기 케이스(200)의 내부에는 소정 크기의 발포백(300: 300(a), 300(b), 300(c)) 및 상기 발포백(300)의 발포 방향을 제어하기 위한 프레임(400: 400(a) 400(b), 400(c))을 포함한다.The
본 발명에 따른 이차 전지 모듈(10)은 전지 내부 온도가 급격히 상승되는 경우(예를 들어, 전지 내부에 누적된 열에 의한 온도 상승 또는 케이스의 관통으로 인한 온도 상승 등), 발포백(300)에서 프레임(400)에 의해 제어된 방향으로 발포제를 발포시켜, 온도가 상승된 부분에서 열 전달을 차단하여 전지의 폭발을 미연에 방지할 수 있게 한다.The
전극 조립체(100)In the
본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 이차 전지에 적용되는 통상적인 구조로서, 양극판, 음극판, 이들을 절연하기 위해 양극판과 음극판 사이에 개재된 분리막 및 양극판과 음극판 각각에 전기적으로 연결된 전극탭을 포함할 수 있다.The
이들은 양극판, 분리막, 음극판이 순차로 배치되어 일방향으로 와인딩 되거나, 다수장의 양극판, 분리막, 음극판이 반복적으로 적층된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode plate, the separator plate, and the negative electrode plate may be sequentially disposed and wound in one direction, or a plurality of positive electrode plates, separator plates, and negative electrode plates may be repeatedly laminated. However, the present invention is not limited thereto.
상기 양극판 및 음극판에는 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅되어 있으며, 상기 양극 활물질은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 본 발명이 리튬 이차 전지인 경우, 상기 양극 활물질은 리튬 계열의 활물질이며, 구체적으로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4,V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 리튬 망간 복합 산화물; 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode active material and the negative electrode active material are respectively coated on the positive electrode plate and the negative electrode plate. The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. For example, when the present invention is a lithium secondary battery, Specifically, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site type lithium nickel oxide; Lithium manganese complex oxide; And the like, but the present invention is not limited thereto.
상기 음극 활물질은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 한정되지 않으나, 구체적으로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬과 다른 원소의 합금, 규소 또는 주석 등이 사용될 수 있다. 비결정질 탄소로는 하드카본, 코크스, 1500℃ 이하에서 소성한 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead: MCMB), 메조페이스피치계 탄소섬유(mesophase pitch-based carbon fiber: MPCF) 등이 있다. 결정질 탄소로는 흑연계 재료가 있으며, 구체적으로는 천연흑연, 흑연화 코크스, 흑연화 MCMB, 흑연화 MPCF 등이 있다. 리튬과 합금을 이루는 다른 원소로는 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Specifically, carbonaceous materials such as crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, and carbon fiber, lithium metal, alloy of lithium and other elements, silicon or tin Etc. may be used. Examples of the amorphous carbon include hard carbon, coke, mesocarbon microbead (MCMB) calcined at 1500 ° C or less, and mesophase pitch-based carbon fiber (MPCF). The crystalline carbon is a graphite-based material, specifically natural graphite, graphitized coke, graphitized MCMB, and graphitized MPCF. Other elements constituting the alloy with lithium include, but are not limited to, aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium or indium.
상기 분리막은 소재는 절연 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 양극판과 음극판 사이에 이온이 통화할 수 있도록 다공성 막으로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 구체적으로 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. The separator is not particularly limited as long as the separator is made of an insulating material, and it is preferable that the separator is made of a porous membrane so that ions can communicate between the anode and the cathode. For example, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength Can be used. Specifically, olefin-based polymers such as polypropylene having chemical resistance and hydrophobicity; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used.
전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 름이나 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoridehexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 필름일 수 있다.When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane. Preferably, the film is made of a polyethylene film, a polypropylene film, or a combination of these films, such as a polyvinylidene fluoride, a polyethylene oxide, a polyacrylonitrile, or a poly And a polymer film such as polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 비수 전해액을 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 비수 전해액은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극 조립체에 주입하여 이차전지로 제조된다. The secondary battery according to the present invention may further comprise a non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte is injected into an electrode assembly composed of an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode to manufacture the secondary battery.
상기 비수 전해액은 전해질인 리튬염과 유기 용매를 포함하며, 리튬염은 리튬 이차전지용 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 유기 용매로는 대표적으로 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로푸란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 사용될 수 있다.The non-aqueous electrolyte includes a lithium salt as an electrolyte and an organic solvent. The lithium salt may be any of those conventionally used in an electrolyte for a lithium secondary battery. Examples of the organic solvent include propylene carbonate (PC), ethylene Examples of the solvent include ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, A mixture of two or more selected from the group consisting of methoxyethane, ethoxyethane, diethoxyethane, vinylene carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite and tetrahydrofuran, or a mixture of two or more thereof.
케이스(200)The case (200)
본 발명의 일 구현예에 따른 케이스(200)는 내부에 상기 전극 조립체(100)를 수용하는 것으로서, 그 형상은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 캔을 사용한 원통형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등의 형상일 수 있다The
본 발명의 일 구현에예 따르면, 상기 케이스(200)의 내부(200(a))에는 제1 발포백(300(a))이 마련된다. According to an embodiment of the present invention, a first bubble bag 300 (a) is provided inside the case 200 (200 (a)).
상기 케이스(200)에서 제1 발포백(300(a))이 마련되는 위치는 케이스 내부에서 열 전달을 효과적으로 차단하기 위한 위치라면 특별히 한정되지 않으며, 내부 어느 부분에도 형성될 수 있다. The position where the first foam bag 300 (a) is provided in the
상기 케이스(200)가 각형이나, 파우치형의 케이스 인 경우, 케이스(200) 내면 중 가장 큰 면적을 가지는 내면에 형성되는 것이 좋으며, 이 경우, 가장 넓은 부분에서 열 전달을 차단할 수 있게 되어 바람직하다.In the case where the
또한, 상기 제1 발포백(300(a))은 전극탭이 형성되지 않은 내면에 형성되는 것이 좋으며, 이는 전극탭이 형성된 부분에서 발포백이 발포되는 경우, 전극의 전기적 접속을 방해할 수 있기 때문이다.Further, the first foam bag 300 (a) is preferably formed on the inner surface without the electrode tab, which may interfere with the electrical connection of the electrode when the foam bag is foamed at the portion where the electrode tab is formed to be.
또한, 상기 제1 발포백(300(a))은 벤팅부가 형성되지 않은 내면에 형성되는 것이 좋으며, 이는 벤팅부가 형성된 부분에서 발포백이 발포되는 경우, 가스 배출을 방해하여 케이스의 팽창을 가속화 시켜 전지의 안정성을 저하시킬 수 있기 때문이다.In addition, the first foam bag 300 (a) may be formed on the inner surface where the venting portion is not formed. In this case, when the foam bag is foamed at the portion where the venting portion is formed, It is possible to reduce the stability of the film.
케이스 내부 Inside the case 발포백Foam bag (300)(300)
본 발명의 일 구현예에 따른 제1 발포백(300(a))은 전술한 바와 같이, 케이스(300) 내부에 마련되어 소정 조건 하에서 전지 내부의 열 전달을 차단시키는 역할을 한다.The first bubble bag 300 (a) according to an embodiment of the present invention is provided inside the case 300 as described above, and serves to prevent heat transfer inside the battery under predetermined conditions.
상기 제1 발포백(300(a))은 전지 내부에 누적된 열에 의해 온도가 급격히 상승되거나 케이스의 관통으로 인해 온도가 급격이 상승되는 경우, 부피가 급격히 팽창하여 케이스 일 부분을 메우게 되며, 이에 따라, 상기 부분에서 전지의 다른 부분으로의 열 전달을 차단하는 단열막의 기능을 수행하게 된다.When the temperature suddenly rises due to accumulated heat in the battery or the temperature suddenly rises due to the penetration of the case, the first foam bag 300 (a) expands rapidly to fill a part of the case, As a result, it functions as a heat insulating film which blocks heat transfer from the part to another part of the battery.
상기 제1 발포백(300(a))은 열이나 충격에 의해 부피가 팽창하는 발포제(blowin agent) 그 자체, 또는 내부에 발포제, 발포성 액체를 포함하는 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first foam bag 300 (a) may be in the form of a blowing agent itself which expands in volume due to heat or impact, or a foamed liquid or a foamable liquid, but is not limited thereto.
상기 제1 발포백(300(a))이 내부에 발포제, 발포성 액체를 포함하는 형태인 경우에도 전술한 것과 동일한 방법으로 열 전달을 차단하게 된다.In the case where the first foam bag 300 (a) includes a foaming agent and a foamable liquid, heat transfer is blocked in the same manner as described above.
상기 제1 발포백(300(a))의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 발포백(300(a))이 케이스의 내면(200(a))에 마련되는 경우, 상기 케이스의 내면(200(a))의 면적보다 작은 것일 수 있다. 이는 상기 제1 발포백(300(a))은 발포되어 그 부피가 팽창하게 되므로 케이스의 내면(200(a))의 면적보다 작은 경우라도 효과적으로 전지의 일 면을 메울 수 있기 때문이다.The size of the first foam bag 300 (a) is not particularly limited, but it is preferable that the first foam bag 300 (a) is provided on the inner surface 200 (a) of the case , It may be smaller than the area of the inner surface 200 (a) of the case. This is because the first foam bag 300 (a) is foamed and expanded in its volume, so that even when the area of the inner surface 200 (a) of the case is smaller than the area of the
또한, 종래 전지 내부에 발생한 열의 전달을 막기 위해 케이스의 일 면과 동일한 크기의 단열막 등을 사용하였는데, 본 발명에 따른 이차 전지 모듈(10)은 단열막 대비 상대적으로 작은 크기의 발포백을 사용하게 되므로 전지 내의 점유율이 낮아 공간 효율 또한 우수한 장점이 있다.The
본 발명에서 사용 가능한 발포제의 성분은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산리튬, 탄산암모늄, 벤젠설포닐히드라지드, 톨루엔설포닐히드라지드, 세미카바지드, 카바지드, 아조비스포름아미드, 아조비스이소부티로니트릴 및 디아조아미노벤젠 등을 들 수 있으며, 이외에도, 100 내지 120℃에서 질소 및 이산화탄소를 분출 시키며 팽창하는 소재라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. The components of the foaming agent usable in the present invention are not particularly limited, and examples thereof include sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, lithium carbonate, ammonium carbonate, benzenesulfonylhydrazide, toluenesulfonylhydrazide, semicarbazide, carbazide Azobisisobutyramide, azobisisobutyronitrile, and diazoaminobenzene. In addition, the material can be used without particular limitation as long as it is a material that expands and emits nitrogen and carbon dioxide at 100 to 120 ° C.
케이스 내부 프레임(400)The case inner frame (400)
본 발명의 일 구현예에 따른 제1 프레임(400(a))은 발포시 상기 제1 발포백(300(a))의 발포 방향을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 케이스 내부(200(a))에, 발포시 상기 제1 발포백(300(a))의 일부를 감싸도록 배치된다.The first frame 400 (a) in accordance with an embodiment of the present invention controls the foaming direction of the first foam bag 300 (a) at the time of foaming. The first frame 400 (a) And a part of the first foam bag 300 (a) at the time of foaming.
상기 제1 프레임(400(a))은 케이스 내부(200(a))에서 제1 발포백(300(a))과 인접한 위치에 고정된 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 제1 발포백(300(a))의 발포시 상기 제1 프레임(400(a))에 의해 가로 막히지 않은 방향으로 발포제가 발포되게 된다.The first frame 400 (a) may be formed to be fixed at a position adjacent to the first foam bag 300 (a) at the inside of the case 200 (a) The foaming agent is foamed in a direction not blocked by the first frame 400 (a) when the bag 300 (a) is foamed.
상기 제1 프레임(400(a))의 배치 위치는 특별히 한정되지 않으나, 발포제가 전지의 전극탭이나 벤팅부 등으로 발포되지 않도록 적정 방향으로 배치될 수 있으며, 이 경우, 전지의 성능 저하 없이 효과적으로 전지 내부 열을 차단할 수 있게 된다.The arrangement position of the first frame 400 (a) is not particularly limited. However, the first frame 400 (a) may be disposed in an appropriate direction so that the foaming agent is not foamed into electrode tabs or venting portions of the battery. In this case, The internal heat of the battery can be blocked.
특히, 본 발명에 따른 전극 모듈이 벤팅부를 구비하는 경우에 상기 발포백이 발포되어 벤팅부를 덮게 되는 경우, 기체의 유출을 막아 셀 내부의 팽창을 가속화시켜, 전지의 안정성을 저하시킬 수 있는데, 본 발명은 발포백의 발포 방향성을 제어할 수 있으므로, 벤팅부와 인접한 위치에 발포제가 배치되는 경우라도, 상기 벤팅부와 발포제 사이에 상기 프레임을 구비하는 경우, 이러한 문제를 방지할 수 있게 된다.Particularly, when the electrode module according to the present invention includes the venting portion, when the foam bag is foamed to cover the venting portion, the outflow of the gas is prevented to accelerate the expansion of the inside of the cell, The foaming direction of the foam bag can be controlled. Therefore, even when the foaming agent is disposed at a position adjacent to the venting portion, such a problem can be prevented when the frame is provided between the venting portion and the foaming agent.
도 2는 본 발명의 일 구현에예 따른 이차 전지 모듈(10)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 2를 참고하면, 상기 제1 프레임(400(a))은 발포시 상기 제1 발포백(300(a))의 방향성을 제어하기 위해 상기 제1 발포백(300(a))의 일부를 감싸도록 배치되며, 상기 제1 발포백(300(a))이 발포되는 경우 상기 제1 프레임(400(a))과 대향하는 방향으로 발포가 진행될 수 있게 된다(도 2 참고)).2 is a schematic cross-sectional view of a
상기 제1 프레임(400(a))의 크기는 그 기능을 수행할 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면, 상기 제1 프레임(400(a))은 상기 제1 발포백(300(a))의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제1 발포백(300(a))이 발포되어 부피가 커지는 경우에도 효과적으로 발포 방향을 제어할 수 있게 된다.The size of the first frame 400 (a) is not particularly limited as long as the size of the first frame 400 (a) is within a range capable of performing the function. For example, the first frame 400 (a) 300 (a)). In this case, even if the first foam bag 300 (a) is foamed to increase its volume, it is possible to effectively control the foam direction.
또한, 상기 제1 프레임(400(a))의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 적어도 하나의 직선 또는 곡선 및 이들의 조합의 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 직선, ㄱ자, ㄴ자, ㄷ자의 형태로 형서될 수 있다. 상기 제1 발포백(300(a))은 상기 프레임(400(a))에 의해 가로막히지 않는 부분으로 발포가 진행되게 된다.The shape of the first frame 400 (a) is not particularly limited, but may be formed in at least one straight line or a curved line and a combination thereof. For example, a straight line, a letter, a letter, It can be typed in the form. The first foam bag 300 (a) is foamed to a portion that is not blocked by the frame 400 (a).
상기 제1 프레임(400(a))은 그 말단에 제1 발포백(300(a)) 측으로 꺾인 절곡부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 절곡부에 의해 발포제가 제1 프레임(400(a))의 외부로 크게 벗어나지 않게 되어, 발포 방향을 보다 효과적으로 제어할 수 있게 된다(도 2 참고)).The first frame 400 (a) may further include bent portions bent at the ends thereof toward the first foam bag 300 (a). In this case, the first frame 400 (a) it is possible to control the foaming direction more effectively (see FIG. 2)).
벤팅부Venting part (500)(500)
본 발명의 다른 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈(10)은 케이스(200)의 일측에 가스를 배출하기 위한 벤팅부(500)를 더 구비할 수 있다(도 3 참고).The
상기 벤팅부(500)는 전지 내부에 발생된 가스를 전지 외부로 방출하여 전지 내압을 효과적으로 감소시켜 전지의 안정성을 향상시키기 위한 구성으로, 그 배치 위치는 특별히 한정되지 않는다.The venting
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 벤팅부(500)와 이격되어 제2 발포백(300(b))이 더 마련될 수 있으며, 이 경우, 상기 제2 발포백(300(b))의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 벤팅부(500)와 제2 발포백 사이(300(b))에 제2 프레임(400(b))이 배치된다.According to an embodiment of the present invention, a second foam bag 300 (b) may be further provided apart from the venting
이 경우, 상기 제2 발포백(300(b))의 발포시에 제2 프레임(400(b))이 발포 방향을 제어하여 발포제가 벤팅부(500)를 덮지 않도록하여, 벤팅부(500)에서 가스가 용이하게 방출되고 동시에 전지 내부의 열을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.In this case, when the second foam bag 300 (b) is foamed, the second frame 400 (b) controls the foaming direction so that the foaming agent does not cover the venting
상기 제2 발포백(300(b))은 상기 제1 발포백(300(a))과 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있으며, 상기 제2 프레임(400(b)) 역시 제1 프레임(400(a))과 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있다.The second foamed bag 300 (b) may have the same material and shape as the first foamed bag 300 (a), and the second frame 400 (b) The same material and shape as in a) may be applied.
본 발명의 다른 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈(10)에서, 상기 전극 조립체(100)의 전극탭(600)은 그 일부가 케이스(200)의 외부로 돌출된 형태일 수 있다(도 4 참조).In the
이 경우, 상기 케이스 내부(100)에, 상기 전극탭(600)과 이격되어 제3 발포백(300(c))이 더 마련될 수 있으며, 이 경우, 상기 제3 발포백(300(c))의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 전극탭(600)과 제3 발포백 사이(300(c))에 제3 프레임(400(c))이 배치된다.In this case, a third foam bag 300 (c) may be further provided in the
이 경우, 상기 제3 발포백(300(c))의 발포시에 제3 프레임(400(c))이 발포 방향을 제어하여 발포제가 전극탭(600)을 덮지 않도록 하여, 전극탭(600)의 전기적 접속을 방해하지 않고 동시에 전지 내부의 열을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.In this case, when the third foam bag 300 (c) is foamed, the third frame 400 (c) controls the foaming direction so that the foaming agent does not cover the electrode tab 600, It is possible to effectively block the heat inside the battery without interfering with the electrical connection of the battery.
상기 제3 발포백(300(c))은 상기 제1 발포백(300(a)) 및 제2 발포백(300(b)) 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있으며, 상기 제3 프레임(400(b)) 역시 제1 프레임(400(a)) 및 제1 프레임(400(a))과 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있다.The third foam bag 300 (c) may have the same material and shape as the first foam bag 300 (a) and the second foam bag 300 (b) b) may also be applied to the same material and shape as the first frame 400 (a) and the first frame 400 (a).
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 전극 조립체(100)에 접합된 전극탭(600)은 양극탭(600(a)) 및 음극탭(600(b))을 포함하는 것으로서, 상기 양극탭(600(a)) 및 음극탭(600(b))은 케이스(200)에서 동일한 방향으로 돌출되는 것일 수 있으며(도 4의 (a) 참조), 또 다른 구현예에 따르면, 상기 양극탭(600(a))과 음극탭(600(b))은 각각 케이스(200)에서 반대 방향으로 돌출되는 것일 수 있다(도 4의 (b) 참조).According to another embodiment of the present invention, the electrode tab 600 bonded to the
본 발명에서, 상기 제1 발포백(300(a)), 제2 발포백(300(b)) 및 제3 발포백(300(b))은 케이스(200)의 내부에 형성되는 발포백이며, 제1 프레임(400(a)), 제2 프레임(400(b)) 및 제3 발포백(400(c))도 케이스(200)의 내부에 형성되는 프레임(400)이다.In the present invention, the first foam bag 300 (a), the second foam bag 300 (b), and the third foam bag 300 (b) are foam bags formed inside the
케이스 외부 Outside the case 발포백Foam bag (400)(400)
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 이차 전지 모듈(10)의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5를 참고하면, 이차 전지 모듈(10)은 복수 개의 케이스(100)를 포함하며, 각각의 케이스(100) 사이의 적어도 한 곳에 제4 발포백(700)이 마련된 것일 수 있다.5 schematically illustrates a configuration of a
상기 제4 발포백(700)은 케이스(100)의 외부에서 각 케이스(100) 간의 열 전달을 제어하기 위해 배치되는 것으로서, 케이스 내부 발포백(300)과 동일하게, 전지 내부에 누적된 열에 의해 온도가 급격히 상승되거나 케이스의 관통으로 인해 온도가 급격이 상승되는 경우, 부피가 급격히 팽창하여 전지의 일 부분을 메우게 된다.The
상기 제4 발포백(700)의 소재 및 형상은 전술한 제1 내지 3의 발포백(300)과 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있으며, 다만, 제4 발포백(700)은 케이스(100) 외부에 형성되게 되므로, 그 크기는 케이스 내부의 발포백(300) 보다 클 수 있다.The material and shape of the
또한, 이 경우, 상기 제4 발포백(700)의 발포 방향을 제어하기 위해 케이스(100) 외부에 제4 프레임(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 그 배치 위치는 특별히 한정되지 않으며, 전지의 성능을 저해시키지 않는 범위 내에서 적정 위치가 선정될 수 있다.In this case, a fourth frame (not shown) may be further provided outside the
상기 제4 프레임의 소재 및 형상은 전술한 제1 내지 3의 프레임(400)과 동일한 소재 및 형상이 적용될 수 있으며, 다만, 상기 제4 프레임은 케이스(100) 외부에 형성되게 되므로, 그 크기는 케이스 내부의 프레임(400) 보다 클 수 있다.The material and shape of the fourth frame may be the same as those of the first to third frames 400 described above. However, since the fourth frame is formed outside the
본 발명에 따른 이차 전지 모듈은 전술한 구조로 형성됨으로써, 전지의 내부의 온도 상승에 따른 폭발의 위험성을 미연에 차단하여 전지의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 발포 방향을 제어함으로써, 발포제가 전지의 전극 탭이나 벤팅부 등으로 발포되지 않도록하여 전지의 성능 저하 없이 효과적으로 전지 내부의 온도 상승을 제어할 수 있게 된다.Since the secondary battery module according to the present invention is formed with the above-described structure, the risk of explosion due to the temperature rise inside the battery is prevented beforehand, thereby further improving the stability of the battery. By controlling the foaming direction, It is possible to effectively prevent the temperature rise inside the battery without deteriorating the performance of the battery.
본 발명에 따른 이차 전지 모듈은 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등의 전기차; 이-바이크(E-bike) 또는 이-스쿠터(Escooter) 등의 전기 이륜차; 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 및 전기 상용차 등의 중대형 디바이스 전원으로 사용 가능하다.A secondary battery module according to the present invention includes a power tool; Electric vehicles such as Electric Vehicle (EV), Hybrid Electric Vehicle (HEV) and Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV); An electric motorcycle such as an E-bike or an Escooter; Electric golf cart; Electric truck; And electric commercial vehicles.
본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 구현예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be interpreted.
10 : 이차 전지 모듈
100 : 전극 조립체
200 : 케이스
200(a), 200(b), 200(c) : 케이스 내면
300((300(a), 300(b), 300(c))) : 케이스 내부 발포백
400(300(a), 300(b), 300(c)): 케이스 내부 프레임
500 : 벤팅부
600 : 전극탭
600(a) : 양극탭 600(b) : 음극탭
700 : 케이스 외부 발포백10: Secondary battery module
100: electrode assembly
200: Case
200 (a), 200 (b), 200 (c): Case inner surface
300 ((300 (a), 300 (b), 300 (c)))
400 (300 (a), 300 (b), 300 (c)):
500: Venting part
600: electrode tab
600 (a): positive electrode tab 600 (b): negative electrode tab
700: Case outside foam bag
Claims (10)
상기 케이스의 내부에 마련된 소정 크기의 제1 발포백;
상기 케이스에 위치되고, 이차 전지 내에 발생된 가스를 배출하기 위한 벤팅부; 및
상기 제1 발포백의 발포 방향을 제어하기 위해, 상기 제1 발포백의 일부를 감싸도록 배치된 제1 프레임을 포함하고,
상기 제1 발포백의 발포에 의해 상기 벤팅부의 상기 가스 배출이 차단되는 것이 방지되도록, 상기 제1 프레임에 의해 제어된 상기 발포 방향은 상기 제1 프레임에 대향하는 방향으로 되는, 이차 전지 모듈.
A secondary battery module comprising an electrode assembly and a case for accommodating the electrode assembly,
A first foam bag having a predetermined size provided inside the case;
A venting part positioned in the case and discharging gas generated in the secondary cell; And
And a first frame arranged to enclose a part of the first foam bag to control the foaming direction of the first foam bag,
Wherein the foaming direction controlled by the first frame is in a direction opposite to the first frame so that the gas discharge of the venting portion is prevented from being blocked by foaming of the first foam bag.
The secondary battery module according to claim 1, wherein the first foam bag comprises a foaming agent.
The secondary battery module of claim 1, wherein the first frame is formed in the form of at least one straight line or a curve and combinations thereof.
The secondary battery module according to claim 1, wherein the first frame includes a bent portion bent toward the first foam bag side at an end thereof.
2. The apparatus according to claim 1, wherein a second foam bag is further provided in the case, the second foam bag being spaced apart from the venting portion, and a second frame between the venting portion and the second foam bag, And a secondary battery module.
[2] The apparatus according to claim 1, wherein the electrode assembly includes an electrode tab protruding to the outside of the case, a third foam bag spaced apart from the electrode tab is provided in the case, Further comprising a third frame between the electrode tab and the third foam bag for control.
상기 양극탭과 음극탭은 케이스에서 동일한 방향으로 돌출되는 것인, 이차 전지 모듈.
[7] The apparatus of claim 7, wherein the electrode tab is a positive electrode tab and a negative electrode tab,
Wherein the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in the same direction in the case.
상기 양극탭과 음극탭은 케이스에서 각각 반대 방향으로 돌출되는 것인, 이차 전지 모듈.
[7] The apparatus of claim 7, wherein the electrode tab is a positive electrode tab and a negative electrode tab,
Wherein the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in opposite directions from each other in the case.
각각의 케이스 사이의 적어도 한 곳에 제4 발포백이 더 마련되는, 이차 전지 모듈.
[2] The apparatus according to claim 1,
And a fourth foam bag is further provided at least one between the respective cases.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |