[go: up one dir, main page]

KR101816813B1 - 파우치형 셀 케이스 - Google Patents

파우치형 셀 케이스 Download PDF

Info

Publication number
KR101816813B1
KR101816813B1 KR1020100139669A KR20100139669A KR101816813B1 KR 101816813 B1 KR101816813 B1 KR 101816813B1 KR 1020100139669 A KR1020100139669 A KR 1020100139669A KR 20100139669 A KR20100139669 A KR 20100139669A KR 101816813 B1 KR101816813 B1 KR 101816813B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pouch
type cell
pouch type
cell
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020100139669A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120077635A (ko
Inventor
이원준
함덕훈
김승범
임동주
김상혁
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to KR1020100139669A priority Critical patent/KR101816813B1/ko
Priority to CN201180062903.7A priority patent/CN103339760B/zh
Priority to US13/977,182 priority patent/US20130280596A1/en
Priority to PCT/KR2011/010358 priority patent/WO2012091509A2/en
Priority to EP11852360.4A priority patent/EP2659534B1/en
Priority to JP2013544406A priority patent/JP5922148B2/ja
Publication of KR20120077635A publication Critical patent/KR20120077635A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101816813B1 publication Critical patent/KR101816813B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 파우치형 셀 케이스에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고출력 전원으로 사용되는 이차 전지를 구성하는 파우치형 셀을 안정적으로 보호하며 방열 성능이 우수한 파우치형 셀 케이스에 관한 것이다.

Description

파우치형 셀 케이스 {Case of pouched type cell}
본 발명은 파우치형 셀 케이스에 관한 것으로 더욱 상세하게는 고출력 전원으로 사용되는 이차 전지를 구성하는 파우치형 셀을 안정적으로 보호하며 방열 성능이 우수한 파우치형 셀 케이스에 관한 것이다.
일반적으로, 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다. 이중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되거나, 또는 다수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그형상이 비교적 자유롭다.
이러한, 파우치형 리튬 폴리머 전지(이하, "파우치형 셀"이라고 함)는 쉽게 휘어지거나 구부러질 수 있기 때문에 견고한 케이스 장치로 보호해 주어야 장시간 사용할 수 있으나, 종래에는 이러한 직렬 연결을 위해 각 파우치의 전극탭을 회로 패턴이 형성되어 있는 PCB(Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)에 의해 연결하고 이를 케이스에 담는 방식을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 파우치형 셀을 적층하여 고출력 전지 모듈을 구성하는 방법에 따르면, 연약한 구조인 파우치형 셀을 안전하게 보호할 수 없고 파우치형 셀을 다수 적층하여 PCB로 연결하는 방식도 완전하지 않아 외부 충격 등의 환경 변화에 강하지 못하다는 단점이 있었다.
고출력 전원으로 사용되는 리튬 전지를 구성하는 파우치형 셀을 보다 견고하고 안정적으로 적층하고, 이들을 신뢰성 있게 직렬 연결할 수 있는 방법으로 공개특허 제2006-0102207의 "고출력 리튬 2차 전지용 케이스"가 있다.
도1을 참조하면, 공개특허 제2006-0102207의 "고출력 리튬 2차 전지용 케이스"는 파우치(11) 및 전극탭(12)으로 구성된 파우치형 셀(10)의 파우치(11)를 지지하는 파우치 지지프레임(21)과, 상기 파우치 지지프레임(21)의 일면에 형성되며 상기 파우치(11)에서 발생하는 열을 배출하는 공간을 제공하는 선반형의 방열부(22)와, 상기 방열부(22)의 일측에 형성되어 상기 파우치형 셀(10)의 전극탭(12)을 지지하는 벽(wall)형의 탭지지부(23)를 포함한다.
도2를 참조하면, 상기와 같은 "고출력 리튬 2차 전지용케이스"를 사용하여 상기 파우치형 셀(10)을 견고하고 안정적으로 적층한 전지 모듈(30)을 제작할 수 있다.
하지만, 상기와 같은 전지 모듈은 상기 파우치 지지프레임(21)과 파우치 지지프레임(21) 사이에 냉각 유로가 확보되지 못하여 방열 성능이 떨어지며, 상기 파우치형 셀(10)이 케이스 내에 안정적으로 고정되지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 방열 성능이 우수하며 파우치형 셀을 안정적으로 보호할 수 있는 파우치형 셀 케이스를 제공하려는 것이다.
본 발명의 파우치형 셀 케이스는, 파우치와 상기 파우치의 일측에 형성되는 전극탭으로 구성된 파우치형 셀을 보호하는 파우치형 셀 케이스에 있어서,2개가 적층된 상기 파우치형 셀의 파우치 외측면을 지지하는 2장의 커버; 및 상기 파우치형 셀과 파우치형 셀 사이에 구비되어 단락을 방지하고, 상기 파우치형 셀과 파우치형 셀 사이를 이격시키는 파티션;을 포함하되, 상기 파티션은 내부가 비어있는 프레임과, 상기 프레임 일측에 형성되어 상기 전극탭을 지지하는 탭지지부를 포함하고, 상기 커버의 중앙부는 상기 파우치형 셀을 수용하는 내측방향으로 돌출되는 곡면 구배가 형성되어 상기 파우치에 적절한 면 압력을 제공하고, 상기 프레임 내부의 비어있는 공간에는 상기 파우치와 커버 사이의 면 압력을 조절할 수 있는 완충패드가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파티션은 내부가 비어있는 프레임과 상기 프레임 일측에 형성되어 상기 전극탭을 지지하는 탭지지부를 포함할 수 있다.
삭제
또한, 상기 커버는 내측이 함몰되고 외측이 돌출되도록 프레스 가공되는 곡면 형상의 적층부가 다수 형성되되, 상기 다수의 적층부는 동일한 높이로 형성되어 이웃하는 커버의 적층부와 맞닿아 모듈의 적층시 모듈 사이에 빈 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
본 발명의 파우치형 셀 케이스는 알루미늄으로 형성되어 셀 보호성능과 방열성능이 우수하다.
또한, 방열면에 곡면 형상의 적층부가 형성되어 냉각 성능을 높이면서 다수의 파우치형 셀 케이스를 적층시켰을 때 알루미늄 커버와 알루미늄 커버 사이에 냉각 유로를 확보할 수 있다.
또한, 알루미늄 커버에 곡면 구배를 적용함으로써 케이스 내부에 셀이 안정적으로 고정되며 셀에 적절한 면 압력을 주어 셀의 수명을 연장시킬 수 있다.
도1은 종래의 고출력 리튬 2차 전지용케이스를 사용한 2차 전지 분해사시도.
도2는 종래의 고출력 리튬 2차 전지용케이스를 사용한 전지 모듈의 사시도.
도3은 본 발명에 따른 서브 모듈의 사시도.
도4는 본 발명에 따른 서브 모듈의 분해 사시도.
도5는 본 발명에 따른 전지 모듈의 사시도.
도6은 본 발명에 따른 프레임 내부의 빈공간에 완충패드가 삽입된 파티션을 포함한 서브 모듈의 분해 사시도.
도7은 본 발명에 따른 전지 모듈의 측면도.
도8은 본 발명에 따른 곡면 구배가 적용된 알루미늄 커버의 사시도.
도9는 본 발명에 따른 곡면 구배가 적용된 알루미늄 커버의 A-A'방향 단면도.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 목적은 고출력 전원으로 사용되는 이차 전지를 구성하는 파우치형 셀(110)을 안정적으로 보호하며 방열 성능이 우수한 파우치형 셀 케이스를 제공하려는 것이다.
도3은 본 발명에 따른 서브 모듈(100)의 사시도를, 도4는 본 발명에 따른 서브 모듈(100)의 분해 사시도를, 도5는 본 발명에 따른 전지 모듈(1000)의 사시도를, 도6은 본 발명에 따른 프레임(131) 내부의 빈공간에 완충패드(133)가 삽입된 파티션(130)을 포함한 서브 모듈(100)의 분해 사시도를, 도7은 본 발명에 따른 전지 모듈(1000)의 측면도를, 도8은 본 발명에 따른 곡면 구배가 적용된 알루미늄 커버(120)의 사시도를, 도9는 본 발명에 따른 곡면 구배가 적용된 알루미늄 커버(120)의 A-A'방향 단면도를 나타낸다.
도3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 파우치형 셀 케이스는, 이차전지를 구성하는 파우치형 셀(110)을 보호한다. 상기 파우치형 셀(110)은 파우치(111)와 상기 파우치(111)의 일측에 형성되는 전극탭(112)으로 구성된다. 상기 전극탭(112)은 전류를 내보내는 양극의 전극탭(112)과 전류를 받아들이는 음극의 전극탭(112)이 서로 이격되어 각각 형성된다. 상기 파우치형 셀 케이스는 내측에 상기 파우치형 셀(110) 2개를 수용한다. 상기 파우치형 셀(110) 2개는 상기 파우치형 셀 케이스의 내측에서 적층된다. 상기 파우치형 셀 케이스는 상기 파우치형 셀(110)의 파우치(111) 외측면을 감싸는 2장의 알루미늄 커버(120)를 포함한다. 이때, 상기 전극탭(112)은 상기 알루미늄 커버(120)의 외부로 돌출되어 다른 파우치형 셀(110)의 전극탭(112)과 레이저, 초음파 등을 이용한 용접방법으로 연결된다.
도5를 참조하면, 상기 파우치형 셀(110)을 적층하여 전지 모듈(1000)을 제작할 경우 상기 파우치형 셀(110) 자체의 구조적 취약성으로 인하여 안정적으로 상기 파우치형 셀(110)을 보호할 수 있는 구조물이 필요하다. 상기와 같은 구조물은 구조적 안정성과 이차 전지를 구성하는 상기 파우치형 셀(110)의 충방전에 의해 발생하는 열의 냉각성능이 우수하며 외부환경으로부터 상기 파우치형 셀(110)을 보호하는 성능이 뛰어나고, 조립성과 생산성이 우수하여야 한다. 상기와 같은 조건을 효과적으로 만족시키기 위해서 방열 성능이 우수하며, 구조적 안정성과 보호 성능이 우수한 재료인 알루미늄을 선정하여 조립성과 생산성이 양호한 상기 알루미늄 커버(120)를 제작한다.
상기 파우치형 셀 케이스는 알루미늄을 사용하여 일체형 케이스로 성형할 수 있지만, 상기 파우치형 셀(110)을 일체형 케이스에 삽입시키는 것보다는 상기와 같은 알루미늄 커버(120) 2장을 제작하여 상기 파우치형 셀(110)을 내측에 배치시킨 후 결합시키는 것이 구조적으로 취약한 상기 파우치형 셀(110)을 취급하기 용이하다.
도3 및 도4를 참조하면, 상기와 같은 알루미늄 커버(120)와 알루미늄 커버(120)가 결합 가능하도록 양단에 접속 고정되는 연결부(121)를 형성할 수 있다.
도3 및 도4를 참조하면, 상기와 같은 파우치형 셀 케이스는 내부에 적층되는 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110) 사이를 이격시키는 파티션(130)이 구비된다. 상기와 같은 구조는 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110)이 단락되어 상기 파우치형 셀(110)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도4 및 도5을 참조하면, 상기 파우치형 셀(110) 2개와, 상기 알루미늄 커버(120) 2장 및 상기 파티션(130)으로 서브 모듈(100)을 구성하고, 상기 서브 모듈(100)을 다수 적층하여 상기 전지 모듈(1000)을 구성한다.
이때, 상기 알루미늄 커버(120) 2장을 사용하여 상기 파우치형 셀(110) 하나를 수용하는 것보다 상기 알루미늄 커버(120) 2장과 상기 파티션(130)으로 상기 파우치형 셀(110) 2개를 수용하는 것이 같은 용량의 상기 전지 모듈(1000)을 제작 할 경우 제작 원가를 낮출 수 있다. 따라서 상기 서브모듈(100)은, 상기 파우치형 셀(110) 2장과, 알루미늄 커버(120) 2장 및 파티션(130)으로 구성된다.
상기 파티션(130)은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 플라스틱은 부도체로 전기가 흐르지 않기 때문에 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110) 사이의 단락을 방지하는데 적합하다.
도4를 참조하면, 상기와 같은 파티션(130)은, 내부가 비어있는 프레임(131)과 상기 프레임(131) 일측에 형성되어 상기 전극탭(112)을 지지하는 탭지지부(132)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110) 사이를 이격시켜 단락을 방지하고, 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110) 사이의 충돌을 억제시킬 수 있으며, 상기 알루미늄 커버(120)의 외부로 돌출되는 상기 전극탭(112)을 지지할 수 있다.
도6을 참조하면, 상기 파티션(130)은 상기 프레임(131) 내부의 비어있는 공간에 삽입되어 상기 파우치형 셀(110)의 파우치(111)와 접하는 완충패드(133)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 파우치형 셀(110)에 기계의 소음진동 및 충격전달을 방지하며, 상기 파우치형 셀(110)과 알루미늄 커버(120) 사이의 면 압력을 조절할 수 있다.
도4 및 도7을 참조하면, 상기와 같은 파우치형 셀 케이스는, 상기 알루미늄 커버(120)의 내측이 함몰되고 외측이 돌출되도록 프레스 가공되는 곡면 형상의 적층부(122)를 다수 형성할 수 있다. 상기와 같은 구조는 파우치형 셀(110)의 충방전에 의해 발생하는 열을 배출시키는 상기 알루미늄 커버(120)의 냉각성능을 최대한 확보할 수 있을 뿐만 아니라 상기 서브 모듈(100)을 다수 적층하여 상기 전지 모듈(1000)을 제작할 경우 상기 서브 모듈(100)과 서브 모듈(100) 사이에 냉각 유로를 확보할 수 있다. 상기 서브 모듈(100)을 평행하게 적층하면 마주보는 상기 알루미늄 커버(120)의 외측면은 서로 대칭을 이룬다. 상기 알루미늄 커버(120)의 적층부(122)와 마주보는 알루미늄 커버(120)의 적층부(122)가 서로 맞닿으며 상기 서브 모듈(100)을 적층하게 되면 상기 적층부(122)가 형성되지 않은 부분은 서로 이격되어 빈 공간을 형성함으로써 이차 전지를 구성하는 상기 파우치형 셀(110)의 충방전에 의해 발생하는 열을 냉각시키는 냉각매체의 유로를 확보할 수 있다. 따라서 냉각 성능이 우수한 전지 모듈(1000)을 구성할 수 있다.
상기와 같은 전지 모듈(1000)의 냉각방식은 공냉식을 사용할 수 있으며, 상기 냉각매체는 공기일 수 있다.
상기와 같은 적층부(122)는 다양한 곡면형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기와 같이 전지 모듈(1000)을 제작할 경우 상기 서브 모듈(100)이 평행하게 적층될 수 있도록 상기 적층부(122)는 외측으로 돌출된 길이가 일정하며, 상기 알루미늄 커버(120)의 상하 좌우방향으로 서로 이격되어 다수 형성될 수도 있고, 좌우방향으로 길게 형성되되 상하 방향으로 서로 이격되어 형성될 수도 있다.
도3, 도8 및 도9를 참조하면, 상기 알루미늄 커버(120)는 상기 파우치형 셀(110)을 수용하는 내측방향으로 오목하게 형성되도록 곡면 구배가 적용될 수 있다. 상기 알루미늄 커버(120)에 곡면 구배를 적용하면 상기 파우치형 셀(110)에 적절한 면 압력을 제공하여, 상기 파우치형 셀(110)의 수명을 연장시킬 수 있으며, 상기 알루미늄 커버(120)의 내측에 상기 파우치형 셀(110)이 안정적으로 고정될 수 있다.
이하, 본 발명의 파우치형 셀 케이스를 이용하여 상기 전지 모듈(1000)을 구성하는 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도4를 참조하면, 상기 파우치형 셀 케이스는 상기와 같은 2장의 알루미늄 커버(120)와 파티션(130)을 포함한다.
도4, 도8 및 도9를 참조하면, 내측방향으로 오목하게 형성되도록 곡면 구배가 적용된 상기 알루미늄 커버(120) 2장 사이에 상기 파우치형 셀(110) 2개를 적층시킨 후 상기 알루미늄 커버(120)를 상기 파우치(111)의 외측면에 결합시켜, 상기 파우치형 셀(110)이 적절한 면 압력을 받으며 상기 알루미늄 커버(120)의 내측에 안정적으로 고정되는 상기 서브 모듈(100)을 구성한다. 이때, 상기 파우치형 셀(110)의 일측에 형성된 전극탭(112)은 상기 알루미늄 커버 외부로 돌출되도록 결합시킨다. 또한, 적층된 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110)을 이격시키는 프레임(131)과, 상기 전극탭(112)을 지지하는 탭지지부(132)를 포함하는 상기 파티션(130)을 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110) 사이에 배치시켜 상기 파우치형 셀(110)과 파우치형 셀(110)이 서로 단락되는 것을 방지한다.
도6을 참조하면, 상기와 같은 파티션(130)은 상기 프레임(131) 내부의 빈 공간에 상기 완충패드(133)를 삽입시킬 수도 있다.
도5 및 도7을 참조하면, 상기와 같은 서브 모듈(100)을 다수 적층시켜 상기 전지 모듈(1000)을 구성한다. 상기 알루미늄 커버(120)와 마주보는 알루미늄 커버(120)의 적층부(122)를 서로 접촉시키며 상기 서브 모듈(100)을 평행하게 적층시킨다. 이때, 상기 알루미늄 커버(120)와 마주보는 알루미늄 커버(120)의 상기 적층부(122)가 형성되지 않은 외측면이 서로 이격되어 상기 전지모듈(1000)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각매체의 유로가 형성된다. 또한, 상기 파티션(130)의 탭지지부(132)에 지지되며, 상기 알루미늄 커버(120)의 외측으로 돌출된 전극탭(112)을 다른 파우치형 셀(110)의 전극탭(112)과 레이저, 초음파 등의 용접방법으로 직렬 또는 병렬로 연결시킨다.
상기와 같이 본 발명의 파우치형 셀 케이스를 사용하여 상기 파우치형 셀(110)을 견고하고 안정적으로 적층하며, 방열 성능이 우수한 상기 전지 모듈(1000)을 구성할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 전지 모듈
100 : 서브 모듈
110 : 파우치형 셀 111 : 파우치
112 :전극탭
120 : 알루미늄 커버 121 : 연결부
122 : 적층부
130 : 파티션 131 : 프레임
132 : 탭지지부 133 : 완충패드

Claims (5)

  1. 파우치와 상기 파우치의 일측에 형성되는 전극탭으로 구성된 파우치형 셀을 보호하는 파우치형 셀 케이스에 있어서,
    2개가 적층된 상기 파우치형 셀의 파우치 외측면을 지지하는 2장의 커버; 및
    상기 파우치형 셀과 파우치형 셀 사이에 구비되어 단락을 방지하고, 상기 파우치형 셀과 파우치형 셀 사이를 이격시키는 파티션;을 포함하되,
    상기 파티션은
    내부가 비어있는 프레임과,
    상기 프레임 일측에 형성되어 상기 전극탭을 지지하는 탭지지부를 포함하고,
    상기 커버의 중앙부는 상기 파우치형 셀을 수용하는 내측방향으로 돌출되는 곡면 구배가 형성되어 상기 파우치에 적절한 면 압력을 제공하고,
    상기 프레임 내부의 비어있는 공간에는 상기 파우치와 커버 사이의 면 압력을 조절할 수 있는 완충패드가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 셀 케이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 내측이 함몰되고 외측이 돌출되도록 프레스 가공되는 곡면 형상의 적층부가 다수 형성되되, 상기 다수의 적층부는 동일한 높이로 형성되어 이웃하는 커버의 적층부와 맞닿아 모듈의 적층시 모듈 사이에 빈 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 셀 케이스.
  5. 삭제
KR1020100139669A 2010-12-30 2010-12-30 파우치형 셀 케이스 Active KR101816813B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100139669A KR101816813B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 파우치형 셀 케이스
CN201180062903.7A CN103339760B (zh) 2010-12-30 2011-12-30 袋型电池的壳体
US13/977,182 US20130280596A1 (en) 2010-12-30 2011-12-30 Case of pouch type cell
PCT/KR2011/010358 WO2012091509A2 (en) 2010-12-30 2011-12-30 Case of pouch type cell
EP11852360.4A EP2659534B1 (en) 2010-12-30 2011-12-30 Case of pouch type cell
JP2013544406A JP5922148B2 (ja) 2010-12-30 2011-12-30 パウチ型セルケース

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100139669A KR101816813B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 파우치형 셀 케이스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120077635A KR20120077635A (ko) 2012-07-10
KR101816813B1 true KR101816813B1 (ko) 2018-01-11

Family

ID=46383768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100139669A Active KR101816813B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 파우치형 셀 케이스

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130280596A1 (ko)
EP (1) EP2659534B1 (ko)
JP (1) JP5922148B2 (ko)
KR (1) KR101816813B1 (ko)
CN (1) CN103339760B (ko)
WO (1) WO2012091509A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145592A1 (ko) 2020-01-13 2021-07-22 주식회사 엘지화학 폴딩 구조를 적용한 파우치형 배터리 팩 및 그 제조 방법

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140011207A (ko) * 2012-07-18 2014-01-28 에스케이이노베이션 주식회사 셀 댐퍼를 포함한 이차전지모듈
US9892868B2 (en) * 2013-06-21 2018-02-13 Ioxus, Inc. Energy storage device assembly
JP6141732B2 (ja) * 2013-09-18 2017-06-07 日立マクセル株式会社 電池積層体及び電池パック
US9257732B2 (en) * 2013-10-22 2016-02-09 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly
US9455461B2 (en) * 2014-02-14 2016-09-27 The Boeing Company System and method for fuel cell degradation management
JP6271330B2 (ja) * 2014-04-21 2018-01-31 本田技研工業株式会社 バッテリモジュール
KR102214538B1 (ko) * 2014-05-30 2021-02-09 에스케이이노베이션 주식회사 단위전지모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
KR102210461B1 (ko) * 2014-07-23 2021-02-01 에스케이이노베이션 주식회사 단위전지모듈과 이를 포함하는 전지모듈 및 전지모듈의 제조방법과 이를 포함하는 전지팩
KR20160015751A (ko) * 2014-07-31 2016-02-15 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 셀 치수 고정을 위한 배터리모듈 구조, 그리고 이를 이용한 배터리 셀의 병렬 연결 구조
PL3133669T3 (pl) 2014-10-07 2020-04-30 Lg Chem, Ltd. Moduł akumulatorowy mający poprawione bezpieczeństwo i czas eksploatacji
CA2973021A1 (en) 2015-01-09 2016-07-14 Dana Canada Corporation Counter-flow heat exchanger for battery thermal management applications
CN107735898B (zh) * 2015-04-21 2020-08-18 达纳加拿大公司 用于电池热管理应用的逆流热交换器
KR102053965B1 (ko) * 2015-10-30 2019-12-09 주식회사 엘지화학 배터리 모듈, 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 배터리 팩을 포함하는 자동차
CN106229430A (zh) * 2015-12-02 2016-12-14 深圳市博亿能科技有限公司 一种动力电池箱
CN109154481B (zh) 2016-05-06 2020-08-11 达纳加拿大公司 具有集成旁路的用于电池热管理应用的热交换器
US10566588B2 (en) 2016-09-21 2020-02-18 Ford Global Technologies, Llc Battery cell support assembly
CN110114898B (zh) * 2016-12-20 2022-09-16 Sk新能源株式会社 袋型二次电池及其制造方法
WO2018117654A1 (ko) 2016-12-20 2018-06-28 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차 전지 및 이의 제조 방법
US11189872B2 (en) 2017-01-27 2021-11-30 Ford Global Technologies, Llc Multifunctional pouch battery cell frame
US10930978B2 (en) 2017-01-27 2021-02-23 Ford Global Technologies, Llc Multifunctional ion pouch battery cell frame
US11024900B2 (en) 2017-04-20 2021-06-01 Ford Global Technologies, Llc Battery cell support assembly
KR102378425B1 (ko) * 2017-06-07 2022-03-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102391118B1 (ko) * 2017-06-07 2022-04-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US10700323B2 (en) 2017-08-23 2020-06-30 Ford Global Technologies, Llc Apparatus for directed vent gas expulsion in battery cells
US10446819B2 (en) 2017-09-27 2019-10-15 Ford Global Technologies, Llc Apparatus and method for directed vent gas expulsion in battery cells
KR102159347B1 (ko) 2017-11-14 2020-09-23 주식회사 엘지화학 배터리 셀 가압형 엔드 플레이트와 확장형 센싱 하우징 구조가 적용된 배터리 모듈
KR102267606B1 (ko) * 2017-11-30 2021-06-21 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 조립체에 대한 초기 가압력 강화 구조를 갖는 배터리 모듈 및 그 제조방법
FR3075473B1 (fr) * 2017-12-20 2019-11-08 Valeo Systemes Thermiques Structure pour le traitement thermique d'un dispositif de stockage electrique d'un vehicule automobile
KR102522612B1 (ko) 2018-04-09 2023-04-17 에스케이온 주식회사 셀 파우치의 프레임 부착을 위한 자동화 방법 및 장치
KR20190126608A (ko) 2018-05-02 2019-11-12 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
CN108899448B (zh) * 2018-07-11 2023-12-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
CN108717962A (zh) * 2018-08-23 2018-10-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组
KR102767817B1 (ko) 2019-07-02 2025-02-14 주식회사 엘지에너지솔루션 밀착형 쿨링플레이트를 포함하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 디바이스
CN110518164B (zh) * 2019-08-22 2024-09-24 宿州市艾尔新能源有限公司 一种具有散热结构的电池托盘
AU2020202293B2 (en) * 2019-09-29 2021-08-05 Dongguan Amperex Technology Limited Battery module
CN212587593U (zh) * 2020-01-13 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 一种电池、电池模组、电池包和电动车
FR3119935B1 (fr) * 2021-02-15 2023-11-17 Psa Automobiles Sa Module de batterie comprenant des cellules prismatiques de stockage d’electricite, et un intercalaire
KR20220118635A (ko) 2021-02-19 2022-08-26 에스케이온 주식회사 배터리 팩
KR102454331B1 (ko) * 2022-06-15 2022-10-17 덕양산업 주식회사 배터리 셀 조립용 냉각케이스 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20230174035A (ko) * 2022-06-20 2023-12-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 고정장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007103344A (ja) * 2005-09-12 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd 組電池
WO2008007767A1 (fr) * 2006-07-13 2008-01-17 Gs Yuasa Corporation Batterie assemblée formée par empilement d'une pluralité de cellules plates
US20080193838A1 (en) * 2005-03-23 2008-08-14 Sk Energy Co., Ltd Case For High-Power Rechargeable Lithium Battery

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176400A (ja) * 1997-10-06 1999-07-02 Japan Storage Battery Co Ltd 電池ケース
JP4892788B2 (ja) * 2001-04-23 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
JP4214450B2 (ja) * 2002-06-03 2009-01-28 日本電気株式会社 モジュール
JP3594023B2 (ja) * 2002-07-30 2004-11-24 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP4400234B2 (ja) * 2004-02-03 2010-01-20 新神戸電機株式会社 組電池
KR100646528B1 (ko) * 2004-11-29 2006-11-15 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지 및 이를 이용한 제조 방법
JP2006244756A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電気デバイス及びフィルム外装電気デバイス集合体
KR101212369B1 (ko) * 2006-01-05 2012-12-13 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 2차 전지 시스템의 냉각구조
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
KR101243569B1 (ko) * 2006-05-09 2013-03-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
JP4251204B2 (ja) * 2006-08-31 2009-04-08 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP5236210B2 (ja) * 2007-05-10 2013-07-17 カルソニックカンセイ株式会社 バッテリの電池モジュール構造
KR101103755B1 (ko) * 2008-09-03 2012-01-06 에스케이이노베이션 주식회사 버스 바 구비 리튬 2차 전지 단위 셋 및 버스 바 구비 리튬2차 전지 셋
KR101047991B1 (ko) * 2008-12-10 2011-07-13 에스케이이노베이션 주식회사 수용부가 형성된 엔드프레임을 갖는 리튬 2차 전지 케이스 및 수용부가 형성된 엔드프레임을 갖는 리튬 2차 전지 셋
WO2010114317A2 (ko) * 2009-04-01 2010-10-07 주식회사 엘지화학 우수한 방열 특성의 전지모듈 및 중대형 전지팩
JP2010244949A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Nec Energy Devices Ltd 電池モジュール
US8389145B2 (en) * 2009-05-12 2013-03-05 GM Global Technology Operations LLC Battery assemblies

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080193838A1 (en) * 2005-03-23 2008-08-14 Sk Energy Co., Ltd Case For High-Power Rechargeable Lithium Battery
JP2007103344A (ja) * 2005-09-12 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd 組電池
WO2008007767A1 (fr) * 2006-07-13 2008-01-17 Gs Yuasa Corporation Batterie assemblée formée par empilement d'une pluralité de cellules plates

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145592A1 (ko) 2020-01-13 2021-07-22 주식회사 엘지화학 폴딩 구조를 적용한 파우치형 배터리 팩 및 그 제조 방법
US12463291B2 (en) 2020-01-13 2025-11-04 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-type battery pack having folding structure and manufacturing method there-of

Also Published As

Publication number Publication date
CN103339760A (zh) 2013-10-02
EP2659534A2 (en) 2013-11-06
US20130280596A1 (en) 2013-10-24
WO2012091509A2 (en) 2012-07-05
JP2013546150A (ja) 2013-12-26
CN103339760B (zh) 2016-04-13
EP2659534B1 (en) 2016-12-07
JP5922148B2 (ja) 2016-05-24
EP2659534A4 (en) 2015-07-08
KR20120077635A (ko) 2012-07-10
WO2012091509A3 (en) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101816813B1 (ko) 파우치형 셀 케이스
KR102625202B1 (ko) 배터리 모듈
US10873114B2 (en) Secondary battery module
KR101042132B1 (ko) 고출력 리튬 2차 전지용 케이스
KR102839344B1 (ko) 배터리 모듈
EP3553843B1 (en) Secondary battery module
KR102119183B1 (ko) 배터리 모듈
KR100965049B1 (ko) 고출력 리튬 2차 전지 유닛셀의 적층 구조
ES2999145T3 (en) Battery pack
KR101792161B1 (ko) 배터리 모듈
CN106898840B (zh) 电池组和车辆
KR102065104B1 (ko) 배터리 모듈
KR101792751B1 (ko) 배터리 모듈
KR101608853B1 (ko) 이차 전지용 프레임 및 이를 포함하는 배터리 모듈
JP2014500587A (ja) バッテリーモジュールケース
US10319954B2 (en) Battery cell for secondary battery and battery pack having the same
KR102057620B1 (ko) 배터리 모듈
KR20130042430A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 중·대형 배터리 모듈
US20130309546A1 (en) Cell case for secondary battery
KR20140011207A (ko) 셀 댐퍼를 포함한 이차전지모듈
KR20120133415A (ko) 파우치형 이차전지의 파티션
KR102880031B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20130062543A (ko) 2차 전지의 파우치형 배터리 셀 모듈
KR20130046999A (ko) 배터리셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20170052059A (ko) 배터리 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20101230

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20150128

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20101230

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20161102

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170418

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20171025

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180103

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180104

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201228

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211227

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221212

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20231212

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241212

Start annual number: 8

End annual number: 8