KR20230035213A - 배터리, 전기 장치 및 배터리 제조 방법 및 장치 - Google Patents

배터리, 전기 장치 및 배터리 제조 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치를 제공한다. 이 배터리(100)는 배터리 셀(20), 버스 부재(12), 전기 캐비티(11a), 수집 캐비티(11b) 및 밀봉 부재(215)를 포함하며, 상기 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 상기 감압 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는데 사용되며; 상기 버스 부재(12)는 상기 배터리 셀(20)과 전기적으로 연결하는데 사용되며; 상기 전기 캐비티(11a)는 상기 배터리 셀(20) 및 상기 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되며; 상기 수집 캐비티(11b)는 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며; 상기 밀봉 부재(215)는 상기 감압 기구(213)와 상기 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물이 상기 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다. 본 출원은 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치는 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

배터리, 전기 장치 및 배터리 제조 방법 및 장치
본 출원은 배터리의 기술 분야와 관련되며, 특히 배터리, 전기 장치 및 배터리 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
에너지 절약 및 배출 감소는 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 핵심이다. 이 경우 전기 자동차는 에너지 절약 및 환경 보호의 이점으로 인해 자동차 산업의 지속 가능한 발전의 중요한 부분이 되었다. 전기 자동차의 경우 배터리 기술은 발전에 중요한 요소이다.
배터리 기술의 발전에 따라 배터리의 성능 향상과 더불어 안전성 문제도 간과할 수 없는 문제이다. 배터리의 안전성을 보장할 수 없는 경우 배터리를 사용할 수 없다. 따라서 배터리의 안전성을 어떻게 높일 것인가는 배터리 기술에서 해결해야 할 시급한 기술적 과제이다.
본 출원은 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있는 배터리, 전기 장치, 배터리 제조 방법 및 장치를 제공한다.
제1 측면에서, 배터리를 제공하며, 이 배터리는: 배터리 셀, 버스 부재, 전기 캐비티, 수집 캐비티 및 밀봉 부재를 포함하며, 배터리 셀에는 감압 기구가 설치되고, 감압 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하는데 사용되며; 버스 부재는 배터리 셀과 전기적으로 연결하는데 사용되며; 전기 캐비티는 배터리 셀 및 버스 부재를 수용하는데 사용되며; 수집 캐비티는 감압 기구가 작동될 때 배터리 셀로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며; 밀봉 부재는 감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배출물이 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다.
감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 밀봉 구조를 제공함으로써, 감압 기구가 작동될 때, 배터리 셀의 배출물이 전기 캐비티로 들어가는 것을 차단하여 절연 보호 실패의 위험을 줄이며 고압 점화 가능성을 줄여 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 밀봉 구조의 존재는 고위험 영역에서 고온 입자의 축적을 방지하여 국부적 온도 상승으로 인한 고장 모드의 가능성을 감소시킬 수 있다.
가능한 실시 방식에서, 밀봉 구조는 적어도 감압 기구의 둘레에 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배출물이 버스 부재에 도달하는 것을 차단한다.
가능한 실시 방식에서, 배터리는 격리 부재를 더 포함하며, 격리 부재는 전기 캐비티와 수집 캐비티를 격리하는데 사용되고, 또한 격리 부재는 전기 캐비티와 수집 캐비티가 공용하는 벽으로 구성된다.
격리 부재를 이용하여 배터리 셀을 수용하는 전기 캐비티와 배출물을 수집하는 수집 캐비티를 분리하여, 감압 기구가 작동될 때, 배터리 셀의 배출물은 수집 캐비티에 들어가고, 전기 캐비티에는 들어가지 않거나 소량 들어가게 함으로써, 전기 캐비티의 절연 보호 실패로 인해 단락이 발생되는 것을 방지하고, 이로써 배터리의 안전성을 향상시킨다. 동시에 배터리 셀의 열 폭주로 인해 발생된 배출물이 수집 캐비티로 배출된 후, 감압 영역을 거쳐 배터리 외부로 배출되게 함으로써, 배출물의 배출 경로가 연장되어 배출물의 온도를 효과적으로 낮추고 배터리 외부 환경에 대한 배출물의 영향을 줄여 배터리의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
가능한 실시 방식에서, 감압 기구는 배터리 셀의 제1 벽에 설치되고, 밀봉 구조는 제1 벽과 격리 부재 사이에 설치되는 제1밀봉 부재를 포함하며; 제1밀봉 부재는 감압 기구의 대응 위치에 통공이 구비되고, 감압 기구가 작동될 때 배출물은 통공을 거쳐 격리 부재를 관통하여 수집 캐비티로 들어간다.
감압 기구의 둘레에 제1 밀봉 부재를 설치하고, 또한 제1 밀봉 부재는 감압 기구의 대응 위치에 통공을 구비하므로, 감압 기구가 작동될 때, 배출물은 횡방향으로 확산되어 전기 캐비티로 들어갈 수가 없고, 종방향으로만 확산되어 수집 캐비티로 들어 갈 수 있으므로, 배출물을 버스 부재와 격리하여 배터리의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
가능한 실시 방식에서, 제1 밀봉 부재는 하나의 통공을 구비한 프레임 형태의 구조이고, 배터리 셀은 복수로 설치되며, 하나의 통공은 복수의 배터리 셀의 감압 기구와 대응된다.
하나의 통공이 구비된 프레임 구조를 밀봉 구조로 사용하므로, 가공 난이도가 낮다.
가능한 실시 방식에서, 제1 밀봉 부재는 복수의 통공을 구비한 격자 구조이고, 배터리 셀은 복수로 설치되며, 복수의 통공은 복수의 배터리 셀의 감압 기구와 일대일로 대응된다.
복수의 통공이 구비된 격자 구조를 밀봉 구조로 사용하므로, 밀봉 효과를 향상시킬 수 있다.
가능한 실시 방식에서, 배터리는 구획 빔을 더 포함하고, 구획 빔은 전기 캐비티를 복수의 수용 캐비티로 분할하는데 사용되며; 밀봉 구조는 수용 캐비티의 측벽과 배터리 셀의 제2 벽 사이에 설치되는 제2 밀봉 부재를 더 포함하고, 제2 벽과 제1 벽은 서로 교차되게 설치된다.
수용 캐비티의 측벽과 배터리 셀의 제2 벽 사이에 제2 밀봉 부재가 설치되므로, 감압 기구가 작동될 때 배출물이 종방향으로 확산되어 전기 캐비티 내로 들어가지 못하고, 종방향으로만 확산되어 수집 캐비티 내로 들어 갈 수 있으므로, 배출물이 버스 부재로부터 격리될 수 있어 배터리의 안전 성능이 향상된다.
가능한 실시 방식에서, 제1 밀봉 부재는 개스킷 또는 실런트이고, 및/또는 제2 밀봉 부재는 개스킷 또는 실런트이다.
일반적인 실런트 또는 개스킷을 밀봉 구조로 사용하므로, 실현이 용이하다.
가능한 실시 방식에서, 수용 캐비티의 측벽에는 실런트를 주입하기 위한 접착제 주입구가 설치된다.
실런트는 사용 중 일정한 유동성을 갖고 일정 시간이 지나면 서서히 굳어지기 때문에 접착제 주입구를 통해 실런트를 주입함으로써 실런트를 보다 용이하고 빠르게 배치할 수 있다.
가능한 실시 방식에서, 제1 밀봉 부재와 제2 밀봉 부재는 일체로 형성된다.
일체로 형성된 밀봉 구조를 사용하므로, 더욱 우수한 밀봉 효과를 구비한다.
가능한 실시 방식에서, 가스켓의 표면은 융점이 배출물의 온도보다 높은 물질로 코팅되거나 스프레이 된다.
가능한 실시 방식에서, 밀봉 구조의 융점은 배출물의 온도보다 높다.
개스킷 표면에 융점이 배출물의 온도보다 높은 재료를 코팅 또는 스프레이하거나, 또는 융점이 배출물의 온도보다 높은 밀봉 구조를 사용하므로, 온도 저항 및 스탬핑 저항 요구 사항을 달성할 수 있다.
제2 측면에서, 전기 장치를 제공하며, 이 장치는 제1 측면의 배터리를 포함하며, 배터리는 전기 에너지를 제공하는데 사용된다.
제3 측면에서, 배터리 제조 방법을 제공하며, 방법은: 배터리 셀을 제공하는 것을 포함하고, 배터리 셀에는 감압 기구가 설치되고, 감압 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하는데 사용되며; 버스 부재를 제공하는 것을 포함하고, 버스 부재는 배터리 셀과 전기적으로 연결하는데 사용되며; 전기 캐비티를 제공하는 것을 포함하고, 전기 캐비티는 배터리 셀 및 버스 부재를 수용하는데 사용되며; 수집 캐비티를 제공하는 것을 포함하고, 수집 캐비티는 감압 기구가 작동될 때 배터리 셀로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며; 밀봉 구조를 제공하는 것을 포함하고, 밀봉 부재는 감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배출물이 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다.
제4 측면에서, 배터리 제조 장치를 제공하며, 이 장치는 제공 모듈을 포함하며, 제공 모듈은: 배터리 셀을 제공하는데 사용되고, 배터리 셀에는 감압 기구가 설치되고, 감압 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하는데 사용되며; 버스 부재를 제공하는데 사용되고, 버스 부재는 배터리 셀과 전기적으로 연결하는데 사용되며; 전기 캐비티를 제공하는데 사용되고, 전기 캐비티는 배터리 셀 및 버스 부재를 수용하는데 사용되며; 수집 캐비티를 제공하는데 사용되고, 수집 캐비티는 감압 기구가 작동될 때 배터리 셀로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며; 밀봉 구조를 제공하는데 사용되고, 밀봉 부재는 감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배출물이 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다.
감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 밀봉 구조를 제공함으로써, 감압 기구가 작동될 때, 배터리 셀의 배출물이 전기 캐비티로 들어가는 것을 차단하여 절연 보호 실패의 위험을 줄이며 고압 점화 가능성을 줄여 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 밀봉 구조의 존재는 고위험 영역에서 고온 입자의 축적을 방지하여 국부적 온도 상승으로 인한 고장 모드의 가능성을 감소시킬 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 출원의 실시예의 설명에 사용되어야 하는 첨부 도면을 간략하게 소개한다. 명백하게, 아래에 설명된 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 분야의 기술자라면 창의적인 노력 없이 첨부 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 개시된 차량의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 개시된 배터리 셀의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 구조도이다.
도 5a는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 평면도이다.
도 5b는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 단면도이다.
도 5c는 본 출원의 실시예에서 배터리의 B위치의 개략적인 확대도이다.
도 6a는 본 출원의 실시예에 개시된 제1 밀봉 부재의 개략적인 구조도이다.
도 6b는 본 출원의 다른 실시예에 개시된 제1 밀봉 부재의 개략적인 구조도이다.
도 6c는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 도 6a의 제1 밀봉 부재를 포함하는 배터리의 개략적인 분해도이다.
도 6d는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 도 6b의 제1 밀봉 부재를 포함하는 배터리의 개략적인 분해도이다.
도 7a는 본 출원의 다른 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 단면도이다.
도 7b는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리에서 C위치의 개략적인 확대도이다.
도 7c는 본 출원의 실시예에 개시된 제2 밀봉 부재의 개략적인 구조도이다.
도 7d는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 도 7c의 제2 밀봉 부재를 포함하는 배터리의 개략적인 분해도이다.
도 8a는 본 출원의 또 다른 실시예에 개시된 배터리의 개략적인 단면도이다.
도 8b는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리에서 D위치의 개략적인 확대 도이다.
도 8c는 본 출원의 실시예에 개시된 배터리의 E 위치의 개략적인 확대도이다.
도 8d는 본 출원의 실시예에 개시된 바닥부 전면 커버리지 밀봉 구조의 개략적인 구조도이다.
도 8e는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 도 8d의 밀봉 구조를 포함하는 배터리의 개략적인 분해도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 장치의 개략적인 블록도이다.
첨부된 도면에서, 도면은 실제 축척으로 그려진 것이 아니다.
본 출원의 목적, 기술 방안 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 다음은 본 출원의 실시예의 첨부 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 기술 방안에 대하여 명확하고 설명하며, 명백히, 설명된 실시예는 본 출원의 일부 실시예일 뿐 모든 실시예가 아니다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 본 분야의 기술자가 창의적인 노력을 들이지 않고 획득하는 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 출원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 분야의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다; 본 출원의 상세한 설명 부분에서 사용한 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다; 본 출원의 상세한 설명, 청구 범위 및 첨부 도면의 설명에서 용어 "포함", "구비" 및 이들의 임의적인 변형은 비배타적 포함을 포함하기 위한 것이다. 본 출원의 상세한 설명, 청구 범위 및 첨부 도면에서, 용어 "제1", "제2" 등은 단지 서로 다른 대상을 구별하기 위해 사용된 것으로, 특정 순서 또는 주종 관계를 설명하기 위함이 아니다.
다음 설명에 나오는 방향성 단어들은 모두 도면에 나타난 방향이며, 본 출원의 구체적인 구조를 제한하지 않는다. 본 출원의 설명에서, 달리 명백하게 규정 및 한정하지 않는 한 "장착", "상호 연결", "연결" 은 넓은 의미로 해석되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결, 탈착식 연결, 일체형 연결이 될 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있다. 본 분야의 기술자는 특정 상황에 따라 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서 언급된 "실시예"는 실시예를 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에서 이 문구의 출현이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것도 아니다. 본 분야의 기술자는 본 출원에 설명된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것을 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해한다.
본 출원의 설명에서, 달리 명백하게 규정 및 한정하지 않는 한 용어 "장착", "상호 연결", "연결", “부착”은 넓은 의미로 해석되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결, 탈착식 연결, 일체형 연결이 될 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결, 2개 구성 요소 내부의 연통일 수 있다. 본 분야의 기술자는 특정 상황에 따라 본 출원의 실시예에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 연관된 개체를 설명하기 위한 연관 관계일 뿐이며, 3 유형의 관계가 존재하는 것을 표시할 수 있다. 예를 들어, A 및/또는 B는: A가 단독으로 존재하고, A와 B가 동시에 존재하고, B가 단독으로 존재하는 3가지 경우를 표시할 수 있다. 또한 본 명세서에서 "/" 문자는 일반적으로 전후의 관련 개체가 "또는" 관계임을 나타낸다.
본 출원에 나타나는, "복수"라는 용어는 2개 이상(2개 포함)을 의미하고, 유사하게 "복수 그룹"은 2개 이상의 그룹(2개 그룹 포함)을 의미하고, "복수 시트"는 2개 시트 이상(2개 시트 포함)을 의미한다.
본 출원에서 배터리 셀은 리튬 이온 이차배터리, 리튬 이온 일차배터리, 리튬-황 배터리, 나트륨-리튬-이온 배터리, 나트륨-이온 배터리 또는 마그네슘-이온 배터리 등을 포함할 수 있고, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 배터리 셀은 원주체, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 배터리 셀은 일반적으로 포장 방법에 따라 원통형 배터리 셀, 각형 배터리 셀 및 소프트 팩 배터리 셀의 3가지 유형으로 구분되며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 배터리는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 이상의 배터리 셀을 포함하는 단일의 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 배터리는 배터리 모듈 또는 배터리 팩 등을 포함할 수 있다. 배터리는 일반적으로 하나 이상의 배터리 셀을 포장하는데 사용되는 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 기타 이물질이 배터리 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
배터리 셀은 전극 조립체 및 전해액을 포함한다. 전극 조립체는 양극편, 음극편 및 분리막으로 구성된다. 배터리 셀은 주로 양극편과 음극편 사이에 금속 이온의 이동에 의존하여 작동한다. 양극편은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하고, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되며, 양극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 양극 탭으로 사용된다. 리튬 이온 배터리를 예를 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고 양극 활물질은 리튬 코발트산, 리튬 인산철, 삼원 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 음극편은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하고, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 활물질층이 코팅된 집전체로부터 돌출되며, 음극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 음극 탭으로 사용된다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘 등일 수 있다. 큰 전류가 퓨징 없이 흐르도록 하기 위해 양극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층되며, 음극 탭의 개수는 복수이고 함께 적층된다. 분리막의 재질은 PP 또는 PE 등일 수 있다. 또한 전극 조립체는 권선 구조 또는 적층 구조일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 배터리 기술의 발전은 에너지 밀도, 사이클 수명, 방전 용량, 충방전 속도 등의 성능 매개변수와 같은 많은 설계 요소를 동시에 고려해야 하고, 또한 배터리의 안전성도 고려해야 한다.
배터리 셀의 경우, 주요 안전 위험은 충전 및 방전 과정에서 발생하며, 동시에 적절한 주변 온도 설계가 있으며, 불필요한 손실을 효과적으로 방지하기 위해 일반적으로 배터리 셀에 대해 최소한 세 가지 보호 조치가 있다. 구체적으로, 보호 조치에는 최소한 스위칭 소자, 적절한 분리막 재료 및 감압 기구가 포함된다. 스위칭 소자는 배터리 셀의 온도 또는 저항이 일정 임계값에 도달하면 배터리의 충전 또는 방전을 멈출 수 있는 소자를 말한다. 분리막은 양극편과 음극편을 분리하는데 사용되며, 온도가 일정 값까지 상승하면 그에 부착된 마이크로 규모(또는 나노 규모)의 미세 기공을 자동으로 용해하여 리튬 이온이 분리막을 통과하지 못하게 하여 배터리 셀의 내부 반응을 멈추게 한다.
감압 기구는 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 소정의 임계값에 도달하면 작동하여 내부 압력 또는 온도를 방출할 수 있는 요소 또는 부품을 의미한다. 임계값 설계는 다양한 설계 요구 사항에 따라 다르다. 임계값은 배터리 셀의 양극편, 음극편, 전해액 및 분리막 중 하나 이상에 사용되는 재료에 따라 달라질 수 있다. 감압 기구는 예를 들어 방폭 밸브, 공기 밸브, 감압 밸브 또는 안전 밸브의 형태를 취할 수 있으며 또한 구체적으로 압력 감응 또는 온도 감응의 요소 또는 구조를 채택할 수 있다. 즉, 배터리 셀의 내부 압력 또는 온도가 소정의 임계값에 도달하면, 감압 기구가 동작을 수행하거나 감압 기구에 설치된 박약 구조가 파손되어, 내부 압력 또는 온도를 방출할 수 있는 개구 또는 통로를 형성한다.
본 출원에서 언급된 "작동"은 감압 기구가 동작을 발생하거나 일정한 상태로 활성화되어 배터리 셀의 내부 압력 및 온도를 방출하는 것을 의미한다. 감압 기구에 의해 발생된 동작은 감압 기구의 적어도 일부가 파열, 파손, 찢어지거나 개방되는 것을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 감압 기구가 작동되면, 배터리 셀 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 작동되는 부위로부터 외부로 배출된다. 이러한 방식으로, 제어 가능한 압력 또는 온도 조건 하에서 배터리 셀은 압력이 완화되어 잠재적으로 더 심각한 사고를 회피할 수 있다.
본 출원에서 언급된 배터리 셀로부터의 배출물에는 전해액, 용해 또는 분열된 양극편 및 음극편, 분리막의 파편, 반응에 의해 생성된 고온 고압 가스, 화염 등이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.
배터리 셀의 감압 기구는 배터리의 안전에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어 단락, 과충전 등의 현상이 발생하면 배터리 셀 내부에 열폭주가 발생되어 급격한 압력 또는 온도 상승을 유발할 수 있다. 이 경우 감압 기구의 작동을 통해 내부 압력 및 온도를 방출하여 배터리 셀의 폭발 및 발화를 방지할 수 있다.
현재의 감압 기구의 설계 방안에서는, 배터리 셀 내부의 고압 및 고열을 방출하는 것, 즉 배출물을 배터리 셀 외부로 배출하는데 중점을 두고 있다. 그러나 배터리의 출력 전압 또는 전류를 보장하기 위해서는 복수의 배터리 셀과, 복수의 배터리 셀을 버스 부재를 통해 전기적으로 연결하는 것이 필요하다. 배터리 셀 내부로부터 배출된 배출물은 남은 배터리 셀의 단락을 유발할 수 있다. 예를 들어 배출된 금속 조각이 2개의 버스 부재를 전기적으로 연결하는 경우 배터리를 단락시켜 안전에 위험을 초래할 수 있다. 또한, 고온 고압의 배출물은 감압 기구가 설치된 배터리 셀의 방향으로 배출되며, 또한 보다 구체적으로 감압 기구가 작동되는 영역의 방향으로 배출될 수 있으며, 이러한 배출물은 그 위력과 파괴력이 커서 그 방향으로 하나 이상의 구조물을 뚫고 나갈 수 있어 추가적인 안전 문제를 일으킬 수 있다.
이러한 관점에서, 본 출원의 실시예는 다음과 같은 기술 방안을 제공한다: 격리 부재를 이용하여 배터리 셀을 수용하는 전기 캐비티와 배출물을 수집하는 수집 캐비티를 분리하여, 감압 기구가 작동될 때, 배터리 셀의 배출물은 수집 캐비티에 들어가고, 전기 캐비티에는 들어가지 않거나 소량 들어가게 함으로써, 전기 캐비티의 절연 보호 실패로 인해 단락이 발생되는 것을 방지하고, 이로써 배터리의 안전성을 향상시킨다. 동시에 배터리 셀의 열 폭주로 인해 발생된 배출물이 수집 캐비티로 배출된 후, 감압 영역을 거쳐 배터리 외부로 배출되게 함으로써, 배출물의 배출 경로가 연장되어 배출물의 온도를 효과적으로 낮추고 배터리 외부 환경에 대한 배출물의 영향을 줄여 배터리의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기에서, "격리"는 분리를 의미하며, 반드시 밀봉되지는 않을 수 있다. 일반적으로, 전기 캐비티와 수집 캐비티를 분리하는 것 외에도 격리 부재는 여러 배터리 셀의 온도를 조절하기 위해 유체를 수용하는데에도 사용되며, 즉 격리 부재는 열관리 부재라고도 할 수 있다. 열관리 부재에 수용된 유체는 액체 또는 기체일 수 있으며, 온도 조절은 복수의 배터리 셀을 가열하거나 냉각하는 것을 의미한다. 배터리 셀을 냉각하거나 온도를 낮추는 경우, 열관리 부재는 냉각 유체를 수용하여 복수의 배터리 셀의 온도를 낮추는데 사용되며, 이때 열관리 부재는 또한 냉각 부품, 냉각 시스템 또는 냉각판 등으로도 지칭될 수 있으며, 그 안에 수용된 유체는 냉각 매체 또는 냉각 유체라고도 지칭될 수 있다. 보다 구체적으로, 냉각 액체 또는 냉각 가스라고 부를 수 있다. 또한, 열관리 부재는 복수의 배터리 셀의 온도를 올리기 위한 가열에 사용될 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 제한하지 않는다. 선택적으로, 유체는 더 나은 온도 조절을 달성하기 위해 순환되도록 설계될 수 있다. 선택적으로 유체는 물, 물과 에틸렌 글리콜의 혼합물, 또는 공기 등과 같은 것이 사용될 수 있다.
본 출원에서 언급된 전기 캐비티는 복수의 배터리 셀 및 버스 부재를 수용하는데 사용될 수 있다. 전기 캐비티는 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수 있다. 전기 캐비티는 배터리 셀과 버스 부재의 장착 공간을 제공한다. 일부 실시예에서, 전기 캐비티에는 또한 배터리 셀을 고정하기 위한 구조가 설치될 수도 있다. 전기 캐비티의 형상은 수용되는 배터리 셀 및 버스 부재의 수량과 형상에 따라 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 캐비티는 6개의 벽을 갖는 사각형일 수 있다. 전기 캐비티 내의 배터리 셀은 전기적으로 연결되어 보다 높은 전압 출력을 형성하기 때문에 전기 캐비티는 "고압 캐비티"라고도 할 수도 있다.
본 출원에서 언급된 버스 부재는 복수의 배터리 셀 사이의 전기적 연결, 예를 들어 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결을 실현하는데 사용된다. 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자를 연결하여 배터리 셀 간의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 부재는 용접에 의해 배터리 셀의 전극 단자에 고정될 수 있다. "고압 캐비티"에 대응하며, 버스 부재에 의해 형성된 전기 연결은 "고압 연결"이라고 할 수도 있다.
본 출원에서 언급된 수집 캐비티는 배출물을 수집하는데 사용되며, 밀봉되거나 밀봉되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서 수집 캐비티는 공기 또는 기타 가스를 포함할 수 있다. 선택적으로, 수집 캐비티는 냉각 매체와 같은 액체를 포함할 수도 있고, 또는 액체를 수용하기 위한 요소를 설치하여 수집 캐비티로 들어가는 배출물의 온도를 더욱 낮출 수 있다. 추가로 선택적으로, 수집 캐비티 내의 기체 또는 액체는 순환된다. 수집 캐비티는 전압 출력에 전기적으로 연결되어 있지 않으며, "고압 캐비티"에 대응하여, 수집 캐비티는 "저압 캐비티"라고 할 수도 있다.
전기 캐비티와 수집 캐비티는 격리 부재를 통해 분리되게 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배터리 셀의 배출물이 수집 캐비티로 들어가게 하지만, 실제 적용에서는 소량의 배출물이 여전히 전기 캐비티로 들어가 전기 캐비티의 절연 보호 실패로 인한 단락이 발생되어 배터리의 안전 성능이 저하된다.
이러한 관점에서, 전술한 실시예에 기초하여, 본 출원의 실시예는 밀봉 구조를 더 추가하며, 이 밀봉 구조는 감압 기구와 전기 캐비티의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구가 작동될 때 배터리 셀의 배출물이 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다. 즉, 배출물을 고압 연결과 더욱 분리하여, 절연 보호 실패 위험을 줄이고 고압 발화 가능성을 줄여 배터리의 안전성을 향상시킨다. 또한 고위험 영역에 고온 입자가 축적되는 것을 방지하여 국부적인 이상 온도 상승으로 인한 고장 모드의 발생 가능성을 줄인다.
본 출원의 실시예에서 설명된 기술 방안은 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 장치, 노트북 컴퓨터, 배터리 자동차, 전기 장난감, 전동 공구, 전기 자동차, 선박 및 우주선 등과 같은 배터리를 사용하는 다양한 장치에 적용 가능하며, 예를 들어 우주선에는 비행기, 로켓, 우주 왕복선, 우주선 등이 포함된다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술 방안은 전술한 장치에 한정되지 않고 배터리를 사용하는 모든 장치에 적용될 수 있으나, 간략화를 위해 이하의 실시예에서는 전기 자동차를 예로 들어 설명한다.
예를 들어, 본 출원의 실시예에 따른 차량(1)의 개략적인 구조도인 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 연료 차량, 휘발유 차량 또는 신에너지 차량이 될 수 있으며, 신에너지 차량은 순수 전기차, 하이브리드 차량, 장거리 차량 등이 될 수 있다. 차량(1)의 내부에는 모터(80), 제어기(60) 및 배터리(100)를 설치할 수 있고, 제어기(60)는 모터(80)에 전원을 공급하도록 배터리(100)를 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 배터리(100)는 차량(1)의 바닥부 또는 차량의 전방 또는 후방에 구비될 수 있다. 배터리(100)는 차량(1)에 전원을 공급하는데 사용될 수 있다. 예를 들어 배터리(100)는 차량(1)의 회로 시스템을 위한 차량(1)의 작동 전원, 예를 들어 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 운행 중 작동 전력 수요를 위해 사용될 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 배터리(100)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 차량(1)의 구동력을 제공하기 위해 연료 또는 천연 가스를 교체하거나 부분적으로 교체하기 위해 차량(1)을 위한 구동 전원으로 사용될 수 있다.
다양한 전력 요구 사항을 충족시키기 위해 배터리는 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있으며, 여기서 복수의 배터리 셀은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결로 연결할 수 있으며 혼합 연결은 직렬 및 병렬 연결을 혼합하여 연결하는 것을 의미한다. 배터리는 배터리 팩이라고도 한다. 선택적으로, 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 혼합하여 배터리 모듈을 형성할 수 있고, 복수의 배터리 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하거나 혼합하여 배터리를 형성할 수 있다. 즉, 복수의 배터리 셀이 직접 배터리를 형성하거나, 배터리 모듈을 먼저 형성한 다음 배터리 모듈을 배터리로 형성할 수 있다.
예를 들어, 본 출원의 실시예에 따른 배터리(100)의 개략적인 구조도인 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 복수의 배터리 셀(20)을 포함할 수 있다. 또한, 배터리(100)는 박스 본체(또는 덮개 본체)를 포함할 수 있고, 박스 본체의 내부는 중공 구조이며, 복수의 배터리 셀(20)이 박스 본체에 수용된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박스 본체는 여기에서 각각 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)으로 지칭되는 2개의 부분을 포함할 수 있으며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 함께 체결된다. 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)의 형상은 복수의 배터리 셀(20)의 결합 형태에 따라 결정될 수 있으며, 제1 부분(111) 및 제2 부분(112)은 각각 개구를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 모두 중공의 직육면체일 수 있고, 각각은 하나의 개구면만을 가지며, 제1 부분(111)의 개구와 제2 부분(112)의 개구는 서로 대향되게 설치되고, 또한 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 서로 체결되어 밀폐된 캐비티 챔버가 구비되는 박스 본체를 형성한다. 복수의 배터리 셀(20)은 병렬 또는 직렬로 연결되거나 혼합 연결된 후 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 함께 체결되어 형성하는 박스 본체 내에 배치된다.
선택적으로, 배터리(100)는 또한 다른 구조를 포함할 수 있으며, 여기에 상세히 설명하지 않는다. 예를 들어, 배터리(100)는 버스 부재를 더 포함할 수 있으며, 버스 부재는 복수의 배터리 셀(20) 간의 전기적 연결, 예를 들어 병렬, 직렬 또는 혼합 연결을 실현하는데 사용된다. 구체적으로, 버스 부재는 배터리 셀(20)의 전극 단자를 연결함으로써 배터리 셀(20) 간의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 또한, 버스 부재는 용접에 의해 배터리 셀(20)의 전극 단자에 고정될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)의 전기 에너지는 전도 기구에 의해 박스 본체를 통해 더 인출될 수 있다. 선택적으로 전도 기구는 버스 부재에 속할 수도 있다.
상이한 전력 요건에 따라, 배터리 셀(20)의 수는 임의의 값으로 설치될 수 있다. 복수의 배터리 셀(20)은 더 큰 용량 또는 전력을 달성하기 위해 직렬, 병렬 또는 혼합 연결 방식으로 연결될 수 있다. 각 배터리(100)에 포함되는 배터리 셀(20)의 개수는 많을 수 있으므로, 설치를 용이하게 하기 위해 배터리 셀(20)을 그룹으로 설치할 수 있으며, 배터리 셀(20)의 각 그룹은 배터리 모듈을 구성한다. 배터리 모듈에 포함되는 배터리 셀(20)의 개수는 제한되지 않으며, 필요에 따라 설정될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 배터리 셀(20)의 개략적인 구조도인 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 하나 이상의 전극 조립체(22), 하우징(211) 및 커버판(212)을 포함한다. 하우징(211)의 벽 및 커버판(212)을 모두 배터리 셀(20)의 벽이라고 한다. 하우징(211)은 하나 이상의 전극 조립체(22)의 결합 형상에 따라 결정되며, 예를 들어, 하우징(211)은 중공의 직육면체, 정육면체 또는 원주체일 수 있으며, 또한 하우징(211)의 일면에는 개구가 구비되어, 하나 이상의 전극 조립체(22)가 하우징(211) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하우징(211)이 중공의 직육면체 또는 정육면체인 경우, 하우징(211)의 면 중 하나는 개구면이다. 즉 그 평면에는 벽체가 없어 하우징(211)의 내부와 외부가 연통된다. 하우징(211)이 중공의 원주체인 경우, 하우징(211)의 단부면은 개방면이다. 즉 그 단부면에 벽체가 없어 하우징(211)의 내부와 외부가 연통된다. 커버판(212)은 개구를 덮고, 또한 하우징(211)과 연결되어 전극 조립체(22)가 배치되는 폐쇄된 캐비티를 형성한다. 하우징(211)은 전해액과 같은 전해질로 채워진다.
배터리 셀(20)은 2개의 전극 단자(214)를 더 포함할 수 있으며, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212) 상에 설치될 수 있다. 커버판(212)은 일반적으로 평판 형상이고, 2개의 전극 단자(214)는 커버판(212)의 평평한 면에 고정되며, 2개의 전극 단자(214)는 각각 양극 단자(214a)와 음극 단자(214b)이다. 각각의 전극 단자(214)에는 하나의 연결 부재(23)가 대응되게 설치되고, 또는 집류 부재(23)라고도 할 수 있으며, 이는 커버판(212)와 전극 조립체(22) 사이에 위치하고, 전극 조립체(22)와 전극 단자(214)를 전기적으로 연결하는데 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 전극 조립체(22)는 제1 탭(221a) 및 제2 탭(222a)을 갖는다. 제1 탭(221a)과 제2 탭(222a)의 극성은 반대이다. 예를 들어, 제1 탭(221a)이 양극 탭인 경우, 제2 탭(222a)은 음극 탭이다. 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제1 탭(221a)은 연결 부재(23)를 통해 하나의 전극 단자에 연결되고, 하나 이상의 전극 조립체(22)의 제2 탭(22a)은 다른 연결 부재(23)를 통해 다른 전극 단자에 연결된다. 예를 들어, 양극 단자(214a)는 하나의 연결 부재(23)를 통해 양극 탭에 연결되고, 음극 단자(214b)는 다른 연결 부재(23)를 통해 음극 탭에 연결된다.
배터리 셀(20)은 실제 사용 요건에 따라 전극 조립체(22)를 단수 또는 복수로 설치할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)에는 4개의 독립적인 전극 조립체(22)가 설치되어 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 제1 벽(21a)과 같은 배터리 셀(20)의 하나의 벽에는 감압 기구(213)가 더 설치될 수 있다. 도 3에서는 제1벽(21a)이 하우징(211)과 분리되어 도시되어 있으나, 이는 하우징(211)의 하부측에 개구가 구비되는 것으로 한정하지 않는다. 감압 기구(213)은 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력 또는 온도를 방출한다.
감압 기구(213)는 제1 벽(21a)의 일부일 수 있거나, 제1 벽(21a)과 별개의 구조로서, 예를 들어 용접에 의해 제1 벽(21a)에 고정될 수도 있다. 감압 기구(213)가 제1 벽(21a)의 일부인 경우, 예를 들어, 감압 기구(213)는 제1 벽(21a)에 노치를 설치하는 방식으로 형성할 수 있고, 노치에 대응하는 제1 벽(21a)의 두께는 노치를 제외한 감압 기구(213)의 다른 영역의 두께보다 얇다. 노치 위치는 감압 기구(213)의 가장 박약한 위치이다. 배터리 셀(20)에서 발생하는 가스가 너무 많아 하우징(211) 내부 압력이 상승하여 임계값에 도달하거나, 또는 배터리 셀(20) 내부 반응에 의해 발열이 발생하여 배터리 셀(20) 내부 온도가 상승하여 임계값에 도달하면, 감압 기구(213)는 노치 위치에서 파열되어 하우징(211)의 내부와 외부가 연통될 수 있으며, 감압 기구(213)의 파열을 통해 가스 압력과 온도가 외부로 방출되어 배터리 셀(20)의 폭발이 방지된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 감압 기구(213)가 배터리 셀(20)의 제1 벽(21a)에 설치되는 경우, 전극 단자(214)는 배터리 셀(20)의 다른 벽에 설치되고, 다른 벽은 제1 벽(21a)과 다르다.
선택적으로, 전극 단자(214)가 설치되는 벽은 제1 벽(21a)에 대향하여 설치된다. 예를 들어, 제1 벽(21a)은 배터리 셀(20)의 바닥벽일 수 있고, 전극 단자(214)가 설치되는 벽은 배터리 셀(20)의 상부벽, 즉 커버판(212)일 수 있다.
선택적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)은 패드판(24)을 더 포함할 수 있고, 패드판(24)은 전극 조립체(22)와 하우징(211)의 바닥벽 사이에 위치되어 전극 조립체(22)에 대한 지지 작용을 하고, 또한 전극 조립체(22)가 하우징(211)의 바닥벽 둘레의 둥근 모서리를 간섭하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 패드판(24)에는 하나 이상의 통공이 설치될 수 있다. 예를 들어, 균일하게 배열된 복수의 통공을 설치할 수 있으며, 또는 감압 기구(213)가 하우징(211)의 바닥벽에 설치되는 경우, 감압 기구(213)에 대응되는 위치에 통공을 설치하여 액체 및 공기를 용이하게 안내할 수 있다. 구체적으로, 이러한 방식으로 패드판(24)의 상면과 하면 사이의 공간이 연통되게 하여, 배터리 셀(20) 내부에서 생성된 가스 및 전해액이 패드판(24)을 자유롭게 통과하게 할 수 있다.
감압 기구(213)와 전극 단자(214)를 배터리 셀(20)의 서로 다른 벽에 설치하여, 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)의 배출물이 전극 단자(214)로부터 더욱 멀어지게 함으로써 배출물이 전극 단자(214) 및 버스 부재에 미치는 영향을 감소시켜 배터리의 안전성을 높일 수 있다.
또한, 전극 단자(214)가 배터리 셀(20)의 커버판(212)에 설치될 때, 감압 기구(213)를 배터리 셀(20)의 바닥벽에 설치하면, 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)의 배출물이 배터리(100)의 바닥부로 배출되게 할 수 있다. 이처럼, 한편으로 배터리(100)의 바닥부의 열관리 부재 등을 이용하여 배출물의 위험성을 줄일 수 있으며, 다른 한편으로 배터리(100)의 바닥부는 일반적으로 사용자로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 사용자의 위험을 줄일 수 있다.
감압 기구(213)는 다양한 가능한 압력 완화 구조일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이를 한정하지 않는다. 예를 들어, 감압 기구(213)는 온도 감응형 감압 기구일 수 있으며, 온도 감응형 감압 기구는 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 온도가 임계값에 도달하면 용융될 수 있도록 구성되며; 및/또는 감압 기구(213)는 압력 감응형 감압 기구일 수 있으며, 압력 감응형 감압 기구는 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 기압이 임계값에 도달하면 파열될 수 있도록 구성된다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(100)의 개략도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 복수의 배터리 셀(20)을 포함하고, 복수의 배터리 셀(20) 중 적어도 하나의 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 감압 기구(213)는 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동하여 내부 압력을 방출하는데 사용된다. 하나의 실시예에서, 복수의 배터리 셀(20) 중 각 배터리 셀(20)에 감압 기구(213)가 설치된다. 다른 실시예에서, 복수의 배터리 셀(20) 중 일부의 배터리 셀의 각 배터리 셀(20)에 감압 기구(213)가 설치되며, 복수의 배터리 셀(20) 중 다른 일부의 배터리 셀의 각 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되지 않는다.
배터리(100)는 배터리 셀(20)과의 전기적 연결을 위한 버스 부재(12)를 더 포함한다. 즉, 버스 부재(12)는 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 달성하기 위해 사용된다. 선택적으로, 버스 부재(12)는 배터리 셀(20)의 전극 단자(214)를 연결함으로써 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있다.
배터리(100)는 전기 캐비티(11a) 및 수집 캐비티(11b)를 더 포함하고, 전기 캐비티(11a)는 복수의 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되며, 전기 캐비티(11a)는 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)의 수용 공간을 제공하며, 전기 캐비티(11a)의 형상은 복수의 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)에 따라 결정될 수 있다. 수집 캐비티(11b)는 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용된다.
본 출원의 실시예에서, 전기 캐비티(11a)는 폐쇄 캐비티이고, 수집 캐비티(11b)는 외부와 연통하는 개구가 구비된 반폐쇄 캐비티이며, 전기 캐비티(11a)의 벽은 그 개구를 덮어 캐비티, 즉 수집 캐비티(11b)를 형성한다. 즉, 수집 캐비티(11b)의 개구를 덮는 전기 캐비티(11a)의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽이고, 이 공용의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 분리되게 설치되도록 한다. 본 출원의 다른 실시예에서, 수집 캐비티(11b)는 폐쇄된 캐비티이고, 전기 캐비티(11a)는 외부와 연통하는 개구가 구비된 반폐쇄 캐비티이며, 수집 캐비티(11b)의 벽은 그 개구를 덮어 캐비티, 즉 전기 캐비티(11a)을 형성한다. 즉, 전기 캐비티(11a)의 개구를 덮는 수집 캐비티(11b)의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽이고, 이 공용의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 분리되게 설치되도록 한다. 본 출원의 다른 실시예에서, 전기 캐비티(11a)는 폐쇄 캐비티이고, 수집 캐비티(11b) 또한 폐쇄 캐비티이며, 전기 캐비티(11a)의 하나의 벽과 수집 캐비티(11b)의 하나의 벽은 함께 부착되어 2개의 인접한 독립 캐비티를 형성하며, 함께 부착된 2개의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)를 위한 공용 벽의 역할을 할 수 있으며, 이 공용의 벽은 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 분리되게 설치되도록 한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 격리 부재(13)를 더 포함할 수 있으며, 격리 부재(13)는 전기 캐비티(11a) 및 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽을 구비한다. 격리 부재(13)는 전기 캐비티(11a)의 하나의 벽과 수집 캐비티(11b)의 하나의 벽이 동시에 될 수 있다. 즉, 격리 부재(13)(또는 그 일부)는 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽의 역할을 직접 할 수 있어, 배터리 셀(20)의 배출물은 격리 부재(13)를 거쳐 수집 캐비티(11b)로 들어갈 수 있다.
전술한 다양한 실시예에서 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)의 공용의 벽의 존재로 인해, 배출물을 최대한 격리할 수 있어 배출물의 위험을 줄이고 배터리의 안전성을 향상시킨다.
또한, 배터리(100)는 밀봉 구조(215)를 더 포함하고, 이는 감압 기구(213)와 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되며, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단하기 위해 사용된다.
전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b) 사이에 공용의 벽이 있어 둘을 격리하지만, 실제 적용에서는 여전히 소량의 배출물이 전기 캐비티(11a)로 들어갈 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 감압 기구(213)와 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 밀봉 구조(215)를 제공함으로써, 감압 기구(213)가 작동될 때, 배터리 셀(20)의 배출물이 전기 캐비티(11a)로 들어가는 것을 차단하여 절연 보호 실패의 위험을 줄이며 고압 점화 가능성을 줄여 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 밀봉 구조(215)의 존재는 고위험 영역에서 고온 입자의 축적을 방지하여 국부적 온도 상승으로 인한 고장 모드의 가능성을 감소시킬 수 있다.
감압 기구(213)와 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로는 감압 기구(213)가 위치한 평면에 평행한 전기 캐비티(11a) 내의 기류 통로를 포함할 뿐만 아니라, 감압 기구(213)가 위치한 평면에 수직인 전기 캐비티(11a) 내의 기류 통로를 포함한다.
도 4는 밀봉 구조(215)의 구현 방식의 개략적인 단면도를 보여주는 단지 예시일 뿐이며, 본 출원의 보호 범위를 제한하지 않아야 한다. 도 4에 도시된 실시예에 더하여, 본 출원의 실시예에서 제공되는 밀봉 구조(215)는 또한 다른 형태일 수 있고, 및/또는 밀봉 구조(215)의 설치 위치는 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단하는데 있으며, 본 출원의 실시예는 밀봉 구조(215)의 형상 및 위치를 특별히 제한하지 않는다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 구조(215)는 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 방지하기 위해 적어도 감압 기구(213)의 둘레에 설치된다.
다음은 밀봉 구조(215)가 감압 기구(213)의 둘레에 설치되는 구체적인 실시예를 상세히 설명하며, 설명의 편의를 위해, 본 실시예에서 배터리 셀(20)은 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)을 지칭한다. 예를 들어, 배터리 셀(20)은 도 3의 배터리 셀(20)일 수 있다.
도 5a는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(100)의 개략적인 평면도이다. 도 5b는 본 출원의 실시예에 따른 배터리(100)의 A-A' 방향을 따른 단면도이고, 도 5c는 도 5b의 B위치에 대응하는 부분 상세도이다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예의 밀봉 구조(215)는 감압 기구(213)의 둘레에 설치된 제1 밀봉 부재(215a)를 포함한다. 구체적으로, 감압 기구(213)는 배터리 셀(20)의 제1벽(21)에 설치되고, 제1밀봉 부재(215a)는 제1벽(21)과 격리 부재(13) 사이에 설치된다. 즉, 제1 밀봉 부재(215a)는 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 벽과 격리 부재(13) 사이에 설치된다. 제1 밀봉 부재(215a)는 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공을 구비하며, 감압 기구(213)가 작동될 때, 배출물은 통공을 거쳐 격리 부재(13)를 관통하여 수집 캐비티(11b)로 들어간다.
감압 기구(213)의 둘레에 제1 밀봉 부재(215a)를 설치하고, 또한 제1 밀봉 부재(215a)는 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공을 구비하므로, 감압 기구(213)가 작동될 때, 배출물은 횡방향으로 확산되어 전기 캐비티(11a)로 들어갈 수가 없고, 종방향으로만 확산되어 수집 캐비티(11b)로 들어 갈 수 있으므로, 배출물을 버스 부재(12)와 격리하여 배터리의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.
도 6a는 제1 밀봉 부재(215a)의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 6b는 다른 제1 밀봉 부재(215a)의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 6c는 도 6a의 제1 밀봉 부재(215a)를 포함하는 배터리(100)의 분해도이다. 도 6d는 도 6b의 제1 밀봉 부재(215a)를 포함하는 배터리(100)의 분해도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 부재(215a)는 하나의 통공이 구비된 프레임 형태의 구조일 수 있다. 즉, 하나의 통공이 복수의 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)에 대응된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 부재(215a)는 복수의 통공의 격자 구조일 수 있으며, 복수의 통공은 복수의 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)에 일대일로 대응된다. 즉, 복수의 통공 중의 각 통공은 하나의 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)에 대응된다.
구체적으로, 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 복수의 배터리 셀(20)을 포함하고, 복수의 배터리 셀(20)은 적어도 하나의 배터리 모듈(30)로 분할될 수 있으며, 또는 배터리 모듈 또는 배터리 팩으로 지칭될 수 있다. 배터리(100)는 버스 부재(12)를 더 포함할 수 있으며, 버스 부재(12)는 복수의 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결, 예를 들어 병렬 또는 직렬 또는 혼합 연결을 실현하는데 사용된다. 버스 부재(12)는 배터리 셀(20)의 전극 단자(214)를 연결함으로써 배터리 셀(20) 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 배터리(100)는 일반적으로 복수의 배터리 셀(20)을 포장하기 위한 박스 본체를 더 포함할 수 있으며, 박스 본체는 2개의 단부판과 2개의 측판이 둘러싸게 연결되어 형성된 환형 벽(41), 박스 본체 상부 커버(42) 및 박스 본체 하부 커버(43)를 포함할 수 있다. 그 중에서, 박스 본체 상부 커버(42)와 박스 본체 하부 커버(43)는 각각 환형 벽(41)의 양측 개구를 덮어 캐비티 챔버를 형성한다. 배터리(100)는 격리 부재(13)를 더 포함하고, 격리 부재(13)는 박스 본체(40)에 의해 형성된 캐비티 챔버를 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)로 분할할 수 있다. 그 중에서, 전기 캐비티(11a)는 복수의 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되고, 수집 캐비티(11b)는 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용된다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀(20)이 적층되어 설치된다. 제1 밀봉 부재(215a)는 하나의 통공을 포함하는 프레임 형상의 구조로, 하나의 통공은 동일한 방향으로 적층 설치된 복수의 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)에 대응된다. 즉, 동일한 방향으로 적층 설치된 복수의 배터리 셀(20)의 감압 기구를 하나의 전체로 간주하여, 제1밀봉 부재(215a)는 그 전체의 둘레를 둘러싸도록 설치될 수 있다. 선택적으로, 제1 밀봉 부재(215a)의 통공은 2개의 방향으로 적층 설치된 하나의 배터리 셀 어레이의 감압 기구(213)를 대응할 수 있다. 즉, 하나의 배터리 셀 어레이의 감압 기구(213)를 하나의 전체로 간주하여, 제1밀봉 부재(215a)는 그 전체의 둘레를 둘러싸도록 설치될 수 있다.
도 6c의 제1 밀봉 부재(215a)에 의해 둘러싸인 전체에서, 일부의 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치될 수 있고, 다른 일부의 배터리 셀(20)에는 감압 기구가 설치되지 않는다.
하나의 통공이 구비된 프레임 구조를 밀봉 구조로 사용하면, 가공 난이도가 낮다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 셀(20)은 적층되어 설치된다. 제1 밀봉 부재(215a)는 복수의 통공을 포함하는 격자 구조이며, 복수의 통공은 동일한 방향으로 적층 설치된 복수의 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)에 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 제1 밀봉 부재(215a)는 동일한 방향으로 적층 설치된 복수의 배터리 셀(20) 중 각 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)의 둘레에 설치된다. 선택적으로, 제1 밀봉 부재(215a)의 복수의 통공은 또한 2개의 방향으로 적층 설치된 하나의 배터리 셀 어레이의 감압 기구(213)에 일대일로 대응할 수 있다. 즉, 제1 밀봉 부재(215a)는 배터리 셀 어레이 중 각 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)의 둘레에 설치된다.
복수의 통공이 구비된 격자 구조를 밀봉 구조로 사용하면, 밀봉 효과를 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)의 일부 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 다른 일부 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되지 않으므로, 각 감압 기구(213)의 둘레에 제1밀봉 부재(215a)가 설치될 수 있다. 즉, 제1 밀봉 부재(215a)는 하나의 통공이 구비된 입구자형 구조이고, 이 하나의 통공은 하나의 감압 기구(213)에 대응하므로 밀봉 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 가공 난이도를 감소시킬 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 전술한 프레임 구조의 제1 밀봉 부재(215a), 격자 구조의 제1 밀봉 부재(215a) 및 입구자형 구조의 제1 밀봉 부재(215a) 중 적어도 2개를 포함할 수 있다.
도 7a는 도 5a에 도시된 배터리(100)의 A-A' 방향의 다른 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 C위치에 대응하는 부분 상세도이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 배터리(100)는 구획 빔(44)을 더 포함하며, 구획 빔(44)은 전기 캐비티(11a)를 복수의 수용 캐비티(11c)로 분할하는데 사용된다. 밀봉 구조(215)는 수용 캐비티(11c)의 측벽과 배터리 셀(20)의 제2 벽 사이에 설치된 제2 밀봉 부재(215b)를 포함하고, 제2 벽은 전술한 실시예의 제1 벽과 서로 교차하도록 설치된다. 여기서, 배터리 셀(20)은 수용 캐비티(11c)에서 최외측에 위치하는 배터리 셀(20)이다. 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치될 수도 있고, 감압 기구(213)가 설치되지 않을 수도 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제2 밀봉 부재(215b)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(20)의 제2 벽 전체를 덮을 수도 있고, 배터리 셀(20)의 제2 벽의 일부를 덮을 수도 있고, 배터리 셀(20)의 일부를 덮을 수도 있으며, 본 출원의 실시예에서 제2 밀봉 부재(215b)의 높이는 제한되지 않는다.
수용 캐비티(11c)의 측벽과 배터리 셀(20)의 제2 벽 사이에 제2 밀봉 부재(215b)가 설치되므로, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 종방향으로 확산되어 전기 캐비티(11a) 내로 들어가지 못하고, 종방향으로만 확산되어 수집 캐비티(11b) 내로 들어 갈 수 있으므로, 배출물이 버스 부재(12)로부터 격리될 수 있어 배터리의 안전 성능이 향상된다.
도 7c는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 제2 밀봉 부재(215b)의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 7d는 제2 밀봉 부재(215b)를 포함하는 셀(100)의 분해도를 도시한다. 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 제2 밀봉 부재(215b)는 프레임 형태의 구조로서, 수용 캐비티(11c)에서 최외측에 위치한 배터리 셀(20)의 제2 벽 둘레에 설치되며, 또한 최외측 배터리 셀(20)의 제2 벽과 수용 캐비티(11c)의 측벽 사이의 간격을 밀봉하여, 수용 캐비티(11c) 중의 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 제1 밀봉 부재(215a) 및 제2 밀봉 부재(215b)를 포함할 수 있다. 즉, 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 제1벽과 격리 부재(13) 사이에 제1밀봉 부재(215a)가 설치될 수 있으며, 또한 제1밀봉 부재(215a)는 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공을 구비하여, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 통공을 거쳐 격리 부재(12)를 관통하여 수집 캐비티(11b)로 들어간다. 또한, 수용 캐비티(11c)의 측벽과 수용 캐비티(11c)의 최외측에 위치한 배터리 셀(20)의 제2 벽 사이에 제2 밀봉 부재(215b)를 설치하여, 수용 캐비티(11c)의 측벽과 그 최외측의 배터리 셀(20)의 제2벽 사이의 간극을 밀봉함으로써, 수용 캐비티(11c) 내부의 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 배터리 셀(20)의 제1벽과 제2벽은 서로 교차하도록 설치된다.
제1밀봉 부재(215a)와 제2밀봉 부재(215b)를 설치함으로써, 감압 기구(213)와 버스 부재(12) 사이에 형성된 기류 통로를 사방으로 밀폐할 수 있어, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 더욱 잘 차단할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 밀봉 부재(215a)는 개스킷 또는 실런트일 수 있다. 제2 밀봉 부재(215b) 또한 개스킷 또는 실런트일 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제1 밀봉 부재(215a)는 실리콘 고무 또는 에어로겔 펠트 등과 같이 일반적으로 사용되는 압축성 밀봉 재료일 수 있다. 제2 밀봉 부재(215b) 또한 실리콘 고무 또는 에어로겔 펠트와 같이 일반적으로 사용되는 압축성 밀봉 재료일 수 있다.
하나의 가능한 구현에서, 제1 밀봉 부재(215a) 또는 제2 밀봉 부재(215b)가 개스킷을 채용하는 경우, 그 표면은 온도 저항 및 충격 저항의 요구 사항을 충족시키기 위해 융점이 배출물의 온도보다 높은 재료로 코팅되거나 스프레이 될 수 있다.
다른 가능한 구현 방식에서, 제1 밀봉 부재(215a) 및/또는 제2 밀봉 부재(215b)의 융점은 배출물의 온도보다 높으며, 이는 온도 저항 및 내충격성의 요구 사항을 충족할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제2 밀봉 부재(215b)가 실런트를 사용하는 경우, 실런트를 주입하기 위해 수용 캐비티(11c)의 측벽에 접착제 주입구가 설치될 수 있다. 실런트는 사용 중 일정한 유동성을 갖고 일정 시간이 지나면 서서히 굳어지기 때문에 접착제 주입구를 통해 실런트를 주입함으로써 실런트를 보다 용이하게 배치할 수 있어 경화 후 제2 밀봉 부재(215b)를 형성할 수 있다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 제1 밀봉 부재(215a)와 제2 밀봉 부재(215b)를 모두 포함하고, 또한 제1 밀봉 부재(215a)는 개스킷일 수 있고, 제2 밀봉 부재(215b)는 실런트일 수 있으며, 실런트와 개스킷을 동시에 사용하여 배터리(100)의 보다 우수한 밀봉 효과를 확보한다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 제1 밀봉 부재(215a) 및 제2 밀봉 부재(215b)를 모두 포함하고, 제1 밀봉 부재(215a) 및 제2 밀봉 부재(215b)는 일체로 형성된 밀봉 구조(215)일 수 있다. 구체적으로, 밀봉 구조(215)는 바닥부 전체를 덮는 개스킷을 채택한다.
이하에서는 밀봉 구조(215)가 바닥부 전체를 덮는 개스킷인 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 8a는 도 5a에 도시된 배터리(100)의 A-A' 방향을 따른 다른 단면도이고, 도 8b는 도 8a의 D위치에 대응하는 부분 상세도이다. 도 8c는 도 8a의 E위치에 대응하는 부분 상세도이다. 도 8d는 바닥부 전체를 덮는 밀봉 구조(215)의 구조도이다. 도 8e는 도 8d에 도시된 바닥부 전체를 덮는 밀봉 구조(215)를 포함하는 배터리(100)의 분해도이다.
도 8a-8e에 도시된 바와 같이, 밀봉 구조(215)는 바닥부 전부를 덮는 구조이다. 도 8a 내지 도 8e에 도시된 바와 같이, 밀봉 구조(215)는 배터리 셀(20)의 제1 벽과 격리 부재(13) 사이에 설치된 제1 밀봉 부재(215a)와, 수용 캐비티(11c)에서 최외측에 위치하는 배터리 셀(20)의 제2 벽과 수용 캐비티(11c)의 측벽 사이에 설치된 제2 밀봉 부재(215b)를 포함한다. 그 중에서, 제1밀봉 부재(215)는 감압 기구(213)를 제외한 배터리 셀(20)의 제1벽의 모든 위치를 덮는다. 즉, 제1 밀봉 부재(215)는 배터리 셀(20)의 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공을 구비한다. 즉 배터리 셀(20)의 감압 기구(213) 둘레에 설치된다. 또한, 제1 밀봉 부재(215a)와 제2 밀봉 부재(215b)는 배터리 셀(20)의 제1 벽과 제2 벽이 서로 교차하는 위치에서 연결된다.
바닥부 전부를 덮는 형태의 밀봉 구조(215)를 사용하면, 밀봉 효과를 향상시킬 수 있다.
전술한 내용은 여러 밀봉 구조(215)의 설치 위치, 형상 및 재료를 예시적으로 열거한 것뿐이며, 실제 적용에서는 실제 상황에 따라 적절한 설치 위치, 적절한 형상 및 적절한 재료를 선택할 수 있으며, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다.
본 출원의 실시예는 전술한 각 실시예의 배터리(100)를 포함할 수 있는 전기 장치를 더 제공하며, 배터리(100)는 전기 에너지를 제공하는데 사용된다.
선택적으로, 전기 장치는 차량(1), 선박 또는 우주선일 수 있다.
이상에서 본 출원의 실시예의 배터리 및 전기 장치에 대해 설명하였고, 다음은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법 및 장치에 대하여 설명하며, 그 중에서 구체적으로 설명하지 않은 부분은 전술한 실시예를 참고할 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 방법(300)의 개략적인 흐름도를 도시한다. 배터리는 전술한 다양한 실시예에서 제공되는 배터리(100)일 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이, 이 방법(300)은 다음을 포함할 수 있다:
S310: 배터리 셀(20)을 제공한다.
하나의 실시예에서, 배터리 셀(20)의 개수는 복수일 수 있고, 또한 복수의 배터리 셀(20) 중 적어도 하나의 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 감압 기구(213)는 감압 기구(213)가 설치된 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동하여 내부 압력을 방출하는데 사용된다.
S320: 버스 부재(12)를 제공한다.
하나의 실시예에서, 버스 부재(12)는 복수의 배터리 셀(20)의 전기적 연결, 즉 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결을 실현하는데 사용된다. 버스 부재는 배터리 셀의 전극 단자를 연결하여 배터리 셀 간의 전기적 연결을 실현할 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 부재는 용접에 의해 배터리 셀의 전극 단자에 고정될 수 있다.
S330: 전기 캐비티(11a)를 제공한다.
하나의 실시예에서, 전기 캐비티(11a)는 복수의 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)를 수용하는데 사용된다. 즉, 전기 캐비티(11a)는 배터리 셀(20)과 버스 부재(12)의 장착 공간을 제공한다.
S340: 수집 캐비티(11b)를 제공한다.
하나의 실시예에서, 수집 캐비티(11b)는 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)로부터 배출물을 수집하는데 사용된다.
S350: 밀봉 구조(215)를 제공한다.
하나의 실시예에서, 밀봉 구조(215)는 감압 기구(213)와 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 격리 부재(13)를 더 제공할 수 있으며, 이는 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)을 격리하는데 사용되며, 전기 캐비티(11a) 및 수집 캐비티(11b)는 격리 부재(13)의 양측에 설치되고, 또한 격리 부재(13)는 전기 캐비티(11a)와 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽으로 구성된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 밀봉 구조(215)는 배터리 셀(20)의 제1 벽과 격리 부재(13) 사이에 설치된 제1 밀봉 부재(215a)를 포함하고, 또한 제1밀봉 부재(215a)는 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공을 구비하고, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물은 통공을 거쳐 격리 부재(13)를 관통하여 수집 캐비티(11b)로 들어간다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 배터리(100)는 구획 빔(44)을 더 포함하고, 이는 전기 캐비티(11a)를 복수의 수용 캐비티(11c)로 분할하는데 사용되며, 밀봉 구조(215)는 수용 캐비티(11c)의 측벽과 배터리 셀(20)의 제2 벽 사이에 설치된 제2 밀봉 부재(215b)를 포함하고, 배터리 셀(20)의 제1 벽과 제2 벽은 서로 교차하도록 설치된다.
선택적으로, 본 출원의 실시예에서, 제2 밀봉 부재(215b)는 실런트이고, 밀봉 구조(215)를 제공하는 단계는 구체적으로 수용 캐비티(11c)의 측벽에 있는 접착제 주입구에 실런트를 주입하여, 실런트가 경화된 후 제2 밀봉 부재(215b)를 형성한다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 배터리 제조 장치(400)의 개략적인 블록도를 도시한다. 배터리는 전술한 다양한 실시예에서 제공되는 배터리(100)일 수 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 제조 장치(400)는 모듈(410)을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
제공 모듈(410)은 배터리 셀(20)을 제공하는데 사용되며, 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 감압 기구(213)는 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 내부 압력을 방출하는데 사용된다.
제공 모듈(410)은 또한 버스 부재(12)를 제공하는데 사용되고, 버스 부재(12)는 배터리 셀(20)과 전기적 연결을 하는데 사용된다.
제공 모듈(410)은 또한 전기 캐비티(11a)를 제공하는데 사용되며, 전기 캐비티(11a)는 배터리 셀(20) 및 버스 부재(12)를 수용하는데 사용된다.
제공 모듈(410)은 또한 수집 캐비티(11b)를 제공하는데 사용되며, 수집 캐비티(11b)는 감압 기구(213)가 작동될 때 배터리 셀(20)로부터 배출물을 수집하는데 사용된다.
제공 모듈(410)은 또한 밀봉 구조(215)를 제공하는데 사용되며, 밀봉 구조(215)는 감압 기구(213)와 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 감압 기구(213)가 작동될 때 배출물이 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단하는데 사용된다.
바람직한 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 설명하였지만, 본 출원의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있고 균등물이 그 일부를 대체할 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각각의 기술적 특징은 어떠한 방식으로든 조합될 수 있다. 본 출원은 여기에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구 범위 내에 속하는 모든 기술 방안을 포함한다.
1-차량; 100-배터리; 60-제어기; 80-모터; 20-배터리 셀; 30-배터리 모듈;
11a-전기 캐비티; 11b-수집 캐비티; 11c-수용 캐비티; 12-버스 부재; 13-격리 부재; 21a-제1 벽; 22-전극 조립체; 23-연결 부재; 24-패드판; 111-제1 부분; 112-제2 부분; 211-하우징; 212-커버판; 213-감압 기구; 214-전극 단자; 214a-양극 단자; 214b-음극 단자; 221a-제1 탭, 221b-제2 탭; 215-밀봉 구조; 215a-제1 밀봉 부재; 215b-제2 밀봉 부재;
41-환형 벽; 42-박스 본체 상부 커버; 43-박스 본체 하부 커버; 44-구획 빔.

Claims (15)

  1. 배터리 셀(20), 버스 부재(12), 전기 캐비티(11a), 수집 캐비티(11b) 및 밀봉 부재(215)를 포함하며,
    상기 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 상기 감압 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는데 사용되며;
    상기 버스 부재(12)는 상기 배터리 셀(20)과 전기적으로 연결하는데 사용되며;
    상기 전기 캐비티(11a)는 상기 배터리 셀(20) 및 상기 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되며;
    상기 수집 캐비티(11b)는 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며;
    상기 밀봉 부재(215)는 상기 감압 기구(213)와 상기 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물이 상기 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 밀봉 구조(215)는 적어도 상기 감압 기구(213)의 둘레에 설치되어, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물이 상기 버스 부재(12)에 도달하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 배터리(100)는 격리 부재(13)를 더 포함하며,
    상기 격리 부재(13)는 상기 전기 캐비티(11a)와 상기 수집 캐비티(11b)를 격리하는데 사용되고, 또한 상기 격리 부재(13)는 상기 전기 캐비티(11a)와 상기 수집 캐비티(11b)가 공용하는 벽으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 감압 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 제1 벽에 설치되고, 상기 밀봉 구조(215)는 상기 제1 벽과 상기 격리 부재(13) 사이에 설치되는 제1밀봉 부재(215a)를 포함하며; 상기 제1밀봉 부재(215a)는 상기 감압 기구(213)의 대응 위치에 통공이 구비되고, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물은 상기 통공을 거쳐 상기 격리 부재(13)를 관통하여 상기 수집 캐비티(11b)로 들어가는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재(215a)는 하나의 통공을 구비한 프레임 형태의 구조이고, 상기 배터리 셀(20)은 복수로 설치되며, 상기 하나의 통공은 복수의 상기 배터리 셀의 감압 기구(213)와 대응되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재(215a)는 복수의 통공을 구비한 격자 구조이고, 상기 배터리 셀(20)은 복수로 설치되며, 상기 복수의 통공은 복수의 상기 배터리 셀의 감압 기구(213)와 일대일로 대응되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리(100)는 구획 빔(44)을 더 포함하고, 상기 구획 빔(44)은 상기 전기 캐비티(11a)를 복수의 수용 캐비티(11c)로 분할하는데 사용되며;
    상기 밀봉 구조(215)는 상기 수용 캐비티(11c)의 측벽과 상기 배터리 셀(20)의 제2 벽 사이에 설치되는 제2 밀봉 부재(215b)를 더 포함하고, 상기 제2 벽과 상기 제1 벽은 서로 교차되게 설치되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재(215a)는 개스킷 또는 실런트이고, 및/또는 상기 제2 밀봉 부재(215b)는 개스킷 또는 실런트인 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 수용 캐비티(11c)의 측벽에는 상기 실런트를 주입하기 위한 접착제 주입구가 설치되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 가스켓의 표면은 융점이 상기 배출물의 온도보다 높은 물질로 코팅되거나 스프레이 되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 밀봉 부재(215a)와 상기 제2 밀봉 부재(215b)는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 구조(215)의 융점은 상기 배출물의 온도보다 높은 것을 특징으로 하는, 배터리(100).
  13. 전기 장치에 있어서, 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리(100)를 포함하며, 상기 배터리(100)는 상기 전기 장치에 전기 에너지를 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 장치.
  14. 배터리(100) 제조 방법에 있어서, 상기 방법은:
    배터리 셀(20)을 제공하는 것을 포함하고, 상기 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 상기 감압 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는데 사용되며;
    버스 부재(12)를 제공하는 것을 포함하고, 상기 버스 부재(12)는 상기 배터리 셀(20)과 전기적으로 연결하는데 사용되며;
    전기 캐비티(11a)를 제공하는 것을 포함하고, 상기 전기 캐비티(11a)는 상기 배터리 셀(20) 및 상기 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되며;
    수집 캐비티(11b)를 제공하는 것을 포함하고, 상기 수집 캐비티(11b)는 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며;
    밀봉 구조(215)를 제공하는 것을 포함하고, 상기 밀봉 부재(215)는 상기 감압 기구(213)와 상기 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물이 상기 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리(100) 제조 방법.
  15. 배터리(100) 제조 장치에 있어서, 제공 모듈을 포함하며, 상기 제공 모듈은:
    배터리 셀(20)을 제공하는데 사용되고, 상기 배터리 셀(20)에는 감압 기구(213)가 설치되고, 상기 감압 기구(213)는 상기 배터리 셀(20)의 내부 압력 또는 온도가 임계값에 도달할 때 작동되어 상기 내부 압력을 방출하는데 사용되며;
    버스 부재(12)를 제공하는데 사용되고, 상기 버스 부재(12)는 상기 배터리 셀(20)과 전기적으로 연결하는데 사용되며;
    전기 캐비티(11a)를 제공하는데 사용되고, 상기 전기 캐비티(11a)는 상기 배터리 셀(20) 및 상기 버스 부재(12)를 수용하는데 사용되며;
    수집 캐비티(11b)를 제공하는데 사용되고, 상기 수집 캐비티(11b)는 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배터리 셀(20)로부터의 배출물을 수집하는데 사용되며;
    밀봉 구조(215)를 제공하는데 사용되고, 상기 밀봉 부재(215)는 상기 감압 기구(213)와 상기 전기 캐비티(11a)의 벽 사이에 형성된 기류 통로에 설치되어, 상기 감압 기구(213)가 작동될 때 상기 배출물이 상기 버스 부재에 도달하는 것을 차단하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리(100) 제조 장치.
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