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KR102880818B1 - 소화부가 구비된 전지 모듈 - Google Patents

소화부가 구비된 전지 모듈

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KR102880818B1
KR102880818B1 KR1020200053495A KR20200053495A KR102880818B1 KR 102880818 B1 KR102880818 B1 KR 102880818B1 KR 1020200053495 A KR1020200053495 A KR 1020200053495A KR 20200053495 A KR20200053495 A KR 20200053495A KR 102880818 B1 KR102880818 B1 KR 102880818B1
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KR
South Korea
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digestion
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pack
pouch
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이한영
박준수
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 본 발명은 소화부가 구비된 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직 방향 또는 수평 방향으로 적층된 복수개의 전지 셀(100); 및 상기 전지 셀(100) 인근에 위치하는 소화부(200);를 포함하고, 상기 소화부(200)는 소화물질이 내장된 소화팩(210), 상기 전지 셀(100)과 상기 소화팩(210) 사이에 개재된 압전 소자(220), 및 상기 전지 셀(100)과 상기 소화팩(210) 사이에 개재된 하나 이상의 파쇄부(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈에 관한 것이다.

Description

소화부가 구비된 전지 모듈{Battery Module Equipped With A Fire Extinguishing Unit}
본 발명은 소화부가 구비된 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지 셀의 스웰링이나 가연성 가스가 발생할 시, 별도의 센싱 장치 없이도 소화물질을 살포할 수 있어 안전성과 함께 에너지밀도를 개선할 수 있는 소화물질을 포함하는 소화부가 구비된 전지 모듈에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이므로, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우에는, 복수 개의 전지 셀을 직렬로 연결하여 전지 모듈을 구성하기도 한다.
물론, 필요한 충방전 용량에 따라 다수의 전지 모듈을 병렬 또는 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다.
한편, 요구되는 출력 전압을 충족하기 위해 전지 모듈에는 복수개의 전지 셀들이 수납되는데 이러한 수납된 전지 셀들은 에너지 밀도를 높이기 위해 서로 밀착되어 있어 열폭주 등의 이슈가 발생할 시 가스 발생 및 화재 등의 2차적인 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이와 관련하여 도 1은 종래 기술에 따른 소화부를 이용하여 전지 모듈을 소화하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 전지 모듈은 복수개의 전지 셀(10) 상부에 소화물질을 내장하고 있는 소화부(20)가 위치하고 있고, 소화부(20) 아래에는 개방부(미도시)가 형성되어 있다. 전지 셀(10) 사이에는 압전 센서(30)가 삽입되어 있어 전지 셀(10)이 스웰링 현상으로 부피 팽창 시 압력을 감지하여 BMS 등의 제어 장치로 연결회로(40)를 통하여 전기적 신호를 보내 판단하여 일정이상의 압력이 측정될 시 개방부를 개방하고 이에 따라 소화물질이 분출되도록 하는 장치이다.
상기 종래 기술은 압력을 센싱하는 압력 센서(30)와 압력 센서에서 발생하는 전기적 신호를 전달하는 연결회로(40)있어 연결회로(40)가 손상될 경우 소화물질을 분사하는데 문제가 생길 수 있다. 또 연결회로(40) 및 BMS 등의 추가 장치 및 이를 고정하기 위한 추가적인 장치와 공간이 필요하기 때문에, 제조공정이 복잡해지며 에너지밀도가 낮다는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제2013-0078953호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전지 모듈의 부피변화에 민감하게 반응함으로써 안전성을 확보하여, 2차 사고 발생을 감소시킬 수 있는 소화부가 구비된 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 소화성능을 유지하면서 전지 모듈 내부의 공간활용도를 개선함으로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있는 소화물질을 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 전지 모듈은, 수직 방향 또는 수평 방향으로 적층된 복수개의 전지 셀(100); 및 상기 전지 셀(100) 인근에 위치하는 소화부(200);를 포함하고, 상기 소화부(200)는 소화물질이 내장된 소화팩(210), 상기 전지 셀(100)과 상기 소화팩(210) 사이에 개재된 압전 소자(220), 및 상기 전지 셀(100)과 상기 소화팩(210) 사이에 개재된 하나 이상의 파쇄부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 소화팩(210)은 상기 전지 셀(100)의 일면 또는 양면과 밀착하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 압전 소자(220)는 전지 셀(100)의 일면 중앙에 위치하며, 상기 압전소자(220)와 상기 파쇄부(240) 사이에는 연결회로(230)가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 파쇄부(240)는, 상기 전지 셀(100) 또는 소화팩(210)에 고정되는 결합부(241), 및 상기 결합부(241)에서 연장된 칼날부(242)를 포함하며, 상기 칼날부(242)는 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 파쇄부(240)는 전지 셀(100)의 전극 리드(110) 인근에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 칼날부(242)는 상기 압전 소자(220)에서 발생한 전압에 의해 소정 각도로 변형되어, 상기 소화팩(210)을 파단시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 칼날부(242)는 상기 결합부(241) 가장자리를 따라 복수개 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 칼날부(242)는 상기 결합부(241)와 동일한 두께로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 칼날부(242)는 상기 결합부(241) 가장자리에서 멀어질수록 두께가 감소하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전지 모듈에서, 상기 칼날부(242)와 상기 결합부(241)가 연결되는 부분에는 홈부(243)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 배터리 팩은 전술한 전지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소화부가 구비된 전지 모듈에 의하면, 전기 신호에 의해 변형되는 전기 활성 고분자로 이루어진 파쇄부가 전지 셀에 밀착하면서 위치하고 있어, 별도의 센싱 장치를 통한 인식작업 없이도 소화작업을 진행할 수 있고 따라서 시스템적 오류로 인한 미작동이 발생하지 않는다는 이점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 전지 모듈에 의하면, 전지 모듈의 온도나 전압 등을 체크하는 센싱 장치와 파쇄부를 고정하기 위한 별도의 장치가 필요하지 않아, 제조공정이 간편하고 게다가 에너지 밀도가 개선되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 소화부를 이용하여 전지 모듈을 소화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도와 일측정면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀과 소화부의 분해사시도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀의 부피 팽창에 따른 소화부의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 파쇄부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 변형 실시예에 따른 파쇄부를 설명하기 위한 단면도이다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 소화물질을 포함하는 소화부가 구비된 전지 모듈에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
도2 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 모듈의 사시도와 일측정면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀과 소화부의 분해사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 소화부가 구비된 전지 모듈은 복수개의 전지 셀(100) 및 소화부(200)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 복수개의 전지 셀(100)은 지면에 대해 수직 방향이나 수평 방향으로 나란하게 적층된 후 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
여기서 전지 셀(100)은 셀 조립체(미도시), 셀 케이스 및 한 쌍의 전극 리드(110)를 포함하는 파우치형 전지 셀인 것인 바람직하며, 셀 조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 셀조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 셀조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 셀조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 셀조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
상기와 같은 셀 조립체는 셀 케이스에 내장되며, 셀 케이스는 통상적으로 내부층/금속층/외부층의 라미네이트 시트 구조로 이루어져 있다. 내부층은 셀 조립체와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해액성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 이러한 내부층의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
내부층과 접하고 있는 금속층은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.
그리고 금속층의 타측면에는 외부층이 구비되며, 이러한 외부층은 전극조립체를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
한편, 한 쌍의 전극 리드(110)는 양극 리드와 음극 리드로 이루어지며, 셀 조립체의 양극 탭과 음극 탭이 각각 전기적으로 연결된 후 케이스 외부로 노출되거나, 탭을 생략하고 셀 조립체와 직접 연결되어도 무방하며, 상기와 같은 전지 셀은 일반적으로 알려져 있는 구성들에 해당되므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로 소화부(200)에 관해 구체적으로 설명하기로 한다. 소화부(200)는 소화팩(210), 압전소자(220), 연결회로(230), 및 파쇄부(240)를 포함하여 이루어진다.
소화팩(210)은 소화물질을 수납할 수 있도록 공간부가 구비되어 있고, 파쇄부(240)에 의해 찢어질 수 있는 소정 두께의 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리테트라 플루오르에틸렌, 폴리우레탄 수지, 및 폴리이미드수지 중 어느 하나 이상의 재질로 이루어질 수 있다. 또 소화팩(210)은 전지 셀(100)의 일면 또는 양면에 위치할 수 있고, 전지 셀(100) 외형과 유사한 각형일 수 있으나, 형상 변화가 자유로운 무정형이어도 무방하다.
소화팩(210) 내부에는 전지 셀(100)들이 소정 온도 이상으로 상승하거나 발화에 의한 화염을 억제하기 위한 소화물질이 내장되어 있다. 이들 물질의 예로서, 무기 탄산염, 무기 인산염, 무기 황산염, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 및 제1 인산암모늄 중 어느 하나 이상일 수 있으나 소화기능을 갖는 물질이라면 특별히 제한하지 않는다.
여기서, 상기 소화물질들은 분말이어도 무방하지만, 신속한 방출을 위해 액상인 것이 보다 바람직하다.
계속해서, 압전 소자(220)는 압전기 현상을 나타내는 소자로서, 피에조 전지 소자라고도 불린다. 이러한 압전 소자(220)의 원료로서는 수정, 전기석, 로셀염 등이 주로 상용되어 왔으나, 근래에는 타이타늄산바륨, 인산이수소암모늄, 타타르산에틸렌다이아민 등의 인공결정도 이용되는 상황이며, 이러한 압전 소자의 재료는 공지된 기술에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 압전기 현상은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 현상으로 외부 응력 및 진동 등을 가하면 압전 소자로부터 양단에 외력에 비례하는 양의 전하와 음의 전하가 나타나 전기 신호가 발생하는 가역적 현상을 의미한다.
압전 소자(220)는 전지 셀(100)에 스웰링 또는 가연성 가스가 발생하면 이로 인해 전압이 발생한다. 즉 전지 셀(100)에서 가스가 발생하면서 부피가 팽창하여 밀착 상태인 전지 셀(100)과 소화팩(210) 사이에 위치하는 압전 소자(220)가 양면으로 압력을 받아 전압이 발생한다.
여기서, 압전 소자(220)는 전지 셀(100)의 중앙부근에 위치하는 것이 바람직한데, 이는 전지 셀(100)에서 스웰링이 발생할 시 부피가 가장 먼저 변화하여 보다 신속하게 반응할 수 있기 때문이다.
다음으로, 연결회로(230)는 압전 소자(220)와 파쇄부(240) 사이에 위치하면서 이들을 전기적으로 서로 연결한다. 즉, 압전 소자(220)에서 발생하는 전압을 파쇄부(240)로 전달하여 파쇄부(240)의 형상 변화를 일으키는 역할을 한다.
계속해서, 파쇄부(240)는 전지 셀(100) 또는 소화팩(210) 소정 부분에 고정되는 결합부(241)와 결합부(241)의 일측 가장자리에서 연장된 칼날부(242)를 포함하여 이루어진다.
결합부(241)는 전지 셀(100)이나 소화팩(210)에 고정됨으로써 파쇄부(240)가 유동하는 것을 방지하며, 칼날부(242)는 소화팩(210)을 찢거나 터트려 내부에 수납되어 있는 소화물질을 방출시키는 기능을 수행한다.
여기서, 칼날부(242)는 결합부(241)에서 멀어질수록 폭(Y축 방향)이 좁아져 끝이 뾰족한 형상인 것이 바람직하다.
한편 파쇄부(240)는 압전 소자(220)에서 발생한 전압을 받으면 칼날부(242)의 형상변화가 일어날 수 있도록, 전지 활성 고분자(Electro Active Polymer)로 이루어지는 것이 바람직한데 이는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
파쇄부(240)는 소화팩(210)과 밀착할 수 있는 위치라면 크게 제한하지 않지만, 전극 리드(110) 인근에 위치하는 것이 바람직하고, 2개 이상 구비되는 것이 보다 바람직하다. 이는 과충전 등으로 전지 셀(100)에 열이 발생할 시, 전극 리드(110) 근처에서 열이 더 발생하고 따라서 전극 리드(110) 인근에 소화물질을 먼저 방출시키는 것이 2차 이벤트를 방지함에 유리하기 때문이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀의 부피 팽창에 따른 소화부의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이 파쇄부(220)는 전압을 받으면 형상이 변하는 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer)로 이루어져 있기 때문에 전압이 흐르면 형상이 변형된다.
즉, 도 4와 같이 전지 셀(100)이 정상적으로 충방전이 반복될 시에는, 결합부(241)와 칼날부(242)는 전지 셀(100)과 소화팩(210) 사이에 단순히 밀착된 상태이지만 과충전 등으로 인해 부피 팽창이 발생하여 압전 소자(220)에서 전압이 발생하면, 연결회로(230)를 경유하여 파쇄부(240)에 전압이 전달되고 이로 인해 칼날부(242)가 소정각도 상승하여 형상이 변형된다.
그리고 칼날부(242)의 변형에 의해 소화팩(210)의 일부분이 파열되고 결과적으로 내장되어 있던 소화물질들이 분출되어 전지 셀(100)의 과열이나 화재를 제어할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 파쇄부(240)는 전지 셀(100)과 소화팩(210) 사이에 위치하면서 전압이 흐르면 변하는 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer)로 이루어진 얇은 두께의 평판이기 때문에, 온도 및 전압을 센싱하는 센서 장치와 달리 차지하는 공간이 적어 공간활용도가 개선되므로 전지 모듈의 에너지 밀도를 향상시키는 이점이 있다.
여기서, 전지 활성 고분자(Electro Active Polymer)는 작동방식에 따라 외부전압 인가 시, 이온의 이동과 확산에 의해 고분자가 수축-팽창 변형을 일으키는 이온성 전기활성고분자(ionic EAP)와 전자 분극(polarization) 현상에 의하여 변형이 일어나는 전자성 전기활성 고분자(electronic EAP)로 구분된다. 상기 이온성 전기활성 고분자로는 전기유변 유체(electrorheological fluids, ERP), 탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNT), 전도성 고분자(conducting polymers, CP), 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC), 고분자겔(ionic polymergels, IPG) 등이 있으며 큰 작동력, 빠른 응답속도, 낮은 인가전압 등의 다양한 장점을 가지고 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 파쇄부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 도 5(a)는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파쇄부(240)의 평면도로서, 칼날부(242)는 사각형 모양의 결합부(241) 가장자리를 따라 4개가 형성되어 있다.
이와 같은 제2 실시예에 따른 파쇄부(240)에 의하면, 전지 셀(100)의 스웰링 현상으로 부피가 팽창하고 이로 인해 발생한 전압이 전달되면 4개의 칼날부(242)가 소정각도 상승하여 소화팩(210)의 일부분을 파열시키기 때문에 파쇄부(240)의 설치 개수를 줄이면서도 소화물질의 신속한 방출을 유도할 수 있다는 이점이 있다.
또 도 5(b)의 제3 실시예에 따른 파쇄부(240)에서는 사각형 모양의 결합부(241) 일측면에 2개의 칼날부(242)가 형성되어 있다.
이와 같은 제3 실시예에 따른 파쇄부(240)에 의하면, 전지 셀(100)의 스웰링 현상으로 부피가 팽창하고 이로 인해 발생한 전압이 전달되면 4개의 칼날부(242)가 소정각도 상승하여 소화팩(210)의 일부분을 파열시키기 때문에 파쇄부(240)의 설치 개수를 줄이면서도 소화물질의 신속한 방출을 유도할 수 있다는 이점이 있다.
물론, 제2 실시예와 같은 사각형의 결합부(241) 일측면에 제3 실시예와 같은 2개씩의 칼날부(242)가 구비될 수 있고, 또 결합부(241)의 형상이 삼각형, 오각형, 육각형 및 팔각형 등 다각형, 또는 원형일 수 있고, 게다가 일측 가장자리에 구비되는 칼날부(242)가 세 개 이상 형성될 수 있음은 자명하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 변형 실시예에 따른 파쇄부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 도 6(a)에서와 같이 파쇄부(240)는 결합부(241)와 칼날부(242)가 동일한 두께로 연장된 형상일 수 있고, 이 경우 제조가 용이하다는 이점이 있다.
도 6(b)에 도시한 파쇄부(240)는 평판 형상의 결합부(241)에서 연장된 칼날부(242)가 결합부(241) 가장자리에서 멀어질수록 두께가 점진적으로 감소하는 형상, 구체적으로 전지 셀(100) 일측면과 다소 이격되는 삼각형 모양이며, 이는 칼날부(242)의 끝단 부분이 보다 날카로워 소화팩(210)을 파열시키는 것이 용이하다는 이점이 있다.
또 도 6(c)의 파쇄부(240)는 도 6(a)와 같이 결합부(241)와 칼날부(242)가 동일한 두께로 연장되되, 결합부(241)와 칼날부(242)가 연결되는 부분에 소정 깊이의 홈부(243)가 추가로 형성되어 있다. 따라서 전지 셀(100) 팽창에 따른 전압 발생할 시 칼날부(242)가 보다 민감하게 변형될 수 있다는 이점이 있다.
한편 도 6(d)의 파쇄부(240)는 도 6(b)와 같이 평판 형상의 결합부(241)에서 연장된 칼날부(242)가 결합부(241) 가장자리에서 멀어질수록 두께가 점진적으로 감소하는 형상이면서, 결합부(241)와 칼날부(242)가 연결되는 부분에는 소정 깊이의 홈부(243)가 형성되어 있고, 이는 도 6(c)에서 설명한 바와 같이 칼날부(242)의 변형이 용이하다. 비록 도면에서는 홈부(243)가 일측 면에만 구비되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 서로 마주보면서 양측면에 각각 1개씩 구비될 수도 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 전지 셀
110 : 전극 리드
200 : 소화부
210 : 소화팩
220 : 압전 소자
230 : 연결회로
240 : 파쇄부
241 : 결합부
242 : 칼날부
243 : 홈부

Claims (11)

  1. 수직 방향 또는 수평 방향으로 적층된 복수개의 파우치형 전지 셀; 및
    상기 파우치형 전지 셀 인근에 위치하는 소화부;를 포함하고,
    상기 소화부는 소화물질이 내장된 소화팩, 상기 파우치형 전지 셀과 상기 소화팩 사이에 개재된 압전 소자, 및 상기 파우치형 전지 셀과 상기 소화팩 사이에 개재된 하나 이상의 파쇄부를 포함하되,
    상기 파쇄부는, 상기 압전 소자에서 발생한 전압에 의해 소정 각도로 변형되어, 상기 소화팩을 파단시키는 칼날부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소화팩은 상기 파우치형 전지 셀의 일면 또는 양면과 밀착하고 있는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전 소자는 상기 파우치형 전지 셀의 일면 중앙에 위치하며, 상기 압전소자와 상기 파쇄부 사이에는 연결회로가 구비된 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파쇄부는, 상기 파우치형 전지 셀 또는 소화팩에 고정되는 결합부, 및 상기 결합부에서 연장된 칼날부를 포함하며, 상기 칼날부는 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파쇄부는 상기 파우치형 전지 셀의 전극 리드 인근에 위치하는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 칼날부는 상기 결합부 가장자리를 따라 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 칼날부는 상기 결합부와 동일한 두께로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 칼날부는 상기 결합부 가장자리에서 멀어질수록 두께가 감소하는 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 칼날부와 상기 결합부가 연결되는 부분에는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 소화부가 구비된 전지 모듈.
  11. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전지 모듈을 포함하는 배터리 팩.


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