(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーカートリッジであって、
バッテリーカートリッジの中に取り付けられたプレート形状バッテリーセルを備えてなり、
前記バッテリーカートリッジが、一対のプレート形状フレームを備えてなり、
前記バッテリーセルの側部が開いている状態で、前記プレート形状フレームが、前記バッテリーセルの対向する側部を、前記バッテリーセルの縁部で固定するように構成されてなり、
前記プレート形状フレームのそれぞれが、前記プレート形状フレームの内側に、前記バッテリーセルの前記縁部と接触して配置されて、前記バッテリーセルの前記縁部を圧迫するように構成された弾性圧迫部材を備えてなり、
前記バッテリーセルが、熱溶接により前記縁部全体にわたって形成された密封部分を備えてなり、及び
前記弾性圧迫部材が、各前記プレート形状フレームの上に、閉じた長方形の形状で取り付けられる、バッテリーカートリッジ。
【請求項２】
前記バッテリーセルが、ラミネートシートから形成されたバッテリーケース中に取り付けられた電極アセンブリーを備えて成り、及び
前記バッテリーセルの前記縁部が密封されるように、前記ラミネートシートが熱溶接される、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項３】
前記ラミネートシートのそれぞれが、外側被覆層と、金属遮蔽層と、及び内側シーラント層を備えてなる金属ラミネートシートである、請求項２に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項４】
前記弾性圧迫部材が、前記弾性圧迫部材を圧迫した時に高い弾性圧迫力を示す重合体樹脂から製造されてなる、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項５】
前記弾性圧迫部材がゴムから製造されてなる、請求項４に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項６】
前記プレート形状フレームのそれぞれが、前記プレート形状フレームの内側に溝を備えてなり、
前記溝の中に前記弾性圧迫部材が取り付けられてなる、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項７】
前記弾性圧迫部材が、各フレームの幅の10〜80％に等しい幅を有してなる、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項８】
前記弾性圧迫部材の前記幅が設定され、前記密封部分の前記末端が前記弾性圧迫部材により外側から密封されてなる、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項９】
前記プレート形状フレームのそれぞれが、前記プレート形状フレームの外側にも弾性圧迫部材を備えてなる、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項１０】
前記プレート形状フレームのそれぞれが、一個以上のスルーホールを有する、請求項１に記載のバッテリーカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバッテリーカートリッジを２個以上積み重ねて形成されてなる、バッテリーモジュール。
【請求項１２】
前記バッテリーカートリッジがスルーホールを有し、前記スルーホールを介して連結部材を挿入し、前記積み重ねたバッテリーカートリッジ同士を互いに連結してなる、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１３】
前記バッテリーカートリッジ間に配置された放熱部材をさらに備えてなる、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１４】
前記放熱部材がプレートの形状に形成されてなり、及び
前記放熱部材の少なくとも一部が、前記積み重ねられたバッテリーカートリッジから外向きに露出してなる、請求項１３に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１５】
前記放熱部材が、空冷式冷却フィン又は水冷式冷却プレートである、請求項１４に記載のバッテリーモジュール。
【請求項１６】
前記バッテリーモジュールが、電気自動車、ハイブリッド電気自動車又はプラグ−インハイブリッド電気自動車のための電力供給源として使用される、請求項１１に記載のバッテリーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーカートリッジ及びそれを含むバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、プレート形状バッテリーセルが中に取り付けられているバッテリーカートリッジであって、該バッテリーカートリッジが、一対のプレート形状フレームを包含し、該プレート形状フレームが、該バッテリーセルの側部が開いている状態で、該バッテリーセルの対向する側部を、該バッテリーセルの縁部で固定するように形成されており、該フレームのそれぞれが、該フレームの、該バッテリーセルの該縁部と接触して配置された内側に、該バッテリーセルの該縁部を圧迫するように形成された弾性圧迫部材を備えている、バッテリーカートリッジ、及び該バッテリーカートリッジの中に取り付けられたバッテリーセルを包含するバッテリーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
可動装置の開発が進み、そのような可動装置の需要が増加するにつれて、二次バッテリーの需要も急速に増加している。そのような二次バッテリーの中で、高いエネルギー密度及び作動電圧、及び優れた保存及び耐用寿命特性を有するリチウム二次バッテリーが、各種の電子製品ならびに可動装置用のエネルギー供給源として広く使用されている。
【０００３】
二次バッテリーは、それらの外部及び内部構造に基づいて、一般的に円筒形バッテリー、プリズム形バッテリー、及び小袋形バッテリーに分類される。特に、高集積度で積み重ねることができ、幅と長さの比が小さいプリズム形バッテリー及び小袋形バッテリーに非常に大きな関心が集まっている。
【０００４】
また、二次バッテリーは、化石燃料を使用する既存のガソリン及びディーゼル車両により引き起こされる大気汚染のような問題を解決するために開発された電気自動車及びハイブリッド電気自動車用のエネルギー供給源としても非常に大きな関心を集めている。その結果、二次バッテリーは、その長所のために益々多くの用途に使用されており、今後も、二次バッテリーは、さらに多くの用途及び製品に使用されると期待されている。
【０００５】
二次バッテリーを使用できる用途及び製品の種類が増加するにつれて、バッテリーが様々な用途及び製品に対応する電力及び容量を供給できるように、バッテリーの種類も増加している。さらに、対応する用途及び製品に使用されるバッテリーのサイズ及び重量を下げることが強く求められている。
【０００６】
例えば、小型可動装置、例えば携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、デジタルカメラ、及びラップトップコンピュータ、は、対応する製品のサイズ及び重量低下に応じて、各装置に1または数個の小型、軽量バッテリーセルを使用する。他方、中または大型装置、例えば電気自動車及びハイブリッド電気自動車、は、中または大型装置には高出力、大容量が必要になるので、複数のバッテリーセルを互いに電気的に接続したバッテリーモジュール(「中または大型バッテリーパック」と呼ぶことができる)を使用する。バッテリーモジュールのサイズ及び重量は、対応する中または大型装置の受け入れ空間及び電力に直接関連している。この理由から、製造業者は、小型、軽量バッテリーモジュールの製造を試みている。
【０００７】
一方、バッテリーセルは、バッテリーセルを積み重ねた状態で互いに接続し、バッテリーモジュールの容量を増加するので、バッテリーセルからの放熱が深刻になる。リチウム二次バッテリーの充電及び放電の際に、リチウム二次バッテリーから熱が発生する。この熱をリチウム二次バッテリーから効果的に除去しないと、熱がそれぞれのリチウム二次バッテリー中に蓄積し、その結果、二次バッテリーの劣化が引き起こされ、二次バッテリーの安全性が大きく低下する。特に、電気自動車やハイブリッド電気自動車用の電力供給源におけるように、高速充電及び放電特性を必要とするバッテリーには、バッテリーが瞬間的に高い電力を供給する時に、大量の熱がバッテリーから発生する。
【０００８】
また、各バッテリーモジュールの単位電池として広く使用されている小袋形バッテリーセルは、ラミネートシートから形成された小袋形バッテリーケース中に電極アセンブリーを取り付け、バッテリーケースの縁部に圧力をかけながらバッテリーケースの縁部を加熱することにより、バッテリーケースの縁部が熱溶接される構造に形成される。しかし、そのようなバッテリーセル構造の安全性は比較的低い。特に、小袋形バッテリーセルの密封力は、熱溶接するバッテリーケースの縁部の連結力に基づいて決定される。バッテリーセルの長期間使用またはバッテリーセルの異常操作により引き起こされるバッテリーセルの劣化によりバッテリーセル中で高圧が発生する場合、バッテリーケースの熱溶接された縁部が広がり、ガス及び電解質がバッテリーセルから漏れることがある。電解質は、可燃性材料を含むので、バッテリーセルは容易に発火することがある。
【０００９】
さらに、バッテリーケースを構成するラミネートシートは、機械的強度が金属容器よりも低い。また、ラミネートシートのそれぞれは、その表面上に被覆された、熱伝導性が低い重合体材料を有するので、バッテリーセルの全体的な温度を効果的に下げることは困難である。
【００１０】
この問題に関して、例えば、日本国特許出願公開第号2004-031281明細書は、カソード及びアノードを、カソードとアノードとの間にセパレータを配置した状態で積み重ねることにより製造された電極アセンブリーの対向する側部に、それぞれ金属層および樹脂層を包含する一対のラミネートフィルムが配置され、ラミネートフィルムの縁部が緊密に接触する様式で固定される構造に形成された電極積重型バッテリーの冷却構造であって、一対の圧迫部材が、電極積重型バッテリーの対向する側部を圧迫し、圧迫部材が、電極積重型バッテリーの縁部より外に突き出ており、圧迫部材の突出区域が、電極積重型バッテリーから発生した熱を放散させる放熱部材として作用する冷却構造を開示している。
【００１１】
しかし、上記の技術には、バッテリーセルケースを複雑な構造に製造し、製造されたバッテリーセルケースをバッテリー中に取り付ける必要があり、面倒である、という問題がある。さらに、バッテリーセルは水または空気に露出することがあり、バッテリーセルが損傷を受けることがある。また、上記の技術は、バッテリーを積み重ねてバッテリーモジュールを製造する時に空冷式冷却フィンを使用する構造に限られるので、基本的なバッテリーモジュールを標準化するのが困難である。
【００１２】
外側被覆層、金属遮蔽層および内側シーラント層を包含するラミネート構造にそれぞれ形成されたバッテリーケースシートを熱溶接により密封する。しかし、ラミネートシートの末端(切断縁部)は外側に露出する。その結果、露出した金属遮蔽層のためにバッテリーセルの絶縁抵抗が低下するか、または密封部分を通して外部の湿分または空気がバッテリーに浸透することがある。
【００１３】
金属遮蔽層がラミネートシートから露出すること、または金属遮蔽層がバッテリーの他の区域に電気的に接続することは、絶縁抵抗の破壊(または劣化)と呼ぶことができる。絶縁抵抗の劣化により、バッテリーの安全性及び耐用寿命特性が低下し、好ましくない。また、ラミネートシートの末端から露出した密封部分を通してバッテリー中に導入される湿分は、バッテリーの電解質と反応し、その結果、ガスが発生し、バッテリーの劣化が促進され、バッテリーの安全性及び耐用寿命特性が低下し、これもやはり好ましくない。
【００１４】
従って、上記の問題を根本的に解決することができる技術が強く求められている。
【技術的問題】
【００１５】
従って、本発明は、上記の問題及び他の未解決の技術的問題を解決するためになされたものである。
【００１６】
具体的には、本発明の目的は、バッテリーセルの側部が開いた状態で、バッテリーセルの縁部がプレート形状フレームにより固定され、弾性圧迫部材がフレームの内側に取り付けられ、それによって、機械的強度が低いバッテリーセルを安定して取り付けることができ、高い放熱効率を示し、バッテリーセル中で高圧が発生しても、密封力を維持できるように形成されたバッテリーカートリッジを提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、絶縁抵抗を維持しながら、外部の湿分がバッテリーセルに入り込むのを阻止し、それによって、バッテリーセルの安全性及び耐用寿命特性を改良するように形成されたバッテリーカートリッジを提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、様々な放熱構造を使用することができるバッテリーモジュールを提供することである。
【技術的解決策】
【００１９】
本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、プレート形状バッテリーセルが中に取り付けられているバッテリーカートリッジであって、該バッテリーカートリッジが、一対のプレート形状フレームを包含し、該プレート形状フレームが、該バッテリーセルの側部が開いている状態で、該バッテリーセルの対向する側部を、該バッテリーセルの縁部で固定するように形成されており、該フレームのそれぞれが、該フレームの、該バッテリーセルの該縁部と接触して配置された内側に、該バッテリーセルの該縁部を圧迫するように形成された弾性圧迫部材を備えている、バッテリーカートリッジを提供することにより、達成される。
【００２０】
従って、本発明のバッテリーカートリッジでは、バッテリーセルの縁部だけがプレート形状フレームにより固定され、それによって、バッテリーセルの露出した側部を通して効果的な放熱が達成される。従って、このバッテリーカートリッジを使用することにより、バッテリーモジュールのサイズ増加を最大限に抑制しながら、バッテリーモジュールの機械的強度を増加させることができる。さらに、各フレームの内側に取り付けた弾性圧迫部材がバッテリーセルの縁部を効果的に圧迫し、密封状態を確実に維持し、それによって、バッテリーセルの密封状態が、バッテリーセルの内部条件、例えばバッテリーセル中で発生した高圧、及びバッテリーセルの外部条件、例えば高温及び高湿分、により失われることが防止される。
【００２１】
バッテリーセルは、一般的にプレート形状に構築する。しかし、バッテリーセルの構造には、バッテリーセルの縁部をフレームにより固定できる限り、特に制限は無い。この構造では、バッテリーセルは、その縁部の少なくとも一部に形成された密封部分を包含し、弾性圧迫部材を各フレーム上の、少なくとも密封部分に対応する位置に取り付けることができる。
【００２２】
好ましくは、バッテリーセルは、熱溶接により縁部全体にわたって形成された密封部分を包含し、弾性圧迫部材が熱溶接された密封部分に対応するように、弾性圧迫部材を各フレームの上に、閉じた長方形の形状で取り付ける。
【００２３】
これによって、比較的弱い縁部密封部分が、各フレームの内側に取り付けられた弾性圧迫部材により効果的に圧迫されるので、様々条件下または状況下で、高い密封性が維持される。また、弾性圧迫部材により、バッテリーセルの各フレームに対する固定力が増加する。この理由から、バッテリーセルを固定するための追加部材を使用する必要は無い。
【００２４】
例えば、バッテリーセルは、ラミネートシートから形成されたバッテリーケース中に電極アセンブリーを取り付け、バッテリーセルの縁部が密封されるように、ラミネートシートを熱溶接することができる。
【００２５】
ラミネートシートのそれぞれは、樹脂層及び金属層を包含する積重型シートでよい。例えば、各ラミネートシートは、外側被覆層、金属遮蔽層および内側シーラント層を包含する金属ラミネートシートでよい。外側被覆層は、高い耐久性を示す材料から製造することができる。好ましくは、外側被覆層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂またはナイロン樹脂から製造する。金属遮蔽層は、湿分及び空気を遮蔽する特性を示す材料から製造することができる。好ましくは、金属遮蔽層は、アルミニウムから製造する。内側シーラント層は、電解質に対して不活性であり、予め決められた温度範囲で熱溶接可能な材料から製造することができる。好ましくは、内側シーラント層は、注型ポリプロピレンから製造する。
【００２６】
一般的に、1個のバッテリーセルをプレート形状フレーム同士の間に取り付ける。しかし、状況に応じて、2個以上のバッテリーセルをプレート形状フレーム同士の間に取り付けることもできる。
【００２７】
フレームの内側に取り付ける弾性圧迫部材の材料には、弾性圧迫部材を圧迫した時に、弾性圧迫部材が高い弾性圧迫力を示すが限り、特に制限は無い。好ましくは、各弾性圧迫部材を弾性重合体樹脂から形成する。そのような重合体樹脂は、高い弾性力を示すことができる材料でよいか、または高い弾性力を示すことができる構造または形状を有することができる。前者の代表的な例は、ゴムであり、後者の代表的な例はフォーム重合体樹脂でよい。
【００２８】
弾性圧迫部材は、各フレーム上に様々な様式で取り付けることができる。好ましくは、各フレームは、その内側に溝を備え、その溝の中に弾性圧迫部材を取り付け、弾性圧迫部材が各フレーム上により効率的に取り付けられるようにする。
【００２９】
各弾性圧迫部材の長さは、縁部の密封部分を覆う長さ、すなわち密封部分の長さ、と実質的に等しいか、またはそれより大きくてよい。他方、各弾性圧迫部材は、フレームの幅の10〜80％に等しい幅を有することができる。各弾性圧迫部材の幅が各フレームの幅と比較して小さすぎる場合、弾性圧迫部材をフレームに取り付けることにより得られる効果を発揮できないことがある。他方、各弾性圧迫部材の幅が各フレームの幅と比較して大きすぎる場合、弾性圧迫部材が圧迫された時に弾性的に変形する弾性圧迫部材が電極アセンブリー受入部分を圧迫するか、またはフレームから外に突き出ることがあり、これは好ましくない。無論、上記の問題が引き起こされない限り、各弾性圧迫部材の幅は、上に規定する範囲を超えてもよい。
【００３０】
好ましい例では、各弾性圧迫部材の幅は、密封部分の末端が弾性圧迫部材により外側から遮蔽される、すなわち、外側に露出しないように、設定することができる。
【００３１】
この構造では、前に説明したように、外側被覆層、金属遮蔽層及び内側シーラント層をそれぞれ包含する金属ラミネートシートからバッテリーケースを形成する場合、密封部分の末端、すなわち金属ラミネートシート、は、フレームの一つの弾性圧迫部材と、別のフレームの弾性圧迫部材との間に位置する。従って、絶縁抵抗の劣化または破壊を阻止すること、及び外部の湿分が、密封部分の露出された末端を通してバッテリーに侵入するのを防止することができ、それによって、バッテリーの安全性及び耐用寿命特性が改良される。
【００３２】
状況に応じて、各フレームは、その外側に弾性圧迫部材を備えることもできる。それぞれバッテリーセルが中に取り付けられている複数のバッテリーカートリッジを、放熱部材が各バッテリーカートリッジ間に配置された状態で、積み重ねる場合、フレームの外側に取り付けた弾性圧迫部材により、バッテリーカートリッジ積重構造の構造的安定性が増加し、さらに、放熱部材をバッテリーカートリッジ積重構造に効果的に固定することができる。
【００３３】
各フレームは、フレーム間の連結またはカートリッジ間の連結を容易に行えるように、一個以上のスルーホール（連結通し孔）を有することができる。予め決められた連結部材を、スルーホールを通して挿入し、フレーム同士を相互に連結するか、または積み重ねられたカートリッジ同士を相互に連結することができる。
【００３４】
フレームは、様々な材料から製造することができる。好ましくは、フレームは、絶縁性材料または絶縁表面処理を上に施した材料から製造する。前者の代表的な例は、プラスチック樹脂でよく、後者の代表的な例は、表面を絶縁性材料で被覆した金属材料でよい。しかし、フレーム用の材料は、上記の材料に限定されない。
【００３５】
一方、使用目的に応じて高出力及び/または大容量を有するバッテリーモジュールを必要とする場合、複数のバッテリーセルを積み重ねた構造が必要になる。従って、本発明の別の態様により、2個以上のバッテリーカートリッジを積み重ねることにより形成されたバッテリーモジュールを提供する。
【００３６】
上記の構造では、前に説明したように、バッテリーカートリッジはスルーホールを有し、それらの通し孔を通して連結部材を挿入し、積み重ねたバッテリーカートリッジ同士を互いに連結する。これによって、バッテリーカートリッジ同士が容易に連結される。
【００３７】
また、バッテリーパックを構成するバッテリーモジュールは、安全性を確保するために、高い放熱特性を必要とする。従って、本発明のバッテリーモジュールは、バッテリーカートリッジ間に配置された放熱部材をさらに包含し、それによって、バッテリーセルの効果的な放熱を達成することができる。
【００３８】
放熱部材は、プレートの形状に形成することができ、放熱部材の少なくとも一部は、積み重ねたバッテリーカートリッジから外向きに露出することができる。すなわち、放熱部材の一部は、バッテリーカートリッジ積重構造から外向きに露出しているので、バッテリーセルから発生した熱が、バッテリーカートリッジ間に配置された放熱部材に移動し、放熱部材の、バッテリーカートリッジ積重構造から外向きに露出した部分を通して効果的に除去される。放熱部材の、積み重ねたバッテリーカートリッジ間に配置された部分は、バッテリーカートリッジ間の界面を完全に覆うサイズを有することができる。あるいは、放熱部材の、各バッテリーカートリッジ間に配置された部分は、各バッテリーカートリッジ間の界面を部分的に覆うサイズを有することができる。
【００３９】
放熱部材の構造には、放熱部材の一部がバッテリーカートリッジから外向きに露出した状態で、放熱部材が各バッテリーカートリッジ間に配置される限り、特に制限は無い。例えば、放熱部材は、空冷式冷却フィンまたは水冷式冷却プレートでよい。従って、本発明のバッテリーモジュールは、必要に応じて、空冷構造または水冷構造に構築することができる。
【００４０】
弾性圧迫部材を、バッテリーカートリッジを構成するフレームの外側に取り付ける場合、バッテリーカートリッジ間に配置された放熱部材は、弾性圧迫部材により効果的に固定される。
【００４１】
本発明のバッテリーモジュールは、好ましくは、高出力及び大容量を必要とし、様々な種類の外部力、例えば振動及び衝撃、が作用する装置のための電力供給源、例えば電気自動車、ハイブリッド電気自動車、またはプラグ−インハイブリッド電気自動車、のための電力供給源として使用する。
【００４２】
本発明の上記の、及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら記載する下記の詳細な説明により、より深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図1は、本発明の一実施態様によるバッテリーカートリッジを典型的に例示する平面図である。
【図２】図2は、本発明の一実施態様によるプレート形状フレームの内側を典型的に例示する平面図である。
【図３】図3は、プレート形状バッテリーセルを典型的に例示する平面図である。
【図４】図4は、本発明の一実施態様によるプレート形状フレーム及びバッテリーセルを典型的に例示する平面図である。
【図５】図5は、図1にその一つを示すバッテリーカートリッジ間に放熱部材がそれぞれ配置されるように構築されたバッテリーモジュールを例示する透視図である。
【図６】図6は、図4にその一つを示す複数のバッテリーカートリッジを積み重ねることにより製造されるバッテリーモジュールを例示する透視図である。
【最良の様式】
【００４４】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の代表的な実施態様を詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、例示する実施態様に限定されるものではない。
【００４５】
図1は、本発明の一実施態様によるバッテリーカートリッジを典型的に例示する平面図である。
【００４６】
図1に関して、バッテリーカートリッジ100は、その中に取り付けられたプレート形状バッテリーセル300を有し、バッテリーセル300の電極端子330及び340がバッテリーカートリッジ100から外に突き出ている。
【００４７】
バッテリーカートリッジ100は、バッテリーセル300の対向する側部が開いている状態で、バッテリーセル300の対向する側部をバッテリーセルの縁部で固定するように形成されたプレート形状フレーム200及び200'を包含する。
【００４８】
各フレーム200及び200'は、それらの外側に弾性圧迫部材210を備え、その弾性圧迫部材は、弾性圧迫部材210が互いに平行になるように、各フレーム200及び200'の縦方向に伸びている。また、各フレーム200及び200'は、それらの内側に、バッテリーセル300の縁部を圧迫するように形成された弾性圧迫部材(図には示していない)を備えているが、これは、図2に関して、以下に詳細に説明する。
【００４９】
各フレーム200及び200'は、それらの角部にスルーホール251、252、253及び254を備えている。
【００５０】
図2は、本発明の一実施態様によるプレート形状フレームの内側を典型的に例示する平面図である。
【００５１】
図2に関して、プレート形状フレーム200は、その内側に、閉じた長方形の形状に形成された弾性圧迫部材220を備えている。
【００５２】
弾性圧迫部材220は、フレーム200に形成された溝230の中に取り付けられている。
【００５３】
バッテリーセルがフレーム200と200'の間に取り付けられた状態で、フレーム200及び200'(図1参照)を互いに押し付けると、弾性圧迫部材220が弾性圧迫力をバッテリーセルの縁部に作用させる。
【００５４】
弾性圧迫部材220の幅は、フレーム200の幅Ｗより小さい。好ましくは、弾性圧迫部材220の幅は、バッテリーセルのラミネートシート310(図3参照)の末端が弾性圧迫部材220により外側から密封されるように設定する。ラミネートシート310(図3参照)の末端が外側に露出されないので、絶縁抵抗の劣化または破壊を阻止し、外部湿分がラミネートシートの末端を通してバッテリーセルの中に侵入するのを防止することができる。
【００５５】
図3は、プレート形状バッテリーセルを典型的に例示する平面図である。
【００５６】
図3に関して、バッテリーセル300は、ラミネートシート310から形成されたバッテリーケースの中に取り付けられた電極アセンブリー(図には示していない)を有する。ラミネートシート310を熱溶接することにより形成された密封部分320が、バッテリーセル300の縁部全体にわたって配置される。
【００５７】
バッテリーセル300の各ラミネートシート310は、外側被覆層311、金属遮蔽層312及び内側シーラント層313を包含する。電極アセンブリー(図には示していない)がラミネートシート310同士の間に配置された状態で、ラミネートシート310の縁部を熱溶接し、バッテリーセルを製造する。分かり易くするために、図3の破線円の拡大図が、熱溶接する前のラミネートシートの一つの断面形状を例示する。
【００５８】
電極アセンブリー(図には示していない)に電気的に接続された電極端子330及び340が、ラミネートシート310から形成されたバッテリーケースの上側末端及び下側末端から外に突き出ている。
【００５９】
図4は、本発明の一実施態様によるプレート形状フレーム及びバッテリーセルを典型的に例示する平面図である。
【００６０】
図4に関して、弾性圧迫部材220は、バッテリーセル300の密封部分310と接触して配置されたフレーム200の内側に取り付けられている。すなわち、弾性圧迫部材220は、フレーム200上の、バッテリーセル300の縁部全体にわたって配置された密封部分310に対応する位置に取り付けられる。従って、組立工程の際、弾性圧迫部材220は、バッテリーセル300の密封部分310と接触する。その結果、バッテリーセル300の縁部に形成された密封部分310が、フレーム200の内側に配置された弾性圧迫部材220と緊密に接触し、それによって、安定して取り付けられた状態が達成され、密封部分310の密封性が最大限になる。
【００６１】
図5は、図1にその一つを示すバッテリーカートリッジ100間に放熱部材500がそれぞれ配置されるように構築されたバッテリーモジュール400を例示する透視図である。
【００６２】
図5に関して、放熱部材500のそれぞれは、プレートの形状に形成されている。放熱部材500のそれぞれは、空冷式冷却フィンでよい。放熱部材500は、各バッテリーカートリッジ100間に配置される。放熱部材500は、各バッテリーカートリッジ100間の界面全てに配置することができる。あるいは、放熱部材500は、各バッテリーカートリッジ100間の界面の幾つかに配置することができる。
【００６３】
バッテリーモジュール400は、各バッテリーカートリッジ100間に放熱部材500が配置された状態で、バッテリーカートリッジ100を積み重ね、連結部材451、452、453及び454を、各バッテリーカートリッジ100に形成された通し孔(図には示していない)を通して挿入することにより、製造される。
【００６４】
各バッテリーカートリッジ100のフレーム200の外側に取り付けられた弾性圧迫部材210により、放熱部材500は安定して取り付けられ、対応するフレーム200に固定される。
【００６５】
図6は、図4にその一つを示す複数のバッテリーカートリッジを積み重ねることにより製造されるバッテリーモジュールを典型的に例示する透視図である。
【００６６】
各放熱部材500は、対応するバッテリーカートリッジから外側に部分的に露出されるので、バッテリーセル300の充電及び放電の際にバッテリーセル300から発生した熱が、各バッテリーカートリッジ100間に配置された放熱部材500に移動し、次いで外側に排出され、それによって、高い放熱効率が達成される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上記の説明から明らかなように、本発明のバッテリーカートリッジは、バッテリーセルの縁部がプレート形状フレームにより、バッテリーセルの側部が開いた状態で固定され、弾性圧迫部材がフレームの内側に取り付けられるように形成されており、それによって、機械的強度が低いバッテリーセルを安定して取り付け、高い放熱効率を示し、バッテリーセル中に高圧が発生しても、密封力を維持することができる。
【００６８】
また、バッテリーケースを構成するラミネートシートの末端は、弾性圧迫部材により外側から密封される。従って、絶縁抵抗を維持しながら、外部湿分がバッテリーセル中に侵入するのを阻止し、それによって、バッテリーセルの安全性及び耐用寿命特性が改良される。
【００６９】
さらに、バッテリーモジュールは、放熱部材が各バッテリーカートリッジ間に配置される構造に形成される。従って、様々な冷却構造をバッテリーモジュールに適用することができる。また、全体的に小型で、設計を融通性良く変更できるバッテリーモジュールを製造することができる。
【００７０】
本発明の好ましい実施態様を例示のために開示したが、当業者には明らかなように、請求項に記載する本発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な修正、追加、及び置き換えが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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