(57)【要約】【課題】単位重量当り出力が向上し、かつ熱放出特性が向上した２次電池及び電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明による２次電池は、放熱特性が向上するように、少なくとも一つの端子を有する電極群、前記電極群を収容する溝と、前記電極群が通過するように一側を開放する開口とを備えたケース、前記開口の上に延長され、前記電極群を前記溝内に固定するフィルム蓋、及び前記ケースに形成され、前記電極群を収容した前記溝からの熱を排出するように、前記ケースから外部に向かって延長される放熱部材を含む。２次電池は、複数の電池モジュールを含むことができる。前記各電池モジュールはケースの溝内に位置する電極群を含み、前記ケースの開口はフィルム蓋によって覆われ、前記ケースは前記ケースから外部に向かって延長される少なくとも一つの第１放熱部材を含むことができる。前記複数の電池モジュールが前記フィルム蓋を外部衝撃から保護するように互いに積層及び結合される。【選択図】図１
2011040379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの端子を有する電極群と、
前記電極群を収容する溝、及び前記電極群が通過するように一側を開放する開口を備えたケースと、
前記開口の上に延長されて前記電極群を前記溝内に固定するフィルム蓋と、
前記ケースに位置し、前記電極群を収容した前記溝から熱を排出するように、前記ケースから外部に向かって延長される放熱部材を含む電池組立体。
【請求項２】
前記放熱部材はフランジを含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項３】
前記電極群は、少なくとも一つの正極、少なくとも一つの負極、前記正極と前記負極との間に位置する少なくとも一つのセパレータ、前記正極に電気的に接続する正極端子、及び前記負極に電気的に接続する負極端子を含み、
前記正極端子と前記負極端子は前記溝から外部に向かって延長される、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項４】
前記開口は複数の側面部を有し、
前記正極端子と前記負極端子が、前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、
前記正極端子と前記負極端子が、前記開口に隣接した部分で前記ケースと前記フィルム蓋との間に介在する、請求項３に記載の電池組立体。
【請求項５】
前記開口は複数の側面部を有し、
前記正極端子が前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、前記負極端子が前記開口の第２側面部から外部に向かって延長され、
前記正極端子と前記負極端子が、前記開口に隣接した部分で前記ケースと前記フィルム蓋との間に介在する、請求項３に記載の電池組立体。
【請求項６】
前記溝は前記ケース内で少なくとも一つの側壁を形成し、
前記少なくとも一つの端子は、前記ケース内の開口と離隔した位置で前記側壁を貫通し、前記ケースから外部に向かって延長される、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項７】
前記開口は複数の側面部を有し、
前記正極端子が前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、前記負極端子が前記ケースに連結されて前記ケースが負極を構成する、請求項３に記載の電池組立体。
【請求項８】
前記溝内で前記ケースと前記電極群との間に位置する絶縁部材をさらに含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項９】
前記端子と前記ケースとの間に位置する少なくとも一つの絶縁部材をさらに含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１０】
前記フィルム蓋は、シーリング部材によって前記ケースに付着する、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１１】
前記フィルム蓋は、金属箔と、前記金属箔の両面に配置するポリマー層とを含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１２】
前記放熱部材が、前記ケースから外部に向かって第１方向に延長されて外側端部を形成し、前記開口に隣接した部分で前記ケースに一体に形成された放熱フランジを含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１３】
前記放熱フランジは、前記端子が挿入される端子溝を備える、請求項１２に記載の電池組立体。
【請求項１４】
前記放熱フランジの外側端部に結合され、第２方向に延長される少なくとも一つの放熱板を含む、請求項１２に記載の電池組立体。
【請求項１５】
前記放熱板は、前記放熱フランジの一部で前記第２方向に折り曲げられる、請求項１４に記載の電池組立体。
【請求項１６】
前記放熱板は複数の放熱板を含み、
前記複数の放熱板は前記放熱フランジに形成され、前記第２方向に沿って平行に延長される、請求項１５に記載の電池組立体。
【請求項１７】
前記ケースの少なくとも一部に、冷却媒体に流通する少なくとも一つの冷却流路が形成される、請求項１２に記載の電池組立体。
【請求項１８】
前記放熱部材が前記ケースから外部に向かって延長される少なくとも一つの放熱フィンを含み、前記放熱フィンは前記開口と離隔して前記ケースに位置する、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１９】
前記放熱フィンは、前記ケースから外部に向かって平行に延長される複数の放熱フィンを含む、請求項１８に記載の電池組立体。
【請求項２０】
複数の電池モジュールを含み、
前記各電池モジュールはケースの溝内に位置する電極群を含み、前記ケースの開口はフィルム蓋によって覆われ、前記ケースは前記ケースから外部に向かって延長される少なくとも一つの第１放熱部材を含み、
前記複数の電池モジュールが前記フィルム蓋を外部衝撃から保護するように互いに積層及び結合される電池組立体。
【請求項２１】
前記第１放熱部材が、前記開口に隣接した部分で前記ケースから外部に向かって延長される放熱フランジを含む、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項２２】
前記複数の電池モジュールのうちの一つのフィルムカバーが、この電池モジュールと隣接する電池モジュールのケースの底面に隣接する、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項２３】
前記複数の電池モジュールのうち、隣接する電池モジュールの前記第１放熱部材が相接するように配置される、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項２４】
前記複数の電池モジュールの第１端部及び第２端部にそれぞれ位置する第１プレート及び第２プレートと、
前記第１プレート、前記第２プレート、及び前記第１放熱部材に連結される固定部材をさらに含む、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項２５】
前記第１プレート及び前記第２プレートに加えられる外力は、少なくとも一部が前記固定部材を通じて一つのプレートから他のプレートに伝達される、請求項２４に記載の電池組立体。
【請求項２６】
前記ケースは、前記第１放熱部材に結合され、前記第１放熱部材から外部に向かって延長される少なくとも一つの第２放熱部材を含み、
前記複数の電池モジュールのうちの一つの前記第２放熱部材が、隣接する電池モジュールの第１放熱部材と隣接して、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材の間での外力を伝達する、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項２７】
前記固定部材は、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間で前記電池モジュールの前記第１放熱部材を貫通して延長される少なくとも一つのロッドと、
前記ロッドが位置した部分に配置され、前記隣接する電池モジュールの前記第１放熱部材に接触する複数のスペーサをさらに含む、請求項２４に記載の電池組立体。
【請求項２８】
前記放熱部材は、前記ケースから外部に向かって少なくとも二つの方向に延長され、
前記ロッドは、前記複数の電池モジュールの前記ケースの両側で、それぞれ前記放熱部材を貫通して延長される第１ロッド及び第２ロッドを含む、請求項２７に記載の電池組立体。
【請求項２９】
前記電極群は、前記ケースの外部に向かって延長される複数の正極端子と複数の負極端子とを含み、
前記複数の電池モジュールが並列に接続するように、前記正極端子と前記負極端子とを接続する、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項３０】
前記正極端子を接続する正極接続部材と、
前記負極端子を接続する負極接続部材をさらに含む、請求項２９に記載の電池組立体。
【請求項３１】
前記電極群は、前記ケースの外部に向かって延長される複数の正極端子と複数の負極端子とを含み、
前記複数の電池モジュールが並列に接続するように、前記正極端子と前記負極端子とを接続する、請求項２０に記載の電池組立体。
【請求項３２】
前記複数の電池モジュールのいずれか一つの電池モジュールの正極端子と、これと隣接する電池モジュールの負極端子とが隣接して形成され、互いに電気的に接続するように折り曲げられる、請求項２７に記載の電池組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池及び電池モジュールに関し、より詳しくは、ケースの構造を改善した２次電池及び電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
２次電池（rechargeable battery）は、充電が不可能な一次電池とは異なって、充電及び放電が可能な電池である。小容量の２次電池は、一般に、携帯電話機やノートパソコン及びビデオカメラのような携帯可能な小型電子機器の電源として使用される。大容量電池は、一般に、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として使用されている。
【０００３】
最近、高エネルギー密度の非水電解液を利用した大容量の高出力２次電池が開発されている。この２次電池は、一般に、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用できるように、複数個の２次電池を直列または並列に接続して、大容量の高出力２次電池モジュールに構成される。
【０００４】
また、一つの高出力２次電池は、通常、直列または並列に接続する複数の２次電池で構成されるが、この場合、２次電池は円筒形や角型などに形成することができる。
【０００５】
従来の２次電池は、正極と負極がセパレータを介在して位置する電極群と、電極群が内蔵される空間を備えた金属カンと、金属カンを密閉し、端子が挿入される端子孔が形成されたキャッププレートと、電極群と電気的に接続され、端子孔に挿入されてケースの外側に突き出される端子とを含む。
【０００６】
既存の２次電池の中で、特に、リチウムイオン電池は、小型のモバイル用電池として活用されている。この場合、リチウムイオン電池は、主に小型の金属カンまたはフィルム型パウチ外装材を利用しており、外部と電池内部の隔離のためにそれぞれ溶接または融着によって堅固なシーリング構造を形成している。
【０００７】
しかし、パウチ型電池は、外部の衝撃にぜい弱で、かつ熱の放出が容易でないという問題がある。また、外形を固定する構造がないので、積層して電池モジュールを製作することが困難であるという問題がある。
【０００８】
一方、金属カン形態の電池は、強度が大きい反面、重量が増加し、かつ内部の熱を外部に排出し難いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、単位重量当りの出力が向上し、かつ熱放出特性が向上した２次電池及び電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態による２次電池は、正極、負極、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータを含む電極群と、前記電極群が内蔵される装着溝と前記装着溝の上端に形成された放熱フランジとを有するケースと、前記装着溝の上端に設置されて前記装着溝を密封するフィルム蓋とを含む。
【００１１】
前記放熱フランジには折り曲げられた放熱板が形成でき、前記放熱フランジには前記電極群と電気的に接続した端子が挿入される端子溝が形成できる。
【００１２】
前記端子には周縁を取り囲む絶縁層が形成され、前記絶縁層が前記端子溝に挿入でき、前記放熱フランジには前記フィルム蓋が付着するシーリング層が形成できる。
【００１３】
前記シーリング層は、格子状または帯状にパターニングすることができ、前記電極群の正極には正極端子が電気的に接続し、前記電極群の負極には負極端子が電気的に接続し、前記正極端子または前記負極端子は前記装着溝の内面に付着できる。
【００１４】
前記ケースの内面には絶縁フィルムがコーティングされ、前記フィルム蓋は、金属箔と前記金属箔の両面に配置されたポリマー層とを含むことができる。
【００１５】
前記ケースは、前記装着溝の底に形成された底放熱部を含み、前記底放熱部の内部には冷却媒体が流通するように冷却流路を形成することができる。また、前記装着溝の外壁面には突出した放熱フィンが形成でき、また前記放熱フランジには突出した放熱フィンが形成できる。
【００１６】
本発明の他の実施形態による電池モジュールは、正極、負極、及び前記正極と前記負極の間に配置されたセパレータを含む電極群と、前記電極群が内蔵される装着溝と前記装着溝の上端に形成された放熱フランジとを有するケースと、前記装着溝の上端に設置され、前記装着溝を密封するフィルム蓋を含む複数個の２次電池と、前記２次電池を加圧する固定部材とを含む。
【００１７】
隣接する前記２次電池の放熱フランジの間には、固定部材が嵌合される中空形状のスペーサを設置でき、前記２次電池は、一側の２次電池とは前記フィルム蓋が互いに接触し、他側の２次電池とは前記装着溝の底が相接するように配置される。
【００１８】
前記２次電池は、前記電極群の正極と電気的に接続した正極端子と、前記電極群の負極と電気的に接続した負極端子とを含み、前記正極端子は隣接する２次電池の正極端子と対向し、前記負極端子は隣接する２次電池の負極端子と対向し、前記正極端子は隣接する２次電池の正極端子と溶接され、前記負極端子は隣接する２次電池の負極端子と溶接できる。
【００１９】
前記２次電池は、前記電極群の正極と電気的に接続した正極端子と、前記電極群の負極と電気的に接続した負極端子とを含み、一側では正極端子と隣接する２次電池の負極端子が溶接で接合され、他側では負極端子と隣接する２次電池の正極端子が溶接で接合できる。
【００２０】
前記ケースは、前記装着溝の底に形成された底放熱部を含み、前記底放熱部の内部には冷却媒体が流通するように冷却流路が形成できる。
【００２１】
一方、本発明の実施形態による電池組立体は、少なくとも一つの端子を有する電極群と、前記電極群を収容する溝及び前記電極群が通過するように一側を開放する開口を備えたケースと、前記開口の上に延長され、前記電極群を前記溝内に固定するフィルム蓋と、前記ケースに形成され、前記電極群を収容した前記溝からの熱を排出するように、前記ケースから外部に向かって延長される放熱部材とを含む。
【００２２】
前記放熱部材はフランジを含むことができる。
【００２３】
前記電極群は、少なくとも一つの正極と、少なくとも一つの負極と、前記正極と前記負極との間に位置する少なくとも一つのセパレータと、前記正極に電気的に接続する正極端子と、前記負極に電気的に接続する負極端子とを含むことができる。この時、前記正極端子と前記負極端子は、前記溝から外部に向かって延長することができる。
【００２４】
前記開口は複数の側面部を有することができる。前記正極端子と前記負極端子が前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、前記正極端子と前記負極端子が前記開口に隣接した部分で前記ケースと前記フィルム蓋との間に介在することができる。
【００２５】
前記開口は複数の側面部を有することができる。前記正極端子が前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、前記負極端子が前記開口の第２側面部から外部に向かって延長されることができる。そして、前記正極端子と前記負極端子が前記開口に隣接した部分で前記ケースと前記フィルム蓋との間に介在することができる。
【００２６】
前記溝は、前記ケース内で少なくとも一つの側壁を形成することができる。この時、前記少なくとも一つの端子は、前記ケース内の開口と離隔した位置で前記側壁を貫通し、前記ケースから外部に向かって延長されることができる。
【００２７】
前記開口は複数の側面部を有することができる。前記正極端子が前記開口の第１側面部から外部に向かって延長され、前記負極端子が前記ケースに連結されて、前記ケースが負極を構成することができる。
【００２８】
前記溝内で前記ケースと前記電極群との間に位置する絶縁部材をさらに含むことができる。
【００２９】
前記端子と前記ケースとの間に位置する少なくとも一つの絶縁部材をさらに含むことができる。
【００３０】
前記フィルム蓋は、シーリング部材によって前記ケースに付着できる。
【００３１】
前記フィルム蓋は、金属箔と、前記金属箔の両面に配置されるポリマー層とを含むことができる。
【００３２】
前記放熱部材が、前記ケースから外部に向かって第１方向に延長されて外側端部を形成し、前記開口に隣接した部分で前記ケースに一体に形成された放熱フランジを含むことができる。
【００３３】
前記放熱フランジは、前記端子が挿入される端子溝を備えることができる。
【００３４】
前記放熱フランジの外側端部に結合し、第２方向に延長される少なくとも一つの放熱板を含むことができる。
【００３５】
前記放熱板は、前記放熱フランジの一部で前記第２方向に折り曲げることができる。
【００３６】
前記放熱板は複数の放熱板を含み、前記複数の放熱板は前記放熱フランジに形成され、前記第２方向に沿って平行に延長されることができる。
【００３７】
前記ケースの少なくとも一部に、冷却媒体に流通する少なくとも一つの冷却流路が形成できる。
【００３８】
前記放熱部材が前記ケースから外部に向かって延長される少なくとも一つの放熱フィンを含み、前記放熱フィンは前記開口と離隔し、前記ケースに位置することができる。
【００３９】
前記放熱フィンは、前記ケースから外部に向かって互いに平行に延長される複数の放熱フィンを含むことができる。
【００４０】
一方、本発明の他の実施形態による電池組立体は、複数の電池モジュールを含むことができる。前記各電池モジュールは、ケースの溝内に位置する電極群を含み、前記ケースの開口はフィルム蓋によって覆われ、前記ケースは前記ケースから外部に向かって延長される少なくとも一つの第１放熱部材を含むことができる。前記複数の電池モジュールが前記フィルム蓋を外部衝撃から保護するように、互いに積層及び結合される。
【００４１】
前記第１放熱部材が、前記開口に隣接した部分で前記ケースから外部に向かって延長される放熱フランジを含むことができる。
【００４２】
前記複数の電池モジュールのうちの一つのフィルムカバーが、この電池モジュールと隣接する電池モジュールのケースの底面に隣接することができる。
【００４３】
前記複数の電池モジュールうち、隣接する電池モジュールの前記第１放熱部材が相接するように配置できる。
【００４４】
前記電池組立体は、前記複数の電池モジュールの第１端部及び第２端部にそれぞれ位置する第１プレート及び第２プレート、並びに前記第１プレート、前記第２プレート、及び前記第１放熱部材に連結される固定部材を含むことができる。
【００４５】
前記第１プレート及び前記第２プレートに加えられる外力は、少なくとも一部が前記固定部材を通じて一つのプレートから他のプレートに伝達される。
【００４６】
前記ケースは、前記第１放熱部材に結合し、前記第１放熱部材から外部に向かって延長される少なくとも一つの第２放熱部材を含むことができる。前記複数の電池モジュールのうちの一つの前記第２放熱部材が、隣接する電池モジュールの第１放熱部材と隣接して、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材の間での外力を伝達することができる。
【００４７】
前記固定部材は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間で前記電池モジュールの前記第１放熱部材を貫通して延長される少なくとも一つのロッド、及び前記ロッドが位置した部分に配置され、前記隣接する電池モジュールの前記第１放熱部材に接触する複数のスペーサを含むことができる。
【００４８】
前記放熱部材は、前記ケースから外部に向かって少なくとも二つの方向に延長されることができる。前記ロッドは、前記複数の電池モジュールの前記ケースの両側でそれぞれ前記放熱部材を貫通して延長される第１ロッド及び第２ロッドを含むことができる。
【００４９】
前記電極群は、前記ケースの外部に向かって延長される複数の正極端子と複数の負極端子を含むことができる。前記複数の電池モジュールが並列に接続するように前記正極端子と前記負極端子とを接続することができる。この時、電池組立体は、前記正極端子を接続する正極接続部材、及び前記負極端子を接続する負極接続部材を含むことができる。
【００５０】
前記電極群は、前記ケースの外部に向かって延長される複数の正極端子と複数の負極端子とを含むことができる。前記複数の電池モジュールが並列に接続するように前記正極端子と前記負極端子とを接続することができる。
【００５１】
前記複数の電池モジュールのいずれか一つの電池モジュールの正極端子と、これと隣接する電池モジュールの負極端子とが隣接して形成され、互いに電気的に接続するように折曲することができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の一実施形態によれば、２次電池の放熱特性が向上するだけでなく、単位重量当り出力が向上する。また、電池モジュールの締結及び組立が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態による２次電池を示した斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態によるケースを示した平面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態の変形例によるケースを示した平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電池モジュールを示した断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による２次電池を示した分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態による電池モジュールを示した側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による電池モジュールを示した側面図である。
【図８】本発明の第４実施形態による２次電池を示した分解斜視図である。
【図９】本発明の第５実施形態による２次電池を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態による２次電池を示した背面図面である。
【図１１】本発明の第６実施形態による２次電池のケースとフィルム蓋を示した断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態による２次電池のケースとフィルム蓋を示した断面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態による２次電池を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は種々の相異なる形態に実現でき、以下で説明する実施形態に限られない。そして、本明細書及び図面において、同一の符号は同一の構成要素を示す。
【００５５】
図１は、本発明の第１実施形態による２次電池を示した斜視図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【００５６】
図１及び図２を参照して説明すれば、本第１実施形態による２次電池１００は、正極１１と負極１２との間にセパレータ１３が介在した電極群１０と、電極群１０が内蔵されるケース２０と、電極群１０と電気的に接続する正極端子３１及び負極端子３２と、ケースを密封するフィルム蓋とを含む。本第１実施形態による２次電池１００は、リチウム−イオン２次電池を例に挙げて説明する。
【００５７】
正極１１は、正極集電体に正極活物質が塗布された構造となり、負極１２は、負極集電体に負極活物質が塗布された構造となる。電極群１０は、複数個の正極１１と負極１２とがセパレータ１３を介在して交互に積層された構造となっている。
【００５８】
但し、本発明がこれに制限されることではなく、電極群１０は、帯状の正極１１と負極１２との間にセパレータ１３を介在した後、巻取られた構造に形成することも可能である。
【００５９】
積層形成された電極群１０において、一側端部には正極無地部と負極無地部が位置し、正極無地部には正極端子３１が溶接で付着し、負極無地部には負極端子３２が溶接で付着する。正極端子３１及び負極端子３２はケース２０から外部に向かって延長される。本実施形態では、正極端子３１と負極端子３２が同一側で外部に向かって延長され、正極端子３１と負極端子３２が開口に隣接した部分でケース２０とフィルム蓋４０との間に介在することができる。正極端子３１及び負極端子３２には、ケース２０との絶縁のために絶縁層３６（絶縁部材）が端子３１、３２の周りを取り囲むように形成される。
【００６０】
ケース２０は、電極群１０が内蔵される装着溝２１と、装着溝２１の上端で外側に拡張された放熱フランジ２５とを含む。装着溝２１は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース２０の中央に配置され、この上に開口が形成されて電極群が通過できるようにケース２０の上面が開放される。ケース２０は板状であり、装着溝２１は板状のケースを屈曲させて形成される。
【００６１】
放熱フランジ２５は装着溝２１の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ２５の角部には締結孔２５ｂを形成する。放熱フランジ２５には端子３１、３２が嵌合される端子溝２６を形成し、端子溝２６は放熱フランジ２５の外側端部から装着溝２１まで連結して形成する。この端子溝２６には絶縁層３６が挿入され、ケース２０とフィルム蓋４０との間を密封する。
【００６２】
また、放熱フランジ２５には、装着溝２１と接する部分にフィルム蓋４０が付着できるようにシーリング部２５ａが形成される。
【００６３】
図３Ａに示したように、シーリング部２５ａには接着剤２７を格子状にパターン化して塗布できる。また、図３Ｂに示したように、ケース２０の放熱フランジ２８に形成されたシーリング部２８ａは、接着剤２９を縞状にパターニングすることができる。シーリング部２５ａ、２８ａが格子状または縞状にパターニングされると、フィルム蓋４０がシーリング部２５ａ、２８ａにさらに密着し、これによって装着溝２１を安定的に密封することができる。
【００６４】
シーリング部２５ａにはフィルム蓋４０が接着され、フィルム蓋４０はほぼ四角形となっており、装着溝２１の開口を全体的に覆う。そのために、装着溝２１はフィルム蓋４０によって密封される。フィルム蓋４０は、ポリマーからなるか、または金属箔の両面にポリマーが塗布された構造とすることができる。
【００６５】
放熱フランジ２５の一端には折り曲げられた放熱板２３が形成される。放熱板２３は、装着溝２１の底方向に向かって折曲され、装着溝２１から離隔した位置に形成される。
【００６６】
そのために、放熱板２３を通じて熱を排出することにより、ケース２０を効率的に冷却することができる。放熱板２３は放熱フランジ２５と一体に形成されるので、ケース２０の内部で発生した熱が、放熱フランジ２５と放熱板２３を通じて速かに排出できる。
【００６７】
図４は、本発明の第１実施形態による電池モジュールを示した断面図である。
【００６８】
図４を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュール５００は、積層配列された複数個の２次電池１００と、２次電池１００の最外側に設けられたエンドプレート４６、４７と、２次電池１００のケース２０とエンドプレート４６、４７を貫通して締結された固定部材４２（ロッド）とを含む。
【００６９】
２次電池１００は、装着溝２１の底が隣接する２次電池１００の放熱フランジ２５に接するように積層され、フィルム蓋４０の上には隣接する２次電池１００の底が位置する。そのために、フィルム蓋４０が外部の衝撃などにも安全に保護できる。また、装着溝２１の壁は、隣接するケース２０を通じて伝達される荷重を支持できるように一列に配列される。
【００７０】
放熱フランジ２５に形成された締結孔２５ｂには、固定部材４２が挿入設置され、固定部材４２は、エンドプレート４６、４７と放熱フランジ２５を貫通して締結される。
【００７１】
固定部材４２は、一側にヘッド部４２ａが形成された連結棒４２ｂと、連結棒４２ｂに締結されたナット４２ｃとを含む。固定部材４２は、ケース２０を加圧して一体に固定させる。
【００７２】
一方、隣接する２次電池１００の放熱フランジ２５の間にはスペーサ４５が設置され、スペーサ４５は固定部材４２が嵌合できるように中空形状に構成される。
【００７３】
エンドプレート４６、４７は、電池モジュール１００の上部と下部にそれぞれ二つが設置され、一側に設置されたエンドプレート４７はケース２０の底に密着し、他側に設置されたエンドプレート４６はフィルム蓋４０を覆う。
【００７４】
本実施形態では、一つの電池モジュールの放熱板２３が隣接する電池モジュールの放熱フランジ２５と隣接するように複数の電池モジュールが積層され、外部の衝撃などが伝達伝されて、これに対する抵抗がよく行われるようにする。
【００７５】
このように本実施形態によれば、ケース２０を積層することで電池モジュール５００を容易に製作でき、一部の２次電池１００で異常が発生したとき、２次電池１００の交替及び補修が容易である。また、ケース２０に形成された放熱フランジ２５を通じて熱を容易に排出することができる。
【００７６】
本実施形態では、固定部材４２（ロッド）がケース２０の両側にそれぞれ位置する第１ロッド及び第２ロッドを含むことと示したが、本発明がこれに限定されることではない。
【００７７】
図５は、本発明の第２実施形態による２次電池を示した分解斜視図である。
【００７８】
図５を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１１０は、正極５１ａと負極５１ｂとの間にセパレータが介在した電極群５１と、電極群５１が内蔵されるケース５０と、電極群５１と電気的に接続する正極端子６１及び負極端子６２と、ケース５０を密封するフィルム蓋４０とを含む。
【００７９】
電極群５１は、帯状の正極５１ａと負極５１ｂとの間にセパレータを介在した後、巻き取って形成する。巻取られた電極群５１において、正極無地部は一側端部に形成され、負極無地部は他側端部に形成される。電極群５１において、正極無地部には正極端子６１が溶接で付着し、負極無地部には負極端子６２が溶接で付着する。そのために正極端子６１と負極端子６２は互いに反対方向に突出する。
【００８０】
正極端子６１及び負極端子６２には、ケース５０との絶縁のために絶縁層６４、６５が端子６１、６２の周縁を取り囲むように形成される。
【００８１】
ケース５０は、電極群１０が内蔵される装着溝５２と、装着溝５２の上端で外側に拡張された放熱フランジ５５とを含む。装着溝５２は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース５０の中央に配置される。
【００８２】
放熱フランジ５５は、装着溝５２の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ５５の角部には締結孔５５ｂを形成する。放熱フランジ５５には端子６１、６２が嵌合される端子溝５６を形成し、端子溝５６は放熱フランジ５５の外側端部から装着溝５２まで連結して形成する。この端子溝５６には絶縁層６５が挿入され、ケース５０とフィルム蓋４０との間を密封する。
【００８３】
また、放熱フランジ５５には、装着溝５２と接する部分にフィルム蓋が付着できるようにシーリング部５５ａが形成される。放熱フランジ５５の一端には折曲されて形成された放熱板５３を形成する。放熱板５３は、放熱フランジ５５で装着溝５２の底方向に折曲され、装着溝５２から離隔した位置に形成される。
【００８４】
そのために、放熱板５３と装着溝５２との間の空間に冷却媒体などが供給され、ケース５０を効率的に冷却することができる。放熱板５３は放熱フランジ５５と一体に形成されるので、ケース５０の内部で発生した熱が放熱フランジ５５と放熱板５３を通じて速かに排出できる。
【００８５】
図６は、本発明の第２実施形態による電池モジュールを示した側面図である。
【００８６】
図６を参照して説明すれば、本実施形態による電池モジュールは、複数個の２次電池１１０、及び２次電池１１０を電気的に接続する接続部材６５、６７を含む。
【００８７】
一つの２次電池１１０は、一側の２次電池１１０とはフィルム蓋４０が相接し、他側の２次電池１１０とは装着溝５２の底が相接するように配置される。そのために、フィルム蓋４０が放熱フランジ５５の間に配置されるので、外部の衝撃などによるフィルム蓋４０の破損を防止することができる。
【００８８】
この時、正極端子６１は隣接する２次電池１１０の正極端子６１と対向し、負極端子６２は隣接する２次電池１１０の負極端子６２と対向する。そして、正極端子６１は隣接する２次電池１１０の正極端子６１と溶接され、負極端子６２は隣接する２次電池１１０の負極端子６２と溶接されて、２つの２次電池１１０が並列に連結される。接続部材６５、６７は並列に接続された２つの２次電池１１０を電気的に接続し、本実施形態では２次電池１１０を並列に接続する。このように、本実施形態によれば、複数個の小型２次電池１１０を電気的に接続することで、大容量の電池モジュールを形成することができるだけでなく、電池モジュールの構造的な安定性と、重量対比出力を向上させることができる。
【００８９】
但し、本発明がこれに制限されることではなく、接続部材６５、６７は、２つの２次電池１１０を直列に接続して、６つの２次電池１１０を２Ｐ３Ｓ構造に接続することも可能である。
【００９０】
図７は、本発明の第３実施形態による電池モジュールを示した側面図である。
【００９１】
図７を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１１０は、前記第２実施形態による２次電池１１０と同一の構造なので、同一の構成に対する重複説明は省略する。
【００９２】
一つの２次電池１１０は、一側の２次電池１１０とはフィルム蓋４０が相接し、他側の２次電池１１０とは装着溝５２の底が相接するように配置される。この時、正極端子６１は隣接する２次電池１１０の負極端子６２と対向し、負極端子６２は隣接する２次電池１１０の正極端子６１と対向する。
【００９３】
一側では近い正極端子６１と負極端子６２が溶接で接合され、他側では遠い負極端子６２と正極端子６１が溶接で接合される。これにより、別途の部材を介在することなく、２次電池１１０が直列で接続できる。
【００９４】
図８は、本発明の第４実施形態による２次電池を示した分解斜視図である。
【００９５】
図８を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１２０は、正極５１ａと負極５１ｂとの間にセパレータが介在した電極群５１と、電極群５１が内蔵されるケース７０と、電極群５１と電気的に接続する正極端子７６及び負極端子７８と、ケース７０を密封するフィルム蓋４０とを含む。
【００９６】
本実施形態による電極群５１は、前記第２実施形態による電極群と同一の構造なので、これに対する重複説明は省略する。
【００９７】
ケース７０は、電極群５１が内蔵される装着溝７１と、装着溝７１の上端で外側に拡張された放熱フランジ７５とを含む。装着溝７１は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース７０の中央に配置される。
【００９８】
電極群５１において、正極５１ａには正極端子７６が溶接で付着し、負極５１ｂには負極端子７８が溶接で付着する。これにより、正極端子７６と負極端子７８とは互いに反対方向に突出する。
【００９９】
正極端子７６には、ケース７０との絶縁のために、絶縁層７９が正極端子７６の周縁を取り囲むように形成される。負極端子７８は、装着溝７１の底に向かって折曲され、装着溝７１の内側壁面に溶接で付着する。これにより、ケース７０が負極極性を有する。したがって、２次電池１２０を積層配列し、正極端子７６を隣接する２次電池１２０のケース７０に溶接で付着するだけで、２次電池１２０を容易に直列に接続することができる。
【０１００】
放熱フランジ７５は、装着溝７１の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ７５の角部には締結孔７５ｂを形成する。放熱フランジ７５には、正極端子７６が嵌合される端子溝７４を形成し、この端子溝７４には絶縁層７９が挿入され、ケース７０とフィルム蓋４０との間を密封する。
【０１０１】
また、放熱フランジ７５には、装着溝７１と接する部分にフィルム蓋４０が付着できるようにシーリング部７５ａが形成される。放熱フランジ７５の一端には、折曲形成された放熱板７３が形成される。放熱板７３は、放熱フランジ７５で装着溝７１の底方向に折曲され、装着溝７１から離隔した位置に形成される。
【０１０２】
図９は、本発明の第５実施形態による２次電池を示した斜視図であり、図１０は本発明の第５実施形態による２次電池を示した背面図である。
【０１０３】
図９及び図１０を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１３０は、ケース８５と、ケース８５内に挿入された電極群８８と、電極群８８と電気的に接続され、ケース８５の外側に突出した正極端子８１及び負極端子８２と、ケース８５を密封するフィルム蓋８４とを含む。
【０１０４】
ケース８５は、電極群８８が内蔵される装着溝８６と、装着溝８６の上端で外側に拡張された放熱フランジ８７とを含む。装着溝８６は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース８５の中央に配置される。
【０１０５】
放熱フランジ８７は、装着溝８６の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ８７の一側端には折り曲げられた放熱板８９が形成される。
【０１０６】
正極端子８１は、電極群８８の正極８８ａと電気的に接続し、装着溝８６の壁面（ケースの側壁）を貫通して外側に突出し、負極端子８２は電極群８８の負極８８ｂと電気的に接続し、装着溝８６の壁面を貫通して外側に突出する。この時、ケース８５と端子８１、８２との間には絶縁のためのガスケット８３が設置される。
【０１０７】
図１１は、本発明の第６実施形態による２次電池のケースとフィルム蓋を示した断面図である。
【０１０８】
図１１を参照して説明すれば、本実施形態によるケース２２０電極群が内蔵される装着溝２２１と、装着溝２２１の上端で外側に拡張された放熱フランジ２５０とを含む。装着溝２２１は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース２２０の中央に配置される。
【０１０９】
放熱フランジ２５０は、装着溝２２１の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ２５０の一側端には折り曲げられた放熱板２２３が形成される。
【０１１０】
ケース２２０の内面には、絶縁のための絶縁フィルム２３０（絶縁部材）がコーティングされる。絶縁フィルム２３０はポリマーなどからなることができる。また、放熱フランジ２５０でフィルム蓋が付着する上面には接着剤層２６０が形成され、フィルム蓋２４０が放熱フランジ２５０に安定的に付着できる。
【０１１１】
一方、フィルム蓋２４０は、中央に配置された金属箔２４１、及び金属箔２４１の両面に配置されたポリマー層２４２、２４３を含む。そのために、ポリマー層２４２、２４３と接着剤層２６０とが熱間圧着などによって接合されて、フィルム蓋２４０がケース２２０に安定的に固定され、金属箔２４１がフィルム蓋２４０の一定の強度を提供することができる。
【０１１２】
図１２は、本発明の第７実施形態による２次電池のケースとフィルム蓋を示した断面図である。
【０１１３】
図１２を参照して説明すれば、本実施形態によるケース３２０は、電極群が内蔵される装着溝３２１と、装着溝３２１の上端で外側に拡張された放熱フランジ３２５とを含む。装着溝３２１は、ほぼ四角形の断面を有し、ケース３２０の中央に配置される。ケース３２０には、装着溝３２１を覆うフィルム蓋３４０が設けられる。
【０１１４】
放熱フランジ３２５は、装着溝３２１の周縁に沿って連結して形成し、放熱フランジ３２５の一側端には折り曲げられた放熱板３２７を形成する。装着溝３２１の底には底冷却部３２４が形成され、底冷却部３２４の内部には冷却媒体が移動する冷却流路３２４ａが形成されている。また、装着溝３２１の外壁面には放熱フランジ３２５と平行に突出した放熱フィン３２８が形成される。
【０１１５】
一方、放熱板３２７が形成された放熱フランジ３２５には、放熱板３２７と平行に突出した放熱フィン３２９が形成される。
【０１１６】
本実施形態によれば、ケース３２０に放熱フィン３２８、３２９と冷却流路３２４ａとが形成されて、ケース３２０の内部で発生した熱を容易に排出することができる。
【０１１７】
図１３は、本発明の第８実施形態による２次電池を示した斜視図である。
【０１１８】
図１３を参照すれば、本実施形態によるケース２０１は放熱板（図１の参照符号２３）を備えない。これにより、ケース２０１が簡単な構造を有し、製造時間及び製造費用を減らすことができる。
【０１１９】
図１３では、他の構成は第１実施形態の構成と同一である。しかし、本発明がこれに限定されることではない。したがって、第２乃至第７実施形態において放熱板を備えなくても良いのはもちろんである。
【０１２０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明がこれらに限定されることではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施できる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  電極群
１１  正極
１２  負極
１３  セパレータ
２０  ケース
２１  装着溝
２３  放熱板
２５  放熱フランジ
２５ａ  シーリング部
２５ｂ  締結孔
２６  端子溝
３１  正極端子
３２  負極端子
３６  絶縁層
４０  フィルム蓋
４２  固定部材
４５  スペーサ
４６、４７  エンドプレート
１００  ２次電池
３２８、３２９  放熱フィン
５００  電池モジュール
【図１】
2011040379.tif 000003
【図２】
2011040379.tif 000004
【図３Ａ】
2011040379.tif 000005
【図３Ｂ】
2011040379.tif 000006
【図４】
2011040379.tif 000007
【図５】
2011040379.tif 000008
【図６】
2011040379.tif 000009
【図７】
2011040379.tif 000010
【図８】
2011040379.tif 000011
【図９】
2011040379.tif 000012
【図１０】
2011040379.tif 000013
【図１１】
2011040379.tif 000014
【図１２】
2011040379.tif 000015
【図１３】
2011040379.tif 000016