(57)【要約】  本発明は、金属層及び高分子樹脂層を含む電池ケースを含むパウチ型電池セルであって、前記電池ケースは、上部ケース及び下部ケースのいずれか一方に電極組立体収納部が形成され、前記電池ケースのシーリング部の隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上にベンティング部材が位置し、前記ベンティング部材は、電池セルの温度上昇の際、電池ケースを貫通するように変形する形状記憶合金からなるパウチ型電池セル、これを含む電池モジュール及び電池パックに関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層及び高分子樹脂層を含む電池ケースを含むパウチ型電池セルであって、
前記電池ケースは、上部ケース及び下部ケースのいずれか一方に電極組立体収納部が形成され、
前記電池ケースのシーリング部の隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上にベンティング部材が位置し、
前記ベンティング部材は、電池セルの温度上昇の際、前記電池ケースを貫通するように変形する形状記憶合金からなる、パウチ型電池セル。
【請求項２】
前記ベンティング部材は、正常温度では一字形であり、温度上昇の際には少なくとも一側端が曲がる、請求項１に記載のパウチ型電池セル。
【請求項３】
前記ベンティング部材は、変形する部分の末端が尖っている形態を有する、請求項１又は２に記載のパウチ型電池セル。
【請求項４】
前記電池ケースは、前記上部ケース及び前記下部ケースに前記電極組立体収納部が形成された構造を有し、
電極組立体は電極端子が一側方向に形成される単方向電極組立体であり、
前記ベンティング部材は、前記電極端子が位置する前記シーリング部の前記隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上に位置する、請求項１〜３の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
【請求項５】
前記電池ケースは、前記上部ケース及び前記下部ケースに前記電極組立体収納部が形成された構造を有し、
電極組立体は、電極端子が両側方向に形成される両方向電極組立体であり、
前記ベンティング部材は、前記電極端子が位置する前記シーリング部の前記隣接部又は前記電極端子が位置しない前記シーリング部の前記隣接部のうち前記上部ケース及び前記下部ケースの少なくともどの一方の前記電極組立体収納部の外側面上に位置する、請求項１〜３の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
【請求項６】
前記ベンティング部材は、前記電極組立体収納部の側面のうち電極端子が位置しない側の外側面上に位置する、請求項１〜５の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
【請求項７】
前記ベンティング部材は、前記電池ケースの折り曲げられた前記シーリング部と前記折り曲げられた前記シーリング部と向き合う前記電極組立体収納部の側面との間に位置する、請求項１〜６の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
【請求項８】
パウチ型電池セルを含む電池モジュールであって、
前記パウチ型電池セル、前記パウチ型電池セルを１個以上収納するハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）、及び前記パウチ型電池セルの内部ガスを排出するためのベンティング部材を含み、
前記ベンティング部材は、前記ハウジングの内側面のうち前記パウチ型電池セルのシーリング部と対面する位置に付着される、電池モジュール。
【請求項９】
前記ベンティング部材は、前記パウチ型電池セルの電極端子が位置する側の前記シーリング部と対面する位置に付着される、請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記ベンティング部材は、前記パウチ型電池セルの電極端子が位置しない側の前記シーリング部と対面する位置に付着される、請求項８に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
パウチ型電池セル、又はこれを含む電池モジュールを内部に収容する電池パックであって、
前記パウチ型電池セルの電極端子と結合するエンドプレート、又は前記パウチ型電池セルと接触する冷却フィンには、温度変化によって形状が変形して前記パウチ型電池セルの電池ケースを貫通するベンティング部材を備える、電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１８年１２月７日付の韓国特許出願第２０１８−０１５７１６９号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明はベンティング部材を含むパウチ型電池セル及びこれを含む電池パックに関するものであり、具体的に、パウチ型電池セルの外面、又は前記パウチ型電池セルを含む電池パックケースの内側面に形状記憶合金素材からなるベンティング部材を設けて電池セルのベンティングを誘導することができるパウチ型電池セル及びこれを含む電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話、タブレット型ＰＣ、掃除機などの携帯可能な電子製品の繰り返し充放電の可能なエネルギー源として二次電池の需要が急激に増加しており、電気自動車、電力貯蔵装置のように高容量及び高効率を必要とする装置に適用するための二次電池の開発及び研究が進んでいる。
【０００４】
特に、二次電池の中でも、高エネルギー密度、高電圧、高出力、及び優れた寿命特性などの利点を有するリチウム二次電池が広く使われている。
【０００５】
前記リチウム二次電池はケースの形態によって分類可能である。例えば、金属カンに電極組立体を装着した形態の円筒型電池又は角型電池があり、アルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに電極組立体を装着した形態のパウチ型電池がある。前記パウチ型電池は容易にしなうか曲がることができるから、形態変形が自由な利点がある。
【０００６】
一般に、リチウム二次電池は、電極を構成する電極活物質、バインダー、電解液などを主要構成要素として含み、これらは２．５Ｖ〜４．３Ｖ範囲の作動電圧では電気化学的に安定する。しかし、リチウム二次電池の電圧が前記作動電圧以上に上昇すれば、前記構成要素が分解しながらガスを発生させる。このように発生したガスによってリチウム二次電池は膨張及び変形する。また、電極合剤に含まれた無機物によって分離膜が損傷しながら陽極と陰極との間の接触が発生すれば、大量の電流が流れて熱とガスの発生を促進させ、二次電池の発火及び爆発を引き起こすことができる。
【０００７】
このように電池内部で発生したガスを除去するために、円筒型電池及び角型電池はキャップアセンブリーにベントのような安全装置を備える反面、パウチ型電池は別途の安全装置なしにシーリング強度によってベンティングが決まっているだけであり、所望の条件でベンティングを誘導しにくい問題がある。
【０００８】
これに関連して、特許文献１は電池ケースに内部と連通する開口が形成され、前記開口を開閉することができる形状記憶合金の安全開閉部を備えた二次電池を開示する。
【０００９】
特許文献１は、開口が形成された状態のパウチケースにおいて前記開口を開閉する構造を使っているが、前記安全開閉部はパウチ電池のシーリング部に適用されるから、シーリング部が折り曲げられる構造を適用することができずに電池セルの幅方向にデッドゾーンが発生する問題がある。
【００１０】
特許文献２は、温度上昇の際に、折り曲げられた形態の形状記憶合金が広がりながらパウチを突き抜いて開放させる形態の二次電池に関するものである。
【００１１】
しかし、特許文献２は、形状記憶合金がパウチ電池の内部に位置するから、前記形状記憶合金が電解液などと副反応する問題があるので好ましくない。
【００１２】
このように、パウチ型電池セルの内部で発生するガスを所望の温度で排出するために、ガスの排出温度の設定が可能であり、二次電池の耐圧増加による発火及び爆発を防止することができる技術に対する必要性が高い実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国特許登録第０８８６５７０号公報
【特許文献２】韓国特許公開第２０１３−００１９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は前記のような問題点を解決するためのもので、パウチ型電池セルの外面に形状記憶合金からなるベンティング部材を適用することにより、所望の温度で電池セル内部のガスを排出することができるパウチ型電池セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するための本発明によるパウチ型電池セルは、金属層及び高分子樹脂層を含む電池ケースを含み、前記電池ケースは、上部ケース及び下部ケースのいずれか一方に電極組立体収納部が形成され、前記電池ケースのシーリング部の隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上にベンティング部材が位置し、前記ベンティング部材は、電池セルの温度上昇の際、電池ケースを貫通するように変形する形状記憶合金からなることができる。
【００１６】
前記ベンティング部材は、正常温度では一字形であり、温度上昇の際には少なくとも一側端が曲がることができる。
【００１７】
前記ベンティング部材は、変形する部分の末端が尖っている形態を有することができる。
【００１８】
前記電池ケースは、前記上部ケース及び前記下部ケースに電極組立体収納部が形成された構造を有し、前記電極組立体は電極端子が一側方向に形成される単方向電極組立体であり、前記ベンティング部材は、前記電極端子が位置するシーリング部の隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上に位置することができる。
【００１９】
前記電池ケースは、上部ケース及び下部ケースに電極組立体収納部が形成された構造を有し、前記電極組立体は、電極端子が両側方向に形成される両方向電極組立体であり、前記ベンティング部材は、前記電極端子が位置するシーリング部の隣接部又は電極端子が位置しないシーリング部の隣接部のうち前記上部ケース及び前記下部ケースの少なくともどの一方の電極組立体収納部の外側面上に位置することができる。
【００２０】
前記ベンティング部材は、電極組立体収納部の側面のうち電極端子が位置しない側の外側面上に位置することができる。
【００２１】
前記ベンティング部材は、前記電池ケースの折り曲げられたシーリング部と前記折り曲げられたシーリング部と向き合う電極組立体収納部の側面との間に位置することができる。
【００２２】
また、本発明は、パウチ型電池セルを含む電池モジュールを提供し、この電池モジュールは、前記パウチ型電池セル、前記パウチ型電池セルを１個以上収納するハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）、及び前記パウチ型電池セルの内部ガスを排出するためのベンティング部材を含み、前記ベンティング部材は、前記ハウジングの内側面のうち前記パウチ型電池セルのシーリング部と対面する位置に付着されることができる。
【００２３】
前記ベンティング部材は、前記パウチ型電池セルの電極端子が位置する側のシーリング部と対面する位置に付着されることができる。
【００２４】
前記ベンティング部材は、前記パウチ型電池セルの電極端子が位置しない側のシーリング部と対面する位置に付着されることができる。
【００２５】
また、本発明は、前記パウチ型電池セル、又はこれを含む電池モジュールを内部に収容する電池パックを提供し、前記パウチ型電池セルの電極端子と結合するエンドプレート、又は前記パウチ型電池セルと接触する冷却フィンには、温度変化によって形状が変形して前記パウチ型電池セルの電池ケースを貫通するベンティング部材を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ベンティング部材の変形の前と後の斜視図である。
【図２】単方向電極組立体を含み、上部ケースのみに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの斜視図である。
【図３】両方向電極組立体を含むパウチ型電池セルの平面図である。
【図４】単方向電極組立体を含み、上部ケース及び下部ケースに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの分解斜視図である。
【図５】両方向電極組立体を含み、上部ケースのみに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの斜視図である。
【図６】シーリング部が折り曲げられたパウチ型電池セルの斜視図である。
【図７】パウチ型電池セル及びベンティング部材を含む電池パックの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に基づいて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例の動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００２８】
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用を達成する部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般にわたり、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００２９】
本発明によるパウチ型電池セルは、金属層及び高分子樹脂層を含む電池ケースを含み、前記電池ケースは、上部ケース及び下部ケースの少なく一方に電極組立体収納部が形成され、前記電池ケースのシーリング部の隣接部のうち前記電極組立体収納部の外側面上にベンティング部材が位置し、前記ベンティング部材は、電池セルの温度上昇の際、電池ケースを貫通するように変形する形状記憶合金からなることができる。
【００３０】
前記電池ケースは、外部環境から影響されない素材からなる外部樹脂層、ガス及び水分などの流入を防止し、電解液の漏出を防止するための金属層、及び電池ケースの密封のための内部樹脂層を含む構造を有することができる。
【００３１】
前記電極組立体は、長シート状の陽極と陰極を分離膜を介在した状態で巻き付けた構造のゼリーロール型（巻付型）電極組立体、所定大きさの単位で切り取った多数の陽極と陰極との間に分離膜を介在した状態で順次積層したスタック型（積層型）電極組立体、所定単位の陽極と陰極との間に分離膜を介在した状態で積層したバイセル（Ｂｉ−ｃｅｌｌ）、フルセル（Ｆｕｌｌ  ｃｅｌｌ）を分離膜シートで巻き付けた構造のスタック／フォルディング型電極組立体、又は前記バイセル及び／又はフルセルが分離膜の介在された状態で積層されて接合された構造のラミネーション／スタック型電極組立体などに分類することができる。
【００３２】
前記電極組立体は１種の電極組立体のみから構成されることができ、あるいは互いに異なる形態からなる２種以上の電極組立体から構成されることができる。
【００３３】
２種以上の電極組立体から構成される場合、前記電極組立体は平面視で大きさが互いに異なり得る点を考慮すると、前記電極組立体収納部は段差がある構造を有することができる。
【００３４】
前記ベンティング部材は形状記憶合金からなり、形状記憶合金は転移温度以下で変形状態を維持しても転移温度以上になれば変形前の形状に戻る性質を有する金属合金であり、代表的には、チタン−ニッケル系合金又は銅−亜鉛−アルミニウム系合金からなることができる。
【００３５】
前記ベンティング部材は正常温度では一字形態であるが、温度上昇の際には少なくとも一側端が曲がるので、前記ベンティング部材が電池ケースの内側方向に曲がりながら電池ケースに貫通口を形成することにより、ガスが排出される。
【００３６】
以下では、ベンティング部材の正常温度の形態を変形形態（状態）といい、転移温度以上で変形前の形態に戻った状態を復元形態（状態）という。
【００３７】
ガス排出のための貫通口を容易に形成するために、前記ベンティング部材は変形及び復元する部分の末端が尖っている形態になることができる。
【００３８】
これに関連して、図１はベンティング部材の変形の前と後の斜視図を示している。
【００３９】
図１を参照すると、ベンティング部材１０は全体的に細い円柱形であり、正常温度では直線形態に変形した状態であるが、転移温度以上になれば変形前の形態に復元するから、右側端が曲がるようになる。
【００４０】
ベンティング部材１０は、転移温度以上で曲がらない左側端は平面形態であるが、転移温度以上の温度で曲がる右側端は尖っている形態を有する。よって、電池ケースに貫通口を形成するのに有利な形態である。
【００４１】
ベンティング部材２０は全体的に細い円柱形であり、正常温度では直線形態に変形した状態であるが、転移温度以上になれば変形前の形態に復元するから、両側端が同じ方向に曲がるようになる。
【００４２】
ベンティング部材２０は、転移温度以上で曲がる左側端及び右側端が尖っている形態を有する。
【００４３】
ベンティング部材３０は全体的に細くて平たい四角柱形であり、正常温度では直線形態に変形した状態であるが、転移温度以上になれば変形前の形態に復元するから、右側端が曲がるようになる。
【００４４】
ベンティング部材３０は転移温度以上で曲がらない左側端は平面形態である反面、転移温度以上で曲がる右側端は尖っている形態を有する。よって、電池ケースに貫通口を形成するのに有利な形態である。
【００４５】
本発明によるベンティング部材は、一字形の変形形態から曲がった状態の復元形態になるとき、ベンティング部材の一部が電池ケースを貫通して電池セルの内側で曲がるから、曲がっているベンティング部材を電池セルの内部に収容することができる空間が必要である。
【００４６】
例えば、電極組立体としてスタック型電極組立体を使う場合、電極タブ及び電極リード連結部が位置する空間を曲がっているベンティング部材を収容するための空間として用いることができる。
【００４７】
本発明による第１実施例として、図２は、単方向電極組立体を含み、上部ケースのみに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの斜視図を示している。
【００４８】
図２を参照すると、パウチ型電池セル１００は、電極組立体収納部１１１が形成された上部ケース１１０及び平面状の下部ケース１２０の外周辺シーリング部が密封された構造である。
【００４９】
電極組立体収納部１１１は、陽極端子１０１及び陰極端子１０２が一側方向に形成される単方向電極組立体を収納し、陽極端子１０１及び陰極端子１０２が位置するシーリング部１４１の隣接部のうち電極組立体収納部１１１の外側面にベンティング部材１３１が位置している。
【００５０】
ベンティング部材１３１は図１に示したベンティング部材のいずれか一構造を有することができ、転移温度以上で一側端又は両側端が電池ケースに向かって曲がって復元形態になる。復元形態になったベンティング部材によって電池ケースに貫通口が形成され、前記貫通口を通して電池セル内部のガスを排出することができる。
【００５１】
ただし、曲がっているベンティング部材１３１の末端は電極端子と接触しないことが好ましいので、図２のように、単方向電極組立体を使う場合には、一側端のみ復元形態になるように曲がるベンティング部材１０、３０を使い、曲がっているベンティング部材１３１の末端は陽極端子１０１と陰極端子１０２との間に位置する電池セルの内部空間に収容されることができる。
【００５２】
本発明による第２実施例として、図３は両方向電極組立体を含むパウチ型電池セルの平面図を示している。
【００５３】
図３を参照すると、パウチ型電池セル２００は、上部ケース２１０に電極組立体収納部２１１が形成され、電極組立体収納部２１１には、陽極端子２０１及び陰極端子２０２が互いに反対方向に突出した両方向電極組立体が収納されている。
【００５４】
パウチ型電池セル２００の下部ケースは平面形態、あるいは電極組立体収納部が形成された構造を有することができる。
【００５５】
ベンティング部材２３１は陽極端子２０１が位置するシーリング部２４１の隣接部のうち電極組立体収納部２１１の外側面上に位置し、ベンティング部材２３２は陰極端子２０２が位置するシーリング部２４２の隣接部のうち電極組立体収納部２１１の外側面上に位置する。
【００５６】
ベンティング部材２３１は図１に示すベンティング部材のいずれか一構造を有することができ、転移温度以上で一側端又は両側端が電池ケースに向かって曲がって復元形態になる。復元形態になったベンティング部材によって電池ケースに貫通口が形成され、前記貫通口を通して電池セル内部のガスを排出することができる。
【００５７】
図３のように両方向電極組立体を含む場合には、電池セル内部のガスを速かに排出するために複数の排気口が形成されることが好ましい。ベンティング部材２３１、２３２は、図１のベンティング部材２０のように、両側端が共に復元形態になるように曲がるものを適用することができる。曲がった形態になったベンティング部材２３１、２３２の末端は陽極端子２０１及び陰極端子２０２の両側に位置する電池セルの内部空間に収容されることができる。
【００５８】
図３のパウチ型電池セル２００は下部ケースに電極組立体収納部が形成された構造であり得る。このような場合、陽極端子２０１が位置するシーリング部２４１の隣接部のうち下部ケースに形成された電極組立体収納部の外側面上、及び陰極端子２０２が位置するシーリング部２４２の隣接部のうち下部ケースに形成された電極組立体収納部の外側面上のそれぞれにベンティング部材をさらに備えることができる。
【００５９】
電極組立体収納部が上部ケース及び下部ケースのそれぞれに形成される場合には、電極組立体の大きさが大きくなることができ、電池セル内部の副反応による気体発生が多くなることができる。よって、上部ケース及び下部ケースのそれぞれにベンティング部材を備えることによって迅速に排気することができる。また、図１のベンティング部材２０のように、両側端が復元形態に変形するベンティング部材を使う場合には、排気口の個数が増えるから、迅速に排気効果を得るのに好ましい。
【００６０】
本発明による第３実施例として、図４は、単方向電極組立体を含み、上部ケース及び下部ケースに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの分解斜視図を示している。
【００６１】
図４を参照すると、パウチ型電池セル３００は、上部ケース３１０に電極組立体収納部３１１が形成され、下部ケース３２０に電極組立体収納部３２１が形成され、陽極端子３０１及び陰極端子３０２が同じ側に突出した単方向電極組立体が内部に収容される構造である。
【００６２】
ベンティング部材３３１は陽極端子３０１及び陰極端子３０２が位置するシーリング部３４１の隣接部のうち上部ケース３１０の電極組立体収納部３１１の外側面に位置し、ベンティング部材３３２は陽極端子３０１及び陰極端子３０２が位置するシーリング部３４１の隣接部のうち下部ケース３２０の電極組立体収納部３２１の外側面に位置する。
【００６３】
パウチ型電池セル３００は単方向電極組立体を使っているので、図２のベンティング部材１３１のように、ベンティング部材３３１、３３２は一側端のみ曲がって復元形態になるベンティング部材を使い、曲がったベンティング部材３３１、３３２の末端は陽極端子３０１と陰極端子３０２との間に位置する電池セルの内部空間に収容されることができる。
【００６４】
図２〜図４のパウチ型電池セルのように、電極端子が位置する側のシーリング部の隣接部のうち電極組立体収納部の外側面上にベンティング部材が位置する場合には、ベンティング部材が変形した状態で電極端子が形成されたシーリング部の隣接部に位置し、回復状態では曲がった部分が電池セルの内部でデッドゾーンと見なされる部分に収容されるので、ベンティング部材の付加によって電池セルの大きさが増加する問題を防止することができる。
【００６５】
本発明による第４実施例として、前記ベンティング部材は電極組立体収納部の側面のうち電極端子が位置しない側の外側面上に位置することができる。
【００６６】
これに関連して、図５は両方向電極組立体を含み、上部ケースのみに電極組立体収納部が形成されたパウチ型電池セルの斜視図を示している。
【００６７】
図５を参照すると、パウチ型電池セル４００は、上部ケース４１０に電極組立体収納部４１１が形成され、下部ケース４２０は平面形態であり、あるいは電極組立体収納部が形成された構造を有することができる。
【００６８】
電極組立体収納部４１１には、陽極端子４０１及び陰極端子４０２が反対方向に突出した両方向電極組立体がパウチ型電池セル４００の内部に収容されている。
【００６９】
ベンティング部材４３１は、陽極端子４０１及び陰極端子４０２が位置しないシーリング部４４１、４４２の隣接部のうち上部ケース４１０の電極組立体収納部４１１の外側面に１個以上位置することができる。
【００７０】
一方、下部ケース４２０に電極組立体収納部が形成された構造の場合には、電極端子が位置しないシーリング部４４１、４４２の隣接部のうち下部ケース４２０の電極組立体収納部の外側面にベンティング部材がさらに位置することができる。
【００７１】
また、陰極端子４０２に隣接して配置されるベンティング部材４３１の他に、これと対称となる陽極端子４０１に隣接した位置にベンティング部材をさらに備えることができるのは言うまでもない。
【００７２】
ベンティング部材４３１は、図２〜図４に示したベンティング部材と違い、電極端子が位置しないシーリング部の隣接部に位置するので、電極端子に近い側の末端のみ復元形態になることが好ましい。また、復元するベンティング部材の末端は陽極端子４０１及び陰極端子４０２の両側に位置する電池セルの内部空間に収容されることができる。
【００７３】
さらに、ベンティング部材４３１は、陽極端子４０１及び／又は陰極端子４０２が位置するシーリング部の隣接部のうち上部ケース４１０の電極組立体収納部４１１の外側面に位置することができる。
【００７４】
本発明による第５実施例として、前記ベンティング部材は、電池ケースの折り曲げられたシーリング部と前記折り曲げられたシーリング部と向き合う電極組立体収納部の側面との間に位置することができる。
【００７５】
これに関連して、図６はシーリング部が折り曲げられたパウチ型電池セルの斜視図を示している。
【００７６】
図６を参照すると、パウチ型電池セル５００は、上部ケース５１０に電極組立体収納部５１１が形成され、下部ケース５２０に電極組立体収納部５２１が形成され、陽極端子５０１及び陰極端子５０２が同じ側に突出した単方向電極組立体が内部に収容される構造である。
【００７７】
パウチ型電池セル５００は、電極端子が突出しない側のシーリング部が折り曲げられた状態であるので、折り曲げられたシーリング部５４０と下部ケース５２０の電極組立体収納部５２１の側面との間にベンティング部材５３１が位置する。
【００７８】
ベンティング部材５３１は図５のベンティング部材４３１と同じ形態であるので、陰極端子５０２が位置する側の末端のみ復元形態になって電池ケースを貫通することができる。
【００７９】
また、折り曲げられたシーリング部５４０の反対側シーリング部と電極組立体収納部の側面との間にベンティング部材がさらに位置することができ、復元するベンティング部材５３１の末端は陽極端子５０１及び陰極端子５０２の外側の電池セルの内部空間に収容されることができる。
【００８０】
パウチ型電池セル５００の場合には、電極端子が位置する側のシーリング部５４１の隣接部にベンティング部材が位置しないが、折り曲げられたシーリング部と電極組立体収納部の側面との間にベンティング部材が位置するので、図１のベンティング部材３０のように細くて平たい四角柱形のベンティング部材３０を適用することが好ましい。
【００８１】
前記ベンティング部材の付加方法は、ベンティング部材をパウチ型電池セルの外面に安定的に固定させることができれば、特に限定されない。例えば、接着性素材をベンティング部材の外面に塗布して付着することができ、あるいはベンティング部材を物理的に装着することができる装置をさらに固定することができる。
【００８２】
具体的に、接着性テープを用いてベンティング部材を付着させるか、ベンティング部材を挿入することができる溝などをパウチケースに成形して使うことができ、ベンティング部材をパウチケース又は電極端子に結合することができるクリップなどの別途の部材を使ってシーリング部上にベンティング部材を付着するか物理的に固定する方法を用いることができる。
【００８３】
また、本発明は、前記パウチ型電池セルを含む電池モジュールを提供する。前記電池モジュールは、前記パウチ型電池セル、前記パウチ型電池セルを１個以上収納するハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）、及び前記パウチ型電池セルの内部ガスを排出するためのベンティング部材を含み、前記ベンティング部材は、前記ハウジングの内側面のうち前記パウチ型電池セルのシーリング部と対面する位置に付着されることができる。また、ハウジングの内側面にベンティング部材を差し込むか挿入することによって装着する構造を有するハウジングを製作して使うことができる。
【００８４】
具体的に、前記ベンティング部材は前記パウチ型電池セルの電極端子が位置する側のシーリング部と対面する位置に付着又は固定されることができ、あるいは前記パウチ型電池セルの電極端子が位置しない側のシーリング部と対面する位置に付着又は固定されることができる。
【００８５】
これに関連して、図７はパウチ型電池セル及びベンティング部材を含む電池モジュールの分解図を示している。
【００８６】
図７を参照すると、電池モジュールはパウチ型電池セル６００の外面を取り囲む一対のハウジング６５１、６５２を含み、ハウジング６５１の内側面のうちパウチ型電池セル６００の電極端子が位置しない側のシーリング部６４２と対面する位置にベンティング部材６３１が位置している。
【００８７】
また、図７に示したものとは違い、本発明による電池モジュールは、電極端子が位置する側のシーリング部６４１と対面するハウジングの内側面にベンティング部材を備えた形態であり得る。
【００８８】
ベンティング部材６３１は転移温度でパウチ型電池セル６００方向に曲がって復元形態になることができるので、ベンティング部材の復元によって電池ケースにガス排出用貫通口が形成されることができる。
【００８９】
図７のように、ベンティング部材はパウチ型電池セルのシーリング部の隣接部のうち電池モジュール内部のデッドゾーンと見なされる部分に備えられるから、ベンティング部材の付加によって電池モジュールの大きさが変更されることを防止することができる。
【００９０】
また、本発明は、前記パウチ型電池セル、又はこれを含む電池モジュールを内部に収容する電池パックを提供する。前記電池パックは、前記パウチ型電池セルの電極端子と結合するエンドプレート、又は前記パウチ型電池セルと接触する冷却フィンには温度変化によって形状が変形して前記パウチ型電池セルの電池ケースを貫通するベンティング部材を備えることができる。
【００９１】
また、ハウジングの内側面、エンドプレート又は冷却フィンなどに溝、保持具又はクリップなどを備えてベンティング部材を固定させることができる。
【００９２】
このように、前記ベンティング部材はパウチ型電池セルの外面に備えられる構造ではなく、パウチ型電池セルに隣接して位置するエントプレート、又は冷却フィンに付着されることができるので、ベンティング部材が転移温度以上で復元状態になれば、パウチ型電池セルの方向に曲がることにより、電池ケースにガス排出用貫通口を形成することができる。
【００９３】
前記エンドプレート及び冷却フィンの構造は特に制限されず、ベンティング部材を適用しても全体的な電池パックの大きさに影響を与えない構造からなる場合には適用可能である。
【００９４】
このように、本発明によるパウチ型電池セルに含まれるベンティング部材は形状記憶合金からなるから、パウチ型電池セルのガス排出が必要な温度で形状が変形するように設計することができる。
【００９５】
前述したように、本発明は形状記憶合金素材のベンティング部材を含み、所望の温度で曲がることにより、電池セルの爆発及び発火を防止することができる。
【００９６】
本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形の実施が可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上で説明したように、本発明によるパウチ型電池セルは、所望の温度で電池ケースに貫通口を形成することにより、ガスを排出することができる。
【００９８】
また、ベンティング部材を電池セルの外部に備えることにより、電池セルの内部に位置するベンティング部材が電解液などと副反応を引き起こす問題を防止することができる。
【００９９】
また、ベンティング部材を電池セルの余剰空間に備えるから、ベンティング部材の付加によって電池セルの大きさが増加することを防止することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０、２０、３０、１３１、２３１、２３２、３３１、３３２、４３１、５３１、６３１    ベンティング部材
１００、２００、３００、４００、５００、６００    パウチ型電池セル
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１    陽極端子
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２    陰極端子
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０    上部ケース
１１１、２１１、３１１、３２１、４１１、５１１、５２１    電極組立体収納部
１２０、３２０、４２０、５２０    下部ケース
１４１、２４１、２４２、３４１、５４１、６４１    電極端子が位置するシーリング部
４４１、４４２、６４２    電極端子が位置しないシーリング部
５４０    折り曲げられたシーリング部
６５１、６５２    ハウジング
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図１（ｃ）】
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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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【図７】
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【国際調査報告】
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