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KR-20260061455-A - 배터리 및 전기 디바이스

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Abstract

본 개시는 배터리를 포함하는 전기 디바이스에 관한 것이다. 배터리는 배터리 케이스, 배터리 셀, 탄성 밀봉 부재 및 도전성 기둥을 포함한다. 배터리 케이스와 탄성 밀봉 부재는 연결되어 수용 캐비티를 정의하며, 배터리 셀은 수용 캐비티에 배치된다. 제1 방향으로 연장되고 외부와 수용 캐비티를 연통시키는 데 사용되는 관통 홀이 탄성 밀봉 부재에 형성되고, 도전성 기둥의 일단은 관통 홀을 통과하여 배터리 셀의 탭에 전기적으로 연결되고, 도전성 기둥의 타단은 탄성 밀봉 부재 밖으로 돌출된다. 압력 완화 부분이 탄성 밀봉 부재 상에 배치되고, 압력 완화 부분은 수용 캐비티 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되어 배터리 내의 압력을 완화시키도록 구성된다.

Inventors

  • 장, 종펑
  • 왕, 칭
  • 왕, 젠쥔

Assignees

  • 비와이디 컴퍼니 리미티드

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240926
Priority Date
20230926

Claims (10)

  1. 배터리(1000)로서, 배터리 케이스(1); 상기 배터리 케이스(1)에 연결되어 수용 캐비티(100)를 정의하는 탄성 밀봉 부재(3) ― 상기 탄성 밀봉 부재(3)에는 제1 방향(A)을 따라 연장되는 관통 홀(30)이 형성되고, 상기 관통 홀(30)은 외부와 상기 수용 캐비티(100)를 연통시키도록 구성되고, 압력 완화 부분(pressure relief portion)(300)이 상기 탄성 밀봉 부재(3) 상에 배치되고, 상기 압력 완화 부분(300)은 상기 수용 캐비티(100) 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되어 상기 배터리(1000) 내의 압력을 완화시키도록 구성됨 ―; 상기 수용 캐비티(100)에 배치된 배터리 셀(2); 도전성 기둥(4) ― 상기 도전성 기둥(4)의 일단은 상기 관통 홀(30)을 통과하여 상기 배터리 셀(2)의 탭에 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 기둥(4)의 타단은 상기 탄성 밀봉 부재(3) 밖으로 돌출됨 ― 을 포함하는, 배터리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력 완화 부분(300)은 압력 완화 채널(31) 및 약한 부분(310)을 포함하고, 상기 압력 완화 채널(31)은 외부와 상기 수용 캐비티(100)를 연통시키도록 구성되고, 상기 약한 부분(310)은 상기 압력 완화 채널(31)을 차단하고, 상기 약한 부분(310)은 상기 수용 캐비티(100) 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되도록 구성되는, 배터리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압력 완화 채널(31)은 제1 채널 개구(311) 및 제2 채널 개구(312)를 포함하고, 상기 제2 채널 개구(312)는 상기 수용 캐비티(100)에 가깝고, 상기 제1 채널 개구(311)는 상기 제2 채널 개구(312)에 대응하고; 상기 약한 부분(310)은 상기 제1 채널 개구(311)에 차단 방식으로 배치되고; 그리고/또는 상기 약한 부분(310)은 상기 제2 채널 개구(312)에 차단 방식으로 배치되고; 그리고/또는 상기 약한 부분(310)은 상기 압력 완화 채널(31) 내부에 차단 방식으로 배치되고, 상기 약한 부분(310)은 상기 제1 채널 개구(311)와 상기 제2 채널 개구(312) 사이에 위치하는, 배터리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 압력 완화 채널(31)은 상기 제1 방향(A)을 따라 연장되고, 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 압력 완화 채널(31)은 제2 방향(B)을 따라 동일한 채널 직경을 갖거나, 상기 압력 완화 채널(31)의 채널 직경이 상기 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 증가하거나, 상기 압력 완화 채널(31)의 채널 직경이 상기 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 감소하며; 상기 제1 방향(A)과 상기 제2 방향(B)은 서로 수직인, 배터리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 약한 부분(310)은 상기 제2 채널 개구(312)에 차단 방식으로 배치되고, 상기 제1 방향(A)을 따른 상기 약한 부분(310)의 두께는 0.1 mm 내지 0.3 mm의 범위에 있고, 상기 제1 방향(A)을 따른 상기 압력 완화 채널(31)의 길이는 3.1 mm 내지 4 mm의 범위에 있는, 배터리.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 완화 채널(31)은 상기 제1 방향(A)을 따라 연장되고, 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 압력 완화 채널(31)은 제1 채널(313) 및 제2 채널(314)을 포함하고; 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 제1 채널(313)의 채널 직경은 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 감소하고, 상기 제2 채널(314)은 상기 제2 방향(B)을 따라 동일한 채널 직경을 가지며, 상기 약한 부분(310)은 상기 제2 채널 개구(312)에 차단 방식으로 배치되고; 상기 제1 방향(A)과 상기 제2 방향(B)은 서로 수직인, 배터리.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 완화 채널(31)은 상기 제1 방향(A)을 따라 연장되고, 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 압력 완화 채널(31)은 제1 채널(313) 및 제2 채널(314)을 포함하고; 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 제1 채널(313)의 채널 직경은 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 감소하고, 상기 제2 채널(314)의 채널 직경은 상기 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 증가하며, 상기 약한 부분(310)은 상기 제1 채널(313)과 상기 제2 채널(314) 사이에 배치되고, 상기 제1 방향(A)과 상기 제2 방향(B)은 서로 수직이거나; 또는 상기 제1 채널 개구(311)로부터 상기 제2 채널 개구(312)로의 방향에서, 상기 제1 채널(313)의 채널 직경은 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 증가하고, 상기 제2 채널(314)의 채널 직경은 상기 제2 방향(B)을 따라 점진적으로 감소하며, 상기 약한 부분(310)은 상기 제1 채널(313)과 상기 제2 채널(314) 사이에 배치되고, 상기 제1 방향(A)과 상기 제2 방향(B)은 서로 수직인, 배터리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 방향(A)을 따른 상기 제1 채널(313)의 크기는 3.3 mm 내지 4 mm의 범위에 있고, 상기 제1 방향(A)을 따른 상기 제2 채널(314)의 크기는 2.8 mm 내지 3.2 mm의 범위에 있는, 배터리.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 완화 채널(31)은 상기 제1 방향(A)을 따라 연장되고 제2 방향(B)을 따라 상기 관통 홀(30)로부터 이격되며, 상기 제1 방향(A)을 따른 상기 압력 완화 채널(31)의 단면 형상은 직사각형 또는 사다리꼴로 구성되고; 상기 제1 방향(A)과 상기 제2 방향(B)은 서로 수직인, 배터리.
  10. 전기 디바이스(2000)로서, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리(1000)를 포함하는, 전기 디바이스.

Description

배터리 및 전기 디바이스 본 개시는 2023년 9월 26일자로 중국 특허청에 출원된, 발명의 명칭이 "BATTERY AND ELECTRIC DEVICE"이고 출원 번호가 제202322646894.9호인 중국 특허 출원을 우선권으로 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 인용에 의해 포함된다. 본 개시는 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 배터리 및 전기 디바이스에 관한 것이다. 원통형 배터리들은 우수한 안전 성능, 높은 에너지 밀도, 및 작은 내부 저항과 같은 장점들을 가지며, 따라서 광범위한 응용들을 갖는다. 관련 기술에서, 원통형 배터리의 압력 완화(pressure relief)를 달성하기 위해, 십자 형상의 노치가 일반적으로 케이스 바닥에 설계되고, 배터리의 내부 압력이 과도하게 높을 때, 십자 형상의 노치가 파열되어 압력 완화를 수행한다. 그러나, 이 공정은 배터리의 바닥에 노치가 설계되는 방식에 의해 복잡해지고, 케이스 바닥의 강도가 감소된다. 본 개시의 목적은 관련 기술에 존재하는 기술적 문제를 해결하기 위해 배터리 및 전기 디바이스를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 제1 양상은 배터리를 제공한다. 배터리는: 배터리 케이스; 배터리 케이스에 연결되어 수용 캐비티를 정의하는 탄성 밀봉 부재 ― 탄성 밀봉 부재에는 제1 방향을 따라 연장되는 관통 홀이 형성되고, 관통 홀은 외부와 수용 캐비티를 연통시키도록 구성되고, 압력 완화 부분(pressure relief portion)이 탄성 밀봉 부재 상에 배치되고, 압력 완화 부분은 수용 캐비티 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되어 배터리 내의 압력을 완화시키도록 구성됨 ―; 수용 캐비티에 배치된 배터리 셀; 도전성 기둥 ― 도전성 기둥의 일단은 관통 홀을 통과하여 배터리 셀의 탭에 전기적으로 연결되고, 도전성 기둥의 타단은 탄성 밀봉 부재 밖으로 돌출됨 ― 을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 부분은 압력 완화 채널 및 약한 부분을 포함하고, 압력 완화 채널은 외부와 수용 캐비티를 연통시키도록 구성되고, 약한 부분은 압력 완화 채널을 차단하고, 약한 부분은 수용 캐비티 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 채널은 제1 채널 개구 및 제2 채널 개구를 포함하고, 제2 채널 개구는 수용 캐비티에 가깝고, 제1 채널 개구는 제2 채널 개구에 대응하고; 약한 부분은 제1 채널 개구에 차단 방식으로 배치되고; 그리고/또는 약한 부분은 제2 채널 개구에 차단 방식으로 배치되고; 그리고/또는 약한 부분은 압력 완화 채널 내부에 차단 방식으로 배치되고, 약한 부분은 제1 채널 개구와 제2 채널 개구 사이에 위치한다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 채널은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 압력 완화 채널은 제2 방향을 따라 동일한 채널 직경을 갖거나, 압력 완화 채널의 채널 직경이 제2 방향을 따라 점진적으로 증가하거나, 압력 완화 채널의 채널 직경이 제2 방향을 따라 점진적으로 감소하고; 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직이다. 일부 실시형태들에서, 약한 부분은 제2 채널 개구에 차단 방식으로 배치되고, 제1 방향을 따른 약한 부분의 두께는 0.1 mm 내지 0.3 mm의 범위에 있고, 제1 방향을 따른 압력 완화 채널의 길이는 3.1 mm 내지 4 mm의 범위에 있다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 채널은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 압력 완화 채널은 제1 채널 및 제2 채널을 포함하고; 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 제1 채널의 채널 직경은 제2 방향을 따라 점진적으로 감소하고, 제2 채널은 제2 방향을 따라 동일한 채널 직경을 가지며, 약한 부분은 제2 채널 개구에 차단 방식으로 배치되고; 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직이다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 채널은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 압력 완화 채널은 제1 채널 및 제2 채널을 포함하고; 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 제1 채널의 채널 직경은 제2 방향을 따라 점진적으로 감소하고, 제2 채널의 채널 직경은 제2 방향을 따라 점진적으로 증가하며, 약한 부분은 제1 채널과 제2 채널 사이에 배치되고, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직이거나; 또는 제1 채널 개구로부터 제2 채널 개구로의 방향에서, 제1 채널의 채널 직경은 제2 방향을 따라 점진적으로 증가하고, 제2 채널의 채널 직경은 제2 방향을 따라 점진적으로 감소하며, 약한 부분은 제1 채널과 제2 채널 사이에 배치되고, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직이다. 일부 실시형태들에서, 제1 방향을 따른 제1 채널의 크기는 3.3 mm 내지 4 mm의 범위에 있고, 제1 방향을 따른 제2 채널의 크기는 2.8 mm 내지 3.2 mm의 범위에 있다. 일부 실시형태들에서, 압력 완화 채널은 제1 방향을 따라 연장되고 제2 방향을 따라 관통 홀로부터 이격되며, 제1 방향을 따른 압력 완화 채널의 단면 형상은 직사각형 또는 사다리꼴로 구성되고; 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직이다. 본 개시의 제2 양상에서, 전술한 배터리를 포함하는 전기 디바이스가 더 제공된다. 전술한 기술적 해결책에서, 압력 완화 부분이 배치된 탄성 밀봉 부재를 제공함으로써, 수용 캐비티 내부의 가스 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때, 가스가 압력 완화 부분을 돌파하여 압력 완화의 목적을 달성할 수 있다. 압력 완화 방법은 배터리 케이스의 바닥에 스코어링(scoring)하는 것을 피할 수 있어, 공정을 단순화하고, 배터리 케이스의 바닥의 강도를 감소시키는 것을 피할 수 있다. 또한, 관통 홀은, 한편으로는 도전성 기둥의 관통을 용이하게 하고, 다른 한편으로는 도전성 기둥을 효과적으로 제한할 수 있어, 도전성 기둥의 안정성을 향상시킨다. 본 개시의 다른 특징들 및 장점들은 후속하는 상세한 설명 섹션에서 상세히 설명될 것이다. 첨부 도면들은 본 개시의 추가적인 이해를 제공하고 명세서의 일부를 형성하도록 의도되며, 다음의 상세한 설명과 함께 본 개시를 설명하는 역할을 하지만, 본 개시에 대한 어떠한 제한을 구성하지는 않는다. 도면들에서: 도 1은 본 개시의 실시형태에 따른 배터리의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 2는 본 개시의 제1 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3은 본 개시의 제2 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4는 본 개시의 제3 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 5는 본 개시의 제4 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 6은 본 개시의 제5 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 7은 본 개시의 제6 실시형태에 따른 배터리의 탄성 밀봉 부재의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 8은 본 개시의 실시형태에 따른 전기 디바이스의 개략도를 도시한다. 본 개시의 구체적인 실시형태들은 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다. 여기에 설명된 구체적인 실시형태들은 본 개시를 예시하고 설명하기 위해서만 사용되며, 본 개시를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 개시에서, 달리 표시되지 않는 한, "제1 방향, 제2 방향"과 같은 방향 용어들은 도 1에 도시된 바와 같이 참조될 수 있고; "제1, 제2"와 같은 용어들은 하나의 엘리먼트를 다른 엘리먼트로부터 구별하기 위해서만 사용되며, 순서나 중요도를 나타내지 않는다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 개시는 배터리(1000)를 제공하고, 배터리(1000)는 배터리 케이스(1), 배터리 셀(2), 탄성 밀봉 부재(3) 및 도전성 기둥(4)을 포함한다. 배터리 케이스(1)와 탄성 밀봉 부재(3)는 연결되어 수용 캐비티(100)를 정의하고, 배터리 셀(2)은 수용 캐비티(100)에 배치된다. 제1 방향(A)을 따라 연장되고 외부와 수용 캐비티(100)를 연통시키는 데 사용되는 관통 홀(30)이 탄성 밀봉 부재(3)에 형성되고, 도전성 기둥(4)의 일단은 관통 홀(30)을 통과하여 배터리 셀(2)의 탭에 전기적으로 연결되고, 도전성 기둥(4)의 타단은 탄성 밀봉 부재(3) 밖으로 돌출된다. 압력 완화 부분(300)이 탄성 밀봉 부재(3) 상에 배치되고, 압력 완화 부분(300)은 수용 캐비티(100) 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되어 배터리(1000) 내의 압력을 완화시키도록 구성된다. 전술한 기술적 해결책에서, 압력 완화 부분(300)이 배치된 탄성 밀봉 부재(3)를 제공함으로써, 배터리 케이스(1) 내부의 가스 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때, 가스가 압력 완화 부분(300)을 돌파하여 압력 완화의 목적을 달성할 수 있다. 압력 완화 방법은 배터리 케이스(1)의 바닥에 스코어링하는 것을 피할 수 있어, 공정을 단순화하고, 배터리 케이스(1)의 바닥의 강도를 감소시키는 것을 피할 수 있다. 또한, 관통 홀(30)은, 한편으로는 도전성 기둥(4)의 관통을 용이하게 하고, 다른 한편으로는 도전성 기둥(4)을 효과적으로 제한할 수 있어, 도전성 기둥(4)의 안정성을 향상시킨다. 일부 실시형태들에서, 배터리 셀(2)이 단일 도전성 기둥 배터리 셀일 때, 대응하는 탄성 밀봉 부재(3) 상의 관통 홀(30)은 하나로 설정될 수 있고; 배터리 셀(2)이 이중 도전성 기둥 배터리 셀일 때, 대응하는 탄성 밀봉 부재(3) 상의 관통 홀(30)은 둘로 설정될 수 있다. 본 개시는 관통 홀들(30)의 개수를 제한하지 않는다. 일부 실시형태들에서, 도 1을 참조하면, 압력 완화 부분(300)은 압력 완화 채널(31) 및 약한 부분(310)을 포함하고, 압력 완화 채널(31)은 외부와 수용 캐비티(100)를 연통시키도록 구성되고, 약한 부분(310)은 압력 완화 채널(31)을 차단하고 수용 캐비티(100) 내의 압력이 압력 완화 임계값보다 클 때 파열되도록 구성된다. 본 실시형태에서, 수용 캐비티(1