特許 7688233 電池デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-26

(45)【発行日】2025-06-03

(54)【発明の名称】電池デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6554 20140101AFI20250527BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20250527BHJP

   H01M 50/211 20210101ALI20250527BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20250527BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20250527BHJP

   H01M 50/256 20210101ALI20250527BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20250527BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20250527BHJP

   H01M 10/623 20140101ALI20250527BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6554

H01M10/6551

H01M50/211

H01M50/293

H01M50/291

H01M50/256 201

H01M50/204 401H

H01M10/647

H01M10/623

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024523967

(86)(22)【出願日】2023-04-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-06

(86)【国際出願番号】 KR2023005563

(87)【国際公開番号】W WO2024111765

(87)【国際公開日】2024-05-30

【審査請求日】2024-04-22

(31)【優先権主張番号】10-2022-0160261

(32)【優先日】2022-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ハオ・ウェン・チェン

【審査官】滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２２－５３７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１０９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６５５４

Ｈ０１Ｍ １０／６５５１

Ｈ０１Ｍ ５０／２１１

Ｈ０１Ｍ ５０／２９３

Ｈ０１Ｍ ５０／２９１

Ｈ０１Ｍ ５０／２５６

Ｈ０１Ｍ ５０／２０４

Ｈ０１Ｍ １０／６４７

Ｈ０１Ｍ １０／６２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する２つの表面を備える１つの積層型電池ユニットと、
前記積層型電池ユニットの前記表面上にそれぞれ備えられ、前記表面を部分的に露出させる２つの支持フレームと、
前記支持フレームによって露出される前記積層型電池ユニットの前記表面上にそれぞれ備えられる２つの熱伝導性接着層と、
前記支持フレーム上にそれぞれ備えられ、それぞれ前記熱伝導性接着層によって前記積層型電池ユニット上に固定される２つの熱伝導板と、を含むことを特徴とする電池デバイス。

【請求項2】

前記積層型電池ユニットは、
第１電池ユニットと、
第２電池ユニットと、
前記第１電池ユニットと前記第２電池ユニットとの間に備えられる支持層と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池デバイス。

【請求項3】

前記第１電池ユニットと前記第２電池ユニットとは、ソフトパック電池セルをそれぞれ含むことを特徴とする請求項２に記載の電池デバイス。

【請求項4】

前記支持層の材料はプラスチックを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の電池デバイス。

【請求項5】

それぞれの前記支持フレームの材料はプラスチックを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【請求項6】

それぞれの前記熱伝導性接着層の厚さは０．１２５ｍｍから０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【請求項7】

それぞれの前記熱伝導板の熱伝導率は、それぞれの前記熱伝導性接着層の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【請求項8】

それぞれの前記熱伝導板の材料はステンレス鋼を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【請求項9】

それぞれの前記熱伝導板の厚さは、０．０５ｍｍから０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【請求項10】

前記熱伝導板上にそれぞれ備えられ、前記熱伝導板をカバーする２つの印刷層をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は電子部品に関し、特に電池デバイスに関する。本願は、２０２２年１１月２５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－０１６０２６１号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本願に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

携帯型電子製品（例えば、ノートパソコン）は、電池デバイスを含むことで必要な電力を提供することを可能にする。しかし、電池デバイスは、作動中に発熱することで電子製品の効率に影響を与える。したがって、電池デバイスの放熱効率を効果的に向上させる方法が解決すべき課題として浮かび上がっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本願発明が解決しようとする課題は、放熱効果に優れた電池デバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本願発明による電池デバイスは、互いに対向する２つの表面を備える１つの積層型電池ユニット（ｓｔａｃｋｅｄ ｂａｔｔｅｒｙ ｕｎｉｔ）と、積層型電池ユニットの表面上にそれぞれ備えられ、表面を部分的に露出させる２つの支持フレーム（ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｒａｍｅ）と、支持フレームによって露出される積層型電池ユニットの表面上にそれぞれ備えられる２つの熱伝導性接着層（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ）と、支持フレーム上にそれぞれ備えられ、それぞれ熱伝導性接着層によって積層型電池ユニット上に固定される２つの熱伝導板（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｌａｔｅ）と、を含む。

【0005】

本願発明の一実施形態において、積層型電池ユニットは、第１電池ユニットと、第２電池ユニットと、第１電池ユニットと第２電池ユニットとの間に備えられる支持層と、を含む。

【0006】

本願発明の一実施形態において、第１電池ユニットと第２電池ユニットとは、ソフトパック電池セルをそれぞれ含む。

【0007】

本願発明の一実施形態において、支持層の材料は、プラスチックを含む。

【0008】

本願発明の一実施形態において、それぞれの支持フレームの材料は、プラスチックを含む。

【0009】

本願発明の一実施形態において、それぞれの熱伝導性接着層の厚さは、０．１２５ｍｍから０．５ｍｍの範囲である。

【0010】

本願発明の一実施形態において、それぞれの熱伝導板の熱伝導率は、それぞれの熱伝導性接着層の熱伝導率よりも大きい。

【0011】

本願発明の一実施形態において、それぞれの熱伝導板の材料は、ステンレス鋼を含む。

【0012】

本願発明の一実施形態において、それぞれの熱伝導板の厚さは、０．０５ｍｍから０．２ｍｍの範囲である。

【0013】

本願発明の一実施形態において、熱伝導板上にそれぞれ備えられ、熱伝導板をカバーする２つの印刷層をさらに含む。

【発明の効果】

【0014】

上述したように、本願発明に係る電池デバイスにおいて、熱伝導板は、熱伝導性接着層によって積層型電池ユニット上に固定されている。これは、積層型電池ユニットの表面に対応し、積層型電池ユニットの放熱面積を増加させている。従って、積層型電池ユニットの放熱に有利である。加えて、積層型電池ユニットは、熱伝導性接着層と熱伝導板とによって良好な熱伝導経路を提供することにより、積層型電池ユニットの温度が平衡をなすようにし、好ましい熱安定性を備える。従って、本願発明に係る電池デバイスは、好ましい放熱効果を備えるとともに、積層型電池ユニットが好ましい熱安定性を備えるようにしている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本願発明の一実施形態による電池デバイスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本願発明の上記特徴及び利点をより明確にし、理解しやすくするために、下記のように実施形態と図面を参照して詳しく説明する。

【0017】

下記の詳細な説明及び図面を参照することによって本願発明を理解することができる。本願発明の理解を容易にし、図面を簡潔にするために、図面中の構造は実際の縮尺で描かれていないことに留意されたい。また、図面中の各構成の数量及び大きさは一例であり、本願発明を限定するものではない。

【0018】

図１は、本願発明の一実施形態に係る電池デバイスを示す図である。図１によると、本実施形態において、電池デバイス１００は、１つの積層型電池ユニット１１０と、２つの支持フレーム１２０ａ、１２０ｂと、２つの熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂと、２つの熱伝導板１４０ａ、１４０ｂと、を含む。積層型電池ユニット１１０は、互いに対向する２つの表面Ｓ１、Ｓ２を備える。支持フレーム１２０ａ、１２０ｂは、それぞれ積層型電池ユニット１１０の表面Ｓ１、Ｓ２上に位置し、部分的に表面Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ露出させている。熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂは、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂが露出させている積層型電池ユニット１１０の表面Ｓ１、Ｓ２上にそれぞれ備えられている。熱伝導板１４０ａ、１４０ｂは、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂ上にそれぞれ備えられ、熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂによってそれぞれ積層型電池ユニット１１０上に固定されている。

【0019】

具体的には、本実施形態による電池デバイス１００は、ノートパソコン又はその他電子製品に活用される電池デバイスであるが、これに限定されるものではない。積層型電池ユニット１１０は、第１電池ユニット１１２、第２電池ユニット１１４、支持層１１６を含み、そのうち支持層１１６は、第１電池ユニット１１２と第２電池ユニット１１４との間に備えられる。第１実施形態において、第１電池ユニット１１２と第２電池ユニット１１４は、それぞれソフトパック電池セルであり得る。一実施形態において、支持層１１６の材料はプラスチック、例えばポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）であるが、これに限定されるものではない。一実施形態において、支持層１１６の厚さは０．２ｍｍであるが、これに限定されるものではない。

【0020】

また、図１を参照すると、本実施形態において、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂは、それぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂを備える。また、各支持フレーム１２０ａ、１２０ｂの材料はプラスチック、例えばポリカーボネートであるが、これに限定されるものではない。一実施形態において、各支持フレーム１２０ａ、１２０ｂの厚さは０．２ｍｍであるが、これに限定されるものではない。

【0021】

また、本実施形態における熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ支持フレーム１２０ａ、１２０ｂの開口部１２２ａ、１２２ｂ内に備えられ、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂによって露出されている積層型電池ユニット１１０の表面Ｓ１、Ｓ２と直接接触している。一実施形態において、各熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂの厚さＴ１は、例えば０．１２５ｍｍから０．５ｍｍの範囲である。一実施形態において、熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂは、例えば熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫの３Ｍ社製の接着材であり、例えば３Ｍ^ＴＭ８８０５（厚さ０．１２５ｍｍ）、３Ｍ^ＴＭ８８１０（厚さ０．２５ｍｍ）、３Ｍ^ＴＭ８８１５（厚さ０．３７５ｍｍ）又は３Ｍ^ＴＭ８８２０（厚さ０．５ｍｍ）モジュールであるが、これに限定されるものではない。一実施形態において、熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂは、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂの開口部１２２ａ、１２２ｂを充填しており、開口部１２２ａ、１２２ｂと一致（ｃｏｉｎｃｉｄｅ）するようにカットされている。一実施形態において、熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂは、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂの開口部１２２ａ、１２２ｂを充填することができ、支持フレーム１２０ａ、１２０ｂ上に延びている。

【0022】

また、本実施形態による熱伝導板１４０ａ、１４０ｂは、具体的には平板状であり、各熱伝導板１４０ａ、１４０ｂの熱伝導率は、各熱伝導性接着層１３０ａ、１３０ｂの熱伝導率よりも大きい。一実施形態において、各熱伝導板１４０ａ、１４０ｂの材料はステンレス鋼であってもよく、例えば、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６であり、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６の熱伝導率はそれぞれ１６．３Ｗ／ｍ℃である。各熱伝導板１４０ａ、１４０ｂの厚さＴ２は、０．０５ｍｍから０．２ｍｍの範囲である。熱伝導板１４０ａ、１４０ｂがＳＵＳ３０４である場合、厚さＴ２は０．１ｍｍであることが望ましく、熱伝導板１４０ａ、１４０ｂがＳＵＳ３１６である場合、厚さＴ２は０．１５ｍｍであることが望ましい。

【0023】

また、本実施形態による電池デバイス１００は、さらに２つの印刷層１５０ａ、１５０ｂを含み、印刷層１５０ａ、１５０ｂは、それぞれ熱伝導板１４０ａ、１４０ｂ上に備えられ、熱伝導板１４０ａ、１４０ｂをカバーしている。印刷層１５０ａ、１５０ｂは、テキスト又はイメージを含んでもよく、電池デバイス１００のモデルなどの情報を表示している。従って、印刷層１５０ａ、１５０ｂはラベル層と呼ばれてもよい。一実施形態において、印刷層１５０ａ、１５０ｂの厚さは、例えば０．１ｍｍである。

【0024】

上記のように、本願発明に係る電池デバイスにおいて、熱伝導板は、熱伝導性接着層によって積層型電池ユニット上に固定されている。これは、積層型電池ユニットの表面と対応し、積層型電池ユニットの放熱面積を増加させている。従って、積層型電池ユニットの放熱に有利である。加えて、積層型電池ユニットは、熱伝導性接着層と熱伝導板とによって良好な熱伝導経路を提供することにより、積層型電池ユニットの温度が平衡をなすようにし、好ましい熱安定性を備える。従って、本願発明に係る電池デバイスは、良好な放熱効果（少なくとも３℃低減）に加えて、積層型電池ユニットが好ましい熱安定性を備えるようにしている。

【0025】

本願発明は、上述したような実施例により記載されているが、これらに限定されるものではなく、当該技術分野における通常の技術者であれば本願発明の趣旨から逸脱しない範囲内で適切な変更及び修正が可能であり、本願発明の保護範囲は本願発明の特許請求の範囲に基づくものとする。

【符号の説明】

【0026】

１００：電池デバイス
１１０：積層型電池ユニット
１１２：第１電池ユニット
１１４：第２電池ユニット
１１６：支持層
１２０ａ、１２０ｂ：支持フレーム
１２２ａ、１２２ｂ：開口部
１３０ａ、１３０ｂ：熱伝導性接着層
１４０ａ、１４０ｂ：熱伝導板
１５０ａ、１５０ｂ：印刷層
Ｓ１、Ｓ２：表面
Ｔ１、Ｔ２：厚さ

【図1】