特表 2022-545898 互いに異なる方向に突出された凹凸パターンが形成された電池モジュールカバー材、その製造方法およびそれを含む電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-01

(54)【発明の名称】互いに異なる方向に突出された凹凸パターンが形成された電池モジュールカバー材、その製造方法およびそれを含む電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/271 20210101AFI20221025BHJP

   H01M 50/233 20210101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

H01M50/271 S

H01M50/233

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022512837

(86)(22)【出願日】2021-02-25

(85)【翻訳文提出日】2022-02-24

(86)【国際出願番号】 KR2021002390

(87)【国際公開番号】W WO2021194107

(87)【国際公開日】2021-09-30

(31)【優先権主張番号】10-2020-0034864

(32)【優先日】2020-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ジョン・ピョ・コン

(72)【発明者】

【氏名】ボ・ソン・キム

(72)【発明者】

【氏名】スン・ヒュン・ユン

(72)【発明者】

【氏名】ビュン・リョン・キム

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA14

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY05

5H040JJ02

5H040NN01

5H040NN03

(57)【要約】

本発明は、互いに異なる方向に突出された凹凸パターンを形成することによって、平坦度が改善された電池モジュールカバー材、上記電池モジュールカバー材を含む電池モジュールケース、およびそれを含む電池モジュールに関するものであって、互いに異なる方向に突出された凸凹パタンを形成することによって、薄い薄膜で製造されるにもかかわらず、機械的強度及び平坦度に優れている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池モジュールの一面を覆う板状カバー材であって、
厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンと、
厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンとを含み、
第１凹凸パターンの間に第２凹凸パターンが配置された構造であり、
第２凹凸パターンの平均陥入深さは板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある、電池モジュールカバー材。

【請求項2】

板状カバー材の平均厚さは０．１～０．６ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項3】

第１凹凸パターンの平均突出高さ（Ｄ１）と第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）の割合（Ｄ１：Ｄ２）は、３：１～５０：１の範囲にある、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項4】

第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、
第１方向の幅（Ｌ１）と同一平面内で上記第１方向と垂直な第２方向の幅（Ｌ２）の割合（Ｌ１：Ｌ２）が３：１～１０：１の範囲にある、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項5】

第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、
第１方向の幅（Ｌ１'）と同一平面内で上記第１方向と垂直な第２方向の幅（Ｌ２'）の割合（Ｌ１'：Ｌ２'）が５：１～２０：１の範囲にある、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項6】

第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンはそれぞれ、独立的に、楕円形状、ビード状、４～１０角形の形状、及び中央領域は正方形であり、両側端部は半円である形状のうちのいずれか１つ以上である、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項7】

第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつ
ビード状の中心ラインに沿って最大突出高さを形成し、
ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に、突出高さが順次または連続的に増加する形状である、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項8】

第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつ
ビード状の全領域の陥入深さが等しいレベルの形状である、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項9】

第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつ
ビード状の中心ラインに沿って最大の陥入深さを形成し、
ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に、陥入深さが順次または連続的に増加する形状である、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項10】

第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンは、互いに交互に配置された構造である、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項11】

第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンは、互いに交互に配置され、かつ互いに離間された構造である、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項12】

板状構造の一側ないし両側の端部は、一方向に曲げられた構造を含み、
上記曲げられた構造は、締結のための貫通ホールが形成された、請求項１に記載の電池モジュールカバー材。

【請求項13】

請求項１に記載の電池モジュールカバー材を側面カバー材として含む、電池モジュール。

【請求項14】

電池モジュールの一面を覆う板状カバーに厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成するステップと、
第１凹凸パターンが形成された板状カバーに厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成するステップとを含み、
第１凹凸パターンの間に第２凹凸パターンが配置された構造であり、
第２凹凸パターンの平均陥入深さは板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある、電池モジュールカバー材の製造方法。

【請求項15】

板状カバー材の平均厚さは０．１～０．６ｍｍの範囲にある、請求項１４に記載の電池モジュールカバー材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年０３月２３日付の韓国特許出願第１０－２０２０－００３４８６４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、互いに異なる方向に突出された凹凸パターンが形成された電池モジュールカバー材、その製造方法およびそれを含む電池モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0003】

一般的に、二次電池は充電および放電が可能で繰り返し使用し得る電池であって、１つの電池モジュールからなって、携帯電話、ノートパソコン、コンピューター、カメラ、キャムコーダーなどの携帯用の小型電子機器に使用されるか、或いは多数の電池モジュールを含む電池パックからなって、高出力のハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）などのモーター駆動用の電源として使用されている。

【0004】

二次電池を電気自動車などの動力源として適用するためには、高出力が要求される。そのために、複数の電池セルをモジュール化した電池モジュール或いは上記電池モジュールを集合した電池パック等を製造した後、それを電気自動車等に適用することになる。

【0005】

図１は、従来の電池モジュールの斜視図である。図１を参照すると、既存の電池モジュール（２０）は、電池モジュールケース内に複数の電池セルが収容された構造である。また、電池モジュールの体積と重量を最小化するために、側面に適用される電池モジュールカバー材（１０）を０．４Ｔレベルのアルミニウム薄膜で形成し、荷重に耐えるために垂直方向に形成された凹凸パターン（１１）が形成された構造である。しかし、金属薄膜で形成された電池モジュールカバー材（１０）は、成形過程でねじれ又は曲がりなどが発生し、特にパターンを形成する過程でカバー材の平坦度が大幅に低下される。

【0006】

したがって、電池モジュールカバー材の機械的強度は維持しながら、平坦度を高められる技術に対する必要があるのが実情である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたものであって、互いに異なる方向に突出された凹凸パターンを形成することによって、平坦度が改善された電池モジュールカバー材、上記カバー材を含む電池モジュールケース及びそれを含む電池モジュールを提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、電池モジュールカバー材を提供する。一例において、本発明に係る電池モジュールカバー材は、電池モジュールの一面を覆う板状カバー材であって、
厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンと、
厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンとを含み、
第１凹凸パターンの間に第２凹凸パターンが配置された構造であり、
第２凹凸パターンの平均陥入深さは、板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある。

【0009】

一例において、上記板状カバー材の平均厚さは、０．１～０．６ｍｍの範囲にある。

【0010】

別の一例で、上記電池モジュールカバー材において、第１凹凸パターンの平均突出高さ（Ｄ１）と第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）との割合（Ｄ１：Ｄ２）は、３：１～ ５０：１の範囲にある。

【0011】

一例において、第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、第１方向の幅（Ｌ１）と同一平面内で、上記第１方向と垂直な第２方向の幅（Ｌ２）の割合（Ｌ１：Ｌ２）が３：１～１０：１の範囲にある。

【0012】

別の一例において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、第１方向の幅（Ｌ１'）と同一平面内で上記第１方向と垂直な第２方向の幅（Ｌ２'）の割合（Ｌ１'：Ｌ２'）が５：１～２０：１の範囲にある。

【0013】

具体例において、第１方向は組み立てられた電池モジュールを基準として上下方向であり、第２方向は組み立てられた電池モジュールを基準として水平方向である。

【0014】

一例において、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンはそれぞれ、独立的に、楕円形状、ビード状、４～１０角形の形状、および中心領域は正方形で両側端部は半円である形状のうちのいずれか一つ以上である。

【0015】

一具体例において、第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の中心ラインに沿って最大突出高さを形成し、ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に突出高さが順次または連続的に増加する形状である。

【0016】

一具体例において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の全領域の陥入深さが同等レベルの形状である。

【0017】

別の一具体例において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の中心ラインに沿って最大の陥入深さを形成し、ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に陥入深さが順次または連続的に増加する形状である。

【0018】

一例において、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに交互で配置された構造である。

【0019】

具体例において、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに交互で配置され、かつ互いに離隔された構造である。

【0020】

一例において、本発明に係る電池モジュールカバー材は、板状構造の一側または両側の端部が一方向に曲げられた構造を含み、上記曲げられた構造は締結をするための貫通ホールが形成された構造である。

【0021】

本発明は、また、上述した電池モジュールカバー材を側面カバー材として含む電池モジュールを提供する。

【0022】

また、本発明は、上述した電池モジュールカバー材を製造する方法を提供する。

【0023】

一例において、本発明に係る電池モジュールカバー材の製造方法は、電池モジュールの一面を覆う板状カバーに厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成するステップと、第１凹凸パターンが形成された板状カバーに厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成するステップとを含み、第１凸凹パターンの間に第２凸凹パターンが配置された構造であり、第２凸凹パターンの平均陥入深さが板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある。

【0024】

具体例において、上記板状カバー材の平均厚さは０．１～０．６ｍｍの範囲にある。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係る電池モジュールカバー材は、互いに反対方向に突出された凹凸パターンを形成することによって、厚さの薄い薄膜で製造されるにもかかわらず、機械的強度及び平坦度の面に優れている。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】従来の電池モジュールに対する斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電池モジュールカバー材に対する斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る電池モジュールカバー材に対する斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る電池モジュールカバー材に対する斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る電池モジュールに対する斜視図である。

【図6】製造された金属薄膜の試片に対する扁平度評価過程を図示した模式図および部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明について詳細に説明する。その前に、本明細書および特許請求の範囲に使用された用語または単語は、通常または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は彼自身の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義し得るという原則に立脚して、本発明の技術的思想に合致する意味と概念として解釈されるべきである。

【0028】

本発明は、電池モジュールカバー材を提供する。一実施形態において、本発明に係る電池モジュールカバー材は、電池モジュールの一面を覆う板状カバー材であって、厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンと、厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンとを含み、第１凸凹パターンの間に第２凸凹パターンが配置された構造を含む。また、上記第２凹凸パターンの平均陥入深さは、板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある。本発明では、電池モジュールカバー材として電池モジュールの軽量化及び体積の最小化のために薄い金属薄膜を用い、電池モジュールの荷重に耐えながら、剛性を高めるために、垂直方向に形成された凹凸パターンを形成することもある。しかし、厚さの薄い金属薄膜形態のカバー材は、成形過程でねじれ又は曲がりなどが発生し、特に第１凹凸パターンを形成する過程でカバー材の平坦度が大幅に低下することになる。本発明に係る電池モジュールカバー材は、厚さ方向に突出された第１凹凸パターンを形成し、それと同時に厚さ方向に陥入された第２凹凸パターンが形成された構造である。

【0029】

さらに、本発明では、厚さ方向に陥入された凹凸パターンを非常に薄いレベルで形成することを特徴とする。本発明において、第２凹凸パターンの平均陥入深さは、板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある。具体的には、上記第２凹凸パターンの平均陥入深さは、板状カバー材の厚さの１０～８０％範囲、１０～６０％範囲、１５～５０％範囲または２０～３０％範囲にある。厚さ方向に陥入された第２凹凸パターンは、カバー材を含むケースの積載容量を減少させる原因となる。また、金属薄膜に形成された第２凹凸パターンの陥入深さが大きくなると、該当パターンを形成する過程で破断が発生し得る。逆に、第２凹凸パターンの陥入深さが浅すぎると、所望のレベルの平坦度と機械的強度を得ることができない。したがって、本発明では、第２凹凸パターンの陥入深さを上記範囲に制御することによって、電池モジュールカバー材の平坦度を非常に高いレベルで確保し、さらに上記カバー材の機械的強度も一定レベルは向上させることができる。

【0030】

一実施形態において、上記板状カバー材は、平均厚さが０．１～０．６ｍｍの範囲にある。具体的には、上記板状カバー材の平均厚さは、０．２～０．５５ｍｍの範囲、０．１５～０．５ｍｍの範囲、０．３～０．５５ｍｍの範囲、または０．３５～０．４５ｍｍの範囲にある。上記板状カバー材は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）またはその合金などで形成された金属薄膜が適用され得る。板状カバー材の厚さが上記範囲より厚い場合には、電池モジュールの重量が増加するという問題がある。逆に、板状カバー材の厚さが上記範囲より薄い場合には、カバー材として要求される機械的強度が確保されない。本発明では、厚さが薄い板状カバー材を適用するにもかかわらず、成形過程でねじれまたは曲がり等が発生するのを抑制し、高い平坦度を維持することが可能である。

【0031】

一実施形態において、第１凹凸パターンの平均突出高さ（Ｄ１）と第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）との割合（Ｄ１：Ｄ２）は、３：１～５０：１の範囲にある。本発明は、電池モジュールカバー材に厚さ方向に突出された第１凹凸パターンを形成することによって、カバー材の機械的剛性を補強する。あわせて、本発明では、厚さ方向に陥入された第２凹凸パターンを非常に浅いレベルに形成することを特徴とする。これにより、電池モジュールカバー材の平坦度を高めながら、上記カバー材を含む電池モジュールケースの積載容量を低下させない。具体的には、上記割合（Ｄ１：Ｄ２）は、３：１～３０：１の範囲、３：１～１０：１の範囲、５：１～２０：１の範囲、５：１～１０：１の範囲、１０： １～３０：１の範囲または５：１～１５：１の範囲にある。

【0032】

具体的な実施例において、第１凹凸パターンの平均突出高さＤ１は数ｍｍ～数ｃｍの範囲にある。例えば、板状カバー材の平均厚さは０．１～０．６ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）は０．０１～０．４５ｍｍであり、第１凹凸パターンの平均突出高さ（Ｄ１）は０．０３～２４ｍｍの範囲にある。別の例として、板状カバー材の平均厚さは０．３～０．５ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）は０．０４５～０．２ｍｍであり、第１凹凸パターンの平均突出高さ（Ｄ１）は０．２２５～ ４ｍｍの範囲にある。

【0033】

一実施形態において、第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、第１方向の幅（Ｌ１）と同一平面内で上記第１方向と垂直な第２方向の幅（Ｌ２）の割合（Ｌ１：Ｌ２）が３：１～１０：１の範囲にある。具体的には、上記割合（Ｌ１：Ｌ２）は、３：１～８：１の範囲、３：１～５：１の範囲、５：１～１０：１の範囲、または４：１～６：１の範囲にある。上記第１凹凸パターンの長さと幅の割合は、カバー材の第１方向への機械的強度を効果的に補強するためのものである。

【0034】

別の一実施形態において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長い閉鎖された図形形状であり、第１方向の幅（Ｌ１'）と同一平面内で上記第１方向に垂直な第２方向の幅（Ｌ２'）の割合（Ｌ１'：Ｌ２'）が５：１～２０：１の範囲にある。具体的には、上記割合（Ｌ１'：Ｌ２'）は、５：１～１５：１の範囲、３：１～１０：１の範囲、８：１～２０：１の範囲、または８：１～１５：１の範囲にある。上記第２凹凸パターンは、長さと幅の割合を上記範囲に制御することによって、カバー材の平坦度は高め、かつ機械的強度は効果的に補完し得る。本発明において、第１凹凸で指称する第１方向と、第２凹凸で指称する第１方向とは、同一方向で電池モジュールを製造する際に上下方向であり得る。場合によっては、上記第１方向は互いに異なる方向、例えば、互いに垂直な方向を示すこともある。具体的な実施形態において、本発明で、第１方向は組み立てられた電池モジュールを基準にして上下方向であり、第２方向は組み立てられた電池モジュールを基準にして水平方向である。

【0035】

一実施形態において、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンはそれぞれ、独立的に、楕円形状、ビード状、４～１０角形の形状、および中心領域は正方形であり、両側端部は半円の形状のうちのいずれか１つ以上である。例えば、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、それぞれ独立的に、中心領域が正方形であり、両側端部が半円である形状のうちの１つ以上である。

【0036】

具体的な実施例において、第１凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の中心ラインに沿って最大突出高さを形成し、ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に突出高さが順次または連続的に増加する形状である。

【0037】

別の具体的な実施例において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の全領域の陥入深さが等しいレベルである形状である。本発明において、第２凹凸パターンが全領域の陥入深さが同等レベルである点は、パターンの全領域の深さが事実上同一であることを意味し、機械的又は技術的限界によって部分的に深さの違いが生じることを含み、例えば、縁領域は、一定の深さに達する地点まで、深さの違いが発生し得る。

【0038】

別の具体的な実施例において、第２凹凸パターンは、第１方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の中心ラインに沿って最大の陥入深さを形成し、ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に陥入深さが順次または連続的に増加する形状である。

【0039】

一実施形態において、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに交互に配置された構造である。例えば、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに交互に形成され、かつ同一方向に長さの長い形状であり得る。別の例として、第１凹凸パターンの間に数個（２個～４個）の第２凹凸パターンが形成され、かつ同一方向に長さの長い形状であり得る。別の例として、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに垂直な方向に長さの長い形状であり得る。この場合、第１凹凸パターンの間に数個（２個～４個）の第２凹凸パターンが形成され得る。

【0040】

より具体的には、第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターンは、互いに交互に配置され、かつ互いに離隔された構造である。すなわち、第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンが互いに離隔された構造を形成することが、カバー材の機械的強度と平坦度の向上に、より効果的である。本発明では、第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンが互いに重複して形成されたものを排除することではない。例えば、本発明は、より大きな面積に形成された第１凹凸パターン内に、小さな面積に形成された第２凹凸パターンが、重複して形成された構造も含む。

【0041】

一実施形態において、本発明に係る電池モジュールカバー材は、板状構造の一側または両側端部が一方向に曲げられた構造を含み、上記曲げられた構造は締結をするための貫通ホールが形成された構造である。上記カバー材の側面に曲げられた構造を形成することによって、電池モジュールあるいは電池モジュールケースに対する締結位置を指定することができ、貫通ホールを通じたボルト締結などを通じて締結を固定することができる。

【0042】

本発明は、また、上述した電池モジュールカバー材を側面カバー材として含む電池モジュールケースを提供する。一実施形態において、上記電池モジュールケースは、複数個の電池セルが搭載される構造であり、電池モジュールケースの外部構造または形状などは、適用分野または業態別の要求事項に応じて変わり得る。例えば、上記電池モジュールケースは、下部トレイと上部カバー材とを含み、上記下部トレイと上部カバー材との間を締結する側面カバー材を含む構造である。

【0043】

また、本発明は、上述した電池モジュールカバー材を側面カバー材として含む電池モジュールケースを提供する。本発明に係る電池モジュールは、上述した電池モジュールケースと、上記電池モジュールケース内に受容された複数の電池セルとを含む。上記電池モジュールは、１つまたは２つ以上が集合されて電池パックを構成し得る。上記電池パックは、自動車の動力源または大容量の電力貯蔵装置などに適用可能である。上記自動車は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグイン自動車などである。

【0044】

また、本発明は、上述した電池モジュールカバー材の製造方法を提供する。一実施形態において、本発明に係る電池モジュールカバー材の製造方法は、電池モジュールの一面を覆う板状カバーに厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成するステップと、第１凹凸パターンが形成された板状カバーに厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成するステップとを含む。具体的には、第１凹凸パターンの間に第２凹凸パターンが配置された構造であり、第２凹凸パターンの平均陥入深さは板状カバー材の厚さの１０～８０％の範囲にある。

【0045】

一実施形態において、上記電池モジュールカバー材の製造方法は、電池モジュールの一面を覆う板状カバーに厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成するステップと、第１凹凸パターンが形成された板状カバーに厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成するステップとは、同時にあるいは順次的に行うことができる。

【0046】

例えば、第１凹凸パターンを形成するステップは、板状カバーに対するプレス加工を通じて行うことができる。また、第２凹凸パターンを形成するステップは、板状カバーに対するパンチング加工を通じて行うことができる。また、本発明において、第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンを形成するステップはそれぞれ、板状カバーに対するプレス加工を通じて行うことが可能であり、或いは第１凹凸パターン及び第２凹凸パターンを形成するステップは板状カバーに対するプレス加工を通じて同時に行うことも可能である。但し、板状カバー材に対する平坦度を高めるという側面において、第１凹凸パターンを形成するステップは、板状カバーに対するプレス加工を通じて行い、第２凹凸パターンを形成するステップは板状カバーに対するパンチング加工を通じて行うのが有利である。

【0047】

別の一実施形態において、板状カバー材の平均厚さは０．１～０．６ｍｍの範囲にある。具体的には、上記板状カバー材の平均厚さは、０．２～０．５５ｍｍの範囲、０．１５～０．５ｍｍの範囲、０．３～０．５５ｍｍの範囲、または０．３５～０．４５ｍｍの範囲にある。本発明では、厚さの薄い板状カバー材を適用するにもかかわらず、成形過程でねじれ又は曲がりなどが発生するのを抑制し、高い平坦度を保つことが可能である。

【0048】

以下、図面などを通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、本明細書に記載された図面に記載された構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替し得る多様な均等物と変形例があり得ることを理解する必要がある。

【0049】

＜第１実施形態＞
図２～図４はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る電池モジュールカバー材に対する斜視図である。

【0050】

まず、図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る電池モジュールカバー材（１００）は、電池モジュールの一面を覆う板状の形態である。上記電池モジュールカバー材（１００）は、アルミニウムまたはその合金で形成され、平均厚さが０．４Ｔ（ｍｍ）レベルの板状構造である。上記板状構造の表面には厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターン（１１０）と、厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターン（１２０）とが形成された構造である。上記第１凹凸パターン（１１０）の間に第２凹凸パターン（１２０）が配置された形態である。

【0051】

上記第１凹凸パターン（１１０）は、垂直方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の中心ラインに沿って最大突出高さを形成し、ビード状の縁からビード状の中心ラインの方に突出高さが順次に増加する形状である。第１凹凸パターン（１１０）の平面形状は、垂直の幅（Ｌ１）と水平方向の幅（Ｌ２）の割合（Ｌ１：Ｌ２）が約５：１のレベルで、垂直方向に長さの長い形態である。

【0052】

また、上記第２凹凸パターン（１２０）は、垂直方向に長さの長いビード状であり、かつビード状の全領域の陥入深さが等しいレベルの形状である。第２凹凸パターン（１２０）の平面形状は、垂直の幅（Ｌ１'）と水平方向の幅（Ｌ２'）の割合（Ｌ１'：Ｌ２'）が約１０：１のレベルで、垂直方向に長さの長い形態である。

【0053】

第１凹凸パターン及び第２凹凸パターン（１１０、１２０）は、互いに交互に配置され、かつ互いに離隔された構造である。第１凹凸パターン（１１０）の最大突出高さ（Ｄ１）は約２ｃｍのレベルであり、第２凹凸パターン（１２０）の最大陥入深さ（Ｄ２）は約０．１５ｍｍのレベルである。本発明では、第１凹凸パターン（１１０）は垂直方向への荷重に耐えるために、垂直方向に形成された突出されたパターン構造であり、第２凹凸パターン（１２０）は カバー材（１００）の平坦度を高めるために形成され、かつ非常に浅いレベルの深さで形成された構造である。

【0054】

また、上記電池モジュールケース（１００）の板状構造の上下両側端部は、内側（電池モジュール基準）に曲げられた曲がり部位（１３０）が形成され、上記曲がり部位（１３０）にはボルト締結のための貫通ホール（１３１）が形成された構造である。

【0055】

＜第２実施形態＞
図３を参照すると、本発明の別の一実施形態に係る電池モジュールカバー材（２００）は、電池モジュールの一面を覆う板状の形態である。上記電池モジュールカバー材（２００）は、アルミニウムまたはその合金から形成され、平均厚さが０．３５Ｔレベルの板状構造である。上記板状構造の表面には厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターン（２１０）と、厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターン（２２０）とが形成された構造である。上記第１凹凸パターン（２１０）の間に第２凹凸パターン（２２０）がそれぞれ４個ずつ配置された形態である。

【0056】

上記第１凹凸パターン（２１０）は垂直方向に長さの長いビード状であり、第２凹凸パターン（２２０）は第１凹凸パターン（２１０）より幅が狭いビード状である。第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターン（２１０、２２０）それぞれの形状は、図２で説明したものと同様である

【0057】

第１凹凸パターン（２１０）の最大突出高さ（Ｄ１）は約３ｃｍレベルであり、第２凹凸パターン（１２０）の最大陥入深さ（Ｄ２）は約０．２ｍｍレベルである。本発明では、第１凹凸パターン（２１０）は垂直方向への荷重に耐えるために垂直方向に形成された突出されたパターン構造であり、第２凹凸パターン（２２０）はカバー材（１００）の機械的強度の補完と共に平坦度を高めるための構造である。

【0058】

また、上記電池モジュールケース（２００）の板状構造の上下両側端部は、内側（電池モジュール基準）に曲げられた曲がり部位（２３０）が形成され、上記曲がり部位（２３０）にはボルト締結のための貫通ホール（２３１）が形成された構造である。

【0059】

＜第３実施形態＞
図３を参照すると、本発明の別の一実施形態に係る電池モジュールカバー材（３００）は、電池モジュールの一面を覆う板状の形態である。上記電池モジュールカバー材（３００）は、アルミニウムまたはその合金で形成され、平均厚さが０．４１Ｔレベルの板状構造である。上記板状構造の表面には厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターン（３１０）と、厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターン（３２０）とが形成された構造である。上記第１凹凸パターン（３１０）の間に第２凹凸パターン（３２０）が垂直方向にそれぞれ３個ずつ配置された形態である。

【0060】

上記第１凹凸パターン（３１０）は垂直方向に長さの長いビード状であり、第２凹凸パターン（３２０）は水平方向に長さの長いビード状である。第１凹凸パターンおよび第２凹凸パターン（３１０、３２０）のそれぞれの形状は、図２で説明したものと同様である。

【0061】

第１凹凸パターン（３１０）の最大突出高さ（Ｄ１）は約３．５ｃｍレベルであり、第２凹凸パターン（３２０）の最大陥入深さ（Ｄ２）は約０．１ｍｍのレベルである。本発明では、第１凹凸パターン（３１０）は垂直方向への荷重に耐えるために垂直方向に形成された突出されたパターン構造であり、第２凹凸パターン（３２０）はカバー材（３００）の水平方向への機械的強度の補完と共に平坦度を高めるための構造である。

【0062】

また、上記電池モジュールケース（３００）の板状構造の上下両側端部は、内側（電池モジュール基準）に 曲げられた曲がり部位（３３０）が形成され、上記曲がり部位（３３０）にはボルト締結のための貫通ホール（３３１）が形成された構造である。

【0063】

＜第４実施形態＞
図５は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールに対する斜視図である。図５を参照すると、本発明に係る電池モジュール（４００）は、電池モジュールケース内に複数の電池セルが受容された構造である。上記電池モジュール（４００）の側面に適用された電池モジュールカバー材（１００）は、電池モジュール（４００）の０．４Ｔレベルのアルミニウム薄膜から形成され、表面に第１凹凸パターン及び第２凹凸パターン（１１０、１２０）が適用された構造である。

【0064】

上記第１凹凸パターン（１１０）は厚さ方向に突出された形状であり、第２凹凸パターン（１２０）は厚さ方向に陥入された形状である。上記電池モジュールカバー材（１００）に対する具体的な説明は、図２に対する説明で述べた内容と重なる。

【実施例】

【0065】

以下、実施例等を通じて本発明をより詳細に説明する。

【0066】

＜実施例１＞
横及び縦の大きさが１０ｃｍ×５ｃｍで、平均厚さが０．４ｍｍのアルミニウム薄膜試片に対して、プレス加工により厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成した。その後、パンチング加工により厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成した。第１凹凸パターンはビード状で一定の間隔を置いて５個を形成し、第２凹凸パターンはビード状で第１凹凸パターンの間に形成した。第１凹凸パターンの平均突出の高さ（Ｄ１）は１．５ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入の深さ（Ｄ２）は０．１ｍｍである。試片に形成された具体的な凹凸パターンの形状は、図２に図示された通りである。

【0067】

＜実施例２＞
横及び縦の大きさが１０ｃｍ×５ｃｍで、平均厚さが０．４ｍｍのアルミニウム薄膜試片に対して、プレス加工により厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成した。その後、パンチング加工により厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成した。第１凹凸パターンはビード状で一定の間隔を置いて５個を形成し、第２凹凸パターンはビード状で第１凹凸パターンの間に形成した。第１凹凸パターンの平均突出の高さ（Ｄ１）は２ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入の深さ（Ｄ２）は０．１ｍｍである。試片に形成された具体的な凹凸パターンの形状は、図２に図示した通りである。

【0068】

＜実施例３＞
横及び縦の大きさが１０ｃｍ×５ｃｍで、平均厚さが０．５ｍｍであるアルミニウム薄膜試片に対して、プレス加工により厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成した。その後、パンチング加工により厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成した。第１凹凸パターンはビード状で一定の間隔を置いて５個を形成し、第２凹凸パターンはビード状に第１凹凸パターンの間に形成した。第１凹凸パターンの平均突出の高さ（Ｄ１）は１．５ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入の深さ（Ｄ２）は０．１ｍｍである。試片に形成された具体的な凹凸パターンの形状は、図２に図示した通りである。

【0069】

＜実施例４＞
横及び縦の大きさが１０ｃｍ×５ｃｍで、平均厚さが０．５ｍｍであるアルミニウム薄膜試片に対して、プレス加工により厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターンを形成した。その後、パンチング加工により厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターンを形成した。第１凹凸パターンはビード状で一定の間隔を置いて５個を形成し、第２凹凸パターンはビード状に第１凹凸パターンの間に形成した。第１凹凸パターンの平均突出の高さ（Ｄ１）は２ｍｍであり、第２凹凸パターンの平均陥入の深さ（Ｄ２）は０．１ｍｍである。試片に形成された具体的な凹凸パターンの形状は、図２に図示した通りである。

【0070】

＜比較例１＞
第２凹凸パターンを形成しなかったことを除いては、実施例１と同一の方法で試片を加工した。

【0071】

＜比較例２＞
第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）が０．４ｍｍであることを除いては、実施例１と同一の方法で試片を加工した。

【0072】

＜比較例３＞
第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）が０．０３ｍｍであることを除いては、実施例１と同一の方法で試片を加工した。

【0073】

＜実験例１：試片に対する扁平度の評価＞
実施例及び比較例で製造された各試片に対して、扁平度を比較評価した。評価結果を下記表１に図示した。

【0074】

扁平度の評価は、図６に図示されたように、製造された各試片を底に置き、底との離隔距離の最大値（Ｄ）を測定した。 図６を参照すると、試片（５００）は、横および縦のサイズが１０ｃｍ×５ｃｍであるアルミニウム薄膜で製造した。また、上記試片（５００）には厚さ方向に突出された形状の第１凹凸パターン（５１０）が形成された構造である。また、実施例１～４で製造された試片（５００）は、点線で表示された部分拡大図に図示されたように、厚さ方向に陥入された形状の第２凹凸パターン（５２０）が形成された構造である。また、各試片（５００）を底に置き、底との離隔距離の最大値（Ｄ）を測定した。

【0075】

【表1】

【0076】

表１を参照すると、実施例１は、最大離隔距離（Ｄ）が２．５ｍｍであり、それは比較例１の最大離隔距離（Ｄ）が９ｍｍであることと比べて、試片の扁平度が著しく増加したことが分かり得る。実施例２の場合では、第１凹凸パターンの突出高さ（Ｄ１）が増加すると、扁平度が多少増加することを確認した。実施例３の場合には、試片の厚さが増加するにつれ、同一加工条件でありながらも、実施例１と比べて扁平度（Ｄ）が向上した。しかし、実施例３の場合には、試片の厚さが増加するにつれ、重さも増加するという限界がある。

【0077】

比較例２は、第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）を試片厚さの１００％である０．４ｍｍに制御した場合である。比較例２の場合には、試片の扁平度が最も優れていることがわかる。しかし、比較例２に係る試片は、第２凹凸パターンが形成された領域に部分的に試片の破断が観察された。

【0078】

また、比較例３は、第２凹凸パターンの平均陥入深さ（Ｄ２）を試片厚さの７．５％レベルである０．０３ｍｍに制御した場合である。比較例３の場合には、第２凹凸パターンを形成したにも関わらず、試片の扁平度が有効に改善されないことがわかる。

【0079】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された図面または実施例は、本発明の技術思想を限定するものではなく、説明するためのものであり、このような図面または実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されることではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0080】

１０、１００、２００、３００：電池モジュールカバー材
１１：凹凸パターン
２０、４００：電池モジュール
１１０、２１０、３１０、５１０：第１凹凸
１２０、２２０、３２０、５２０：第２凹凸
１３０、２３０、３３０：曲がり部位
１３１、２３１、３３１：貫通ホール
５００: 試片
Ｄ：離隔距離の最大値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】