特表 2024-533628 ハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュール

(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】2024-09-12

(54)【発明の名称】ハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20240905BHJP

   H01M 50/509 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/267 20210101ALI20240905BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M50/509

H01M50/267

H01M50/531

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517556

(86)(22)【出願日】2023-04-13

(85)【翻訳文提出日】2024-03-21

(86)【国際出願番号】 KR2023004994

(87)【国際公開番号】W WO2023200264

(87)【国際公開日】2023-10-19

(31)【優先権主張番号】10-2022-0046873

(32)【優先日】2022-04-15

(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】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ユーン、ドン シク

【テーマコード（参考）】

5H028

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H028AA05

5H028AA10

5H040AA03

5H040DD01

5H040GG01

5H043AA19

5H043DA23

5H043FA22

5H043FA23

(57)【要約】

本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセルは、第１正極タブと第１負極タブを含む第１独立駆動セルと、第１独立駆動セルと独立駆動するように設けられ、第２正極タブと第２負極タブを含む第２独立駆動セルと、第１および第２正極タブと第１および第２負極タブをそれぞれ外部に露出させ、第１独立駆動セルおよび第２独立駆動セルを囲むセルハウジングと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１正極タブと第１負極タブを含む第１独立駆動セルと、
前記第１独立駆動セルと独立駆動するように設けられ、第２正極タブと第２負極タブを含む第２独立駆動セルと、
前記第１正極タブおよび前記第２正極タブと前記第１負極タブおよび前記第２負極タブとをそれぞれ外部に露出させ、前記第１独立駆動セルおよび前記第２独立駆動セルを囲むセルハウジングと、を含むハイブリッドバッテリーセル。

【請求項2】

前記第１正極タブと前記第１負極タブは、前記セルハウジングの一側にそれぞれ露出され、
前記第２正極タブと前記第２負極タブは、前記セルハウジングの他側にそれぞれ露出される請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項3】

前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、互いに異なる種類の電極活物質を有する請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項4】

前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、同じ種類の電極活物質を有し、
前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、電極活物質のローディング量が異なるように適用される請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項5】

前記第１独立駆動セルは、前記第２独立駆動セルよりも相対的に低電力で駆動されるように設けられる請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項6】

前記第２独立駆動セルは、前記第１独立駆動セルよりも相対的に高出力で駆動されるように設けられる請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項7】

前記第１独立駆動セルおよび前記第２独立駆動セルは、セルハウジング内に積層して配置される請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項8】

前記第１独立駆動セルは、前記第１正極タブに電気的に接続される複数の第１正極板と、前記第１負極タブに電気的に接続される複数の第１負極板と、隣接する第１正極板と第１負極板を分離する分離膜と、を含み、
前記第２独立駆動セルは、前記第２正極タブに電気的に接続される複数の第２正極板と、前記第２負極タブに電気的に接続される複数の第２負極板と、隣接する第２正極板と第２負極板を分離する分離膜と、を含む請求項１に記載のハイブリッドバッテリーセル。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の複数のハイブリッドバッテリーセルを含むハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項10】

前記複数のハイブリッドバッテリーセルは、同じ種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層配置され、
前記同じ種類の独立駆動セルは、直列または並列に接続される請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項11】

隣接する２つのハイブリッドバッテリーセルにおいて、前記第１独立駆動セルは、直列に接続され、前記第２独立駆動セルは、直列に接続される請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項12】

隣接する２つのハイブリッドバッテリーセルにおいて、前記第１独立駆動セルは、並列に接続され、前記第２独立駆動セルは、並列に接続される請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項13】

前記複数のハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層配置される請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項14】

それぞれのハイブリッドバッテリーセルにおいて、前記第１独立駆動セルは、前記第２独立駆動セルよりも相対的に低電力で駆動されるように設けられる請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【請求項15】

それぞれのハイブリッドバッテリーセルにおいて、前記第２独立駆動セルは、前記第１独立駆動セルよりも相対的に高出力で駆動されるように設けられる請求項９に記載のハイブリッドバッテリーモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールに関するものであり、具体的には、１つのバッテリーセルに互いに異なる電極設計が適用された２つ以上の独立駆動セルが配置されることによって、それぞれの独立駆動セルが個別または一緒に駆動され、様々な出力を提供し得るハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールに関する。

【0002】

本出願は、２０２２年０４月１５日付の韓国特許出願第１０－２０２２－００４６８７３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すべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【背景技術】

【0003】

図１は、一般的な二次電池の構造を概略的に示す。

【0004】

図１を参照すると、一般に、二次電池１０は、ハウジング１１の内部に複数の単位セル（図示せず）を含む。また、二次電池１０は、各単位セルの電極に接続された一対のリードタブ１２、１３が外部に露出された形態を有する。一対のリードタブは、正極タブ１２と負極タブ１３で構成される。正極タブ１２は、各単位セルの正極に接続され、負極タブ１３は、各単位セルの負極に接続される。

【0005】

韓国公開特許第２００７－００５３６１４号を参照すると、積層型リチウムイオン電池は、電解液に浸漬される複数の負極および正極が分離膜を挟んで積層されるとともに、電気的に直列または並列接続される構造を有する。

【0006】

これらの二次電池は、一般に、単一の負極および正極が使用されるのではなく、複数の負極および正極が接続されて単一のパックとして電池を形成する。

【0007】

一方、二次電池の適用分野と製品が多様化するにつれて、電池の種類もそれに適した出力と容量を提供できるように多様化している。

【0008】

二次電池の製品群によって要求される出力が多様化するにつれて、１つの二次電池で多様な出力に対応できる技術が必要である。

【0009】

ただし、様々な出力を有する電池をそれぞれ使用することになると、バッテリーパックおよび／またはバッテリーモジュールの構成が複雑になり、プロセスコストおよび不良率が増加する可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、１つのバッテリーセルに互いに異なる電極設計が適用された２つ以上の独立駆動セルが含まれるハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0011】

また、本発明は、それぞれの独立駆動セルが別々に駆動または一緒に駆動されながら、様々な出力を提供できるハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールを提供することを目的とする。

【0012】

また、本発明は、独立駆動セルが低電力（長寿命）または高出力で動作するように設計され、製品群の使用目的に応じてそれぞれの独立駆動セルを直列または並列に接続して使用できるハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュー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】

【0013】

本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセルは、第１正極タブと第１負極タブを含む第１独立駆動セルと、第１独立駆動セルと独立駆動するように設けられ、第２正極タブと第２負極タブを含む第２独立駆動セルと、第１および第２正極タブと第１および第２負極タブとをそれぞれ外部に露出させ、第１独立駆動セルおよび第２独立駆動セルを囲むセルハウジングと、を含む。

【0014】

また、前記第１正極タブと前記第１負極タブは、前記セルハウジングの一側にそれぞれ露出され、前記第２正極タブと前記第２負極タブは、前記セルハウジングの他側にそれぞれ露出される。

【0015】

また、第１正極タブと第１負極タブは、セルハウジングの一側に並んで離隔して配置され得、第２正極タブと第２負極タブは、セルハウジングの他側に並んで離隔して配置され得る。

【0016】

また、前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、互いに異なる種類の電極活物質を有し得る。それぞれの独立駆動セルは、異なる種類の電極活物質で形成された電極を有し得る。

【0017】

また、前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、同じ種類の電極活物質を有し、前記第１独立駆動セルと前記第２独立駆動セルは、電極活物質のローディング量が異なるように適用され得る。それぞれの独立駆動セルは、同じ種類の電極活物質で形成された電極を有するが、電極を形成する電極活物質のローディング量が異なるように設計され得る。

【0018】

また、前記第１独立駆動セルは、前記第２独立駆動セルよりも相対的に低電力で駆動されるように設けられ得る。

【0019】

また、前記第２独立駆動セルは、前記第１独立駆動セルよりも相対的に高出力で駆動されるように設けられ得る。

【0020】

また、第１および第２独立駆動セルは、セルハウジング内に積層して配置され得る。

【0021】

また、前記第１独立駆動セルは、第１正極タブに電気的に接続される複数の第１正極板と、第１負極タブに電気的に接続される複数の第１負極板と、隣接する第１正極板と第１負極板を分離する分離膜と、を含み得る。

【0022】

また、前記第２独立駆動セルは、第２正極タブに電気的に接続される複数の第２正極板と、第２負極タブに電気的に接続される複数の第２負極板と、隣接する第２正極板と第２負極板を分離する分離膜と、を含み得る。

【0023】

また、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーモジュールは、複数のハイブリッドバッテリーセルを含む。

【0024】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、同じ種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層配置され、同じ種類の独立駆動セルは、直列または並列に接続され得る。

【0025】

また、隣接する２つのハイブリッドバッテリーセルにおいて、第１独立駆動セルは、直列に接続され、第２独立駆動セルは、直列に接続され得る。

【0026】

また、隣接する２つのハイブリッドバッテリーセルにおいて、第１独立駆動セルは、並列に接続され、第２独立駆動セルは、並列に接続され得る。

【0027】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層配置され得る。

【0028】

また、それぞれのハイブリッドバッテリーセルにおいて、第１独立駆動セルは、第２独立駆動セルよりも相対的に低電力で駆動されるように設けられ得る。

【0029】

また、それぞれのハイブリッドバッテリーセルにおいて、第２独立駆動セルは、第１独立駆動セルよりも相対的に高出力で駆動されるように設けられ得る。

【0030】

また、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の電極設計が適用されるｎ個（ｎは、２以上の自然数）の独立駆動セルを含み、ｎ個の独立駆動セルが上下に積層されて結合されるが、独立して駆動されるように設けられ得る。

【0031】

また、本発明の一実施形態において、ｎ個の独立駆動セルは、第１電極設計が適用される少なくとも１つの第１独立駆動セルと、第２電極設計が適用される少なくとも１つの第２独立駆動セルと、を含み得る。

【0032】

本発明の一実施形態において、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、上下に積層されるが、第１独立駆動セルの第１正極タブと第１負極タブがセルハウジングの一側に露出するように位置し、第２独立駆動セルの第２正極タブと第２負極タブがセルハウジングの他側に露出するように位置する。

【0033】

本発明において、電極設計は、第１および第２独立駆動セルに互いに異なる種類の活物質が適用されることによって変わり得る。

【0034】

これとは異なり、電極設計は、第１および第２独立駆動セルに同じ種類の活物質が適用され、それぞれの独立駆動セルに活物質が互いに異なる量でロードされることによって変わり得る。

【0035】

本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーモジュールは、複数のハイブリッドバッテリーセルを含み、それぞれのハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の電極設計を有するｎ個（ｎは、２以上の自然数）の独立駆動セルを有し得る。

【0036】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、同じ種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層されて結合され得る。

【0037】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、同じ種類の独立駆動セル間に直列に接続され得、ｎ個のハイブリッドバッテリーセルは、同じ種類の独立駆動セル間に並列に接続され得る。

【0038】

また、ハイブリッドバッテリーセルは、第１電極設計を有する第１独立駆動セルと、第２電極設計を有する第２独立駆動セルと、を含む。

【0039】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、第１独立駆動セル間に直列に接続され、第２独立駆動セル間に直列に接続され、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、独立して駆動されるように設けられる。

【0040】

また、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーモジュールは、複数のハイブリッドバッテリーセルを含むが、それぞれのハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の電極設計を有するｎ個（ｎは、２以上の自然数）の独立駆動セルを有し、ｎ個のハイブリッドバッテリーセルは、互いに異なる種類の独立駆動セルが上下に隣接するように積層配置され得る。

【0041】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、異なる種類の独立駆動セル間に直列に接続され得る。

【0042】

また、複数のハイブリッドバッテリーセルは、異なる種類の独立駆動セル間に並列に接続され得る。

【0043】

また、ハイブリッドバッテリーセルは、第１電極設計を有する第１独立駆動セルと、第２電極設計を有する第２独立駆動セルと、を含み、ｎ個のハイブリッドバッテリーセルは、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルが上下に隣接して交差するように積層配置され得る。このとき、複数のハイブリッドバッテリーセルは、上下に隣接する第１独立駆動セルと第２独立駆動セルが直列に接続され得る。これとは異なり、複数のハイブリッドバッテリーセルは、上下に隣接する第１独立駆動セルと第２独立駆動セル間に並列に接続され得る。

【発明の効果】

【0044】

以上のように、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールは、次のような効果を有する。

【0045】

従来は、低電力バッテリーセルと高出力バッテリーセルが別に製作された後、低電力バッテリーセルと高出力バッテリーセルが溶接方式で結合され、バッテリーモジュールの構成が複雑になり、これによりプロセスコストが増加した。

【0046】

本発明によると、独立駆動セルを低電力（長寿命）または高出力で設計することによって、製品群の使用目的に応じてそれぞれの独立駆動セルを直列または並列に接続してハイブリッドバッテリーセルを具現できる。また、工程の単純化を通じてプロセスコストの削減および不良率の発生の低減を図ることができる。

【0047】

また、１つのバッテリーセルに互いに異なる電極設計が適用された２つ以上の独立駆動セルが備えられ、それぞれの独立駆動セルが個別または一緒に駆動されて様々な出力を提供し得る。

【0048】

また、本発明は、製品群の使用目的に応じてハイブリッドバッテリーセルを高出力で駆動させてもよく、低電力で長時間駆動してもよい。また、いずれか１つの独立駆動セルの停電時に他の１つの独立駆動セルをバックアップ電源で駆動させることができる。

【0049】

また、ハイブリッドバッテリーセルを直列または並列に接続してハイブリッドバッテリーセル間の組立工程を簡略化し、プロセスコストを削減し、不良率の発生を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】一般的な二次電池の構造を概略的に示す。

【0051】

【図2】本発明の一実施形態によって２種類の電極設計を有する独立駆動セルの電極構造を概略的に示す。

【0052】

【図3】本発明の一実施形態によって２種類の電極設計を有するバッテリーセルの平面図を概略的に示す。

【0053】

【図4】本発明の一実施形態による第１ハイブリッドバッテリーモジュールの構成図である。

【0054】

【図5】本発明の一実施形態による第２ハイブリッドバッテリーモジュールの構成図である。

【0055】

【図6】本発明の一実施形態による第３ハイブリッドバッテリーモジュールの構成図である。

【0056】

【図7】本発明の一実施形態による第４ハイブリッドバッテリーモジュールの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0057】

以下、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセル（以下、「バッテリーセル」ともいう）およびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュール（以下、「バッテリーモジュール」ともいう）について図面を参照して詳細に説明する。

【0058】

なお、図面符号にかかわらず、同一または対応する構成要素は、同一または類似の参照番号を付し、これについての重複説明は、省略するものとし、説明の便宜のために示された各構成部材の大きさおよび形状は、誇張または縮小し得る。

【0059】

図２は、本発明の一実施形態によって２種類の電極設計を有する独立駆動セルの電極構造を概略的に示したものであり、図３は、本発明の一実施形態によって２種類の電極設計を有するバッテリーセルの平面図を概略的に示したものである。

【0060】

図２および図３を参照すると、本発明の一実施形態によるハイブリッドバッテリーセル１００は、第１独立駆動セル１１０、第２独立駆動セル１２０、およびセルハウジング１３０を含む。また、セルハウジング１３０は、第１独立駆動セル１１０と第２独立駆動セル１２０を保護する。

【0061】

また、第１独立駆動セル１１０は、第１電極設計によって製作されたバッテリーセルを指す。そして、第２独立駆動セル１２０は、第１電極設計とは異なる第２電極設計によって製作されたバッテリーセルを指す。

【0062】

第１および第２電極設計は、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルに互いに異なる種類の活物質が適用されることによって異なり得る。

【0063】

これとは異なり、第１および第２電極設計は、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルに同じ種類の活物質が適用され、それぞれの独立駆動セルに活物質のローディング量を異なるように設定することによって異なり得る。

【0064】

例えば、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルに同じ種類の電極活物質が適用され、第２独立駆動セルよりも低いローディング量で第１独立駆動セルが設計され得る。ここで、ローディング量は、電極の単位面積当りの容量である。

【0065】

一例として、第１独立駆動セル１１０は、第２独立駆動セル１２０よりも低電力で駆動可能に設けられ得る。また、第２独立駆動セル１２０は、第１独立駆動セル１１０よりも高出力で駆動可能に設けられ得る。

【0066】

また、第１独立駆動セル１１０と第２独立駆動セル１２０は、独立して駆動されるように設けられ得る。

【0067】

このように、前記ハイブリッドバッテリーセル１００は、互いに異なる電力で駆動される互いに異なる種類の独立駆動セル１１０、１２０を備える。

【0068】

本実施形態において、第１独立駆動セル１１０および第２独立駆動セル１２０は、それぞれｎ（ｎは、１以上の自然数）個が備えられ、ｎ個の第１独立駆動セル１１０とｎ個の第２独立駆動セル１２０は、上下に積層して配置され得る。

【0069】

第１独立駆動セル１１０の第１正極タブ１１３と第１負極タブ１１４が第２独立駆動セル１２０の第２正極タブ１２３と第２負極タブ１２４とは互いに異なる方向に配置されるように、第１独立駆動セル１１０および第２独立駆動セル１２０は、セルハウジング１３０内に積層して配置され得る。

【0070】

第１独立駆動セル１１０は、少なくとも１つの第１正極板１１１、少なくとも１つの第１負極板１１２、第１正極タブ１１３、第１負極タブ１１４、および分離膜１１９を含む。

【0071】

第１正極タブ１１３は、少なくとも１つの第１正極板１１１に電気的に接続されたリードタブであって、セルハウジング１３０の一側１３０ａに突出するように設けられ、第１負極タブ１１４は、少なくとも１つの第１負極板１１２に電気的に接続されたリードタブであって、セルハウジング１３０の一側１３０ａに突出するように設けられる。

【0072】

本実施形態において、第１正極タブ１１３と第１負極タブ１１４は、セルハウジング１３０の一側１３０ａに並んで離隔して配置される。

【0073】

第２独立駆動セル１２０は、少なくとも１つの第２正極板１２１、少なくとも１つの第２負極板１２２、第２正極タブ１２３、第２負極タブ１２４、および分離膜１２９を含む。

【0074】

第２正極タブ１２３は、少なくとも１つの第２正極板１２１に電気的に接続されたリードタブであって、セルハウジング１３０の他側１３０ｂに突出するように設けられ、第２負極タブ１２４は、少なくとも１つの第２負極板１２２に電気的に接続されたリードタブであって、セルハウジング１３０の他側１３０ｂに突出するように設けられる。

【0075】

本実施形態において、第２正極タブ１２３と第２負極タブ１２４は、セルハウジング１３０の他側１３０ａに並んで離隔して配置される。

【0076】

一例として、第１独立駆動セル１１０と第２独立駆動セル１２０は、上下に積層して配置され得る。このとき、第１独立駆動セル１１０の第１正極タブ１１３と第１負極タブ１１４は、セルハウジング１３０の一側１３０ａに位置し、第２独立駆動セル１２０の第２正極タブ１２３と第２負極タブ１２４は、セルハウジング１３０の他側１３０ｂに位置する。

【0077】

第１独立駆動セル１１０と第２独立駆動セル１２０は、別々にまたは一緒に駆動されながら、製品群の使用目的に合致する電力に対応できる。

【0078】

また、高出力で駆動される第１独立駆動セル１１０の放電時に、第２独立駆動セル１２０が低電力で駆動されながら製品が突然放電することを防止できる。

【0079】

以下、図４～図７を参照してハイブリッドバッテリーモジュールについて説明する。

【0080】

ハイブリッドバッテリーモジュールは、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃを含む。複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃは、モジュールハウジング（図示せず）に内蔵される。

【0081】

複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃは、上下に積層して配置され得る。

【0082】

また、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃは、ハイブリッドバッテリーモジュールの使用目的に応じて、それぞれのハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃの第１独立駆動セル間の直列接続、第２独立駆動セル間の直列接続、第１独立駆動セル間の並列接続、第２独立駆動セル間の並列接続、第１独立駆動セルと第２独立駆動セル間の直列接続、または第１独立駆動セル１１０と第２独立駆動セル１２０間の並列接続のうち、いずれか１つの方式で電気的に接続され得る。すなわち、隣接するハイブリッドバッテリーセルは、それぞれのバッテリーセルの正極タブまたは負極タブが電気的に直列または並列に接続される。

【0083】

本実施形態において、説明の便宜のために、ハイブリッドバッテリーモジュールを構成するハイブリッドバッテリーセル１００間の電気的接続構造に応じて、「第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａ～第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄ」に区分して称する。

【0084】

また、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃについて、「第１ハイブリッドバッテリーセル１００ａ～第３ハイブリッドバッテリーセル１００ｃ」と称して説明する。

【0085】

また、第１ハイブリッドバッテリーセル１００ａ～第３ハイブリッドバッテリーセル１００ｃは、図２を参照して説明したバッテリーセル１００と同じ構造を有する。すなわち、それぞれのバッテリーセル１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、第１および第２独立駆動セル１１０、１２０を含む。

【0086】

また、第１ハイブリッドバッテリーセル１００ａを構成する第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、「第１ａ独立駆動セルと第２ａ独立駆動セル」と称し、第２ハイブリッドバッテリーセル１００ｂを構成する第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、「第１ｂ独立駆動セルと第２ｂ独立駆動セル」と称し、第３ハイブリッドバッテリーセル１００ｃを構成する第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、「第１ｃ独立駆動セルと第２ｃ独立駆動セル」と称する。

【0087】

図４は、第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａの構成図であって、２種類の独立駆動セルが適用されたｎ個のハイブリッドバッテリーセルが互いに同じ種類の独立駆動セル間に直列接続された構造を例示的に示す。

【0088】

第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａにおいて、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃがモジュールハウジングの一側で第１独立駆動セル１１０ａ～１１０ｃ間に直列に接続され、モジュールハウジングの他側で第２独立駆動セル１２０ａ～１２０ｃ間に直列に接続される。

【0089】

第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａは、左右分離駆動が可能に設けられ得る。第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａにおいて、第１独立駆動セル１１０ａ～１１０ｃは、第２独立駆動セル１２０ａ～１２０ｃと分離駆動可能である。

【0090】

第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａにおいて、第１ａ独立駆動セル１１０ａの第１正極タブ１１３と、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１負極タブ１１４が直列に接続され、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１正極タブ１１３と第１ｃ独立駆動セル１１０ｃの第１負極タブ１１４が直列に接続され得る。

【0091】

そして、第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａにおいて、第２ａ独立駆動セル１２０ａの第２正極タブ１２３と、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２負極タブ１２４が直列に接続され、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２正極タブ１２３と第２ｃ独立駆動セル１２０ｃの第２負極タブ１２４が直列に接続され得る。

【0092】

図５は、第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂの構成図であって、２種類の独立駆動セルが適用されたｎ個のハイブリッドバッテリーセルが互いに同じ種類の独立駆動セル間に並列接続された構造を例示的に示す。

【0093】

第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂにおいて、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃは、モジュールハウジングの一側で第１独立駆動セル１１０間に並列に接続され、モジュールハウジングの他側で第２独立駆動セル１２０間に並列に接続される。

【0094】

具体的に、第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂにおいて、第１ａ独立駆動セル１１０ａの第１正極タブ１１３と、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１正極タブ１１３が並列に接続され、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１負極タブ１１４と第１ｃ独立駆動セル１１０ｃの第１負極タブ１１４が並列に接続され得る。

【0095】

そして、第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂにおいて、第２ａ独立駆動セル１２０ａの第２正極タブ１２３と、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２正極タブ１２３が並列に接続され、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２負極タブ１２４と第２ｃ独立駆動セル１２０ｃの第２負極タブ１２４が並列に接続され得る。

【0096】

また、第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂは、左右分離駆動が可能に設けられ得る。第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂにおいて、第１独立駆動セル１１０ａ～１１０ｃは、第２独立駆動セル１２０ａ～１２０ｃと分離駆動可能である。

【0097】

第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂは、第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａと比較して、正極タブと負極タブの溶接方向が変更された点に違いがある。

【0098】

第１ハイブリッドバッテリーモジュール２００ａと第２ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｂは、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルの活物質が互いに異なる種類が使用される場合に好適であり得る。活物質としては、ＮＣＭＡまたはＬＴＯなどが用いられ得る。

【0099】

図６は、第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃの構成図であって、２種類の独立駆動セルが適用された複数のハイブリッドバッテリーセルが互いに異なる種類の独立駆動セル間に直列接続された構造を例示的に示す。第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃは、左右分離駆動が可能に設けられ得る。

【0100】

図６を参照すると、第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃは、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃが直列に接続されるが、いずれか１つのハイブリッドバッテリーセル１００ａの第１独立駆動セル１１０ａと他の１つのハイブリッドバッテリーセル１００ｂの第２独立駆動セル１２０ｂが混合駆動される構造を有する。第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃは、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルが交差積層された構造である。

【0101】

具体的に、第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃにおいて、第１ａ独立駆動セル１１０ａの第１正極タブ１１３と第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２負極タブ１２４が直列に接続され、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２正極タブ１２３と第１ｃ独立駆動セル１１０ｃの第１負極タブ１１４が直列に接続され得る。

【0102】

第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃにおいて、第２ａ独立駆動セル１２０ａの第２正極タブ１２３と、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１負極タブ１１４が直列に接続され、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１正極タブ１１３と第２ｃ独立駆動セル１２０ｃの第２負極タブ１２４が直列に接続され得る。

【0103】

図７は、第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄの構成図であって、２種類の独立駆動セルが適用された複数のハイブリッドバッテリーセルが互いに異なる種類の独立駆動セル間に並列接続された構造を例示的に示す。

【0104】

図７を参照すると、第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄは、複数のハイブリッドバッテリーセル１００ａ～１００ｃが並列に接続されるが、いずれか１つのハイブリッドバッテリーセル１００の第１独立駆動セル１１０とは異なる１つのハイブリッドバッテリーセル１００の第２独立駆動セル１２０が混合駆動されるように設けられ得る。第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄは、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルが交差積層された構造である。

【0105】

具体的に、第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄにおいて、第１ａ独立駆動セル１１０ａの第１正極タブ１１３と第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２正極タブ１２３が並列に接続され、第２ｂ独立駆動セル１２０ｂの第２負極タブ１２４と第１ｃ独立駆動セル１１０ｃの第１負極タブ１１４が並列に接続され得る。

【0106】

そして、第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄにおいて、第２ａ独立駆動セル１２０ａの第２正極タブ１２３と第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１正極タブ１１３が並列に接続され、第１ｂ独立駆動セル１１０ｂの第１負極タブ１１４と第２ｃ独立駆動セル１２０ｃの第２負極タブ１２４が並列に接続され得る。第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄは、左右分離駆動が可能に設けられる。

【0107】

また、第３ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｃと第４ハイブリッドバッテリーモジュール２００ｄは、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルが交差積層された構造であって、第１独立駆動セルと第２独立駆動セルは、同じ活物質が適用され、ローディング量が異なる場合に適した構造であり得る。

【0108】

一方、活物質の種類およびローディング量は、製品群に応じて変更可能であり、本実施形態では、これについての具体的な説明は省略する。

【0109】

したがって、本発明の一実施形態に係るハイブリッドバッテリーモジュールは、ハイブリッドバッテリーセル間の直列または並列接続が様々に行われ得る。

【0110】

前述した本発明の一実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明に関する通常の知識を有する当業者であれば、本発明の思想および範囲内で様々な修正、変更、付加が可能であり、このような修正、変更および付加は、下記の特許請求の範囲に属するものとみなすべきである。

【産業上の利用可能性】

【0111】

本発明の一実施形態に係るハイブリッドバッテリーセルおよびこれを含むハイブリッドバッテリーモジュールによると、独立駆動セルを低電力（長寿命）または高出力で設計することによって、製品群の使用目的に応じてそれぞれの独立駆動セルを直列または並列接続してハイブリッドバッテリーセルを具現できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】