KR100937899B1 - 외부 충격에 대한 안전성을 향상시킨 전지모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 그것의 전극리드가 외부로 돌출된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 하나 또는 둘 이상 포함하는 전지모듈로서, 외부 충격이 전지셀에 직접 또는 간접적으로 인가되어, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 될 때, 전극리드의 변형 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위('전극리드의 대면부')의 변형에 의해, 인가된 외력을 흡수함으로써, 전극조립체에 대한 전극리드의 단락 접촉을 방지하는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

외부 충격에 대한 안전성을 향상시킨 전지모듈 {Battery Module of Improved Safety against External Impact}
도 1은 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도이다;
도 2는 종래의 전지모듈에서 외부적 충격에 의해 전극리드가 전지셀 방향으로 이동함으로써 내부 단락이 발생하는 과정의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 전지모듈에서 전극리드의 변형에 의해 외력이 흡수되는 과정의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전지모듈에서 전극리드의 변형에 의해 외력이 흡수되는 과정의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 전지모듈에서 전극리드의 변형에 의해 외력이 흡수되는 과정의 모식도이다.
본 발명은 외부 충격에 대한 안전성을 향상시킨 전지모듈에 관한 것으로, 더 욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 그것의 전극리드가 외부로 돌출된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 하나 또는 둘 이상 포함하는 전지모듈로서, 외부 충격이 전지셀에 직접 또는 간접적으로 인가되어, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 될 때, 전극리드의 변형 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위의 변형에 의해, 인가된 외력을 흡수함으로써, 전극조립체에 대한 전극리드의 단락 접촉을 방지하는 것을 특징으로 하는 전지모듈에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.
이차전지가 그러한 중대형 장치의 동력원으로 사용될 때, 다수의 단위전지(이차전지)들을 직렬 또는 직렬/병렬로 연결하여 고출력을 제공하는 전지모듈(들)로 제작된다. 따라서, 전지모듈에는 다수의 이차전지들이 전기적으로 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다.
중대형 전지모듈의 단위전지(전지셀)로는 현재까지 니켈수소 이차전지가 많이 사용되고 있으나, 최근에는 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 관심이 집중되고 있다.
한편, 중대형 전지모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 잇점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
이러한 파우치형 전지는 일반적으로 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스에 전극조립체를 수납하고 상기 전극조립체에 연결된 전극리드가 외부로 노출된 상태에서 수납부의 외주면을 열융착시켜 제조된다.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1의 파우치형 전지(10)는 두 개의 전극리드(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 외장부재(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14a)과 상단부 및 하단부(14b, 14c)를 부착시킴으로써 전지(10)가 만들어진다. 외장부재(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14a)과 상단부 및 하단부(14b, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다. 양측면(14a)은 상하 외장부재(14)의 동일한 수지층이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(14b)와 하단부(14c)에 는 전극리드(11, 12)가 돌출되어 있으므로 전극리드(11, 12)의 두께 및 외장부재(14) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극리드(11, 12)와의 사이에 필름상의 실링부재(16)를 개재한 상태에서 열융착시킨다.
이러한 파우치형 전지는 외장부재(14) 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하므로, 외력에 의해 내부 단락이 발생할 가능성이 매우 높다는 문제가 있다. 따라서, 이를 보완하기 위해 일반적으로 전지모듈은 복수 개의 전지셀을 카트리지, 팩 케이스 등의 모듈부재에 장착하고 있다.
그러나, 이러한 구조의 전지모듈에서도 내부 단락의 위험성은 여전히 존재한다. 즉, 모듈부재의 기계적 강성이 라미네이트 시트로 이루어진 전지셀의 외장부재보다 상대적으로 크므로, 외부적 충격이 인가될 때, 다소 강직한 전극리드가 상대적으로 강성이 낮은 라미네이트 시트 및 전극조립체 방향으로 이동함으로써 내부 단락이 발생할 가능성이 존재한다.
보다 구체적으로, 전지셀의 전극단자 방향으로 외력이 인가되는 경우, 전극단자 방향으로 낙하되는 경우, 전극단자 반대쪽으로부터 전지셀 본체에 외력이 인가되는 경우 등에서, 다소 강직한 전극리드가 전극조립체 방향으로 이동하면서 그것의 단부가 전극조립체에 접촉되어 내부 단락이 발생할 가능성이 매우 높다. 특히, 이러한 전지모듈을 전기자전거, 전기자동차 등과 같이 외부로부터 많은 충격, 진동 등을 받는 디바이스들에 장착하여 사용하는 경우, 내부 단락에 의해 전지가 발화 내지 폭발할 가능성이 매우 커지게 되므로, 안전성에 심각한 문제가 있다.
도 2에는 일반적인 전지모듈에서 전극리드가 전극조립체와 접촉되어 단락이 일어나는 과정이 모식적으로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전지셀(100)의 전극리드(101) 반대쪽 또는 전극리드(101) 방향에서 외력이 인가되는 경우, 전극리드(101)가 카트리지나 팩 케이스 등의 모듈부재(200)에서 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위(201)가 접촉하게 되고, 상대적으로 강성이 약한 전지케이스가 변형되면서 전지셀의 전극조립체(도시하지 않음) 방향으로 전극리드(101)가 이동하게 되어, 전지셀의 전극조립체와 내부 단락이 발생하고, 이에 따라 전지가 발화 내지 폭발할 가능성이 있다.
따라서, 이러한 전지모듈에서 외부 충격에 의해 전극리드가 이동함으로써 내부 단락 등이 발생하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지모듈의 전지셀에서 외격의 인가시 전극리드가 변형되거나 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위에서 변형을 유발하여 인가된 외력을 흡수하도록 구성하는 경우, 전극리드가 전극조립체 방향으로 이동하는 것을 억제하여 내부 단락을 방지할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 그것의 전극리드가 외부로 돌출된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 하나 또는 둘 이상 포함하는 전지모듈로서, 외부 충격이 전지셀에 직접 또는 간접적으로 인가되어, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 될 때, 전극리드의 변형 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위('전극리드의 대면부')의 변형에 의해, 인가된 외력을 흡수함으로써, 전극조립체에 대한 전극리드의 단락 접촉을 방지하는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지모듈은 전극리드와 전극조립체가 근접 이동할 수 있는 직, 간접적 외력이 가해지는 경우에도, 간단한 구성에 의해, 전극리드의 변형이나 전극리드의 대면부의 변형을 유도하여, 이러한 외력을 흡수함으로써 전극리드가 전극조립체 방향으로 이동하는 것을 억제하여, 전극리드와 전극조립체의 접촉으로 발생할 수 있는 내부 단락을 방지할 수 있으므로, 전지의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 "전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 되는 경우"라 함은, 전극리드 또는 전극조립체 중 어느 하나의 이동에 의해 전극리드와 전극조립체 사이의 이격 부위가 좁아지는 것으로서, 예를 들어, 전극리드에 하향력의 외력이 작용하여 전극리드가 밀리는 경우와, 전극리드 반대쪽의 전지셀 하단으로부터 상향력의 외력이 작용하여 전극조립체가 전극리드 방향으로 움직이는 경우 등을 모두 포함하는 의미이다.
본 발명에서, 상기 전지셀에 가해지는 외부 충격은 다양한 방향에서 인가될 수 있고, 상기 직접적으로 인가되는 경우라 함은, 예를 들어, 전지셀의 전극단자에 외력이 가해지는 경우나 전극단자 방향으로 낙하되는 경우 등과 같이 외력이 전극단자에 직접적인 영향을 주는 경우일 수 있다. 이 때, 전극리드에 하향력이 작용하여 전극리드가 전극조립체 쪽으로 밀리게 될 수 있다. 또한, 전극단자 반대쪽으로부터 전지셀 본체에 외력이 인가되어 전지셀 하단으로부터 상향력의 외력이 작용하여 전극조립체가 전극리드 방향으로 상향 이동함으로써 전극리드가 근접 이동하게 되는 경우일 수 있다.
반면에, 외부 충격이 상기 간접적으로 인가되는 경우라 함은, 예를 들어, 전기카트리지, 모듈 케이스 등에 외력이 인가되어 전지셀에 대한 상대적 운동으로 전극단자에 간접적으로 영향을 주는 경우일 수 있다.
따라서, 전지셀에 직접적으로 또는 간접적으로 영향을 미침으로써, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 되는 경우들은 모두 본 발명의 조건에 포함된다.
상기 전지셀은 전지모듈의 구성을 위해 충적되었을 때 전체 크기를 최소화할 수 있도록 얇은 두께와 상대적으로 넓은 폭 및 길이를 가질 수 있도록 판상형일 수 있다.
그러한 전지셀의 바람직한 예로는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조를 들 수 있고, 구체적으로, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 구조 일 수 있다. 이러한 구조의 이차전지를 파우치형 전지셀로 칭하기도 한다. 이 때, 상기 전지케이스의 단부에는 전극단자가 돌출되어 있다.
상기 라미네이트 시트는, 예를 들어, 차단성 층으로서 금속층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지층이 부가되어 있는 구조일 수 있다.
이러한 라미네이트 시트의 전지케이스는 주로 파우치형 전지의 케이스로서, 높은 집적도로 충적될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 특징을 가진 전지의 제조에 사용되며, 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되어야 하는 중대형 전지모듈의 전지셀을 제조하는데 이용될 수 있다.
상기 파우치형 전지셀에서, 전극조립체는 양극단자와 음극단자가 전극조립체 일측에 동시에 형성되어 있는 전극조립체와, 양극 단자와 음극 단자가 서로 대향하는 방향으로 형성되어 있는 전극조립체 등으로 구분될 수 있으며, 본 발명에 있어서 상기 전극조립체는 이를 특별히 제한하는 것은 아니다.
상기 전극조립체는 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있고, 상기 전극리드와 전극탭을 포함한 전극단자는 바람직하게는 판상형 구조로 이루어진 것일 수 있다. 이러한 판상형 구조의 전극 단자는 그것의 길이 방향으로 소정의 강성을 가지므로, 외력에 대해 변형되지 않으면서 전극조립체 방향으로 이동하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명에서는 전극 단자로서의 상기 전극리드의 변형 또는 전극리드의 대면부의 변형에 의해 전극조립체의 이동을 억제 함으로써, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 전극리드의 변형을 통해 인가된 외력을 흡수하기 위한 방법으로는, 예를 들어, 전극리드가 이동하지 않으면서 외력을 흡수할 수 있도록, 전극리드가 부딪치는 부위에서 전극리드의 변형을 유도하는 경우, 즉, 전극리드의 대면부의 구조를 변형함으로써 전극리드의 휨 등의 변형이 유도되도록 구성할 수 있다. 따라서, 이 경우 모듈부재의 전극리드의 대면부의 소재는 특별히 제한되지 않으며, 기계적 강도가 우수한 소재인 경우라도 무방하다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전극리드의 대면부는 상향 또는 하향 경사면 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 전극리드의 반대쪽 전지셀 하단으로부터 상향력이 작용하여 전극조립체가 전극리드 방향으로 이동하게 되는 경우나, 또는 전극리드 방향의 카트리지, 모듈 케이스 등에 충격이 가해져 전극리드에 하향력이 작용하는 경우, 상기 전극리드가 전극리드의 대면부의 상향 또는 하향 경사면을 따라 상향 또는 하향으로 휘어지며 변형이 일어나 외력을 흡수하게 되므로, 전극리드가 전극조립체 방향으로 이동하는 것을 억제할 수 있다.
경우에 따라서는, 상기 대면부가 곡률 경사면 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 곡률 경사면 구조의 대면부에 의해 전극리드가 곡률 경사면을 따라 휘어지면서 변형이 일어나게 되므로, 전극조립체 방향으로의 전극리드의 이동을 억제하여, 이로 인한 단락을 방지할 수 있다.
상기 전극리드의 대면부의 변형을 통해 인가된 외력을 흡수하기 위한 방법으로는, 예를 들어, 전지셀에 외력이 인가되었을 경우, 전극리드가 전극조립체 방향 으로 이동하지 않으면서 외력을 흡수할 수 있도록 전극리드의 대면부 자체가 변형되도록 구성할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전극리드의 대면부는 변형이 용이한 구조 또는 소재로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 전극리드의 대면부가 전지셀의 기계적 안전성을 보완하기 위한 예를 들어, 모듈부재인 카트리지나 모듈 케이스 등에 위치하는 경우, 소정의 기계적 강성을 유지할 수 있도록 외력을 흡수할 수 있는 범위 내에서 전극리드의 대면부의 일부만이 변형이 가능한 것으로 구성할 수 있다.
일반적으로 전지모듈은, 전지셀의 전반적인 기계적 강성을 보완하면서, 전지모듈이 장착되는 장치 또는 차량 등에서 한정적인 장착공간을 효율적으로 사용할 수 있도록, 전지셀을 카트리지 또는 모듈 케이스 등에 장착하는 구조로 이루어져 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전지셀은 전지모듈을 구성하는 단위 셀로서 하나 또는 둘 이상의 조합으로 카트리지에 장착되어 있고, 상기 카트리지를 충적하여 전지모듈을 구성하며, 이 경우, 상기 전극리드의 대면부는 전지셀이 장착되는 상기 카트리지의 일부일 수 있다.
상기 카트리지의 구체적인 예로는, 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2005-36751호와 한국 특허출원공개 제2006-72922호의 카트리지들을 들 수 있다. 구체적으로 한국 특허출원공개 제2005-36751호의 카트리지는 해당 기기와 소정 직렬회로를 형성하도록 인접한 전극탭끼리 접속되는 적어도 두 개의 전지셀들의 상부와 하부에 각각 배치되어 각 전지셀을 부분적으로 감싸도록 상호 결합되는 상부 플레이 트와 하부 플레이트로 구성되어 있다. 또한, 한국 특허출원공개 제2006-72922호의 카트리지는 전지셀을 수납할 수 있는 1 쌍의 외장 프레임 부재(a, b)와 그러한 부재(a, b) 사이에 개재되는 내장 프레임 부재(c)를 포함하고, 상기 제 1 외장 프레임 부재(a)와 내장 프레임 부재(c) 사이에 전지셀이 장착되고 제 2 외장 프레임 부재(b)와 내장 프레임 부재(c) 사이에 또 다른 전지셀이 장착되며, 상기 내장 프레임 부재(c)에는 상기 전지셀들이 장착된 상태에서 외부와 통하는 다수의 관통구가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
또 하나의 바람직한 예에서, 상기 전지셀은 다수 개가 충적되어 모듈 케이스 내부에 장착되어 있고, 이 경우, 상기 전극리드의 대면부는 전지셀이 장착되는 상기 모듈 케이스의 일부일 수 있다.
상기 모듈 케이스의 구체적인 예로는, 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2006-73383호의 전지모듈을 구성하는 모듈 케이스를 들 수 있다. 구체적으로, 상기 출원에서의 모듈 케이스는, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결하여 고출력 대용량의 전기를 충방전할 수 있도록 다수의 전지셀들이 적층되는 플레이트와 전지의 작동을 제어하는 회로부를 포함하는 전지모듈에서, 상기 전지셀들이 순차적으로 적층되는 상단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 하부 케이스와, 상기 하부 케이스 상에 적층된 전지셀들의 상단을 덮을 수 있는 하단 수납부를 포함하고 있는 장방형의 상부 케이스의 구조로 이루어져 있다.
따라서, 전지셀들이 충적되어 장착된 모듈 케이스에서 전지셀들의 전극리드 대면 부위를 전극리드가 변형될 수 있는 구조로 구성하거나, 전극리드 대면 부위 자체가 변형될 수 있는 구조로 구성함으로써, 외력을 흡수하여 전극리드의 전극조립체 방향으로의 이동으로 인한 단락을 방지할 수 있다.
상기 전지셀은 전지모듈의 단위전지로서, 바람직하게는 이차전지 또는 수퍼 캐패시터일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지모듈로 구성되어 고출력 대용량을 제공하는 중대형 전지팩에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중대형 전지팩은 소망하는 출력 및 용량에 따라 전지모듈들을 조합하여 제조될 수 있으며, 한정된 장착공간을 가지며 외부적 충격에 노출될 가능성이 많은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전기자전거, 또는 전기오토바이의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.
중대형 전지팩의 전반적인 구성과 그것의 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명을 본 명세서에는 생략한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도면을 참조하여 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈에서 외부적 충격이 인가되는 경우, 전극리드의 대면부의 구조에 의해 전극리드의 변형이 유도됨으로써 외력이 흡수되는 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 도 3은 전극리드의 대면부가 상향 경사면 구조로 이루어진 예이고, 도 4는 전극리드의 대면부가 곡률 경사면 구조로 이루어진 예이다.
이들 도면을 참조하면, 전지셀에 상향력 또는 하향력의 외력이 인가되는 경 우, 전지셀(110, 120)의 상단에 돌출되어 있는 전극리드(111, 121)가 상향 경사면 구조(211, 도 3 참조) 및 곡률 경사면 구조(221, 도 4 참조)의 전극리드의 대면부(211, 221)와 접촉되면서 전극리드가 변형되어 외력이 흡수되므로, 도 3에서와 같이, 전극리드가 전지셀의 전극조립체(도시되지 않음) 방향으로 이동하여 내부 단락이 발생하는 문제를 근본적으로 방지할 수 있으므로, 전지모듈의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈에서 외부적 충격이 인가되는 경우, 전극리드의 대면부의 구조가 변형되면서 외력이 흡수되는 과정이 모식적으로 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 전지셀(130)에 상향력 또는 하향력의 외력이 인가될 때, 전지셀(130)의 상단에 돌출되어 있는 전극리드(131)는 그것의 대면부(231) 내부로 삽입되면서 외력이 흡수되므로, 전극리드(131)가 전지셀(130)의 전극조립체(도시되지 않음) 방향으로 이동하여 내부 단락이 발생하는 문제를 근본적으로 방지할 수 있다. 전극리드 대면부(231)의 변형은 상기와 같은 방식 이외에 기타 다양한 방식이 가능할 수 있음은 물론이다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 외부 충격이 전지셀 에 직접 또는 간접적으로 인가되어, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 될 때, 전극리드의 변형 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위('전극리드의 대면부')의 변형에 의해, 인가된 외력을 흡수함으로써, 전극조립체 대한 전극리드의 단락 접촉을 방지하여 외부 충격에 대한 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 그것의 전극리드가 외부로 돌출된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 하나 또는 둘 이상 포함하는 전지모듈에 있어서,
    외부 충격이 전지셀에 직접 또는 간접적으로 인가되어, 전지셀의 전극조립체에 대해 상대적으로 전극리드가 근접 이동하게 될 때, 전극리드의 변형 또는 전극리드에 직접 접하거나 인접한 모듈의 소정 부위('전극리드의 대면부')의 변형에 의해, 인가된 외력을 흡수함으로써, 전극조립체 대한 전극리드의 단락 접촉을 방지할 수 있도록, (i) 상기 전극리드의 대면부가 상향 또는 하향 경사면 구조로 이루어져 있거나, 또는 (ii) 상기 전극리드의 대면부가 변형이 용이한 구조 또는 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있고, 상기 전극리드는 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 구조(i)에서 상기 전극리드의 대면부는 곡률 경사면 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 하나 또는 둘 이상의 조합으로 카트리지에 장착되어 있고, 상기 카트리지를 충적하여 전지모듈을 구성하며, 상기 전극리드의 대면부는 전지셀이 장착되는 상기 카트리지의 일부인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 다수 개가 충적되어 모듈 케이스 내부에 장착되어 있고, 상기 전극리드의 대면부는 전지셀이 장착되는 상기 모듈 케이스의 일부인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 이차전지 또는 수퍼 캐패시터인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  10. 제 1 항에 따른 전지모듈로 구성되어 있는 전지팩.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전기자전거, 또는 전기오토바이의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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