KR100964491B1 - 전기화학셀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단자와 집전체 사이의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기화학셀을 제공하는 것으로, 본 발명의 전기화학셀은, 집전체와 상기 집전체 상에 형성된 활물질층을 갖고 단자에 연결되는 집전체 연장부를 갖는 양극 전극과 음극 전극; 최소한 한 쪽 극성의 상기 전극의 상기 집전체 연장부 사이에 스트립이 삽입되고 상기 양극 전극의 상기 집전체 연장부와 상기 음극 전극의 상기 집전체 연장부가 서로 반대편에 위치하도록 만들어지는 전극조립체; 및 상기 전극조립체의 측면에 접속되는 단자;를 포함하고 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면을 접속하는 방법으로 용접, 도전성 접착수단, 솔더링 중 한가지 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
전극, 비드, 격벽, 전기화학셀

Description

전기화학셀{Electrochemical Cell}
본 발명은 전기화학셀에 관한 것으로, 특히 단자와 전극의 집전체 접속부의 구조에 관한 것으로 단자와 집전체의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기화학셀에 관한 것이다.
최근 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 그리고 기차 같은 운송수단과 산업용 전원장치와 같은 대출력 전기장치가 많이 사용됨에 따라 이러한 전기장치에 많이 사용되는 전기에너지저장장치인 전기화학셀의 저저항에 대한 요구가 증가하고 있으며 이에 따라 전기화학셀의 저항을 감소시키기 위한 방법들이 개발되고 있다.
일반적으로 전기화학셀은 모노폴라(Mono Polar) 구조를 가지며 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀의 전극은 집전체(Current Collector)에 형성된 양극 활물질(Positive Active Material)에 의해 만들어지는 양극전극(Positive Electrode)과 다른 집전체에 형성된 음극 활물질(Negative Active Material)에 의해 만들어지는 음극전극(Negative Electrode)으로 구성된다. 이러한 전극들은 반대 극성이 서로 마주보도록 배치되며 그 사이에 세퍼레이터(Separator)가 삽입된 단위셀(Unit Cell)을 구성한다.
도 1은 관련 기술의 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 관련 기술의 전기화학셀(10)은, 양극 전극(11), 음극 전극(12), 세퍼레이터(13), 전해액(14), 단자(Terminal)들(15-1, 15-2), 케이스(16)로 구성된다. 이렇게 구성된 전기화학셀은 동작을 위한 최소한의 기본단위이며 이를 단위셀이라고 불리운다.
양극 전극(11)과 음극 전극(12)은 양극과 음극에는 전기에너지가 저장된다.
양극 전극(11)과 음극 전극(12) 사이에 삽입되는 세퍼레이터(13)는 전기적으로는 부도체이다.
세퍼레이터(13)는 전해액(14) 투과성을 갖도록 다공성 폴리머, 유리섬유 매트(Mat), 종이 등으로 만들어진다.
특히 액체전해질을 사용하는 전기화학셀에서 저항에 영향을 미치는 요소는 액체전해질의 전도도, 조립된 전극의 형상, 전극과 단자의 접속구조 등이다. 특히 전기화학셀의 용량이 커질수록 전극과 단자의 접속구조가 저항에 미치는 영향이 증가한다.
종래에는 단자에 전극을 접속시키는 방법으로 각 전극에 한 개 또는 여러 개의 리드를 부착시키거나 전극의 일부를 제단하여 리드를 제작한 후 크림핑 (crimping)이나 용접 같은 방법으로 리드를 단자에 접속시키는 방법이 많이 사용되 었다.
그러나 이러한 방법으로는 저항을 감소시키기 어려우며 또한 제조공정이 복잡하고 집전체 손실이 크므로 저저항이 요구되지 않는 전기화학셀에 사용되고 있다.
한편 최근 기존의 방법을 개선한 방법으로 활물질층이 형성되지 않은 집전체 연장부를 갖는 전극을 사용하여 양극과 음극 전극의 집전체 연장부가 서로 반대방향을 향하도록 전극조립체를 제작하고 단자와 전극조립체 측면을 레이저로 용접하는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나 대부분의 전기화학셀에 사용되는 전극의 집전체는 두께가 매우 얇아 집전체의 절단면을 단자에 접속시키는 것은 어려우므로 스웨이징(swaging) 같은 방법을 이용하여 집전체를 구부려 단자에 집전체 측면을 접속시키는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나 집전체의 두께가 매우 얇고 집전체로 사용되는 재질 또한 알루미늄이나 구리처럼 강도가 낮아 접속부의 강도가 약해 진동이나 충격에 취약하고 접속부의 저항 또한 감소시키기 어려우며 단자에 집전체를 용접하여 접속할 때 집전체의 정렬상태를 일정하게 유지시키기 어려워 저항편차 또는 저항불량의 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단자에 접속되는 전극의 집전체의 연장부 사이에 스트립을 삽입하여 단자에 접속함으로써 단자와 집전체의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기화학셀을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단자에 접속되는 전극의 집전체 연장부의 가장자리 부분을 두껍게 형성시켜 단자와 집전체의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기화학셀을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기화학셀은, 집전체와 상기 집전체 상에 형성된 활물질층을 갖고 단자에 연결되는 집전체 연장부를 갖는 양극 전극과 음극 전극; 최소한 한 쪽 극성의 상기 전극의 상기 집전체 연장부 사이에 스트립이 삽입돠고 상기 양극 전극의 상기 집전체 연장부와 상기 음극 전극의 상기 집전체 연장부가 서로 반대편에 위치하도록 만들어지는 전극조립체; 및 상기 전극조립체의 측면에 접속되는 단자;를 포함하고 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면을 접속하는 방법으로 용접, 도전성 접착수단, 솔더링 중 한가지 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기화학셀은, 집전체와 상기 집전체 상에 형성된 활물질층을 갖고 단자에 연결되는 집전체 연장부의 가장자리가 활물질층이 형성되는 집전체 부분 보다 두꺼운 전극; 최소한 한 쪽 극성의 상기 전극을 포함하며 양극 전극의 집전체 연장부와 음극 전극의 집전체 연장부가 서로 반대편에 위치하도록 만들어지는 전극조립체; 및 상기 전극조립체의 측면에 접속되는 단자;를 포함하고 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면을 접속하는 방법으로 용접, 도전성 접착수단, 솔더링 중 한가지 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성들을 갖는 본 발명의 전기화학셀은, 전극의 집전체 연장부 사이에 스트립을 삽입하여 단자에 접속시킴으로써 단자와 집전체 사이의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기화학셀은 단자에 연결되는 전극의 집전체 연장부 가장자리 부분을 다른 부분보다 두껍게 만들어 단자에 접속시킴으로써 단자와 집전체 사이의 접속 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시키고 접속부의 균일성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀의 전극을 나타낸 사시도이다.
전극은 집전체(210)와 집전체(210)에 형성된 활물질층(220) 그리고 단자에 연결되며 활물질층이 존재하지 않은 집전체 연장부를 갖는다. 활물질층(220)에는 전기에너지가 저장되며 집전체(210)는 활물질층(220)에 전류를 전달하는 역할을 한다. 전기화학셀을 구성하기 위해서는 양극과 음극 두 개의 전극이 필요하지만 양극과 음극은 활물질층을 형성하는 화물질 또는 집전체의 재질이 다를 수 있지만 일반적으로 동일한 구조를 갖는다.
집전체(210)는 시트(sheet) 또는 포일(foil) 형태가 많이 사용되며 메쉬(mesh) 형태가 사용되는 경우도 있다. 집전체(210)의 상부와 하부 중에서 최소한 한쪽 면에 활물질층(220)이 형성된다. 집전체(210)의 양쪽 면에 활물질층(220)을 형성시키는 경우 양쪽 면에 형성된 활물질층은 동일한 극성을 가지며 두 개의 활물질층들이 집전체를 사이에 두고 겹쳐지도록 제작된다. 즉 활물질층의 폭과 위치가 동일하도록 제작된다.
도 3은 전극이 감겨져 전극조립체가 만들어지는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 양극 스트립(230)이 양극 전극(240)의 집전체 연장부에 배치되고 음극 스트립(250)은 음극 전극(260)의 집전체 연장부에 배치되며 두 전극(240, 260)의 집전체 연장부가 반대방향을 향하도록 배열되고 두 전극(240, 260) 사이에 삽입된 세퍼레이터(270)와 함께 코어(280)에 감겨진다. 경우에 따라서 도 3의 코어는 생략될 수도 있다.
스트립은 여러 가지 재질이 사용될 수 있지만 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 금속이 사용되는 경우 스트립이 설치되는 전극의 집전체 재질과 동일하거나 동일한 계열을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 단자와 전극의 집전체 연장부를 접속하는 방법으로 용접을 이용하는 경우 단자와 전극의 집전체 그리고 전극의 집전체 연장부에 설치되는 스트립을 동일한 재질 또는 동일한 계열을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 전극의 집전체 재질이 알루미늄인 경우 단자와 스트립의 재질로는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 전극의 집전체 연장부에 설치되는 스트립은 스트립의 측면이 전극의 집전체 연장부 측면과 일치되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 전극을 감아 만들어지는 전극조립체의 측면에는 스트립의 측면과 전극의 집전체 연장부의 측면으로 이루어지는 하나의 면이 형성되는 것이다. 또한 전극이 감겨져 만들어지는 전극조립체에서, 전극의 집전체 연장부에 설치되는 스트립의 양쪽 면이 인접한 전극의 집전체 연장부에 접촉하도록 스트립의 두께를 설정함으로써 스트립이 전극의 집전체 연장부 사이에 삽입된 것과 같은 형태을 갖도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 함으로써 단자에 전극의 집전체 연장부와 스트립을 접속시킴으로써 접속부의 강도를 더욱 증가시킬 수 있다.
또한 전극조립체를 제작하는데 있어서 스트립을 전극의 집전체 연장부에 정확하게 정렬시키기 위해 스트립의 길이방향으로 홈을 형성시키고 가이드롤러 같은 스트립 정렬수단을 사용할 수 도 있다. 또한 스트립을 전극의 집전체 연장부에 부 착시키고 스트립을 가이드롤러 같은 수단을 사용하여 정렬시키면 전극조립체 제작을 용이하게 할 수 있다.
도 4는 코어에 전극을 감아 만들어진 전극조립체의 사시도이다.
도 4에 도시된 전극조립체는 스트립의 재질로 금속을 사용한 것이며 스트립의 측면이 전극의 집전체 연장부의 측면과 일치하도록 배열되고 스트립의 양쪽 면이 인접하는 전극의 집전체 연장부와 접촉하도록 스트립의 두께를 설정하여 전극조립체의 측면을 하나의 평면으로 형성시킨 것이다. 반대 극성을 가진 두 전극의 집전체 연장부가 반대방향을 향하도록 전극조립체가 제작되었다.
도 5는 전극조립체가 케이스에 수납되는 과정을 보여주는 분리사시도이다.
전극조립체(290)의 코어에는 양쪽방향으로 단자역할을 하는 커버(310)가 끼워지며 커버(310)가 끼워진 전극조립체(290)는 케이스(320)에 수납된다. 커버(310)는, 단자와 전극의 집전체 연장부를 레이저용접으로 접속시킬 때 전극의 집전체 연장부와 접촉되고 레이저빔이 조사되어 단자와 전극의 집전체 연장부 사이의 접속부를 형성하는 그루브(330)를 포함한다. 또한 커버(310)는, 전극조립체(290)를 제작하는 과정에서 코어를 사용하는 경우 전극조립체의 코어가 수납되는 코어수납부(340)를 포함한다.
도 6은 전극조립체가 케이스에 수납된 전기화학셀의 사시도이다.
도 7은 도 6의 부분확대 단면도로서, 도 7에 도시된 단면은 전극조립체의 양측단에 배치된 전극(110)의 집전체(112) 연장부 상에 설치된 스트립(153)이 겹쳐져 감겨져 집전체(112) 연장부 사이에 스트립(153)이 삽입된 형태를 나타낸 것이다.
그리고, 도 7은 용접전 전극조립체 측면에 단자가 접속되어 있는 것을 보여주는 것으로, 도 7의 단면에는 스트립(153), 집전체(112) 연장부, 및 단자의 그루브(161)가 표시된다.
도 7에서와 같이 조립된 전극조립체에 그루브(161)가 형성된 단자를 누르고 그루브(161) 외부에서 레이저를 조사하여 전극 조립체의 측면과 그루브(161)의 안쪽 면을 용접하면, 도 8에 도시된 바와 같이 단자의 그루브(161)와 집전체(112) 연장부 그리고 스트립(153)이 함께 용접되어 견고하게 결합된 용접면(170)이 만들어진다. 이 경우, 용접면(170)의 전기저항도 감소시킬 수 있다.
레이저 용접 방법을 사용하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 단자(160)의 그루브(161)와 전극조립체(180) 측면 사이에 알루미늄 에칭 포일처럼 에칭처리된 유연성이 있는 금속포일(181)을 삽입할 수 있다. 이 경우, 감겨진 집전체(112)와 스트립(153)의 단면에 의해 만들어지는 전극조립체(180)의 측면(182)에 약간의 굴곡이 있더라도 그루브(161)의 안쪽 면과 전극조립체(180)의 측면(182) 간의 접촉을 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한 아크 스프레이(Arc Spray)나 플라즈마 스프레이(Plasma Spray) 같은 것을 사용하여 전극조립체(180)의 측면(182)에 금속층을 형성시킬 수도 있다.
또한 단자(160)와 전극조립체(180)의 측면(182)을 전기적으로 연결하는 방법으로 도전성 접착제를 사용할 수 있다. 도 4와 같이 조립된 전극조립체(180)의 측면(182)에 도 10에 도시된 바와 같이 도전성 접착제(183)를 바르고 단자(160)를 접착시킬 수 있다. 즉, 용접없이 도전성 접착제(183)만을 이용하여 단자(160)와 전극 조립체(180)를 부착하는 것이다.
또한 단자(160)와 전극조립체(180)의 측면을 접속시키기 위해 솔더링을 이용할 수도 있다. 솔더링을 사용하는 경우 도 10에서 도전성 접착제(183) 대신 전극조립체(180)의 측면에 솔더링 물질이 도포된다.
한편 전극의 집전체 연장부에 설치되는 스트립 대신 다른 방법도 사용될 수 있다.
도 11은 일체형 스트립 집전체를 갖는 전극을 보여주는 사시도이다. 활물질층(350)이 형성되는 집전체(360)의 단자에 연결부분인 집전체 연장부의 가장자리 부분이 다른 부분보다 두껍게 만들어진 집전체를 사용하여 전극이 제작된다. 이렇게 함으로써 스트립과 전극을 일체화시킬 수 있어 전극조립체의 조립이 더욱 용이해진다.
또한 전극조립체를 제작하는데 있어서 일체형 스트립 집전체를 갖는 전극을 정확하게 정렬시키기 위해 두께가 다른 부분에 비해 두꺼운 일체형 스트립 집전체연장부의 가장자리 부분에 길이방향으로 홈을 형성시키고 가이드롤러 같은 스트립 정렬수단을 사용할 수 도 있다.
한편 전극의 집전체 연장부에 스트립을 설치하여 제작된 전극조립체 또는 도 11과 같이 일체형 스트립 집전체를 갖는 전극으로 제작된 전극조립체를 사용하는 경우 전극조립체 내부에 전해액을 용이하게 주입할 수 있도록 활물질층과 세퍼레이터가 존재하는 전극조립체의 내부와 외부를 연결하는 통로가 필요하다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 전극의 집전체 상에 설치되는 스트립을 사용하는 경우 전해액 통로를 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 전극(110)의 집전체(112)로 포일(foil) 형태가 사용되는 경우, 집전체(122)의 연장부(112-1) 상에 스트립(153)이 활물질층(111)과 이격되어 설치되며, 집전체 연장부(112-1) 상의 스트립(153)과 활물질층(111) 사이에 다수의 전해액 주입홀들(113)이 형성된다.
또한 전해액 주입을 위한 통로를 만드는 방법으로 다른 방법이 사용될 수 도 있다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 전극(110)의 집전체(112)로 포일(foil) 형태가 사용되는 경우, 스트립(153)상에 전극조립체의 내부와 외부를 연결하는 다수의 전해액 주입홈(153-1)을 형성시킬 수도 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 일체형 스트립 집전체를 사용하는 경우 전해액 통로를 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 일체형 스트립 집전체를 사용하는 방법은 도 11에서 설명한 것과 동일한 것이다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 활물질층(111)이 형성된 전극(110)의 집전체(112)의 연장부의 가장자리 부분(114)과 활물질층(111) 사이에 다수의 전해액 주입홀(113)이 형성된다.
또한 전해액 주입 통로를 형성하기 위한 다른 방법도 사용될 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 활물질층(111)이 형성된 전극(110)의 집전체(112)의 연장부의 가장자리 부분(114)에 전해액 주입홈(114-1)을 형성시킴으로써 전극조립체의 내부와 외부를 연결하는 통로가 형성되는 것이다.
특히 도 12a와 도 13a처럼 전극의 집전체 연장부에 전해액 주입홀을 형성시킨 경우, 전극조립체의 코어의, 전극의 집전체 연장부에 형성된 전해액 주입홀에 대응되는 위치에 전해액 주입홀을 형성시키고 커버에 형성된 코어수납부에 전해액 주입구를 형성시켜 코어를 통해 전극조립체에 전해액을 주입하는 방법을 사용할 수도 있다. 또한 커버에 만들어진 전해액 주입구에 안전벤트가 설치될 수도 있다.
물론 도 12b와 도 13b처럼 전극에 전해액 주입홀을 형성시키지 않고 전해액 주입홈을 형성시킨 경우에도 전술한 바와 같이 코어를 통해 전극조립체에 전해액을 주입할 수 있다.
지금까지 전극을 감아서 만들어지는 전극조립체를 갖는 전기화학셀에 대하여 설명하였지만 본 발명은 전극들이 적층되어 만들어지는 적층형 전극조립체를 갖는 전기화학셀에도 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 적층형 전극조립체의 사시도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 전극조립체는, 집전체 상에 활물질층이 형성된 전극(370)의 집전체 연장부에 스트립(380)을 설치하고 반대 극성을 가진 전극 사이에 세퍼레이터가 삽입되며 반대 극성을 갖는 전극의 집전체 연장부가 반대방향을 향하도록 배치된 다수의 동일극성을 갖는 전극으로 구성된다.
도 14와 같이 제작된 전극조립체를 이용하여 전술한 바와 같은 동일한 방법으로 전극조립체의 측면과 단자를 접속시킴으로써 접속부의 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀 뿐만 아니라 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀에도 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 전극이 코어에 감겨지는 4 직렬 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀에서 각 부품의 배치를 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 전극의 집전체 상에 하나의 극성을 가진 활물질층이 형성되며 단자에 접속되고 반대극성을 갖는 쿼지바이폴라 전극(390)의 한쪽 극성과 마주보도록 배치되고 전극의 집전체 연장부에 스트립(410)이 설치되는 두 개의 모노폴라 전극(420)과 집전체상에 이격되어 형성된 양극 활물질층과 음극 활물질층을 갖고 한쪽 극성이 인접한 단위셀에서 반대극으로 사용되는 쿼지바이폴라 전극(390)과 모노폴라 전극(420)을 코어(430)에 감아 만들어지는 전극조립체의 측면과 단자를 전술한 바와 같이 동일한 방법을 이용하여 접속시킴으로써 접속부의 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시킬 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 적층형 2 직렬 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀에서 각 부품의 배치를 나타낸 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 전극의 집전체 상에 하나의 극성을 가진 활물질층이 형성되며 단자에 접속되고 반대극성을 갖는 쿼지바이폴라 전극(510)의 한쪽 극성과 마주보도록 배치되고 전극의 집전체 연장부에 스트립(520)이 설치되는 두 개의 모노폴라 전극(530)과 집전체상에 이격되어 형성된 양극 활물질층과 음극 활물질층을 갖고 한쪽 극성이 인접한 단위셀에서 반대극으로 사용되는 쿼지바이폴라 전극(510)과 모노폴라 전극(530)을 적층하여 만들어지는 전극조립체의 측면과 단자 를 전술한 바와 같이 동일한 방법을 이용하여 접속시킴으로써 접속부의 강도를 증가시키고 접속부의 전기저항을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 전기화학셀에 적용되는 것으로, 전기이중층캐패시터(Electric Double Layer Capacitor)와 같은 울트라캐패시터(Ultracapacitor) 뿐만 아니라 납축전지(Lead Acid Battery), 니켈수소전지(NiMH Battery), 니켈카드뮴전지(NiCd Battery), 리튬이온전지(Lithium Ion Battery), 알루미늄 전해캐패시터(Aluminum Electrolytic Capacitor) 같은 전기에너지저장장치에 응용될 수 있다.
또한, 본 발명의 설명에서 다양한 실시예로 본 발명의 구조 및 동작 그리고 제조방법을 개시하였지만 해당분야에 종사하거나 해당분야에 대한 지식을 가진 사람이면 본 발명의 범주 내에서 다양한 형태로 변형시킬 수 있을 것이다.
도 1은 관도 1은 관련 기술의 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 구조를 갖는 전기화학셀의 전극을 나타낸 사시도.
도 3은 전극이 감겨져 전극조립체가 만들어지는 상태를 나타낸 사시도.
도 4는 코어에 전극을 감아 만들어진 전극조립체의 사시도.
도 5는 전극조립체가 케이스에 수납되는 과정을 보여주는 분리사시도.
도 6은 전극조립체가 케이스에 수납된 전기화학셀의 사시도.
도 7은 도 6의 부분확대 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 전극조립체의 용접 상태를 나타낸 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 전극조립체와 단자의 접촉 방법을 나타낸 도면.
도 11은 일체형 스트립 집전체를 갖는 전극을 보여주는 사시도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 전극의 집전체 상에 설치되는 스트립을 사용하는 경우 전해액 통로를 형성하는 방법을 나타낸 도면.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 일체형 스트립 집전체를 사용하는 경우 전해액 통로를 형성하는 방법을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명에 따른 적층형 전극조립체의 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 전극이 코어에 감겨지는 4 직렬 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀에서 각 부품의 배치를 나타낸 도면.
도 16은 본 발명에 따른 적층형 2 직렬 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀에서 각 부품의 배치를 나타낸 도면.

Claims (20)

  1. 집전체와 상기 집전체 상에 형성된 활물질층을 갖고 단자에 연결되는 집전체 연장부를 갖는 양극 전극과 음극 전극;
    최소한 한 쪽 극성의 상기 전극의 상기 집전체 연장부 사이에 스트립이 삽입돠고 상기 양극 전극의 상기 집전체 연장부와 상기 음극 전극의 상기 집전체 연장부가 서로 반대편에 위치하도록 만들어지는 전극조립체;
    상기 전극조립체의 내부와 외부를 연결하는 전해액 주입통로; 및
    상기 전극조립체의 측면에 접속되는 단자;를 포함하고,
    용접, 도전성 접착수단, 솔더링 중 한가지 이상을 사용하여 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면을 접속하는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  2. 집전체와 상기 집전체 상에 형성된 활물질층을 갖고 단자에 연결되는 집전체 연장부의 가장자리가 활물질층이 형성되는 집전체 부분 보다 두꺼운 전극;
    최소한 한 쪽 극성의 상기 전극을 포함하며 양극 전극의 집전체 연장부와 음극 전극의 집전체 연장부가 서로 반대편에 위치하도록 만들어지는 전극조립체;
    상기 전극 조립체의 내부와 외부를 연결하는 전해액 주입통로; 및
    상기 전극조립체의 측면에 접속되는 단자;를 포함하고,
    용접, 도전성 접착수단, 솔더링 중 한가지 이상을 사용하여 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면을 접속하는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전극의 상기 집전체 연장부에 전해액 주입홀을 형성시킨 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립의 상기 집전체 연장부에 접촉되는 면에 상기 전극조립체 외부로 연결되는 홈을 형성시킨 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 단자에 접속되는 상기 전극의 상기 집전체 연장부의 가장자리 부분에 상기 전극조립체의 외부로 연결되는 홈을 형성시킨 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극조립체는 속이 비어있는 코어에 감겨지며 상기 코어에서, 상기 집전체 연장부에 형성된 상기 전해액 주입홀에 대응되는 위치에 전해액 주입홀이 형성되고 상기 전극조립체가 수납되는 케이스 측면에 상기 코어의 내부에 연결되는 전해액 주입구가 형성된 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 케이스 측면에 형성된 상기 전해액 주입구에 안전벤트가 설치된 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극의 상기 집전체 연장부의 끝부분과 상기 스트립의 측면이 일치하도록 상기 전극조립체가 제작된 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자에 상기 전극의 상기 전극조립체 측면을 접속시키는 방법으로 용접을 이용할 경우 상기 단자에 상기 전극의 집전체 연장부와 상기 스트립을 접속시키는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단자에 상기 전극의 상기 전극조립체 측면을 접속시키는 방법으로 용접을 이용할 경우 용접 전에 상기 단자와 상기 전극조립체의 측면 사이에 상기 집전체 재질과 동일한 계열의 시트를 삽입한 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 시트는 알루미늄 에칭포일인 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단자에 상기 전극조립체 측면을 접속시키는 방법으로 레이저용접을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체에서,
    상기 스트립의 양쪽 면이 인접하는 상기 전극의 상기 집전체 연장부에 접촉하도록 제작된 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  18. 제 2 항에 있어서, 상기 전극조립체에서,
    상기 단자에 접속되는 상기 전극의 상기 집전체 연장부의 가장자리 양쪽 면이 인접하는 상기 전극의 상기 집전체 연장부의 가장자리에 접촉하도록 제작된 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립의 길이방향으로 형성된 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
  20. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극의 상기 집전체 연장부의 가장자리 부분에 길이방향으로 형성된 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학셀.
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