KR101051485B1 - 신규한 구조의 박형 전지 및 그것으로 구성된 전지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트에 전극조립체가 내장되어 있는 박형 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 전지에서 전극리드가 전지셀의 상단 실링부에 접철되어 있고, 상기 전극리드와 실링부에 기계적 및 전기적 연결을 위한 관통구가 상호 연통되어 천공되어 있는 것으로 구성되어 있는 전지를 제공하는 바, 이러한 박형 전지는 종래의 박형 전지보다 작은 부피를 가지고, 전극리드가 돌출된 봉합부위의 밀봉성을 강화시킬 수 있으며, 전지모듈을 구성함에 있어서, 전기적 및 기계적 연결이 용이하다는 효과를 가지고 있다.

Description

신규한 구조의 박형 전지 및 그것으로 구성된 전지모듈 {Flat Battery of Novel Structure and Battery Module Comprising the Same}

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 박형 전지의 사시도이다;

도 2a는 도 1의 전지에 볼트와 너트를 이용하여 접속부재를 결합하는 하나의 실시예에 따른 조립 과정도이고, 도 2b는 그와 같이 조립된 전지의 부분적인 수직 단면도이다;

도 3a은 도 1의 전지에 볼트와 너트를 이용하여 접속부재를 결합하는 또 다른 실시예에 따른 조립 과정도이고, 도 3b는 그와 같이 조립된 전지의 부분적인 수직 단면도이다;

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 두 개의 전지셀들을 조립하여 구성된 전지모듈의 부분 모식도이다;

도 5a는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 사용될 수 있는 삽입부재의 예시적인 사시도이고, 도 5b는 그것을 접철된 전극리드 상에 체결한 상태의 사시도이다.

본 발명은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 박형 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 전지에서 전극리드가 전지셀의 상단 실링부에 접철되어 있고, 상기 전극리드와 실링부에 기계적 및 전기적 연결을 위한 관통구가 상호 연통되어 천공되어 있는 것으로 구성되어 있는 전지, 및 이러한 전지를 단위전지로 하여 구성되는 전지모듈을 제공한다.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 에플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.

이차전지는 그것이 적용되는 분야 또는 제품들에서 요구되는 출력과 용량에 따라 다른 구성을 가지고 있다. 예를 들어, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들은 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 서너 개의 소형 경량의 단위전지들이 사용되고 있다.

반면에, 전기자전거, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 단위전지를 전기적으로 연결한 전지모듈(또는 전지 팩)이 사용되고 있는데, 전지모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 전지모듈을 제조하려고 노력하고 있다. 또한, 전기자전거, 전기자동차 등과 같이 외부로부터 많은 충격, 진동 등을 받는 디바이스들은 전지모듈을 구성하는 소자들간의 전기적 연결상태와 물리적 결합상태가 안정적이어야 하며, 다수의 전지를 사용하여 고출력 및 대용량을 구현하여야 하기 때문에 안전성 측면도 중요시 되고 있다.

일반적으로 중대형 전지모듈은 일정한 크기의 케이스(하우징) 내부에 다수의 단위전지들을 수납하고 이를 전기적으로 연결함으로써 제조된다. 그러한 단위전지로는 높은 집적도로 적층될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지가 사용되고 있으며, 그 중 중량이 적고 안전성이 상대적으로 우수하며 변형이 용이한 파우치형 전지가 많이 사용되고 있다.

상기와 같은 장점에도 불구하고, 전지모듈의 단위전지로서 사용되는 파우치형 전지는 몇가지 문제점을 가지고 있다.

첫째, 파우치형 전지는 전극조립체가 금속층과 수지층으로 구성된 라미네이트 시트에 내장되어 있어, 상기 전극조립체를 외부와 전기적으로 연결하기 위하여, 내부의 전극 탭들을 전극 리드에 연결하여 전극단자를 형성해야 한다. 따라서, 상기 전극단자는 전지의 상단에 돌출되어 있기 때문에 전지의 부피를 증가시키는 단점을 가지고 있다. 또한, 전극단자는 일반적으로 와이어, 플레이트, 버스 바 등을 사용하여 용접 등의 방법으로 해당 단자들과 연결되지만, 이러한 작업들을 수행하기 용이하지 않다.

둘째, 파우치형 전지는 외장재로 사용되는 라미네이트 시트가 원통형 또는 각형 전지에 사용되는 알루미늄 또는 스틸 캔에 비해 가혹한 조건 하에서 장기간 사용될 때 밀봉특성이 저하되는 단점이 있다. 특히, 전극단자가 돌출된 봉합부위는 상기 라미네이트 시트와 전극단자의 다른 두 소재가 접착되어야 하기 때문에 밀봉성이 약하여 분리되는 경우가 많고, 이는 전지의 불량을 초래하는 원인이 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일본특허 제 2004-063278호에서 전극단자가 돌출된 봉합부위의 상하부를 결합수단으로 고정하여 밀봉성을 향상시키고 앵커효과로 전극의 강도를 개선하려는 방법이 제시되었으나, 이러한 방법으로는 파우치형 전지의 돌출된 전극단자에 의한 근본적인 문제점을 개선할 수 없을 뿐만 아니라, 외부리드와 라미네이트 외장재가 전기적으로 단락되어 누설전류가 발생되는 것으로 확인되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 종래의 박형 전지보다 작은 크기로 제조될 수 있고, 전극리드가 돌출된 봉합부위의 밀봉성을 강화시킬 수 있으며, 전기적 및 기계적 연결이 용이한 박형 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 박형 전지들을 단위전지로 하여 구성되는, 안정하고 콤팩트한 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신규한 구조의 박형 전지는, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 전지로서, 전극리드가 전지셀의 상단 실링부에 접철되어 있고, 상기 전극리드와 상단 실링부에 기계적 체결 및 전기적 연결을 위한 관통구가 상호 연통되어 천공되어 있는 것으로 구성되어 있다.

본 발명에서 상기 "전극리드"는 전지셀 본체에서 연장되어 상단 실링부 상에 포함되어 있거나 그로부터 돌출되어 있는 부위를 의미한다. 이하에서는 때때로, 상단 실링부로부터 돌출된 전극리드의 부위를 "외부리드"로, 실링부의 내면에 위치하는 전극리드의 부위를 "내부리드"로 각각 구별하여 칭하기도 한다.

본 발명에서 상기 "전극리드가 전지셀의 상단 실링부에 접철되어 있다"는 것은 외부리드를 전지셀 방향으로 180 도로 절곡하여 실링부의 상단면 또는 하단면에 밀착시키는 것을 의미한다. 전극리드를 실링부의 상단면에 밀착시킬 때에는 수직으로 상향 절곡하고 하단면에 밀착시킬 때에는 수직으로 하향 절곡한 후 전지셀 방향으로 재차 절곡한다.

따라서, 외부리드를 실링부의 상단면에 접철시킬 경우, 상단 실링부의 상부 라미네이트 시트를 사이에 두고 외부리드와 내부리드가 위치하는 구조가 되어, 전 체적으로 시트/내부리드/시트/외부리드 순으로 적층되어 있는 구조가 된다.

바람직하게는, 상기 외부리드와 실링부 사이에 절연성 부재를 개재할 수 있다. 전극리드와 실링부에 관통구를 천공할 때, 외부리드와 내부리드에서 버(burr)가 발생하여 라미네이트 시트의 금속층과 서로 접속될 가능성이 있다. 특히, 내부리드는 라미네이트 시트의 수지층들(또는 절연필름)과 밀착(예를 들어, 열융착)되어 있음에 반하여, 외부리드는 그것의 외면에 수지층이나 절연필름 등이 밀착되어 있지 않으므로 상대적으로 큰 크기의 버가 발생할 가능성이 높다. 따라서, 시트와 외부리드 사이에 개재되는 상기 절연성 부재는 외부리드와 라미네이트 시트의 금속층이 접촉되는 것을 방지하여 주는 역할을 한다.

상기 관통구의 크기는, 실링부의 밀봉력을 저하시키지 않으면서 적정한 크기의 직경을 가진 체결부재가 용이하게 삽입되어 결합될 수 있는 크기이면, 특별히 제한되는 것은 아니다. 반면에, 상기 관통구를 형성할 때, 상기 라미네이트 시트의 금속층과 체결부재의 접촉을 방지하기 위하여, 실링부에 천공되어 있는 관통구의 직경이 상기 전극리드에 천공되어 있는 관통구의 직경보다 크게 구성하는 것이 바람직하다. 이때, 전극리드에 천공되는 관통구의 직경은 전기적 연결을 위한 체결부재(이하 상술함)의 직경과 대략 동일한 것이 바람직하다.

경우에 따라서는, 라미네이트 시트의 금속층과 체결부재의 접촉을 방지하기 위하여, 시트와 체결부재 사이에도 절연성 부재를 개재할 수 있다.

상기 관통구는 상기 설명에서와 같이 전극리드를 실링부에 접철한 상태에서 천공하여 형성할 수도 있고, 경우에 따라서는, 미리 전극리드에 관통구를 천공한 상태에서 접철한 실링부에 관통구를 천공하거나, 또는 미리 전극리드와 실링부에 각각 관통구를 천공한 상태에서 접철할 수도 있다.

본 발명에서의 상기 박형 전지는, 바람직하게는, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 양극, 음극 및 분리막으로 구성된 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지이다. 상기 전극조립체를 외부단자와 전기적으로 연결하기 위하여, 상기 전극조립체의 각 전극에서 돌출된 전극 탭들을 용접 등에 의해 전극리드로 연결하는 것으로 구성되어 있다.

전극리드는 전지셀의 일측에 함께 형성될 수도 있고, 타측에 각각 형성될 수도 있다. 예를 들어, 양극리드가 전지셀의 상단에 형성되어 있고 음극리드가 전지셀의 하단에 형성되는 구조로 가능하다.

본 발명은 또한 상기 박형 전지를 단위전지로 사용하여 구성되는 전지모듈에 관한 것이다.

일 예로, 본 발명의 전지모듈은 단위전지들과의 연결을 위한 접속부재의 체결구와 상기 단위전지의 관통구를 연통시킨 상태에서 기계적 및 전기적 연결을 위한 체결부재가 결합되는 것으로 구성되어 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 접속부재는 금속판재의 버스 바로서, 양단부에 단위전지들의 전기적 및 기계적 연결을 위한 체결구들이 형성되어 있다.

상기 체결부재의 바람직한 예로는 도전성 소재의 볼트 및 너트의 조합을 들 수 있으며, 상기 체결구와 관통구에 볼트를 삽입하고 그것의 대향 부위에서 너트를 체결함으로써 견고한 결합을 이룰 수 있다.

상기에서, 접속부재로서의 버스 바와 체결부재로서의 볼트 및 너트의 결합 방식은 다양할 수 있는 바, 그것의 몇가지 예를 들어 보면 다음과 같다.

첫 번째 결합 방식으로서, 버스 바의 체결구는 대략 볼트의 외경에 대응하는 내경을 가지며, 상기 볼트를 전지셀 실링부의 관통구에 그것의 하부로부터 삽입하고, 상기 버스 바를 실링부 상에 접철된 상태로 밀착되어 있는 외부리드의 상단에 탑재하여 그것의 체결구에 볼트의 단부가 삽입되도록 한 뒤, 너트를 체결하는 방식일 수 있다.

상기 결합 방식에서, 외부리드는 전지셀 실링부의 상단면 상에 밀착되도록 접철되고 있지만 하단면 상에 밀착되도록 접철될 수 있고, 볼트가 실링부의 하부로부터 삽입되고 있지만 상부로부터 삽입될 수 있으며, 버스 바가 실링부의 상단면에 탑재되고 있지만 하단면에 위치할 수 있음은 물론이다.

경우에 따라서는, 상기 버스 바의 체결구 내면에 체결을 용이하게 수행하기 위한 나사선이 형성되어 있을 수도 있다.

두 번째 결합 방식으로서, 버스 바의 체결구는 대략 너트의 외면 형상에 대응하는 내면 또는 그 보다 큰 내경을 가지며, 볼트(A)를 전지셀 실링부의 관통구에 그것의 하부로부터 삽입하여 대향 부위에서 너트를 볼트(A)에 체결하고, 실링부 상에 접철된 상태로 밀착되어 있는 외부리드의 상단에 상기 버스 바를 그것의 체결구에 너트가 삽입되도록 탑재하며, 또 다른 볼트(B)를 볼트(A)에 대향 방향에서 버스 바의 상부로부터 상기 너트에 체결하는 방식일 수 있다.

즉, 상기 결합 방식에서는 두 개의 볼트(A, B)가 하나의 너트를 중심으로 그 것의 상부와 하부로부터 각각 체결되는 구조로 이루어져 있다. 따라서, 외부리드에 대한 버스 바의 결합은 주로 너트에 대한 볼트(B)의 체결에 의해 달성된다.

외부리드가 접철되어 밀착되는 실링부의 면, 볼트의 삽입 방향, 버스 바의 위치 등은 앞서의 설명과 같이 다양할 수 있음은 물론이다.

상기 두 개의 구체화 예들 이외에 본 발명에 따른 기본 구조를 바탕으로 다양한 결합 방식이 존재할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

경우에 따라서는, 상기 단위전지의 관통구에는 상기 체결부재가 삽입될 수 있는 내경의 관통홈이 형성되어 있는 삽입부재가 추가로 결합될 수 도 있다.

그러한 삽입부재의 바람직한 예로는, 도전성 소재로 되어 있고 중앙이 천공된 원판형의 헤드와, 전기절연성 소재로 되어 있고 중앙이 천공된 원통형 바디로 구성되어 있는 너트형 삽입부재를 들 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 헤드와 바디의 관통홈 내면에는 나사선이 형성되어 있을 수 있다.

상기 헤드는 접속부재와 접하고, 그것의 바디는 단위전지의 관통구에 삽입되어 실링부의 라미네이트 시트와 접함으로써, 체결부재가 삽입되었을 때, 상기 체결부재가 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트와 접촉되는 것을 방지하여 주고, 상기 접속부재가 체결부재와 안정적인 전기적 연결을 이룰 수 있도록 도와준다.

상기 삽입부재가 전기적 절연 만을 목적으로 사용되는 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 절연성 부재를 대신할 수 있으며, 이 경우에는 상기 헤드와 원통형 바디 전체가 전기절연성 소재로 이루어진다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 박형 전지의 사시도가 도시되어 있다.

도 1을 참고하면, 전지(100)는 양극/분리막/음극의 전극조립체(도시하지 않음)가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 밀봉되어 있고, 그것의 상단 실링부(110a)에 판상형 전극리드(140)가 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다.

실링부(110a)의 상단면에 절연성 부재(200)를 탑재하고 전극리드(140)를 화살표 방향에서와 같이 상향 절곡한 후 전지본체 방향으로 재차 절곡하여 절연성 부재(200) 상에 접철하고, 전극리드(140)와 상단 실링부(110a)를 연통하는 관통구(150)를 천공한다.

도 2a에는 도 1의 전지에 체결부재로서 볼트와 너트를 사용하여 접속부재를 결합하는 하나의 실시예에 따른 조립 과정도가 도시되어 있고, 도 2b에는 그와 같이 조립된 전지의 부분적인 수직 단면도가 도시되어 있다.

우선 도 2a를 참조하면, 전지는 실링부(110a)와 전극리드(140)에 천공되어 있는 관통구(150)에 그것의 하부로부터 볼트(300)를 삽입하고, 실링부(110a)의 상 단면에 버스 바(500)를 탑재한 다음, 볼트(300)의 단부에 너트(400)를 체결하여 결합한다. 볼트(300)는 라미네이트 시트(110)과의 전기적 절연성을 확보하기 위하여 절연성 부재(210)를 개재한 상태에서 관통구(150)에 삽입된다.

버스 바(500)는 판상형 금속 부재로서, 전극리드(140)의 관통구(150)에 연통된 상태에서 볼트(300)가 삽입될 수 있는 체결구(510)가 형성되어 있다. 체결구(510)의 내면에는 볼트(300)에 대응하는 나사선이 형성되어 있어서 체결력을 더욱 높일 수 있다.

볼트(300)와 너트(400)의 형상은 체결이 가능한 구조라면 특별히 제한이 없으며, 도면에서의 육각 단면 이외에 다양한 형상이 가능할 수 있음은 물론이다.

도 2b를 참조하면, 전지(100)는 파우치형의 라미네이트 시트(110)에 전극조립체(120)를 내장하는 것으로 구성되어 있으며, 전극조립체(120)를 외부와 전기적으로 연결하기 위하여, 각 전극에서 돌출된 전극 탭(130)들을 용접 등에 의해 전극리드(140)에 용접하고, 그러한 전극리드(140)가 외부로 돌출되어 있다.

전극리드(140)는 외부로 돌출되어 있는 외부리드(140a)와 실링부(110a) 내부에 위치한 내부리드(140b)로 구분되며, 외부리드(140a)가 실링부(110a)의 상단면에 밀착되도록 접철된다.

실링부(110a)는 라미네이트 시트(110)와 전극리드(140)가 부착되는 부위이므로, 일반적으로는 별도의 절연필름(160)을 사용하여 그것의 계면에 대한 밀봉성과 전기적 절연성을 높인다.

실링부(110a)와 외부리드(140a) 사이에는 도 1에서 설명한 바와 같은 절연성 부재(200)를 개재하여 관통구 천공시 발생하는 버(bur)에 의해 외부리드(140a)와 라미네이트 시트(110)의 금속층이 접촉되는 것을 방지한다. 또한, 볼트(300)와 라미네이트 시트(110) 사이에도 도 2a에서와 같이 별도의 절연성 부재(210)가 삽입된다. 이러한 절연성 부재(200, 201)는 예를 들어 절연성 접착 필름의 형태, 또는 절연성 구조물의 형태 등일 수 있으며, 바람직하게는 전기절연성의 플라스틱 수지로 이루어져 있다.

한편, 실링부(110a)의 관통구 직경은 전극리드(140)의 관통구 직경 보다 크게 구성되어 있어서, 금속층을 포함하고 있는 라미네이트 시트(110)의 실링부(110a)와 볼트(300)가 서로 접속되는 것을 방지한다.

도 3a에는 도 1의 전지에 볼트와 너트를 사용하여 접속부재를 결합하는 또 다른 실시예에 따른 조립 과정도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3b에는 그와 같이 조립된 전지의 부분적인 수직 단면도가 도시되어 있다.

도 3a의 결합 방식은 두 개의 볼트를 사용하고 전지에 대한 버스 바의 결합이 주로 버스 바 방향에서 결합되는 볼트와 너트의 체결에 의해 달성된다는 점에서 도 2a의 결합 방식과 차이가 있다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 우선, 제 1 볼트(301)를 절연성 부재(201)가 개재된 상태에서 실링부(110a) 및 전극리드(140)의 관통구(150)의 하부로부터 삽입하고, 대향 방향에서 너트(401)를 제 1 볼트(301)에 체결한다. 그런 다음, 체결구(511)에 너트(401)가 삽입되도록 버스 바(501)를 실링부(110a)의 상단면에 탑재한 후, 제 2 볼트(302)를 동일한 너트(401)에 체결한다. 상기와 동일한 체결 구조를 이루는 방식이라면 일부 조립 과정의 순서는 달라질 수 있음은 물론이다.

버스 바(501)의 체결구(511)는 너트(401)가 삽입될 수 있어야 하므로, 너트(401)의 외면 형상에 일치하는 내면 구조나, 그 보다 큰 크기의 내경을 가지고 있다. 따라서, 도면에서는 버스 바(501)의 체결구(511)가 너트(401)의 외면에 대응하는 육면 구조로 이루어져 있지만, 기타의 형상도 가능하다. 다만, 버스 바(501)가 제 2 볼트(302)와 너트(401)의 체결에 의해 결합되므로, 체결구(511)는 제 2 볼트(302)의 헤드보다는 작은 크기를 가져야 한다.

제 1 볼트(301)와 제 2 볼트(302)는 하나의 너트(401)에 함께 체결되므로, 너트(401)는 이들 볼트들(301, 302)이 함께 체결될 수 있는 길이를 가지고 있다. 또한, 너트(401)의 동일한 나사선에 함께 체결되므로, 제 1 볼트(301)와 제 2 볼트(302)는 그것의 삽입 방향에서 서로 반대 방향, 즉, 도면에서와 같은 회전 방향으로 체결을 이룬다.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 두 개의 전지셀들을 조립하여 구성된 전지모듈의 부분 모식도가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 두 개의 전지셀들(100, 101)은 전극리드(140)가 접철되어 실링부(110a)의 상단면에 밀착되어 있고, 이들에 관통되어 있는 관통구(150)에 체결부재(600)가 결합됨으로써 버스 바(500)가 전지셀들(100, 101)의 전극리드(140, 141)를 전기적 및 기계적으로 연결하고 있다. 체결부재(600)는 도 2a 및 3a에서와 같은 결합 방식을 구현하는 볼트 및 너트일 수도 있지만, 그것만으로 한정되지 않으며, 예를 들어, 리벳 등으로 구현될 수도 있다.

전극리드들(140, 141)이 실링부(110a) 상에 절곡된 상태에서 버스 바(500)가 결합되므로 전지모듈(700)의 전반적인 크기가 크게 줄어들어 콤팩트한 구조를 구현할 수 있다. 또한, 전극리드(140)와 실링부(110a)의 이중적인 체결 구조로 인해, 기계적 강성이 낮은 파우치형 전지임에도 불구하고 체결부위의 결합력이 매우 우수하다.

도 5a에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 사용될 수 있는 삽입부재의 예시적인 사시도가 도시되어 있고, 도 5b에는 그것이 접철된 전극리드 상에 체결한 상태의 사시도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 삽입부재(800)는 도전성 소재로 되어 있는 헤드(810)와 전기절연성 소재로 되어 있는 바디(820)로 구성되어 있다. 또한, 도 2a 또는 3a에서와 같은 볼트가 삽입될 수 있는 내경의 관통홈(830)이 헤드(810)와 바디(820)에 걸쳐 형성되어 있다.

이러한 삽입부재(800)는 접철된 상태로 실링부(110a)의 상단면에 밀착되어 있는 전극리드(140) 상에 탑재되어, 도 2a 및 3a에서와 같이 버스 바 및 너트 등을 탑재하여 볼트를 체결할 때, 볼트에 라미네이트 시트의 금속층과의 접촉을 방지하면서 안정적인 전기적 연결을 이룰 수 있도록 도와 준다.

또한, 이러한 삽입부재(800)는 헤드(510)가 절연성 소재로 되어 있는 경우, 도 2a 및 3a에서의 절연성 부재(210) 대신에 사용될 수도 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상기에서 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 신규한 구조의 박형 전지는 종래의 박형 전지보다 작은 크기를 가지며, 전극리드가 돌출된 봉합부위의 밀봉성을 강화시킬 수 있다. 따라서, 이러한 전지를 단위전지로서 사용하면, 전기적 및 기계적 체결이 용이하고, 구조적으로 안정적이고 콤팩트한 구조의 전지모듈을 제조할 수 있다.

Claims (13)

1. 단위전지로서 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 박형 전지를 사용하는 전지모듈로서,

   상기 박형 전지는 전극리드가 전지셀의 상단 실링부에 접철되어 있고, 상기 전극리드와 실링부에 기계적 및 전기적 연결을 위한 관통구가 상호 연통되도록 천공되어 있는 것으로 구성되어 있으며, 단위전지들의 연결을 위한 접속부재의 체결구와 상기 단위전지의 관통구를 일치시킨 상태에서 기계적 및 전기적 연결을 위한 체결부재가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 전지모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 상기 실링부 상단면 또는 하단면 상에 접철되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전극리드와 실링부 사이에 절연성 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 실링부에 천공되어 있는 관통구의 직경은 상기 전극리드에 천공되어 있는 관통구의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 전지모듈.
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6. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부재는 단위전지들의 연결을 위한 체결구들이 형성되어 있는 금속판재의 버스 바인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는 도전성 소재의 볼트 및 너트인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 버스 바의 체결구는 볼트의 외경에 대응하는 내경을 가지며, 상기 볼트를 전지셀 실링부의 관통구에 그것의 하부로부터 삽입하고, 상기 버스 바를 실링부 상에 접철된 상태로 밀착되어 있는 외부리드의 상단에 탑재하여 그것의 체결구에 볼트의 단부가 삽입되도록 한 뒤, 너트를 체결하는 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 버스 바의 체결구 내면에 체결을 용이하게 수행하기 위한 나사선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 버스 바의 체결구는 너트의 외면 형상에 대응하는 내면 또는 그 보다 큰 내경을 가지며, 볼트(A)를 전지셀 실링부의 관통구에 그것의 하부로부터 삽입하여 대향 부위에서 너트를 볼트(A)에 체결하고, 실링부 상에 접철된 상태로 밀착되어 있는 외부리드의 상단에 상기 버스 바를 그것의 체결구에 너트가 삽입되도록 탑재하며, 또 다른 볼트(B)를 볼트(A)에 대향 방향에서 버스 바의 상부로부터 상기 너트에 체결하는 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재가 삽입될 수 있는 내경의 관통홈이 형성되어 있는 삽입부재가 상기 단위전지의 관통구에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 삽입부재는 도전성 소재로 되어 있는 헤드와, 단위전지의 관통구에 삽입되어 실링부의 라미네이트 시트와 접하는 전기절연성 소재의 바디로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 헤드와 바디의 관통홈 내면에는 나사선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.

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