KR101125592B1 - High Capacity Battery Cell of High Life Characteristics and Safety - Google Patents

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KR101125592B1 KR1020070012968A KR20070012968A KR101125592B1 KR 101125592 B1 KR101125592 B1 KR 101125592B1 KR 1020070012968 A KR1020070012968 A KR 1020070012968A KR 20070012968 A KR20070012968 A KR 20070012968A KR 101125592 B1 KR101125592 B1 KR 101125592B1
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Abstract

본 발명은 양측이 동일한 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('바이셀') 또는 양측이 서로 다른 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('풀셀')를 긴 분리막 시트로 권취하여 제조되는 스택-폴딩형 구조의 셀('유닛 셀')을 포함하고 있는 이차전지로서, 상기 유닛 셀 둘 또는 그 이상이 하나의 전지케이스에 내장되어 있고, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 하나 또는 둘 이상의 전극단자들이 돌출되어 있으며, 상기 유닛 셀들은 전극단자들이 연결된 상태로 적층 배열 구조를 형성하면서 하나의 수납부에 장착되어 있고, 상기 유닛 셀들 사이에는 열전도성이 우수한 시트('방열 시트')가 개재되어 있는 구조로 이루어진 이차전지를 제공한다.The present invention is prepared by winding a small electrode assembly ('bicell') having a stack-type structure composed of the same electrode on both sides or a small electrode assembly ('full cell') having a stack-type structure composed of electrodes having both sides with a long separator sheet. A secondary battery including a stack-foldable structure cell ('unit cell'), wherein two or more of the unit cells are housed in one battery case, and one or more unit cells are disposed at both ends. Electrode terminals protrude, and the unit cells are mounted in one accommodating part while forming a stacked arrangement structure with the electrode terminals connected to each other, and a sheet ('heat-dissipating sheet') having excellent thermal conductivity is interposed between the unit cells. It provides a secondary battery consisting of a structure.

따라서, 본 발명에 따른 고용량 이차전지는 유닛 셀간의 전기적 및 물리적 결합력을 높임으로써 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있고, 간편한 조립공정으로 용량을 크게 증가시킬 수 있으며, 유닛 셀들 사이에 열전도성 부재를 개재함으로써 전지 구성 요소의 열화에 의한 수명 단축과 고열 발생으로 인한 안전성 문제를 해소하는 효과가 있다.Therefore, the high capacity secondary battery according to the present invention can improve the structural stability by increasing the electrical and physical coupling force between the unit cells, can greatly increase the capacity by a simple assembly process, interposed between the thermally conductive member between the unit cells By doing so, there is an effect of shortening the lifespan due to deterioration of battery components and safety problems due to high heat generation.

Description

수명 특성과 안전성이 우수한 고용량 전지셀 {High Capacity Battery Cell of High Life Characteristics and Safety}High Capacity Battery Cell of High Life Characteristics and Safety

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지를 이루는 유닛 셀들의 적층 배열식 병렬 연결구조를 보여주는 사시도이다;1 is a perspective view showing a stack-type parallel connection structure of unit cells forming a secondary battery according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 변형예로서 양측에 각각 한 쌍의 양극 및 음극단자들이 돌출되어 있는 유닛 셀들의 적층 배열식 병렬 연결구조를 보여주는 사시도이다;FIG. 2 is a perspective view showing a stacked arrangement of parallel connection units of unit cells in which a pair of positive and negative terminals protrude from both sides as a modification of FIG. 1;

도 3은 도 1의 이차전지를 이루는 유닛 셀들의 부분 단면도이다;3 is a partial cross-sectional view of the unit cells forming the secondary battery of FIG. 1;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 이루는 유닛 셀들의 직렬 연결구조를 나타내기 위한 사시도이다;4 is a perspective view illustrating a series connection structure of unit cells forming a secondary battery according to still another embodiment of the present invention;

도 5는 도 4의 유닛 셀들로 이루어진 이차전지의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a rechargeable battery including the unit cells of FIG. 4.

본 발명은 두 개 이상의 유닛 셀들을 포함하고 있는 고용량 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양측이 동일한 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체 또는 양측이 서로 다른 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체를 긴 분리막 시트로 권취하여 제조되는 스택-폴딩형 구조의 셀('유닛 셀')을 포함하고 있는 이차전지로서, 상기 유닛 셀 둘 또는 그 이상이 하나의 전지케이스에 내장되어 있고, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 하나 또는 둘 이상의 전극단자들이 돌출되어 있으며, 상기 유닛 셀들은 전극단자들이 연결된 상태로 적층 배열 구조를 형성하면서 하나의 수납부에 장착되어 있고, 상기 유닛 셀들 사이에는 열전도성이 우수한 시트가 개재되어 있는 구조로 이루어진 이차전지, 및 이러한 이차전지들을 포함하는 전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a high capacity battery cell including two or more unit cells, and more particularly, a small electrode assembly having a stacked structure in which both sides are made of the same electrode, or a small structure in which the stacked structure is made of different electrodes in both sides. A secondary battery including a cell having a stack-folding structure ('unit cell') manufactured by winding an electrode assembly with a long separator sheet, wherein two or more of the unit cells are housed in one battery case. One or more electrode terminals protrude from both ends of the unit cells, and the unit cells are mounted in one receiving unit while forming a stacked arrangement structure with the electrode terminals connected thereto. Secondary battery made of a structure interposed with excellent sheet, and a battery cell including such secondary batteries Relate to.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.With the development of technology and increasing demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are used for various mobile devices as well as various electronic products. It is widely used as an energy source.

이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.Secondary batteries are classified into roughly cylindrical cells, square cells, and pouch cells according to external and internal structural features. Among them, rectangular batteries and pouch cells having a small width to length are particularly noticeable. I am getting it.

이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지 에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점을 가지고 있다. 반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.The electrode assembly of the anode / separation membrane / cathode structure constituting the secondary battery is largely divided into a jelly-roll type (wound type) and a stack type (lamination type) according to its structure. The jelly-roll type electrode assembly is coated with an electrode active material or the like on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into bands of a desired width and length, and the membrane is separated using a separator to form a spiral. It is manufactured by winding. The jelly-roll type electrode assembly is suitable for cylindrical batteries, but has disadvantages such as peeling of electrode active materials and low space utilization when applied to square or pouch type batteries. On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of anode and cathode unit cells are sequentially stacked, and has an advantage of easily obtaining a rectangular shape, but when the manufacturing process is complicated and an impact is applied, the electrode is pushed and a short circuit occurs. There is a disadvantage that is caused.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 사용하여 폴딩한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체가 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 개시되어 있다.In order to solve this problem, the electrode assembly of the advanced structure of the jelly-roll type and the stacked form, a full cell or anode (cathode) / separator / cathode of a certain unit size of the anode / separator / cathode structure A stack-foldable electrode assembly was developed in which a bicell of (anode) / membrane / anode (cathode) structure was folded using a continuous separation film of a long length, which was disclosed by the applicant of Korean patent application. No. 2001-82058, 2001-82059, 2001-82060, and the like.

일반적으로, 스택-폴딩형 전극조립체에서 용량을 증가시키기 위해서는 구성하는 풀셀 또는 바이셀의 개수를 증가시킨다. 하지만, 풀셀 또는 바이셀의 개수가 증가할수록, 폴딩 공정을 위한 공간이 커지고 많은 작업시간이 소요되며, 일부 셀에서 불량이 발생하였을 경우 전체 전극조립체의 불량이 초래되는 문제점을 가지고 있다.In general, in order to increase capacity in a stack-foldable electrode assembly, the number of full cells or bicells constituting is increased. However, as the number of full cells or bicells increases, the space for the folding process increases and a large amount of work time is required, and when a failure occurs in some cells, the entire electrode assembly may be defective.

한편, 전지의 대용량화를 위해 권취 회수 및/또는 적층 회수가 늘어남에 따라 방열 문제가 심각하게 대두되고 있다. 리튬 이차전지는 충방전시에 열이 발생하는 바, 이러한 열이 효과적으로 제거되지 못하고 축적되는 경우, 전지의 열화가 초래되고 안전성도 크게 훼손될 수 있다. 특히, 전기자동차, 하이브리드 전기자동 차 등의 전원과 같이 고속 충방전 특성이 요구되는 전지에서는 순간적으로 고출력을 제공하는 과정에서 강한 발열이 수반된다. On the other hand, as the number of windings and / or stackings increases to increase the capacity of the battery, the heat dissipation problem is seriously raised. Since the lithium secondary battery generates heat during charging and discharging, when such heat is not effectively removed and accumulated, the lithium secondary battery may cause deterioration of the battery and greatly deteriorate safety. In particular, a battery that requires high-speed charging and discharging characteristics, such as a power source of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or the like, has a strong heat generation in the process of providing a high power instantaneously.

이러한 방열 문제는 전지의 고용량화를 위해 전극판들을 높은 밀집도로 충적되는 구조에서 불가피하게 발생하며, 특히, 전극조립체의 외면으로부터 가장 먼 거리를 이루는 중앙 부위에서의 발열 문제가 심각하다.This heat dissipation problem inevitably occurs in a structure in which the electrode plates are packed with high density for high capacity of the battery, and in particular, the heat generation problem at the central portion that is the longest distance from the outer surface of the electrode assembly is serious.

따라서, 용이한 방법으로 전지의 용량을 증가시키면서, 고속 충방전시 발생하는 많은 열을 외부로 배출하기 용이한 구조로 구성하여 이차전지의 수명 및 안전성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can improve the lifespan and safety of the secondary battery by increasing the capacity of the battery in an easy manner and by constructing a structure that is easy to discharge a lot of heat generated during high-speed charging and discharging to the outside. to be.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 간소한 조립공정에 의해 대용량의 이차전지를 제조할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 이러한 이차전지는 특히 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 전지모듈의 단위전지로서 바람직하게 사용될 수 있다.Specifically, the first object of the present invention is to provide a technology capable of manufacturing a large capacity secondary battery by a simple assembly process. Such a secondary battery may be preferably used as a unit cell of a medium-large battery module, such as an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and the like.

본 발명의 두 번째 목적은 전지의 대용량화로 인해 유발되는 열의 축적 문제를 해결함으로써 이차전지의 수명 및 안전성을 향상시키는 기술을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a technology for improving the lifespan and safety of a secondary battery by solving the heat accumulation problem caused by the large capacity of the battery.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 양측이 동일한 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('바이셀') 또는 양측이 서로 다른 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('풀셀')를 긴 분리막 시트로 권취하여 제조되는 스택-폴딩형 구조의 셀('유닛 셀')을 포함하고 있는 이차전지로서, 상기 유닛 셀 둘 또는 그 이상이 하나의 전지케이스에 내장되어 있고, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 하나 또는 둘 이상의 전극단자들이 돌출되어 있으며, 상기 유닛 셀들은 전극단자들이 연결된 상태로 적층 배열 구조를 형성하면서 하나의 수납부에 장착되어 있고, 상기 유닛 셀들 사이에는 열전도성이 우수한 시트('방열 시트')가 개재되어 있는 구조로 이루어져 있다.A secondary battery according to the present invention for achieving the above object is a small electrode assembly ('bicell') of the stack-like structure consisting of the same electrode on both sides or a small electrode assembly ('full cell) of the stack-type structure consisting of different electrodes on both sides A secondary battery including a stack-foldable structure ('unit cell') manufactured by winding ') into a long separator sheet, wherein two or more of the unit cells are embedded in one battery case, and One or more electrode terminals protrude from both ends of the unit cells, and the unit cells are mounted in one receiving unit while forming a stacked arrangement structure with the electrode terminals connected thereto. It has a structure in which an excellent sheet ('heat radiation sheet') is interposed.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는 하나의 전지케이스 내부에 둘 이상의 유닛 셀들을 포함함으로써 전지 용량이 증가되고, 그것을 구성하는 유닛 셀들이 그것의 양측 단부에서 각각 돌출되어 있는 전극단자에 의해 전기적 및 기계적으로 연결됨으로써 충격 또는 진동 등의 외부환경에 대한 구조적 안정성이 향상되는 장점이 있다. 또한, 둘 이상의 유닛 셀들이 하나의 단위체로서 안정적으로 결합되어 있어서, 이차전지의 조립 과정에서 취급이 용이하다는 장점이 있다. Accordingly, the secondary battery according to the present invention has increased battery capacity by including two or more unit cells in one battery case, and electrical and mechanical by electrode terminals protruding from the both ends thereof. By connecting to it has the advantage that the structural stability of the external environment, such as shock or vibration is improved. In addition, since two or more unit cells are stably coupled as one unit, there is an advantage in that handling is easy in the assembling process of the secondary battery.

또한, 상기 이차전지는 둘 이상의 유닛 셀들 사이에 열전도성이 우수한 방열 시트가 개재되어 있어서, 고속 충방전시 발생하는 많은 유닛 셀의 중심부에 있는 열을 상기 방열 시트가 흡수하여 유닛 셀들의 외주면 방향으로 발산하도록 유도함으로써 전지를 구성하는 요소들의 열화에 의한 전지의 수명이 단축되거나 고열 발 생으로 인한 전지의 발화를 방지할 수 있다. In addition, since the secondary battery has a heat dissipation sheet having excellent thermal conductivity between two or more unit cells, the heat dissipation sheet absorbs heat in the center of many unit cells generated during high-speed charging and discharging, so that the heat dissipation sheet absorbs heat toward the outer peripheral surface of the unit cells. By inducing the divergence, it is possible to shorten the life of the battery due to deterioration of the elements constituting the battery or to prevent the battery from firing due to high heat generation.

우선, 본 발명의 첫 번째 특징과 관련하여 일부 선행기술을 살펴보면, 전극조립체가 스택-폴딩형의 구조로 이루어지지는 않았지만, 한국 특허출원공개 제2004-0054201호 및 제2004-0092533호에는 이차전지의 용량을 증가시키기 위하여 파우치형 전지케이스 또는 각형 전지케이스에 두 개 이상의 스택형 전극조립체 또는 권취형 전극조립체를 병렬방식으로 연결하여 장착하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술들은 두 개 이상의 전극조립체들이 전기적 연결을 위하여 전극단자들에서만 결합되고, 그러한 전극단자들은 전극조립체의 일측 단부에서만 돌출되어 있으므로, 구조적 안정성이 매우 낮은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점은 고용량을 요구하는 이차전지에서 빈번하게 발생할 수 있는 충격 또는 진동 등의 외부환경에 노출되었을 경우 안전성을 저하시키는 주요 원인 중 하나로 작용할 수 있다.First, looking at some prior art with respect to the first feature of the present invention, although the electrode assembly is not made of a stack-folding structure, Korean Patent Application Publication Nos. 2004-0054201 and 2004-0092533 In order to increase the capacity of the pouch-type battery case or a rectangular battery case, a technique for connecting two or more stacked electrode assembly or wound electrode assembly in a parallel manner is mounted. However, the above techniques have a disadvantage in that structural stability is very low because two or more electrode assemblies are coupled only at the electrode terminals for electrical connection, and such electrode terminals protrude only at one end of the electrode assembly. Such a problem may act as one of the main causes of deterioration of safety when exposed to an external environment such as shock or vibration that may occur frequently in a secondary battery requiring high capacity.

본 발명의 두 번째 특징과 관련하여 일부 선행기술을 살펴보면, 일본 특허출원공개 제1993-159808호, 제1997-115552호, 제2003-297303호, 제2005-056655호 등에는 일부 전극에서의 국소적인 내부 단락이 입전한 전극에 영향을 미치는 것을 방지하거나, 방열을 위하여 전극판들 사이에 방열판으로 된 계면을 개재하거나 분리막 사이에 방열부재를 삽입하는 기술이 개시되어 있다. 이들 기술들은 공통적으로 젤리-롤형, 스택형 전극조립체에서 전극판들 사이에 상기 방열 관련 부재를 개재하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 젤리-롤형 또는 스택형 전극조립체에서 방열부재의 부가한 상태로 전극조립체를 제조하는 것은 조립 공정을 매우 번잡하게 만들며, 상기 부재로 인한 전지 용량 감소가 불가피하다는 문제점이 초래된다.Looking at some prior art in relation to the second aspect of the present invention, Japanese Patent Application Publication Nos. 1993-159808, 1997-115552, 2003-297303, 2005-056655, etc. Disclosed is a technique of preventing an internal short circuit from affecting an electrode which has entered, or interposing a heat dissipation member between electrodes in order to dissipate heat, or inserting a heat dissipation member between separators. These techniques are commonly characterized by interposing said heat dissipation related member between electrode plates in a jelly-roll type, stacked electrode assembly. However, the preparation of the electrode assembly with the addition of the heat dissipation member in the jelly-roll type or the stacked electrode assembly makes the assembly process very complicated, resulting in a problem that the battery capacity reduction due to the member is inevitable.

반면에, 본 발명의 이차전지는 그것의 특징적인 구조에 의해 상기 문제들을 동시에 해결하고 있다.On the other hand, the secondary battery of the present invention solves the above problems simultaneously by its characteristic structure.

본 발명에서 상기 유닛 셀들은 앞서 설명한 바와 같이 소정 개수의 풀셀들 또는 바이셀들로 이루어져 있다.In the present invention, the unit cells are composed of a predetermined number of full cells or bicells as described above.

상기 풀셀이란, 양측에 각각 양극과 음극이 위치하는 셀로서, 양극/분리막/음극의 구조로 이루어진 단위 셀을 의미한다. 예를 들어, 상기 풀셀은 가장 기본적인 구조의 양극/분리막/음극 셀과 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 이러한 풀셀을 사용하여 상기 유닛 셀을 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 풀셀들을 적층하여야 한다.The full cell is a cell in which an anode and a cathode are positioned at both sides, respectively, and means a unit cell having a structure of an anode, a separator, and a cathode. For example, the full cell may include an anode / separator / cathode cell and an anode / separator / cathode / cathode / anode / separator / cathode cell having the most basic structure. In order to configure the unit cell using such a full cell, a plurality of full cells should be stacked such that the positive electrode and the negative electrode face each other with the separation film interposed therebetween.

또한, 상기 바이셀이란, 양측에 각각 동일한 전극이 위치하는 구조, 즉, 양극-양극 또는 음극-음극 구조의 셀로서, 예를 들어, 상기 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극 셀 및 음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 이러한 바이셀을 이용하여 상기 유닛 셀을 구성하기 위해서는, 분리막 필름이 개재된 상태에서 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀(양극 바이셀)과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀(음극 바이셀)이 서로 대면하도록 다수의 바이셀들을 적층하여야 한다.In addition, the bi-cell is a structure in which the same electrode is located on both sides, that is, a cell of a cathode-anode or a cathode-cathode structure, for example, the bicell is an anode / separator / cathode / separator / anode cell and A cathode / separator / anode / separator / anode cell, etc. are mentioned. In order to configure the unit cell using such a bicell, a bicell (anode bicell) and a cathode / separator / anode / separator / cathode structure having an anode / separator / cathode / separator / anode structure with a separator film interposed therebetween. The plurality of bicells should be stacked so that the bicells (cathode bicells) face each other.

본 발명에서는 상기 유닛 셀을 이루는 단위 셀로서 바이셀을 바람직하게 사용할 수 있으며, 전지의 조립 공정, 작동 성능 등을 고려할 때, 상기 바이셀의 바람직한 개수는 3 내지 30 개이다.In the present invention, a bicell can be preferably used as the unit cell constituting the unit cell. In consideration of a battery assembly process, operating performance, and the like, a preferable number of the bicells is 3 to 30 pieces.

전극단자들이 연결된 유닛 셀들은 앞서 설명한 바와 같이 적층 배열 구조로 이루어져 있다. 여기서, '적층 배열 구조'는 유닛 셀들이 그것의 두께 방향으로 인접되도록 배열된 구조를 의미한다.The unit cells, to which the electrode terminals are connected, have a stacked arrangement structure as described above. Here, the “stacked arrangement structure” means a structure in which the unit cells are arranged to be adjacent in the thickness direction thereof.

유닛 셀들 사이에 개재되는 상기 방열 시트는 높은 열전도성을 가지는 부재이면 특별히 제한되지는 않으며, 일 예로 카본 시트로 이루어질 수 있다. 상기 카본 시트는 도전성을 가지므로 유닛 셀들과의 전기적 절연이 보장된 상태에서 유닛 셀들 사이에 개재되어야 하므로, 예를 들어, 카본 시트와 접하는 유닛 셀의 외면에 분리막을 도포함으로써 카본 시트와 유닛 셀들을 전기적으로 절연시키는 구조일 수 있다.The heat dissipation sheet interposed between the unit cells is not particularly limited as long as the heat dissipation sheet is a member having high thermal conductivity, and may be formed of, for example, a carbon sheet. Since the carbon sheet has conductivity, the carbon sheet should be interposed between the unit cells in a state where electrical insulation from the unit cells is ensured. For example, the carbon sheet and the unit cells may be formed by applying a separator to an outer surface of the unit cell in contact with the carbon sheet. It may be a structure to electrically insulate.

하나의 바람직한 예에서, 상기 방열 시트는 유닛 셀을 구성하는 극판의 크기와 동일하거나 그보다 작도록 구성되어 있어서, 유닛 셀의 전극단자와의 단락을 예방할 수 있으며, 그것의 두께는 방열 효율성과 전지의 용량을 고려하여 0.1 내지 1 mm로 형성되는 것이 바람직하다.In one preferred embodiment, the heat dissipation sheet is configured to be the same or smaller than the size of the electrode plate constituting the unit cell, it can prevent the short circuit with the electrode terminal of the unit cell, the thickness of the heat dissipation efficiency and the In consideration of the capacity, it is preferably formed in a range of 0.1 to 1 mm.

본 발명에 따른 이차전지는 다수의 유닛 셀들이 병렬방식으로 연결된 구조와 직렬방식으로 연결된 구조가 모두 가능하다. In the secondary battery according to the present invention, a structure in which a plurality of unit cells are connected in a parallel manner and a structure connected in a series manner are both possible.

하나의 바람직한 예에서, 상기 유닛 셀들은 그것의 양측 단부에 각각 하나의 전극단자가 형성되어 있고, 이러한 유닛 셀들은 같은 극의 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 그것의 두께 방향으로 적층하고, 유닛 셀들의 양측 단부에서 같은 극의 전극단자들을 병렬로 결합하는 구조일 수 있다. In one preferred example, the unit cells are each formed with one electrode terminal at both ends thereof, and the unit cells are stacked in the thickness direction thereof so that the electrode terminals of the same pole face the same direction, and the unit cell It may be a structure for coupling the electrode terminals of the same pole in parallel at both ends of the.

구체적인 예에서, 두 개의 유닛 셀들(제 1 유닛 셀, 제 2 유닛 셀)을 연결하 여 전극조립체를 구성할 때, 상기 유닛 셀들은 그것의 일측 단부에 하나의 양극단자가 형성되어 있고 타측 단부에 음극단자가 형성되어 있는 구조로서, 예를 들어, 제 1 유닛 셀은 그것의 양극단자가 유닛 셀의 하단(완성된 전지셀의 방향을 기준으로 함)을 향하도록 배열하고, 제 2 유닛 셀은 제 1 유닛 셀의 아래쪽에 적층된 상태에서 그것의 양극단자가 역시 하단을 향하도록 배열한다. 따라서, 제 2 유닛 셀 위에 제 1 유닛 셀이 적층되어 있는 구조로서, 양측 단부에서 형성되어 있는 제 1 유닛 셀의 양극단자와 제 2 유닛 셀의 양극단자, 및 제 1 유닛 셀의 음극단자와 제 2 유닛 셀의 음극단자를 각각 상호 결합하여, 두 유닛 셀들을 병렬방식으로 연결한 적층 배열 구조를 만들 수 있다. In a specific example, when two unit cells (first unit cell and second unit cell) are connected to form an electrode assembly, the unit cells have one anode terminal formed at one end thereof and a cathode at the other end thereof. As a structure in which terminals are formed, for example, the first unit cell is arranged such that its positive terminal faces the lower end of the unit cell (based on the direction of the completed battery cell), and the second unit cell is arranged in the first unit cell. In a state of being stacked on the bottom of the unit cell, its positive terminal is also arranged to face the bottom. Accordingly, the first unit cell is stacked on the second unit cell, and the positive terminal of the first unit cell, the positive terminal of the second unit cell, and the negative terminal of the first unit cell and the first unit cell are formed at both ends. The cathode terminals of the two unit cells are coupled to each other to form a stacked arrangement structure in which two unit cells are connected in parallel.

경우에 따라서는, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 각각 두 개의 전극단자들이 형성되어 있고, 상기 유닛 셀들의 일측 단부에 형성되어 있는 전극단자들은 같은 극이거나 또는 서로 다른 극을 가진 구조일 수 있다. 즉, 상기 유닛 셀은 그것의 일측 단부에서 한 쌍의 양극단자 및 음극단자가 형성되어 있어서, 총 네 개의 전극단자가 두 쌍의 형태로 돌출되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조에서, 같은 극의 전극단자들이 인접하도록 두께 방향으로 유닛 셀들을 적층하고, 유닛 셀들의 양측 단부에서 같은 극의 전극단자들을 결합하여 병렬방식으로 연결할 수 있다.In some cases, each of the unit cells may have two electrode terminals formed at both ends thereof, and electrode terminals formed at one end of the unit cells may have the same pole or different pole structures. That is, the unit cell has a pair of positive and negative terminals formed at one end thereof, so that a total of four electrode terminals protrude in two pairs. In such a structure, unit cells may be stacked in the thickness direction such that electrode terminals of the same pole are adjacent to each other, and electrode terminals of the same pole may be coupled in parallel to each other at both ends of the unit cells.

상기에서 설명된 전지셀들은 다수의 유닛 셀들이 병렬방식으로 연결되어 있지만, 경우에 따라서는 이들을 직렬방식으로 연결할 수도 있다. 유닛 셀들이 직렬방식으로 연결된 전지셀은 상대적으로 고전압으로 충방전이 진행되므로, 전극활물질, 전해질 등의 전지셀 구성요소들은 이러한 고전압 조건에서 안전할 수 있는 구 성으로 이루어져야 한다.In the above-described battery cells, a plurality of unit cells are connected in parallel, but in some cases, they may be connected in series. Since the battery cells in which the unit cells are connected in series are charged and discharged at a relatively high voltage, battery cell components such as electrode active materials and electrolytes must be configured to be safe under such high voltage conditions.

직렬방식 연결의 예로서, 유닛 셀들은 그것의 양측 단부에 각각 하나의 전극단자가 형성되어 있고, 이러한 유닛 셀들을 같은 극의 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 그것의 길이 방향으로 배열하며, 인접한 두 유닛 셀들의 대면하는 단부에서 서로 다른 극의 전극단자들을 직렬방식으로 결합한 후, 전극단자 연결부위를 절곡하여 적층 배열 구조를 만들 수 있다.As an example of a series connection, unit cells each have one electrode terminal formed at both ends thereof, and these unit cells are arranged in the length direction thereof so that electrode terminals of the same pole face the same direction, and two adjacent cells are arranged. After the electrode terminals of different poles are coupled in series at opposite ends of the unit cells, the electrode terminal connecting portions may be bent to form a stacked arrangement structure.

구체적인 예로서, 두 개의 유닛 셀들(제 3 유닛 셀, 제 4 유닛 셀)을 연결할 경우, 상기 유닛 셀들은 그것의 양측 단부에 양극단자와 음극단자가 각각 형성되어 있는 구조로서, 예를 들어, 제 3 유닛 셀은 그것의 양극단자가 유닛 셀의 상단 방향을 향하도록 배열하고, 제 4 유닛 셀 역시 그것의 양극단자가 상단 방향을 향하면서 제 3 유닛 셀의 하단에 위치한 음극단자와 인접하도록 배열한다. 따라서, 제 3 유닛 셀의 하단과 제 4 유닛 셀의 상단이 서로 대면함으로써, 각 단부에서 형성되어 있는 제 3 유닛 셀의 음극단자와 제 4 유닛 셀의 양극단자를 상호 결합하여, 상기 두 유닛 셀들은 직렬방식으로 연결될 수 있다. 또한, 이러한 전극단자 연결부위를 절곡하여 적층 배열 구조로 만들 수 있다.As a specific example, when connecting two unit cells (third unit cell, fourth unit cell), the unit cells have a structure in which positive and negative terminals are formed at both ends thereof, for example, The three unit cell is arranged such that its positive terminal faces the top direction of the unit cell, and the fourth unit cell is also arranged so that its positive terminal faces adjacent to the negative terminal located at the bottom of the third unit cell while facing the top direction. Accordingly, the lower end of the third unit cell and the upper end of the fourth unit cell face each other, thereby mutually coupling the negative terminal of the third unit cell and the positive terminal of the fourth unit cell formed at each end to each other. Can be connected in series. In addition, the electrode terminal connecting portion may be bent to have a stacked arrangement structure.

이러한 구조에서, 유닛 셀의 전극단자들 중 상호 결합되지 않는 전극단자들은 전지케이스에 장착되었을 때, 예를 들어, 상기 전지케이스의 일측에서 소정의 간격으로 이격될 수 있도록, 유닛 셀의 각각 좌측과 우측으로 편향되어 있는 구조일 수 있다. In this structure, the electrode terminals which are not coupled to each other among the electrode terminals of the unit cell may be spaced apart from the left side of the unit cell so as to be spaced apart at predetermined intervals, for example, from one side of the battery case. It may be a structure that is biased to the right.

경우에 따라서는, 상기 유닛 셀들 중 하나의 유닛 셀은 그것의 분리막 시트 가 길게 연장되어 있고, 상기 분리막 시트의 잉여부로 모든 유닛 셀들을 감싼 상태에서 열융착시킬 수 있다. 이러한 구조로 인해 유닛 셀들간의 결합력을 더욱 높여 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.In some cases, one of the unit cells may be heat-sealed in a state in which a separator sheet thereof is elongated and all the unit cells are wrapped with an excess of the separator sheet. Due to this structure, it is possible to improve the structural stability by further increasing the coupling force between the unit cells.

본 발명에 따른 이차전지는 대용량의 중대형 전지모듈 또는 전지팩의 제조에 바람직하게 사용될 수 있으며, 상기 대용량의 범위는 특별히 한정되지 않는다.Secondary battery according to the present invention can be preferably used in the manufacture of large-capacity medium-large battery module or battery pack, the range of the large capacity is not particularly limited.

따라서, 본 발명은 단위전지로서 상기 이차전지를 다수 개 포함하고 있는 중대형 전지모듈, 및 그러한 중대형 전지모듈 하나 이상과 상기 전지모듈의 작동을 제어할 수 있는 제어부를 포함하고 있는 중대형 전지팩을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a medium-large battery pack including a medium-large battery module including a plurality of secondary batteries as a unit cell, and at least one such medium-large battery module and a control unit for controlling the operation of the battery module. .

이러한 중대형 전지모듈 및 전지팩의 구조 및 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 관한 설명을 생략한다.Since the structure and manufacturing method of such a medium-large battery module and a battery pack are known in the art, description thereof will be omitted.

본 발명의 중대형 전지팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거 등과 같이 고출력, 대용량의 전기가 요구되며, 진동, 충격 등과 같은 많은 외력이 가해지는 디바이스의 동력원으로 특히 바람직하다.The medium-large battery pack of the present invention requires a high power and a large amount of electricity, such as an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric motorcycle, an electric bicycle, and is particularly preferable as a power source of a device to which a lot of external forces such as vibration and shock are applied.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지를 이루는 유닛 셀들의 적층 배열식 병렬 연결구조를 나타내는 사시도가 모식적으로 도시되어 있다. FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a stack-type parallel connection structure of unit cells forming a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 유닛 셀들(제 1 유닛 셀, 제 2 유닛 셀: 100, 200)은 양측 이 동일한 전극으로 이루어진 스택형 구조의 바이셀들 다수 개가 별도의 분리막 시트에 의해 폴딩되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 바이셀들의 구조는 도 3에서 더욱 용이하게 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, unit cells (first unit cell and second unit cell: 100 and 200) have a structure in which a plurality of bicells having a stacked structure in which both sides are formed of the same electrode are folded by a separate separator sheet. consist of. The structure of these bi-cells can be more easily confirmed in FIG.

도 3을 참조하면, 제 1 유닛 셀(100)은 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀들(150, 152)과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀(151)이 긴 분리막 시트(160)에 의하여 교대로 폴딩되어 있는 구조로 이루어져 있다. 여기서, 긴 분리막 시트(160)는 제 1 유닛 셀(100)을 구성하는 바이셀들(150, 151, 152)을 폴딩하고도 남을 만큼 길게 연장되어 있고, 분리막 시트(160)의 이러한 잉여부는 제 2 유닛 셀(200)을 감싸고 있으며, 제 1 유닛 셀(100)과 제 2 유닛 셀(200) 사이에는 유닛 셀들(100, 200)을 구성하는 극판보다 작은 크기의 방열 시트(160)가 삽입되어 있다.Referring to FIG. 3, the first unit cell 100 includes bicells 150 and 152 having an anode / separator / cathode / separator / anode structure and a bicell 151 having a cathode / separator / anode / separator / cathode structure. The long separator sheet 160 is alternately folded. Here, the long separator sheet 160 extends long enough to fold the bicells 150, 151, and 152 constituting the first unit cell 100, and the surplus portion of the separator sheet 160 may be formed. The heat dissipation sheet 160 having a smaller size than the pole plates constituting the unit cells 100 and 200 is inserted between the first unit cell 100 and the second unit cell 200. have.

다시 도 1을 참조하면, 제 1 유닛 셀(100)과 제 2 유닛 셀(200)은 다수의 바이셀들로 이루어져 있고, 양측 단부에 각각 하나의 음극단자(110, 210)와 양극단자(120, 220)가 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 이들 음극단자(110, 210)가 각각 유닛 셀의 상단을 향하도록 배열된다. 따라서, 제 1 유닛 셀(100)이 제 2 유닛 셀(200)의 위쪽에 적층되어 있는 구조로서, 양측 단부에서 음극단자(110, 210)와 양극단자(120, 220)를 각각 용접 등의 방법으로 결합하여, 두 유닛 셀(100, 200)이 병렬방식으로 연결된 적층 배열 구조를 만들 수 있다. Referring back to FIG. 1, the first unit cell 100 and the second unit cell 200 are composed of a plurality of bicells, each having one negative electrode terminal 110 and 210 and a positive electrode terminal 120 at both ends thereof. , 220 is formed to protrude, and the cathode terminals 110 and 210 are arranged to face the upper end of the unit cell, respectively. Accordingly, the first unit cell 100 is stacked on top of the second unit cell 200, and the cathode terminals 110 and 210 and the anode terminals 120 and 220 are respectively welded at both ends. In combination, the two unit cells 100 and 200 may be stacked in a stacked arrangement structure.

제 1 유닛 셀(100)과 제 2 유닛 셀(200) 사이에 있는 열전도성이 우수한 방열 시트(160)는 유닛 셀들(100, 200)의 중심부에 존재하는 열을 흡수하여 유닛 셀 들(100, 200)의 외주면 방향으로 발열시키는 기능을 수행한다. 따라서, 유닛 셀들(100, 200)의 적층으로 인한 열축적을 억제할 수 있고, 그에 따라 전지의 열화를 억제하고 안전성을 향상시킬 수 있다. The heat dissipation sheet 160 having excellent thermal conductivity between the first unit cell 100 and the second unit cell 200 absorbs heat existing in the centers of the unit cells 100 and 200 to absorb the unit cells 100,. It performs a function to generate heat in the direction of the outer circumferential surface (200). Therefore, it is possible to suppress thermal accumulation due to the stacking of the unit cells 100 and 200, thereby suppressing deterioration of the battery and improving safety.

도 2 에는 도 1의 변형예의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.2 schematically shows a perspective view of the modification of FIG. 1.

도 2는 적층 배열식 병렬 연결구조이지만, 양측에 각각 한 쌍의 양극 및 음극단자들이 돌출되어 있는 유닛 셀들을 사용하고 있다는 점에서 도 1의 구조와 차이가 있다. 도 2를 참조하면, 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600)은 그것들의 양측 단부에서 각각 한 쌍의 전극단자들이 돌출되어 있고 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600) 사이에는 방열 시트(160)가 삽입되어 있는 구조로 이루어져 있다. 제 3 유닛 셀(500)의 상단에 함께 형성되어 있는 전극단자들(510, 520)은 동일한 전극일 수도 있고 서로 다른 전극일 수도 있다. 제 3 유닛 셀(500)의 상단 전극단자들(510, 520)이 동일한 음극인 경우, 제 4 유닛 셀(600)의 상단 전극단자들(610, 620) 역시 동일한 음극이며, 이들의 결합 관계는 도 1에서와 동일하다. 결과적으로, 전지셀의 상단에는 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600)의 상단 전극단자들(510, 520, 610, 620)에 의한 음극이 형성되고, 전지셀의 하단에는 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600)의 하단 전극단자들(511, 521, 611, 621)에 의한 양극이 형성된다. Although FIG. 2 is a stacked arrangement parallel connection structure, there is a difference from the structure of FIG. 1 in that unit cells having a pair of positive and negative terminals protruding from each side are used. Referring to FIG. 2, the third unit cell 500 and the fourth unit cell 600 each have a pair of electrode terminals protruding from both ends thereof, and the third unit cell 500 and the fourth unit cell ( The heat dissipation sheet 160 is inserted between 600. The electrode terminals 510 and 520 formed together on the upper end of the third unit cell 500 may be the same electrode or different electrodes. When the upper electrode terminals 510 and 520 of the third unit cell 500 are the same cathode, the upper electrode terminals 610 and 620 of the fourth unit cell 600 are also the same cathode, and their coupling relationship is Same as in FIG. 1. As a result, cathodes are formed at the upper end of the battery cell by the upper electrode terminals 510, 520, 610, and 620 of the third unit cell 500 and the fourth unit cell 600, and the lower end of the battery cell is formed at the lower end of the battery cell. An anode is formed by the lower electrode terminals 511, 521, 611, and 621 of the third unit cell 500 and the fourth unit cell 600.

또 다른 예로서, 제 3 유닛 셀(500)의 상단에 함께 형성되어 있는 전극단자들(510, 520)은 각각 음극과 양극으로서 서로 다른 전극일 수 있다. 이 경우, 제 4 유닛 셀(600)의 상단 전극단자들(610, 620)도 그에 대응하여 음극과 양극으로 구 성되며, 이들을 동일 전극 별로 각각 연결하여 병렬방식의 연결구조를 이룰 수 있다. 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600)의 하단 전극단자들(511, 521, 611, 621) 역시 상기와 같은 전극 구조 및 연결방식으로 이루어진다. 결과적으로, 제 3 유닛 셀(500)과 제 4 유닛 셀(600)이 적층 배열식의 병렬 연결구조를 이루면서 그것의 상단과 하단에 각각 양극과 음극단자가 형성된 전지셀이 만들어진다. 다양한 구조의 디바이스들이 출현함에 따라, 그것의 특이한 형태에 따라 상기 변형 구조의 전지셀도 사용될 수 있을 것으로 예상된다. As another example, the electrode terminals 510 and 520 formed together on the upper end of the third unit cell 500 may be different electrodes as cathodes and anodes, respectively. In this case, the upper electrode terminals 610 and 620 of the fourth unit cell 600 may also be configured to correspond to the cathode and the anode, and may be connected to each of the same electrodes to form a parallel connection structure. Lower electrode terminals 511, 521, 611, and 621 of the third unit cell 500 and the fourth unit cell 600 also have the same electrode structure and connection method as described above. As a result, a battery cell is formed in which the third unit cell 500 and the fourth unit cell 600 form a parallel connection structure in a stacked arrangement, and have positive and negative terminals respectively formed on top and bottom thereof. As devices of various structures emerge, it is expected that battery cells of the above modified structure may also be used, depending on their unique form.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 이루는 유닛 셀들의 직렬 연결구조를 나타내기 위한 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.4 is a perspective view schematically showing a series connection structure of unit cells forming a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제 5 유닛 셀(700)은 그것의 음극단자(710)가 상단을 향하도록 배열되며, 제 6 유닛 셀(800) 역시 그것의 음극단자(810)가 상단을 향하도록 배열되면서 동시에 제 5 유닛 셀(700)의 하단에 위치함으로써 제 5 유닛 셀(700)의 양극단자(720)와 인접하게 된다. 따라서, 제 5 유닛 셀(700)의 양극단자(720)와 제 6 유닛 셀(800)의 음극단자(810)를 용접 등에 의해 결합하여, 두 유닛 셀들(700, 800)을 직렬방식으로 연결한다.Referring to FIG. 4, the fifth unit cell 700 is arranged such that its negative terminal 710 faces upward, and the sixth unit cell 800 also arranges its negative terminal 810 facing upward. At the same time, by being located at the bottom of the fifth unit cell 700, it is adjacent to the positive terminal 720 of the fifth unit cell 700. Therefore, the anode terminal 720 of the fifth unit cell 700 and the cathode terminal 810 of the sixth unit cell 800 are joined by welding to connect the two unit cells 700 and 800 in series. .

두 유닛 셀(700, 800)은 전극단자(720, 810)의 연결부위를 절곡하여 적층 배열 구조를 만든 후, 도 5에서와 같이, 전지케이스(900)의 수납부(910)에 내장하여 이차전지(1000)를 제조할 수 있다. 이러한 구조는 도 5에서 더욱 용이하게 확인할 수 있다.After the two unit cells 700 and 800 form a stacked arrangement structure by bending the connection portions of the electrode terminals 720 and 810, as shown in FIG. 5, the two unit cells 700 and 800 are built in the accommodating part 910 of the battery case 900. The battery 1000 can be manufactured. This structure can be more easily confirmed in FIG.

도 5를 참조하면, 이차전지(1000)는 두 개의 유닛 셀들(700, 800) 사이에 방 열 시트(160)를 개재한 상태에서 그것들의 일측 단부에서 돌출되어 있는 각각의 전극단자들(720, 810)을 상호 결합시켜 연결하고, 전지케이스(900)의 수납부(910)에 장착한 뒤, 덮개로 밀봉하여 제조된다.Referring to FIG. 5, the secondary battery 1000 has respective electrode terminals 720 protruding from one end thereof in a state in which a heat shield sheet 160 is interposed between two unit cells 700 and 800. The 810 is coupled to each other, mounted on the housing 910 of the battery case 900, and then sealed by a cover.

두 유닛 셀(700, 800)이 전지케이스(900) 내부에 장착된 상태에서, 각 유닛 셀들(700, 800)의 결합되지 않은 전극단자(710, 820)들은, 상호 이격되어 돌출될 수 있도록 각 유닛 셀(700, 800)의 일 측면으로 편향된 구조로 형성되어 있다. 이해의 편의를 위하여, 도 5에서 제 5 유닛 셀(700)의 음극단자(710)와 제 6 유닛 셀(800)의 양극단자(820)는 높이 편차를 가지는 것으로 표현되어 있지만, 실제 전지의 제조과정에서 이들은 전지케이스(900)의 전단부에 함께 위치하도록 장착될 수 있다. 이러한 평행한 위치로의 장착 과정에서 전극리드(도시하지 않음)가 사용될 수도 있다.With the two unit cells 700 and 800 mounted inside the battery case 900, the uncoupled electrode terminals 710 and 820 of the unit cells 700 and 800 may be spaced apart from each other to protrude. The unit cells 700 and 800 are formed to have a structure biased toward one side. For convenience of understanding, in FIG. 5, the negative electrode terminal 710 of the fifth unit cell 700 and the positive electrode terminal 820 of the sixth unit cell 800 are expressed as having a height deviation, but the actual manufacture of the battery In the process they may be mounted to be located together at the front end of the battery case (900). An electrode lead (not shown) may be used in the mounting process in such a parallel position.

상기 도 1 및 2에 따른 병렬 연결구조의 두 유닛 셀들(100, 200; 500, 600)을 사용하여 본 발명에 따른 이차전지를 구성하는 방법은 도 5의 방법과 실질적으로 동일하며, 다만, 외부 입출력 단자로서의 음극단자와 양극단자가 전지케이스(900)의 상단과 하단으로 각각 돌출된다는 점에서 차이가 있다. The method of configuring the secondary battery according to the present invention using the two unit cells 100, 200; 500, 600 of the parallel connection structure according to FIGS. 1 and 2 is substantially the same as that of FIG. There is a difference in that the negative terminal and the positive terminal as input / output terminals protrude to the top and bottom of the battery case 900, respectively.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고용량 이차전지는 유닛 셀간의 전기적 및 물리적 결합력을 높임으로써 구조적으로 안정성을 향상시킬 수 있고, 간편한 조립공정으로 전지 용량을 크게 증가시킬 수 있으며, 유닛 셀들 사이에 열전도성 부재를 개재함으로써 전지 구성 요소의 열화에 의한 수명 단축과 고열 발생으로 인한 안전성 문제를 해소하는 효과가 있다.As described above, the high capacity secondary battery according to the present invention can improve the structural stability by increasing the electrical and physical coupling force between the unit cells, can greatly increase the battery capacity by a simple assembly process, between the unit cells By interposing the thermally conductive member, there is an effect of shortening the lifespan due to deterioration of battery components and safety problems due to high heat generation.

Claims (16)

양측이 동일한 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('바이셀') 또는 양측이 서로 다른 전극으로 이루어진 스택형 구조의 소형 전극조립체('풀셀')를 긴 분리막 시트로 권취하여 제조되는 스택-폴딩형 구조의 셀('유닛 셀')을 포함하고 있는 이차전지로서, 상기 유닛 셀 둘 또는 그 이상이 하나의 전지케이스에 내장되어 있고, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 하나 또는 둘 이상의 전극단자들이 돌출되어 있으며, 상기 유닛 셀들은 전극단자들이 연결된 상태로 적층 배열 구조를 형성하면서 하나의 수납부에 장착되어 있고, 상기 유닛 셀들 사이에는 열전도성이 우수한 시트('방열 시트')가 개재되어 있는 구조로 이루어진 이차전지.A stack manufactured by winding a small electrode assembly ('bicell') having a stacked structure on both sides of the same electrode or a small electrode assembly ('full cell') having a stack structure consisting of electrodes on both sides with a long separator sheet- A secondary battery including a folding type cell ('unit cell'), wherein two or more of the unit cells are housed in one battery case, and the unit cells have one or more electrode terminals at both ends thereof. The unit cells are protruded and mounted in one housing while forming a stacked structure in which electrode terminals are connected, and a sheet ('heat-dissipating sheet') having excellent thermal conductivity is interposed between the unit cells. Secondary battery consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 유닛 셀은 3 내지 30 개의 바이셀들로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the unit cell includes 3 to 30 bicells. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 방열 시트는 유닛 셀을 구성하는 극판의 크기와 동일하거나 그보다 작은 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the heat dissipation sheet is smaller than or equal to the size of the electrode plate constituting the unit cell. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 시트는 0.1 내지 1 mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the heat dissipation sheet has a thickness of 0.1 to 1 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 방열 시트는 카본 시트인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the heat dissipation sheet is a carbon sheet. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 유닛 셀들은 병렬방식으로 연결된 구조 또는 직렬방식으로 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the plurality of unit cells have a structure connected in a parallel manner or a structure connected in a series manner. 제 7 항에 있어서, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 각각 하나의 전극단자가 형성되어 있고, 같은 극의 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 두께 방향으로 유닛 셀들을 적층하고, 유닛 셀들의 양측 단부에서 같은 극의 전극단자들을 결합하여 병렬방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 7, wherein the unit cells are formed with one electrode terminal at both ends, each of the unit cells in the thickness direction so that the electrode terminals of the same pole facing the same direction, the same at both ends of the unit cells Secondary battery characterized in that the electrode terminals of the poles are connected in a parallel manner. 제 7 항에 있어서, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 각각 두 개의 전극단자들이 형성되어 있고, 각 단부의 전극단자들은 같은 극으로 이루어져 있으며, 같은 극의 전극단자들이 인접하도록 두께 방향으로 유닛 셀들을 적층하고, 유닛 셀들의 양측 단부에서 같은 극의 전극단자들을 결합하여 병렬방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.8. The unit cells of claim 7, wherein two electrode terminals are formed at both ends, and electrode terminals at each end are formed of the same pole, and the unit cells are stacked in the thickness direction such that electrode terminals of the same pole are adjacent to each other. And connecting electrode terminals of the same pole at both ends of the unit cells and connected in parallel. 제 7 항에 있어서, 상기 유닛 셀들은 양측 단부에 각각 두 개의 전극단자들이 형성되어 있고, 각 단부의 전극단자들은 서로 다른 극으로 이루어져 있으며, 같은 극의 전극단자들이 인접하도록 두께 방향으로 유닛 셀들을 적층하고, 유닛 셀들의 양측 단부에서 같은 극의 전극단자들을 결합하여 병렬방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.8. The unit cells of claim 7, wherein two electrode terminals are formed at both ends of the unit cells, and electrode terminals at each end are formed of different poles, and the unit cells are disposed in the thickness direction such that the electrode terminals of the same pole are adjacent to each other. A secondary battery, comprising: stacking and connecting electrode terminals of the same pole at both ends of unit cells and connected in parallel. 제 7 항에 있어서, 상기 유닛 셀들은 그것의 양측 단부에 각각 하나의 전극단자가 형성되어 있고, 이러한 유닛 셀들은 같은 극의 전극단자들이 서로 반대방향을 향하도록 적층하며, 서로 대면하는 단부에서 서로 다른 극의 전극단자들을 결합하여 직렬방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.8. The unit cells according to claim 7, wherein each of the unit cells has one electrode terminal formed at both ends thereof, and the unit cells are stacked such that electrode terminals of the same pole face in opposite directions to each other, and at each of the end portions facing each other. Secondary battery, characterized in that to connect the electrode terminals of the other pole connected in series. 제 11 항에 있어서, 상기 유닛 셀들의 전극단자들 중 상호 결합되지 않는 전극단자들은 전지케이스에 장착되었을 때, 전지케이스의 일측에서 상호 이격될 수 있도록, 상기 유닛 셀들의 각각 좌측과 우측으로 편향되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 11, wherein the electrode terminals of the electrode terminals of the unit cells that are not coupled to each other are biased toward the left and right of each of the unit cells, so that when the battery terminal is mounted in the battery case, it can be spaced apart from one side of the battery case Secondary battery characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 유닛 셀들 중 하나의 유닛 셀(a)은 그것의 분리막 시트가 길게 연장되어 있고, 상기 분리막 시트의 잉여부로 모든 유닛 셀들을 감싼 상태에서 열융착시키는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein one of the unit cells (a) of the unit cells is heat-sealed in a state in which a separator sheet thereof is elongated and all the unit cells are wrapped with an excess of the separator sheet. . 제 1 항에 있어서, 상기 전지는 대용량 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the battery is a large capacity battery. 단위전지로서 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 이차전지를 다수 개 포함하고 있는 중대형 전지모듈.A medium to large battery module including a plurality of secondary batteries according to any one of claims 1, 2 and 4 to 14 as a unit cell. 제 15 항에 따른 하나 또는 그 이상의 중대형 전지모듈과 상기 전지모듈의 작동을 제어할 수 있는 제어부를 포함하고 있는 중대형 전지팩.A medium to large battery pack comprising one or more medium and large battery modules according to claim 15 and a control unit for controlling the operation of the battery module.
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