KR101126809B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제1전극, 제2전극, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극과 제2전극 사이를 절연하는 세퍼레이터 및 상기 제1전극과 제2전극에 연결된 제1전극 탭과 제2전극 탭을 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하며, 일측이 오픈된 개구부를 구비한 케이스; 상기 케이스의 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트; 및 상기 캡 플레이트의 일정 위치에 각각 관통하여 구비되며, 상기 제1전극 탭과 제2전극 탭에 연결된 제1전극 단자와 제2전극 단자;를 포함하며, 상기 제1전극 단자는 터미널, 상기 터미널의 상단부에 구비된 하부 터미널 플레이트, 상기 하부 터미널 플레이트의 상부에 구비된 상부 터미널 플레이트를 포함하며, 상기 제1전극 탭은 상기 터미널의 하단부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 제공된다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 이차 전지가 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형 및 각형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 전극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출된다.
본 발명의 목적은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 버스바를 각각 제1전극 단자 및 제2전극 단자에 연결할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 제1전극, 제2전극, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극과 제2전극 사이를 절연하는 세퍼레이터 및 상기 제1전극과 제2전극에 연결된 제1전극 탭과 제2전극 탭을 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하며, 일측이 오픈된 개구부를 구비한 케이스; 상기 케이스의 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트; 및 상기 캡 플레이트의 일정 위치에 각각 관통하여 구비되며, 상기 제1전극 탭과 제2전극 탭에 연결된 제1전극 단자와 제2전극 단자;를 포함하며, 상기 제1전극 단자는 터미널, 상기 터미널의 상단부에 구비된 하부 터미널 플레이트, 상기 하부 터미널 플레이트의 상부에 구비된 상부 터미널 플레이트를 포함하며, 상기 제1전극 탭은 상기 터미널의 하단부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 제공된다.
상기 제1전극 단자는 상기 터미널의 하단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 하부 절연체; 상기 터미널과 캡 플레이트 사이를 밀폐하는 0실 가스켓; 및 상기 터미널의 상단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 동시에 상기 하부 터미널 플레이트와 캡 플레이트 사이를 절연하는 상부 절연체;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1전극 탭, 터미널 및 하부 터미널 플레이트는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지며, 상기 상부 터미널 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루질 수 있다.
상기 상부 터미널 플레이트 및 하부 터미널 플레이트는 전기적 물리적으로 연결될 수 있다.
상기 상부 터미널 플레이트와 하부 터미널 플레이트는 확산 용접에 의해 연결될 수 있다.
상기 하부 터미널 플레이트는 상기 터미널의 상단부가 삽입되는 관통홀을 구비하며, 상기 상부 터미널 플레이트는 적어도 상기 관통홀을 노출시키는 노출홀을 구비할 수 있다.
상기 터미널과 하부 터미널 플레이트는 전기적 물리적으로 연결될 수 있다.
상기 터미널과 하부 터미널 플레이트는 레이저 용접에 의해 연결될 수 있다.
상기 제1전극은 제1활물질이 코팅되지 않은 제1무지부를 포함하며, 상기 제2전극은 제2활물질이 코팅되지 않은 제2무지부를 포함하며, 상기 제1무지부는 상기 세퍼레이터의 일측을 통하여 돌출하며, 상기 제2무지부는 상기 세퍼레이터의 타측을 통하여 돌출하여 상기 제1무지부 및 제2무지부의 돌출 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
상기 이차 전지는 상기 상부 터미널 플레이트에 연결된 제1버스바를 구비할 수 있다.
상기 제1버스바는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 제2전극 단자:는 상기 캡 플레이트를 관통하며, 하단부는 상기 제2전극 탭과 연결된 터미널; 상기 터미널의 상단부에 연결된 터미널 플레이트; 상기 터미널의 하단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 하부 절연체; 상기 터미널과 캡 플레이트 사이를 밀폐하는 실 가스켓; 및 상기 터미널의 상단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 동시에 상기 터미널 플레이트와 캡 플레이트 사이를 절연하는 상부 절연체;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2전극 탭, 터미널 및 터미널 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 이차 전지는 상기 터미널 플레이트에 연결된 제2버스바를 구비할 수 있다.
상기 제2버스바는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 제1전극은 음극이고, 제2전극은 양극일 수 있다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 본 발명에 의하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 버스바를 각각 제1전극 단자 및 제2전극 단자에 연결할 수 있는 이차 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 수직 단면도를 도시한 도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지를 복수 개 연결한 전지 팩을 도시한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 수직 단면도를 도시한 도이고, 도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지(1000)는 케이스(100), 전극 조립체(200), 캡 플레이트(300), 제1전극 단자(400) 및 제2전극 단자(500)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(100)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되어 대략 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 케이스(100)는 상기 전극 조립체(200) 및 전해액(미도시)이 수용되는 수용부를 구비하며, 상기 전극 조립체(200) 및 전해액(미도시)은 상기 케이스(100)의 일측에 구비되며, 상기 케이스(100)의 내부를 오픈시키는 개구부를 통해 상기 케이스(100)의 수용부로 수용될 수 있다. 또한 상기 케이스(100)의 내면은 절연 처리되어, 상기 전극 조립체(200)와 전기적으로 절연될 수 있다. 한편, 상기 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, DMC와 같은 유기 용매과 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상으로 이루어질 수 있다.
상기 전극 조립체(200)는 제1전극(210), 제2전극(220), 세퍼레이터(230), 제1전극 탭(240) 및 제2전극 탭(250)을 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(200)는 상기 제1전극(210), 상기 제2전극(220) 및 상기 세퍼레이터(230)가 대략 젤리 롤(Jelly Roll) 형태로 권취된 형태일 수 있다.
상기 제1전극(210)은 음극이고, 상기 제2전극(220)은 양극일 수 있다. 물론, 이와는 반대로 상기 제1전극(210)이 양극이고, 상기 제2전극(220)이 음극일 수 있으나 설명의 편의상 상기 제1전극(210)은 음극이고, 상기 제2전극(220)은 양극인 것으로 가정하고 설명한다.
상기 제1전극(210)은 제1집전체 및 제1활물질 코팅부을 포함한다. 제1전극(210)이 음극일 경우, 상기 제1집전체는 구리 또는 구리 합금일 수 있고, 상기 제1활물질 코팅부는 제1활물질인 흑연로 코팅된 코팅층일 수 있다. 물론, 여기서 상기 재질들로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 제2전극(220)은 제2집전체 및 제2활물질 코팅부을 포함한다. 상기 제2전극이 양극일 경우, 상기 제2집전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있고, 상기 제2활물질 코팅부는 제2활물질인 리튬계 산화물로 코팅된 코팅층일 수 있다.
상기 세퍼레이터(230)는 상기 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이에 개재되어 상기 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이를 절연하는 역할을 한다.
상기 세퍼레이터(230)는 다공성의 PE(polyethylene), PP(polypropylene) 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터(230)는 실질적으로 상기 제1전극(210)의 양측면에 위치되거나, 또는 상기 제2전극(220)의 양측면에 위치될 수 있다.
이때, 상기 제1전극(210)은 상기 제1활물질 코팅부를 구비하지 않는, 즉, 제1활물질이 코팅되지 않은 제1무지부(212)를 포함하고, 상기 제1무지부(212)는 세퍼레이터(230)의 일측을 통하여 외부로 돌출될 수 있다.
또한 상기 제2전극(220)은 상기 제2활물질 코팅부를 구비하지 않는, 즉, 제2활물질이 코팅되지 않은 제2무지부(222)를 포함하고, 상기 제2무지부(222)는 세퍼레이터(230)의 타측을 통하여 외부로 돌출될 수 있다. 즉, 상기 제1무지부(212) 및 제2무지부(222)의 돌출 방향은 서로 반대일 수 있다.
상기 제1전극 탭(240)은 상기 제1무지부(212)와 연결되어 있다. 상기 제1전극 탭(240)과 제1무지부(212)는 용접, 예컨대 레이저 용접 등과 같은 방법으로 연결되어 전기적 기계적으로 연결되어 있다.
상기 제2전극 탭(250)은 상기 제2무지부(222)와 연결되어 있다. 상기 제2전극 탭(250)과 제2무지부(222)는 용접, 예컨대 레이저 용접 등과 같은 방법으로 연결되어 전기적 기계적으로 연결되어 있다.
상기 제1전극 탭(240) 및 제2전극 탭(250)은 각각 연장되어 상기 제1전극 단자(400) 및 제2전극 단자(500)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1전극 탭(240)은 상기 제1전극(210)의 제1집전체와 동일한 물질인 구리 또는 구리 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 제2전극 탭(250)은 상기 제2전극(220)의 제2집전체와 동일한 물질인 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 캡 플레이트(300)는 상기 전극 조립체(200)를 수용한 상기 케이스(100)의 개구부는 밀폐한다. 상기 케이스(100)와 캡 플레이트(300)의 밀폐는 상기 캡 플레이트(300)의 외각을 따라 상기 케이스(100)와 캡 플레이트(300)를 레이저 용접 등의 용접을 이용하여 용접함으로써 밀폐할 수 있다.
상기 캡 플레이트(300)는 상기 케이스(100)와 동일 또는 유사한 도전성 금속인 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸 등으로 이루어질 수 있다.
상기 캡 플레이트(300)는 일정 위치에 상기 케이스(100) 내부로 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(310)를 구비할 수 있다. 상기 전해액 주입구(310)는 상기 전해액이 주입된 후에는 전해액 마개(320)에 의해 밀봉될 수 있다.
상기 캡 플레이트(300)는 일정 위치에 다른 영역보다 얇은 두께를 갖는 안전벤트(330)를 구비할 수 있다. 상기 안전벤트(330)는 상기 케이스(100) 내부의 압력이 일정 이상으로 상승되어 이차전지(1000)가 폭발하는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 캡 플레이트(300)는 일정 위치, 바람직하게는 상기 제1전극 탭(240)과 제2전극 탭(250) 각각에 대응하는 위치에 상기 제1전극 단자(400) 및 제2전극 단자(500)가 각각 관통하여 구비될 수 있도록 하는 관통홀(340,350)들을 구비할 수 있다.
상기 제1전극 단자(400)는 터미널(410), 하부 절연체(420), 실 가스켓(430), 상부 절연체(440), 하부 터미널 플레이트(450) 및 상부 터미널 플레이트(460)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 터미널(410)은 설명의 편의상 상단부(412)와 하단부(414)로 구분될 수 있으며, 상기 상단부(412)는 상기 캡 플레이트(300)의 관통홀(340)을 관통하여 외부로 돌출된 터미널(410)의 상부의 일정 영역을 의미하고, 상기 하단부(414)는 상기 캡 플레이트(300)의 관통홀(340)을 관통하지 않고, 상기 케이스(100) 내부에 위치하는 터미널(410)의 하부의 일정 영역을 의미한다.
상기 터미널(410)의 하단부(414)는 상기 전극 조립체(200)의 제1전극 탭(240)과 전기적 물리적으로 연결되어 있다.
이때, 상기 터미널(410)의 하단부(414)와 상기 캡 플레이트(300) 사이에는 상기 터미널(410)의 하단부(414)와 상기 캡 플레이트(300) 사이를 절연하기 위한 하부 절연체(420)를 구비한다.
이때, 상기 제1전극 단자(400)의 터미널(410)은 구리 또는 구리 합금으로 이루어져 있다. 이는 상기 제1전극 탭(240)이 구리 또는 구리 합금으로 이루어져 있으므로, 상기 터미널(410)이 상기 제1전극 탭(240)과 동일한 물질로 이루어져 있을 경우, 상기 제1전극 탭(240)과 상기 제1전극 단자(400)의 터미널(410)의 전기적 물리적 연결이 용이하기 때문이다.
상기 실 가스켓(430)은 상기 캡 플레이트(300)와 상기 터미널(410) 사이, 정확하게는 상기 캡 프레이트(300)의 관통홀(340)과 상기 터미널(410)의 하단부(414) 사이에 구비되며, 상기 상기 캡 플레이트(300)와 상기 터미널(410) 사이를 실링하는 역할을 한다.
상기 상부 절연체(440)는 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 상기 캡 플레이트(300) 사이에 위치하며, 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 상기 캡 플레이트(300) 사이를 절연하는 역할을 한다.
상기 하부 터미널 플레이트(450)는 상기 터미널(410)의 상단부(410)가 삽입될 수 있는 관통홀(452)을 구비하고 있다. 따라서 상기 터미널(410)의 상단부(410)는 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 관통홀(452)에 삽입되어 체결된다.
상기 터미널(410)의 상단부(410)와 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 체결은 상기 터미널(410)의 상단부(410)의 가장자리와 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 관통홀(452)의 가장자리를 레이저 용접 등의 용접으로 연결함으로써 체결될 수 있다.
이때, 상기 하부 터미널 플레이트(450)는 상기 터미널(410)과 동일한 물질인 구리 또는 구리 합금으로 이루어져 있다. 이는 상기 레어져 용접 등의 용접은 동종 재질 간의 용접은 용이한 반면, 이종 물질로 이루어진 경우에는 용접이 용이하지 않을 뿐만 아니라 전기적 기계적 특성이 나쁘기 때문이다.
상기 터미널(410)의 상단부(410)와 하부 터미널 플레이트(450)의 경계 영역에는 상기 레이저 용접에 의한 용접 흔적(610)이 형성되어 있을 수 있다.
상기 상부 터미널 플레이트(460)는 상기 하부 터미널 플레이트(450) 상에 구비된다. 상기 상부 터미널 플레이트(460)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 상부 터미널 플레이트(460)는 적어도 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 관통홀(452)을 노출, 바람직하게는 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 관통홀(452)을 포함하여 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 표면의 일정 영역을 노출시키는 노출홀(462)을 구비하고 있다.
상기 노출홀(462)은 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 상기 터미널(410)의 상단부(410)를 레이저 용접을 할 때, 레이저가 상기 상기 터미널(410)의 상단부(410)와 하부 터미널 플레이트(450)의 경계 영역에 도달할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 상부 터미널 플레이트(460)는 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 확산 용접으로 체결된다.
상기 확산 용접은 이종 재질간에도 용이하게 체결할 수 있는 용접 방법으로, 상기 상부 터미널 플레이트(460)의 재질이 상기 하부 터미널 플레이트(450)와는 다르게 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있어도 용이하게 체결할 수 있게 한다.
상기 하부 터미널 플레이트(450)와 상부 터미널 플레이트(460)의 확산 용접에 의해 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 상부 터미널 플레이트(460) 사이에는 확산 용접의 결과인 접합 영역(620)이 형성된다.
이때, 상기 제1전극 단자(400) 중 상기 터미널(410), 하부 터미널 플레이트(450) 및 상부 터미널 플레이트(460)의 체결 순서를 살펴보면, 상기 하부 터미널 플레이트(450)과 상부 터미널 플레이트(460)를 먼저 확산 용접하여 서로 체결하여 준비한 후, 상기 터미널(410)이 상기 캡 플레이트(340)의 관통홀(340)을 관통하여 상기 터미널(410)의 상단부(412)가 외부로 노출되도록 한다.
그리고 상기 터미널(410)의 상단부(412)가 상기 하부 터미널 플레이트(450)의 관통홀(452)에 삽입한 후, 상기 터미널(410)의 상단부(412)의 홈(416)을 눌러 상기 터미널(410)의 상단부(412)를 변형시켜 상기 상기 터미널(410)과 하부 터미널 플레이트(450)가 일차적으로 리벳 방식으로 결합되게 한다.
그리고 상기 상부 터미널 플레이트(460)의 노출홀(462)을 통해 상기 터미널(410)과 하부 터미널 플레이트(450)를 레이저 용접하여 상기 터미널(410), 하부 터미널 플레이트(450) 및 상부 터미널 플레이트(460)를 서로 체결한다.
물론 상기 제1전극 단자(400)의 다른 구성 요소, 즉, 하부 절연체(420), 실 가스켓(430) 및 상부 절연체(440)는 각각 상기 터미널(410)과 캡 플레이트(300) 사이 또는 상기 하부 터미널 플레이트(450)와 캡 플레이트(300) 사이에 개재되도록 조립한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지(1000)의 제1전극 단자(400)는 상기 전극 조립체(200)의 제1전극(210)과 연결된 제1전극 탭(240)과 연결된 터미널(410) 및 하부 터미널 플레이트(450)는 상기 제1전극 탭(240)과 동일한 재질로 이루어져 있는 반면, 외부의 다른 기기(예컨대 버스바 등)와 연결되는 상부 터미널 플레이트(460)는 상기 제1전극 탭(240)과 연결된 터미널(410) 및 하부 터미널 플레이트(450)와는 다른 재질로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전극 단자(500)는 터미널(510), 하부 절연체(520), 실 가스켓(530), 상부 절연체(540) 및 터미널 플레이트(550)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 제2전극 단자(500)의 하부 절연체(520), 실 가스켓(530) 및 상부 절연체(540)는 상기 제1전극 단자(400)의 하부 절연체(420), 실 가스켓(430) 및 상부 절연체(440)와 동일함으로 자세한 설명은 생략한다.
상기 터미널(510)은 상기 제2전극 탭(250)과 연결되어 있으며, 상기 제2전극 탭(250)과 동일한 재질, 즉, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있다는 점을 제외하고는 상기 제1전극 단자(400)의 터미널(410)과 동일함으로 자세한 설명은 생략한다.
상기 터미널 플레이트(550)는 그 형상이 상기 제1전극 단자(400)의 하부 터미널 플레이트(450) 및 상부 터미널 플레이트(460)가 일체화되어 있는 것과 동일하다. 다만 상기 터미널 플레이트(550)는 그 전체가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있다.
즉, 상기 터미널 플레이트(550)는 상기 제1전극 단자(400)의 하부 터미널 플레이트(450) 및 상부 터미널 플레이트(460)에 각각 구비된 관통홀(452) 및 노출홀(462)와 동일한 역할을 하는 관통홀(552) 및 노출홀(554)을 구비하고 있다.
따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지(1000)는 제1전극 탭(240)과는 다른 재질로 이루어진 상부 터미널 플레이트(460)를 구비한 제1전극 단자(400)를 구비하고, 제2전극 단자(500)는 제2전극 탭(250)과 동일한 재질로 이루어진 터미널 플레이트(550)을 구비하고 있다. 특히, 제1전극 단자(400)의 상부 터미널 플레이트(460)와 제2전극 단자(500)의 터미널 플레이트(550)는 동일한 재질, 바람직하게는 동종 재질간 용접 특성이 우수한 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 제1전극 탭(240)을 상부 터미널 플레이트(460)와 동일한 재질로 구성하지 못하는 이유는 상기 제1전극 탭(240)이 제1전극(210)에 연결되기 때문이다. 이는 제1전극(210)이 음극인 경우 그 특성 상 제1전극(210)의 제1집전체는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것이 바람직하기 때문이다.
한편, 상기 제1전극 단자(400)의 상부 터미널 플레이트(460)와 제2전극 단자(500)의 터미널 플레이트(550)가 상기에서 상술한 바와는 반대로 구리 또는 구리 합금으로 이루질 수도 있으나, 구리와 구리 또는 구리 합금과 구리 합금 간의 용접 특성은 알루미늄과 알루미늄 또는 알루미늄과 알루미늄 합금 간의 용접 특성에 비해 용접 특성이 낮을 뿐만 아니라 용접 과정에서 발열이 크다는 단점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지를 복수 개 연결한 전지 팩을 도시한 도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지(1000)를 복수 개 연결한 전지 팩(2000)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 이차 전지(1000), 이차 전지(1000)의 일측에 인접하는 제1이차 전지(1000'), 이차 전지(1000)의 타측에 인접하는 제2이차 전지(1000''), 제1버스바(700) 및 제2버스바(800)를 구비하고 있다. 여기서 제1이차 전지(1000') 및 제2이차 전지(1000'')는 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 이차 전지(1000)와 동일한 구성의 전지이다. 따라서, 이하의 제1이차 전지(1000') 및 제2이차 전지(1000'')에 있어서, 도 1 내지 도 3과 동일한 구성은 동일한 명칭을 사용하고, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 제1버스바(700) 및 제2버스바(800)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있다.
상기 전지 팩(2000)의 이차 전지(1000), 제1이차 전지(1000') 및 제2이차 전지(1000'')는 상호 직렬연결된다. 즉, 이차 전지(1000)의 제1전극 단자(400)의 상부 터미널 플레이트(460)와 제1이차 전지(1000')의 제2전극 단자(500')의 터미널 플레이트(550')를 제1버스바(700)를 통해 전기적으로 연결하고, 이차 전지(1000)의 제2전극 단자(500)의 터미널 플레이트(550)와 제2이차 전지(1000'')의 제1전극 단자(400'')의 상부 터미널 플레이트(460'')를 제2버스바(800)를 통해 전기적으로 연결할 수 있다.
상기와 같은 방법으로, 고전압이 필요한 경우, 인접하는 복수 개의 이차전지(1000)를 복수 개의 제1버스바(700) 및 제2버스바(800)를 이용하여 전기적으로 직렬 연결하여 사용할 수 있다.
그리고, 도 4에서 미설명 부호 400'은 제1이차 전지(1000')의 제1전극 단자이고, 500''은 제2이차 전지(1000'')의 제2전극 단자이다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 케이스 200 : 전극 조립체
300 : 캡 플레이트 400 : 제1전극 단자
500 : 제2전극 단자 700 : 제1버스바
800 : 제2버스바 1000 : 이차 전지

Claims (16)

  1. 제1전극, 제2전극, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극과 제2전극 사이를 절연하는 세퍼레이터 및 상기 제1전극과 제2전극에 연결된 제1전극 탭과 제2전극 탭을 포함하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하며, 일측이 오픈된 개구부를 구비한 케이스;
    상기 케이스의 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트; 및
    상기 캡 플레이트의 일정 위치에 각각 관통하여 구비되며, 상기 제1전극 탭과 제2전극 탭에 연결된 제1전극 단자와 제2전극 단자;를 포함하며,
    상기 제1전극 단자는 터미널, 상기 터미널의 상단부에 구비된 하부 터미널 플레이트, 상기 하부 터미널 플레이트의 상부에 구비된 상부 터미널 플레이트를 포함하며,
    상기 제1전극 탭은 상기 터미널의 하단부에 연결되어 있고,
    상기 제2전극 단자는 상기 제2전극탭과 연결되는 터미널, 상기 제2전극탭과 연결되는 터미널의 상단부에 구비된 터미널 플레이트를 포함하며,
    상기 제1전극 단자의 상부 터미널 플레이트와 상기 제2전극 단자의 터미널 플레이트는 서로 동종 재질인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극 단자는
    상기 터미널의 하단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 하부 절연체;
    상기 터미널과 캡 플레이트 사이를 밀폐하는 실 가스켓; 및
    상기 터미널의 상단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 동시에 상기 하부 터미널 플레이트와 캡 플레이트 사이를 절연하는 상부 절연체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극 탭, 터미널 및 하부 터미널 플레이트는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지며, 상기 상부 터미널 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 터미널 플레이트 및 하부 터미널 플레이트는 전기적 물리적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 터미널 플레이트와 하부 터미널 플레이트는 확산 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 터미널 플레이트는 상기 터미널의 상단부가 삽입되는 관통홀을 구비하며, 상기 상부 터미널 플레이트는 적어도 상기 관통홀을 노출시키는 노출홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터미널과 하부 터미널 플레이트는 전기적 물리적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터미널과 하부 터미널 플레이트는 레이저 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극은 제1활물질이 코팅되지 않은 제1무지부를 포함하며, 상기 제2전극은 제2활물질이 코팅되지 않은 제2무지부를 포함하며, 상기 제1무지부는 상기 세퍼레이터의 일측을 통하여 돌출하며, 상기 제2무지부는 상기 세퍼레이터의 타측을 통하여 돌출하여 상기 제1무지부 및 제2무지부의 돌출 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차 전지는 상기 상부 터미널 플레이트에 연결된 제1버스바를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1버스바는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2전극 단자:는
    상기 캡 플레이트를 관통하며, 하단부는 상기 제2전극 탭과 연결된 터미널;
    상기 터미널의 상단부에 연결된 터미널 플레이트;
    상기 터미널의 하단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 하부 절연체;
    상기 터미널과 캡 플레이트 사이를 밀폐하는 실 가스켓; 및
    상기 터미널의 상단부와 캡 플레이트 사이를 절연하는 동시에 상기 터미널 플레이트와 캡 플레이트 사이를 절연하는 상부 절연체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2전극 탭, 터미널 및 터미널 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 이차 전지는 상기 터미널 플레이트에 연결된 제2버스바를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2버스바는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극은 음극이고, 제2전극은 양극인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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