KR101302430B1 - 퓨즈 일체형 전극 리드를 구비하는 이차 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 퓨즈 일체형 전극 리드를 구비하는 이차 전지를 개시한다. 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지는, 일 방향으로 배치된 적어도 2개 이상의 리드편과 인접하는 리드편을 연결하는 퓨즈 연결부를 포함하는 전극 리드; 상기 전극 리드가 전기적으로 연결된 셀 어셈블리; 및 상기 퓨즈 연결부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 퓨즈 연결부는 절곡되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전극 리드 자체에 퓨즈가 장착되어 있으므로 과전류가 발생되면 전극 리드가 단선됨으로써 보호회로의 동작과는 별도로 과전류가 차단되는 효과가 있고, 퓨즈의 장착을 위해 별도의 공간을 할애하지 않아도 되는 장점이 있으며, 전극 리드가 절곡되는 지점에 퓨즈가 구비될 경우 복수의 파우치형 이차 전지를 전기적으로 접속하더라도 인장 스트레스가 유발되는 것을 방지할 수 있다.

Description

퓨즈 일체형 전극 리드를 구비하는 이차 전지{Secondary battery including fuse-inserted electrode lead}

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 퓨즈가 일체형으로 결합된 전극 리드를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 구조를 가진 단위 셀을 집합시킨 셀 어셈블리와, 셀 어셈블리를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재 케이스를 구비한다.

리튬 이차 전지는 외장재 케이스의 형상에 따라, 셀 어셈블리가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 셀 어셈블리가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류된다.

파우치형 이차 전지는 제조 비용이 저렴하고 에너지 밀도가 높으며 직렬 또는 병렬 연결을 통해 대용량의 전지 팩을 구성하기 용이하다는 장점이 있어서 최근 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 전력 원으로 각광을 받고 있다.

파우치형 이차 전지는 판형으로 이루어진 전극 리드가 접속된 셀 어셈블리가 파우치 케이스에 전해액과 함께 밀봉된 구조를 가진다. 전극 리드의 일부는 파우치 케이스 외부로 노출되며, 노출된 전극 리드는 이차 전지가 장착되는 장치에 전기적으로 연결되거나, 이차 전지 상호 간을 전기적으로 연결하는데 사용된다.

한편, 이차 전지는 과충전, 과방전, 과열, 과전류 등의 이상 상황으로부터 이차 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용된다. 이상 상황을 유발하는 여러 가지 원인 중, 과전류는 이차 전지 내부 또는 외부의 충전 장치에서 단락이 생긴 경우 주로 발생한다. 이차 전지에 과전류가 흐르게 되면 저항 발열에 의해 이차 전지의 온도가 급속하게 상승한다. 그러면 전해액으로부터 가스가 발생되어 외장재 케이스의 내부 압력이 상승하며, 내부 압력이 외장재 케이스의 밀봉 강도 이상이 되면 이차 전지가 폭발하거나 화재 사고로까지 이어지게 된다. 따라서 이차 전지의 보호 회로에는 과전류가 발생되었을 때 충전 또는 방전전류가 흐르는 주 선로를 비가역적으로 단선시키는 퓨즈 소자가 사용되고 있다.

도 1은 이차 전지 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 이차 전지 보호회로는 과전류 발생 시 이차 전지를 보호하기 위해 퓨즈 소자(10), 과전류 센싱을 위한 센스 저항(20), 과전류 발생을 모니터하여 과전류 발생 시 퓨즈 소자(10)를 동작시키는 마이크로컨트롤러(30) 및 상기 퓨즈 소자(10)에 동작 전류의 유입을 스위칭하는 스위치(40)를 포함한다.

퓨즈 소자(10)는 셀 어셈블리(20)의 최 외측 단자에 연결된 주 선로에 설치된다. 주 선로는 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 배선을 말한다. 도면에는, 퓨즈 소자(10)가 고전위 선로(Pack+)에 설치된 것으로 도시되어 있다.

퓨즈 소자(10)는 3단자 소자 부품으로 2개의 단자는 충전 또는 방전 전류가 흐르는 주 선로에, 1개의 단자는 스위치(40)와 접속된다. 그리고 내부에는 주 선로와 직렬 연결되며 특정 온도에서 융단이 이루어지는 퓨즈(11)와, 상기 퓨즈(11)에 열을 인가하는 저항(12)이 포함되어 있다.

상기 마이크로컨트롤러(30)는 센스 저항(20) 양단의 전압을 주기적으로 검출하여 과전류 발생 여부를 모니터하며, 고전류가 발생된 것으로 판단되면 스위치(40)를 턴온시킨다. 그러면 주 선로에 흐르는 전류가 퓨즈 소자(10) 측으로 바이패스되어 저항(12)에 인가된다. 이에 따라, 저항(12)에서 발생된 주울열이 퓨즈(11)에 전도되어 퓨즈(11)의 온도를 상승시키며, 퓨즈(11)의 온도가 융단 온도까지 오르게 되면 퓨즈(11)가 융단됨으로써 주 선로가 비가역적으로 단선된다. 주 선로가 단선되면 과전류가 더 이상 흐르지 않게 되므로 과전류로부터 비롯되는 문제를 해소할 수 있다.

그런데, 위와 같은 종래 기술은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 즉, 마이크로컨트롤러(30)에서 고장이 생기면 과전류가 발생된 상황에서도 스위치(40)가 턴온되지 않는다. 이런 경우 퓨즈 소자(10)의 저항(12)으로 전류가 유입되지 않으므로 퓨즈 소자(10)가 동작을 하지 않는 문제가 있다. 또한 보호회로 내에 퓨즈 소자(10)의 배치를 위한 공간이 별도로 필요하고 퓨즈 소자(10)의 동작 제어를 위한 프로그램 알고리즘이 마이크로컨트롤러(30)에 반드시 적재되어야 한다. 따라서 보호회로의 공간 효율성이 저하되고 마이크로컨트롤러(30)의 부하를 증가시키는 단점이 있다.

한편, 파우치형 이차 전지를 사용하여 대용량의 전지 팩을 구성하기 위해서는 복수의 전지를 전기적으로 연결할 필요가 있다.

도 2는 2개의 파우치형 이차 전지를 직렬로 연결하는 과정을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차 전지(20)는 파우치 케이스(21) 외부로 인출된 전극 리드(22)를 구비한다. 전극 리드(22)는 전기적 극성에 따라 양극 리드와 음극 리드로 구분되며 파우치 케이스(23) 내에 밀봉되어 있는 셀 어셈블리(21)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 양극 리드는 셀 어셈블리(21)의 양극판과, 음극 리드는 셀 어셈블리의 음극판에 전기적으로 접속되어 있다.

파우치형 이차 전지(20)가 직렬로 연결되는 방식에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 도 2는 전극 리드(22)를 절곡시킨 후 연결 바(24)를 사용하여 절곡된 전극 리드(22)를 용접하는 방식을 도시하고 있다. 이러한 방식은 전극 리드(22)를 직접 용접하는 방식에 비해 이차 전지(20)에 기계적 스트레스를 인가하지 않는다는 장점이 있다. 전극 리드(22)는 일정한 강도를 가진 금속 판으로 이루어지므로 연결 바(24) 없이 전극 리드(22)를 직접 용접하면 전극 리드(22)가 용접 부위를 향해 휘게 되어 전극 리드(22)의 휨에 의한 인장 스트레스가 발생되기 때문이다. 하지만 연결 바(24)를 이용한 접속 방식도 기계적 강도를 가진 전극 리드(22)를 절곡하는 과정에서 일시적으로 셀 어셈블리(21) 측으로 전극 리드(22)의 휨에 의한 인장 스트레스가 인가될 수 있다. 인장 스트레스가 인가되면 전극 리드(22)와 파우치 케이스(23)의 접합 면에 형성된 접착력이 약화될 수 있을 뿐만 아니라 전극 리드(22)와 셀 어셈블리(21)의 접합력을 약화시켜 접촉 저항을 증가시킬 가능성이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전극 리드(22)의 연결 방식에 상관 없이 인장 스트레스가 셀 어셈블리(21) 측으로 인가되는 것을 방지할 수 있는 전극 리드의 구조적 개선이 반드시 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 퓨즈를 자체 구비하여 과전류 발생 시 보호회로와는 독립적으로 과전류를 차단할 수 있는 파우치형 이차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 퓨즈의 장착을 위한 별도의 공간 할당이 필요하지 않은 설계 조건으로 퓨즈를 장착하고 있는 파우치형 이차 전지를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 파우치형 이차 전지를 전기적으로 연결하더라도 인장 스트레스가 유발되는 것을 방지할 수 있도록 퓨즈 장착 위치가 설계된 파우치형 이차 전지를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 파우치형 이차 전지는, 일 방향으로 배치된 적어도 2개 이상의 리드편과 인접하는 리드편을 연결하는 퓨즈 연결부를 포함하는 전극 리드; 상기 전극 리드가 전기적으로 연결된 셀 어셈블리; 및 상기 퓨즈 연결부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 퓨즈 연결부는 절곡되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 퓨즈 연결부는 리드편의 단부와 용접에 의해 결합될 수 있다. 여기서, 상기 용접은 레이저 용접 또는 초음파 용접일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 퓨즈 연결부는 리드편의 양측 단부로부터 연장되어 절곡된 가압 플랜지에 삽입되어 압착될 수 있다. 바람직하게, 상기 가압 플랜지에 의한 압착 부위에 용접이 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 퓨즈 연결부는 리드편의 단부를 따라 형성된 홈에 삽입되어 압착된다. 바람직하게, 상기 홈의 압착 부위에 용접이 이루어진다.

선택적으로, 상기 퓨즈 연결부의 폭이 리드편의 폭보다 작을 수 있다. 또한, 상기 퓨즈 연결부가 2개 이상인 것이 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 퓨즈 연결부는 양극 또는 음극에 해당하는 전극 리드에 선택적으로 구비될 수 있다. 대안으로서, 상기 퓨즈 연결부는 양극 및 음극에 해당하는 전극 리드에 모두 구비될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 리드 자체에 퓨즈가 장착되어 있으므로 과전류가 발생되면 전극 리드가 단선됨으로써 과전류가 차단되는 효과가 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 리드 자체에 퓨즈가 장착되어 있으므로 퓨즈의 장착을 위해 별도의 공간을 할애하지 않아도 되는 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극 리드가 절곡되는 지점에 퓨즈가 구비될 경우 복수의 파우치형 이차 전지를 전기적으로 접속하더라도 인장 스트레스가 유발되는 것을 방지할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 이차 전지 보호회로에 포함된 퓨즈의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 2는 2개의 파우치형 이차 전지를 연결 바를 사용하여 전기적으로 접속한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전극 리드의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 제1실시 예에 따른 전극 리드 구조의 변형 예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전극 리드의 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전극 리드의 구조를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 변형 예에 따른 전극 리드의 구조를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 변형 예에 따른 전극 리드의 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전극 리드가 퓨즈 연결부를 중심으로 1회 절곡된 모습을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전극 리드가 퓨즈 연결부를 중심으로 2회 절곡된 모습을 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 전극 리드가 구비된 파우치형 이차 전지의 예를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 전극 리드가 구비된 파우치형 이차 전지의 다른 예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 파우치형 이차 전지는, 적어도 2개 이상의 리드편과 이 리드편을 연결하는 퓨즈 연결부로 이루어진 전극 리드와, 전극 리드가 전기적으로 연결된 셀 어셈블리와, 상기 퓨즈 연결부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 전해액과 함께 밀봉하는 파우치 케이스를 포함한다.

본 발명의 주요 특징은 전극 리드의 구조에 있으므로 이하에서는 전극 리드의 구조를 중심으로 본 발명의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 파우치형 이차 전지의 전극 리드 구조를 도시한 평면 도이다.

도면을 참조하면, 제1실시 예에 따른 전극 리드는 상부 리드편(30), 하부 리드 편(31), 그리고 상기 상부 및 하부 리드편(30, 31)을 연결하는 퓨즈 연결부(32)를 포함한다.

상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)의 단부는 중간의 퓨즈 연결부(32)와 레이저 용접에 의해 접합될 수 있다. 이런 경우, 상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)의 단부와 퓨즈 연결부(32)의 단부가 직접적으로 접합되므로 접합 계면에 단차가 형성되지 않는다(A 참조).

대안으로서, 상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)은 초음파 용접에 의해 퓨즈 연결부(32)와 접합될 수 있다. 이런 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)의 단부와 퓨즈 연결부(32)의 단부가 소정 폭 중첩된 접합 구조가 형성되며 단부 간의 중첩 부위에서 초음파 용접이 이루어진다(B 참조).

상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)은 금속판으로 이루어진다. 상기 금속판을 구성하는 물질은, 알루미늄, 구리, 니켈, 스테인리스 스틸, 티타늄, 금 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들의 합금일 수 있다. 또한 필수적인 것은 아니지만 상기 금속판의 표면에는 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 표면 처리층이 구비될 수 있다. 하지만 본 발명은 금속판의 재질에 의해 한정되지 않으므로 도전성이 우수하고 부식 내성이 있다고 알려진 물질이라면 어떠한 것이라도 금속판의 재질로 채용이 가능하다.

상기 퓨즈 연결부(32)는 이차 전지가 가진 규격 이내의 전류가 전극 리드에 흐를 때에는 전류 흐름 경로를 제공하지만 전극 리드를 통해 과전류가 흐를 때에는 저항 발열로 자체 온도가 융점 이상으로 급속하게 상승하면서 융단이 이루어진다. 상기 퓨즈 연결부(32)가 융단되면 전극 리드가 비가역적으로 단선된다.

본 발명은, 상기 퓨즈 연결부(32)를 전극 리드 구조에 도입함으로써 이차 전지 보호회로의 과전류 보호 동작과는 독립적으로 이차 전지에 과전류가 흐르는 것을 방지한다.

바람직하게, 퓨즈 연결부(32)는 납과 주석의 합금, 또는 아연, 안티몬, 비스무쓰 등의 추가 성분이 첨가된 납과 주석의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 퓨즈 연결부(32)의 융단 온도는 합금에 함유되는 물질의 조성에 의해 조절 가능한데, 본 발명이 퓨즈 연결부(32)의 구체적인 재질에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 파우치형 이차 전지의 리드 구조를 도시한 사시도와 평면도이다.

도 5를 참조하면, 제2실시 예에 따른 전극 리드는 퓨즈 연결부(32)가 상부 리드편(30) 및 하부 리드편(31)의 양측 단부로부터 좌우로 연장되어 절곡된 가압 플랜지(33)에 삽입된 후 기계적으로 압착된 구조를 가진다. 퓨즈 연결부(32)의 접합 강도를 향상시키기 위해, 가압 플랜지(33)에 퓨즈 연결부(32)를 압착 고정한 후 압착 고정 부위에 초음파 용접이 추가로 이루어질 수 있다.

가압 플랜지(33)는 상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)을 퓨즈 연결부(32)와 전기적으로 연결하면서도 퓨즈 연결부(32)를 단단하게 결합 고정하는 역할을 한다. 가압 플랜지(33)의 형상은 특별히 제한되지 않으므로, 도면에 도시된 형상 이외에도 여러 가지 다른 형상이 채용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3실시 예에 따른 파우치형 이차 전지의 리드 구조를 도시한 사시도와 평면도이다.

도 6을 참조하면, 제3실시 예에 따른 전극 리드는 퓨즈 연결부(32)의 단부가 상부 리드편(30)과 하부 리드편(31)의 단부를 따라 형성된 U 자형 홈(34)에 삽입되어 압착된 구조를 가진다. 상기 퓨즈 연결부(32)의 접합 강도를 향상시키기 위해, 상기 퓨즈 연결부(32)를 상기 U 자형 홈(34)에 삽입하여 압착한 후 초음파 용접을 추가로 수행할 수 있다.

한편, 전극 리드에 구비된 퓨즈 연결부(32)의 폭은 상부 리드편(30) 및 하부 리드편(31)의 폭과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 하지만 경우에 따라서는 도 7에 도시된 바와 같이 퓨즈 연결부(32)의 폭이 상부 리드편(30) 및 하부 리드편(31)의 폭보다 작은 것을 특별히 제한하지 않는다. 또한, 전극 리드에 구비된 퓨즈 연결부(32)는 도 8에 도시된 바와 같이 적어도 2개 이상 구비되어도 무방하다. 이러한 경우, 리드편은 3개 이상으로 증가한다. 이 경우에도 리드편과 퓨즈 연결부(32)의 접합 방식, 접합된 부위의 구조 등은 상술한 실시 예에서 설명된 구성이 모두 그대로 적용 가능하다. 즉 용접에 의한 결합 방식, 압착 플랜지와 압착 홈에 의한 결합 방식 등이 그대로 적용될 수 있고, 퓨즈 연결부(32)의 폭은 리드편의 폭과 동일할 수도 있고 작을 수도 있다.

상기 퓨즈 연결부(32)가 위치하는 지점은 전극 리드의 절곡 지점에 대응하는 것이 보다 바람직하다. 도 9는 퓨즈 연결부(32)가 하나인 경우 퓨즈 연결부(32)를 절곡 지점으로 하여 전극 리드를 한번 절곡하였을 때의 전극 리드 구조를 도시한다. 그리고, 도 10은 퓨즈 연결부(32)가 두 개인 경우 퓨즈 연결부(32)를 절곡 지점으로 하여 전극 리드를 두 번 절곡하였을 때의 전극 리드 구조를 도시한다.

일 예로, 전극 리드의 절곡은 연결 바를 사용하여 파우치형 이차 전지 상호간을 직렬 또는 병렬로 접속할 때 이루어질 수 있다. 퓨즈 연결부(32)는 기계적 강도가 크지 않아 작은 힘으로도 형상 변형이 용이하다는 이점이 있다. 따라서 전극 리드를 절곡하는 과정에서 인장 스트레스가 유발되는 것을 최소화할 수 있고 나아가 절곡 가공이 완료된 이후에도 인장 스트레스가 잔류되는 것을 방지할 수 있다.

도 11과 도 12는 본 발명에 따른 전극 리드를 구비한 파우치형 이차 전지의 구조를 도시한 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 리드(50)는 하나 이상의 단위 셀이 집합된 셀 어셈블리(51)에 결합된 후 파우치 케이스(52) 내에 전해액과 함께 밀봉될 수 있다. 파우치 케이스(52)에 전극 리드(50가 결합된 셀 어셈블리(51)를 열 융착에 의해 밀봉하는 기술은 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

퓨즈 연결부(53)가 구비된 전극 리드 구조는 도 11에 도시된 바와 같이 양극 리드 또는 음극 리드 중 어느 한 쪽에만 채용할 수도 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 양극 리드 및 음극 리드에 모두 채용하는 것이 가능하다.

전극 리드(50)는 셀 어셈블리(51)에 포함된 양극판과 음극판에 전기적으로 접속된다. 전기적 접속을 위해 양극판과 음극판에는 양극판과 음극판으로부터 연장된 구조로 형성된 전극 탭(55)이 구비될 수 있다. 이러한 경우 전극 리드(50)는 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접, 도전성 접착제 등을 통해 전극 탭(55)에 접합될 수 있다. 파우치 케이스(52)와 전극 리드(50)의 접합 계면에는 절연 테이프(54)가 개재될 수 있다. 절연 테이프(54)는 파우치 케이스(52)와 전극 리드(50)의 접착력을 향상시키고 수분이 전극 리드(50) 부위를 통해 파우치 케이스(52) 내부로 침투하는 것을 방지한다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면, 전극 리드 자체에 퓨즈가 장착되어 있으므로 과전류가 발생되면 전극 리드 자체가 단선됨으로써 이차 전지 보호회로와는 독립적으로 과전류가 차단되는 효과가 있다. 따라서 이차 전지 보호회로의 과전류 차단 기능이 동작하지 않더라도 과전류의 흐름을 차단하는 것이 가능하다. 또한, 전극 리드 자체에 퓨즈가 장착되어 있으므로 퓨즈의 장착을 위해 별도의 공간을 할애하지 않아도 되는 장점이 있다. 나아가, 전극 리드가 절곡될 지점에 퓨즈가 구비될 경우 전극 리드에 절곡 가공을 가하더라도 인장 스트레스가 유발되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명은 파우치에 실장되는 셀 어셈블리의 구조, 셀 어셈블리를 구성하는 단위 셀의 구조, 단위 셀의 종류, 단위 셀을 구성하는데 사용한 물질의 종류, 파우치 케이스의 구조와 재질, 파우치 케이스의 실링 파라미터 등에 의해 한정되지 않음은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

상술한 실시 예에서, 상부, 하부 또는 상하 등으로 표현된 용어는 구성요소를 상대적으로 구분하거나 정의하기 위한 도구적 개념일 뿐이며, 절대적인 기준에서 물리적인 구성을 구분하기 위하여 사용된 용어가 아님은 자명하다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

21: 셀 어셈블리 23: 파우치 케이스
22: 전극 리드 24: 연결 바
30: 상부 리드 31: 하부 리드
32: 퓨즈 연결부 33: 가압 플랜지

Claims (7)

1. 일 방향으로 배치된 적어도 2개 이상의 리드편과, 인접하는 리드편의 단부와 단차 없이 연속적으로 연결된 퓨즈 연결부를 포함하는 전극 리드;
   상기 전극 리드가 전기적으로 연결된 셀 어셈블리; 및
   상기 퓨즈 연결부의 전체가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고,
   상기 퓨즈 연결부는 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 퓨즈 연결부는 리드편의 단부와 용접에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
3. 제2항에 있어서,
   상기 용접은 레이저 용접 또는 초음파 용접인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
4. 제1항에 있어서,
   상기 퓨즈 연결부의 폭이 리드편의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 퓨즈 연결부가 2개 이상인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
6. 제1항에 있어서,
   상기 퓨즈 연결부는 양극 또는 음극에 해당하는 전극 리드에 선택적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
7. 제1항에 있어서,
   상기 퓨즈 연결부는 양극 및 음극에 해당하는 전극 리드에 모두 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.

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