KR101790230B1 - 절연 코팅층을 가진 전극단자를 포함하는 전지셀 - Google Patents

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Abstract

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적층 구조의 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 전극 탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고, 상기 전극리드는 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포되어 있으며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드 중에서, 외부 회로와 용접에 의해 접속되는 부위에는 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.

Description

절연 코팅층을 가진 전극단자를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Having Electrode Terminal Coated with Insulation Coating Layer}
본 발명은 절연 코팅층을 가진 전극단자를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 내부 쇼트, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 등에 의한 충격과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발을 초래할 수 있다. 그러한 경우의 하나로서, 이차전지는 낙하 또는 외력의 작용 등과 같은 충격시, 내부 단락이 발생할 가능성이 존재한다.
이와 관련하여, 한국 특허출원공개 제2003-0066959호에서는 스택형 폴리머 전지에서, 전극 탭이 그것과 극성을 달리하는 극판과 단락되는 것을 방지하기 위한 수단으로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 비정질 폴리이미드 계열의 고분자 수지로 구성된 필름형태 또는 액상형태의 절연부재가 상기 전극 탭 상에 접착 또는 적하하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 경우, 절연부재가 도포되는 부분이 극판으로부터 돌출된 탭의 일부분이기 때문에 완벽한 단락의 방지가 확보될 수 없으며, 외부 충격에 대한 전지의 안전성 확보 측면에서도 한계가 있다.
또한, 한국 특허출원공개 제1999-0078101호에서는 젤리롤형 리튬 이온전지에서, 전극 활물질이 도포되지 않은 부분의 금속면에 부착되어 있는 탭의 표면을 폴리이미드 및 폴리프로필렌의 고분자 물질로 오버코팅 함으로써 금속호일의 이상 발열이 분리막에 전달되는 것을 방지하여, 전극 활물질이 직접 접촉하고 있는 분리막이 먼저 단락을 일으켜 이온의 흐름을 차단하여 전지의 안정성을 확보하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술은 각형 전지에서 젤리롤형 발전소자의 전극 탭이 분리막에 접촉되는 것을 방지하기 위한 구성이며, 파우치형 전지에 적용될 수 없고, 또한 앞서 설명한 바와 같이 파우치형 전지의 문제점을 해결할 수 없다.
따라서, 스택형 발전소자를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 보다 효율적인 방법으로 전지의 안전성을 담보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 전지케이스 외부로 인출된 전극 리드 중에서, 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있는 경우, 외부에서 가해지는 물리적 충격 및 발열로부터의 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 전지셀을 연결하는 경우에 발생되는 불량률이 감소되기 때문에 전지셀의 연결 방법을 다양하게 시도할 수 있고, 결과적으로 전지 용량의 자유도가 향상되는 효과를 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적층 구조의 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 전극 탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고, 상기 전극리드는 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포되어 있으며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드 중에서, 외부 회로와 용접에 의해 접속되는 부위에는 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀은 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포된 전극리드를 포함함으로써, 외부에서 가해지는 물리적 충격 및 발열로부터의 안전성을 확보할 수 있고, 복수의 전지셀을 연결하는 경우 발생되는 불량율을 감소시킬 수 있기 때문에 전지셀의 연결 방법을 다양하게 시도함으로써, 전지 용량의 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 전지케이스의 실링 후 전지케이스 외부로 인출되는 전극리드 가운데 용접 등에 의하여 외부 회로와 전기적으로 연결되는 부위에는 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있다. 따라서, 용접시의 가열과정에서 발생하는 열이 전극리드로부터 전극집전체에 전달되는 가능성을 낮춰줌으로써, 열화현상에 따른 문제점을 방지할 수 있고, 외부 회로와의 용접성이 저하되지 않아 소망하는 수준의 용접성을 제공할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는, 전지셀의 성능 저하 없이, 전지케이스로부터 양극, 음극 및 분리막으로 구성되는 하나 이상의 유닛으로 이루어진 구조라면 크게 제한되는 것은 아니며, 구체적으로, 분리막이 개재된 상태로 하나 이상의 양극판과 하나 이상의 음극판이 적층되어 있는 스택형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트 위에 권취되어 있는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체일 수 있다.
상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스일 수 있다.
한편, 상기 절연 코팅층에 포함된 절연물질의 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리실록산, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물 등이 이에 포함될 수 있으며, 그 중에서도 전기 절연성과 내열성이 우수한 폴리프로필렌 또는 폴리이미드가 특히 바람직하다. 그러나, 전기 절연성을 가지면서 전지의 화학적인 반응에 영향을 주지 않는 것이라면 상기의 예로 한정되는 것은 아니다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 절연물질은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 무기물을 더 포함하고 있을 수 있으며, 그러한 무기물의 예로는, SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT) (0<x<1, 0<y<1), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3, 또는 이들의 둘 이상의 혼합물등이 이에 포함될 수 있으며, 그 중에서도 TiO2, Al2O3가 특히 바람직하다.
상기 절연 코팅층의 형성방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 딥핑(dipping)법, 딥 절연 코팅(deep coating)법, 분사절연 코팅(spray coating)법, 스핀절연 코팅(spin coating)법, 롤절연 코팅(roll coating)법, 다이절연 코팅(die coating)법, 롤 코트(roll court)법, 그라비아 인쇄법, 또는 바 코트(bar court) 등의 방식으로 실시할 수 있고, 특히 바람직하게는 분사절연 코팅법으로 실시할 수 있다.
한편, 상기 절연 코팅층의 두께는 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위에서 정해질 수 있으며, 상세하게는, 0.2 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있고, 더욱 상세하게는, 0.5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 너무 얇은 경우에는 절연 코팅층의 도포로 인하여 안전성을 향상시키기 위한 효과를 기대하기 어렵고, 너무 두꺼운 경우에는 전극리드와 외부 회로 간의 용접성을 저해하므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 전지셀에 포함되는 전극리드의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 판상형일 수 있으며, 또한, 전극리드의 재질은 전기 전도성을 고려하여 다양한 재질로 구성될 수 있으나, 상세하게는 전도성이 높은 금속 시트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극리드의 외면 가운데, 전지케이스 외부로 인출되는 부분의 일면 또는 양면에 요철이 형성되어 있을 수 있다. 절연 코팅층이 도포된 전극리드는 전기 전도성이 떨어지고, 외부 회로와의 용접이 어려운 문제점이 있는 바, 전극리드에 요철을 형성함으로써, 초음파 용접시의 가압과정 및 저항 용접시의 가열과정에서, 요철이 형성된 부분에 도포된 코팅층이 용이하게 제거됨으로써 상기의 문제점들을 해결할 수 있다. 또한, 용접시의 가열과정에서 발생하는 열이 전극리드로부터 전극집전체에 전달되는 가능성을 낮춰줌으로써, 열화현상에 따른 문제점을 방지할 수 있다.
구체적으로, 전극리드에 형성된 요철은 소망하는 높이로 돌출된 형상으로 이루어져 있으며, 상기 돌출된 요철의 높이(b)는 전극리드의 두께(a)를 기준으로 10 % 내지 150 %의 범위에서 정해질 수 있으며, 상세하게는 30 % 내지 130 %일 수 있으며, 더욱 상세하게는 50 % 내지는 100 %일 수 있다. 상기 요철의 높이가 전극리드의 두께를 기준으로 10 % 미만이라면 외부 회로와의 용접시 도포된 절연 코팅층의 제거가 용이하게 일어나지 않아 용접성이 떨어지는 문제가 있으며, 반면에, 150 % 보다 크다면 절연 코팅층의 제거가 용이할 수 있지만 전극리드가 차지하는 부피가 증가하여 외부회로들과의 연결시 자유로운 구성을 하는 데 장애가 될 수 있고 코팅에 필요한 절연물질의 양이 증가하게 되므로 바람직하지 않다.
또한, 요철의 개수는 특별히 제안되지 않으므로, 용접되는 부위의 넓이에 따라 요철의 너비(W1, W2) 및 요철 간의 간격 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
구체적으로, 요철의 너비가 너무 좁은 경우에는 용접성이 떨어지고, 제조과정에서 발생하는 발열에 의한 문제를 줄일 수 있다는 효과를 얻기 어려운 문제가 있고, 너무 넓은 경우에는 요철을 형성하여 얻기 위한 효과를 달성하기 어려우므로 적절한 범위에서 선택될 수 있다. 따라서, 상기 요철의 너비는 0.1 mm 내지 5 mm일 수 있으며, 상세하게는 0.2 mm 내지 4 mm일 수 있고, 더욱 상세하게는 0.3 mm 내지 3 mm일 수 있다.
또한, 요철 간의 간격은 특별히 제한되지 않으나, 이들 간격이 너무 좁으면 용융된 절열 물질이 용이하게 제거되지 않기 때문에 외부 회로와의 용접성이 떨어지는 문제가 있고, 너무 넓으면 용접범위가 늘어나지만 실질적인 용접성이 떨어지는 문제가 있으므로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 요철 간의 간격은 요철의 너비를 기준으로 10 % 내지 100 %일 수 있으며, 상세하게는 15 % 내지 80 %일 수 있고, 더욱 상세하게는 20 % 내지 70 %일 수 있다.
본원의 전지셀은 절연 코팅층이 도포된 전극리드가 외부회로들과 연결됨으로써 외부 충격으로부터의 안전성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 바, 상기 외부회로는 다른 전지셀의 전극단자, 접속부재, 보호회로 모듈의 접속단, 및 안전소자의 접속단으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으며, 그 외에도 전지셀이 사용되는 환경에 따라 전기적인 연결이 필요한 구조라면, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 용접은 전극리드와 외부회로를 구성하는 성분들의 물리적 특성을 변화시키지 않으면서 높은 용접성으로 견고한 부착이 가능한 방식이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 초음파 용접 또는 저항 용접 등의 방식에서 선택될 수 있다.
상기 초음파 용접이란 초음파에 의해 발생하는 진동에너지가 전극리드에 가해지면서 가압방향에 대하여 수직으로 진동이 발생하여 행하여지는 용접방식으로서, 전극리드에 인가된 초음파 진동에 의해 요철 상에 도포된 절연 코팅층이 용융 제거됨으로써 전극리드와 외부회로간의 용접이 이루어질 수 있다.
상기 저항 용접이란 용접하고자 하는 대상들의 접합부에 높은 전류를 흘릴 때 발생하는 저항열로 접합부를 용융상태로 만든 후, 이에 기계적인 압력을 가하여 용접하는 방식으로서, 전극리드와 외부회로에 높은 전류를 흘려주면 저항열에 의하여 전극리드의 돌출된 요철에 도포된 절연 코팅층이 용융되는데, 이 때 요철이 도포된 절연 코팅층을 뚫고 외부회로에 접촉되도록 압력을 인가하면 전극리드와 외부회로간에 용접이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀은 상기와 같은 구조로 이루어진 것이라면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 전원으로서 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 바람직한 예로는 모바일 전자기기, 웨어러블 전자기기, 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 또는 전력저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포된 전극리드를 포함하고, 전지케이스 외부로 인출된 전극리드 중에서, 외부 회로와 용접에 의해 접속되는 부위에는 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있어서, 전지의 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라, 제조공정 과정에서 발생되는 문제점을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 전극리드에 형성된 절연 코팅층으로 인하여, 외부에서 가해지는 물리적 충격 및 발열로부터의 안전성을 확보할 수 있고, 복수의 전지셀을 연결하는 경우 발생되는 불량율을 감소시킬 수 있기 때문에 전지셀의 연결 방법을 다양하게 시도할 수 있어서, 전지용량의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전극리드에 절연 코팅층이 도포된 상태로 요철이 형성되어 있어서, 용접시의 가열과정에서 발생하는 열이 전극리드로부터 전극집전체에 전달되는 가능성을 낮춰줌으로써, 열화현상에 따른 문제점을 방지할 수 있고, 외부 회로와의 용접성이 저하되지 않아 소망하는 수준의 용접성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀에 대한 부분 모식도이다;
도 2는 도 1의 일점쇄선 부분에 대한 확대도이다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극리드 부분에 대한 확대도이다; 및
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극리드 부분에 대한 확대도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀의 부분 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀은 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스의 상면(111) 및 하면(112)이 열융착으로 실링되어 있으며, 파우치형 전지셀의 내부에는 양극판(121) 및 음극판(122)이 교대로 적층되어 있고, 그 사이에는 분리막(123)이 게재된 스택형 전극조립체(120)가 수납되어 있다. 다만, 상기 전극 조립체(120)는 예시된 바와 같은 스택형에 한정되지 않으며, 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트 위에 권취되어 있는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체도 포함될 수 있다.
상기 전극조립체의 양극판(121) 및 음극판(122)에는 전극 탭(130)이 부착되어 있으며, 상기 전극 탭(130)들이 서로 중첩된 묶음은 전극리드(140)와 전기적으로 연결된다. 한편, 상기 전극리드(140)의 전극 탭(130)과의 연결부(132)를 제외한 부위에는 두께가 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛에 해당되는 절연물질이 도포된 코팅층(150)이 형성되어 있으며, 상기 코팅층(150)은 전지케이스 외부로 인출된 전극리드 부분(151)뿐만 아니라 전지케이스 내부의 전극리드 부분(152)에도 형성되고, 전지케이스의 상면(111) 및 하면(112)이 실링되는 융착부(153)에도 형성된다. 따라서, 상기 절연 코팅층(150)을 구성하는 절연물질로서 무연신의 폴리프로필렌 등이 사용되는 경우에는 전지케이스의 실링이 더욱 효과적으로 이루어지는데 도움이 될 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4는 도 1의 부분 확대도를 도시하고 있는 바, 전지케이스의 상면들(211, 311, 411) 및 하면들(212, 312, 412)이 각각 열융착으로 실링된 파우치형 전지케이스의 외부로 인출된 전극리드들(240, 340, 440)에는 절연 코팅층들(250, 350, 450)이 도포된 상태로 요철들(210, 310, 410)이 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 전지케이스 외부로 인출된 전극리드(240)에 형성된 요철(210)의 높이(b)는 전극리드 두께(a)를 기준으로 10 % 내지 150 %에 해당된다. 또한, 전극리드(240) 중에서, 외부 회로와 용접에 의해 접속되는 부위에는 절연 코팅층(250)이 도포된 상태로 요철(210)들이 형성되어 있다. 도 2에 따르면, 요철(210)들이 전극리드(240)의 양면에 형성되어 있지만, 외부회로와의 접속되는 부위를 고려하여, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 전극리드들(340, 440)의 일면에만 형성될 수도 있다. 이로 인하여, 외부회로에 연결하기 위한 용접시 상기 요철들(210, 310, 410)이 있는 부분에 도포된 절연 코팅층들(250, 350, 450)이 요철이 없는 부분들(220, 320, 420)에 도포된 절연 코팅층에 비해 더 쉽게 제거됨으로써, 용접성을 저하시키지 않게 된다. 또한, 용접과정에서 발생하는 열이 전극집전체에 전달될 가능성이 낮아지기 때문에, 열화현상에 따른 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 따르면, 전극리드들(240, 340)에 형성된 요철들(210, 310)의 개수는 특별히 제한되지 않으므로, 용접되는 부위의 넓이에 따라, 요철의 크기 및 너비를 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
도 4에 따르면, 전극리드(440)에 형성된 요철들(410)의 너비(W2)가 도 2 및 도 3에 도시된 요철들의 너비(W1)에 비하여 더 넓게 형성될 수 있는 바, 요철의 너비는 특별히 한정되지 않지만, 너무 좁은 경우에는 용접성이 떨어지는 문제가 있고, 너무 넓은 경우에는 요철을 형성하여 얻기 위한 효과를 달성할 수 없으므로 적절하지 않다. 또한 도 4에 도시된 요철 간의 간격(420)은 도 2 및 도 3에 도시된 요철들 간의 간격들(220, 320)에 비하여 넓게 형성될 수 있는 바, 이들 간격이 너무 좁으면 용융된 절연물질로 인하여 외부 회로와의 용접성이 떨어질 수 있고, 너무 넓으면 용접범위가 늘어나고 용접성이 떨어질 수 있으므로 적절한 범위 내에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 요철(210, 310, 410)들의 형상은 용접성을 향상시키기 위해서라면 특별히 한정되지 않으므로, 정면의 형태가 평면 또는 곡면으로 이루어 질 수 있고, 각각의 요철들이 서로 같은 형상일 수도 있으며 다른 형상일 수도 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적층 구조의 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 전극 탭들과 전기적으로 연결되며, 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고;
    상기 전극리드는 전극 탭과의 연결부를 제외한 부위에 절연 코팅층이 도포되어 있으며;
    상기 전극리드는 판상형 금속 시트로 이루어져 있고, 전지케이스 외부로 인출된 전극리드 중에서, 외부 회로와 용접에 의해 접속되는 부위에는 판상형 금속 시트의 일면 또는 양면에 절연 코팅층이 도포된 상태로 돌출된 구조의 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는, 분리막이 개재된 상태로 하나 이상의 양극판과 하나 이상의 음극판이 적층되어 있는 스택형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트 위에 권취되어 있는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 코팅층의 절연물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리실록산, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연물질은 무기물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 무기물은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT) (0<x<1, 0<y<1), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3, 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 코팅층은 분사절연 코팅(spray coating)법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 코팅층의 두께는 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 요철의 높이는 전극리드의 두께를 기준으로 10 % 내지 150 %의 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 외부회로는 다른 전지셀의 전극단자, 접속부재, 보호회로 모듈의 접속단, 및 안전소자의 접속단으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 용접은 초음파 용접 또는 저항 용접인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 초음파 용접은 인가된 초음파 진동에 의해 요철 상에 도포된 절연 코팅층이 용융 제거되면서 진행되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 저항 용접은 요철이 도포된 절연 코팅층을 뚫고 외부회로에 접촉되도록 압력을 인가한 상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 15 항에 따른 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 16 항에 따른 전지팩을 전원으로서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 모바일 전자기기, 웨어러블 전자기기, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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