KR101814789B1 - 간편한 결합 구조로 용량 확장이 가능한 이차전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 팩 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개제된 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되어 있는 전지셀; 및 상기 전지셀의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 외장부재;
를 포함하는 있으며, 상기 외장부재는, 전지셀의 상면과 전지셀의 단부 일부를 감싸는 제 1 커버, 및 전지셀의 하면과 전지셀의 단부 나머지를 감싸는 제 2 커버를 포함하며, 상기 제 1 커버에는, 전지셀의 상면에 대면하는 위치에, 상향으로 돌출되어 있는 둘 이상의 상보형 결합부들이 형성되어 있고, 상기 제 2 커버에는 상보형 결합부의 외면 형상에 대응하는 내면 형상을 가지도록, 전지셀의 하면에 대면하는 위치에, 상향 만입된 구조의 둘 이상의 상보형 만입부들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩을 제공한다.

Description

간편한 결합 구조로 용량 확장이 가능한 이차전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 팩 어셈블리 {Secondary Battery Pack Able to Expand Capacity through Compact Combination Structure and Pack Assembly Having the Same}
본 발명은 간편한 결합 구조로 용량 확장이 가능한 이차전지 팩 및 이를 포함하는 이차전지 팩 어셈블리에 관한 것이다.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.
상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.
한편, 리튬 이차전지는 이를 동력원으로 사용하는 디바이스의 크기 및 형상을 고려하여 제조되고 있고, 최근에는 리튬 이차전지가 사용되는 제품이 다양해지고, 곡선 또는 곡면을 가지는 다양한 디바이스에 적용 가능하도록, 장방형의 구조에서 벗어나, 기하학 구조의 다양한 디자인으로 제조되고 있다.
그러나, 이러한 디자인 변경 과정에서 전기적 연결 방식이 복잡해짐으로 인해 소망하는 용량 및 형상을 만족하는 이차전지의 제작이 어려워지는 문제점을 가지고 있다.
또한, 리튬 이차전지를 높은 전기적 용량이 요구되는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 동력원으로 사용하기 위해, 리튬 이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 대용량의 전지팩을 제조하는 경우에는, 다수의 연결 부재들과 복잡한 연결 방식이 요구되므로, 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 제조 비용이 증가한다.
따라서, 간편한 결합구조를 통해 소망하는 디자인을 구성할 수 있고, 용량의 확장이 가능한 이차전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 형성되어 있는 외장부재를 이차전지에 적용하여, 서로 다른 이차전지들을 간편하게 결합함으로써, 다양한 디자인 및 소망하는 용량을 구성할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은,
양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개제된 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되어 있는 전지셀; 및
상기 전지셀의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 외장부재;
를 포함하는 있으며,
상기 외장부재는, 전지셀의 상면과 전지셀의 단부 일부를 감싸는 제 1 커버, 및 전지셀의 하면과 전지셀의 단부 나머지를 감싸는 제 2 커버를 포함하며,
상기 제 1 커버에는, 전지셀의 상면에 대면하는 위치에, 상향으로 돌출되어 있는 둘 이상의 상보형 결합부들이 형성되어 있고, 상기 제 2 커버에는 상보형 결합부의 외면 형상에 대응하는 내면 형상을 가지도록, 전지셀의 하면에 대면하는 위치에, 상향 만입된 구조의 둘 이상의 상보형 만입부들이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 전지셀을 감싸는 외장부재에 상호 결합이 가능한 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 형성되어 있어, 다른 이차전지와 간편하게 결합할 수 있다.
예를 들어, 상기 이차전지 팩은, 그것의 상보형 결합부가 다른 이차전지 팩의 상보형 만입부에 삽입될 경우, 이들 이차전지 팩들이 서로 전기적 및/또는 기계적으로 결합될 수 있다.
이와는 달리, 상기 이차전지 팩은, 그것의 상보형 만입부에 다른 이차전지 팩의 상보형 결합부가 삽입될 경우, 이들 이차전지 팩들이 서로 전기적 및/또는 기계적으로 결합될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 형성되어 있는 다른 이차전지 팩과 간편하게 결합될 수 있고, 이들은 전기적으로 연결될 수 있으므로, 필요 시, 이차전지 팩에 다른 이차전지 팩을 결합 시켜, 용량을 확대할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 다양한 크기 및 형상을 가지는 다른 이차전지 팩들과 결합시켜, 소망하는 형상을 가지도록 커스터마이징(Customizing) 또한 가능하다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀의 전극 단자는 전지셀의 일측 단부로부터 돌출되어 있는 제 1 전극 단자부;
상기 제 1 전극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 전지셀의 상면으로 연장되어 있는 제 2 전극 단자부; 및
상기 제 1 전극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 전지셀의 하면으로 연장되어 있는 제 3 전극 단자부;
를 포함할 수 있다.
이러한 구조는, 전지셀의 일측 단부, 상면 및 하면에 각각 형성되어 있는 전극 단자부를 통해, 이차전지 팩이 일측 단부, 상면 및 하면의 방향에서 다른 이차전지 팩, 및 디바이스와 전기적으로 접속할 수 있다. 즉, 상기 이차전지 팩은 단방향 접속 구조가 아닌 다방향 접속 구조를 가진다.
여기서, 상기 상면과 하면은, 전지셀에 포함되어 있는 전극조립체에서, 양극과 음극이 적층된 방향을 기준으로, 적층 상단이 상면이고, 적층 하단이 하면이 될 수 있다.
상기 제 1 전극 단자부는 전지셀의 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드를 포함하며, 제 2 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드의 상면에서 이들 각각과 용접 또는 솔더링에 의해 결합되어 있고, 제 3 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드의 하면에서 이들 각각과 용접 또는 솔더링에 의해 결합된 구조일 수 있다.
즉, 상기 제 2 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드 각각과 연결된 구조이고, 그 자체로 전지셀의 상면에 위치하는 양극 리드 및 음극 리드일 수 있다. 마찬가지로, 제 3 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드 각각과 연결된 구조이고, 그 자체로 전지셀의 하면에 위치하는 양극 리드 및 음극 리드일 수 있다.
상기 제 1 전극 단자부는 보호회로 기판(PCB)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 보호회로는, 외부 입출력 단자와 외부 입출력 단자에 전기적으로 연결되어 있는 커넥터를 포함하며, 전기절연성의 케이스에 내장될 수 있다. 케이스에 내장된 보호회로는 전지셀의 제 1 전극 단자부에 전기적으로 연결된 상태로 전지케이스의 일측 단부에 탑재될 수 있다.
여기서, 상기 전지케이스는 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스일 수 있다.
한편, 상기 제 2 전극 단자부는, 상보형 결합부의 내면에 삽입될 수 있도록, 상보형 결합부에 대응되는 위치에서, 전지셀의 상면으로부터 상향 돌출된 구조로 절곡되어 있는 돌출 단자를 더 포함한다. 또한, 상기 상보형 결합부들 중에서, 제 2 전극 단자부의 돌출 단자가 삽입되는 상보형 결합부는, 돌출 단자의 일부가 노출될 수 있도록 그것의 돌출 상단면이 개방되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제 3 전극 단자부는, 전지셀의 하면과 평행하게 연장되어 있고, 그것의 일면이 전지셀의 하면에 밀착되어 있으며, 그것의 타면은 제 2 커버의 상보형 만입부의 만입 상단면과 밀착되어 있는 구조일 수 있고, 상기 상보형 만입부들 중에서 적어도 2개는 제 3 전극 단자부의 일부가 노출될 수 있도록 그것의 만입 상단면이 개방된 구조일 수 있다.
따라서, 제 2 전극 단자부의 돌출 단자가 돌출되어 있는 상보형 결합부가 다른 이차전지 팩에서 제 3 전극 단자부의 일부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입될 경우, 돌출 단자와 제 3 전극 단자부가 접촉하고, 제 2 전극 단자부와 제 3 전극 단자부가 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 돌출 단자는 상보형 결합부의 개방 상단면을 통해, 상보형 결합부의 높이 대비 10% 내지 30%의 높이로 돌출될 수 있다. 돌출 단자가 상기 범위 미만으로 돌출된 경우, 상보형 만입부를 통해 노출된 돌출 단자가 제 3 전극 단자부에 충분히 접촉되지 않을 수 있어 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하여 돌출된 경우, 돌출 단자가 제 3 전극 단자부와 접촉할 때, 돌출 단자의 접촉 단부에 과도한 압력이 인가되어, 돌출 단자의 단부가 변형되거나 파손될 수 있으므로 바람직하지 않다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 커버 및 제 2 커버는 전기 절연성의 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
상기 고분자 수지는 예를 들어, 폴리 프로필렌, 폴리 염화비닐, 폴리 카보네이트 또는 ABS 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene resin)에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이것들로 한정되는 것은 아니다.
상기 외장부재의 제 1 커버 및 제 2 커버는 상호 대응하는 체결 돌기 및 체결 홈을 포함하고, 제 1 커버 및 제 2 커버를 서로 대면한 상태로 접촉시킨 상태에서 가압하였을 때, 제 1 커버 및 제 2 커버는, 체결 돌기 및 체결 홈이 탄력적으로 맞물리며 서로 결합되는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 이차전지 팩은 평면상으로 다각형 또는 원형으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전지팩을 구성하는 전지셀은 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.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막 및 분리필름은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 130 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
또한, 하나의 구체적인 예에서, 전지의 안전성의 향상을 위하여, 상기 분리막 및/또는 분리필름은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있다.
상기 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자와 바인더 고분자를 활성층 성분으로 사용하여 제조되며, 이때 분리막 기재 자체에 포함된 기공 구조와 더불어 활성층 성분인 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)에 의해 형성된 균일한 기공 구조를 갖는다.
이러한 유/무기 복합 다공성 분리막을 사용하는 경우 통상적인 분리막을 사용한 경우에 비하여 화성 공정(Formation)시의 스웰링(swelling)에 따른 전지 두께의 증가를 억제할 수 있다는 장점이 있고, 바인더 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하는 경우 전해질로도 동시에 사용될 수 있다.
또한, 상기 유/무기 복합 다공성 분리막은 분리막 내 활성층 성분인 무기물 입자와 바인더 고분자의 함량 조절에 의해 우수한 접착력 특성을 나타낼 수 있으므로, 전지 조립 공정이 용이하게 이루어질 수 있다는 특징이 있다.
상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는경우, 전기 화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
리튬염 함유 비수 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
본 발명은 또한, 이차전지 팩을 포함하는 이차전지 팩 어셈블리를 제공한다.
구체적으로, 상기 이차전지 팩 어셈블리는 상기 이차전지 팩을 n개 포함하는 이차전지 팩 어셈블리로서, 제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 양극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 양극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되고, 제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 음극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 음극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 제 1 이차전지 팩 및 제 2 이차전지 팩이 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루는 결합 구조를 포함하며,
상기 n이 3 이상일 때, 상기 제 2 이차전지 팩부터 제 n 이차전지 팩까지 제 1 이차전지 팩과 제 2 이차전지 팩의 결합 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 이차전지 팩 어셈블리는, 이차전지 팩들에 형성되어 있는 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 상호 결합되는 결합구조를 통해 하단에서 상단으로 이차전지 팩들이 적층된 구조로, 이들의 전기적 연결과 기계적 체결을 달성할 수 있다. 또한, 상기 이차전지 팩 어셈블리를 구성하는 n 개의 이차전지 팩들은 각각 다른 형상과 크기로 이루어질 수 있으며, 그에 따라, 이차전지 팩들을 소망하는 형상으로 결합시켜, 직접적으로 제조가 어려운, 기하학 구조의 이차전지 팩 어셈블리를 구성할 수 있다.
한편, 상기 제 n 이차전지 팩은 그것의 제 1 커버에 상보형 결합부가 형성되어 있지 않은 구조로 이루어질 수 있다. 이는 제 n 이차전지 팩이 이차전지 팩 어셈블리의 최 상단에 위치하게 되는 바, 이차전지 팩 어셈블리의 상단에 상보형 결합부가 돌출되어, 디바이스에 장착될 때, 불필요한 공간 낭비를 최소화 하고, 상보형 결합부를 통해 돌출된 돌출 단자가 전도성 물질과 접촉하여 단락되는 것을 방지하는 구조이다.
본 발명은 또한, 상기 구조와 다른 구조로 이차전지 팩들이 결합된 이차전지 팩 어셈블리를 제공한다.
구체적으로 상기 이차전지 팩 어셈블리는 이차전지 팩을 n개 포함하는 이차전지 팩 어셈블리로서,
제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 양극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 양극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되고, 제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 음극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 음극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 제 1 이차전지 팩 및 제 2 이차전지 팩이 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루는 결합 구조를 포함하며,
상기 n이 3 이상일 때, 제 3 이차전지 팩부터 제 n 이차전지 팩까지 제 1 이차전지 팩과 제 2 이차전지 팩의 결합 구조로, 제 1 이차전지 팩의 또 다른 상보형 결합부들과 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구조는, 이차전지 팩들에 형성되어 있는 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 상호 결합되는 결합구조를 통해, 제 1 이차전지 팩의 상단에 n 개의 이차전지 팩들이 나란히 장착된 구조로, 이들의 전기적 연결과 기계적 체결을 달성할 수 있다.
상기 제 n 이차전지 팩은 그것의 제 1 커버에 상보형 결합부가 형성되어 있지 않은 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지 팩을 동력원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.
이러한 디바이스는 예를 들어, 휴대폰, 전자사전, 테블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이것들로 한정되는 것은 아니다.
상기 디바이스들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 상보형 결합부 및 상보형 만입부가 형성되어 있는 다른 이차전지 팩과 간편하게 결합될 수 있고, 이들은 전기적으로 연결될 수 있으므로, 필요 시, 이차전지 팩에 다른 이차전지 팩을 결합 시켜, 용량을 확대할 수 있다. 또한, 이차전지 팩은 다양한 크기 및 형상을 가지는 다른 이차전지 팩들과 결합시켜, 직접적으로 제조가 힘든 기하학 구조 또는 특정 구조로 커스터마이징(Customizing)이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 팩에 포함된 전지셀의 모식도이다;
도 2는 도 1에 도시된 전지셀의 측면 모식도이다;
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 팩에 포함된 외장부재의 모식도이다;
도 4는 본 발명에 따른 이차전지 팩의 측면 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩 어셈블리의 측면 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예 따른 이차전지 팩 어셈블리의 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명에 따른 이차전지 팩에 포함된 전지셀이 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 전지셀의 측면이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 함께 참조하면, 전지셀(10)은, 전극 활물질이 도포되어 있는 하나 이상의 전극판들(도시하지 않음)이 적층된 전극조립체(11), 전극조립체(11)를 수용하며 전극조립체(11)의 외면이 완전히 밀착되도록 외주면이 열 융착되어 있는 파우치형 전지케이스(12), 전지케이스(12)의 외주면 단부를 통해 돌출되어 있는 제 1 전극 단자부(20), 제 1 전극 단자부(20)의 상면에 용접에 의해 접합되어 있고, 전지케이스(12) 외면을 따라 전지셀(10)의 상면으로 연장되어 있는 제 2 전극 단자부(30), 및 제 1 전극 단자부(20)의 하면에 용접에 의해 접합되어 있고, 전지셀(10)의 전지케이스(12) 외면을 따라 전지셀(10)의 하면으로 연장되어 있는 제 3 전극 단자부(40)를 포함한다.
제 1 전극 단자부(20)는 전극조립체(11)의 양극판으로부터 연장되어 있는 양극 전극탭들(17)과 용접되어 있으며, 전지케이스(12)의 외주면 단부를 통해 외부로 연장된 양극 리드(24) 및 전극조립체(11)의 음극판(도시하지 않음)으로부터 연장되어 있는 양극 전극탭들(17)과 용접되어 있으며, 전지케이스(12)의 외주면 단부를 통해 양극 리드(24)와 나란히 외부로 연장된 음극 리드(22)로 구성되어 있다.
제 2 전극 단자부(30)는 제 1 전극 단자부(20)의 양극 리드(24) 상면에 용접되어 있으며, 평면상으로, 제 1 전극 단자부(20)의 양극 리드(24)와 일치하는 위치에서, 전지셀(10)의 상면에 밀착된 상태로 연장되어 있는 양극 리드(34) 및 제 1 전극 단자부(20)의 음극 리드(22) 상면에 용접되어 있으며, 평면상으로 제 1 전극 단자부(20)의 음극 리드(24) 와 일치하는 위치에서, 전지셀(10)의 상면에 밀착된 상태로 연장되어 있는 음극 리드(32)로 구성되어 있다.
이와 유사하게, 제 3 전극 단자부(40)는 제 1 전극 단자부(20)의 양극 리드(24) 하면에 용접되어 있으며, 평면상으로, 제 1 전극 단자부(20)의 양극 리드(24)와 일치하는 위치에서, 전지셀(10)의 하면에 밀착된 상태로 연장되어 있는 양극 리드(44) 및 제 1 전극 단자부(20)의 음극 리드(22) 하면에 용접되어 있으며, 평면상으로 제 1 전극 단자부의 음극 리드(24) 와 일치하는 위치에서, 전지셀(10)의 하면에 밀착된 상태로 연장되어 있는 음극 리드(도시하지 않음)로 구성되어 있다.
한편, 제 2 전극 단자부(30)의 양극 리드(34)에는 전지셀의 상면으로부터 상향으로 돌출되어 있는 돌출 양극 단자(110)가 형성되어 있고, 도면에 도시하지는 않았지만, 음극 리드(32)에는 전지셀의 상면으로부터, 돌출 양극 단자(110)와 나란히, 상향으로 돌출되어 있는 돌출 음극 단자(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 이차전지 팩에 포함된 외장부재가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 외장부재(50)는 전지셀(10)의 상면과 전지셀(10)의 단부 일부를 감싸는 제 1 커버(120), 및 전지셀(10)의 하면과 전지셀(10)의 단부 나머지를 감싸는 제 2 커버(130)로 구성되어 있다.
제 1 커버(120)의 상면에는, 전지셀(10)의 상면과 대면하는 위치에, 상향으로 돌출되어 있는 다수의 상보형 결합부들(122a, 122b)이 규칙적인 배열로 형성되어 있다.
제 2 커버(130)의 하면에는 상보형 결합부(122a, 122b, 122c)의 외면 형상에 대응하는 내면 형상을 가지도록, 전지셀(10)의 하면 방향으로, 상향 만입된 구조의 다수의 상보형 만입부들(132a, 132b, 132c)이 규칙적인 배열로 형성되어 있다.
제 1 커버(120)의 상보형 결합부들(122a, 122b, 122c) 중, 제 2 전극 단자부(30)의 양극 리드(34)에 형성되어 있는 양극 돌출 단자(110)와 대응되는 위치에 형성된 상보형 결합부(122b)는 상단이 개방되어 있다. 마찬가지로, 상보형 결합부들(122a, 122b) 중, 제 2 전극 단자부(30)의 음극 리드(32)에 형성되어 있는 양극 돌출 단자(도시하지 않음)와 대응되는 위치에 형성된 상보형 결합부(122c)는 상단이 개방되어 있다. 따라서, 개방된 상단을 가지는 상보형 결합부들(122b, 122c)에 양극 돌출 단자(110) 및 음극 돌출 단자가 각각 삽입되면, 이들 돌출 단자들이 상보형 결합부들의 개방된 상단을 통해 외부로 돌출될 수 있다.
제 2 커버(120)의 상보형 만입부들(122a, 122b, 122c) 중, 제 1 커버(120)에서 개방된 상단을 가지는 상보형 결합부들(122b, 122c)과 대응되는 위치에 형성된 상보형 만입부들(122b, 122c)은 만입 상단면 개방되어 있다. 따라서, 제 3 전극 단자부의 양극 리드(44) 및 음극 리드(도시하지 않음)들은 제 2 커버가 전지셀의 하면에 밀착하면, 개방된 만입 상단면을 통해 양극 리드(44) 및 음극 리드(도시하지 않음)가 노출될 수 있다.
한편, 제 1 커버(120)의 측면에는 장방형의 체결 홈들(123)이 관통되어 있고, 제 1 커버(120)의 체결 홈들(123)과 대응되는 제 2 커버(130)의 측면에는 체결 돌기(134)가 형성되어 있다. 따라서, 제 1 커버(120) 및 제 2 커버(130)를 서로 대면한 상태로 접촉시킨 상태에서 가압하였을 때, 제 1 커버(120) 및 제 2 커버는(130), 체결 돌기(134) 및 체결 홈(123)이 탄력적으로 맞물리며 서로 결합될 수 있다.
도 4에는 본 발명에 따른 이차전지 팩의 측면 모식도가 도시되어 있다. 이를 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 이차전지 팩은 전지셀(10), 보호회로를 포함하는 보호회로 모듈(150), 및 외장부재(50)로 구성되어 있다.
보호회로 모듈(150)은 제 1 전극 단자부(20)의 양극 리드(24) 및 음극리드(22)와 전기적으로 결합되어 있고, 외장부재(50)는 제 1 커버(120)가 전지셀(10)의 상면에 밀착한 상태로, 전지셀(10)의 하면에 밀착한 제 2 커버(130)와 체결 홈(123) 및 체결 돌기(134)가 맞물리며 체결되어 전지셀(10)을 외장부재(50) 내부에 수용한다.
제 2 전극 단자부(30)의 양극 돌출 단자(110)는 제 1 커버(120)의 상보형 결합부(122b)를 통해 외부로 돌출되어 있고, 도시하지는 않았지만, 제 2 전극 단자부(30)의 음극 돌출 단자는 제 1 커버(120)의 상보형 결합(122c)부를 통해 외부로 돌출되어 있다.
제 3 전극 단자부(40)의 양극 리드(44)는 제 1 커버(120)의 상보형 만입부들 중, 만입 상단면이 개방되어 있는 상보형 만입부(132b)를 통해 외부에 노출되어 있고, 도시하지는 않았지만, 제 3 전극 단자부(40)의 음극 리드는 제 2 커버(130)의 상보형 만입부들 중, 만입 상단면이 개방되어 있는 상보형 만입부(132b)를 통해 외부에 노출되어 있다.
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩 어셈블리의 측면이 모식적으로 도시되어 있다.
도 5를 도 1 내지 도 4와 함께 참조하면, 이차전지 팩 어셈블리는 도 4에 도시된 제 1 이차전지 팩(100), 제 2 이차전지 팩(100a) 및 제 3 이차전지 팩(100b)을 포함한다.
제 1 이차전지 팩(100)은 제 1 커버(120)에 형성되어 있는 상보형 결합부들(122a, 122b, 122c)이 제 2 이차전지 팩(100a)의 제 2 커버에 형성되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 이들은 물리적으로 결합된다. 여기서, 상보형 결합부들(122a, 122b, 122c)의 외면 형상은 상보형 만입부들(132a, 132b, 132c)의 내면 형상과 동일하나, 상보형 결합부들(122a, 122b, 122c)의 크기, 예를 들어, 직경 또는 단부의 길이가 상보형 만입부(132a, 132b, 132c) 보다 대략 2 % 내지 10 % 더 길게 이루어질 수 있다. 즉, 상보형 결합부(122a, 122b, 122c) 및 상보형 만입부(132a, 132b, 132c)를 상부에서 바라 볼 때, 상보형 결합부(122a, 122b, 122c)의 면적이 상보형 만입부(132a, 132b, 132c)의 면적보다 크다. 크기가 더 큰 상보형 결합부(122a, 122b, 122c)를 상보형 만입부(132a, 132b, 132c)에 삽입시키기 위해, 외력을 인가하면, 상보형 결합부(122a, 122b, 122c)가 탄력에 의해 상보형 만입부(132a, 132b, 132c)에 삽입 되고, 큰 크기의 상보형 결합부(122a, 122b, 122c)는 상보형 만입부(132a, 132b, 132c) 내측에서 탄력에 의해 상보형 만입부(132a, 132b, 132c)의 내면에 밀착되면서 고정될 수 있다. 제 1 커버(120) 및 제 2 커버(130)는 약간의 탄력을 가지는 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
한편, 제 1 이차전지 팩(100)의 상단에서 제 2 전극 단자부(30)의 양극 돌출 단자(110)가 노출되어 있는 상보형 결합부(122b)가 제 2 이차전지 팩(100a)의 제 3 전극 단자부(40a)의 양극 리드가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 전기적으로 접속하고, 제 1 이차전지 팩(100)의 상단에서 제 2 전극 단자부(30)의 음극 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩(100a)의 제 3 전극 단자부의 음극 리드가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 전기적으로 접속하게 되며, 따라서 제 1 이차전지 팩(100) 및 제 2 이차전지 팩(100a)은 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루게 된다.
마찬가지로, 제 2 이차전지 팩(100a)의 상단에서 제 2 전극 단자부의 양극 돌출 단자(110a)가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 3 이차전지 팩(100b)의 제 3 전극 단자부의 양극 리드(40b)가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 전기적으로 접속하고, 제 2 이차전지 팩(100a)의 상단에서 제 2 전극 단자부의 음극 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 3 이차전지 팩(100b)의 제 3 전극 단자부의 음극 리드가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 전기적으로 접속하게 되며, 따라서 제 2 이차전지 팩(100a) 및 제 3 이차전지 팩(100b)은 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루게 된다.
결과적으로, 제 1 이차전지 팩(100), 제 2 이차전지 팩(100a) 및 제 3 이차전지 팩(100b)이 서로 병렬로 전기적 연결을 이루며, 이들이 적층된 구조의 이차전지 팩 어셈블리(200)를 형성한다.
이러한 구조는 예를 들어, 용량이 각각 1000mAh인 제 1 이차전지 팩(100), 제 2 이차전지 팩(100a) 및 제 3 이차전지 팩(100b)을 구비한 상태에서, 필요 시, 이들을 간편하게 결합하여 2000mAh 또는 3000mAh의 용량으로 확장하거나, 또는 분리하여, 1000mAh 또는 2000mAh의 용량으로 이차전지 팩을 사용할 수 있는 특징이 있다. 따라서, 사용자는 간편하게 이차전지 팩들을 결합하여, 소망하는 용량으로 이차전지 팩 어셈블리(200)를 사용할 수 있다.
한편, 제 3 이차전지 팩(100a)의 제 1 커버(120b)는 그것의 상면에 상보형 결합부가 형성되어 있지 않고, 평면을 가질 수 있다. 이는 이차전지 팩 어셈블리(200)가 디바이스에 장착될 경우, 상보형 결합부에 의해, 불필요한 공간이 발생하는 것일 방지하기 위함이며, 필요 시, 제 3 이차전지 팩(100b)의 제 1 커버(120b)를 분리하고, 상보형 결합부가 형성되어 있는 제 1 커버를 장착하여, 또 다른 이차전지 팩을 제 3 이차전지 팩(100b)의 상단에 결합할 수 있음은 물론이다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 이차전지 팩 어셈블리가 모식적으로 도시되어 있다.
도 5을 참조하면, 이차전지 팩 어셈블리(500)는 제 1 이차전지 팩(300) 및 “ㄴ”자 형상의 이차전지 팩들(400)로 구성되어 있다.
“ㄴ”자 형상의 이차전지 팩들(400)은 제 1 이차전지 팩(300)의 상면에서, 서로 다른 상보형 부재들에 의해 나란히 결합되어 있다.
도 6에서와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 팩(300, 400) 및 이차전지 팩 어셈블리(500)는 상보형 결합부 및 상보형 만입부를 통해 다양한 형상의 이차전지 팩들을 결합하여, 직접적으로 제조가 힘든 형상의 이차전지 팩 어셈블리를 구현할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (22)

  1. 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개제된 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되어 있는 전지셀; 및
    상기 전지셀의 외면을 감싸도록 상호 결합되는 외장부재;
    를 포함하는 있으며,
    상기 외장부재는, 전지셀의 상면과 전지셀의 단부 일부를 감싸는 제 1 커버, 및 전지셀의 하면과 전지셀의 단부 나머지를 감싸는 제 2 커버를 포함하며,
    상기 제 1 커버에는, 전지셀의 상면에 대면하는 위치에, 상향으로 돌출되어 있는 둘 이상의 상보형 결합부들이 형성되어 있고, 상기 제 2 커버에는 상보형 결합부의 외면 형상에 대응하는 내면 형상을 가지도록, 전지셀의 하면에 대면하는 위치에, 상향 만입된 구조의 둘 이상의 상보형 만입부들이 형성되어 있고,
    이차전지 팩은,
    그것의 상보형 결합부가 다른 이차전지 팩의 상보형 만입부에 삽입될 경우, 이들 이차전지 팩들이 서로 전기적 및 기계적으로 결합되며;
    그것의 상보형 만입부에 다른 이차전지 팩의 상보형 결합부가 삽입될 경우, 이들 이차전지 팩들이 서로 전기적 및 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀의 전극 단자는 전지셀의 일측 단부로부터 돌출되어 있는 제 1 전극 단자부;
    상기 제 1 전극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 전지셀의 상면으로 연장되어 있는 제 2 전극 단자부; 및
    상기 제 1 전극 단자부와 전기적으로 연결되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 전지셀의 하면으로 연장되어 있는 제 3 전극 단자부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 전극 단자부는, 상보형 결합부의 내면에 삽입될 수 있도록, 상보형 결합부에 대응되는 위치에서, 전지셀의 상면으로부터 상향 돌출된 구조로 절곡되어 있는 돌출 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상보형 결합부들 중에서, 제 2 전극 단자부의 돌출 단자가 삽입되는 상보형 결합부는, 돌출 단자부의 일부가 노출될 수 있도록 그것의 돌출 상단면이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 돌출 단자는 상보형 결합부의 개방 상단면을 통해, 상보형 결합부의 높이 대비 10% 내지 30%의 높이로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 전극 단자부는, 전지셀의 하면과 평행하게 연장되어 있고, 그것의 일면이 전지셀의 하면에 밀착되어 있으며, 그것의 타면은 제 2 커버의 상보형 만입부의 만입 상단면과 밀착되어 있는 특징으로 하는 이차전지 팩.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 상보형 만입부들 중에서 적어도 2개는 제 3 전극 단자부의 일부가 노출될 수 있도록 그것의 만입 상단면이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 커버 및 제 2 커버는 전기 절연성의 고분자 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전극 단자부는 전지셀의 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드를 포함하며, 제 2 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드의 상면에서 이들 각각과 용접 또는 솔더링에 의해 결합되어 있고, 제 3 전극 단자부는 제 1 전극 단자부의 양극 리드 및 음극 리드의 하면에서 이들 각각과 용접 또는 솔더링에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전극 단자부는 보호회로 기판(PCB)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 외장부재의 제 1 커버 및 제 2 커버는 상호 대응하는 체결 돌기 및 체결 홈을 포함하고, 제 1 커버 및 제 2 커버를 서로 대면한 상태로 접촉시킨 상태에서 가압하였을 때, 제 1 커버 및 제 2 커버는, 체결 돌기 및 체결 홈이 탄력적으로 맞물리며 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 이차전지 팩은 평면상으로 다각형 또는 원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  17. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 이차전지 팩을 n개 포함하는 이차전지 팩 어셈블리로서, 상기 이차전지 팩 어셈블리는,
    제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 양극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 양극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되고, 제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 음극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 음극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 제 1 이차전지 팩 및 제 2 이차전지 팩이 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루는 결합 구조를 포함하며,
    상기 n이 3 이상일 때, 상기 제 2 이차전지 팩부터 제 n 이차전지 팩까지 제 1 이차전지 팩과 제 2 이차전지 팩의 결합 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩 어셈블리.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 n 이차전지 팩은 그것의 제 1 커버에 상보형 결합부가 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 이차전지 팩 어셈블리.
  19. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 이차전지 팩을 n개 포함하는 이차전지 팩 어셈블리로서,
    제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 양극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 양극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되고, 제 1 이차전지 팩의 상단에서 제 2 음극 단자부의 돌출 단자가 노출되어 있는 상보형 결합부가 제 2 이차전지 팩의 제 3 음극 단자부가 노출되어 있는 상보형 만입부에 삽입되어 제 1 이차전지 팩 및 제 2 이차전지 팩이 서로 기계적으로 결합되고, 병렬로 전기적 연결을 이루는 결합 구조를 포함하며,
    상기 n이 3 이상일 때, 제 3 이차전지 팩부터 제 n 이차전지 팩까지 제 1 이차전지 팩과 제 2 이차전지 팩의 결합 구조로, 제 1 이차전지 팩의 또 다른 상보형 결합부들과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩 어셈블리.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 n 이차전지 팩은 그것의 제 1 커버에 상보형 결합부가 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 이차전지 팩 어셈블리.
  21. 제 1 항에 따른 이차전지 팩을 동력원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 전자사전, 테블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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