KR102034022B1 - 전기적 연결의 확장이 가능하고 외면에 단차가 형성된 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 제 1 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 제 1 단위조립체와, 상기 제 1 전극 판들 보다 작은 크기를 가진 복수의 제 2 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 둘 이상의 제 2 단위조립체들을 포함하고 있으며; 상기 제 2 단위조립체들이 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있고; 상기 제 1 전극 판들과 제 2 전극 판들의 크기 차이로 인해 외면에 둘 이상의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀을 제공한다.

Description

전기적 연결의 확장이 가능하고 외면에 단차가 형성된 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀 {Stepped Electrode Assembly Capable of Extending Electrical Connection and Battery Cell Comprising the Same}

본 발명은 전기적 연결의 확장이 가능하고 외면에 단차가 형성된 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀에 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, 리튬을 기반으로 하며 충방전이 가능한 전지셀이 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 리튬 전지셀은 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.

일반적으로 전지셀은 복수의 양극과 음극으로 구성된 전극조립체가 전지케이스에 장착되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 전지셀의 전류가 외부로 전류가 흐를 수 있는 양극성과 음극성의 한 쌍의 리드를 포함한다.

한편, 최근 슬림한 타입 또는 다양한 디자인의 추세 변화(trend change)로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있다.

그러나, 전지셀이 적용되는 디바이스의 디자인을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서는, 용량을 결정하는 전극조립체의 크기를 줄이거나 더 큰 크기로 디바이스의 디자인을 변경해야 하는 문제점이 있다.

또한, 전지셀은 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드만으로 전기적 연결을 구성해야 하므로, 디바이스에 대한 전기적 연결 구조가 매우 제한적이다.

특히, 이러한 전지셀이 슬림, 원형 또는 기하학적 구조로 이루어진 디바이스에 적용되는 경우, 전기적 연결 구조에 전기 도선이나 전기 연결 부재 등이 추가되어야 하므로, 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드만으로는 디바이스에 대한 전기적 연결 구조가 매우 복잡해질 수 있다.

뿐만 아니라, 전지셀은 슬림, 원형 또는 기하학적 구조의 디바이스에서 한정된 공간 내에 장착되기 때문에, 상기와 같이 제한적이고 복잡한 전기적 연결 구조는 전지셀의 공간 활용도를 저하하는 동시에, 소망하는 디바이스의 설계를 어렵게 한다.

따라서, 이러한 구조적 문제점을 근본적으로 해소할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 다양한 디바이스의 형상 및 공간에 장착될 수 있는 비정형 구조로 이루어지며, 디바이스에 대한 전기적 연결 구조를 다양하게 구성함으로써, 디바이스의 내부 공간의 활용도를 극대화할 수 있는 전지셀과 이 전지셀을 구성하는 전극조립체를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체는,

복수의 제 1 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 제 1 단위조립체와, 상기 제 1 전극 판들 보다 작은 크기를 가진 복수의 제 2 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 둘 이상의 제 2 단위조립체들을 포함하고 있으며;

상기 제 2 단위조립체들이 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있고;

상기 제 1 전극 판들과 제 2 전극 판들의 크기 차이로 인해 외면에 둘 이상의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는, 일반적인 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 다양한 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능하도록 외면에 단차들이 형성된 비 정형 구조로 이루어져 있다.

이러한 비 정형 구조는 계단식 구조로 이루어진 디바이스의 형태에 적용이 가능하다. 하나의 예로서, 내측으로 굴곡 또는 돌출된 디바이스의 내부 구조물이나 내측으로 형성된 단차 등이 전극조립체의 단차들 사이에 위치됨으로써, 디바이스의 내부 공간 활용도를 극대화 할 수 있다.

본 발명의 전극조립체에서 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체는 각각 양극 판과 음극 판을 복수 개 포함하며, 이들 자체로 전력의 생산이 가능한 조립체이다. 이하에서는 단위조립체들의 구조 및 이들의 결합 구조에 대해 상세하게 설명한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 전극 판들은 양극 판 및 음극 판을 포함하고, 상기 양극 판에는 한 쌍의 양극 탭들이 형성되어 있고, 상기 음극 판에는 한 쌍의 음극 탭들이 형성된 구조일 수 있으며, 상기 양극 탭들과 음극 탭들은 극판의 일측 단부 측에서 외향 돌출된 구조일 수 있다.

상기 제 2 전극 판들은 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 전극 판들 보다 작은 크기를 가지며, 상세하게는 평면상으로, 제 1 전극 판의 면적 대비 10% 내지 45%의 면적을 가질 수 있다.

제 2 전극판들의 크기가 상기 범위 미만으로 너무 작은 크기로 이루어진 경우, 극판 상에 전극 탭의 형성이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 단위조립체의 전기 용량을 결정하는 전극활물질의 함유량이 감소되므로 바람직하지 않다. 또한, 제 2전극판들의 크기가 상기 범위를 초과하는 경우, 제 2 전극판들로 이루어진 제 2 단위조립체들이 제 1 전극판들로 이루어진 제 1 단위조립체 상에서 매우 근접하게 위치하게 되어 상호간 접촉에 의해 단락 될 수 있으므로 바람직하지 않다.

상기, 제 1 전극 판들인 복수의 양극 판들과 복수의 음극 판들은 분리막을 사이에 두고 적층 되며, 양극 판에는 두 개의 양극 탭이 형성되어 있고, 음극 판에는 두 개의 음극 탭이 형성되어 있으므로, 양극 판과 음극 판이 적층된 상태에서 제 1 단위조립체에는 한 쌍의 양극 탭부(복수의 양극 탭들이 상호 중첩되어 있는 구조)와 한 쌍의 음극 탭부가 형성된다.

또한, 양극 탭들은 양극 판에서 양 단부 방향으로 상호 이격되어 있으며, 음극 탭들은 음극 판에서 양 단부 방향으로 상호 이격되어 있고, 상기와 같이 적층되어 제 1 단위조립체를 구성하면, 양극 탭부와 음극 탭부가 한 쌍을 이루며 나란히 돌출되어 있고, 또 다른 양극 탭부와 음극 탭부가 한 쌍을 이루며 나란히 돌출될 수 있다.

이와는 달리 상기 제 2 전극 판들은 양극 판 및 음극 판을 포함하고, 상기 양극 판에는 하나의 양극 탭이 형성되어 있으며, 상기 음극 판에는 하나의 음극 탭이 형성될 수 있고, 상기 양극 탭들과 음극 탭들은 극판의 일측 단부 측에서 외향 돌출된 구조일 수 있다.

따라서, 제 2 전극 판들인 복수의 양극 판들과 복수의 음극 판들은 분리막을 사이에 두고 적층될 수 있고, 양극 판에는 하나의 양극 탭이 형성되어 있으며, 음극 판에는 하나의 음극 탭이 형성되어 있으므로, 양극 판과 음극 판이 적층된 상태에서 제 2 단위조립체는 하나의 양극 탭부 및 음극 탭부가 형성되며, 양극 탭부(복수의 양극 탭들이 상호 중첩되어 있는 구조)와 음극 탭부는 한 쌍을 이루며 나란히 돌출되어 있다.

이상과 같이, 극판들이 적층되면서 상호 중첩된 양극 탭들과 음극 탭들은 하나의 탭부를 형성하며, 이 탭부는 전극 탭들이 상하로 평행하게 중첩되어 있는 상태를 의미한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 단위조립체는 양극 탭들과 음극 탭들로 이루어진 제 1 탭부 및 제 2 탭부를 포함하고, 상기 제 2 단위조립체들은 각각 양극 탭들 및 음극 탭들로 이루어진 제 3 탭부를 포함할 수 있다.

상기 제 1 탭부, 제 2 탭부 및 제 3 탭부는 각각 양극 탭들과 음극 탭들이 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체의 단부로부터 나란히 돌출된 형태로 이루어질 수 있다.

여기서 본 발명의 전극조립체는,

상기 제 2 단위조립체들 중의 하나는 제 3 탭부의 양극 탭과 음극 탭이 제 1 탭부의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있고,

나머지 제 2 단위 조립체는 제 3 탭부의 양극 탭과 음극 탭이 제 2 탭부의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체 상에 적층된 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 상하 평행한 위치의 제 1 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체의 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자를 형성하고,

상기 상하 평행한 위치의 제 2 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체의 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자를 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 전극조립체는, 전기적 연결이 가능한 2개의 양극 단자들과 음극 단자들을 포함하고 있는 바, 각각의 단자들로 전류가 분산되어 통전될 수 있고, 그에 따라, 각각 1개의 양극 단자와 음극 단자를 포함하는 전지셀과 비교하여, 전극 단자들에서의 저항이 낮은 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 전극조립체는, 전극 단자들에서의 저항으로 인한 전류 손실이 최소화되어, 고출력의 성능을 구현할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 전극조립체 구조는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자가 각각 다른 대상에 대해 전기적으로 연결될 수 있으므로, 전극조립체의 전기적 연결의 확장이 용이하다.

구체적으로, 단일 디바이스에 전력이 필요한 회로가 다양하게 형성된 경우, 예를 들어, 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자는 디바이스의 충전 회로나 휘발성 메모리 회로에 연결될 수 있고, 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자는 디바이스의 전원 회로에 연결되어, 디바이스에 대한 전기적 연결 구조가 분리될 수 있다.

이와 같이, 전기 연결을 위한 회로가 복잡하게 구성되어 있으면서도 슬림, 원형 또는 기하학적 구조로 이루어진 디바이스는, 그 구조적 한계 때문에 필연적으로 각 회로에 대한 전기적 연결 구조가 매우 복잡하지만, 본 발명에 따른 전극조립체는 상대적으로 전기적 연결 구조가 매우 제한적인 슬림, 원형 또는 기하학적 구조의 디바이스에 적용되는 경우에도, 전기적 연결이 가능한 복수의 전극 단자들을 이용하여, 소망하는 형태로 전기적 연결 구조를 구성할 수 있고, 결과적으로 디바이스에 대한 전기적 연결 구조를 매우 단순하면서도 콤팩트하게 구성할 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 탭부와 제 2 탭부는 제 1 단위조립체의 제 1 단부에 나란히 형성되어 있고, 상기 제 1 탭부와 제 2 탭부는 서로에 대해 이격되도록 제 1 단부로부터 연장된 양측 단부에 인접한 제 1 단부 상에 각각 형성되어 있을 수 있다.

여기서, 제 1 단부란, 제 1 단위조립체를 상부에서 바라볼 때를 기준으로, 일측의 변과 대응되는 단부이며, 상기 일측의 변의 양측에서 연장된 측변들이 상기 양측 단부이다.

상기 이격은 어느 하나의 제 2 단위조립체의 폭 대비 10% 내지 200%의 길이로 이격될 수 있다. 즉, 제 1 탭부와 제 2 탭부는 제 2 단위조립체의 제 3 탭부와 연결되므로, 제 2 단위조립체들은 상기 이격에 대응하여 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층될 수 있다.

상기 이격 폭이 제 2 단위조립체의 폭 대비 10% 미만이면, 제 2 단위조립체들이 너무 근접된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층 되어야 하고, 이와 같은 적층 구조에서는 제 2 단위조립체들이 서로 접촉되면서 단락될 수 있으며, 제 1 탭부와 제 2 탭부 또한 접촉되면서 단락될 수 있으므로 바람직하지 않다.

반면에, 상기 이격이 제 2 단위조립체의 폭 대비 200%를 초과하는 넓은 폭으로 설계되면, 제 1 단위조립체의 제 1 단부에 나란히 형성된 제 1 탭부와 제 2 탭부 각각에서 양극 탭들과 음극 탭들이 상호 근접하도록 설계되어야 하는데, 이 경우, 양극 탭들과 음극 탭들이 접촉될 수 있고, 제 1 탭부와 제 2 탭부에 제 3 탭부 또는 전극 리드가 용접되기 용이하지 않으므로 바람직하지 않다.

만약 제 1 탭부가 양극 탭, 음극 탭의 순서로 형성되어 있고, 제 2 탭부는 양극 탭, 음극 탭의 순서로 형성되어 있는 경우, 제 1 탭부와 제 2 탭부 사이는 제 1 탭부의 음극 탭과 제 2 탭부의 양극 탭 사이를 의미한다. 따라서, 상기 이격은 제 1 탭부와 제 2 탭부 사이에서, 상호 인접된 전극 탭들이 이격된 거리일 수 있다.

상기 제 2 단위조립체들은 제 3 탭부가 형성되어 있는 제 1 단부, 제 1 단부의 일측으로부터 연장된 제 2 단부, 제 1 단부의 타측으로부터 연장된 제 3 단부, 및 제 1 단부와 평행하고 제 2 단부와 제 3 단부 사이에서 연장된 제 4 단부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 2 단위조립체들은, 제 2 단부들이 서로 대면하도록 제 1 단위조립체 상에 적층될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 단위조립체들은, 이들 중 어느 하나의 폭 대비 10% 내지 200%의 길이로 대면하는 제 2 단부들이 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층될 수 있다.

또한, 상기 제 2 단위조립체들 각각은, 제 2 단부를 제외한 나머지 단부들이 제 1 단위조립체의 단부들과 일치되도록, 제 1 단위조립체 상에 적층될 수 있다.

따라서, 상기 제 2 단부들은 전극조립체의 단차를 형성하고, 상기 전극조립체는 상기 제 2 단부들 사이에 만입부가 형성될 수 있다.

경우에 따라서 만입부에는 인쇄회로기판을 포함하는 보호회로 모듈, 충격 완화 부재, 디바이스의 일부 부위 및 디바이스의 회로 부재에서 선택되는 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 제공한다.

여기서, 상기 전지케이스는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스일 수 있고, 상기 전지셀의 외면에는 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체의 상이한 크기에서 유래되는 둘 이상의 단차 및 만입부가 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 일반적인 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 다양한 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능하도록 외면에 단차들이 형성된 비 정형 구조로 이루어져 있다.

이러한 비 정형 구조는 계단식 구조로 이루어진 디바이스의 형태에 적용이 가능하다. 하나의 예로서, 내측으로 굴곡 또는 돌출된 디바이스의 내부 구조물이나 내측으로 형성된 단차 등이 전극조립체의 단차들 사이에 위치됨으로써, 디바이스의 내부 공간 활용도를 극대화 할 수 있다.

상기 전지셀은 또한, 제 1 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭 및 음극 탭들이 전지케이스의 외측에서 결합되어 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자를 형성하고,

제 2 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들이 전지케이스의 외측에서 결합되어 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자를 형성하며,

상기 제 1 양극 단자, 제 2 양극 단자, 제 1 음극 단자 및 제 2 음극 단자는 전극 리드들과 각각 용접에 의해 결합된 구조로 이루어져 있다.

일반적으로, 전지셀은, 전극조립체의 전극 탭들과 전극 리드가 전지케이스의 내측에서 용접에서 결합된 후, 전지케이스가 용접 부위를 감싸는 형태로 밀봉된 구조로 이루어져 있다.

그러나, 상기 구조에서는 전극 탭과 전극 리드 결합부가 자치하는 전지케이스 내측 공간 만큼, 전극조립체의 체적이 작게 설계되어야 하므로, 전지셀의 용량을 결정하는 전극활물질의 함량이 전극조립체 상에 상대적으로 적게 포함되고, 그에 따라 전지셀의 용량이 낮은 단점이 있다.

반면에, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극 탭들인 제 1 탭부, 제 2 탭부 및 제 3 탭부가 전지케이스 외측에서 결합되어 양극 단자들과 음극 단자들을 형성하고, 전극 리드 또한 전지 케이스 외측에서 양극 단자들과 음극 단자들과 결합되므로, 이들의 결합부가 차지했던 전지케이스 내측 공간 만큼, 전극조립체의 체적을 크게 설계할 수 있다. 결과적으로 본 발명의 전지셀은 전극조립체의 체적을 확장하여 고용량을 구현할 수 있다.

본 발명에서 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 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 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-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 LiNi_1-xM_xO₂ (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 LiMn_2-xM_xO₂ (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 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Li_xFe₂O₃(0≤x≤1), Li_xWO₂(0≤x≤1), Sn_xMe_1-xMe'_yO_z (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 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 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.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 비수계 유기용매로는, 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, 비수 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 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, LiPF₆, LiClO₄, LiBF₄, LiN(SO₂CF₃)₂ 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩과 이 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 일반적인 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 다양한 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능하도록 외면에 단차들이 형성된 비 정형 구조로 이루어져 있다.

본 발명의 전극조립체는 또한, 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자가 각각 다른 대상에 대해 전기적으로 연결될 수 있으므로, 전극조립체의 전기적 연결의 확장이 용이하다.

본 발명에 따른 전지셀은, 전극 탭들인 제 1 탭부, 제 2 탭부 및 제 3 탭부가 전지케이스 외측에서 전극 리드들과 결합되므로, 이들의 결합부가 차지했던 전지케이스 내측 공간 만큼, 전극조립체의 체적을 크게 설계할 수 있고, 결과적으로 고용량인 전지셀의 구현이 가능하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 2는 제 1 단위조립체의 모식도이다;
도 3는 제 1 전극 판의 모식도이다;
도 4는 제 2 단위조립체의 모식도이다;
도 5는 전극조립체의 또 다른 모식도이다;
도 6은 본 발명에 따른 전지셀의 모식도이다;
도 7은 도 6의 전지셀의 평면 모식도이다.

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 전극조립체(100)가 모식적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는 제 1 단위조립체(110) 및 한 쌍의 제 2 단위조립체들(120, 122)을 포함한다.

전극조립체(100)는 제 2 단위조립체들(120, 122)이 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체(110) 상에 적층된 구조로 이루어져 있다.

전극조립체(100)는 제 1 단위조립체(110)와 제 2 단위조립체(120)의 양극 탭들이 결합된 제 1 양극 단자(210)를 포함한다.

전극조립체(100)는 제 1 단위조립체(110)와 제 2 단위조립체(120)의 음극 탭들이 결합된 제 1 음극 단자(212)를 포함한다.

전극조립체(100)는 제 1 단위조립체(110)의 또 다른 양극 탭들과 또 다른 제 2 단위조립체(122)의 양극 탭들이 결합된 제 2 양극 단자(220)를 포함한다.

전극조립체(100)는 제 1 단위조립체(110)의 또 다른 음극 탭들과 또 다른 제 2 단위조립체(122)의 음극 탭들이 결합된 제 2 음극 단자(222)를 포함한다.

제 1 단위조립체(110)는 복수의 제 1 전극 판들(도 2의 112)이 분리막(도시하지 않음)을 사이에 두고 적층된 구조로 이루어져 있다.

제 2 단위조립체들(120, 122)은 각각, 제 1 전극 판들(도 2의 112)의 면적 대비 대략 30%의 크기로 이루어진 복수의 제 2 전극 판들(도 4의 114)이 분리막(도시하지 않음)을 사이에 두고 적층된 구조로 이루어져 있다.

따라서, 제 2 단위조립체들(120, 122)은 제 1 단위조립체(110) 보다 작은 크기로 이루어지며, 제 1 단위조립체(110)에 적층되면 제 1 전극 판들(112)과 제 2 전극 판들(114)의 크기 차이로 인해 단차들(121) 및 단차들(121) 사이에 만입부(240)를 형성한다.

도 1에서와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 일반적인 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 다양한 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 적용이 가능하도록 외면에 단차들과 만입부가 형성된 비 정형 구조로 이루어져 있다.

또한, 전극조립체는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자가 각각 다른 대상에 대해 전기적으로 연결될 수 있으므로, 전극조립체의 전기적 연결의 확장이 용이한 장점을 가진다.

이하에서는 도 2 내지 도 4을 참조하여, 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체의 구체적인 구조를 설명한다.

먼저 도 2 및 도 3를 참조하면, 제 1 단위조립체(110)에서, 제 1 전극 판들(112)은 복수의 양극 판(112b) 및 음극 판(112a)을 포함한다.

이들 양극 판(112b)과 음극 판들(112a)은 분리막(도시하지 않음)을 사이에 두고 상호 대면하도록 적층되며, 양극 판들(112b)에는 한 쌍의 양극 탭들(10, 10a)이 형성되어 있고, 음극 판들(112a)에는 한 쌍의 음극 탭들(12, 12a)이 형성되어 있다.

양극 판(112b)과 음극 판(112a)의 탭들(10, 10a, 12, 12a)은 각 극판(112a, 112b)의 제 1 단부(111)에서 상호 이격된 상태로, 나란히 형성되어 있다.

여기서, 제 1 단위조립체(110)는 이들의 양극 판(112b)에서 양극 탭들(10, 10a)이 상하로 평행하게 위치되어 있고, 음극 판(112a)에서 음극 탭들(12, 12a)이 상하로 평행하게 위치되도록 적층되어 있다.

따라서, 제 1 전극 판들(112)이 적층되면, 양극 탭들(10, 10a)은 지면에 대한 수직 축을 기준으로 동일한 위치에서 상호 중첩되고, 음극 탭들 또한 지면에 대한 수직 축을 기준으로 동일한 위치에서 상호 중첩된다.

이와 같이 제 1 전극 판들(112)이 적층되면, 한 쌍의 양극 탭들(10, 10a)과 한 쌍의 음극 탭들(12, 12a)이 집합되며, 집합된 양극 탭들(10, 10a)과 음극 탭들(12, 12a) 중, 상호 인접한 양극 탭들(10)과 음극 탭들(12)이 제 1 단위조립체(110)의 제 1 탭부(310)를 형성하고, 제 1 탭부(310)와 이격된 상태로 형성되어 있는 나머지 양극 탭들(10a)과 음극 탭들(12a)이 제 2 탭부(320)를 형성하며, 제 1 탭부(310)와 제 2 탭부(320)는 제 1 단위조립체(110)의 제 1 단부(111)에 나란히 형성되어 있다.

즉, 제 1 탭부(310)와 제 2 탭부(310)는 각각 양극 탭들(10, 10a)과 음극 탭들(12 12a)이 집합된 구조로 이루어져 있다.

도 4에는 제 2 단위조립체의 구조가 모식적으로 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 제 2 단위조립체(120)에서, 제 2 전극 판들(114)은 제 1 전극 판들(112)과 길이는 동일하고, 폭은 제 1 전극 판들(112)의 폭 대비 대략 30%로 이루어져 있으며, 결과적으로 제 1 전극 판들(112)의 면적 대비 30% 정도 작은 크기로 이루어져 있는 복수의 양극 판(114b) 및 음극 판(114a)을 포함한다.

이들 양극 판(114b)과 음극 판들(114a)은 분리막(도시하지 않음)을 사이에 두고 상호 대면되도록 적층되며, 양극 판들(114b)에는 하나의 양극 탭(14)이 형성되어 있고, 음극 판들(114a)에는 하나의 음극 탭(16)이 형성되어 있다.

여기서, 제 2 단위조립체(120)는 이들의 양극 판(114b)에서 양극 탭들(14)이 상하로 평행하게 위치되어 있고, 음극 판(114a)에서 음극 탭들(16)이 상하로 평행하게 평행하게 위치되도록 적층되어 있다.

따라서, 제 2 전극 판들(114)이 적층되면, 양극 탭들(14)은 지면에 대한 수직 축(D-D')을 기준으로 동일한 위치에서 상호 중첩되고, 음극 탭들(16) 또한 지면에 대한 수직 축(C-C')을 기준으로 동일한 위치에서 상호 중첩된다.

이와 같이 제 2 전극 판들(114)이 적층되면, 하나의 양극 탭들(14)과 하나의 음극 탭들(16)이 집합되어, 제 2 단위조립체(120)의 제 3 탭부(330)를 형성한다.

즉, 제 1 단위조립체(110)는 양극 탭들(10)과 음극 탭들(12)이 인접하여 위치하고 있는 제 1 탭부(310)와 또 다른 양극 탭들(10a)과 음극 탭들(12a)이 인접하여 위치한 제 2 탭부(320)를 포함하는 반면에, 제 2 단위조립체(120)는 하나의 탭부(330)만을 포함한다.

한편, 도 5에는 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체들의 적층 구조가 모식적으로 도시되어 있다.

도 5를 도 1 내지 도 4와 함께 참조하면, 제 1 단위조립체(110)와 제 2 단위조립체들(120, 122)은, 탭부들(310, 320, 330)이 상호 중첩되도록 위치한 상태로 적층 된다.

구체적으로, 제 2 단위조립체들(120, 122) 중의 하나(120)는 제 3 탭부(330a)의 양극 탭과 음극 탭이 제 1 탭부(310)의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체(110) 상에 적층된다.

나머지 제 2 단위 조립체(122)는 제 3 탭부(330b)의 양극 탭과 음극 탭이 제 2 탭부(320)의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체 상에 적층된다.

이와 같이, 상하 평행한 위치의 제 1 탭부(310)와 제 3 탭부(330a)의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체(100)의 제 1 양극 단자(210) 및 제 1 음극 단자(212)를 형성하고, 상하 평행한 위치의 제 2 탭부(320)와 제 3 탭부(330b)의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체(100)의 제 2 양극 단자(220) 및 제 2 음극 단자(222)를 형성한다.

제 1 탭부(310)와 제 2 탭부(320)는 이들의 전극 탭들에서 가장 인접된 전극 탭들(12, 10a)이 일정 거리(W2)로 서로에 대해 이격되도록 제 1 단부(111)로부터 연장된 양측 단부에 인접한 제 1 단부(111) 상에 각각 형성되어 있다.

따라서, 제 2 단위조립체들(120, 122)은 상호 이격된 제 1 탭부(310)와 제 2 탭부(320)에 제 3 탭부들(330a, 330b)이 각각 결합되도록, 이들이 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체(110) 상에 적층 된다.

제 2 단위조립체들(120, 122)은 제 3 탭부(330a, 330b)가 형성되어 있는 제 1 단부(127), 제 1 단부(127)의 일측으로부터 연장된 제 2 단부(125), 제 1 단부(127)의 타측으로부터 연장된 제 3 단부(123), 및 제 1 단부(127)와 평행하고 제 2 단부(125)와 제 3 단부(123) 사이에서 연장된 제 4 단부(124)를 포함한다.

제 2 단위조립체들(120, 122)은 상호 이격된 상태로 제 2 단부들(125)이 서로 대면하고, 제 2 단부(125)를 제외한 나머지 단부들(123, 125, 127)이 제 1 단위조립체(110)의 단부들과 일치되도록, 제 1 단위조립체(110) 상에 적층된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 제 2 단위조립체들의 제 1 단부들을 제외한 나머지 단부들은 제 1 단위조립체의 각 단부들과 불 일치된 상태로, 제 2 단위조립체들이 제 1 단위조립체 상에 적층될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 각각 복수의 양극 판과 음극 판을 포함하고, 그 자체로 전력 생산이 가능한 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체들이 특정한 구조로 적층되면서 전극조립체 외면에 단차와 만입부를 형성하며 비 정형 구조로 이루어져 있다.

도 6 및 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀이 모식적으로 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면 전지셀(400)은 도 1 내지 도 5에 도시된 전극조립체(100)가 전해액과 함께 전지케이스(410)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.

전지케이스(410)는 전극조립체의 외면 형상에 대응하여 변형되기 용이한 라미네이트 시트로 이루어져 있다.

따라서, 전지셀(400)의 외면에는 제 1 단위조립체(110)와 제 2 단위조립체(120, 122)의 상이한 크기에서 유래되는 단차들(430)과 만입부(432)가 형성되어 있다.

즉, 전지셀(400)은, 일반적인 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 다양한 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능하도록 외면에 단차들(430)과 만입부(432)가 형성된 비 정형 구조로 이루어져 있다.

전지셀(400)은 또한, 전극조립체(100)의 제 1 탭부(310)와 제 3 탭부(320a)의 양극 탭들(10, 14) 및 음극 탭들(12, 16)이 전지케이스(410)의 외측에서 결합된 제 1 양극 단자(210) 및 제 1 음극 단자(212)가 전극 리드들(420, 422)과 각각 용접에 의해 결합되어 있다.

또한, 제 2 탭부(320)와 제 3 탭부(330b)의 양극 탭들(10a, 14a) 및 음극 탭들(12a, 16a)이 전지케이스(410)의 외측에서 결합된 제 2 양극 단자(220) 및 제 2 음극 단자(222)가 전극 리드들(424, 426)과 각각 용접에 의해 결합되어 있다.

이러한 구조는, 전극 탭들인 제 1 탭부, 제 2 탭부 및 제 3 탭부가 전지케이스 외측에서 전극 리드들과 결합되어 있는 바, 이들의 결합부가 차지했던 전지케이스 내측 공간 만큼, 전극조립체의 체적을 크게 설계할 수 있고, 결과적으로 고용량인 전지셀의 구현이 가능하다.

만약, 전지케이스(410) 내측에 양극 단자들(210, 212)과 음극 단자들(220, 222) 및 전극 리드들(420, 422, 424, 426) 간 결합 부위(C)가 위치되도록 전극조립체(110)를 설계하는 경우, 도 7에 도시된 전지셀(400)에서 전극조립체(110)는 평면상으로, 크기(Va)만큼 크기가 감소되어야 한다.

이와는 반대로, 전지케이스(410)의 크기를 도 7의 전지케이스(410)보다 크게 설계하는 경우, 대략 크기(Vb) 만큼 전지셀(100)의 전체 크기가 증가되며, 상기 크기(Vb) 만큼 디바이스에 장착되기 위한 공간이 낭비될 수 있다.

이러한 공간의 낭비는, 한정된 장착 공간을 가지는 슬림, 원형 또는 기하학적 구조의 디바이스로의 전지셀 적용을 어렵게 한다.

반면에, 본 발명에 따른 전지셀(400)은, 전극조립체(110)의 양극 단자들(210, 212)과 음극 단자들(220, 222)은 전지케이스의 외측에서 전극 탭들이 결합된 구조이고, 전극 리드들(420, 422, 424, 426) 또한 외측에서 결합되어 있어, 결합 부위(C)가 차지하는 크기 만큼 전극조립체(110)의 체적을 크게 설계하여 고용량의 구현이 가능할 뿐만 아니라, 공간의 낭비를 최소화하여, 한정된 장착 공간을 가지는 슬림, 원형 또는 기하학적 구조의 디바이스로의 적용이 용이하다.

본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (22)

1. 복수의 제 1 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 제 1 단위조립체와, 상기 제 1 전극 판들 보다 작은 크기를 가진 복수의 제 2 전극 판들이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조의 둘 이상의 제 2 단위조립체들을 포함하고 있으며;
   상기 제 2 단위조립체들이 상호 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있고;
   상기 제 1 전극 판들과 제 2 전극 판들의 크기 차이로 인해 외면에 둘 이상의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체에 있어서,
   상기 제 1 단위조립체는 양극 탭들과 음극 탭들로 이루어진 제 1 탭부 및 상기 제 1 탭부와는 이격된 위치에 별도의 양극 탭들과 음극 탭들로 이루어진 제 2 탭부를 포함하고,
   상기 제 2 단위조립체들은 각각 양극 탭들 및 음극 탭들로 이루어진 제 3 탭부를 포함하며,
   상기 제 2 단위조립체들 중의 일부는 제 3 탭부의 양극 탭과 음극 탭이 제 1 탭부의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있고,
   상기 제 2 단위 조립체 중의 다른 일부는 제 3 탭부의 양극 탭과 음극 탭이 제 2 탭부의 양극 탭과 음극 탭에 상하로 평행하게 위치하도록 제 1 단위조립체 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 상하 평행한 위치의 제 1 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체의 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자를 형성하고,
   상기 상하 평행한 위치의 제 2 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들은 용접에 의해 상호 결합되어 전극조립체의 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 탭부와 제 2 탭부는 제 1 단위조립체의 제 1 단부에 나란히 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 탭부와 제 2 탭부는 서로에 대해 이격되도록 제 1 단부로부터 연장된 양측 단부에 인접한 제 1 단부 상에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 이격은 어느 하나의 제 2 단위조립체의 폭 대비 10% 내지 200%의 길이로 이격된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 탭부, 제 2 탭부 및 제 3 탭부는 각각 양극 탭들과 음극 탭들이 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체의 단부로부터 나란히 돌출된 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 판들은 양극 판 및 음극 판을 포함하고, 상기 양극 판에는 한 쌍의 양극 탭들이 형성되어 있고, 상기 음극 판에는 한 쌍의 음극 탭들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극 판들은 양극 판 및 음극 판을 포함하고, 상기 양극 판에는 하나의 양극 탭이 형성되어 있고, 상기 음극 판에는 하나의 음극 탭이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극 판들은 평면상으로, 제 1 전극 판의 면적 대비 10% 내지 45%의 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단위조립체들은 제 3 탭부가 형성되어 있는 제 1 단부, 제 1 단부의 일측으로부터 연장된 제 2 단부, 제 1 단부의 타측으로부터 연장된 제 3 단부, 및 제 1 단부와 평행하고 제 2 단부와 제 3 단부 사이에서 연장된 제 4 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 단위조립체들은 제 2 단부들이 서로 대면하도록 제 1 단위조립체 상에 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 단위조립체들은, 이들 중 어느 하나의 폭 대비 10% 내지 200%의 길이로 대면하는 제 2 단부들이 이격된 상태로 제 1 단위조립체 상에 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 단위조립체들 각각은, 제 2 단부를 제외한 나머지 단부들이 제 1 단위조립체의 단부들과 일치되도록, 제 1 단위조립체 상에 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
16. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 단부들은 전극조립체의 단차를 형성하고, 상기 전극조립체는 상기 제 2 단부들 사이에 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
17. 제 1 항, 제 4 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 전지케이스는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 전지셀의 외면에는 제 1 단위조립체와 제 2 단위조립체의 상이한 크기에서 유래되는 둘 이상의 단차 및 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 전지셀은 제 1 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭 및 음극 탭들이 전지케이스의 외측에서 결합되어 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자를 형성하고,
    제 2 탭부와 제 3 탭부의 양극 탭들 및 음극 탭들이 전지케이스의 외측에서 결합되어 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자를 형성하며,
    상기 제 1 양극 단자, 제 2 양극 단자, 제 1 음극 단자 및 제 2 음극 단자는 전극 리드들과 각각 용접에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
21. 제 17 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩.
22. 제 21 항에 따른 전지팩을 포함하는 디바이스.

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