KR102092115B1 - 전지셀과 배터리 관리 유닛 사이에 향상된 접합 구조를 가진 전지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 전극단자들을 포함하는 하나 이상의 전지셀, 및 상기 전지셀에 전기적으로 접속되어 전지셀의 작동을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU; Battery Management Unit)을 포함하며; 상기 BMU는 전지셀의 전극단자가 일면에 밀착된 상태로 접합되는 복수의 접속단들을 포함하고 있고; 상기 전지셀의 전극단자에서, 평면상으로 BMU의 접속단에 대한 접합 경계를 이루는 변들의 전체 접합 길이가 평면상으로 사각형의 전극단자 구조보다 상대적으로 길도록, 상기 전극단자의 변들 중의 적어도 하나는 곡선 부위를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

전지셀과 배터리 관리 유닛 사이에 향상된 접합 구조를 가진 전지모듈 {Battery Module with Improved Joint Structure between Battery Cell and Battery Management Unit}

본 발명은 전지셀과 배터리 관리 유닛 사이에 향상된 접합 구조를 가진 전지모듈에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지셀은 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

그러나, 리튬 이차전지셀에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있으므로, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 높다.

이러한 이유로, 리튬 이차전지셀은 그것의 작동과 충전을 안정적으로 제어할 수 있는 별도의 시스템이 전지셀에 전기적으로 접속된 구조로 이용될 수 있으며, 이와 같이 하나 이상의 전지셀과 시스템이 디바이스에 알맞게 패키징(packaging)된 것을 넓은 의미에서 전지모듈이라 지칭하기도 한다.

전지모듈에서 시스템은 전지셀 각각의 구동이나 제어 또는 모니터링을 위한 각종 제어 회로를 포함할 수 있으며, 이러한 제어 회로들의 집합체를 넓은 의미에서 배터리 관리 유닛(BMU, Battery Management Unit)이라 칭하기도 하며, 이 BMU는 전지셀의 충방전 시, 안정적인 전류 흐름을 관리하는 역할 또한 수행할 수 있다.

일반적으로 전지모듈은 전지셀의 전극단자와 BMU 사이에서 복수의 와이어(wire)나 접속 플레이트 등의 연결 부재들이 결합된 구조로 전지셀과 BMU가 접속된 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조의 전지모듈은 연결 부재들에 의해 BMU와 전지셀에 대한 배열 구조가 다양하게 구성될 수 있는 반면에 전지셀의 전류가 연결 부재를 경유하는 형태로 BMU로 통전되기 때문에, 연결 부재에서의 저항으로 인한 전류 손실이 존재할 수 있다.

따라서, 전류 손실을 최소화하여 모바일 기기에 강력하게 요구되는 고출력 특성을 만족시키기 위해서는 BMU 상에 전지셀의 전극단자를 용접 또는 솔더링 등의 접합 방식으로 직접적으로 연결하는 구조가 이상적이지만 하기와 같은 이유로 인하여 소망하는 성능의 전지모듈로 구현되기 어렵다.

첫째, 솔더링의 경우, 전극단자에서의 열 발산이 상당히 크기 때문에, 발산되는 열에 의해 전지셀의 내부가 열화되면서 전극과 전해액간 부 반응(side reaction)이 유발될 수 있으며, 그에 반해 접합을 위한 전극 단자 부위로는 열이 집중되지 않아, 납 등의 솔더링 페이스트에 대한 접합 품질이 낮은 단점이 있다. 즉, 솔더링으로 인한 열이 접합을 위한 전극단자 부위에 집중되는 것이 아니라 전지셀 내부로 발산됨으로써, 접합 품질은 전반적으로 낮으면서도 전지셀의 성능은 저하될 수 있는 것이다.

둘째, 일반적으로 전극단자는 알루미늄이나 구리와 같은 전기전도성 소재로 이루어져 있으나, 순수한 알루미늄이나 구리 금속은 용융 접합 이후의 기계적 강성이 상당히 낮아 소망하는 접합 구조를 달성하기 어렵다. 이러한 이유로 니켈 플레이트 등의 용접 첨가물을 접합 계면에 장착한 후 용접시키는 방법이 요구되나 이러한 접합 구조는 니켈 플레이트로 인한 접촉 저항 증가를 유발하므로 고출력의 전지모듈을 구현하기 어렵다.

따라서, 전지셀과 BMU가 직접적으로 연결되어 고출력의 구현이 가능하면서도, 이들이 공고히 접합될 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.

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

구체적으로, 본 발명의 목적은, 전지셀의 전극단자와 BMU의 접속단이 서로 직접적으로 연결되어 있어 상대적으로 고출력의 발현이 가능하면서도, 이들이 상호 공고히 접합된 구조의 전지모듈을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은,

한 쌍의 전극단자들을 포함하는 하나 이상의 전지셀, 및 상기 전지셀에 전기적으로 접속되어 전지셀의 작동을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU; Battery Management Unit)을 포함하며;

상기 BMU는 전지셀의 전극단자가 일면에 밀착된 상태로 접합되는 복수의 접속단들을 포함하고 있고;

상기 전지셀의 전극단자에서, 평면상으로 BMU의 접속단에 대한 접합 경계를 이루는 변들의 전체 접합 길이가 평면상으로 사각형의 전극단자 구조보다 상대적으로 길도록, 상기 전극단자의 변들 중의 적어도 하나는 곡선 부위를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

이처럼, 본 발명에 따른 전지모듈은 와이어(wire) 또는 접속 플레이트 등과 같은 간접 연결 부재를 통한 전지셀과 BMU간 간접 접속 구조 대신에, 전지셀과 BMU가 접속단과 전극단자가 접합되어 있는 직접 접속 구조를 포함하는 바, 전지셀로부터 BMU로의 전류 손실이 최소화된 구조로 이루어져 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기 곡선 부위를 포함하는 전극단자의 구조에 기반하여 종래에는 구현하기 어려웠던 전지셀과 BMU의 안정적인 직접 접속 구조가 달성된 전지모듈을 제공하며, 이에 대해서는 본 발명에 따른 비제한적인 예들을 통해 보다 상세하게 설명한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지모듈은 BMU의 접속단에 전극단자가 스팟 용접(spot welding) 또는 솔더링(soldering)으로 직접 접합되어 전기적 및 물리적으로 연결되어 있는 상태이고,

상기 전극단자는 접속단과 대면하는 일면이 접속단에 접합된 상태에서, 상기 변들이 접속단에 대한 접합 경계를 이루고 있는 구조일 수 있다.

이러한 구조에서 상기 접속단은 전극단자의 면적 대비 110% 내지 200%의 면적으로 이루어질 수 있으며, 접속단과 전극단자가 서로 대면한 상태에서는 평면상으로 접속단의 일부가 전극단자의 변들을 기준으로 외측으로 노출될 수 있다.

이와 같이 노출된 접속단은 용접 시, 전극단자의 변들과 추가로 접합될 수 있으며, 솔더링의 경우에는 모재인 납 페이스트가 전극단자와 접속단의 사이 및/또는 전극단자의 변들과 상기 변들에 인접한 접속단 상에 배치된 상태에서 접합될 수 있다.

상기 접속단의 면적이 상기 범위의 최소값 미만의 구조에서는 전극단자의 변들에 대한 접합이 용이하지 않고, 상기 범위의 최대값을 초과하는 경우에는 외측으로 노출되는 접속단의 면적이 증가되므로, 안전성 측면에서 바람직하지 않다.

여기서, 용접이나 솔더링 이전에 전극단자와 접속단의 일면이 서로 밀착되어 있을 때, 상기 전극단자의 일면으로부터 연장되어 있으나 접속단에는 밀착되어 있지 않은 전극단자의 단부 부위를 전극단자의 변들이라 정의할 수 있다.

다시 말해서, 전극단자의 변들은 전극단자의 일면을 기준으로, 접속단에 대한 밀착이 종료되는 단부 부위를 의미한다. 또한, 이를 평면적으로 해석할 때에는, 상기 변들은 전극단자의 형태를 형성하는 선들(lines)로 이해할 수 있다.

이와 같은 전극단자의 변들(또는 '단부 부위')은, 용접이나 솔더링 시, 이들에 인접한 접속단에 용융 접합 또는 납땜될 수 있으며 접속단에 대한 접합 경계를 제공할 수 있다.

따라서, 전극단자가 접속단에 대한 공고한 접합 상태를 유지하기 위해서는 상기 변들의 길이, 상세하게는 접합 경계의 길이가 긴 것이 유리함에 주목해야 한다.

또한, 용접이나 솔더링 시, 상기 전극단자의 변들에는 열이 집중될 수 있으며, 이는 피접합체의 단면적이 작을수록 저항과 발열량이 높은 점에 기인한다. 즉, 접속단에 대면하는 전극단자의 일면 대비 상기 변과 인접한 면의 면적이 상대적으로 작기 때문에, 용접과 솔더링 시 전극단자가 수용하는 총 열량 중, 일부는 변들에 집중되는 것이다.

이러한 이유로, 상기 변들에서는 열의 발산이 지연될 수 있으며, 용접이나 솔더링 시, 전극단자에서 전지셀 내부로의 열 발산 정도를 감소시키기 위해서는 상기 변들의 총 길이가 긴 것이 유리하다.

이에 본 발명에서는 BMU의 접속단 상에서, 전극단자의 접합 경계의 총 길이가 상대적으로 길어질 수 있도록 전극단자의 변들 중 적어도 하나는 곡선 부위를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이는 가상의 두 점을 연결하는 선들 중, 직선보다 곡선이 상대적으로 긴 길이를 가지는 점에 기인한다.

이처럼, 본 발명의 전극단자는 일반적인 사각형 구조의 전극단자 보다 변들의 총 길이가 상대적으로 길기 때문에, 상기 변들로부터 유래되는 접합 경계의 총 길이가 상대적으로 증가한 구조이며, 이러한 구조적 특징에 기반하여 전극단자가 접속단에 대한 공고한 접합 상태를 유지할 수 있음을 이해해야 한다.

이러한 구조는 또한, 앞서 설명한 전지셀 내부로의 열 발산 정도를 상대적으로 감소시킬 수 있으므로, 본 발명은 종래에는 구현하기 어려웠던 전지셀과 BMU의 직접 접속 구조를 포함하는 전지모듈을 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 전극단자의 변들은 직선으로 이루어진 복수의 외주변들을 포함하고;

상기 외주변들의 사이에 연결되어 있는 하나 이상의 곡선으로 이루어진 적어도 하나의 제 1 변과, 상기 외주변들에 연결되지 않은 상태로 전극단자 상에 관통구를 독립적으로 형성하는 제 2 변에서 선택되는 하나 이상의 변들을 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 제 1 변들의 곡선 부위는 원 또는 타원의 호 형상일 수 있다.

이 중, 타원의 호는 그것의 장축이 전극단자의 돌출 방향에 대해 수직 방향인 상태로 제 1 변을 이룰 수 있다. 이러한 구조는 타원의 호에서 상대적으로 긴 길이의 장축이 전극단자 돌출 방향을 수직으로 가로지르는 형태로, 보다 넓은 범위에서 열이 집중되도록 하기 위함이다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극단자는, 제 1 변의 길이에서 외주변들 사이의 직선 길이를 차감한 길이만큼, 접속단에 대한 접합 경계를 추가적으로 제공할 수 있다.

즉, 직선 대비 상대적으로 긴 길이의 곡선으로 이루어진 제 1 변은 상대적으로 긴 길이의 접합 경계를 제공하며, 결과적으로 접속단에 대한 전극단자의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.

특히, 평면상의 해석으로는 제 1 변은 곡선이지만, 입체적 해석에서는 제 1 변 부위가 전극단자의 단부 면에 대응할 수 있으며 이러한 단부 면은 곡면일 수 있다. 따라서, 면의 개념에서는 전극단자의 제 1 변 부위가 면적이 평면 대비 상대적으로 넓은 곡면이므로 상기한 구조에서는 전극단자의 제 1 변 부위에서 접속단에 대한 접합 면적 역시 평면과 비교하여 증가된 구조로 이해할 수 있다.

뿐만 아니라, 접속단에 대면하는 전극단자의 일면 대비 상기 제 1 변과 인접한 단부 면의 면적이 상대적으로 작기 때문에, 용접과 솔더링 시 전극단자가 수용하는 총 열량 중 일부는 제 1 변에 집중될 수 있으며, 직선 대비 길어진 길이에 대응하여 제 1 변 부위에서의 열 수용량과 접합을 위한 용융 정도가 증가하면서 전지셀 내부로의 소망하지 않는 열 발산이 상대적으로 완화될 수 있다.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 전극단자는, 제 2 변을 형성하는 관통구의 내면 길이만큼, 접속단에 대한 접합 경계를 추가적으로 제공할 수 있다.

이러한 구조는 전극단자 상에 천공된 관통구 부위에 접합 경계가 형성될 수 있으므로, 접속단에 대한 전극단자의 접합 강도가 향상될 수 있다.

뿐만 아니라, 접속단에 대면하는 전극단자의 일면 대비 상기 제 2 변과 인접한 단부 면의 면적이 상대적으로 작기 때문에, 용접과 솔더링 시 전극단자가 수용하는 총 열량 중, 일부는 제 2 변들에 집중될 수 있으며, 그에 따라 제 2 변 부위가 수용하는 열량과 용융에 따른 열의 소비에 의해 전지셀 내부로의 소망하지 않는 열이 발산되는 현상이 완화될 수 있다.

다만, 관통구의 크기와 통전 시에 전극단자에 형성되는 저항은 비례하는 바, 전극단자 본연의 기능인 우수한 통전 기능을 위해서는 전극단자에서 관통구가 차지하는 면적이 너무 넓은 것은 바람직하지 않다.

따라서, 상기 관통구의 크기는 충분한 접합 경계를 제공할 수 있으면서도, 전극단자의 통전 기능을 저하시키지 않도록 전극단자의 평면상 면적 대비 5% 내지 30%의 평면상 면적으로 전극단자 상에 천공될 수 있다.

또한 상기한 이유로, 전극단자에 다수의 관통구들이 천공되는 것은 바람직하지 않다.

상기 관통구의 평면적인 형상은 곡선을 포함하는 구조라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 원 또는 타원 형상일 수 있다. 이 중, 타원 형상의 관통구는 그것의 장축이 전극단자의 돌출 방향에 대해 수직 방향인 상태로 전극단자 상에 형성될 수 있다. 이러한 구조는 타원에서 상대적으로 긴 길이의 장축이 전극단자 돌출 방향을 수직으로 가로지르는 형태로, 보다 넓은 범위에서 열이 집중되도록 하기 위함이다.

이상 설명한 변들은 앞서 설명한 바와 같이, 평면상으로 전극단자의 형태를 형성하는 선들인 바, 본 발명에서는 상기 외주변과 제 1 변 및/또는 제 2 변의 조합을 통해 다양한 형태의 전극단자를 제공한다.

이와 관련한 하나의 비제한적인 예에서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 내향 만입되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있는 구조일 수 있다.

이러한 구조의 전극단자는 내향 만입된 부위에 상대적으로 열의 집중 정도가 강하게 나타날 수 있으며, 그에 따라 제 1 변 부위에서의 접합력이 높은 장점이 있다. 또한, 복수의 제 1 변들로 열이 분산 집중되므로, 전극단자로부터 전지셀 내측으로의 열 발산이 상당히 지연될 수 있다.

이와는 달리, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 외향 돌출되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있는 구조일 수도 있다.

이러한 구조 또한 마찬가지로, 복수의 제 1 변들로 열이 분산 집중되므로, 전극단자로부터 전지셀 내측으로의 열 발산이 상당히 지연될 수 있다. 또한, 제 1 변들이 외향 돌출된 만큼 접속단과 대면하는 전극단자 일면의 면적이 넓게 형성되므로, 상기 전극단자 구조는 접속단에 대한 넓은 접합 면적을 형성할 수 있다.

본 발명의 전극단자는 또한, 제 1 변들이 상기 외향 돌출된 구조와 내향 돌출된 구조가 복합된 형태로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 전극단자는, 평면상으로, 내향 만입된 구조의 제 1 변들과 외향 돌출된 구조의 또 다른 제 1 변들이 상호 연결된 상태로, 상기 외주변들 사이에 연결되어 있는 구조일 수 있으며, 앞서 설명한 구조적 장점을 모두 포함할 수 있다.

상기한 구조들과는 달리, 전극단자는 하나의 제 1 변만을 포함할 수도 있으며, 구체적으로 상기 전극단자는, 평면상으로, 하나의 제 1 변이 외주변들 사이에서 내향 만입되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있는 구조일 수 있다.

이러한 구조의 전극단자에서, 상기 제 1 변의 위치가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전극단자로부터 전지셀 내부로의 열 발산을 효과적으로 지연시킬 수 있도록 전극단자의 돌출 방향을 기준으로 반대 방향으로 내향 만입된 구조로 외주변들 사이에서 연결되어 있을 수 있다.

다만, 상기 내향 만입된 부위의 면적은, 접속단에 대면한 전극단자의 일면이 접속단과의 충분한 접합 면적을 가지면서도 내향 만입된 접합 경계에서 공고한 접합력이 확보될 수 있도록 한정적으로 설계될 필요가 있으며, 상세하게는 전극단자의 면적 대비 30% 내지 50%일 수 있다.

만약 내향 만입된 부위의 면적이 상기 범위의 최소값 미만으로 형성되는 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 접합 경계로 인한 이점을 달성할 수 없으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 접속단에 대면한 상태로 접합되어 있는 전극단자 일면의 면적은 상대적으로 감소되기 때문에 접속단에 대한 전극단자의 우수한 접합력을 기대하기 어렵다. 그뿐 아니라, 만입된 부위 만큼 전극단자에서 통전 가능 면적이 감소되므로, 전지셀과 BMU간 통전 시, 전극단자에서의 소망하지 않는 저항과 발열이 발생될 수 있으므로 바람직하지 않다.

한편, 상기 전극단자의 구조에 대한 또 다른 비제한적인 예에서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 외주변들이 상호 연결되어 있는 다각형 구조이고, 상기 제 2 변이 다각형의 내측 부위에 관통구를 형성하고 있는 구조일 수 있다.

이러한 구조의 전극단자는 관통구에 상대적으로 열의 집중 정도가 강하게 나타날 수 있으며, 그에 따라 제 2 변 부위에서의 접합력이 높은 장점이 있다. 또한, 용접이나 솔더링 시, 전극단자에 인가된 열량의 일부가 제 2 변으로 집중될 수 있으므로 전극단자로부터 전지셀 내측으로의 열 발산되는 현상이 상당히 지연될 수 있다.

이와는 달리, 본 발명의 전극단자는, 외주변들과 복수의 제 1 변들 및 제 2 변이 조합된 특별한 구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 내향 만입 및/또는 외향 돌출되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있고, 상기 제 2 변이 제 1 변들과 외주변들이 형성하는 구조의 내측 부위에 관통구를 형성하고 있는 구조일 수 있으며, 앞서 설명한 제 1 변과 제 2 변의 구조적 장점을 모두 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 BMU는 전지셀의 과전압, 과전류 및 과발열에서 선택되는 적어도 하나 이상의 전지셀 상태를 검출하고, 상기 상태에서 전지셀의 작동을 제어하는 복수의 회로 및 소자들을 포함하고 있으며, 상기 회로 및 소자는 접속단과 전기적으로 연결되어 있는 구조일 수 있다.

또한, BMU는 외부 디바이스 또는 외부 전원에 대한 전지모듈의 전기적 연결을 위하여, 외부 입출력 단자를 추가로 포함할 수 있다.

상기 전지셀은, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장된 상태로 전지케이스의 외주변이 밀봉된 구조이고, 전극조립체에 전기적으로 연결된 상태의 전극단자들이 밀봉된 전지케이스의 일변을 통해 나란히 돌출된 구조일 수 있다.

이러한 전지셀에서 전극단자는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 납(Pb), 주석(Sn), 및 카드뮴(Cd)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 합금으로 구성될 수 있다.

또한, 전극단자가 접합되는 BMU의 접속단은 상기 예시된 금속 소재들에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질로 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 각각의 접속단에 접합되는 전극단자와 동일한 소재로 이루어질 수도 있다.

본 발명에서는 전지셀의 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 전지모듈을 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는 무인 항공기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 하나 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 와이어(wire) 또는 접속 플레이트 등과 같은 간접 연결 부재를 통한 전지셀과 BMU간 간접 접속 구조 대신에, 전지셀과 BMU가 접속단과 전극단자가 접합되어 있는 직접 접속 구조를 포함하는 바, 전지셀로부터 BMU로의 전류 손실이 최소화될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 곡선 부위를 포함하는 전극단자의 구조에 기반하여 종래에는 구현하기 어려웠던 전지셀과 BMU의 안정적인 직접 접속 구조를 포함하는 전지모듈을 제공한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;
도 2는 접속단과 전극단자의 접합 부위를 확대한 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극단자의 평면 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극단자의 평면 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극단자의 평면 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극단자의 평면 모식도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극단자의 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 전지모듈이 모식적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전지모듈(100)은 한 쌍의 전극단자(112)들을 포함하는 전지셀(110) 및 전지셀(110)에 전기적으로 접속되어 있는 배터리 관리 유닛(BMU, 120; Battery Management Unit)을 포함하고 있다.

BMU(120)는 전지셀(110)의 전극단자(112)에 전기적으로 접속되는 접속단(122)들을 포함하고 있고, 접속단(122)들 각각에는 전지셀(110)의 전극단자(112)가 밀착된 상태로 접합되어 있다.

이러한 접합은 BMU(120)의 접속단(122)에 전극단자(112)가 스팟 용접(spot welding)되어 전기적 물리적으로 결합된 상태 또는 납과 같은 솔더링 페이스트와 함께, 접속단(122)에 전극단자(112)가 솔더링 되어 전기적 물리적으로 결합된 상태일 수 있다.

이상의 구조에서와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈(100)은 전지셀(110)과 BMU(120)가 접속단(122)과 전극단자(112)가 접합되면서 상호간에 직접적으로 연결되어 있는 바, 간접적인 통전 수단들, 예를 들어 전류 전송 와이어나 접속 플레이트들로 인한 전류의 손실이 최소화된 구조로 이루어져 있다.

또한, 전지셀(110)의 전극단자(112)들 각각은, 평면상으로 곡선을 변으로 포함하고 있고, 이러한 구조에 기반하여 전지모듈(100)은 전극단자(112)와 접속단(122) 간 안정적인 접속 및 접합 상태를 유지할 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 전극단자(112)는 평면상으로, 직선인 외주변들(202, 204, 206) 및 곡선으로 이루어진 제 1 변(210)을 포함하며, 제 1 변(210)은 전극단자(112)의 돌출 방향을 기준으로 반대 방향으로 내향 만입된 구조로 외주변들(202, 204, 206) 사이에서 연결되어 있다.

전극단자(112)의 외주변들(202, 204, 206)과 제 1 변(210)은 전극단자(112)의 접속단(122)과 대면하고 있는 일면을 기준으로, 접속단(122)에 대한 대면이 종료되는 단부 부위를 의미하며, 평면상으로 전극단자(112)의 형태를 형성하는 선들이다.

이와 같은 외주변들(202, 204, 206)과 제 1 변(210)은, 용접이나 솔더링 된 상태에서, 이들 각각 인접한 접속단(122)에 용융 접합 또는 납땜되어 접속단(122)에 대한 접합 경계(220)를 형성한다.

즉, 본 발명에서 접합 경계(220)란, 전극단자(112)와 접속단(122)이 접합된 상태에서, 외주변들(202, 204, 206) 및 제 1 변(210) 각각과 접속단(122) 사이에 형성된 접합 부위를 의미한다.

이러한 구조에서 전극단자(112)는, 제 1 변(210)의 길이(W2)에서 외주변들(202, 204, 206) 사이의 직선 길이(W1)를 차감한 길이만큼 접속단(122)에 대한 접합 경계(220)를 추가적으로 제공할 수 있는 점에 주목해야 한다.

구체적으로, 평면상으로 사각형 구조의 전극단자(112)와 비교하여 상기 구조의 전극단자(112)는 접합 경계(220)를 형성하는 외주변들(202, 204, 206)과 제 1 변(210)의 총 길이가 곡선인 제 1 변(210)에 의해 상대적으로 증가된 구조이므로, 접속단(122)에 대한 접합 경계(220)가 확장된 구조로 이해될 수 있으며, 결과적으로 추가로 접합된 부위 만큼 접속단(122)과 전극단자(112)의 접합 상태가 더욱 공고할 수 있는 것이다.

또 다른 측면에서 상기 구조는 전지셀(110)에 대한 접합 안정성을 추가로 제공할 수 있다.

구체적으로, 용접이나 솔더링에서 유발되는 열은 면적이 상대적으로 작은 전극단자(112)의 변들(202, 204, 206, 210) 부위에 집중되는 경향이 있으며, 이러한 이유로 전극단자(112)의 변들(202, 204, 206, 210)의 길이가 길어질수록 전극단자(112)에 인가된 총 열량에서 변들(202, 204, 206, 210)에 수용 및 집중되는 열량이 증가되어 전지셀(110) 내부로 열이 발산되는 현상이 현저히 완화될 수 있다.

이처럼, 본 발명의 전극단자(112)는 평면상으로 곡선을 포함하는 구조적 특징에 기반하여, 일반적인 사각형 구조의 전극단자(112) 보다 변들(202, 204, 206, 210)의 총 길이가 증가된 구조이며, 결과적으로 변들로부터 유래된 접합 경계(220)의 총 길이 또한 상대적으로 긴 길이로 형성되면서 접속단(122)에 대한 전극단자(112)의 공고한 접합 상태가 유지될 수 있다.

이러한 구조는 또한, 앞서 설명한 전지셀(110) 내부로의 열 발산 정도를 완화 시킬 수 있으므로 종래에는 구현하기 어려웠던 전지셀(110)과 BMU(120)의 직접 접속 구조를 달성할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 다양한 구조의 전극단자가 모식적으로 도시되어 있다.

먼저, 도 3을 참조하면, 전극단자(300)는, 평면상으로, 세 개의 제 1 변들(301)이 외주변들(302) 사이에서 내향 만입되어 있는 구조로 외주변들(302)에 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조의 전극단자(300)는 열이 집중되기 용이한 구조의 내향 만입 부위를 복수 개 포함하고 있으므로, 이들 내향 만입 부위로 열이 분산되는 동시에 각각에 집중되므로, 전지셀(310) 내측으로의 열 발산이 상당히 지연될 수 있다.

뿐만 아니라, 전극단자(300)는 복수의 제 1 변들(301)에 의해 평면상으로 사각형 구조의 전극단자(300) 대비 접합 경계의 총 길이가 증가된 구조이므로, 접속단에 대한 접합력이 상당히 높은 장점이 있다.

이와는 달리, 도 4에는 평면상으로, 복수의 제 1 변들(401)이 외주변들(402) 사이에서 외향 돌출되어 있는 구조로 외주변들(402)에 연결되어 있는 구조의 전극단자(400)가 모식적으로 도시되어 있다.

이러한 구조 또한 복수의 제 1 변들(401)이 형성하는 외향 돌출 부위로 열이 분산 집중되므로, 전극단자(400)로부터 전지셀(410) 내측으로의 열 발산이 상당히 지연될 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 변들(401)이 외향 돌출된 만큼 접속단과 대면하는 전극단자(400) 일면의 면적이 넓게 형성되므로, 상기 전극단자(400) 구조는 접속단에 대한 넓은 접합 면적을 형성하여 상대적으로 접합력이 강한 구조적 특징이 있다.

본 발명의 전극단자는 또한, 제 1 변들이 외향 돌출된 구조와 내향 돌출된 구조가 복합된 형태로 구성될 수 있으며, 이에 대해서는 도 5에 구체적으로 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 전극단자는, 평면상으로, 내향 만입된 구조의 제 1 변들(501a)과 외향 돌출된 구조의 또 다른 제 1 변들(501a)이 상호 연결된 상태로, 외주변들(502) 사이에 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다.

한편, 도 6에는 도 1 내지 도 5와는 다른 구조로 이루어진 전극단자가 모식적으로 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 전극단자(600)는 평면상으로, 직선인 외주변들(602) 및 곡선으로 이루어진 제 2 변(604)을 포함하며, 제 2 변(604)은 외주변들(602)에 연결되지 않은 상태로 전극단자(600) 상에 관통구(620)를 독립적으로 형성한다.

구체적으로, 전극단자(600)는 평면상으로, 외주변들(602)이 상호 연결되어 있는 다각형 구조이며, 제 2 변(604)이 다각형의 내측 부위에 관통구(620)를 형성하고 있는 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조의 전극단자(600)는 관통구(620)에 상대적으로 열의 집중 정도가 강하게 나타날 수 있으며, 그에 따라 제 2 변(604) 부위에서의 접합력이 높은 장점이 있다. 또한, 용접이나 솔더링 시, 전극단자(600)에 인가된 열량의 일부가 제 2 변(604)으로 집중될 수 있으므로 전극단자(600)로부터 전지셀 내측으로의 열 발산되는 현상이 상당히 지연될 수 있다.

도 7에는 외주변들과 복수의 제 1 변들 및 제 2 변이 조합된 구조의 전극 단자가 모식적으로 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 전극단자(700)는, 평면상으로, 내향 만입된 구조의 제 1 변들(701a)과 외향 돌출된 구조의 또 다른 제 1 변들(701b)이 상호 연결된 상태로, 외주변들(702) 사이에 연결되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 제 2 변(704)이 제 1 변들(701a, 701b)과 외주변들이 형성하는 구조의 내측 부위에 평면상으로 타원의 형상인 관통구(720)를 형성되어 있다.

타원 형상의 관통구(720)는 장축(W3)이 전극단자(700)의 돌출 방향에 대해 수직 방향인 상태로 전극단자(700) 상에 형성되어 있다. 이러한 구조는 타원인 관통구(720)가 전극단자(700) 돌출 방향을 수직으로 가로지르는 형태로 형성되어 있어, 전극단자(700)의 돌출 방향의 반대 방향으로의 열 발산에 대해 상대적으로 넓은 범위에서 열을 지연시키기 위함이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 전극단자와 접속단의 접합 경계의 총 길이가 길어지면서 이들의 접합력이 우수할 뿐만 아니라, 용접이나 솔더링에서 유발되는 열이 이들로 분산 및 집중되면서, 전지셀 내부로 발산되는 열이 상대적으로 감소되어 전지셀과 BMU이 안정적인 접합 구조를 형성하는 전지모듈을 제공할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (19)

1. 전지모듈로서,
   한 쌍의 전극단자들을 포함하는 하나 이상의 전지셀, 및 상기 전지셀에 전기적으로 접속되어 전지셀의 작동을 제어하는 배터리 관리 유닛(BMU; Battery Management Unit)을 포함하며;
   상기 BMU는 전지셀의 전극단자가 일면에 밀착된 상태로 접합되는 복수의 접속단들을 포함하고 있고;
   상기 전극단자와 접속단은, 스팟 용접(Spot welding) 또는 솔더링(Soldering) 방식으로 직접 접합하고 있으며,
   상기 전지셀의 전극단자에서, 평면상으로 BMU의 접속단에 대한 접합 경계를 이루는 변들의 전체 접합 길이가 평면상으로 사각형의 전극단자 구조보다 상대적으로 길도록, 상기 전극단자의 변들 중의 적어도 하나는 곡선 부위인 제 1 변을 포함하고 있고, 상기 전극단자의 변들과 연결되어 있지 않고 상기 전극단자 가운데 부분에 관통구를 형성하는 제 2 변을 포함하며,
   상기 전극단자의 변들 및 제 2 변은, 적어도 일부가 상기 접속단에 스팟 용접 또는 솔더링 방식으로 접합하고, 상기 접합시 발생하는 열을 집중시켜, 상기 발생한 열이 상기 전극단자에서 상기 전지셀 내부로 발산되는 정도를 감소시키는 접합 경계를 이루는 동시에 상기 제 1 변이 곡선의 형태를 이룸과 동시에 상기 제 2 변을 형성함으로써, 접합 경계의 길이를 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 변들은 평면 상에서 전극단자의 형태를 형성하는 선들(lines)인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 제 1 변의 길이에서 외주변들 사이의 직선 길이를 차감한 길이만큼, 접속단에 대한 접합 경계를 추가적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 제 2 변을 형성하는 관통구의 내면 길이만큼, 접속단에 대한 접합 경계를 추가적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 내향 만입되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 외향 돌출되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 내향 만입된 구조의 제 1 변들과 외향 돌출된 구조의 또 다른 제 1 변들이 상호 연결된 상태로, 외주변들 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 하나의 제 1 변이 외주변들 사이에서 내향 만입되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있고, 상기 내향 만입된 부위의 면적은 전극단자의 면적 대비 30% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 외주변들이 상호 연결되어 있는 다각형 구조이고, 상기 제 2 변이 다각형의 내측 부위에 관통구를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극단자는, 평면상으로, 복수의 제 1 변들이 외주변들 사이에서 내향 만입 및/또는 외향 돌출되어 있는 구조로 외주변들에 연결되어 있고, 상기 제 2 변이 제 1 변들과 외주변들이 형성하는 구조의 내측 부위에 관통구를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 변들의 곡선 부위는 원 또는 타원의 호 형상인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 접속단은 전극단자의 면적 대비 110% 내지 200%의 면적으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장된 상태로 전지케이스의 외주변이 밀봉된 구조이고, 전극조립체에 전기적으로 연결된 상태의 전극단자들이 밀봉된 전지케이스의 일변을 통해 나란히 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 BMU는 전지셀의 과전압, 과전류 및 과발열에서 선택되는 적어도 하나 이상의 전지셀 상태를 검출하고, 상기 상태에서 전지셀의 작동을 제어하는 복수의 회로 및 소자들을 포함하고 있고, 상기 회로 및 소자는 접속단과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
17. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈을 하나 이상 포함하는 전지팩.
18. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 전지모듈을 포함하는 디바이스.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 디바이스는 무인 항공기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.

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