KR102100932B1 - 전기적 연결 구조를 다변화할 수 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지셀 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서, 전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.

Description

전기적 연결 구조를 다변화할 수 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지셀 어셈블리 {Battery Cell Capable of Diversification of Electrical Connection Structure and Battery cell Assembly Including the Same}

본 발명은 전기적 연결 구조를 다변화할 수 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지셀 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, 리튬을 기반으로 하며 충방전이 가능한 전지셀이 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 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.

한편, 디바이스가 고출력을 요구하는 중대형 기기인 경우, 전지셀 다수를 전기적으로 결합하여 전지모듈을 구성할 수 있고, 이러한 전지모듈은 전지셀들을 병렬, 직렬, 또는 병렬과 직렬이 혼재된 전기적 연결구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 전지셀은 외부로 전류가 흐를 수 있는 전극 리드가 양극성과 음극성인 한 쌍의 리드로 구성되어 있으며, 전지모듈은 이러한 전지셀들을 다수 적층하거나 배열한 상태로 서로 다른 전지셀들의 전극 리드들을 기계적 및 전기적으로 연결한 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조는 전지셀 당 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드만으로 전기적 연결을 구성해야 하므로, 전지모듈의 제조를 위한 전지셀의 배열이 매우 제한적이며, 그에 따라, 디바이스에 요구되는 형상의 전지모듈을 구성하기 어려운 단점이 있다.

또한, 전지셀 또는 전지모듈이 고용량인 경우, 상기 구조의 전지셀 및 전지모듈은 전지셀 당 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드만을 통해 전류가 통전되므로, 이들 전극 리드부위 및 전극 리드들의 결합부위의 저항이 높은 단점이 있고, 나아가, 저항에 따른 전류의 손실로 고출력이 요구되는 중대형 디바이스에서 소망하는 성능을 발현하기 어려운 단점이 있다.

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.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 다수의 양극 리드와 음극 리드가 각각 형성되어 있는 전지셀을 이용하는 경우, 상술한 문제점을 해소할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,

양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서,

전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,

상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 전지셀은 2 이상의 양극 리드와 음극 리드를 포함하고 있는 바, 각각의 리드들로 전류가 분산되어 통전될 수 있고, 그에 따라, 각각 1 개의 양극 리드와 음극 리드를 포함하는 전지셀과 비교하여, 각각의 전극 리드에서의 저항이 낮고, 결과적으로 전류 손실이 최소화되어, 고출력의 성능을 구현할 수 있다.

뿐만 아니라, 동일 극성의 리드들이 전지셀의 서로 다른 방향, 즉 서로 다른 단부로부터 돌출되어 있어, 전극 리드들을 통한 전지셀의 전기적 연결 구조를 더욱 탄력적으로 구성할 수 있다.

상기 x 및 y는 각각 2일 수 있으며, 상기 전지셀은 2 개의 양극 리드가 서로 다른 단부에서 돌출되어 있고, 2 개의 음극 리드가 서로 다른 단부에서 돌출된 구조일 수 있다.

여기서, 양극 리드들과 음극 리드들은 또한 각각 서로 다른 단부들에서 개별적으로 돌출될 수 있으며, 양극 리드 및 음극 리드로 구성된 한 쌍의 리드들이 동일 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 또 다른 한 쌍의 리드들은 또 다른 단부에서 나란히 돌출된 구조일 수도 있다. 상기 구조들을 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 x개의 양극 리드는 제 1 양극 리드 및 제 2 양극 리드를 포함하고, 상기 y개의 음극 리드는 제 1 음극 리드 및 제 2 음극 리드를 포함할 수 있다.

이러한 구조의 첫 번째 예로서, 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부에서 나란히 돌출되어 있는 구조일 수 있다.

이 때, 상기 제 2 음극 리드는 제 1 양극 리드가 돌출되어 있는 제 1 단부의 위치와 대응되는 제 2 단부의 위치에서 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드는 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 제 1 단부의 위치와 대응되는 제 2 단부의 위치에서 돌출되어 있는 구조일 수 있다.

즉, 제 1 양극 리드와 제 2 음극 리드는 서로 일(一)자 형태를 이룬 상태로, 서로 대향하는 단부에서 대향으로 돌출되어 있고, 제 1 음극 리드와 제 2 양극 리드 또한 서로 일(一)자 형태를 이룬 상태로, 서로 대향하는 단부에서 대향으로 돌출되어 있다.

이러한 구조는 동일 형태의 전지셀들을 리드들의 돌출 방향으로 일렬 배열한 상태로 직렬 또는 병렬 연결이 용이한 장점을 가진다.

두 번째 예로서, 상기 제 1 양극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 돌출되어 있고, 제 1 음극 리드는 제 1 단부와 인접한 단부인 제 2 단부에서 돌출되어 있으며, 제 2 양극 리드는 제 1 단부에 대해 대향하는 제 3 단부에서 돌출되어 있고, 제 2 음극 리드는 제 2 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 4 단부에서 돌출되어 있는 구조일 수 있다.

상기 제 1 단부, 제 2 단부, 제 3 단부 및 제 4 단부는, 전지셀의 중심부를 기준으로 좌측인 제 1 위치 및 우측인 제 2 위치를 각각 포함하며, 상기 제 1 양극 리드, 제 1 음극 리드, 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드는 상기 단부들의 제 1 위치 또는 제 2 위치에서 각각 돌출되어 있는 구조일 수 있다.

상기 구조는 예를 들어, 복수의 전지셀들을 적층한 상태로 제 1 단부 내지 제 4 단부를 통해 서로 다른 전지셀로부터 돌출된 전극 리드들을 결합하여 직렬 또는 병렬 연결할 수 있다. 이와는 달리, 전지셀들을 평면상으로 배열한 상태로 전극 리드들을 연결하여 격자 형태로 연결할 수도 있다.

한편, 상기 x 및 y는 평면상의 전지셀 외주변 개수와 동일한 수일 수 있다.

상기 구조는 지면에 대해 전지셀을 상부에서 바라볼 때를 기준으로 전지셀의 형태를 구성하는 변들의 개수와 동일한 수의 양극 리드와 음극 리드가 전지셀에 형성된 구조로서, 예를 들어, 평면상으로 전지셀이 오각형의 구조일 경우, 양극 리드와 음극 리드는 각각 5개일 수 있고, 이들은 각각의 외주변에서 나란히 돌출된 구조일 수 있다.

본 발명에서 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스를 사용하는 판상형 전지셀일 수 있다.

상기 판상평 전지셀은 상세하게는 각각 하나 이상의 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 둘 이상의 단위셀들이 분리필름에 배열된 상태로 권취된 구조, 또는 각각 복수의 양극, 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 구조의 전극조립체가, 전해액과 함께, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트인 파우치형 전지케이스에 수납된 상태로, 전지케이스의 외주면을 열융착하여 밀봉한 구조일 수 있다.

따라서, 본 발명에서 리드가 돌출되어 있는 전지셀의 단부는 실질적으로 열융착되어 있는 전지케이스의 외주면 부위일 수 있다.

상기 전지셀은 또한, 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 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 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. 집전체는 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 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 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 전지셀 n개를 포함하며, 이들 전지셀들이 배열된 상태로 전기적 연결을 이루고 있는 전지셀 어셈블리를 제공한다.

상기 배열은, 제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀이 순차적으로 배열된 상태에서, 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부와 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부가 서로 대면하고, 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부가 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부와 대면하는 구조일 수 있다.

이와는 달리, 상기 배열은, 지면을 기준으로 상부 방향으로 제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀까지 적층된 구조일 수 있다.

이하에서는 상기 배열 구조가 적용된 전지셀 어셈블리의 구체적인 구조들을 상세하게 설명한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 어셈블리는, 제 2 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 1 전지셀의 제 1 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀의 제 2 음극 리드 및 제 1 전지셀의 제 1 음극 리드가 전기적으로 연결되며, 제 2 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 3 전지셀의 제 2 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀의 제 1 음극 리드 및 제 3 전지셀의 제 2 음극 리드가 전기적으로 연결되는 배열 구조를 포함하며,

상기 n이 4이상일 때, 상기 제 3 전지셀부터 제 n 전지셀까지 제 1 전지셀 내지 제 3 전지셀의 배열 구조로 전기적으로 병렬 연결을 이루는 구조일 수 있다.

이와는 달리, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는 전지셀들의 병렬 연결과 직렬 연결을 혼합한 구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 제 3 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 2 전지셀의 제 1 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 3 전지셀의 제 2 음극 리드 및 제 2 전지셀의 제 1 음극 리드가 전기적으로 연결되며, 제 3 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 4 전지셀의 제 2 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 3 전지셀의 제 1 음극 리드 및 제 4 전지셀의 제 2 음극 리드가 전기적으로 연결되는 배열 구조를 포함하며,

상기 n이 5이상일 때, 상기 제 3 전지셀부터 제 n-1 전지셀까지 제 2 전지셀 내지 제 4 전지셀의 배열 구조로 전기적으로 병렬 연결을 이루고,

상기 제 1 전지셀은 제 2 전지셀의 제 2 단부와 대면한 상태로 제 2 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결되고, 상기 제 n 전지셀은 제 n-1 전지셀의 제 1 단부와 대면한 상태로 제 n-1 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 1 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.

즉, n개의 전지셀들 중, 제 1 전지셀 및 제 n 전지셀을 제외한 나머지 전지셀들은 인접한 전지셀과 병렬 연결되고, 상기 제 1 전지셀은 제 2 전지셀과 직렬 연결되며, 상기 제 n 전지셀은 제 n-1 전지셀과 직렬 연결될 수 있다.

이러한 구조의 전지셀 어셈블리는 상술한 전지셀들의 특별한 구조, 즉, 전지셀들이 한 쌍의 양극 리드와 음극 리드가 양 단부를 통해 돌출된 구조로 이루어져 있는 바, 전극 리드를 통한 전지셀들의 전기적 연결을 다양화 하여 소망하는 출력과 용량으로 구성하기 용이한 장점이 있다.

예를 들어, 직렬 연결된 상태의 제 1 전지셀 및/또는 제 n 전지셀을 병렬 연결로 변경하여 전지셀 어셈블리의 최종 출력과 용량을 변경하거나, 반대로 병렬 연결된 제 1 전지셀 및/또는 제 n 전지셀을 직렬 연결로 변경하여 출력과 용량을 변경할 수 있다.

또한, 제 1 전지셀과 제 n 전지셀을 통해 돌출되어 있고, 전기적으로 연결되지 않은 양극 리드와 음극 리드들에 또 다른 전지셀들이 연결되어 전지셀 어셈블리의 용량을 확장 및 변경할 수 있다.

여기서 상기 변경은 전지셀 어셈블리의 설계 단계, 즉, 전지셀 어셈블리가 구성된 후의 용량과 출력을 산정하는 단계에서 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 전지셀 어셈블리의 구성이 완료된 상태에서도 어느 하나의 전지셀을 제거하거나, 또는 전지셀 하나를 추가하거나, 또는 어느 하나의 전지셀, 예를 들어 제 1 전지셀 및/또는 제 n 전지셀의 전기적 연결상태를 변경하여 전지셀 어셈블리의 용량과 출력의 확장과 변경이 용이한 점에 주목해야 한다.

상기 전지셀 어셈블리는 또한, 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 판상형 구조이고, 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드가 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 한 쌍의 단부측 전지셀들을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 단부측 전지셀들은 양극 리드와 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부가, 제 1 전지셀의 제 2 단부 및 제 n 전지셀의 제 1 단부와 대면한 상태로, 제 1 전지셀 및 제 n 전지셀과 전기적으로 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.

상기 전지셀 어셈블리는, 또한, 제 1 전지셀 내지 제 n 전지셀의 양극 리드들과 음극 리드들이 용접에 의해 상호 결합되며, 상기 양극 리드들과 음극 리드들의 결합된 부위가 절곡 또는 굴곡될 수 있다.

상기 절곡은 예를 들어, 전지셀의 상면과 인접한 또 다른 전지셀의 하면이 서로 대면하도록 결합된 전극 리드들이 90도 내지 180도로 절곡된 구조일 수 있다. 또한, 전지셀들이 상하로 적층된 경우에는 전극 리드들의 결합된 부위가 과도하게 돌출되지 않도록 전극 리드들의 결합된 부위를 2회 이상 절곡시킨 구조일 수 있다.

상기 굴곡은 예를 들어, 전지셀의 상면과 인접한 또 다른 전지셀의 하면이 이루는 각도가 0 초과 내지 180 미만인 각도로 전극 리드가 굴곡된 형태일 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전지셀 어셈블리 및 모듈 하우징을 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 하나 이상 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 2 이상의 양극 리드와 음극 리드를 포함하고 있는 바, 각각의 리드들로 전류가 분산되어 통전될 수 있고, 그에 따라, 각각 1 개의 양극 리드와 음극 리드를 포함하는 전지셀과 비교하여, 각각의 전극 리드에서의 저항이 낮고, 결과적으로 전류 손실이 최소화되어, 고출력의 성능을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전지셀 어셈블리는, 동일 극성의 리드들이 전지셀의 서로 다른 방향, 즉 서로 다른 단부로부터 돌출되어 있어, 전극 리드들을 통한 전지셀의 전기적 연결 구조를 더욱 탄력적으로 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전지셀의 분해 사시도이다;
도 2는 전지셀의 상부 평면도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 5는 리드 결합부위가 절곡된 구조의 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 6은 또 다른 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 7은 도 4 및 도 6과 또 다른 형태로 구성된 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리의 모식도이다;
도 8 및 도 9는 도 7의 전지셀 어셈블리를 응용한 또 다른 실시예에 따른 전지셀 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 전지셀의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2 에는 전지셀의 상부 평면도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면 전지셀(100)은, 일측 단부 및 타측 단부에서 다수의 전극 탭들이 돌출되어 있는 전극조립체(120), 전극 탭들에 각각 연결되어 있는 2개의 양극 리드(130, 133) 및 2개의 음극 리드(131, 132), 및 리드들(130, 131, 132, 133)의 일부가 외부로 노출되도록 전극조립체(120)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(140)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

전지케이스(140)는 전극조립체(120)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(141)를 포함하는 하부 케이스(142)와 그러한 하부 케이스(142)의 덮개로서 전극조립체(120)를 밀봉하는 상부 케이스(143)로 이루어져 있다. 도 1에서는 상부 케이스(143)와 하부 케이스(142)가 각각 별도의 부재로서 표시되어 있지만, 이들은 일측 단부가 일체되어 연속되어 있는 경첩식 구조도 가능하다.

상부 케이스(143)와 하부 케이스(142)는 전극조립체(120)를 내장한 상태에서 가장자리가 열융착되어, 도 2에서와 같이, 상단 실링부(144)와 측면 실링부(145, 146), 및 하단 실링부(147)를 형성한다. 상단 실링부(144)에는 전극리드(130, 131)가 돌출되어 있고, 하단 실링부(147)에는 전극리드(132, 133)가 돌출되어 있으며, 반면에, 측면 실링부(145, 146)는 불필요하게 연장되어 있는 바, 일점 쇄선(150)을 따라 각각 수직 절곡된다.

양극 리드는 제 1 양극 리드(130) 및 제 2 양극 리드(133)를 포함하고, 음극 리드는 제 1 음극 리드(131) 및 제 2 음극 리드(132)를 포함한다.

제 1 양극 리드(130)와 제 1 음극 리드(131)는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부(144a)에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드(132)와 제 2 음극 리드(133)는 상기 제 1 양극 리드(130)와 제 1 음극 리드(131)가 돌출되어 있는 일측 단부(144a)에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부(147a)에서 나란히 돌출되어 있다.

제 2 음극 리드(132)는 제 1 양극 리드(130)가 돌출되어 있는 제 1 단부(144a)의 위치와 대응되는 제 2 단부(147a)의 위치에서 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드(133)는 제 1 음극 리드(131)가 돌출되어 있는 제 1 단부(144a)의 위치와 대응되는 제 2 단부(147a)의 위치에서 돌출되어 있다.

즉, 제 1 양극 리드와 제 2 음극 리드의 돌출 방향은 서로 일(一)자 형태를 이루며, 제 2 양극 리드와 제 1 음극 리드의 돌출 방향은 서로 일(一)자 형태를 이룬다.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀이 모식적으로 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 전지셀은 제 1 양극 리드(210), 제 2 양극 리드(214), 제 1 음극 리드(212) 및 제 2 음극 리드(216)를 포함한다.

여기서, 제 1 양극 리드(210)는 전지셀(200)의 일측 단부인 제 1 단부(201)에서 돌출되어 있고, 제 1 음극 리드(212)는 제 1 단부(201)와 인접한 단부인 제 2 단부(202)에서 돌출되어 있으며, 제 2 양극 리드(214)는 제 1 단부(201)에 대해 대향하는 제 3 단부(203)에서 돌출되어 있고, 제 2 음극 리드(216)는 제 2 단부(202)에 대해 대향하는 타측 단부인 제 4 단부(204)에서 돌출되어 있다.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 어셈블리가 모식적으로 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 전지셀 어셈블리(300)는 제 1 전지셀(301), 제 2 전지셀(302), 제 3 전지셀(303) 및 한 쌍의 단부측 전지셀들(310a, 310b)을 포함한다.

전지셀 어셈블리는 제 1 전지셀(301)의 제 1 단부(301a)가 제 2 전지셀(302)의 제 2 단부(302b)와 대면하고, 제 2 전지셀(302)의 제 1 단부(302a)는 제 3 전지셀(303)의 제 2 단부(303b)와 대면하도록 배열되어 있다. 여기서, 제 1 전지셀(301)의 제 2 단부(301b)에는 제 1 단부측 전지셀(310a)이 배열되고, 제 3 전지셀(303)의 제 1 단부(303a)에는 제 2 단부측 전지셀(310b)이 배열된다.

이러한 배열에서는 제 2 전지셀(302)의 제 2 양극 리드 및 제 1 전지셀(301)의 제 1 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀(302)의 제 2 음극 리드 및 제 1 전지셀(301)의 제 1 음극 리드가 전기적으로 연결되며, 제 2 전지셀(302)의 제 1 양극 리드 및 제 3 전지셀(303)의 제 2 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀(302)의 제 1 음극 리드 및 제 3 전지셀(303)의 제 2 음극 리드가 전기적으로 연결되는 배열 구조를 포함하며, 제 1 단부측 전지셀(310a)은 제 1 전지셀(301)의 제 2 단부와 대면한 상태로, 제 1 전지셀(301)과 전기적으로 병렬 연결되며, 제 2 단부측 전지셀(310b)은 제 3 전지셀(303)의 제 1 단부와 대면한 상태로, 제 1 전지셀(301)과 전기적으로 병렬 연결된다.

따라서, 상기 구조의 전지셀 어셈블리(300)는 제 1 단부측 전지셀(310a)로부터 제 2 단부측 전지셀(310b)까지 병렬로 연결된 구조로 이루어져 있다.

도 5에는 도 4과 같이 배열된 전지셀 어셈블리에서 리드 결합부위를 절곡 시킨 구조가 모식적으로 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 제 1 단부측 전지셀(310a)의 상면과 제 1 전지셀(301)의 하면이 서로 대면하도록 이들의 전극 리드들(330, 331)이 절곡되어 있고, 제 1 전지셀(301)의 상면과 제 2 전지셀(302)의 하면이 대면하도록 이들의 전극 리드들(340)이 절곡되어 있으며, 제 2 전지셀(302)의 상면과 제 3 전지셀(303)의 하면이 대면하도록 이들의 전극 리드들(350, 351)이 절곡되어 있고, 제 3 전지셀(303)의 상면이 제 2 단부측 전지셀(310b)의 하면과 대면하도록 이들의 전극 리드들(360, 361)이 절곡되어 있다.

따라서, 도 5의 전지셀 어셈블리는, 제 1 단부측 전지셀(310a)로부터 제 2 단부측 전지셀(310b)까지 지면을 기준으로 상향으로 배열된 구조로 이루어져 있다.

이와는 다르게 도 6에는 전지셀들의 직렬과 병렬 연결이 혼합된 구조가 모식적으로 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 전지셀 어셈블리(400)는 제 1 전지셀(401), 제 2 전지셀(402), 제 3 전지셀(403), 제 4 전지셀(404) 및 제 5 전지셀(405)을 포함한다.

전지셀 어셈블리(400)는 제 1 전지셀(401)의 제 1 단부(401a)가 제 2 전지셀(402)의 제 2 단부(402b)와 대면하고, 제 2 전지셀(402)의 제 1 단부(402a)는 제 3 전지셀(403)의 제 2 단부(403b)와 대면하며, 제 3 전지셀(403)의 제 1 단부(403a)와 제 4 전지셀(404)의 제 2 단부(404b)가 대면하고, 제 4 전지셀(405)의 제 1 단부(405a)와 제 5 전지셀(405)의 제 2 단부(405b)가 대면하도록 배열되어 있다.

이러한 배열에서는 제 2 전지셀(402)의 제 1 양극 리드와 제 2 음극 리드가 제 3 전지셀(403)의 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드와 병렬로 연결되고, 제 3 전지셀(403)의 제 1 양극 리드와 제 2 음극 리드가 제 4 전지셀(404)의 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드와 병렬로 연결되어 있다.

여기서, 제 1 전지셀(401)은 제 2 전지셀(402)의 제 2 단부(402b)와 대면한 상태로 제 2 전지셀(402)의 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결되어 있고, 제 5 전지셀(405)은 제 4 전지셀(404)의 제 1 단부(404a)와 대면한 상태로 제 4 전지셀(404)의 제 1 양극 리드 및 제 1 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결되어 있다.

즉, 5개의 전지셀들을 포함하는 전지셀 어셈블리(400)에서, 양 단부측에 배열되는 제 1 전지셀(401)과 제 5 전지셀(405)을 제외한 나머지 전지셀들(402, 403, 404)은 서로 병렬로 연결되며, 단부측에 배열되는 제 1 전지셀(401)은 인접한 제 2 전지셀(402)과 직렬로 연결되고 마찬가지로 제 5 전지셀(405)은 인접한 제 4 전지셀(404)과 직렬로 연결되어 있다.

제 1 전지셀(401)의 제 2 단부(401b)를 통해 돌출된 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 전지셀 어셈블리(400)에서 외부와 연결되기 위한 입출력 단자로 이용될 수 있다. 마찬가지로, 제 5 전지셀(405)의 제 1 단부(405a)를 통해 돌출된 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀 어셈블리(400)에서 외부와 연결되기 위한 입출력 단자로 이용될 수 있다. 제 1 전지셀(401)의 제 2 양극 및 음극 리드 및/또는 제 5 전지셀(405)의 제 1 양극 및 음극 리드가 미사용될 경우, 상기 리드는 절연 테이프 또는 필름과 같은 절연 부재에 의해 절연 처리 될 수 있다.

도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀 어셈블리가 모식적으로 도시되어 있다.

도 7를 참조하면, 전지셀 어셈블리(500)는 제 1 전지셀(501), 제 2 전지셀(502), 제 3 전지셀(503), 제 4 전지셀(504) 및 제 5 전지셀(505)을 포함한다.

전지셀 어셈블리(500)는 제 1 전지셀(501)의 제 1 단부(501a)가 제 2 전지셀(502)의 제 2 단부(502b)와 대면하고, 제 2 전지셀(502)의 제 1 단부(502a)는 제 3 전지셀(503)의 제 2 단부(503b)와 대면하며, 제 3 전지셀(503)의 제 1 단부(503a)는 제 4 전지셀(504)의 제 2 단부(504b)와 대면하며 제 4 전지셀(504)의 제 1 단부(504a)는 제 5 전지셀(505)의 제 2 단부(505b)와 대면하도록 배열된 상태로 제 1 전지셀(501)로부터 제 5 전지셀(505)까지 전기적으로 병렬 연결되어 있다.

이러한 구조의 전지셀 어셈블리(500)는 제 1 전지셀(501)의 제 2 단부를 통해 돌출된 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드가 전지셀 어셈블리(500)에서 외부와 연결되기 위한 입출력 단자로 이용될 수 있다. 마찬가지로, 제 5 전지셀(505)의 제 1 단부를 통해 돌출된 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀 어셈블리(500)에서 외부와 연결되기 위한 입출력 단자로 이용될 수 있다.

뿐만 아니라, 제 1 전지셀(501)의 제 2 양극 및 음극 리드 및/또는 제 5 전지셀(505)의 제 1 양극 및 음극 리드에는 또 다른 전지셀들 또는 단부측 전지셀들의 전극 리드들이 직렬 또는 병렬 연결되어 전지셀 어셈블리(500)의 용량과 출력의 확장이 가능하다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 전지셀(501)의 제 2 단부(501b)를 통해 돌출된 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드에는 단부측 전지셀(510a)이 병렬로 연결될 수 있다.

뿐만 아니라, 전지셀 어셈블리의 용량과 출력을 변경하기 위해서 도 9에 도시된 바와 같이, 단부측 전지셀(510a’)과 제 1 전지셀(501)의 전기적 연결을 직렬로 변경할 수 있다.

한편, 전지셀이 연결되어 있지 않은 제 5 전지셀의 제 1 단부를 통해 돌출된 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드에는 또 다른 전지셀 또는 단부측 전지셀이 연결되어 전지셀 어셈블리의 용량을 확장할 수 있으며, 경우에 따라서는 외부와 연결되기 위한 입출력 단자로 이용될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예들에 따른 전지셀 어셈블리는 상술한 전지셀들의 특별한 구조, 즉, 전지셀들이 한 쌍의 양극 리드와 음극 리드가 양 단부를 통해 돌출된 구조를 바탕으로, 전지셀 어셈블리에서 단부에 배열된 전지셀을 제거하거나, 또는 단부측에 전지셀 하나를 추가로 배열 및 연결하거나, 또는 전지셀 어셈블리에서 단부에 배열된 전지셀 또는 단부측 전지셀의 전기적 연결상태를 변경하여 전지셀 어셈블리의 용량과 출력의 확장과 변경이 용이하다.

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

Claims (20)

1. 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서,
   전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,
   상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있으며,
   상기 x개의 양극 리드는 제 1 양극 리드 및 제 2 양극 리드를 포함하고, 상기 y개의 음극 리드는 제 1 음극 리드 및 제 2 음극 리드를 포함하고,
   상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부에서 나란히 돌출되어 있는 전지셀 n개를 포함하고, 이들 전지셀들이 배열된 상태로 전기적 연결을 이루며,
   제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀이 순차적으로 배열된 상태에서, 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부와 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부가 서로 대면하고, 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부가 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부와 대면하고,
   제 2 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 1 전지셀의 제 1 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀의 제 2 음극 리드 및 제 1 전지셀의 제 1 음극 리드가 전기적으로 연결되며, 제 2 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 3 전지셀의 제 2 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 2 전지셀의 제 1 음극 리드 및 제 3 전지셀의 제 2 음극 리드가 전기적으로 연결되는 배열 구조를 포함하며,
   상기 n이 4이상일 때, 상기 제 3 전지셀부터 제 n 전지셀까지 제 1 전지셀 내지 제 3 전지셀의 배열 구조로 전기적으로 병렬 연결을 이루는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
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14. 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서,
    전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,
    상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있으며,
    상기 x개의 양극 리드는 제 1 양극 리드 및 제 2 양극 리드를 포함하고, 상기 y개의 음극 리드는 제 1 음극 리드 및 제 2 음극 리드를 포함하고,
    상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부에서 나란히 돌출되어 있는 전지셀 n개를 포함하고, 이들 전지셀들이 배열된 상태로 전기적 연결을 이루며,
    제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀이 순차적으로 배열된 상태에서, 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부와 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부가 서로 대면하고, 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부가 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부와 대면하고,
    제 3 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 2 전지셀의 제 1 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 3 전지셀의 제 2 음극 리드 및 제 2 전지셀의 제 1 음극 리드가 전기적으로 연결되며, 제 3 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 4 전지셀의 제 2 양극 리드가 전기적으로 연결되고 제 3 전지셀의 제 1 음극 리드 및 제 4 전지셀의 제 2 음극 리드가 전기적으로 연결되는 배열 구조를 포함하며,
    상기 n이 5이상일 때, 상기 제 3 전지셀부터 제 n-1 전지셀까지 제 2 전지셀 내지 제 4 전지셀의 배열 구조로 전기적으로 병렬 연결을 이루고,
    상기 제 1 전지셀은 제 2 전지셀의 제 2 단부와 대면한 상태로 제 2 전지셀의 제 2 양극 리드 및 제 2 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결되고, 상기 제 n 전지셀은 제 n-1 전지셀의 제 1 단부와 대면한 상태로 제 n-1 전지셀의 제 1 양극 리드 및 제 1 음극 리드에 전기적으로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
15. 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서,
    전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,
    상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있으며,
    상기 x개의 양극 리드는 제 1 양극 리드 및 제 2 양극 리드를 포함하고, 상기 y개의 음극 리드는 제 1 음극 리드 및 제 2 음극 리드를 포함하고,
    상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부에서 나란히 돌출되어 있는 전지셀 n개를 포함하고, 이들 전지셀들이 배열된 상태로 전기적 연결을 이루며,
    제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀이 순차적으로 배열된 상태에서, 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부와 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부가 서로 대면하고, 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부가 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부와 대면하고,
    양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 판상형 구조이고, 하나의 양극 리드와 하나의 음극 리드가 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 한 쌍의 단부측 전지셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 단부측 전지셀들은 양극 리드와 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부가, 제 1 전지셀의 제 2 단부 및 제 n 전지셀의 제 1 단부와 대면한 상태로, 제 1 전지셀 및 제 n 전지셀과 전기적으로 직렬 또는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
17. 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체가 전지케이스에 전해액과 함께 내장된 전지셀로서,
    전극조립체의 전극 탭과 연결된 상태로 전지셀의 단부로부터 전지케이스 외부로 돌출된 형태인 x개(x≥2)의 양극 리드과 y개(y≥2)의 음극 리드를 포함하며,
    상기 x개의 양극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있고, 상기 y개의 음극 리드들은 전지셀의 서로 다른 단부들로부터 각각 돌출되어 있으며,
    상기 x개의 양극 리드는 제 1 양극 리드 및 제 2 양극 리드를 포함하고, 상기 y개의 음극 리드는 제 1 음극 리드 및 제 2 음극 리드를 포함하고,
    상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드는 전지셀의 일측 단부인 제 1 단부에서 나란히 돌출되어 있고, 제 2 양극 리드와 제 2 음극 리드는 상기 제 1 양극 리드와 제 1 음극 리드가 돌출되어 있는 일측 단부에 대해 대향하는 타측 단부인 제 2 단부에서 나란히 돌출되어 있는 전지셀 n개를 포함하고, 이들 전지셀들이 배열된 상태로 전기적 연결을 이루며,
    제 1 전지셀로부터 제 n 전지셀이 순차적으로 배열된 상태에서, 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부와 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부가 서로 대면하고, 짝수 번째에 배열된 전지셀의 제 1 단부가 홀수 번째에 배열된 전지셀의 제 2 단부와 대면하고,
    제 1 전지셀 내지 제 n 전지셀의 양극 리드들과 음극 리드들이 용접에 의해 상호 결합되며, 상기 양극 리드들과 음극 리드들의 결합된 부위가 절곡 또는 굴곡되는 것을 특징으로 하는 전지셀 어셈블리.
18. 제 1 항, 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 따른 전지셀 어셈블리 및 모듈 하우징을 포함하는 전지모듈.
19. 제 18 항에 따른 전지모듈을 하나 이상 포함하는 전지팩.
20. 제 19 항에 따른 전지팩을 포함하는 디바이스.

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