KR102412028B1 - 이차 전지 및 그 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 케이스의 내부에서 불필요한 공간을 제거하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트에 설치되어 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하며, 상기 케이스는 모서리에서 내부로 밀려들어가서 형성되는 오목부를 더 포함한다.

Description

이차 전지 및 그 모듈{RECHARGEABLE BATTERY AND MODULE OF THE SAME}
본 기재는 케이스의 내부에서 불필요한 공간을 제거한 이차 전지 및 이웃하는 이차 전지들 사이에 삽입되는 격벽 부재를 제거한 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되는 전극단자 및 전극 조립체를 전극단자에 전기적으로 연결하는 집전부재를 포함한다.
일례를 들면, 케이스는 일측에 개구를 형성하는 직육면체로 형성되고 이차 전지의 내부에 필요한 공간을 제공하며, 이차 전지 모듈 상태에서 개별 이차 전지들을 외부에서 잡히는 부분을 제공한다.
케이스는 내부에 불필요한 공간을 크게 형성하여 하측 바닥에 전해액을 모으므로 전극 조립체에 대한 전해액의 흡수율을 저하시킬 수 있다. 또한 이차 전지 모듈은 이웃하는 이차 전지들 사이에 격벽 부재를 구비하므로 모듈 제작 비용을 상승시키고, 모듈 방전시, 케이스의 열 발산을 어렵게 한다.
본 발명의 목적은 케이스의 내부에서 불필요한 공간을 제거하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이차 전지 모듈 상태에서 개별 이차 전지들을 외부에서 효과적으로 잡히게 하며, 제작 비용을 낮추면서 케이스의 열 발산 효율을 높이는 이차 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트에 설치되어 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하며, 상기 케이스는 모서리에서 내부로 밀려들어가서 형성되는 오목부를 더 포함한다.
상기 케이스는 상기 개구에 마주하는 바닥, 상기 바닥과 상기 개구 사이에 설정되며 서로 마주하는 1쌍의 광폭벽, 및 상기 1쌍의 광폭벽을 연결하여 서로 마주하는 1쌍의 협폭벽을 포함하며, 상기 오목부는 상기 광폭벽과 상기 협폭벽을 연결하는 모서리를 따라 형성될 수 있다.
상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 형성될 수 있다.
상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에서 분리되어 복수로 형성될 수 있다.
상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에서 서로 다른 폭으로 형성될 수 있다.
상기 캡 플레이트는 상기 오목부에 대응하여 연장되는 홈을 형성하고, 상기 케이스의 개구를 밀폐할 수 있다.
상기 오목부는 상기 케이스의 4개 모서리에 구비되고, 상기 전극단자에 연결되는 집전부재와 상기 전극 조립체의 무지부는 서로 연결되어 상기 협폭벽에 인접하고 상기 협폭벽에 이웃하는 상기 오목부들 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈은, 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스의 개구에 캡 플레이트를 결합하고, 상기 캡 플레이트에 전극단자를 설치하여 상기 전극 조립체에 연결하며, 상기 케이스의 모서리에 내부로 밀려들어가는 오목부를 가지는 복수의 단위셀, 상기 단위셀들의 상기 전극단자들을 전기적으로 연결하는 버스바, 및 이웃하는 상기 단위셀들의 상기 오목부에 결합되는 결합부재를 포함한다.
상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 또는 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 결합부재는 상기 모서리의 상측 단부들을 서로 연결하는 상부 부재, 및 상기 상부 부재와 이격되어 상기 모서리의 하측 단부들을 서로 연결하는 하부 부재를 포함할 수 있다.
상기 결합부재는 상기 오목부에 억지 끼움으로 결합될 수 있다.
상기 오목부는 예각으로 오목하게 형성되고, 상기 결합부재는 상기 오목부에 결합되도록 예각으로 형성되는 볼록 결합부를 구비할 수 있다.
상기 볼록 결합부는 이웃하는 상기 단위셀들의 상기 오목부에 결합되도록 대칭으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 케이스의 모서리부에 오목부를 구비하므로 전극 조립체를 내장하는 내부에서 불필요한 공간을 제거하는 효과가 있다. 따라서 이차 전지의 케이스 바닥에 전해액이 모이는 현상이 제거되고, 전극 조립체에 대한 전해액의 흡수율이 높아질 수 있다.
또한, 케이스의 모서리부에 구비되는 오목부에 결합부재를 결합하여 이차 전지 모듈이 형성된다. 따라서 이차 전지 모듈 상태에서 개별 이차 전지들을 외부에서 효과적으로 잡히게 하는 효과가 있다.
또한, 이차 전지 모듈의 단위셀들 사이에서 종래의 격벽 부재가 제거된다. 따라서 이차 전지 모듈의 제작 비용을 줄이면서 단위셀들을 이격 배치하여 케이스의 열 발산을 용이하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 케이스의 부분 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 평면도이다.
도 9는 도 8의 이차 전지 모듈의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 변형예에 따른 이차 전지 모듈의 부분 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 이차 전지(100)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)에 설치되어 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 전극단자(예를 들면, 음극단자(21)와 양극단자(22))를 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 전극(예를 들면, 음극(11)과 양극(12))을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 그리고 무지부(11b, 12b)는 권취된 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
케이스(15)는 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 내부에 설정하도록 대략 직육면체로 이루어진다. 케이스(15)의 개구는 직육면체의 일측에 형성되어 외부에서 내부 공간으로 전극 조립체(10)를 삽입할 수 있게 한다.
구체적으로 설명하면, 케이스(15)는 개구에 마주하는 바닥(151), 바닥(151)과 개구 사이에 설정되며 서로 마주하는 1쌍의 광폭벽(152), 및 1쌍의 광폭벽(152)을 연결하여 서로 마주하는 1쌍의 협폭벽(153)을 포함한다.
캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 설치되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄 재질로 형성되어 서로 용접될 수 있다. 즉 전극 조립체(10)를 케이스(15)에 삽입한 후, 캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)는 하나 이상의 개구를 가지며, 예를 들면, 단자홀(H1, H2)과 벤트 홀(24) 및 전해액 주입구(29)를 구비한다. 음, 양극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되어, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
즉 음, 양극단자(21, 22)는 집전부재(51, 52)를 통하여 전극 조립체(10)의 음극(11)과 양극(12)에 각각 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(10)는 음, 양극단자(21, 22)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출될 수 있다.
음, 양극단자(21, 22)는 단자홀(H1, H2)에 대응하여 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되는 플레이트 터미널(21c, 22c), 및 집전부재(51, 52)에 전기적으로 연결되고 단자홀(H1, H2)을 관통하여 플레이트 터미널(21c, 22c)에 리벳팅 되는 리벳 터미널(21a, 22a)을 포함한다.
플레이트 터미널(21c, 22c)은 관통홀(H3, H4)을 가진다. 리벳 터미널(21a, 22a)은 상단으로 단자홀(H1, H2)을 관통하여 관통홀(H3, H4)에 삽입된다. 음, 양극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 내측에서 리벳 터미널(21a, 22a)에 일체로 넓게 형성되는 플랜지(21b, 22b)를 더 포함한다.
음극단자(21) 측에서, 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 외부 절연부재(31)는 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 음극(11)의 집전부재(51)와 절연된 상태를 유지한다.
절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)을 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)은 리벳 터미널(21a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(21c)은 절연부재(31)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
양극단자(22) 측에서, 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 도전성 탑 플레이트(46)는 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20)를 전기적 도전 구조로 연결시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 양극(12)의 집전부재(52)에 전기적으로 연결된 상태를 유지한다.
탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)을 리벳 터미널(22a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)은 리벳 터미널(22a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(22c)은 탑 플레이트(46)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
개스킷(36, 37)은 음, 양극단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 각각 설치되어, 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
개스킷(36, 37)은 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링하고 전기적으로 절연한다. 즉 개스킷(36, 37)은 캡 플레이트(20)에 음, 양극단자(21, 22)를 설치함으로써 단자홀(H1, H2)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
집전부재(51, 52)는 음, 양극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 예를 들면, 집전부재(51, 52)는 음, 양극단자(21, 22)에 연결되는 단자 연결부(511, 521), 및 전극 조립체(10)의 무지부(11b, 12b)에 연결되는 전극 연결부(512, 522)를 포함한다.
즉 단자 연결부(511, 521)를 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 단자 연결부(511, 521)는 플랜지(21b, 22b)에 지지되면서 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 연결된다.
절연부재(61, 62)는 집전부재(51, 52)의 단자 연결부(511, 521)와 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 단자 연결부(511, 521)와 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 절연부재(61, 62)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 단자 연결부(511, 521)와 리벳 터미널(21a, 22a) 및 플랜지(21b, 22b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 강화시킨다.
벤트 홀(24)은 이차 전지(100)의 충전 및 방전으로 발생되는 내부 가스 및 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방한다. 벤트 플레이트(25)는 절개를 유도하는 노치(25a)를 가진다.
전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.
도 3은 도 1의 케이스의 부분 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 케이스(15)는 모서리에서 내부로 밀려들어가서 형성되는 오목부(70)를 더 포함한다. 오목부(70)는 광폭벽(152)과 협폭벽(153)을 연결하는 모서리를 따라 형성된다. 이때 오목부(70)는 모서리의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다.
캡 플레이트(20)는 오목부(70)에 대응하는 홈(75)을 형성하여 케이스(15)의 개구를 밀폐한다. 즉 개구를 밀폐한 상태에서 캡 플레이트(20)의 홈(75)은 케이스(15)의 오목부(70)에 대응하여, 오목부(70)의 길이 방향으로 연장하여 배치된다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 오목부(70)는 케이스(15)의 벽을 형성하는 4개 모서리에 구비된다.
집전부재(51, 52)는 전극 조립체(10)의 무지부(11b, 12b)에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 집전부재(51, 52)와 무지부(11b, 12b)는 용접으로 연결될 수 있다. 그리고 집전부재(51, 52)의 전극 연결부(512, 522)와 무지부(11b, 12b)는 서로 연결되어 협폭벽(153)에 인접하여 협폭벽(153)에 이웃하는 양측의 오목부들(70) 사이에 배치된다.
이때, 오목부들(70)은 전극 조립체(10)와 케이스(15)의 내벽 사이에 설정되는 공간을 축소시킨다. 즉 케이스(15)의 내부 공간은 모서리에서 직각으로 설정되는 종래에 비하여, 모서리에서 오목부들(70)이 밀려들어오는 만큼 감소될 수 있다.
즉 케이스(15)의 내부에서 불필요한 공간이 감소됨에 따라 전해액이 바닥(151)에 고이지 않고 전극 조립체(10)에 최대한 흡수될 수 있다. 동일한 양의 전해액을 주입하는 경우, 케이스(15) 내에서 전해액의 레벨이 높아지고, 음, 양극(11, 12) 사이에서 빈 공간이 전해액에 의하여 최대로 채워진다.
따라서 전극 조립체(10)에서 전해액의 흡수율이 높아지게 되며, 이차 전지(100)의 초기 활성화 공정에서 더욱 균일한 고체성 전해질 인터페이스(Solid Electrolyte Interface, SEI) 층이 형성될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예의 구성과 동일한 부분에 대하여 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다. 도 5를 참조하면, 제2실시예의 이차 전지에서 케이스(215)의 오목부(72)는 모서리에서 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 형성된다.
이때, 오목부(72)는 케이스(215)의 개구를 제외한 부분에 형성될 수 있다. 따라서 케이스(215)의 개구와 캡 플레이트(미도시)의 결합 구조가 단순해지므로 제조단가 및 품질 비용이 낮아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다. 도 6을 참조하면, 제3실시예의 이차 전지에서 케이스(315)의 오목부(73)는 모서리에서 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 분리되어 복수로 형성된다.
제3실시예에서 오목부(73)는 2개만을 도시하고 있다. 도시하지 않았으나 오목부는 모서리에서 더 짧게 설정되어 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 복수의 오목부(73)는 전극 조립체를 내장하는 케이스(315) 내부에서 불필요한 공간을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 케이스의 부분 사시도이다. 도 7을 참조하면, 제4실시예의 이차 전지에서 케이스(415)의 오목부(741, 742)는 모서리에서 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 분리되어 복수로 형성되며, 또한 서로 다른 폭으로 형성된다.
제4실시예에서 오목부(741, 742)는 2개의 다른 폭을 도시하고 있다. 즉 위쪽의 오목부(741)의 폭에 비하여, 아래쪽 오목부(742)의 폭이 더 크게 형성된다. 도시하지 않았으나, 오목부들은 모서리에서 더 짧게 설정되어 다양한 폭들로 구비될 수도 있다.
서로 다른 폭들을 가지는 복수의 오목부들(741, 742)은 전극 조립체를 내장하는 케이스(415)의 내부에서 불필요한 공간을 최적으로 제거할 수 있게 한다. 또한, 도 7에서 오목부들(741, 742)은 서로 분리되어 있다. 도시하지 않았으나 오목부는 서로 다른 폭으로 형성되어 단차를 가지고 연결될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 평면도이고, 도 9는 도 8의 이차 전지 모듈의 정면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 일 실시예의 이차 전지 모듈(200)은 도 1 내지 도 4에 도시된 이차 전지(100)로 형성되는 복수의 단위셀들(100, 편의상 같은 도면 부호를 부여한다)을 포함한다.
이차 전지 모듈(200)은 복수 단위셀들(100)의 전극단자들(21, 22)을 전기적으로 연결하는 버스바(300), 및 이웃하는 단위셀들(100)의 오목부(70)에 결합되는 결합부재(400)를 포함한다.
일례로써, 오목부(70)는 케이스(15)에서 모서리의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다. 도시하지 않았으나, 오목부는 모서리의 길이 방향에서 부분적으로 단수 또는 복수로 형성될 수도 있다.
버스바(300)는 단위셀들(100)에서 음극단자(21)와 양극단자(22)를 직렬로 연결한다. 도시하지 않았으나 버스바는 단위셀들을 병렬로 연결할 수도 있다. 즉 버스바(300)는 이차 전지 모듈(200)에서 단위셀들(100)을 전기적으로 연결한다.
결합부재(400)는 오목부(70)에 억지 끼움으로 결합될 수 있다. 즉 결합부재(400)는 이차 전지 모듈(200)에서 단위셀들(100)을 기계적으로 연결한다.
또한 결합부재(400)는 오목부(70)에 결합되는 볼록 결합부(401)를 구비한다. 볼록 결합부(401)의 폭(W)은 양측 오목부(70)의 폭(W1, W2)과 단위셀들(100)의 간격(G)을 설정한다.
오목부(70)의 폭(W1, W2)과 볼록 결합부(401)의 폭(W)의 크기에 따라 이웃하여 배치되는 단위셀들(100)의 간격(G)이 설정된다. 볼록 결합부(401) 및 단위셀들(100)의 간격(G)은 종래의 격벽 부재를 제거할 수 있게 하고, 단위셀들(100) 사이에서 공기 흐름을 형성하여 단위셀들(100)의 충전 및 방전시, 케이스(15)의 열 발산 효율을 높일 수 있다.
일례로써, 결합부재(400)는 모서리의 상측 단부들을 서로 연결하는 상부 부재(410), 및 상부 부재(410)와 이격되어 모서리의 하측 단부들을 서로 연결하는 하부 부재(420)를 포함한다.
상, 하부 부재(410, 420)는 단위셀들(100)의 상부와 하부에서 케이스(15)의 오목부들(70)에 서로 결합되므로 이차 전지 모듈(200)에서 단위셀들(100)의 체결력을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 변형예에 따른 이차 전지 모듈의 부분 평면도이다. 도 10을 참조하면, 변형예의 이차 전지 모듈(500)에서, 오목부(270)는 예각으로 오목하게 형성되고, 결합부재(600)는 단위셀(110)의 오목부(270)에 결합되도록 예각으로 형성되는 볼록 결합부(601)를 구비한다.
즉 결합부재(600)의 볼록 결합부(601)는 z축 방향에서 단위셀들(110)의 오목부(270)에 슬라이드 결합된다. 따라서 결합부재(600) 및 볼록 결합부(601)는 단위셀들(110)의 오목부(270)로부터 y축 방향으로 이탈되지 않고 견고하게 결합될 수 있다.
볼록 결합부(601)는 이웃하는 단위셀들(110)의 오목부(270)에 결합되도록 좌우 대칭 구조로 형성된다. 따라서 볼록 결합부(601)는 이웃하는 단위셀들(110)에 대하여 균일한 체결력을 가질 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 전극 조립체 11: 음극
11a, 12a: 코팅부 11b, 12b: 무지부
12: 양극 13: 세퍼레이터
15, 215, 315, 415: 케이스 20: 캡 플레이트
21, 22: 음, 양극단자(전극단자) 21a, 22a: 리벳 터미널
21b, 22b: 플랜지 21c, 22c: 플레이트 터미널
24: 벤트 홀 25: 벤트 플레이트
27: 밀봉 마개 29: 전해액 주입구
31: 외부 절연부재 36, 37: 개스킷
46: 탑 플레이트 51, 52: 집전부재
61, 62: 절연부재 70, 72, 73, 270, 741, 742: 오목부
75: 홈 100, 110: 이차 전지(단위셀)
151: 바닥 152: 광폭벽
153: 협폭벽 200, 500: 이차 전지 모듈
300: 버스바 400, 600: 결합부재
401, 601: 볼록 결합부 410, 420: 상, 하부 부재
511, 521: 단자 연결부 512, 522: 전극 연결부
G: 단위셀들의 간격 H1, H2: 단자홀
H3, H4: 관통홀 W: 볼록 결합부의 폭
W1, W2: 오목부의 폭

Claims (14)

  1. 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전해액을 내장하고, 모서리에서 내부로 밀려들어가서 형성되는 오목부를 포함하는 케이스; 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트; 및 상기 캡 플레이트에 설치되어 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 복수의 단위셀, 및
    이웃하는 상기 단위셀들의 상기 오목부에 결합되는 결합부재
    를 포함하는 이차 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 개구에 마주하는 바닥,
    상기 바닥과 상기 개구 사이에 설정되며 서로 마주하는 1쌍의 광폭벽, 및
    상기 1쌍의 광폭벽을 연결하여 서로 마주하는 1쌍의 협폭벽을 포함하며,
    상기 오목부는,
    상기 광폭벽과 상기 협폭벽을 연결하는 모서리를 따라 형성되는 이차 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 모서리의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 형성되는 이차 전지 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 형성되는 이차 전지 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에서 분리되어 복수로 형성되는 이차 전지 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에서 서로 다른 폭으로 형성되는 이차 전지 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는
    상기 오목부에 대응하여 연장되는 홈을 형성하고, 상기 케이스의 개구를 밀폐하는 이차 전지 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 케이스의 4개 모서리에 구비되고,
    상기 전극단자에 연결되는 집전부재와 상기 전극 조립체의 무지부는
    서로 연결되어 상기 협폭벽에 인접하고 상기 협폭벽에 이웃하는 상기 오목부들 사이에 배치되는 이차 전지 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단위셀들의 상기 전극단자들을 전기적으로 연결하는 버스바
    를 더 포함하는 이차 전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 모서리의 길이 방향 전체 영역 또는 길이 방향 전체 영역 중 일부 영역에 걸쳐서 형성되는 이차 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결합부재는
    상기 모서리의 상측 단부들을 서로 연결하는 상부 부재, 및
    상기 상부 부재와 이격되어 상기 모서리의 하측 단부들을 서로 연결하는 하부 부재를 포함하는 이차 전지 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 오목부에 억지 끼움으로 결합되는 이차 전지 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 오목부는 예각으로 오목하게 형성되고,
    상기 결합부재는 상기 오목부에 결합되도록 예각으로 형성되는 볼록 결합부를 구비하는 이차 전지 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 볼록 결합부는,
    이웃하는 상기 단위셀들의 상기 오목부에 결합되도록 대칭으로 형성되는 이차 전지 모듈.
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