KR20100105634A - 비대칭 단자들을 갖는 배터리 전지 디자인 - Google Patents

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Abstract

전기화학 전지가 제공되어 있다. 상기 전지는 적어도 하나의 분리 박판에 의해 분리된 복수의 전극 박판들을 포함한다. 양의 연장탭이 양전극 박판들의 집전탭들에 부착되고, 음의 연장탭이 음전극 박판들의 집전탭들에 부착된다. 양의 연장탭들과 음의 연장탭들의 치수들은 전기화학 전지가 사용되고 있을 때 양의 연장탭과 음의 연장탭 사이의 온도 차이가 최소가 되도록 선택되어 있다.

Description

비대칭 단자들을 갖는 배터리 전지 디자인{BATTERY CELL DESIGN WITH ASYMMETRICAL TERMINALS}
이 특허출원은 2007년 11월 30일자로 출원된 미국 가특허출원 제60/991,602호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 전기화학 배터리 전지(electrochemical battery cell)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기화학 배터리 전지의 전력 단자들의 디자인들에 관한 것이다.
전기화학 배터리 전지는 예를 들어 프리즘형(prismatic) 전지 또는 원통형 전지가 될 수 있다. 프리즘형 전지(예로서, 프리즘형 리튬 이온 전지)는 함께 적층되는 캐소드판(cathode sheet or plate) 및 아노드(anode)판을 포함하고, 한편 원통형 전지에서는 전극 박판들(electrode sheets)이 원통형 구조로 롤링된다. 전극 박판들은 부도체 층(들)에 의해 분리되며 그리고 전지 인클로져(enclosure)내에 허메틱방식으로(hermetically) 밀봉된다. 통상적으로, 종래 프리즘형 배터리 전지는 전지의 한 단부 또는 2개의 대향 단부들에 배치된 2개의 전력 단자들 또는 연장탭들(tabs)(양단자 및 음단자)을 갖는다. 연장탭들은 전극들에 부착된 집전탭들(current collecting tabs)로부터 연장될 수 있다. 양의(positive) 연장탭 및 음의(nagative) 연장탭은 통상적으로 서로 다른 재료로서 제조된다. 예를 들어, 연장탭들은 종종 알루미늄(양) 및 구리(음) 또는 니켈(음)로 제조된다.
종래 프리즘형 전지들은 크기가 대칭인(즉, 양의 연장탭 및 음의 연장탭의 치수들이 동일함) 연장탭들을 갖는다. 도 1a, 도 1B, 및 도 1C는 종래 기술의 프리즘형 전지들(102, 104, 106)을 각각 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 연장탭들{전지(102)를 위한 단자들(112a, 112b), 전지(104)를 위한 단자들(114a, 114b), 및 전지(106)를 위한 단자들(116a, 116b)}의 치수들은 각 전지에서 대략 동일하다.
전지의 양의 연장탭 및 음의 연장탭에서의 전류가 충분히 높을 때, 두 연장탭들에서의 주울(joule) 열은 단자들로부터 나오는 열 전도에 의한 열전달에 대해 상당히 커지게 된다. 2개의 연장탭들이 다른 전기저항 및 열전도율을 갖는 다른 재료들로 제조되기 때문에, 전류에 의해 초래된 2개의 연장탭들에서 형성된 열이 다르다. 따라서, 본래부터 다른 열 및 전기적 성질들을 갖는 재료들로 제조된 대칭적 연장탭들의 온도들은 동일하지 않을 것이며, 그리고 하나의 연장탭 또는 단자가 전지의 수명 동안 더 높은 온도를 가질 것이다. 이러한 온도차는 실제 사이클링 전류 및 전지가 노출되어 있는 열적 환경에 의존하지만, 커질 수가 있고 그리고 전지 수명 및/또는 행동에 대한 전지의 성능면에서 제한 요소가 될 수 있다. 이러한 문제는 특히 전지가 저저항 외부단락(low resistance external short circuit)과 같은 남용(abuse) 조건들의 영향을 받을 때, 심각하게 된다. 따라서 전지 온도들(및/또는 최대 전지 온도)의 차이를 감소시키는 전지 디자인을 필요로 한다.
비대칭 전력 단자들을 갖는 배터리 전지가 제공된다. 어떤 실시예에서, 양단자 및 음단자(및 대응하는 집전탭들)의 크기들은 그들 각각의 구성 재료들의 전기 저항 및 열 전도율에 비례하여 선택된다. 이러한 디자인은 전기화학 전지내에서 온도 차이들을 감소시킨다. 전기화학 전지내에서의 최대 온도(즉 전지내에서 가장 뜨거운 지점의 온도)가 또한 감소된다.
어떤 실시예에서, 프리즘형 전지는 복수의 양전극들 및 음전극들을 포함한다. 양전극들에 부착된 전력 단자 또는 연장탭은 양전극의 전기 및 화학적 성질들과 비슷한 제1전도성 재료로서 제조될 수 있으며, 음전극들에 부착된 전력 단자 또는 연장탭은 음전극의 전기 및 화학적 성질들과 비슷한 제2전도성 재료로서 제조될 수 있다. 리튬 이온 배터리에서, 양의 연장탭은 알루미늄이 될 수 있고 그리고 음의 연장탭은 니켈 또는 구리가 될 수 있다. 이러한 연장탭의 조합들(예를 들어 Al/Cu 또는 Al/Ni)을 위해, 음의 연장탭의 단면적은 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되도록 선택될 수 있다. 하나의 실시예에서, 양 및 음의 연장탭들의 두께는 동일하고, 한편 음의 연장탭의 두께는 양의 연장탭의 폭의 대략 2/3가 되도록 선택된다. 프리즘형 전지는 예로서 리튬 이온 전지가 될 수 있다.
본 발명의 실례의 양상에 따라, 복수의 양전극 박판들 및 음전극 박판들을 갖는 전기화학 전지가 제공된다. 전극 박판들은 각각 집전탭들을 가진다. 양단자 또는 연장탭은 양전극 박판들의 집전탭들로부터 연장되고, 음단자 또는 연장탭은 음전극 박판들의 집전탭들로부터 연장된다. 양의 연장탭의 단면적은 음의 연장탭의 단면적과는 다르다. 전극 박판들은 박판 표면상에서 활성물질을 포함하고, 한편 전극 박판들에서 집전탭들을 형성하는 부분은 상기 활성물질에 의하여 덮히지 않는다.
본 발명의 다른 실례의 양상에 따라, 집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들 및 집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들을 포함하는 리튬 배터리가 제공된다. 이 배터리의 전해액은 양전극 박판들 및 음전극 박판들과 이온 접촉하고 있다. 양단자 또는 연장탭은 양전극 박판들의 집전탭들로부터 연장되고, 음단자 또는 연장탭은 음전극 박판들의 집전탭들로부터 연장된다. 파우치(pouch)가 양전극 박판들 및 음전극 박판들을 둘러싸고 있다. 상기 파우치는 양의 연장탭 및 음의 연장탭이 상기 파우치의 내측에서 외측으로 연장되도록 상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들 주위에서 밀봉된다. 양의 연장탭의 단면적은 음의 연장탭의 단면적과는 다르다.
본 발명의 또 다른 실례의 양상에 따라, 전기화학 전지의 제조방법이 제공된다. 이 방법은 집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들을 제공하는 단계, 및 집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들을 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 추가로, 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 양단자 또는 연장탭을 연장하는 단계; 및 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 음단자 또는 연장탭을 연장하는 단계를 포함한다. 상기 양의 연장탭의 단면적은 전기 저항 및 열 전도도와 같이, 연장탭들을 위해 사용된 재료들의 성질들에 기초하여 상기 음의 연장탭의 단면적과는 다르게 선택된다.
하나의 실시예에서, 양의 연장탭 및 음의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함한다. 상기 양의 연장탭의 폭은 상기 음의 연장탭의 폭과 다를 수 있다. 유사하게, 상기 양의 연장탭의 두께는 상기 음의 연장탭의 두께와 다를 수 있다.
하나의 실시예에서, 양전극 박판들의 집전탭들은 함께 용접되어서 용접부를 제공한다. 음전극 박판들의 집전탭들은 함께 용접되어서 다른 용접부를 제공한다. 양의 연장탭은 상기 양의 집전탭들의 용접부에서 용접되고, 상기 음의 연장탭은 상기 음의 집전탭들의 용접부에서 용접된다.
하나의 실시예에서, 밀봉재가 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭 상에 배치되어 상기 파우치와 함께 밀봉부를 형성하게 된다. 상기 파우치 재료는 예를 들어 폴리에틸렌, 나일론 및 알루미늄 포일 중 적어도 하나를 포함하는 적층된 층들(laminated layers)로서 이루어질 수 있다.
하나의 실시예에서, 양의 연장탭은 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치되고; 상기 음의 연장탭은 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치된다.
하나의 실시예에서, 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 음의 연장탭은 구리를 포함할 수 있으며, 따라서 양의 연장탭은 대략 60mm 두께를 갖고, 음의 연장탭은 대략 40mm 두께를 갖는다.
하나의 실시예에서, 분리용 박판(separator sheet)이 상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 개재되어 있다. 상기 분리용 박판은 상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 접혀지는(folded) 연속적 박판이 될 수 있다.
본 발명의 양상에 따라서, 양의 연장탭은 소정 단면적을 갖고, 상기 음의 연장탭은 다른 소정 단면적을 갖고, 따라서 사용 중에 상기 양의 연장탭은 제1온도를 갖고 그리고 상기 음의 연장탭은 제2온도를 가짐으로써 상기 양의 연장탭 온도와 상기 음의 연장탭 온도 사이에 최적 온도차를 형성하게 된다. 상기 최적 온도차는 상기 양의 연장탭의 단면적 대 상기 음의 연장탭의 단면적의 비율을 변화시킴으로써 더 이상 감소되지 않을 것이다.
본 발명은 아래 도면들을 참고하여 설명되며, 이 도면들은 단지 예증의 목적으로만 제공되며, 본 발명의 전체 범위는 아래의 청구범위들에 개시되어 있다.
도 1a는 종래 프리즘형 배터리 전지의 전면도.
도 1b는 다른 종래 프리즘형 배터리 전지의 전면도.
도 1c는 또 다른 종래 프리즘형 배터리 전지의 전면도.
도 2a는 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 전면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 프리즘형 배터리 전지의 측면도.
도 3은 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 캐소드판들, 아노드판들 및 부착된 집전탭들을 도시하는 도면.
도 4는 프리즘형 배터리 전지로 조립되기 전에 분리용 박판상에 배치된 직렬의 캐소드판 및 아노드판들을 도시하는 도면.
도 5는 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 캐소드판 및 아노드판들을 위한 연장탭들의 정면도 및 측면도.
도 6은 여러 실시예들에 따라, 프리즘형 배터리 전지의 탭 조립체의 용접 장소들을 도시하는 도면.
도 7은 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 상단 밀봉부를 도시하는 도면.
도 8은 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 측면 밀봉부를 도시하는 도면.
도 9는 여러 실시예들에 따라, 프리즘형 배터리 전지 및 그의 탭 조립체의 여러 컴포넌트들을 도시하는 도면.
도 10 내지 도 16은 여러 가지 프리즘형 배터리 전지 디자인들을 위한 온도 분포를 도시하는 도면들.
도 17은 배터리 전지의 온도 변화들을 시뮬레이션하기 위해 사용된 유한요소 모델을 도시하는 도면.
도 18은 프리즘형 배터리 전지의 여러 지점들에서 시간에 따른 온도 변화들을 도시하는 차트.
도 19는 프리즘형 배터리 전지의 여러 지점들에서 시간에 따른 온도 및 전압 변화들을 도시하는 차트.
비대칭 전력 단자들을 갖는 배터리 전지들이 설명되어 있다. 어떤 실시예들은 각각의 전기 및 열적 성질들과 비례하는 크기를 갖는 단자들 또는 연장탭을 갖는 전지들을 제공한다. 이것으로 인하여 전지내에서 최고로 뜨거운 지점에서의 온도 뿐만 아니라 전지의 온도 구배(즉, 전지내의 최대 온도와 최저 온도 사이의 차이)를 감소시킬 수 있다. 전지의 성능 및 안전이 일반적으로 전지내에서 최고로 뜨거운 지점에서의 온도에 의해 제한되기 때문에, 각각의 전기 및 열적 성질들과 비례하는 크기를 갖는 연장탭을 갖는 전지들이 증가된 비율의 사이클링, 증가된 전지 수명, 증가된 전지 안전, 및/또는 이들 효과들의 어떤 조합이 가능하게 한다.
도 2a는 여러 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지(200)의 전면도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 프리즘형 배터리 전지의 측면도이다. 전지(200)는 크기가 비대칭을 이루는, 양의 전력 단자 또는 연장탭(202a) 및 음의 전력 단자 또는 연장탭(202b)을 갖는다. 비대칭 단자들(전극 박판들의 집전탭들로부터 연장됨)은 비교적 얇은 전극들을 사용하는 사실상(virtually) 어떤 전지 화학제품(chemistry)에 맞게 구성될 수 있다. 비대칭 연장탭들의 열적 특징들(features)은 비교적 높은 속도로 작동하도록 설계되는 전지들에 유용하다. 높은 속도에서 동작하는 통상적인 전지 화학제품들은 니켈/금속 하이드라이드(hydride) 또는 니켈/카드뮴이 될 수 있다. 전지(200)는 예로서 리튬 이온 전지가 될 수 있다. 어떤 실시예에서, 연장탭(202a)은 양전극들의 집전탭들에 부착될 수 있고, 연장탭(202b)은 음전극들의 집전탭들에 부착될 수 있다. 양전극들의 집전탭들은 알루미늄으로 제조될 수 있고, 음전극들의 집전탭들은 구리 또는 니켈로 제조될 수 있다.
전기화학 전지들의 집전기들 및 연장탭들을 구성하는 재료들은 대체로 전지의 전해액 및 전압과 전기화학적으로 호환될 수 있는 재료들로 제한된다. 3-5 V의 개방 회로 전위에서 작동하는 유기 용제(organic solvent) 기반 전해액을 갖는 리튬 이온 전지의 경우에, 전해액으로 적셔지는 양전극 전위에서 양의 집전기들, 양의 탭들 및 어떤 다른 전도성 소자들의 재료는 양전극 전위에서 전기화학적 부식에 대해 저항성을 가져야 한다. 리튬 이온 전지의 양전극 전위에서 전기화학적 부식에 대한 저항성을 갖는 경향이 있는 재료들은 예를 들어 알루미늄, 몰리브덴, 티타늄, 및 어떤 스테인레스강 합금들을 포함한다. 이 재료들 중에서, 알루미늄은 비용비들(cost ratios)에 대해 가장 높은 전기 및 열 전도도를 가지며, 이것으로 인해 양전극 전위에서 사용하기 위한 실례의 재료가 된다. 3-5 V의 개방 회로 전위에서 작동하는 유기 용제 기반 전해액을 갖는 리튬 이온 전지의 경우에, 전해액으로 적셔지는 음전극 전위에서 음의 집전기들, 음의 탭들 및 어떤 다른 전도성 소자들의 재료는 음전극 전위에서 리튬과의 합금화(alloying)에 대해 저항성을 가져야 한다. 리튬 이온 전지의 양전극 전위에서 리튬과의 합금화에 대한 저항성을 갖는 경향이 있는 재료들은 예를 들어 구리, 니켈 및 철을 포함한다. 이 재료들 중에서, 구리는 가장 양호한 전기 및 열 전도도를 가지며, 이것으로 인하여 리튬 이온 전지에서 음전극 전위에서 사용하기 위한 실례의 재료가 된다.
도시된 바와 같이, 연장탭들(202a, 202b)은 크기가 동일하지 않다. 어떤 실시예에서, 음의 연장탭(202b)의 폭은 양의 연장탭(202a)의 폭의 대략 2/3가 되도록 선택될 수 있고, 한편 연장탭들의 두께는 동일하게 될 수 있다. 이 경우에, 음의 연장탭(202b)의 단면적은 또한 양의 연장탭(202a)의 단면적의 대략 2/3이다. 이러한 비대칭 단자 디자인은 예를 들어 연장탭(202a)이 알루미늄으로 제조되고 연장탭(202b)이 구리 또는 니켈로 제조되어 있는 경우에, 2개의 전력 연장탭들(202a, 202b)을 위한 온도차 뿐만 아니라, 전지가 사용될 때의 온도 구배를 감소시킨다. 또한 시간내에 어떤 지점들에서 전지의 최대 온도(즉, 전지의 가장 뜨거운 지점에서의 온도)가 감소된다.
연장탭들(202a, 202b)이 알루미늄,구리 또는 니켈 이외의 다른 재료들로서 제조된다면, 전지의 최대 온도 및 온도 구배를 감소시키기 위해 연장탭들을 위한 다른 치수들이 선택될 수 있다. 연장탭들의 단면적은 연장탭들의 온도들을 결정하는 인자이며, 이는 전지의 최대 온도 및 온도 구배에 영향을 줄 수 있다. 두 연장탭들의 두께가 동일하게 선택되면, 연장탭들의 폭은 최적 효과를 달성하도록 조정될 수 있다. 그러나, 두 단자들의 두께는 동일하게 선택될 필요는 없다.
도 3은 어떤 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 캐소드판들(302a), 아노드판들(302b) 및 부착된 집전탭들(304a, 304b)을 도시하는 도면이다. 전극 박판들의 치수들은 필요한 열 및 전기적 성질들을 제공하고 그리고 전지의 체적 조건들(예로서, 이용가능한 공간)에 호환되는 어떤 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 캐소드판들은 대략 143mm 폭과 198mm 길이가 될 수 있고, 아노드판들은 대략 145mm 폭과 200mm 길이가 될 수 있다. 도시된 바와 같은 집전탭(304b)은 집전탭(304a)의 폭의 대략 2/3인 폭을 갖는다. 예를 들어, 집전탭(304a)의 폭은 대략 56.5mm가 되도록 선택될 수 있고, 집전탭(304b)의 폭은 대략 36.0mm가 되도록 선택될 수 있다. 집전탭들은 적절한 높이를 제공하도록 제조 공정 중에 절삭될 수 있다.
전극 박판들(302a)은 기술에 공지된 바와 같이 제1활성물질(306a)을 포함한다. 전극 박판들(302a)의 집전탭들(304a)은 상기 활성물질(306a)에 의하여 덮히지 않는 전극 박판들(302a)의 연장된 부분들이다. 유사하게, 전극 박판들(302b)은 활성물질(306b)을 포함한다. 전극 박판들(302b)의 집전탭들(304b)은 상기 물질(306b)에 의하여 덮히지 않는 음전극 박판들(302b)의 연장된 부분들이다.
도 4는 프리즘형 배터리 전지로 조립되기 전에 분리용 박판(404)의 일부분상에 배치된 직렬의 캐소드판 및 아노드판들(예로서, 302a, 302b)을 도시하는 도면이다. 전극 박판들(예로서, 302a, 302b)을 갖는 분리용 박판(404)은 전극 박판들이 다른 것의 상단에 적층되며 분리용 박판(404)에 의해 분리되도록 예를 들어 아코디언 주름(accordion pleat)처럼 수평으로 접혀질 수 있다. 이러한 접힘 공정은 스택-와인딩(stack-winding)이라고 말할 수 있다. 전극들(302a, 302b)의 상대 위치들은 분리용 박판들 사이에 전극들을 적절히 적층하고 정렬하도록 선택된다. 분리용 박판의 치수들은 전극들을 분리시키는데 필요하고 그리고 전지의 체적 조건들(예로서, 이용가능한 공간)에 호환되는 어떤 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 전극들은 143 내지 145mm 폭이고, 분리용 박판은 대략 206mm 폭과 0.025mm 두께이고, 분리용 박판상에 배치되었을 때 전극들 사이의 거리가 대략 145mm가 될 수 있게 한다.
아노드판들(예로서, 박판 302b) 상에서 집전탭들(예로서, 탭 304b)의 상대 위치들은, 상기 탭들이 스택-와인딩 후에 수직방향으로 서로 정렬되도록 형성된다. 유사하게, 캐소드판들(예로서, 박판 302a)상에서 집전탭들(예로서, 탭 304a)의 위치들도 역시, 상기 탭들이 스택-와인딩 후에 수직방향으로 정렬되도록 선택된다. 어떤 실시예들에서, 프리즘형 전지에는 대략 20 내지 30개의 아노드판들과 20 내지 30개의 캐소드판들이 있을 수 있다. 스택-와인딩 후에, 배터리 전지의 내부 컴포넌트들(예로서, 전극들 및 분리용 박판)은 허메틱 방식으로 밀봉될 수 있다. 하나의 실시예에서, 내부 컴포넌트들은 파우치 재료로 제조된 인클로져(enclosure)내에 밀봉될 수 있다. 통상적인 전지의 파우치 재료는 폴리에틸렌, 나일론 및 알루미늄 포일의 적층된 층들로 구성된다. 그러나, 어떤 다른 적절한 인클로져가 전지의 내부 컴포넌트들을 밀봉하는데 사용될 수 있다.
연장탭들은 집전탭들에 용접되거나 다른 방식으로 부착된다. 연장탭들은 아래에서 더 상세히 설명된 바와 같은 밀봉 목적들을 위해 재료의 스트립을 포함할 수 있다. 도 5는 각각 양전극 박판들(302a) 및 음전극 박판들(302b)의 집전탭들(304a, 304b)에 부착된 연장탭들(308a, 308b)의 정면도 및 측면도이다. 연장탭들(308a, 308b)의 치수들은 필요한 열적 및 전기적 성질들을 제공하고 그리고 전지의 체적 조건들(예로서, 이용가능한 공간)과 호환될 어떤 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 연장탭들(308a, 308b)의 두께는 대략 0.4mm가 될 수 있다. 밀봉 스트립들(504a, 504b)은 각각 연장탭들(308a, 308b)의 중간을 가로질러 배치될 수 있다. 스트립들(504a, 504b)은 도 7과 연결시켜 설명하게 되는 바와 같이, 배터리 전지의 내부 컴포넌트들을 밀봉하기 위해 사용된다.
일단 집전탭들(304a, 304b)이 적층되었으면, 집전탭들은 통상 탭 조립체의 두께를 통해 용접됨으로써 연장탭들(308a, 308b)과 함께 연결된다. 도 6은 프리즘형 배터리 전지의 탭 조립체의 용접 장소들 및 치수들을 도시하는 도면이다. 도 6은 스택 와인딩 후에 집전탭들(304a, 304b) 및 연장탭들(308a, 308b)의 위치들을 도시한다. 연장탭들(308a, 308b)은 앞에서 도시된 바와 같이 부착된 스트립들(504a, 504b)을 갖는다. 집전탭들(304a, 304b) 및 연장탭들(308a, 308b) 각각은 스트립들(504a, 504b) 아래에서 용접 섹션들(604a, 604b)을 갖는다. 상기 용접 섹션들(604a, 604b)에서, 양의 집전탭들(예로서 탭들 304a) 및 음의 집전탭들(예로서 탭들 304b)이 예를 들어 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접, 또는 기타 어떤 적절한 용접기술을 사용하여 함께 용접된다. 연장탭들(308a, 308b)은 각각 그룹의(grouped) 집전탭들(304a, 304b)에 용접된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 연장탭들(308a, 308b)의 하단들(310a, 301b)은 그룹의 집전탭들(304a, 304b)과 접혀져서, 예를 들어 단일 연장탭들(308a)이 그룹의 집전탭들(304a)로부터 연장된다. 유사하게, 단일 연장탭들(308b)은 그룹의 집전탭들(304b)로부터 연장된다. 그룹의 집전탭들(304a, 304b)의 단면적들은 또한 본 발명에 따른 적절한 비율을 제공하도록 서로 다를 수 있다. 하나의 실시예에서, 집전탭들은 함께 용접되면서 동시에 연장 단자들이 집전탭들에 용접된다. 이것은, 예를 들어, 초음파 용접으로부터 자극(excitation)으로서 사용된 초음파 용접 방법들이 만들어지는 용접부의 근방에서 다른 용접부들에 손상을 주는 경향이 있을 때, 그런 경우가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 집전탭들 및 연장탭들을 동시에 연결할 필요는 없으며 그리고 이들은 별개의 프로세스들로서 부착될 수 있다.
하나의 실시예에서, 연장탭들은 얇고 평평한 탭들이며, 따라서 양의 연장탭들(308a)의 길이 및 폭이 각각 양의 연장탭들(308a)의 두께보다 적어도 10배 크다. 음의 연장탭들(308b)의 길이 및 폭은 각각 음의 연장탭들(308b)의 두께보다 적어도 10배 크다. 연장탭들(308a, 308b)의 길이 치수는 도 6에서 수직으로 연장되고 폭 치수는 수평으로 연장되는 것으로서 도시되어 있다. 연장탭들의 두께 치수는 도 6의 지면내로 연장되며 그리고 또한 도 2b의 실시예에도 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 양의 연장탭들의 길이 및 폭은 각각 양의 연장탭들의 두께보다 적어도 50배 크고, 음의 연장탭들의 길이 및 폭은 각각 음의 연장탭들의 두께보다 적어도 50배 크다. 다른 실시예에서, 양의 연장탭들의 길이 및 폭은 각각 양의 연장탭들의 두께보다 적어도 100배 크고, 음의 연장탭들의 길이 및 폭은 각각 음의 연장탭들의 두께보다 적어도 100배 크다. 도 7에 도시된 바와 같이, 파우치는 양의 연장탭들(308a) 및 음의 연장탭들(308b)이 파우치 외측에서 연장되도록 양전극 박판들 및 음전극 박판들 주위에서 밀봉된다.
특히 도 7은 어떤 실시예들에 따른 프리즘형 배터리 전지의 상단 밀봉부(706)를 도시하는 도면이다. 전지 인클로져 또는 파우치(704)의 일부분이 도시되어 있다. 전지 인클로져(704)는 전지 조립체의 내부 컴포넌트들을 둘러싸는데 사용된다. 어떤 실시예들에서, 인클로져(704)는 적층된 전극들을 둘러쌓고 허메틱 방식으로 밀봉하기 위해 모서리들에서 함께 접합된(seamed) 적층된 전극들의 전면 및 후면상에 배치된 파우치 재료의 두 박판을 포함할 수 있다. 스트립들(504a, 504b)은 인클로져(704)의 파우치 재료와 접합되는 재료로 제조될 수 있어서, 전지 인클로져 박판들의 상단 모서리들이 함께 접합될 때, 상단 모서리들이 탭 조립체들에 의해 분리되어 있는 부분들을 위해 스트립들(504a, 504b)(따라서 탭 조립체들)에 단단히 부착될 수 있다. 이러한 방법으로, 상단 밀봉부(706)는 연장탭들(308a, 308b)에 각각 부착된 스트립들(504a, 504b)을 가로질러 형성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉부의 폭은 대략 5mm가 될 수 있다. 분리용 박판(404)은 전극 박판들(302a, 302b) 사이에 도시되어 있다.
도 8은 인클로져 박판들의 측면 모서리들을 함께 접합함으로써 형성된 프리즘형 배터리 전지의 측면 밀봉부(804)를 도시하는 도면이다. 예를 들어, 측면 밀봉부(804)의 폭은 대략 10mm가 될 수 있다. 주의해야 할 것은, 도 7 및 도 8이 전지 인클로져의 한가지 방식의 사용을 도시하고 있지만 어떤 다른 적절한 방식의 전지 인클로져가 전지 조립체의 내부 컴포넌트들을 허메틱 방식으로 밀봉하는데 사용될 수 있다는 것이다. 도 9는 어떤 실시예들에 따라, 완성된 프리즘형 배터리 전지(200)의 하나의 실례의 여러 컴포넌트들을 도시하는 도면으로서, 집전탭들(304a, 304b), 연장탭들(308a, 308b), 용접 섹션들(604a, 604b) 및 스트립들(504a, 504b)을 포함하고 있다.
연장탭들(308a, 308b) 사이에 다른 단면비들을 제공함으로써 본 발명으로부터 얻어질 수 있는 이점들을 증명하기 위해 시뮬레이션들이 실시되었다. 도 10 내지 도 16은 이러한 목적을 수행한 시뮬레이션의 결과들을 도시하는 도면들이다. 도 10 내지 도 16은 여러 가지 프리즘형 배터리 전지 디자인들을 위한 온도 분포를 도시한다. 이 도면들은 214× 153 ×7.3 mm 전지 몸체를 갖는 프리즘형 전지들의 3D 과도 열분석(transient thermal analysis)으로부터 구한 데이터에 기초하고 있다. 상기 열분석은 배터리 전지들의 컴퓨터 모델들을 사용한 시뮬레이션들을 기초로 할 수 있다. 컴퓨터 모델은 도 17에 도시된 바와 같은 유한요소모델이 될 수 있으며, 여기서 전지는 분석하기 위해 작은 4면의 열 고체 소자들로 분리되어 있다. 시뮬레이션을 위해, 배터리 전지들의 여러 부품들에 대해 일정한 열 발생 및 열 전도 성질들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 전지 몸체는 직교이방성(orthotropic) 열 전도 성들을 갖는 열 발생기로서의 모델이 될 수 있고, 전력 단자들(또는 연장 탭들)은 등방성(isotropic) 열 전도성들을 갖는 열 발생기로서의 모델이 될 수 있다. 특히, 전지 몸체는 밀도 2.7e+006 g/m^3, 비열 1 J/gK, X 및 Y 방향에서 열전도율 40 W/mK, 및 Z 방향에서 열전도율 0.6 W/mK를 갖는 것으로 가정한다. (g=grams, m=meters, J=Joules, K=Kelvin, W=Watts) 비열은 재료의 단위 질량의 온도를 상승시키는데 취해야 할 에너지의 양이다. 양의 탭은 밀도 2.7e+006 g/m^3, 비열 0.904 J/gK, 및 X, Y, Z 방향에서 열전도율 230 W/mK 를 갖는 것으로 가정한다. 음의 탭은 밀도 8.96e+006 g/m^3, 비열 0.385 J/gK, 및 X, Y, Z 방향에서 열전도율 385 W/mK 를 갖는 것으로 가정한다. 전지로부터의 열전달은 단지 전지의 크고 평평한 표면들에서만 대류에 의해 대기 온도로 공기로 전해지고 탭들의 단부를 통해 전도에 의해 35℃의 일정한 온도로 발생되는 것으로 가정한다. 대기 온도는 35℃인 것으로 가정하고, 대류열전달계수(convection film coefficient)는 10 W/m^2K 인 것으로 가정한다.
도 10 내지 도 16의 도면들은 전지 몸체(예로서 도10에 있는 전지 몸체 1004) 및 연장탭들(예로서, 도 10에 있는 단자들 1006)을 포함하여, 모델이 되는 다른 디자인들을 위한 전지들의 정면도들을 제공한다. 연장탭들의 치수들은 각 도면의 하단(예로서, 도 10에서 장소 1008)에서 도시되어 있다. 60초 후에 배터리 전지를 가로지르는 배터리 전지의 온도는 온도 스케일들(scales)(예로서, 도 10에 있는 스케일 1002)을 사용하여 묘사되어 있다. 예를 들어, 도 10에서, 영역(1010a)은 온도 스케일(1002)의 하부단에 해당하고, 따라서 대략 31.9 ℃의 온도를 가지며, 영역(1010b)는 온도 스케일(1003)의 상부단에 해당하고, 따라서 대략 40.6 ℃의 온도를 갖는다. 전지의 최소 온도 및 최대 온도는 또한 도시된 전지들의 상단 좌측(예로서, 도 10에서 장소 1012)에 도시되어 있다.
도 10은, 전력 단자들 또는 연장탭들이 동일한 크기(50 mm)를 가지는 경우에, 두 단자들에서의 온도들이 다르다는 것을 도시하고 있다. 알루미늄 연장탭이 대략 50 mm 폭이고, 구리 탭이 대략 50 mm 폭일 때, 두 단자들에서의 온도들은 균일하지 않다. 이것이 온도 구배를 초래한다.
도 11은, 알루미늄 탭이 대략 60 mm 폭이고 구리 탭이 대략 40 mm 폭일 때, 두 단자들 사이의 온도 구배가 감소되는 것을 보여주고 있다. 최소 온도는 대략 31.9 ℃이고, 최대 온도는 60초 후에 대략 38.5 ℃이다. 이것은 더 작은 온도 구배를 초래하고 그리고 도 11에 있는 전지의 가장 뜨거운 지점의 온도가 도 10에 있는 전지에서 가장 뜨거운 지점의 온도보다 작다.
도 12는, 알루미늄 탭이 대략 65 mm 폭이고, 구리 탭이 대략 35 mm 폭일 때, 두 단자들 사이의 온도 구배가 변하는 것을 보여주고 있다. 최소 온도는 대략 31.9 ℃이고, 최대 온도는 60초 후에 대략 39.4 ℃이며, 따라서 연장탭들 사이의 다른 단면적 비에 기초하여 온도 변화가 있는 것을 증명하고 있다. 도 13은, 알루미늄 탭이 대략 63 mm 폭이고 구리 탭이 대략 37 mm 폭일 때를 도시하고 있다. 최소 온도는 대략 31.9 ℃이고, 최대 온도는 60초 후에 대략 38.8 ℃이다. 도 14는, 알루미늄 탭이 대략 62 mm 폭이고 구리 탭이 대략 33 mm 폭일 때, 최대 온도가 도 12 및 도 13에 비하여 감소되어 있는 것을 도시하고 있다. 최소 온도는 대략 32 ℃이고, 최대 온도는 60초 후에 대략 38.6 ℃이다.
도 15 및 도 16은, 알루미늄 탭이 대략 61 mm 폭이고 구리 탭이 대략 39 mm 폭일 때, 두 단자들에서의 온도들이 60초 후에 대략 균일하게 되는 것을 도시하고 있다. 이것은 온도 구배를 더 작게 만든다. 이 결과들이 도 15 및 도 16에 도시되어 있는 분석들은 도 16에서 분석에 대해 선택된 다른 ASI를 제외하면 동일하다. 전지 몸체의 체적(volumetric) 열 발생은 ASI 에 정비례한다. 도 15 및 도 16의 중대함은, 이들이 본 발명의 실시예가 단지 단일 열발생율의 경우와는 대조적으로 일정 범위의 열발생율들에 걸쳐 유용성(utility)을 가짐을 보여주고 있다는 것이다. 도 15는 38.411의 최대 온도를 보여주고 있다. 도 16은 42.994의 최대 온도를 보여주고 있다("SMX"는 그래프에 도시된 최대 온도를 지칭한다.).
따라서, 도 10 내지 도 17과 연결되어 예시된 분석은, 적절한 온도 구배를 제공할 뿐만 아니라, 전지의 가장 뜨거운 지점의 온도를 최소 또는 감소시키는 본 발명의 유익한 양상들을 증명하고 있다.
도 18은 프리즘형 배터리 전지의 여러 지점들에서 시간에 따른 온도 변화들을 도시하는 차트이다. 배터리 전지는 61mm의 폭을 갖는 양의 알루미늄 연장탭과, 39mm의 폭을 갖는 음의 구리 연장탭을 구비하고 있다. 상기 차트는 상술한 열분석으로부터 구한 데이터에 기초하고 있다. 선 "Tcenter"는 전지 몸체의 중심에서의 온도 변화들을 보여주고 있다. 선들 "Tnegtab" 및 "Tpostab"는 각각 전지 몸체와의 교차부에서 양의 연장탭의 중심에서의 온도변화들 및 음의 연장탭의 중심에서의 온도변화들을 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 3 장소에서의 온도 차이들은 대체로 작다.
도 19는 프리즘형 배터리 전지에서 시간에 따른 온도 및 전압 변화들을 도시하는 차트이다. 전지 몸체는 7.5×150×200 mm의 치수를 갖는다. 양의 연장탭은 폭 56.5 mm를 갖고, 음의 연장탭은 폭 36 mm를 갖는다. 도시된 바와 같이, 양의 연장탭에서의 온도는 음의 연장탭에서의 온도와 비교적 가깝다.
상술한 설명이 프리즘형 전지 디자인들에 대해 집중되어 있지만, 본 발명의 실시예들은 또한 원통형 전지들과 같은 다른 배터리 전지들에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 원통형 전지에서, 양단자 및 음단자를 위한 연장탭들 또는 집전탭들의 치수들은 또한 온도 구배 및/또는 최대 온도가 감소되도록 그들 각각의 구성 재료들의 전기 전도율 및 열전도율에 비례하여 제조될 수 있다. 이것은 배터리 수명 및 안전성의 관점에서 원통형 전지의 성능에 유익을 줄 것이다. 또한, 본 발명의 실시예들은 비교적 얇은 전극들을 사용하고 통상 비교적 고속으로 작동하도록 설계되어 있는 어떤 전기화학 전지에도 적용될 수 있다. 그러한 전지들의 예를 들면 니켈/금속 하이드라이드 전지들 및 니켈/카드뮴 전지들이다. 여러 실시예들은 본원에서 실례로서 예시되고 설명되어 있으며, 기술에 숙련된 자는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (44)

  1. 전기화학 전지로서,
    집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들(positive electorde sheets);
    집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들(negative electorde sheets);
    상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 양의 연장탭; 및
    상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 음의 연장탭을 포함하고,
    상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들은 상기 전지내에서 층을 이루고,
    상기 양의 연장탭의 단면적은 상기 음의 연장탭의 단면적과는 다른, 전기화학 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양전극 박판들은 제1활성물질을 포함하고, 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들은 상기 제1활성물질에 의하여 덮히지 않는 상기 양전극 박판들의 연장된 부분들이고, 그리고
    상기 음전극 박판들은 제2활성물질을 포함하고, 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들은 상기 제2활성물질에 의하여 덮히지 않는 상기 음전극 박판들의 연장된 부분들인, 전기화학 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 양의 연장탭의 폭은 상기 음의 연장탭의 폭과 다른, 전기화학 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 양의 연장탭의 두께는 상기 음의 연장탭의 두께와 다른, 전기화학 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 두께 및 폭은 상기 음의 연장탭의 두께 및 폭과 다른, 전기화학 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들은 함께 용접되어서 용접부를 제공하고, 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들은 함께 용접되어서 다른 용접부를 제공하는, 전기화학 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 상기 양의 집전탭들에 용접되고, 상기 음의 연장탭은 상기 음의 집전탭들에 용접되는, 전기화학 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학 전지는 상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들을 둘러싸는 파우치(pouch)를 포함하고, 상기 파우치는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭이 상기 파우치의 외측에서 연장되도록 상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들 주위에서 밀봉되는, 전기화학 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    밀봉재가 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭 상에 배치되어 상기 파우치와 함께 밀봉부를 형성하게 되는, 전기화학 전지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 파우치 재료는 폴리에틸렌, 나일론 및 알루미늄 포일 중 적어도 하나를 포함하는 적층된 층들로서 이루어지는, 전기화학 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치되고; 상기 음의 연장탭은 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치되는, 전기화학 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 상기 음의 연장탭은 구리를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 단면적은 상기 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되는, 전기화학 전지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 상기 음의 연장탭은 니켈을 포함하고, 상기 음의 연장탭의 단면적은 상기 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되는, 전기화학 전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 상기 음의 연장탭은 구리를 포함하고, 상기 양의 연장탭은 대략 60mm 두께를 갖고, 상기 음의 연장탭은 대략 40mm 두께를 갖는, 전기화학 전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 음전극 박판들 및 상기 양전극 박판들은 캐소드판들(cathode sheets) 및 아노드판들(anode sheets)을 형성하고, 상기 아노드판들은 상기 캐소드판들보다 폭이 넓고 길이가 긴, 전기화학 전지.
  16. 제1항에 있어서,
    분리용 박판이 상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 개재되어 있는, 전기화학 전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 분리용 박판은 상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 접혀지는 연속적 박판인, 전기화학 전지.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학 전지는 프리즘형 리튬 이온 전지인, 전기화학 전지.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 소정 단면적을 갖고, 상기 음의 연장탭은 다른 소정 단면적을 갖고, 따라서 사용 중에 상기 양의 연장탭은 제1온도를 갖고 그리고 상기 음의 연장탭은 제2온도를 가짐으로써 상기 양의 연장탭 온도와 상기 음의 연장탭 온도 사이에 최적 온도차를 형성하게 되고,
    상기 최적 온도차는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭의 단면적들의 비율을 변화시킴으로써 더 이상 감소되지 않는, 전기화학 전지.
  20. 집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들;
    집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들;
    상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들과 이온 접촉하는 전해액;
    상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 양의 연장탭;
    상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 음의 연장탭;
    상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들을 둘러싸는 파우치로서, 상기 파우치는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭이 상기 파우치의 내측에서 외측으로 연장되도록 상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들 주위에서 밀봉되는, 상기 파우치를 포함하고,
    상기 양의 연장탭의 단면적은 상기 음의 연장탭의 단면적과는 다른, 리튬 배터리.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 양전극 박판들은 제1활성물질을 포함하고, 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들은 상기 제1활성물질에 의하여 덮히지 않는 상기 양전극 박판들의 연장된 부분들이고, 그리고
    상기 음전극 박판들은 제2활성물질을 포함하고, 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들은 상기 제2활성물질에 의하여 덮히지 않는 상기 음전극 박판들의 연장된 부분들인, 리튬 배터리.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 양의 연장탭의 폭은 상기 음의 연장탭의 폭과 다른, 리튬 배터리.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 치수들은 폭 및 두께를 포함하고, 상기 양의 연장탭의 두께는 상기 음의 연장탭의 두께와 다른, 리튬 배터리.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치되고; 상기 음의 연장탭은 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들 중 최외측 집전탭 상에 배치되는, 리튬 배터리.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 상기 음의 연장탭은 구리를 포함하고, 상기 음의 연장탭의 단면적은 상기 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되는, 리튬 배터리.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 알루미늄을 포함하고, 상기 음의 연장탭은 니켈을 포함하고, 상기 음의 연장탭의 단면적은 상기 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되는, 리튬 배터리.
  27. 제20항에 있어서,
    연속적 분리용 박판이 상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 접혀지는, 리튬 배터리.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 양의 연장탭은 소정 단면적을 갖고, 상기 음의 연장탭은 다른 소정 단면적을 갖고, 따라서 사용 중에 상기 양의 연장탭은 제1온도를 갖고 그리고 상기 음의 연장탭은 제2온도를 가짐으로써 상기 양의 연장탭 온도와 상기 음의 연장탭 온도 사이에 최적 온도차를 형성하게 되고,
    상기 최적 온도차는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭의 단면적들의 비율을 변화시킴으로써 더 이상 감소되지 않는, 리튬 배터리.
  29. 전기화학 전지의 제조방법으로서,
    집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들을 제공하는 단계;
    집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들을 제공하는 단계;
    상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 양의 연장탭을 연장하는 단계;
    상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 음의 연장탭을 연장하는 단계;
    상기 양의 연장탭의 단면적을 상기 음의 연장탭의 단면적과는 다르게 선택하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 선택 단계는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭의 전기 저항 및 열 전도율 중 적어도 하나에 기초하여 상기 양의 연장탭의 단면적을 상기 음의 연장탭의 단면적과 다르게 선택하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 양전극 박판들의 부분들을 제1활성물질로 코팅하는 단계로서, 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들이 상기 양전극 박판들의 연장된 부분들이고 그리고 상기 제1활성물질에 의하여 덮히지 않는, 상기 코팅 단계와;
    상기 음전극 박판들의 부분들을 제2활성물질로 코팅하는 단계로서, 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들이 상기 음전극 박판들의 연장된 부분들이고 그리고 상기 제2활성물질에 의하여 덮히지 않는, 상기 코팅 단계를 추가로 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 폭을 상기 음의 연장탭의 폭과 다르게 형성하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  33. 제29항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 두께를 상기 음의 연장탭의 두께와 다르게 형성하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  34. 제34항에 있어서,
    용접부를 제공하도록 상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들을 함께 용접하고 다른 용접부를 제공하도록 상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들을 함께 용접하는 단계를 추가로 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  35. 제29항에 있어서,
    상기 용접 단계는 상기 양의 연장탭을 상기 양의 집전탭들에 용접하고, 상기 음의 연장탭을 상기 음의 집전탭들에 용접하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  36. 제29항에 있어서,
    상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭이 파우치의 내측에서 외측으로 연장되도록 상기 전기화학 전지 주위에 상기 파우치를 밀봉하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 용접 단계는 상기 양의 연장탭을 상기 양전극 박판들의 상기 양의 집전탭들 중 최외측 집전탭에 용접하는 단계와, 상기 음의 연장탭을 상기 음전극 박판들의 상기 음의 집전탭들 중 최외측 집전탭에 용접하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  38. 제29항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 단면적의 대략 2/3가 되도록 상기 음의 연장탭의 단면적을 형성하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  39. 제29항에 있어서,
    상기 양전극 박판들과 상기 음전극 박판들 사이에 접힘 방식으로 분리용 박판을 배치하는 단계를 포함하는, 전기화학 전지의 제조방법.
  40. 제29항에 있어서,
    소정 단면적을 갖도록 상기 양의 연장탭을 형성하고 그리고 다른 소정 단면적을 갖도록 상기 음의 연장탭을 형성하여, 사용 중에 상기 양의 연장탭은 제1온도를 갖고 그리고 상기 음의 연장탭은 제2온도를 가짐으로써 상기 양의 연장탭 온도와 상기 음의 연장탭 온도 사이에 최적 온도차를 형성하는, 단계를 포함하고,
    상기 최적 온도차는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭의 단면적들의 비율을 변화시킴으로써 더 이상 감소되지 않는, 전기화학 전지의 제조방법.
  41. 전기화학 전지로서,
    집전탭들을 갖는 복수의 양전극 박판들;
    집전탭들을 갖는 복수의 음전극 박판들;
    상기 양전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 양의 연장탭;
    상기 음전극 박판들의 상기 집전탭들로부터 연장된 음의 연장탭을 포함하고,
    상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들은 상기 전지내에서 층을 이루고,
    상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭은 각각 길이, 폭 및 두께를 갖고;
    상기 양의 연장탭의 단면적은 상기 음의 연장탭의 단면적과는 다르고; 그리고
    상기 양의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 양의 연장탭의 두께보다 적어도 10배 크고, 상기 음의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 음의 연장탭의 두께보다 적어도 10배 큰, 전기화학 전지.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 양의 연장탭의 두께보다 적어도 50배 크고, 상기 음의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 음의 연장탭의 두께보다 적어도 50배 큰, 전기화학 전지.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 양의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 양의 연장탭의 두께보다 적어도 100배 크고, 상기 음의 연장탭의 상기 길이 및 폭은 각각 상기 음의 연장탭의 두께보다 적어도 100배 큰, 전기화학 전지.
  44. 제41항에 있어서,
    상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들을 둘러싸는 파우치를 포함하고, 상기 파우치는 상기 양의 연장탭 및 상기 음의 연장탭이 상기 파우치의 외측으로 연장되도록 상기 양전극 박판들 및 상기 음전극 박판들 주위에서 밀봉되는, 전기화학 전지.
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