KR20120051135A - 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체 - Google Patents

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KR20120051135A
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Abstract

본 발명은 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓에 관한 것으로서, 케이블형 이차 전지의 제1 극성 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 연결부; 다른 케이블형 이차 전지의 제2 극성 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제2 연결부; 및 제1 연결부와 제2 연결부의 적어도 어느 하나가 회동될 수 있으며, 제1 및 제2 연결부들과 전기적으로 연결되는 본체를 구비한다.

Description

케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체{Coupling socket and assembly for cable-type secandary battery}
본 발명은 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가늘고 긴 다수의 케이블형 이차 전지들을 상호 직렬 연결하는데 사용될 수 있는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체에 관한 것이다.
최근, 무선 통신 기술의 발전은 모바일 디바이스의 대중화를 주도하고 있으며, 이러한 무선화 기술의 발달에 부응하여 이차 전지가 디바이스의 전원으로 필수적으로 사용되는 경향이 강하다. 한편, 환경오염 등의 방지 측면에서 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등이 개발되고 있는데, 이러한 차량들의 동력원 역시 이차 전지이다.
이와 같이, 이차 전지는 많은 산업 분야에서 그 사용 빈도가 급증하고 있으며, 사용되는 분야의 특성에 따라 이차 전지의 출력, 용량, 구조 등이 다양화되고 있다.
일반적으로, 이차 전지는 판상형의 집전체의 표면에 활물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하고, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 형태의 전극 조립체를 구비한다. 이러한 전극 조립체는 주로 액체 전해질 또는 고체 전해질과 함께 원통형 또는 각형의 금속 캔 또는 알루미늄 라미네이트 시트로 구성된 파우치형 케이스의 내부에 수납된다. 또한, 이러한 전극 조립체는 이차 전지의 용량을 증대시킬 수 있도록 쉬트(sheet) 형태의 양극/분리막/음극이 권취된 젤리-롤 형태 또는 얇은 플레이트 형태의 다수의 단위 전극들이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 따라서, 전극 조립체에서 전극(양극 및 음극)의 구조는 본질적으로 판상형이다.
이러한 종래의 판상형 전극 구조는 전극 조립체의 권취 또는 적층시, 높은 집적도를 구현할 수 있는 장점은 있으나, 산업 필드의 필요에 따라 그 구조적 변형이 어려운 한계를 가진다. 또한, 판상형 전극 구조는 충,방전시 전극의 부피 변화에 민감하고, 셀 내부에서 발생되는 가스가 외부로 용이하게 배출되지 못하며, 전극들 사이의 전위차가 클 수 있는 등 여러 가지 문제점들을 보이고 있다.
특히, 수요자들의 다양한 욕구에 부응하여 이차 전지가 사용되는 디바이스들의 종류가 다양화되고 디바이스의 디자인이 중요시 되고 있는 추세에 비해, 그러한 특수한 형태의 디바이스들에 전통적인 구조 및/또는 형태(원통형, 각형 또는 파우치형)의 이차 전지를 장착할 수 있는 별도의 부위 또는 공간을 할애해야 하는 것은 무선기술의 확장 또는 디자인의 한계 측면에서 큰 장애 요인이라 할 수 있다. 예를 들어, 새롭게 개발된 디바이스에 있어서, 이차 전지가 장착될 수 있는 공간이 좁고 긴 부분일 경우, 현재와 같이 판상형 전극을 기본으로 하는 전극 조립체를 구비하는 이차 전지를 구조적으로 변화시켜 장착한다는 것은 본질적으로 불가능하거나 매우 비효율적이다. 즉, 종래의 원통형 전지, 동전형 전지, 각형 전지는 특정한 형태를 가지고 있으므로, 변형이 자유롭지 못하고 사용에 있어 제한적인 문제점이 있었고, 전지의 사용처에 맞게 임의로 비틀거나 구부리는 등의 변형이 자유롭지 못한 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 해소하기 위해, 본 출원인은 인용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 합체되는, 2006.1.17.자로 출원되어 2008.2.12.자로 등록된 한국 특허 등록 제10-1804411호의 '신규한 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 이차 전지'를 개시한 바 있다.
그런데, 이러한 이차 전지(이하, '케이블형 이차 전지'라 함)는 가늘고 긴 형태로 구성되어 길이 방향에 대해 신축 가능한 소위, 케이블 구조를 가지는 것이 주요 특징이다. 그리고, 이러한 케이블형 이차 전지는 그 하나만 단독적으로 디바이스에 사용되는 경우에는 별문제가 없겠지만 다수의 케이블형 이차 전지들을 직렬로 연결해서 사용하는 경우에 인접한 두 개의 케이블형 이차 전지들을 연결하는 소켓의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 별도의 연결 어댑터가 필요없이 인접하는 두 개의 케이블형 이차 전지들을 직렬로 간편하게 연결할 수 있는 구조를 가진 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓은, 케이블형 이차 전지의 제1 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 연결부; 다른 케이블형 이차 전지의 제2 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제2 연결부; 및 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부의 적어도 어느 하나는 회동될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 연결부들과 전기적으로 연결되는 본체를 구비한다.
바람직하게, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 중 적어도 어느 하나는 그에 상응하는 상기 제1 극성 전극의 단자 또는 상기 제2 극성 전극의 단자의 위치를 고정할 수 있는 고정 부재를 더 구비한다.
바람직하게, 상기 고정 부재는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 중 적어도 어느 하나에 설치된 후크를 구비한다.
바람직하게, 상기 제1 극성 전극은 양극 또는 음극이고, 상기 제2 극성 전극은 상기 제1 극성 전극과 대응된다.
바람직하게, 상기 케이블형 이차 전지는 제1 극성 전극과 제2 극성 전극 사이에 분리막 또는 전해질이 개재된 가늘고 긴 전극 조립체를 구비하고, 상기 제1 극성 전극 및/또는 상기 제2 극성 전극은 길이 방향에 직교하는 단면이 원형, 비대칭형 타원 또는 다각형 형태의 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된다.
바람직하게, 상기 케이블형 이차 전지는 적어도 두 개 이상의 단위 케이블형 이차 전지들이 나란하게 배열되고, 양단에 각각 상기 제1 극성 전극의 단자와 상기 제2 극성 전극의 단자가 마련된 절연부재를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결 조립체는, 케이블형 이차 전지의 제1 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 접속 고정부 및 상기 제1 접속 고정부에 대해 회동 가능한 회동 연결부를 포함하는 제1 소켓; 및 상기 케이블형 이차 전지의 제2 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있으며, 다른 케이블형 이차 전지의 제1 극성 전극의 단자에 연결된 회동 연결부와 전기적으로 접속될 수 있는 제2 소켓;을 구비한다.
바람직하게, 상기 제1 소켓은 상기 제1 접속 고정부와 상기 회동 연결부 중 적어도 어느 하나가 회동될 수 있는 본체를 더 구비한다.
바람직하게, 상기 제1 소켓의 상기 회동 연결부와 상기 제2 소켓 중 적어도 어느 하나는 상호 결합시 그 결합 상태를 고정할 수 있는 고정 부재를 더 구비한다.
바람직하게, 상기 케이블형 이차 전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 가늘고 긴 전극 조립체를 구비하고, 상기 양극 및/또는 상기 음극은 길이 방향에 직교하는 단면이 원형, 비대칭형 타원 또는 다각형 형태의 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된다.
바람직하게, 상기 제1 소켓의 상기 회동 연결부는 돌출부를 구비하고, 상기 제2 소켓은 대응하는 상기 돌출부가 삽입될 수 있는 삽입부를 구비한다.
본 발명에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 적어도 두 개 이상의 케이블형 이차 전지의 직렬 연결 시, 별도의 연결 어댑터를 사용할 필요가 없이 연결용 소켓 또는 연결 조립체(수소켓 및 암소켓)를 사용함으로써 간단하고 용이하게 두 개의 인접한 케이블형 이차 전지들을 연결할 수 있다.
둘째, 두 개 이상의 케이블형 이차 전지들의 연결 시, 소켓 또는 연결 조립체를 사용함으로써 케이블형 이차 전지들이 필요로 하는 전압 및 전기 용량을 용이하게 유지할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체를 사용하게 되면, 목걸이형 PDA, 휴대폰 등의 목걸이 줄 형태 등과 같이 다양한 이차 전지로의 구조적 변화가 용이하므로 별도의 사용자가 전지를 장비에 넣지 않고 목걸이 줄 자체로 전원을 공급하여 사용할 수 있다.
전술한 본 발명의 요약뿐만 아니라 이어지는 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명은 첨부된 도면들과 함께 읽혀질 때 더 잘 이해될 것이다. 본 출원의 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓 및 연결 조립체를 설명하기 위한 목적으로, 바람직한 실시예들의 도면들이 도시된다. 그러나, 본 출원은 그러한 도면들에 도시된 정확한 장치 및 수단에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓의 주요부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 주요 부위의 구성을 도시하는 발췌 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 소켓에 의해 다수의 케이블형 이차전지들이 연결된 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 쉬트 형태로 패키징된 케이블형 이차 전지를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면들이다.
도 9는 도 8의 "A" 부위의 확대도이다.
도 10은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10에 도시된 연결 조립체의 제1 소켓을 나타내는 도면들이다.
도 12는 도 10에 도시된 연결 조립체의 제2 소켓을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 10의 연결 조립체가 연결된 케이블형 이차 전지를 연결하기 전의 분해도이다.
도 14는 도 13의 결합도이다.
도 15은 도 14와 같은 방식으로 연결된 쉬트형 케이블형 이차전지들이 졉혀지는 과정을 설명하는 도면이다.
이어지는 상세한 설명에서 사용된 특정의 용어는 편의를 위한 것이지 제한적인 것은 아니다. "우", "좌", "상면" 및 "하면"의 단어들은 참조가 이루어진 도면들에서의 방향을 나타낸다. "내측으로" 및 "외측으로"의 단어들은 각각 지정된 장치, 시스템 및 그 부재들의 기하학적 중심을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. "전방", "후방", "상방", "하방" 및 그 관련 단어들 및 어구들은 참조가 이루어진 도면에서의 위치들 및 방위들을 나타내며 제한적이어서는 아니된다. 이러한 용어들은 위에서 열거된 단어들, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어들을 포함한다.
본 발명의 특정의 예시적 실시예들은 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓의 주요부를 개략적으로 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓(100)은, 다수의 케이블형 이차 전지들(10)이 서로 직렬로 연결될 때, 인접되는 케이블형 이차 전지들(10)을 상호 연결하기 위한 것으로서, 제1 연결부(110), 제2 연결부(120) 및 본체(130)를 구비한다.
제1 연결부(110)는 원위단과 이에 대향되는 근위단을 구비한다. 제1 연결부(110)의 원위단은 제1 극성 전극의 단자(12)와 제2 극성 전극의 단자(14)를 구비하는 제1 케이블형 이차 전지(13)의 제1 극성 전극의 단자(12)에 선택적으로 접속될 수 있도록 제1 극성 전극의 단자(12)의 끝단부와 형합될 수 있도록 길이 방향으로 소정 길이 인입 형성된 홈을 구비한다. 제1 연결부(110)의 근위단은 본체(130)의 일단에 회동 또는 고정되게 연결된다.
제2 연결부(120) 역시 원위단과 이에 대향되는 근위단을 구비한다. 제2 연결부(120)의 원위단은 제1 극성 전극의 단자(16)와 제2 극성 전그그이 단자(18)를 구비하는 제2 케이블형 이차 전지(15)의 제2 극성 전극의 단자(18)에 선택적으로 접속될 수 있도록 제2 극성 전극의 단자(18)의 끝단부와 형합될 수 있도록 길이 방향으로 인입 형성된 홈을 구비한다. 제2 연결부(120)의 근위단은 본체(130)의 타단에 회동 또는 고정되게 연결된다.
본체(130)는 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)의 근위단들에 연결되는 것으로서, 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120) 모두가 본체(130)에 대해 회동되는 구조를 가진다. 대안적으로, 그러나, 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120) 중 어느 하나만 본체(130)에 대해 회동되게 구성될 수도 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 본체(130)는 중심에 형성된 회동축(132), 및 회동축(132)과 대칭되게 마련된 한 쌍의 돌출부들(134)을 구비한다. 여기서, 회동축(132)은 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)가 본체(130)에 대해 회동할 수 있는 기준점을 의미한다. 그러므로, 본체(130)의 돌출부들(134)이 수납될 수 있도록 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)의 각각의 근위단에는 인입부들(112)(122)이 마련된다. 한편, 본체(130)와 제1 및 제2 연결부들(110)(120)은 미도시된 전선 또는 그들 사이에 형성되고 선택적 접속이 가능하게 하는 접속부 등에 의해 서로 전기적 연결될 수 있음을 당업자는 충분히 이해할 것이다.
제1 및 제2 연결부들(110)(120)의 단면은 이들에 각각 접속되는 케이블형 이차 전지(10)의 단면과 실질적으로 유사하게 구성된다. 예를 들어, 서로 연결되어야 할 케이블형 이차 전지들(10)은 후술하는 바와 같이, 실질적으로 원형, 타원형, 사각형 또는 육각형 등의 다각형 단면을 구비할 수 있으므로, 제1 및 제2 연결부들(110)(120)의 단면과 실질적으로 동일하도록 구성되는 것이 바람직하다.
제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)는 그에 상응하는 제1 케이블형 이차 전지(13)의 제1 극성 전극의 단자(12) 또는 제2 케이블형 이차 전지(15)의 제2 극성 전극의 단자(18)가 각각 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)의 홈들에 삽입된 후 제1 극성 전극의 단자(12) 및 제2 극성 전극의 단자(18)의 위치를 선택적으로 고정할 수 있는 고정 부재(140)를 구비한다. 고정 부재(140)는 제1 케이블형 이차 전지(13)의 제1 극성 전극의 단자(12) 또는 제2 케이블형 이차 전지(15)의 제2 극성 전극의 단자(18)가 제1 연결부(110) 또는 제2 연결부(120)의 각각의 홈들에 결합되었을 경우, 각각의 이차 전지(10)의 단자들(12)(18)이 해당하는 연결부들(110)(120)로부터 분리되는 것을 방지하고, 필요한 경우, 단자들(12)(18)의 분리를 용이하게 하기 위한 것이다. 이를 위해, 고정 부재(140)는 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)의 양측면에 움직임 가능하게 설치된 후크를 구비한다. 이러한 후크는 단자들(12)(18)이 연결부들(110)(120에 삽입될 경우 미도시된 스프링 등에 의해 밀리면서 단자들(12)(18)을 연결부들(110)(120)의 정위치에 고정할 수 있고 사용자의 가압력에 의해 단자들(12)(18)이 연결부(110)(120)로부터 빠지게 하는 구성임은 당업자가 충분히 이해할 것이다. 또한, 고정 부재(140)는 전술한 후크 구조 이외에 예를 들어, 걸쇠, 패스너, 고정쇠, 고정 버튼, 회전형 나사, 방사상의 고리 등과 같이, 지금까지 알려져 있거나 앞으로 알려지게 될 그 어떤 다른 고정을 위한 요소들을 포함할 수 있는 것은 당업자에게 명백하다.
전술한 실시예에 있어서, 각각의 케이블형 이차 전지(10)는 제1 극성 전극과 제2 극성 전극 사이에 분리막이 개재된 가늘고 긴 전극 조립체를 구비하고, 제1 극성 전극 및/또는 제2 극성 전극은 길이 방향에 직교하는 단면이 원형, 비대칭형 타원 또는 다각형 형태의 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된다. 제1 극성 전극은 양극 또는 음극 중 어느 하나이고, 제2 극성 전극은 제1 극성 전극에 대응된다. 이러한 전극 조립체는 인용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 합체되는, 2006.1.17.자로 출원되어 2008.2.12.자로 등록된 한국 특허 등록 제10-1804411호의 '신규한 구조의 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지'에 개시되어 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 주요 부위의 구성을 도시하는 발췌 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다. 도 1 및 도 2에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 단일 스트립(single strip) 형태의 케이블형 이차 전지(10)는 금속 호일 등과 같은 2차원 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된 종래의 판상형 전극 조립체의 구조와 달리, 단면이 원형인 가늘고 긴 와이어 형태의 3차원 음극 집전체(11)의 표면에 음극 활물질(13)이 마련되고, 음극 활물질(13)의 외면에 분리막 또는 전해질을 포함하는 분리요소(15)가 개재되고, 분리요소(15)의 외면에 양극 활물질(17)이 형성되고, 양극 활물질(17)의 외면에 양극 집전체(19)를 포함하는 전극 조립체의 외면에 보호피복(20)이 감싸는 구조이다. 여기서, 양극과 음극의 순서는 서로 변경될 수 있다. 즉, 가늘고 긴 와이어 형태의 양극 집전체가 중앙 내부에 구성되고 그 외주면에 각각 순서대로 양극 활물질, 분리요소, 음극 활물질, 및 음극 집전체가 구성될 수도 있음을 당업자가 충분히 이해할 수 있다.
한편, 집전체의 원형 구조는 기학적으로 완전한 대칭형의 원형 이외에 비대칭형의 타원형 구조를 포함하고, 다각형 구조는 2차원의 판상형이 아닌 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 구조 등을 포함하며, 그것의 각 모서리는 각진 형태와 둥근 형태 모두를 포함한다. 전극 활물질은 원형 또는 다각형 구조의 집전체 표면에 도포되어, 종래의 이차 전지에서와 같이 전해질로부터의 이온의 흡장 및 전해질로의 방출에 의해 집전체를 통해 전자를 이동시키는 작용을 한다.
대안적 실시예에 있어서, 소위, 멀티-스트립 형태의 케이블형 이차 전지는 가늘고 긴 음극 집전체의 표면에 음극 활물질이 도포된 다수의 단위 음극체들의 다발 주위에 전해질층을 원통형으로 구성한 후 그 외주면에 양극 활물질이 마련되고, 양극 활물질의 외주면에 양극 집전체를 형성하고 그 외주면에 보호피복이 구성될 수도 있다. 또한, 멀티-스트립 형태의 케이블형 이차 전지의 다른 변형예는 단위 음극체의 외주면에 전해질층이 마련된 조립체의 다발을 마련하고 그러한 다발의 주위을 원통형의 양극 활질물로 구성하고 양극 활물질의 외주면에 양극 집전체를 구성한 후 보호 피복을 구성시킬 수도 있다. 멀티-스트립 형태의 케이블형 이차 전지의 또 다른 변형예는 각각의 와이어 형태의 집전체의 외주면에 상응하는 활물질이 도포된 단위 음극체 또는 단위 양극체의 어느 하나의 주위에 제1 전해질층이 감싸진 구조의 다수의 단위 양극체들과 단위 음극체들의 다발을 마련하고 그러한 다발 주위를 원통형의 제2 전해질층으로 구성한 후 보호 피복으로 감싸는 구조일 수도 있다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 연결용 소켓에 의해 다수의 케이블형 이차 전지들이 연결된 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1 내지 도 4에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 5를 참조하면, 3개의 케이블형 이차 전지들(30)(40)(50)은 2개의 연결용 소켓들(150)(160)에 의해 직렬 연결될 수 있다. 즉, 제1 케이블형 이차 전지(30)의 제1 극성 전극의 단자(12)는 제1 소켓(150)의 제2 연결부(120)에 연결되고 제1 케이블형 이차 전지(30)의 제2 극성 전극의 단자(14)는 다른 연결 구조를 가지지 않는다. 제2 케이블형 이차 전지(40)의 제1 극성 전극의 단자(12)는 제2 소켓(150)의 제2 연결부(120)에 연결되고 제2 케이블형 이차 전지(40)의 제2 극성 전극의 단자(14)는 제1 소켓(150)의 제1 연결부(110)에 연결된다. 제3 케이블형 이차 전지(50)의 제2 극성 전극의 단자(14)는 제2 소켓(160)의 제2 연결부(120)에 연결되고, 제3 케이블형 이차 전지(50)의 제1 극성 전극의 단자(12)는 다른 연결 구조를 가지지 않는다.
전술한 바와 같이, 직렬로 연결되는 케이블형 이차 전지들(10)의 수 보다 하나 더 적은 수의 연결형 소켓들(100)을 마련함으로써, 필요한 만큼 이차 전지들을 길이 방향으로 늘려갈 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 쉬트 형태로 패키징된 케이블형 이차 전지를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 9는 도 8의 "A" 부위의 확대도이다. 도 1 내지 도 5에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 케이블형 이차 전지(70: 도 8 참조)는 소위, 쉬트형 구조를 가지며, 다수의 단위 케이블형 이차 전지들(10)이 나란하게 배열된 상태에서 절연 필름 형태의 절연부재(72)가 나란하게 배열된 단위 케이블형 이차 전지들(10)의 외면을 둘러싸도록 장착된 구성이다. 또한, 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 양단에는 각각 제1 극성 단자(71)와 제2 극성 단자(73)가 마련된다. 각각의 단자부들(71)(73)는 도 9에 도시된 바와 같이, 금속 탭들(71a)(73a)이 고분자 계열의 절연 필름(75)에 의해 절연되어 있다.
도 10은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 케이블형 이차 전지의 연결 조립체를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11a 내지 도 11c는 도 10에 도시된 연결 조립체의 제1 소켓을 나타내는 도면들이고, 도 12는 도 10에 도시된 연결 조립체의 제2 소켓을 나타낸 도면이고, 도 13은 도 10의 연결 조립체가 연결된 케이블형 이차 전지를 연결하기 전의 분해 도이고, 도 14는 도 13의 결합도이다. 도 1 내지 도 9에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.
도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 연결 조립체(200)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같은 다수의 단위 케이블형 이차 전지들(10)이 팩키징된 다수의 쉬트형 케이블형 이차 전지들(70)을 직렬 연결하기 위한 것이다. 또한, 본 실시예에 따른 연결 조립체(200)는 제1 소켓(210)과 제2 소켓(220)을 구비한다. 제1 소켓(210)의 일단은 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 제1 극성 단자(71)에 연결되어 고정되며, 제2 소켓(220)의 일단은 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 제2 극성 단자(73)에 연결되어 고정된다. 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 제1 극성 단자(71)와 제2 극성 단자(73)에 각각 제1 소켓(210)과 제2 소켓(220)이 연결되어 고정된 상태에서, 어느 하나의 제1 소켓(210)은 다른 하나의 제2 소켓(220)과 결합될 수 있다.
제1 소켓(210)은 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 예를 들어, 양극 단자와 같은 제1 극성 단자(71)와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 접속 고정부(212), 제1 접속 고정부(212)에 대해 회동 가능한 회동 연결부(214), 제1 접속 고정부(212)와 회동 연결부(214)를 회동 연결하기 위한 본체(216)를 포함한다. 즉, 제1 소켓(210)은 제1 접속 고정부(212)와 회동 연결부(214) 중 적어도 어느 하나가 본체(216)에 대해 회동될 수 있는 구조를 가진다. 또한, 제1 접속 고정부(212)와 회동 연결부(214)는 각각 본체(216)와 전기적으로 접속된다. 회동 연결부(214)에는 다른 이차 전지(70)에 연결된 제2 소켓(220)의 삽입부(222)와 삽입될 수 있는 돌출부(218)를 구비한다.
전술한 바와 같이, 제2 소켓(220)의 일단은 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 예를 들어, 음극과 같은 제2 극성 단자(73)와 전기적으로 접속되어 고정되며, 제2 소켓(220)의 타단은 다른 이차 전지(70)의 제1 소켓(210)의 회동 연결부(214)의 돌출부(218)가 삽입될 수 있는 삽입부(222)가 마련된다. 즉, 제1 소켓(210)의 돌출부(218)와 제2 소켓(220)의 삽입부(222)는 연결이 필요한 두 개의 이차 전지들(70)을 상호 연결 또는 분리시키기 위한 것이므로, 돌출부(218)와 삽입부(222)는 연결과 분리 작업이 선택적으로 이루어질 수 있고, 연결시 사용상 연결이 해제되지 않을 정도의 연결 상태를 유지할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하고, 여기서 언급된 연결은 전기적 연결을 포함하는 개념이다.
본 실시예에 따르면, 돌출부(218)와 삽입부(222) 사이의 연결/해제를 용이하게 하기 위해 제1 소켓(210)과 제2 소켓(220) 중 어느 한 곳에 고정 부재(240)가 마련될 수 있다. 도면에서는 제2 소켓(220)에 고정 부재(240)가 도시된다. 즉, 제2 소켓(220)에 마련된 고정 부재(240)는 제2 소켓(220)의 삽입부(222)에 삽입된 상응하는 제1 소켓(210)의 돌출부(228)의 위치를 선택적으로 고정 또는 해제시키기 위한 것이다.
도 15은 도 14와 같은 방식으로 연결된 쉬트형 케이블형 이차 전지들이 졉혀지는 과정을 설명하는 도면이다.
도 14 및 도 15을 참조하면, 각각의 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)의 예를 들어, 양극과 같은 제1 극성 단자(71)에는 제1 소켓(210)이 연결되어 있고, 음극과 같은 제2 극성 단자(73)에는 제2 소켓(220)이 연결되어 있다. 그리고, 어느 하나의 조립체의 제1 소켓(210)은 다른 연결 조립체(200)의 제2 소켓(220)과 연결되어 있다. 이 상태에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 쉬트형 케이블형 이차 전지(70)에 연결된 제1 소켓(210)에 있어서, 회동 연결부(214)를 제1 접속 고정부(212)에 대해 원하는 각도로 회동시킬 수 있다.
전술한 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 한편, 첨부된 청구항들에서 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 부가물, 변형물, 조합들 및/또는 대체물들이 만들어 질 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 본 발명은 다른 요소들, 물질들, 성분들을 이용하여 본 발명의 정신 필수 특징들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 특정한 형태, 구조, 배열, 비율들로 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명의 원칙을 벗어나지 않는 한 특정의 환경 및 작동 조건들에 특히 적합하도록 된 구조, 배열, 비율, 물질, 성분의 많은 변형과 함께 본 발명이 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 특징들은 단독적으로 사용될 수도 있고 다른 특징들과 조합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 실시예와 관련하여 설명된 특징들은 다른 실시예에서 설명된 특징들과 함께 및/또는 상호 교체되어 사용될 수 있다. 따라서, 현재 개시된 실시예들은 모든 면에서 제한적이 아닌 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 표시되며, 전술한 상세한 설명에 한정되어서는 아니된다.
첨부된 청구범위의 넓은 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 다양한 변형들 및 변경들이 가능함을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 것들의 몇몇은 위에서 논의되었으며 다른 것들은 당업자에게 명백할 것이다.
10,13,15,30,40,50…케이블형 이차 전지
70…쉬트형 케이블형 이차 전지
1…음극 집전체 3…음극 활물질
5…분리요소 7…양극 활물질
9…양극 집전체 12,16…제1 극성 전극의 단자
14,18…제2 극성 전극의 단자 20…보호피복
71…제1 극성 단자 72…절연부재
73…제2 극성 단자 110…제1 연결부
112,122…인입부 120…제2 연결부
130…본체 132…회동축
134…돌출부 200…연결 조립체
210…제1 소켓 220…제2 소켓

Claims (11)

  1. 케이블형 이차 전지의 제1 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 연결부;
    다른 케이블형 이차 전지의 제2 극성 전극의 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제2 연결부; 및
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부의 적어도 어느 하나가 회동될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 연결부들과 전기적으로 연결되는 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 중 적어도 어느 하나는 그에 상응하는 상기 제1 극성 전극의 단자 또는 상기 제2 극성 전극의 단자의 위치를 고정할 수 있는 고정 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 중 적어도 어느 하나에 설치된 후크를 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 극성 전극은 양극 또는 음극이고, 상기 제2 극성 전극은 상기 제1 극성 전극과 대응되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차 전지는 제1 극성 전극과 제2 극성 전극 사이에 분리막 또는 전해질이 개재된 가늘고 긴 전극 조립체를 구비하고,
    상기 제1 극성 전극 및/또는 상기 제2 극성 전극은 길이 방향에 직교하는 단면이 원형, 비대칭형 타원 또는 다각형 형태의 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이블형 이차 전지는 적어도 두 개 이상의 단위 케이블형 이차 전지들이 나란하게 배열되고, 양단에 각각 상기 제1 극성 전극의 단자와 상기 제2 극성 전극의 단자가 마련된 절연부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결용 소켓.
  7. 케이블형 이차 전지의 제1 극성 단자와 전기적으로 접속될 수 있는 제1 접속 고정부 및 상기 제1 접속 고정부에 대해 회동 가능한 회동 연결부를 포함하는 제1 소켓; 및
    상기 케이블형 이차 전지의 제2 극성 단자와 전기적으로 접속될 수 있으며, 다른 케이블형 이차 전지의 제1 극성 단자에 연결된 회동 연결부와 전기적으로 접속될 수 있는 제2 소켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 소켓은 상기 제1 접속 고정부와 상기 회동 연결부 중 적어도 어느 하나가 회동될 수 있는 본체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결 조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 소켓의 상기 회동 연결부와 상기 제2 소켓 중 적어도 어느 하나는 상호 결합시 그 결합 상태를 고정할 수 있는 고정 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결 조립체.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 케이블형 이차 전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 가늘고 긴 전극 조립체를 구비하고,
    상기 양극 및/또는 상기 음극은 길이 방향에 직교하는 단면이 원형, 비대칭형 타원 또는 다각형 형태의 집전체 표면에 전극 활물질이 도포된 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결 조립체.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 소켓의 상기 회동 연결부는 돌출부를 구비하고, 상기 제2 소켓은 대응하는 상기 돌출부가 삽입될 수 있는 삽입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차 전지의 연결 조립체.
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