KR20130064229A - 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 포함하는 이차전지 팩 - Google Patents

싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 포함하는 이차전지 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 사용하여 안전성을 향상 시킨 이차전지 팩을 개시한다. 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 전극 리드가 부착된 전극 조립체의 형상에 대응하는 요홈이 형성된 하부 케이스와 요홈이 형성되지 않은 상부 케이스 사이에 전극 조립체를 위치시킨 후 하부 케이스와 상기 상부 케이스의 가장자리를 상호 접합시켜 제조한 파우치형 이차전지를 2개 이상 포함하는 이차전지 팩에 있어서, 인접하는 이차전지 쌍(단위 세트)은 이차전지의 상부 케이스 표면이 상호 대향하도록 배치되어 상기 단위 세트에서 인접하는 이차전지에 구비된 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 저항 성분으로 작용하는 커넥터 부재의 길이를 줄일 수 있어서, 이차전지 팩의 저항 특성이 개선된다.

Description

싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 포함하는 이차전지 팩{BATTERY PACK HAVING POUCH-TYPE SECONDARY BATTERY WITH SINGLE CUP CASE}
본 발명은 이차전지 팩에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인접하는 이차전지와 전극 리드 사이의 간격을 최소화 할 수 있는 구조가 도입된 이차전지 팩에 관한 것이다.
모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
대표적으로 이차전지의 형상 면에서는 각형이나 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도와 단위 시간 당 방전 용량이 높은 리튬 계열의 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지의 일반적인 작동 전압은 약 3.7V ~ 4.2V구간을 가진다. 따라서, 이보다 높은 구동전압을 요구하는 부하에 전력을 공급하기 위해서는 2이상의 이차전지를 직렬로 연결할 필요가 있다.
또한, 이차전지의 방전 용량은 전극판의 넓이 및 전극판의 개수에 비례한다. 따라서, 대용량의 이차전지를 제조하기 위해서는 넓은 전극 판을 다수 적층하여 이차전지를 제조한다. 그러나 이차전지의 방전 용량을 증가시키기 위해 단순히 전극 판의 넓이를 확장시키거나 전극 판의 개수를 늘리는 데에는 설계상의 한계가 있으므로, 2이상의 이차전지를 병렬로 연결하여 요구하는 방전 용량을 충족시킨다.
일 예로, 전기차 또는 하이브리드 자동차에 탑재된 이차전지 팩은, 주행용 모터를 구동시키기 위해 약 240V ~ 280V의 고전압을 제공할 필요가 있다. 또한, 상기 이차전지 팩은 자동차의 특성상 한번 충전시 많은 양의 전하를 축적하여 장시간 동안 전기 에너지를 공급할 수 있도록 큰 용량을 가져야 한다. 따라서, 주행용 모터에 전력을 공급하는 이차전지 팩은, 다수의 이차전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 구조를 가진다.
이차전지 팩을 구성하는 각각의 이차전지는 외장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형, 각형 등으로 분류된다. 이러한 이차전지들의 종류 중에서 파우치형 이차전지는 캔형 이차전지에 비해 제조가 용이하고 제조 원가가 낮으며 복수의 단위 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 대용량의 이차전지 팩을 구성하기 쉽다는 장점이 있다.
상기 파우치형 이차전지는, 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 파우치 케이스와, 상기 파우치 케이스 내부에 수납되고 양극/분리막/음극을 포함하는 전기화학 셀이 다중으로 적층된 셀 어셈블리를 포함한다.
상기 파우치형 이차전지는 파우치 케이스의 형태에 따라 더블컵 타입과 싱글컵 타입으로 구분되는데, 도 1 및 도 2는 각각 더블컵 타입과 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 제조할 때 사용하는 파우치 케이스의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다.
더블컵 타입의 파우치 케이스(12)는, 도 1에 도시된 바와 같이 서로 분리된 상부 파우치 필름(14)과 하부 파우치 필름(16)으로 구성된다. 상기 상부 파우치 필름(14)과 하부 파우치 필름(16)에는 포밍(forming) 공정을 통해 각각 셀 어셈블리(18)의 상부와 하부의 형상에 대응되는 요홈이 형성되어 있다. 따라서 셀 어셈블리(18)를 상부 파우치 필름(14) 및 하부 파우치 필름(16) 사이에 위치시키고 실링 공정과 전해액 주입 공정을 진행하면 더블컵 타입의 파우치형 이차전지(10)가 완성된다.
한편, 싱글컵 타입의 파우치 케이스(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이 한쪽 모서리가 연결된 상부 파우치 필름(24)과 하부 파우치 필름(26)으로 구성된다. 싱글컵 타입의 파우치 케이스(22)는, 더블컵 타입과 달리 하부 파우치 필름(26)에만 셀 어셈블리(28)가 안착될 수 있는 요홈이 형성되어 있다. 따라서 셀 어셈블리(28)를 하부 파우치 필름(26)의 요홈에 안착시킨 후 상부 파우치 필름(24)을 회전시켜 셀 어셈블리(28)를 덮고, 실링 공정과 전해액 주입 공정을 진행하면 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지(20)가 완성된다.
싱글컵 타입의 파우치 케이스(22)는, 상부 파우치 필름(24)과 하부 파우치 필름(26)이 서로 연결되어 있으므로 실링 공정의 진행 과정에서 상하부 필름의 정렬이 매우 용이하다. 따라서 싱글컵 타입의 파우치 케이스(22)는 더블컵 타입의 케이스(12)에 비해 실링 공정이 간단하다는 장점이 있다.
그러나, 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지(20)는 전극이 상부 파우치 필름(24)측으로 편향된 구조적 특징을 가진다. 따라서 구조적 안전성 측면에서 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지(20)보다 더블컵 타입의 파우치형 이차전지(10)를 사용하여 이차전지 팩을 제조하는 실정이다.
도 3은 더블컵 타입의 파우치형 이차전지(10)를 사용하여 이차전지 팩(30)을 구성한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 이차전지 팩(30)을 구성하기 위해 더블컵 타입의 파우치형 이차전지(10)의 전극 리드(31 내지 34)를 서로 접합시킨다. 전극 리드를 접합시키는 방법으로서 1번과 2번 이차전지처럼 전극 리드(31, 32)를 구부려서 접합시키는 방법이 있다. 다른 방법으로서, 3번과 4번 이차전지처럼 전극 리드(33, 34)에 버스 바(35, bus bar)를 설치하여 접합시키는 방법이 있다.
그러나 전극 리드(31, 32)를 구부려서 접합시키는 방법은 접합을 위해 전극 리드(31, 32)를 구부리는 추가적인 공정이 필요하며, 이로 인해 전극 리드(31, 32)에 스트레스를 인가하게 된다. 또한, 접합 면적이 작아서 접합 강도가 낮은 단점이있다.
반면, 버스 바(35)를 설치하여 접합시키는 방법은 버스 바의 길이만큼 전류의 이동길이가 늘어나서 저항이 증가하는 단점이 있다. 또한, 버스 바의 비용만큼 이차전지 팩의 생산 비용이 증가하는 문제점도 있다.
따라서, 제조가 용이한 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 이용한 이차전지 팩의 구조적 안전성을 향상시키면서도, 더블컵 타입의 파우치형 이차전지로 만들어진 이차전지 팩의 단점을 개선할 필요성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 사용하여 구조적 측면과 전기적 측면의 안전성을 향상시킨 이차전지 팩을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 전극 리드가 부착된 전극 조립체의 형상에 대응하는 요홈이 형성된 하부 케이스와 요홈이 형성되지 않은 상부 케이스 사이에 전극 조립체를 위치시킨 후 하부 케이스와 상기 상부 케이스의 가장자리를 상호 접합시켜 제조한 파우치형 이차전지를 2개 이상 포함하며, 인접하는 이차전지 쌍(단위 세트)은 이차전지의 상부 케이스 표면이 상호 대향하도록 배치되어 상기 단위 세트에서 인접하는 이차전지에 구비된 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 단위 세트 내에 포함된 이차전지의 양극 리드와 음극 리드는 서로 같은 방향에 배치된다. 이때, 상기 단위 세트 내에서 각 이차전지의 전극 리드는, 동일한 극성의 전극 리드가 서로 인접하도록 배치될 수도 있고 상이한 극성의 전극 리드가 서로 인접하도록 배치될 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 단위 세트 내에 포함된 이차전지의 양극 리드와 음극 리드는 서로 다른 방향으로 배치된다. 이 때, 양극 리드와 음극 리드는 이차전지의 중심선에 배치되거나, 중심선의 우측 또는 중심선의 좌측에 배치될 수 있다. 후자의 경우, 양극 리드와 음극 리드가 반드시 동일한 선 상에 배치될 필요는 없다. 상기 단위 세트 내에서 각 이차전지의 전극 리드는, 동일한 극성의 전극 리드가 서로 인접하도록 배치될 수도 있고 상이한 극성의 전극 리드가 서로 인접하도록 배치될 수도 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이차전지 팩은, 인접하는 전극 리드를 전기적으로 연결하는 커넥터 부재를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 이차전지 팩은 상기 단위 세트가 반복 배열된 구조를 가진다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 저항 성분으로 작용하는 커넥터 부재의 길이를 줄일 수 있어서, 이차전지 팩의 저항 특성이 개선된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 이차전지 팩의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 커넥터 부재 등 별도의 부품없이 전극 리드를 상호 접합시켜 연결할 수 있어, 이차전지 팩의 제조비용을 낮출 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 사용하여 이차전지 팩을 구성할 수 있으므로 낮은 비용으로 고출력, 대용량 이차전지 팩을 제조할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 더블컵 타입의 파우치형 이차전지를 제조할 때 사용하는 파우치형 케이스의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 제조할 때 사용하는 파우치형 케이스의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 더블컵 타입의 파우치형 이차전지를 사용하여 이차전지 팩을 구성한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전극 리드가 동일 극성이 인접하도록 같은 방향에 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전극 리드가 다른 극성이 인접하도록 같은 방향에 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 이차전지의 중심선에 동일 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 이차전지의 중심선에 다른 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 같은 방향으로 치우쳐동일 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 같은 방향으로 치우쳐 다른 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 서로 다른 방향으로 치우쳐 동일 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 전극 리드가 서로 다른 방향으로 치우쳐 다른 극성이 인접하도록 배치된 이차전지 팩의 구조적 특징을 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지(110)를 포함하는 이차전지 팩(100)의 구조적 특징을 도시한 사시도들이다.
도 4 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지 팩(100)을 구성하는데 사용된 각각의 파우치형 이차전지(110)는 셀 어셈블리(120)와 싱글컵 타입의 파우치 케이스(130)를 포함한다.
상기 셀 어셈블리(120)는 양극판, 분리막 및 음극판을 포함하는 단위 셀을 적어도 2개 이상 포함하고, 각 단위 셀의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 다수의 양극 탭 및 음극 탭에 각각 양극 리드(152) 및 음극 리드(154)가 전기적으로 접속된 구조를 가진다.
상기 파우치 케이스(130)는 하부 파우치 필름(132)과 상부 파우치 필름(134)으로 구성된다. 상기 하부 파우치 필름(132)에는 셀 어셈블리(120) 전체가 안착될 수 있도록 셀 어셈블리(120)의 형상에 대응되는 요홈이 마련되어 있다. 반면 상부 파우치 필름(134)에는 셀 어셈블리(120)의 형상에 대응되는 요홈이 마련되어 있지 않다. 상기 상부 파우치 필름(134)과 하부 파우치 필름(132)은 싱글컵 타입의 파우치 케이스 구조를 제공하기 위해 한쪽 모서리가 결합되어 있다. 하지만 상기 상부 파우치 필름(134)과 하부 파우치 필름(132)이 서로 분리되어 있는 구조가 본 발명의 범위에서 배제되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 인접하는 2개의 파우치형 이차전지(110)는 단위 세트(160)를 구성한다. 단위 세트(160) 내에 포함된 2개의 이차전지(110)는 각각의 상부 파우치 필름(134)의 표면이 상호 대향하도록 배치된다. 따라서 인접하는 이차전지(110)에 구비된 전극 리드(150) 사이의 연결 거리가 최소화된다.
인접하는 이차전지(110)를 직렬 또는 병렬로 연결할 때에는 커넥터 부재(170)를 사용하여 전극 리드(150)를 연결하게 되는데, 이 때 전극 리드(150) 사이의 거리가 최소화되면 저항 성분으로 작용하는 커넥터 부재(170)의 개재 거리를 줄일 수 있어서 이차전지 팩(100)의 저항 특성이 개선될 뿐만 아니라 전극 리드(150) 간의 연결 거리 축소로 인해 구조적 안정성도 향상시킬 수 있다.
또한, 커넥터 부재(170)를 사용하지 않고 전극 리드(150)를 직접 연결하는 것도 가능하다. 전극 리드(150)가 인접하여 연결 거리가 최소화 되어 있으므로, 초음파 용접 또는 레이저 용접을 하거나 도전성 접착제 등을 사용하여 전극 리드(150)를 직접 연결하는 것도 가능하다. 직접 연결할 경우, 커넥터 부재(170) 등 별도의 부품이 필요하지 않아 이차전지 팩의 제조 비용을 낮출 수 있으며, 저항 특성 역시 개선된다.
단위 세트(160)로 구성된 한 쌍의 파우치형 이차전지(110)는 마치 하나의 더블컵 타입의 케이스 구조를 가진 파우치형 이차전지와 유사한 구조를 가진다. 즉, 단위 세트(160)를 하나의 이차전지로 보고 서로 대향하는 전극 리드(150) 쌍을 하나의 전극 리드로 보았을 때, 전극 리드(150) 쌍은 이차전지의 중앙에 위치하며, 인접하는 다른 단위 세트(160)에 구비된 전극 리드(150) 쌍과 이격되어 있는 거리또한 일정하게 된다. 따라서 인접하는 단위 세트(160)에 구비된 전극 리드(150) 쌍을 버스 바(bus bar) 또는 커넥터(connector) 부재를 사용하여 연결할 경우 구조적 안정성과 저항 특성이 개선된 이차전지 팩(100)을 구성할 수 있다.
나아가 상기 단위 세트(160)는 보는 관점에 따라서 하나의 이차전지(110)에 비해 용량이 2배로 증가된 새로운 구조의 이차전지로도 볼 수 있다. 즉, 상기 단위 세트(160) 이차전지는 기존의 이차전지(110)에 비해 용량이 2배이면서도 인접하는 셀 어셈블리(120)가 상부 파우치 필름(1340)에 의해 화학적 및 공간적으로 분리되어 있어 안전성이 더욱 향상된 이차전지로 볼 수 있는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 단위 세트(160)를 구성하는 파우치형 이차전지(110)의 양극 리드(152)와 음극 리드(154)는 같은 방향에 배치되거나, 서로 다른 방향에 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5에는 양극 리드(152)와 음극 리드(154)가 같은 방향에 배치된 예가 도시되어 있다. 반면, 도 6 내지 도 11에는 양극 리드(152)와 음극 리드(154)가 서로 다른 방향에 배치된 예가 도시되어 있다. 전극 리드(150)의 배치 방향은 이차전지 팩(100)이 사용되는 환경, 안전성 평가, 버스 바 또는 커넥터 부재의 연결 위치 등 다양한 조건에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 단위 세트(160)를 구성하는 파우치형 이차전지(110)는 동일한 극성을 가진 전극 리드(150)끼리 인접하도록 배치되거나 서로 다른 극성을 가진 전극 리드(150)끼리 인접하도록 배치될 수 있다.
도 4, 도 6, 도 8 및 도 10은 동일한 극성을 가진 전극 리드(150)끼리 인접하도록 이차전지(110)가 배치된 예를 도시하고 있고, 도 5, 도 7, 도 9 및 도 11은 서로 다른 극성을 가진 전극 리드(150)끼리 인접하도록 배치된 예를 도시하고 있다.
동일한 극성을 가진 전극 리드(150)가 서로 인접하도록 이차전지(110)를 배치할 경우, 단위 세트(160)내에서 병렬 연결이 구현된다. 또한, 병렬 연결이 구현된 단위 세트(160)에 포함된 전극 리드 쌍을 인접하는 단위 세트(160)에 포함된 동일한 극성의 전극 리드 쌍과 연결하면 단위 세트(160) 상호 간의 병렬 연결이 구현되고 반대 극성의 전극 리드 쌍과 연결하면 단위 세트(160) 상호 간의 직렬 연결이 구현된다.
반면, 서로 다른 극성을 가진 전극 리드(150)가 서로 인접하도록 이차전지(110)를 배치할 경우, 이차전지 팩(100)을 구성하는 이차 전지(110) 상호 간의 직렬 연결을 용이하게 구현할 수 있다. 즉, 단위 세트(160)에 포함된 2개의 전극 리드(150) 쌍 중 어느 하나의 쌍만 전기적으로 연결하고 나머지 전극 리드(150)는 인접하는 단위 세트(160)에 포함된 반대 극성의 전극 리드(150)와 전기적으로 연결하면 이차전지(110) 상호 간의 직렬 연결이 구현된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 양극 리드(152)와 음극 리드(154)는 이차전지(110)의 중심선에 배치될 수도 있고, 중심선의 좌측 또는 우측에 치우쳐 배치될 수도 있다. 또한, 양극 리드(152)와 음극 리드(154)는 서로 다른 선 상에 배치되는 것도 가능하다.
도 6 및 도 7에는 전극 리드(150)가 이차 전지(110)의 중심선에 배치된 예가 도시되어 있고, 도 8 및 도 9에는 전극 리드(150)가 이차 전지(100)의 중심선을 기준으로 어느 한 쪽으로 치우쳐 배치된 예가 도시되어 있고, 도 10 및 도 11에는 양극 리드(152) 및 음극 리드(154)가 서로 다른 선 상에 배치되어 있는 예가 도시되어 있다.
전극 리드(150)의 배치 위치는 상기한 바 이외에도 이차전지 팩(100)이 사용되는 환경, 버스 바 또는 커넥터 부재의 연결 위치 등 다양한 조건에 따라 변경될 수 있다.
한편, 도면에 도시된 실시예에서는, 동일한 단위 세트(160)가 반복 배치되어 이차전지 팩(100)을 구성하는 예가 도시되어 있다. 그러나 도 4 내지 도 11에 도시된 서로 다른 단위 세트(160)의 조합 및 배열을 통해 이차전지 팩(100)을 구성하는 것도 얼마든지 가능하다. 또한, 이차전지 팩(100)을 구성하는 단위 세트(160)의 수는 이차전지 팩(100)의 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 이차전지 팩(100)은, 상기 이차전지 팩(100)과 이차전지 팩(100)으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 이차전지 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.
상기 이차전지 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 이차전지 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 이차전지 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
본 발명에 따르면, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 저항 성분으로 작용하는 커넥터 부재의 거리를 줄일 수 있어서, 이차전지 팩의 저항 특성이 개선되며, 이차전지 팩의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 인접하는 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 커넥터 부재 등 별도의 부품없이 전극 리드를 상호 접합시켜 연결할 수 있어, 이차전지 팩의 제조비용을 낮출 수 있다. 더욱이, 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지를 사용하여 이차전지 팩을 구성할 수 있으므로 낮은 비용으로 고출력, 대용량 이차전지 팩을 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 더블컵 타입의 파우치형 이차전지
12 : 더블컵 타입의 파우치 케이스 14 : 상부 파우치 필름
16 : 하부 파우치 필름 18 : 셀 어셈블리
20 : 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지
22 : 싱글컵 타입의 파우치 케이스 24 : 상부 파우치 필름
26 : 하부 파우치 필름 28 : 셀 어셈블리
100 : 이차전지 팩
110 : 싱글컵 타입의 파우치형 이차전지
120 : 셀 어셈블리 130 : 파우치 케이스
132 : 하부 케이스 134 : 상부 케이스
140 : 전극 탭 150 : 전극 리드
152 : 양극 리드 154 : 음극 리드
160 : 단위 세트 170 : 커넥터 부재

Claims (18)

  1. 전극 리드가 부착된 전극 조립체의 형상에 대응하는 요홈이 형성된 하부 케이스와 요홈이 형성되지 않은 상부 케이스 사이에 전극 조립체를 위치시킨 후 하부 케이스와 상기 상부 케이스의 가장자리를 상호 접합시켜 제조한 파우치형 이차전지를 2개 이상 포함하는 이차전지 팩에 있어서,
    인접하는 이차전지 쌍(단위 세트)은 이차전지의 상부 케이스 표면이 상호 대향하도록 배치되어 상기 단위 세트에서 인접하는 이차전지에 구비된 전극 리드 사이의 연결 거리가 최소화되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지는 양극 리드와 음극 리드가 서로 같은 방향에 배치된 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지는 동일 극성의 전극 리드가 인접하도록 이차전지에 전극리드가 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지는 상이한 극성의 전극 리드가 인접하도록 이차전지에 전극이 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지는 양극 리드와 음극 리드는 서로 다른 방향에 배치된 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 양극 리드와 음극 리드는 이차전지의 상부 케이스 표면의 중심선 상에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 동일 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 상이한 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 양극 리드와 음극 리드는 이차전지의 상부 케이스 표면의 중심선을 기준으로 어느 한 쪽으로 동일하게 치우쳐 배치된 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 동일 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 상이한 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 양극 리드와 음극 리드는 이차전지의 상부 케이스 표면의 중심선을 기준으로 서로 다른 쪽으로 치우쳐 배치된 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 동일 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 단위 세트내 이차전지의 전극 리드는, 상이한 극성의 전극 리드가 인접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접하는 전극 리드를 전기적으로 연결하는 커넥터 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  16. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위 세트가 반복 배열된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  17. 제1항 내지 제12항에 따른 이차전지 팩; 및
    상기 이차전지 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 구동 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부하는 모터 또는 전력 변환 회로임을 특징으로 하는 이차전지 구동 시스템.
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