KR20130074792A - 차등적 리드 구조의 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차등적 리드 구조의 이차전지는 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 양극 탭과 전기적으로 연결되는 양극 리드; 및 상기 양극 리드와 다른 재질로 이루어지며 상기 음극 탭과 전기적으로 연결되는 음극 리드를 포함하며, 상기 양극 리드 및 음극 리드는 각각의 단면적이 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 단면적이 전기전도도가 높은 리드의 단면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의하면, 전극 리드에 대한 전기저항 등의 전기적 특성에 대한 동등성을 보장함으로써 차등적 발열, 불균일적 전지 퇴화 등의 현상을 효과적으로 극복할 수 있어 전지의 수명 향상은 물론 더욱 개선된 이차전지의 성능을 구현할 수 있다.

Description

차등적 리드 구조의 이차전지{Secondary electric cell with differential lead structure}

본 발명은 전기적 구조를 개선시킨 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고용량 이차전지의 전기적 특성을 더욱 향상시키기 위하여 이차전지의 리드에 대한 전기적 특성이 차등적으로 구현될 수 있도록 구성한 이차전지에 관한 것이다.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.

이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.

상기 이차 전지(셀)는 외장의 종류, 구조 등에 따라 파우치형, 캔형, 각형 등으로 분류될 수 있으며, 전극구조체의 구조적 특성에 따라 젤리-롤형(권취형), 스택형, 스택/폴딩형 등으로 구분되기도 한다. 각 구분이나 분류마다 기본적 원리와 구성 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1 및 도 2에 도시된 파우치형 이차 전지를 예시적인 형태로 하여 이차 전지의 개략적인 구조 등을 설명하도록 한다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 파우치형 이차전지(10)는 파우치 등으로 구성되는 전지 케이스 (20) 및 전극집전체(30)(전극조립체로도 지칭된다)를 기본 구조로 포함하고 있으며, 상기 전극집전체(30)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 분리막 또는 세퍼레이터 등으로 구성된다.

상기 전극집전체(30)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 탭(32)와 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 탭(34)이 구비되며, 상기 양극 탭(32) 및 음극 탭(34) 각각은 도전성 재질로 이루어지는 양극 리드(36) 및 음극 리드(38)와 초음파 웰딩 등의 방법으로 접합된다. 이와 같이 접합되어 연장되는 상기 전극 리드(36, 38)는 이차전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 소정의 전극 인터페이스에 해당하는 기능을 수행한다.

상기 전극집전체(30) 등은 도 1에 도시된 바와 같이 파우치 케이스(20)의 내부 공간(23)에 탑재된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차 전지 셀이 된다.

상기 도 1은 하나의 파우치 케이스(20)를 상부 케이스(21) 및 하부 케이스(22)로 상대적으로 구분하고, 상기 전극집전체(30)가 구비되는 수납공간(23)이 양 케이스에 모두 형성된 실시예를 도시하고 있으며, 실시형태에 따라 도 2와 같이 한쪽 케이스에만 수납공간(23)이 형성될 수 있음은 물론이다.

케이스의 물리적 이원화 여부 또는 전극집전체가 구비되는 공간 등은 파우치 원재료, 제품 특성, 프로세싱 환경, 제품 사양 등에 따라 다양한 조합과 변형 형태를 통하여 당업자가 적용할 수 있는 실시형태임은 자명하다.

한편, 상기 이차 전지는 개체의 구성 순에 의하여 단위 개체인 셀(cell), 집합체인 어셈블리(assembly), 배터리(battery)(팩(pack)) 등으로 칭해지며, 이하 설명에서 달리 언급되지 않는다면, 본 설명에서의 이차 전지는 상기 개체를 구별하지 않고 통칭적으로 사용하도록 한다.

근래 에너지 사용에 대한 효율성이 강조되고, 적용 분야에 따른 용량이 증대됨에 따라 고용량 내지 대용량 이차전지의 사용이 증가되고 있다. 이차전지는 내부의 전기 화학적 반응에 의하여 충전 또는 방전이 반복적으로 일어나는데, 이와 같이 이차전지가 고용량화되는 경우 상기 충방전에 따른 발열은 비약적으로 증가된다고 할 수 있다.

발열의 원인은 다양한 측면에서 고찰할 수 있는데 그 중 하나로서 전극 구조의 전기적 특성을 들 수 있다. 특히 고용량 이차전지에서는 이차전지와 외부 응용 기기 간에 고전류가 흐르게 되고 상기 전극 구조 특히, 전극 리드에 대한 구성은 상기 이차전지와 외부 응용 기기 간의 전기적 도통의 인터페이스 역할을 담당하기 때문에 전극 리드의 전기적 저항은 발열의 일 요인이 됨과 동시에 발열에 의한 이차전지 성능 구현에 상당한 영향을 미치는 요소가 될 수 있다.

이와 같은 발열 현상은 전기 화학적 반응을 일으키는 이차전지에 치명적인 성능 저하를 초래할 수 있어 고전류 환경에서 이러한 이차전지에 대한 문제점의 개선이 더욱 요망된다고 할 수 있다.

또한, 이차전지의 물성적 특성에 기인하여 양극 전극 구조와 음극 전극 구조를 형성하는 재질은 이원적으로 적용되는 것이 일반적인데, 양극 전극 구조는 주로 알루미늄 재질이 사용되며, 음극 전극 구조는 구리가 주로 사용된다.

이러한 구조적인 문제점에 의하여 동일한 이차전지에서 전극 간의 저항 불균일 현상이 발생되게 되고, 이러한 저항 불균일 현상은 국지적이고 부분적인 부등 발열 현상 또는 부반응 현상을 발생시키게 된다. 이러한 부등 발열 현상 등은 전지 성능의 동등성을 와해시켜 이차 전지의 퇴화속도를 더욱 가속화시킬 수 있다고 할 수 있다.

이와 함께, 이차전지의 저항 특성을 개선시키기 위하여 단순히 전극 구조의 형상을 크게 하는 것은 스웰링 현상, 외부 물리적 영향 등에 의하여 전극 간 단락을 야기시킬 수 있으므로 이러한 요인을 총체적으로 고려한 포괄적인 개선책이 필요하다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 이러한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 이차전지에 채용되는 리드의 두께 내지 단면적에 대한 구조를 전극 리드에 따라 차등적으로 구성하여 고용량 이차전지에 더욱 높은 적용성을 구현하고, 부분 발열 및 이에 따른 전지의 성능 저하에 등에 강인하게 대처할 수 있는 이차전지를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차등적 리드 구조의 이차전지는 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 양극 탭과 전기적으로 연결되는 양극 리드; 및 상기 양극 리드와 다른 재질로 이루어지며 상기 음극 탭과 전기적으로 연결되는 음극 리드를 포함하며, 상기 양극 리드 및 음극 리드는 각각의 단면적이 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 단면적이 전기전도도가 높은 리드의 단면적보다 크도록 구성된다.

더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여 상기 양극 리드 및 음극 리드는 각각의 두께가 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 두께가 전기전도도가 높은 리드의 두께보다 두껍도록 구성하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 본 발명에서 상기 양극 리드는 알루미늄 재질로 구성되며, 상기 음극 리드는 구리 재질로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 양극 리드의 단면적은 상기 음극 리드의 단면적보다 1.2 내지 2.0배로 구성될 수 있으며, 또한, 상기 양극 리드의 두께는 상기 음극 리드의 두께보다 1.2 내지 2.0배로 구성하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여 본 발명의 상기 양극 리드 및 음극 리드는 상기 전지 케이스의 서로 다른 면에 구비되도록 구성할 수 있다.

상기 본 발명에 의한 차등적 리드 구조의 이차전지는 고전류가 흐르더라도 이차전지의 저항을 효과적으로 분산 내지 균일화시킬 수 있어 고용량 이차전지의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 전극 리드의 단면적 또는 두께를 전극의 극성에 따라 차등적으로 적용함으로써, 양 전극 간의 저항 불균일 현상을 해소할 수 있어 이에 의한 부등 발열 및 불균일 전지 퇴화 등을 효율적으로 방지할 수 있어 더욱 경제적이고 경쟁력 있는 이차전지를 구현할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 이차전지의 기본적인 구조를 도시한 사시도,
도 2는 이차전지의 다른 형태의 기본적인 구조를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 이차전지를 구성하는 각 요소를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 이차전지의 전극조립체에 대한 구성을 도시한 분해도,
도 5는 본 발명에 따른 이차전지의 전극 탭과 전극 리드의 결합 관계를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 전극 리드의 구조적 특징을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 전극 리드의 구조적 특징을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의한 전극 리드의 구조적 특징을 도시한 도면이다.

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 아니 되며, 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 의한 차등적 리드 구조의 이차전지(이하 이차전지로 칭한다)(100)를 구성하는 각 요소를 도시한 평면도로서, 상기 도 3에 도시된 바와 같이 이 본 발명의 이차전지(100)는 전극조립체(110), 전극 탭(120, 130), 전극 리드(140, 150) 및 전지케이스(160)를 포함하여 구성된다.

상기 전극조립체(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 양극판(50), 음극판(52) 및 상기 양극판(50)과 음극판(52) 사이에 개재되는 소정 형태의 분리막(51)이 상호 교호되어 적층된 구조를 이룬다. 앞서 설명된 바와 같이 상기 전극조립체는 실시형태에 따라 권취형, 스택형, 스택/폴딩형 등으로 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.

양극 집전체로도 칭해지는 상기 양극판(50)은 알루미늄 재질이 주로 이용되는데, 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있으며, 이차 전지에 화학적 변화를 야기시키지 않고 높은 도전성을 가지는 재질이라면 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.

상기 양극판(50)의 일부 영역에는 하나 이상의 양극 탭(120)이 구비되는데 상기 양극 탭(120)은 상기 양극판(50)이 연장되는 형태로 이루어질 수 있고, 상기 양극판(50)의 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접 등을 통하여 결합하는 형태로도 구성될 수 있으며 또한, 양극 재료를 상기 양극판(50) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등의 다양한 방법에 의하여 제작될 수 있다.

음극 집전체로도 칭해지며 상기 양극판에 대응되는 음극판(52)은 주로 구리 재질이 이용되는데, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것이나 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 음극판(52)은 상기 양극판과 같이 표면에 미세한 요철 구조를 형성하여 활물질의 결합력이 강화되도록 구성할 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

상기 음극판(52) 또한 일부 영역에 하나 이상의 음극 탭(130)이 구비되며, 앞서 설명된 양극 탭(120)과 같이 상기 음극판(52)에서 연장되는 형태로 구현될 수 있음은 물론, 음극판(52) 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접하는 등의 방법으로 결합할 수도 있으며, 음극 재료를 상기 음극판(52) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등으로 구현될 수 있다.

상기 양극 탭(120) 및 음극 탭(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 각 극성마다 복수 개로 구성되는 것이 일반적인데, 상기 복수 개의 탭(120, 130)은 도 5에 도시된 바와 같이 일정 방향성으로 수렴된 후, 각각의 리드(140, 150)과 결합되게 된다.

즉, 상기 양극 리드(140)와 음극 리드(150)의 일단은 상기 양극 탭(120) 및 음극 탭(130)과 결합되며, 타단은 앞서 설명된 바와 같이 전지 케이스(160)의 외부로 노출되는 형태로 구성된다. 이와 같은 구성에 의하여 상기 양극 리드(140) 및 음극 리드(150)는 해당 이차전지의 전지 단자로서 기능하게 된다.

상기 양극 리드(140)와 음극 리드(150)는, 결합되는 탭 및 극판과의 전기적 특성에 대한 동등성을 유지하고 이차전지로서의 충방전에 따른 전기적 효율을 증진시키기 위하여 결합되는 전극 구조에 따라 이원적인 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 극판 및 탭의 물성적 재질, 전기 저항값의 크기, 비용 효율성 등을 종합적으로 고려함은 물론, 이차전지의 전극에서 유발되는 해당 전위에서 가장 안정한 상태를 유지하기 위하여 상기 양극 리드(140)는 알루미늄(Al) 재질의 도전성 부재를 사용하고, 상기 음극 리드(150)는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 이차전지(100)의 전기 저항에 대한 전기적 특성을 고찰할 때, 상기와 같이 전극 리드를 포함한 전극 구조의 재질이 이원화되어 있어 이차전지 차원에서는 음극(Cu)보다는 양극(Al) 쪽에 전기 저항이 크게 걸리게 된다.

소형 적용 예에서 단기적이고 일시적인 사용이라면, 이와 같은 전극에서의 전기 저항에 대한 부등성이 크게 문제가 되지 않을 수도 있으나, 이차전지는 지속적으로 충전 또는 방전 프로세싱이 반복됨은 물론, 대형화된 이차전지의 적용 예에서는 고전류가 흐르게 되므로 이에 의한 발열이나 이로 인해 이차적으로 야기되는 성능 감퇴 등은 큰 문제가 된다.

더욱이, 상기와 같은 이원적 재질에 의한 전기 저항의 차이는 부분적 내지 국부적 부등 발열 및 불균일한 성능 퇴화를 더욱 가속화시킬 수 있으므로 이러한 문제점의 개선을 위하여 전기 저항 등의 전기적 특성을 평활화하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 상대적으로 전기 전도도가 낮은 알루미늄 재질로 이루어지는 양극 리드(140)의 단면적을 전기 전도도가 높은 구리 재질로 이루어지는 음극 리드(150)의 단면적보다 크도록 구성한다.

즉, 전류가 흐르는 도전 매체에서 단면적 크기는 전기 저항과 반비례 관계가 성립되므로 이를 이용하여 상대적으로 전기전도도가 낮은(저항 성분이 큰) 양극 리드(140)의 단면적은 높이고, 전기전도도가 상대적으로 높은 음극 리드(150)의 단면적은 이와 반대로 상대적으로 낮게 차등적으로 구성함으로써 각 전극에서의 전기 저항에 대한 동등성을 확보할 수 있게 된다.

여기에서 단면적의 크고 작음은 절대적인 기준에서 성립되는 것이 아니라 앞서 설명된 바와 같이 전기 전도도가 서로 다른 전극 리드를 기준으로 하나의 전극 리드에 대한 단면적을 다른 하나의 전극 리드의 그것보다 크게 한다는 상대적 개념으로 해석되어야 한다.

한편, 이차전지는 과충전되거나 전기적 환경에 급격한 변화 등이 발생되게 되면, 양극에서 전해액 분해 현상이 발생되고, 음극에서는 리튬 금속의 석출 현상이 발생될 수 있는데, 이러한 현상이 발생하면 이차전지의 성능 저하가 초래될 수 있음은 물론, 화학 반응에 의한 발열에 의하여 가스가 발생될 수 있다.

또한, 전해액에는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 용매를 사용하게 되는데, 이러한 용매는 고온에서 분해되어 가스 등이 발생하고 이에 의한 압력 증가로 일종의 부품(swelling)현상이 발생할 가능성이 내재되어 있으며, 이러한 스웰링 현상은 전기적 쇼트현상을 야기시킬 수 있음은 물론, 부푼 상태에서 외부 충격이 가해지면 스파크 등이 발생하여 발화될 수 있어 더욱 위험할 수 있다.

즉, 이와 같은 스웰링 현상이 발생하게 되면, 이차전지의 물리적 크기 내지 부피의 변화가 야기되고, 이러한 변화에 의하여 상기 전극 리드 간 물리적 접촉(단락)이 발생할 가능성이 존재한다.

이와 같이 이차전지에서는, 전기적 단락 현상을 방지하고 최소화할 필요성이 있다고 할 수 있는데, 앞서 설명된 바와 같이 전극 리드의 저항을 상대적으로 조정하고 낮추기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 전극 리드(140, 150)의 폭(b, b`)을 상호 차등적으로 구성하여 각 전극 리드(140, 150)의 단면적을 조정할 수도 있다. 그러나, 이러한 경우 스웰링 현상에 의하여 상기 전극 간의 물리적 접촉(단락)이 발생할 가능성이 상대적으로 높다고 할 수 있으므로 도 6에 도시된 바와 같이 이차전지의 실시형태 중 전극 리드 구조가 동일면에 함께 배치되는 실시예의 경우 양극 리드와 음극 리드의 두께 파라미터(c, c`)를 상호 차등적으로 적용하여 구성하는 것이 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

즉, 동일면에 전극 리드가 구비되는 실시형태에서는 이차 전지의 제조에 대한 제한 조건이 허용되는 범위 내에서 상기 전극 리드 간의 간격은 가급적 멀어지도록 구성하는 것이 바람직하며, 양 전극 리드 간의 전기적 저항에 대한 차이는 본 발명에서 제안하는 바와 같이 양 전극 리드의 두께(c, c`)를 상대적으로 차등적으로 구성함으로써 실현하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여 본 발명의 상기 양극 리드(140)는 음극 리드(150)의 두께보다 1.2 내지 2.0배가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 알루미늄의 전기 전도도는 구리 전기 전도도의 60% 수준이므로 이러한 전기전도도에 대한 전기적 특성을 반영하여 상기와 같은 상대적 두께로 구현하는 경우 오차범위 등을 감안할 때, 실질적으로 동일한 수준의 전기 저항 특성값을 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 도 6에 도시된 바와 같이 동일면에 전극 리드 구조가 형성되는 실시예에서는 전기적 특성에 대한 전지 설계 단계, 공정 라인 환경, 결합 공정의 효율성 등을 고려할 때, 두께에 대한 파라미터를 조정하여 각 전극 리드의 단면적을 차등적으로 구성하며, 양극 리드(140) 및 음극 리드(150)의 폭(b, b`) 및 길이(a, a`)에 대한 파라미터는 동등한 수준으로 구성하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 전극 리드(140, 150)의 길이(a, a`)를 조정하여 상호 간의 저항 성분을 조정할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 발명의 다른 측면에 의한 실시예를 첨부된 도 7과 도 8을 참조하여 설명하도록 한다. 앞서 설명된 이차전지의 세부 구성, 구조, 기능 등에 대한 설명은 상호 동일 내지 대응되므로 이에 대한 설명은 앞서 기술된 내용으로 대신하도록 한다.

상기 도 7 및 도 8은 상기 양극 리드(140)와 음극 리드(150)가 전지 케이스(160)의 서로 다른 면에 구비되는 실시예를 도시하고 있다.

이와 같이 전극 리드(140, 150)를 각각 전지 케이스(160)의 서로 다른 면에 구비되도록 구성하는 경우, 앞서 설명된 스웰링 등에 의한 전극 단락 가능성이 상대적으로 낮아지므로 이 경우 각 전극 리드의 폭에 대한 파라미터의 조정에 상대적으로 큰 자유도가 부여될 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8은 전극 리드가 전지 케이스(160)의 상측, 하측에 구비되는 실시예를 도시하고 있으나, 좌측, 우측을 포함하여 다양한 조합적 구성에 의하여 상기 전극 리드를 구성할 수 있다. 이 경우 양극 탭, 음극 탭 또한 이와 대응되는 형상을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 7은 전극 리드(140, 150)의 두께를 차등적으로 구성하여 각각의 단면적을 차등적으로 구성하는 실시예로서, 앞서 설명된 바와 같이 전기전도도가 낮은 전기적 특성을 가지는 전극 리드(140)의 두께(c)를 전기 전도도가 높은 전기적 특성을 가지는 전극 리드(150)의 두께(c`)보다 두껍게 구성함으로써, 각 전극의 전체적인 전기 저항적 특성에 대한 동등성을 확보할 수 있다.

또한, 도 8은 전극 리드(140, 150)의 폭을 차등적으로 구성하는 실시예에 해당하며, 도 8에 도시된 바와 같이 전기전도도가 낮은 재질로 구성되는 전극 리드인 양극 리드(140)의 폭(b)을 전기전도도가 높은 재질로 구성되는 전극 리드인 음극 리드(150)의 폭(b`)보다 크도록 구성하는 실시예에 해당한다.

상기 도 7 및 도 8의 실시예를 상호 결합하여 전극 리드(140, 150)의 두께 및 폭에 대한 파라미터를 상호 조합하여 차등적으로 적용함으로써 각 전극 리드의 전기 저항을 상호 대응되도록 구성하는 실시예들이 당업자 간에 선택적으로 적용될 수 있음은 물론이다.

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.

100 : 차등적 리드 구조의 이차전지 110: 전극조립체
120 : 양극 탭 130 : 음극 택
140 : 양극 리드 150 : 음극 리드
160 : 전지 케이스

Claims (8)

1. 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체;
   상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스;
   일단은 상기 양극 탭과 전기적으로 연결되며, 타단은 상기 전지케이스의 외부로 노출되는 양극 리드; 및
   상기 양극 리드와 다른 재질로 이루어지고, 일단은 상기 음극 탭과 전기적으로 연결되며, 타단은 상기 전지케이스의 외부로 노출되는 음극 리드를 포함하며,
   상기 양극 리드 및 음극 리드는,
   각각의 단면적이 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 단면적이 전기전도도가 높은 리드의 단면적보다 크고,
   상기 양극 탭은, 상기 양극판에서 연장되어 형성되어 상기 양극판의 두께와 동일하고,
   상기 음극 탭은, 상기 음극판에서 연장되어 형성되어 상기 음극판의 두께와 동일하며,
   상기 양극 탭 및 음극 탭은 단면적이 상호 동일한 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 양극 리드 및 음극 리드는,
   각각의 두께가 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 두께가 전기 전도도가 높은 리드의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 차등적 리드구조의 이차전지.
3. 제 2항에 있어서, 상기 양극 리드는,
   알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
4. 제 3항에 있어서, 상기 음극 리드는,
   구리 재질인 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
5. 제 4항에 있어서, 상기 양극 리드의 두께는,
   상기 음극 리드의 두께보다 1.2 내지 2.0배인 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
6. 제 1항에 있어서, 상기 양극 리드의 단면적은,
   상기 음극 리드의 단면적보다 1.2 내지 2.0배인 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
7. 제 1항에 있어서, 상기 양극 리드 및 음극 리드는,
   상기 전지 케이스의 서로 다른 면에 구비되는 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.
8. 양극 탭이 구비된 양극판, 음극 탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체;
   상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스;
   일단은 상기 양극 탭과 전기적으로 연결되며, 타단은 상기 전지케이스의 외부로 노출되는 양극 리드; 및
   상기 양극 리드와 다른 재질로 이루어지고, 일단은 상기 음극 탭과 전기적으로 연결되며, 타단은 상기 전지케이스의 외부로 노출되는 음극 리드를 포함하며,
   상기 양극 탭은, 상기 양극판에서 연장되어 형성되어 상기 양극판의 두께와 동일하고,
   상기 음극 탭은, 상기 음극판에서 연장되어 형성되어 상기 음극판의 두께와 동일하고,
   상기 양극 탭 및 음극 탭은 단면적이 상호 동일하고,
   상기 양극 리드 및 음극 리드는,
   상기 양극 리드 및 음극 리드의 넓이는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭과 동일하며,
   각각의 두께는 상호 차등적으로 이루어지되, 전기전도도가 낮은 리드의 단면적이 전기전도도가 높은 리드의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 차등적 리드 구조의 이차전지.

Images