KR20150018089A - 전지셀 프레임 구조체 - Google Patents

전지셀 프레임 구조체 Download PDF

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Abstract

전지셀 프레임 구조체가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 프레임 구조체는 일측에 한 쌍의 전극리드가 형성되는 파우치형 전지셀과, 파우치형 전지셀의 양면에 각각 배치되어 상호 결합함으로써 파우치형 전지셀을 수납하는 프레임을 포함하고, 프레임은 파우치형 전지셀의 일면에 배치되는 제1 단위프레임과, 제1 단위프레임이 파우치형 전지셀을 기준으로 180°회전 대칭된 형태를 가지며 제1 단위프레임과 결합하는 제2 단위프레임을 포함한다.

Description

전지셀 프레임 구조체{CELL FRAME STRUCTURE}
본 발명은 전지셀을 내부에 수용하는 전지셀 프레임이 복수개 결합되는 전지셀 프레임 구조체에 관한 것이다.
충전 및 방전이 가능한 이차전지는 각종 전자기기의 사용이 활성화되면서 구동 전원으로서의 중요성이 높아지고 있으며, 특히 리튬 이차전지의 경우에는 다른 이차전지들에 비해 상대적으로 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하여 가장 널리 이용되고 있다.
이와 같은 이차전지는 다수의 전지 셀들을 직렬 또는 병렬 방식으로 연결시킨 셀 모듈 어셈블리(CMA, Cell Module Assembly)로 제작되는 것이 일반적이며, 이에 관한 종래 구조가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 종래 셀 모듈 어셈블리(10)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 셀 모듈 어셈블리(10)는 직렬 또는 병렬로 연결되는 배터리 셀(11)과, 배터리 셀(11)을 수용하는 하부 케이스(12) 및 상부 케이스(13)를 포함한다(도 1에서는 배터리 셀(11)이 직렬 연결되어 있음).
배터리 셀(11)은 양극 기능을 하는 단위 셀(unit cell)과 음극 기능을 하는 단위 셀을 한 쌍으로 하는 단위 모듈 복수개가 적층되어 이루어진다. 하부 케이스(12)는 상향 개방 구조로 형성되어 배터리 셀(11) 양 측면의 일부 및 하면을 감싸도록 형성되고, 상부 케이스(13)는 하향 개방 구조로 형성되어 하부 케이스(12)에 삽입된 배터리 셀(11) 양 측면 일부 및 상면을 감싸도록 형성된다.
도 2는 도 1의 배터리 셀(11)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 배터리 셀(11)은 복수개의 단위 모듈(11a 내지 11d)이 적층되어 이루어진다(직렬 연결). 상기 단위 모듈(11a 내지 11d)은 한 쌍의 단위 셀(+,-)을 구비하며 본 명세서에서는 편의상 우측 단위 셀을 양극 단위 셀(+), 좌측 단위 셀을 음극 단위 셀(-)이라 칭하기로 한다.
하나의 단위 모듈(11b)의 양극 단위 셀(+)은 인접한 단위 모듈(11c)의 음극 단위 셀(-)과 전기적으로 연결되어야 하는데, 상기 연결은 양극/음극 단위 셀을 서로 용접함으로써 이루어진다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 단위 모듈(11b,11c)들 단부에는 이들을 연결하는 리드선 형태의 용접부(L)가 형성된다. 그리고 최외곽에 위치하는 단위 모듈(11a,11d)의 단위 셀(+,-)은 외부 기기(미도시)와 베터리 셀(11)이 전기적으로 연결될 수 있도록 단자부(11e)가 각각 형성된다. 이러한 단자부(11e)는 버스바(bus bar, 미도시)와 용접되어 외부로 돌출되도록 형성된다.
상술한 것과 같은 종래 셀 모듈 어셈블리(10)에서는 배터리 셀(11)이 복수개의 단위 셀들이 서로 용접되어 결합되는 형태를 가지는 바, 제조하는 것 자체가 용이하지 않을뿐더러 접합강도 관리 등 유지보수를 위해 관리해야 하는 부분이 매우 많다는 문제가 있었다. 이에 따라 보다 간단한 구조의 전지셀 조립구조에 대한 요구가 증대되고 있다.
본 발명의 실시예들은 보다 간단하게 전지셀을 조립할 수 있으며, 중량 절감 및 직접적인 방열효과에 의해 전지셀을 냉각 가능한 전지셀 프레임 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일측에 한 쌍의 전극리드가 형성되는 파우치형 전지셀과, 상기 파우치형 전지셀의 양면에 각각 배치되어 상호 결합함으로써 상기 파우치형 전지셀을 수납하는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 상기 파우치형 전지셀의 일면에 배치되는 제1 단위프레임과, 상기 제1 단위프레임이 상기 파우치형 전지셀을 기준으로 180°회전 대칭된 형태를 가지며 상기 제1 단위프레임과 결합하는 제2 단위프레임을 포함하는 전지셀 프레임 구조체가 제공될 수 있다.
또한, 상기 프레임은 일면 일측부에 상기 프레임의 길이방향으로 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기가 형성되고, 상기 제1 결합돌기는 상기 프레임의 중앙을 기준으로 상부에 소정 간격을 두어 형성되는 한 쌍의 결합돌기를 구비하고, 상기 제2 결합돌기는 상기 프레임의 중앙을 기준으로 하부에 형성되는 결합돌기를 구비할 수 있다.
이 때, 상기 제2 결합돌기는 상기 제1 결합돌기를 이루는 한 쌍의 결합돌기 사이 간격에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
한편, 상기 프레임은 일면 타측부에 상기 프레임의 길이방향으로 결합홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임에는 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임 일면 일측부 상단에는 단턱이 형성되고, 상기 단턱에는 결합홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임 일면 일측부 하단에는 돌기부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임은 제1 프레임과 상기 제1 프레임과 결합하는 제2 프레임을 포함하고, 상기 제1 프레임의 상기 돌기부가 상기 제2 프레임의 상기 결합홀에 삽입 결합하고, 상기 제1,2 프레임들에 각각 형성된 상기 제1,2 결합돌기가 서로 180°회전 대칭된 형태로 끼움 결합할 수 있다.
이 때, 상기 제1 프레임에 수용된 파우치형 전지셀과 상기 제2 프레임에 수용된 파우치형 전지셀은 180°회전 대칭된 형태일 수 있다.
한편, 상기 전극리드는 양극과 음극을 포함하고, 상기 제1,2 프레임의 양극은 우측으로 포밍되어 상기 프레임의 일면에 압착되고, 음극은 좌측으로 포밍되어 상기 프레임의 타면에 압착될 수 있다.
또한, 상기 제1,2 프레임 복수개가 연속적으로 결합하여 하나의 구조체를 형성하고, 상기 구조체를 파지하도록 배치되되 상기 구조체의 양면 측부에 형성된 상기 결합홈에 끼움 체결되는 고정부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 동일 형상의 단일프레임 두 개를 회전대칭시켜 결합하고 내부에 전지셀을 수용하도록 함으로써, 최소한의 부품 형성으로도 다수개의 전지셀을 적층 조립할 수 있다.
또한, 단일프레임 두 개로 형성되는 프레임 복수개가 서로 결합하도록 함으로써, 4셀, 8셀, 12셀 등 필요로 하는 전압에 따라 모듈을 별도로 재설계하는 일이 없이 전지셀의 확장 구조체를 조립 가능하다.
또한, 프레임 복수개의 결합시에 전극이 압착되므로 접촉저항을 낮추어 전류 평형이 맞춤되고, 발열량이 저감될 뿐만 아니라 셀간 접촉저항에 의한 임피던스 감소, 충전/방전 출력성능의 향상이 가능하다.
도 1은 종래 셀 모듈 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 셀을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 프레임 구조체를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 단위프레임의 앞면 좌측부를 정면에서 도시한 도면이다.
도 5는 두 개의 프레임이 결합하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 두 개의 프레임이 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ의 확대도이다.
도 8은 프레임에서 전극리드가 포밍되는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 복수개의 프레임이 결합된 모습을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 프레임 구조체를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전지셀 프레임 구조체는 파우치형 전지셀(10)과, 파우치형 전지셀(10)을 수납하는 프레임(100)을 포함한다.
파우치형 전지셀(10)은 파우치형의 케이스 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(미도시)가 내장되어 있고, 상기 양극 및 음극 탭들이 한 쌍의 전극리드(11)와 연결되어 파우치형 전지셀(10)의 일측에 노출되도록 형성된다. 파우치형 전지셀(10)의 세부 구성은 공지된 내용과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 전극리드(11)는 양극(11a)과 음극(11b)으로 구분될 수 있다.
프레임(100)은 제1 단위프레임(110)과 제2 단위프레임(120)을 포함한다. 제1 단위프레임(110)은 파우치형 전지셀(10)의 일면에 배치되고, 제2 단위프레임(120)은 파우치형 전지셀(20)의 타면에 배치된다. 도 3에서는 제1 단위프레임(110)이 파우치형 전지셀(10)의 앞면에 배치되고, 제2 단위프레임(120)이 파우치형 전지셀(10)의 뒷면에 배치된 경우를 도시하였다.
제1,2 단위프레임(110,120)은 상호 결합됨으로써 내부에 파우치형 전지셀(20)을 수납한다. 제1,2 단위프레임(110,120)의 상호 결합은 볼팅 또는 접착 등의 방법을 통해 이루어질 수 있다. 제1,2 단위프레임(110,120)은 하나의 프레임(100)을 이루고, 이와 같은 프레임(100)들이 복수 개 결합될 수 있다. 프레임(100)들의 결합에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
제1,2 단위프레임(110,120)은 동일한 형태를 가진다. 다만, 제1,2 단위프레임(110,120)의 결합에 있어, 제2 단위프레임(120)은 제1 단위프레임(110)이 파우치형 전지셀(10)을 기준으로 180° 회전 대칭된 형태로 배치된다. 즉, 제1,2 단위프레임(110)은 서로 파우치형 전지셀(10)을 기준으로 180° 회전 대칭된 형태로 상호 결합한다. 따라서 동일한 형태의 프레임 부품 두 개를 서로 180° 회전 대칭하여 하나의 파우치형 전지셀(10)를 내부에 수납하는 프레임(100)을 이룰 수 있으므로, 최소 단위의 부품 형성으로 전지셀 구조체를 조립할 수 있다.
제1,2 단위프레임(110,120)은 동일한 형태를 가지는 바, 이하에서는 제1 단위프레임(110)을 기준으로 상기 형태를 설명하도록 한다. 이하에서 설명될 제1 단위프레임(110)의 형태를 180° 회전 대칭시키면 제2 단위프레임(120)의 형태가 된다. 설명의 편의를 위해서 제1 단위프레임(110)의 각 구성들은 도면부호가 11로 시작하고, 제2 단위프레임(120)의 동일 구성들은 도면부호가 12로 시작하도록 표기하였음을 밝혀둔다.
제1 단위프레임(110)은 플레이트(plate) 형태이고, 면 전체에 걸쳐 하나 이상의 개구부(111)가 형성된다. 따라서 제1 단위프레임(110)은 창틀과 유사한 형태를 가진다. 도 3에서는 제1 단위프레임(110)에 두 개의 개구부(111)가 형성된 경우를 도시하였으나, 개구부(111)는 도 3에 도시된 형태 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다.
개구부(111)가 존재하므로 제1 단위프레임(110)의 중량이 절감될 수 있으며, 수납되는 파우치형 전지셀(10)이 개구부(111)를 통해 직접 방열될 수 있어 효율적이다.
제1 단위프레임(110)의 일면 일측부에는 제1 결합돌기(112) 및 제2 결합돌기(113)이 형성된다. 도 3에서는 제1 단위프레임(110)의 앞면의 좌측부에 제1 결합돌기(112) 및 제2 결합돌기(113)이 형성되어 있다.
제1 단위프레임(110)의 일면 타측부에는 결합홈(114)이 형성된다. 도 3에서는 제1 단위프레임(110)의 앞면의 우측부에 결합홈(114)이 형성되어 있다. 결합홈(114)은 제1 단위프레임(110)의 높이방향으로 긴 형태로 형성되며, 소정 크기의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다(확대도 참조).
도 4는 도 3에 도시된 제1 단위프레임(110)의 앞면 좌측부(도 3에서 Ⅳ로 표기됨)를 정면에서 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 제1 단위프레임(110)의 중앙에는 c로 표기된 가상선이 도시되어 있다. 제1 결합돌기(112)는 상기 가상선 상부에 형성되고, 제2 결합돌기(113)는 상기 가상선 하부에 형성된다.
제1 결합돌기(112) 및 제2 결합돌기(113)는 동일한 형태의 결합돌기(a)를 구비한다. 상기 결합돌기(a)는 제1 단위프레임(110)의 높이방향으로 긴 형태로 형성되며, 제1 단위프레임(110)의 앞면 방향으로 소정 크기 돌출되도록 형성된다.
제1 결합돌기(112)는 이와 같은 형태의 결합돌기(a) 한 쌍이 소정 간격(d)을 두어 배치되는 형태이다. 즉, 제1 결합돌기(112)는 결합돌기(a) 두 개를 구비한다.
제2 결합돌기(113)는 같은 형태의 결합돌기(a) 하나가 배치되는 형태이다. 이 때, 제2 결합돌기(113)는 제1 결합돌기(112)에서 한 쌍의 결합돌기(a)가 이루는 간격(d)에 대응하는 위치에 형성된다. 이와 같이 형성되는 이유는 인접하는 프레임(100)들이 결합할 때에 하나의 프레임(100)에 형성된 제2 결합돌기(113)가 다른 프레임(100)에 형성된 제1 결합돌기(112)의 상기 간격(d)에 끼움 결합하기 때문이다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
제1 단위프레임(110)의 일면 일측부 상단에는 단턱(115)이 형성되고, 단턱(115)에는 소정 깊이를 갖는 결합홀(115a)이 형성된다. 도 4에서는 제1 단위프레임(110)의 우측부 상단에 단턱(115) 및 결합홀(115a)이 형성되어 있다.
제1 단위프레임(110)의 일면 일측부 하단에는 돌기부(116)가 형성된다. 도 4에서는 제1 단위프레임(110)의 우측부 하단에 돌기부(116)가 형성되어 있다. 돌기부(116)는 제1 단위프레임(110)의 앞면 방향으로 소정 크기 돌출되도록 형성되는 지지부(116a)에 수직방향으로 형성된다.
돌기부(116)의 크기(직경, 높이)는 결합홀(115a)의 크기에 대응한다. 이는 인접하는 프레임(100)들이 결합할 때에 하나의 프레임(100)에 형성된 돌기부(116)가 다른 프레임(100)에 형성된 결합홀(115a)에 삽입되어 결합되기 때문이다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
도 5는 두 개의 프레임(A,B)이 결합하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전지셀 프레임 구조체는 상기에서 설명한 프레임(100)들이 복수 개 결합될 수 있다. 각 프레임(100)은 제1 단위프레임(110) 및 제2 단위프레임(120)을 포함하고, 내부에 파우치형 전지셀(10)을 수납한다(도 3 참조). 이하에서는 이러한 프레임(100) 두 개의 결합에 대하여 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해서 도 5에서는 하나의 프레임(100)을 A(제1 프레임)라고 표기하고(도 5의 우측 프레임), A와 결합하는 다른 하나의 프레임(100)을 B(제2 프레임)라고 표기하기로 한다.
A와 B가 결합하기 위해서는 A의 제2 단위프레임(120)과, B의 제1 단위프레임(110)이 결합한다(제1,2 단위프레임은 도 3, 도 4 참조). 따라서 도 5에서는 A의 제2 단위프레임(120)과, B의 제1 단위프레임(110)만을 도시하였음을 밝혀둔다.
구체적으로는 A의 제2 단위프레임(120)에 존재하는 돌기부(126)가 B의 제1 단위프레임(110)에 존재하는 결합홀(115a)에 삽입된다(A,B의 상부). 그리고 B의 제1 단위프레임(110)에 존재하는 돌기부(116)가 A의 제2 단위프레임(120)에 존재하는 결합홀(125a)에 삽입된다(A,B의 하부). 따라서 A와 B는 일측부에서 힌지(hinge) 결합될 수 있다. 상기 결합에 있어 A의 제2 단위프레임(120)에 존재하는 지지부(126a)는 B의 제1 단위프레임(110)에 존재하는 단턱(115)에 수용되고, B의 제1 단위프레임(110)에 존재하는 지지부(116a)는 B의 제1 단위프레임(110)에 존재하는 단턱(125)에 수용된다.
A의 제2 단위프레임(120)은 B의 제1 단위프레임(110)과 180° 회전 대칭된 형태를 갖는다. 따라서 A의 제2 단위프레임(120)에는 위에서부터 제2 결합돌기(123), 제1 결합돌기(122) 순으로 형성되어 있는데, B의 제1 단위프레임(110)에는 위에서부터 제1 결합돌기(112), 제2 결합돌기(113) 순으로 형성되어 있다.
이 때, 상술한 것과 같이 제2 결합돌기(113,123)는 제1 결합돌기(112,122)에 형성된 간격에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서 A의 제2 단위프레임(120)에 형성된 제2 결합돌기(123)는 B의 제1 단위프레임(110)에 형성된 제1 결합돌기(112)에 존재하는 간격에 끼움 체결된다. 마찬가지로 B의 제1 단위프레임(110)에 형성된 제2 결합돌기(113)는 A의 제1 단위프레임(110)에 형성된 제1 결합돌기(122)에 존재하는 간격에 끼움 체결된다. 따라서 A,B의 결합시에 상술한 제1,2 결합돌기(112,122,113,123)들의 끼움 체결에 의해 A,B의 견고한 결합이 가능하다.
도 6은 도 5에 도시된 두 개의 프레임(A,B)이 결합된 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ의 확대도이다. 그리고 도 8은 프레임(B)에서 전극리드(11)가 포밍되는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 두 개의 프레임 A, B가 결합된다는 의미는 각 프레임의 내부에 수납된 파우치형 전지셀(10) 두 개가 직렬 연결됨을 의미한다. 상기 전지셀들의 직렬 연결을 위해서, 본 발명의 실시예들에서는 파우치형 전지셀(10)에 형성된 전극리드(11, 도 3 참조)들을 포밍하여 프레임의 일면 또는 타면에 압착시키는 방식을 적용한다.
이를 위해서 A에 수용된 파우치형 전지셀(10)과 B에 수용된 파우치형 전지셀(10)이 서로 180°회전 대칭된 형태일 수 있다.
파우치형 전지셀(10)에는 양극, 음극으로부터 각각 연장 형성되는 전극리드(11)가 존재한다. 편의상 양극을 11a로 표시하고, 음극을 11b로 표시하기로 한다. 도 7에 도시된 것과 같이 A에서는 양극(11a)이 A의 앞면으로 포밍되고, 음극(11b)은 A의 뒷면으로 포밍된다. 이 때, A의 파우치형 전지셀(10)과 B의 파우치형 전지셀(10)이 직렬 연결되기 위해서는 A의 음극(11b)이 B의 양극(11a)과 연결되어야 하고, 이를 위해서는 B의 파우치형 전지셀(10)이 A의 파우치형 전지셀(10)과는 회전 대칭된 형태로 B에 수납되어야 한다. 그래야 도 7에서처럼 B의 양극(11a)이 B의 앞면으로 포밍되고, 음극(11b)이 B의 뒷면으로 포밍되어 A,B의 파우치형 전지셀(10)이 직렬 연결될 수 있기 때문이다.
양극(11a) 및 음극(11b)의 포밍은 도 8에 도시된 것과 같이 이루어질 수 있다. 도 8에서는 도 7의 프레임 B에서 양극(11a)이 포밍되는 모습을 도시하고 있다. B에 수용되어 있는 파우치형 전지셀(10)에 형성된 전극리드는 제1,2 단위프레임(110,120) 사이 틈을 통해 외부로 노출된다. 이 때, 양극(11a)의 경우에는 B의 앞면으로 포밍시킨다. B의 앞면에는 제2 결합돌기(113)이 형성되어 있고, 양극(11a)은 포밍되어 제2 결합돌기(113)를 압착하는 형태가 된다(도 8b 참조). 도 8에 도시되지 않은 다른 전극들도 마찬가지의 방식으로 프레임 앞면 또는 뒷면으로 포밍되어 제1 결합돌기(112,122) 또는 제2 결합돌기(113,123)를 압착하는 형태가 된다.
이 때, 상술하였듯이 두 개의 프레임(A,B)이 도 5에 도시된 것과 같이 결합하면, 상기 프레임(A,B)들에 각각 형성된 제1,2 결합돌기(112,122,113,123)가 서로 180°회전 대칭된 형태로 끼움 결합된다. 따라서 제1 결합돌기(112,122) 또는 제2 결합돌기(113,123)를 압착하는 형태로 마련되는 전극들은 서로 대칭되는 제1 결합돌기(112,122) 또는 제2 결합돌기(113,123)에 의해 압박된다. 즉, 프레임 복수개의 결합시에는 상술한 것과 같이 전극들이 압착되므로 접촉저항을 낮추어 전류 평형이 맞춤되고, 발열량이 저감될 뿐만 아니라 셀간 접촉저항에 의한 임피던스 감소, 충전/방전 출력성능의 향상이 가능하다는 장점을 갖는다.
도 9는 복수개의 프레임(A 내지 H)이 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 전지셀 프레임 구조체는 상기에서 설명한 프레임(100)들이 복수 개 결합될 수 있다. 각 프레임(100)은 제1 단위프레임(110) 및 제2 단위프레임(120)을 포함하고, 내부에 파우치형 전지셀(10)을 수납한다(도 3 참조). 도 9에서는 도 3의 프레임(100) 일곱 개(A 내지 H)가 서로 연결되어 형성된 전지셀 프레임 구조체를 도시하고 있다.
각각의 프레임(100)들은 모두 동일한 형태를 가진다. 즉, 본 발명에서는 4셀, 8셀, 12셀 등 필요로 하는 전압에 따라 모듈을 별도로 재설계하는 일이 없이 전지셀의 확장 구조체를 도 9에서와 같이 조립 가능하다. 각각의 프레임(100)들이 결합하는 방식은 도 5에서 설명한 것과 동일하므로 중복 설명은 생략하도록 한다.
한편, 전지셀 프레임 구조체는 상기 구조체를 후방에서 파지하도록 배치되는 고정부재(200)를 더 포함할 수 있다. 고정부재(200)는 ??자 형태를 갖는 고정클립일 수 있고, 상기 구조체를 후방에서 파지하도록 배치되되 구조체의 양면 측부에 형성된 결합홈(114,124)에 끼움 체결될 수 있다. 결합홈(114)은 도 3에 도시된 것과 같이 제1 단위프레임(110)의 앞면 우측부에 형성될 수 있다(제2 단위프레임의 경우에는 뒷면 좌측부).
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 동일 형상의 단일프레임 두 개를 회전대칭시켜 결합하고 내부에 전지셀을 수용한 후에, 이와 같은 프레임을 복수개 결합 가능하도록 구성함으로써 전지셀의 확장 구조체를 용이하게 조립할 수 있는 장점을 갖는다. 또 개별 프레임의 결합시 전극이 압박되는 바, 접촉저항을 낮추어 전류 평형 맞춤, 발열량 저감, 임피던스 감소, 출력성능 향상 등의 효과가 발현된다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 파우치형 전지셀 11: 전극리드
11a: 양극 11b: 음극
100: 프레임 110: 제1 단위프레임
120: 제2 단위프레임 111,121: 개구부
112,122: 제1 결합돌기 113,123: 제2 결합돌기
114,124: 결합홈 115,125: 단턱
115a,125a: 결합홀 116,126: 돌기부
116a,126a: 지지부

Claims (11)

  1. 일측에 한 쌍의 전극리드가 형성되는 파우치형 전지셀과, 상기 파우치형 전지셀의 양면에 각각 배치되어 상호 결합함으로써 상기 파우치형 전지셀을 수납하는 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은 상기 파우치형 전지셀의 일면에 배치되는 제1 단위프레임과, 상기 제1 단위프레임이 상기 파우치형 전지셀을 기준으로 180°회전 대칭된 형태를 가지며 상기 제1 단위프레임과 결합하는 제2 단위프레임을 포함하는 전지셀 프레임 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은 일면 일측부에 상기 프레임의 길이방향으로 제1 결합돌기 및 제2 결합돌기가 형성되고,
    상기 제1 결합돌기는 상기 프레임의 중앙을 기준으로 상부에 소정 간격을 두어 형성되는 한 쌍의 결합돌기를 구비하고,
    상기 제2 결합돌기는 상기 프레임의 중앙을 기준으로 하부에 형성되는 결합돌기를 구비하는 전지셀 프레임 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 결합돌기는 상기 제1 결합돌기를 이루는 한 쌍의 결합돌기 사이 간격에 대응하는 위치에 형성되는 전지셀 프레임 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임은 일면 타측부에 상기 프레임의 길이방향으로 결합홈이 형성되는 전지셀 프레임 구조체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임에는 개구부가 형성되어 있는 전지셀 프레임 구조체.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 일면 일측부 상단에는 단턱이 형성되고, 상기 단턱에는 결합홀이 형성되는 전지셀 프레임 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 프레임 일면 일측부 하단에는 돌기부가 형성되는 전지셀 프레임 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프레임은 제1 프레임과 상기 제1 프레임과 결합하는 제2 프레임을 포함하고,
    상기 제1 프레임의 상기 돌기부가 상기 제2 프레임의 상기 결합홀에 삽입 결합하고, 상기 제1,2 프레임들에 각각 형성된 상기 제1,2 결합돌기가 서로 180°회전 대칭된 형태로 끼움 결합하는 전지셀 프레임 구조체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 프레임에 수용된 파우치형 전지셀과 상기 제2 프레임에 수용된 파우치형 전지셀은 180°회전 대칭된 형태인 전지셀 프레임 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전극리드는 양극과 음극을 포함하고,
    상기 제1,2 프레임의 양극은 우측으로 포밍되어 상기 프레임의 일면에 압착되고, 음극은 좌측으로 포밍되어 상기 프레임의 타면에 압착되는 전지셀 프레임 구조체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1,2 프레임 복수개가 연속적으로 결합하여 하나의 구조체를 형성하고, 상기 구조체를 파지하도록 배치되되 상기 구조체의 양면 측부에 형성된 상기 결합홈에 끼움 체결되는 고정부재를 더 포함하는 전지셀 프레임 구조체.
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