KR20150031753A - 기둥단자를 갖는 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 - Google Patents

기둥단자를 갖는 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1전극, 제2 전극, 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 케이스의 외측으로 돌출되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 기둥단자를 포함하고, 상기 제1 기둥단자는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분과 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에는 상기 제1 금속 또는 상기 제2 금속을 포함하는 중간층이 형성된다.

Description

기둥단자를 갖는 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈{RECHARGEABLE BATTERY HAVING PILLAR TERMINAL AND BATTERY MODULE USING THEREOF}
본 발명은 기둥단자의 구조를 개선한 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
이차 전지는 소형 전자기기에서와 같이 단일 셀로 사용되거나, 모터 구동용에서와 같이 복수의 셀들을 전기적으로 연결한 모듈 상태로 사용될 수 있다. 이차 전지 모듈은 단위 셀들의 전극 단자를 버스 바로 연결하여 형성된다.
이차 전지는 충전과 방전을 수행하는 전극 어셈블리를 포함하며, 전극 어셈블리는 음극, 양극, 및 음극과 양극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다. 음극은 음극 집전체와 음극 활물질층을 포함하며, 양극은 양극 집전체와 양극 활물질층을 포함한다.
음극 집전체는 알루미늄(Al)으로 이루어지며 양극 집전체는 구리(Cu)로 이루어지는데, 음극과 전기적으로 연결된 음극 단자는 알루미늄으로 이루어지고 양극과 전기적으로 연결된 양극 단자는 구리로 이루어진다. 알루미늄과 구리는 녹는점이 달라서 이종금속을 용접으로 접합하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 단자 또는 버스바를 마찰용접으로 접합하고 있으나, 마찰용접으로 부품을 제작하면 부품의 제작비용이 증가하고 제작공정이 복잡해지므로 생산성 및 비용이 증가하는 문제가 있다. 이차 전지 시장의 과열로 인하여 부품의 비용을 절감하는 매우 중요한 문제이다.
본 발명의 목적은 이종금속이 접합된 단자를 갖는 이차 전지 및 전지 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1전극, 제2 전극, 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 케이스의 외측으로 돌출되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 기둥단자를 포함하고, 상기 제1 기둥단자는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분과 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에는 상기 제1 금속 또는 상기 제2 금속을 포함하는 중간층이 형성된다.
상기 중간층은 상기 제2 금속으로 이루어지고 상기 제1 부분의 표면에 도금으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 부분의 외주면에는 외측으로 돌출된 플랜지가 결합 형성될 수 있다. 또한, 상기 중간층은 상기 제2 부분에 용접으로 접합될 수 있다.
상기 중간층은 상기 제1 금속으로 이루어지고, 상기 중간층은 상기 제2 부분의 표면에 도금으로 형성되고 상기 제1 부분에 용접으로 접합될 수 있으며, 상기 제1 기둥단자는 원기둥 형상으로 이루어지고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 제1 기둥단자의 높이방향으로 이어져 배치될 수 있다.
상기 중간층은 클래드 메탈로 이루어지며 상기 제1 금속으로 이루어진 제1 접합층과 상기 제2 금속으로 이루어진 제2 접합층을 포함하고 상기 제1 접합층은 상기 제1 부분과 용접되고, 상기 제2 접합층은 상기 제2 부분과 용접될 수 있다.
상기 제1 부분에는 제1 결합부가 형성되고, 상기 제2 부부에는 상기 제1 결합부와 끼움 결합되는 제2 결합부가 형성될 수 있으며, 상기 제1 결합부는 홈 또는 돌기로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 중간층은 상기 제1 결합부를 덮도록 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전지 모듈은 복수 개의 이차 전지, 및 상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 이차 전지는, 제1전극, 제2 전극, 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 케이스의 외측으로 돌출되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 기둥단자를 포함하고, 상기 제1 기둥단자는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분과 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에는 상기 제1 금속 또는 상기 제2 금속을 포함하는 중간층이 형성된다.
상기 중간층은 제2 금속으로 이루어지며, 상기 제1 부분의 표면에 도금으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 부분의 외주면에는 외측으로 돌출된 플랜지가 결합 형성되고, 상기 중간층은 상기 제2 부분에 상기 용접으로 접합될 수 있다.
상기 중간층은 제1 금속으로 이루어지며, 상기 중간층은 제1 부분에 용접으로 접합되고 상기 제2 부분에 도금으로 접합될 수 있다.
상기 중간층은 클래드 메탈로 이루어지며 상기 제1 금속으로 이루어진 제1 접합층과 상기 제2 금속으로 이루어진 제2 접합층을 포함하고 상기 제1 접합층은 상기 제1 부분과 용접되고, 상기 제2 접합층은 상기 제2 부분과 용접될 수 있다.
상기 제2 전극에는 제2 기둥단자가 전기적으로 연결되고, 상기 제2 기둥단자는 상기 제2 금속으로 이루어지며, 상기 버스 바는 상기 제2 금속으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 부분에는 제1 결합부가 형성되고, 상기 제2 부부에는 상기 제1 결합부와 끼움 결합되는 제2 결합부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지모듈은 기둥단자가 서로 다른 소재로 이루어진 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 제1 부분과 제2 부분 사이에 중간층이 설치되므로 이종소재로 이루어진 금속을 용이하게 접합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기둥단자를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기둥단자의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기둥단자의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기둥단자의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기둥단자의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기둥단자의 종단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전지 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 제1실시예의 전지 모듈(100)은 복수 개의 이차 전지들(101)과 이차 전지들(101)을 전기적으로 연결하는 버스 바(120)를 포함한다.
이차 전지(101)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
이차 전지(101)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 어셈블리(10), 전극 어셈블리(10)를 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)에 설치되는 제1 기둥단자(22)와 제2 기둥단자(21)를 포함한다.
예를 들면, 전극 어셈블리(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1 전극(이하, "음극"이라 한다)(12)과 제2 전극(이하, "양극"이라 한다)(11)을 배치하고, 음극(12), 세퍼레이터(13) 및 양극(11)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
양극(11) 및 음극(12)은 각각 도전부의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
양극 무지부(11b)는 권취되는 양극(11)을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성된다. 음극 무지부(12b)는 권취되는 음극(12)을 따라 음극(12)의 한 쪽 측단에 형성된다. 무지부들(11b, 12b)은 전극 어셈블리(10)의 양쪽 측단에 각각 배치된다.
예를 들면, 케이스(15)는 내부에 전극 어셈블리(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구를 직육면체의 일면에 형성한다. 개구는 전극 어셈블리(10)를 케이스(15)의 내부로 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 설치됨으로써 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 서로 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)에는 전해액 주입구(29)와 벤트 홀(26) 및 단자홀(H1, H2)이 형성되어 있다. 전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.
벤트 홀(26)은 이차 전지(101)의 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지(101)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(26)을 개방한다. 벤트 플레이트(25)에는 절개를 유도하는 노치가 형성된다.
제1 기둥단자(22) 및 제2 기둥단자(21)는 캡 플레이트(20)를 관통하도록 설치되는데, 제1 기둥단자(22)은 단자홀(H2)에 삽입되고 제2 기둥단자(21)은 단자홀(H1)에 삽입된다. 제1 기둥단자(22)는 전극 어셈블리(10)의 음극(12)에 전기적으로 연결되고, 제2 기둥단자(21)는 전극 어셈블리(10)의 양극(11)에 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 어셈블리(10)에 충전된 전류는 제1 기둥단자(22) 및 제2 기둥단자(21)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출된다.
제2 기둥단자(21)의 상부에는 플레이트 터미널(23)이 설치되는데, 제2 기둥단자(21)는 플레이트 터미널(23)에 끼움된 상태에서 플레이트 터미널(23)에 용접으로 접합된다. 플레이트 터미널(23)에는 홀이 형성되고 제2 기둥단자(21)는 이 홀에 삽입된다.
플레이트 터미널(23)과 캡 플레이트(20) 사이에는 플레이트 터미널(23)과 캡 플레이트(20)를 절연하는 상부 절연부재(31)가 설치된다. 캡 플레이트(20)와 제2 기둥단자(21) 사이에는 양극 개스킷(36)이 설치된다. 양극 개스킷(36)은 단자홀(H1)에 삽입되어 제2 기둥단자(21)와 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
양극(11)에는 양극 리드탭(51)이 연결 설치된다. 양극 리드탭(51)은 양극(11)과 제2 기둥단자(21)를 전기적으로 연결하며, 양극 무지부(11a)와 제2 기둥단자(21)에 각각 용접으로 접합된다.
하부 절연부재(61)는 양극 리드탭(51)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 양극 리드탭(51)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 하부 절연부재(61)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 양극 리드탭(51)과 제2 기둥단자(21)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
제2 기둥단자(21)는 기둥부(21a)와 기둥부(21a)의 외주에서 돌출된 플랜지부(21b) 및 기둥부(21a)의 하면에서 아래로 돌출된 지지돌기(21c)를 갖는다. 기둥부(21a)는 원기둥 형상으로 이루어지며, 플랜지부(21b)는 대략 사각판 형상으로 이루어진다. 지지돌기(21c)는 양극 리드탭(51)에 끼움 결합되어 양극 리드탭(51)에 용접으로 고정된다.
제1 기둥단자(22)의 상부에는 플레이트 터미널(24)이 설치되는데, 제1 기둥단자(22)는 플레이트 터미널(24)에 끼움된 상태에서 플레이트 터미널(24)에 용접으로 접합된다. 플레이트 터미널(24)에는 홀이 형성되고 제1 기둥단자(22)는 이 홀에 삽입된다.
플레이트 터미널(24)과 캡 플레이트(20) 사이에는 플레이트 터미널(24)과 캡 플레이트(20)를 절연하는 상부 절연부재(32)가 설치된다. 캡 플레이트(20)와 제1 기둥단자(22) 사이에는 음극 개스킷(37)이 설치된다. 음극 개스킷(37)은 단자홀(H2)에 삽입되어 제1 기둥단자(22)와 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
음극(12)에는 음극 리드탭(52)이 연결 설치된다. 음극 리드탭(52)은 음극(12)과 제1 기둥단자(22)를 전기적으로 연결하며, 음극 무지부(12a)와 제1 기둥단자(22)에 각각 용접으로 접합된다.
하부 절연부재(62)는 음극 리드탭(52)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 음극 리드탭(52)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 하부 절연부재(62)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 음극 리드탭(52)과 제1 기둥단자(22)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기둥단자를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기둥단자의 종단면도이다.
도 2 내지 4를 참조하여 설명하면, 제1 기둥단자(22)는 기둥부(22a)와 기둥부(22a)의 외주에서 돌출된 플랜지부(22b) 및 기둥부(22a)의 하면에서 아래로 돌출된 지지돌기(22c)를 갖는다. 기둥부(22a)는 원기둥 형상으로 이루어지며, 플랜지부(22b)는 대략 사각판 형상으로 이루어진다. 지지돌기(22c)는 음극 리드탭(52)에 끼움 결합되어 음극 리드탭(52)에 용접으로 고정된다.
기둥부(22a)는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분(22aa)과 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분(22ab), 제1 부분(22aa)과 제2 부분(22ab) 사이에 배치된 중간층(22ac)을 포함한다. 제1 부분(22aa)의 외면에 플랜지부(22b)가 결합되어 있다.
제1 금속은 구리로 이루어지며, 제2 금속은 알루미늄으로 이루어진다. 제1 부분(22aa)과 제2 부분(22ab)은 결합되어 원기둥을 이루어고, 중간층(22ac)을 매개로 접합된다. 제1 부분(22aa)과 제2 부분(22ab)은 원기둥의 길이방향으로 이어져 배치된 상태에서 접합된다.
중간층(22ac)은 제2 금속으로 이루어지는데, 제1 부분(22aa)의 상면에 전기도금으로 형성될 수 있다. 중간층(22ac)을 전기도금으로 형성하면 구리로 이루어진 제1 부분(22aa) 상에 알루미늄으로 이루어진 중간층(22ac)을 일체로 형성할 수 있다. 중간층(22ac)의 두께는 제한되지 않으나, 용접을 수행할 수 있을 정도로 충분히 두꺼워야 한다.
용융점이 상이한 이종소재는 용접으로 접합하기가 곤란하다. 이는 용접 시에 용융점이 낮은 금속만 용융되고 용융점이 낮은 금속은 용융되지 않으므로 용접 불량이 발생하기 때문이다. 그러나 구리로 이루어진 제1 부분(22aa) 상에 알루미늄으로 이루어진 중간층(22ac)을 전기도금으로 형성하면 이종 소재인 제1 부분(22aa)과 제2 부분(22ab)을 일체화하여 형성할 수 있다.
제1 부분(22aa)과 제2 부분(22ab)은 레이저 용접, 저항 용접 등의 방법으로 접합되는데, 이때, 중간층(22ac)과 제2 부분(22ab)의 계면이 용융되어 접합된다. 중간층(22ac)과 제2 부분(22ab)은 동일한 소재로 이루어지므로 용이하게 용접을 수행할 수 있으며, 용접된 부분에서 충분한 강도를 확보할 수 있다.
제2 기둥단자(21)는 제2 부분(22ab)과 동일한 제2 금속으로 이루어지고 버스 바(120)도 제2 금속으로 이루어진다. 또한, 제2 기둥단자(21)와 결합된 플레이트 터미널(23)도 제2 금속으로 이루어지며, 제2 부분(22ab)과 결합된 플레이트 터미널(24)도 제2 금속으로 이루어진다.
버스 바(120)는 플레이트 터미널(23)과 플레이트 터미널(24)에 용접되어 제2 기둥단자(21)와 제1 기둥단자(22)를 전기적으로 연결한다. 상기한 바에 따르면 제2 기둥단자(21), 제2 부분(22ab), 플레이트 터미널(23, 24), 및 버스 바(120)는 알루미늄으로 이루어지므로 이들을 용이하게 용접할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기둥단자의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 제1 기둥단자(70)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지는바, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1 기둥단자(70)는 기둥부(71)와 플랜지부(72), 및 하면에서 돌출된 지지돌기를 포함한다. 기둥부(71)는 원기둥 형상으로 이루어지며 플랜지부(72)는 기둥부(71)의 외주면에서 돌출 형성된다.
기둥부(71)는 제1 부분(71a)과 제2 부분(71b) 및 제1 부분(71a)과 제2 부분(71b) 사이에 배치된 중간층(71c)을 포함한다. 중간층(71c)은 도금으로 제2 부분(71b)의 하면에 형성되는데, 중간층(71c)은 제2 부분(71b)과 상이한 소재로 이루어진다. 중간층(71c)은 화학도금으로 형성될 수 있으며, 구리층을 화학도금으로 형성하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
제1 부분(71a)은 구리로 이루어지고, 제2 부분(71b)은 알루미늄으로 이루어지며 중간층(71c)은 구리로 이루어진다. 플랜지부(72)는 제1 부분(71a)의 외주면 하단에 결합되어 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제2 부분(71b)에 제1 부분(71a)과 동일한 소재로 이루어진 중간층(71c)이 형성되므로 중간층(71c)과 제1 부분(71a)을 용접으로 접합하여 상하부의 소재가 상이한 제1 기둥단자(70)를 용이하게 제작할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기둥단자의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기둥단자의 종단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 제1 기둥단자(80)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지는바, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1 기둥단자(80)는 기둥부(81)와 플랜지부(82), 및 하면에서 돌출된 지지돌기(83)를 포함한다. 기둥부(81)는 원기둥 형상으로 이루어지며 플랜지부(82)는 기둥부(81)의 외주면에서 돌출 형성된다.
기둥부(81)는 제1 부분(81a)과 제2 부분(81b) 및 제1 부분(81a)과 제2 부분(81b) 사이에 배치된 중간층(81c)을 포함한다. 플랜지부(82)는 제1 부분(81a)의 외주면 하단에 결합되어 있다. 중간층(81c)은 클래드 메탈로 이루어지며 제1 접합층(81ca)과 제2 접합층(81cb)을 포함한다. 중간층(81c)은 원판 형상으로 이루어진다.
제1 부분(81a)은 제1 금속으로 이루어지고, 제2 부분(81b)은 제2 금속으로 이루어진다. 또한, 제1 접합층(81ca)은 제1 금속으로 이루어지고, 제2 접합층(81cb)은 제2 금속으로 이루어진다. 여기서 제1 금속은 구리로 이루어지고, 제2 금속은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
제1 접합층(81ca)은 제1 부분(81a)과 맞닿도록 배치되고 제2 접합층(81cb)은 제2 부분(81b)과 맞닿도록 배치된다. 제1 접합층(81ca)은 제1 부분(81a)에 용접으로 접합되고, 제2 접합층(81cb)은 제2 부분(81b)에 용접으로 접합된다. 제1 접합층(81ca)과 제1 부분(81a)은 동일한 소재로 이루어지고, 제2 접합층(81cb)과 제2 부분(81b)은 동일한 소재로 이루어지는바, 이에 따라 제1 부분(81a)과 중간층(81c)을 용이하게 용접할 수 있으며, 제2 부분(81b)과 중간층(81c)을 용이하게 용접할 수 있다.
도 8는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기둥단자의 단면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 제1 기둥단자(90)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지는바, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1 기둥단자(90)는 기둥부(91)와 플랜지부(92), 및 하면에서 돌출된 지지돌기(93)를 포함한다. 기둥부(91)는 원기둥 형상으로 이루어지며 플랜지부(92)는 기둥부(91)의 외주면에서 돌출 형성된다.
기둥부(91)는 제1 부분(91a)과 제2 부분(91b) 및 제1 부분(91a)과 제2 부분(91b) 사이에 배치된 중간층(91c)을 포함한다. 플랜지부(92)는 제1 부분(91a)의 외주면 하단에 결합되어 있다. 중간층(91c)은 도금으로 제1 부분(91a)의 상면에 형성되는데, 중간층(91c)은 제1 부분(91a)과 상이한 소재로 이루어진다. 이와 같이 중간층(91c)을 도금으로 형성하면 제1 부분(91a)과 상이한 소재인 중간층(91c)을 제1 부분(91a)과 일체로 형성할 수 있다.
제1 부분(91a)은 제1 금속으로 이루어지고, 제2 부분(91b)과 중간층(91c)은 제2 금속으로 이루어진다. 여기서 제1 금속은 구리로 이루어지고, 제2 금속은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
제1 부분(91a)의 중앙에는 제1 결합부(95)가 형성되며, 제2 부분(91b)에는 제1 결합부(95)와 끼움 결합되는 제2 결합부(94)가 형성된다. 본 실시예에 따른 제1 결합부(95)는 돌기로 이루어지며 제2 결합부(94)는 홈으로 이루어진다. 다만 제1 결합부(95)와 제2 결합부(94)가 끼움결합 될 수 있으면 충분하므로 제1 결합부가 홈으로 이루어지고, 제2 결합부가 돌기로 이루어질 수 있다.
제1 결합부(95)는 사각기둥 형상으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 결합부(95)는 다각 기둥으로 이루어질 수 있다. 중간층(91c)은 제1 결합부(95)를 감싸도록 형성되며, 이에 따라 중간층(91c)에는 제1 결합부(95)를 덮는 볼록부(96)가 형성된다.
상기한 바와 같이 제1 결합부(95)와 제2 결합부(94)가 형성되면, 제2 부분(91b)과 중간층(91c)의 접합면이 확장되므로 저항이 감소하고 외부의 충격이나 진동에 의하여 제1 기둥단자(90)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 중간층(91c)과 제2 부분(91b)을 용접할 때, 이들을 용이하게 정렬시킬 수 있다.
이송소재를 갖는 부분을 포함하는 기둥단자의 경우, 일체로 형성된 기둥단자에 비하여 용접된 부분에서 상대적으로 강도가 약할 수 밖에 없다. 그러나 본 실시예에 같이 제1 결합부(95)와 제2 결합부(94)가 끼움 결합된 상태에서 용접이 수행되면 제1 기둥단자(90)의 강도가 향상되어 외부의 충격이나 진동이 전달되더라도 용접된 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 전지 모듈 101: 이차 전지
10: 전극 어셈블리 11: 양극
12: 음극 120: 버스 바
13: 세퍼레이터 15: 케이스
20: 캡 플레이트 21: 제2 기둥단자
21a, 22a, 71, 81, 91: 기둥부 21b, 22b, 72, 82 92: 플랜지부
21c, 22c, 83, 93: 지지돌기 22. 70. 80, 90: 제1 기둥단자
22aa, 71a, 81a, 91a: 제1 부분 22ab, 71b, 81b, 91b: 제2 부분
22ac, 71c, 81c, 91c: 중간층 23: 플레이트 터미널
31. 32: 상부 절연부재 36: 양극 개스킷
37: 음극 개스킷 51: 양극 리드탭
52: 음극 리드탭 61, 62: 하부 절연부재
94: 제2 결합부 95: 제1 결합부
96: 볼록부

Claims (17)

  1. 제1전극, 제2 전극, 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스; 및
    상기 케이스의 외측으로 돌출되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 기둥단자;
    를 포함하고,
    상기 제1 기둥단자는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분과 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에는 상기 제1 금속 또는 상기 제2 금속을 포함하는 중간층이 형성된 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제2 금속으로 이루어지며 상기 제1 부분의 표면에 도금으로 형성된 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분의 외주면에는 외측으로 돌출된 플랜지가 결합 형성된 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제2 부분에 용접으로 접합된 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제1 금속으로 이루어지고,
    상기 중간층은 상기 제2 부분의 표면에 도금으로 형성되고 상기 제1 부분에 용접으로 접합된 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기둥단자는 원기둥 형상으로 이루어지고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 제1 기둥단자의 높이방향으로 이어져 배치된 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 클래드 메탈로 이루어지며 상기 제1 금속으로 이루어진 제1 접합층과 상기 제2 금속으로 이루어진 제2 접합층을 포함하고 상기 제1 접합층은 상기 제1 부분과 용접되고, 상기 제2 접합층은 상기 제2 부분과 용접된 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분에는 제1 결합부가 형성되고, 상기 제2 부부에는 상기 제1 결합부와 끼움 결합되는 제2 결합부가 형성된 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 홈 또는 돌기로 이루어진 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 제1 결합부를 덮도록 설치된 이차 전지.
  11. 복수 개의 이차 전지; 및
    상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스 바;
    를 포함하고,
    상기 이차 전지는,
    제1전극, 제2 전극, 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스; 및
    상기 케이스의 외측으로 돌출되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 기둥단자;
    를 포함하고,
    상기 제1 기둥단자는 제1 금속으로 이루어진 제1 부분과 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속으로 이루어진 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에는 상기 제1 금속 또는 상기 제2 금속을 포함하는 중간층이 형성된 전지 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중간층은 제2 금속으로 이루어지며, 상기 제1 부분의 표면에 도금으로 형성된 전지 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 부분의 외주면에는 외측으로 돌출된 플랜지가 결합 형성되고,
    상기 중간층은 상기 제2 부분에 상기 용접으로 접합된 전지 모듈.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 중간층은 제1 금속으로 이루어지며,
    상기 중간층은 제1 부분에 용접으로 접합되고 상기 제2 부분에 도금으로 접합된 전지 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 중간층은 클래드 메탈로 이루어지며 상기 제1 금속으로 이루어진 제1 접합층과 상기 제2 금속으로 이루어진 제2 접합층을 포함하고 상기 제1 접합층은 상기 제1 부분과 용접되고, 상기 제2 접합층은 상기 제2 부분과 용접된 전지 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전극에는 제2 기둥단자가 전기적으로 연결되고, 상기 제2 기둥단자는 상기 제2 금속으로 이루어지며, 상기 버스 바는 상기 제2 금속으로 이루어진 전지 모듈.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 부분에는 제1 결합부가 형성되고, 상기 제2 부부에는 상기 제1 결합부와 끼움 결합되는 제2 결합부가 형성된 전지 모듈.
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