KR20160018171A - 이차 전지 및 이를 구비하는 이차 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

이차 전지는 전극 조립체, 전지 케이스, 및 캡 조립체를 포함한다. 상기 전극 조립체는 제1 전극판, 제2 전극판, 및 세퍼레이터를 구비할 수 있다. 상기 전지 케이스는 일측에 마련된 개구부를 통하여 상기 전극 조립체를 수용할 수 있다. 상기 캡 조립체는 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 단자부를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 단자부는 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 및 제2 집전판과 접속되며, 상부로 돌출된 돌기를 구비하는 제1 및 제2 단자 플레이트, 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트 상에 배치되고, 상기 돌기와 결합하는 요홈을 구비하는 제1 및 제2 단자 접속 부재를 포함할 수 있다.

Description

이차 전지 및 이를 구비하는 이차 전지 모듈{SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY MODULE HAVING THE SAME}
본 발명은 이차 전지 및 이를 구비하는 이차 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 금속 간의 접합 강도가 개선된 이차 전지 및 이를 구비하는 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 충전 사용이 가능한 전지이다. 상기 이차 전지는 모바일 기기와 같은 소형 전자 장치의 전원으로 사용된다. 또한, 상기 이차 전지는 하이브리드 자동차의 모터 구동용 전원으로도 사용된다.
상기 이차 전지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스, 및 상기 전지 케이스의 개구를 커버하는 캡 조립체를 구비한다. 상기 전극 조립체는 상기 캡 조립체의 양극 단자 및 음극 단자를 통하여 외부 전원 기기와 전기적으로 연결된다.
상기 양극 단자 및 음극 단자는 버스바(busbar)를 통하여 타 이차 전지의 음극 단자 및 양극 단자에 전기적으로 접속한다.
한편, 상기 단자들 및 상기 버스바는 일반적으로 용접을 통하여 연결된다. 그러나, 상기 단자들의 물질과 상기 버스바 물질은 일반적으로 서로 다른 금속 물질로, 상기 단자들 및 상기 버스바의 용접 접합 강도는 동일한 물질간의 용접 접합 강도에 비하여 낮다.
따라서, 이러한 이종 금속간 용접 시 발생되는 용접성 저하의 문제를 해결할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 이종 금속간 용접시 발생되는 용접성 저하의 문제를 해결할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 이차 전지를 구비하는 이차 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 이차 전지는 전극 조립체, 전지 케이스, 및 캡 조립체를 포함한다. 상기 전극 조립체는 제1 전극판, 제2 전극판, 및 세퍼레이터를 구비할 수 있다. 상기 전지 케이스는 일측에 마련된 개구부를 통하여 상기 전극 조립체를 수용할 수 있다. 상기 캡 조립체는 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 단자부를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 단자부는 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 및 제2 집전판과 접속되며, 상부로 돌출된 돌기를 구비하는 제1 및 제2 단자 플레이트, 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트 상에 배치되고, 상기 돌기와 결합하는 요홈을 구비하는 제1 및 제2 단자 접속 부재를 포함할 수 있다.
상기 돌기는 외주면에 배치된 나사산을 구비하고, 상기 요홈은 내주면에 배치고, 상기 돌기의 나사산에 대응하는 나사산을 구비할 수 있다.
상기 제1 및 제2 단자 플레이트는 상부면에 배치된 걸림 홈을 구비하고, 상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 하부면에 배치되고, 상기 걸림 홈에 안착될 수 있는 걸림 돌기를 구비할 수 있다.
상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 일 방향을 따라 연장되고, 상면에 배치되는 요부를 구비할 수 있다.
상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 상면에 배치되고, 상부로 돌출되는 돌출부를 구비할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극판 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트를 전기적으로 연결시키며, 상기 제1 및 제2 집전판은 상기 전지 케이스에 수용되는 제1 및 제2 집전판을 더 포함할 수 있다.
상기 캡 플레이트와 상기 제1 및 제2 단자 플레이트 사이에 배치되는 제1 및 제2 가스켓을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 이차 전지 모듈은 전극 조립체, 일측에 마련된 개구부를 통하여 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스, 및 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하는 복수의 이차 전지들, 및 상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바를 포함한다. 여기서, 상기 캡 조립체는 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 단자부를 구비하는 캡 조립체를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 단자부는 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 및 제2 집전판과 접속되며, 상부로 돌출된 돌기를 구비하는 제1 및 제2 단자 플레이트, 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트와 상기 버스바를 전기적으로 연결하고, 상기 돌기와 결합하는 요홈을 구비하는 제1 및 제2 단자 접속 부재를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 이차 전지는 버스바와 동일한 물질로 형성되는 단자 접속 부재를 구비한다. 따라서, 상기 버스바를 이용하여 이차 전지들을 전기적으로 연결한 이차 전지 모듈은 상기 버스바 및 상기 단자 접속 부재 사이의 결합력 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 설명하기 사시도이다.
도 2는 도 1에 1에 도시된 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전극 조립체를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 단자 플레이트 및 단자 접속 부재를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 단자 접속 부재의 하방 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이차 전지 모듈에 적용 가능한 단자 접속 부재 및 버스바를 설명하기 위한 사시도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈을 설명하기 사시도이며, 도 2는 도 1에 1에 도시된 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 전극 조립체를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 단자 플레이트 및 젠더를 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 젠더의 하방 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 이차 전지 모듈은 복수의 이차 전지(100)들, 및 상기 이차 전지(100)들을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바(200)들을 포함한다.
상기 이차 전지(100)들은 전극 조립체(110), 제1 집전판(120), 제2 집전판(130), 전지 케이스(140), 및 캡 조립체(150)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 제1 전극판(111), 제2 전극판(112), 제1 세퍼레이터(113), 및 제2 세퍼레이터(114)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112) 중 하나는 양극판일 수 있으며, 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112) 중 다른 하나는 음극판일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제1 전극판(111)이 양극판이며, 상기 제2 전극판(112)이 음극판인 경우를 예로서 설명한다.
상기 제1 전극판(111)은 제1 활물질이 제1 전극 집전체 상에 도포된 영역인 제1 활물질부(111a), 및 상기 제1 활물질부(111a) 이외의 영역인 제1 무지부(111b)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 집전체는 전도성 물질판, 예를 들면, 알루미늄, 니켈, 티탄 및 소성 탄소 중 하나의 물질판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 전극 집전체는 높은 도전성을 가진 물질로, 화학적 변화를 유발하지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 제1 활물질은 리튬을 포함하는 층상 화합물인 양극 활물질, 전도성을 향상시키는 도전재, 및 상기 양극 활물질과 상기 도전제 사이의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 활물질부(111a)는 상기 양극 활물질, 상기 도전재, 및 상기 바인더를 용매와 함께 혼합하여 슬러리 형태로 만든 후, 상기 슬러리를 상기 제1 전극 집전체의 표면에 도포하여 형성될 수 있다.
상기 제2 전극판(112)은 제2 활물질이 제2 전극 집전체 상에 도포된 영역인 제2 활물질부(112a), 및 상기 제2 활물질부(112a) 이외의 영역인 제2 무지부(112b)를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극 집전체는 전도성 금속판, 예를 들면, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈 중 하나의 금속판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 전극 집전체는 높은 도전성을 가진 금속판이면 만족한다.
상기 제2 활물질은 음극 활물질, 및 상기 음극 활물질의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 활물질부(112a)는 상기 음극 활물질 및 상기 바인더를 용매와 혼합하여 슬러리를 만든 후, 상기 슬러리를 상기 제2 전극 집전체의 표면에 도포하여 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 세퍼레이터(113, 114) 중 하나, 예를 들면, 상기 제1 세퍼레이터(113)는 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 세퍼레이터(113, 114) 중 다른 하나는 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112) 중 하나의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 세퍼레이터(114)는 상기 제2 전극판(112)의 외부에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 세퍼레이터(113, 114)는 이온 투과도 및 기계적 강도가 높은 절연성의 박막일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 세퍼레이터(113, 114)는 복수의 미세 통공을 포함하며, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 및 폴리불화비닐리덴(PVdF) 중 하나의 박막일 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 세퍼레이터(113, 114)는 이온의 통로가 되는 동시에 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112)의 접촉을 방지한다.
한편, 상기 전극 조립체(110)는 상기 제1 전극판(111), 상기 제1 세퍼레이터(113), 제2 전극판(112), 및 상기 제2 세퍼레이터(114)를 권취축을 중심으로 일정한 폭으로 권취하여 제조될 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 전해액과 함께 상기 전지 케이스(140)에 수납될 수 있다. 상기 전해액은 전해액은 유기 용매, 리튬염(LiPF6, LiBF4 등), 및 첨가제를 포함할 수 있다. 즉, 상기 전해액은 상기 리튬염 및 상기 첨가제가 상기 유기 용매에 용해된 용액일 수 있다. 상기 유기 용매는 충분한 양의 상기 리튬염을 용해시킬 수 있고, 낮은 점도를 가질 수 있다. 특히, 상기 유기 용매는 상기 이차 전지가 충방전 과정에서, 상기 제1 전극판(111) 및 상기 제2 전극판(112)의 표면에서 불활성일 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 용매는 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate, EC), 포로필렌카보네이트(propylene carbonate, PC), 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, , DMC), 디에틸카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 및 에틸메틸카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC) 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전해액은 고체 전해액으로, 폴리머 겔을 함께 사용할 수 있다. 상기 폴리머 겔을 이용한 상기 전해액은 비점이 높아, 연소에 대하여 안정하고, 상기 전해액이 상기 전지 케이스(140)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 폴리머 겔은 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리아크릴로니트릴(ployacrylonitrile, PAN), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리비닐디플루오라이드(polyvinyldifluoride, PVDF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 폴리머 겔은 폴리머의 전구체(prepolymer)의 겔화 반응에 의하여 형성될 수 있다. 상기 전구체는 프리폴리머를 의미한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 폴리머 겔은 상기 전구체를 상기 전지 케이스(140)에 수납하고, 상기 전구체가 수납된 상기 전지 케이스(140)를 가열하여 형성될 수 있다.
상기 제1 집전판(120)은 상기 제1 전극판(111)과 접속될 수 있으며, 상기 제2 집전판(130)은 상기 제2 전극판(112)과 접속될 수 있다. 구체적으로 상기 제1 집전판(120)은 상기 제1 무지부(111a)에 용접될 수 있으며, 상기 제2 집전판(130)은 상기 제2 무지부(112b)에 용접될 수 있다. 상기 제1 집전판(120) 및 상기 제2 집전판(130)은 알루미늄, 알루미늄 합금 구리, 및 구리 합금 중 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 집전판(120, 130)은 상기 전극 조립체(110)와 함께 상기 전지 케이스(140)에 수용될 수 있다.
상기 전지 케이스(140)는 육면체 형상일 수 있다. 또한, 상기 전지 케이스(140)의 일면에는 개구부가 마련된다. 상기 개구부를 통하여, 상기 전극 조립체(110)가 상기 전지 케이스(140)의 내부에 삽입 안착될 수 있다.
상기 전지 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 전지 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(110) 및 캡 조립체(150)와 절연될 수 있다.
상기 캡 조립체(150)는 상기 개구부에 결합되어, 상기 전지 케이스(140)의 내부를 밀봉할 수 있다. 상기 캡 조립체(150)는 캡 플레이트(151), 제1 가스켓(152), 제1 단자부(153), 제2 가스켓(154), 및 제2 단자부(155)를 포함할 수 있다.
상기 캡 플레이트(151)는 상기 전지 케이스(140)의 개구부를 밀봉하며, 상기 전지 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 캡 플레이트(151)는 안전 벤트(151a)를 구비할 수 있다. 상기 캡 플레이트(151)는 레이저 용접을 통하여 상기 전지 케이스(140)에 결합될 수 있다.
상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)은 상기 캡 플레이트(151) 상에 서로 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)에 의해, 상기 제1 및 제2 단자부(153, 155)는 상기 캡 플레이트(151) 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)은 상기 제1 및 제2 단자부(153, 155)와 상기 캡 플레이트(151)를 절연시킨다. 즉, 상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)은 절연성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)은 상기 제1 및 제2 단자부(153, 155)와 상기 캡 플레이트(151)의 사이를 밀봉시킨다. 따라서, 상기 제1 및 제2 가스켓(152, 154)은 외부의 수분이 상기 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 상기 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
상기 제1 단자부(153)는 제1 단자 플레이트(153a), 및 제1 단자 접속 부재(153b)를 포함할 수 있다.
상기 제1 단자 플레이트(153a)는 상기 제1 가스켓(152) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 단자 플레이트(153a)는 상기 제1 집전판(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 단자 플레이트(153a)는 스테인리스 스틸, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 단자 플레이트(153a)는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
상기 제1 단자 플레이트(153a)는 상부로 돌출된 돌기(153a-1)를 포함할 수 있다. 상기 돌기(153a-1)는 외주면에 배치된 나사산을 구비할 수 있다. 즉, 상기 돌기(153a-1)는 수나사일 수 있다. 또한, 상기 제1 단자 플레이트(153a)는 상부면의 일부에 배치된 걸림 홈(153a-2)을 구비할 수 있다.
상기 제1 단자 접속 부재(153b)는 상기 제1 단자 플레이트(153a) 상에 배치되고, 상기 제1 단자 접속 부재(153b) 및 상기 버스바(200)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 단자 접속 부재(153b)는 하부면의 일부에 상기 제2 단자 플레이트(155a)의 상기 돌기(153a-1)와 결합할 수 있는 요홈(153b-1)을 구비할 수 있다. 상기 요홈(153b-1)은 내주면에 배치되고, 상기 돌기(153a-1)의 나사산에 대응하는 나사산을 구비할 수 있다.
상기 제1 단자 접속 부재(153b)는 상기 걸림 홈(153a-2)에 안착될 수 있는 걸림 돌기(153b-2)를 구비할 수 있다. 상기 걸림 돌기(153b-2)는 상기 걸림 홈(153a-2)에 안착되어, 상기 제1 단자 접속 부재(153b) 및 상기 제1 단자 플레이트(153a)가 회전하지 않도록 할 수 있다.
상기 제1 단자 접속 부재(153b)는 스테인리스 스틸, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 및 알루미늄 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 단자 접속 부재(153b)는 구리로 형성될 수 있다.
상기 제2 단자부(155)는 제2 단자 플레이트(155a), 및 제2 단자 접속 부재(155b)를 포함할 수 있다.
상기 제2 단자 플레이트(155a)는 상기 제2 가스켓(154) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 단자 플레이트(155a)는 상기 제2 집전판(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 단자 플레이트(155a)는 상기 제1 단자 플레이트(153a)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 단자 플레이트(155a)는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
상기 제2 단자 플레이트(155a)는 상부로 돌출된 돌기(155a-1)를 포함할 수 있다. 상기 돌기(155a-1)는 외주면에 배치된 나사산을 구비할 수 있다. 즉, 상기 돌기(155a-1)는 수나사일 수 있다. 또한, 상기 제2 단자 플레이트(155a)는 상부면의 일부에 배치된 걸림 홈(155a-2)을 구비할 수 있다.
상기 제2 단자 접속 부재(155b)는 상기 제2 단자 플레이트(155a) 상에 배치되고, 상기 제2 단자 접속 부재(155b) 및 상기 버스바(200)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제2 단자 접속 부재(155b)는 하부면의 일부에 상기 제2 단자 플레이트(155a)의 상기 돌기(155a-1)와 결합할 수 있는 요홈(155b-1)을 구비할 수 있다. 상기 요홈(155b-1)은 내주면에 배치되고, 상기 돌기(155a-1)의 나사산에 대응하는 나사산을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 단자 접속 부재(155b)는 상기 걸림 홈(155a-2)에 안착될 수 있는 걸림 돌기(155b-2)를 구비할 수 있다. 상기 걸림 돌기(155b-2)는 상기 걸림 홈(155a-2)에 안착되어, 상기 제2 단자 접속 부재(155b) 및 상기 제2 단자 플레이트(155a)가 회전하지 않도록 할 수 있다.
상기 제2 단자 접속 부재(155b)는 상기 제1 단자 접속 부재(153b)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 단자 접속 부재(155b)는 구리로 형성될 수 있다.
상기 버스바(200)들은 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 단자 접속 부재(155b)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 버스바(200)들은 상기 제1 및 제2 단자 접속 부재(155b) 상에 용접을 통하여 접속될 수 있다. 여기서, 상기 용접 방법은 레이저 용접일 수 있다. 따라서, 상기 버스바(200)들을 통하여, 어느 하나의 이차 전지(100)는 인접하는 이차 전지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 버스바(200)들은 상기 제1 및 제2 단자 접속 부재(155b)와 동일한 물질로 형성되므로, 이종 금속간 용접에 따른 결합력 저하가 방지될 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 통하여 본 발명의 다른 실시예들를 설명한다. 도 6 및 도 7에 있어서, 도 1 내지 도 5에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 도 1 내지 도 5와 다른 점을 위주로 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이차 전지 모듈에 적용 가능한 단자 접속 부재 및 버스바를 설명하기 위한 사시도들이다.
우선, 도 6을 참조하면, 단자 접속 부재(153b)는 버스바(200)가 안착될 수 있는 요부(153b-3)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 요부(153b-3)는 상기 단자 접속 부재(153b)의 일 방향, 예를 들면, 상기 단자 접속 부재의 폭 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 상기 버스바(200)가 상기 요부(153b-3)에 안착되면, 용접을 통하여 상기 버스바(200) 및 상기 단자 접속 부재(153b)를 결합시킬 수 있다. 여기서, 상기 용접 방법은 필렛 용접일 수 있다.
도 7을 참조하면, 단자 접속 부재(153b)는 상기 버스바(200)와 결합되는 돌출부(153b-4)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 단자 접속 부재(153b)와 결합되는 상기 버스바(200)는 상기 돌출부(153b-4)에 대응하는 개구(210)를 구비할 수 있다. 상기 버스바(200)의 개구(210)가 상기 단자 접속 부재(153b)의 상기 돌출부(153b-4)에 대응하도록 상기 버스바(200)가 상기 단자 접속 부재(153b) 상에 안착되면, 용접을 통하여, 상기 버스바(200) 및 상기 단자 접속 부재(153b)를 결합시킬 수 있다. 여기서, 상기 용접 방법은 맞대기 용접일 수 있다. 즉, 상기 버스바(200)의 상기 개구(210) 및 상기 단자 접속 부재(153b)의 상기 돌출부(153b-4)의 경계를 맞대기 용접하여, 상기 버스바(200) 및 상기 단자 접속 부재(153b)를 결합시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100; 이차 전지 110; 전극 조립체
120; 제1 집전판 130; 제2 집전판
140; 전지 케이스 150; 캡 조립체
200; 버스바

Claims (15)

  1. 제1 전극판, 제2 전극판, 및 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체;
    일측에 마련된 개구부를 통하여 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스; 및
    상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 단자부를 구비하는 캡 조립체를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 단자부는
    상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 및 제2 집전판과 접속되며, 상부로 돌출된 돌기를 구비하는 제1 및 제2 단자 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 단자 플레이트 상에 배치되고, 상기 돌기와 결합하는 요홈을 구비하는 제1 및 제2 단자 접속 부재를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 돌기는 외주면에 배치된 나사산을 구비하고,
    상기 요홈은 내주면에 배치고, 상기 돌기의 나사산에 대응하는 나사산을 구비하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 플레이트는 상부면에 배치된 걸림 홈을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 하부면에 배치되고, 상기 걸림 홈에 안착될 수 있는 걸림 돌기를 구비하는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 일 방향을 따라 연장되고, 상면에 배치되는 요부를 구비하는 이차 전지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 상면에 배치되고, 상부로 돌출되는 돌출부를 구비하는 이차 전지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극판 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트를 전기적으로 연결시키며, 상기 제1 및 제2 집전판은 상기 전지 케이스에 수용되는 제1 및 제2 집전판을 더 포함하는 이차 전지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 제1 및 제2 단자 플레이트 사이에 배치되는 제1 및 제2 가스켓을 더 포함하는 이차 전지.
  8. 전극 조립체, 일측에 마련된 개구부를 통하여 상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스, 및 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하는 복수의 이차 전지들; 및
    상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 복수의 버스바를 포함하며,
    상기 캡 조립체는 상기 개구부에 결합되어 상기 전지 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트, 및 상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 단자부를 구비하는 캡 조립체를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 단자부는
    상기 캡 플레이트 상에 서로 이격되어 배치되고, 상기 제1 및 제2 집전판과 접속되며, 상부로 돌출된 돌기를 구비하는 제1 및 제2 단자 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 단자 플레이트와 상기 버스바를 전기적으로 연결하고, 상기 돌기와 결합하는 요홈을 구비하는 제1 및 제2 단자 접속 부재를 포함하는 이차 전지 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재와 상기 버스바들은 동일한 물질로 이루어지는 이차 전지 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 돌기는 외주면에 배치된 나사산을 구비하고,
    상기 요홈은 내주면에 배치고, 상기 돌기의 나사산에 대응하는 나사산을 구비하는 이차 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 플레이트는 상부면에 배치된 걸림 홈을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 하부면에 배치되고, 상기 걸림 홈에 안착될 수 있는 걸림 돌기를 구비하는 이차 전지 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 일 방향을 따라 연장되고, 상면에 배치되는 요부를 구비하는 이차 전지 모듈.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단자 접속 부재는 상면에 배치되고, 상부로 돌출되는 돌출부를 구비하고,
    상기 버스바는 상기 돌기에 대응하는 개구를 구비하는 이차 전지 모듈.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극판 및 상기 제1 및 제2 단자 플레이트를 전기적으로 연결시키며, 상기 제1 및 제2 집전판은 상기 전지 케이스에 수용되는 제1 및 제2 집전판을 더 포함하는 이차 전지 모듈.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 제1 및 제2 단자 플레이트 사이에 배치되는 제1 및 제2 가스켓을 더 포함하는 이차 전지 모듈.
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