KR20160088002A - 전지팩들의 전기적 연결 상태를 변경할 수 있는 전지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 둘 이상의 전지팩; 및 상기 전지팩들을 상호 기계적으로 연결하고, 피벗 회전이 가능한 구조로 이루어진 하나 이상의 연결 부재;를 포함하고 있고, 상기 전지팩의 외면에는 양극 접속부와 음극 접속부가 설치되어 있고, 상기 전지팩들이 연결 부재를 중심으로 피벗 회전하여 전지팩들의 외면이 서로 대면할 때, 전지팩들의 양극 접속부들과 음극 접속부들이 서로 전기적으로 직렬 또는 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 전지모듈을 제공한다.

Description

전지팩들의 전기적 연결 상태를 변경할 수 있는 전지모듈 {Battery Module Capable of Switching Electrical Connection of Battery Packs}

본 발명은 전지팩들의 전기적 연결 상태를 변경할 수 있는 전지모듈에 관한 것이다.

IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다.

이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.

상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.

한편, 전지모듈이 소정의 장치 내지 디바이스에서 요구되는 출력 및 용량을 제공하기 위해서는, 다수의 전지셀들을 직렬 또는 병렬 방식으로 전기적으로 연결하여 전지모듈을 구성하여야 하고, 전지모듈의 용량이 커질수록 확장성이 용이하고 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다.

특히, 다수의 전지셀들을 사용하여 전지모듈을 구성하는 경우, 버스 바 또는 전원 연결 케이블과 같이 이들의 기계적 체결 및 전기적 연결을 위해 일반적으로 많은 부재들이 필요하고, 냉각 구조도 포함시켜야 하므로 부품들을 제조하여 조립하는 과정은 매우 복잡하다.

더욱이, 이러한 전지모듈은, 소망하는 출력 특성과 수명 특성을 위해, 전지모듈을 확장하거나, 전기적 연결 방식을 변경 하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라 많은 부품의 추가 또는 변경이 필요하므로, 제조 비용이 높고, 구조의 복잡성으로 제조가 용이하지 않다.

따라서, 전지모듈의 확장 또는 전기적 연결을 간단하게 변경할 수 있는 전지모듈의 필요성이 매우 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지팩들을 상호 기계적으로 연결하고, 피벗 회전이 가능한 구조로 이루어진 하나 이상의 연결 부재를 통해 다수의 전지팩들을 연결하여 전지모듈을 구성하는 경우, 전지모듈의 확장 또는 전기적 연결을 간단하게 변경할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지모듈은, 둘 이상의 전지팩; 및

상기 전지팩들을 상호 기계적으로 연결하고, 피벗 회전이 가능한 구조로 이루어진 하나 이상의 연결 부재;

를 포함하고 있고,

상기 전지팩의 외면에는 양극 접속부와 음극 접속부가 설치되어 있고, 상기 전지팩들이 연결 부재를 중심으로 피벗 회전하여 전지팩들의 외면이 서로 대면할 때, 전지팩들의 양극 접속부들과 음극 접속부들이 서로 전기적으로 직렬 또는 병렬 접속되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구조의 전지모듈은, 전지팩들을 전기적으로 상호 연결하기 위한 버스 바, 또는 체결 바와 같은 추가적인 부재 없이도, 전지팩들의 외면이 서로 대면하면, 전기적 접속이 이루어질 수 있으므로, 매우 간단한 조립 구조로 공정성이 높고, 전체적으로 콤팩트한 구조로 이루어질 수 있다.

나아가, 전지팩의 외면들이 서로 대면할 때, 즉, 이들의 외면의 전극 접속부들이 서로 접촉함에 따라 전기적 접속을 달성할 수 있으므로, 추가적인 전지팩을 전지모듈에 부가하기 용이하며, 그에 따라, 전지모듈의 용량 확장을 간편하게 달성할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 전지모듈의 장점은, 연결 부재를 이용하여, 전지팩들을 피벗 회전시켜, 이들의 대면 방향을 전환시킴으로써, 전기적 연결 상태, 즉 직렬에서 병렬 접속으로, 또는 병렬에서 직렬 접속으로 변경할 수 있다는 점이다.

예를 들어, 전지팩들의 외면이 서로 대면하고 있는 상태에서의 전기적 연결 상태가 직렬 연결이라면, 연결 부재를 중심으로 전지팩들을 반대로 회전 시켜, 또 다른 외면들을 대면 시키고, 이 상태에서는 이들의 전기적 연결이 병렬 연결로 이루어질 수 있는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 전지모듈은, 전지팩들이 서로 대면할 수 있는 외면 각각에 양극 접속부들과 음극 접속부들이 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 전지팩은 지면을 기준으로 상부 면인 제 1 면;

상기 제 1 면과 대향하는 하부 면인 제 2 면; 및 상기 전지팩의 외주면으로서, 상기 제 1 면과 제 2 면의 사이에 위치하고 있고, 제 1 면의 단부로부터 제 2 면의 단부로 연장되어 있는 제 3 면;을 포함하며, 상기 제 1 면, 제 2 면 및 제 3 면 중의 적어도 어느 하나에는 양극 접속부와 음극 접속부가 각각 나란히 형성되어 있으며, 상기 제 3 면에는 연결 부재가 장착된 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 전지팩은, 각 외면들(‘제 1 면’, ‘제 2 면’ 또는 ‘제 3 면’)에서 양극 접속부와 음극 접속부의 위치를 다양하게 구성하여, 직렬 또는 병렬로 전기적 접속을 달성할 수 있다.

하나의 예로서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는 제 1 면 및 제 2 면의 각각에서, 중앙 부위에 나란히 위치할 수 있다.

이러한 구조는, 전지팩들의 제 1 면들이 서로 대면할 때, 각각의 양극 접속부와 음극 접속부가 전기적으로 접속되어 직렬 또는 병렬을 이루는 구조일 수 있다. 여기서, 전지팩들이 제 1 면들의 대면 방향에 대해 대향으로 피벗 회전하여, 이들의 제 2 면이 서로 대면하는 경우, 상술한 제 1 면들이 대면하여 이루는 접속 구조와 반대되는 접속 구조, 즉, 제 1 면들이 대면이 직렬이라면, 제 2 면의 대면은 병렬로 접속되고, 반대로 제 1 면들이 대면이 병렬이라면, 제 2 면의 대면은 직렬로 접속되는 구조일 수 있다.

즉, 본 발명의 전지모듈은, 상호 대향하는 면인 제 1 면과 제 2 면을 가지는 전지팩에서, 제 1 면과 제 2 면의 대면 상태에 따라 직렬 또는 병렬 접속 구조를 달성할 수 있으며, 상기 전지팩은 연결 부재에 의해 피벗 회전으로, 제 1 면들의 대면 상태에서, 제 2 면들의 대면으로, 또는 그 반대의 대면 상태로 쉽게 변경시킬 수 있는 점에 주목해야 한다.

이와는 달리, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는, 연결 부재가 장착되어 있는 제 3 면에 나란히 위치할 수 있다.

이와 같은 구조는, 전지팩들이 측면 방향으로 나란히 위치한 경우, 각 전지팩들의 제 3 면들이 서로 대면 하여, 각각의 양극 접속부와 음극 접속부가 전기적으로 접속되어 직렬 또는 병렬을 이루는 구조일 수 있다.

또한, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는, 연결 부재가 장착되어 있는 제 3 면과 인접한 제 1 면의 단부를 따라, 제 1 면상에 나란히 위치하고 있는 동시에, 상기 단부의 대향 단부를 따라, 제 1 면 상에 또 다른 양극 접속부 및 음극 접속부가 나란히 위치하는 구조일 수 있다.

여기서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는, 제 1 면상에 위치한 구조와 마찬가지로, 제 2 면에도 위치할 수 있음은 물론이다.

다른 예로서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는 제 1 면 및 제 2 면의 각각에서, 중앙 부위에 나란히 위치하는 동시에, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는 연결 부재가 장착되어 있는 제 3 면에도 나란히 형성되어 있을 수 있다.

이와 같은 구조는, 전지팩들의 제 1 면 또는 제 2 면들이 서로 대면할 때, 각각의 양극 접속부와 음극 접속부가 전기적으로 접속되어 직렬 또는 병렬을 이루는 구조이고, 전지팩의 제 3 면은 전지모듈의 측면을 이루게 되며, 그에 따라 제 3 면의 양극 접속부와 음극 접속부는 측면에서, 또 다른 전지모듈의 양극 접속부와 음극 접속부와 전기적 접속을 달성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은 전지팩의 외면(‘제 1 면’, ‘제 2 면’ 또는 ‘제 3 면’)에 형성되어 있는 양극 접속부와 음극 접속부가, 외면이 대면할 때, 접속되는 구조로 이루어져 있으며, 각 전지팩들은 연결 부재에 의해, 피벗 회전하여, 외면의 대면 상태를 변경하여, 직렬 또는 병렬 연결 구조를 달성할 수 있다.

상기 전지팩은 n개(n≤2)의 전지팩들을 포함하고 있고, 제 1 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 순차적으로 배열될 수 있다.

여기서, 배열된 n개의 전지팩들이 피벗 회전하지 않은 상태에서, 전지팩들 각각의 제 1 면이 전지모듈의 상면을 형성하고, 각각의 제 2 면이 전지모듈의 하면을 형성하게 된다. 이 상태에서, 전지팩들은 피벗 회전하여, 제 1 면, 또는 제 2 면이 서로 대면하는 구조로 전환될 수 있다.

구체적으로, 배열된 n개의 전지팩들이 피벗 회전한 상태에서, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 제 1 전지팩 및 홀수 번째에 배열되는 전지팩의 피벗 회전은, 짝수 번째에 배열되는 전지팩의 피벗 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다.

즉, 전지팩들은 지그재그로 회전하며, 외면들이 서로 대면하는 구조로 이루어져 있으며, 각 전지팩들의 제 1 면은 제 1 면과, 제 2 면은 제 2 면과 대면하도록 회전할 수 있다.

상세하게는, 상기 n개의 전지팩들이 피벗 회전할 때, 상기 제 1 전지팩의 제 1 면은 제 2 전지팩의 제 1 면과 대면하고, 제 2 전지팩의 제 2 면은 제 3 전지팩의 제 2 면과 대면하며, 제 3 전지팩의 제 1 면은 제 4 전지팩의 제 1 면과 대면하고, 상기 n이 5 이상일 경우, 상기 제 4 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 대면 구조로 대면되도록 전지팩들이 피벗 회전하는 구조로 이루어져 있다.

상기 구조와는 달리, 상기 n개의 전지팩들이 피벗 회전할 때, 상기 제 1 전지팩의 제 2 면은 제 2 전지팩의 제 2 면과 대면하고, 제 2 전지팩의 제 1 면은 제 3 전지팩의 제 1 면과 대면하며, 제 3 전지팩의 제 2 면은 제 4 전지팩의 제 2 면과 대면하고, 상기 n이 5 이상일 경우, 상기 제 4 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 대면 구조로 대면되도록 전지팩들이 피벗 회전하는 구조로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 제 1 전지팩 및 홀수 번째에 배열되는 전지팩의 제 2 면에는, 제 1 면의 양극 접속부와 대응되는 위치에 음극 접속부가 형성되어 있고, 제 1 면의 음극 접속부와 대응되는 위치에 양극 접속부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 짝수 번째에 배열되는 전지팩의 제 2 면에는, 제 1 면의 양극 접속부와 대응되는 위치에 양극 접속부가 형성되어 있고, 제 1 면의 음극 접속부와 대응되는 위치에 음극 접속부가 형성될 수 있다.

즉, 제 1 전지팩을 포함하는 홀수 번째에 배열되는 전지팩은, 동일 면에서 바라볼 때, 제 1 면에는 양극 접속부, 음극 접속부의 순서이고, 제 2 면은 음극 접속부, 양극 접속부의 순서로 형성되어 있다. 이와는 달리, 짝수 번째에 배열되는 전지팩은, 동일 면에서 바라볼 때, 제 1 면과 제 2 면의 양극 접속부, 음극 접속부의 형성 위치가 같다.

따라서, 상기와 같이, 전지팩들의 피벗 회전이 완료된 구조는, 홀수 번째 전지팩의 제 1 면과 짝수 번째 전지팩의 제 1 면이 대면하는 경우와, 홀수 번째 전지팩의 제 2 면과 짝수 번째 전지팩의 제 2 면이 대면하는 경우의 전기적 연결 상태가 동일할 수 있다. 즉, 제 1 면들의 대면 상태가 직렬이라면, 제 2 면들이 대면할 때도 직렬이 되며, 반대로, 제 1 면들의 대면 상태가 직렬이라면, 제 2 면들이 대면할 때는 직렬이 될 수 있다.

이와 관련된 하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 제 1 전지팩의 제 1 면이 제 2 전지팩의 제 1 면과 대면하면, 제 1 전지팩의 양극 접속부와 제 2 전지팩의 양극 접속부가 접속하고 제 1 전지팩의 음극 접속부와 제 2 전지팩의 음극 접속부가 접속하여, 상호 병렬 전기 접속을 이루고, 상기 제 2 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 그것의 제 2 면이 제 3 전지팩의 제 2 면과 대면하면, 제 2 전지팩의 양극 접속부와 제 3 전지팩의 양극 접속부가 접속하고 제 2 전지팩의 음극 접속부와 제 3 전지팩의 음극 접속부가 접속하여, 상호 병렬 전기 접속을 이루고, 상기 n이 4 이상일 경우, 상기 제 3 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 접속 구조로 전지팩들이 피벗 회전 하여, 병렬 접속 구조를 구성할 수 있다.

여기서, 상기 전지팩들의 피벗 회전이 완료된 구조에서, 역으로 피벗 회전하는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이, 병렬 접속 상태가, 직렬 접속 상태로 전환될 수 있다.

구체적으로, 상기 제 1 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 제 1 전지팩의 제 2 면이 제 2 전지팩의 제 2 면과 대면하면, 제 1 전지팩의 양극 접속부와 제 2 전지팩의 음극 접속부가 접속하고 제 1 전지팩의 음극 접속부와 제 2 전지팩의 양극 접속부가 접속하여, 상호 직렬 전기 접속을 이루고, 상기 제 2 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 그것의 제 1 면이 제 3 전지팩의 제 1 면과 대면하면, 제 2 전지팩의 양극 접속부와 제 3 전지팩의 음극 접속부가 접속하고 제 2 전지팩의 음극 접속부와 제 3 전지팩의 양극 접속부가 접속하여, 상호 직렬 전기 접속을 이루며, 상기 n이 4 이상일 경우, 상기 제 3 전지팩으로부터 제 n 전지팩 까지 상기 접속 구조로 전지팩들이 피벗 회전 하여, 직렬 접속 구조를 구성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 다수의 전지팩들이 피벗 가능한 구조로 상호 결합되어 있고, 피벗 회전 방향에 따라, 전기적 연결 상태(‘직렬 또는 병렬’)를 전환할 수 있는 바, 소망하는 출력, 용량, 수명 특성을 고려하여, 상황에 적합한 전기적 연결 상태로 전지모듈을 사용할 수 있다.

여기서, 피벗 회전이 가능한 연결 부재는 예를 들어, 경첩 구조로 이루어진 부재일 수 있고, 상세하게는 경첩 부; 및 상기 경첩 부와 전지팩을 기계적으로 연결하는 연결 부;를 포함하는 경첩일 수 있다. 이러한 경첩은 연결 부가 경첩 부를 중심으로 360도 회전이 가능하도록 구성되어 있어, 전지팩 역시 360도로 회전할 수 있다.

상기 연결 부재는 또한, 탄성을 가지며 유연성 있는 소재로 이루어질 수 있으며, 상세하게는, 고분자 수지의 다공성 구조체, 또는 천연 고무 또는 인조 고무로 이루어진 다공성 구조체일 수 있으나 이것들로 한정되는 것은 아니다.

한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지팩은 둘 이상의 전지셀들이 외장 부재에 수납된 구조로 이루어져 있고, 상기 외장 부재에는 전지셀들의 양극 단자 및 음극 단자가 직접 노출되거나 또는 전극 단자들을 연결하는 양극 접속부재 및 음극 접속부재가 외부로 노출될 수 있도록 둘 이상의 개구가 형성되어 있는 구조일 수 있다.

이러한 구조는, 구체적으로, 전지셀의 전극 단자가 외장부재의 내부에서 연장된 상태로, 개구를 통해 노출된 구조, 또는 전지셀의 전극 단자에, 개구를 통해 외부로 노출되는 접속 부재가 연결되어는 구조일 수 있다.

따라서, 본 발명의 전지팩에서는, 상기 양극 단자 및 음극 단자, 또는 양극 접속부재 및 음극 접속부재는 개구를 통해 상향으로 돌출된 상태로 외부로 노출되며, 노출된 부위가 양극 접속부 및 음극 접속부를 구성할 수 있다.

상기 외장 부재의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전지팩들이 서로 대면할 때, 양극 접속부 및 음극 접속부의 전기적 연결에 간섭하지 않도록 전기절연성 소재로 이루어질 수 있고, 상세하게는 전기절연성의 고분자 소재로 이루어질 수 있다.

상기 전지셀의 구조는, 예를 들어, 금속 캔에 전극조립체가 전해액과 함께 내장되어 있는 각형 전지셀 또는 원통형 전지셀, 또는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극조립체가 전해액과 함께 내장되어 있는 파우치형 전지셀일 수 있다.

이러한 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-xO₄ (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO₃, LiMn₂O₃, LiMnO₂ 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li₂CuO₂); LiV₃O₈, LiFe₃O₄, V₂O₅, Cu₂V₂O₇ 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi_1-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn_2-xM_xO₂ (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li₂Mn₃MO₈ (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn₂O₄; 디설파이드 화합물; Fe₂(MoO₄)₃ 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Li_xFe₂O₃(0≤x≤1), Li_xWO₂(0≤x≤1), Sn_xMe_1-xMe’_yO_z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO₂, PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄, Sb₂O₃, Sb₂O₄, Sb₂O₅, GeO, GeO₂, Bi₂O₃, Bi₂O₄, and Bi₂O₅ 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.

상기 분리막 및 분리필름은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 130 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.

또한, 하나의 구체적인 예에서, 전지의 안전성의 향상을 위하여, 상기 분리막 및/또는 분리필름은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있다.

상기 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자와 바인더 고분자를 활성층 성분으로 사용하여 제조되며, 이때 분리막 기재 자체에 포함된 기공 구조와 더불어 활성층 성분인 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)에 의해 형성된 균일한 기공 구조를 갖는다.

이러한 유/무기 복합 다공성 분리막을 사용하는 경우 통상적인 분리막을 사용한 경우에 비하여 화성 공정(Formation)시의 스웰링(swelling)에 따른 전지 두께의 증가를 억제할 수 있다는 장점이 있고, 바인더 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하는 경우 전해질로도 동시에 사용될 수 있다.

또한, 상기 유/무기 복합 다공성 분리막은 분리막 내 활성층 성분인 무기물 입자와 바인더 고분자의 함량 조절에 의해 우수한 접착력 특성을 나타낼 수 있으므로, 전지 조립 공정이 용이하게 이루어질 수 있다는 특징이 있다.

상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는경우, 전기 화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.

리튬염 함유 비수 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li₃N, LiI, Li₅NI₂, Li₃N-LiI-LiOH, LiSiO₄, LiSiO₄-LiI-LiOH, Li₂SiS₃, Li₄SiO₄, Li₄SiO₄-LiI-LiOH, Li₃PO₄-Li₂S-SiS₂ 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO₄, LiBF₄, LiB₁₀Cl₁₀, LiPF₆, LiCF₃SO₃, LiCF₃CO₂, LiAsF₆, LiSbF₆, LiAlCl₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, (CF₃SO₂)₂NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.

또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.

본 발명은 또한, 상기 전지모듈을 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 예를 들어, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

상기 디바이스들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지모듈은, 전지팩들을 전기적으로 상호 연결하기 위한 버스 바, 또는 체결 바와 같은 추가적인 부재 없이도, 전지팩들의 외면이 서로 대면하면, 전기적 접속이 이루어질 수 있으므로, 매우 간단한 조립 구조와 콤팩트한 구조로 이루어질 수 있다.

나아가, 전지팩의 외면들이 서로 대면할 때, 즉, 이들의 외면의 전극 접속부들이 서로 접촉함에 따라 전기적 접속을 달성할 수 있으므로, 추가적인 전지팩을 전지모듈에 부가하기 용이하며, 그에 따라, 전지모듈의 용량 확장을 간편하게 달성할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 전지모듈의 장점은, 연결 부재를 통해, 전지팩들을 피벗 회전시켜, 이들의 대면 방향을 전환시킴으로써, 전기적 연결 상태, 즉 직렬에서 병렬 접속으로, 또는 병렬에서 직렬 접속으로 변경할 수 있다는 점이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈에서, 전지팩들이 측면으로 배열된 구조를 나타낸 모식도이다;
도 4은 도 3에 도시된 전지모듈에서, 대향면을 나타낸 모식도이다;
도 5는 도 3 및 도 4의 전지모듈을 상부에서 바라본 모식도이다;
도 6은 전지팩들이 피벗 회전된 구조를 나타낸 모식도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;
도 9는 도 8의 전지팩들이 피벗 회전된 구조를 나타낸 모식도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명에 따른 전지모듈을 구성하는 전지팩의 모식도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전지팩(10)은 외장 부재(12) 및 전지셀들(14)로 구성되어 있다.

전지팩(10)은 전지셀들(14)이 외장 부재(12)에 수납되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전지팩(10)은 또한, 외면들인 제 1 면(11), 제 2 면(도시하지 않음) 및 제 3 면(13)을 포함한다.

전지셀들(14)은 원통형 구조로 이루어져 있고, 이들은 접속 부재들(16, 17)에 의해 전기적으로 병렬로 연결되어 있다. 양극 접속부재(16)는 전지셀들(14)의 양극으로부터, 전지팩(10) 제 1 면(11)의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있는 연장부(16a)를 포함하며, 마찬가지로, 음극 접속부재(17)는 음극으로부터 전지팩(10)의 제 1 면의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있는 연장부(17a)를 포함하고 있다.

또한, 양극 접속부재(16)는 전지셀들(14)의 양극으로부터, 전지팩(10) 제 3 면(13)의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있는 연장부(16b)를 더 포함하며, 마찬가지로, 음극 접속부재(17)는 음극으로부터 전지팩(10)의 제 3 면(13)의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있는 연장부(17b)를 포함하고 있다.

도면에 도시되어 있지는 않지만, 제 1 면(11)과 대향하는 제 2 면에도, 제 1 면(11)과 동일한 구조로 양극 접속부와 음극 접속부가 나란히 위치하고 있다.

제 1 면(11), 제 2 면(도시하지 않음) 및 제 3 면에는 양극 접속부재(16) 및 음극 접속부재(17)가 외부로 노출될 수 있도록 개구(18, 19, 18a, 18b)가 형성되어 있고, 이 개구(18, 19, 18a, 18b)를 통해 외부로 노출된 접속 부재들(16, 17, 16b, 17b)은 전지팩(10)의 양극 접속부 및 음극 접속부를 형성한다.

즉, 본 발명의 전지팩(10)은 제 1 면(11)의 중심부에 양극 접속부와 음극 접속부가 나란히 위치하고 있다.

이와는 달리, 도 2에는 파우치형 전지셀들이 외장 부재에 수납된 구조의 전지팩이 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 전지팩(20)은 파우치형 전지셀들(24a, 24b)이 전기적으로 병렬로 연결된 상태로, 외장 부재(21)에 수납되어 있는 구조로 구성되어 있다.

전지셀들(24a, 24b)의 일측 단부에는 양극 단자들(26)이 돌출된 상태로, 상호 연결되어 있으며, 연결된 양극 단자들(26)에는 양극 접속 부재(27)가 장착되어 있고, 접속 부재는 전지팩(20) 외면의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있다.

마찬가지로, 전지셀들(24a, 24b)의 일측 단부에는 음극 단자들(28)이 돌출된 상태로, 상호 연결되어 있으며, 연결된 음극 단자들(28)에는 음극 접속 부재(29)가 장착되어 있고, 음극 접속 부재(29)는 전지팩(20) 외면의 대략 중심과 대응하는 위치까지 연장되어 있다.

이러한 전지팩(20)은, 제 1 면(31), 제 2 면(도시하지 않음) 및 제 3 면(33)을 포함한다. 제 1 면(31)에는 양극 접속부재(27) 및 음극 접속부재(29)가 외부로 노출될 수 있도록 개구(22, 23)가 형성되어 있고, 이 개구(22, 23)를 통해 외부로 노출된 접속부재들(27, 29)은 전지팩(20)의 양극 접속부(22) 및 음극 접속부(23)를 형성한다. 즉, 본 발명의 전지팩(20)은 제 1 면(31)의 중심부에 양극 접속부(22)와 음극 접속부(23)가 나란히 위치하고 있다.

도면에 도시되어 있지는 않지만, 제 1 면(31)과 대향하는 제 2 면에도, 제 1 면(31)과 동일한 구조로 양극 접속부와 음극 접속부가 나란히 위치하고 있다.

또한, 제 3 면(33)에도, 양극 접속부와 음극 접속부를 형성시킬 수 있음은 물론이다.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈에서, 전지팩들이 측면으로 배열된 구조를 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 전지모듈에서, 대향면이 모식적으로 도시되어 있으며, 도 5에는 도 3 및 도 4의 전지모듈을 상부에서 바라본 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 전지모듈(100)은 전지팩들(102, 104, 106, 108)이 피벗 회전이 가능한 연결 부재들(110, 111, 112)에 의해 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다.

구체적으로, 제 1 전지팩(102)과 제 2 전지팩(104)의 제 3 면(102c, 104c)에는 연결 부재(110)가 장착되어 있고, 제 2 전지팩(104)과 제 3 전지팩(106)의 제 3 면(104c, 106c)에는 연결 부재(111)가 장착되어 있으며, 제 3 전지팩(106)과 제 4 전지팩(108)의 제 3 면(106c, 108c)에는 연결 부재(112)가 장착되어 있다.

전지모듈(100)은 제 1 전지팩(102), 제 2 전지팩(104), 제 3 전지팩(106) 및 제 4 전지팩(108)까지 순차적으로 배열되어 있으며, 전지팩들(102, 104, 106, 108) 각각의 제 1 면들(102a, 104a, 106a, 108a)이 전지모듈(100)의 상면을 형성하고, 각각의 제 2 면(102b, 104b, 106b, 108b)이 전지모듈(100)의 하면을 형성하고 있다.

제 1 전지팩(102)의 제 1 면(102a)의 대략 중심부에는 양극 접속부(120) 및 음극 접속부(122)가 차례로 형성되어 있고, 제 2 면(102b)의 대략 중심부에는 음극 접속부(136) 및 양극 접속부(138)가 차례로 형성되어 있다.

제 2 전지팩(104)의 제 1 면(104a)의 대략 중심부에는 음극 접속부(124) 및 양극 접속부(126)가 차례로 형성되어 있고, 제 2 면(104b)의 대략 중심부에는 음극 접속부(140) 및 양극 접속부(142)가 차례로 형성되어 있다.

제 3 전지팩(106)의 제 1 면(106a)의 대략 중심부에는 음극 접속부(128) 및 양극 접속부(130)가 차례로 형성되어 있고, 제 2 면(106b)의 대략 중심부에는 양극 접속부(144) 및 음극 접속부(146)가 차례로 형성되어 있다.

제 4 전지팩(108)의 제 1 면(108a)의 대략 중심부에는 양극 접속부(132) 및 음극 접속부(134)가 차례로 형성되어 있고, 제 2 면(108b)의 대략 중심부에는 양극 접속부(148) 및 음극 접속부(150)가 차례로 형성되어 있다.

제 1 전지팩(102)은 연결 부재(110)를 중심으로 제 2 전지팩(104)의 제 1 면(104a) 방향으로 피벗 회전한다. 제 2 전지팩(104)은 연결 부재(111)를 중심으로, 제 3 전지팩(106)의 제 2 면(106b) 방향으로 피벗 회전한다. 제 3 전지팩(106)은 연결 부재(112)를 중심으로, 제 4 전지팩(108)의 제 1 면(108a) 방향으로 피벗 회전한다.

그 결과 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 전지팩(102)의 제 1 면(102a)이 제 2 전지팩(104)의 제 1 면(104a)과 대면하게 되고, 제 1 전지팩(102)의 양극 접속부(120)는 제 2 전지팩(104)의 양극 접속부(126)와 접속하며, 제 1 전지팩(102)의 음극 접속부(122)는 제 2 전지팩(104)의 음극 접속부(124)와 접속되며, 제 1 전지팩(102) 및 제 2 전지팩(104)은 상호 병렬 연결된다.

또한, 제 2 전지팩(104)의 제 2 면(104b)이 제 3 전지팩(106)의 제 2 면(106b)과 대면하게 되고, 제 2 전지팩(104)의 양극 접속부(142)는 제 3 전지팩(106)의 양극 접속부(144)와 접속하며, 제 2 전지팩(104)의 음극 접속부(140)는 제 3 전지팩(106)의 음극 접속부(146)와 접속되며, 제 2 전지팩(104) 및 제 3 전지팩(106)은 상호 병렬 연결된다.

마찬가지로, 제 3 전지팩(106)의 제 1 면(106a)이 제 4 전지팩(108)의 제 1 면(108a)과 대면하게 되고, 제 3 전지팩(106)의 양극 접속부(130)는 제 4 전지팩(108)의 양극 접속부(132)와 접속하며, 제 3 전지팩(106)의 음극 접속부(128)는 제 4 전지팩(108)의 음극 접속부(134)와 접속되며, 제 3 전지팩(106) 및 제 4 전지팩(108)은 상호 병렬 연결된다.

이와 같이, 전지팩들이 피벗 회전된 전지모듈의 모식도가 도 7에 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 전지모듈(100)은 제 1 전지팩(102), 제 2 전지팩(104), 제 3 전지팩(106) 및 제 4 전지팩(108)이 연결 부재에 의해 연결된 상태로, 상호 대면하도록 적층된 구조로 이루어져 있다. 여기서, 전지모듈(100)은 제 1 전지팩(102)으로부터 제 4 전지팩(108) 까지 상호 병렬로 연결되어 있으며, 제 1 전지팩(102)의 제 2 면(102b)은 전지모듈(100)의 상면이 되고, 제 4 전지팩(108)의 제 2 면(108b)은 전지모듈(100)의 하면이 된다. 따라서, 전지모듈(100)의 상면과 하면에 양극 접속부 및 음극 접속부가 각각 나란히 형성되어 있으며, 이 양극 접속부 및 음극 접속부를 통해, 또 다른 전지모듈과 직렬 또는 병렬로 전기적 연결을 이룰 수 있다.

한편, 도 8에는 전지팩들이 다른 방향으로 피벗 회전하는 전지모듈의 모식도가 도시되어 있고, 도 9에는, 피벗 회전된 전지모듈이 모식적으로 도시되어 있다.

우선, 도 8을 참조하면, 제 1 전지팩(102)은 연결 부재(110)를 중심으로 제 2 전지팩(104)의 제 2 면(104b) 방향으로 피벗 회전한다. 제 2 전지팩(104)은 연결 부재(111)를 중심으로, 제 3 전지팩(106)의 제 1 면(106a) 방향으로 피벗 회전한다. 제 3 전지팩(106)은 연결 부재(112)를 중심으로, 제 4 전지팩(108)의 제 2 면(108b) 방향으로 피벗 회전한다.

그 결과 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 전지팩(102)의 제 2 면(102b)이 제 2 전지팩(104)의 제 2 면(104b)과 대면하게 되고, 제 1 전지팩(102)의 양극 접속부(138)는 제 2 전지팩(104)의 음극 접속부(140)와 접속하며, 제 1 전지팩(102)의 음극 접속부(136)는 제 2 전지팩(104)의 양극 접속부(142)와 접속되며, 제 1 전지팩(102) 및 제 2 전지팩(104)은 상호 직렬 연결된다.

또한, 제 2 전지팩(104)의 제 1 면(104a)이 제 3 전지팩(106)의 제 1 면(106a)과 대면하게 되고, 제 2 전지팩(104)의 양극 접속부(126)는 제 3 전지팩(106)의 음극 접속부(128)와 접속하며, 제 2 전지팩(104)의 음극 접속부(124)는 제 3 전지팩(106)의 양극 접속부(130)와 접속되며, 제 2 전지팩(104) 및 제 3 전지팩(106)은 상호 직렬 연결된다.

마찬가지로, 제 3 전지팩(106)의 제 2 면(106b)이 제 4 전지팩(108)의 제 2 면(108b)과 대면하게 되고, 제 3 전지팩(106)의 양극 접속부(144)는 제 4 전지팩(108)의 음극 접속부(150)와 접속하며, 제 3 전지팩(106)의 음극 접속부(146)는 제 4 전지팩(108)의 양극 접속부(148)와 접속되며, 제 3 전지팩(106) 및 제 4 전지팩(108)은 상호 직렬 연결된다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (22)

1. 둘 이상의 전지팩; 및
   상기 전지팩들을 상호 기계적으로 연결하고, 피벗 회전이 가능한 구조로 이루어진 하나 이상의 연결 부재;
   를 포함하고 있고,
   상기 전지팩의 외면에는 양극 접속부와 음극 접속부가 설치되어 있고, 상기 전지팩들이 연결 부재를 중심으로 피벗 회전하여 전지팩들의 외면이 서로 대면할 때, 전지팩들의 양극 접속부들과 음극 접속부들이 서로 전기적으로 직렬 또는 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은,
   지면을 기준으로 상부 면인 제 1 면;
   상기 제 1 면과 대향하는 하부 면인 제 2 면; 및
   상기 전지팩의 외주면으로서, 상기 제 1 면과 제 2 면의 사이에 위치하고 있고, 제 1 면의 단부로부터 제 2 면의 단부로 연장되어 있는 제 3 면;
   을 포함하며,
   상기 제 1 면, 제 2 면 및 제 3 면 중의 적어도 어느 하나에는 양극 접속부와 음극 접속부가 각각 나란히 형성되어 있으며, 상기 제 3 면에는 연결 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는 제 1 면 및 제 2 면의 각각에서, 중앙 부위에 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는, 연결 부재가 장착되어 있는 제 3 면에 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 양극 접속부 및 음극 접속부는, 연결 부재가 장착되어 있는 제 3 면과 인접한 제 1 면의 단부를 따라, 제 1 면상에 나란히 위치하고 있는 동시에, 상기 단부의 대향 단부를 따라, 제 1 면 상에 또 다른 양극 접속부 및 음극 접속부가 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
6. 제 2 항에 있어서, n개(n≤2)의 전지팩들을 포함하고 있고, 제 1 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 순차적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
7. 제 6 항에 있어서, 배열된 n개의 전지팩들이 피벗 회전하지 않은 상태에서, 전지팩들 각각의 제 1 면이 전지모듈의 상면을 형성하고, 각각의 제 2 면이 전지모듈의 하면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
8. 제 6 항에 있어서, 배열된 n개의 전지팩들이 피벗 회전한 상태에서, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 제 1 전지팩 및 홀수 번째에 배열되는 전지팩의 피벗 회전은, 짝수 번째에 배열되는 전지팩의 피벗 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 n개의 전지팩들이 피벗 회전할 때, 상기 제 1 전지팩의 제 1 면은 제 2 전지팩의 제 1 면과 대면하고, 제 2 전지팩의 제 2 면은 제 3 전지팩의 제 2 면과 대면하며, 제 3 전지팩의 제 1 면은 제 4 전지팩의 제 1 면과 대면하고, 상기 n이 5 이상일 경우, 상기 제 4 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 대면 구조로 대면되도록 전지팩들이 피벗 회전하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 n개의 전지팩들이 피벗 회전할 때, 상기 제 1 전지팩의 제 2 면은 제 2 전지팩의 제 2 면과 대면하고, 제 2 전지팩의 제 1 면은 제 3 전지팩의 제 1 면과 대면하며, 제 3 전지팩의 제 2 면은 제 4 전지팩의 제 2 면과 대면하고, 상기 n이 5 이상일 경우, 상기 제 4 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 대면 구조로 대면되도록 전지팩들이 피벗 회전하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 제 1 전지팩 및 홀수 번째에 배열되는 전지팩의 제 2 면에는, 제 1 면의 양극 접속부와 대응되는 위치에 음극 접속부가 형성되어 있고, 제 1 면의 음극 접속부와 대응되는 위치에 양극 접속부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 n개의 전지팩들 중에서, 짝수 번째에 배열되는 전지팩의 제 2 면에는, 제 1 면의 양극 접속부와 대응되는 위치에 양극 접속부가 형성되어 있고, 제 1 면의 음극 접속부와 대응되는 위치에 음극 접속부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 제 1 전지팩의 제 1 면이 제 2 전지팩의 제 1 면과 대면하면, 제 1 전지팩의 양극 접속부와 제 2 전지팩의 양극 접속부가 접속하고 제 1 전지팩의 음극 접속부와 제 2 전지팩의 음극 접속부가 접속하여, 상호 병렬 전기 접속을 이루고, 상기 제 2 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 그것의 제 2 면이 제 3 전지팩의 제 2 면과 대면하면, 제 2 전지팩의 양극 접속부와 제 3 전지팩의 양극 접속부가 접속하고 제 2 전지팩의 음극 접속부와 제 3 전지팩의 음극 접속부가 접속하여, 상호 병렬 전기 접속을 이루고, 상기 n이 4 이상일 경우, 상기 제 3 전지팩으로부터 제 n 전지팩까지 상기 접속 구조로 전지팩들이 피벗 회전 하여, 병렬 접속 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 제 1 전지팩의 제 2 면이 제 2 전지팩의 제 2 면과 대면하면, 제 1 전지팩의 양극 접속부와 제 2 전지팩의 음극 접속부가 접속하고 제 1 전지팩의 음극 접속부와 제 2 전지팩의 양극 접속부가 접속하여, 상호 직렬 전기 접속을 이루고, 상기 제 2 전지팩이 연결 부재를 기준으로 피벗 회전하여, 그것의 제 1 면이 제 3 전지팩의 제 1 면과 대면하면, 제 2 전지팩의 양극 접속부와 제 3 전지팩의 음극 접속부가 접속하고 제 2 전지팩의 음극 접속부와 제 3 전지팩의 양극 접속부가 접속하여, 상호 직렬 전기 접속을 이루며, 상기 n이 4 이상일 경우, 상기 제 3 전지팩으로부터 제 n 전지팩 까지 상기 접속 구조로 전지팩들이 피벗 회전 하여, 직렬 접속 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은 둘 이상의 전지셀들이 외장 부재에 수납된 구조로 이루어져 있고, 상기 외장 부재에는 전지셀들의 양극 단자 및 음극 단자가 직접 노출되거나 또는 전극 단자들을 연결하는 양극 접속부재 및 음극 접속부재가 외부로 노출될 수 있도록 둘 이상의 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 양극 단자 및 음극 단자, 또는 양극 접속부재 및 음극 접속부재는 개구를 통해 상향으로 돌출된 상태로 외부로 노출되며, 노출된 부위가 양극 접속부 및 음극 접속부를 구성하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 외장 부재는 전기절연성의 고분자 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
18. 제 15 항에 있어서, 상기 전지셀은 금속 캔에 전극조립체가 전해액과 함께 내장되어 있는 각형 전지셀 또는 원통형 전지셀, 또는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극조립체가 전해액과 함께 내장되어 있는 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지모듈.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 부재는 경첩 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 부재는 유연성 있는 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지모듈.
21. 제 1 항에 따른 전지모듈을 하나 이상 포함하는 디바이스.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.

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