KR20160147366A - 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함하는 전지팩 - Google Patents

전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함하는 전지팩 Download PDF

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KR20160147366A
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Abstract

본 발명은 양극, 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀; 상기 전지셀의 일측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 타측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 1 전극 리드; 상기 전지셀의 타측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 일측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 2 전극 리드; 상기 전지셀의 측면에서 제 1 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 1 커버 테이프; 및 상기 전지셀의 측면에서 제 2 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 2 커버 테이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공한다.

Description

전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함하는 전지팩 {Battery Pack Including Electrode Lead Being Extended Along External Surface of Battery Cell}
본 발명은 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.
전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 전기소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
구체적으로, 원통형 전지는 상단이 개방된 원통형의 금속 캔에 젤리-롤형 전극조립체를 전해액과 함께 내장하고, 금속 캔의 개방된 상단에 캡 어셈블리를 장착하여 밀봉하는 구조로 이루어져 있다. 전극조립체의 양극은 캡 어셈블리의 상단에 연결되어 양극 단자를 형성하고, 전극조립체의 음극은 금속 캔에 연결된 상태에서 금속 캔의 측면은 절연 시트로 둘러싸 절연시킴으로써 금속 캔의 하단에 음극 단자를 형성한다.
이러한 원통형 전지는 최근 스마트 디바이스 시장의 웨어러블(wearable) 제품군에서 수요가 급증하고 있다. 특히, 웨어러블 제품군은 휴대성 및 다양한 디자인 소요에 따라, 초소형의 원통형 전지를 필요로 한다.
그러나, 대부분의 종래의 원통형 전지의 구조는 이와 같은 웨어러블 제품군에서 필요로 하는 조건을 충족 하기 어려운 실정이다.
즉, 종래의 원통형 전지는 상단면 및 하단면이 각각 전극 단자로 형성되어 있는 구조로 이루어져 있음으로써, 전지가 장착되는 디바이스와 전기적으로 연결되기 위해 디바이스 내부의 전지 접촉 부위가 상하로 형성되게끔 특정 구조로 제한되게 하며, 이는 휴대성 및 다양성을 중요시하는 웨어러블 제품군에서 디바이스의 내부 설계를 어렵게하는 문제로 이어지고 있다.
따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지셀이 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 휴대성 및 다양한 디자인을 목적으로 초소형의 전지를 요하는 디바이스에 장착되는 전지팩으로서, 디바이스 내부의 협소한 공간에 장착될 수 있고, 전지팩과 디바이스 사이의 전기적 연결을 용이하고 유연하게 달성할 수 있으며, 다양한 규격의 디바이스에 전기적 연결 부위만을 조정하여 장착할 수 있는 전지팩을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은,
양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀;
상기 전지셀의 일측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 타측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 1 전극 리드;
상기 전지셀의 타측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 일측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 2 전극 리드;
상기 전지셀의 측면에서 제 1 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 1 커버 테이프; 및
상기 전지셀의 측면에서 제 2 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 2 커버 테이프;
를 포함하는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함함으로써, 전지팩이 장착되는 디바이스 내부의 공간이 협소하더라도 하게 전지팩과 디바이스의 전기적 연결을 달성할 수 있으며, 본 발명에 따른 전지팩이 내장되는 디바이스의 내부 공간의 설계가 휴대성 및 다양한 디자인에 따라 유연하게 설계될 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전극조립체는, 시트형의 양극 및 시트형의 음극과 양극 및 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 권취되어 형성되는 젤리-롤형 전극조립체일 수 있다.
구체적으로, 상기 전지케이스는 원통형의 금속 캔일 수 있다. 상기 음극은 상기 금속 캔에 연결되어 있을 수 있고, 음극과 연결된 금속 캔은 그 자체로 음극 단자의 기능을 할 수 있다.
상기 전지케이스의 하단면을 제외한 외면을 절연시키기 위해, 상기 전지케이스의 외면은 절연성 라벨에 의해 감싸여 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 전지케이스의 상단면 및 하단면을 제외한 측면 부위가 절연성 라벨에 의해 감싸여 있을 수 있다.
상기 전지케이스의 외면과 제 1 전극 리드 및 제 2 전극 리드 사이에는 절연 테이프가 각각 부가되어 있을 수 있다. 제 1 전극 리드 및 제 2 전극 리드는 전지팩이 장착되는 디바이스와의 전기적 연결을 위해 전기 전도성 소재로 이루어져 있으므로, 전극 리드와 전지케이스 사이에 단락이 발생하는 것을 방지하기 위해, 전지케이스의 외면과 제 1 전극 리드 및 제 2 전극 리드 사이에는 절연 테이프가 각각 부가되어 있을 수 있다. 이 경우, 절연 테이프는 제 1 전극 리드 및 제 2 전극 리드에 대응 하는 크기로 형성되어 있을 수 있다.
상기 전지셀의 일측 단부는 양극 단자일 수 있고, 상기 전지셀의 타측 단부는 음극 단자로 이루어져 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 전지케이스는 상단이 개방된 금속 캔과 금속 캔의 상단에 장착되는 캡 어셈블리로 이루어져 있을 수 있다. 상기 전극조립체의 양극은 상기 캡 어셈블리에 전기적으로 연결되어 상기 캡 어셈블리의 상단면인 전지셀의 일측 단부에 양극 단자를 형성할 수 있고, 상기 전극조립체의 음극은 상기 금속 캔에 전기적으로 연결되어 상기 금속 캔의 하단면인 전지셀의 타측 단부에 음극 단자를 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극 리드의 구체적인 예로서, 상기 제 1 전극 리드는,
전기적 연결을 위해 전지셀의 일측 단부에 접촉되는 제 1 접촉부;
상기 전지케이스의 외면에 장착되고, 상기 제 1 접촉부 및 하기 제 1 와이어를 연결하는 제 1 클램핑부(clamping part); 및
상기 제 1 클램핑부에 일측 단부가 고정되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 제 1 와이어;
를 포함하는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 제 2 전극 리드의 구체적인 예로서, 상기 제 2 전극 리드는,
전기적 연결을 위해 전지셀의 타측 단부에 접촉되는 제 2 접촉부;
상기 전지케이스의 외면에 장착되고, 상기 제 2 접촉부 및 하기 제 2 와이어를 연결하는 제 2 클램핑부; 및
상기 제 2 클램핑부에 일측 단부가 고정되고, 전지셀의 외면을 따라 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 제 2 와이어;
를 포함하는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 제 1 와이어 및 제 2 와이어는 양측 단부를 제외하고 절연성 소재로 피복되어 있을 수 있다. 구체적으로, 제 1 와이어 및 제 2 와이어의 양측 단부는 전지팩이 장착되는 디바이스에 전기적으로 연결되는 부위일 수 있고, 상기 양측 단부를 제외한 제 1 와이어 및 제 2 와이어의 부위는 상기 전지케이스와의 절연을 위해 절연성 소재로 피복되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제 1 클램핑부 및 제 2 클램핑부와 전지케이스의 외면 사이에는 절연성 테이프가 각각 부착되어 있을 수 있다. 상기 클램핑부는 상기 와이어와 접촉부를 전기적으로 연결하기 위하여 전기 전도성의 금속 소재로 이루어져 있을 수 있고, 그에 따라 상기 클램핑부는 상기 전지케이스와의 전기적 절연 상태를 유지할 수 있도록 상기 클램핑부와 전지케이스의 외면 사이에는 절연성 테이프가 부착되어 있을 수 있다.
상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부는 용접 방식에 의해 전지셀의 일측 및 타측 단부에 각각 연결되어 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 접촉부는 레이저(laser) 용접에 의해 전지셀의 일측 단부에 연결되어 있을 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제 1 접촉부는 상기 전지케이스의 상단면에 형성되어 있는 양극 단자와 접촉될 수 있다. 상기 양극 단자는 캡 어셈블리의 상단면에 형성되어 있을 수 있고, 캡 어셈블리의 상단면은 비교적 좁은 면적으로 이루어져 있을 수 있으므로, 좁은 면적의 정밀 작업에 적합한 레이저 용접에 의해 상기 제 1 접촉부는 전지셀의 일측 단부에 연결되어 있을 수 있다.
반면에, 상기 제 2 접촉부는 스팟(spot) 용접에 의해 전지셀의 타측 단부에 연결되어 있을 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제 2 접촉부는 상기 전지케이스의 하단면에 형성되어 있는 음극 단자와 접촉될 수 있다. 상기 음극 단자는 금속 캔의 하단면에 형성되어 있을 수 있고, 금속 캔의 하단면은 비교적 넓은 면적으로 이루어져 있으나 금속 캔 내부에 내장되어 있는 전극조립체가 하단면과 밀접하여 있으므로 레이저 용접에 의해 작업하면 전지케이스 내부의 전극조립체가 손상될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 접촉부는 넓고 엷은 표면의 작업에 적합한 스팟 용접에 의해 전지셀의 타측 단부에 연결되어 있을 수 있다.
상기 접촉부들은 레이저 용접 또는 스팟 용접뿐만 아니라, 접촉부들이 전지셀에 전기적으로 안정적으로 연결될 수 있다면 용접 방식에 제한받지 않으며, 예를 들어, 아크(arc) 용접, 브레이징(brazing) 용접, 가스(gas) 용접 등으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 커버 테이프는 제 1 클랭핑부와 제 1 와이어의 일측 단부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 제 1 클램핑부 및 제 1 와이어의 일측 단부는 전기 전도성의 소재로 이루어져 있을 수 있고, 전지팩이 디바이스에 장착된 상태에서 제 1 클램핑부 및 제 1 와이어의 노출된 부위가 디바이스 내부의 전기 회로와 접촉하여 단락을 유발할 수 있으므로, 상기 제 1 커버 테이프에 의해 제 1 클램핑부 및 제 1 와이어의 일측 단부는 덮여있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
또한, 상기 제 1 커버 테이프는 전지셀의 일측 단부와 제 1 접촉부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 제 1 커버 테이프는 디바이스 내부의 전기 회로와 전지셀의 일측 단부 및 제 1 접촉부 사이의 단락을 방지하기 위하여 전지셀의 일측 단부 및 제 1 접촉부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있지만, 디바이스 내부의 설계에 따라 전지셀의 일측 단부와 디바이스를 바로 접촉하여 전기적으로 연결하기 위해 상기 제 1 커버테이프는 전지셀의 일측 단부가 노출된 상태로 부착되어 있을 수 있다.
상기 제 2 커버 테이프는 제 2 클랭핑부와 제 2 와이어의 일측 단부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 제 2 클램핑부 및 제 2 와이어의 일측 단부는 전기 전도성의 소재로 이루어져 있을 수 있고, 전지팩이 디바이스에 장착된 상태에서 제 2 클램핑부 및 제 2 와이어의 노출된 부위가 디바이스 내부의 전기 회로와 접촉하여 단락을 유발할 수 있으므로, 상기 제 2 커버 테이프에 의해 제 2 클램핑부 및 제 2 와이어의 일측 단부는 덮여있는 구조로 이루어져 있을 수도 있다.
또한, 상기 제 2 커버 테이프는 전지셀의 일측 단부와 제 2 접촉부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 제 2 커버 테이프는 디바이스 내부의 전기 회로와 전지셀의 일측 단부 및 제 2 접촉부 사이의 단락을 방지하기 위하여 전지셀의 일측 단부 및 제 2 접촉부를 덮는 구조로 이루어져 있을 수 있지만, 디바이스 내부의 설계에 따라 전지셀의 일측 단부와 디바이스를 바로 접촉하여 전기적으로 연결하기 위해 상기 제 2 커버테이프는 전지셀의 일측 단부가 노출된 상태로 부착되어 있을 수도 있다.
상기 접촉부들 및 와이어들은 전지셀과 디바이스가 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 금속 소재로 이루어져 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부는 니켈(Ni)계 금속으로 이루어져 있을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 니켈-구리 합금계, 니켈-크로뮴 합금계, 니켈-베릴륨 합금계 등의 합금으로 이루어 질 수 있다. 또한, 구리(Gu)계 또는 알루미늄(Al)계 금속 또는 이들의 합금계 금속으로 이루어질 수도 있으며, 철(Fe)계 금속 표면에 상기 니켈계, 구리계 또는 알루미늄계의 금속을 도금하여 이루어질 수도 있다.
구체적으로, 상기 제 1 와이어 및 제 2 와이어는 구리(Gu)계 또는 알루미늄(Al)계 금속으로 이루어져 있을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 니켈황동, 망간황동, 인청동, 실진, 델타메탈, 네이벌 황동 등의 구리합금으로 이루어질 수 있고, 알루미늄 합금으로 이루어질 수도 있다.
상기 제 1 전극 리드는 양극 리드로 이루어져 있을 수 있고, 상기 제 2 전극 리드는 음극 리드로 이루어져 있을 수 있다.
상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬 이차전지는, 리튬 이온 전지 또는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는, 휴대폰, 스마트 밴드(smart band), 스마트 워치(smart watch), 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, 노트북 컴퓨터, 전기차, 또는 전력저장 장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 제조하는 방법으로서,
(a) 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 전해액과 함께 전지케이스에 내장하여 전지셀을 제조하는 과정;
(b) 상기 전지셀의 일측 단부에 제 1 전극 리드를 연결하고, 상기 전지셀의 타측 단부에 제 2 전극 리드를 연결하는 과정; 및
(c) 상기 전지셀의 외면에서, 제 1 커버 테이프로 제 1 전극 리드의 적어도 일부를 덮고, 제 2 커버 테이프로 제 2 전극 리드의 적어도 일부를 덮는 과정;
을 포함하는 전지팩 제조 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 과정(a)에서는, 전지케이스를 절연성 라벨로 감싸는 공정이 추가로 수행될 수 있다.
또한, 상기 과정(b)에서는, 제 1 전극 리드의 제 1 접촉부를 레이저 용접에 의해 전지셀의 일측 단부에 연결할 수 있고, 제 2 전극 리드의 제 2 접촉부를 스팟 용접에 의해 전지셀의 타측 단부에 연결할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은, 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 전극 리드를 포함함으로써, 전지팩이 장착되는 디바이스 내부의 공간이 협소하더라도 용이하게 전지팩과 디바이스의 전기적 연결을 달성할 수 있으며, 다양한 규격의 디바이스에 전극 리드만의 길이를 조정하여 전지팩을 장착할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지팩이 내장되는 디바이스의 내부 공간 설계가 휴대성 및 다양한 디자인에 따라 유연하게 설계될 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 사시도이다;
도 2는 도 1의 전지팩의 분해도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 방법에서의 전지팩 제조 과정에 대한 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 다른 전지팩의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지팩의 분해도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전지팩(100)은 전지셀(101), 제 1 전극 리드(110) 제 2 전극 리드(120), 제 1 커버 테이프(130) 및 제 2 커버 테이프(140)로 이루어져 있다.
전지셀(101)은 시트형의 양극 및 시트형의 음극과 양극 및 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 권취되어 형성되는 젤리-롤형 전극조립체(도시하지 않음)가 전해액과 함께 전지케이스(102)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전지케이스(102)는 원통형의 금속 캔으로 이루어져 있고, 전지케이스(102)의 외면은 절연성 라벨(103)에 의해 감싸여 있다.
제 1 전극 리드(110)는 전지셀(101)의 좌측 단부에 연결되어 있고, 전지셀(101)의 우측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀(101)의 외면을 따라 연장되어 있다.
제 2 전극 리드(120)는 전지셀(101)의 우측 단부에 연결되어 있고, 전지셀(101)의 좌측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀(101)의 외면을 따라 연장되어 있다.
제 1 전극 리드(110) 및 제 2 전극 리드(120)는 전지팩(101)이 디바이스(도시하지 않음)에 장착된 상태에서 디바이스와 전기적으로 연결되기 위해서 길이 및 연장 방향이 조정될 수 있고, 그에 따라 다양한 규격의 디바이스 내부에 장착되더라도 전지팩(101)을 디바이스에 용이하게 연결할 수 있다.
제 1 커버 테이프(130)는 전지셀(101)의 측면에서 제 1 전극 리드(110)의 일부를 감싸는 구조로 이루어져 있다.
제 2 커버 테이프(140)는 전지셀(101)의 측면에서 제 2 전극 리드(120)의 일부를 감싸는 구조로 이루어져 있다.
제 1 커버 테이프(130) 및 제 2 커버 테이프(140)는 제 1 전극 리드(110) 및 제 2 전극 리드(120)의 일부를 감쌈으로써, 제 1 전극 리드(110) 및 제 2 전극 리드(120)의 단부와 디바이스가 전기적으로 연결된 부위를 제외한 나머지 부위를 디바이스로부터 절연시킬 수 있다.
또한, 전지셀(101)의 외면과 제 1 전극 리드(110) 및 제 2 전극 리드(120) 사이에는 절연 테이프(150)가 각각 부가되어 있다.
전지셀(101)의 좌측 단부는 양극 단자로 이루어져 있고, 전지셀(101)의 우측 단부는 음극 단자로 이루어져 있다.
구체적으로, 제 1 전극 리드(110)는, 제 1 접촉부(111), 제 1 클램핑부(112) 및 제 1 와이어(113)로 이루어져 있다.
제 1 접촉부(111)는 전지팩(100)과 디바이스와의 전기적 연결을 위해 전지셀(101)의 좌측 단부에 접촉되어 있고, 제 1 클램핑부(112)는 전지케이스(102)의 외면에 장착되며 제 1 접촉부(111) 및 제 1 와이어(113)를 연결한다.
제 1 와이어(113)는 제 1 클램핑부(112)에 좌측 단부가 고정되어 있고, 전지셀(101)의 외면을 따라 우측 단부 방향으로 연장되어 있다.
제 2 전극 리드(120)는, 제 2 접촉부(121), 제 2 클램핑부(122) 및 제 2 와이어(123)로 이루어져 있다.
제 1 접촉부(121)는 전지팩(100)과 디바이스와의 전기적 연결을 위해 전지셀(101)의 우측 단부에 접촉되어 있고, 제 2 클램핑부(122)는 전지케이스(102)의 외면에 장착되며 제 2 접촉부(121) 및 제 2 와이어(123)를 연결한다.
제 2 와이어(123)는 제 1 클램핑부(122)에 우측 단부가 고정되어 있고, 전지셀(101)의 외면을 따라 좌측 단부 방향으로 연장되어 있다.
제 1 와이어(113) 및 제 2 와이어(123)는 디바이스 및 전지셀(102)과 연결되는 양측 단부를 제외하고 절연성 소재로 피복되어 있다.
전지셀(101)의 외면과 제 1 전극 리드(110) 및 제 2 전극 리드(120) 사이에 부가 되어 있는 절연 테이프(150)는, 구체적으로 제 1 클램핑부(122) 및 제 2 클랭핑부(122)와 전지셀(101)의 외면 사이에 각각 부착되어 있다.
제 1 접촉부(111)는 레이저 용접에 의해 전지셀(101)의 좌측 단부에 연결되어 있고, 제 2 접촉부(121)는 스팟 용접에 의해 전지셀(101)의 우측 단부에 연결되어 있다.
제 1 커버 테이프(130)는 제 1 클램핑부(112)와 제 1 와이어(113)의 좌측 단부를 덮는 구조로 이루어져 있고, 제 2 커버 테이프(140)는 제 2 클램핑부(122)와 제 2 와이어(123)의 우측 단부를 덮는 구조로 이루어져 있다.
제 1 커버 테이프(130) 및 제 2 커버 테이프(140)는 전지셀(101)의 양측 단부를 디바이스와 절연시기키 위해서 제 1 접촉부(111) 및 제 2 접촉부(121)를 덮는 구조로 이루어 질 수도 있다.
제 1 접촉부(111) 및 제 2 접촉부(121)는 니켈계 금속으로 이루어져 있고, 제 1 와이어(113) 및 제 2 와이어(123)는 구리계 또는 알루미늄계 금속으로 이루어져 있다.
제 1 전극 리드(110)는 양극 리드로 이루어져 있고, 제 2 전극 리드(120)는 음극 리드로 이루어져 있다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩 제조 방법에서의 전지팩 제조 과정에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 과정 (a)에서는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 전해액과 함께 전지케이스에 내장하여 전지셀(101)을 제조 한다.
과정 (b)에서는 전지셀(102)의 측면에 절연성 라벨(103)을 부착한다.
과정 (c) 및 (d)에서는 전지셀(102)의 좌측 단부에 제 1 전극 리드(110)를 레이저 용접에 의해 부착하고, 전지셀(102)의 우측 단부에 제 2 전극 리드(120)를 스팟 용접에 의해 부착한다.
과정 (e)에서는 제 1 클램핑부(112) 및 제 2 클램핑부(122)와 전지셀(102)의 사이에 절연 테이프(150)를 각각 부착한다.
과정 (f)에서는 제 1 클램핑부(112) 및 제 1 와이어(113)의 좌측 단부를 제 1 커버 테이프(130)로 덮고, 제 2 클래핑부(122) 및 제 2 와이어(123)의 우측 단부를 제 2 커버 테이프(140)로 덮는다.
과정 (g)에서는 전지팩(100)의 임피던스 및 개방전압 등 기능 테스트와 규격 검사를 실시한다.
과정 (h)에서는 제 1 와이어(111) 및 제 2 와이어(121)의 단부에 보호 덮개(160)를 장착하여 전지팩(100)이 디바이스에 장착되기 전 다른 전도성 매체와 접촉하여 단락되는 것을 방지한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (26)

  1. 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀;
    상기 전지셀의 일측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 타측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 1 전극 리드;
    상기 전지셀의 타측 단부에 연결되어 있고, 전지셀의 일측 단부 방향으로 절곡된 상태로 전지셀의 외면을 따라 연장되어 있는 제 2 전극 리드;
    상기 전지셀의 측면에서 제 1 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 1 커버 테이프; 및
    상기 전지셀의 측면에서 제 2 전극 리드의 적어도 일부를 감싼 구조의 제 2 커버 테이프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는, 시트형의 양극 및 시트형의 음극과 양극 및 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 권취되어 형성되는 젤리-롤형 전극조립체인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 원통형의 금속 캔인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 외면은 절연성 라벨에 의해 감싸여 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 외면과 제 1 전극 리드 및 제 2 전극 리드 사이에는 절연 테이프가 각각 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀의 일측 단부는 양극 단자이고, 상기 전지셀의 타측 단부는 음극 단자로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 리드는,
    전기적 연결을 위해 전지셀의 일측 단부에 접촉되는 제 1 접촉부;
    상기 전지케이스의 외면에 장착되고, 상기 제 1 접촉부 및 하기 제 1 와이어를 연결하는 제 1 클램핑부(clamping part); 및
    상기 제 1 클램핑부에 일측 단부가 고정되어 있고, 전지셀의 외면을 따라 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 제 1 와이어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극 리드는,
    전기적 연결을 위해 전지셀의 타측 단부에 접촉되는 제 2 접촉부;
    상기 전지케이스의 외면에 장착되고, 상기 제 2 접촉부 및 하기 제 2 와이어를 연결하는 제 2 클램핑부; 및
    상기 제 2 클램핑부에 일측 단부가 고정되고, 전지셀의 외면을 따라 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 제 2 와이어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 와이어 및 제 2 와이어는 양측 단부를 제외하고 절연성 소재로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 클램핑부 및 제 2 클램핑부와 전지케이스의 외면 사이에는 절연성 테이프가 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  11. 제 7 항 및 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부는 용접 방식에 의해 전지셀의 일측 및 타측 단부에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 접촉부는 레이저(laser) 용접에 의해 전지셀의 일측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 접촉부는 스팟(spot) 용접에 의해 전지셀의 타측 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  14. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 커버 테이프는 제 1 클랭핑부와 제 1 와이어의 일측 단부를 덮는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 커버 테이프는 전지셀의 일측 단부와 제 1 접촉부를 덮는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 커버 테이프는 제 2 클랭핑부와 제 2 와이어의 일측 단부를 덮는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 커버 테이프는 전지셀의 타측 단부와 제 2 접촉부를 덮는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  18. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 접촉부들 및 와이어들은 도전성 금속 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 접촉부 및 제 2 접촉부는 니켈(Ni)계 금속으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 와이어 및 제 2 와이어는 구리(Gu)계 또는 알루미늄(Al)계 금속인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 리드는 양극 리드이고, 제 2 전극 리드는 음극 리드인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  23. 제 22 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  24. 제 1 항에 따른 전지팩을 제조하는 방법으로서,
    (a) 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 전해액과 함께 전지케이스에 내장하여 전지셀을 제조하는 과정;
    (b) 상기 전지셀의 일측 단부에 제 1 전극 리드를 연결하고, 상기 전지셀의 타측 단부에 제 2 전극 리드를 연결하는 과정; 및
    (c) 상기 전지셀의 외면에서, 제 1 커버 테이프로 제 1 전극 리드의 적어도 일부를 덮고, 제 2 커버 테이프로 제 2 전극 리드의 적어도 일부를 덮는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 과정(a)에서, 전지케이스를 절연성 라벨로 감싸는 공정을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 과정(b)에서, 제 1 전극 리드의 제 1 접촉부를 레이저 용접에 의해 전지셀의 일측 단부에 연결하고, 제 2 전극 리드의 제 2 접촉부를 스팟 용접에 의해 전지셀의 타측 단부에 연결하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.

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