KR20190114645A - 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩 - Google Patents

파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 파우치 외장재는, 전극 조립체를 수납하기 위하여 형성되는 제1 및 제2 수납부와, 상기 제1 및 제2 수납부를 둘러싸도록 상기 파우치 외장재의 외곽을 따라 형성되는 실링부와, 상기 제1 및 제2 수납부와 동일한 깊이로 형성되고, 소정의 간격으로 상기 제1 및 제2 수납부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부의 양단에는 상기 실링부의 방향으로 돌출된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩은, 이차 전지의 일측면이 완벽한 냉각 구조를 갖도록 함으로써 이차 전지의 일측면이 냉각 플레이트에 밀착하여 냉각 효율을 극대화하는 효과가 있다.

Description

파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩{Pouch case, and secondary battery and secondary battery pack using the same}
본 발명은 파우치 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파우치 외장재를 이용한 이차 전지의 일측면이 완벽한 냉각 구조를 갖도록 함으로써 이차 전지의 일측면이 냉각 플레이트에 밀착하여 냉각 효율을 극대화할 뿐 아니라 에너지 밀도를 높일 수 있는 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.
리튬 이차 전지는 소형 모바일 장치뿐 아니라 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 널리 이용되고 있다. 이러한 경우에는 용량 및 출력을 높이기 위해 적층이 쉽고 무게가 가벼운 파우치형 이차 전지가 다수 개 연결되어 사용된다.
그러나, 다수의 파우치형 이차 전지를 적층시켜 배터리 모듈을 구성할 때에는, 다수의 이차 전지로부터 나오는 열이 합산되어 배터리 모듈의 온도가 빠르게 올라갈 수 있으므로, 다수의 파우치형 이차 전지를 이용하여 배터리 모듈을 구성하는 경우에는, 안정적이면서도 효과적인 냉각 성능을 확보하는 것이 매우 중요하다.
따라서, 최근에는 효율적인 냉각 성능이 확보되면서도 구조가 간단한 냉각 방법으로서, 파우치형 이차 전지의 측면부를 냉각 플레이트에 직접 표면 접촉하여 냉각하는 방법이 연구되고 있으나, 현재까지는 파우치 외장재의 형상의 한계 때문에 파우치형 이차 전지의 측면부를 냉각 플레이트에 효과적으로 밀착시키는 데에 어려움이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전극 조립체(20)를 수납하도록 수납 공간을 제공하도록 구성된, 종래 기술의 파우치 외장재(10)는 한 쌍의 수납부가 서로 독립된 공간으로 형성되고, 한 쌍의 수납부 각각은 수납되는 전극 조립체(20)의 폭과 길이에 대응하는 폭과 길이를 갖고 한 쌍의 수납부 각각의 깊이의 합의 대략 전극 조립체(20)의 두께에 대응된다.
그러나, 종래 기술에 따른 파우치형 이차 전지는 파우치 외장재(10)가 실링된 3개의 측면을 제외한 한 측면부는 측면의 길이 방향으로 오목한 라인이 형성될 수 있다. 이와 같이 이차 전지의 측면부에 형성된 오목한 라인은 이차 전지의 측면부를 냉각 플레이트에 효과적으로 접촉시키기 어렵게 만들고 냉각 효율을 저하시키는 문제가 있다.
위의 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 1에는 파우치 외장재에 한 쌍의 수납부를 독립된 공간으로 분리시키지 않고 하나의 공간으로 형성하였으나, 이러한 형상의 파우치 외장재를 이용하더라도 전극 조립체를 패키징할 때에 외장재의 접힘이 용이하지 않고 냉각 플레이트와 접촉하는 이차 전지의 측면부를 균일하게 형성하는 데에 어려움이 있다.
특허문헌 1: 공개특허공보 제10-2007-0102768호
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 파우치 외장재를 이용한 이차 전지의 일측면이 균일하게 형성되어 완벽한 냉각 구조를 갖도록 함으로써 이차 전지의 일측면이 냉각 플레이트에 밀착하여 냉각 효율을 극대화하는 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 이차 전지의 측면부를 돌출되지 않고 평평하게 형성함으로써 동일한 전지 용량에 대하여 더 작은 공간을 차지하게 하여 높은 에너지 밀도를 가질 수 있는 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파우치 외장재는, 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 다수의 전극체를 포함하는 전극 조립체를 수납하여 패키징하는 파우치 외장재에 있어서, 상기 전극 조립체를 수납하기 위하여 형성되는 제1 및 제2 수납부; 상기 제1 및 제2 수납부를 둘러싸도록 상기 파우치 외장재의 외곽을 따라 형성되는 실링부; 및 상기 제1 및 제2 수납부와 동일한 깊이로 형성되고, 소정의 간격으로 상기 제1 및 제2 수납부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부의 양단에는 상기 실링부의 방향으로 돌출된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상기 돌출부는, 상기 연결부의 바닥면에서 소정의 높이로 형성된 탑부; 및 상기 탑부의 일단에서 상기 연결부의 바닥면으로 경사지게 형성된 경사부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상기 경사부는, 상기 탑부 및 상기 연결부의 바닥면과 소정의 곡률 반경으로 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상기 탑부는 상기 실링부와 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상기 제1 수납부와 상기 연결부의 일측은 제1 절곡선을 따라 연결되고, 상기 제2 수납부와 상기 연결부의 타측은 제2 절곡선을 따라 연결되되, 상기 파우치 외장재는 상기 제1 및 제2 절곡선을 따라 절곡되어 상기 전극 조립체를 수납하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상기 제1 및 제2 절곡선은 상기 전극 조립체의 두께에 대응하는 거리만큼 이격된 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이차 전지는, 상술한 파우치 외장재; 및 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 다수의 전극체를 포함하는 전극 조립체를 포함하고, 상기 파우치 외장재는, 상기 제1 및 제2 수납부가 마주보도록 상기 실링부가 접혀 형성된 수납 공간에 상기 전극 조립체를 수납하여 패키징되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 상기 연결부는 패키징된 상기 이차 전지의 측면을 균일하게 형성하고, 상기 실링부는, 상기 이차 전지의 측면의 양단부와 인접하는 부분에 상기 이차 전지의 측면에 대하여 수직한 방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 연장부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상술한 하나 이상의 이차 전지; 및 제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 상기 하나 이상의 이차 전지의 측면이 면접하는 상면을 구비한 냉각 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상기 이차 전지의 연결부는 패키징된 상기 이차 전지의 측면을 균일하게 형성하고, 상기 이차 전지의 실링부는, 상기 이차 전지의 측면의 양단부와 인접하는 부분에 상기 이차 전지의 측면에 대하여 수직한 방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 연장부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 상기 이차 전지의 연결부의 길이에 대응되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 상기 이차 전지의 연결부의 길이보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 상기 이차 전지의 연장부의 상기 소정의 길이보다 크거나 같은 높이로 단차가 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이차 전지팩은, 상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 상기 이차 전지의 연장부를 수용할 수 있도록 상기 연장부의 소정의 길이보다 깊거나 같은 깊이로 하나 이상의 홈이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩은, 이차 전지의 일측면이 균일하게 형성되어 완벽한 냉각 구조를 갖도록 함으로써 이차 전지의 일측면이 냉각 플레이트에 밀착하여 냉각 효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 파우치 외장재, 및 이를 이용한 이차 전지와 이차 전지팩은, 이차 전지의 측면부를 돌출되지 않고 평평하게 형성함으로써 동일한 전지 용량에 대하여 더 작은 공간을 차지하게 하여 높은 에너지 밀도를 가질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파우치 외장재의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A’선에 대한 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B’선에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이차 전지와 냉각 플레이트가 결합되어 이차 전지팩을 구성하는 제1 예시도이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 도 7을 확대한 상세도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이차 전지와 냉각 플레이트가 결합되어 이차 전지팩을 구성하는 제2 예시도이다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 도 9를 확대한 상세도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이차 전지와 냉각 플레이트가 결합되어 이차 전지팩을 구성하는 제3 예시도이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 도 11을 확대한 상세도이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지(300)의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지(300)는, 파우치 외장재(100) 및 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 다수의 전극체를 포함하는 전극 조립체(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 파우치 외장재(100)는, 전극 조립체(200)를 수납하여 둘러싸고 서로 맞닿은 실링부(150)가 실링되어 패키징된다.
전극 조립체(200)의 양단에는 제1 및 제2 전극탭(220, 230)이 형성될 수 있으며, 도 2에는 전극탭이 전극 조립체(200)의 양 측면에 형성되어 있으나 본 발명의 이차 전지(300)는 전극탭의 구성을 이에 한정하지 않으며 실링부(150)의 어느 일측면에 제1 및 제2 전극탭(220, 230)을 같이 배치하는 것도 가능하다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 외장재(100)는, 전극 조립체(200)를 수납하기 위하여 형성되는 제1 및 제2 수납부(110, 120)와, 제1 및 제2 수납부(110, 120)를 둘러싸도록 파우치 외장재(100)의 외곽을 따라 형성되는 실링부(150)와, 및 제1 및 제2 수납부(110, 120)와 동일한 깊이로 형성되고, 소정의 간격(d)으로 제1 및 제2 수납부(110, 120)를 연결하는 연결부(140)를 포함하여 구성될 수 있고, 연결부(140)의 양단에는 실링부(150)의 방향으로 돌출된 돌출부(130)가 형성된 것을 특징으로 한다.
파우치 외장재(100) 내에는 전극 조립체(200)를 수납하기 위한 한 쌍의 제1 및 제2 수납부(110, 120)가 형성될 수 있다. 제1 및 제2 수납부(110, 120)는 파우치 외장재(100) 내에 움푹 들어간 형상으로 파우치 외장재(100)의 내부를 프레스하는 등의 방식으로 눌러서 형성될 수 있다. 여기에서 제1 및 제2 수납부(110, 120) 각각은 전극 조립체(200)의 폭 및 길이에 대응하는 크기를 갖고 제1 및 제2 수납부(110, 120) 각각의 깊이의 합은 전극 조립체(200)의 두께(t)에 대응되도록 형성될 수 있다.
연결부(140)는, 제1 및 제2 수납부(110, 120)와 동일한 깊이로 형성되고, 소정의 간격(d)으로 제1 및 제2 수납부(110, 120)를 이격시켜 연결하는 구성요소로서, 제1 및 제2 수납부(110, 120)의 바닥면을 연장하여 서로 연결한다. 여기에서 제1 수납부와 연결부(140)의 일측은 제1 절곡선을 따라 연결되고, 제2 수납부와 연결부(140)의 타측은 제2 절곡선을 따라 연결된다. 본 발명의 파우치 외장재(100)를 이용하여 이차 전지(300)를 구성할 때에 파우치 외장재(100)는 제1 및 제2 절곡선(101, 102)을 따라 절곡되어 전극 조립체(200)를 수납할 수 있다.
따라서, 연결부(140)는 이차 전지(300)가 조립된 후에 이차 전지(300)의 측면부(310)를 구성할 수 있으므로 제1 및 제2 절곡선(101, 102)은 전극 조립체(200)의 두께(t)에 대응하는 거리만큼 소정의 간격(d)으로 이격되게 연결부(140)의 폭을 결정할 수 있다. 연결부(140)의 폭은 제1 및 제2 절곡선(101, 102)이 이격된 소정의 간격(d)이고 소정의 간격(d)은 상술한 바와 같이 전극 조립체(200)의 두께(t)와 실질적으로 동일하게 설정하는 것이 바람직하나, 연결부(140)의 폭을 이에 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 전극 조립체(200)의 두께보다 더 작게 또는 더 크게 형성하는 것도 가능하다.
연결부(140)의 양단에는 실링부(150)의 방향으로 돌출된 돌출부(130)가 형성될 수 있다.
돌출부(130)는, 파우치 외장재(100)가 전극 조립체(200)를 수납하는 수납 공간을 형성하도록 제1 및 제2 수납부(110, 120)를 마주보도록 실링부(150)를 접을 때 이차 전지(300)의 측면부(310)의 양단이 왜곡되지 않고 용이하게 접히도록 하기 위한 구성요소로서, 연결부(140)의 바닥면에서 소정의 높이로 형성된 탑부(131) 및 탑부(131)의 일단에서 연결부(140)의 바닥면으로 경사지게 형성된 경사부(132)를 포함하여 구성할 수 있다.
돌출부(130)의 상세한 형상은 도 3 내지 도 5를 통하여 파악할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 파우치 외장재(100)의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A’선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B’선에 대한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 돌출부(130)는 실링부(150)와 동일한 높이에서 연장되는 탑부(131) 및 탑부(131)의 일단에서 연결부(140)의 바닥면으로 경사지게 형성된 경사부(132)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 경사부(132)는 탑부(131) 및 연결부(140)의 바닥면과 연결될 때 소정의 곡률 반경을 갖도록 완만하게 연결되는 것이 바람직하다. 이와 같이 돌출부(130)가 실링부(150) 및 연결부(140)와 불연속적인 기울기를 갖지 않고 완만하게 연결되도록 형성함으로써, 파우치 외장재(100)가 폴딩될 때 이차 전지(300)의 측면부(310)에 위치한 돌출부(130)가 파손되거나 찢기는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
도 5를 참조하면, 돌출부(130)는 제1 및 제2 수납부(110, 120)를 이격시켜 연결하는 연결부(140)에 형성되고, 돌출부(130)의 폭은 제1 및 제2 수납부(110, 120)가 이격된 소정의 간격(d)보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.
여기에서는 돌출부(130)의 탑부(131)가 실링부(150)와 동일한 높이 연장되고 돌출부(130)의 폭은 소정의 간격(d)보다 작게 형성하는 경우를 예로 설명하였으나, 탑부(131)의 높이와 돌출부(130)의 폭을 이에 한정하는 것은 아니며 전극 조립체(200)의 두께(t) 및 형상에 따라 또는 파우치 외장재(100)의 재질에 따라 돌출부(130)의 높이 또는 폭 등을 조절하는 것은 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 이차 전지(300)를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 파우치 외장재(100)를 이용한 이차 전지(300)는, 본 발명의 파우치 외장재(100)와, 전극 조립체(200)를 포함하여 구성할 수 있고, 파우치 외장재(100)는 제1 및 제2 수납부(110, 120)가 마주보도록 실링부(150)가 접혀 형성된 수납 공간에 전극 조립체(200)를 수납한 후에 실링부(150)를 따라 실링된다.
도 6을 참조하면, 파우치 외장재(100)의 연결부(140)는 이차 전지(300)의 측면부(310)를 균일하게 형성하고, 이차 전지(300)의 측면부(310)의 양단에는 돌출부(130)가 대응되는 위치에 이차 전지(300)의 내부로 오목한 딤플(320)이 형성될 수 있다.
딤플(320)은, 파우치 외장재(100)를 폴딩할 때 측면부(310)의 양끝단 쪽의 실링부(150)가 쉽게 접힐 수 있도록 가이드하는 기능을 하며 그 크기 및 형상은 전극 조립체(200)의 두께(t) 및 형상에 따라 또는 파우치 외장재(100)의 재질에 따라 적절하게 조절된 돌출부(130)의 높이 또는 폭 등에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치 외장재(100)를 이용한 이차 전지(300)는 측면부(310)가 전체적으로 오목하게 함몰되거나 돌출되지 않고 평평하고 균일한 형태를 갖는 것이 특징이다.
이로 인하여, 본 발명에 따른 이차 전지(300)는 측면부(310)를 냉각 플레이트(500)에 접촉하여 냉각시킬 때 완전한 밀착이 가능하여 낮은 열저항으로 높은 방열 효율을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 파우치 외장재(100)를 이용한 이차 전지(300)는 측면부(310)가 전체적으로 오목하게 함몰되거나 돌출되지 않고 평평한 형태를 갖는 것이 특징이므로, 본 발명에 따른 이차 전지(300)는 측면부(310)를 냉각 플레이트(500)에 접촉하여 냉각시킬 때 완전한 밀착이 가능하여 낮은 열저항으로 높은 방열 효율을 가질 수 있다.
이에 덧붙여, 본 발명에 따른 이차 전지(300)는 측면부(310)가 돌출되지 않고 균일하게 형성되기 때문에 측면부(310)에 바깥쪽으로 접힘이 형성되거나 별도의 실링 부위를 가짐으로써 돌출되는 경우보다 동일한 전지 용량에 대하여 더 작은 공간을 차지하므로 본 발명의 이차 전지(300)는 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이차 전지(300)의 측면부(310)의 양단부와 인접하는 부분에 위치한 실링부(150)는 패키징을 위하여 접히는 과정에서 이차 전지(300)의 측면부(310)에 대하여 수직한 방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 연장부(151)를 포함할 수 있다. 이에 따라 연장부(151)의 돌출되는 길이만큼 연장부(151)와 측면부(310)의 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 여기에서, 연장부(151)의 길이는 수 mm일 수 있다.
위와 같이 형성된 연장부(151)는, 본 발명의 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500)를 결합하여 이차 전지팩을 제조할 때, 냉각 플레이트(500)의 측면에 연장부(151)을 수용할 수 있는 홈(520) 또는 단차(510)를 형성함으로써 냉각 플레이트(500)에 대하여 이차 전지(300)의 배치를 유지하거나 고정하는 기능을 할 수 있다.
도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500)가 결합되어 이차 전지팩을 구성할 수 있는 제1 내지 제3 예시에 관한 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 이차 전지팩의 제1 예시도 및 이를 확대한 상세도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지(300)는 냉각 플레이트(500) 상에 복수 개가 배치되어 이차 전지팩을 구성할 수 있다. 여기에서, 냉각 플레이트(500)는, 제1 측면 및 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 하나 이상의 이차 전지(300)의 측면부(310)가 면접하는 상면을 구비한다.
도 7에 도시된 이차 전지팩의 제1 예시에 따르면, 냉각 플레이트(500)의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 상기 이차 전지(300)의 연결부(140)의 길이에 대응될 수 있다. 도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 이 경우에 냉각 플레이트(500)는 상면이 이차 전지(300)의 측면부(310)와 밀착될 때, 이차 전지(300)의 연장부(151) 사이에 끼워지는 형태가 될 수 있다.
이러한 구조로 인하여, 이차 전지(300)는 이차 전지(300)의 길이 방향에 대하여 이동이 제한되어 냉각 플레이트(500)에 그 위치가 이탈되는 것을 방지하고 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500) 사이의 배치를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 이차 전지팩의 제2 예시도 및 이를 확대한 상세도이다.
도 9에 도시된 이차 전지팩의 제2 예시에 따르면, 냉각 플레이트(500)의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 이차 전지(300)의 연결부(140)의 길이보다 크게 형성될 수 있고, 냉각 플레이트(500)의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 이차 전지(300)의 연장부(151)의 돌출된 소정의 길이보다 크거나 같은 높이로 단차(510)가 형성될 수 있다. 도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하면, 냉각 플레이트(500)는 상면이 이차 전지(300)의 측면부(310)와 밀착될 때, 이차 전지(300)의 연장부(151)는 냉각 플레이트(500)에 형성된 단차부에 놓여지는 형태가 될 수 있다.
이러한 구조로 인하여, 이차 전지(300)는 이차 전지(300)의 길이 방향에 대하여 이동이 제한되어 냉각 플레이트(500)에 그 위치가 이탈되는 것을 방지하고 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500) 사이의 배치를 유지할 수 있는 효과가 있다. 이에 덧붙여, 제2 예시에 따른 이차 전지팩은, 냉각 플레이트(500)의 폭이 제1 예시에 따른 냉각 플레이트(500)의 폭보다 더 연장되어 냉각 효율이 더욱 증대되는 효과가 있다.
도 11과 도 12는 본 발명에 따른 이차 전지팩의 제3 예시도 및 이를 확대한 상세도이다.
도 11에 도시된 이차 전지팩의 제3 예시에 따르면, 냉각 플레이트(500)의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 이차 전지(300)의 연결부(140)의 길이보다 크게 형성될 수 있고, 냉각 플레이트(500)의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 이차 전지(300)의 연장부(151)를 수용할 수 있도록 연장부(151)의 소정의 길이보다 깊거나 같은 깊이로 하나 이상의 홈(520)이 형성될 수 있다. 도 12(a) 및 도 12(b)를 참조하면, 냉각 플레이트(500)는 상면이 이차 전지(300)의 측면부(310)와 밀착될 때, 이차 전지(300)의 연장부(151)는 냉각 플레이트(500)에 형성된 홈(520)에 수용되는 형태가 될 수 있다.
이러한 구조로 인하여, 이차 전지(300)는 이차 전지(300)의 길이 방향 뿐만 아니라 이에 수직한 방향에 대해서도 이동이 제한되어 냉각 플레이트(500)에 그 위치가 이탈되는 것을 방지하고 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500) 사이의 배치를 유지할 수 있는 효과가 있다. 이에 덧붙여, 제3 예시에 따른 이차 전지팩은, 냉각 플레이트(500)의 폭이 제1 예시에 따른 냉각 플레이트(500)의 폭보다 더 연장되어 냉각 효율이 더욱 증대되는 효과가 있다.
도 7 내지 도 12에 도시된 사항을 종합하면, 본 발명에 따른 이차 전지팩은, 냉각 플레이트(500)에 배치된 복수 개의 이차 전지(300) 각각은 그 측면부(310)가 냉각 플레이트(500)에 밀착하도록 배치하여 이차 전지(300)의 방열을 수행할 수 있고, 이차 전지(300)의 측면부(310)에 대하여 소정 길이만큼 돌출된 연장부(151)로 인하여, 이차 전지(300)는 냉각 플레이트(500)에 대하여 이차 전지(300)의 길이 방향으로의 이동이 제한되어 냉각 플레이트(500)에 그 위치가 이탈되는 것을 방지하고 이차 전지(300)와 냉각 플레이트(500) 사이의 배치를 유지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 100: 파우치 외장재 20, 200: 전극 조립체
101: 제1 절곡선 102: 제2 절곡선
110, 120: 제1 및 제2 수납부 130: 돌출부
131: 탑부 132: 경사부
140: 연결부 150: 실링부
151: 연장부 220, 230: 제1 및 제2 전극탭
300: 이차 전지 310: 측면부
320: 딤플 500: 냉각 플레이트
510: 단차 520: 홈

Claims (14)

  1. 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 다수의 전극체를 포함하는 전극 조립체를 수납하여 패키징하는 파우치 외장재에 있어서,
    상기 전극 조립체를 수납하기 위하여 형성되는 제1 및 제2 수납부;
    상기 제1 및 제2 수납부를 둘러싸도록 상기 파우치 외장재의 외곽을 따라 형성되는 실링부; 및
    상기 제1 및 제2 수납부와 동일한 깊이로 형성되고, 소정의 간격으로 상기 제1 및 제2 수납부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 연결부의 양단에는 상기 실링부의 방향으로 돌출된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 연결부의 바닥면에서 소정의 높이로 형성된 탑부; 및
    상기 탑부의 일단에서 상기 연결부의 바닥면으로 경사지게 형성된 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경사부는, 상기 탑부 및 상기 연결부의 바닥면과 소정의 곡률 반경으로 연결되는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탑부는 상기 실링부와 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수납부와 상기 연결부의 일측은 제1 절곡선을 따라 연결되고,
    상기 제2 수납부와 상기 연결부의 타측은 제2 절곡선을 따라 연결되되,
    상기 파우치 외장재는 상기 제1 및 제2 절곡선을 따라 절곡되어 상기 전극 조립체를 수납하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 절곡선은 상기 전극 조립체의 두께에 대응하는 거리만큼 이격된 것을 특징으로 하는 파우치 외장재.
  7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 기재된 파우치 외장재; 및
    세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 다수의 전극체를 포함하는 전극 조립체를 포함하고,
    상기 파우치 외장재는, 상기 제1 및 제2 수납부가 마주보도록 상기 실링부가 접혀 형성된 수납 공간에 상기 전극 조립체를 수납하여 패키징되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결부는 패키징된 상기 이차 전지의 측면을 균일하게 형성하고,
    상기 실링부는, 상기 이차 전지의 측면의 양단부와 인접하는 부분에 상기 이차 전지의 측면에 대하여 수직한 방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제7항에 기재된 하나 이상의 이차 전지; 및
    제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 상기 하나 이상의 이차 전지의 측면이 면접하는 상면을 구비한 냉각 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이차 전지의 연결부는 패키징된 상기 이차 전지의 측면을 균일하게 형성하고,
    상기 이차 전지의 실링부는, 상기 이차 전지의 측면의 양단부와 인접하는 부분에 상기 이차 전지의 측면에 대하여 수직한 방향으로 소정의 길이만큼 돌출된 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 상기 이차 전지의 연결부의 길이에 대응되는 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 사이의 폭은 상기 이차 전지의 연결부의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 상기 이차 전지의 연장부의 상기 소정의 길이보다 크거나 같은 높이로 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 냉각 플레이트의 제1 측면 및 제2 측면 각각에는, 상기 이차 전지의 연장부를 수용할 수 있도록 상기 연장부의 소정의 길이보다 깊거나 같은 깊이로 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지팩.
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