KR20200053375A - 과충전 방지가 가능한 구조를 갖는 배터리 셀, 이를 포함하는 배터리 팩, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 음극탭 및 양극탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 셀 케이스; 상기 음극탭과 이격되어 위치하며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 음극 리드; 상기 양극탭과 직접 연결되며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 양극 리드; 및 상기 음극탭과 음극 리드 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 음극 리드와 양극 리드 사이의 전위차가 기준값 이상이 되면 형태가 변형되어 상기 음극탭과 음극 리드 사이의 전기적 연결을 차단하는 전류 차단 부재;를 포함한다.

Description

과충전 방지가 가능한 구조를 갖는 배터리 셀, 이를 포함하는 배터리 팩, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차{A battery cell having a structure capable of overcharge prevention, A battery pack comprising the same and A vehicle comprising the battery pack}

본 발명은 과충전 방지가 가능한 구조를 갖는 배터리 셀, 이를 포함하는 배터리 팩, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 양 단 사이에 인가되는 전위차에 따라 변형되어 배터리 셀의 전극탭과 전극리드 사이의 전기적 연결을 차단하도록 설치되는 전류 차단 부재를 구비하는 배터리 셀, 이를 포함하는 배터리 팩, 그리고 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차에 관한 것이다.

현재 이차전지에 쓰이는 퓨즈 장치로는 PTC 서미스터(positive temperature coefficient thermistor), TCO(thermal cut-out), 써멀퓨즈(thermal fuse) 등이 있다. 그러나, 써멀퓨즈의 경우 1회용이라는 단점이 잇고, PTC나 TCO는 반복적인 사용이 가능하기는 하지만, 동작을 반복할수록 자체 저항이 증가하여 회로상의 전체적인 저항을 높이게 된다는 단점이 있다.

또한, 상기 언급한 소자들은, 모두 과전류에 의한 발열에 의해서 작동되는 것이다. 즉, 상기 언급한 소자들은, 과충전 등으로 인해 회로 전류 경로상에 과전류가 발생되고 이로써 온도가 상승하게 되어야 비로소 전류의 흐름을 차단하도록 동작하는 소자들에 해당하는 것이다.

따라서, 상기 언급한 소자들의 경우, 발열로 인해 이미 안전이 위협 받을 수 있는 상황이 된 이 후에 비로소 동작을 하여 과전류를 차단할 수 있게 되고, 온도를 상승시킬 수 있는 원인이 발생된 즉시 과전류를 찬단할 수는 없는 것이다.

또한, 상기 언급한 소자들의 경우, 단순히 온도에 따라 동작을 하게 되므로, 자동차에 이용되는 배터리 팩과 같이 고출력을 나타내는 이차전지에는 사용이 어려운 면이 있다. 즉, 자동차용 배터리 팩의 경우, 높은 c-rate(high c-rate)를 필요로 하며, 이에 따라 발열량 역시 많을 수 밖에 없는데, PTC 서미스터(positive temperature coefficient thermistor), TCO(thermal cut-out), 써멀퓨즈(thermal fuse)와 같은 소자들은 이러한 고온 환경에 놓여지는 경우 너무 일찍 작동해버릴 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 재사용이 가능하면서도 높은 전류가 흐르는 환경에서도 이용 가능하고, 또한 온도가 상승하기 이 전에 그러한 온도 상승의 원인이 될 수 있는 이벤트가 발생하면 미리 전류를 차단시켜줄 수 있는 장치가 적용된 이차전지가 필요하다.

본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 과전류로 인한 발열에 따라 이차전지의 온도가 상승하기 전에 미리 전류를 차단시켜 줄 수 있는 장치가 적용된 구조를 갖는 배터리 셀을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 음극탭 및 양극탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 셀 케이스; 상기 음극탭과 이격되어 위치하며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 음극 리드; 상기 양극탭과 직접 연결되며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 양극 리드; 및 상기 음극탭과 음극 리드 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 음극 리드와 양극 리드 사이의 전위차가 기준값 이상이 되면 형태가 변형되어 상기 음극탭과 음극 리드 사이의 전기적 연결을 차단하는 전류 차단 부재;를 포함한다.

상기 전류 차단 부재는, EAP 층; 상기 EAP 층의 일측 면 상에 형성되는 제1 금속 층; 및 상기 EAP 층의 타측 면 상에 형성되는 제2 금속 층;을 포함할 수 있다.

상기 EAP 층은, 나피온, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 폴리씨오펜으로부터 선택된 적어도 하나의 고분자 전해질을 포함할 수 있다.

상기 제1 금속 층 및 제2 금속 층은, 백금, 금, 은 및 동을 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.

상기 제1 금속 층은, 상기 음극탭 및 음극 리드 사이를 연결할 수 있다.

상기 제1 금속 층은, 상기 음극 리드와는 고정되어 있고, 상기 음극탭과는 고정되어 있지 않을 수 있다.

상기 제1 금속 층은, 상기 음극탭과는 고정되어 있고, 상기 음극 리드와는 고정되어 있지 않을 수 있다.

상기 배터리 셀은, 상기 제2 금속 층과 양극 리드 사이 또는 상기 제2 금속 층과 양극 탭 사이를 연결하는 연결 리드를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 복수개 포함한다.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 사용에 있어서 과전류에 따른 발열로 인해 이차전지의 온도가 상승하기 이 전에, 과전류의 발생 원인이 되는 기준치 이상의 전위차를 미리 감지하여 전류를 차단시킬 수 있게 되며, 이로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀 중 셀 케이스와 실링 테이프를 제외한 나머지 구성요소들만을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 전류 차단 부재를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 5에 도시된 전류 차단 부재의 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 전위차가 형성된 경우에 있어서, 전류 차단 부재의 형태 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 A방향에서 바라본 형태를 나타내는 부분 측면도이다.
도 6은 도 2의 B방향에서 바라본 형태를 나타내는 부분 측면도이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 전류 차단 부재의 굽힘 변형에 의해 음극 리드와 음극탭 간의 전기적 연결이 차단되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2와 비교하여 전류 차단 부재와 음극 리드 간의 연결 관계 및 연결 리드의 배치 위치에 있어서 차이가 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 배터리 셀에 있어서 전류 차단 부재의 움직임에 의해 음극 리드와 음극탭 간의 전기적 연결이 차단되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀 중 셀 케이스와 실링 테이프를 제외한 나머지 구성요소들만을 나타내는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)은, 전극 조립체(10), 셀 케이스(20), 음극 리드(30), 양극 리드(40), 실링 테이프(50), 전류 차단 부재(60) 및 연결 리드(70)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

상기 전극 조립체(10)는, 도면에 도시되지는 않았으나, 교호적으로 반복 적층된 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시킨 형태를 가지며, 양 측 최 외각에는 절연을 위해 세퍼레이터가 각각 위치하는 것이 바람직하다.

상기 음극판은, 음극 집전체 및 그 일 면 또는 양 면 상에 코팅되는 음극 활물질 층으로 이루어지며, 일 측 단부에는 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 음극 무지부 영역은 음극탭(11)으로서 기능한다.

상기 양극판은, 양극 집전체 및 그 일 면 또는 양 면 상에 코팅되는 양극 활물질 층으로 이루어지며, 일 측 단부에는 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부 영역이 형성되는데, 이러한 양극 무지부 영역은 양극탭(12)으로서 기능한다.

또한, 상기 세퍼레이터는 음극판과 양극판 사이에 개재되어 서로 다른 극성을 갖는 전극판끼리 직접 접촉되는 것을 방지하되, 음극판과 양극판 사이에서 전해질을 매개체로 하여 이온의 이동이 가능하도록 하기 위해 다공성 재질로 이루어질 수 있다.

상기 셀 케이스(20)는, 전극 조립체(10)를 수용하는 수용부(21) 및 수용부(21)의 둘레 방향으로 연장되어 전극 리드(30, 40)가 외부로 인출된 상태로 열융착되어 셀 케이스(20)를 밀봉시키는 실링부(22) 이렇게 두 영역을 포함한다.

도면에 도시되지는 않았으나, 상기 셀 케이스(20)는, 수지층/금속층/수지층이 순차적으로 적층된 다층의 파우치 필름으로 이루어진 상부 케이스 및 하부 케이스 각각의 테두리 부분이 맞닿아 열융착 됨으로써 밀봉된다.

상기 음극 리드(30)는, 음극탭(11)과 간접적으로 연결되어 셀 케이스(20)의 외측으로 인출된다. 즉, 상기 음극 리드(30)는, 음극탭(11)과 소정 간격으로 이격되어 배치되며, 서로 이격된 음극탭(11)과 음극 리드(30)는 전류 차단 부재(60)에 의해 물리적/전기적으로 연결된다.

상기 양극 리드(40)는, 양극탭(12)과 연결되어 셀 케이스(20)의 외측으로 인출된다. 상기 음극 리드(30)가 음극탭(11)과 직접 연결되지 않고 전류 차단 부재(60)에 의해 간접적으로 연결되는 것과는 달리, 양극 리드(40)는 용접에 의한 접합 등의 방식에 의해 양극탭(12)과 직접 연결된다.

상기 실링 테이프(50)는, 음극 리드(30) 및 양극 리드(40) 각각의 둘레에 부착되어 셀 케이스(20)의 실링부(22)와 전극 리드(30, 40) 사이에 개재된다. 상기 실링 테이프(50)는, 셀 케이스(20)의 실링부(22) 중 전극 리드(30, 40)가 인출되는 영역에서 셀 케이스(20)의 내측면과 전극 리드(30, 40) 사이의 낮은 접착력으로 인해 셀 케이스(20)의 밀봉성이 저하되는 것을 방지하기 위해 적용되는 부품이다.

다음은, 도 2와 함께 도 3 내지 도 7을 참조하여, 상기 전류 차단 부재(60)와 다른 구성요소 간의 결합 관계 및 전류 차단 부재(60)의 굽힘 변형에 따른 전류 차단 원리에 대해서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 적용되는 전류 차단 부재를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 5에 도시된 전류 차단 부재의 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 전위차가 형성된 경우에 있어서, 전류 차단 부재의 형태 변형을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 도 2의 A방향에서 바라본 형태를 나타내는 부분 측면도이고, 도 6은 도 2의 B방향에서 바라본 형태를 나타내는 부분 측면도이며, 도 7은 본 발명에 적용되는 전류 차단 부재의 굽힘 변형에 의해 양극 리드와 양극탭 간의 전기적 연결이 차단되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 전류 차단 부재(60)는, 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이를 물리적/전기적으로 연결하되, 음극탭(11)과 양극탭(12) 사이의 전위차가 기준치 이상이 되면 그 형태가 변형되어 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이의 전기적 연결을 차단한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(100)에 있어서, 음극과 양극 사이의 전위차, 즉 음극탭(11)과 양극탭(12) 사이의 전위차가 미리 설정된 안전 범위 이내의 전위차를 나타내는 경우에는 전류 차단 부재(60)가 그 형태를 유지하므로, 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이의 전기적 연결이 유지될 수 있다. 그러나, 상기 배터리 셀(100)에 있어서, 음극과 양극 사이의 전위차, 즉 음극탭(11)과 양극탭(12) 사이의 전위차가 미리 설정된 안전 범위를 벗어난 큰 값을 나타내는 경우에는 전류 차단 부재(60)가 형태 변형을 일으켜 전류 차단 부재(60)와 음극탭(11) 사이의 접촉 또는 전류 차단 부재(60)와 음극 리드(30) 사이의 접촉 중 어느 하나의 접촉 상태가 해제되어 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이의 전기적 연결이 차단된다.

과충전 등으로 인해 배터리 셀(100)의 양 단 사이의 전위차가 기준값 이상이 되어 이처럼 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이의 전기적 연결 상태가 해제되면, 음극 리드(30)를 통한 전류의 흐름이 차단되어 배터리 셀(100)을 포함하는 회로 상에 과전류가 발생되는 것을 미리 방지할 수 있다.

이처럼 전위차에 따른 형태 변형을 통해 과전류를 차단할 수 있도록 하기 위해, 상기 전류 차단 부재(60)는, EAP 층(Electro active polymer layer)(61), EAP 층(61)의 일측 면 상에 형성되는 제1 금속 층(62) 및 EAP 층(61)의 타측 면 상에 형성되는 제2 금속 층(63)을 포함하는 형태로 구현된다.

상기 EAP 층(61), 즉 전기활성 폴리머 층은, 이온 전달 특성이 우수한 고분자 전해질로 이루어진 층에 해당하는 것으로서, 예를 들어 나피온(Nafion), 폴리피롤(polypyrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리씨오펜(polythiophene) 중에서 선택된 적어도 하나의 고분자 전해질을 포함할 수 있다.

상기 제1 금속 층(62) 및 제2 금속 층(63)은, EAP 층(61)의 양 면 상에 각각 형성되며, 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 금속 층(62, 63)은, 예를 들어, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag) 및 동(Cu) 중 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.

상기 전류 차단 부재(60)는, EAP 층(61)의 양 면에 형성된 금속 층(62, 63)을 통해 기준치 이상의 전압이 인가되면 형태 변형을 일으킨다.

예를 들어, 상기 제1 금속 층(62)이 배터리 셀(100)의 음극과 연결되고, 제2 금속 층(63)이 배터리 셀(100)의 양극과 연결되는 경우, 고분자 전해질 내부에 존재하는 이동성 양이온(cation)이 물에 수화된 상태로 음으로 하전된 제1 금속 층(62) 방향으로 이동하게 된다. 이 경우, 제1 금속 층(62)과 제2 금속 층(63) 사이의 이온 농도의 불균형으로 삼투압이 야기되어 음으로 하전된 제1 전극 층(62)쪽의 물분자 양이 증가하게 되고, 이로써 전류 차단 부재(60)에 제2 금속 층(63) 방향으로의 굽힘 변형이 발생하게 된다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 전류 차단 부재(60)에 배터리 셀(100)의 전압을 인가해줄 수 있도록 하기 위한 구조가 나타나 있다.

상기 전류 차단 부재(60)의 제1 금속 층(62)은 서로 이격된 음극탭(11)과 음극 리드(30) 사이를 연결한다. 상기 전류 차단 부재(60)의 제2 금속 층(63)은 연결 리드(70)에 의해 양극 리드(40)와 연결된다. 본 발명의 도면에서는 상기 연결 리드(70)가 제2 금속 층(63)과 양극 리드(40) 사이를 연결하는 경우만이 도시되어 있으나, 연결 리드(70)는 제2 금속 층(63)과 양극탭(12) 사이를 연결할 수도 있다.

이러한 연결구조로 인해, 상기 전류 차단 부재(60)의 제1 금속 층(62)은 배터리 셀(100)의 음극과 연결되고, 제2 금속 층(63)은 배터리 셀(100)의 양극과 연결되며, 이로써 전류 차단 부재(60)의 양 면 사이에는 배터리 셀(100)이 갖는 전압의 크기만큼의 전위차가 형성된다.

한편, 상기 제1 금속 층(62)은 그 일단이 고정단으로 형성되고, 타단은 자유단으로 형성된다. 즉, 상기 제1 금속 층(62)은 음극 리드(30)와는 용접 등에 의해 접합/고정되는 반면, 음극탭(11)과는 단지 접촉되어 있을뿐 접합/고정되지는 않는다.

이 경우, 상기 연결 리드(70)는, 제2 금속 층(63)에 용접 등에 의해 접합/고정되되, 전류 차단 부재(60)의 굽힘 변형에 방해가 되지 않도록 하기 위해, 제2 금속 층(63)의 길이 방향 양 단부 중 제1 금속 층(62)의 고정단과 대응되는 위치에 접합/고정 되는 것이 바람직하다.

상기 전류 차단 부재(60)는, 상술한 바와 같은 전기적/구조적 연결 관계로 인해, 양 면 상에 형성된 제1 금속 층(62)과 제2 금속 층(63) 사이에 기준값 이상의 전위차가 형성되면 제2 금속 층(63)을 향하는 방향으로 굽힘 변형을 일으키게 되고, 이로써 음극 리드(30)와 음극탭(11) 사이의 전기적 연결이 차단된다(도 7 참조).

아울러, 상기 전류 차단 부재(60)의 변형을 일으킬 수 있는 전위차는 전류 차단 부재(60)에 이용되는 EPA 층(61)을 구성하는 고분자 전해질의 종류에 따라 달라지게 되는 것이다. 즉, 본 명세서에서 언급하는 전위차의 기준값은, 적용되는 고분자 전해질의 종류에 따라 달라질 수 있는 것이며, 이에 따라 전류 차단 부재(60)가 적용되는 배터리 셀(100)에 대한 안전 전압 범위에 따라 적절한 고분자 전해질을 선택함으로써 배터리 셀(100)의 과충전 등의 이벤트 발생 시에 신속한 전류 차단을 가능하게 할 수 있는 것이다.

다음은, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 부품들 간의 전기적/구조적 연결관계를 설명하기로 한다.

도 8은 도 2와 비교하여 전류 차단 부재와 음극 리드 간의 연결 관계 및 연결 리드의 배치 위치에 있어서 차이가 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 일부를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 9는 도 8에 도시된 배터리 셀에 있어서 전류 차단 부재의 움직임에 의해 양극 리드와 양극탭 간의 전기적 연결이 차단되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 전류 차단 부재(60)는 앞선 실시예에서와는 반대로 음극탭(11)에는 용접 등에 의해 접합/고정되는 반면, 음극 리드(30)와는 단지 접촉되어 있을뿐 접합/고정되지 않는다.

이 경우, 상기 연결 리드(70)는, 제2 금속 층(63)에 용접 등에 의해 접합/고정되되, 전류 차단 부재(60)의 굽힘 변형에 방해가 되지 않도록 하기 위해, 제2 금속 층(63)의 길이 방향 양 단부 중 제1 금속 층(62)의 고정단과 대응되는 위치에 접합/고정 되는 것이 바람직하다.

상기 전류 차단 부재(60)는, 상술한 바와 같은 전기적/구조적 연결 관계로 인해, 양 면 상에 형성된 제1 금속 층(62)과 제2 금속 층(63) 사이에 기준값 이상의 전위차가 형성되면 제2 금속 층(63)을 향하는 방향으로 굽힘 변형을 일으키게 되고, 이로써 음극 리드(30)와 음극탭(11) 사이의 전기적 연결이 차단된다(도 9 참조).

한편, 도 10을 참조하면, 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 팩(200)은, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 셀(100)을 복수개 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 또한 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(300)는, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(200)을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 배터리 셀
10: 전극 조립체
11: 음극탭
12: 양극탭
20: 셀 케이스
21: 수용부
22: 실링부
30: 음극 리드
40: 양극 리드
50: 실링 테이프
60: 전류 차단 부재
61: EAP 층(Electroactive polymer layer)
62: 제1 금속 층
63: 제2 금속 층
70: 연결 리드
200: 배터리 팩
300: 자동차

Claims (11)

1. 음극탭 및 양극탭을 구비하는 전극 조립체;
   상기 전극 조립체를 수용하는 셀 케이스;
   상기 음극탭과 이격되어 위치하며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 음극 리드;
   상기 양극탭과 직접 연결되며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 양극 리드; 및
   상기 음극탭과 음극 리드 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 음극 리드와 양극 리드 사이의 전위차가 기준값 이상이 되면 형태가 변형되어 상기 음극탭과 음극 리드 사이의 전기적 연결을 차단하는 전류 차단 부재;
   를 포함하는 배터리 셀.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전류 차단 부재는,
   EAP 층;
   상기 EAP 층의 일측 면 상에 형성되는 제1 금속 층; 및
   상기 EAP 층의 타측 면 상에 형성되는 제2 금속 층;
   을 포함하는 배터리 셀.
3. 제2항에 있어서,
   상기 EAP 층은,
   나피온, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 폴리씨오펜으로부터 선택된 적어도 하나의 고분자 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 금속 층 및 제2 금속 층은,
   백금, 금, 은 및 동을 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
5. 제2항에 있어서,
   상기 제1 금속 층은,
   상기 음극탭 및 음극 리드 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 금속 층은,
   상기 음극 리드와는 고정되어 있고, 상기 음극탭과는 고정되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
7. 제6항에 있어서,
   상기 배터리 셀은,
   상기 제2 금속 층과 양극 리드 사이 또는 상기 제2 금속 층과 양극 탭 사이를 연결하는 연결 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제1 금속 층은,
   상기 음극탭과는 고정되어 있고, 상기 음극 리드와는 고정되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
9. 제8항에 있어서,
   상기 배터리 셀은,
   상기 제2 금속 층과 양극 리드 사이 또는 상기 제2 금속 층과 양극 탭 사이를 연결하는 연결 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀을 복수개 포함하는 배터리 팩.
11. 제10항에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차.

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