KR20220002301U - 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀 - Google Patents

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쯔-난 양
멍-훙 우
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프로로지움 테크놀로지 코., 엘티디.
프로로지움 홀딩 인크.
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Abstract

본 고안은 방열 리드탭으로 종래의 전도성 단자를 대체하여 병렬 연결을 수행하는 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제공하며, 방열 리드탭은 시트형 본체 및 시트형 본체로부터 연장되는 복수의 시트형 연장부를 포함하여, 시트형 연장부와 배터리 유닛의 집전층을 직접 접촉시키는 방식으로 전류 경로를 최대화함과 동시에, 방열을 위한 전도성 경로 역할도 할 수 있어, 배터리 셀의 효능과 안정성이 상당히 크게 개선되었다.

Description

방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀{PARALLEL BATTERY CELL WITH HEAT DISSIPATING LEADS}
본 고안은 배터리 셀에 관한 것으로서, 특히 완전하고 독립적으로 패키징된 배터리 유닛으로 구성되고, 방열 리드탭을 이용하여 병렬 연결되는 배터리 셀에 관한 것이다.
최근 각종 휴대용 전자제품/전기자동차/에너지 저장 충전소 등 분야가 급속히 발전함에 따라, 에너지 저장 밀도가 높고 환경 보호 기능을 겸비한 에너지 저장 장치에 대한 높은 요구로 확대되어, 이온 2차 전지가 1차 선택이 되었으며, 나아가 리튬 이온 2차 전지, 마그네슘 이온 2차 전지, 나트륨 이온 2차 전지 등 각종 2차 전지로 발전하게 되었다. 실제로, 가장 흔히 볼 수 있는 것으로는 각종 장치에 응용할 수 있도록 충분한 용량을 확보하기 위해, 배터리 유닛을 병렬 방식으로 연결하여 배터리 셀을 구성한 것이다.
종래의 직렬 연결 방식은 주로 집전체의 돌출부(Terminal 단)를 동일한 극성으로 용접하여 구성되며, 이러한 방식은 돌출부가 상대적으로 비교적 가늘고 길기 때문에, 배터리 셀의 전류 경로가 최대화될 수 없고, 또한 저항값이 높기 때문에 열이 발생하기 쉬워 배터리 셀의 안정성에 심각한 영향을 미친다. 또한, 용접점의 접촉면적이 상대적으로 작기 때문에, 시공이 쉽지 않고, 용접 상황의 불량으로 인해 접촉 상태가 나빠지는 상황이 발생하기가 매우 쉽다.
이를 감안하여, 본 고안은 상기 결함에 대해 일종의 참신한 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제안한다.
본 고안의 주요 목적은 방열 리드탭을 이용하여 대면적을 직접 접촉시키는 방식으로 배터리 셀의 병렬 연결을 구성함으로써, 배터리 셀의 전류 경로를 최대화할 수 있는 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제공하고자 하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 방열 리드탭을 방열 경로로 하여, 배터리 셀의 작용으로 발생되는 열을 효과적으로 도출함으로써 배터리 셀의 최적의 효능을 유지시킬 수 있는 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제공하고자 하는데 있다.
본 고안은 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제안하며, 이는 복수의 배터리 유닛, 제1 방열 리드탭 및 제2 방열 리드탭을 포함하고, 배터리 유닛은 완전하고 독립적인 모듈로서, 2개의 시트 형상의 집전층, 및 그 중에 설치되는 전기화학 시스템을 포함하며, 제1, 제2 방열 리드탭은 시트형 본체 및 시트형 본체로부터 연장되는 복수의 시트형 연장부를 포함하고, 동일한 시트형 본체로부터 연장되는 시트형 연장부와 배터리 유닛은 동일한 극성을 지닌 시트형 집전층과 직접 접촉되도록 설치되며, 또한 적어도 그 중 하나의 시트형 연장부가 어느 두 스태킹된 배터리 유닛 사이에 시트 형상으로 삽입되어 병렬 연결을 완성한다.
시트형 연장부와 시트형 집전층이 대면적으로 직접 접촉하므로, 배터리 셀의 전류 경로가 최대화될 수 있는 동시에, 방열을 위한 안내 경로 역할도 할 수 있으며; 또한 시트형 본체와 시트형 연장부의 연결 면적이 종래의 전도성 단자와 집전체의 접촉 면적보다 훨씬 크기 때문에, 시공이 더욱 편리하다.
이하 구체적인 실시예의 상세한 설명을 통해 본 고안의 목적, 기술 내용, 특징 및 달성되는 효과를 더욱 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 배터리 유닛의 설명도이다.
도 1b는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 배터리 유닛의 다른 일 실시예의 설명도이다.
도 1c는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 배터리 유닛의 분해도이다.
도 2a는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 설명도이다.
도 2b는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 분해도이다.
도 3a-3d는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 끝단면 절연형태 설명도이다.
도 4는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 또 다른 일 실시예도이다.
도 5는 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 또 다른 일 실시예도이다.
도 6은 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 또 다른 일 실시예도이다.
본 고안의 장점, 정신 및 특징이 더욱 쉽게 명확히 이해될 수 있도록, 후속으로 실시예를 통해 상기 도면을 참조하여 상세히 기술하고 토론할 것이다. 언급해둘 점으로, 상기 실시예는 단지 본 고안의 대표적인 실시예일뿐, 본 고안의 실시 양태와 청구 범위가 상기 실시예의 양태로만 국한되는 것은 아니다. 상기 실시예를 제공하는 목적은 단지 본 고안의 공개 내용이 더욱 명확해지고 쉽게 이해되도록 하기 위한 것일 뿐이다.
본 고안에 공개된 각종 실시예에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 묘사하기 위한 목적일 뿐, 본 고안이 공개하는 각종 실시예를 제한하고자 하는 것이 아니다. 별도로 명확히 지적하지 않는 한, 사용되는 단수 형식은 복수 형식도 포함한다. 별도로 한정하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 용어와 과학 용어 포함)는 본 고안에 공개된 각종 실시예의 소속 분야의 보통 기술자가 통상적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 상기 용어(예를 들어 일반적으로 사용되는 사전에서 한정한 용어)는 본 고안이 공개한 각종 실시예에 명확히 한정되어 있지 않는 한, 동일한 기술 분야에서의 문맥의 의미와 동일한 의미를 갖는 것으로 해석되며, 또한 이상화된 의미 또는 지나치게 공식적인 의미를 갖는 것으로 해석되지 않는다.
본 명세서의 설명에서, "일 실시예", "일 구체적인 실시예" 등의 참고 용어의 설명은 상기 실시예와 결합하여 기술되는 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 고안의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서, 상기 용어의 도식적인 표현이 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니며, 또한, 기술되는 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성은 어느 하나 또는 다수의 실시예에 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
본 고안의 설명에서, 별도로 규정 또는 한정하지 않는 한, "커플링", "연결", "설치" 등의 용어는 광의로 이해되어야 한다. 예를 들어, 기계적인 연결 또는 전기적인 연결일 수도 있고, 두 개의 소자 내부가 연통되는 것일 수도 있으며, 직접 연결되는 것일 수도 있고, 중간의 매개를 통해 간접적으로 연결되는 것일 수도 있으며, 당업계에서 통상적인 지식을 갖춘 자라면 구체적인 상황에 따라 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있을 것이다.
본 고안은 완전하고 독립적인 배터리 유닛(20)으로 병렬 연결을 완성하는 것이기 때문에, 배터리 유닛(20)에 대한 부분을 먼저 설명한다. 도 1a, 1c를 참조하면, 본 고안의 배터리 유닛(20)은 2개의 시트 형상의 집전층(24), (25), 전기화학 시스템(201)과 실란트(26)를 포함하며, 전기화학 시스템(201)은 분리층(21), 2개의 활성재료층(22), (23), 및 활성재료층(22), (23)에 함침/혼련되는 전해질 시스템을 포함한다. 분리층(21)의 재료는 이온 전도성을 지니지 않은 절연재료 또는 이온 전도성을 지닌 재료에서 선택될 수 있다. 이온 전도성을 지니지 않은 절연재료를 선택 시, 예를 들어 고분자 소재 또는 유리섬유 소재로 형성되는 다공성 층상물이거나, 또는 세라믹 입자 소재를 스태킹하거나 소결하여 미세 공동을 갖는 구조를 형성하거나, 또는 상기 소재를 혼합 구성한다. 분리층(21)의 재료 자체가 이온 전도성을 지니지 않는 경우, 분리층(21)은 이온이 전해질 매개를 통해 분리층을 통과할 수 있도록 미세공 형태를 지닌다. 분리층(21)의 소재가 이온 전도성 재료인 경우, 예를 들어 산화물 고체 전해질의 세라믹 분말체인 경우, 이때 분리층(21)은 이온 전달을 위한 (미세) 공동을 지니지 않고, 산화물 고체 전해질 자체의 고체-고체 계면을 통해 접촉 전달을 수행할 수 있다. 상기 미세 공동은 쓰루홀 또는 앤트홀(직접 관통되지 않는 양태)의 형태일 수 있다.
상기 세라믹 분말체는 이온 전도성을 지니지 않는 절연재료거나 이온 전도성을 지닌 산화물 고체 전해질일 수 있으며, 초기 입경 범위는 미크론급 또는 나노급 또는 미크론급과 나노급의 혼합과 같이 둘의 차이가 비교적 큰 크기의 혼합일 수 있다. 세라믹 분말체가 이온 전도성을 지닌 절연재료에서 선택되는 경우, 이산화티타늄(TiO2), 삼산화이알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2) 등 재질이거나 알킬화된 세라믹 입자로 형성될 수 있다. 세라믹 분말체가 이온 전도성을 지닌 산화물 고체 전해질에서 선택되는 경우, 구체적인 재료는 예를 들어 리튬 란타늄 지르코늄 산화물(lithium lanthanum zirconium oxide; Li7La3Zr2O12; LLZO) 또는 인산 티타늄 알루미늄 리튬(LATP) 등일 수 있다. 이밖에, 세라믹 소재는 상기 절연 세라믹 소재와 산화물 고체 전해질의 혼합으로 형성될 수도 있다. 세라믹 분말체 스택으로 상기 분리층을 구성 시 고분자 접착제, 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride; PVDF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethene; PTFE), 아크릴산 점착제(Acrylic Acid Glue), 에폭시 수지(Epoxy), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리아크릴로니트릴(PAN) 또는 폴리이미드(PI)를 더 포함할 수 있다.
전해질 시스템은 활성재료층(22), (23)에 함침 또는 혼련되며, 이는 액체, 콜로이드, 고체 전해질, 또는 이들이 임의로 조합된 혼합 전해질일 수 있다. 활성재료층(22), (23)은 중간의 분리층(21)에 의해 분리되고, 또한 활성재료층(22), (23)과 분리층(21)은 전기화학 시스템(201)을 구성하며, 그 활성재료 성분을 통해 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 사용하거나(전기 공급) 또는 전기 에너지를 화학 에너지로 전환하여 시스템 중에 저장(충전)할 수 있으며, 이온의 전도와 이동을 동시에 달성할 수 있고, 발생되는 전자는 즉 직접 시트형 집전층(24), (25)으로부터 외부로 도출될 수 있다. 시트형 집전층(24), (25)의 재료로 흔히 볼 수 있는 것은 구리 및 알루미늄이며, 물론 기타 니켈, 주석, 은, 금 등 금속 또는 금속 합금일 수도 있다.
이와 동시에, 시트형 집전층(24), (25)은 배터리 유닛(20)의 패키징 어셈블리로서 주변의 실란트(26)와 협동하여 전기화학 시스템(201)을 외부 환경과 차단시킨다. 실란트(26)는 폴리머 소재로서, 시트형 집전층(24), (25)의 표면에 점착될 수 있으면서 전해질 시스템에 대해 내구적이기만 하면 되고, 특별한 제한이 없으며, 열경화성 수지인 것이 바람직하다. 예를 들어, 실란트(26)의 재질은 에폭시 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 열가소성 폴리이미드, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 실리콘 고무, 또는 자외선 경화 고무일 수 있다. 실란트(26)는 두 시트형 집전층(24), (25) 사이의 가장자리 부위에 개재되어, 전기화학 시스템(201)(활성재료층(22), (23)과 중간의 분리층(21))을 둘러쌈과 동시에, 두 끝단면이 적어도 부분적으로 두 개의 시트형 집전층(24), (25)과 접착된다. 실란트(26)와 두 집전층(24), (25)은 전해질 시스템을 두 집전층(24), (25) 사이에 패키징하여 외부로 누설되지 않고, 다른 배터리 유닛(20)의 전해질 시스템과 서로 통하지 않도록 한다. 따라서, 배터리 유닛(20)은 집전층(24), (25)과 실란트(26)를 직접 패키징 구조로 사용하여 형성되는 독립적이면서 완전한 전기 공급 모듈이다.
실란트(26)의 패키징 효과가 더욱 우수해지도록 하기 위하여, 실리콘 재질을 사용 시, 실란트(26)를 3층 구조로 설계할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 상하 2층은 개질 실리콘층(261), (262)이고 중간은 실리콘층(263)이며, 양측의 개질 실리콘층(261), (262)은 실리콘을 부가형 실리콘과 축합형 실리콘의 조성 비율을 조정하거나 또는 첨가물을 첨가하여 개질시킴으로써, 이질적인 소재를 접착하기에 적합하도록 하며(여기서의 이질적인 소재란 시트형 집전층(24), (25)을 말한다), 이러한 설계를 통해 계면 간의 접착력을 향상시킬 수 있는 동시에, 전체적인 외관의 완성도가 더욱 높아지고, 생산 수율 역시 향상된다.
이어서 본 고안인 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀의 제1 양태에 대하여 설명한다. 도 2a, 2b를 참조하면, 이는 단일한 축방향으로 스태킹되는 복수의 배터리 유닛(20) 및 적어도 하나의 방열 리드탭을 포함한다. 도면에 대해 설명하면, 제1 방열 리드탭(31) 및 제2 방열 리드탭(32)이 도시되어 있으며, 제1 방열 리드탭(31)은 하나의 시트형 본체(311) 및 시트형 본체(311)로부터 연장되는 복수의 시트형 연장부(312)를 구비한다. 이 시트형 연장부(312)는 연결하려는 배터리 유닛(20)에 맞게 설계될 수 있으며, 본 실시 양태의 경우, 주로 3개의 배터리 유닛(20)이 결합되므로, 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312) 역시 3개이며, 동일하게, 제2 방열 리드탭(32) 역시 하나의 시트형 본체(321) 및 시트형 본체(321)로부터 연장되는 3개의 시트형 연장부(322)를 구비한다.
이러한 실시 양태에 대해 설명하면, 배터리 유닛(20)은 동일한 방향으로 스태킹되며, 다시 말해, 동일한 극성의 시트형 집전층(24)은 모두 위를 향하도록 설치되고, 모두 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 직접 접촉되어 전기적으로 연결된다. 동일하게, 다른 극성의 시트형 집전층(25)은 모두 아래를 향하여 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)와 직접 접촉되어 전기적으로 연결되며, 다시 말해 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)는 교차 배치되는 형태를 띰으로써, 병렬 연결되는 양태를 구성한다. 따라서, 제1 방열 리드탭(31)과 제2 방열 리드탭(32)은 모두 전도성 소재로 구성된다. 이때, 중간에 위치하며 교차 배치되는 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)가 서로 접촉되어 단락을 형성하는 것을 방지하기 위하여, 둘 사이에 절연시트(40)를 추가하여 차단할 수 있다.
다른 한편으로, 배터리 유닛(20)의 끝단면 역시 제1 방열 리드탭(31) 또는 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 본체(311), (312)의 내측과 접촉되어 단락이 형성될 가능성이 있다. 따라서 도 3a를 참조하면, 시트형 본체(311), (312)의 내측과 시트형 연장부(311), (312) 사이에 절연체(41)를 설치하여 배터리 유닛(20)의 끝단면이 접촉되는 것을 피할 수 있다. 또한, 절연체(41) 방식 이외에, 배터리 유닛(20)의 실란트(26) 역시 절연 재질로 고려할 수 있으며, 이에 따라 배터리 유닛(20)의 실란트(26)를 시트형 집전층(24) 및/또는 시트형 집전층(25)의 측변 바깥으로 돌출되도록 할 수도 있고, 더 나아가 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 방열 리드탭(31) 또는 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 본체(311), (312)의 내측과 접촉되도록 할 수도 있다. 물론, 바깥으로 연장되되 제1 방열 리드탭(31) 또는 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 본체(311), (312)의 내측과는 접촉되지 않도록 할 수도 있으며, 주로 배터리 유닛(20)의 최외측 시트형 집전층(24), (25)이 제1 방열 리드탭(31) 또는 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 본체(311), (312)의 내측과 접촉되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 도 3c를 참조하면, 실란트(26)가 시트형 집전층(25) 측변 바깥으로 연장되어 돌출된 것을 나타낸 것으로서, 이때 배터리 유닛(20)의 시트형 집전층(24)이 원래 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 접촉되어 있어, 동일한 극성에 속하므로, 시트형 집전층(24)이 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 본체(311)의 내측과 접촉되면서도 단락을 구성하지 않으며, 따라서, 이 부분의 시트형 집전층(24)은 접촉 면적을 증가시키고, 나아가 방열 효과를 증가시키도록 실란트(26)를 따라 함께 연장될 수 있거나; 또는 상이한 극성의 시트형 집전층(25)이 시트형 본체(311), (312)의 내측에 접촉되는 것을 방지하도록, 시트형 집전층(25)이 시트형 집전층(24)에 대해 상대적으로 배터리 유닛의 중심을 향해 안으로 축소될 수 있다. 이 두 실시예(도 3b, 3c)에 대해 설명하면, 실란트(26)가 바깥으로 연장된다는 것은 상대적인 개념으로 간주할 수 있으며, 달성하고자 하는 효과에 따라, 시트형 집전층(24), (25)이 내측으로 축소되는 것으로 간주할 수도 있다. 동일하게, 도 3d에 도시된 바와 같이, 절연체(41)를 추가함과 동시에 실란트(26)를 바깥으로 연장시키면, 배터리 유닛(20)의 끝단면이 접촉으로 인해 단락되지 않도록 더욱 확실히 보장할 수 있다.
따라서, 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)를 이용하여 2개의 시트형 집전층(24), (25)과 대면적으로 접촉시키므로, 이러한 병렬형 배터리 셀의 전류 경로를 최대화할 수 있으며, 따라서, 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)는 대체로 2개의 시트형 집전층(24), (25)과 동일한 크기를 지닐 수 있다. 또한 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 본체(311)와 시트형 연장부(312), 및 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 본체(321)와 시트형 연장부(322)는 일체형으로 성형하거나 또는 용접 등 방식으로 연결하여 성형할 수 있으며, 어떤 방식을 채택하든, 그 사이의 연결면적은 종래의 돌출부(Terminal단)의 연결방식보다 훨씬 크다. 따라서, 연결방식이 더욱 안정적일 뿐만 아니라, 전체적인 배터리 셀의 제작 프로세스 역시 더욱 편리하다. 이와 동시에, 연결 면적이 대폭 향상되므로, 저항값이 따라서 낮아지므로, 작동 시 발생되는 열에너지 역시 감소될 수 있다.
또한, 제1 방열 리드탭(31)과 제2 방열 리드탭(32)을 열 전도성이 높은 전도성 재료로 구성할 경우, 배터리 셀의 방열 경로 역할을 할 수도 있어, 배터리 셀이 작용 시 발생되는 열을 효과적으로 도출할 수 있으며, 전술한 연결 면적이 증가함에 따라 파생되는 열이 대폭 감소되고, 이와 함께 대면적으로 접촉되는 방열 경로가 더해져, 이러한 병렬형 배터리 셀이 최적의 작동 효능을 유지할 수 있다.
이어서 도 4를 참조하면, 역방향으로 스태킹된 형태인 경우, 다시 말해 도시된 바와 같이 총 7개의 배터리 유닛(20)이 있으며, 홀수의 배터리 유닛(20)은 시트형 집전층(24)이 위를 향하고, 짝수의 배터리 유닛(20)은 시트형 집전층(25)이 위를 향한다. 따라서, 중간에 위치한 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)와 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(322)는 즉 상, 하 배터리 유닛(20)의 극성이 동일한 시트형 집전층(24), (25)과 동시에 접촉될 수 있어, 시트형 연장부(312), (322)의 수량, 및 절연시트(40)의 배치를 감소시킬 수 있으며, 전체적인 배터리 셀의 단위 에너지 밀도가 향상된다.
또한, 도 5를 참조하면, 도 2a와 동일하게 동일한 방향으로 배치되는 양태이나, 배터리 유닛(20)의 수량을 4개로 하여 전체적으로 병렬 연결 상태를 완성한 것이며, 나머지 내용은 즉 전술한 바와 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
동일하게, 도 6을 참조하면, 도 4와 동일하게 역방향으로 구성한 것이나, 수량을 6개의 배터리 유닛(20)으로 변경한 것이며, 이때, 즉 제1 방열 리드탭(31)의 시트형 연장부(312)가 전체적으로 병렬 연결 상태를 완성하기 위해서는 제2 방열 리드탭(32)의 시트형 연장부(3222)보다 하나가 더 많아야 하며, 나머지 내용은 즉 전술한 실시예와 동일하므로, 중복 설명을 생략한다. 전술한 내용은 단지 이러한 수량을 도면과 함께 설명한 것일 뿐이며, 주로 단수와 짝수개의 배터리 유닛(20)의 차이만 나타내었고, 기타 도시되지 않은 수량은 동일한 원리에 따라 구성할 수 있다.
상기 내용을 종합해보면, 본 고안은 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀을 제안하였으며, 방열 리드탭을 이용하여 종래의 전도성 단자(Terminal 단)의 연결 방식을 대체하여, 시트형 연장부와 시트형 집전층으로 대면적의 직접 접촉 연결을 수행함으로써, 배터리 셀의 전류 경로를 최대화할 수 있는 동시에, 방열 리드탭은 방열 경로의 역할을 할 수도 있어, 배터리 셀의 작용으로 발생되는 열이 효과적으로 도출될 수 있으며, 배터리 셀의 최적의 효능을 유지할 수 있다.
이상의 내용은 단지 본 고안의 바람직한 실시예일뿐, 본 고안의 실시 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 고안의 출원 범위의 상기 특징 및 정신에 의거하여 실시되는 균등한 변화 또는 수식은 모두 본 고안의 특허 출원 범위 내에 포함되어야 한다.
20: 배터리 유닛 21: 분리층
22, 23: 활성재료층 24, 25: 시트형 집전층
26: 실란트 31: 제1 방열 리드탭
32: 제2 방열 리드탭 40: 절연시트
41: 절연체 201: 전기화학 시스템
261: 개질 실리콘층 262: 개질 실리콘층
263: 실리콘층 311: 시트형 본체
312: 시트형 연장부 321: 시트형 본체
322: 시트형 연장부

Claims (10)

  1. 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀에 있어서,
    단일한 축방향으로 스태킹되는 복수의 배터리 유닛을 포함하며, 각각의 상기 배터리 유닛은
    서로 평행하게 설치되며, 상기 배터리 유닛의 패키징 어셈블리로 사용되는 2개의 시트형 집전층;
    상기 2개의 시트형 집전층 사이에 설치되며, 상기 배터리 유닛에서 서로 접촉되지 않는 전해질 시스템을 포함하는 전기화학 시스템; 및
    시트형 본체 및 상기 본체로부터 연장되는 복수의 시트형 연장부를 구비하여, 상기 시트형 연장부가 상기 배터리의 동일한 극성을 갖는 상기 시트형 집전층과 직접적으로 접촉되도록 설치되고, 적어도 그 중 하나의 상기 시트형 연장부가 어느 두 개의 스태킹된 상기 배터리 유닛 사이에 삽입 설치되는 제1 방열 리드탭을 포함하는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    시트형 본체 및 상기 시트형 본체로부터 연장되는 복수의 시트형 연장부를 구비하여, 상기 시트형 연장부가 배터리 유닛에 다른 극성의 상기 시트형 집전층과 직접적으로 접촉되도록 설치되는 제2 방열 리드탭을 더 포함하는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방열 리드탭과 상기 제2 방열 리드탭의 상기 시트형 연장부는 스태킹되는 상기 배터리 유닛 사이에 교차되는 형태를 띠며 서로 절연되도록 설치되는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시트형 연장부 사이에 설치되는 절연시트를 더 포함하는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 방열 리드탭과 상기 제2 방열 리드탭의 상기 시트형 본체 내측면에 설치되고 상기 시트형 연장부 사이에 위치하는 적어도 하나의 절연체를 더 포함하는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 방열 리드탭과 상기 제2 방열 리드탭의 상기 시트형 연장부는 대체로 상기 배터리 유닛의 상기 시트형 집전층과 동일한 크기를 갖는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기화학 시스템의 상기 전해질 시스템은 서로 통하지 않으며, 또한 이웃한 상기 전기화학 시스템은 전하 전이만 구비하고 전기화학 반응은 수행하지 않는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 유닛은 상기 두 시트형 집전층 사이에 설치되어 상기 전기화학 시스템 주위를 둘러싸는 실란트를 더 포함하며, 상기 실란트와 두 시트형 집전층이 상기 배터리 유닛의 패키징 구조로서 사용되는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실란트가 바깥으로 연장되어 적어도 하나의 상기 시트형 집전층 측변 외측으로 돌출되는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방열 리드탭과 상기 제2 방열 리드탭의 상기 시트형 본체 내측면에 설치되고 상기 시트형 연장부 사이에 위치하는 적어도 하나의 절연체를 더 포함하는, 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀.
KR2020220000326U 2021-03-18 2022-01-27 방열 리드탭을 구비한 병렬형 배터리 셀 KR20220002301U (ko)

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