KR20220168963A - 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

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KR20220168963A
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박준규
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신제환
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수납하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 파우치 케이스는 절연이 취약한 부분인 절연취약부를 포함하고, 상기 절연취약부에 절연 코팅층이 형성되어 있다.

Description

전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈{BATTERY CELL AND BATTERY MODULE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 셀 및 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 전지셀 및 전지 모듈에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.
최근 이차 전지의 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 이차 전지 구조에 대한 필요성이 높아지면서, 다수의 이차 전지가 직렬/병렬로 연결된 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
도 1은 종래의 전지셀을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 A부분을 다른 방향에서 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전지셀(10)은 이차 전지로써, 파우치형 이차 전지로 구성될 수 있다. 이러한 전지셀(10)은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체(20), 파우치 케이스(30) 및 전극 조립체(20)로부터 돌출된 전극 리드(21)를 포함할 수 있다.
파우치 케이스(30)는 전극 조립체(20)를 수납한 상태에서 폴딩부(33)를 따라 접힌 후, 실링부(32)가 압착되고 열융착될 때, 잔존 응력에 의해 전극 조립체(20)의 외측을 향하는 방향으로 박쥐 귀(Bat ear)라고 불리는 버 형태의 돌출부가 형성될 수 있다. 이러한 박쥐 귀 형태의 돌출부는 절연이 취약한 파우치 케이스(30)의 일 영역일 수 있고, 이러한 박쥐 귀 형태의 돌출부를 포함한 절연이 취약한 파우치 케이스(30)의 영역을 절연취약부(B)라고 할 수 있다. 절연취약부(B)는 박쥐 귀 형태의 돌출부에 한정되는 것은 아니고, 전지셀(10)의 형성 과정에 있어 파우치 케이스(30)의 급격한 형상 변화에 따라 미세 크랙 등이 생겨 파우치 케이스(30)가 깨지기 쉬운 부분도 포함할 수 있다. 이러한 절연취약부(B)가 존재함으로써, 전지셀(10)의 절연이 취약해지고, 외부에서의 물리적인 변화에 대해 전지셀(10)을 보호하는 기능도 수행할 수 없게 되어 이차 전지의 성능 및 수명이 감소될 수 있다.
따라서, 이차 전지의 절연 성능을 강화하여 이차 전지의 효율 및 수명을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 절연 성능 및 수명이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및상기 전극 조립체를 수납하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 파우치 케이스는 절연이 취약한 부분인 절연취약부를 포함하고, 상기 절연취약부에 절연 코팅층이 형성되어 있을 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 실링부와 폴딩부를 포함하고, 상기 실링부 및 상기 폴딩부 중 적어도 하나는 상기 절연취약부를 포함할 수 있다.
상기 실링부는 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성되고, 상기 절연취약부는 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부가 서로 교차하는 지점을 포함할 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 서로 대응하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 실링부는, 상기 전극 조립체를 수납한 상태에서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 가장자리가 서로 접합하여 밀봉될 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 서로 대응하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 폴딩부는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 마주하도록 접혀 있을 수 있다.
상기 실링부와 상기 폴딩부가 교차하는 부분에서 상기 전극 조립체의 두께 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 돌출부는 박쥐 귀 모양의 버일 수 있다.
상기 절연 코팅층은 절연 보호를 목적으로 하는 절연 물질이 상기 절연취약부에 컨포멀 코팅될 수 있다.
상기 절연 물질은 유기 도포제를 포함할 수 있다.
상기 절연 물질은 아크릴, 실리콘, 우레탄 및 에폭시 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 절연 코팅층은 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.
상기 절연 코팅층의 외부에 상기 절연 코팅층을 커버하도록 형성되는 절연 코팅 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기 전지셀을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 전지셀의 절연취약부에 코팅층을 형성함으로써, 전지셀의 절연 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전지셀을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 다른 방향에서 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 조립 단계의 분해된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 A부분을 다른 방향에서 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 제조 과정을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 조립 단계의 분해된 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예인 전지셀의 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 전지 모듈에 적층되도록 삽입되는 전지셀(100)은, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체(200) 및 전극 조립체(200)가 수용되는 수납부(310)가 형성된 파우치 케이스(300)를 포함한다.
전극 조립체(200)는 일정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 적층형 전극 조립체(200)일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 양극과 음극이 분리막을 개재한 상태로 적층된 구조를 권취한 권취형 조립체일 수도 있다.
전극 리드(210)는 전극 조립체(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전극 리드(210)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 전극 리드들(210)의 일부는 각각, 파우치 케이스(300)의 전방 및 후방(전극 조립체의 길이 방향에서의 양 단부)에서 파우치 케이스(300) 외측으로 돌출될 수 있다. 앞에서 설명한 전지셀(100)의 구성은 한 예이고, 전지 셀(100)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
파우치 케이스(300)는, 수납부(310), 실링부(320) 및 폴딩부(330)를 포함할 수 있다. 파우치 케이스(300)는 서로 대응하는 제1 영역(301) 및 제2 영역(302)을 포함할 수 있고, 제1 영역(301)에 위치하는 제1 수납부(310a), 제2 영역(302)에 위치하는 제2 수납부(310b), 및 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b) 사이에 위치하는 폴딩부(330)를 포함하는 시트형 모재로 이루어질 수 있다.
제1 영역(301) 및 제2 영역(302)은 파우치 케이스(300)의 벤딩 라인(330’)에 의해 나뉘어질 수 있다. 이때, 파우치 케이스(300)의 벤딩 라인(330’)은 수납부(310)의 모서리 라인과 이격(G)된 부분에 형성될 수 있다.
파우치 케이스(300)의 제조시, 포밍을 통해 제1 영역(301)과 제2 영역(302)중 적어도 하나에 전극 조립체(200)가 수납되는 수납부(310)가 형성될 수 있다. 수납부(310)는 제1 영역(301)에 위치하는 제1 수납부(310a) 및 제2 영역(302)에 위치하는 제2 수납부(310b)를 포함할 수 있다. 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b) 각각에는 전극 조립체(200)의 일부가 내장되고, 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b)가 폴딩부(330)를 사이에 두고 서로 마주하도록 접히는 것에 의해 전극 조립체(200)를 감싸도록 수납할 수 있다.
수납부(310)가 형성된 후, 파우치 케이스(300)의 폴딩부(330)를 벤딩 라인(330’)을 기준으로 180도 벤딩하여 수납부(310)를 덮음으로써 파우치 케이스(300) 구조를 완성할 수 있다.
폴딩부(330)는 벤딩 라인(330’)을 포함하면서, 파우치 케이스(300)를 벤딩하는 부분일 수 있다. 제1 영역(301) 및 제2 영역(302)은 폴딩부(330)를 따라 접히면서 서로 대응하며 접할 수 있다.
전극 조립체(200)는 평면 형상이 4개의 변을 갖는 형상을 갖는데, 4개의 변 중 일변에 대응하는 부분에 폴딩부(330)가 위치할 수 있다. 폴딩부(330)는 전극 조립체(200)의 측면(230)에 밀착하여, 폴딩부(330)의 양 가장자리에서 시트형 모재가 접히는 것에 의해 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b)가 서로 마주보도록 접힐 수 있다. 따라서 폴딩부(330)의 폭(P)은 전극 조립체(200)의 두께(t)와 동일할 수 있다. 폴딩부(330)에 대응하는 변을 제외한 3개의 변에서는 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b)의 가장자리가 서로 접합하여 밀봉되는 실링부(320)를 형성한다. 실링부(320)는 열융착 등의 방법에 의해 실링된다.
보다 상세히 설명하자면, 파우치 케이스(300)의 시트형 모재는, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 특히, 라미네이트 시트는 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있다. 상기 시트형 모재는 그 재질이 금속층으로 이루어진 심부와, 상기 심부의 일면 상에 형성된 열융착층과, 상기 심부의 타면 상에 형성된 절연막으로 이루어진다. 상기 열융착층은 폴리머 수지인 변성 폴리프로 필렌, 예컨대 CPP(Casted Polypropylene)를 사용하여 접착층으로 작용하며, 상기 절연막은 나일론이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성되어 있을 수 있으나, 여기서 상기 파우치 외장재의 구조 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 실링부(320)에서는 제1 수납부(310a)와 제2 수납부(310b)의 열융착층이 서로 접촉하게 되고, 이들이 접촉한 상태에서 열융착 공정을 행하는 것에 의해 파우치 케이스(300)가 실링되는 것이다.
이와 같이 시트형 모재를 이용하여 실링을 진행하는 과정에서, 폴딩부(330)와 실링부(320)가 교차하는 부분(도 1의 A 부분)에서는, 시트형 모재가 눌리면서 폴딩부(330)가 형성된 전극 조립체(200)의 일변의 외측으로 돌출되는 부분이 발생할 수 있고, 이러한 돌출부는 절연취약부(B)일 수 있다. 실링부(320) 및 폴딩부(330) 중 적어도 하나는 절연취약부(B)를 포함할 수 있다.
절연취약부(B)는 파우치 케이스(300)의 서로 인접한 모서리에 각각 형성될 수도 있다. 절연취약부(B)는 파우치 케이스(300)의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부(320)가 서로 교차하는 지점을 포함할 수 있다. 절연취약부(B)는 실링부(320)와 폴딩부(330)가 교차하는 부분에서, 전극 조립체(200)의 두께(t) 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 돌출부일 수 있다. 절연취약부(B)는 도 1에 도시된 바와 같이 모서리 라인과 인접한 벤딩 라인(300a)의 접힘 부분이 매끄럽게 형성되지 않고 외측으로 돌출되는 박쥐 귀 형태의 버일 수 있다. 다만, 절연취약부(B)는 이에 한정되는 것은 아니고, 파우치 케이스(300)의 포밍이나 실링 등에 의한 급격한 형상 변화에 따라, 파우치 케이스(300)가 얇아지거나 크랙이 발생하여 절연이 취약해지는 부분이면 모두 포함할 수 있다.
이하 도 5를 참고하여 하나의 전지셀(110)의 구성에 대해 살펴보기로 한다. 전지셀(100)은 각각 전극 조립체(200), 셀 케이스(133) 및 전극 조립체(200)로부터 돌출된 전극 리드(210)를 포함할 수 있다.
전극 조립체(200)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 셀 케이스(133)는 전극 조립체(200)를 패키징하기 위한 것으로, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다. 이러한 셀 케이스(133)는 케이스 본체(132) 및 셀 테라스(130)를 포함할 수 있다. 케이스 본체(132)는 전극 조립체(200)를 수용할 수 있다. 이를 위해, 케이스 본체(132)에는 전극 조립체(200)를 수용할 수 있는 수용 공간이 마련되어 있다. 셀 테라스(130)는 케이스 본체(132)로부터 연장되며, 전극 조립체(200)를 밀봉할 수 있도록 실링된다. 이러한 셀 테라스(130)의 일측 및 타측, 구체적으로 셀 테라스(130)의 전방 및 후방(y축 방향)에는 전극 리드(210)가 일부 돌출될 수 있다.
전극 리드(210)는 전극 조립체(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전극 리드(210)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 전극 리드들(210)의 일부는 각각, 셀 케이스(133)의 전방 및 후방(y축 방향)에서 셀 테라스(130) 밖으로 돌출될 수 있다. 앞에서 설명한 전지셀(100)의 구성은 한 예이고, 전지셀 적층체를 구성하기 위한 전지셀(100) 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 도시한 도면이다. 도 7은 도 6의 A부분을 다른 방향에서 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 절연취약부(B)에 형성된 절연 코팅층(350)을 포함할 수 있다. 절연 코팅층(350)은, 파우치 케이스(300)에 구비되는 절연층 외에 절연 코팅이 추가적으로 진행되는 층일 수 있다. 도면에서는 전지셀(100)의 가장자리의 일 영역 및 박쥐 귀 형상의 돌출부에만 절연 코팅층(350)을 형성한 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 절연취약부(B)라면 어디든지 절연 코팅층(350)이 형성될 수 있다. 따라서, 절연 코팅층(350)은 하나만 형성될 수도 있고, 서로 이격되어 복수 개 형성될 수도 있다.
구체적으로, 절연 코팅층(350)은 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부(320)가 서로 교차되는 영역이나, 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부(320)와 폴딩부(330)가 교차하는 영역에 형성될 수 있다. 절연 코팅층(350)은 실링부(320)와 폴딩부(330)가 교차하는 부분에서, 전극 조립체(200)의 두께 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 돌출부에 형성될 수 있다.
절연 코팅층(350)은 전지셀(100)의 파우치 케이스(300)에 위치하는 절연취약부(B)에 절연 보호를 목적으로 하는 절연 물질을 코팅함으로써 형성되어, 파우치 케이스(300) 내부에 장착되어 있는 전극 조립체(200)와 외부와의 전기적 연결을 차단시킬 수 있고, 추가적으로 외부의 습도 및 오염 등의 물리적인 영향으로부터 전지셀(100)을 보호하여, 전지의 수명을 길게 유지시켜줄 수 있다.
절연 코팅층(350)은 컨포멀 코팅(Conformal Coating)으로 형성될 수 있다. 컨포멀 코팅은 아주 얇은 두께로 코팅막을 형성시켜 외부 환경과 물리적인 영향으로부터 보호하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 코팅층(350)을 형성하는 코팅제는 유기 도포제일 수 있다. 절연 코팅층(350)을 형성하는 코팅제는 절연성을 가지는 물질을 포함하면 한정되지 아니하나, 예를 들어, 아크릴, 실리콘, 우레탄 및 에폭시 소재일 수 있다. 실리콘과 에폭시 소재로 형성된 절연 코팅층(350)은 고온에 강하고, 우레탄 소재로 형성된 절연 코팅층(350)은 내화학성이 우수하며, 아크릴 소재로 형성된 절연 코팅층(350)은 전기 저항에 강하다는 특성을 가진다.
절연 코팅층(350)은 페인트 브러싱(Paint brushing), 스프레이 코팅(Spray coating), 침지법 (Dip coating) 등의 방법을 통해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 절연 코팅층(350)은 페인트 브러싱 및 침지법을 통해 형성될 수 있다.
절연 코팅층(350)은, 파우치 케이스(300)에 구비되는 절연층을 기준으로, 최소 2배 내지 최대 10배의 두께를 가질 수 있다. 또한, 절연 코팅층(350)의 코팅 면적은, 절연 취약부(B) 면적의 최소 100% 이상일 수 있다. 구체적으로, 절연 코팅층(350)은, 절연 코팅층(350)이 커버하는 절연 취약부(B) 면적과 대응되게 형성될 수 있고, 절연 취약부(B)의 면적 이상으로 절연 취약부(B)를 덮으면서 형성될 수도 있다.
절연취약부(B)에 절연 코팅층(350)이 형성됨으로 인해, 전지셀(100)의 절연 성능을 확보할 수 있다. 또한, 절연을 위한 별도의 부품을 삽입할 필요도 없으므로 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈의 에너지 밀도가 향상될 수 있고, 조립성을 향상시킬 수 있으며, 조립에 따른 비용을 절감할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀을 도시한 도면이다. 도 9는 도 8의 A부분을 다른 방향에서 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀은 절연 코팅층(350)의 외부에서 절연 코팅층(350)을 커버하도록 형성되는 절연 코팅 보호층(360)을 더 포함할 수 있다. 절연 코팅 보호층(360)은 절연 코팅층(350)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 절연 코팅 보호층(360)은 하나만 형성될 수도 있고, 서로 이격되어 복수 개 형성될 수도 있다.
구체적으로, 절연 코팅 보호층(360)은 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부(320)가 서로 교차되는 영역이나, 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 실링부(320)와 폴딩부(330)가 교차하는 영역에 형성될 수 있다. 절연 코팅 보호층(360)은 실링부(320)와 폴딩부(330)가 교차하는 부분에서, 전극 조립체(200)의 두께 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 돌출부에 형성될 수 있다.
절연 코팅 보호층(360)은 절연 코팅층(350)이 위치한 영역보다 더 넓은 영역에 형성될 수 있다.
절연 코팅 보호층(360)의 코팅 면적은, 절연 코팅층(350) 면적의 최소 100% 이상일 수 있다. 구체적으로, 절연 코팅 보호층(360)은, 절연 코팅 보호층(360)이 커버하는 절연 코팅층(350) 면적과 대응되게 형성될 수 있고, 절연 코팅층(350)의 면적 이상으로 절연 코팅층(350)을 덮으면서 형성될 수도 있다. 절연 코팅 보호층(360)은 전지셀(100)의 파우치 케이스(300)에 위치하는 절연 코팅층(350)을 보호하기 위해 코팅제를 코팅함으로써 형성되어, 전지 모듈에 전지셀(100)을 적층하고 수납하는 경우, 부품들과의 마찰로부터 절연 코팅층(350)을 보호하고, 전지셀(100) 및 이를 포함하는 전지 모듈의 절연 성능을 확보할 수 있으며, 절연 코팅 보호층 자체적인 절연 성능을 통해 전지 모듈의 절연 성능을 보다 더 강화할 수 있다.
앞에서 설명한 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전지셀
200: 전극 조립체
210: 전극 리드
300: 파우치 케이스
310: 수납부
320: 실링부
330: 폴딩부
350: 절연 코팅층
360: 절연 코팅 보호층
B: 절연취약부

Claims (16)

  1. 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수납하는 파우치 케이스를 포함하고,
    상기 파우치 케이스는 절연이 취약한 부분인 절연취약부를 포함하고,
    상기 절연취약부에 절연 코팅층이 형성되어 있는 전지셀.
  2. 제1항에서,
    상기 파우치 케이스는, 상기 파우치 케이스의 모서리에 각각 형성되는 실링부와 폴딩부를 포함하고, 상기 실링부 및 상기 폴딩부 중 적어도 하나는 상기 절연취약부를 포함하는 전지셀.
  3. 제2항에서,
    상기 절연취약부는 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부가 서로 교차하는 영역을 포함하는 전지셀.
  4. 제2항에서,
    상기 절연취약부는 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부와 상기 폴딩부가 서로 교차하는 영역을 포함하는 전지셀.
  5. 제2항에서,
    상기 파우치 케이스는, 서로 대응하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 실링부는, 상기 전극 조립체를 수납한 상태에서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 가장자리가 서로 접합하여 밀봉되는 전지셀.
  6. 제2항에서,
    상기 파우치 케이스는, 서로 대응하는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 폴딩부는, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 마주하도록 접혀 있는 전지셀.
  7. 제2항에서,
    상기 실링부와 상기 폴딩부가 교차하는 부분에서 상기 전극 조립체의 두께 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 돌출부를 더 포함하는 전지셀.
  8. 제7항에서,
    상기 돌출부는 박쥐 귀 모양의 버인 전지셀.
  9. 제1항에서,
    상기 절연 코팅층은 절연 보호를 목적으로 하는 절연 물질이 상기 절연취약부에 컨포멀 코팅되어 있는 전지셀.
  10. 제9항에서,
    상기 절연 코팅층은, 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부들이 서로 교차하는 영역, 및 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부와 상기 폴딩부가 서로 교차하는 영역에 형성되는 전지셀.
  11. 제9항에서,
    상기 절연 코팅층은, 상기 절연취약부의 면적과 대응되게 형성되는 전지셀.
  12. 제9항에서,
    상기 절연 물질은 유기 도포제를 포함하는 전지셀.
  13. 제9항에서,
    상기 절연 물질은 아크릴, 실리콘, 우레탄 및 에폭시 중 적어도 하나를 포함하는 전지셀.
  14. 제1항에서,
    상기 절연 코팅층의 외부에 상기 절연 코팅층을 커버하도록 형성되는 절연 코팅 보호층을 더 포함하는 전지셀.
  15. 제14항에서,
    상기 절연 코팅 보호층은, 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부들이 서로 교차하는 영역, 및 상기 파우치 케이스의 서로 인접한 모서리에 각각 형성된 상기 실링부와 상기 폴딩부가 서로 교차하는 영역에 형성되는 전지셀.
  16. 제1항에 따른 전지셀을 포함하는 전지 모듈.

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