KR20230000351A - 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 관한 것으로서, 전극리드가 형성된 전지셀 및 상기 전지셀을 감싸며 상하면에 상기 전극리드가 통과할 수 있는 파우치홀이 형성된 파우치 필름을 포함하고, 상기 전극리드는, 상기 파우치 필름 내부에 위치하되, 일부분이 상기 파우치홀을 관통하여 외부로 돌출되고, 외부로 돌출된 상면에 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 관한 것으로서, 전극리드 일부분이 파우치 필름을 관통하여 돌출되게 형성됨으로써 파우치 필름과 전극리드 간 단차로 인해 발생하는 접촉저항을 줄일 수 있는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라, 전원으로 작용하는 전지도 소형화 및 경량화가 요구되고 있다.
소형 경량화 및 고용량으로 충방전 가능한 전지로서 전기 에너지 저장 장치가 실용화되고 있으며, 소형 비디오 카메라, 휴대 전화, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 전자 및 통신기기 등에 이용되고 있다.
전기 에너지 저장 장치에 속하는 전기 에너지 저장 셀은, 활성탄소 표면에 전하를 물리적으로 흡착하고 탈착함으로써, 순간적으로 많은 전기에너지를 저장한 후에 높은 전류를 순간적 또는 연속적으로 공급하는 전기 에너지 저장 소자이다.
이러한 전기 에너지 저장 셀은 리튬 이온 배터리 셀과 비교하여, 높은 출력 밀도, 높은 충방전 효율, 넓은 동작 온도 범위, 장수명을 가진다.
이와 같은 전기 에너지 저장 셀은 주 전원이 끊어졌을 때, 보조로 전력을 공급하는 보조전원장치로 사용되고 있으며, 고출력과 장수명이라는 장점을 바탕으로 순간적으로 높은 출력을 내는 다양한 산업에 사용되고 있다.
또한, 전기 에너지 저장 셀 시장은 핸드폰, 소형 가전기기의 메모리 백업용인 소형 제품을 중심으로 성장해 왔으나, 점차 전극재료와 제조기술의 발달로 스마트미터(스마트그리드), SSD(Solid State Drive), GPS 트래킹 시스템, 자동차(전기차), UPS(Uninterruptible Power System, 무정전 전원 장치), 신재생에너지(풍력/태양광에너지, ESS) 등의 중/대형으로 시장성이 확대되고 있다.
또한, 전기 에너지 저장 장치 중 하나인 리튬 이온 배터리 셀은 전기 에너지 저장 셀 보다는 출력 밀도와 수명 등은 낮으나, 긴 시간 동안 전력을 충방전하여 저장할 수 있는 에너지가 많아 에너지 밀도가 높고 비교적 큰 용량으로 오랜 시간 출력을 낼 수 있는 장점을 가진다.
이러한 전기 에너지 저장 셀이나 리튬 이온 배터리 셀 등의 전기 에너지 저장 장치는, 개별 단위 셀로 사용됨은 물론 필요한 용량에 따라 수 십 개 또는 수 백 개 이상의 단위 셀(Unit cell)이 집합된 전기 에너지 저장 모듈로 구성되어 사용되며, 보다 상세하게는 소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전기 에너지 저장 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전기 에너지 저장 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전기 에너지 저장 모듈이 사용된다.
특히, 파우치형 전기 에너지 저장 장치는 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형으로 형성되어 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
이러한, 파우치형 전기 에너지 저장 장치는 음극, 양극, 전해질 및 세퍼레이터를 포함하여 이루어지는 전극체의 일측으로 전극리드가 형성되는 전지셀이, 파우치의 내부에 수용되도록 한 후 상기 파우치의 내부에 전해액을 주액하고 충전한 후 가스를 제거한 다음 상기 파우치를 실링하여 제조가 완료된다.
이때, 전극리드는 전극체의 일측으로 형성된 단자와 용접 또는 접착제로 접합하여 연결되는데, 외부 충격이 가해질 경우 연결 부위에 충격이 그대로 전해질 수 밖에 없고, 이 경우 전극리드와 전극체 사이의 접합 부위가 파손되어 전지 내부에서 단락이 발생되는 문제가 발생하고 있다.
또한, 다수개의 파우치형 전기 에너지 저장 장치를 적층할 경우 전극리드와 외부의 파우치 필름과의 단차로 인해 발생하는 접촉저항 때문에 배터리의 효율이 떨어지는 단점도 발생하여, 이에 대한 해결 방안이 필요한 실정이다.
종래기술로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0134341호가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 전극리드 일부분이 파우치 필름을 관통하여 돌출되게 형성되어 전기 에너지 저장 장치를 적층 시 돌출된 전극리드끼리 접촉함으로써 보다 낮은 압력으로 가압하여 적층할 수 있도록 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치는 전극리드가 형성된 전지셀 및 상기 전지셀을 감싸며 상하면에 상기 전극리드가 통과할 수 있는 파우치홀이 형성된 파우치 필름을 포함하고, 상기 전극리드는, 상기 파우치 필름 내부에 위치하되, 일부분이 상기 파우치홀을 관통하여 외부로 돌출되고, 외부로 돌출된 상면에 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극리드는, 양극 전극리드 및 음극 전극리드를 포함하고, 상기 양극 전극리드 및 음극 전극리드는, 상부가 개방된 'ㄷ'자 형태로 형성된 제1돌기 및 상기 제1돌기와 결합되도록 'ㅗ'자 형태로 형성된 제2돌기 중 하나 이상의 돌기가 형성되되, 서로 대응되게 형성되어 맞물려 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양극 전극리드는, 상기 제1돌기 및 제2돌기가 교번되게 형성되고, 상기 음극 전극리드는, 상기 양극 전극리드와 대응하도록 상기 제1돌기 및 제2돌기가 교번되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양극 전극리드는, 상면에 형성된 제1결합부를 포함하고, 상기 음극 전극리드는, 상면에 형성된 제2결합부를 포함하여, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 결합으로 상기 양극 전극리드와 음극 전극리드가 맞물림과 동시에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양극 전극리드는, 상기 돌기의 하면에 형성된 제1조립부 및 상기 돌기의 하면에서 상기 제1조립부와 결합되는 제1연결부재를 더 포함하고, 상기 음극 전극리드는, 상기 돌기의 하면에 형성된 제2조립부 및 상기 돌기의 하면에서 상기 제2조립부와 결합하는 제2연결부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기 에너지 저장 장치는, 상기 파우치홀로부터 상기 파우치 필름측으로 연장되도록 형성되어 상기 전기 에너지 저장 장치 내부에 형성된 열을 방출할 수 있는 방열부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극리드를 보호할 수 있는 보호부재를 더 포함하고, 상기 보호부재는, 일면이 개방된 형태로 형성되되, 내부에 상기 전극리드를 수용하도록 수용홈이 형성된 보호캡 및 상기 보호캡의 상면에 상측으로 단면적이 넓어지는 반원 형태로 형성된 흡착캡을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치는, 전극리드 일부분이 파우치 필름을 관통하여 돌출되게 형성됨에 따라 보다 낮은 압력으로 전기 에너지 저장 장치를 적층하여 접촉저항을 낮추는 효과가 있다.
또한, 외부로 돌출된 전극리드에 돌기가 형성되어 전극리드 간 접촉면적을 넓혀 대전류에 유리한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1 의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도.
도 6은 도 4의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 A-A'선에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도.
도 8의 (a), (b)는 도 7의 양극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도.
도 10의 (a), (b)는 도 7의 음극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도.
도 11은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 12의 (a) 내지 (c)는 도 7의 전극리드의 동작을 도시한 예시도.
도 13은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 제1연결부재와 제2연결부재의 결합을 통해 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 방열부재가 형성되어 있는 모습을 도시한 사시도.
도 15는 도 14의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 16의 (a), (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 보호부재가 형성된 모습을 도시한 예시도.
도 17은 도 16의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1 의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도.
도 6은 도 4의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 A-A'선에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도.
도 8의 (a), (b)는 도 7의 양극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도.
도 10의 (a), (b)는 도 7의 음극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도.
도 11은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 12의 (a) 내지 (c)는 도 7의 전극리드의 동작을 도시한 예시도.
도 13은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 제1연결부재와 제2연결부재의 결합을 통해 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 방열부재가 형성되어 있는 모습을 도시한 사시도.
도 15는 도 14의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
도 16의 (a), (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 보호부재가 형성된 모습을 도시한 예시도.
도 17은 도 16의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명하기 앞서, 본 발명에서 설명하는 전기 에너지 저장 장치는, 각형, 파우치형, 원통형 등의 한정되지 않는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 전기 에너지 저장 장치는, 슈퍼 캐패시터 셀, 리튬 이온 배터리 셀, 리튬 이온 커패시터 셀 등 전기 에너지 저장을 수행할 수 있는 다양한 전기 에너지 저장 셀을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 파우치 형태로 형성된 파우치형 배터리 셀을 중심으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1 의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치는 전지셀(10) 및 파우치 필름(20)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 전지셀(10)은 시트 및 전극리드(100)를 포함하는 전극 집전체, 전극 탭 등과 같은 배터리 셀의 일반적인 구조로 형성될 수 있다.
파우치 필름(20)은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 형성되어 전지셀(10)을 보호할 수 있는 것으로, 한 쌍의 필름이 전지셀(10)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 파우치 필름(20)은 상하면에 파우치홀이 형성될 수 있으며, 이때, 파우치홀의 모양과 형태는 전극리드(100)가 돌출된 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
이때, 전극리드(100)는 파우치 필름(20) 내부에 위치하며, 일부분이 파우치홀을 관통하여 외부로 돌출되도록 형성될 수 있다.
또한, 전극리드(100)는 파우치 필름(20) 외부로 돌출된 상면에 돌기가 형성될 수 있다.
이때, 돌기는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)를 포함할 수 있다.
제1돌기(101)는 상부가 개방된 'ㄷ'자 형태로 형성되며, 제2돌기(102)는 제1돌기(101)와 결합할 수 있도록 'ㅗ'자 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)는 서로 대응되게 형성되어 맞물려 결합할 수 있다.
이러한 전극리드(100)는 다수개의 전기 에너지 저장 장치를 적층할 경우, 전극리드(100)가 돌출된 부분에 형성된 돌기끼리 결합함으로써 전극리드(100) 간 접촉면적이 넓어짐에 따라 보다 낮은 압력으로 셀을 적층할 수 있을 뿐만 아니라, 접촉저항을 낮출 수 있는 장점이 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 파우치 필름(20) 외부로 노출되어 형성된 부분을 전극리드(100)라 칭하여 설명하기로 한다.
또한, 전극리드(100)는 양극 전극리드(110) 및 음극 전극리드(120)를 포함하고, 전지셀(10)의 상면 또는 하면에 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 각각의 전극리드(100)가 위치하는 방향은 한정되지 않는다.
이때, 양극 전극리드(110) 및 음극 전극리드(120)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102) 중 하나 이상의 돌기가 상면에 형성될 수 있으며, 서로 대응되게 형성되어 맞물려 결합할 수 있다.
예컨대, 양극 전극리드(110)에 제1돌기(101)가 형성된다면, 음극 전극리드(120)에는 상기 양극 전극리드(110)와 대응되는 위치에 제2돌기(102)가 형성되어 상호 결합할 수 있도록 한다. 이때, 양극 전극리드(110)와 음극 전극리드(120)에 형성되는 제1돌기(101)와 제2돌기(102)는 개수 및 순서는 한정되지 않으며, 서로 맞물리게 위치하는 가정 하에 다양하게 형성될 수 있다.
더욱 자세하게는, 도 2를 참조하면, 양극 전극리드(110)에 제1돌기(101), 제2돌기(102) 및 제1돌기(101)가 연이어 형성될 경우, 음극 전극리드(120)에는 제2돌기(102), 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)가 연이어 형성된 것을 확인할 수 있다.
이후, 도 3을 참조하면, 상기와 같이 형성된 전기 에너지 저장 장치가 적층 된 모습을 확인할 수 있는데, 상측에 위치하는 전기 에너지 저장 장치의 하면 음극 전극리드(120)와 하측에 위치하는 전기 에너지 저장 장치 상면의 양극 전극리드(110)가 맞물려 결합한 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 다수개의 전기 에너지 저장 장치가 적층할 경우, 인접하게 위치한 양극 전극리드(110)와 음극 전극리드(120)가 맞물려 결합할 수 있다.
이와 같이 형성된 전극리드(100)는 전기 에너지 저장 장치를 적층할 경우, 인접한 전극리드(100)끼리 서로 맞물려 결함됨으로써 접촉저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 전극리드(100) 간 접촉면적을 높일 수 있어 대전류에 유리한 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도이며, 도 6은 도 4의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 양극 전극리드(110)는 제1결합부(111)를 포함하고, 음극 전극리드(120)는 제2결합부(121)를 포함할 수 있다.
제1결합부(111)는 양극 전극리드(110)의 상면에 형성되고, 제2결합부(121)는 음극 전극리드(120)의 상면에 형성되어 제1결합부(111)와 결합할 수 있다.
이때, 제1결합부(111)와 제2결합부(121)는 서로 결합될 수 있는 형태로 형성되되, 홈, 돌기 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 제1결합부(111)가 돌기의 형태로 형성된다면, 제2결합부(121)는 제1결합부(111)의 돌기와 대응되는 위치에 홈으로 형성될 수 있다. 이때, 제1결합부(111)와 제2결합부(121)는 상기와 반대로 형성되어 결합할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이에, 양극 전극리드(110)와 음극 전극리드(120)가 제1결합부(111)와 제2결합부(121)를 통해 결합되도록 한다.
또한, 제1결합부(111)와 제2결합부(121)는 수직으로 동일선상에 형성되어 다수개의 전기 에너지 저장 장치가 적층될 경우, 수직방향으로 반듯하게 배열된 상태에서 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 전기 에너지 저장 장치는 인접하는 제1결합부(111)와 제2결합부(121)의 결합을 통해 양극 전극리드(110)와 음극 전극리드(120)가 고정되도록 할 뿐만 아니라, 다수개의 전기 에너지 저장 장치가 적층됐을 때, 한쪽으로 치우치지 않고 수직으로 일직선 상에 위치함에 따라 반듯하게 배열되어 안정적으로 적층되도록 한다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 사시도이고, 도 8의 (a), (b)는 도 7의 양극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도이고, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 저면사시도이고, 도 10의 (a), (b)는 도 7의 음극 전극리드를 분해하여 도시한 예시도이고, 도 11은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도이고, 도 12의 (a) 내지 (c)는 도 7의 전극리드의 동작을 도시한 예시도이며, 도 13은 도 7의 전기 에너지 저장 장치가 제1연결부재와 제2연결부재의 결합을 통해 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도이다.
도 7 내지 13을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치의 양극 전극리드(110)는 제1조립부(1100) 및 제1연결부재(112)를 포함할 수 있으며, 음극 전극리드(120)는 제2조립부(1200) 및 제2연결부재(122)를 포함할 수 있다.
이때, 도면상에서 제1돌기(101)와 제2돌기(102)가 일정 간격 이격되어 형성된 것으로 도시하였으나, 이는 전극리드(100)의 구성에 있어서 이해가 쉽도록 표현한 것으로, 이에 한정되지 않는다.
먼저, 양극 전극리드(110)의 제1조립부(1100)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에 형성되고, 제1연결부재(112)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에서 제1조립부(1100)와 결합될 수 있도록 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이때, 제1조립부(1100)와 제1연결부재(112)는 서로 결합될 수 있는 형태로 형성되되, 홈, 돌기 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 음극 전극리드(120)의 제2조립부(1200)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에 형성되고, 제2연결부재(122)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에서 제2조립부(1200)와 결합될 수 있도록 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이때, 제2조립부(1200)와 제2연결부재(122)는 서로 결합될 수 있는 형태로 형성되되, 홈, 돌기 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1연결부재(112)와 제2연결부재(122)는 서로 대응되게 형성되어 맞물려 결합할 수 있다. 이에, 제1연결부재(112)와 제2연결부재(122)는 제1조립부(1100) 및 제2조립부(1200)가 없어도 서로 결합될 수 있다.
가장 바람직하게는, 도 8을 참조하면, 제1조립부(1100)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에 'ㅗ'자 형태의 돌기가 형성되고, 제1연결부재(112)는 상기 제1조립부(1100)가 삽입될 수 있도록 'ㅗ'자 형태의 연결홈(1120)을 포함할 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 제2조립부(1200)는 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)의 하면에 내측으로'ㅗ'자 형태의 홈이 형성되고, 제2연결부재(122)는 상기 제2조립부(1200)에 삽입될 수 있도록 'ㅗ'자 형태의 연결돌기(1220)를 포함할 수 있다.
더욱 자세하게는, 도11을 참조하면, 제1연결부재(112) 및 제2연결부재(122)는 파우치홀로부터 돌출되는 부분, 즉, 전극리드(100)의 하측에 위치하고, 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)는 전극리드(100)의 상측에 위치하여 서로 결합될 수 있다.
이와 같이 형성된 전극리드(100)는 도 12와 같이 독립적으로 분리가 가능하여 전극리드(100)에 문제 발생 시, 해당 전극리드(100)만 분리하여 교체할 수 있는 장점이 있다.
또한, 전극리드(100)는 도 13과 같이 제1돌기(101) 및 제2돌기(102)를 분리시킨 상태로, 제1연결부재(112)와 제2연결부재(122)의 연결홈(1120)과 연결돌기(1220)의 결합을 통해 다수개의 전기 에너지 저장 장치를 적층시킬 수 있다.
이에, 문제가 발생한 제1돌기(101) 또는 제2돌기(102)의 교체가 어려울 경우, 제1연결부재(112)와 제2연결부재(122)의 결합을 통해 즉각적으로 대처할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 방열부재가 형성되어 있는 모습을 도시한 사시도이고, 도 15는 도 14의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도이고, 도 16은 도 14의 방열부재가 회동플레이트 및 절곡플레이트를 포함하는 모습을 도시한 사시도이고, 도 17의 (a) 내지 (c)는 도 16의 방열부재의 작동을 도시한 예시도이고, 도 18은 도 16의 전기 에너지 저장 장치가 적층된 모습을 도시한 사시도이며, 도 19는 도 18의 측면도이다.
도 14 내지 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치는 방열부재(30)를 더 포함할 수 있다.
방열부재(30)는 전기 에너지 저장 장치 내부에 발생되는 열을 방출할 수 있는 것으로, 파우치 필름(20)의 상면 및 하면 중 하나 이상에 파우치홀로부터 파우치 필름(20)측으로 연장되도록 형성될 수 있다.
이러한, 방열부재(30)는 전기 에너지 저장 장치 내부에 발생된 열을 효율적으로 방출할 수 있도록 전도성 및 방열성이 높은 금속소재가 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 방열부재(30)는 외면은 열을 방출할 수 있도록 금속 재질로 형성되고, 내부는 탄성이 있는 재질로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 방열부재(30)는 전극리드(100)의 두께에 따라 두께가 조절될 수 있으며, 인접한 한 쌍의 전기 에너지 저장 장치가 적층될 때, 결합하는 전극리드(100)로 인해 전기 에너지 저장 장치 간에 형성되는 공간의 높이와 동일한 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
이에 따라, 방열부재(30)는 전기 에너지 저장 장치 내부에 발생하는 열을 방출시켜줄 뿐만 아니라, 다수개의 전기 에너지 저장 장치가 적층될 때, 외부로 돌출된 전극리드(100) 간 결합으로 인해 발생하는 전기 에너지 저장 장치 사이의 공간을 채우는 역할도 할 수 있다.
또한, 다수개의 전기 에너지 저장 장치를 적층할 경우, 전기 에너지 저장 장치는 방열부재(30)로 인해 어느 한 방향으로 기울어지지 않고 안정적으로 적층될 수 있다.
또한, 방열부재(30) 내부가 탄성이 있는 재질로 형성됨에 따라 다수개의 전기 에너지 저장 장치를 적층하여 가압할 경우, 서로 접촉하는 전극리드(100)끼리 더욱 밀접하게 접촉하여 접촉 저항을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 16의 (a), (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치에 보호부재가 형성된 모습을 도시한 예시도이고, 도 17은 도 16의 전기 에너지 저장 장치가 적층되어 있는 모습을 도시한 측면도이다.
도 16 내지 17을 참조하면, 본 발명의 본 발명의 제1실시예에 따른 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치는 보호부재(40)를 더 포함할 수 있다.
보호부재(40)는 전기 에너지 저장 장치를 사용하지 않고 보관할 때, 전극리드(100)를 외부로부터 보호할 수 있는 것으로, 보호캡(410) 및 흡착캡(420)을 포함할 수 있다.
보호캡(410)은 전극리드(100)를 감싸는 커버와 같이 일면이 개방된 형태로 형성되어, 내부에 전극리드(100)를 수용하도록 수용홈(411)이 형성될 수 있다.
이때, 수용홈(411)은 돌출된 전극리드(100)와 동일한 형태와 크기로 형성되어 전극리드(100)를 수용하는 것이 가장 바람직하다.
흡착캡(420)은 다수개의 전기 에너지 저장 장치 적층 시, 인접하는 전기 에너지 저장 장치에 부착되어 용이하게 보관할 수 있는 것으로, 상측으로 단면적이 넓어지는 반원 형태로 형성될 수 있다.
이때, 흡착캡(420)은 반원 내부가 중공인 상태이며, 탄성이 있는 재질로 형성되어 인접하게 위치하는 전기 에너지 저장 장치의 파우치 필름(20)에 부착되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
도 17과 같이, 전기 에너지 저장 장치는 보호부재(40)를 이용함으로써, 돌출된 전극리드(100)의 마모, 변형 및 손상을 방지할 수 있으며, 다수개의 전기 에너지 저장 장치를 손쉽게 적층하여 용이하게 보관할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 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.
1: 전기 에너지 저장 장치
10: 전지셀
100: 전극리드
101: 제1돌기
102: 제2돌기
110: 양극 전극리드
1100: 제1조립부
111: 제1결합부
112: 제1연결부재
1120: 연결홈
120: 음극 전극리드
1200: 제2조립부
121: 제2결합부
122: 제2연결부재
1220: 연결돌기
20: 파우치 필름
30: 방열부재
40: 보호부재
410: 보호캡
411: 수용홈
420: 흡착캡
10: 전지셀
100: 전극리드
101: 제1돌기
102: 제2돌기
110: 양극 전극리드
1100: 제1조립부
111: 제1결합부
112: 제1연결부재
1120: 연결홈
120: 음극 전극리드
1200: 제2조립부
121: 제2결합부
122: 제2연결부재
1220: 연결돌기
20: 파우치 필름
30: 방열부재
40: 보호부재
410: 보호캡
411: 수용홈
420: 흡착캡
Claims (7)
- 전극리드가 형성된 전지셀 및
상기 전지셀을 감싸며 상하면에 상기 전극리드가 통과할 수 있는 파우치홀이 형성된 파우치 필름을 포함하고,
상기 전극리드는,
상기 파우치 필름 내부에 위치하되, 일부분이 상기 파우치홀을 관통하여 외부로 돌출되고, 외부로 돌출된 상면에 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극리드는,
양극 전극리드 및 음극 전극리드를 포함하고,
상기 양극 전극리드 및 음극 전극리드는,
상부가 개방된 'ㄷ'자 형태로 형성된 제1돌기 및 상기 제1돌기와 결합되도록 'ㅗ'자 형태로 형성된 제2돌기 중 하나 이상의 돌기가 형성되되, 서로 대응되게 형성되어 맞물려 결합하는 것을 특징으로 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 양극 전극리드는,
상기 제1돌기 및 제2돌기가 교번되게 형성되고,
상기 음극 전극리드는,
상기 양극 전극리드와 대응하도록 상기 제1돌기 및 제2돌기가 교번되게 형성되는 것을 특징으로 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 양극 전극리드는,
상면에 형성된 제1결합부를 포함하고,
상기 음극 전극리드는,
상면에 형성된 제2결합부를 포함하여,
상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 결합으로 상기 양극 전극리드와 음극 전극리드가 맞물림과 동시에 고정되는 것을 특징으로 하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 양극 전극리드는,
상기 돌기의 하면에 형성된 제1조립부 및
상기 돌기의 하면에서 상기 제1조립부와 결합되는 제1연결부재를 더 포함하고,
상기 음극 전극리드는,
상기 돌기의 하면에 형성된 제2조립부 및
상기 돌기의 하면에서 상기 제2조립부와 결합하는 제2연결부재를 더 포함하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전기 에너지 저장 장치는,
상기 파우치홀로부터 상기 파우치 필름측으로 연장되도록 형성되어 상기 전기 에너지 저장 장치 내부에 형성된 열을 방출할 수 있는 방열부재를 포함하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극리드를 보호할 수 있는 보호부재를 더 포함하고,
상기 보호부재는,
일면이 개방된 형태로 형성되되, 내부에 상기 전극리드를 수용하도록 수용홈이 형성된 보호캡 및
상기 보호캡의 상면에 상측으로 단면적이 넓어지는 반원 형태로 형성된 흡착캡을 포함하는 돌기가 형성된 돌출형 전극리드를 포함하는 전기 에너지 저장 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |