KR20230171100A - 단자 구조가 개선된 이차전지 - Google Patents

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Abstract

개시되는 발명은 육면체 형상을 이루는 전지 케이스의 상면에 양극단자 및 음극단자가 이격 배치된 이차전지에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 상기 양극단자 또는 음극단자가 노출되지 않도록 감싸면서 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 하나 이상의 면에 결합하는 단자 몸체와, 상기 양극단자 또는 음극단자와 전기적으로 연결되어 상기 단자 몸체 중 상면을 제외한 어느 일면에 노출된 연장단자를 구비하고, 상기 연장단자 상에 결속부재가 구비되는 단자 구조체를 포함한다.

Description

단자 구조가 개선된 이차전지{SECONDARY BATTERY HAVING IMPROVED TERMINAL STRUCTURE}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 양극단자 및/또는 음극단자의 배치 구조를 쉽게 변경할 수 있고, 복수의 이차전지에 대한 전기연결을 용이하게 할 수 있는, 단자 구조가 개선된 각형 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 일차전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고, 또한 환경보호의 시대적 요구에 맞춰 부각되는 전기 차량과 에너지 저장 시스템 등으로 인해 에너지원으로서의 이차전지의 수요는 더욱 급격하게 증가하고 있다.
이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jellyroll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리필름으로 권취한 스택 앤 폴딩(Stack & Folding)형으로 대략 분류할 수 있다.
다양한 종류의 이차전지 중 각형 이차전지를 살펴보면, 각형 이차전지는 양극단자와 음극단자가 일면에 함께 배치되어 있거나, 또는 대향하는 양 측면에 하나씩 배치되는 것이 대부분이다. 이러한 양극단자와 음극단자의 배치는 각형 이차전지를 탑재하는 각종 장치의 설계사양에 의해 결정되며, 이러한 설계사양에 맞춰 동일한 폼팩터에서도 양극단자와 음극단자의 배치구조를 그때마다 따로 설계해야 하는 수고가 따르게 된다.
또한, 복수의 이차전지를 모듈이나 팩으로 구성하기 위해서는 이차전지를 전기적으로 연결하는 버스바 등이 필요한데, 버스바의 설계는 양극단자와 음극단자의 배치구조에 종속되므로 버스바 설계 역시 복잡해진다.
한국공개특허 제10-2019-0102816호 (2019.09.04 공개)
본 발명은 각형 이차전지에 구비되는 양극단자와 음극단자의 배치구조를 별도의 설계변경 없이 손쉽게 변경 제조할 수 있으며, 나아가 복수의 이차전지에 대한 전기연결을 용이하게 할 수 있는 새로운 각형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 육면체 형상을 이루는 전지 케이스의 상면에 양극단자 및 음극단자가 이격 배치된 이차전지에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 상기 양극단자 또는 음극단자가 노출되지 않도록 감싸면서 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 하나 이상의 면에 결합하는 단자 몸체와, 상기 양극단자 또는 음극단자와 전기적으로 연결되어 상기 단자 몸체 중 상면을 제외한 어느 일면에 노출된 연장단자를 구비하고, 상기 연장단자 상에 결속부재가 구비되는 단자 구조체를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양극단자 또는 음극단자에 대해 상기 연장단자를 전기적으로 연결하는 연장배선은 상기 단자 몸체 외부로 노출되지 않는다.
그리고, 상기 양극단자 또는 음극단자에 대해 상기 연장단자를 전기적으로 연결하는 연장배선은 외부에 대해 절연되어 있을 수 있다.
상기 단자 몸체는 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 일측면에 결합하고, 상기 연장단자는 상기 일측면 상에 노출되어 있다.
그리고, 상기 단자 구조체는 상기 양극단자 및 음극단자에 하나씩 결합한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 결속부재는, 상기 양극단자 및 음극단자에 하나씩 구비되는 서로 상보하는 형상의 암 결속부재 또는 수 결속부재일 수 있다.
상기 양극단자 및 음극단자에 구비된 암 결속부재 또는 수 결속부재는, 인접한 다른 이차전지의 음극단자 및 양극단자에 구비된 수 결속부재 또는 암 결속부재에 대해 직렬회로로 결속된다.
복수의 이차전지는 폭 방향을 따라 정렬되고, 각각의 이차전지에 구비된 암 결속부재 및 수 결속부재는 인접한 이차전지의 수 결속부재 및 암 결속부재에 대해 폭 방향을 따라 암수 체결된다.
여기서, 상기 암 결속부재는 폭 방향으로 개방된 홈으로 이루어지고, 상기 수 결속부재는 폭 방향으로 돌출된 돌기로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 결속부재는 상기 연장단자에 일체로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에서, 복수의 이차전지는 폭 방향을 따라 정렬되고, 각각의 이차전지에 구비된 암 결속부재 및 수 결속부재는 인접한 이차전지의 수 결속부재 및 암 결속부재에 대해 높이방향을 따라 암수 체결된다.
이러한 실시형태에서, 상기 암 결속부재는 높이방향으로 개방된 슬롯으로 이루어지고, 상기 수 결속부재는 높이방향으로 연장된 인서트로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 이차전지는, 단자 구조체를 이차전지의 상면 모서리 부분에 결합하는 것으로서 양극단자 및/또는 음극단자의 배치구조를 손쉽게 변경할 수 있다. 따라서, 기존의 셀 내부 제조공정에 영향을 주지 않고 자유롭게 단자부 위치 제어가 가능하기 때문에 각형 이차전지의 개발 및 생산비용 절감이 가능해진다.
또한, 단자 구조체에 결속부재를 구비함으로써, 복수의 이차전지를 폭 방향을 따라 직렬회로로 연결할 때 별도의 버스바 없이 단자 구조체끼리 직결하는 것이 가능하고, 이에 따라 배터리 모듈이나 팩의 제조시에 구조를 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 발명에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지와 단자 구조체의 결합구조를 도시한 사시도.
도 3 및 도 4는 암 결속부재 및 수 결속부재의 일 실시형태를 도시한 도면.
도 5는 두 개의 이차전지가 결속부재를 통해 서로 전기적으로 연결되는 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 암 결속부재 및 수 결속부재를 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 도 6의 결속부재를 이용하여 복수의 이차전지가 전기적으로 연결되는 구조를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 이하에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 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.
또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 이차전지, 특히 육면체 형상을 이루는 전지 케이스의 상면에 양극단자 및 음극단자가 이격 배치된 이차전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이차전지는, 하나의 예에서, 전지 케이스의 적어도 한 쪽 상면 모서리에는 단자 구조체가 결합한다. 단자 구조체는 양극단자 또는 음극단자가 노출되지 않도록 감싸면서 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 하나 이상의 면에 결합하는 단자 몸체와, 상기 양극단자 또는 음극단자와 전기적으로 연결되어 상기 단자 몸체 중 상면을 제외한 어느 일면에 노출된 연장단자를 구비한다.
또한, 단자 구조체는 연장단자 상에 구비되는 결속부재를 포함한다. 결속부재는 서로 마주보는 단자 구조체의 연장단자를 직결하는 부재로서, 결속부재에 의해 복수의 이차전지가 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 단자 구조체를 포함하는 본 발명의 이차전지는 전지 케이스의 상면에 배치된 양극단자와 음극단자의 위치를, 단자 구조체를 적용하는 것만으로 별도의 설계변경 없이 사용자의 요구에 맞춰 자유로이 변경할 수 있으며, 이에 따라 각형 이차전지의 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 단자 구조체에 결속부재를 구비함으로써, 복수의 이차전지를 폭 방향을 따라 직렬회로로 연결할 때 별도의 버스바 없이 단자 구조체끼리 직결하는 것이 가능하고, 이에 따라 배터리 모듈이나 팩의 제조시에 구조를 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 이차전지에 대한 구체적인 실시형태를 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서 사용되는 전후좌우나 상하 등의 상개적 위치관계를 지정하는 용어는 특별한 정의가 없는한 첨부된 도면을 기준으로 한다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명에 따른 이차전지(100)를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이차전지(100)와 단자 구조체(200)의 결합구조를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 이차전지(100), 특히 육면체 형상을 이루는 전지 케이스(110)의 상면에 양극단자(120) 및 음극단자(130)가 이격 배치된 각형 이차전지(100)에 관한 것이다. 여기서, 도면에 도시된 각형 이차전지(100)는 하나의 예시로서, 너비와 폭, 그리고 높이의 비율은 다양할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 첨부된 도면을 기준으로 하여 전후와 상하좌우의 방향을 지칭하기로 한다. 예를 들어, 양극단자(120) 및 음극단자(130)가 배치된 일면이 상면이고, 이에 마주보는 반대면은 저면으로 부른다.
그리고, 도 1 및 도 2에 표시된 좌표축은 이차전지의 폭 방향(W), 두께방향(T), 높이방향(H)을 지정하는 것이다. 폭 방향(W)은 양극단자(120) 및 음극단자(130)를 가로지르는 방향을 지정하는 것이고, 두께방향(T)은 폭 방향(W)에 수직한 깊이 방향을, 그리고 높이방향(H)은 폭 방향(W) 및 두께방향(T) 양자에 수직한 방향을 지정한다.
본 발명의 이차전지(100)는 단자 구조체(200)를 포함한다. 단자 구조체(200)는 전지 케이스(110)의 적어도 한 쪽 상면 모서리에 결합하는 경첩 형태의 구조물로서, 단자 몸체(210)와 연장단자(220)를 포함한다.
단자 몸체(210)는 양극단자(120) 또는 음극단자(130)가 밖으로 노출되지 않도록 감싸면서, 전지 케이스(110)의 상면 및 상면에 이어지는 하나 이상의 면(측면이나 전면, 후면 등)에 결합하는 단자 구조체(200)의 몸체를 지칭한다.
연장단자(220)는 양극단자(120) 또는 음극단자(130)와 전기적으로 연결되어 있으면서, 단자 몸체(210) 중 상면을 제외한 어느 일면에 노출된 접속 단자이다. 즉, 양극단자(120)와 음극단자(130)는 단자 몸체(210)로 감싸여 노출되어 있지 않으므로, 연장단자(220)는 상면 이외의 다른 일면에 위치한 새로운 양극단자(120)와 음극단자(130)의 기능을 하게 된다.
따라서, 본 발명의 이차전지(100)는 전지 케이스(110)의 상면에 배치된 양극단자(120)와 음극단자(130)의 위치를, 단자 구조체(200)를 적용하는 것만으로 별도의 설계변경 없이 자유로이 변경할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 동일한 폼팩터의 각형 이차전지(100)에 대해 단자 구조체(200)를 이용하여 양극단자(120)와 음극단자(130)의 위치를 용이하게 변경할 수 있으므로, 이를 통해 각형 이차전지(100)의 생산비용을 절감할 수 있게 된다.
그리고, 단자 구조체(200)는 연장단자(220) 상에 구비되는 결속부재(300)를 포함한다. 결속부재(300)는 서로 마주보는 단자 구조체(200)의 연장단자(220)를 직결하는 부재로서, 결속부재(300)에 의해 복수의 이차전지(100)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 단자 구조체(200)에 결속부재(300)를 구비함으로써 단자 구조체(200)끼리 직결하는 것이 가능해지므로, 복수의 이차전지(100)를 별도의 버스바 없이 결속부재(300)끼리 직결함으로써 서로 전기적으로 연결할 수 있고, 이에 따라 배터리 모듈이나 팩의 제조시에 구조를 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 양극단자(120) 또는 음극단자(130)와 연장단자(220)는 연장배선(230)을 통해 전기적으로 연결되는데, 연장배선(230)은 단자 몸체(210) 외부로 노출되지 않는다. 그리고, 연장배선(230)은 외부에 대해 절연되어 있다. 예를 들어, 절연성 수지재질의 단자 몸체(210) 안에 연장배선(230) 및 연장단자(220)가 인서트 몰딩 등에 의해 매립되어 있을 수 있다. 이를 통해 연장단자(220)만이 외부로 노출됨으로써 연장배선(230)이 손상되거나 쇼트를 일으키는 등의 문제가 방지된다. 참고로, 연장배선(230)과 연장단자(220)는 일체형으로 구성되거나, 또는 별도의 부품으로 구성되어 단자 몸체(210)에 결합할 수 있다.
도시된 구체적인 실시형태에 따르면, 단자 몸체(210)는 전지 케이스(110)의 상면 및 상면에 이어지는 일측면에 결합하고, 연장단자(220)는 일측면 상에 노출되어 있다. 이에 따라, 전지 케이스(110)의 상면에 위치하였던 양극단자(120) 또는 음극단자(130)의 위치는 측면으로 이동되었다.
또한, 단자 구조체(200)는 양극단자(120) 및 음극단자(130)에 하나씩 결합될 수 있고, 이로써 양극단자(120)와 음극단자(130)는 서로 대향하는 측면에 하나씩 배치된다. 즉, 전지 케이스(110)의 상면에 함께 배치되었던 양극단자(120)와 음극단자(130)는 각기 인접한 측면으로 이동되며, 이에 따라 일방향 이차전지로 설계되었던 초기의 각형 이차전지(100)는 양방향 이차전지로 변경된다.
그리고, 단자 구조체(200)는 완성된 이차전지(100)에 추가적으로 부착하거나, 또는 도 2에 도시된 것처럼 전극 조립체(160)를 전지 케이스(110)에 봉입하기 전에 단자 구조체(200)를 전지 케이스(110)의 상면을 구성하는 캡 플레이트(150)에먼저 결합하는 순서로 제조하는 것이 가능하다.
도 3 및 도 4는 단자 구조체(200)에 구비되는 결속부재(300)를 상세히 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시형태에서, 결속부재(300)는 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)의 두 종류로 구비된다. 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)는 서로 상보하는 형태, 다시 말해 서로 끼워질 수 있는 암수 형태를 이루고 있다.
도 3에 도시된 결속부재(300)의 일 실시형태는, 암 결속부재(310)는 홈(312)의 형태를 이루고 있고, 수 결속부재(320)는 암 결속부재(310)의 홈(312)에 끼워지는 돌기(322)의 형태를 이루고 있다. 도면에서는 홈(312)과 돌기(322)의 단면이 원형을 이루고 있지만, 이러한 도면의 형상으로 홈(312)과 돌기(322)의 형태가 제한되는 것은 아니다.
도 4의 실시형태는, 홈(312)과 돌기(322)의 형태가 닫힌 도형의 형태가 아닌 열린 도형의 형태를 이루는 경우를 도시하고 있다. 특히, 도 4의 암 결속부재(310)의 홈(312)과 수 결속부재(320)의 돌기(322)는 평판을 절곡하여 만들 수 있는 형태로서, 단면이 도브테일 구조를 이룸으로써 스프링 작용에 의해 탄력적으로 결속하여 강한 체결력을 발휘할 수 있다는 특징이 있다.
여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 결속부재(300)는, 암 결속부재(310)는 폭 방향(W)으로 개방된 홈(312)으로 이루어지고, 수 결속부재(320)는 폭 방향(W)으로 돌출된 돌기(322)로 이루어져 있다. 즉, 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)는 폭 방향(W)을 따라 체결 및 해제될 수 있다.
도 5는 두 개의 이차전지(100)가 각자의 연장단자(220)에 구비된 결속부재(300)를 통해 상호 연결되는 구성에 대해 도시하고 있다. 결속부재(300)는 연장단자(220)에 대해 전기적으로 연결되어 있으므로, 복수 이차전지(100)가 결속부재(300)끼리 서로 연결되면 이들 복수의 이차전지(100)는 서로 전기적으로 연결된다. 결속부재(300)는 별도의 부재로 제조되어 연장단자(220)에 접합될 수고 있고, 또는 도면의 실시형태와 같이 결속부재(300)가 연장단자(220)에 대해 일체로 형성되는 것도 가능하다.
다시 도 5를 참조하면, 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)가 폭 방향(W)을 따라 체결 및 해제될 수 있음에 따라 두 개의 이차전지(100)도 폭 방향(W)을 따라 서로 연결된다. 이와 같이, 복수의 이차전지(100)는 폭 방향(W)을 따라 연이어 연결될 수 있으므로, 전기회로를 구성하려면 복수의 이차전지(100)는 직렬로 연결되어야 한다. 따라서, 어느 이차전지(100)의 음극단자(130)가 암 결속부재(310)를 구비하는 경우, 좀더 정확하게는 음극단자(130)에 연결된 연장단자(220)가 암 결속부재(310)를 구비하는 경우에는 인접한 다른 이차전지(100)의 양극단자(120)는 수 결속부재(320)를 구비하여야 한다. 즉, 인접한 이차전지(100)는 극성이 다른 단자가 서로 암수가 다른 결속부재(300)를 구비하여야 한다.
다만, 이러한 결속부재(300)의 조합이 반드시 어느 하나의 이차전지(100)가 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)를 각각 하나씩 구비해야 하는 것으로 한정하는 것은 아니다. 물론, 모든 이차전지(100)가 동일 극성의 단자가 동일한 암수 패턴을 가지도록 통일하는 것이 일반적이겠지만, 어느 이차전지(100)는 암 결속부재(310)만을 가지는 대신 다른 이차전지(100)는 수 결속부재(320)만을 구비하는 것으로 구성하는 것도 가능한 것이다. 다시 말해, 인접한 이차전지(100)끼리는 극성이 다른 단자가 서로 암수가 다른 결속부재(300)를 구비한다는 조건만 충족한다면, 복수의 이차전지(100)는 폭 방향(W)을 따라 연이어 직렬로 연결될 수 있다.
[제2 실시형태]
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 암 결속부재(310) 및 수 결속부재(320)를 도시한 도면이다.
도 6의 제2 실시형태 역시 복수의 이차전지(100)를 폭 방향(W)을 따라 직렬로 연결할 수 있다는 것은 전술한 제1 실시형태와 동일하지만, 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)를 상호 연결하는 구조에 있어서 차이가 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 제1 실시형태에서는, 암 결속부재(310)의 홈(312)과 수 결속부재(320)의 돌기(322)는 폭 방향(W)을 향하고 있으며, 이에 따라 제1 실시형태에서의 암수 체결의 방향은 이차전지(100)의 폭 방향(W)이 된다.
이에 비해, 도 6의 제2 실시형태에 있어서는, 암 결속부재(310)는 높이방향(H)으로 개방된 슬롯(314)으로 이루어지고, 수 결속부재(320)는 높이방향(H)으로 연장된 인서트(324)로 이루어져 있다. 즉, 제2 실시형태에서는, 복수의 이차전지(100)가 폭 방향(W)을 따라 연이어 연결되는 것은 마찬가지이지만, 인접한 이차전지(100)의 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)는 높이방향(H)을 따라 체결 및 해제된다.
도 7 및 도 8은 제2 실시형태의 결속부재(300)를 이용하여 복수의 이차전지(100)가 전기적으로 연결되는 구조를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 두 개의 이차전지(100)가 각자의 연장단자(220)에 구비된 결속부재(300)를 통해 높이방향(H)으로 암수 체결되어 상호 연결되는 구성에 대해 도시하고 있다. 제1 실시형태의 경우와 동일하게, 결속부재(300)는 연장단자(220)에 대해 전기적으로 연결되어 있으므로, 복수 이차전지(100)가 결속부재(300)끼리 서로 연결되면 이들 복수의 이차전지(100)는 서로 전기적으로 연결된다.
특히, 제2 실시형태의 결속부재(300)는 인접한 이차전지(100)의 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)는 높이방향(H)을 따라 체결 및 해제되므로, 일단 체결된 암 결속부재(310)와 수 결속부재(320)는 폭 방향(W)으로는 해제되지 않는다. 따라서, 이차전지(100)에 요동이나 진동이 발생하더라도 체결된 결속부재(300)가 서로 이탈할 염려가 거의 없다. 이런 점에서, 제2 실시형태에 따른 결속부재(300)는 복수 개의 이차전지(100)가 모듈이나 팩을 구성할 때 결속부재(300)의 직결로 이루어지는 전기연결의 안정성이 크게 향상된다.
제2 실시형태에서도 복수의 이차전지(100)는 폭 방향(W)을 따라 연이어 연결될 수 있으므로, 전기회로를 구성하려면 복수의 이차전지(100)는 직렬로 연결되어야 한다. 그리고, 어느 이차전지(100)의 음극단자(130)가 암 결속부재(310)를 구비하는 경우에는 인접한 다른 이차전지(100)의 양극단자(120)는 수 결속부재(320)를 구비하여야 한다. 즉, 인접한 이차전지(100)는 극성이 다른 단자가 서로 암수가 다른 결속부재(300)를 구비하여야 한다.
따라서, 도 7과 같이 모든 이차전지(100)가 동일 극성의 단자가 동일한 암수 패턴의 결속부재(300)를 가지도록 통일되거나, 또는 도 8의 경우처럼 어느 이차전지(100)는 암 결속부재(310)만을 가지는 대신 다른 이차전지(100)는 수 결속부재(320)만을 구비하는 것으로 구성될 수 있다.
참고로, 제2 실시형태의 결속부재(300) 또한 별도의 부재로 제조되어 연장단자(220)에 접합되거나, 또는 도면의 실시형태와 같이 결속부재(300)가 연장단자(220)에 대해 일체로 형성되는 것도 가능하다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 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.
100: 이차전지 110: 전지 케이스
120: 양극단자 130: 음극단자
140: 벤팅부 150: 캡 플레이트
160: 전극 조립체 200: 단자 구조체
210: 단자 몸체 220: 연장단자
230: 연장배선 300: 결속부재
310: 암 결속부재 312: 홈
314: 슬롯 320: 수 결속부재
322: 돌기 324: 인서트
W: 폭 방향 T: 두께방향
H: 높이방향

Claims (12)

  1. 육면체 형상을 이루는 전지 케이스의 상면에 양극단자 및 음극단자가 이격 배치된 이차전지; 및
    상기 양극단자 또는 음극단자가 노출되지 않도록 감싸면서 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 하나 이상의 면에 결합하는 단자 몸체와, 상기 양극단자 또는 음극단자와 전기적으로 연결되어 상기 단자 몸체 중 상면을 제외한 어느 일면에 노출된 연장단자를 구비하고, 상기 연장단자 상에 결속부재가 구비되는 단자 구조체;
    를 포함하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극단자 또는 음극단자에 대해 상기 연장단자를 전기적으로 연결하는 연장배선은 상기 단자 몸체 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극단자 또는 음극단자에 대해 상기 연장단자를 전기적으로 연결하는 연장배선은 외부에 대해 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단자 몸체는 상기 전지 케이스의 상면 및 상기 상면에 이어지는 일측면에 결합하고,
    상기 연장단자는 상기 일측면 상에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단자 구조체는 상기 양극단자 및 음극단자에 하나씩 결합하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결속부재는,
    상기 양극단자 및 음극단자에 하나씩 구비되는 서로 상보하는 형상의 암 결속부재 또는 수 결속부재인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 양극단자 및 음극단자에 구비된 암 결속부재 또는 수 결속부재는,
    인접한 다른 이차전지의 음극단자 및 양극단자에 구비된 수 결속부재 또는 암 결속부재에 대해 직렬회로로 결속되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    복수의 이차전지는 폭 방향을 따라 정렬되고,
    각각의 이차전지에 구비된 암 결속부재 및 수 결속부재는 인접한 이차전지의 수 결속부재 및 암 결속부재에 대해 폭 방향을 따라 암수 체결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 암 결속부재는 폭 방향으로 개방된 홈으로 이루어지고,
    상기 수 결속부재는 폭 방향으로 돌출된 돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결속부재는 상기 연장단자에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제7항에 있어서,
    복수의 이차전지는 폭 방향을 따라 정렬되고,
    각각의 이차전지에 구비된 암 결속부재 및 수 결속부재는 인접한 이차전지의 수 결속부재 및 암 결속부재에 대해 높이방향을 따라 암수 체결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 암 결속부재는 높이방향으로 개방된 슬롯으로 이루어지고,
    상기 수 결속부재는 높이방향으로 연장된 인서트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190102816A (ko) 2018-02-27 2019-09-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4416266B2 (ja) * 1999-10-08 2010-02-17 パナソニック株式会社 密閉角形蓄電池
KR101627631B1 (ko) * 2012-04-12 2016-06-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
KR20140094207A (ko) * 2013-01-21 2014-07-30 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP6243197B2 (ja) * 2013-11-12 2017-12-06 矢崎総業株式会社 バッテリカバー
KR102408824B1 (ko) * 2015-06-22 2022-06-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이차 전지 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190102816A (ko) 2018-02-27 2019-09-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

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