KR20240079823A - 대용량 이차전지에 적합한 전극 리드 - Google Patents

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Abstract

개시되는 발명은 전지 케이스 외부로 노출되는 극성이 다른 한 쌍의 전극단자와, 상기 전지 케이스 내부에 수납된 복수 개 전극 조립체의 각 포일 탭에 일체로 접합되어 이들을 대응하는 극성의 상기 전극단자에 전기적으로 연결하는 전극 리드에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 본 발명의 전극 리드는, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고, 상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 한다.

Description

대용량 이차전지에 적합한 전극 리드{ELECTRODE LEAD APPROPRIATED FOR LARGE CAPACITY SECONDARY BATTERY}
본 발명은 전극 조립체의 포일 탭과 이차전지의 전극단자를 전기적으로 연결하는 전극 리드에 관한 것으로서, 대용량 이차전지에 다수의 전극 조립체가 수납되더라도 안정적인 충방전을 가능케 하는 전극 리드에 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.
이러한 다양한 전극 조립체의 종류 중에서, 스택형 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 복수의 단위 셀이 스택 구조로 적층된 것으로서, 각각의 단위 셀은 각자의 포일 탭을 구비하고 있다. 포일 탭은 양극 탭과 음극 탭을 포함하며, 양극과 음극에서 활물질이 도포되지 않은 무지부에 각각 타발 공정을 수행함으로써 포일 탭이 형성된다. 포일 탭은 전극 조립체에 대한 전기연결의 입구이자 출구가 되며, 복수의 포일 탭은 전극 리드를 통해 이차전지의 전극 단자에 전기적으로 연결된다.
이차전지의 용도가 다양화되면서 그 용량을 증가시켜야 할 경우가 많이 생기는데, 예를 들면 전기자동차에 탑재되는 이차전지는 완충 주행거리, 순간출력 등의 각종 요구조건에 부합하도록 한정된 탑재공간에서 에너지 밀도를 최대한 증가시키고 충방전 성능을 향상시키는 것이 하나의 중요과제가 되고 있다. 이차전지의 에너지 밀도 증가와 성능 향상을 위한 현실적인 방안으로서, 하나의 이차전지 안에 가능한 많은 개수의 전극 조립체를 수납하고 있다.
그런데, 종래의 전극 리드는 두 개의 가지 리드로 분기된 "∪" 형태를 이루고 있어 두 개 이하의 전극 조립체에 적용하기에는 적합한 구조였지만, 두 개를 초과하는 다수의 전극 조립체를 밀집 수납하는 경우에는 하나의 가지 리드에 두 개 이상의 포일 탭이 접합되어야 했다. 또한, 각 가지 리드에 접합되는 포일 탭의 개수가 달라질 수도 있다.
이와 같이, 하나의 가지 리드에 여러 개의 포일 탭이 접합되는 경우에는 과전류가 흘러 충방전 성능이 불안정하게 되며, 가지 리드마다 접합되는 포일 탭의 개수, 위치 등에 차이가 발생하면 전극 조립체마다 불균형(imbalance)이 생겨 이차전지의 전체 성능에 부정적인 영향을 미치게 된다.
한국공개특허 제2021-0061619호(2021.05.28 공개)
본 발명은 이차전지의 에너지 밀도 증가와 성능 향상을 위해 하나의 이차전지에 수납되는 전극 조립체의 개수가 대폭적으로 증가하는 경우에도 안정적인 성능을 발휘할 수 있도록 하는 전극 리드를 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 전지 케이스 외부로 노출되는 극성이 다른 한 쌍의 전극단자와, 상기 전지 케이스 내부에 수납된 복수 개 전극 조립체의 각 포일 탭에 일체로 접합되어 이들을 대응하는 극성의 상기 전극단자에 전기적으로 연결하는 전극 리드에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 본 발명의 전극 리드는, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고, 상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 복수의 가지 리드는 상기 베이스부에 대해 병렬회로를 이루고 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전극 조립체의 개수는 4개 이상의 짝수 개이고, 상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기됨으로써 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 개수를 형성할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 전극 조립체의 개수는 3개 이상의 홀수 개이고, 상기 가지 리드는 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기되는 제1 가지 리드와, 상기 베이스부에서 분기 없이 직접 연장된 홀수 개의 제2 가지 리드를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가지 리드의 총 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응한다.
여기서, 각 가지 리드, 또는 상기 제1 가지 리드와 제2 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 본 발명은 양극 포일 탭과 음극 포일 탭을 각각 구비하는 복수의 전극 조립체; 및 복수 개 전극 조립체의 각 극성의 포일 탭에 일체로 접합되는 전극 리드;를 포함하고, 상기 전극 리드는, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고, 상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 전극 조립체 어셈블리를 제공한다.
여기서, 복수의 가지 리드는 상기 복수의 전극 조립체에 대해 병렬회로를 형성한다.
예를 들어, 상기 전극 조립체의 개수는 4개 이상의 짝수 개이고, 상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기됨으로써 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 개수를 형성할 수 있다.
또는, 상기 전극 조립체의 개수는 3개 이상의 홀수 개이고, 상기 가지 리드는 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기되는 제1 가지 리드와, 상기 베이스부에서 분기 없이 직접 연장된 홀수 개의 제2 가지 리드를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가지 리드의 총 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응할 수 있다.
상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것이 바람직할 수 있으며, 나아가 각각의 가지 리드에 대해 하나씩 접합되는 각 포일 탭의 탭 접합점은 이차전지의 전극단자에 접합되는 상기 베이스부 상의 단자 접합점에 대해 동일 거리에 있을 수 있다.
상기와 같은 구성을 구비한 본 발명의 전극 리드는 전극단자에 접합되는 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성된 복수의 가지 리드가 병렬회로를 이루고 있으며, 가지 리드의 개수가 2개를 초과하는 다수 전극 조립체의 포일 탭의 개수에 대응함에 따라 개개의 전극 조립체는 전극단자에 대해 균일하게 병렬로 연결된다.
이에 따라, 이차전지의 에너지 밀도 증가와 성능 향상을 위해 하나의 이차전지에 수납되는 전극 조립체의 개수가 대폭적으로 증가하는 경우에도, 계층적인 분기구조에 의해 균일하게 배분된 가지 리드가 각 전극 조립체를 병렬로 연결하여 국부적인 과도전류 발생을 방지하게 되고, 이를 통해 안정적인 충방전 성능을 발휘할 수 있게 된다.
나아가 전극 조립체의 포일 탭에 일대일로 접합되는 각 가지 리드의 통전면적과 통전거리를 동일하게 유지하여 전극 조립체 사이의 불균형 문제를 저감함으로써 더욱 균일한 충방전 성능을 구현할 수 있으며, 이에 따라 이차전지의 성능이 균일화되고 품질관리가 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.
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 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 리드를 도시한 도면.
도 3은 도 1의 전극 리드가 복수의 전극 조립체에 접합되어 전극 조립체 어셈블리는 구성하는 도면.
도 4는 일방향 전극 조립체에 적용되는 전극 리드의 일례를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전극 리드를 도시한 도면.
도 6은 도 4의 전극 리드를 포함하는 전극 조립체 어셈블리를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전극 리드를 포함하는 이차전지의 일례를 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 전지 케이스 외부로 노출되는 극성이 다른 한 쌍의 전극단자와, 상기 전지 케이스 내부에 수납된 복수 개 전극 조립체의 각 포일 탭에 일체로 접합되어 이들을 대응하는 극성의 상기 전극단자에 전기적으로 연결하는 전극 리드에 관한 것이다.
본 발명의 전극 리드는, 하나의 예에서, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고, 상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응한다.
그리고, 복수의 가지 리드는 상기 베이스부에 대해 병렬회로를 이루고 있다.
이러한 구성을 구비한 본 발명의 전극 리드는 전극단자에 접합되는 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성된 복수의 가지 리드가 병렬회로를 이루고 있으며, 가지 리드의 개수가 2개를 초과하는 다수 전극 조립체의 포일 탭의 개수에 대응함에 따라 개개의 전극 조립체는 전극단자에 대해 균일하게 병렬로 연결된다.
이에 따라, 이차전지의 에너지 밀도 증가와 성능 향상을 위해 하나의 이차전지에 수납되는 전극 조립체의 개수가 대폭적으로 증가하는 경우에도, 계층적인 분기구조에 의해 균일하게 배분된 가지 리드가 각 전극 조립체를 병렬로 연결하여 국부적인 과도전류 발생을 방지하게 되고, 이를 통해 안정적인 충방전 성능을 발휘할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전극 리드, 그리고 이를 포함하는 전극 조립체 어셈블리의 구체적인 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 사용되는 상대적인 위치를 지정하는 전후나 상하좌우의 방향은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 특별한 정의가 없는 한 도면에 도시된 방향을 기준으로 삼는다.
[제1 실시형태]
본 발명은 전지 케이스(310) 외부로 노출되는 극성이 다른 한 쌍의 전극단자(330)와, 전지 케이스(310) 내부에 수납된 복수 개 전극 조립체(210)의 각 포일 탭(220)에 일체로 접합되어 이들을 대응하는 극성의 전극단자(330)에 전기적으로 연결하는 전극 리드(100)에 관한 것으로서, 도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전극 리드(100)를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전극 리드(100)는, 이차전지(300)의 어느 한 극성의 전극단자(330)에 접합되는 베이스부(110)와, 베이스부(110)로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드(120)를 구비하고 있다. 여기서, 본 발명의 전극 리드(100)는 양극 또는 음극에 공용으로 적용될 수 있는 것이므로, 여기서는 극성을 구분하지 않고 단순히 전극 리드(100)라 칭할 것이다.
전극단자(330)에 접합되는 베이스부(110)를 기점으로 하여 2차례 이상 분기하여 형성되는 가지 리드(120)의 개수는 복수 전극 조립체(210)의 포일 탭(220)의 개수에 대응한다. 예를 들어, 전지 케이스(310) 안에 4개의 전극 조립체(210)가 수납된다면, 양극과 음극의 각 포일 탭(220)의 개수는 4개이며, 이에 대응하여 가지 리드(120)의 개수도 4개로 구비된다.
도 1은 4개의 전극 조립체(210), 다시 말해 4개의 포일 탭(220)에 대응하기 위한 전극 리드(100)의 일 실시형태를 도시한 것으로서, 베이스부(110)로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 2차례 분기함으로써 총 4개의 가지 리드(120)가 구비되어 있다. 이러한 베이스부(110)를 기점으로 하는 순차적 분기에 의해, 모든 가지 리드(120)는 베이스부(110)에 대해 병렬회로를 이루게 된다.
그리고, 도 2는 8개의 전극 조립체(210)에 대응하기 위해, 베이스부(110)로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 3차례 분기함으로써 총 8개의 가지 리드(120)가 구비되는 실시형태를 보여준다.
결국, 도 1 및 도 2로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 전극 리드(100)는, 전극 조립체(210)의 개수는 4개 이상의 짝수 개인 경우에는, 가지 리드(120)가 베이스부(110)로부터 시작하여 2의 배수로서 순차로 분기됨으로써 포일 탭(220)의 개수에 대응하는 개수를 형성할 수 있다.
여기서, 제1 실시형태의 전극 리드(100)는, 전극 조립체(210)의 개수가 2n(여기서, n은 2이상의 자연수)개, 즉, 4, 8, 16...개인 경우를 상정한 것으로서, 베이스로부터의 분기 회수는 n회에 대응한다. 즉, 도 1의 경우에서 전극 조립체(210)의 개수가 4개이므로 2회 분기하였고, 도 2에서는 전극 조립체(210)의 개수가 8개이므로 3회 분기한 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전극 리드(100)는, 이차전지(300)의 에너지 밀도 증가와 성능 향상을 위해 하나의 이차전지(300)에 수납되는 전극 조립체(210)의 개수가 대폭적으로 증가하는 경우에도, 계층적인 분기구조에 의해 균일하게 배분된 가지 리드(120)가 각 전극 조립체(210)를 병렬로 연결하여 국부적인 과도전류 발생을 방지하게 되고, 이를 통해 안정적인 충방전 성능을 발휘할 수 있게 한다.
그리고, 각 포일 탭(220)에 일대일로 접합되는 가지 리드(120)들은 베이스부(110)로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것이 바람직할 수 있다. 다시 말해, 각 가지 리드(120)는 폭과 길이 등의 기하학적 치수가 서로 동일하도록 균일하고 균형 있게 순차로 분기됨으로써 충방전 경로의 물리적 통로가 동일한 것이 적절하다. 이를 통해, 각 전극 조립체(210)에 대해 병렬적으로 일어나는 충방전 과정이 보다 균일하게 일어나도록 유도할 수 있으며, 이로써 어느 하나 또는 그 이상의 전극 조립체(210)에 발생한 뷸균형이 이차전지(300) 전체에 미치는 나쁜 영향을 감소시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 전극 리드(100)를 복수의 전극 조립체(210)에 적용한 하나의 실시형태를 보여준다. 전극 리드(100)를 공유하는 4개의 전극 조립체(210)는 하나의 전극 조립체 어셈블리(200)를 형성한다. 참고로, 도 3에는 이차전지(300)의 전지 케이스(310)나 전극단자(330)의 구성은 나타나 있지 않으며, 전극 리드(100)의 베이스부(110)에 가상의 단자 접합점(A)이 표시되어 있다.
도시된 전극 조립체(210)는 스택형 전극 조립체(210)인 것이 예시적으로 도시되어 있으며, 이외의 젤리 롤 타입, 스택 앤 폴딩 타입 등의 다른 형식의 전극 조립체가 적용될 수 있음은 물론이다.
각 전극 조립체(210)는 양극 포일 탭(222)과 음극 포일 탭(224)을 각각 하나씩 구비하고 있으며, 전극 리드(100)의 가지 리드(120)가 전극 조립체(210)의 포일 탭(220)에 일체로 접합된다. 하나의 전극 리드(100)가 양극 포일 탭(222) 또는 음극 포일 탭(224)에 접합되며, 각 전극 리드(100)의 가지 리드(120)는 접합되는 포일 탭(220)의 개수, 다시 말해 전극 조립체(210)의 개수에 대응하는 개수로 구비되어 있다.
하나의 가지 리드(120)에 하나의 포일 탭(220)이 용접으로 접합되며, 모든 가지 리드(120)가 베이스부(110)에 대해 병렬회로를 이루고 있음에 따라, 전극 리드(100)는 모든 전극 조립체(210)를 병렬로 연결하게 된다.
그리고, 전술한 바와 같이, 각 전극 조립체(210)에 대해 병렬적으로 일어나는 충방전 과정이 보다 균일하게 일어나도록, 모든 가지 리드(120)는 베이스부(110)로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것이 바람직할 것이다.
도 7은 도 3의 전극 조립체 어셈블리(200)를 포함하는 이차전지(300)의 일례를 도시한 도면이다. 복수의 전극 조립체(210)에 대해 전극 리드(100)가 일체로 접합된 전극 조립체 어셈블리(200)는 전지 케이스(310) 안에 수납되어 전해액(340)에 함침되며, 전지 케이스(310)의 개방된 상면에는 캡 플레이트(320)가 밀봉 결합된다. 캡 플레이트(320)에는 양극과 음극의 전극단자(330)가 구비되어 있으며, 캡 플레이트(320)가 전지 케이스(310) 상면에 결합하기 전에, 전극 리드(100)의 베이스부(110)가 전극단자(330)에 접합된다.
여기서, 도 7은 이차전지(300)의 분해 사시도로서, 이미 전해액(340)이 주액되어 있는 완성된 이차전지(300)의 내부 구조를 이해하기 쉽도록 분해하여 도시한 것이며, 조립도를 도시한 것은 아니다. 즉, 전해액(340)은 전지 케이스(310) 안에 전극 조립체 어셈블리(200)를 수납하고, 전극 리드(100)에 전극단자(330)가 접합된 캡 플레이트(320)를 전지 케이스(310) 상면에 밀봉 결하한 후에 주액되는 것으로서, 도 7은 전해액(340)이 담긴 전지 케이스(310) 안에 전극 조립체 어셈블리(200)를 수납함을 의미하는 것이 아니다.
그리고, 도 7을 보면, 각각의 가지 리드(120)에 대해 하나씩 접합되는 각 포일 탭(220)의 탭 접합점(B)과, 이차전지(300)의 전극단자(330)에 접합되는 베이스부(110) 상의 단자 접합점(A)이 표시되어 있다. 탭 접합점(B)과 단자 접합점(A)을 도면에 표시한 것은, 각 가지 리드(120)의 탭 접합점(B)으로부터 단자 접합점(A)까지의 거리가 실질적으로 동일함을 보여주기 위한 것이다. 즉, 각 가지 리드(120)의 상대적 배치를 베이스부(110), 더욱 정확하게는 단자 접합점(A)에 대해 좌우 대칭을 이루도록 균일하게 만듦으로써, 각 전극 조립체(210)와 전극단자(330) 사이의 통전거리도 균등하게 형성할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 전극 리드(100)는 전극 조립체(210)의 포일 탭(220)에 일대일로 접합되는 각 가지 리드(120)의 통전면적과 통전거리를 동일하게 유지하여 전극 조립체(210) 사이의 불균형 문제를 저감함으로써 더욱 균일한 충방전 성능을 구현할 수 있게 하고, 이에 따라 이차전지(300)의 성능이 균일화되고 품질관리가 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 도 4는 양극 포일 탭(222)과 음극 포일 탭(224)이 전극 조립체(210)의 상면에 함께 배치되는 일방향 구조인 경우에 전극 리드(100)가 적용되는 일례를 도시하고 있다. 도 1 내지 도 3에서는 양극 포일 탭(222)과 음극 포일 탭(224)이 전극 조립체(210)의 양 측면에 각기 배치되는 구조라는 점에서 도 4의 실시예는 이들과 차이가 있는데, 본 발명의 전극 리드(100)는 양극/음극 포일 탭(222, 224)의 상대 배치가 달라지더라도 이에 관계 없이 두루 적용될 수 있다. 또한, 베이스부(110)와 가지 리드(120)가 이루는 각도, 즉 가지 리드(120)의 절곡여부 등과 같은 상세 설계사양은 포일 탭(220)에 대한 전극단자(330)의 위치를 고려하여 자유롭게 이루어질 수 있다.
[제2 실시형태]
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전극 리드(100)를 도시한 도면이다. 전술한 제1 실시형태는 전극 조립체(210)의 개수가 4개 이상인 짝수, 더욱 정확하게는 전극 조립체(210)의 개수가 2n(여기서, n은 2이상의 자연수)개, 즉, 4, 8, 16...개인 경우에 적합한 전극 리드(100)에 관한 것이다. 이에 비해, 도 5는 전극 조립체(210)의 총 개수가 3개 이상의 홀수인 경우에 적합한 전극 리드(100)의 구성을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 가지 리드(120)는 베이스부(110)로부터 시작하여 2의 배수로서 순차로 분기되는 제1 가지 리드(121)와, 베이스부(110)에서 분기 없이 직접 연장된 홀수 개의 제2 가지 리드(122)를 포함한다. 이러한 전극 리드(100)는 전극 조립체(210)의 개수가 3개 이상의 홀수 개인 경우에 적용될 수 있으며, 도 5는 전극 조립체(210)가 5개인 경우를 상정하여 설계된 전극 리드(100)를 보여준다.
짝수 개를 이루는 제1 가지 리드(121)는 제1 실시형태의 가지 리드(120)와 동일하다. 제2 가지 리드(122)는 하나 이상의 홀수 개로 구비되며, 이에 따라 도 6에 도시된 것처럼, 짝수 개인 제1 가지 리드(121)와 합쳐져 그 총 개수는 3개 이상의 홀수 개인 전극 조립체(210)의 포일 탭(220)에 일대일로 대응하게 된다.
참고로, 도 5에서는 4개의 제1 가지 리드(121)와 1개의 제2 가지 리드(122)를 합해 총 5개의 가지 리드(120)가 구비되어 있는데, 2개의 제1 가지 리드(121)와 3개의 제2 가지 리드(122)에 의해 총 5개의 가지 리드(120)가 구비되는 것도 가능하다.
그리고, 각 전극 조립체(210)에 대해 병렬적으로 일어나는 충방전 과정이 보다 균일하게 일어나도록, 제1 가지 리드(121)와 제2 가지 리드(122)가 베이스부(110)로부터 연장된 통전 면적은 모두 동일한 것이 적절하다. 다만, 제2 가지 리드(122)는 분기 없이 베이스로부터 바로 연장되기 때문에 2차례 이상 분기되는 제1 가지 리드(121)에 비해 통전 면적이 다소 작을 수 있으므로, 도 5와 같이 제2 가지 리드(122)의 폭을 조금 더 크게 함으로써 제1 가지 리드(121)와 실질적으로 동일한 통전 면적을 형성하도록 조정될 수 있다.
도 6은 5개의 전극 조립체(210)에 대해 제2 실시형태의 전극 리드(100)가 일체로 접합되어 하나의 전극 조립체 어셈블리(200)를 구성하는 구조를 도시한 도면이며, 이러한 전극 조립체 어셈블리(200)도 도 7과 마찬가지로 이차전지(300)를 구성할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 가지 리드(121, 122)의 통전 거리를 실질적으로 동일하게 형성하기 위해, 도 6과 같이, 제2 가지 리드(122)에 대한 탭 접합점(B)의 위치를 조정할 수 있다. 이는 분기 구조가 없는 제2 가지 리드(122)의 길이가 제1 가지 리드(121)의 연장 길이에 비해 다소 짧을 수 있으므로, 이를 감안하여 제2 가지 리드(122)에 대한 탭 접합점(B) 수직위치를 하방으로 조정하면 단자 접합점(A)에 대한 실질적인 통전 거리를 동일하게 만들 수 있다.
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: 전극 리드 110: 베이스부
120: 가지 리드 121: 제1 가지 리드
122: 제2 가지 리드 200: 전극 조립체 어셈블리
210: 전극 조립체 220: 포일 탭
222: 양극 포일 탭 224: 음극 포일 탭
300: 이차전지 310: 전지 케이스
320: 캡 플레이트 330: 전극단자
340: 전해액 A: 단자 접합점
B: 탭 접합점

Claims (12)

  1. 전지 케이스 외부로 노출되는 극성이 다른 한 쌍의 전극단자와, 상기 전지 케이스 내부에 수납된 복수 개 전극 조립체의 각 포일 탭에 일체로 접합되어 이들을 대응하는 극성의 상기 전극단자에 전기적으로 연결하는 전극 리드에 있어서,
    상기 전극 리드는, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고,
    상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 가지 리드는 상기 베이스부에 대해 병렬회로를 이루는 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 개수는 4개 이상의 짝수 개이고,
    상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기됨으로써 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 개수를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 개수는 3개 이상의 홀수 개이고,
    상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기되는 제1 가지 리드와, 상기 베이스부에서 분기 없이 직접 연장된 홀수 개의 제2 가지 리드를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 가지 리드의 총 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  5. 제3항에 있어서,
    각 가지 리드는,
    상기 베이스부로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 가지 리드와 제2 가지 리드는,
    상기 베이스부로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 전극 리드.
  7. 양극 포일 탭과 음극 포일 탭을 각각 구비하는 복수의 전극 조립체; 및
    복수 개 전극 조립체의 각 극성의 포일 탭에 일체로 접합되는 전극 리드;
    를 포함하고,
    상기 전극 리드는, 상기 전극단자에 접합되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 적어도 2차례 이상 분기되어 형성되는 복수의 가지 리드를 구비하고, 상기 가지 리드의 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
  8. 제8항에 있어서,
    복수의 가지 리드는 상기 복수의 전극 조립체에 대해 병렬회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 개수는 4개 이상의 짝수 개이고,
    상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기됨으로써 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 개수를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 개수는 3개 이상의 홀수 개이고,
    상기 가지 리드는, 상기 베이스부로부터 시작하여 순차로 2의 배수로 분기되는 제1 가지 리드와, 상기 베이스부에서 분기 없이 직접 연장된 홀수 개의 제2 가지 리드를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 가지 리드의 총 개수는 상기 포일 탭의 개수에 대응하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가지 리드는,
    상기 베이스부로부터 연장된 통전 면적이 모두 동일한 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    각각의 가지 리드에 대해 하나씩 접합되는 각 포일 탭의 탭 접합점은,
    이차전지의 전극단자에 접합되는 상기 베이스부 상의 단자 접합점에 대해 동일 거리에 있는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 어셈블리.
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