WO2013137611A1 - 콤팩트하고 내구성이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

콤팩트하고 내구성이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩 Download PDF

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WO2013137611A1
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electrode
battery
electrode assembly
hole
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권성진
안순호
김기웅
장필규
김영훈
윤성한
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a compact and durable battery cell and a battery pack including the same, in detail, comprising a structure including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, the stacking direction of the electrode
  • the present invention relates to a battery cell and a battery pack including the electrode assembly having a through hole formed therein, and a battery case having openings communicating with the through hole on both sides thereof.
  • Lithium secondary batteries occupy an important position on the basis of development into such a ubiquitous society.
  • the rechargeable lithium battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and has been proposed as a solution for air pollution of conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuels. It is also used as an energy source for electric vehicles and hybrid electric vehicles.
  • the lithium secondary battery is diversified to provide output and capacity suitable for the device to which the lithium secondary battery is applied.
  • Small mobile devices such as mobile phones, PDAs, digital cameras, notebook computers, and the like are used with one or two or four small and light battery cells per device according to the small size of the products.
  • Medium and large devices such as electric bicycles, electric motorcycles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc.
  • medium and large battery modules (medium and large battery packs) electrically connecting a plurality of battery cells are used. Since the weight and weight are directly related to the accommodation space and the output of the medium and large devices, manufacturers are trying to manufacture a battery module that is as small and light as possible.
  • Cylindrical battery cells, square battery cells, pouch-type battery cells, etc. are used as unit cells of such battery modules or battery packs.
  • pouch type battery cells can be stacked with high integration, high energy density per weight, and cheap pouches.
  • Type battery cells attract a lot of attention.
  • FIGS. 1A and 1B schematically illustrate a general structure of a typical representative pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.
  • the pouch type secondary battery 10 includes two electrode leads connected to the electrode assembly 20 and the electrode tabs 21 and 22, respectively, on which the plurality of electrode tabs 21 and 22 protrude. 30 and 31, and a battery case 40 having a structure for accommodating and sealing the electrode assembly 20 so that a part of the electrode leads 30 and 31 are exposed to the outside.
  • the battery case 40 includes a lower case 42 including a concave accommodating portion 41 in which the electrode assembly 20 can be seated, and a seal of the lower case 42 to seal the electrode assembly 20. It consists of an upper case 43.
  • the upper case 43 and the lower case 42 are heat-sealed in the state in which the electrode assembly 20 is embedded, so that the upper sealing portion 44, the side sealing portions 45 and 46, and the lower sealing portion 47 are formed. Form.
  • FIG. 1A the upper case 43 and the lower case 42 are respectively shown as separate members, but as shown in FIG. 1B, a hinged structure in which one end portion is integrated and continuous is also possible.
  • FIG. 1A and 1B illustrate a pouch-type battery cell having a structure in which electrode terminals having an electrode tab and an electrode lead are connected together at one end, but having electrode terminals formed at one end and the other end, respectively.
  • Pouch-type battery cells and the like can also be produced in the above manner, of course.
  • the electrode assembly may flow in the internal space of the battery case by an external impact, which may cause an internal short circuit.
  • the present invention is to solve the above problems by providing a battery cell having the following structure and a battery pack comprising the same.
  • the present invention is to provide a battery cell and a battery pack including a hole formed through the electrode assembly and the battery case.
  • the electrode assembly has a structure including a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • Type A wound type (winding type) electrode which is fabricated by stacking and then winding a sheet-type anode, a sheet-type separator, and a sheet-type cathode in order so that a sheet-type separator is interposed between the electrode assembly, the sheet-type anode and the sheet-type cathode.
  • Composite (stack / folding) electrode fabricated by arranging one or more polar bodies selected from the group consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate and a stacked electrode assembly on an assembly and a sheet-type separator, and then winding or folding the sheet-type separator Granules;
  • the stack / foldable electrode assembly may be fabricated using two or more sheet-like separator sheets.
  • a through hole is formed along the stacking direction of the electrode.
  • the position at which the through hole is formed is not particularly limited.
  • the center of the through hole may or may not coincide with the center of the planar shape of the electrode assembly viewed from the upper side in the stacking direction of the electrode.
  • the shape of the through hole is not particularly limited.
  • the through hole may have a circular columnar shape, an ellipsoidal shape, a polygonal column shape, or the like. That is, the shape viewed from the top of the stacking direction of the electrode may be circular, elliptical or polygonal.
  • the separator may have an area of the laminated surface in direct contact with the positive electrode and the negative electrode equal to or larger than a wide area of the laminated surface of the positive electrode and the area of the laminated surface of the negative electrode.
  • the separator may protrude toward the center of the through hole in a direction perpendicular to the laminated surface.
  • An end portion of the separator protruding toward the center of the through hole may be heat-sealed in a bent to bent state while surrounding the end of the positive electrode or the negative electrode.
  • the separator surrounds the edge of the positive electrode or the negative electrode, it is possible to prevent the internal short circuit due to external impact.
  • the positive electrode may be a positive electrode plate, a sheet-type positive electrode
  • the negative electrode may be a negative electrode plate
  • the separator may be a separator, a sheet-type separator.
  • the damping member may be further mounted on the inner surface of the through hole of the electrode assembly.
  • the damping member may correspond to a shape of a through hole, and may have a cylindrical shape with a hollow, a polygonal shape with a hollow, and the like.
  • the support plate is formed with a hollow may be formed.
  • the support plate may fill a space between the electrode assembly and the battery case, and may be in contact with both surfaces of the battery case. In some cases, by pressing both sides of the battery case it may reduce the phenomenon that the electrode assembly flows inside the battery case when an external impact is applied.
  • the electrode assembly may have a circular shape, an ellipse, a polygonal shape, or the like as viewed from the top of the stacking direction of the electrode.
  • the battery case is not particularly limited as long as the battery case is provided with a storage space in which the electrode assembly is accommodated and can seal an open space into which the electrode assembly can be inserted into the storage space.
  • the open space may be sealed by a known method such as welding or heat fusion according to the material of the battery case.
  • the battery case may be a can type battery case or a pouch type battery case
  • the can type battery case may be made of a metal material or a plastic material
  • the pouch type battery case is a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. Can be done.
  • the laminate sheet may have a structure in which a resin layer is applied to both surfaces of the metal blocking layer.
  • a resin outer layer having excellent durability is added to one surface (outer surface) of the metal blocking layer, and the other surface (inner surface). It may have a structure in which a heat-melt resin sealant layer is added.
  • the material of the metal blocking layer may be used aluminum having a ductility to enable the blocking properties for the gas and the like thin film processing.
  • the resin outer layer should have excellent resistance from the external environment, as its material, polyethylene terephthalate (PET), a stretched nylon film, or the like may be used as a polymer resin having a predetermined tensile strength or weather resistance.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a stretched nylon film or the like may be used as a polymer resin having a predetermined tensile strength or weather resistance.
  • the material of the resin sealant layer has a heat sealability (heat adhesiveness), low hygroscopicity to suppress the invasion of the electrolyte solution, non-stretched polypropylene film (CPP) type that is not expanded or eroded by the electrolyte solution Resins and the like can be used.
  • heat sealability heat adhesiveness
  • CPP non-stretched polypropylene film
  • the open space may be sealed by welding in a state of being covered with a cover, and in the case of a pouch-type battery case, as shown in FIGS.
  • the outer circumferential surface can be sealed by heat fusion.
  • the inner surface of the opening communicating with the through hole of the electrode assembly may be further welded or heat-sealed.
  • the battery cell according to the invention in one non-limiting embodiment of the invention, the battery cell according to the invention,
  • the electrode assembly is a through hole perforated along the stacking direction of the electrode, and the opening communicating with the through hole is perforated on both sides
  • a battery case in which a heat fusion sealing part is formed along the outer circumferential surface of the accommodating part in which the electrode assembly is mounted and the inner surface of the opening.
  • a weld formed along the inner surface of the opening may be formed.
  • the heat sealing seal portion may be attached with a sealing tape to improve the sealing force, the sealing tape may be wrapped around the heat sealing seal portion.
  • a sealing tape may be attached to the welding portion.
  • an opening support member may be further mounted along the inner surface of the opening.
  • the opening supporting member may correspond to a shape of an opening, a cylindrical shape having a hollow, a polygonal shape having a hollow, or the like.
  • support plates with hollows may be formed, respectively, and the support plates may be in contact with both sides of the battery case, and in some cases, press both sides of the battery cells. Therefore, when the external shock is applied, the phenomenon in which the electrode assembly flows inside the battery case may be reduced.
  • electrode tabs or electrode leads coupled to the electrode tabs may be formed together at one end of the battery cell, and are formed at opposite ends at both sides, or at one end and the other end adjacent thereto. There may be.
  • electrode tabs protruding from the electrode plates constituting the electrode assembly may be exposed to the through holes or the openings.
  • electrode leads coupled to the electrode tabs may be exposed to the through hole or the opening.
  • a compact battery cell can be provided by utilizing the space of the through hole or the opening portion.
  • the present invention also provides a battery pack in which the battery cell is mounted in the pack case.
  • the pack case may have a structure in which the through hole communicating with the opening of the electrode assembly and the opening of the battery case of the battery cell is perforated.
  • the present invention also provides a device including a battery pack.
  • the device may include, for example, a notebook, a mobile phone, a PDP, a PMP, an MP3 player, a digital still camera (DSC), a DVR, a smart phone, a GPS system, a camcorder, a power tool; Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; Electric motorcycles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooters); Electric golf cart (electric golf cart), but may be selected from the group consisting of power storage device, but is not limited to these.
  • FIGS. 1A and 1B are exploded perspective views of a typical representative pouch type secondary battery
  • FIG. 2 is a schematic view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 and 4 are respectively plan and side views of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic view of a structure in which a damping member is included as a vertical cross-sectional view according to A-A of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a schematic view of a structure including an opening support member as a vertical sectional view taken along the line A-A of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an internal structure of a battery case of a portion B of FIG. 4; FIG.
  • FIG. 9 is a schematic view of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic view of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 to 13 are schematic views of the manufacturing process of the battery cell of Figure 1;
  • FIG. 14 is a schematic view of a battery pack in which the battery cell of FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 2 schematically illustrates a battery cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 and FIG. 4 schematically show a plan view and a side view of FIG. 2, respectively.
  • the battery cell 100 has a central opening 112 perforated in the battery case 110 of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and the electrode housed in the battery case 110.
  • the assembly also has a through hole formed in the center corresponding to the shape of the battery case 110. The structure of the electrode assembly will be described again with reference to FIGS. 6 to 8.
  • the outer circumferential surface heat-sealing sealing portion 116 is formed on the outer circumferential surface of the accommodating portion 114 of the battery case 110 on which the electrode assembly is mounted, and the inner circumferential surface row along the inner surface of the central opening 112 of the battery case 110.
  • the fusion sealing portion 118 is formed to have a structure that is sealed from the outside.
  • the electrode assembly accommodated in the battery case 110 in which the central opening 112 is formed is fixed by the central opening 112 to suppress an internal short circuit caused by an external shock, thereby preventing an internal short circuit.
  • the through-hole and the central opening 112 is formed in the battery cell 100 is made of a flexible structure to twist or the like.
  • the device (not shown) is positioned so that the part protruding in the central opening 112 and the through hole portion of the battery cell 100 is located. ) It has a structure that can make the size even smaller or thinner.
  • rotating parts and the like may be mounted in the central opening 112 and the through hole.
  • the radius of the opening 112 and the through hole in consideration of the radius of rotation of the rotating part, it is possible to prevent the volume increase due to the rotating body.
  • the battery cell fixing member corresponding to the shape of the central opening 112 and the through hole of the battery cell in the portion where the battery cell of the device (not shown) is accommodated, the battery cell can be easily provided without a separate battery cell fixing structure It has a structure that can be fixed.
  • the center C of the central opening 112 is located within a 30% error range with respect to the rectangular short side length L with respect to the planar center of the electrode assembly in the stacking direction of the electrodes.
  • the center C of the central opening 112 and the planar center of the electrode assembly substantially coincide with each other.
  • FIG. 5 to 7 are schematic views of a structure in which a sealing tape, a damping member, and an opening supporting member are further included as vertical cross-sectional views according to A-A of FIG. 1, respectively.
  • a sealing tape 129 for improving the sealing force of the heat fusion sealing part 118 is attached to surround the heat fusion sealing part 118.
  • the sealing width of the heat sealing sealing portion of the inner surface of the central opening than the outer peripheral sealing portion 116 of the battery case 110 may be narrower. Therefore, the sealing force of the heat-sealed sealing portion 118 on the inner surface of the central opening may be relatively lower than that of the outer circumferential surface sealing portion 116 of the battery case 110, and thus the sealing tape 119 may be formed on the heat-sealing sealing portion 118. It consists of a structure to improve the sealing force by attaching.
  • a damping member 150 is added to an inner surface of the through hole of the electrode assembly 120.
  • the damping member 150 serves as a damping function to prevent the electrode assembly 120 from being broken in the battery case 110 when an external shock is applied to the battery cell, and the inner surface of the through hole portion of the electrode assembly 120 and the battery.
  • the electrode assembly 120 is prevented from moving in the battery case (110).
  • an opening support member 160 is further included along the inner surface of the central opening 112 of the battery case 110.
  • the opening supporting member 160 is formed in a shape in which an annular member is attached to the inner surface of the central opening 112 of the battery case 110, and heats when the electrode assembly 120 flows in the battery case 110. It is made of a structure for supporting the inner surface of the central opening 112 to prevent the sealing portion of the fusion sealing portion 118 is released.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a structure inside a battery case of the portion B of FIG. 4.
  • the electrode assembly 120 includes a structure in which an anode 127, a cathode 128, and a separator 129 interposed between the anode 127 and the cathode 128 are stacked.
  • the end of the separator 129 is bent to surround the edge of the anode 127 or the cathode 128. That is, the separator 129 covers the edges of the positive electrode 127 or the negative electrode 128 to protect the short circuit due to external shock.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • the positive lead 172 and the negative lead 174 connected to the electrode assembly protrude into the central opening 112 of the battery case 110. Therefore, in the battery cell having a structure in which the conventional positive lead and the negative lead protrude from the outer circumferential surface of the battery case, it is not necessary to form a space for connecting the positive lead and the negative lead to the outside, and maximize the space at the through hole of the battery cell. Consists of a structure to utilize.
  • FIG. 10 schematically shows a battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • the battery cell of FIG. 10 is identical to the structure of the battery cell of FIG. 2 except that the structure of the center opening of the battery case and the through hole of the electrode assembly is different, and thus the overlapping description thereof will be omitted.
  • the shape of the hole formed by the central opening 142 of the battery case 140 and the through hole of the electrode assembly has a substantially rectangular structure having a smooth edge.
  • the shape of the hole is not particularly limited, and may be formed in various shapes according to the structure of the battery cell storage space of the device such as an ellipse, a polygon, or a circle as shown in FIG. 2.
  • 11 to 13 are schematic views of the manufacturing process of the battery cell of FIG.
  • these electrodes 122 are laminated with the separator 126 interposed therebetween.
  • the electrode assembly 120 is manufactured.
  • a circular through hole 124 ′ is formed in the separator in a smaller area than the through hole formed in the electrode 122.
  • the electrode assembly 120 has a rectangular shape as viewed from the top in the electrode stacking direction, and the center of the through hole 124 'coincides with the planar center of the electrode assembly 120' in the stacking direction of the electrode 122.
  • the structure of the electrode assembly is not particularly limited to the structure as shown in the drawing, for example, the center of the through-hole 30% error relative to the length of one side of the electrode assembly with respect to the planar center of the electrode assembly in the stacking direction of the electrode It may also be of a structure located within the range.
  • the battery case is formed in the form of the central opening in communication with the through-hole of the electrode assembly in the form of Figures 2 to 4 is formed.
  • the battery case 130 has a structure in which the electrode assembly accommodating part 134 is formed at one side as a member of one unit, and the other side covers the electrode assembly accommodating part 134 in a bent state. consist of. In addition, at one side and the other side, a central opening 132 communicating with the through hole of the electrode assembly 120 ′ is formed.
  • the separator located at the through hole of the electrode assembly 120 ' is thermally fused together with the inner circumferential surface heat sealing seal 138 of the central opening, so that the electrode assembly 120' is fixed at the central opening 132. Be sure to Therefore, when the external force is applied, the structure of the electrode assembly 120 ′ is suppressed in the battery case 130.
  • FIG. 14 schematically illustrates a battery pack in which the battery cell of FIG. 1 is mounted.
  • a through hole 212 communicating with an electrode assembly through hole of a battery cell and a central opening of a battery case is formed in the pack case 210 of the battery pack 200.
  • the battery pack 200 is formed by using a fixing member passing through the through grooves 212 of the stacked battery packs 200.
  • the stack structure of the pads can be fixed simply.
  • the battery cell according to the present invention has an advantage of embedding an electronic component or the like in a space in which the through hole and the opening communicate with each other.
  • the through hole and the opening can reduce the size of the external impact, the deformation of the battery cell due to the external impact can be minimized.
  • the damping member can reduce the size of the external shock, thereby minimizing the deformation of the battery cell due to the external shock.
  • the battery cell according to the present invention can prevent the electrode assembly from being broken in the battery case when an external impact is applied to the battery cell due to the heat sealing seal portion and the weld portion.
  • the battery cell according to the present invention due to the damping member or the opening support member, it is possible to prevent the electrode assembly from being broken in the battery case when an external shock is applied to the battery cell.
  • the electrode tabs or electrodelets may be exposed through through holes or openings, and in this case, miniaturization may be achieved by minimizing a space in which the electrode tabs or electrodelets are formed. .

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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층 방향을 따라 관통구가 천공되어 있는 전극조립체, 및 상기 관통구와 연통되는 개구가 양면에 천공되어 있는 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩을 제공한다.

Description

콤팩트하고 내구성이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
본 발명은 콤팩트하고 내구성이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 상세하게는, 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층 방향을 따라 관통구가 천공되어 있는 전극조립체, 및 상기 관통구와 연통되는 개구가 양면에 천공되어 있는 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 '유비쿼터스 사회'로 발전되고 있다.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.
상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.
휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 소형 모바일 기기들에는 해당 제품들의 소형 경박화 경향에 따라 그에 상응하도록 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 소형 경량의 전지셀들이 사용되고 있다.
전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈(중대형 전지팩)이 사용되고 있다.전지모듈의 크기와 중량은 당해 중대형 디바이스 등의 수용 공간 및 출력 등에 직접적인 관련성이 있으므로, 제조업체들은 가능한 한 소형이면서 경량의 전지모듈을 제조하려고 노력하고 있다.
이러한 전지모듈 또는 전지팩의 단위전지로는 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등이 사용되고 있으며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
상기한 단위전지의 하나의 구체적인 예로서, 도 1a 및 1b에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 1a를 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전지케이스(40)는 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스(43)로 이루어져 있다. 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)는 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 열융착되어, 상단 실링부(44)와 측면 실링부(45, 46), 및 하단 실링부(47)를 형성한다.
도 1a에서는 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)가 각각 별도의 부재로서 표시되어 있지만, 도 1b에서와 같이 일측 단부가 일체되어 연속되어 있는 경첩식 구조도 가능하다.
또한, 도 1a 및 1b는, 전극 탭과 전극 리드가 연결된 구조의 전극 단자가 일단에 함께 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 전극 단자가 일단과 타단에 각각 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀 등도 상기와 같은 방법으로 제작할 수 있음은 물론이다.
이차전지를 전원 또는 동력원으로 사용하는 디바이스의 소형 경박화추세에 따라, 디바이스 내부에 장착되는 전자부품 등의 수납을 위한 공간 확보의 필요성이 높은 실정이다. 이로인해, 종래에는, 디바이스의 내부에 장착되는 전자부품 등을 소형화, 박형화하고자 하였다.
그러나, 소형화 내지 박형화된 전자부품 등이 디바이스의 내부에 장착되기 위해서는, 전지셀이 장착된 공간 이외의 여분의 공간이 요구되는 문제점이 여전히 존재한다. 또한, 상기한 전자부품 등의 형상에 따라 디바이스의 내부에는 사공간이 발생할 수 있고, 이는 디바이스의 부피당 에너지 밀도를 저하시키는 원인이 될 수 있다.
또한, 전극조립체는, 외부 충격에 의해 전지케이스의 내부 공간에서 유동할 수 있고, 이는 내부 단락의 원인이 될 수 있다.
본 발명은, 하기와 같은 구조의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩을 제공함으로써, 상기한 문제점들을 해결하고자 한다.
상기한 문제점들을 해결하고자, 본 발명은 전극조립체 및 전지케이스를 관통하는 구멍이 형성되어 있는 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하고자 한다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀은,
양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층 방향을 따라 관통구가 천공되어 있는 전극조립체, 및 상기 관통구와 연통되는 개구가 양면에 천공되어 있는 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전극조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로서, 양극판과 음극판 사이에 분리판이 개재되도록 양극판, 분리판, 음극판을 순서대로 적층하는 방식으로 제작하는 적층형(스택형) 전극조립체, 시트형의 양극과 시트형의 음극 사이에 시트형의 분리막이 개재되도록 시트형의 양극, 시트형의 분리막, 시트형의 음극을 순서대로 적층한 후 권취하는 방식으로 제작하는 권취형(와인딩형) 전극조립체, 시트형의 분리막에 양극판, 음극판 및 스택형 전극조립체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 극성체를 배열한 후, 시트형의 분리막을 권취하거나 폴딩하는 방식으로 제작하는 복합형(스택/폴딩형) 전극조립체 등을 들 수 있다. 상기 스택/폴딩형 전극조립체는, 2개 또는 그 이상의 시트형의 분리막 시트를 사용하여 제작할 수도 있다.
본 발명에 따른 전지셀을 구성하는 전극조립체는, 전극의 적층방향을 따라 관통구가 천공되어 있다.
상기 관통구가 형성되는 위치는 특별히 제한되지 않는다.
따라서, 상기 관통구의 중심은, 전극의 적층방향의 상부에서 바라본 전극조립체의 평면 형상의 중심과 일치할 수도 있고, 일치하지 않을 수도 있다.
또한, 상기 관통구의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
따라서, 상기 관통구는 원 기둥 형상일 수도 있고, 타원체 형상일 수도 있으며, 다각 기둥 형상 등일 수도 있다. 즉, 전극의 적층방향의 상부에서 바라본 형상이 원형, 타원형 또는 다각형 등일 수 있다.
상기 분리막은 양극 및 음극과 직접 접촉하는 적층면의 면적이, 양극의 적층면의 면적과 음극의 적층면의 면적 중에서 넓은 면적과 동일하거나 더 넓을 수 있다.
분리막의 적층면의 면적이 양극의 적층면의 면적과 음극의 적층면의 면적 중 넓은 면적에 비해 더 넓을 경우에는, 분리막이 적층면에 수직한 방향으로 관통구의 중심을 향해 돌출되어 있을 수 있다.
관통구의 중심을 향해 돌출되어 있는 분리막의 단부는 양극 또는 음극의 단부를 감싸면서 절곡 내지 절곡된 상태로 열융착될 수도 있다. 이 경우, 상기 분리막이 양극 또는 음극의 모서리를 감싸고 있으므로, 외부충격 등에 의한 내부단락을 예방할 수 있다.
상기에서, 양극은 양극판, 시트형 양극일 수 있고, 음극은 음극판, 시트형 음극일 수 있으며, 분리막은, 분리판, 시트형 분리막일 수 있다.
한편, 전극조립체의 관통구의 내면에는 댐핑 부재가 더 장착될 수 있다. 이러한 댐핑부재는 관통구의 형상에 대응하여, 중공이 있는 원기둥 형상, 중공이 있는 다각형 형상 등일 수 있다.
또한, 중공이 있는 원기둥의 상단 및 하단에는, 중공이 형성된 지지판이 각각 형성되어 있을 수 있다.
상기 지지판은, 전극조립체와 전지케이스 사이의 공간을 채울 수도 있고, 전지케이스의 양면과 접촉하고 있을 수도 있다. 경우에 따라서는, 전지케이스의 양면을 압박하여 외부 충격의 인가 시 전극조립체가 전지케이스 내부에서 유동하는 현상을 감소시킬 수도 있다.
상기 전극조립체는 전극의 적층방향의 상부에서 바라본 형상이 원형, 타원형 또는 다각형 등일 수 있다.
상기 전지케이스는, 전극조립체가 수납되는 수납 공간이 형성되어 있고, 상기 수납 공간으로 전극 조립체를 삽입할 수 있는 열린 공간을 밀봉할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 상기 열린 공간은 전지케이스의 재질에 따라 용접 또는 열융착 등의 공지의 방법으로 밀봉될 수 있다.
상기 전지케이스는, 캔 형 전지케이스 또는 파우치형 전지케이스일 수 있고, 캔 형 전지케이스는 금속소재 또는 플라스틱 소재로 이루어져 있을 수 있으며, 파우치형 전지케이스는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
상기 라미네이트 시트는, 금속 차단층의 양면에 수지층이 도포되어 있는 구조일 수 있고, 예를 들어, 금속 차단층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지 외곽층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지 실란트층이 부가되어 있는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 금속 차단층의 소재로는 가스 등에 대한 차단 특성과 박막 형태의 가공을 가능하게 하는 연성을 가지는 알루미늄이 사용될 수 있다.
상기 수지 외곽층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 그것의 소재로는 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 고분자 수지로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 수지 실란트층의 소재로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)계 수지 등이 사용될 수 있다.
일반적으로, 캔 형 전지케이스의 경우에는, 상기 열린 공간이 덮개로 덮혀진 상태에서 용접하는 방식으로 밀봉될 수 있고, 파우치형 전지케이스의 경우에는, 도 1a 및 도 1b 에서와 같이, 수납부의 외주면을 열융착하는 방식으로 밀봉할 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀을 구성하는 전지케이스는 전극조립체의 관통구와 연통되는 개구의 내면이 더 용접되거나 또는 열융착될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전지셀은,
양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층 방향을 따라 관통구가 천공되어 있는 전극조립체, 및 상기 관통구와 연통되는 개구가 양면에 천공되어 있으며, 전극조립체가 장착되는 수납부의 외주면과 개구의 내면을 따라 각각 열융착 실링부가 형성되어 있는 전지케이스;를 포함하고 있을 수 있다.
마찬가지로, 캔 형 전지케이스의 경우에도, 개구의 내면을 따라 형성되는 용접부가 형성될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 다른 하나의 실시예에서, 상기 열융착 실링부에는 밀봉력을 향상시키는 밀봉 테이프가 부착되어 있을 수 있고, 상기 밀봉 테이프는 열융착 실링부를 감싸고 있을 수 있다.
마찬가지로, 캔 형 전지케이스의 경우에도, 용접부에 밀봉 테이프가 부착될 수 있다.
한편, 상기 개구의 내면을 따라 개구 지지부재가 더 장착될 수 있다. 이러한 개구 지지부재는 개구의 형상에 대응하여, 중공이 있는 원기둥 형상, 중공이 있는 다각형 형상 등일 수 있다. 또한, 중공이 있는 원기둥의 상단 및 하단에는, 중공이 형성된 지지판이 각각 형성되어 있을 수 있고, 상기 지지판은, 전지케이스의 양면과 접촉하고 있을 수 있고, 경우에 따라서는, 전지셀의 양면을 압박하여 외부 충격의 인가 시 전극조립체가 전지케이스 내부에서 유동하는 현상을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀은, 전극탭들 또는 전극탭들과 결합한 전극리드들이 전지셀의 일측 단부에 함께 형성되어 있을 수도 있고, 양측 대향 단부들, 또는 일측 단부와 그것에 인접한 타측 단부에 각각 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체를 구성하는 극판들로부터 돌출되어 있는 전극탭들이 상기 관통구 내지 개구로 노출되어 있을 수 있다. 또한, 상기 전극탭들과 결합한 전극리드들이 상기 관통구 내지 개구로 노출되어 있을 수 있다. 이 경우, 관통구 내지 개구 부위의 공간을 활용함으로써 콤팩트한 전지셀을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지셀이 팩 케이스에 장착되어 있는 전지팩을 제공한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 팩 케이스는 전지셀 중 전극조립체의 관통구 및 전지케이스의 개구와 연통되는 관통홈이 천공되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한, 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는, 예를 들어, 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 및 캠코더, 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 1b는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다;
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 평면 및 측면 모식도이다;
도 5는 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도로서 열융착 실링부에 밀봉 테이프가 부착된 구조의 모식도이다;
도 6은 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도로서 댐핑 부재가 포함된 구조의 모식도이다;
도 7은 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도로서 개구 지지 부재가 포함된 구조의 모식도이다;
도 8은 도 4의 B 부위에 관한 전지케이스 내부 구조를 나타내는 모식도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 모식도이다;
도 11 내지 도 13은 도 1의 전지셀의 제조 공정에 관한 모식도들이다;
도 14는 도 1의 전지셀이 내부에 장착되어 있는 전지팩의 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀이 모식적으로 도시되어 있고, 도 3 및 도 4에는 각각 도 2의 평면도 및 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지셀(100)은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스(110)에는 중앙 개구(112)가 천공되어 있고, 이러한 전지케이스(110)의 내부에 수납된 전극조립체도 전지케이스(110)의 형상에 대응하여 중앙에 관통구가 천공되어 있다. 전극조립체의 구조는 하기 도 6 내지 도 8에서 다시 설명한다.
전극조립체가 장착되는 전지케이스(110)의 수납부(114)의 외주면에는 외주면 열융착 실링부(116)가 형성되어 있고, 또한 전지케이스(110)의 중앙 개구(112)의 내면을 따라 내주면 열융착 실링부(118)가 형성되어 있어서 외부로부터 밀봉되는 구조로 이루어진다.
이러한 중앙 개구(112)가 형성된 전지케이스(110)에 수납된 전극조립체는 중앙 개구(112)에 의해 고정되어 외부충격에 따른 밀림 현상을 억제하여 내부 단락을 방지한다. 또한, 전지셀(100)에 관통구 및 중앙 개구(112)가 형성된 구조에 의하여 비틀림 등에도 유연한 구조로 이루어진다.
한편, 전자기기에 대한 기술의 발달로 모바일 디바이스가 소형화, 박형화 되는 추세에서 부품의 소형화, 내부 구조 설계에 관하여 끊임없이 연구가 진행되고 있는 실정이다. 이러한 디바이스의 효율적인 설계를 위하여 전지셀이 수납되는 공간 쪽으로 돌출되는 부분이 존재할 경우, 전지셀(100)의 중앙 개구(112) 및 관통구 부위에 돌출되는 부분이 위치하도록 함으로써, 디바이스(도시하지 않음)를 더욱 소형화 또는 박형화 시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.
또한, 상기 중앙 개구(112) 및 관통구 부위에는 회전하는 부품 등이 장착될 수도 있다. 이 경우, 회전하는 부품의 회전반경을 고려하여 개구(112) 및 관통구의 반경을 설계함으로써, 회전체로 인한 부피 증가를 방지할 수 있다.
또한, 디바이스(도시하지 않음)의 전지셀이 수납되는 부위에 전지셀의 중앙 개구(112) 및 관통구의 형상에 대응하는 전지셀 고정부재를 위치시켜서, 별도의 전지셀 고정 구조 없이도 전지셀을 용이하게 고정할 수 있는 구조로 이루어져 있다.
중앙 개구(112)의 중심(C)는 전극의 적층 방향에서 전극조립체의 평면 중심에 대해 직사각형의 단변 길이(L)를 기준으로 30% 오차 범위 내에 위치한다. 도면에서는 중앙 개구(112)의 중심(C)와 전극조립체의 평면 중심이 실질적으로 일치하는 구조이다.
도 5 내지 도 7에는 도 1의 A-A에 따른 수직 단면도로서 각각 밀봉 테이프, 댐핑 부재, 및 개구 지지 부재가 추가로 포함된 구조의 모식도들이 도시되어 있다.
먼저 도 5를 참조하면, 열융착 실링부(118)의 밀봉력을 향상시키기 위한 밀봉 테이프(129)가 열융착 실링부(118)를 감싸도록 부착되어 있다. 한편, 중앙 개구(112)의 형상 또는 구조에 따라서 전지케이스(110)의 외주면 실링부(116)보다 중앙 개구 내면의 열융착 실링부의 실링 폭이 좁아질 수 있다. 따라서, 중앙 개구 내면의 열융착 실링부(118)의 밀봉력이 전지케이스(110)의 외주면 실링부(116)보다 상대적으로 떨어질 수 있는 바, 열융착 실링부(118)에 밀봉 테이프(119)를 부착하여 밀봉력을 향상시키는 구조로 이루어져 있다.
도 6을 참조하면, 전극조립체(120)의 관통구의 내면에는 댐핑 부재(150)가 추가되어 있다. 댐핑 부재(150)는 전지셀에 외부충격이 인가되었을 때 전극조립체(120)가 전지케이스(110) 내에서 파손되는 것을 방지하도록 댐핑 역할을 하며, 전극조립체(120)의 관통구 부위 내면과 전지케이스(110) 사이의 공간을 채우는 구조로 형성됨으로써, 전극조립체(120)가 전지케이스(110) 내에서 이동하는 것을 방지한다.
도 7을 참조하면, 전지케이스(110)의 중앙 개구(112)의 내면을 따라 개구 지지 부재(160)가 추가로 포함되어 있다. 개구 지지 부재(160)는 전지케이스(110)의 중앙 개구(112) 내면에 고리 형상의 부재가 부착된 형태로 형성되어 있으며, 전지케이스(110) 내에서 전극조립체(120)가 유동하였을 때 열융착 실링부(118)의 실링 부위가 해제되는 것을 방지하도록 중앙 개구(112)의 내면을 지지하는 구조로 이루어져 있다.
도 8에는 도 4의 B 부위에 관한 전지케이스 내부의 구조를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 전극조립체(120)는 양극(127), 음극(128), 및 양극(127) 및 음극(128) 사이에 개재된 분리막(129) 구조가 적층된 구조로 이루어져 있고, 전극조립체(120)의 중앙에 형성된 관통구 부위에서 분리막(129)의 단부가 양극(127) 또는 음극(128)의 모서리를 감싸도록 절곡되어 있다. 즉, 분리막(129)이 양극(127) 또는 음극(128)의 모서리를 감싸면서 보호함으로써 외부충격 등에 의한 단락을 예방하는 구조로 이루어져 있다.
도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 모식도가 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 전지케이스(110)의 중앙 개구(112) 내측으로 전극조립체와 연결되는 양극리드(172) 및 음극리드(174)가 돌출되어 있다. 따라서, 종래의 양극리드 및 음극리드가 전지케이스 외주면에 돌출된 구조의 전지셀에서 양극리드 및 음극리드가 외부와 연결되기 위한 공간을 형성하는 것이 필요없고, 전지셀의 관통구 부위의 공간을 최대한 활용하는 구조로 이루어져 있다.
도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀이 모식적으로 도시되어 있다.
도 10의 전지셀은 전지케이스의 중앙 개구 및 전극조립체의 관통구의 구조가 다른 점을 제외하고는 도 2의 전지셀의 구조와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 전지케이스(140)의 중앙 개구(142), 및 전극조립체의 관통구로 형성된 홀의 형상이 모서리가 완만한 대략 직사각형의 구조로 이루어져 있다. 이러한 홀의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 타원형, 다각형, 또는 도 2에서와 같은 원형 등 디바이스의 전지셀 수납 공간의 구조에 따라서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 13에는 도 1의 전지셀의 제조 공정에 관한 모식도들이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 양극 또는 음극의 전극(122)들의 중심 부위를 펀칭하여 원 형상의 관통구(124)를 형성한 후, 이러한 전극(122)들을 분리막(126)이 개재된 상태로 적층하여 전극조립체(120)를 제작한다. 그리고, 관통구(124) 부위의 실링을 위한 분리막의 일부 부위를 확보하기 위하여 전극(122)에 형성된 관통구보다 작은 넓이로 분리막에 원 형상의 관통구(124')를 형성시킨다.
이러한 전극조립체(120)는 전극 적층 방향으로 상부에서 바라본 형상이 직사각형이고, 관통구(124')의 중심이 전극(122)의 적층방향에서 전극조립체(120')의 평면 중심과 일치한다. 그러나, 전극조립체의 구조는 도면과 같은 구조로 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 관통구의 중심이 전극의 적층 방향에서 전극조립체의 평면 중심에 대해 전극조립체의 한 변의 길이를 기준으로 30%의 오차 범위 내에서 위치하는 구조로도 이루어질 수 있다.
또한, 전지케이스는 도 2 내지 도 4의 형태로서, 전극조립체의 관통구와 연통되는 중앙 개구가 형성되어 있는 구조로 제작된다.
도 13을 참조하면, 전지케이스(130)는 일 단위의 부재로서 전극조립체 수납부(134)가 일측 부위에 형성되어 있고, 절곡한 상태에서는 타측 부위가 전극조립체 수납부(134)를 덮는 구조로 이루어져 있다. 그리고, 일측 및 타측에는 전극조립체(120')의 관통구와 연통되는 중앙 개구(132)가 형성되어 있다.
이러한 전지케이스(130)의 전극조립체 수납부(134)에 전극조립체(120')를 장착한 후, 전지케이스(130)의 일측 또는 타측을 접고, 전지케이스(130)의 외주면 열융착 실링부(136)를 열융착하여 밀봉한다. 또한, 전지케이스(130)의 중앙 개구(132)의 내주면 열융착 실링부(138)도 열융착하여 밀봉한다. 이 때, 전극조립체(120')의 관통구 부위에 위치하는 분리막을 중앙 개구의 내주면 열융착 실링부(138)와 함께 열융착하여, 전극조립체(120')가 중앙 개구(132) 부위에서 고정되도록 한다. 따라서, 외력의 인가 시 전지케이스(130) 내에서 전극조립체(120')의 밀림 현상을 억제하는 구조로 이루어진다.
도 14에는 도 1의 전지셀이 내부에 장착되어 있는 전지팩이 모식적으로 도시되어 있다. 도 14를 참조하면, 전지팩(200)의 팩 케이스(210)에는 전지셀의 전극조립체 관통구 및 전지케이스의 중앙 개구와 연통하는 관통홈(212)이 천공되어 있다.
한편, 이러한 관통홈(212)이 형성된 전지팩(200)을 적층하여 전지모듈을 구성하였을 때, 적층된 전지팩(200)들의 관통홈(212)들을 통과하는 고정부재를 사용하여 전지팩(200)들의 적층구조를 간단하게 고정시킬 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 전지셀은, 상기한 관통구와 개구가 연통되는 공간에 전자 부품 등을 내장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기한 관통구와 개구는 외부 충격의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 외부 충격에 의한 전지셀의 변형을 최소화할 수 있다.
또한, 상기한 댐핑부재는, 외부 충격의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 외부 충격에 의한 전지셀의 변형을 최소화할 수 있다.
또한, 분리막으로 음극과 양극의 모서리가 감싸지는 경우에는, 외부 충격에 의한 내부 단락을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지셀은, 열융착 실링부 및 용접부로 인해, 전지셀에 외부 충격이 가해졌을 때, 전극조립체가 전지케이스 내에서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지셀은, 댐핑부재 또는 개구 지지부재로 인해, 전지셀에 외부 충격이 가해졌을 때, 전극조립체가 전지케이스 내에서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극탭들 또는 전극리들들이 관통구 내지 개구로 노출될 수 있고, 이 경우, 전극탭들 또는 전극리들들이 형성될 공간을 최소화하여 소형 경박화를 이룰 수 있다.

Claims (18)

  1. 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층 방향을 따라 관통구가 천공되어 있는 전극조립체, 및 상기 관통구와 연통되는 개구가 양면에 천공되어 있는 전지케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형 구조, 스택형 구조, 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 전극의 적층 방향의 상부에서 바라본 형상이 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구의 중심은 전극의 적층 방향의 상부에서 바라본 전극조립체의 평면 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구의 중심은 전극의 적층 방향의 상부에서 바라본 전극조립체의 평면 중심과 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 캔 형 전지케이스 또는 파우치형 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 캔 형 전지케이스는 금속 소재 또는 플라스틱 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 파우치형 전지케이스는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 1 항에 있어서, 개구의 내면을 따라 용접부 또는 열융착 실링부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체와 연결되는 양극리드 및 음극리드는 상기 전지케이스의 개구 내측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 용접부 또는 열융착 실링부에는 밀봉 테이프가 부착되어 있고, 상기 밀봉 테이프는 용접부 또는 열융착 실링부를 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 관통구의 내면에는 댐핑 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 개구의 내면을 따라 개구 지지 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 상기 관통구 방향으로 분리막이 양극 및 음극보다 길게 형성되어 있고, 상기 관통구 방향의 분리막의 단부는 양극 또는 음극의 모서리를 감싸도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 1 항에 따른 전지셀이 팩 케이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 팩 케이스에는 전지셀 중 전극조립체의 관통구 및 전지케이스의 개구와 연통되는 관통홈이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 1 항의 전지셀 또는 제 16 항의 전지팩이 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 및 캠코더, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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