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KR20150045240A - 에너지 밀도가 향상된 배터리 셀 및 이를 포함하는 조립 이차전지 - Google Patents

에너지 밀도가 향상된 배터리 셀 및 이를 포함하는 조립 이차전지 Download PDF

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KR20150045240A
KR20150045240A KR20130124700A KR20130124700A KR20150045240A KR 20150045240 A KR20150045240 A KR 20150045240A KR 20130124700 A KR20130124700 A KR 20130124700A KR 20130124700 A KR20130124700 A KR 20130124700A KR 20150045240 A KR20150045240 A KR 20150045240A
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KR
South Korea
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electrode assembly
support structure
cover portion
battery
electrode
Prior art date
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KR20130124700A
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English (en)
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박지현
조승수
김홍신
최승돈
최대식
김지영
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 상기 전극 조립체의 상면을 커버하는 제1 시트 및 상기 전극 조립체의 하면을 커버하는 제2 시트를 포함하는 파우치 시트; 및 상기 파우치 시트의 테두리 영역에 결합되어 상기 전극 조립체의 측면을 커버하는 지지 구조체를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기존의 배터리 셀에 대한 사이즈를 증대시키지 않더라도 파우치 시트 내부에 수용되는 전극 조립체가 차지할 수 있는 공간을 더 확보하여 전극 조립체의 사이즈를 증대시킬 수 있게 되며, 이로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

에너지 밀도가 향상된 배터리 셀 및 이를 포함하는 조립 이차전지{Battery cell with improved energy density and Battery assembly comprising the same}
본 발명은 에너지 밀도가 향상된 배터리 셀 및 이를 포함하는 조립 이차전지에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 전극 조립체가 차지할 수 있는 공간이 더 확보될 수 있도록 파우치 시트의 테두리에 대한 열 융착이 생략된 구조를 갖는 배터리 셀 및 이를 포함하는 조립 이차전지에 관한 것이다.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.
통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.
특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.
리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.
리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용량이 증가되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차전지에 대한 개발은 지속적으로 이루어지고 있으며, 최근 스마트 폰 및 중대형 모바일 기기의 성능 향상 및 사용시간 확대 등으로 인해 특히 에너지 밀도 향상에 대한 관심이 증가하고 있다.
또한, HEV, PHEV 및 EV 시장의 확대로 자동차의 연비향상, 주행거리 연장에 대한 관심이 급속도로 증가되고 있어 이러한 에너지 밀도의 향상에 대한 요구는 더욱 가중되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 고려하여 창안된 것으로서, 파우치 타입의 배터리 셀에 있어서 전체 사이즈를 증대시키지 않으면서도 전극 조립체가 차지하는 공간을 더 확보할 수 있는 방안을 마련함으로써 배터리 셀이 갖는 에너지 밀도를 더욱 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 상기 전극 조립체의 상면을 커버하는 제1 시트 및 상기 전극 조립체의 하면을 커버하는 제2 시트를 포함하는 파우치 시트; 및 상기 파우치 시트의 테두리 영역에 결합되어 상기 전극 조립체의 측면을 커버하는 지지 구조체를 포함한다.
상기 파우치 시트의 내측 면은, 열 융착성, 절연성 및 전해액에 대한 내부식성을 갖는 수지 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 수지 필름은, 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
상기 지지 구조체는, 금속 층을 포함할 수 있다.
상기 금속 층은, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지지 구조체는, 상기 금속 층의 표면을 커버하는 코팅 층을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅 층은, 상기 파우치 시트의 내측 면을 이루는 수지 필름과 동종의 수지 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 지지 구조체는, 상기 전극 조립체의 제1 측면 및 상기 제1 측면에 인접한 제2 측면을 커버하는 제1 커버부; 및 상기 제1 측면과 대향하는 제3 측면 및 상기 제2 측면과 대향하는 제4 측면을 커버하는 제2 커버부를 포함할 수 있다.
상기 지지 구조체는, 상기 전극 조립체의 제1 측면을 커버하는 제1 커버부; 상기 제1 측면에 인접한 제2 측면을 커버하는 제2 커버부; 상기 제2 측면과 대향하는 제3 측면을 커버하는 제3 커버부; 및 상기 제1 측면과 대향하는 제4 측면을 커버하는 제4 커버부를 포함할 수 있다.
상기 지지 구조체는, 상기 전극 조립체의 제1 측면, 제2 측면 및 제3 측면을 커버하는 제1 커버부; 및 상기 전극 조립체의 제4 측면을 커버하는 제2 커버부를 포함할 수 있다.
상기 지지 구조체는, 상기 전극 리드가 외부로 인출되는 리드 홀을 구비할 수 있다.
상기 배터리 셀은, 상기 전극 리드의 둘레에 부착되어 상기 리드 홀을 밀봉시키는 실란트를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 기술적 과제는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립 이차전지에 의해서도 해결될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 조립 이차전지는, 상기 배터리 셀이 복수개 연결되어 구현된다.
상기 조립 이차전지는, 전기적으로 연결되는 복수 개의 상기 배터리 셀; 복수 개의 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출되는 외부 단자; 및 상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함할 수 있다.
상기 조립 이차전지는, 복수 개의 상기 배터리 모듈; 및 서로 인접한 상기 배터리 모듈 사이를 전기적으로 연결하는 인터 커넥팅 바를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 배터리 셀에 대한 사이즈를 증대시키지 않더라도 파우치 시트 내부에 수용되는 전극 조립체가 차지할 수 있는 공간을 더 확보하여 전극 조립체의 사이즈를 증대시킬 수 있게 되며, 이로써 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
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 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 Y-Y' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 Z-Z' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 채용된 지지 구조체의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 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.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(1)을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 X-X' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 Y-Y' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 1의 Z-Z' 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(1)은 전극 조립체(10), 한 쌍의 전극 리드(20), 한 쌍의 실란트(30), 파우치 시트(40) 및 지지 구조체(50)를 포함한다.
상기 전극 조립체(10)는 양극 판(11), 음극 판(12), 분리 막(13) 및 전극 탭(T)을 포함한다. 상기 전극 조립체(11)는 적층된 양극 판(11) 및 음극 판(12) 사이에 분리 막(13)을 개재하여 형성된 적층형 전극 조립체일 수 있다. 본 발명의 도면에서는 상기 전극 조립체(10)가 적층형인 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 젤리롤(jelly-roll)형으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
상기 양극 판(11)은, 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질의 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 음극 판(12)은, 예를 들어, 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다.
상기 양극 활물질로는, 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1 -yCoyO2(0<y<1), LiMO2(M=Mn, Fe 등), Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 -yMnyO2(O≤y<1) 등의 층상형 양극 활물질; LiMn2O4, LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiMn2 -zNizO4(0<z<2), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2) 등의 스피넬형 양극 활물질; LiCoPO4, LiFePO4 등의 올리빈형 양극 활물질 등이 이용될 수 있다.
또한, 상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 -xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8)의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등이 이용될 수 있다.
상기 전극 탭(T)은 전극 판, 즉 양극 판(11) 또는 음극 판(12)과 일체로 형성되는 것으로서, 전극 판(11,12) 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(T)은 양극 판(11) 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭 및 음극 판(12) 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.
상기 전극 리드(20)는 얇은 판상의 금속으로서 전극 탭(T)에 부착되어 전극 조립체(10)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(20)는 양극 탭에 부착되는 양극 리드 및 음극 탭에 부착되는 음극 리드를 포함한다.
상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고, 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다.
상기 실란트(30)는 전극 리드(20)의 폭 방향 둘레에 부착되어 지지 구조체(50)의 리드 홀(H, 도 2 참조)을 밀봉시키는 역할을 하는 것으로서, 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 실란트(30)는, 예를 들어, 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다.
상기 실란트(30)는, 특히 지지 구조체(50)가 금속 재질로 이루어진 경우에 있어서, 전극 리드(20)와 지지 구조체(50) 사이에 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 실란트(13)는 전극 리드(20)의 인출을 위해 지지 구조체(50) 상에 형성된 리드 홀(H)을 밀봉함으로써 전해액이 배터리 셀(1)의 외부로 누수되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 파우치 시트(40)는 전극 조립체(10)의 상면(도 2 및 도 3을 기준으로 볼 때 윗쪽 면을 의미함)을 커버하는 제1 시트(41) 및 전극 조립체(10)의 하면(도 2 및 도 3을 기준으로 볼 때 아래쪽 면을 의미함)을 커버하는 제2 시트(42)를 포함하는 것으로서, 지지 구조체(50)와 결합하여 전극 조립체(10)를 수용하는 케이스의 역할을 한다.
이러한 파우치 시트(40)는 우수한 열 융착성, 형상을 유지하고 전극 조립체(10)를 보호하기 위한 강성 및 절연성을 모두 확보하기 위해 다층 구조를 가질 수 있다. 즉, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 파우치 시트(40)는, 예를 들어, 최 내측에 위치하여 전극 조립체(10)와 대면하는 제1 층(40a), 최 외측에 위치하여 외부 환경에 직접 노출되는 제2 층(40b) 및 제1 층(40a)과 제2 층(40b) 사이에 개재되는 제3 층(40c)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 예를 들어, 상기 제1 층(40a)은 폴리프로필렌(PP)과 같이 전해액에 대한 내부식성, 절연성 및 열 융착성을 갖는 수지 필름으로 이루어질 수 있고, 제2 층(40b)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 형태 유지를 위한 강성 및 절연성을 갖는 수지 필름으로 이루어질 수 있으며, 제3 층(40c)은 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지지 구조체(50)는 파우치 시트(40)의 테두리 영역에 결합되어 전극 조립체(10)의 측면(도 2 내지 도 4를 기준으로 볼 때 좌/우 측면을 의미함)을 커버하는 것으로서, 파우치 시트(40)의 테두리 영역 내측 면에 부착될 수 있다.
상기 지지 구조체(50)를 이루는 물질로는 형상을 유지할 수 있는 강성을 갖는 것이라면 제한 없이 이용될 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질이 이용될 수 있다.
또한, 상기 지지 구조체(50)가 이러한 금속 재질로 이루어진 경우, 배터리 셀(50) 내부에 수용된 전극 조립체(10)와의 접촉에 따른 단락을 방지하고 전해액과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위해 금속 층의 표면을 커버하는 코팅 층을 구비할 수 있다.
이러한 코팅 층은, 특히 파우치 시트(40)의 최 내층(40a)과 동일한 재질의 수지 필름으로 이루어질 수 있는데, 이는 파우치 시트(40)와 지지 구조체(50) 사이의 우수한 결합력을 확보하고, 전해액에 대한 내부식성을 확보하기 위함이다.
한편, 상기 지지 구조체(50)는 전극 조립체(10)를 내부에 수용한 채로 일체로 형성될 수도 있으나, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 복수개의 커버부가 결합되어 형성될 수도 있다. 이하, 복수 개의 피스(piece)로 이루어지는 상기 지지 구조체(50)의 다양한 구현 예에 대해 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 채용된 지지 구조체의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 상기 지지 구조체(50)는 대략 'ㄴ'자 형태를 갖는 두 개의 커버부(51a,51b)가 결합되어 구현될 수 있다. 즉, 상기 지지 구조체(50)는 전극 조립체(10)의 제1 측면과 이에 인접한 제2 측면을 커버하는 제2 측면을 커버하는 제1 커버부(51a) 및 제1 측면에 대향하는 제3 측면과 제2 측면에 대향하는 제4 측면을 커버하는 제2 커버부(51b)가 상호 결합되어 형성된 것일 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 지지 구조체(50)는 4개의 직선형 커버부(52a,52b,52c,52d)가 결합되어 구현될 수 있다. 즉, 상기 지지 구조체(50)는 전극 조립체(10)의 제1 측면을 커버하는 제1 커버부(52a), 제1 측면에 인접한 제2 측면을 커버하는 제2 커버부(52b), 제2 측면과 대향하는 제3 측면을 커버하는 제3 커버부(52c) 및 제1 측면과 대향하는 제4 측면을 커버하는 제4 커버부(52d)가 상호 결합되어 형성된 것일 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 지지 구조체(50)는 대략 'ㄷ'자 형태를 갖는 하나의 커버부(53a)와 하나의 직선형 커버부(53b)가 결합되어 구현될 수 있다. 즉, 상기 지지 구조체(50)는 전극 조립체(10)의 제1 측면 내지 제3 측면을 커버하는 제1 커버부(53a) 및 제4 측면을 커버하는 제2 커버부(53b)가 상호 결합되어 형성된 것일 수 있다.
이처럼, 상기 지지 구조체(50)가 여러 개의 피스(piece)로 이루어진 경우, 대략 'ㅁ'자 형태의 하나의 피스로 이루어진 경우와 비교할 때 전극 조립체(10)를 지지 구조체(50)의 내부 공간에 수용하는 것이 더 용이하게 되며, 이로써 생산성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(1)은 제1 파우치 시트(41)와 제2 파우치 시트(42) 사이의 열 융착을 생략하고 지지 구조체(50)를 적용함으로써 전극 조립체(10)가 차지할 수 있는 추가적인 공간(S, 도 2 참조)을 확보할 수 있으며, 이러한 추가적인 공간(S)의 확보는 에너지 밀도 향상의 결과로 이어지게 된다.
한편, 이러한 에너지 밀도 향상의 효과는 배터리 셀(1)이 복수개 연결되어 구현되는 조립 이차전지의 경우에 있어서 더욱 부각될 수 있다. 즉, 이차전지의 기본 단위를 이루는 배터리 셀(1) 하나를 기준으로 볼 때는, 지지 구조체(50)의 적용에 따른 에너지 밀도 향상의 효과가 비교적 작을 수도 있지만, 배터리 셀(10)이 여러 개 연결되는 경우에는 그 효과가 커질 수 있는 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 이러한 조립 이차전지의 예를 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 나타내는 평면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 배터리 팩을 나타내는 평면도이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(M)은 앞서 설명한 배터리 셀(1)이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결되어 구현된 셀 집합체, 셀 집합체를 수용하는 모듈 케이스(2), 모듈 케이스(2)의 외측으로 돌출된 외부 단자(3) 및 배터리 셀(1)과 외부 단자(3) 사이를 연결하는 버스 바(4)를 포함하는 형태로 구현된다.
다음으로, 도9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(P)은 복수개의 상기 배터리 모듈(M)이 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬이 혼합된 방식으로 연결되어 구현된다. 여기서, 인접한 배터리 모듈(M) 사이의 전기적 연결은, 예를 들어, 각 배터리 모듈(M)에 구비된 외부 단자(50) 사이를 인터 커넥팅 바(6)로 연결함으로써 이루어질 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(M) 및 배터리 팩(P)은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(1)이 복수개 연결되어 구현된 것이므로 매우 우수한 에너지 밀도를 갖게 된다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 배터리 셀 10: 전극 조립체
11: 양극 판 12: 음극 판
13: 분리 막 T: 전극 탭
20: 전극 리드 30: 실란트
40: 파우치 시트 41: 제1 시트
42: 제2 시트 50: 지지 구조체
H: 리드 홀

Claims (15)

  1. 전극 탭을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드;
    상기 전극 조립체의 상면을 커버하는 제1 시트 및 상기 전극 조립체의 하면을 커버하는 제2 시트를 포함하는 파우치 시트; 및
    상기 파우치 시트의 테두리 영역에 결합되어 상기 전극 조립체의 측면을 커버하는 지지 구조체를 포함하는 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파우치 시트의 내측 면은,
    열 융착성, 절연성 및 전해액에 대한 내부식성을 갖는 수지 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수지 필름은,
    폴리프로필렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    금속 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 층은,
    알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 금속 층의 표면을 커버하는 코팅 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅 층은,
    상기 파우치 시트의 내측 면을 이루는 수지 필름과 동종의 수지 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 전극 조립체의 제1 측면 및 상기 제1 측면에 인접한 제2 측면을 커버하는 제1 커버부; 및
    상기 제1 측면과 대향하는 제3 측면 및 상기 제2 측면과 대향하는 제4 측면을 커버하는 제2 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 전극 조립체의 제1 측면을 커버하는 제1 커버부;
    상기 제1 측면에 인접한 제2 측면을 커버하는 제2 커버부;
    상기 제2 측면과 대향하는 제3 측면을 커버하는 제3 커버부; 및
    상기 제1 측면과 대향하는 제4 측면을 커버하는 제4 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 전극 조립체의 제1 측면, 제2 측면 및 제3 측면을 커버하는 제1 커버부; 및
    상기 전극 조립체의 제4 측면을 커버하는 제2 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 전극 리드가 외부로 인출되는 리드 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    상기 전극 리드의 둘레에 부착되어 상기 리드 홀을 밀봉시키는 실란트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀이 복수개 연결되어 구현되는 조립 이차전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 조립 이차전지는,
    전기적으로 연결되는 복수 개의 상기 배터리 셀;
    복수 개의 상기 배터리 셀을 수용하는 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스의 외측으로 돌출되는 외부 단자; 및
    상기 배터리 셀과 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하는 배터리 모듈인 것을 특징으로 하는 조립 이차전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조립 이차전지는,
    복수 개의 상기 배터리 모듈; 및
    서로 인접한 상기 배터리 모듈 사이를 전기적으로 연결하는 인터 커넥팅 바를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 이차전지.
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WO2023038298A1 (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 주식회사 엘지에너지솔루션 냉각이 용이한 구조를 갖는 파우치형 전지셀 및 이의 제조방법

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