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WO2015056973A1 - 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈 Download PDF

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WO2015056973A1
WO2015056973A1 PCT/KR2014/009677 KR2014009677W WO2015056973A1 WO 2015056973 A1 WO2015056973 A1 WO 2015056973A1 KR 2014009677 W KR2014009677 W KR 2014009677W WO 2015056973 A1 WO2015056973 A1 WO 2015056973A1
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WO
WIPO (PCT)
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pouch
secondary battery
fastening hole
type secondary
battery module
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2014/009677
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English (en)
French (fr)
Inventor
남진무
성준엽
강달모
정승훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
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Priority to EP14854294.7A priority patent/EP2978061B1/en
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a pouch type secondary battery and a secondary battery module including the same, and more particularly, to a secondary battery module capable of fixing a cooling fin and a plurality of pouch type secondary batteries without a cartridge fixing the pouch type secondary battery. will be.
  • the battery may be classified into a can type secondary battery and a pouch type secondary battery according to the type of exterior material.
  • the pouch type secondary battery includes a pouch exterior material, an electrode assembly, and an electrode tab.
  • the pouch sheathing material may be formed in a size that can accommodate the electrode assembly, the electrode tab and the electrode lead to be described later.
  • the electrode assembly includes a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate may be sequentially stacked in a state where a separator is interposed therebetween.
  • the electrode assembly is typically a jelly-roll (wound) electrode assembly having a structure in which long sheets of positive and negative electrodes are wound with a separator interposed therebetween, and a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size through a separator. Stacked electrode assembly stacked sequentially in one state, stack of bi-cell or full cell wound with stacked positive and negative electrodes in a predetermined unit via separator / Folding electrode assembly, etc. are mentioned.
  • the electrode tab extends from the electrode assembly.
  • the electrode tab may be connected to another component such as an electrode lead (not shown) without being directly exposed to the outside of the pouch sheath.
  • Such pouch-type secondary batteries may be used alone, but many are used in the form of electrical connection to increase capacity or output.
  • the plurality of pouch type secondary batteries are configured to form one secondary battery module. Therefore, since the heat generated in each secondary battery is summed up and a lot of heat may be generated due to the mutually dense structure, heat may be additionally included by including a structure such as a cooling fin.
  • a cartridge may be provided to fix each pouch-type secondary battery and the cooling fin in the secondary battery module.
  • the size of the secondary battery module can be increased, and the use of a cartridge not only increases the number of coupling parts, but also increases the complexity of the assembly process.
  • the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery and a secondary battery module including the same can be fixed without a cartridge that combines the pouch-type secondary battery and the cooling fins. It is done.
  • Pouch type secondary battery according to the present invention for solving the above problems is an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated with a separator therebetween; An electrode tab extending from the electrode assembly; And a pouch packaging material for accommodating the electrode assembly, including an upper pouch and a lower pouch and having fastening holes penetrating in an up and down direction on an outer circumference thereof.
  • the pouch case includes a sealing part in which the upper pouch and the lower pouch are sealed, and an extension part is further formed outside the sealing part, and the fastening hole may be formed in the extension part.
  • the fastening hole may be formed at the edge of the pouch case.
  • two or more fastening holes may be formed in the pouch case.
  • the fastening hole may be interposed a reinforcing member to surround the inside.
  • the reinforcing member may be a material having insulation.
  • a secondary battery module for solving the above problems is an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated with a separator therebetween; An electrode tab extending from the electrode assembly; A pouch-type secondary battery containing the electrode assembly, a pouch-type secondary battery including an upper pouch and a lower pouch, and a pouch exterior member having a fastening hole penetrating in an up and down direction on an outer circumference thereof; And a cooling fin coupled to the pouch type secondary battery by the fastening hole.
  • the pouch case includes a sealing part in which the upper pouch and the lower pouch are sealed, and an extension part is further formed outside the sealing part, and the fastening hole may be formed in the extension part.
  • the fastening hole may be formed at the edge of the pouch case.
  • the fastening hole may be formed in two or more in the pouch case.
  • the fastening hole may be interposed a reinforcing member to surround the inside.
  • the reinforcing member may be a material having insulation.
  • the pouch-type secondary battery and the cooling fins may be coupled in such a way that a bolt is inserted into the fastening hole.
  • a washer may be located between the fastening hole and the cooling fin.
  • the pouch type secondary battery according to the present invention since a fastening hole is formed in the pouch exterior material, a plurality of pouch type secondary batteries and cooling fins may be combined without an additional cartridge.
  • the pouch type secondary battery module according to another aspect of the present invention may include a pouch type secondary battery in which fastening holes are formed, thereby simplifying the assembly process and also reducing manufacturing costs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of A-A 'of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a secondary battery module according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a secondary battery module according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view illustrating a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the pouch type secondary battery 100 includes an electrode assembly 110, an electrode tab 120, and a pouch exterior material 130.
  • the electrode assembly 110 may be configured in a state in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are stacked with the separator interposed therebetween and insulated from each other.
  • the positive electrode plate is formed of a metal thin plate having excellent conductivity, for example, a positive electrode current collector made of aluminum (Al) foil and a positive electrode active material layer coated on both surfaces thereof.
  • the positive electrode plate may have a positive electrode current collector region, that is, a positive electrode non-coating portion, on which both surfaces of the positive electrode active material layer are not formed.
  • the positive electrode plate may be bonded to a positive electrode tab formed of a metal material such as aluminum (Al) at one end of the positive electrode non-coating portion.
  • the negative electrode plate includes a negative electrode current collector made of a conductive metal thin plate, for example, copper (Cu) foil, and a negative electrode active material layer coated on both surfaces thereof.
  • the negative electrode plate is provided with negative electrode current collector regions, that is, negative electrode non-coating portions, on which both sides of the negative electrode active material layer are not formed.
  • the negative electrode plate may be bonded to a negative electrode tab formed of a metal material, for example, nickel (Ni), at one end thereof.
  • the separator may be positioned between the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate from each other, and may be formed in the form of a porous membrane to allow lithium ions to pass through the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • a separator may be made of, for example, a porous membrane using polyethylene (PE) or polypropylene (PP) or a composite film thereof.
  • the electrode tab 120 may extend from the electrode assembly 110. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode tab 120 may extend both of the positive electrode tab and the negative electrode tab, and although not shown in the drawing, the positive electrode tab and the negative electrode tab are provided at both sides of the electrode assembly 110. Each of these can be extended.
  • the electrode tab 120 is coupled to an external lead or an electrode lead (not shown) to form a part of the electrode tab 120 exposed to the outside of the pouch packaging material 130 to be described later, for electrical connection with an external terminal or device. May be connected to other components, such as).
  • the electrode tab 120 may be additionally used an adhesive film (not shown) to facilitate adhesion with the pouch case 130.
  • the pouch sheath 130 may include an upper pouch and a lower pouch.
  • the pouch packaging material 130 may have an empty space therein, and may accommodate the electrode assembly 110 in the interior space.
  • the pouch exterior material 130 includes a sealing part 131 for sealing the upper pouch and the lower pouch, and accommodates the electrode assembly 110, the electrode tab 120, and an electrolyte (not shown), and then the upper pouch. And the sealing portion 131 of the lower pouch may be bonded to each other.
  • the pouch exterior material 130 may have an extension portion 132 formed outside the sealing portion 131, and a fastening hole 133 may be formed in the extension portion 132.
  • the fastening hole 133 may be formed to penetrate in the up and down direction of the outer surface of the pouch exterior material 130, that is, the outer circumferential portion of the storage space of the electrode assembly 110.
  • the position of the fastening hole 133 is not necessarily limited to such a position, and may be formed at various positions as long as it can fix the plurality of pouch-type secondary batteries 100 and the cooling fins 210. According to this embodiment, by fixing the plurality of secondary batteries 100 and the cooling fins 210 without a separate fixing cartridge, it is possible to improve the bonding force and simplify the assembly process.
  • the fastening hole 133 may be formed at the edge of the long side of the pouch case 130 that is outside the sealing part 131.
  • the fastening holes 133 may be positioned at both sides of the electrode tab 120 or at least one portion of the fastening hole 133 facing the electrode tab 120 to be more strongly coupled.
  • the fastening hole 133 may be formed integrally with the pouch exterior material 130. At this time, the fastening hole 133 is as shown in FIG. Although it may be formed in a substantially circular shape, in the present invention is not limited to a specific shape of the fastening hole 133.
  • At least two fastening holes 133 may be formed in the pouch exterior material 130.
  • the fastening hole 133 is shown mainly on the configuration formed of four, the present invention is not necessarily limited to this form, a plurality of pouch type secondary battery 100 is coupled It can be formed in various numbers as possible.
  • the fastening hole 133 may be interposed with a reinforcing member 133a to surround the inside. This will be described in more detail with reference to FIG. 3.
  • FIG. 3 is an enlarged view of A-A 'of FIG. 2.
  • the reinforcing member 133a is provided in the fastening hole 133, and the reinforcing member 133a may be formed to surround the inside of the fastening hole 133. According to this embodiment, when the bolt is coupled or fitted to the fastening hole 133, the fastening hole 133 can be prevented from being torn or damaged due to external shaking or shaking. At this time, the reinforcing member 133a is preferably made of a material having greater rigidity than the fastening hole 133.
  • the reinforcing member 133a may be made of an insulating material.
  • the pouch case 130 includes a metal layer therein, and when the fastening hole 133 is formed, the metal layer may be exposed to the outside.
  • the reinforcing member 133a is formed of an insulating material, so that even if the metal layer of the pouch case 130 is exposed to the outside at the formation portion of the fastening hole 133, the internal short circuit of the pouch secondary battery 100 may be prevented from occurring. can do.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a secondary battery module according to the present invention.
  • 5 is a plan view illustrating a secondary battery module according to the present invention.
  • the secondary battery module 200 includes a pouch-type secondary battery 100 and a cooling fin 210.
  • the pouch type secondary battery 100 may be formed in a substantially hexahedral or rectangular shape, and two or more pouch type secondary batteries 100 are combined to form a secondary battery module 200. Can be formed.
  • Two or more fastening holes 133 may be formed in the pouch exterior material 130.
  • the coupling force between the pouch type secondary battery 100 by 133 may be further strengthened.
  • the fastening hole 133 is integrally formed in the pouch exterior material 130, so that the plurality of pouch-type secondary batteries 100 and the cooling fins 210 may be fixed without the cooling fins 210 and additional cartridges. That is, the plurality of pouch type secondary batteries 100 may be fixed to each other by coupling the cooling fins 210 to the fastening holes 133. According to this embodiment of the present invention, the assembly process is simplified, and the number of coupling parts can be reduced.
  • the pouch-type secondary battery 100 and the cooling fins 210 may be coupled in such a manner that the bolt 205 is inserted into the fastening hole 133.
  • the pouch type secondary battery 100 and the cooling fins 210 may be inserted into and coupled to the fastening holes 133 by bolt coupling or fitting coupling.
  • a washer 205a may be interposed between the fastening hole 133 and the cooling fin 210. That is, the washer 205a may be interposed between the bolt 205 and the pouch type secondary battery 100 to disperse the fastening hole 133 and the cooling fin 210 from an external impact.
  • the secondary battery module 200 of the present invention may have a cooling fin 210 and a heat sink formed integrally to form a pack case. Therefore, since the connection work between the pack case and the heat sink can be reduced, not only the assembly process can be simplified, but also the manufacturing cost can be reduced.

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Abstract

본 발명에 따른 이차전지 모듈은 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층되어 있는 전극조립체; 상기 전극조립체로부터 연장되는 전극탭; 및 상기 전극조립체를 수납하고, 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 적어도 일측에 상하 방향으로 관통된 체결홀이 형성된 파우치 외장재를 포함하는 파우치형 이차전지; 및 상기 파우치형 이차전지의 상기 체결홀과 결합하는 냉각핀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 파우치형 이차전지와 냉각핀을 결합하는 카트리지 없이도, 복수개를 고정할 수 있는 효과가 있다.

Description

파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈
본 발명은 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 파우치형 이차전지를 고정하는 카트리지 없이도, 냉각핀과 복수개의 파우치형 이차전지를 고정할 수 있는 이차전지 모듈에 관한 것이다.
본 출원은 2013년 10월 15일에 출원된 한국특허출원 제10-2013-0122761호에 기초한 우선권 주장을 하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지는 외장재의 종류에 따라 캔형 이차전지와 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다.
이때, 파우치형 이차전지는 파우치 외장재, 전극조립체 및 전극탭을 포함한다. 파우치 외장재는 후술할 전극조립체, 전극탭 및 전극리드를 수용할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
전극조립체는 양극판, 음극판 및 분리막을 포함한다. 전극조립체는 분리막이 개재된 상태에서 양극판과 음극판이 순차적으로 적층될 수 있다. 전극조립체는 대표적으로, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
전극탭은 전극조립체로부터 연장된다. 이때, 전극탭은 파우치 외장재의 외부로 직접 노출되지 않고, 전극리드(미도시)와 같은 다른 구성요소에 연결될 수 있다.
이와 같은 파우치형 이차전지는 단독으로 이용될 수도 있으나, 용량이나 출력 등을 증가시키기 위해 다수가 전기적으로 연결된 형태로 이용되는 경우가 많다.
여기서, 복수의 파우치형 이차전지가 하나의 이차전지 모듈을 이루도록 구성된다. 따라서, 각각의 이차전지에서 발생하는 열이 합산되고 상호 밀집 구조로 인해 많은 열이 발생될 수 있기 때문에, 냉각핀 등의 구조물을 추가적으로 포함하여 열을 방출할 수 있다.
또한, 이차전지 모듈 내에서 각각의 파우치형 이차전지와 냉각핀을 고정하기 위하여 카트리지가 구비될 수 있다.
그러나, 이러한 결합구조의 경우, 이차전지 모듈의 크기가 커질 수 있으며, 카트리지를 사용함으로써, 결합 부품수가 증가할 뿐만 아니라, 조립 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 파우치형 이차전지와 냉각핀을 결합하는 카트리지 없이도, 복수개를 고정할 수 있는 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층되어 있는 전극조립체; 상기 전극조립체로부터 연장되는 전극탭; 및 상기 전극조립체를 수납하고, 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 외주부에 상하 방향으로 관통된 체결홀이 형성된 파우치 외장재를 포함한다.
바람직하게는 상기 파우치 외장재는 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치가 실링되는 실링부를 포함하며, 상기 실링부의 외측으로는 연장부가 더 형성되어, 상기 체결홀은 상기 연장부에 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 상기 파우치 외장재의 모서리에 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 상기 파우치 외장재에 둘 이상 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 내측을 감싸도록 보강부재가 개재될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 보강부재은 절연성을 갖는 재질일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 모듈은 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층되어 있는 전극조립체; 상기 전극조립체로부터 연장되는 전극탭; 상기 전극조립체를 수납하고, 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 외주부에 상하 방향으로 관통된 체결홀이 형성된 파우치 외장재를 포함하는 파우치형 이차전지; 및 상기 체결홀에 의해 상기 파우치형 이차전지와 결합하는 냉각핀을 포함한다.
바람직하게는 상기 파우치 외장재는 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치가 실링되는 실링부를 포함하며, 상기 실링부의 외측으로는 연장부가 더 형성되어, 상기 체결홀은 상기 연장부에 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 상기 파우치 외장재의 모서리에 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 상기 파우치 외장재에 둘 이상형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀은 내측을 감싸도록 보강부재가 개재될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 보강부재은 절연성을 갖는 재질일 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 파우치형 이차전지와 상기 냉각핀은 상기 체결홀에 볼트가 삽입되는 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 체결홀과 상기 냉각핀 사이에는 와셔가 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 파우치 외장재에 체결홀이 형성됨으로써, 추가적인 카트리지 없이도, 복수개의 파우치형 이차전지와 냉각핀이 결합할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따른 파우치형 이차전지 모듈은 체결홀이 형성된 파우치형 이차전지를 구비함으로써, 조립공정을 단순화 할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용도 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A´의 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 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 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지(100)는 전극조립체(110), 전극탭(120) 및 파우치 외장재(130)를 포함한다.
전극조립체(110)는 양극판과 음극판이 및 분리막을 사이에 두고 적층되어 서로 절연된 상태로 구성될 수 있다.
양극판은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하여 형성된다. 양극판은 양면에 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성될 수 있다. 그리고, 양극판은 양극 무지부의 일측단에 금속 재질 이를 테면 알루미늄(Al) 재질로 형성되는 양극탭이 접합될 수 있다.
음극판은 전도성 금속 박판, 예를 들면 구리(Cu) 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극판은 양 측부에 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 그리고, 음극판은 일측단에 금속 재질, 이를테면 니켈(Ni) 재질로 형성되는 음극탭이 접합될 수 있다.
분리막은 양극판과 음극판 사이에 위치하여, 양극판과 음극판을 서로 전기적으로 절연시키며, 양극판과 음극판 사이에서 리튬 이온 등이 서로 통과할 수 있도록 다공성막 형태로 형성될 수 있다. 이러한 분리막은, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 또는 이들의 복합필름을 사용한 다공성막으로 이루어질 수 있다.
전극탭(120)은 전극조립체(110)로부터 연장될 수 있다. 전극탭(120)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 한쪽으로 양극탭과 음극탭이 모두 연장될 수 있으며, 도면에는 도시하지 않았지만, 전극조립체(110)의 양측으로 양극탭과 음극탭이 각각 연장될 수 있다.
또한, 전극탭(120)은 외부 단자 또는 장치와의 전기적 연결 등을 위하여, 전극탭(120)의 일부는 후술할 파우치 외장재(130)의 외부로 노출된 형태로 결합되거나, 전극리드(미도시)와 같은 다른 구성요소에 연결될 수 있다. 이때, 전극탭(120)은 파우치 외장재(130)와의 접착을 용이하게 위하여 접착필름(미도시)이 추가적으로 사용될 수도 있다.
파우치 외장재(130)는 상부 파우치와 하부 파우치를 포함할 수 있다. 또한, 파우치 외장재(130)는 내부에 빈 공간을 가지며, 이러한 내부 공간에는 전극조립체(110)를 수납할 수 있다. 이때, 파우치 외장재(130)는 상부 파우치와 하부 파우치가 실링되는 실링부(131)를 구비하여, 전극조립체(110), 전극탭(120) 및 전해액(미도시) 등을 수납한 후, 상부 파우치와 하부 파우치의 실링부(131)가 서로 접착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 파우치 외장재(130)는 실링부(131)의 외측으로 연장부(132)가 형성될 수 있으며, 연장부(132)에는 체결홀(133)이 형성될 수 있다. 체결홀(133)은 파우치 외장재(130)의 외측, 즉, 전극조립체(110)의 수납공간의 외주부에 상하방향으로 관통되도록 형성될 수 있다. 이때, 체결홀(133)의 위치는 반드시 이러한 위치로 한정되는 것은 아니며, 복수의 파우치형 이차전지(100)와 냉각핀(210)을 고정할 수 있는 위치라면 다양한 위치에 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 별도의 고정 카트리지 등이 없이도 복수의 이차전지(100)와 냉각핀(210)을 고정하여, 결합력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 조립 공정을 단순화 할 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 체결홀(133)은 실링부(131)의 외측인 파우치 외장재(130)의 장변측의 모서리에 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 체결홀(133)은 전극탭(120)의 양측에 위치하거나, 전극탭(120)과 대향하는 부분에 적어도 하나 이상 형성되어, 보다 강하게 결합할 수 있다.
체결홀(133)은 파우치 외장재(130)에 일체로 형성될 수 있다. 이때, 체결홀(133)은 도 3에 도시된 바와 같이. 대략 원형태로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 체결홀(133)의 형태를 특정 형태로 한정하는 것은 아니다.
바람직하게는, 체결홀(133)은 파우치 외장재(130)에 둘 이상 형성될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2의 구성에서는, 체결홀(133)이 4개로 형성된 구성을 위주로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니며, 복수의 파우치형 이차전지(100)를 결합할 수 있는 다양한 개수로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 체결홀(133)은 내측을 감싸도록 보강부재(133a)가 개재될 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 도 2의 A-A´의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 체결홀(133)에 보강부재(133a)가 구비되어 있으며, 이러한 보강부재(133a)는 체결홀(133)의 내측을 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 체결홀(133)에 볼트 결합 또는 끼움 결합될 경우에, 외부의 흔들림이나 떨림 등으로 체결홀(133)이 찢어지거나, 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 보강부재(133a)는 체결홀(133)에 비해 강성이 큰 재질인 것이 바람직하다.
또한, 보강부재(133a)는 절연성을 갖는 재질일 수 있다. 파우치 외장재(130)는 내부에 금속층을 포함하고 있으며, 체결홀(133)이 형성된 경우, 이러한 금속층이 외부로 노출될 수 있다. 하지만, 보강부재(133a)는 절연성 재질로 형성되어, 파우치 외장재(130)의 금속층이 체결홀(133)의 형성 부분에서 외부로 노출되더라도, 파우치 이차전지(100)의 내부 단락이 일어날 위험을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명에 따른 이차전지 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 이차전지 모듈(200)은 파우치형 이차전지(100) 및 냉각핀(210)을 포함한다.
파우치형 이차전지(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 육면체 또는 각형 형상으로 형성될 수 있으며, 두 개 이상의 파우치형 이차전지(100)가 결합하여, 이차전지 모듈(200)을 형성할 수 있다.
파우치 외장재(130)에는 체결홀(133)이 둘 이상 형성될 수 있다. 예를 들어, 두개 이상의 파우치형 이차전지(100)와 냉각핀(210)을 결합시킬 경우, 복수의 체결홀(133)에 냉각핀(210)을 결합시킴으로써, 냉각핀(210)과 체결홀(133)에 의한 파우치형 이차전지(100) 간의 결합력이 보다 강화될 수 있다.
체결홀(133)은 파우치 외장재(130)에 일체로 형성됨으로써, 냉각핀(210)과 추가적인 카트리지 없이도, 복수개의 파우치형 이차전지(100)와 냉각핀(210)을 고정할 수 있다. 즉, 복수의 파우치형 이차전지(100)는 체결홀(133)에 냉각핀(210)이 결합됨으로써 서로 고정할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 조립공정이 단순화되며, 결합 부품수도 줄일 수 있다.
파우치형 이차전지(100)와 냉각핀(210)은 체결홀(133)에 볼트(205)가 삽입되는 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 파우치형 이차전지(100)와 냉각핀(210)은 볼트 결합 또는 끼움 결합 등으로 체결홀(133)에 삽입되어 결합할 수 있다.
또한, 체결홀(133)과 냉각핀(210) 사이에는 와셔(205a)가 개재될 수 있다. 즉, 와셔(205a)는 볼트(205)와 파우치형 이차전지(100) 사이에 개재되어, 체결홀(133)과 냉각핀(210)을 외부의 충격으로부터 분산시킬 수 있다.
본 발명의 이차전지 모듈(200)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각핀(210)과 히트싱크(Heat sink)가 일체형으로 형성되어, 팩 케이스를 형성할 수 있다. 따라서, 팩 케이스와 히트 싱크와의 연결 작업을 줄일 수 있으므로, 조립공정을 단순화 할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용도 절감할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (14)

  1. 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층되어 있는 전극조립체;
    상기 전극조립체로부터 연장되는 전극탭; 및
    상기 전극조립체를 수납하고, 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 외주부에 상하 방향으로 관통된 체결홀이 형성된 파우치 외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파우치 외장재는 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치가 실링되는 실링부를 포함하고,
    상기 실링부의 외측으로는 연장부가 더 형성되어,
    상기 체결홀은 상기 연장부에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체결홀은
    상기 파우치 외장재의 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 체결홀은
    상기 파우치 외장재에 둘 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 체결홀은
    내측을 감싸도록 보강부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보강부재은
    절연성을 갖는 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  7. 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층되어 있는 전극조립체;
    상기 전극조립체로부터 연장되는 전극탭;
    상기 전극조립체를 수납하고, 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 외주부에 상하 방향으로 관통된 체결홀이 형성된 파우치 외장재를 포함하는 파우치형 이차전지; 및
    상기 체결홀에 의해 상기 파우치형 이차전지와 결합하는 냉각핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파우치 외장재는 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치가 실링되는 실링부를 포함하며,
    상기 실링부의 외측으로는 연장부가 더 형성되어,
    상기 체결홀은
    상기 연장부에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 체결홀은
    상기 파우치 외장재의 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 체결홀은
    상기 파우치 외장재에 둘 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 체결홀은
    내측을 감싸도록 보강부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 보강부재은
    절연성을 갖는 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 파우치형 이차전지와 상기 냉각핀은
    상기 체결홀에 볼트가 삽입되는 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 체결홀과 상기 냉각핀 사이에는
    와셔가 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
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