KR100684847B1 - 이차 전지 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극단자 사이의 간격이 상이한 전지 모듈에 용이하게 설치되고 접촉저항을 감소시킬 수 있도록, 양극과 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 다수 개의 단위 전지, 및 상기 전극단자와 암수 결합되는 연결단자와 상기 연결단자들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체를 포함하는 연결부재를 포함하는 이차 전지 모듈을 제공한다.

이차 전지, 전지 모듈, 연결단자, 가요성 도전체

Description

이차 전지 모듈{SECONDARY BATTERY MODULE}

도 1는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 도시한 측단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 연결단자를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제7실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 전극단자와 연결단자를 도시한 분해 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 전극단자와 연결단자가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명은 이차 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극단자 및 이 를 전기적으로 연결하는 연결 부재의 구조를 개선하여 조립성을 향상시킨 이차 전지 모듈에 관한 것이다.

이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다.

하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 셀을 수십 개 연결한 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.

상기 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있으며, 양극과 음극 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 이를 와류 상으로 감은 전극군(또는 젤리-롤)을 케이스에 내장 설치하고, 상기 케이스에 외부 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 전지를 구성한다.

최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차전지가 개발되고 있으며, 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등에 사용될 수 있도록 다수개의 고출력 이차전지를 직렬로 연결하여 대용량의 이차전지를 구성하게 된다.

이와 같이 하나의 이차전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 단위 전지라 칭한다)는 통상 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결되는 고출력 이차전지(이하 명세서 전반에 걸쳐 설명의 편의상 전지 모듈이라 칭한다)를 이루게 되며, 상기 각 각의 단위 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트 외측으로 돌출되고 상기 전극군에 구비된 양,음극의 집전체와 전기적으로 연결되는 양,음극 단자, 및 상기 캡 플레이트와 상기 양,음극 단자 사이에 구비되어 내밀성을 보장하는 가스켓을 포함한다.

그리고 각각의 단위전지를 직렬로 연결하여 전지모듈을 구성하기 위해서 각 단위전지의 캡 조립체 외측으로 돌출된 양극단자 및 음극단자가 이웃하는 단위전지의 양극단자 및 음극단자와 엇갈리도록 각 단위전지를 교차 배열하고, 나사가공된 음극단자와 양극단자간에 너트를 매개로 연결판을 연결설치하는 구조로 되어 있다.

즉, 각 전극단자는 수나사로 이루어지고, 각 전극단자에 일차적으로 너트가 체결되어 전극단자를 캡 조립체 상에 고정시키게 되며, 상기 너트 위에 일측 단위전지의 양극단자와 다음 단위전지의 음극단자를 전기적으로 연결하는 연결판이 끼워지고 상기 연결판 위에 다시 너트가 체결되어 연결판을 고정시키게 된다.

그런데 상기한 종래의 구조는 연결판을 설치하는데 시간이 많이 걸리고, 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.

그리고 상기 연결판은 전극단자와 접촉하는 면적이 작고, 너트를 매개로 간접적으로 연결되므로 접촉저항이 크다는 문제점이 있다.

또한, 연결판이 일정한 길이로 형성되어 이웃하는 단위전지에 설치된 전극단자 사이의 간격이 항상 일정하여야 하며, 오차가 크면 접촉저항이 커지거나 조립이 불가능한 문제가 있으며, 전극단자 사이의 간격이 상이한 구조의 전지모듈에는 설치될 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 단위전지와 연결부재의 체결을 용이하게 하고, 크기가 다른 단위전지에도 용이하게 설치될 수 있는 연결 부재를 포함하는 이차 전지 모듈을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전지 모듈은 양극과 음극을 포함하는 전극군과 상기 전극군에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 다수개의 단위전지, 및 상기 전극단자와 암수 결합되는 연결단자와 상기 연결단자들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체를 포함하는 연결부재를 포함할 수 있다.

여기서 단위전지는 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 양,음극의 집전체와 전기적으로 연결되고 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출되는 양극단자와 음극단자를 포함한다.

그리고 전지 모듈은 단위전지들이 직렬 또는 병렬로 연결된 구조로 이웃하는 단위전지 간에 양극단자와 음극단자가 서로 엇갈리도록 교차 배열될 수 있다.

그리고 상기 양극단자와 음극단자는 상기 연결부재에 감싸져 삽입되는 구조로 상기 연결부재와 결합될 수 있다.

또한, 상기 전극단자는 하나 이상의 돌출부로 이루어진 양극단자와 음극단자 를 포함하고, 상기 연결부재는 상기 돌출부가 삽입될 수 있도록 상기 돌출부의 수와 대응되는 개수의 홈이 형성된 연결단자를 포함할 수 있다. 여기서 본 발명에 따른 전극단자는 양극단자와 음극단자를 모두 포함하는 것으로 정의한다.

따라서 상기 전극단자의 돌출부가 상기 연결단자의 홈에 삽입되어 상기 전극단자와 상기 연결단자가 전기적으로 연결되는 구조로 이루어진다.

그리고 상기 연결단자는 상기 전극단자의 외면을 감싸는 소켓(socket)과 상기 소켓이 내장되는 하우징(housing)을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 금속으로 이루어진 상기 소켓이 홈의 내측면을 이루고 상기 전극단자와 소켓이 접하여 상기 연결단자가 상기 전극단자와 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 가요성 도전체는 이웃하는 전극단자 사이의 간격보다 충분히 길게 형성되어 다양한 구조의 단위전지들을 연결할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 가요성 도전체가 상기 전극단자 사이의 간격보다 길게 형성되어도 도전체가 휘어질 수 있기 때문에 상기 전극단자에 안정적으로 설치될 수 있다.

그리고 상기 가요성 도전체는 연결단자의 측면에 설치될 수 있으며, 연결단자의 상면에 설치될 수도 있다. 또한, 상기 가요성 도전체는 전선인 것이 바람직하다.

또한, 상기 전극단자의 주위에는 지지부재가 설치되고 상기 연결단자는 상기 지지부재에 끼워져 상기 전극단자와 결합될 수 있다. 즉 상기 연결단자는 상기 지지부재에 끼워지면서 상기 홈에 상기 전극단자가 삽입되는 구조로 결합된다.

그리고 상기 전극단자는 외측으로 돌출되어 외형을 이루는 수납부와 상기 수납부에 설치되어 전극군과 전기적으로 연결되는 전극 접점판, 및 상기 전극 접점판을 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결단자는 외형을 이루며 상기 수납부가 삽입되는 하우징과 상기 하우징 내에 설치되어 상기 전극 접점판에 밀착되는 연결 접점판, 및 상기 연결 접점판을 상기 전극 접점판으로 가압시키는 가압판을 포함할 수 있다.

그리고 상기 연결 접점판은 돌출 형성되는 굴곡부를 포함하고 상기 굴곡부가 상기 전극 접점판과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 전극단자와 연결단자가 결합되는 고정을 설명하면, 상기 연결단자의 하우징에 상기 전극단자의 수납부가 끼워지면서 상기 연결 접점판이 상기 전극단자의 수납부 내로 삽입되어 상기 전극 접점판과 밀착되어 접하게 된다.

또한, 본 발명의 따른 상기 전극단자에 연결단자가 삽입되어 암수 결합되는 구조로 상기 연결단자와 전극단자가 전기적으로 연결될 수 있는데, 이 경우 상기 전극단자는 상면에 형성된 홀을 포함하고 상기 연결단자는 상기 홀에 삽입되는 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 홀은 내측면에 상기 연결단자를 감싸는 소켓이 설치되는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는 상기 소켓은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 연결단자는 하부로 돌출되는 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 홀에 삽입되어 상기 전극단자와 결합될 수 있다. 여기서 상기 돌기는 금속으로 이루어지고 상기 돌기와 가요성 도전체가 전기적으로 연결되는 구조로 이루어진다. 또한, 상기 홀은 다수개로 이루어질 수 있으며, 상기 돌기는 상기 홀의 수와 대응 되는 개수로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 연결단자는 상기 전극단자가 끼워질 수 있도록 가장자리에 지지부재가 설치될 수 있다. 상기 지지부재에 상기 전극단자가 끼워져 상기 전극단자와 연결단자가 더욱 안정적으로 결합될 수 있다.

상기 전극단자의 홀에는 전극 접점판이 설치되고, 상기 연결단자에는 상기 전극 접점판에 밀착되어 전기적으로 연결되는 연결 접점판이 설치될 수 있다. 여기서 상기 전극단자는 외형을 이루는 수납부와 상기 수납부 내에 설치되는 전극 접점판, 상기 전극 접점판을 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결단자는 외형을 이루며 상기 수납부에 삽입되는 하우징과 상기 하우징 내에 설치되는 연결 접점판, 상기 연결 접점판을 상기 전극 접점판에 밀착시키는 가압판을 포함할 수 있다.

그리고 상기 전극 접점판은 돌출 형성되는 굴곡부를 포함하고 상기 굴곡부가 상기 연결 접점판과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

여기서 이차전지 모듈은 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 잘라 본 단위전지의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 먼저 대용량의 전지모듈을 이루는 각 단위전지(10)의 구조를 살펴보면, 상기 단위전지(10)는 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 위치하는 전극군(15)과, 상기 전극군(15)이 내장되는 공간을 구비하는 케이스(14), 상기 케이스(14)와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트(17), 상기 양,음극 무지부(11a, 12a)와 전기적으로 연결되고 상기 캡 플레이트(17)의 외측으로 돌출되는 양,음극단자(21,22)를 포함한다.

상기 케이스(14)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(15)이 위치하는 내부 공간을 가진 육면체의 각형 또는 그 이외의 형상으로 이루어진다.

이하 본 실시예에서는 각형 이차전지에 대해서 설명하겠으나 이에 한정되는 것은 아니며 원통형 전지 등 다양한 구조에 적용될 수 있음은 물론이다.

그리고 본 실시예에서 상기 각 단위 전지(10)는 캡 플레이트(17) 외측으로 두 개의 전극단자(21, 22)가 간격을 유지한 상태로 돌출된 구조로 되어 있다.

상기한 구조의 각 단위전지(10)는 대용량의 전지모듈(10)을 구성하기 위하여, 전극단자(21,22)가 상부를 향하는 상태로 일정 간격을 두고 배치되며 일측 단위전지(10)의 캡 플레이트(17) 상부로 돌출된 양극단자(21) 및 음극단자(22)가 이웃하는 단위전지(10)의 양극단자(21) 및 음극단자(22)와 엇갈리도록 교차 배열된다.

또한, 상기 단위전지(10)들 사이에는 전지 모듈의 냉각을 위하여 냉매의 유동 통로가 되는 격벽(24)이 설치될 수 있다.

이에 따라 단위전지(10)의 중앙을 기준으로 양쪽에 각각 양극단자(21)와 음극단자(22)가 반복되면서 일정간격으로 늘어서는 전극단자열이 형성된다.(즉, 상기 전극단자열은 극성이 교차되는 전극단자들이 일렬로 늘어서 이루어지는 하나의 라인으로 이해될 수 있다.

상기한 구조의 전지 모듈(10)에 있어서, 각 단위전지(10)를 직렬로 연결시키기 위하여 이웃하는 단위전지(10)간의 양극단자(21)와 음극단자(22)를 전기적으로 연결시키는 연결부재(20)가 설치된다.

상기 연결부재(20)는 상기 전극단자(21, 22)와 암수 결합되는 연결단자(25)와 상기 연결단자(25)들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체(26)를 포함한다.

상기 연결부재(20)는 이웃하는 전극단자들(21, 22)을 전기적으로 연결하기 위하여 두 개의 연결단자(25)가 상기 가요성 도전체(26)를 매개로 연결된 구조로 이루어진다.

그리고 상기 전극단자(21, 22)는 상기 연결부재(20)에 감싸져 삽입되며, 특히 상기 연결단자(25)에 삽입되어 결합된다. 또한, 상기 연결단자(25)는 외형을 이루는 하우징(252)과 상기 하우징(252) 내부에 설치되어 홈(253)을 형성하여 상기 전극단자(21, 22)의 외면을 감싸는 소켓(251)을 포함한다.

또한, 상기 가요성 도전체(26)는 상기 전극단자(21, 22) 사이의 간격보다 길게 형성되어 상기 연결부재(20)가 상기 전극단자(21, 22)에 설치되면 상기 가요성 도전체(26)는 약간 휘어진 구조로 이루어지며, 이러한 구조로 인하여 상기 연결단자(26)는 전극단자(21, 22) 사이의 간격이 다른 다양한 형태의 전지 모듈을 연결하 는 도구로서 사용될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 가요성 도전체(26)는 전선으로 이루어질 수 있다. 특히 상기 가요성 도전체(26)가 피복된 전선으로 이루어질 경우 무게를 감소시키며, 단락의 염려가 없는 등 여러 가지 이점이 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 연결단자(30)를 도시한 사시도이다. 상기한 도면을 참조하여 설명하면, 상기 연결단자(35)의 하우징(352)의 형태에 대해서는 제한하지 않으며, 도 1에서 도시한 바와 같이 원통형으로 이루어질 수 있고, 도 3에서 도시한 바와 같이 육면체 형태로 이뤄질 수도 있다. 또한, 상기 연결단자(35)에 가요성 도전체(36)가 설치되는 부분은 연결단자(35)의 상면 또는 측면에 설치될 수 있다. 상기 가요성 도전체(36)가 연결단자(35)의 측면에 설치되면 공간을 절약할 수 있다.

그리고 상기 소켓(351)은 상기 전극단자의 단면과 대응되는 형상으로 이루어져, 상기 하우징(352) 내부에 설치되며, 상기 소켓(351)에 상기 전극단자(21, 22)가 밀착되어 끼워맞춤된다. 본 실시예에서는 상기 전극단자가 원통형상으로 이루어지고 상기 소켓은 원통의 외주면을 감싸도록 둥글게 말려진 형태로 형성된다.

이러한 구조로 상기 전극단자(21, 22)와 소켓(351) 사이에 접하는 면적이 증가하게되고 접점에서의 접촉저항은 감소하게 된다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 단위전지(10)의 외측으로 전극단자가 돌출되고, 양극단자(41)와 음극단자(42)가 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 전극단자 (41, 42)에는 이웃하는 단위전지들(10)을 전기적으로 연결하는 연결부재(40)가 설치되며, 상기 연결부재(40)는 상기 전극단자(41, 42)와 암수 결합되는 연결단자(45)와 상기 연결단자들(45)을 연결하는 가요성 도전체(46)를 포함한다.

여기서 상기 전극단자(41, 42)는 다수의 돌출부로 이루어지고, 상기 연결단자(45)에는 상기 돌출부의 개수와 대응되는 개수의 홈이 형성되어 상기 홈에 상기 돌출부가 삽입된다.

그리고 본 실시예에서는 상기 돌출부의 개수가 4개인 것은 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 단위전지(10)의 크기 및 구조에 따라 다양한 개수로 이루어질 수 있다. 또한 상기 가요성 도전체(46)는 상기 연결단자(40)의 측면에 설치된다. 또한, 상기 전극단자가 다수의 돌출부로 이루어져 하나의 돌출부로 이루어진 경우보다 접촉 면적이 확대되고, 이를 통하여 접촉저항은 더욱 감소된다.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 단위전지(10)의 외측으로 전극단자가 돌출되고, 양극단자(41)와 음극단자가(42) 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 전극단자(41, 42)에는 이웃하는 단위전지들(10)을 전기적으로 연결하는 연결부재(40)가 설치되며, 상기 연결부재(40)는 상기 전극단자(41, 42)와 암수 결합되는 연결단자(40)와 상기 연결단자들(40)을 연결하는 가요성 도전체(46)를 포함한다.

여기서 상기 전극단자(41, 42)는 다수의 돌출부로 이루어지고, 상기 전극단자(41, 42)가 형성된 부분의 둘레에는 상기 연결단자(46)를 지지할 수 있는 지지부재(411, 421)가 설치된다. 따라서 상기 연결단자(46)는 상기 지지부재(411, 421) 에 끼워지면서 상기 돌출부를 삽입하여 상기 전극단자(41, 42)와 결합된다. 이러한 구조로 상기 연결단자(45)가 지지부재(411, 421)에 의하여 고정되고, 상기 연결단자(45)는 더욱 안정적으로 상기 전극단자(41, 42)와 결합된다.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 단위전지(10)의 외측으로 전극단자(51, 52)가 돌출되고, 양극단자(51)와 음극단자(52)가 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 전극단자(51, 52)에는 이웃하는 단위전지들(10)을 전기적으로 연결하는 연결부재(50)가 설치되며, 상기 연결부재(50)는 상기 전극단자(51, 52)와 암수 결합되는 연결단자(55)와 상기 연결단자들(55)을 연결하는 가요성 도전체(56)를 포함한다.

여기서 상기 전극단자(51, 52)는 상면에 홀이 형성되고 상기 홀에 상기 연결단자(55)가 삽입되어 상기 전극단자(51, 52)와 상기 연결단자(55)가 결합된다. 또한 상기 전극단자(51, 52)는 상기 홀의 내측면에 상기 연결단자(55)를 감싸는 소켓(511)이 설치되고 상기 소켓(511)은 전극군(15)과 전기적으로 연결되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 연결단자(55)는 상기 홀에 삽입되는 돌기(551)와 상기 돌기(551)를 지지하는 베이스(552)를 포함한다. 그리고 상기 돌기(551)는 상기 베이스(552)에 설치되어 상기 가요성 도전체(56)와 전기적으로 연결된다. 또한 상기 돌기(551)와 상기 소켓(511)은 밀착되도록 끼워져 안정적으로 접하게 된다.

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 단위전지(10)의 외측으로 전극단자(71, 72)가 돌출되고, 양극단자(71)와 음극단자(72)가 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 전극단자(71, 72)에는 이웃하는 단위전지들(10)을 전기적으로 연결하는 연결부재(70)가 설치되며, 상기 연결부재(70)는 상기 전극단자(71)와 암수 결합되는 연결단자(75)와 상기 연결단자들(75)을 연결하는 가요성 도전체(76)를 포함한다.

여기서 상기 전극단자(71, 72)는 상면에 형성된 다수의 홀을 포함하고 상기 연결단자(75)는 상기 홀에 삽입되는 다수의 돌기(751)를 포함한다. 또한, 상기 돌기(751)는 상기 홀의 수와 대응되는 개수로 이루어지고 상기 홀은 내측면에 상기 돌기(751)를 감싸는 소켓(711)이 설치되며 상기 소켓(711)이 상기 돌기(751)와 밀착되어 안정적으로 접촉하게 된다.

또한, 상기 연결단자(75)의 가장자리에는 상기 전극단자(71, 72)가 끼워질 수 있도록 지지부재(752)가 돌출 형성된다. 따라서 상기 연결단자(75)는 상기 돌기(751)가 상기 홀에 삽입되면서 상기 지지부재(752)에 상기 전극단자(71, 72)가 끼워져 결합되며, 이러한 구조로 상기 전극단자(71, 72)와 연결단자(75)는 더욱 안정적으로 결합된다.

도 8은 본 발명의 제7실시예에 따른 이차 전지 모듈을 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 전극단자와 연결단자를 도시한 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 전극단자와 연결단자가 결합된 상태에서 절단하여 본 단면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 단위전지(10)의 외측으로 전극단자(81, 82)가 돌출되고, 양극단자(81)와 음극단자(82)가 소정 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 전극단자(81, 82)에는 이웃하는 단위전지들(10)을 전기적으로 연결하는 연결부재(80)가 설치되며, 상기 연결부재(80)는 상기 전극단자(81, 82)와 암수 결합되는 연결단자(85)와 상기 연결단자들(85)을 연결하는 가요성 도전체(86)를 포함한다.

본 실시예에 있어서 양극단자(81)와 음극단자(82)의 구조는 동일하며 이웃하는 양극단자(81)와 음극단자(82)가 상기 연결부재(85)에 의하여 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 양극단자(81)와 양극단자(82)가 연결단자(85)와 결합되는 구조도 동일하므로 이하에서는 양극단자(81)에 대한 설명으로 음극단자(82)에 대한 설명을 대체한다.

여기서 본 실시예에 따른 전극단자(81)는 외형을 이루며 일측이 개방되는 수납부(813)와 상기 수납부(813)에 삽입 설치되는 전극 접점판(812), 및 상기 전극 접점판(812)을 지지하는 지지판(811)을 포함한다. 또한, 상기 연결단자(85)는 외형을 이루고 일측이 개방되며 상기 전극단자(81)의 수납부(813)에 끼워지는 하우징(853)을 포함하고 상기 하우징(853)에 삽입 설치되며 상기 전극 접점판(812)에 밀착되어 접하는 연결 접점판(851)과 상기 연결 접점판(851)을 상기 전극 접점판(812) 쪽으로 가압하는 가압판(852)을 포함한다.

그리고 상기 지지판(811)은 상기 수납부(813)에서 소정거리 이격 설치되어, 상기 연결단자(85)의 하우징(853)이 그 사이에 끼워질 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 전극 접점판(812)은 탄성이 우수한 금속재로 이루어지고, 돌출되는 굴곡부(812a)를 포함한다. 따라서 상기 연결 접점판(851)이 상기 전극 접점판 (812)에 밀착될 경우, 상기 굴곡부(812a)에 접하게 되고, 상기 연결 접점판(851)가 강하게 밀착될 경우에도 상기 굴곡부(812a)가 탄성 변형하여 상기 전극 접점판(812)와 연결 접점판(851)가 안정적으로 밀착되는 구조로 이루어진다.

또한, 본 실시예에서는 상기 연결단자(85)가 전극단자(81)에 삽입되는 구조로 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전극단자(81)가 연결단자(85)에 끼워지는 구조 또는 상기 굴곡부(812a)가 연결 접점판(851)에 형성되는 구조로 이루어질 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 진정한 정신에 속한다고 볼 것이다.

본 실시예에 따른 연결단자(85)와 전극단자(81)가 체결되는 과정을 설명하면, 상기 전극단자의 수납부(813)에 연결단자의 하우징(853)이 끼워지면서, 상기 하우징(853) 내에 전극단자(81)에 설치된 전극 접점판(812)과 지지판(811)이 삽입된다. 또한, 상기 전극 접점판(812)과 상기 지지판(811)이 삽입되면서, 상기 전극 접점판(812)은 상기 연결 접점판(851)에 밀착되도록 끼워지고, 상기 가압판(852)에 의하여 더욱 가압되어 안정적으로 접촉하게 된다.

본 발명의 이차전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 연결부재가 연결단자와 가요성 도전체를 포함하고 상기 연결단자와 전극단자가 암수결합으로 끼워져 결합되므로 전극단자들을 용이하게 연결할 수 있다.

또한, 연결단자들 사이에 가요성 도전체가 설치되어 전극단자 사이의 간격이 다른 전지 모듈에도 용이하게 설치할 수 있는 이점이 있으며, 특히 상기 가요성 도전체를 전선으로 형성하여 전지모듈의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 연결단자가 전극단자를 삽입하여 감싸는 구조로 결합되고, 상기 전극단자가 다수개의 돌출부 또는 홈으로 이루어져서, 접촉면적이 증가하므로 전극단자와 연결단자 사이에 접촉저항을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (18)

1. 양극과 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 복수 개의 단위 전지; 및

   상기 전극단자를 감싸면서 상기 전극단자에 밀착되며 도전성 소재로 이루어진 소켓을 갖는 연결단자와 상기 연결단자들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체를 포함하는 연결부재;

   를 포함하는 이차 전지 모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 전극단자는 복수 개의 돌출부로 이루어지고, 상기 연결부재는 상기 돌출부가 삽입될 수 있도록 복수 개의 홈이 형성된 연결단자를 포함하는 이차 전지 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 연결단자는 외형을 이루는 하우징과 상기 하우징 내에 설치되는 상기 소켓(socket)을 포함하는 이차 전지 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 가요성 도전체는 이웃하는 전극단자 사이의 간격보다 길게 형성되는 이차 전지 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 가요성 도전체는 상기 연결단자의 측면에 설치되는 이차 전지 모듈.
7. 제1항에 있어서,

   상기 가요성 도전체는 전선인 이차 전지 모듈.
8. 제1항에 있어서,

   상기 전극단자의 주위에는 지지부재가 설치되고 상기 연결단자는 상기 지지부재에 끼워져 상기 전극단자와 결합되는 이차 전지 모듈.
9. 양극과 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 복수 개의 단위 전지; 및

   상기 전극단자와 암수 결합되는 연결단자와 상기 연결단자들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체를 포함하는 연결부재;

   를 포함하고,

   상기 전극단자는 일측이 개방되어 돌출 형성된 수납부와 상기 수납부 내에 설치되는 전극 접점판을 포함하고,

   상기 연결단자는 일측이 개방되어 상기 수납부를 삽입하는 하우징과 상기 하우징 내에 설치되어 상기 전극 접점판에 밀착되는 연결 접점판을 포함하는 이차 전지 모듈.
10. 제9항에 있어서,

    상기 연결 접점판은 돌출되는 굴곡부를 포함하고 상기 굴곡부가 상기 전극 접점판과 접촉하는 이차 전지 모듈.
11. 양극과 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함하는 복수 개의 단위 전지; 및

    상기 전극단자와 암수 결합되는 연결단자와 상기 연결단자들을 전기적으로 연결하는 가요성 도전체를 포함하는 연결부재;

    를 포함하며,

    상기 전극단자에는 상기 연결단자가 삽입되는 홀이 형성된 이차 전지 모듈.
12. 제11항에 있어서,

    상기 홀은 내측면에 상기 연결단자를 감싸며 도전성 소재로 이루어진 소켓이 설치되는 이차 전지 모듈.
13. 제11항에 있어서,

    상기 연결단자는 일단에 돌출된 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 홀에 삽입되는 이차 전지 모듈.
14. 제11항에 있어서,

    상기 연결단자는 가장자리에 지지부재가 돌출 형성되고 상기 전극단자는 상기 지지부재에 끼워져 상기 연결단자와 결합되는 이차 전지 모듈.
15. 제11항에 있어서,

    상기 전극단자는 상기 홀의 내부에 전극 접점판이 설치되고, 상기 연결단자에는 상기 전극 접점판과 맞닿아 전기적으로 연결되는 연결 접점판이 설치되는 이차 전지 모듈.
16. 제15항에 있어서,

    상기 전극단자는 외형을 이루며 일측이 개방되어 홀이 형성된 수납부와 상기 수납부 내에 설치되는 전극 접점판, 및 상기 전극 접점판을 지지하는 지지판을 포함하는 이차 전지 모듈.
17. 제15항에 있어서,

    상기 연결단자는 외형을 이루며 일측이 개방되어 상기 전극단자의 홀에 삽입되는 하우징과 상기 하우징 내에 설치되는 연결 접점판, 및 상기 연결 접점판을 상기 전극 접점판에 밀착시키는 가압판을 포함하는 이차 전지 모듈.
18. 제15항에 있어서,

    상기 전극 접점판은 돌출되는 굴곡부를 포함하고 상기 굴곡부가 상기 연결 접점판과 전기적으로 연결되는 이차 전지 모듈.

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