KR101245280B1 - 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지는 서로 다른 극성의 전극 탭이 구비된 전극조립체; 해당하는 극성의 전극 탭과 연결되는 제1 및 제2 전극 리드; 상기 제1 및 제2 전극 리드의 일부가 동일면으로 평행하게 노출되도록 상기 전극 조립체를 수용하여 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 파우치 케이스 밖으로 노출된 제1 및 제2 전극 리드는 서로 다른 방향으로 절곡된 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의하면 서로 다른 방향성을 가지도록 양 전극의 구조를 이원적으로 구성하여 전극 간 접촉에 의한 전극 단락 현상을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지{Secondary battery with differential electrode structure}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전극 간 물리적 구조를 이원화된 형태로 구성하여 스웰링 현상으로 인한 전극 리드의 단락을 방지할 수 있는 안정성이 향상된 이차전지에 관한 것이다.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.

이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.

이차 전지(셀)는 적용 형태나 구조 등에 따라 파우치형, 캔형, 소형, 중대형 등으로 다양하게 분류될 수 있는데 이들 중 예시적으로 파우치형 이차 전지 셀을 도 1에서 도시하고 있다. 기본적 원리와 구조 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1에 도시된 파우치형 이차 전지를 예시적인 형태로 하여 설명하도록 한다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 이차 전지(10)는 파우치 케이스(20) 및 전극집전체(30)(전극조립체로도 지칭된다)를 기본 구조로 포함하고 있으며, 상기 전극집전체(30)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터와 분리막 등으로 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 전극집전체(30)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 탭(32)와 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 탭(34)이 구비된다.

상기 양극 탭(32)과 음극 탭(34)들은 일정한 방향으로 수렴된 후 해당하는 각각의 전극 리드(36, 38)와 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등의 방법으로 접합된다. 이와 같은 결합 구조를 가지는 상기 전극 리드(36, 38)는 이차 전지의 전극으로서 이차전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 기능을 수행하게 된다.

상기 전극집전체(30)가 파우치 케이스(20)에 투입된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차 전지 셀이 된다. 실시형태에 따라 상기 파우치 케이스(20)는 상면 케이스(21)과 하면 케이스(22)로 구분되며 상기 전극 집전체(30)가 수용되는 부분이 어디에 존재하는지 등에 따라 싱글 캡 또는 더블 캡 등으로 형태로 지칭되기도 한다.

한편, 상기 파우치 케이스의 밀봉 공정에 파우치 케이스의 상하면이 열융착될 때, 전극 리드와 겹치는 부분의 실링의 효율성을 향상시키기 위하여 앞서 상기 전극 리드(36, 38)에는 절연 테이프(33)가 부착될 수 있다.

상기 이차 전지는 개체의 구성 순에 의하여 단위 개체인 셀(cell), 집합체인 어셈블리(assembly), 배터리(battery)(팩(pack)) 등으로 칭해지며, 이하 설명에서 달리 언급되지 않는다면, 본 설명에서의 이차 전지는 상기 개체를 구별하지 않고 통칭적으로 사용하도록 한다.

상기와 같은 구조와 공정 등을 거쳐 제조되는 이차전지는 일반적으로 음극에 카본계 소재가 사용되며, 양극에는 리튬계 산화물, 전해액에는 유기용매 전해질이 주로 사용되고 있다.

이러한 재질로 구성되는 상기 이차 전지는 과충전되거나 전기적 환경에 급격한 변화 등이 발생되면, 양극에서 전해액 분해 현상이 발생되고, 음극에서는 리튬 금속의 석출현상이 발생될 수 있으며, 이러한 현상이 발생하게 되면, 이차전지의 성능 저하가 초래될 수 있음은 물론, 화학 반응에 의한 발열에 의하여 가스가 발생될 수 있다.

또한, 전해액에는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 용매를 사용하게 되는데, 이러한 용매는 고온에서 분해되어 가스 등이 발생하고 이에 의한 압력 증가로 일종의 부품현상인 스웰링(swelling) 현상이 발생하여 첨부된 도 2와 같이 이차전지가 풍선처럼 부풀어 오르는 현상이 발생된다.

일반적으로 파우치 케이스(20)의 모서리 부분이 상대적으로 덜 팽창하게 되므로 파우치 케이스(20)의 네 변이 오목한 형상으로 변형되는데, 이러한 형상 변형이 발생하면 양극 리드(36, 38)는 평행한 상태를 유지하지 못하고 중심 축 방향으로 기울어지면서 양 전극 리드의 이격 거리가 가까워진다.

특히 이차전지의 구조와 형상적 특징에 기초할 때, 상기 양 전극 리드는 평행한 상태를 유지하므로 스웰링 현상이 발생하게 되면 특히 양 전극 리드의 말단 부위에서부터 단락 현상이 발생될 가능성이 상당히 높게 된다.

스웰링되는 정도가 더 심화되면 급기야 양 전극 리드가 물리적으로 접촉되어 단락 상태(short)가 발생되면 극히 짧은 시간 동안 상당한 전류가 도통되어 이차전지에 비약적인 과열 현상이 발생될 수 있음은 물론, 부푼 상태에서 외부 충격이 가해지면 스파크 등이 발생하여 발화될 수 있어 더욱 위험할 수 있다.

이와 함께, 전기 차량 등 고온에서 오랜 시간 동안 구동을 유지하여야 하는 환경에서는 이러한 위험성은 더욱 높다고 할 수 있으며, 이차전지로 구성되는 배터리의 오동작은 이를 사용하는 사용자에게도 치명적인 위험요소가 될 수 있다.

그러므로 이차전지의 스웰링 현상에 의하여 야기되는 전극 간 단락 현상을 해결하기 위하여 이차전지에 대한 구조적 개선 방안이 강구될 필요성이 크다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상기 문제점 내지 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스웰링 현상으로 인한 단락 현상을 최소화하여 더욱 안정성이 향상된 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지는 서로 다른 극성의 전극 탭이 구비된 전극조립체; 해당하는 극성의 전극 탭과 연결되는 제1 및 제2 전극 리드; 상기 제1 및 제2 전극 리드의 일부가 동일면으로 평행하게 노출되도록 상기 전극 조립체를 수용하여 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 파우치 케이스 밖으로 노출된 제1 및 제2 전극 리드는 서로 다른 방향으로 절곡된 부분을 포함하여 구성된다.

여기에서 상기 본 발명의 상기 제1 전극 리드는 노출된 부위에 상방으로 절곡된 형상을 포함하며, 상기 제2 전극 리드는 노출된 부위에 하방으로 절곡된 형상을 포함하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 전극 리드는 상기 상방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하며, 상기 제2 전극 리드는 상기 하방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 전극 리드는 상방으로 절곡된 형상이 상면에서 폴딩되어 상방향으로 층단진 형태를 이루며, 상기 제2 전극 리드는 하방으로 절곡된 형상이 하면에서 폴딩되어 하방향으로 층단진 형태를 이루도록 구성될 수 있으며, 더욱 바람직하게, 상기 제1 전극 리드의 상기 층단진 부분의 하면 또는 상기 제2 전극 리드는 상기 층단진 부분의 상면에 절연층이 형성되도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지는 서로 다른 극성의 전극 탭이 구비된 전극조립체; 해당하는 극성의 전극 탭과 연결되는 제1 및 제2 전극 리드; 상기 제1 및 제2 전극 리드의 일부가 동일면으로 평행하게 노출되도록 상기 전극 조립체를 수용하여 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고, 상기 파우치 케이스 밖으로 노출된 제1 및 제2 전극 리드 중 하나는 상방 또는 하방으로 절곡된 부분을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 본 발명의 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지는 스웰링 현상이 발생되어 전극 리드 간 물리적 이격 거리가 가까워지더라도 말단 부위의 이원화된 구조에 의하여 물리적으로 맞닿게 되는 단락 현상을 지연시킬 수 있어 전극 리드 단락에 의한 위험성을 그 만큼 최소화시킬 수 있는 효과를 창출할 수 있다.

또한, 전지의 대용량화 요구에 따라 전극 구조에 대한 저항이 작아지도록 설계되는 경향성을 가지게 되는데, 이러한 경우에도 전극 리드의 폭, 두께, 너비 등의 물리적 구조를 변화시키지 않아도 단락의 가능성을 상대적으로 저하시킬 수 있어 전극 리드에 대한 구조 설계에 더욱 큰 자유도를 부여할 수 있고 이를 통해 스웰링 현상에 대한 위험성에 최적화된 전극 구조를 가지는 이차전지를 설계할 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 일반적인 이차전지 셀의 구성을 도시한 분해 결합도,
도 2는 종래의 파우치형 이차전지에서 스웰링 현상이 발생되어 파우치 케이스가 부풀어 오른 모습을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파우치 이차전지의 구조적 특징을 설명하기 위한 평면도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지에 포함된 전극 집전체 구조를 도시한 도면,
도 5는 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차전지의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 이차전지의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의한 이차전지의 구성을 도시한 도면,
도 8은 스웰링 현상 발생 시 본 발명에 의한 이차전지가 단락 현상을 방지시키는 구조적 특징을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 측면에 의한 실시예에 따른 이차전지의 구성을 도시한 도면이다.

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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파우치 이차전지의 구조적 특징을 설명하기 위한 평면도이며, 도 4도는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지에 포함된 전극 집전체 구조를 도시한 도면이다.

도면들을 참조할 때 본 발명에 따른 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지(100)(이하 이차전지라고 칭한다)는 파우치형의 이차전지로서 파우치 케이스(110) 내에 전극 집전체(130)가 수납된 구조를 가진다.

상기 전극 집전체(130)는 양극 활물질이 코팅된 양극판(131), 음극 활물질이 코팅된 음극판(132) 및 상기 양극판(131)과 음극판(132) 사이에 개재되며 상기 양극판과 음극판을 전기적으로 분리하는 세퍼레이터(133)가 상호 교호되어 적층된 구조를 이룬다.

양극 활물질과 음극 활물질은 양극판(131)과 음극판(132)의 어느 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 코팅될 수 있다. 인접하는 단위 개체와 단위 개체 사이에는 전기적 절연을 위한 분리막(140)이 개재된다. 상기 전극조립체(130)는 실시형태에 따라 권취형, 스택형, 스택/폴딩형 등으로 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 양극판(131)은 알루미늄 재질이 주로 이용되는데, 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있으며, 이차 전지에 화학적 변화를 야기시키지 않고 높은 도전성을 가지는 재질이라면 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다.

상기 양극판(131)의 일부 영역에는 하나 이상의 양극 탭(135)이 구비되는데 상기 양극 탭(135)은 상기 양극판(131)이 연장되는 형태로 이루어질 수 있고, 상기 양극판(135)의 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접 등을 통하여 결합하는 형태로도 구성될 수 있으며 또한, 양극 재료를 상기 양극판(131) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등의 다양한 방법에 의하여 제작될 수 있다.

상기 양극판(131)에 대응되는 음극판(132)은 주로 구리 재질이 이용되는데, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이나 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 음극판(132)은 상기 양극판(131)과 같이 표면에 미세한 요철 구조를 형성하여 활물질의 결합력이 강화되도록 구성할 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

상기 음극판(132) 또한 일부 영역에 하나 이상의 음극 탭(136)이 구비되며, 앞서 설명된 양극 탭(135)과 같이 상기 음극판(132)에서 연장되는 형태로 구현될 수 있음은 물론, 음극판(132) 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접하는 등의 방법으로 결합할 수도 있으며, 음극 재료를 상기 음극판(132) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등으로 구현될 수 있다.

상기 양극 탭(135) 및 음극 탭(136)은 각 극성마다 하나 이상으로 구성되어 상기 하나 이상의 전극 탭(135, 136)은 일정 방향성으로 수렴된 후, 각각에 해당 하는 리드인 양극 리드(140) 및 음극 리드(150)와 각각 전기적으로 연결된다.

즉, 상기 양극 리드(140)와 음극 리드(150)의 일단은 상기 양극 탭(135) 및 음극 탭(136)과 결합되며, 타단은 앞서 설명된 바와 같이 전지 케이스(110)의 외부로 노출되는 형태로 구성되어, 상기 양극 리드(140) 및 음극 리드(150)는 해당 이차전지의 전지 단자로서 기능하게 된다.

전극 리드와 전극 탭 간의 접합이 완료된 전극집전체(130)는 전해액 주액 공정과 실링 공정을 통해 파우치 케이스(110)에 밀봉된다. 상기 파우치 케이스(110)는 금속 박막의 상부 표면과 하부 표면이 절연성 폴리머로 라미네이트된 구조를 가진다.

상기 금속 박막은 물리적 기계 강도를 유지하기 위한 기본 골격 구조를 이루며, 외부로부터의 수분 등이 침투되는 것을 방지하고 내부에서 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출하기 위한 기능을 수행한다.

이러한 금속 박막은 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금, 철, 크롬 및 니켈의 합금, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있는데, 이에 한하는 것은 아니다. 상기 금속 박막을 철이 함유된 재질로 할 경우에는 기계적 강도가 강해지고, 알루미늄이 함유된 재질로 할 경우에는 유연성이 좋아진다. 일반적으로, 알루미늄 재질의 금속 박막이 바람직하게 사용된다.

상기 전지 케이스(110)에 전극 집전체(130)가 안착되면 하부 케이스와 상부 케이스의 주변부를 열 실링 공정을 통해 밀봉하는데, 열 실링 공정의 진행을 위해 파우치 케이스의 내면에는 열접착층으로서, 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene: CPP)과 같은 변성 폴리프로필렌, 폴리프로필렌과 부틸렌과 에틸렌 삼원 공중합체 등이 사용될 수 있다.

상기 열접착층은 대략 30 내지 40um의 두께를 가지며, 금속 박막에 코팅 또는 라미네이팅될 수 있다. 또한 파우치 케이스(110)의 외면에는 금속 박막이 외부에 노출되는 것을 방지하고 금속 박막의 스크래치 등을 방지하기 위해 통상 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 외부층이 구비된다.

열 실링 공정의 진행 시, 이차전지의 전기화학적 기작을 위해 필요한 전해액을 주입하기 위해 하부 케이스와 상부 케이스의 주변부 중 일부, 즉 전해액 주입부를 제외하고 열 실링을 한 후 전해액 주액을 하고 전해액 주입부를 열 실링하면 파우치 케이스(110)가 최종적으로 밀봉된다.

파우치 케이스(110)와 전극 리드(140, 150)의 접착성을 향상시키고 파우치 케이스의 내부 실링 내지 밀봉에 대한 효율성을 향상시키기 위하여 위해 전극 리드(140, 150)에는 절연 테이프(141)가 구비되는 것이 바람직하다. 절연 테이프(141)는 전극 리드(140, 150)와 파우치 케이스(110)의 접착성을 향상시키면서도 절연성이 있는 물질이라면 당업자 간에 다양한 적용예가 가능함은 물론이다.

일 예로, 상기 절연 테이프(141)는 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, PTFE, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌탈레프탈레이트, 폴리프로필렌, 또는 이들의 합성 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명은 스웰링 현상이 발생되더라도 양 전극 리드의 물리적 접촉에 의한 전기적 단락 현상을 효과적으로 방지하기 위한 개선된 구조에 대한 특징을 포함한다.

우선, 스웰링 현상이 발생되어 이차전지가 부풀게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 전극 리드(140, 150)는 그 이격 거리가 가까워져 물리적으로 닿게 되는데, 일종의 판상 형태로 구성되는 상기 전극 리드(140, 150)는 그 말단 부위부터 접촉 각도(θ)에서 물리적으로 접촉하게 된다.

상기 전극 리드(140, 150)의 길이가 a라고 가정하면, 전극 리드(140, 150)의 길이를 고려할 때, a의 길이가 길면 길수록 상기 접촉 각도(θ)는 작게 된다. 이것은 전극 리드(140, 150)가 길수록 작은 스웰링 현상에 의해서도 단락 현상이 발생될 수 있으며, 전극 리드(140, 150)의 길이가 상대적으로 짧을수록 스웰링 현상에 대한 단락 현상을 지연시킬 수 있다는 의미가 된다.

이차전지의 적용되는 형태나 응용 장치의 스펙 등에 따라 필요한 전기적 저항과 적절한 물리적 크기(전극의 폭(W), 전극 간의 이격 거리(D))등을 가져야 하므로 상기 스웰링 현상을 방지하거나 지연시키기 위하여 상기 전극 리드(140, 150)를 절대적 기준에서 짧게 제조할 수만은 없다.

그러므로 전극의 폭(W), 전극의 이격 거리(D), 전극의 전체 길이 등에 대한 조건이 동일하게 유지되는 상태에서 상기 전극의 길이 방향성을 서로 차등적으로 구성하도록 한다.

이를 위하여 본 발명의 이차전지(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 파우치 케이스(110) 밖으로 노출된 양 전극 중 하나의 전극(140)은 아래 방향으로 절곡된 형상(A)을 포함하고, 또 다른 전극(150)은 이와 반대방향으로 절곡된 형상(B)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 통하여 전극 리드(140, 150)는 절곡되기 전과 대비하여 동일한 전기적 저항값 등의 전기적 특성값을 유지함과 동시에 상대적 길이가 짧아지고 서로 다른 방향으로 절곡되어 있는 상태이므로 스웰링 현상이 발생 시 서로 물리적으로 접촉되는 경우를 지연시킬 수 있다.

더욱 바람직한 실시형태의 구현을 위하여 이차전지(100)의 전극 리드(140, 150)는 도 6에 도시된 바와 같이 전극 리드(140, 150)는 일차적으로 절곡된 형상을 포함하고, 그 절곡된 부위에 수평 방향으로 연장되는 형태로 이루어지도록 구성할 수 있다.

상기 구성은 상기 전극 리드(140, 150) 단부의 높낮이를 서로 차등적으로 구성하여 서로 단차지도록 할 수 있어 스웰링 현상에 의한 전극 단락의 가능성을 낮춤과 동시에 외부 적용 기기와의 전기적 접속 내지 연결을 더욱 효과적으로 수행할 수 있게 된다. 이와 같은 이원적인 구조를 가지도록 양 전극 리드를 차등적으로 구성함으로써 전극 간 접촉에 의한 전기적 단락 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

실시형태에 따라 상기 전극 리드(140, 150)의 절곡되는 각도는 도 6에 도시된 바와 같은 수직 방향을 포함하여, 상방 또는 하방으로 서로 다른 경사 방향으로 비스듬한 각도가 되도록 구성할 수도 있다.

이와 함께 본 발명에 의한 이차전지(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 전극리드 중 하나인 제1 전극리드(140)는 상방으로 절곡된 형상이 상면에서 폴딩(folding)되어 상방향으로 층단진 행태를 이루며, 반대로 또 다른 전극 리드인 제2 전극 리드(150)는 아래로 절곡된 형상이 하면에서 폴딩되어 아래 방향으로 층단진 형태를 이루도록 구성할 수도 있다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도 8과 같이 스웰링 현상이 발생하여 전극 리드(140, 150)들의 거리가 가까워지더라도 서로 단차진 형태로 어긋나게 되므로 전극 리드 접촉에 의한 단락 현상을 방지할 수 있게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이 전극 리드(140, 150)가 서로 근접하는 경우, 하면으로 단층진 전극 리드(140)의 상면과 상면으로 단층진 전극 리드(150)의 하면이 제일 먼저 이격 거리가 줄어들게 되므로 물리적 접촉에 의한 전극 단락을 더욱 효과적으로 방지하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이 하면으로 층단진 부분의 상면 또는 상면으로 층단진 부분의 하면에는 전기적 절연체에 의한 절연층(1400, 1500)을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

앞서 상술된 본 발명의 실시예는 양 전극 리드의 높이를 차등적으로 구성하거나 서로 다른 방향으로 절곡되는 구성을 포함하고 있으며, 이는 상술된 실시예와 같이 상호 역 방향성을 가지도록 구성할 수 있음은 물론, 도 9에 도시된 바와 같이 양 전극 리드 중 하나의 전극 리드에만 구성할 수도 있다.

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.

또한, 본 발명의 설명에 있어 제1, 제2 또는 상부, 하부 또는 상하 등과 같은 표현은 상호 간의 각 구성을 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐, 특정의 순서, 우선순위, 중요성 등을 객관적이고 물리적으로 구분하기 위하여 사용되는 용어이거나 절대적인 기준에서 물리적인 기준에서 물리적인 구성을 구분하기 위하여 사용된 용어가 아님은 자명하다.

100 : 파우치형 이차전지 110 : 파우치 케이스
130 : 전극 집전체 140 : 제1 전극 리드
150 : 제2 전극 리드

Claims (10)

1. 서로 다른 극성의 전극 탭이 구비된 전극조립체;
   해당하는 극성의 전극 탭과 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드;
   상기 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드의 일부가 동일면으로 평행하게 노출되도록 상기 전극 조립체를 수용하여 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고,
   상기 파우치 케이스 밖으로 노출된 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드는 스웰링에 의한 단락 방지를 위해 상기 제1 전극 리드는 노출된 부위에 상방으로 절곡되고 상기 상방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하며, 상기 제2 전극 리드는 노출된 부위에 하방으로 절곡되고, 상기 제2 전극 리드는 상기 하방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하며,
   상기 제1 전극 리드는, 상방으로 절곡된 형상이 상면에서 폴딩되어 상방향으로 층단진 형태를 이루며,
   상기 제2 전극 리드는, 하방으로 절곡된 형상이 하면에서 폴딩되어 하방향으로 층단진 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 전극 리드의 상기 층단진 부분의 하면 또는 상기 제2 전극 리드는 상기 층단진 부분의 상면에 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지.
6. 서로 다른 극성의 전극 탭이 구비된 전극조립체;
   해당하는 극성의 전극 탭과 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드;
   상기 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드의 일부가 동일면으로 평행하게 노출되도록 상기 전극 조립체를 수용하여 밀봉하는 파우치 케이스를 포함하고,
   상기 파우치 케이스 밖으로 노출된 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드 중 하나는 스웰링에 의한 단락방지를 위해 상기 제1 전극 리드는 노출된 부위에 상방으로 절곡되고 상기 상방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하며, 상기 제2 전극 리드는 노출된 부위에 하방으로 절곡되고, 상기 제2 전극 리드는 상기 하방으로 절곡된 형상에 수평방향으로 연장된 형상을 포함하며,
   상기 절곡된 부분을 포함하는 전극 리드는, 상기 상방 또는 하방으로 절곡된 형상이 기울어진 형상으로 이루어지며,
   상기 절곡된 부분을 포함하는 전극 리드는, 상방 또는 하방으로 절곡된 형상이 폴딩되어 층단진 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지.
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8. 삭제
9. 삭제
10. 제 6 항에 있어서, 상기 절곡된 부분을 포함하는 전극 리드는,
    상기 층단진 부분의 상면 또는 하면에 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이원화된 전극 구조를 가지는 이차전지.

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