KR20060060077A - Battery pack of high output and large capacity - Google Patents

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KR20060060077A KR1020040098943A KR20040098943A KR20060060077A KR 20060060077 A KR20060060077 A KR 20060060077A KR 1020040098943 A KR1020040098943 A KR 1020040098943A KR 20040098943 A KR20040098943 A KR 20040098943A KR 20060060077 A KR20060060077 A KR 20060060077A
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유승재
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김성우
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전기자동차 등의 동력원으로 사용될 수 있는 고출력 대용량의 전지팩에 관한 것으로, 다수의 단위전지들이 고출력 대용량으로 전기를 제공할 수 있도록 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 전지팩에서, 각 단위전지는 양극 탭과 음극 탭이 단위전지의 한쪽 단부에 함께 돌출되어 있고, 제 1 단위전지의 전극 탭이 인접한 제 2 단위전지의 전극 탭에 전극 리드에 의해 직렬 방식으로 연결되어 있어서 양극 탭의 온도를 저하시켜 궁극적으로 전지의 열화를 억제할 수 있는 전지팩을 제공한다.
The present invention relates to a high output large capacity battery pack that can be used as a power source for electric vehicles, etc. In a battery pack connected in a series and parallel manner so that a plurality of unit cells can provide electricity with a high output large capacity, each unit battery The positive electrode tab and the negative electrode tab protrude together at one end of the unit cell, and the electrode tab of the first unit cell is connected in series with the electrode tab of the adjacent second unit cell by an electrode lead, thereby reducing the temperature of the positive electrode tab. Provided is a battery pack capable of lowering and ultimately suppressing battery deterioration.

Description

고출력 대용량의 전지팩 {Battery Pack of High Output and Large Capacity} Battery Pack of High Output and Large Capacity             

도 1은 종래기술에 따른 고출력/대용량 전지팩에서 단위전지들이 직렬 방식으로 연결되어 있는 구조에 대한 모식도이다;1 is a schematic diagram of a structure in which unit cells are connected in series in a high power / large capacity battery pack according to the prior art;

도 2와 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 고출력/대용량 전지팩에서 단위전지들이 직렬 방식으로 연결되어 있는 구조에 대한 모식도들이다.
2 and 3 are schematic diagrams of a structure in which unit cells are connected in series in a high output / large capacity battery pack according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>

100, 101, 102: 단위전지100, 101, 102: unit cell

200, 201, 202: 양극 탭200, 201, 202: positive electrode tab

300, 301, 302: 음극 탭300, 301, 302: negative electrode tab

400: 전극 리드
400: electrode lead

본 발명은 고출력 대용량의 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수의 단위전지들이 고출력 대용량으로 전기를 제공할 수 있도록 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 전지팩에 있어서, 각 단위전지는 양극 탭과 음극 탭이 단위전지의 한쪽 단부에 함께 돌출되어 있고, 제 1 단위전지의 전극 탭이 인접한 제 2 단위전지의 전극 탭에 전극 리드에 의해 직렬 방식으로 연결되어 있어서 양극 탭의 온도를 저하시킬 수 있는 구조를 제공한다.The present invention relates to a battery pack of high output large capacity, and more particularly, in the battery pack is connected in a series and parallel manner so that a plurality of unit cells to provide electricity at a high output large capacity, each unit battery is a positive electrode tab And the negative electrode tab protrude together at one end of the unit cell, and the electrode tab of the first unit cell is connected to the electrode tab of the adjacent second unit cell in series by an electrode lead to reduce the temperature of the positive electrode tab. To provide a structure.

석유와 같은 화석연료를 사용하는 기존 차량의 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 따라서, 이러한 대기오염을 크게 줄이거나 근본적으로 해결할 수 있는 방안으로서 전기자동차, 하이브리드 자동차 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있고, 또한 일부가 상용화되어 사용되고 있다. 이러한 전기자동차의 개발과 관련하여 연구가 집중되고 있는 분야는 동력원으로서의 전기 발생장치이다. One problem with existing vehicles that use fossil fuels such as oil is that they cause air pollution. Therefore, as a way to significantly reduce or fundamentally solve such air pollution, a lot of researches on electric vehicles, hybrid vehicles, etc. have been conducted, and some have been commercialized and used. The field where research is concentrated in relation to the development of such an electric vehicle is an electric generator as a power source.

이와 관련하여 최근 모바일 기기의 동력원으로 많이 사용되는 리튬 이차전지를 전기자동차의 동력원으로 사용하는 것에 대해서도 연구가 행해지고 있다. 특히, 리튬이온 폴리머 전지(LPB)는 자유로운 셀의 설계와 높은 에너지 및 출력 밀도를 제공한다는 점에서 장점을 가지고 있다. 리튬 이차전지를 자동차 동력원으로서 사용할 수 있기 위해서는 여러 요건들을 만족시켜야 하는 바, 고출력 대용량 전원으로 전지를 구성하는 것이 그 중의 하나이다. 한정된 크기와 무게로 고출력 대용량을 제공할 수 있는 방안의 하나로서 다수의 단위전지들을 직렬 및 병렬로 연결하여 하나의 전지팩을 구성하는 기술이 제시되고 있다. In this regard, research has recently been conducted on the use of lithium secondary batteries, which are frequently used as power sources for mobile devices, as power sources for electric vehicles. In particular, Li-ion polymer batteries (LPB) have the advantage of providing a free cell design and high energy and power density. In order to use a lithium secondary battery as an automobile power source, it is necessary to satisfy various requirements. One of them is to configure a battery with a high output large capacity power supply. As one of the ways to provide a high output capacity with a limited size and weight, a technology for configuring a single battery pack by connecting a plurality of unit cells in series and in parallel has been proposed.

그러나 고출력이 요구되는 전기자동차의 동력원으로서 리튬 이차전지를 사용하는 경우에 큰 발열량이 문제시되고 있다. 큰 발열량 문제를 해결하기 위하여 냉 각 시스템이 부가되는데, 일반적으로 큰 발열량은 강력하고 큰 크기의 냉각시스템을 필요로 하므로, 이는 결과적으로 전지팩의 크기 및 무게를 증가시키고 출력 밀도를 저하시키며 복잡한 구조가 요구됨에 따라 조립 공정성의 저하를 유발하고 있다.However, when a lithium secondary battery is used as a power source of an electric vehicle that requires high power, a large amount of heat generation is a problem. In order to solve the large calorific value problem, a cooling system is added. In general, a large calorific value requires a powerful and large cooling system, which in turn increases the size and weight of the battery pack, lowers the power density, and complex structure. As required, it causes a decrease in the assembly processability.

전기자동차에 사용되는 전지팩은 다수의 단위전지를 직렬로 연결하여 전지군을 형성하고 이를 재차 병렬로 연결하여 전지팩을 형성함으로써 고출력 및 대용량을 제공하고 있다. 일반적으로, 단위전지들의 직렬 방식의 연결은 양극 탭과 음극 탭이 서로 대향하여 양단부에 돌출되어 있는 단위전지들을 양극 탭과 음극 탭이 교차되도록 위치시켜 연결하고 있다. 하나의 예로서, 도 1은 종래기술의 고출력/대용량 전지팩에서 단위전지들의 직렬 방식 연결을 모식적으로 보여주고 있다.The battery pack used in the electric vehicle provides a high power and a large capacity by connecting a plurality of unit cells in series to form a battery group and again connecting them in parallel to form a battery pack. In general, in series connection of unit cells, unit cells protruding from both ends of the positive electrode tab and the negative electrode tab are connected to each other so that the positive electrode tab and the negative electrode tab cross each other. As an example, FIG. 1 schematically shows a series connection of unit cells in a high power / large capacity battery pack of the prior art.

도 1을 참조하면, 단위전지(10)는 내부에 양극, 음극, 분리막 및 전해질이 내장된 상태로 케이스에 의해 밀봉되어 있고 그것의 상하부에 각각 양극 탭(20)과 음극 탭(30)이 돌출되어 있다. 첫번째 단위전지(10)에서 양극 탭(20)이 상향으로 위치되어 있을 때, 인접한 두번째 단위전지(11)는 양극 탭(21)이 하향으로 위치되도록 배치된다. 이들 단위전지들(10, 11)은 서로 반대의 전극이 인접한 상태에서 전극 리드(40)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 세번째 단위전지(12) 역시 그러한 방식으로 배치된 상태로 두번째 단위전지(11)와 직렬로 연결된다. 상기와 같은 직렬 방식으로 연결된 다수의 단위전지들로 이루어진 제 1 전지군에 인접하여, 도 1에는 도시되어 있지 않지만 동일한 방식으로 연결된 다수의 단위전지들로 이루어진 제 2 전지군이 도 1의 제 1 전지군에 인접하여 병렬로 연결되어 있다. 이와 같 이 다수의 전지군들이 병렬 방식으로 연결된 상태에서, 각 전지군의 첫번째 단위전지(10)의 양극 탭(20)이 양극 외부 단자(50)에 연결되고 마지막 단위전지(15)의 음극 탭(33)이 음극 외부 단자(60)에 연결된 상태로 하우징(70)에 내장된다. 도 1의 단위전지(10)는 장축 방향에 전극 탭들(20, 30)이 형성되어 있지만, 경우에 따라서는 단축 방향으로 전극 탭들이 대향하여 형성된 구조도 개발되어 있다.Referring to FIG. 1, the unit cell 10 is sealed by a case in which a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte are embedded therein, and a positive electrode tab 20 and a negative electrode tab 30 protrude from upper and lower portions thereof, respectively. It is. When the positive electrode tab 20 is positioned upward in the first unit cell 10, the adjacent second unit cell 11 is disposed such that the positive electrode tab 21 is positioned downward. These unit cells 10 and 11 are electrically connected to each other by the electrode lead 40 while the opposite electrodes are adjacent to each other. The third unit cell 12 is also connected in series with the second unit cell 11 while being arranged in such a manner. Adjacent to the first battery group consisting of a plurality of unit cells connected in a series manner as described above, a second battery group consisting of a plurality of unit cells connected in the same manner but not shown in FIG. Adjacent to the battery group is connected in parallel. As described above, in a state in which a plurality of battery groups are connected in parallel, the positive electrode tab 20 of the first unit cell 10 of each cell group is connected to the positive external terminal 50, and the negative electrode tab of the last unit cell 15 is connected. 33 is embedded in the housing 70 in a state of being connected to the cathode external terminal 60. Although the electrode tabs 20 and 30 are formed in the long axis direction of the unit cell 10 of FIG. 1, in some cases, a structure in which the electrode tabs face each other in the short axis direction is also developed.

일반적으로, 단위전지의 양극은 높은 저항값의 양극 활물질로 인해 음극에 비해 높은 발열량을 나타낸다. 양극의 높은 발열량은 이를 적절히 해소하지 못할 때 전지 자체의 열화를 초래하는 원인으로 작용한다. 그런데, 도 1에서와 같이 두 전극 탭들이 단위전지의 양단부에 대향하여 위치하는 일반적인 단위전지의 구조에서는 그러한 양극의 발열량을 효과적으로 해소하지 못하는 것으로 확인되었다. In general, the positive electrode of a unit cell exhibits a higher calorific value than a negative electrode due to a high resistance positive electrode active material. The high calorific value of the positive electrode acts as a cause of deterioration of the battery itself when not properly resolved. However, in the general unit cell structure in which the two electrode tabs are positioned opposite both ends of the unit cell as shown in FIG. 1, it is confirmed that the calorific value of the positive electrode is not effectively eliminated.

따라서, 다수의 단위전지들을 연결하여 고출력, 대용량의 전지팩을 제조함에 있어서, 보다 효과적으로 양극의 높은 발열량을 해소할 수 있는 구조에 대한 필요성이 높은 실정이다.
Therefore, when manufacturing a high output, large capacity battery pack by connecting a plurality of unit cells, there is a high need for a structure that can more effectively eliminate the high calorific value of the positive electrode.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 다수의 단위전지들이 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 고출력 대용량의 전지팩에 있어서, 각 단위전지의 한쪽 단부에 양극 탭과 음극 탭을 함께 돌출시켜 인접한 단위전지와 직렬 방식으로 연결할 경우에는, 양극 탭과 음극 탭이 서로 대향하여 돌출되어 있는 종래기술의 단위전지의 직렬 방식 연결 구조와 비교하여, 양극 탭의 온도가 놀랍게도 현저히 저하되어 전지의 열화를 억제할 수 있다는 사실을 확인하였고, 또한 전극 탭의 간격 및 구조와 전극 리드의 구조를 특정한 경우에는 이러한 효과가 더욱 향상된다는 사실을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
After extensive research and various experiments, the inventors of the present invention have a high output large capacity battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series and in parallel. The positive and negative tabs protrude together at one end of each unit cell. When connected in series with adjacent unit cells, the temperature of the positive electrode tab is remarkably lowered as compared to the series connection structure of the conventional unit cell in which the positive electrode tab and the negative electrode tab face each other. And it was confirmed that the fact that it can be suppressed, and also in the case of the structure and the structure of the electrode tab and the electrode tab of the electrode tab, it was confirmed that this effect is further improved, and came to complete the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지팩은, 다수의 단위전지들이 고출력 대용량으로 전기를 제공할 수 있도록 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 전지팩에 있어서, 각각의 단위전지는 양극 탭과 음극 탭이 단위전지의 한쪽 단부에 함께 돌출되어 있고, 제 1 단위전지(a)의 전극 탭이 인접한 제 2 단위전지(b)의 전극 탭에 전극 리드에 의해 직렬 방식으로 연결되어 있는 구조를 포함하는 것으로 구성되어 있다.The battery pack according to the present invention for achieving the above object is a battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series and in parallel so as to provide electricity with a high output large capacity, each unit cell is a positive electrode tab and a negative electrode The tabs protrude together at one end of the unit cell, and the electrode tabs of the first unit cell (a) are connected to the electrode tabs of the adjacent second unit cells (b) in series by an electrode lead. It consists of.

상기에서 "고출력 대용량으로 전기를 제공할 수 있도록 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 전지팩"이란, 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이, 다수의 단위전지들이 직렬로 연결되어 하나의 전지군을 형성하고, 그러한 구조를 가진 다수의 전지군들이 병렬로 연결되어 고출력 및 대용량을 제공하는 구조를 가진 전지팩을 의미한다. 각 전지군에서의 단위전지들의 수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 4 ~ 15 개일 수 있다. 또한, 전지팩에 내장되는 전지군의 수 역시 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 2 ~ 10 개일 수 있다. In the above, "a battery pack connected in series and parallel manners to provide electricity at a high output capacity", as described with reference to FIG. 1, a plurality of unit cells are connected in series to form one battery group. That is, a battery pack having a structure in which a plurality of battery groups having such a structure is connected in parallel to provide a high output and a large capacity. The number of unit cells in each battery group is not particularly limited, and may be, for example, 4 to 15. In addition, the number of battery groups included in the battery pack is also not particularly limited, and may be, for example, 2 to 10.                     

단위전지는 연속적인 충방전이 가능한 이차전지로서, 바람직하게는 전지팩내에서 높은 밀집도로 축적될 수 있는 각형 전지 또는 파우치형 전지이다. The unit cell is a secondary battery capable of continuous charging and discharging. Preferably, the unit cell is a rectangular battery or a pouch type battery that can be accumulated at high density in a battery pack.

단위전지는 양극, 음극, 분리막 및 전해액이 전지 케이스에 밀봉된 상태로 내장되어 있으며, 얇은 필름상의 양극과 음극 사이에 미세 다공성 분리막이 개재된 전극 조립체가 권취된 형태와 양극/분리막/음극의 전극 조립체가 적층된 형태 등 다양한 구조가 가능하다. 양극과 음극에 각각 도포되어 있는 활물질 역시 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 양극 활물질은 높은 안전성의 리튬 망간계 산화물로 이루어져 있고, 음극 활물질은 탄소 재료로 이루어져 있다. 특히, 바람직한 단위전지는 리튬이온 폴리머 이차전지를 기반으로 할 수 있다.The unit cell is embedded in a state in which the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolyte are sealed in the battery case, and the electrode assembly in which the microporous separator is interposed between the thin film of the positive electrode and the negative electrode and the electrode of the positive electrode / membrane / cathode Various structures are possible, such as a stacked assembly. The active material applied to the positive electrode and the negative electrode, respectively, is also not particularly limited. Preferably, the positive electrode active material is made of a high safety lithium manganese oxide, and the negative electrode active material is made of a carbon material. In particular, the preferred unit cell may be based on a lithium ion polymer secondary battery.

도 2와 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩에서 단위전지들이 직렬 방식으로 연결되어 있는 구조에 대한 모식도들이 도시되어 있다. 그러나, 이들 도면은 본 발명의 내용을 더욱 이해하기 쉽게 나타내기 위한 것으로 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.2 and 3 are schematic views showing a structure in which unit cells are connected in series in a battery pack according to an embodiment of the present invention. However, these drawings are intended to more easily represent the contents of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2를 참조하면, 단위전지(100)는 양극 탭(200)과 음극 탭(300)이 한쪽 단부에 함께 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 제 2 단위전지(101)는 제 1 단위전지(100)와 동일한 탭 방향으로 인접되어 있고, 제 1 단위전지(100)의 음극 탭(300)은 제 2 단위전지(101)의 양극 탭(201)과 전극 리드(400)에 의해 연결되어 있다. 전지팩의 나머지 구조 및 구성은 도 1에서와 동일한다.Referring to FIG. 2, the unit cell 100 has a structure in which the positive electrode tab 200 and the negative electrode tab 300 are formed together at one end thereof. The second unit cell 101 is adjacent to the same tab direction as the first unit cell 100, and the negative electrode tab 300 of the first unit cell 100 is the positive electrode tab 201 of the second unit cell 101. ) And the electrode lead 400 are connected to each other. The remaining structure and configuration of the battery pack is the same as in FIG.

단위전지의 전극 탭과 인접 단위전지와의 결합 구조에 대한 더욱 자세한 내용이 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 제 1 단위전지(100)와 제 2 단위전 지(101)가 직렬 방식으로 연결됨에 있어서, 제 1 단위전지(100)의 음극 탭(300)과 제 2 단위전지(101)의 양극 탭(201)에 전극 리드(400)가 결합되어 있다. 마찬가지 방식으로, 제 2 단위전지(101)의 음극 탭(301)과 제 3 단위전지(102)의 양극 탭(202)에 전극 리드(400)가 결합되어 있다. Further details of the coupling structure between the electrode tab of the unit cell and the adjacent unit cell are shown in FIG. 3. Referring to FIG. 3, when the first unit cell 100 and the second unit cell 101 are connected in series, the negative electrode tab 300 and the second unit cell 101 of the first unit cell 100 are connected. The electrode lead 400 is coupled to the positive electrode tab 201 of FIG. In the same manner, the electrode lead 400 is coupled to the negative electrode tab 301 of the second unit cell 101 and the positive electrode tab 202 of the third unit cell 102.

본 발명자들의 실험에 따르면, 도 3의 탭 구성과 전기적 연결방식에서 단위전지(예를 들어, 101)의 양극 탭(201)의 온도는, 100 A의 전류로 충방전을 행할 경우, 도 1의 단위전지에서의 양극 탭과 비교하여, 놀랍게도 3℃ 정도 낮은 것으로 확인되었다. 양극 탭의 이러한 낮은 온도는 도 1의 단위전지에서의 양극 탭에 대해 10 ~ 23%의 향상된 온도 편차를 의미하며, 그러한 온도 편차만큼 본 발명에 따른 단위전지의 열화는 억제될 수 있다. 이와 같이, 양극 탭의 온도가 저하되는 이유를 정확히 설명할 수는 없지만, 아마도 전극 리드를 통해 양극 탭의 높은 열량이 음극 탭으로 전도될 때, 도 1과 비교하여 전극 리드의 짧아진 길이에 기인하는 것으로 추측된다.According to the experiments of the present inventors, the temperature of the positive electrode tab 201 of the unit cell (for example, 101) in the tap configuration and the electrical connection method of FIG. 3, when charging and discharging with a current of 100 A, Compared with the positive electrode tab in a unit cell, it was surprisingly found to be about 3 degreeC low. This low temperature of the positive electrode tab means an improved temperature deviation of 10 to 23% relative to the positive electrode tab in the unit cell of FIG. 1, and the degradation of the unit cell according to the present invention by such temperature deviation can be suppressed. As such, the reason why the temperature of the positive electrode tab decreases cannot be explained precisely, but is probably due to the shorter length of the electrode lead compared to FIG. 1 when the high heat of the positive electrode tab is conducted to the negative electrode tab through the electrode lead. I guess.

다시 도 3을 참조하면, 두 단위전지들(100, 101) 사이에서 반대 전극들의 탭(300, 201) 거리(d1)는 단위전지의 폭(L)에 대해 30% 이내인 것이 특히 바람직하다. 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, 전극 탭간의 거리(d1)가 대략 상기의 범위일 때 양극 탭의 온도 저하가 큰 것으로 확인되었다.Referring again to FIG. 3, it is particularly preferable that the distance d 1 of the tabs 300 and 201 of the opposite electrodes between the two unit cells 100 and 101 is within 30% of the width L of the unit cell. . According to the inventors, it was confirmed that the temperature drop of the positive electrode tab was large when the distance d 1 between the electrode tabs was approximately in the above range.

또한, 하나의 단위전극(101)에서 양극 탭(201)과 음극 탭(301)의 거리(d2)는 바람직하게는 전지 폭(L)에 대해 15% 이내 인 것이 특히 바람직하다. 양극과 음극 과의 거리가 지나치게 멀게 되면 전지내 전자전도에 대한 저항 텀(term)이 커지게 되어 전지의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 반대로, 양극과 음극간 거리가 지나치게 가까울 경우에는 국부적인 전류 흐름으로 인해 전지 온도가 상승하게 되므로 바람직하지 않다.In addition, the distance d 2 between the positive electrode tab 201 and the negative electrode tab 301 in one unit electrode 101 is particularly preferably within 15% of the battery width L. When the distance between the positive electrode and the negative electrode is too far, the resistance term for electronic conduction in the battery increases, which may adversely affect the performance of the battery. On the contrary, when the distance between the anode and the cathode is too close, it is not preferable because the battery temperature rises due to the local current flow.

서로 반대되는 전극의 탭들(202, 301)을 전기적으로 연결하는 전극 리드(400)는 다양한 소재로 만들어질 수 있으며, 바람직한 예로는, 니켈, 구리, 납, 니켈-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 전극 리드(400)와 탭들(202, 301)의 결합 방식 역시 다양할 수 있으며, 예를 들어, 용접, 납땜, 결합 등의 체결방식이 사용될 수 있다. 전극 리드(400)의 소재, 폭, 두께 등은 양극 탭(202)의 높은 발열량을 음극 탭(301)으로 전달하는데 중요하며, 그 중 리드의 폭 × 두께는 바람직하게는 30 × 0.1 ~ 70 × 0.5 (mm)의 범위에서 결정할 수 있다. 실험에 의해 확인한 바에 따르면, 리드의 폭과 두께가 상기 범위일 때 양극 탭의 높은 발열량을 더욱 효과적으로 저하시킬 수 있다.The electrode leads 400 electrically connecting the tabs 202 and 301 of the electrodes opposite to each other may be made of various materials, and examples thereof include nickel, copper, lead, and nickel-aluminum alloy. The coupling method of the electrode lead 400 and the tabs 202 and 301 may also be various. For example, a coupling method such as welding, soldering, or coupling may be used. The material, width, and thickness of the electrode lead 400 are important for transferring the high calorific value of the positive electrode tab 202 to the negative electrode tab 301, and the width × thickness of the lead is preferably 30 × 0.1 to 70 ×. It can be determined in the range of 0.5 (mm). According to the experiment, it is possible to more effectively lower the high heat generation amount of the positive electrode tab when the width and thickness of the lead are within the above range.

전극 리드의 형상은 판재(sheet) 형태로서 내구성 확보를 위해 적당한 표면처리가 되어 있는 Al과 Ni 코팅된 Cu 등을 사용할 수 있다.
The shape of the electrode lead may be Al and Ni coated Cu or the like having a suitable surface treatment for securing durability as a sheet form.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1] Example 1                     

단위전지로서 리튬이온 폴리머 전지(LG 화학 제품) 6 개를 도 2에서와 같은 방식으로 직렬 연결하여 전지군을 형성하고, 이러한 전지군 2 개를 다시 병렬로 연결하여, 전지팩을 제작하였다. 이러한 전지팩의 구조에서 인접한 단위전지들의 반대 전극 탭들의 간격은 전지 폭의 30% 이내로 하였으며, 전극 탭들의 연결은 베릴륨 동 버스 바(bus bar)를 사용하여 열용접 방식으로 행하였다.As a unit cell, six lithium ion polymer batteries (LG chemicals) were connected in series in the same manner as in FIG. 2 to form a battery group, and the two battery groups were connected again in parallel to manufacture a battery pack. In the structure of the battery pack, the distance between the opposite electrode tabs of adjacent unit cells was within 30% of the battery width, and the connection of the electrode tabs was performed by a thermal welding method using a beryllium copper bus bar.

이렇게 제작된 전지팩을 30 ~ 40 A pulse cycle로 30 회 충방전을 10 회 반복 실시하였고, 무작위로 선택한 10 개의 양극 탭들의 방전시 온도를 측정하였다. 그 결과, 방전 조건에서의 양극 탭의 온도는 32 ~ 34℃의 범위내이었다.
The battery pack thus manufactured was repeatedly charged and discharged 30 times with a 30 to 40 A pulse cycle, and the temperature during discharge of ten randomly selected positive electrode tabs was measured. As a result, the temperature of the positive electrode tab in discharge conditions was in the range of 32-34 degreeC.

[비교예 1]Comparative Example 1

인접한 단위전지들의 반대 전극 탭들의 간격을 단위전지 폭의 30% 초과 60% 미만으로 하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 실시하였고, 그 결과, 양극 탭의 평균 온도는 38℃이었다.
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the distance between the opposite electrode tabs of adjacent unit cells was greater than 30% and less than 60% of the unit cell width. As a result, the average temperature of the positive electrode tab was 38 ° C.

[비교예 2]Comparative Example 2

인접한 단위전지들의 반대 전극 탭들의 간격을 단위전지 폭의 60% 이상 90% 미만으로 하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 실시하였고, 그 결과, 양극 탭의 평균 온도는 40℃이었다.
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the distance between the opposite electrode tabs of adjacent unit cells was set to 60% or more and less than 90% of the unit cell width. As a result, the average temperature of the positive electrode tab was 40 ° C.

상기 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩들(실시예 1)에서는 양극 탭의 발열량이 종래기술의 전지팩(비교예 2, 3)에서의 양극 탭과 비교하여 평균 5 ~ 7℃ 정도 낮음을 알 수 있다.
As can be seen from the above results, in the battery packs according to the present invention (Example 1), the calorific value of the positive electrode tabs is about 5 to 7 ° C. in comparison with the positive electrode tabs of the battery packs of the prior art (Comparative Examples 2 and 3). It can be seen that low.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 고출력 대용량 전지팩은 양극 탭의 발열량을 현저히 낮춤으로써 단위전지의 열화를 억제하여 더욱 우수한 전지팩이 제작될 수 있다. 이러한 전지팩은 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 동력원으로서 특히 바람직하다.As described above, the high output large capacity battery pack according to the present invention can significantly reduce the heat generation amount of the positive electrode tab to suppress the deterioration of the unit cell can be produced a more excellent battery pack. Such a battery pack is particularly preferable as a power source of an electric vehicle and a hybrid vehicle.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (6)

다수의 단위전지들이 고출력 대용량으로 전기를 제공할 수 있도록 직렬 및 병렬 방식으로 연결되어 있는 전지팩에 있어서, 각각의 단위전지는 양극 탭과 음극 탭이 단위전지의 한쪽 단부에 함께 돌출되어 있고, 제 1 단위전지(a)의 전극 탭이 인접한 제 2 단위전지(b)의 전극 탭에 전극 리드에 의해 직렬 방식으로 연결되어 있는 구조를 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지팩.In a battery pack in which a plurality of unit cells are connected in series and in parallel so as to provide electricity at a high output capacity, each unit cell has a positive electrode tab and a negative electrode tab protruding together at one end of the unit cell. A battery pack comprising a structure in which an electrode tab of one unit cell (a) is connected in series to an electrode tab of an adjacent second unit cell (b) by an electrode lead. 제 1 항에 있어서, 상기 단위전지는 리튬이온 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein the unit cell is a lithium ion polymer battery. 제 1 항에 있어서, 제 1 단위전지의 전극 탭과 그것에 인접한 제 2 단위전지의 반대전극 탭의 거리는 단위전지의 폭에 대해 30% 이내인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein a distance between the electrode tab of the first unit cell and the counter electrode tab of the second unit cell adjacent thereto is within 30% of the width of the unit cell. 제 1 항에 있어서, 상기 단위전극에서 양극 탭과 음극 캡의 거리는 전지 폭에 대해 15% 이내인 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein a distance between the positive electrode tab and the negative electrode cap in the unit electrode is within 15% of the battery width. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 리드는 30 × 0.1 ~ 70 × 0.5 (mm)(폭 × 두께)로서 시트 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack according to claim 1, wherein the electrode lead has a sheet structure as 30 × 0.1 to 70 × 0.5 (mm) (width × thickness). 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 동력원으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전지팩.The battery pack as claimed in claim 1, wherein the battery pack is used as a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
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