이차 전지 document_id A220623019128

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체와 케이스 사이에 탄성력을 가지는 고정부재를 설치함으로써, 진동, 충격, 낙하 등의 여러 상황에서 전극 조립체를 캔 내부에서 고정시킬 수 있고, 전극 조립체와 케이스와의 전류 흐름 통로를 확보하여 전류의 흐름을 증대시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 셀을 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있으며, 띠 상의 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 이를 와류 상으로 감은 전극 조립체(또는, 젤리롤)를 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 외부 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 전지를 구성한다. 이차 전지 중 소형 전자기기에 적용되는 저용량 전지에서는, 주로 양, 음극판은 전지 작용시 발생되는 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성 탭(tap)이 각기 부착되고, 이 도전성 탭은 양극판의 양극 무지부 및 음극판의 음극 무지부 각각에 용접 등으로 부착되어 각기 양, 음극판에 발생된 전류를 소형 전자기기의 양,음극 단자로 유도하게 된다. 이처럼 구성된 저용량 전지의 구조를 그대로 대용량 전지에 적용하는 경우에는 용량이나 출력면에서 대용량 전지의 동작 특성, 즉 일 순간에 많은 전류를 흐르게 하는 특성을 만족시키지 못하기 때문에, 많은 전류를 흐르게 하기 위해 탭 대신 전류 통과면적을 넓힌 집전판이 적용되는 구조가 미국특허US6193765호를 통해 개시되어진바 있다. 종래의 집전판을 갖는 전극조립체를 적용하는 대용량 전지에서는, 집전판이 평면 형상으로 이루어져 있고 집전판의 중앙부분은 하나의 전극역할을 하는 케이스와의 용접을 위해 케이스 내부 바닥면 방향으로 돌출된 돌출부 형태로 이루어져 있다. 이러한 집전판을 갖는 전극 조립체를 케이스에 결합하는 것은, 하부에 위치하는 집전판을 갖는 전극 조립체를 케이스 내부로 삽입시켜 집전판의 돌출부를 케이스 내부 바닥면에 저항용접 등으로 용접함으로써 이루어진다. 그런데, 이 경우 집전판은 중앙부분만 돌출된 구조로 형성되어 있고 나머지 부분은 평면으로 되어 있기 때문에, 케이스의 내부 바닥면에 밀착될 때 집전판의 중앙부분의 돌출부와 케이스의 내부 바닥면 부분에서만 접촉이 이루어지고 집전판의 나머지 평면부분과 케이스의 바닥면과의 접착이 잘 이루어지지 않는다. 이에 따라, 집전판과 케이스와의 접촉면적이 집전판의 돌출부 부분으로 작기 때문에, 결과적으로 전극 조립체의 전극판과 케이스 간에 흐르는 전류가 통과하는 면적이 좁다. 이렇게 전류 흐름의 통로인 집전체와 케이스와의 접촉면적이 작으면 전류의 흐름이 작기 때문에, 일순간에 많은 전류의 흐름을 요구하는 대용량 전지, 예를 들어 하이브리드 전기 자동차(HEV)용 전지에서 내부 저항이 커지게 된다. 이에 따라, 전지에 발열이 많아지게 되어 전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 이차 전지는 진동, 충격, 낙하 등의 상태에서, 케이스 내부에서 젤리롤 형태의 전극 조립체의 유동으로 인하여 각종 금속 접속(또는 연결) 부위의 접촉 저항이 커지게 되고, 이에 따라 전지가 출력할 수 있는 최대 출력이 작아질 수 있는 문제점이 있다.