신규한 구조의 전지셀 및 이를 포함하고 있는 전지팩 document_id A220623036218

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지팩의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 고출력 및 고용량으로 이루어진 이차전지 팩의 사용이 요구된다. 이러한 이차전지 팩은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 이차전지 팩을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다. 반면에, 원통형 전지는 일반적으로 각형 및 파우치형 전지보다 큰 전기용량을 가지지만, 원통형 전지의 외형적 특성상 적층구조로의 배열이 용이하지 않다. 그러나, 이차전지 팩의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 때 각형 또는 파우치형 보다 구조적으로 잇점이 있다. 따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 전지들을 병렬 및 직렬방식으로 연결한 이차전지 팩이 많이 사용되고 있다. 그러한 이차전지 팩에 사용되는 코어 팩 구조로서, 예를 들어, 2P(병렬)-3S(직렬)의 선형 구조, 2P-3S의 판상형 구조, 2P-4S의 선형 구조, 2P-4S의 판상형 구조 등이 사용되고 있다. 병렬방식의 연결 구조는, 전극단자들이 동일한 방향을 향하도록 배향한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 그것의 측면방향으로 인접하게 배열하고, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 병렬방식의 원통형 전지들을 "뱅크(bank)"로 칭하기도 한다. 직렬방식의 연결구조는, 서로 반대 극성의 전극단자들이 연속되도록 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 길게 배열하거나, 또는 전극단자들이 서로 반대 방향을 향하도록 배열한 상태에서 둘 또는 그 이상의 원통형 전지들을 측면방향으로 인접하게 배열하여, 접속부재로 용접함으로써 달성된다. 이러한 원통형 전지들의 전기적 연결에는 일반적으로 니켈 플레이트 등과 같은 얇은 접속부재(예를 들어, 금속 플레이트)를 사용하여 스팟 용접을 행하고 있다. 도 1에는 스팟 용접에 의한 전기적 연결작업을 완료한 상태에서 2P-3S의 판상형 구조의 이차전지 팩을 구성한 상태에서의 모식도가 도시되어 있다. 도 1은 이해의 편의를 위하여 그러한 2P-3S의 판상형 구조의 이차전지 팩의 결합 관계를 분해도로서 표시하였다. 도 1에서와 같이, 각각 병렬로 연결된 전지들(20, 21)의 3 개의 전지 쌍들은 금속 플레이트(30)를 통해 직렬로 연결되어, 코어 팩(10)을 형성한다. 도 2에는 조립이 완성된 상태의 이차전지 팩(50)의 모식도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여 팩 케이스는 생략하였다. 도 2에서 보는 바와 같이, 각각의 전지들(20, 21)은 금속 플레이트(30)에 연결된 양극 도선(60)과 음극 도선(70) 및 FPCB(80)를 통해 보호회로 모듈(90)에 연결되어 있다. 금속 플레이트(30)에 대한 보호회로 모듈(90)의 전기적 연결은 주로 솔더링에 의해 행해진다. 노트북 컴퓨터는 기존의 데스크 탑 컴퓨터에 비해 휴대하기가 편리하고 이동하기 용이한 점이 최대 장점이라 할 수 있으며, 이러한 휴대성을 향상시키기 위해서는 전지가 고용량을 가지면서도 작은 크기, 가벼운 무게를 가지는 것이 필수적이다. 그러나, 도 1 및 도 2에서와 같이, 일반적으로 노트북 컴퓨터용 전지팩은 젤리-롤형 전극조립체가 원통형 캔에 수납된 원통형 이차전지 다수 개를 전기적으로 연결하고, 보호회로소자 등을 탑재한 상태에서 팩 케이스에 장착한 구조로 이루어져 있어서, 다수의 부품을 필요로 하기 때문에 전지팩 내부가 복잡하고, 무거우며, 크기가 커지는 문제점이 있다. 더욱이 이러한 복잡한 구조는 제조 원가를 상승시키고 고장이 빈번하게 발생되는 원인으로 작용하게 된다. 따라서, 전지의 용량을 유지하면서도 보다 심플하고 가벼운 구조의 전지셀 또는 전지팩에 관한 기술의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.