(57)【要約】  本発明は、電池セルの加圧が可能な、電池組立体であって、前記電池組立体は、複数の電池セルと；複数の電池セルの最外側、およびそれらの間に位置して複数の電池セルが内蔵される空間を分離し、複数の電池セルに対して加圧を行う複数の加圧板；ならびに前記複数の加圧板の上部および下部で前記加圧板を互いに連結する加圧フレーム；を含む加圧部と、前記加圧板で複数の電池セルを加圧させるために加圧部を移動させる駆動部と；を含み、前記複数の加圧板の全部、または一側の最外側に位置する一つの加圧板だけを除いた残りの加圧板は、前記加圧フレームに連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動可能であり、前記複数の加圧板のうち、両側の最外側に位置する一対の加圧板には、互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれ、前記一対の加圧板で電池セルと対面する内面を除いた残りの面は、外部に露出した部位に、遮蔽膜が形成されている、電池組立体を提供する。
2021516429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルの加圧が可能な、電池組立体であって、
前記電池組立体は、
複数の電池セルと；
複数の電池セルの最外側、およびそれらの間に位置して複数の電池セルが内蔵される空間を分離し、複数の電池セルに対して加圧を行う複数の加圧板；ならびに前記複数の加圧板の上部および下部で前記加圧板を互いに連結する加圧フレーム；を含む加圧部と、
前記加圧板で複数の電池セルを加圧させるために加圧部を移動させる駆動部と；を含み、
前記複数の加圧板の全部、または一側の最外側に位置する一つの加圧板だけを除いた残りの加圧板は、前記加圧フレームに連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動可能であり、
前記複数の加圧板のうち、両側の最外側に位置する一対の加圧板には、互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれ、前記一対の加圧板で電池セルと対面する内面を除いた残りの面は、外部に露出した部位に、遮蔽膜が形成されている、電池組立体。
【請求項２】
前記加圧フレームは、電池セルの電極端子が突出する方向に位置する上部加圧フレーム、および前記上部加圧フレームに平行であり、電極端子が突出する方向と反対方向に位置する下部加圧フレームを含む、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項３】
前記上部加圧フレームは、互いに平行な構造の２以上のバー（ｂａｒ）形状からなる、請求項２に記載の電池組立体。
【請求項４】
前記下部加圧フレームは、一つの板（ｐｌａｔｅ）形状からなる、請求項２または３に記載の電池組立体。
【請求項５】
全ての前記加圧板には、互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれており、加圧板で電池セルと対面する面を除いた残りの面は、外部に露出した部位に遮蔽膜が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項６】
前記磁石は、加圧板の一部または全部に形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項７】
前記磁石は、電池セルと対面する加圧板の内面または両面に付着されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項８】
前記磁石の包含面積は、電池セルの面積と同一であるか、またはより大きい、請求項１から７のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項９】
前記電池組立体は、複数の電池セルに対して駆動部による加圧部の移動による機械的加圧と、互いに異なる極性の磁性による加圧とが同時に行われる、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項１０】
前記磁性による加圧力は、加圧板に含まれる磁石のガウスにより決定される、請求項９に記載の電池組立体。
【請求項１１】
前記ガウスは、２０００ガウス以上である、請求項１０に記載の電池組立体。
【請求項１２】
前記ガウスは、２０００〜７０００ガウスである、請求項１１に記載の電池組立体。
【請求項１３】
前記複数の電池セルは、リチウム金属イオン電池である、請求項１に記載の電池組立体。
【請求項１４】
前記遮蔽膜は、ポリエステル系物質からなる高分子繊維に超伝導体物質が一部または全部コーティングされている構造である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池組立体。
【請求項１５】
前記電池組立体は、電池モジュールである、請求項１に記載の電池組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１９年２月１日付韓国特許出願第１０−２０１９−００１４０１７号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。
【０００２】
本発明は、機械的加圧および磁性による加圧の同時付加が可能な電池セルを含む電池組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、電池と言えば、少なくとも１セットの端子の間で電位を供給する電気化学的電池（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｅｌｌ）および電池の集合を含む装置を意味する。電池の端子は電気的に、例えば直流負荷に接続されてその負荷にエネルギー、つまり、電圧を提供することができる。電池は乾電池、湿電池（例えば、鉛酸（ｌｅａｄ−ａｃｉｄ）電池）、および一般に化学的に利用可能な起電力を電流に変換するその他装置を含む。
【０００４】
このような電池のうち二次電池は、正極板／セパレータ／負極板の３層構造または正極板／セパレータ／負極板／セパレータ／正極板の５層以上の多層構造からなる電極組立体を作り、このような電極組立体をパウチに収容して製作されるが、このような二次電池をパウチ型二次電池ともいう。
【０００５】
二次電池の特性は、使用後に再充電可能であり、その容量が無制限ではないが、ある程度まで放電処理を逆に行うことによって同一電池の反復的な使用が可能であるということである。言い換えると、二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池として、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダーなどの先端電子機器分野で広く使用されている。特に、リチウム二次電池は、既存の鉛蓄電池と、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−亜鉛電池など他の二次電池と比較して単位重量当たりエネルギー密度が高く、急速充電が可能であるため、使用の増加が活発に進行される傾向にある。
【０００６】
このようなリチウム二次電池に使用される正極活物質としては、リチウム系酸化物、負極活物質としては、炭素材を用いている。このような活物質を利用して正極活物質が形成された正極集電体に正極タブが備えられた正極板、負極活物質が形成された負極集電体に負極タブが備えられた負極板、および前記正極板と負極板の間に介されているセパレータを積層することによって所定面積の電極組立体を製造し、このような電極組立体をパウチに収容してパウチの一側開放部を通じてパウチ内部に電解液を注入して開放部を密封後、充放電、エージング（ａｇｉｎｇ）工程およびガス除去工程（ｄｅｇａｓ工程）時にガスが捕集されたパウチ面の一部を除去する工程を含む活性化工程を行ってパウチ型電池セルの製造を完了するようになる。
【０００７】
一方、パウチ型電池セルのパウチ内部に電解液が満たされると、パウチ自体の両面部分が外部に膨らむようになるため、電池の容量を高めるために電池セルのパウチの両面部分を押す加圧作業が必要である。言い換えると、電池セルのパウチ内部に充填された電解液が均一に拡散してこそ電池の容量が大きくなり得るため、電解液を均一に拡散されるように電池セルの加圧作業が必要である。
【０００８】
また、前記加圧により電池セル内部の電極組立体の各構成要素の間隙が最大限にコンパクトに密着して電池のエネルギー密度が大きくなり得、以降の充放電過程に現れるガス発生およびリチウムデンドライトの成長抑制も可能であるため、寿命性能にも優れるようになる。これは、特にリチウム金属を負極活物質として使用するリチウム金属電池でより顕著に現れる。
【０００９】
一方、前記製造工程中の電池セルを加圧する工程は、加圧ジグを利用して行われてきたが、電池セルの作動中の加圧は、電池セルを内蔵する電池モジュールケースなどにより限定的に加圧されるしかなかった。そこで、電池セルの作動中に現れるガス発生およびリチウムデンドライト成長などに対しては実質的に改善に限界があった。
【００１０】
したがって、電池セルを作動中にもより効果的に加圧して加圧力を高めることによって、より優れた性能を発揮できる技術に対する必要性が高い実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記のような従来技術の問題点と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
【００１２】
本発明は、電池セルに機械的加圧力と磁石による磁性加圧力を共に適用できる電池組立体を提供することによって、電池セルに付加される加圧力をより向上させ、より均一な加圧力を提供することによって電池性能を改善させることを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、電池組立体がそれ自体として電池モジュールになり得るため、追加的な電池モジュール製造が不要となり、工程上の効率性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明は、
電池セルの加圧が可能な、電池組立体であって、
前記電池組立体は、
複数の電池セルと；
複数の電池セルの最外側、およびそれらの間に位置して複数の電池セルが内蔵される空間を分離し、複数の電池セルに対して加圧を行う複数の加圧板；ならびに前記複数の加圧板の上部および下部で前記加圧板を互いに連結する加圧フレーム；を含む加圧部と、
前記加圧板で複数の電池セルを加圧させるために加圧部を移動させる駆動部と；を含み、
前記複数の加圧板の全部、または一側の最外側に位置する一つの加圧板だけを除いた残りの加圧板は、前記加圧フレームに連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動可能であり、
前記複数の加圧板のうち、両側の最外側に位置する一対の加圧板には、互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれ、前記一対の加圧板で電池セルと対面する内面を除いた残りの面は、外部に露出した部位に、遮蔽膜が形成されている、電池組立体を提供する。
【００１５】
以下、本発明に対する理解を助けるために本発明をより詳細に説明する。
【００１６】
本明細書および特許請求の範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者はその自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づいて本発明の技術的な思想に符合する意味と概念に解釈されなければならない。
【００１７】
本明細書で使用される用語は、単に例示的な実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
【００１８】
本明細書で、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は、実施された特徴、数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、構成要素、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されなければならない。
【００１９】
前記電池セルは、薄い板形状であってもよく、その種類は、限定されないが、詳細には電池の作動中に外形変形が多くて持続的な加圧がさらに必要なパウチ型電池セルであってもよい。
【００２０】
一方、本発明によれば、加圧部が複数の電池セルを支持しながらも、加圧する役割を同時に行う。
【００２１】
このような構造により、本発明において、複数の電池セルに機械的加圧を行うことができながらも、電池組立体の全体体積を最小化することができる。
【００２２】
これとは異なり、加圧板とは別に支持部材を含まなければならない場合には、その分、体積が増加するため、好ましくない。
【００２３】
したがって、前記加圧部で、前記複数の加圧板は電池セルが内蔵される空間を分離しながら、電池セルが外部に露出しないように最外側に存在しなければならないため、複数の加圧板の個数は、複数の電池セルの個数よりも常時一つ多い。
【００２４】
また、前記機能を行うために、加圧板の少なくとも一部は移動が可能でなければならず、この時、前記加圧部を移動させる駆動部の位置によって、前記加圧板のうち、移動可能な加圧板が決定され得る。
【００２５】
例えば、駆動部が両側に位置して最外側に位置する一対の加圧板を互いに向き合う方向に両側で加圧するように形成されている場合、全ての加圧板は加圧方向に水平な方向に移動可能になり得る。
【００２６】
反面、駆動部が一側に位置して一方向に電池セルを加圧するように形成されている場合には、加圧力が伝達されるために一側の最外側の加圧板は固定されなければならない。したがって、この場合、全ての加圧板が移動可能でありながも、一側の最外側の加圧板は任意に固定される構造であってもよいが、一側の最外側の加圧板は移動不可な形態であってもよい。
【００２７】
したがって、本発明による電池組立体で複数の加圧板は、全部、または一側の最外側に位置する一つの加圧板を除いた残りの加圧板が移動可能な形態であってもよい。
【００２８】
また、前記加圧板は、電池セル全体に均一な加圧力を加えることができるように屈曲がなく、電池セルの形状に対応する板形状であってもよく、一定の剛性を有する材質および所定の厚さからなることができる。
【００２９】
一方、前記加圧部は、複数の電池セルを内蔵することができながらも、前記複数の加圧板を支持、連結させる加圧フレームをさらに含む。
【００３０】
前記加圧フレームは、複数の加圧板を堅固にするために、複数の加圧板の上部および下部で加圧板を連結する構造であってもよい。
【００３１】
したがって、本発明による加圧フレームは、電池セルの電極端子が突出する方向に位置する上部加圧フレーム、および前記上部加圧フレームに平行であり、電極端子が突出する方向と反対方向に位置する下部加圧フレームを含むことができる。
【００３２】
前記のように上部ベースフレームおよび下部ベースフレームを含むことによって、加圧板が全体的に駆動部に力を受けることができる。
【００３３】
ここで、前記上部および下部は、電極端子突出方向を基準に電極端子が突出した方向を上部、電極端子が突出した方向の反対方向を下部と称す。
【００３４】
前記上部加圧フレームおよび下部加圧フレームの形状は、加圧板を連結させる構造であれば限定されないが、前記上部加圧フレームは電極端子が突出した方向に位置するため、以降の電極端子同士の電気的連結を円滑に行うことができるように電極端子が位置する部位が開放された形態を有することがより好ましい。
【００３５】
したがって、前記上部加圧フレームは、互いに平行な構造の２以上のバー（ｂａｒ）形状からなることができ、このようなバー（ｂａｒ）の間で電池セルの電極端子が露出することができる。
【００３６】
反面、下部加圧フレームは、加圧板と共に電池セルを内蔵できる空間を形成しなければならないため、電池セルが安定して安着できるように一つの板（ｐｌａｔｅ）形状からなることができる。
【００３７】
一方、前記で説明したとおり、本発明によれば、電池組立体がコンパクトな構造を有しながら、両側の最外側に位置する一対の加圧板の間で電池セルの加圧が行われなければならないため、加圧板は加圧フレームに連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動が可能でなければならない。
【００３８】
したがって、前記加圧フレームには、前記加圧板が移動可能にするための特定の部材、または装置が形成されていてもよく、一つの例として、レールのような構造が形成されていてもよく、加圧板の移動および固定が可能な構造であれば限定されない。
【００３９】
前記駆動部は、前記で説明した加圧部を移動させることができる構造であれば限定されない。例えば、前記駆動部は、一側または両側に存在してもよく、一側または両側の最外側に存在する加圧板に連結された構造であってもよく、その形態は加圧板または加圧棒形態で、限定されない。
【００４０】
前記で説明したとおり、前記駆動部が一側に形成された構造であれば、駆動部が形成された方向の反対側の最外側の加圧板は固定されなければならず、駆動部が両側に形成された構造であれば、全ての加圧板が移動可能な構造であってもよい。
【００４１】
一方、本発明によれば、電池組立体は、互いに反対極性が向き合う形態で磁石を含んで、電池セルに対して駆動部による加圧部の移動による機械的加圧と、これとは別に、磁石の磁性によっても電池セルの加圧が同時に行われ得る。
【００４２】
具体的に、本発明によれば、前記複数の加圧板のうち、両側の最外側に位置する一対の加圧板には互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれてもよい。
【００４３】
また、全ての前記加圧板に互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれてもよい。
【００４４】
つまり、両側の最外側にだけ含まれてもよく、全体的に全ての加圧板に含まれてもよいが、この時、磁石は互いに反対極性が向き合う形態で含まれてもよい。
【００４５】
ここで向き合う形態とは、一側にＮ／Ｓの形態で含まれている時、他側はＮ／Ｓ形態で含まれて、一側のＳと他側のＮが向き合う形態になる。
【００４６】
したがって、前記磁石を含む加圧板の間で内蔵される複数の電池セルに前記反対極性の磁石による引力を加えることができるため、磁性による加圧が同時に行われ得る。
【００４７】
本出願の発明者らは、このように機械的加圧以外に磁性による加圧が同時に行われる場合には、電池セルに対する加圧力をより高めることができるところ、電極をなす構成要素の堅固な結合、ガス発生およびリチウムデンドライト成長の抑制などによりさらに優れた電池性能を発揮することを確認した。
【００４８】
この時、磁石が含まれる形態は限定されず、例えば、加圧板の一部または全部が磁石からなることもでき、前記電池セルと対面する加圧板の内面または両面に磁石が付着されていることもできる。詳細には最外側の加圧板には加圧板の内面に、中間位置の加圧板には両面に付着されてもよい。
【００４９】
この時、前記磁石の包含面積は限定されないが、電池セル全体に加圧力を適用して、電池セル内部で加圧力の偏差がないようにするために、内蔵される電池セルの面積と同一であるか、またはそれより大きいことが好ましい。
【００５０】
このような構造で、前記磁性による加圧力は、加圧板に含まれる磁石のガウスにより決定され得る。
【００５１】
前記のように磁石が含まれる場合には、少しでも磁性による加圧力が生じるが、磁性による加圧は機械的加圧と同時に行われるところ、磁性による加圧力の追加適用効果を最大化させるためには、前記ガウスが少なくとも２０００ガウス以上になることが好ましく、または３０００ガウス以上である場合はより好ましい。そして、７０００ガウス以下、６０００ガウス以下、または５０００ガウス以下であることが好ましく、現在技術で製造可能な磁石のガウス範囲は最大７０００ガウス、容易には５０００ガウス以下であるためである。
【００５２】
一方、本発明による電池組立体に含まれる電池セルは限定されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウム金属イオン電池、リチウムフリー（ｆｒｅｅ）イオン電池などが可能であるが、電池セルの充放電による体積変化が大きく、リチウムデンドライトの成長が主に問題になって、加圧部による機械的加圧力と同時に磁石を通じた追加加圧を通じて電池セルをより強く加圧することによってこのような問題を効果的に解決することができる、Ｓｉおよび／またはＳｎを負極に適用したリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、リチウムイオンポリマー電池、または、負極活物質として、リチウム金属を使用するリチウム金属イオン電池または負極活物質なしに負極集電体だけで負極を構成するリチウムフリー（ｆｒｅｅ）イオン電池であってもよく、より詳細には、リチウム金属イオン電池であってもよい。
【００５３】
一方、本発明の電池組立体は、磁石を内部に含むため、以降に組み立てられるデバイスなどに磁石の影響を最小化できるようにするために遮蔽膜をさらに含む。
【００５４】
したがって、前記電池組立体に含まれる磁石の磁性を遮蔽することができるように形成される遮蔽膜は、磁石と同様に、前記両側の最外側に位置する加圧板に形成される。
【００５５】
ただし、その形成位置において、磁石の遮蔽機能のために、電池セルと対面する内面を除いた残りの面で、外部に露出した部位に、遮蔽膜が形成される。
【００５６】
また、全ての加圧板に互いに反対極性が向き合う形態で磁石が含まれる場合にも、加圧板で、電池セルと対面する面を除いた残りの面で、外部に露出した部位に遮蔽膜が形成される。つまり、中間位置の加圧板の上部には遮蔽膜が形成され得る。
【００５７】
前記遮蔽膜の形態は、限定されないが、電池組立体の全体重量が増加することを最小化できるように、軽い繊維形態であることが好ましい。
【００５８】
具体的に、前記遮蔽膜は、遮蔽機能を有する物質であれば限定されず、例えば、高分子繊維、ゴム、セメント、灰、木、布、紙などの材料に超伝導体物質であるＦｅ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｃｕ、パーマロイ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）系、パーメンジュール（ｐｅｒｍｅｎｄｕｒ）系、ミュー（Ｍｕ）系、モリパーマロイ（Ｍｏｌｙ−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）系、ＭｎＺｎフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）系、ＮｉＺｎフェライト系、ＣｕＺｎフェライト系、ガーネット（ｇａｒｎｅｔ）系物質が混合された形態であってもよく、または、ポリエステル系物質からなる高分子繊維に超伝導体物質であるＣｕが無電解メッキにより一部または全部コーティングされている構造であってもよい。
【発明の効果】
【００５９】
このように前記遮蔽膜を含むことによって、本発明による電池組立体は、電池セルの作動過程中にも機械的加圧と磁性による加圧が継続して適用され得るところ、前記で説明したガス発生、体積膨張、またはリチウムデンドライトの成長などの問題を最小化しながらも、遮蔽膜により他の構成品に影響を与える問題を最小化することができる。
【００６０】
前記電池組立体は、それ自体として電池モジュールであってもよく、この時、加圧部、および駆動部などが複数の電池セルを内蔵するモジュールケース自体になり得る。
【００６１】
一方、電池モジュールに必要なその他の構成事項、例えば、外部端子などの細部構造は従来の公知にされた構成を全て含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一つの実施例による電池セルが加圧される前の状態を示した電池組立体の平面図である。
【図２】前記図１の電池組立体の電池セルが加圧された状態を示した電池組立体の平面図である。
【図３】図２の電池組立体の上面図である。
【図４】本発明のまた一つの実施例による電池組立体の平面図である。
【図５】本発明のまた一つの実施例による電池組立体の平面図である。
【図６】本発明の一つの実施例による電池セルが加圧された状態を示した電池組立体の平面図である。
【図７】図６の電池組立体の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明の実施例による図面を参照して本発明をより詳述するが、本発明の範疇がそれによって限定されるのではない。
【００６４】
図１には本発明の一つの実施例による電池セルが加圧される前の状態の電池組立体の平面図を示し、図２は電池セルが加圧された状態の電池組立体の平面図を示し、図３は前記電池組立体の上面図を示した。
【００６５】
図１乃至図３を参照すると、電池組立体１００は、
複数の電池セル１１１、１１２、１１３；
複数の電池セル１１１、１１２、１１３の最外側、およびそれらの間に位置して、複数の電池セル１１１、１１２、１１３が内蔵される空間を分離し、これらに対して加圧を行う複数の加圧板１２０：１２１、１２２、１２３、１２４と、前記加圧板１２１、１２２、１２３、１２４を上部および下部で互いに連結する加圧フレーム１３０：１３１、１３２を含む加圧部；
前記加圧板１２１、１２２、１２３、１２４で電池セル１１１、１１２、１１３を加圧させるために、加圧部を実質的に移動させる駆動部１６０を含む。
【００６６】
以下、より具体的に説明する。
【００６７】
加圧フレーム１３０：１３１、１３２は、電池セル１１１、１１２、１１３を内蔵することができながらも、加圧板１２１、１２２、１２３、１２４を支持、連結させる役割を果たす。
【００６８】
この時、加圧フレーム１３０は、複数の加圧板１２１、１２２、１２３、１２４を堅固にするために、加圧板１２１、１２２、１２３、１２４の上部および下部で加圧板１２１、１２２、１２３、１２４を連結する構造であり、上部加圧フレーム１３１および下部加圧フレーム１３２を含むことによって、加圧板は全体的に駆動部から力を受けることができる。
【００６９】
上部加圧フレーム１３１は、電池セル１１１、１１２、１１３の電極端子１１１ｂが突出した方向に位置し、したがって、図３のように、電極端子１１１ｂが位置する部位が開放された形態になり得るように、２以上のバー（ｂａｒ）からなり、このようなバーの間で電池セル１１１、１１２、１１３の電極端子１１１ｂが露出される。図面に示さなかったが、以降、このように露出された電極端子１１１ｂは上部でその極性に合うように一つのリードでそれぞれ連結される。つまり、負極端子は負極端子同士が一つのリードで連結され、正極端子は正極端子同士で一つのリードで連結される。
【００７０】
反面、下部加圧フレーム１３２は、加圧板１２１、１２２、１２３、１２４と共に電池セル１１１、１１２、１１３を内蔵できる空間を形成しなければならないため、板形状からなっている。
【００７１】
一方、本発明によれば、電池組立体１００がコンパクトな構造を有しながら、両側の最外側に位置する一対の加圧板１２１、１２４の間で電池セル１１１、１１２、１１３の加圧が行われなければならないが、一側に駆動部１６０を含むため、一側の最外側に位置する一つの加圧板１２１は固定され、残りの加圧板１２２、１２３、１２４は加圧フレームに連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動が可能にする（矢印表示）。したがって、図１のように、電池セル１１１、１１２、１１３をそれぞれの位置に内蔵した後、駆動部１６０により矢印方向に機械的加圧を行えば一側の最外側の加圧板１２１を除いた加圧板１２２、１２３、１２４が一側の最外側の加圧板１２１方向に移動しながら、図２のように電池セル１１１、１１２、１１３が加圧された状態のコンパクトな電池組立体１００となる。
【００７２】
このように、加圧板１２１、１２２、１２３、１２４が移動、固定するようにするために、加圧フレーム１３０：１３１、１３２には加圧板１２１、１２２、１２３、１２４を移動、固定するようにするレールのような装置１３１ａ、１３１ｂが形成されている。
【００７３】
加圧板１２１、１２２、１２３、１２４は、電池セル１１１、１１２、１１３全体に均一な加圧力を加えることができるように屈曲がなく、電池セルの形状に対応する板形状であり、一定の剛性を有する材質および所定の厚さからなる。
【００７４】
駆動部１６０は、前記で説明した加圧部を移動させることができる構造であり、他側の最外側に位置する加圧板１２４に連結された構造で加圧棒形態を有する。駆動部１６０が加圧板１２１、１２２、１２３、１２４の移動を行う。
【００７５】
一方、本発明による電池組立体１００は、複数の加圧板１２１、１２２、１２３、１２４のうち、両側の最外側に位置する一対の加圧板１２１、１２４に、互いに反対極性が向き合うように磁石１７１、１７２を含む。具体的に、前記最外側に位置する一対の加圧板１２１、１２４の全部または一部は磁石１７１、１７２からなることができる。この時、前記磁石１７１、１７２の大きさはこれらと対面する電池セル１１１、１１３の大きさより大きい。
【００７６】
このような構造で、前記最外側に位置する加圧板１２１、１２４の間に内蔵された複数の電池セル１１１、１１２、１１３には磁石１７１、１７２による引力が加わるため、駆動部１６０の移動による機械的加圧以外に磁性による加圧も同時に行われ得る。
【００７７】
また、電池組立体１００は、電池セル１１１、１１２、１１３の加圧方向に水平な方向を基準に最外側に位置する加圧板１２１、１２４に、前記磁石１７１、１７２の磁性を遮蔽することができるように、磁性の遮蔽機能を有する遮蔽膜１８１、１８２をさらに含む。
【００７８】
この時、遮蔽膜１８１、１８２は、電池セル１１１、１１３と対面する内面を除いた残りの面にそれぞれ形成されている。したがって、図３のように上面から見ると、遮蔽膜１８１、１８２により最外側の加圧板１２１、１２４がカバーされる。
【００７９】
前記遮蔽膜１８１、１８２は、ポリエステル系物質からなる高分子繊維に超伝導体物質が一部または全部コーティングされている構造を有する。
【００８０】
したがって、このような電池組立体１００は、電池セル１１１、１１２、１１３に電池の作動中にも機械的加圧と共に磁性による加圧が継続するため、リチウムデンドライト抑制などの効果が持続され得、電池セル１１１、１１２、１１３の寿命性能を向上させることができるだけでなく、磁石１７１、１７２により他の構成品が影響を受けないように遮蔽機能を有する遮蔽膜１８１、１８２を含むところ、安全性も確保することができる。
【００８１】
一方、図４および図５には、本発明の他の実施例による電池組立体２００、３００の平面図が示されている。
【００８２】
まず、図４を参照すると、図２と比較して、磁石２７１、２７２が最外側の加圧板２２１、２２４で電池セル２１１、２１３と対面する内面に付着している点から差がある。
【００８３】
図５を参照すると、図２と比較して、電池組立体３００は、電池セル３１１、３１２、３１３移動方向の水平方向を基準に最外側に位置する加圧板３２１、３２４の両側に連結された構造で加圧棒形態の駆動部３６１、３６２が存在する。
【００８４】
駆動部３６１、３６２が両側に存在して両側に加圧を行うため、全ての加圧板３２１、３２２、３２３、３２４は加圧フレーム３３１、３３２に連結されたまま加圧方向に水平な方向に移動が可能である（矢印表示）。つまり、駆動部３６１、３６２により互いに向き合う方向に機械的加圧を行えば加圧板３２１、３２２、３２３、３２４が左右に移動しながら、図５のように電池セル３１１、３１２、３１３が加圧された状態のコンパクトな電池組立体３００となる。
【００８５】
図６および図７には本発明のまた他の実施例による電池組立体２００、３００の平面図が示されている。
【００８６】
図６及び７を参照すると、図２と比較して、電池組立体４００は、全ての加圧板４２１、４２２、４２３、４２４が磁石からなっており、加圧力をより向上させることができ、遮蔽膜４８１、４８２、４８３、４８４は電池セル４１１、４１２、４１３と対面する面を除いた残りの面にそれぞれ形成されている。したがって、図７を参照すると、遮蔽膜４８１、４８２、４８３、４８４により加圧板４２１、４２２、４２３、４２４がカバーされる。
【００８７】
以下、実施例を通じて本発明の内容を詳述するが、下記の実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範疇がそれによって限定されるのではない。
【００８８】
一方、下記の実施例は、磁石による加圧の効果を確認するためのものに過ぎないため、一つの電池セルに対して行った。
【００８９】
＜製造例＞
正極活物質としてＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２  ８２重量％、導電剤としてカーボンブラック（Ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）９重量％、バインダーとしてＰＶｄＦ  ９重量％を溶剤であるＮＭＰに入れてミキシング（ｍｉｘｉｎｇ）して正極スラリーを製造し、これを厚さ２０μｍのアルミニウム集電体に５０μｍ厚さに塗布した後、１３０℃で乾燥して正極を製造した。
【００９０】
負極として５０μｍ厚さのＬｉ金属を用いた。
【００９１】
前記正極と負極の間に多孔性ポリエチレン基材の両面、バインダー（ＰＶｄＦ）と無機物粒子（Ａｌ２Ｏ３）が２：８重量比で混合された有機−無機混合層が形成されたＳＲＳ分離膜を介する形態で、正極／負極／正極のスタックセルを製造し、ＥＣ：ＥＭＣ＝１：２の炭酸塩溶剤（ｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｓｏｌｖｅｎｔ）にＬｉＰＦ６が１Ｍ溶けている電解液を注入して２．１Ａパウチ型電池セルを製造した。
【００９２】
＜実施例１＞
前記製造例で製造された電池セル３個を内蔵して加圧を行うことができるように、図４のような形態に電池組立体を準備した。磁力が２０００ガウス（面積と厚さの調節）になるネオジム磁石を反対極性が互いに向き合うように電池セル両側の加圧板にそれぞれ付着した。
【００９３】
不織布形態のポリエステル繊維反物（ＴＯＲＡＹ、ＴＥＴＯＲＯＮ）を準備し、ここに、超伝導体としてＣｕを含む硫酸銅（ＣｕＳＯ４）浸漬溶液に前記ポリエステル繊維を浸漬し、還元剤として、ホルムアルデヒドを添加して不織布にＣｕを無電解メッキコーティングして遮蔽膜を製造した。
【００９４】
前記遮蔽膜を図４のように加圧板に付着した。
【００９５】
また、機械的加圧（加圧力：０．８０Ｍｐａ）を行った。
【００９６】
＜実施例２＞
前記実施例１で、磁力が３５００ガウスになるネオジム磁石を反対極性が互いに向き合うようにそれぞれ付着したことを除き、実施例１と同様に電池セルに対する加圧を行った。
【００９７】
＜実施例３＞
前記実施例１で、磁力が５０００ガウスになるネオジム磁石を反対極性が互いに向き合うようにそれぞれ付着したことを除き、実施例１と同様に電池セルに対する加圧を行った。
【００９８】
＜実施例４＞
前記実施例１で、電池組立体の加圧板を図６のように全て磁力が３５００ガウスになるネオジム磁石で反対極性が互いに向き合うように作ったことを除き、実施例１と同様に電池セルに対する加圧を行った。
【００９９】
＜比較例１＞
前記製造例１で製造された電池セルを準備して図４のような形態で電池組立体を準備し（内蔵される電池セルは１個）、磁石を付着することもせず、別途の機械的加圧も行わなかった。
【０１００】
＜比較例２＞
前記実施例１で、磁石を付着せず、電池セルに対する機械的加圧（加圧力：２．００Ｍｐａ）だけを行った。
【０１０１】
＜実験例１＞
前記実施例１〜４、比較例１〜２による電池組立体の電池セルに対して２５℃で定電流／定電圧（ＣＣ／ＣＶ）条件で４．２５Ｖ／５０ｍＡまで０．２Ｃで充電した後、定電流（ＣＣ）条件で３Ｖまで０．５Ｃで放電することを１サイクルとして５０サイクルでの電池セルの１個の厚さを測定し、その時の容量維持率（（５０ｔｈ容量／１ｓｔ容量）ｘ１００）を下記表１に示した。
【０１０２】
【表１】
2021516429.tif 000003
【０１０３】
表１を参照すると、ガウスが高い磁石であるほど加圧力が高まり、加圧力が増加しながら寿命特性が改善されることを確認できる。
【０１０４】
また、比較例２を実施例１と比較すると、作用した総加圧力は同一であるが、磁石による加圧を実施した実施例１のセル厚さ増加が少なく、寿命特性がより優れていることを確認できる。これから磁石による加圧を追加する場合、機械的圧力とは異なって全体的に均等な加圧が行われるとみることができる。
【０１０５】
本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば前記内容を基に本発明の範疇内で多様な応用および変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明による電池組立体は、磁石を含むことによって電池セルに対して機械的加圧だけでなく、磁性による加圧力も付加できるところ、電池セルに付加される加圧力をより向上させ、より均一な加圧力を提供することによって電池性能を改善させることができる。
【０１０７】
また、本発明による電池組立体は、これを含むデバイスの他の構成に影響が及ばないように磁性を遮蔽できる遮蔽膜を含むところ、磁性により現れ得る問題を解決して安全性も確保することができる。
【図１】
2021516429.tif 000004
【図２】
2021516429.tif 000005
【図３】
2021516429.tif 000006
【図４】
2021516429.tif 000007
【図５】
2021516429.tif 000008
【図６】
2021516429.tif 000009
【図７】
2021516429.tif 000010
【国際調査報告】
2021516429.tif 000011
2021516429.tif 000012
2021516429.tif 000013
2021516429.tif 000014