KR102510891B1 - 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 이차전지가 개시된다. 상기 이차전지는, 전극 조립체와, 전극 조립체와 함께 전해액을 수용하는 전지 케이스와, 전극 조립체와의 결합부로부터 전지 케이스를 가로질러 연장되며, 전지 케이스의 외부로 인출되는 리드 단자와, 리드 단자 상에 형성된 것으로, 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층을 포함한다.
본 발명에 의하면, 내부 단락이 방지되고 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 이차전지가 제공된다.
본 발명에 의하면, 내부 단락이 방지되고 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 이차전지가 제공된다.
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
이러한 이차전지는 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
본 발명의 일 실시형태는, 내부 단락이 방지되고 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 이차전지를 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 이차전지는,
전극 조립체;
상기 전극 조립체와 함께 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전극 조립체와의 결합부로부터 상기 전지 케이스를 가로질러 연장되며, 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 리드 단자; 및
상기 리드 단자 상에 형성된 것으로, 상기 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층을 포함한다.
예를 들어, 상기 점착층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 점착층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 점착층;을 포함한다.
예를 들어, 상기 리드 단자는 상기 전극 조립체의 일면 및 전지 케이스의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는다.
예를 들어, 상기 이차전지는, 리드 단자와 점착층 사이에 개재되는 절연층을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 절연층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 절연층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 절연층;을 포함하고,
상기 점착층은,
상기 제1 절연층 위의 제1 점착층; 및
상기 제2 절연층 위의 제2 점착층;을 포함한다.
예를 들어, 상기 점착층은, 상기 리드 단자의 길이 방향을 따라 상기 결합부와 겹쳐지는 위치에 형성된다.
예를 들어, 상기 리드 단자는 상기 결합부가 전극 조립체의 일면 또는 전지 케이스의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는다.
예를 들어, 상기 결합부는, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 리드 단자와의 결합을 형성한다.
예를 들어, 상기 전극탭은 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극탭을 포함하고,
각각의 제1, 제2 전극탭은 상기 전극 조립체로부터 다수로 인출된다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지는,
전극 조립체;
상기 전극 조립체와 함께 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전극 조립체와의 결합부로부터 상기 전지 케이스를 가로질러 연장되며, 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 리드 단자; 및
상기 전지 케이스의 내면에 형성된 것으로, 상기 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층을 포함한다.
예를 들어, 상기 점착층은,
상기 리드 단자와 마주하는 전지 케이스의 내면에 형성된다.
예를 들어, 상기 리드 단자는 상기 전지 케이스의 내면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는다.
예를 들어, 상기 이차전지는, 상기 리드 단자와 점착층 사이에 개재되는 절연층을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 절연층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 절연층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 절연층;을 포함하고,
상기 제2 절연층은 상기 리드 단자와 점착층 사이에 개재된다.
예를 들어, 상기 결합부는, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 리드 단자와의 결합을 형성하고,
상기 전극탭은 상기 전극 조립체로부터 다수로 인출된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 전해액과 반응하여 리드 단자와 주변 구성 간에 끈적끈적한 연결을 형성하는 점착층을 적용함으로써 전지 케이스 내에서 리드 단자의 유동을 방지하고 리드 단자의 형태를 고정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 리드 단자의 단락이 방지되고 안전성이 향상되는 이차전지가 제공된다.
도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1의 III-III 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 3의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이차전지를 도시한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 6에는 도 5의 VI-VI 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 7에는 도 6의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1의 III-III 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 3의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이차전지를 도시한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 6에는 도 5의 VI-VI 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 7에는 도 6의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 이차전지에 대해 설명하기로 한다. 도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 III-III 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 이차전지는 전극 조립체(180), 전극 조립체(180)로부터 연장되는 전극탭(170)들과, 상기 전극탭(170)들과 전기적으로 연결되어 있는 리드 단자(190) 및 상기 전극 조립체(180)를 수용하는 전지 케이스(110)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 전극 조립체(180)는 세퍼레이터(160)가 개재된 상태에서, 제1 전극판(151)과 제2 전극판(152)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, 소정 크기로 절취한 제1 전극판(151), 세퍼레이터(160), 제2 전극판(152)이 차례대로 적층된 스택형 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 스택형 전극 조립체(180)에서는 제1 전극판(151), 제2 전극판(152) 등의 전극판(150)의 적층 수를 늘리는 것에 의해 용이하게 전지 용량을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체(180)는 방전용량을 증대시키기 위해, 여러 장의 제1 전극판(151) 및 여러 장의 제2 전극판(152)을 이용하여 적층하거나 제1 전극판(151) 및 제2 전극판(152)의 면적을 확대시킬 수 있다.
다만, 상기 전극 조립체(180)는, 예시된 바와 같은 적층형 구조에 한정되지 않으며, 예를 들어, 시트 형상의 제1 전극판(151) 및 제2 전극판(152) 사이에 세퍼레이터(160)를 개재하여 롤 형태로 권취한 권취형 구조로 형성될 수도 있음은 물론이다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 전극판(150)은 전극 집전체(미도시)의 표면에 활물질을 도포하여 형성될 수 있으며, 전극 집전체(미도시)와 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 활물질층(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 전극판(151,152)은 각각 양극판 및 음극판으로 형성될 수 있고, 이 경우, 상기 제1 전극판(151)은 양극 집전체와 양극 집전체의 적어도 일면에 형성된 양극 활물질층을 포함하고, 상기 제2 전극판(152)은 음극 집전체와 음극 집전체의 적어도 일면에 형성된 음극 활물질층을 포함할 수 있다.
상기 전극판(150)의 가장자리에는 활물질층이 형성되지 않은 무지부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 무지부에는 전극탭(170)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극판(151) 및 제2 전극판(152)에는 각각 제1 전극탭(171) 및 제2 전극탭(172)이 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전극판(150)에 대한 전극탭(170)의 결합은 저항용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등에 의해 이루어질 수 있다.
상기 전극탭(170)은 전도성이 우수한 금속소재로 형성될 수 있고, 예를 들어, 제1, 제2 전극탭(171,172)은 각각 양극탭 및 음극탭으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 전극탭(171)은 알루미늄이나 니켈 등의 금속소재로 형성되며, 제2 전극탭(172)은 구리나 니켈 등의 금속소재로 형성될 수 있다.
도 1에서 볼 수 있듯이, 서로에 대한 적층된 각 전극판(150)들로부터 인출되는 전극탭(170)들은 서로에 대해 중첩되고, 밀집된 형태의 전극탭(170)들은 리드 단자(190)와 전기적으로 연결된다. 전극탭(170)과 결합부를 형성하며 일체적으로 연장되는 리드 단자(190)는, 전지 케이스(110)의 외부로 인출될 수 있다. 예를 들어, 전극탭(170)과 리드 단자(190)는 초음파 용접 등의 방법으로 결속될 수 있다.
상기 리드 단자(190)는 일군의 제1 전극탭(171)들과 결합부(W)를 형성하며 제1 전극탭(171)으로부터 연장되는 제1 리드 단자(191)와, 일군의 제2 전극탭(172)과 결합부(W)를 형성하며 제2 전극탭(172)으로부터 연장되는 제2 리드 단자(192)를 포함할 수 있다.
상기 전지 케이스(110)는 전극 조립체(180)를 수용하는 수용공간(S)을 제공하며, 전극 조립체(110)를 외부환경으로부터 절연시키고 보호하는 기능을 한다. 상기 전지 케이스(110)는 금속 박의 양면에 수지시트를 적층시킨 외장재를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄 적층시트를 포함할 수 있다.
상기 전지 케이스(110)는 전극 조립체(180)를 수용하는 수용공간(S)을 형성하는 제1, 제2 케이스(111,112)를 포함할 수 있으며, 전극 조립체(180)를 개재하여 제1, 제2 케이스(111,112)를 서로 마주하게 접합시킴으로써 전극 조립체(180)가 밀봉될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1, 제2 케이스(111,112)의 서로 마주하는 실링부(111a,112a)의 열 융착을 통하여 내부의 전극 조립체(180) 및 전해질(미도시)이 밀봉될 수 있다. 상기 전지 케이스(110)는 리드 단자(190)의 적어도 일부가 노출되도록 전극 조립체(180) 및 전해질(미도시)을 밀봉할 수 있다.
상기 리드 단자(190)는 전극 조립체(180)로부터 연장되며, 전지 케이스(110)를 가로질러 전지 케이스(110)의 외부로 인출된다. 이때, 상기 리드 단자(190)는 전지 케이스(110)로부터 절연된 상태로, 전지 케이스(110)와 교차하며 외부로 인출될 수 있다. 전지 케이스(110)와 리드 단자(190) 사이에는 이들 간의 전기적인 절연을 확보하기 위한 밀봉 테이프(193)가 개재될 수 있다. 상기 밀봉 테이프(193)는 리드 단자(190) 상에 형성될 수 있으며, 리드 단자(190)의 연장방향을 따라 전지 케이스(110)와의 교차 부분에 형성될 수 있다. 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 교차 부분에서는, 리드 단자(190)와 전지 케이스(110)가 밀봉 테이프(193)를 개재하여 서로 접하게 된다. 상기 밀봉 테이프(193)는 리드 단자(190)와 전지 케이스(110)가 서로 긴밀하게 접하게 함으로써 전지 케이스(110)의 밀봉도를 높이는 기능을 할 수 있다.
예를 들어, 상기 리드 단자(190)는 제1, 제2 케이스(111,112)의 실링부(111a,112a)를 통하여 외부로 노출될 수 있으며, 상기 제1, 제2 케이스(111,112)의 실링부(111a,112a)를 서로 마주하게 열 융착시키는 밀봉과정에서, 리드 단자(190)의 일부가 노출되도록 리드 단자(190)를 개재하여 제1, 제2 케이스(111,112)를 밀봉시킬 수 있다. 이때, 상기 리드 단자(190)는 상기 전지 케이스(110)의 실링부(111a,112a)를 가로질러 교차 부분을 형성하며 외부로 연장될 수 있다. 그리고, 리드 단자(190) 상이면서 전지 케이스(110, 보다 구체적으로, 전지 케이스 110 의 실링부 111a,112a)와 교차하는 부분에는 밀봉 테이프(193)가 개재되어 리드 단자(190)와 전지 케이스(110)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 밀봉 테이프(193)를 개재하여 리드 단자(190)와 전지 케이스(110)가 서로 긴밀하게 접하도록 함으로써 전지 케이스(110)의 밀봉도가 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 다수의 전극판(150)들로부터 돌출되는 일군의 전극탭(170)들은, 전극 조립체(180)의 적층방향을 따라 어느 일 위치로 수렴되어 밀집된 형태로 결속되며, 결합부(W)를 통하여 리드 단자(190)와 일체적인 결합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부(W)는 초음파 용접을 통하여 일군의 전극탭(170)들과 리드 단자(190)가 열 융착되어 형성될 수 있으며, 전극탭(170)들과 리드 단자(190)를 서로 겹쳐지게 배치하고, 고주파수의 초음파 진동을 적용함으로써 전극탭(170)과 리드 단자(190)가 서로에 대해 열 융착될 수 있다.
상기 리드 단자(190)는, 일군의 전극탭(170)들과 결합부(W)를 형성한다. 예를 들어, 상기 결합부(W)는 리드 단자(190)의 제1 단부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 리드 단자(190)는, 일군의 전극탭(170)들과 결합부(W)를 형성하는 제1 단부와, 상기 결합부(W)로부터 일체적으로 연장되어 전지 케이스(110)의 외부로 인출되는 제2 단부를 포함할 수 있다. 상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전극 조립체(180)와 인접하게 배치된 제1 단부에 형성되어 전극 조립체(180)로부터 인출되는 전극탭(170)과 결합을 형성할 수 있다.
상기 리드 단자(190)는 상기 전극 조립체(180)의 일면 또는 전지 케이스의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 상기 전극 조립체(180)의 일면 또는 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하도록 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전극 조립체(180)의 일면 및 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하게 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전극 조립체(180)의 일면 및 전지 케이스(110)의 내면(A)과 나란하게 배치되어 마주하거나 또는 전극 조립체(180)의 일면 및 전지 케이스(110)의 내면(A)과 나란하지는 않지만 서로 마주볼 수 있도록 평행에 가깝게 배치될 수 있다.
예를 들어, 리드 단자(190)의 결합부(W)를 벤딩된 형상으로 형성함으로써, 리드 단자(190)와 전극탭(170) 간의 전기적인 연결에 할애되는 공간 소모를 줄일 수 있다. 즉, 상기 전극탭(170)의 인출방향으로 전극 조립체(180)와 전지 케이스(110) 사이에는 전극탭(170)과 리드 단자(190) 간의 전기적인 연결을 위한 공간이 마련된다. 이러한 공간은 실질적으로 전극 조립체(180)의 크기를 제한하는 제한요소로 작용하며, 이차전지의 전지 용량에 기여하지 않으면서 일정 부피를 점유하는 사 공간(dead space)을 형성하는데, 전극탭(170)의 결합부(W)를 벤딩된 형태로 형성함으로써 사 공간을 줄이는 효과가 있다.
상기 리드 단자(190) 상에는 점착층(130)이 형성될 수 있다. 상기 점착층(130)은 전해액(미도시)과 반응하여 점착성을 나타내는 폴리머 필름으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착층(130)은 전해액과 반응하여 그 일부가 녹아 접착성을 띠게 되는 OPS(오리엔티드 폴리스티렌, oriented polystyrene) 필름이나 PS(polystyrene) 필름을 포함할 수 있다.
상기 점착층(130)은 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 절연을 확보할 수 있다. 즉, 상기 점착층(130)은 전해액과 반응하여 점착성을 나타내며, 리드 단자(190)를 주변 구성에 대해 위치 고정시키거나 주변 구성과 함께 그 형태를 고정시켜줌으로써 리드 단자(190)가 정 위치를 벗어나 전지 케이스(110) 내부에서 유동되거나, 리드 단자(190)의 벤딩된 부분이 스프링 백에 따라 변형되거나 내부에 축적된 응력에 따라 변형되면서 주변 구성과의 접촉에 따른 단락을 일어나는 것을 방지해줄 수 있다.
상기 점착층(130)은, 전극 조립체(180)와 마주하는 리드 단자(190)의 내측에 형성된 제1 점착층(131)과, 전지 케이스(110)와 마주하는 리드 단자(190)의 외측에 형성된 제2 점착층(132)을 포함할 수 있다.
상기 제1 점착층(131)은 리드 단자(190)의 전극 조립체(180)를 향하는 내측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 점착층(131)은 전극 조립체(180)의 일면과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 점착층(131)은 리드 단자(190)의 결합부(W)와 겹쳐지는 위치에 형성될 수 있다. 참고로, 본 명세서를 통하여 점착층(130)이 결합부(W) 상에 형성된다는 것은, 점착층(130)이 결합부(W) 바로 위에 형성되지 않더라도, 결합부(W)와 중첩되는 위치에 형성됨을 포괄하는 넓은 의미로 사용된다.
상기 제1 점착층(131)은 전해액과 반응하여 점착성을 나타내며, 전극 조립체(180)와 리드 단자(190) 사이에서 이들 사이를 채워주고 점착성을 바탕으로 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 형태를 고정해줄 수 있다. 상기 제1 점착층(131)은 전해액과의 반응에 따라 얇은 두께의 필름층으로부터 부피 팽창이 일어나면서 전극 조립체(180)와 리드 단자(190) 사이를 채워줄 수 있고, 이들 사이를 끈적끈적하게 연결해주면서 리드 단자(190)의 위치 및 형태를 고정시켜줄 수 있다.
상기 제2 점착층(132)은 리드 단자(190)의 전지 케이스(110)를 향하는 외측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 점착층(132)은 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성될 수 있다.
상기 제2 점착층(132)은 전해액과 반응하여 점착성을 나타내며, 전지 케이스(110)와 리드 단자(190) 사이에서 이들 사이를 채워주고 점착성을 바탕으로 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 형태를 고정해줄 수 있다. 상기 제2 점착층(132)은 전해액과의 반응에 따라 얇은 두께의 필름층으로부터 부피 팽창이 일어나면서 전지 케이스(110)와 리드 단자(190) 사이를 채워줄 수 있고, 이들 사이를 끈적끈적하게 연결해주면서 리드 단자(190)의 위치 및 형태를 고정시켜줄 수 있다.
요약하면, 상기 점착층(130)은 전해액과 반응하면서 리드 단자(190)와 주변 구성 간을 채워주고 이들 사이를 끈적끈적하게 연결해주면서 리드 단자(190)의 위치 및 형태를 고정시켜서 리드 단자(190)의 단락을 방지할 수 있다.
상기 점착층(130)의 위치에 관하여, 상기 점착층(130)은, 리드 단자(190)의 길이 방향을 따라, 리드 단자(190)의 결합부(W)와 겹쳐지는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(130)은, 결합부(W)를 형성하는 리드 단자(190)의 제1 단부로부터 제2 단부를 향하여 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착층(130)은 절연층(120) 위에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 리드(190)의 내측, 그러니까, 전극 리드(190)의 전극 조립체(180)를 향하는 내측에는 제1 절연층(121)이 형성될 수 있고, 상기 제1 절연층(121) 위에 제1 점착층(131)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 전극 리드(190)의 외측, 그러니까, 전극 리드(190)의 전지 케이스(110)를 향하는 외측에는 제2 절연층(122)이 형성될 수 있고, 상기 제2 절연층(122) 위에 제2 점착층(132)이 형성될 수 있다. 상기 점착층(130)은 전해액과 반응하여 부피 팽창하면서 전극 리드(190)와 주변 구성 간의 끈적끈적한 연결을 형성하므로, 전극 리드(190)의 최 외측에 형성될 수 있다. 만일, 점착층(130) 위에 또 다른 구성, 예를 들어, 절연층(120)이 형성된다면, 절연층(120)이 점착층(130)의 끈적끈적한 연결을 방해할 수 있기 때문이다.
상기 리드 단자(190)와 점착층(130) 사이에는 절연층(120)이 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(120)은 리드 단자(190) 상에 형성될 수 있다.
상기 절연층(120)은 주변환경으로부터 리드 단자(190)를 절연시키는 역할을 할 수 있다. 상기 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극판(151,152)이 적층되어 있는 전극 조립체(180)와 마주하게 배치되며, 서로 다른 극성의 제1 리드 단자(191)가 제2 전극판(152)과 맞닿거나 또는 서로 다른 극성의 제2 리드 단자(192)가 제1 전극판(151)과 맞닿을 경우, 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 간의 단락이 발생될 수 있다. 상기 절연층(120)은 리드 단자(190)를 덮어 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 간의 단락을 방지할 수 있다.
또한, 상기 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 전지 케이스(110)와 마주하게 배치되며, 리드 단자(190)가 전지 케이스(110)와 맞닿을 경우, 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 단락이 발생될 수 있다. 상기 절연층(120)은 리드 단자(190)를 덮어 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 단락을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 절연층(120)은, 상기 전극 조립체(180)와 마주하는 리드 단자(190)의 내측에 형성된 제1 절연층(121)과, 상기 전지 케이스(110)와 마주하는 리드 단자(190)의 외측에 형성된 제2 절연층(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(121)은 전극 조립체(180)의 일면과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 절연층(122)은 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성될 수 있다. 참고로, 본 명세서를 통하여 절연층(120)이 결합부(W) 상에 형성된다는 것은, 절연층(120)이 결합부(W) 바로 위에 형성되지 않더라도, 결합부(W)와 중첩되는 위치에 형성됨을 포괄하는 넓은 의미로 사용된다.
예를 들어, 상기 제1 절연층(121)은 리드 단자(190)의 내측에 형성되어, 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 사이의 절연을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제2 절연층(122)은 리드 단자(190)의 외측에 형성되어, 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 절연을 확보할 수 있다. 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 전지 케이스(110)의 일 측과 마주하게 배치되며, 전지 케이스(110)와의 접촉에 따라 단락이 야기될 수도 있기 때문이다.
상기 절연층(120)은, 리드 단자(190)의 결합부(W)와 겹쳐지는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(120)은 결합부(W)를 형성하는 리드 단자(190)의 제1 단부로부터 제2 단부를 향하여 연장 형성될 수 있다.
도 4에는 도 3의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 리드 단자(190) 상에는 전해액(미도시)과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층(130)이 형성된다. 상기 점착층(130)은, 상기 전극 조립체(180)와 마주하는 리드 단자(190)의 내측에 형성된 제1 점착층(131)과 상기 전지 케이스(110)와 마주하는 리드 단자(190)의 외측에 형성된 제2 점착층(132)을 포함할 수 있다.
상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전극 조립체(180)의 일면 또는 전지 케이스(110)의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 점착층(131)은 전극 조립체(180)의 일면과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성되고, 상기 제2 점착층(132)은 전지 케이스(110)의 일면, 그러니까 내면(A)과 마주하는 리드 단자(190)의 결합부(W) 상에 형성될 수 있다.
도 3의 실시형태와 달리, 도 4의 실시형태에서는 점착층(130)과 리드 단자(190) 사이에 절연층이 형성되지 않는다. 상기 점착층(130)은 전해액과 반응하여 점착성을 나타내는 폴리머 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(130)은 전해액과의 반응에 따라 리드 단자(190)와 전극 조립체(180), 또는 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 사이를 끈적끈적하게 연결하면서 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 형태를 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 점착층(130)은 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 사이, 그리고, 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 사이의 절연을 확보하고 이들 간의 단락을 방지하는 절연층의 역할을 겸할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이차전지를 도시한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 5의 VI-VI 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 전극 조립체(180)를 수용하는 전지 케이스(110)의 일 측에는 점착층(230)이 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)와 인접한 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)가 인출되는 전지 케이스(110), 그러니까, 리드 단자(190)와 교차하는 방향으로 연장되는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다.
상기 점착층(230)은, 리드 단자(190)와 마주하는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다. 상기 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 전지 케이스(110)와 마주하게 되고, 리드 단자(190)와 마주하는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 상기 점착층(230)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)의 결합부(W)와 겹쳐지는 위치에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하도록 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전지 케이스(110)의 내면(A)과 나란하게 배치되어 마주하거나 또는 전지 케이스(110)의 내면(A)과 나란하지는 않지만 서로 마주볼 수 있도록 평행에 가깝게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)의 결합부(W)와 마주하는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다.
상기 점착층(230)은 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 폴리머 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(230)은 전해액과의 반응에 따라 부피 팽창하면서 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 사이를 채우고, 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 사이를 끈적끈적하게 연결하면서 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 형태를 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 리드 단자(190)의 유동이나 리드 단자(190)의 변형에 따른 주변 구성과의 단락을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착층(230)은 제2 절연층(122) 위에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 리드(190)의 외측, 그러니까, 전극 리드(190)의 전지 케이스(110)를 향하는 외측에는 제2 절연층(122)이 형성될 수 있고, 상기 제2 절연층(122) 위에 점착층(230)이 형성될 수 있다. 상기 점착층(230)은 전해액과 반응하여 부피 팽창하면서 전극 리드(190)와 주변 구성 간의 끈적끈적한 연결을 형성하므로, 전극 리드(190)의 최 외측에 형성될 수 있다. 만일, 점착층(230) 위에 또 다른 구성, 예를 들어, 제2 절연층(122)이 형성된다면, 제2 절연층(122)이 점착층(230)의 끈적끈적한 연결을 방해할 수 있기 때문이다.
상기 리드 단자(190) 상에는 절연층(120)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 절연층(120)은 전극 조립체(180)와 마주하는 리드 단자(190)의 내측에 형성된 제1 절연층(121)과, 전지 케이스(110)와 마주하는 리드 단자(190)의 외측에 형성된 제2 절연층(122)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 절연층(122)은 리드 단자(190)와 점착층(230) 사이에 개재될 수 있다.
상기 절연층(120)은 주변환경으로부터 리드 단자(190)를 절연시키는 역할을 할 수 있다. 상기 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 전극 조립체(180) 또는 전지 케이스(110)와 마주하게 배치되며, 리드 단자(190)가 전극 조립체(180) 또는 전지 케이스(110)와 맞닿을 경우, 리드 단자(190)와 전극 조립체(180), 또는 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 단락이 발생될 수 있다. 상기 절연층(120)은 리드 단자(190)를 덮어 리드 단자(190)와 전극 조립체(180), 또는 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 단락을 방지할 수 있다.
도 7에는 도 6의 변형된 실시형태를 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 전극 조립체(180)를 수용하는 전지 케이스(110)의 일 측에는 점착층(230)이 형성되어 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)와 인접한 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)가 인출되는 전지 케이스(110), 그러니까, 리드 단자(190)와 교차하는 방향으로 연장되는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다.
상기 리드 단자(190)의 결합부(W)는 전지 케이스(110)의 내면(A)과 마주하도록 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)의 결합부(W)와 마주하는 전지 케이스(110)의 내면(A)에 형성될 수 있다.
도 6의 실시형태와 달리, 도 7의 실시형태에서는 점착층(230)과 리드 단자(190) 사이에는 절연층이 형성되지 않는다. 상기 점착층(230)은 전해액과 반응하여 점착성을 나타내는 폴리머 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착층(230)은 전해액과의 반응에 따라 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 사이를 끈적끈적하게 연결하면서 리드 단자(190)의 유동을 방지하고 리드 단자(190)의 형태를 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 점착층(230)은 리드 단자(190)와 전지 케이스(110) 간의 절연을 확보하고 이들 간의 단락을 방지하는 절연층의 기능을 겸할 수 있다.
한편, 전극 조립체(180)와 마주하는 리드 단자(190)의 내측에는 절연층(120)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(120)은 주변환경으로부터 리드 단자(190)를 절연시키는 역할을 할 수 있다. 상기 리드 단자(190)는 벤딩된 형태로 형성되어 전극 조립체(180)와 마주하게 배치되며, 리드 단자(190)가 전극 조립체(180)와 맞닿을 경우, 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 간의 단락이 발생될 수 있다. 상기 절연층(120)은 리드 단자(190)를 덮어 리드 단자(190)와 전극 조립체(180) 간의 단락을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 전지 케이스 111: 제1 케이스
111a: 제1 케이스의 실링부 112: 제2 케이스
112a: 제2 케이스의 실링부 120: 절연층
121: 제1 절연층 122: 제2 절연층
130,230: 점착층 131: 제1 점착층
132: 제2 점착층 150: 전극판
151: 제1 전극판 152: 제2 전극판
160: 세퍼레이터 170: 전극탭
171: 제1 전극탭 172: 제2 전극탭
180: 전극 조립체 190: 리드 부재
191: 제1 리드 부재 192: 제2 리드 부재
193: 밀봉 테이프
S: 수용공간 W: 결합부
A: 전지 케이스의 내면
111a: 제1 케이스의 실링부 112: 제2 케이스
112a: 제2 케이스의 실링부 120: 절연층
121: 제1 절연층 122: 제2 절연층
130,230: 점착층 131: 제1 점착층
132: 제2 점착층 150: 전극판
151: 제1 전극판 152: 제2 전극판
160: 세퍼레이터 170: 전극탭
171: 제1 전극탭 172: 제2 전극탭
180: 전극 조립체 190: 리드 부재
191: 제1 리드 부재 192: 제2 리드 부재
193: 밀봉 테이프
S: 수용공간 W: 결합부
A: 전지 케이스의 내면
Claims (15)
- 전극 조립체;
상기 전극 조립체와 함께 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전극 조립체와의 결합부로부터 상기 전지 케이스를 가로질러 연장되며, 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 리드 단자; 및
상기 리드 단자 상에 형성된 것으로, 상기 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 점착층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 점착층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 리드 단자는 상기 전극 조립체의 일면 또는 전지 케이스의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 리드 단자와 점착층 사이에 개재되는 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제4항에 있어서,
상기 절연층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 절연층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 절연층;을 포함하고,
상기 제1 점착층은 제1 절연층 위에 형성되고,
상기 제2 점착층은 제2 절연층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 점착층은, 상기 리드 단자의 길이 방향을 따라 상기 결합부와 겹쳐지는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제6항에 있어서,
상기 리드 단자는 상기 결합부가 전극 조립체의 일면 또는 전지 케이스의 일면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제6항에 있어서,
상기 결합부는, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 리드 단자와의 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제8항에 있어서,
상기 전극탭은 서로 다른 극성의 제1, 제2 전극탭을 포함하고,
각각의 제1, 제2 전극탭은 상기 전극 조립체로부터 다수로 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 전극 조립체;
상기 전극 조립체와 함께 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전극 조립체와의 결합부로부터 상기 전지 케이스를 가로질러 연장되며, 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 리드 단자; 및
상기 전지 케이스의 내면에 형성된 것으로, 상기 전해액과의 반응에 따라 점착성을 나타내는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은,
상기 리드 단자와 마주하는 전지 케이스의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 리드 단자는 상기 전지 케이스의 내면과 마주하도록 벤딩된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제10항에 있어서,
상기 리드 단자와 점착층 사이에 개재되는 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제13항에 있어서,
상기 절연층은,
상기 전극 조립체와 마주하는 리드 단자의 내측에 형성된 제1 절연층; 및
상기 전지 케이스와 마주하는 리드 단자의 외측에 형성된 제2 절연층;을 포함하고,
상기 제2 절연층은 상기 리드 단자와 점착층 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제10항에 있어서,
상기 결합부는, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 리드 단자와의 결합을 형성하고,
상기 전극탭은 상기 전극 조립체로부터 다수로 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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2015
- 2015-11-02 KR KR1020150153252A patent/KR102510891B1/ko active IP Right Grant
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- 2016-10-25 US US15/334,214 patent/US10686179B2/en active Active
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| KR100891077B1 (ko) | 2006-07-31 | 2009-03-30 | 주식회사 엘지화학 | 개선된 구조의 상단 실링부를 포함하고 있는 이차전지 |
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| US10686179B2 (en) | 2020-06-16 |
| KR20170050999A (ko) | 2017-05-11 |
| US20170125776A1 (en) | 2017-05-04 |
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