KR102580234B1 - 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지 팩의 내구성 및 안전성 향상을 위하여, 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 일 면과 타 면을 갖고 상기 전극 조립체를 감싸며, 일 면의 일부에만 접착층이 형성된 마감 테이프, 상기 전극 조립체가 삽입되도록 일 측에 개구를 가지며, 내부에 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 및 상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 조립체를 구비하는, 이차 전지를 제공한다.
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차 전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 무정전 전원공급장치(uninterruptible power supply) 등의 에너지원으로 사용되며, 적용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 다수의 전지들을 전기적으로 연결하여 하나의 단위로 묶은 전지 모듈의 형태로 사용되기도 한다.
본 발명은 내구성 및 안정성이 향상된 이차 전지의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 일 면과 타 면을 갖고 상기 전극 조립체를 감싸며, 일 면의 일부에만 접착층이 형성된 마감 테이프, 상기 전극 조립체가 삽입되도록 일 측에 개구를 가지며, 내부에 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 및 상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 조립체를 구비하는, 이차 전지가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 마감 테이프의 일 면은 상기 전극 조립체와 맞닿는 면일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극 조립체는 귄취축을 중심으로 권취된 형상을 갖는, 이차 전지.
본 실시예에 있어서, 상기 캔은 바닥면과 상기 바닥면에 수직으로 연장되는 측벽부를 가지며, 상기 전극 조립체의 권취축은 상기 바닥면과 평행 또는 수직일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마감 테이프는 상기 전극 조립체의 귄취 방향과 동일한 방향으로 상기 전극 조립체를 감싸도록 부착될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 접착층은 제1 접착면 및 제2 접착면을 구비하고, 상기 마감 테이프는 귄취되어 서로 만나는 제1 단부 및 제2 단부를 구비하며, 상기 제1 접착면은 상기 제1 단부를 포함하는 면이고, 상기 제2 접착면은 상기 제2 단부를 포함하는 면일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 접착층은 상기 마감 테이프의 일 면에 상기 제1 접착면과 상기 제2 접착면 사이에 배치된 제3 접착면을 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마감 테이프의 상기 접착층은 일정한 폭을 갖는 직선 형태를 갖도록 상기 전극 조립체의 권취축과 나란한 방향으로 도포될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 접착층이 도포되는 면적은 상기 마감 테이프 면적의 20% 이상 40% 이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마감 테이프의 재질은 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 어느 하나일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내구성 및 안전성이 향상된 이차 전지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
아울러 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터 도출될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 이차 전지를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지를 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 평면도이다.
도 4는 도 1의 테이프를 권취 전의 상태로 펼쳐 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지를 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 평면도이다.
도 4는 도 1의 테이프를 권취 전의 상태로 펼쳐 개략적으로 도시하는 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 이차 전지를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차 전지를 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 전극 조립체를 감싸는 마감 테이프(120), 전극 조립체를 수용하는 캔(130) 및 캡 조립체(140)를 구비한다. 본 발명의 실시예에 관한 이차 전지(100)는 재충전이 가능한 이차전지로서 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다.
전극 조립체(110)는 양극판인 제1 전극판(111)과, 음극판인 제2 전극판(112)과, 세퍼레이터(113)와, 제1 전극탭인 양극탭(115)과, 제2 전극탭인 음극탭(116)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(110)는 두 개의 전극판(111, 112)과 세퍼레이터(113)가 각각 교대로 위치하도록 권취될 수 있다. 전극 조립체(110)는 바깥으로부터 안쪽 방향으로 양극판(111), 세퍼레이터(113), 음극판(112) 순대로 반복해서 배치될 수 있다.
전극 조립체(110)는 외측면(117)이 가압되어 도시된 바와 같이 납작한 판형태인 각형을 이루고 있다. 전극 조립체(110)는 권취축(A)를 중심으로 권취된 형상을 갖는다. 전극 조립체(110)의 외측면(117)은 권취방향을 따라서 위치하는 정면(117a)과, 제1 측면(117b)과, 후면(117c)과, 제2 측면(117d)을 구비할 수 있다. 정면(117a)과 후면(117c)은 제1 측면(117b)과 제2 측면(117d)에 비해 폭이 넓게 형성된 대체로 편평한 면일 수 있다. 제1 측면(117b)과 제2 측면(117d)은 정면(117a)과 후면(117c)을 연결하며 대체로 볼록하게 튀어나온 곡면일 수 있다. 전극 조립체(110)의 외측면(117)에는 두 전극판(111, 112) 및 세퍼레이터(113)가 풀어지지 않도록 후술하는 마감 테이프(120)가 부착될 수 있다. 도면에서는 두 전극판(111, 112) 및 세퍼레이터(113)가 실제보다 두껍게 도시되었는데, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 실제로는 이보다 훨씬 얇은 박막 형태이다.
양극판(111)은 양극 집전체와 양극 활물질층을 포함하여 형성될 수 있다. 일반적으로, 양극 집전체는 알루미늄과 같은 전도성 금속막으로 형성될 수 있다. 양극 활물질층은 리튬을 포함하는 층상화합물과, 전도성을 향상시키는 도전재와, 층상화합물과 도전재 간의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 양극 활물질층은 양극 집전체의 넓은 면에 코팅되어 양극 집전체와 결합하게 된다. 양극 집전체에는 양극탭(115)이 부착되어 전극 조립체(110)의 상부로 연장될 수 있다.
음극판(112)은 음극 집전체와 음극 활물질층을 포함하여 형성될 수 있다. 일반적으로, 상기 음극 집전체는 구리와 같은 전도성 금속막으로 형성될 수 있다. 상기 음극 활물질층은 탄소를 함유하는 흑연과 같은 카본과, 상기 카본 입자들의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 음극 활물질층은 상기 음극 집전체의 넓은 면에 코팅되어 음극 집전체와 결합하게 된다. 음극 집전체에는 음극탭(116)이 부착되어 전극 조립체(110)의 상부로 연장될 수 있다.
세퍼레이터(113)는 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 끼워져 양극판(111)과 음극판(112) 사이를 절연한다. 또한, 두 세퍼레이터(113)에는 미세기공이 형성되고, 그 미세기공을 통해 양극판(111)과 음극판(112) 사이를 이동하는 리튬 이온이 통과할 수 있다. 세퍼레이터(113, 114)는 예컨대, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 고분자 수지로 형성될 수 있다.
양극탭(115)은 초음파 용접, 저항 용접과 같은 용접에 의해 양극판(111)의 양극 집전체와 결합하여 전극 조립체(110)의 상부로 연장될 수 있다. 또한, 양극탭(115)은 캡 조립체(140)의 후술하는 캡 플레이트(141) 및 캔(130)과 전기적으로 연결된다. 양극탭(115)은 예컨대, 니켈, 구리 및, 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
음극탭(116)은 초음파 용접, 저항 용접과 같은 용접에 의해 상기 음극판(112)의 음극 집전체와 결합하여 전극 조립체(110)의 상부로 연장될 수 있다. 또한, 음극탭(116)은 캡 조립체(140)의 후술하는 전극단자(142)와 전기적으로 연결된다. 음극탭(116)은 예컨대, 니켈, 구리 및, 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
이러한 전극 조립체(110)는 권취축(A)을 중심으로 귄취된 형상을 갖는데, 전극 조립체(110)의 권취축(A)은 캔의 바닥면(131)과 평행하거나, 수직하게 형성될 수 있다. 도면에서는 전극 조립체(110)의 귄취축(A)이 캔(130)의 바닥면(131)과 수직 방향(Z축 방향)으로 형성되는 것을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 전극 조립체(110)의 권취축(A)이 캔(130)의 바닥면(131)과 평행한 방향(X축 방향)으로 형성될 수도 있다.
마감 테이프(120)는 전극 조립체(110)와 맞닿은 일 면(120a)과, 일 면(120a)과 반대되는 측인 타 면(120b)을 구비할 수 있다. 마감 테이프(120)는 얇은 판상 형태로 전극 조립체(110)의 권취방향을 따라 귄취될 수 있다. 마감 테이프(120)는 전극 조립체(110)의 외측면(117)을 감싸도록 부착될 수 있다. 따라서 마감 테이프(120)에 의해 권취된 전극 조립체(110)가 풀리지 않고 귄취된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 마감 테이프(120)는 후술하는 캔(130)의 측벽부(132)의 내부와 접하여 캔(130) 내에서 전극 조립체(110)를 보호하는 역할을 한다.
이러한 마감 테이프(120)는 캔(130) 내부에서 전해액과 접촉하므로 전해액에 대한 내성이 강한 재질로 이루어진다. 따라서 마감 테이프(120)은 예컨대, 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
캔(130)은 일 측에 형성된 개구(OP) 가지며, 이를 통해 전극 조립체(110)가 캔(130) 내부에 삽입될 수 있다. 캔(130)의 개구(OP)의 맞은편에는 일방향으로 길게 연장된 바닥면(131)과, 바닥면(131)으로부터 수직으로 연장된 측벽부(132)를 구비할 수 있다. 측벽부(132)는 제1 장측벽(132a)과, 제1 단측벽(132b)과, 제2 장측벽(132c)과, 제2 단측벽(132d)을 구비할 수있다. 제1 장측벽(132a)과 제2 장측벽(132c)이 서로 마주보고 있으며, 제1 단측벽(132b)과 제2 단측벽(132d)이 서로 마주보고 있다. 두 장측벽(132a, 132c)은 두 단측벽(132b, 132d)에 비해 폭이 넓게 형성된다. 두 장측벽(132a, 132c)은 서로 평행하게 연장된 평판이다. 두 단측벽(132c, 132d)은 중심부로 갈수록 서로 멀어지도록 곡선을 이룬다. 즉, 단측벽(132c, 132d)은 중심부가 외부로 볼록하게 돌출된 형태일 수 있다. 캔(130)은 예컨대, 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
캡 조립체(140)는 캡 플레이트(141), 전극단자(142), 절연 가스킷(143)과, 절연 플레이트(144)와, 터미널 플레이트(145)를 구비한다. 캡 플레이트(141)는 판상으로서 캔(130)의 개구(OP)와 대응하는 형상을 가지고 있다. 캡 플레이트(141)는 캔(130)의 개구(OP)를 막도록 캔(130)에 결합된다. 이 경우, 캡 플레이트(141)와 캔(130)의 개구(OP)가 맞닿는 부위는 레이져 용접과 같은 용접공정에 의해 결합될 수 있다.
캡 플레이트(141)에는 대체로 중앙부에 위치하는 전극단자용 제1 홀(1411)과, 대체로 일측 단부에 위치하는 전해액 주입홀(1412)이 구비될 수 있다. 전극단자용 홀(1411)에는 절연 가스킷(143)이 삽입된다. 전해액 주입홀(1412)을 통해서는 전해액이 전해액이 주입된다. 전해액 주입홀(1412)은 전해액 주입 후에 마개(1413)에 의해 폐쇄된다. 마개(1413)는 캡 플레이트(141)에 레이저 용접 등으로 밀봉될 수 있다. 캡 플레이트(141)는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속재질로 형성될 수 있다.
전극단자(142)는 머리부(1421)과, 머리부(1421)로부터 연장된 연결부(1422)를 구비할 수 있다. 머리부(1422)는 절연 가스킷(143)의 삽입구멍(1431)보다 커서 삽입구멍(1431)을 통과하지 못하도록 형성된다. 머리부(1421)는 절연 가스킷(143)의 머리부(1432)의 위에 위치할 수 있다. 연결부(1422)는 절연 가스킷(143)의 삽입구멍(1431)을 지나 끝단이 터미널 플레이트(145)에 걸리도록 연장될 수 있다. 전극단자(142)는 예컨대, 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
절연 가스킷(143)는 머리부(1432)와, 머리부(1432)로부터 연장된 연장부(1433)를 구비할 수 있다. 절연 가스킷(143)에는 연장부(1433)의 연장방향을 따라 중심을 관통하는 삽입구멍(1431)이 마련된다. 머리부(1432)는 캡 플레이트(141)의 전극단자용 홀(1411)보다 커서 홀(1411)을 통과하지 못한다. 연장부(1433)는 캡 플레이트(141)의 전극단자용 홀(1411)에 대체로 꼭 맞게 삽입될 수 있다. 삽입구멍(1431)에는 전극단자(142)의 후술하는 연결부(1422)가 지나간다. 절연 가스킷(143)은 고분자 수지와 같은 절연 재질로 이루어져, 전극단자(142)와 캡 플레이트(141) 사이를 절연시킨다.
절연 플레이트(144)는 대체로 판상의 형태로서, 대체로 중심부에 위치하는 제1 홀(1441)을 구비할 수 있다. 제1 홀(1441)를 통해 전극단자(142)의 연결부(1422)가 지나간다. 절연 플레이트(144)는 캡 플레이트(141)의 아래에 위치하며, 터미널 플레이트(145)가 캡 플레이트(141)와 닿지 않게 하여 절연한다. 절연 플레이트(144)는 고분자 수지로 형성될 수 있다.
터미널 플레이트(145)는 절연 플레이트(144)보다 작은 판상의 형태로서, 대체로 중심부에 위치하는 제2 홀(1451)을 구비할 수 있다. 제2 홀(1451)을 통해 전극단자(142)의 연결부(1422)가 통과할 수 있다. 캡 조립체(140)는 전극단자(142)의 연결부(1422)가 터미널 플레이트(145)의 제2 홀(1451)을 통과한 후, 그 끝단이 제2 홀(1451)보다 큰 직경으로 압착됨으로써 완성될 수 있다. 터미널 플레이트(145)는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속재질로 형성될 수 있다. 터미널 플레이트(145)는 전극 조립체(110)의 음극탭(116)과 전기적으로 연결된다.
절연 케이스(150)은 고분자 수지와 같은 절연 재질로 이루어지며, 바닥판(151)과, 바닥판(151)으로부터 연장된 측벽(152)을 구비할 수 있다. 바닥판(151)은 캔(130)의 내부공간(133)에서 전극 조립체(110)의 위에 위치할 수 있다. 바닥판(151)은 캔(130)의 개구(OP)에 대체로 대응하는 형태이다. 바닥판(151)에는 제1 슬릿(153)과, 제2 슬릿(미도시)과, 전해액 통로 구멍(154)을 구비할 수 있다. 제1 슬릿(153)을 통해서는 전극 조립체(110)의 음극탭(116)이 통과하여 캡 조립체(140)의 전극단자(142)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 슬릿(미도시)을 통해서는 전극 조립체(110)의 양극탭(115)이 통과하여 캡 조립체(140)의 캡 플레이트(141)와 전기적으로 연결될 수 있다. 측벽(152)은 바닥판(151)의 가장자리로부터 연장되며 캔(130)의 내벽면과 밀착할 수 있다. 측벽(152)은 바닥판(151)의 강도를 보강하고 절연 케이스(150)가 캔(130) 내부에서 이동하는 것을 방지한다.
도 3은 도 1의 이차 전지를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 평면도이고, 도 4는 도 1의 마감 테이프를 권취 전의 상태로 펼쳐 개략적으로 도시하는 평면도이다. 이하에서 도 3 및 도 4를 참조하여 전극 조립체(110)를 감싸고 있는 마감 테이프의 구조 및 기능에 대하여 상세히 서술한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 조립체(110)에는 전극 조립체(110)의 외측면(117)을 감싸는 마감 테이프(120)가 구비될 수 있다. 마감 테이프(120)는 얇은 판상 형태로 전극 조립체(110)의 권취방향을 따라 귄취될 수 있다. 마감 테이프(120)는 전극 조립체(110)의 외측면(117)을 감싸도록 부착될 수 있다. 따라서 마감 테이프(120)에 의해 권취된 전극 조립체(110)가 풀리지 않고 귄취된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 마감 테이프(120)는 후술하는 캔(130)의 측벽부(132)의 내부와 접하여 캔(130) 내에서 전극 조립체(110)를 보호하는 역할을 한다.
마감 테이프(120)는 일 면(120a)과, 일 면(120a)과 반대되는 측인 타 면(120b)을 구비할 수 있다. 마감 테이프(120)의 일 면(120a)은 전극 조립체(110)와 맞닿은 면이고, 마감 테이프(120)의 타 면(120b)은 캔의 내부와 맞닿은 면일 수 있다. 마감 테이프(120)는 전극 조립체(110)와 맞닿는 일 면(120a)의 일부에만 접착층(121, 122, 123)이 도포될 수 있다. 즉 마감 테이프(120)의 타 면(120b)에는 접착층(121, 122, 123)이 도포되지 않고, 또한 마감 테이프(120)의 일 면(120a)의 일부에는 접착층(121, 122, 123)이 도포되지 않을 수 있다.
마감 테이프(120)의 일 면의 전면(全面)에 접착층(121, 122, 123)이 도포되는 경우에는, 마감 테이프(120)의 접착층(121, 122, 123)에 의해 전극 조립체(110)가 외부로 팽창되는 힘을 강제로 억제시키게 된다. 이에 따라 외부 팽창이 억제된 전극 조립체(110)는 내부의 양극탭(115) 및/또는 음극탭(116)이 배치된 공간인 중앙부로 굴곡이 형성되어 전극 조립체(110) 내부의 변형이 발생한다. 이러한 전극 조립체(110) 내부의 변형은 이차 전지의 두께 제어를 용이하지 않게 하며 이차 전지의 수명을 약화시키는 결과를 가져온다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서는, 상기와 같이 마감 테이프(120)의 일 면(120a)의 일부에만 접착층(121, 122, 123)이 도포됨에 따라 마감 테이프(120)와 전극 조립체(110) 사이의 접착력이 유연해진다. 마감 테이프(120)와 전극 조립체(110)의 접착력이 유연해지면 마감 테이프(120)가 전극 조립체(110)가 팽창할 때 외부로 받는 힘을 적절하게 조절할 수 있어, 전극 조립체(110)가 내부로 굴곡이 생기는 등의 변형을 방지할 수 있다. 또한 전극 조립체(110)의 내부 변형을 방지함으로써 이차 전지의 두께 제어가 용이해지고 이차 전지의 수명을 증대시킬 수 있다.
도 4는 마감 테이프(120)의 일 면(120a)을 도시한 것으로, 접착층(121, 122, 123)은 일정한 폭(w)을 갖는 직선 형태를 갖도록 일 방향(Z축 방향)으로 도포될 수 있다. 접착층(121, 122, 123)이 일 방향으로 도포된다는 것은 전극 조립체(110)의 귄취축(A)과 나란한 방향으로 도포되는 것으로 이해될 수 있다. 접착층(121, 122, 123)이 전극 조립체(110)의 권취축(A)과 나란한 방향으로 도포됨에 따라, 마감 테이프(120)가 전극 조립체(110)가 팽창할 때 외부로 받는 힘을 적절하게 조절할 수 있다.
접착층(121, 122, 123)은 마감 테이프(120)의 일 면(120a)에 형성된 제1 접착면(121) 및 제2 접착면(122)을 구비할 수 있다. 마감 테이프(120)는 마감 테이프(120)가 전극 조립체(110)를 감싸도록 권취되어 서로 만나는 제1 단부(120c) 및 제2 단부(120d)를 가질 수 있다. 상술한 것과 같이 접착층(121, 122, 123)은 마감 테이프(120)의 일 면(120a)의 일부에만 형성될 수 있는데, 접착층(121, 122, 123)의 제1 접착면(121)은 상기 제1 단부(120c)를 포함할 수 있고, 제2 접착면(122)은 제2 단부(120d)를 포함할 수 있다. 마감 테이프(120)의 제1 단부(120c) 및 제2 단부(120d)를 포함하는 제1 접착면(121) 및 제2 접착면(122)에 접착층이 도포되어야만 마감 테이프(120)가 전극 조립체(110)에 고정될 수 있기 때문이다. 또한 접착층(121, 122, 123)은 마감 테이프(120)의 일 면(120a)에 제1 접착면(121)과 제2 접착면(122) 사이에 배치된 제3 접착면(123)을 더 구비할 수 있다. 제3 접착면(123)은 제1 접착면(121)과 제2 접착면(122)의 대략 중간에 배치되어 마감 테이프(120)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
한편 이웃한 접착층(121, 122, 123)이 서로 이격되어 있기 때문에, 이격된 접착층(121, 122, 123) 사이에 공간(119)이 형성될 수 있다. 공간(119)은 전극 조립체(110)와 마감 테이프(120) 사이에 형성될 수 있다. 공간(119)은 전극 조립체(110)의 상단(1111)로부터 하단(1112) 쪽으로 직선형태로 연장된다. 전해액 주입시 공간(119)으로 전해액이 이동할 수 있다. 공간(119)으로 스며든 전해액에 의해 접착층(121, 122, 123)의 접착력 약화를 유도할 수 있다.
한편 마감 테이프(120)의 일 면(120a)에 접착층(121, 122, 123)이 도포되는 면적은 마감 테이프(120)의 면적의 20% 이상 40% 이하일 수 있다. 바람직하게는 마감 테이프(120)의 일 면(120a)에 접착층(121, 122, 123)이 도포되는 면적은 마감 테이프(120)의 면적의 30%일 수 있다. 이는 마감 테이프(120)의 유연한 접착력을 위해 접착층(121, 122, 123)을 일정 면적 이하로 도포해야 하지만, 동시에 일정 면적 이상 도포해야 전극 조립체(110)를 감싸는 마감 테이프(120)의 기능을 수행할 수 있기 때문이다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서는, 상기와 같이 마감 테이프(120)의 일 면(120a)의 일부에만 접착층(121, 122, 123)이 도포됨에 따라 마감 테이프(120)와 전극 조립체(110) 사이의 접착력이 유연해진다. 마감 테이프(120)와 전극 조립체(110)의 접착력이 유연해지면 마감 테이프(120)가 전극 조립체(110)가 팽창할 때 외부로 받는 힘을 적절하게 조절할 수 있어, 전극 조립체(110)가 내부로 굴곡이 생기는 등의 변형을 방지할 수 있다. 또한 전극 조립체(110)의 내부 변형을 방지함으로써 이차 전지의 두께 제어가 용이해지고 이차 전지의 수명을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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 것 이다.
100: 이차 전지
110: 전극 조립체
111: 양극판
112: 음극판
113: 세퍼레이터
120: 마감 테이프
130: 캔
140: 캡 조립체
150: 절연 케이스
121, 122, 123: 접착층
120a: 일 면
120b: 타 면
120c: 제1 단부
120d: 제2 단부
110: 전극 조립체
111: 양극판
112: 음극판
113: 세퍼레이터
120: 마감 테이프
130: 캔
140: 캡 조립체
150: 절연 케이스
121, 122, 123: 접착층
120a: 일 면
120b: 타 면
120c: 제1 단부
120d: 제2 단부
Claims (10)
- 제1 전극판, 제2 전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
일 면과 타 면을 갖고 상기 전극 조립체를 감싸며, 일 면의 일부에만 접착층이 형성된 마감 테이프;
상기 전극 조립체가 삽입되도록 일 측에 개구를 가지며, 내부에 상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및
상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 조립체;
를 구비하고,
상기 마감 테이프는 권취되어 서로 만나는 제1 단부 및 제2 단부를 구비하고, 상기 접착층은 각각 제1, 제2 단부를 포함하도록 형성된 제1, 제2 접착면을 구비하고, 상기 제1, 제2 접착면 사이에는 상기 전극 조립체의 권취축을 따라 전극 조립체의 상단으로부터 하단까지 연장되는 공간이 형성되는, 이차 전지. - 제1항에 있어서,
상기 마감 테이프의 일 면은 상기 전극 조립체와 맞닿는 면인, 이차 전지. - 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체는 상기 권취축을 중심으로 권취된 형상을 갖는, 이차 전지. - 제3항에 있어서,
상기 캔은 바닥면과 상기 바닥면에 수직으로 연장되는 측벽부를 가지며, 상기 전극 조립체의 권취축은 상기 바닥면과 평행 또는 수직인, 이차 전지. - 제3항에 있어서,
상기 마감 테이프는 상기 전극 조립체의 귄취 방향과 동일한 방향으로 상기 전극 조립체를 감싸도록 부착되는, 이차 전지. - 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 접착층은 상기 마감 테이프의 일 면에 상기 제1 접착면과 상기 제2 접착면 사이에 배치된 제3 접착면을 더 구비하는, 이차 전지. - 제3항에 있어서,
상기 테이프의 상기 접착층은 일정한 폭을 갖는 직선 형태를 갖도록 상기 전극 조립체의 권취축과 나란한 방향으로 도포되는, 이차 전지 - 제1항에 있어서,
상기 접착층이 도포되는 면적은 상기 마감 테이프 면적의 20% 이상 40% 이하인, 이차 전지. - 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테이프의 재질은 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 어느 하나인, 이차 전지.
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2017
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| Publication number | Publication date |
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| KR20170098575A (ko) | 2017-08-30 |
| US10651499B2 (en) | 2020-05-12 |
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