JP5260565B2 - 二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池に関するものである。
近年、電子、通信、コンピュータ産業の急速な発展に伴ってポータブル電子機器の普及が増えている。ポータブル電子機器の電源としては、再充電が可能な二次電池が主に使用されている。
一般的に、二次電池は電極組立体を収容するケースを備える。従来の二次電池は、ケースの形態によって角形のアルミニウム缶を使用する缶型と薄板のパウチを使用するパウチ型に区分される。缶型二次電池のケースは、缶の開口部に蓋板が溶接されて完成され、パウチ型二次電池のケースは、両シートの縁部分が熱融着されて完成される。
本発明の目的は、電極組立体を収容する新しい形態の支持体を有する二次電池を提供することにある。
本発明の他の目的は、単純な構造を有する二次電池を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、シーリング特性の優れた二次電池を提供することにある。
上述の目的を達成するために本発明の一側面によると、電極組立体と、前記電極組立体を収容する支持体と、前記支持体に結合されるシート形態の外装材とを備えることを特徴とする二次電池が提供される。
前記二次電池は、前記支持体と前記外装材を結合する接着剤をさらに含んでもよい。
前記支持体は、前記接着剤が収容される第1接着剤溝を備えてもよい。
前記支持体は、前記第1接着剤溝と並列に形成された第2接着剤溝をさらに備えてもよい。
前記接着剤が形成された部分の幅は、前記支持体と前記外装材が結合される部分の幅よりも小さく形成されてもよい。
前記支持体と前記外装材が結合される部分のうち前記接着剤が形成されない部分では、熱融着によって前記支持体と前記外装材が結合されてもよい。
前記支持体は、ベース部と、前記ベース部の両端から対向するように延びた第1羽根部及び第2羽根部とを備えてもよい。前記第1、第2羽根部は前記ベース部と直角を成してもよい。
前記第1羽根部と第2羽根部の端部の角は丸く形成されてもよい。
前記電極組立体は、両端部と、前記両端部を連結し対向する二つの短側面を備え、前記支持体は、前記電極組立体の両端部と前記二つの短側面を囲む四角形状を有してもよい。
前記支持体の内面には、前記電極組立体の一部が安着する安着溝が形成されてもよい。前記安着溝の外側の角は丸く形成されてもよい。
本発明の他の側面によると、第1電極板と第2電極板を備える電極組立体と、前記電極組立体を収容する支持体とを含み、前記支持体は、本体と、前記第1電極板に電気的に連結された第1電極端子及び前記第2電極板に電気的に連結された第2電極端子が設けられ、前記本体と一体に形成された端子形成部とを備えることを特徴とする二次電池が提供される。
前記端子形成部は、前記第1電極端子を囲み前記本体と一体に形成された第1シーリング部を備える第1端子部と、前記第2電極端子を囲み前記本体と一体に形成された第2シーリング部を備える第2端子部と、を備えてもよい。
前記第1シーリング部と第2シーリング部は、前記本体よりも高い融点を有する材質からなってもよい。
前記第1端子部は、前記第1シーリング部と前記第1電極端子の間に形成された第1端子接着層をさらに備え、前記第2端子部は、前記第2シーリング部と前記第2電極端子の間に形成された第2端子接着層をさらに備えてもよい。
前記端子形成部は前記第1電極端子と第2電極端子を一緒に囲み、前記本体と一体に形成されたシーリング部を備えてもよい。前記シーリング部は前記本体より高い融点を有する材質からなってもよい。
前記支持体は、前記端子形成部と前記本体の間に形成された本体接着層をさらに備えてもよい。
前記本体接着層は前記本体と同材質からなってもよい。
前記第1電極端子は、前記本体から前記電極組立体の方に延びた第1内部接続部を備え、前記第2電極端子は、前記本体から前記電極組立体の方に延びた第2内部接続部を備えてもよい。
前記本体には、前記第1内部接続部と第2内部接続部が折曲されて収納される収納溝が設けられてもよい。
本発明の構成によると、上記の本発明の目的を全て達成することができる。具体的には、本発明によると、電極組立体が収容される支持体にシート形態の外装材が結合され、端子部が支持体に一体に形成されるので、構造が簡単でシーリング特性が優れている。
また、支持体内部に電極組立体の一部が安着される安着溝が設けられるので、電極組立体が安定的に支持され、空間の活用性が高い。
そして、支持体内部に電極端子及び電極組立体の電極タブが収納される収納溝が設けられるので、空間の活用性が高い。
さらに、前記安着溝及び収納溝には電解液が収容されることができるので、二次電池の容量及び寿命を増加させることができる。
本発明の第1実施例に係る二次電池の斜視図である。 図1に図示された二次電池の分解斜視図である。 図1に図示された二次電池のA‐A線断面図である。 図1に図示された二次電池のB‐B線断面図である。 図1に図示された二次電池のC‐C線断面図である。 図1に図示された二次電池の平面図である。 図6の第1密封部の周辺を拡大して示す部分平面図である。 図6の第2密封部の周辺を拡大して示す部分平面図である。 本発明の第2実施例に係る二次電池の平面図である。 本発明の第3実施例に係る二次電池の断面図である。 本発明の第4実施例に係る二次電池の分解斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施例を詳しく説明する。
(実施例)
先ず、図1〜図8を参照して本発明の第1実施例を詳しく説明する。
図1は本発明の第1実施例に係る二次電池の斜視図であり、図2は図1に図示された二次電池の分解斜視図である。図3は図1に図示された二次電池のA‐A線断面図であり、図4は図1に図示された二次電池のB‐B線断面図であり、図5は図1に図示された二次電池のC‐C線断面図である。図6は図1に図示された二次電池の平面図である。図7は図6の第1密封部の周辺を拡大して示す部分平面図であり、図8は図6の第2密封部の周辺を拡大して図示した部分平面図である。
図1〜図4を参照すると、二次電池100は、電極組立体110、支持体120及び外装材140を備える。二次電池100は、充電器(図示せず)から供給された電気エネルギーを保存し、保存された電気エネルギーを外部負荷(図示せず)に供給する。
電極組立体110は、略平らな形態を有し、第1電極板111と、第2電極板112と、両電極板の間に介在された二つのセパレーター113、114を備える。電極組立体110は渦巻(Jelly‐Roll)状に巻回されて形成される。電極組立体110には巻回中心線Xに沿って両端部に形成された第1端部115a及び第2端部115bと、両端部115a、115bを連結する側面116を備える。第1端部115a及び第2端部115bには、巻回された二つの電極板111、112と、二つのセパレーター113、114が露出する。側面116は、互いに反対側に位置する第1、第2長側面(long side surface)117a、117bと、互いに反対側に位置し二つの長側面117a、117bを連結する第1、第2短側面(short side surface)118a、118bを備える。二つの長側面117a、117bは、巻回方向に沿って、二つの短側面118a、118bより長く形成される。二つの長側面117a、117bは略平らであり、二つの短側面118a、118bは凸状の丸い曲面を成す。
第1電極板111には伝導性を有する第1電極タブ111aが結合される。第2電極板112には伝導性を有する第2電極タブ111bが結合される。第1電極タブ111aと第2電極タブ111bは、電極組立体110の第1端部115aから突出する。本実施例では、第1電極板111が正極板であり第2電極板112が負極板であるとして説明する。それによって、第1電極タブ111aは正極タブとなり、第2電極タブ111bは負極タブとなる。しかし、本発明はこれに限られるのではない。これとは異なって、第1電極板111が負極板で第2電極板112が正極板となり、それによって、第1電極タブ111aが負極タブで第2電極タブ111bが正極タブとなってもよい。
支持体120は、本体121と端子形成部130を備える。支持体120は、電極組立体110を収容して二次電池100を構造的に支持し、端子を提供する。支持体120は、二重射出のような方法によって製造されることができる。即ち、支持体120は、二重射出機で、端子形成部130を先に形成し、後で本体121を形成することにより製造されることができる。
本体121は、ベース部122、第1羽根部123、第2羽根部124及び第1接着剤溝125を備える。本体121は電極組立体110を囲み、二次電池100を構造的に支持する。本体121はポリプロピレン(PP)のような絶縁材質からなる。
ベース部122は一側方向に沿って長く延びた棒の形状を有し、電極組立体110の第1端部115aを覆う。ベース部122には端子形成部130が設けられる。ベース部122には、電極組立体110の第1端部115aと対向する収納溝122aが設けられる。収納溝122aは、電極組立体110の二つの電極タブ111a、111bが折り曲がって収納される空間を提供する。また、収納溝122aは電解液が収容される空間を提供する。ベース部122の長さ方向の両端には第1羽根部123と第2羽根部124が連結される。
第1羽根部123は、ベース部122から略直角に延びた棒の形状を有する。第1羽根部123は電極組立体110の第1短側面118aを覆う。第1羽根部123には、電極組立体110の第1短側面118aと対向する第1安着溝123aが設けられる。第1安着溝123aには、電極組立体110の凸状の第1短側面118aの少なくとも一部が挿入される。第1安着溝123aは電極組立体110を固定し、電解液が収容される空間を提供する。第1安着溝123aの外側角123bは丸く形成され、電極組立体110が損傷されることを防止する。
第2羽根部124は、ベース122から略直角に第1羽根部123と平行な方向に延びた棒の形状を有する。第2羽根部124は電極組立体110の第2短側面118bを覆う。第2羽根部124には、電極組立体110の第2短側面118bと対向する第2安着溝124aが設けられる。第2安着溝124aには、電極組立体110の凸状の第2短側面118bの少なくとも一部が挿入される。第2安着溝124aは電極組立体110を固定し、電解液が収容される空間を提供する。第2安着溝124aの外側角124bは丸く形成され、電極組立体110が損傷されることを防止する。
第1接着剤溝125は接着剤126が収容される溝であって、本体121の第1面121a、第2面121b、第1端面121cと、第2端面121dにわたって形成される。本体121の第1面121aは、電極組立体110の第1長側面117aと同じ方向を向く面である。本体121の第2面121bは、電極組立体110の第2長側面117bと同じ方向を向く面である。本体121の第1端面121cは、第1羽根部123の端面である。本体121の第2端面121dは第2羽根部124の端面である。第1面121aと第2面121bが第1端面121c及び第2端面121dと連結される各角121a1、121a2、121b1、121b2は丸く形成され、外装材140が損傷されることを防止する。本体121には接着剤126によって外装材140が付着する。
端子形成部130は本体121と一体に形成され、第1端子部130aと第2端子部130bを備える。端子形成部130は本体121のベース部122に位置し、二次電池100の端子を提供する。
第1端子部130aは、第1電極端子131aと第1シーリング部133aを備える。第1端子部130aは本体121で第1電極端子131aを支持する。
第1電極端子131aは、長い金属薄板の形状を有する。第1電極端子131aは、正極タブである電極組立体110の第1電極タブ111aと電気的に連結され、二次電池100の正極端子としての役割を果たす。
第1電極端子131aは、長さ方向に沿って順に位置する第1外部接続部131a1、第1絶縁部131a2及び第1内部接続部131a3を備える。第1外部接続部131a1は、本体121のベース部122から電極組立体110の反対側に延びて、保護回路部(図示せず)と電気的に連結されることができる。第1絶縁部131aには第1絶縁テープ132aが巻回されて絶縁される。第1内部接続部131a3は、本体121のベース部122から電極組立体110の方に延びて、電極組立体110の第1電極タブ111aと溶接のような方法によって結合される。第1内部接続部131a3は、第1電極タブ111aとともに折り曲がって、本体121に形成された収納溝122aに収納される。
第1シーリング部133aは、第1電極端子131aに巻回された第1絶縁テープ132aを囲むように形成される。第1シーリング部133aは、第1電極端子131aと本体121の間を密閉し、第1電極端子131aを支持する。第1シーリング部133aは、二重射出のような方法によって本体121より先に形成されることができる。このために、第1シーリング部133aは本体121より融点の高いポリマー材質からなる。第1シーリング部133aと第1電極端子131aは、第1シーリング部133aと第1絶縁テープ132aの間に形成された第1端子接着層134aによって接着される。第1シーリング部133aと本体121は、第1シーリング部133aと本体121の間に形成された第1本体接着層135aによって接着される。第1本体接着層135aは、本体121と同じかまたは類似の材質からなり、本体121を形成する樹脂の射出時に本体121と強く接着される。
第2端子部130bは、第2電極端子131bと第2シーリング部133bを備える。第2端子部130bは、本体121で第2電極端子131bを支持する。
第2電極端子131bは、長い金属薄板の形状を有する。第2電極端子131bは、負極タブである電極組立体110の第2電極タブ111bと電気的に連結され、二次電池100の負極端子としての役割を果たす。
第2電極端子131bは、長さ方向に沿って順に位置する第2外部接続部131b1、第2絶縁部131b2及び第2内部接続部131b3を備える。第2外部接続部131b1は、本体121のベース部122から電極組立体110の反対側に延びて、保護回路部(図示せず)と電気的に連結されることができる。第2絶縁部131bには第2絶縁テープ132bが巻回されて絶縁される。第2内部接続部131b3は、本体121のベース部122から電極組立体110の方に延びて、電極組立体110の第2電極タブ111bと溶接のような方法によって結合される。第2内部接続部131b3は、第2電極タブ111bと共に折り曲がって、本体121に形成された収納溝122aに収納される。
第2シーリング部133bは、第2電極端子131bに巻回された第2絶縁テープ132bを囲むように形成される。第2シーリング部133bは、第2電極端子131bと本体121の間を密閉し、第2電極端子131bを支持する。第2シーリング部133bは、二重射出のような方法によって本体121より先に形成されることができる。このために、第2シーリング部133bは本体121より融点の高いポリマー材質からなる。第2シーリング部133bと第2電極端子131bは、第2シーリング部133bと第2絶縁テープ132bの間に形成された第2端子接着層134bによって接着される。第2シーリング部133bと本体121は、第2シーリング部133bと本体121の間に形成された第2本体接着層135bによって接着される。第2本体接着層135bは、本体121と同じかまたは類似の材質からなり、本体121を形成する樹脂の射出時に本体121と強く接着される。
外装材140は、シートの形態を有し、支持体120とともに電極組立体110が収容される空間を提供する。外装材140は、本体121の第1面121a、第2面121b、第1端面121c及び第2端面121dにわたって、熱融着及び接着剤126によって本体121に結合される。熱融着による結合が可能になるように、接着剤126が形成される部分の幅は、外装材140が本体121の第1面121a、第2面121b、第1端面121c及び第2端面121dと接する部分の幅よりも小さく形成される。
外装材140としては、パウチ型二次電池に通常備えられるパウチが使用されることができる。例えば、外装材140は、ポリオレフィン系樹脂層(Polyolefin Layer)、アルミニウム層、ナイロン層の3層構造からなることができる。ポリオレフィン系樹脂層は熱接着性を有し、シール材の役割を果たし、アルミニウム層は外装材140の機械的強度を維持する基材及び水分と酸素のバリア層としての役割を果たし、ナイロン層は基材及び保護層として作用する。ポリオレフィン系樹脂層としては、主にCCP(Casted Polypropylene)が使用される。
次に、図9を参照して、本発明の第2実施例に係る二次電池を説明する。
図9は本発明の第2実施例に係る二次電池の平面図である。第2実施例において、第1実施例と同一構成要素に対しては同一参照符号が使用される。また、第2実施例において第1実施例と同一構成要素についての詳しい説明は、重複した説明を避けるために省略される。
図9を参照すると、二次電池200は端子形成部230を備える。二次電池200において端子形成部230を除いた他の構成は第1実施例の構成と同一であるので、他の同一構成についての説明は省略する。
端子形成部230は本体121と一体に形成され、第1電極端子131aと、第1電極端子131aを囲む第1絶縁テープ132aと、第2電極端子131bと、第2電極端子131bを囲む第2絶縁テープ132bと、シーリング部233とを備える。端子形成部230においてシーリング部233を除いた他の構成は第1実施例の構成と同一であるので、他の同一構成についての説明は省略する。
シーリング部233は、第1電極端子131aに巻回された第1絶縁テープ132aと第2電極端子131bに巻回された第2絶縁テープ132bを全て囲むように形成される。シーリング部233は、第1電極端子131aと本体121の間及び第2電極端子131b及び本体121の間を密閉し、第1電極端子131aと第2電極端子131bを支持する。一つのシーリング部233に二つの電極端子131a、131bが設けられるので、構造が単純になって製造が容易になる。
次に、図10を参照して、本発明の第3実施例に係る二次電池を説明する。
図10は本発明の第3実施例に係る二次電池の断面図である。第3実施例において、第1実施例と同一構成要素に対しては同一参照符号が使用される。また、第3実施例において第1実施例と同一構成要素についての詳しい説明は、重複した説明を避けるために省略される。
図10を参照すると、二次電池300は、第2接着剤溝325を備える支持体320を備える。第2接着剤溝325を除いた他の構成は第1実施例と同一であるので、他の同一構成についての説明は省略する。
第2接着剤溝325は、第1接着剤溝125と隣接して並列に延びて形成される。第2接着剤溝325には接着剤が収容される。外装材140が付着する前に、接着剤は第1接着剤溝125と第2接着剤溝325の間に塗布される。外装材140の付着過程で、余分の接着剤は両方の第1接着剤溝125と第2接着剤溝325に収容されるため、外装材140の付着が容易に行われることができる。
次に、図11を参照して、本発明の第4実施例に係る二次電池を説明する。
図11は本発明の第4実施例に係る二次電池の分解斜視図である。第4実施例において第1実施例と同一構成要素に対しては同じ参照符号が使用される。また、第4実施例において第1実施例と同一構成要素についての詳しい説明は、重複した説明を避けるために省略される。
図11を参照すると、二次電池400は、電極組立体110、支持体420、第1外装材440a及び第2外装材440bを備える。電極組立体110は第1実施例と同一構成を有するので、これについての詳しい説明は省略する。
支持体420は、閉図形の形状を有する本体421を備える。支持体420において本体421を除いた他の構成は第1実施例と同一であるので、同一構成についての詳しい説明は省略する。
本体421は四角形状を有し、電極組立体110の第1端部115a、第2端部115b、第1短側面118a、第2短側面118bを囲む。本体421の両面には接着剤426が塗布される。
第1外装材440aと第2外装材440bは、本体421の両側に接着剤426によって結合される。第1外装材440a及び第2外装材440bの材質は第1実施例の外装材140と同一であるので、これについての詳しい説明は省略する。
以上、本発明を前記実施例を以って説明したが、本発明はこれに限定されるのではない。当業者であれば、本発明の要旨及び範囲を逸脱せずに修正、変更することができ、このような修正及び変更も本発明に属するということが理解できるであろう。
100 二次電池
110 電極組立体
111a 第1電極タブ
111b 第2電極タブ
111 第1電極板
112 第2電極板
113、114 セパレーター
120 支持体
121 本体
122 ベース部
122a 収納溝
123 第1羽根部
123a 第1安着溝
124 第2羽根部
124a 第2安着溝
130 端子形成部
130a 第1端子部
131a 第1電極端子
133a 第1シーリング部
130b 第2端子部
131b 第2電極端子
133b 第2シーリング部
140 外装材

Claims (19)

  1. 電極組立体と、
    前記電極組立体を収容する支持体と、
    接着剤によって前記支持体に結合されるシート形態の外装材と、を備え、
    前記支持体は、前記接着剤が収容される第1接着剤溝を備え、
    前記支持体の内面には、前記電極組立体の一部が安着する安着溝が形成された
    ことを特徴とする二次電池。
  2. 前記支持体は、前記第1接着剤溝と並列に形成された第2接着剤溝をさらに備える
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  3. 前記接着剤が形成された部分の幅は、前記支持体と前記外装材が結合される部分の幅よりも小さく形成される
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  4. 前記支持体と前記外装材が結合される部分のうち前記接着剤が形成されない部分では、熱融着によって前記支持体と前記外装材が結合された
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  5. 前記支持体は、ベース部と、前記ベース部の両端から対向するように延びた第1羽根部及び第2羽根部とを備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池。
  6. 前記第1、第2羽根部は前記ベース部と直角を成す
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  7. 前記第1羽根部と第2羽根部の端部の角は丸く形成された
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  8. 前記電極組立体は、両端部と、前記両端部を連結し対向する二つの短側面を備え、
    前記支持体は、前記電極組立体の両端部と前記二つの短側面を囲む四角形状を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池。
  9. 前記安着溝の外側の角は丸く形成された
    ことを特徴とする請求項に記載の二次電池。
  10. 第1電極板と第2電極板を備える電極組立体と、
    前記電極組立体を収容する支持体と、を含み、
    前記支持体は、本体と、前記第1電極板に電気的に連結された第1電極端子及び前記第2電極板に電気的に連結された第2電極端子が設けられ、前記本体と一体に形成された端子形成部と
    接着剤によって前記支持体に結合されるシート形態の外装材とを備え、
    前記支持体は前記接着剤が収容される第1接着剤溝を備え、
    前記支持体の内面には、前記電極組立体の一部が安着する安着溝が形成された
    ことを特徴とする二次電池。
  11. 前記端子形成部は、前記第1電極端子を囲み前記本体と一体に形成された第1シーリング部を備える第1端子部と、前記第2電極端子を囲み前記本体と一体に形成された第2シーリング部を備える第2端子部と、を備える
    ことを特徴とする請求項10に記載の二次電池。
  12. 前記第1シーリング部と第2シーリング部は、前記本体よりも高い融点を有する材質からなる
    ことを特徴とする請求項11に記載の二次電池。
  13. 前記第1端子部は、前記第1シーリング部と前記第1電極端子の間に形成された第1端子接着層をさらに備え、前記第2端子部は、前記第2シーリング部と前記第2電極端子の間に形成された第2端子接着層をさらに備える
    ことを特徴とする請求項11に記載の二次電池。
  14. 前記端子形成部は前記第1電極端子と第2電極端子を一緒に囲み、前記本体と一体に形成されたシーリング部を備える
    ことを特徴とする請求項10に記載の二次電池。
  15. 前記シーリング部は前記本体より高い融点を有する材質からなる
    ことを特徴とする請求項14に記載の二次電池。
  16. 前記支持体は、前記端子形成部と前記本体の間に形成された本体接着層をさらに備える
    ことを特徴とする請求項10に記載の二次電池。
  17. 前記本体接着層は前記本体と同材質からなる
    ことを特徴とする請求項16に記載の二次電池。
  18. 前記第1電極端子は、前記本体から前記電極組立体の方に延びた第1内部接続部を備え、前記第2電極端子は、前記本体から前記電極組立体の方に延びた第2内部接続部を備える
    ことを特徴とする請求項10に記載の二次電池。
  19. 前記本体には、前記第1内部接続部と第2内部接続部が折曲されて収納される収納溝が設けられた
    ことを特徴とする請求項18に記載の二次電池。
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