KR100319108B1 - 이차 전지의 케이스 - Google Patents

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Abstract

이차 전지의 케이스를 개시한다. 양극판, 세퍼레이터, 음극판으로 된 전지셀이 수용되는 공간부가 형성되며 상하로 분리가능한 상하부 케이스로 이루어지고, 상기 공간부의 가장자리를 따라서 접합되는 상하부 밀봉부를 가지는 케이스에서 상기 상하부 밀봉부에는 적어도 하나 이상의 상하부 노치부가 형성된다.

Description

이차전지의 케이스{Case of the secondary battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지 셀을 감싸는 케이스에서 밀봉부가 접혀지는 부위의 구조가 개선된 이차 전지의 케이스에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 전자 장비 전원으로서 많이 사용되고 있는 니켈-카드늄(Ni-Cd) 전지나, 니켈-수소(Ni-Mh) 전지보다 작동 전압이 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 점에서 많은 연구가 진행되고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로는 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지는 리튬 폴리머 전지라고 부른다.
리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조가 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되고 있는 원통형 및 각형을 들 수 있다. 리튬 폴리머 전지는 그 형상이 비교적 자유로운데, 최근 들어서는 안정성과 형상의 자유도가 뛰어나고, 중량이 다른 전지보다 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 대하여 다른 어떠한 전지보다 유리하다고 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 리튬 폴리머 전지(10)는 양극판, 음극판, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터로 된 조전지(assembled battery)가 다수장 적층된 전지 셀(11)과, 상기 양극 및 음극판의 일 가장자리로부터 인출되는 복수개의 양극 탭(12) 및 음극 탭(13)군과, 상기 양극 및 음극 탭(12)(13)군과 각각 접속되는 양극 단자(14)와 음극 단자(15)를 포함한다.
그리고, 상기 전지 셀(11)을 실장하는 것으로서, 일변을 따라서 일체로 형성되고 다른 부분은 상호 분리가능한 상하부 케이스로 되어 있으며, 그 내부에 상기 전지 셀(11)이 수용되는 공간부(16)가 형성된 케이스(17)를 구비한다.
상기 케이스(17)에는 상하부 케이스가 상호 접합시 전지(10)의 내부를 외부로부터 밀폐시키기 위하여 공간부(16)의 가장자리를 따라서 밀봉부(17a)가 상하부 케이스별로 형성되어 있다.
이때, 상기 밀봉부(17a)는 공간부(16)내에 전지 셀(11)을 실장하고 밀봉시킨 다음에, 전지(10)를 패키징시 부피를 최소화하기 위하여 케이스(17)의 측벽으로 접혀지게 된다. 그리고, 상기 밀봉부(17a)는 접혀진 상태에서 별도의 접착 수단으로 상기 케이스(17)의 측벽에 고정시키게 된다.
그런데, 종래의 이차 전지(10)는 상기 밀봉부(17a)의 기밀성을 향상시키기 위하여 엠보싱(embossing) 접합 방식을 채용하고 있는데, 이러한 방식은 기밀성을좋게 하는 반면에 상기 밀봉부(17a)를 접기가 매우 힘이 들고, 또한, 전지(10)에 별도로 부착되는 보호 회로등의 장착이 용이하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 케이스 가장자리의 밀봉부를 원할하게 접을 수 있도록 구조가 개선된 이차 전지의 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 이차 전지를 도시한 개략적인 평면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이차 전지를 일부 절제 도시한 분리 사시도,
도 3은 도 2의 이차 전지의 밀봉부가 접혀지기 이전의 상태를 도시한 단면도,
도 4는 도 2의 이차 전지의 밀봉부가 접혀진 이후의 상태를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이차 전지의 밀봉부가 접혀지기 이전의 상태를 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 이차 전지의 밀봉부가 접혀진 이후의 상태를 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10,20...전지 11,24,54...전지 셀
12,25...양극 탭 13,26...음극 탭
14,27...양극 단자 15,28...음극 단자
17...케이스 21...양극판
22...음극판 23...세퍼레이터
29...상부 케이스 29a,59a...상부 밀봉부
31,51,56...상부 노치부 32,52,57...하부 노치부
200,500...하부 케이스 200a,500a...하부 밀봉부
210,510...공간부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 측면에 따른 이차 전지의 케이스는,
양극판, 세퍼레이터, 음극판으로 된 전지셀이 수용되는 공간부가 형성되며 상하로 분리가능한 상부 및 하부 케이스로 이루어지고, 상기 공간부의 가장자리를 따라서 접합되는 상부 및 하부 밀봉부가 형성된 이차 전지의 케이스에 있어서,
상기 상부 및 하부 밀봉부에는 적어도 하나 이상의 상부 및 하부 노치부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 및 하부 노치부는 상기 하부 케이스의 측벽으로 밀착가능하게 접혀지도록 상부 및 하부 밀봉부가 접합된 상태에서 동일한 위치에 소정의 곡률을 가지고 형성되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 상부 및 하부 노치부는 상기 공간부의 가장자리를 따라서 인접한 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 상부 및 하부 노치부는 상기 공간부의 가장자리를 따라서 인접한 위치에 형성되는 제1 상하부 노치부와, 상기 상하부 밀봉부의 길이가 상기 하부 케이스의 높이보다 길어서 케이스의 외부로 돌출되는 것을 방지하기 위하여 상기 제 1 상하부 노치부와 소정 간격 이격되게 제2 상하부 노치부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노치부가 형성되는 부위는 면접촉 방식으로 밀봉되고, 상기 노치부를 제외한 상하부 밀봉부에는 엠보싱 처리를 하여 기밀성을 유지하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 케이스를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬 이차 전지(20)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 전지(20)는 양극판(21)과, 음극판(22)과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(23)로 된 조전지가 다수장 적층된 전지 셀(24)을 포함한다. 상기 양극판(21)과 음극판(22)의 일 가장자리를 따라서는 양극 탭(25)과, 음극 탭(26)이 극판별로 인출되어 집합되어 있다. 상기 복수개의 양극 및 음극 탭(25)(26)군은 각각 양극 단자(27)와, 음극 단자(28)에 용접되어 있다. 상기 양극 및 음극 탭(25)(26)군은 추후 기술된 하부 케이스(200)의 공간부(210)에서 단위면적당 에너지 밀도를 최대화시키기 위하여 브이(V) 형태로 휘어져 있다.
그리고, 상기 전지(20)에는 상기 전지 셀(24)이 실장되는 별도의 케이스가 마련된다. 케이스는 상부 케이스(29)와, 상기 상부 케이스(29)의 일 가장자리를 따라서 일체로 형성되어 있고, 나머지 부분은 상호 분리가능한 하부 케이스(200)를포함한다. 상기 하부 케이스(200)에는 상기 전지 셀(24)을 수용하기 위한 공간부(210)가 형성되어 있다.
또한, 상기 상부 및 하부 케이스(29)(200)에는 공간부(210)의 가장자리를 따라서 전지(10)의 내부를 외부로부터 밀폐시키도록 상호 밀봉되는 상부 밀봉부(29a)와, 하부 밀봉부(200a)가 형성되어 있다.
이때, 상기 상부 및 하부 밀봉부(29a)(200a)는 전지(20) 내의 기밀을 유지하기 위하여 엠보싱 접합 방식을 채용하고 있다. 즉, 상기 상부 및 하부 케이스(29)(200)가 상호 접합시 접촉되는 면을 따라서 엠보싱 처리되어 있다. 여기서, 상기 밀봉부(29a)(200a)가 형성된 소정부에는 본 발명의 특징에 따른 노치부(30)가 형성되어 있다.
도 3은 도 2의 이차 전지(20)의 밀봉부가 케이스에 접혀지기 이전 상태를 도시한 것이고, 도 4는 밀봉부가 케이스에 접혀진 이후의 상태를 도시한 것이다.
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 전지(20)는 하부 케이스(200)에 마련된 공간부(210) 내에 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 된 조전지가 다수장 적층된 전지 셀(24)이 수용된다. 그리고, 상기 상부 및 하부 케이스(29)(200)에는 상기 전지 셀(24)이 실장되는 공간부(210) 이외의 부분은 엠보싱 접합 방식으로 접합되는 상부 및 하부 밀봉부(29a)(200a)가 형성되어 있고, 상기 밀봉부(29a)(200a)에는 소정부에 상기 전지 셀(24)이 수용되는 공간부(210)에 인접하게 노치부(30)가 형성되어있다.
보다 상세하게는, 상기 상부 밀봉부(29a)와 하부 밀봉부(200a)가 상호 접합되는 면에서 상기 공간부(210)로부터 인접한 가장자리를 따라서 동일한 위치에서 소정의 곡률을 가지는 상부 노치부(31)와, 하부 노치부(32)가 각각 형성된다. 이때, 상기 상부 및 하부 노치부(31)(32)는 엠보싱 처리가 되어 있지 않다.
이것은 추후에 상부 및 하부 밀봉부(29a)(200a)가 하부 케이스(200)의 측벽을 따라 접혀지게 될 때, 도 4에 도시된 것처럼 변형이 용이하게 하도록 하기 위함이다. 대신에, 상기 상부 및 하부 노치부(31)(32)로부터 각각 일체로 연장된 상부 및 하부 밀봉부(29a)(200a)에는 상부 및 하부 케이스(29)(200)가 접합되는 면에 엠보싱 처리를 하여 전지(20)의 기밀성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 이차 전지(20)는 패키징시, 전지 셀(24)을 공간부(210)에 실장한 다음에, 상부 및 하부 케이스(29)(200)의 접합되는 면을 열융착으로 밀봉시키게 된다. 이어서, 전지(20)의 부피를 줄이기 위하여 밀봉부(29a)(200a)를 접게 되는데, 상기 상부 및 하부 노치부(31)(32)는 소정의 곡률을 가지고 형성되어 있으므로 상기 하부 케이스(200)의 측벽에 접혀질 때 용이하게 구부려진다.
그리고, 엠보싱 처리된 상부 및 하부 밀봉부(29a)(200a)는 구부려지지않고 하부 케이스(200)의 측벽으로 위치하게 된다. 이후에, 별도의 접착 수단, 예컨대 테이프에 의하여 밀봉부(29a)(200a)는 하부 케이스(200)의 측벽에 부착가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이차 전지(50)의 밀봉부가 접혀지기이전 상태를 도시한 것이고, 도 6은 밀봉부가 케이스에 접혀진 이후의 상태를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 전지(50)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 된 조전지가 다수장 적층된 전지 셀(54)이 마련되고, 상기 전지 셀(54)은 상하 분리가 가능한 상부 및 하부 케이스(59)(500)에 실장된다. 상기 하부 케이스(500)에는 상기 전지 셀(54)이 수용가능한 공간부(510)가 마련되어 있다.
상기 상부 및 하부 케이스(59)(500)에는 공간부(510)의 가장자리를 따라서 상호 밀봉되는 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)가 형성되어 있고, 상기 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)는 엠보싱 접합 방식으로 접합가능하도록 엠보싱 처리가 되어 있다.
상기 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)가 밀봉후 하부 케이스(500)의 측벽으로 접혀지게 될 때에 전지(50) 내의 기밀성을 보다 확실히 하기 위하여 밀봉부(59a)(500a)의 길이가 하부 케이스(500)의 높이보다 길 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 대비하여, 상기 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)에는 복수개의 노치부(53)(58)가 형성된다.
즉, 상기 상부 밀봉부(59a)와 하부 밀봉부(500a)가 상호 접합되는 면에는 공간부(510)의 가장자리로부터 인접한 위치에 소정의 곡률을 가지는 제1 상부 노치부(51)와, 제1 하부 노치부(52)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 하부 케이스(500)의 높이를 초과하여 접혀지지 않도록 밀봉부(59a)(500a)에는 또 다른 노치부가 형성되어 있다. 상기 제1 상하부노치부(51)(52)와 소정 간격 이격된 위치에 해당되는 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)에는 제2 상부 노치부(56)와, 제2 하부 노치부(57)가 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 상하부 노치부(51)(52)와, 제2 상하부 노치부(56)(57)에는 엠보싱 처리가 되어 있지 않다.
이에 따라, 전지 셀(54)을 하부 케이스(500)에 마련된 공간부(510)에 실장한 다음에 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)를 밀폐시키고 난 다음에 하부 케이스(500)의 측벽을 따라 밀봉부(59a)(500a)를 접게 되면 제1 노치부(53)와, 제2 노치부(58)가 변형되어 접혀지게 된다.
이처럼, 전지(20)는 그 내부를 외부로부터 밀폐시키기 위하여 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)를 상호 밀착시킨 상태에서 열융착으로 밀봉시키게 된다. 이어서, 전지(20)의 부피를 최소화시키기 위하여 상기 밀봉부(59a)(500a)를 하부 케이스(500)의 측벽을 따라 접게 된다.
이때, 상기 밀봉부(59a)(500a)가 기밀성을 향상시키기 위하여 상기 하부 케이스(500)의 높이 보다 길게 형성되었을 경우에는 상술한 바와 같이 노치부가 복수개 형성되어 용이하게 변형시켜 접는 것이 가능하다.
즉, 제2 상부 및 하부 노치부(56)(57)를 일차적으로 접고 나서, 제1 상부 및 하부 노치부(51)(52)를 이차적으로 접은 상태에서 상기 하부 케이스(500)의 측벽으로 위치시킨다. 이에 따라, 엠보싱 처리가 된 노치부(53)(58) 이외의 상부 및 하부 밀봉부(59a)(500a)는 접힘이 없이 상기 케이스(500)측에 위치가 가능하게 되고, 이후에, 테이프와 같은 별도의 접착 수단을 이용하여 밀봉부(59a)(500a)를 하부 케이스(500)의 측벽에 부착시키게 된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 이차전지의 케이스는 케이스의 밀봉부에 소정의 곡률을 가지는 노치부를 형성시킴으로써, 밀봉부를 구부려서 케이스의 외면에 밀착시 노치부가 접혀지게 되고, 엠보싱 처리된 다른 부분은 접힘 없이 케이스의 측벽에 위치하게 되므로 용이하게 변형을 가져올 수가 있게 되어서 전지의 부피 감소 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 양극판, 세퍼레이터, 음극판으로 된 전지셀이 수용되는 공간부가 형성되며 상하로 분리가능한 상부 및 하부 케이스로 이루어지고, 상기 공간부의 가장자리를 따라서 접합되는 상부 및 하부 밀봉부가 형성된 이차 전지의 케이스에 있어서,
    상기 상부 및 하부 밀봉부에는 적어도 하나 이상의 상부 및 하부 노치부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 노치부는 상기 하부 케이스의 측벽으로 밀착가능하게 접혀지도록 상부 및 하부 밀봉부가 접합된 상태에서 동일한 위치에 소정의 곡률을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 노치부는 상기 공간부의 가장자리를 따라서 인접한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 노치부는 상기 공간부의 가장자리를 따라서 인접한 위치에 형성되는 제1 상하부 노치부와, 상기 상하부 밀봉부의 길이가 상기 하부 케이스의 높이보다 길어서 케이스의 외부로 돌출되는 것을 방지하기 위하여 상기 제 1 상하부 노치부와 소정 간격 이격되게 제2 상하부 노치부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 노치부가 형성되는 부위는 면접촉 방식으로 밀봉되고, 상기 노치부를 제외한 상하부 밀봉부에는 엠보싱 처리를 하여 기밀성을 유지하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
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