KR100322096B1 - Lithum polymer battery - Google Patents
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Abstract
리튬 폴리머 전지를 개시한다. 본 발명은 양극판, 세퍼레이터, 음극판순으로 된 전지부와, 상기 양극판과 음극판으로부터 각각 인출되는 양극 및 음극 탭과, 상기 양극 및 음극 탭의 단부와 각각 용접되는 양극 및 음극 단자와, 상기 전지부가 수용가능하게 공간부를 가지고 상하로 분리가능하며 상기 공간부의 가장자리를 따라서 밀폐되는 밀봉부가 형성된 케이스와, 상기 양극 및 음극 단자와, 양극 및 음극 탭이 용접되는 부위를 보호하고, 상기 양극 및 음극 단자의 일단부가 케이스 내부로 인출되도록 홈부가 형성된 보호 케이스에 관한 것이다.Disclosed is a lithium polymer battery. The present invention provides a battery unit in the order of a positive electrode plate, a separator, a negative electrode plate, a positive electrode and a negative electrode tab drawn out from the positive electrode plate and a negative electrode plate, a positive electrode and a negative electrode terminal respectively welded to the ends of the positive and negative electrode tabs, and the battery unit is accommodated. A case having a sealing portion formed therein, the sealing part being separable up and down with the space part and sealed along the edge of the space part, and protecting the positive and negative electrode terminals, and the portion where the positive and negative electrode tabs are welded, and one end of the positive and negative electrode terminals. It relates to a protective case formed with a groove portion to be drawn out into the additional case.
Description
본 발명은 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단자와 탭과의 용접 부위의 변형을 방지하도록 구조가 개선된 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium polymer battery, and more particularly, to a lithium polymer battery having an improved structure to prevent deformation of a welding portion between a terminal and a tab.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전이 가능한 전지를 말하는 것으로, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서 니켈-카드늄 전지나, 니켈-수소 전지의 3배에 해당되며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도록 신장되고 있는 추세이다.Secondary batteries, unlike primary batteries, which are not rechargeable, are rechargeable batteries, and are widely used in high-tech electronic devices such as cell phones, notebook computers, and camcorders. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, and is rapidly expanding in view of high energy density per unit weight.
이러한 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 이중에서, 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지녀 그 형상이 비교적 자유롭고, 무게가 가볍다는 측면에서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 수 있다.The lithium secondary battery may be classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. Generally, a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. do. Among them, the lithium polymer battery is flexible, and its shape is relatively free, and in terms of light weight, it can be said that it is advantageous to slim and lighten portable electronic devices.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 리튬 폴리머 전지(10)는 양극판(11)과, 음극판(12)과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(13)로 된 전지조(assembled battery)가 다수매 적층된 전지부(14)와, 상기 양극 및 음극판(11)(12)의 일 가장자리로부터 인출되는 복수개의 양극 탭(15)과, 음극 탭(16)과, 상기 양극 및 음극 탭(15)(16)과 각각 용접되는 양극 단자(17)와, 음극 단자(18)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional lithium polymer battery 10 includes a plurality of assembled batteries including a positive electrode plate 11, a negative electrode plate 12, and a separator 13 interposed therebetween. The battery unit 14, the plurality of positive electrode tabs 15 drawn from one edge of the positive and negative electrode plates 11 and 12, the negative electrode tab 16, and the positive and negative electrode tabs 15 and 16. ) And a positive electrode terminal 17 and a negative electrode terminal 18 to be welded, respectively.
또한, 상부 케이스(19)와, 상기 상부 케이스(19)의 일 가장자리에서 상호 일체로 형성되고, 상기 전지부(14)가 수용되는 공간부(100)가 형성된 하부 케이스(110)를 구비하고, 상기 상부 및 하부 케이스(19)(110)에는 공간부(100)의 가장자리를 따라 각각 상부 및 하부 밀봉부(19a)(110a)가 형성되어 있다.In addition, the upper case 19 and the lower case 110 formed integrally with each other at one edge of the upper case 19, the space portion 100 is accommodated in the battery unit 14 is provided, The upper and lower cases 19 and 110 are formed with upper and lower sealing parts 19a and 110a along edges of the space part 100, respectively.
상기 상부 및 하부 케이스(19)(110)를 상호 밀봉시키기 위해서는 다양한 방법이 제공될 수 있는데, 상기 상부 및 하부 밀봉부(19a)(110a)에 열 접착성 물질층을 도포하거나, 상기 상부 및 하부 케이스(19)(110)의 밀봉을 하기 위하여 별도로 마련된 치구의 밀봉부에 접착성 소재의 물질을 부착시켜 열압착하여 밀봉할 수도 있다.Various methods may be provided to mutually seal the upper and lower cases 19 and 110, and apply a layer of a heat-adhesive material to the upper and lower seals 19a and 110a, or the upper and lower cases. In order to seal the cases 19 and 110, a material of an adhesive material may be attached to a sealing portion of a jig separately provided and sealed by thermocompression bonding.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 리튬 폴리머 전지(10)는 복수개의 양극 탭(15)군과, 음극 탭(16)을 극판별로 집합시키고, 그 단부를 양극 단자(17)와 음극 단자(18)에 각각 용접시킨다. 그리고, 상기 하부 케이스(110)에 마련된 공간부(100)에 전지부(14)를 삽입시 전지의 에너지 밀도를 최대화시키기 위하여 상기 양극 및 음극 탭(15)(16)을 V자 형으로 절곡시킨다음 실장시키게 된다.In the conventional lithium polymer battery 10 having such a structure, a plurality of positive electrode tabs 15 and negative electrode tabs 16 are collected for each electrode plate, and ends thereof are connected to the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18. Weld each one. When the battery unit 14 is inserted into the space part 100 provided in the lower case 110, the positive and negative electrode tabs 15 and 16 are bent into a V shape to maximize the energy density of the battery. Then mounted.
이러한 방법으로 종래의 리튬 폴리머 전지(10)를 제조시, 상기 양극 및 음극 탭(15)(16)을 절곡시키는 과정에서 각 탭(15)(16)군들과 용접된 양극 및 음극 단자(17)(18)와의 용접 부위에서 일부 용접의 이탈이 일어나거나, 파괴가 일어날 수 있다. 또한, 상기 양극 및 음극 단자(17)(18)가 제 위치에서 이탈되어 상하부 케이스(19)(110)의 밀봉시 정위치에서 변위되거나, 양극 및 음극 단자(17)(18)가 구겨지는 현상등이 발생되어 전해액의 누수나 단락등 전지(10)의 불량을 초래하게 된다. 따라서, 상기 탭(15)(16)군과 양극 및 음극 단자(17)(18)가 용접되는 부위를 포함하여 이를 안정적으로 지지하는 수단이 필요하다고 할 수 있을 것이다.In manufacturing the conventional lithium polymer battery 10 in this manner, the positive electrode and negative electrode terminals 17 welded to the groups of the tabs 15 and 16 in the process of bending the positive and negative electrode tabs 15 and 16. At the welding site with (18) some detachment of welding may occur or breakage may occur. In addition, the positive and negative terminals 17 and 18 are displaced from their positions, and thus the upper and lower cases 19 and 110 are displaced in the correct positions or the positive and negative terminals 17 and 18 are wrinkled. Or the like, which causes leakage of the electrolyte or short circuit of the battery 10. Therefore, it may be said that there is a need for a means for stably supporting the tab 15, 16, and the positive and negative terminals 17 and 18, including a portion to be welded.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 양극 및음극 탭과, 이와 각각 용접되는 양극 및 음극 단자와의 용접 부위를 포함하여 이를 외부로부터 안정적으로 보호하도록 구조가 개선된 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, including a welding portion of the positive electrode and the negative electrode tab and the positive electrode and the negative electrode welded to each of the lithium polymer battery is improved in structure to protect it stably from the outside The purpose is to provide.
도 1은 종래의 리튬 폴리머 전지를 도시한 분리 사시도,1 is an exploded perspective view illustrating a conventional lithium polymer battery;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 전지를 도시한 분리 사시도,2 is an exploded perspective view illustrating a lithium polymer battery according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 주요부를 확대 도시한 사시도.3 is an enlarged perspective view of a main part of FIG. 2;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
10,20...전지 11,21...양극판10,20 batteries 11,21 anode plates
12,22...음극판 13,23...세퍼레이터12,22 ... negative plate 13,23 ... separator
14,24...전지부 15,25...양극 탭14,24 Battery compartment 15,25 Anode tab
16,26...음극 탭 17,27...양극 단자16,26 ... Negative tap 17,27 ... Anode terminal
18,28...음극 단자 19,29...상부 케이스18, 28 ... negative terminal 19, 29 ... upper case
110,210...하부 케이스 240...보호 케이스110,210 ... Lower case 240 ... Protective case
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 리튬 폴리머 전지는In order to achieve the above object, the lithium polymer battery of the present invention
양극판, 세퍼레이터, 음극판순으로 된 전지부;A battery unit comprising a positive plate, a separator, and a negative plate;
상기 양극판과 음극판의 일 가장자리로부터 각각 인출되는 양극 및 음극 탭;Positive and negative electrode tabs respectively drawn out from one edge of the positive and negative electrode plates;
상기 양극 및 음극 탭의 단부와 각각 용접되는 양극 및 음극 단자;Positive and negative terminals welded to ends of the positive and negative electrode tabs, respectively;
상기 전지부가 수용가능하게 공간부를 가지고 상하로 분리가능하며, 상기 공간부의 가장자리를 따라서 내부 공간을 밀폐가능하게 밀봉하는 밀봉부가 형성된 케이스; 및A case in which the battery part is receivable and has a space part, and is separable up and down, the case having a sealing part sealingly sealing the inner space along an edge of the space part; And
상기 양극 및 음극 단자와, 양극 및 음극 탭이 용접되는 부위를 보호하고, 상기 양극 및 음극 단자의 일단부가 상기 케이스 내부로 인출되도록 홈부가 형성된 보호 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a protective case in which a groove is formed to protect the positive and negative terminals and a portion to which the positive and negative electrode tabs are welded, and one end of the positive and negative terminals is drawn out into the case.
또한, 상기 보호 케이스는 상기 밀봉부에 위치하고, 그 내부에는 상기 양극 및 음극 단자가 각각 인출가능한 홈부가 폭방향으로 관통하여 형성되며, 상기 용접되는 부위가 상기 홈부 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the protective case is located in the sealing portion, a groove portion through which the positive and negative terminals can be drawn out, respectively, is formed through the width direction, characterized in that the welded portion is located in the groove portion.
게다가, 상기 보호 케이스는 폴리 프로필렌(poly propylene)이나, 폴리테트라플로우루에틸렌(polytetrafluoroethlene)이나, 폴리 에틸렌(poly ethylene)이나, 폴리이미드(poylimide)군중에서 선택된 어느 하나의 합성 수지로 된 것을 특징으로한다.In addition, the protective case is made of any one of polypropylene, polytetrafluoroethlene, polyethylene, and polyimide selected from the group of polyimide. do.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 전지를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a lithium polymer battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 리튬 폴리머 전지(20)를 도시한 것이다.2 illustrates a lithium polymer battery 20 according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 전지(20)는 양극판(21)과, 음극판(22)과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(23)로 된 전지조가 다수매 적층된 전지부(14)를 포함한다. 상기 양극 및 음극판(21)(22)의 일 가장자리로부터는 양극 탭(25)과 음극 탭(26)이 각각 인출되어 있고, 상기 양극 및 음극 탭(25)(26)은 탭군별로 집합된 상태에서, 그 단부가 양극 단자(27)와, 음극 단자(28)와 각각 용접되어 있다.Referring to the drawings, the battery 20 includes a battery unit 14 in which a plurality of cell tanks including a positive electrode plate 21, a negative electrode plate 22, and a separator 23 interposed therebetween are stacked. The positive electrode tab 25 and the negative electrode tab 26 are drawn out from one edge of the positive and negative electrode plates 21 and 22, respectively, and the positive and negative electrode tabs 25 and 26 are assembled in a tab group. The end is welded to the positive electrode terminal 27 and the negative electrode terminal 28, respectively.
또한, 상기 전지(20)에는 상부 케이스(29)와, 상기 상부 케이스(29)의 일 가장자리로부터 상호 일체로 형성되고, 상기 전지부(24)가 수용되는 소정 크기의 공간부(200)가 형성된 하부 케이스(210)를 구비한다. 상기 상부 및 하부 케이스(29)(210)에는 상기 공간부(200)의 가장자리를 따라서 형성되어서, 전해액의 누수를 방지하도록 밀폐되는 상부 및 하부 밀봉부(29a)(210a)가 형성되어 있다.In addition, the battery 20 is formed integrally with each other from one edge of the upper case 29 and the upper case 29, and the space portion 200 of the predetermined size to accommodate the battery unit 24 is formed The lower case 210 is provided. The upper and lower casings 29 and 210 are formed along edges of the space part 200 to seal the upper and lower sealing parts 29a and 210a to prevent leakage of the electrolyte.
그리고, 상기 전지부(24)가 수용되는 공간부(200)의 일측에는 상기 전지부(24)의 전지 반응시 발생되는 소정의 가스가 유출되어 저장되는 가스 배출부(220)가 형성되어 있고, 상기 공간부(200)와 가스 배출부(220) 사이에는 이를 상호 연통시키는 통로부(230)가 형성되어 있다. 이때, 상기 가스 배출부(220)는 상기 상부 및 하부 케이스(29)(210)과 상호 밀폐시 상기 전지부(24)의 전지 반응에 의한 가스가 공간부(200)로부터 배출된 다음에는 길이 방향으로 절단된다.In addition, at one side of the space part 200 in which the battery part 24 is accommodated, a gas discharge part 220 in which a predetermined gas generated when a battery reaction of the battery part 24 flows out is stored. The passage part 230 communicating with each other is formed between the space part 200 and the gas discharge part 220. In this case, the gas discharge part 220 is the longitudinal direction after the gas by the battery reaction of the battery unit 24 when the gas discharge unit 220 and the mutually sealed with the upper and lower cases 29,210 To be cut.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(20)는 복수개의 양극 탭(25)군과 음극 탭(26)군을 극판별로 집합시키고, 그 단부를 양극 단자(27)와, 음극 단자(28)에 각각 용접시킨다. 그리고, 상기 하부 케이스(210)에 마련된 공간부(200)에 전지부(24)를 삽입시 전지(20)의 에너지 밀도를 최대화시키기 위하여 상기 양극 및 음극 탭(25)(26)을 V자 형으로 절곡시킨 다음 실장시키게 된다.In the lithium polymer battery 20 according to the present invention having such a structure, a plurality of positive electrode tabs 25 and a negative electrode tab 26 group are collected for each electrode plate, and the ends thereof are the positive electrode terminal 27 and the negative electrode terminal ( 28) respectively. When the battery unit 24 is inserted into the space 200 provided in the lower case 210, the positive and negative electrode tabs 25 and 26 are V-shaped to maximize the energy density of the battery 20. Bent and then mounted.
여기서, 상기 하부 케이스(210)에는 상기 양극 및 음극 단자(27)(28)가 삽입되어 외부로 인출가능하고, 상기 양극 및 음극 탭(25)(26)과 양극 및 음극 단자(27)(28)와의 용접부위가 보호가능한 지지수단(240)이 설치된다.Here, the positive and negative terminals 27 and 28 are inserted into the lower case 210 to be pulled out to the outside, and the positive and negative tabs 25 and 26 and the positive and negative terminals 27 and 28 respectively. The support means 240 which can protect the welding part with) is installed.
보다 상세하게는 도 3에 도시된 바와 같다.In more detail, as shown in FIG.
도 3은 도 2의 일부를 발췌하여 확대 도시한 것이다.3 is an enlarged view of a portion of FIG. 2;
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.Here, the same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same members having the same function.
도면을 참조하면, 상기 하부 케이스(210)의 하부 밀봉부(210a)에는 지지수단, 예컨대 합성 수지로 된 보호 케이스(240)가 면접촉하여 고정되어 있다. 상기 보호 케이스(240)에는 상기 양극 단자(27)와 음극 단자(28)가 전지(20)의 외부로 돌출이 가능하도록 복수개의 홈부(240a)(240b)가 상기 케이스(240)를 관통하여 형성되어 있다.Referring to the drawings, a support means, for example, a protective case 240 made of synthetic resin is fixed to the lower sealing portion 210a of the lower case 210 by surface contact. In the protective case 240, a plurality of grooves 240a and 240b are formed through the case 240 so that the positive terminal 27 and the negative terminal 28 protrude out of the battery 20. It is.
이때, 상기 양극 단자(27)와 음극 단자(28)는 외부로 인출되는 부위와 반대측의 단부에 상기 양극 탭(25)군과 음극 탭(26)군의 단부가 각각 용접된다. 그리고, 이 용접된 부위(31)를 포함한 상기 양극 및 음극 단자(27)(28)는 하부케이스(210)의 공간부(210a)로부터 상기 홈부(240a)(240b)를 통하여 각각 삽입되어 외부로 인출된다.At this time, the positive electrode terminal 27 and the negative electrode terminal 28 are welded to the ends of the positive electrode tab 25 group and the negative electrode tab 26 group on the opposite side to the portion drawn out to the outside. The positive and negative terminals 27 and 28 including the welded portion 31 are respectively inserted through the groove portions 240a and 240b from the space portion 210a of the lower case 210 to the outside. Withdrawn.
상기 양극 및 음극 단자(27)(28)가 상기 보호 케이스(240)를 통하여 위치가 설정된 다음에는 상기 양극 탭(25)군과 음극 탭(26)군은 상기 공간부(200)에서 전지(20)의 에너지 밀도를 최적화시키기 위하여 V자 형태로 꺾게 된다.After the positive and negative terminals 27 and 28 are positioned through the protective case 240, the positive electrode tab 25 and the negative electrode tab 26 are connected to the battery 20 in the space part 200. In order to optimize the energy density of), it is bent in a V-shape.
이로써, 상기 양극 및 음극 단자(27)(28)는 제 위치에서 이탈되지 않을 수 있고, 특히, 양극 및 음극 탭(25)(26)군과 양극 및 음극 단자(27)(28)와의 용접되는 부위는 상기 홈부(240a)(240b) 내에 위치하게 되어 양극 탭(25)군과 음극 탭(26)군을 꺾을 시 용접부의 박리나 손상을 미연에 방지할 수 있다.As a result, the positive and negative terminals 27 and 28 may not be released in position, and in particular, the positive and negative terminals 25 and 26 are welded with the positive and negative terminals 27 and 28. The part is positioned in the grooves 240a and 240b to prevent peeling or damage of the welded part when the positive electrode tab 25 group and the negative electrode tab 26 group are folded.
한편, 상기 보호 케이스(240)는 폴리 프로필렌(poly propylene)이나, 폴리테트라플로우루에틸렌(polytetrafluoroethlene)이나, 폴리 에틸렌(poly ethylene)이나, 폴리이미드(poylimide)군중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것으로서, 내전해액성이 우수한 합성 수지로 된 것이 단락 방지를 위해서 바람직하다고 할 수 있다.The protective case 240 is made of polypropylene, polytetrafluoroethlene, polyethylene, or polyimide, and is selected from the group consisting of an electrolyte solution It can be said that it is preferable to use the synthetic resin which is excellent in the property for short circuit prevention.
또한, 지지수단이 상기 보호 케이스(240)처럼 복수개의 홈부(240a)(240b)가 형성되어 양극 및 음극 단자(27)(28)를 끼워주는 형태가 아니라, 박판의 합성 수지를 이용하여 상기 단자(27)(28)를 일측에서 지지하여 고정하는 방법도 강구할 수 있을 것이다.In addition, the support means is not a form in which a plurality of grooves 240a and 240b are formed like the protective case 240 so as to sandwich the positive and negative terminals 27 and 28, and the terminal is made of a thin synthetic resin. (27) (28) One way to support and fix it will also be possible.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 리튬 폴리머 전지는 양극 및 음극 탭과양극 및 음극 단자와 용접되는 부위를 포함하여 이들을 안정적으로 보호할 수 있는 지지수단이 설치됨으로써, 전지의 제조 공정시 용접 부위의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 양극 및 음극 단자를 보호하는 지지수단이 내전해액성이 우수한 수지로 된 보호 케이스로 되어 있어서 전해액의 누수를 방지하고, 단락 또한 미연에 차단할 수 있다.As described above, the lithium polymer battery of the present invention is provided with supporting means for stably protecting the positive electrode and the negative electrode tab and the positive electrode and the negative electrode terminal, and thus, damage to the welded portion during the manufacturing process of the battery. Can be prevented. In addition, the support means for protecting the positive and negative terminals is made of a protective case made of a resin having excellent electrolyte resistance, thereby preventing leakage of the electrolyte and preventing short circuiting.
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 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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