KR100424263B1 - 리튬 이차 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 복수개의 양극판과, 세퍼레이터 및, 음극판이 적층되어 이루어지는 전극 조립체와; 전극 조립체가 수용되며 전지를 밀봉시키는 케이스와; 각 양극판의 일측으로부터 각각 연장되는 복수개의 양극탭들 및, 양극탭들과 대향되는 측의 각 음극판으로부터 각각 연장되는 복수개의 음극탭들과; 양극탭들 및 음극탭들의 각 끝단과 결합되어 전지의 외부로 돌출되는 양극 리이드 및 음극 리이드와; 양극 리이드 및 음극 리이드에 형성되어 케이스 내부의 전해액이 리이드들과 케이스의 접합부위를 타고 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 리이드 테이프; 및 시일 리이드 테이프에 형성되어 시일 리이드 테이프의 절곡을 용이하게 하는 절곡 수단;을 구비한다.

Description

리튬 이차 전지{Lithium secondary battery}

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 케이스로부터 전해액의 누설을 방지하기 위해 설치되는 시일 리이드 테이프의 절곡성이개선된 리튬 이차전지에 관한 것이다.

전자 기기, 예컨대 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 소형화, 경량화 및 무선화가 급속하게 진행됨에 따라 그 구동전원으로서 에너지밀도가 높은 리튬 이차 전지가 활발히 개발되고 있다. 상기 리튬 이차전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와, 리튬 이온 전지 및, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 구별된다. 또한, 상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지와 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.

도 1은 통상적인 리튬 이차전지의 일예를 도시한 단면도이다.

도시된 리튬 이차전지는, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터(separator)를 구비하는 전극 조립체(11)와, 이 전극 조립체(11)를 감싸서 밀봉하는 케이스(12)를 구비하여 이루어진다. 그리고, 상기 전극 조립체(11)와 외부의 전기적 통로 역할을 하는 리이드(13)는 양극판 및 음극판에 마련된 전극탭(14)에 각각 연결되며, 이 리이드(13)는 케이스(12) 밖으로 소정 길이 노출되도록 설치된다.

여기에서 상기 케이스(12)의 밖으로 일부 노출되는 리이드(13)는 케이스(12) 내부의 전해액이 리이드(13)와 케이스(12)의 접합부위를 타고 누출(leakage)되는 것을 방지하기 위하여, 시일 리이드 테이프(seal lead tape)가 형성되어 있다. 즉, 이 시일 리이드 테이프는 상하부 케이스(12a,12b)의 접합부위에 설치되어 전해액의 누출을 방지하게 된다. 한편, 노출된 리이드(13)에는 전지의 충방전을 제어하기 위한 보호 회로기판이 접속될 수 있다. 이와 같이 리이드(13)에 보호 회로기판이 접속될 경우, 리이드(13)를 절곡시킴으로써, 리이드(13)와 접속된 보호 회로기판을 케이스(12)의 일면에 안착시키게 된다.

그런데, 전지의 밀봉 후에는 시일 리이드 테이프는 경화되며, 시일 리이드 테이프의 일부가 케이스 밖으로 노출된다. 바람직하게는 케이스와 노출된 시일 리이드 테이프 사이의 경계부위에서, 리이드를 절곡시키는 것이 전지의 전체 높이를 작게 할 수 있어 유리하다. 그러나, 시일 리이드 테이프가 경화되어 있기 때문에, 케이스와 노출된 시일 리이드 테이프 사이의 경계부위를 절곡시키는 것이 용이하지 않으며, 경계부위에서 절곡될 경우에도 전지의 전체 높이가 다소 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전지의 케이스로부터 전해액의 누출을 방지하기 위하여 설치되는 시일 리이드 테이프에 절곡 수단을 마련하여 절곡을 용이하게 한편, 전지의 전체 높이가 다소 커지는 문제를 해결할 수 있는 리튬 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 리튬 이차전지에 대한 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차전지에 대한 분리 사시도.

도 3은 도 2에 있어서, 리이드 및 실링 리이드 테이프를 발췌 도시된 사시도.

도 4는 도 3의 리이드 및 시일 리이드 테이프가 절곡된 상태를 도시한 사시도.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

20..전극 조립체 30..전극탭

40..리이드 50..보호 회로기판

60..케이스 70..시일 리이드 테이프

80..절개부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 복수개의 양극판과, 세퍼레이터 및, 음극판이 적층되어 이루어지는 전극 조립체와; 상기 전극 조립체가 수용되며 전지를 밀봉시키는 케이스와; 상기 각 양극판의 일측으로부터 각각 연장되는 복수개의 양극탭들 및, 상기 양극탭들과 대향되는 측의 상기 각 음극판으로부터 각각 연장되는 복수개의 음극탭들과; 상기 양극탭들 및 음극탭들의 각 끝단과 결합되어 전지의 외부로 돌출되는 양극 리이드 및 음극 리이드와; 상기 양극 리이드 및 음극 리이드에 형성되어 상기 케이스 내부의 전해액이 상기 리이드들과 케이스의 접합부위를 타고 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 리이드 테이프; 및 상기 시일 리이드 테이프에 형성되어 상기 시일 리이드 테이프의 절곡을 용이하게 하는 절곡 수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 절곡 수단은, 상기 시일 리이드 테이프의 양측 가장자리로부터 그 폭방향을 따라 소정 길이로 찢어져 형성된 절개부인 것이 바람직하다.

상기 절곡 수단은, 상기 시일 리이드 테이프의 양측 가장자리로부터 그 폭방향을 따라 소정 길이로 인입되어 형성된 절곡홈인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차전지가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2에 있어서, 리이드 및 시일 리이드 테이프가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 리튬 이차전지는 전극 조립체(20)와, 상기 전극 조립체(20)의 일측에 마련된 전극탭(30)과, 상기 전극탭과 연결되는 리이드(40)와, 상기 전극 조립체(20)의 충방전을 제어하기 위한 보호회로(50)를 구비한다.

상기 전극 조립체(20)는 그리드(grid)에 전극 활물질을 충전시킨 양극판들 및, 음극판들과, 상기 양극판들과 음극판들 사이에 개재된 것으로 유기 전해액이 함침되어 있는 세퍼레이터들이 적층된 구조로 되어 있다. 그리고, 상기 전극 조립체(20)는 케이스(60)에 의해 감싸져서 밀봉된다. 상기 케이스(60)는 파우치 형태로서, 상기 전극 조립체(20)가 안착되는 하부 케이스(62)와, 상기 하부 케이스(62)를 밀봉시키는 상부 케이스(61)로 이루어져 있다. 상기 케이스(60)의 내측에는 열접착성 물질, 예를 들어 폴리머 물질이 적층되어 있다.

따라서, 상기 하부 케이스(62)내에 전극 조립체(20)가 안착된 후, 상하부 케이스(61,62)의 각 내측 가장자리면(63)에 위치된 열접착성 물질이 열에 의해 용융되어, 상호 융착됨으로써, 상기 상하부 케이스(61,62)가 상호 결합이 되고, 이에 따라 전지가 밀봉될 수 있다.

상기 전극 조립체(20)의 일측에 마련된 전극탭(30)들에 있어서, 양극판들의 일측으로부터는 양극탭(31)들이 연장 형성되어 전극 조립체(20) 밖으로 돌출 연장되어 있으며, 음극판들의 일측으로부터는 음극탭(32)들이 형성되어 전극 조립체(20) 밖으로 돌출 연장되어 있다. 상기 양극탭(31)들 및 음극탭(32)들은 하부 케이스(62)내에서 하방으로 절곡된 형태를 가진다. 상기 양극탭(31)들과 음극탭(32)들은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치되어, 양극탭군과 음극탭군을 형성하게 된다.

상기 리이드(40)는 상기 양극탭(31)들의 끝단에 용접되어 결합된 양극 리이드(41)와, 음극탭(32)들의 끝단에 용접되어 결합된 음극 리이드(42)로 이루어져 있다. 상기 리이드(40)의 일부는 케이스(60) 밖으로 노출이 됨으로써, 전극 조립체(20)와 보호회로(50)와의 전기적 통로 역할을 하게 된다.

상기 보호 회로기판(50)은 상기 케이스(60)의 외부에서 전극 조립체(20)와전기적으로 연결된다. 상기 보호 회로기판(50)은 전극 조립체(20)의 충방전을 제어하기 위한 것으로서, 예를 들어 전극 조립체(20)로부터 과전류가 흘렀을 때, 이러한 과전류를 차단시키게 된다.

상기 양극 리이드(41) 및 음극 리이드(42)에는 각각 시일 리이드 테이프(70)가 형성되어 있다. 상기 시일 리이드 테이프(70)는 케이스(60) 내부의 전해액이 리이드(40)와 케이스(60)의 접합부위를 타고 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 시일 리이드 테이프(70)는 리이드(40)의 일부를 감싸게 된다. 즉, 전해액 누출효과를 높이기 위하여, 상기 시일 리이드 테이프(70)의 폭은 리이드(40)의 폭보다 크며, 그 길이는 케이스(60)의 접합부위에서 리이드(40) 길이방향에 따른 길이보다 큰 것이 바람직하다. 따라서, 상기 시일 리이드 테이프(70)는 상하부 케이스가 접합된 후에, 케이스(60)의 밖으로 일부 돌출이 되어진다.

한편, 상기 시일 리이드 테이프(70)에는 절곡이 용이하게 될 수 있도록 절곡 수단이 마련되어 있다. 상기 절곡 수단은 시일 리이드 테이프(70)에 폭방향으로 일부 찢어진 절개부(80)인 것이 바람직하다. 즉, 상기 절개부(80)는 시일 리이드 테이프(70)의 양측에 각각 형성되어 있는데, 상기 절개부(80)는 그 가장자리로부터 각각 폭 방향이며 소정 길이로 찢어져 형성되어 있다. 한편, 상기 절곡 수단은, 이에 한정되지 않고, 상기 시일 리이드 테이프(70)의 일면에 소정 깊이로 인입되어 형성된 절곡홈인 것도 가능하다.

상기 각 절개부(80)의 종단부와 상기 리이드(40)의 측면부 사이에는 절개되지 않은 비절개부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 더 상세하게는 상기 각 절개부(80)의 길이는 상기 시일 리이드 테이프(70)의 폭길이의 대략 5~10% 정도인 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

상기 시일 리이드 테이프(70)에 상기와 같은 절개부(80)가 형성됨으로써, 도 4에 도시된 것처럼, 상기 시일 리이드 테이프(70)가 상기 절개부(80)를 따라 용이하게 절곡될 수 있다. 또한, 상기 절개부(80)는 시일 리이드 테이프(70)와 케이스(60) 단부와의 경계부위에 형성되는 것이 바람직하다. 그 결과, 상기 케이스(60) 단부로부터 직방으로 절곡될 수 있어, 전지의 전체 높이가 최소화될 수 있다.

한편, 상기와 같이 시일 리이드 테이프(70)가 절곡되고, 상기 리이드(40)가 다단 절곡됨으로써, 상기 리이드(40)와 접속된 보호 회로기판(50)이 케이스(60)의 일측에 안착되어진다.

상술한 바와 같이, 전지의 케이스로부터 전해액의 누출을 방지하기 위하여 설치되는 시일 리이드 테이프에 절곡 수단을 마련함으로써, 시일 리이드 테이프를 용이하게 절곡시킬 수 있다. 또한, 케이스의 단부로부터 직방으로 절곡될 수 있어, 전지의 전체 높이를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 복수개의 양극판과, 세퍼레이터 및, 음극판이 적층되어 이루어지는 전극 조립체와;

   상기 전극 조립체가 수용되며 전지를 밀봉시키는 케이스와;

   상기 각 양극판의 일측으로부터 각각 연장되는 복수개의 양극탭들 및, 상기 양극탭들과 대향되는 측의 상기 각 음극판으로부터 각각 연장되는 복수개의 음극탭들과;

   상기 양극탭들 및 음극탭들의 각 끝단과 결합되어 전지의 외부로 돌출되는 양극 리이드 및 음극 리이드와;

   상기 양극 리이드 및 음극 리이드상에 이들의 폭보다 크게 형성되어 상기 케이스 내부의 전해액이 상기 리이드들과 케이스의 접합부위를 타고 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 리이드 테이프; 및

   상기 시일 리이드 테이프의 양측 가장자리에 형성되어 상기 시일 리이드 테이프 및 상기 리이드들의 절곡을 용이하게 하는 절곡 수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절곡 수단은, 상기 시일 리이드 테이프의 양측 가장자리로부터 그 폭방향을 따라 소정 길이로 찢어져 형성된 절개부인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 각 절개부의 종단부와 상기 리이드의 측면부 사이는 절개되지 않은 비절개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 절곡 수단은, 상기 시일 리이드 테이프의 양측 가장자리로부터 그 폭방향을 따라 소정 길이로 인입되어 형성된 절곡홈인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.