KR100601534B1 - 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지 - Google Patents

전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명이 속한 기술분야는 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 기계적 강도가 높아 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호하고, 두께를 얇게 할 수 있어 전지 용량을 증가시킬 수 있으며, 또한 스웰링 현상을 억제하여 전지의 외관 변형을 방지할 수 있도록 함에 있다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 대략 평평한 제1면과 이것의 반대면인 대략 평평한 제2면을 갖는 스틸과, 스틸의 제1면에 일정 두께로 접착된 제1접착제와, 제1접착제에 일정 두께로 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)과, 스틸의 제2면에 일정 두께인 동시에 고온에서 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지를 특징으로 한다.
리튬폴리머전지, 외장재, 스틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)

Description

전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지{Battery outer body and lithium polymer battery using it}
도 1은 본 발명에 의한 전지용 외장재로서, 드로잉부가 형성되기 전의 상태를 도시한 사시도이다.
도 2a는 도 1의 1-1선으로서 본 발명의 한 실시예에 의한 전지용 외장재의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 2a 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 3a는 도 1의 1-1선으로서 본 발명의 다른 실시예에 의한 전지용 외장재의 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 3a 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 의한 전지용 외장재에 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 드로잉부가 형성된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 4a 영역을 도시한 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 리튬 폴리머 전지를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 5-5선 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10; 본 발명에 의한 전지용 외장재
11; 스틸 11a; 제1면
11b; 제2면 12; 제1접착제
13; 변성 폴리프로필렌(CPP) 14; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)
16; 드로잉부 17a; 제1영역
17b; 제2영역
20; 본 발명에 의한 리튬 폴리머 전지
21; 전극 조립체 21a; 양극 집전체
21b; 음극 집전체 21c; 세퍼레이터
22a; 양극탭 22b; 음극탭
23; 보호회로기판
본 발명은 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로서, 보다 상세히는 기계적 강도가 높아 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호하고, 두께를 얇게 할 수 있어 전지 용량을 증가시킬 수 있으며, 또한 스웰링 현상을 억제하여 전지의 외관 변형을 방지할 수 있는 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.
일반적으로 리튬 폴리머 전지는 양극 집전체와 음극 집전체 사이의 세퍼레이터(이하, 양극 집전체, 음극 집전체 및 세퍼레이터를 전극 조립체로 칭함)가 리튬 이온 전지에서의 분리 역할 외에 이온전도의 매개체, 즉, 전해질의 역할을 하는 전지를 말한다. 이러한 세퍼레이터는 겔형 고분자 전해질로 형성되는데, 이온 전도도 를 향상시키기 위해 전해액을 고분자에 함침한 상태에서 제조하고 있다. 상기 겔형 고분자 전해질의 장점은 향상된 이온전도도 외에 우수한 전극과의 접합성, 기계적 물성, 그리고 제조의 용이성 등을 들 수 있다. 대표적인 겔형 고분자 전해질로서 벨코어(Bellcore)사의 PVDF계 전해질은 vinylidene fluoride(VDF)와 hexafluoroethylne(HFP)의 공중합체와 가소제, 그리고 무기첨가제를 혼합하여 필름 성형후 전해액을 함침시켜 겔화시키는 공정으로 제조된다.
한편, 리튬 폴리머 전지와 리튬 이온 전지의 특징을 간단히 비교하면 다음과 같다.
첫째, 리튬 폴리머 전지는 구조상 판상 구조가 가능하기 때문에, 리튬 이온 전지의 공정에서 반듯이 필요로 하는 와인딩(winding) 공정을 채택할 필요가 없다. 따라서, 다수의 판 형태로 전극 조립체를 적층할 수 있으며, 그 전극 조립체를 각형 구조에 매우 알맞은 형태로 제조할 수 있다.
둘째, 전해액이 모두 일체화된 셀(cell) 내부에 주입되어 있기 때문에 외부에 노출되는 전해액은 거의 존재하지 않는다.
셋째, 자체가 판상 구조로 될 수 있기 때문에, 각형을 만들때 압력을 가하지 않아도 된다. 따라서, 결정적으로 전지 외장재를 두껍고 딱딱한 각형 또는 원통형 캔(can) 대신, 얇고 연성(flexible)인 파우치(pouch, 주머니)를 이용할 수 있다.
이와 같이 전지 외장재로서 연성 파우치를 이용하게 되면, 캔에 비해 두께를 대폭 줄일 수 있어, 같은 체적내에 더욱 많은 전극 조립체를 형성할 수 있게 된다. 즉, 전지의 용량을 대폭 늘릴 수 있게 된다. 또한 전지 외장재가 연성이기 때문에, 전지를 원하는 형태로 쉽게 제조할 수 있고, 따라서 각종 전자기기에 장착하기 쉬운 장점이 있다.
그러나, 이러한 파우치 형태의 전지 외장재는 전지 용량 증대 및 다양한 형태로의 가공성에도 불구하고, 기계적 강도가 약하여 외부 충격에 매우 취약하다는 문제가 있다. 예를 들면, 전지 외장재가 날카로운 물건(예를 들면, 바늘 또는 못)에 찔렸을 경우 구멍이 쉽게 형성되고, 애완동물 등에게 물렸을 경우 쉽게 찢어진다. 더욱이, 위와 같이 날카로운 물건이 외장재를 관통하여 내부의 전극 조립체까지 접촉하게되면, 양극 집전체와 음극 집전체가 쇼트되어, 전지가 발화하거나 폭발할 수도 있다.
더욱이, 이러한 외장재를 이용한 리튬 폴리머 전지는 고온 방치시 전지가 외부로 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상이 심하게 발생하는 단점이 있다. 즉, 전극조립체를 감싸고 있는 외장재가 연성이고 또한 기계적 강도가 약하기 때문에, 내부의 고분자 전해질에서 발생하는 개스에 의해 전지의 두께 및 외관이 쉽게 변형된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기계적 강도를 높여 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있는 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 강도를 높임에도 불구하고, 그 두께는 상대적으로 더욱 얇게 할 수 있어 전지 용량을 증대시킬 수 있는 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 스웰링 현상을 억제함으로써, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있는 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전지용 외장재는 대략 평평한 제1면과 이것의 반대면인 대략 평평한 제2면을 갖는 스틸과, 상기 스틸의 제1면에 일정 두께로 접착된 제1접착제와, 상기 제1접착제에 일정 두께로 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)과, 상기 스틸의 제2면에 일정 두께인 동시에 고온에서 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함한다.
상기 스틸의 제2면과 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 사이에는 제2접착제가 더 개재될 수 있다.
상기 스틸의 제1면과 제2면 사이의 두께는 20~100um일 수 있다.
상기 스틸은 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금 또는 철, 탄소, 크롬 및 니켈의 합금중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 스틸은 연신율이 20~60%일 수 있다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 알로이 필름(alloy film)일 수 있다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에는 분말상의 충격강화용 고무, 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제 및 접착제가 더 포함될 수 있다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 두께가 5~10um일 수 있다.
상기 전지용 외장재는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체 사이에 세퍼레이터가 개재된 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 일단에서 접히기 시작하여 상기 드로잉부를 덮는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 전지용 외장재는 상기 제1영역 및 제2영역중 상기 드로잉부의 외주연에 대응하는 변성 폴리프로필렌(CPP)이 상호 열융착되어 접합될 수 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 리튬 폴리머 전지는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체로부터 외측으로 일정 길이 연장되어 접합된 양극탭 및 음극탭이 구비된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역이 구비되고, 상기 제1영역의 드로잉부를 덮을 수 있도록 제2영역이 구비된 스틸 재질의 외장재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 외장재는 대략 평평한 제1면과 이것의 반대면인 대략 평평한 제2면을 갖는 스틸과, 상기 스틸의 제1면에 일정 두께로 접착된 제1접착제와, 상기 제1접착제에 일정 두께로 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)과, 상기 스틸의 제2면에 일정 두께인 동시에 고온에서 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어질 수 있다.
상기 양극탭 및 음극탭은 상기 외장재 외부로 일정 길이 연장되고, 상기 외장재에는 보호회로기판이 위치되며, 상기 보호회로기판에는 상기 양극탭 및 음극탭이 접속될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명은 기계적 강도가 큰 스틸을 외장재로 이용함으로써, 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 그 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이 가능하고, 따라서 그 얇아진 두께만큼 전극 조립체의 체적을 더 크게 할 수 있어서, 전지의 용량을 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 스웰링 현상을 근본적으로 억제하여, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 전지용 외장재(10)로서, 드로잉부가 형성되기 전의 펼쳐진 상태가 사시도로서 도시되어 있고, 도 2a를 참조하면, 도 1의 1-1선으로서 본 발명의 한 실시예에 의한 단면도가 도시되어 있으며, 도 2b를 참조하면, 도 2a의 2a 영역인 확대 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 전지용 외장재(10)는 크게 스틸(11), 제1접착제(12), 변성 폴리프로필렌(casted polypropylene:CPP)(13) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate:PET)(14)로 이루어져 있다.
먼저 상기 스틸(11)은 대략 평평하거나 완전히 평평한 제1면(11a)과, 이것의 반대면으로서 대략 평평하거나 완전히 평평한 제2면(11b)으로 이루어져 있다. 또한, 상기 스틸(11)은 제1면(11a)과 제2면(11b) 사이의 두께가 대략 20~100um로서, 종래에 비해 수 또는 수십um 정도 얇게 형성되어 있다. 즉, 상기 스틸(11)은 종래에 비해 기계적 강도가 크기 때문에, 그 두께를 종래보다 더 낮추면서도 강도는 더 크게 할 수 있다. 따라서, 종래와 같은 체적내에 더욱 많은 체적의 전극 조립체(도시되지 않음)를 수납할 수 있게 된다. 또한, 상기 스틸(11)은 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)의 합금 또는 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 합금중 선택된 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 상기 스틸(11)은 철 84~88.2%, 탄소 0.5% 이하, 크롬 11-15% 및 망간 0.3-0.5%로 이루어진 합금이나, 철 63.7~75.9%, 탄소 0.1-0.3%, 크롬 12-18% 및 니켈 7-12%의 합금일 수 있다. 더불어, 상기 스틸(11)은 한국공업규격(KS)중 STS301, STS304, STS305, STS316L, 또는 STS321중 선택된 어느 하나(또는, 일본공업규격(JIS) SUS301, SUS304, SUS305, SUS316L, 또는 SUS321중 선택된 어느 하나)를 이용할 수 있으나, 이러한 공업규격으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이러한 스틸(11)은 기계적 강도가 높은 철(Fe)에 내식성이 강한 크롬(Cr) 및/또는 니켈(Ni) 등이 적당량 함유된 합금으로서, 전지용 외장재(10)의 기계적 강도를 높여줄 뿐만 아니라 전해액 등에 의한 내식성도 높여준다. 물론, 기본적으로 상기 스틸(11)은 전지의 외부로부터 내부로의 수분 침투를 억제한다. 한편, 이러한 스틸(11)은 드로잉부(도시되지 않음) 등이 용이하게 형성될 수 있도록 연신율이 20~60% 정도 되는 것을 이용함이 좋다. 즉, 상기 스틸(11)은 추후 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 금형 등에 의해 일정 깊이의 드로잉부가 형성되는데, 이러한 드로잉부의 형성시 스틸(11)이 파손되지 않도록 연신율을 위의 값으로 조정해주는 것이 좋다. 예를 들면, 상기 스틸(11)은 수백도의 온도와 비활성 기체 분위기 에서 어닐링(annealing)함으로써, 그 연신율을 20~60%로 유지시킬 수 있다. 한편, 상술한 스틸(11)의 특성으로 인하여, 본 발명은 전지 조립후 고온의 상황에서 발생할 수 있는 스웰링 현상도 적절히 억제할 수 있다. 따라서, 전지의 두께 및 외관 변형도 충분히 방지할 수 있게 된다.
상기 제1접착제(12)는 상기 스틸(11)의 제1면(11a)에 수um의 두께로 접착되어 있다. 이러한 제1접착제(12)는 폴리프로필렌(PP)계 접착제 또는 이의 등가물이 가능하며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)은 상기 제1접착제(12)에 대략 30~40um의 두께로 코팅되어 있다. 이러한 변성 폴리프로필렌에는 차후 전극 조립체 등이 직접 접촉되고, 또한 상호 열융착되는 부분이기 때문에, 상기 스틸(11)의 두께보다 약간 두껍게 형성함이 좋다.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)는 상기 스틸(11)의 제2면(11b)에 일정 두께로 형성되어 있다. 즉, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)는 스틸(11)의 제2면(11b)에 고열에 의한 라미네이트 방식으로 형성되어 있다. 그 두께는 대략 5~10um이 되도록 제어함이 좋다. 이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)는 알로이 필름(alloy film)일 수 있다. 좀더 구체적으로 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)에는 분말상의 충격강화용 고무(14a), 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제(14b) 및 접착제(14c)가 더 포함될 수 있다. 이와 같이 하여 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)에 함유된 분말상의 충격강화용 고무(14a)로 인하여, 연신율이 더욱 좋고, 또한 내충격성도 더욱 우수해진다. 더욱이, 본 발명 은 상기 충격강화용 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제(14b)로 인하여 상기 스틸(11)에 대한 밀착성도 우수하게 된다. 즉, 스틸(11)의 제2면(11b)에 대한 밀착성이 향상된다. 더욱이, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)에 접착제(14c)가 미리 분산되어 있음으로써, 스틸(11)에 특별한 접착제를 도포할 필요없이 바로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)를 고열에서 라미네이트할 수 있게 된다. 즉, 전지용 외장재(10)의 제조 공정을 더욱 간략화시킬 수 있게 된다.
도 3a를 참조하면, 도 1의 1-1선으로서 본 발명의 다른 실시예에 의한 전지용 외장재(20)의 단면도가 도시되어 있고, 도 3b를 참조하면, 도 3a의 3a 영역인 확대 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 전지용 외장재(20)는 스틸(21)의 제2면(21b)에 제2접착제(25)가 더 접착될 수 있다. 물론, 이러한 제2접착제(25)도 상술한 PP계 접착제 또는 그 등가물이 가능하며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이와 같이 제2접착제(25)가 미리 형성되어 있기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(24)에는 상술한 바와 같은 접착제가 함유되지 않아도 좋다. 즉, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(24)는 분말상의 충격강화용 고무(24a) 및 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제(24b) 만을 포함할 수도 있다. 물론, 이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(24)는 상기 제2접착제(25)에 고온에서 라미네이트되어 형성될 수 있다. 또한, 이러한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(24) 및 나머지 구성 요소는 모두 위의 실시예에서 설명한 외장재(20)와 모두 동일하므로, 더 이상 의 설명은 생략하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 의한 전지용 외장재(10)에 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 드로잉부(16)가 형성된 상태가 사시도로서 도시되어 있고, 도 4b를 참조하면, 도 4a의 4a 영역이 확대 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 상술한 전지용 외장재(10)는 상호 접혀 가장자리가 열융착되는 제1영역(17a)과 제2영역(17b)으로 구분될 수 있다. 상기 제1영역(17a)에는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체 사이에 세퍼레이터가 개재된 전극 조립체(도시되지 않음)가 수납될 수 있도록 일정 넓이 및 깊이를 갖는 드로잉부(16)가 더 형성될 수 있다. 물론, 이러한 드로잉부(16)는 제2영역(17b)에도 형성될 수 있다. 이러한 드로잉부(16)의 형성중 외장재(10)가 파손되지 않도록 상기 외장재(10) 즉, 주요 재질인 스틸(11)의 연신율은 20~60% 정도 되어야 한다고 상술한바 있다.
또한, 상기 드로잉부(16)는 상술한 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)이 금형에 직접 접촉되면서 형성된다. 따라서, 상술한 바와 같이 상기 외장재(10)는 두께가 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)>스틸(11)>폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)의 순서로 되어 있다. 더욱이, 상기 제1영역(17a) 및 제2영역(17b)중 상기 드로잉부(16)의 외주연에 해당하는 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)이 상호 열융착되기 때문에, 그 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)의 두께가 가장 두껍게 되어 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 리튬 폴리머 전지(20)의 사시도가 도시되어 있고, 도 6을 참조하면, 도 5의 5-5선 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리튬 폴리머 전지(20)는 크게 전극 조립체 (21), 외장재(10) 및 보호회로기판(23)으로 이루어져 있다.
상기 전극 조립체(21)는 알루미늄(Al) 포일에 리튬코발트산화물(LiCoO2)이 결착된 양극 집전체(21a), 구리(Cu) 포일에 그래파이트(graphite)가 결착된 음극 집전체(21b), 및 겔형 고분자 전해질인 세퍼레이터(21c)가 다수 적층되어 이루어져 있다. 한편, 상기 양극 집전체(21a)의 알루미늄 포일에는 알루미늄 재질의 양극탭(22a)이 접합되어 있고, 상기 음극 집전체(21b)의 구리 포일에는 니켈 재질의 음극탭(22b)이 접합되어 있으며, 이러한 양극탭(22a) 및 음극탭(22b)은 상기 외장재(10)의 외부까지 일정 길이로 연장되어 있다.
상기 외장재(10)는 상술한 바와 같이 상기 전극 조립체(21)가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부(16)를 갖는 제1영역(17a)과, 상기 제1영역(17a)의 드로잉부(16)를 덮는 제2영역(17b)으로 이루어져 있다.
물론, 상기 외장재(10)는 상술한 바와 같이 스틸(11)과, 상기 스틸(11)의 일면에 접착된 제1접착제(12)와, 상기 제1접착제(12)에 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)과, 상기 스틸(11)의 타면에 고온에서 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)로 이루어져 있다. 물론, 상기 스틸(11)과 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14) 사이에는 제2접착제(도시되지 않음)가 더 개재되어 있을 수 있다. 이러한 구성을 하는 외장재(10)중 상기 전극 조립체(21)는 상기 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)에 의해 감싸여진 형태를 하고, 가장 바깥면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(14)가 형성되어 있다. 더불어, 상기 전지용 외장재(10)는 상기 제1영역 (17a) 및 제2영역(17b)중 상기 드로잉부(16)의 외주연에 대응하는 부분(17c)인 변성 폴리프로필렌(CPP)(13)이 상호 열융착되어 접합된 동시에, 그 외장재(10)의 부피가 최소화되도록 일정 방향으로 접힐 수 있다. 마지막으로, 이러한 외장재(10)의 나머지 모든 특징은 상기 도 1a 내지 도 4b와 같으므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
상기 보호회로기판(23)은 상기 외장재(10)의 일측에 과충전 전압(전류)이나 과방전 전압(전류)으로부터 전지(20)를 보호하기 위해 부착되어 있다. 물론, 이러한 보호회로기판(23)은 상기 양극탭(22a) 및 음극탭(22b)과 전기적으로 접속되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지는 기계적 강도가 큰 스틸을 외장재로 이용함으로써, 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 그 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이 가능하고, 따라서 그 얇아진 두께만큼 전극 조립체의 체적을 더 크게 할 수 있어서, 전지의 용량을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 스웰링 현상을 근본적으로 억제하여, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전지용 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (21)

  1. 평평한 제1면과 이것의 반대면인 대략 평평한 제2면을 갖는 스틸과,
    상기 스틸의 제1면에 일정 두께로 접착된 제1접착제와,
    상기 제1접착제에 일정 두께로 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)과,
    상기 스틸의 제2면에 일정 두께로 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고,
    상기 스틸은 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금 또는 철, 탄소, 크롬 및 니켈의 합금중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스틸의 제2면과 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 사이에는 제2접착제가 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스틸의 제1면과 제2면 사이의 두께는 20~100um인 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스틸은 연신율이 20~60%인 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 알로이 필름(alloy film)인 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에는 분말상의 충격강화용 고무, 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제 및 접착제가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 두께가 5~10um인 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전지용 외장재는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체 사이에 세퍼레이터가 개재된 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 일단에서 접히기 시작하여 상기 드로잉부를 덮는 제2영역을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전지용 외장재는 상기 제1영역 및 제2영역중 상기 드로잉부의 외주연에 대응하는 변성 폴리프로필렌(CPP)이 상호 열융착되어 접합된 것을 특징으로 하는 전지용 외장재.
  11. 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체로부터 외측으로 일정 길이 연장되어 접합된 양극탭 및 음극탭이 구비된 전극 조립체와,
    상기 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역이 구비되고, 상기 제1영역의 드로잉부를 덮을 수 있도록 제2영역이 구비된 스틸 외장재를 포함하고,
    상기 스틸 외장재는 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금 또는 철, 탄소, 크롬 및 니켈의 합금중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 외장재는
    평평한 제1면과 이것의 반대면인 평평한 제2면을 갖는 스틸과,
    상기 스틸의 제1면에 일정 두께로 접착된 제1접착제와,
    상기 제1접착제에 일정 두께로 접착된 변성 폴리프로필렌(CPP)과,
    상기 스틸의 제2면에 일정 두께인 동시에 고온에서 라미네이트된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 스틸의 제2면과 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 사이에는 제2접착제가 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 스틸의 제1면과 제2면 사이의 두께는 20~100um인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  15. 삭제
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 스틸은 연신율이 20~60%인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 알로이 필름(alloy film)인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에는 분말상의 충격강화용 고무, 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제 및 접착제가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 두께가 5~10um인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 양극탭 및 음극탭은 상기 외장재 외부로 일정 길이 연장되고, 상기 외장재에는 보호회로기판이 위치되며, 상기 보호회로기판에는 상기 양극탭 및 음극탭이 접속된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 전지용 외장재는 상기 제1영역 및 제2영역중 상기 드로잉부의 외주연에 대응하는 변성 폴리프로필렌(CPP)이 상호 열융착되어 접합된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지.
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