KR100646505B1 - Battery case using nonferrous metal and secondary battery using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명이 속한 기술분야는 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 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.The technical field to which the present invention pertains relates to a battery exterior material using a nonferrous metal and a secondary battery using the same. The technical problem to be solved is high mechanical strength to stably protect the battery from external impact, and to reduce the thickness of the battery. It is possible to increase, and also to suppress the swelling phenomenon to prevent the appearance deformation of the battery.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 대략 평평한 제1면과 이것의 반대면인 대략 평평한 제2면을 갖는 비철금속과, 비철금속의 제1면에 형성된 변성 폴리프로필렌(CPP)과 같은 제1절연층과, 비철금속의 제2면에 형성된 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 제2절연층으로 이루어진 전지 외장재 및 이것이 이용된 이차 전지가 개시된다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above technical problem, a gist of the present invention includes a nonferrous metal having an approximately flat first surface and an approximately flat second surface opposite thereto, and a first material such as modified polypropylene (CPP) formed on the first surface of the nonferrous metal. Disclosed are a battery packaging material including an insulating layer, a second insulating layer such as nylon or polyethylene terephthalate (PET) formed on a second surface of a nonferrous metal, and a secondary battery using the same.
이차 전지, 외장재, 비철금속, 절연층, 변성 폴리프로필렌Secondary battery, exterior material, nonferrous metal, insulation layer, modified polypropylene
Description
도 1은 본 발명에 의한 전지 외장재로서, 드로잉부가 형성되기 전의 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a state before a drawing portion is formed as a battery exterior material according to the present invention.
도 2는 도 1의 1-1선 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line 1-1 of FIG. 1.
도 3a는 본 발명에 의한 전지 외장재에 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 드로잉부가 형성된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 3a 영역을 도시한 확대 단면도이다.3A is a perspective view illustrating a state in which a drawing unit is formed to accommodate an electrode assembly and the like in a battery exterior material according to the present invention, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view illustrating a
도 4는 본 발명에 의한 이차 전지를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a secondary battery according to the present invention.
도 5은 도 4의 4-4선 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10; 본 발명에 의한 전지 외장재10; Battery exterior material according to the present invention
11; 비철금속 11a; 제1면11;
11b; 제2면 12; 제1절연층11b;
13; 제2절연층 16; 드로잉부13; Second
17a; 제1영역 17b; 제2영역17a;
20; 본 발명에 의한 이차 전지20; Secondary battery according to the present invention
21; 전극 조립체 21a; 양극판21;
21b; 음극판 21c; 세퍼레이터21b; Negative plate 21c; Separator
22a; 양극탭 22b; 음극탭22a;
23; 보호회로기판23; Protective circuit board
본 발명은 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 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 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a battery exterior material using a non-ferrous metal and a secondary battery using the same. More specifically, the mechanical strength is high, so that the battery can be stably protected from external impact, and the thickness thereof can be reduced, thereby increasing battery capacity and swelling. The present invention relates to a battery exterior material using a non-ferrous metal and a secondary battery using the same, which can prevent ring deformation by preventing ring appearance.
일반적으로 리튬 폴리머 전지와 같은 이차 전지는 양극판과 음극판 사이의 세퍼레이터(이하, 양극판, 음극판 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 전도도를 향상시키기 위해 전해액을 고분자에 함침한 상태에서 제조하고 있다.In general, a secondary battery such as a lithium polymer battery has a separator between a positive electrode plate and a negative electrode plate (hereinafter, referred to as an electrode plate, a negative electrode plate, and a separator) as an electrode assembly. Says battery. The separator is formed of a gel polymer electrolyte, and is prepared in a state in which an electrolyte solution is impregnated into the polymer to improve ionic conductivity.
한편, 리튬 폴리머 전지와 리튬 이온 전지의 특징을 간단히 비교하면 다음과 같다. On the other hand, the characteristics of a lithium polymer battery and a lithium ion battery are briefly compared as follows.
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.First, since the lithium polymer battery can have a plate-like structure in structure, it is not necessary to adopt the winding process required in the process of the lithium ion battery. Therefore, the electrode assembly can be laminated in the form of a plurality of plates, and the electrode assembly can be manufactured in a shape that is very suitable for the square structure.
둘째, 전해액이 모두 일체화된 셀(cell) 내부에 주입되어 있기 때문에 외부에 노출되는 전해액은 거의 존재하지 않는다.Second, since all of the electrolyte is injected into the integrated cell, there is almost no electrolyte exposed to the outside.
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)로 제조할 수 있다. 이러한 파우치는 통상 알루미늄 포일 또는 스텐레스 스틸 포일을 중심층으로 하여, 그 양면에 얇은 절연층이 접착 또는 라미네이팅된 구조를 한다.Third, because it can be a plate-like structure, there is no need to apply pressure when making a square. Thus, it is crucially possible to manufacture the battery packaging material in a thin, flexible pouch instead of a thick, rigid square or cylindrical can. Such pouches usually have an aluminum foil or stainless steel foil as a center layer, and have a structure in which a thin insulating layer is adhered or laminated on both surfaces thereof.
이와 같은 연성 파우치를 전지 외장재로 이용하게 되면, 캔에 비해 두께를 대폭 줄일 수 있어, 같은 체적내에 더욱 많은 전극 조립체를 수납할 수 있게 된다. 즉, 전지의 용량을 대폭 늘릴 수 있게 된다. 또한 전지 외장재가 연성이기 때문에, 전지를 원하는 형태대로 쉽게 제조할 수 있고, 따라서 각종 전자기기에 장착하기 쉬운 장점이 있다.When the flexible pouch is used as a battery packaging material, the thickness of the flexible pouch can be significantly reduced compared to the can, and more electrode assemblies can be accommodated in the same volume. That is, the capacity of the battery can be significantly increased. In addition, since the battery packaging material is soft, the battery can be easily manufactured in a desired shape, and therefore, there is an advantage that it is easy to attach to various electronic devices.
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 조립체까 지 접촉하게되면, 양극판과 음극판이 상호 쇼트되어, 전지가 발화하거나 폭발할 수도 있다.However, such a pouch-type battery packaging material has a problem that, despite increasing battery capacity and workability in various forms, the mechanical strength is weak and very vulnerable to external shock. For example, when the battery case is stuck to a sharp object (for example, a needle or a nail), a hole is easily formed, and when a battery bite is bitten, it is easily torn. Furthermore, when such a sharp object penetrates through the exterior material and contacts the internal electrode assembly, the positive electrode plate and the negative electrode plate are shorted with each other, and the battery may ignite or explode.
더욱이, 이러한 외장재를 이용한 이차 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.Moreover, the secondary battery using such an exterior material has a disadvantage in that a swelling phenomenon in which the battery swells to the outside when it is left at high temperature occurs severely. That is, since the packaging material surrounding the electrode assembly is soft and the mechanical strength is weak, the thickness and the appearance of the battery are easily deformed by the gas generated in the polymer electrolyte therein.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기계적 강도를 높여 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있는 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention to provide a battery exterior material using a non-ferrous metal and a secondary battery using the same that can stably protect the battery from external shock by increasing the mechanical strength.
본 발명의 다른 목적은 기계적 강도를 높임에도 불구하고, 그 두께는 상대적으로 더욱 얇게 할 수 있어 전지 용량을 증대시킬 수 있는 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a battery exterior material using a non-ferrous metal and a secondary battery using the same, despite the increase in mechanical strength, the thickness can be made relatively thinner to increase the battery capacity.
본 발명의 또다른 목적은 스웰링 현상을 억제함으로써, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있는 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a battery exterior material using a non-ferrous metal and a secondary battery using the same, which can prevent the swelling phenomenon and prevent deformation and thickness of the battery.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전지 외장재는 평평한 제1면과 이것의 반대면인 평평한 제2면을 갖는 비철금속과, 비철금속의 제1면에 형성된 제1절연층과, 비철금속의 제2면에 형성된 제2절연층을 포함한다.In order to achieve the above object, the battery packaging material according to the present invention includes a nonferrous metal having a flat first surface and a flat second surface opposite thereto, a first insulating layer formed on the first surface of the nonferrous metal, and a second nonferrous metal. A second insulating layer formed on the surface.
여기서, 상기 비철금속은 구리, 납, 주석, 아연, 금, 백금, 니켈, 마그네슘, 카드뮴, 우라늄, 토륨, 플루토늄, 베릴륨, 티탄, 지르코늄, 니오브, 바나듐, 하프늄, 인듐, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 규소, 게르마늄, 칼륨, 갈륨중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.Here, the nonferrous metal is copper, lead, tin, zinc, gold, platinum, nickel, magnesium, cadmium, uranium, thorium, plutonium, beryllium, titanium, zirconium, niobium, vanadium, hafnium, indium, tantalum, molybdenum, tungsten, silicon , Germanium, potassium, gallium may be formed of any one or an alloy thereof.
또한, 상기 비철금속의 제1면과 제2면 사이의 두께는 20~100um일 수 있다.In addition, the thickness between the first surface and the second surface of the nonferrous metal may be 20 ~ 100um.
또한, 상기 비철금속은 연신율이 20~60%일 수 있다.In addition, the nonferrous metal may have an elongation of 20 to 60%.
또한, 상기 제1절연층은 변성 폴리프로필렌(CPP)일 수 있다.In addition, the first insulating layer may be modified polypropylene (CPP).
또한, 상기 제2절연층은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)중 선택된 어느 하나일 수 있다.In addition, the second insulating layer may be any one selected from nylon and polyethylene terephthalate (PET).
또한, 상기 전지 외장재는 다수의 양극판과 음극판 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.In addition, the battery packaging material may include a first region having a drawing portion having a predetermined depth so as to accommodate an electrode assembly having a separator interposed between a plurality of positive electrode plates and a negative electrode plate, and beginning to be folded at one end of the first region to cover the drawing portion. It may include a second area.
또한, 상기 전지 외장재는 상기 제1영역 및 제2영역중 상기 드로잉부의 외주연에 대응하는 제1절연층이 상호 열용착되어 접착된 것일 수 있다.In addition, the battery packaging material may be one in which the first insulating layer corresponding to the outer circumference of the drawing part of the first region and the second region is bonded to each other by thermal welding.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 이차 전지는 다수의 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극판 및 음극판으로부터 외측으로 일정 길이 연장되어 접속된 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 비철금속 재질의 외장재를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the secondary battery according to the present invention includes a plurality of positive electrode plates and a negative electrode plate provided with a separator, and has a positive electrode tab and a negative electrode tab connected to the outside by extending a predetermined length from the positive electrode plate and the negative electrode plate. The electrode assembly includes a first region having a drawing portion of a predetermined depth to accommodate the electrode assembly, and a non-ferrous metal exterior material having a second region to cover the drawing portion of the first region.
여기서, 상기 외장재는 평평한 제1면과 이것의 반대면인 평평한 제2면을 갖는 비철금속과, 상기 비철금속의 제1면에 형성된 제1절연층과, 상기 비철금속의 제2면에 형성된 제2절연층으로 이루어질 수 있다.Here, the packaging material includes a non-ferrous metal having a first flat surface and a flat second surface opposite thereto, a first insulating layer formed on the first surface of the nonferrous metal, and a second insulating layer formed on the second surface of the nonferrous metal. Can be made.
또한, 상기 비철금속은 구리, 납, 주석, 아연, 금, 백금, 니켈, 마그네슘, 카드뮴, 우라늄, 토륨, 플루토늄, 베릴륨, 티탄, 지르코늄, 니오브, 바나듐, 하프늄, 인듐, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 규소, 게르마늄, 칼륨, 갈륨중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.In addition, the non-ferrous metal is copper, lead, tin, zinc, gold, platinum, nickel, magnesium, cadmium, uranium, thorium, plutonium, beryllium, titanium, zirconium, niobium, vanadium, hafnium, indium, tantalum, molybdenum, tungsten, silicon , Germanium, potassium, gallium may be formed of any one or an alloy thereof.
또한, 상기 비철금속의 제1면과 제2면 사이의 두께는 20~100um일 수 있다.In addition, the thickness between the first surface and the second surface of the nonferrous metal may be 20 ~ 100um.
또한, 상기 비철금속은 연신율이 20~60%일 수 있다.In addition, the nonferrous metal may have an elongation of 20 to 60%.
또한, 상기 제1절연층은 변성 폴리프로필렌(CPP)일 수 있다.In addition, the first insulating layer may be modified polypropylene (CPP).
또한, 상기 제2절연층은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)중 선택된 어느 하나일 수 있다.In addition, the second insulating layer may be any one selected from nylon and polyethylene terephthalate (PET).
또한, 상기 제1영역 및 제2영역중 상기 드로잉부의 외주연에 대응하는 제1절연층이 상호 열용착되어 접착된 것일 수 있다.The first insulating layer corresponding to the outer circumference of the drawing part of the first region and the second region may be bonded to each other by thermal welding.
또한, 상기 양극탭 및 음극탭은 상기 외장재 외부로 일정 길이 연장되고, 상기 외장재에는 보호회로기판이 위치되며, 상기 보호회로기판에는 상기 양극탭 및 음극탭이 접속된 것일 수 있다.In addition, the positive electrode tab and the negative electrode tab may be extended to a certain length outside the exterior member, the protective circuit board is located on the exterior member, the positive electrode tab and the negative electrode tab may be connected to the protective circuit board.
상기와 같이 하여 본 발명은 기계적 강도가 큰 비철금속을 외장재로 이용함으로써, 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있게 된다.As described above, the present invention can stably protect the battery from external impact by using a non-ferrous metal having a high mechanical strength as an exterior material.
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.In addition, the present invention enables the thickness of the exterior material to be relatively thin due to the high mechanical strength of the packaging material, and thus the volume of the electrode assembly can be made larger by the thinner thickness, thereby further increasing the battery capacity. .
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 스웰링 현상을 근본적으로 억제하여, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있게 된다.In addition, the present invention, by high mechanical strength of the packaging material, it is possible to fundamentally suppress the swelling phenomenon, to prevent the thickness and appearance deformation of the battery.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 전지 외장재로서, 드로잉부가 형성되기 전의 상태가 도시되어 있고, 도 2를 참조하면, 도 1의 1-1선 확대 단면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 1, a state before a drawing portion is formed as a battery exterior material according to the present invention is illustrated, and referring to FIG. 2, an enlarged cross-sectional view taken along line 1-1 of FIG. 1 is illustrated.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 전지 외장재(10)는 크게 비철금속(11), 상기 비철금속(11)의 일면에 형성된 제1절연층(12), 상기 비철금속(11)의 타면에 형성된 제2절연층(13)으로 이루어져 있다.As shown in the drawing, the
먼저 상기 비철금속(11)은 대략 평평하거나 완전히 평평한 제1면(11a)과, 이것의 반대면으로서 대략 평평하거나 완전히 평평한 제2면(11b)으로 이루어져 있다. 또한, 상기 비철금속(11)은 제1면(11a)과 제2면(11b) 사이의 두께가 대략 20~100um로서, 종래에 비해 수 또는 수십um 정도 얇게 형성되어 있다. 즉, 상기 비철금속(11)은 종래에 비해 기계적 강도를 크게 할 수 있기 때문에, 그 두께를 종래보다 더 낮출수 있게 된다. 더욱이, 두께를 더 낮추면서도 강도는 더 크게 할 수도 있다. 따라서, 종래와 같은 체적내에 더욱 많은 체적의 전극 조립체(도시되지 않음)를 수납할 수 있게 된다. 또한, 상기 비철금속(11)은 구리, 납, 주석, 아연, 금, 백금, 니켈, 마그네슘, 카드뮴, 우라늄, 토륨, 플루토늄, 베릴륨, 티탄, 지르코늄, 니오브, 바나듐, 하프늄, 인듐, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 규소, 게르마늄, 칼륨, 갈륨중 선택된 어느 하나, 또는 이들의 합금, 또는 각각의 합금으로 이루어질 수 있다. 이러한 비철금속(11)은 기계적 강도 및 내식성이 강해서, 전지 외장재의 기계적 강도를 높이고, 전해액에 대한 내식성도 높여준다. 물론, 기본적으로 상기 비철금속(11)은 전지의 외부로부터 내부로의 수분 침투를 완벽하게 억제하는 효율도 우수하다. 한편, 이러한 비철금속(11)은 드로잉부(도시되지 않음) 등이 용이하게 형성될 수 있도록 연신율이 20~60% 정도 되는 것을 이용함이 좋다. 즉, 상기 비철금속(11)은 추후 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 금형 등에 의해 일정 깊이의 드로잉부가 형성되는데, 이러한 드로잉부의 형성시 비철금속(11)이 파열되지 않도록 연신율을 위의 값으로 조정해주는 것이 좋다. 예를 들어, 상기 비철금속(11)은 합금 비율을 적절히 조정하거나, 또는 수백도의 온도와 비활성 기체 분위기(또는 대기 분위기)에서 열처리함으로써, 그 연신율을 20~60%로 조절할 수 있다.First, the
한편, 상술한 비철금속(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.On the other hand, due to the characteristics of the
이어서, 상기 비철금속(11)의 제1면(11a)에 형성된 제1절연층(12)은 변성 폴 리프로필렌(CPP)일 수 있다. 이러한 변성 폴리프로필렌(CPP)은 접착제(도시되지 않음)를 통하여 상기 비철금속(11)의 제1면(11a)에 대략 30~40um의 두께로 코팅될 수 있다. 또한, 상기 변성 폴리프로필렌에는 차후 전극 조립체 등이 직접 접촉되고, 상호 열융착되는 부분이기 때문에, 상기 비철금속(11)의 두께보다 약간 두껍게 형성되도록 함이 좋다.Subsequently, the first insulating
이어서, 상기 비철금속(11)의 제2면(11b)에 형성된 제2절연층(13)은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)중 선택된 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 비철금속(11)의 제2면(11b)에 고열에 의한 라미네이트 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 그 두께는 대략 5~10um이 되도록 함이 좋다. 더불어, 상기 제2절연층(13)으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 알로이 필름(alloy film)일 수 있다. 좀더 구체적으로 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에는 분말상의 충격강화용 고무, 상기 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제 및 접착제가 더 포함될 수 있다. 이와 같이 하여 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 함유된 분말상의 충격강화용 고무로 인하여, 전지 외장재의 연신율이 더욱 좋고, 또한 내충격성도 더욱 우수해진다. 더욱이, 본 발명은 상기 충격강화용 고무를 감싸는 밀착 강화용 가용화제로 인하여 상기 비철금속(11)에 대한 밀착성도 우수하게 된다. 즉, 비철금속(11)의 제2면(11b)에 대한 밀착성이 향상된다. 더욱이, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 접착제가 미리 분산되어 있음으로써, 비철금속(11)에 특별한 접착제를 도포할 필요없이 바로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 고열에서 라미네이트할 수 있게 된다. 즉, 전지 외장재 (10)의 제조 공정을 더욱 간략화시킬 수 있게 된다. 물론, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 성분중 접착제가 없을 수도 있는데, 이러한 경우에는 상기 비철금속(11)의 제2면(11b)에 접착제를 미리 바른 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 접착하여 형성할 수도 있다.Subsequently, the second insulating
도 3a를 참조하면, 본 발명에 의한 전지 외장재(10)에 전극 조립체 등이 수납될 수 있도록 드로잉부(16)가 형성된 상태가 사시도로서 도시되어 있고, 도 3b를 참조하면, 도 3a의 3a 영역이 확대 도시되어 있다.Referring to FIG. 3A, a state in which the
도시된 바와 같이 상술한 전지 외장재(10)는 상호 접혀 가장자리가 열융착되는 제1영역(17a)과 제2영역(17b)으로 구분될 수 있다. 상기 제1영역(17a)에는 다수의 양극판과 음극판 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 비철금속(11)의 연신율은 20~60% 정도 되어야 한다고 상술한바 있다.As shown in the drawing, the above-described
또한, 상기 드로잉부(16)는 상술한 변성 폴리프로필렌(CPP)과 같은 제1절연층(12)이 금형에 직접 접촉되면서 형성된다. 따라서, 상술한 바와 같이 상기 외장재(10)는 두께가 제1절연층(12)>비철금속(11)>제2절연층(13)의 순서로 되어 있다. 더욱이, 상기 제1영역(17a) 및 제2영역(17b)중 상기 드로잉부(16)의 외주연에 해당하는 제1절연층(12)이 상호 열융착되기 때문에, 그 제1절연층(12)의 두께가 가장 두껍게 되어 있다.In addition, the drawing
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 이차 전지(20)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5을 참조하면, 도 4의 4-4선 단면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 4, a perspective view of a
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이차 전지(20)는 크게 전극 조립체(21), 상기 전극 조립체를 감싸는 외장재(10)와, 상기 외장재의 표면에 안착된 보호회로기판(23)으로 이루어져 있다.As shown, the
상기 전극 조립체(21)는 예를 들면 알루미늄(Al) 포일에 리튬계 산화물이 결착된 양극판(21a), 구리(Cu) 포일에 탄소계 성분이 결착된 음극판(21b), 및 겔형 고분자 전해질인 세퍼레이터(21c)가 다수 적층되어 이루어져 있다. 한편, 상기 양극판(21a)의 알루미늄 포일에는 알루미늄 재질의 양극탭(22a)이 접속되어 있고, 상기 음극판(21b)의 구리 포일에는 니켈 재질의 음극탭(22b)이 접속되어 있으며, 이러한 양극탭(22a) 및 음극탭(22b)은 상기 외장재(10)의 외부까지 일정 길이로 연장되어 형성될 수 있다.The electrode assembly 21 is, for example, a
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. As described above, the
물론, 상기 외장재(10)는 상술한 바와 같이 비철금속(11)과, 상기 비철금속(11)의 일면에 형성된 변성 폴리프로필렌(CPP)과 같은 제1절연층(12)과, 상기 비철금속(11)의 타면에 형성된 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 제2절연층(13)으로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 비철금속(11)과 제1절연층(12), 또 는 상기 비철금속(11)과 제2절연층(13) 사이에는 접착제가 더 개재되어 있을 수 있다. 이러한 구성을 하는 외장재(10)중 상기 전극 조립체(21)는 상기 변성 폴리프로필렌(CPP)과 같은 제1절연층(12)에 의해 감싸여진 형태를 하고, 가장 바깥면에는 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 제2절연층(13)이 형성되어 있다. 더불어, 상기 전지 외장재(10)는 상기 제1영역(17a) 및 제2영역(17b)중 상기 드로잉부(16)의 외주연에 대응하는 부분(17c)인 제1절연층(12)이 상호 열융착되어 접착된 동시에, 그 외장재(10)의 부피가 최소화되도록 일정 방향으로 접힐 수 있다. 마지막으로, 이러한 외장재(10)의 나머지 모든 특징은 상기 도 1 내지 도 3b와 같으므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.Of course, the
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.The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 전지는 기계적 강도가 큰 비철금속을 외장재로 이용함으로써, 외부 충격으로부터 전지를 안정적으로 보호할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery exterior material and the secondary battery using the non-ferrous metal according to the present invention by using the non-ferrous metal having a large mechanical strength as an exterior material, there is an effect capable of stably protecting the battery from external impact.
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. In addition, the present invention is capable of making the thickness relatively thin due to the high mechanical strength of the packaging material, and thus, the volume of the electrode assembly can be made larger by the thinner thickness, so that the capacity of the battery can be further increased. There is.
또한, 본 발명은 외장재의 기계적 강도가 높음으로써, 스웰링 현상을 근본적으로 억제하여, 전지의 두께 및 외관 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has a high mechanical strength of the packaging material, thereby essentially suppressing the swelling phenomenon, it is possible to prevent the thickness and appearance deformation of the battery.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 비철금속을 이용한 전지 외장재 및 이를 이용한 이차 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.What has been described above is just one embodiment for carrying out the battery packaging material and the secondary battery using the non-ferrous metal according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is claimed in the claims As will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention may be changed to the extent that various modifications can be made.
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2005
- 2005-01-25 KR KR1020050006761A patent/KR100646505B1/en not_active IP Right Cessation
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