KR100686843B1 - 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지 - Google Patents

리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 이차전지용 캔의 모서리 부분에 금속재질 또는 플라스틱 재질의 보강부를 별도로 형성함으로써, 전지의 낙하 등 외부충격시 전지의 외곽부가 내부로 함몰되지 않도록 하여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 캔, 보강부, 쇼트

Description

리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Can for lithium rechargeable battery and Lithium rechargeable battery using the same}
도 1은 일반적인 리튬 이차전지의 분리 사시도
도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 2b는 도 2a의 저면도
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 5a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 5b는 도 5a의 우측면도
도 6a는 본 발명의 제 5실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 6b는 도 6a의 저면도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210, 310, 410, 510, 610 - 캔
210b, 310b, 410b, 510b, 610b - 하면
212, 312, 412, 512, 612 - 장측변
214, 314, 414, 514, 614 - 단측변
280, 380, 480, 580, 680 - 보강부
본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 이차전지용 캔의 모서리 부분에 금속재질 또는 플라스틱 재질의 보강부를 별도로 형성함으로써, 전지의 낙하 등 외부충격시 전지의 외곽부가 내부로 함몰되지 않도록 하여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다.
상기 리튬 이차전지는 양극판(113), 음극판(115) 및 세퍼레이터(114)로 구성되는 전극조립체(112)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(120)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 캔(110)은 일반적으로 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로 잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 캔(110)의 하면(110b)은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다.
상기 전극조립체(112)는 양극판(113)과 음극판(115) 사이에 세퍼레이터(114)가 개재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(113)에는 양극탭(116)이 결합되어 전극조립체(112)의 상단부로 돌출되며, 음극판(115)에는 음극탭(117)이 결합되어 전극조립체(112)의 상단부로 돌출된다. 상기 전극조립체(112)에서 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 일반적으로 니켈 금속으로 형성된다.
상기 캡조립체(120)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(130)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(120)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔(110)의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(130)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(130)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편, 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입공(142)이 상기 캡플레이트(140)의 타측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(120)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고, 전해액주입공(142)은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀폐된 다.
상기 전극단자(130)는 상기 음극판(115)의 음극탭(117) 또는 상기 양극판(113)의 양극탭(116)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연플레이트(150)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(150)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널플레이트(160)가 안착되도록 터미널플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(160)는 일반적으로 니켈 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(150)의 하면에 장착된다. 상기 터미널플레이트(160)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(130)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널플레이트(160)의 일측에는 상기 음극판(115)에 결합된 음극탭(117)이 용접되며, 캡플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(113)에 결합된 양극탭(116)이 용접된다. 상기 음극탭(117)과 양극탭(116)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며, 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
리튬 이차전지의 캔은 알루미늄과 같이 가볍고 강도가 약한 재료로 형성되므 로, 낙하 등의 충격에 의해 변형되기 쉽다. 특히, 캔의 외곽부는 타측에 비해 외부로 돌출되어 있기 때문에 전지의 낙하시 내부로 함몰되기 쉽다. 캔의 외각부가 내부로 함몰되면, 캔 내부에 수용된 전극조립체의 변형과 그에 따른 전극판간 쇼트 등에 의하여 리튬 이차전지의 발화, 폭발 등이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 리튬 이차전지용 캔의 모서리 부분에 금속재질 또는 플라스틱 재질의 보강부를 별도로 형성함으로써, 전지의 낙하 등 외부충격시 전지의 외곽부가 내부로 함몰되지 않도록 하여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지용 캔은 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서, 상기 캔은 장측벽에 보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하며 대략 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 또한 상기 캔은 상기 단측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 대략 타원인 타원통형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 보강부는 장측벽의 모서리 부분에 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부는 일측변이 장측벽의 높이를 이루는 변의 일부와 일치하며, 하측변은 장측벽의 장변의 일부와 일치하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부는 정면 형상이 사각형, 삼각형, 부채꼴 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보강부는 가로길이가 장변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강부는 세로길이가 장측벽의 높이를 이루는 변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강부는 두께가 상기 장측벽 두께의 적어도 50%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강부는 상기 캔의 하면에 더 형성될 수 있다. 이 때, 상기 보강부는 하면의 양 측에 반타원형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부는 별도로 부착되어 형성될 수 있으며, 상기 보강부는 금속재질 또는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보강부는 상기 캔과 일체형으로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 캔은 장측벽에 보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보강부는 상기에서 기술된 형상 중의 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 저면도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 캔(210)이 적용된 리튬 이차전지는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터로 구성되는 전극조립체를 전해액과 함께 캔(210)에 수납하고, 이 캔(210)의 상단개구부를 캡조립체로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 전극조립체는 서로 대향하는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 후 권취되어 형성된다. 상기 양극판에는 양극탭이 구비되어 있고, 상기 음극판에는 음극탭이 구비되어 있다. 상기 세퍼레이터는 양극판과 음극판을 절연시키며, 전해액을 통과할 수 있도록 다공성 막으로 형성된다.
상기 캡조립체는 캡플레이트, 절연플레이트, 터미널플레이트 및 전극단자를 포함한다. 상기 캡플레이트와 전극단자 사이에는 가스켓튜브가 삽입되며 상기 전극단자와 상기 터미널플레이트는 서로 전기적으로 연결된다. 상기 절연플레이트는 상기 캡플레이트와 터미널 플레이트를 절연시키게 된다.
상기 캔(210)은, 도 2a를 참조하면, 대략 직사각형 형상으로 서로 마주보도록 형성되는 한 쌍의 장측벽(212)과, 한 쌍의 단측벽(214) 및 하면(210b)을 포함하여 대략 박스 형상으로 형성되며, 상부는 개구되어 상단 개구부(도면에 도시하지 않음)를 이루고 있다. 또한, 상기 캔(210)는 대략 사각박스형상으로 형성되므로 수평방향으로의 단면의 형상이 사각형상으로 형성된다. 상기 상단개구부로는 상기 전극조립체가 삽입된다. 또한, 상기 전극조립체 사이로 함침하여 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 주는 전해액이 주입된다. 상기 캔(210)의 상부는 캡조립체에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 캔(210)의 장측벽(212)과 단측벽(214)의 두께는 0.2 내지 0.4mm로 형성되며, 상기 하면(210b)의 두께는 0.2 내지 0.7mm로 형성된다. 상기 캔(210)은 금속재로 바람직하게는 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되며, 여기서 캔의 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(210)은 바람직하게는 딥드로잉(deep drawing) 방식에 의하여 형성되며, 상기 장측벽(212)과 단측벽(214) 및 하면(210b)은 일체로 형성된다.
상기 캔(210)은 폭 또는 수평방향의 변 길이가 비교적 긴 장측벽(212)과 수평방향의 변 길이가 비교적 짧은 단측벽(214)을 구비하여 측벽을 구성하게 된다. 즉, 상기 장측벽(212)은 한 쌍이 소정 간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(210)의 정면과 배면을 이루게 된다. 또한, 상기 단측벽(214)은 한 쌍이 소정 간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(210)의 양측면을 이루게 된다. 상기 장측벽(212)과 단측벽(214)은 대략 사각평면 형상으로 형성된다. 상기 하면(210b)은 상기 캔(210)의 바닥면을 이루게 되며 대략 사각평면 형상으로 형성된다.
상기 캔(210)은, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 장측벽(212)에 보강부(280)를 포함하여 이루어진다. 상기 장측벽(212)은 마주보는 한 쌍으로 이루어지며 따라서 총 8개의 모서리로 이루어진다. 상기 보강부(280)는 장측벽(212)의 모서리 중 하측의 모서리 4개에 형성된다. 즉, 상기 보강부(280)는 장측벽(212)의 높이에 해당하는 변과 장변이 만나서 이루어지는 모서리의 위치에 형성된다. 상기 장측벽(212)의 모서리 중 상측의 모서리 4개에는 캡조립체가 형성되는 부분이므로 어느 정도의 강도가 확보되는 반면, 하측의 모서리 4개는 상대적으로 취약한 부분에 해당한다. 보다 상세하게는 상기 보강부(280)는 일측변이 장측벽(212)의 높이를 이루는 변의 일 부와 일치하며, 하측변은 장측벽(212)의 장변의 일부와 일치하도록 형성된다. 상기 보강부(280)는 전지의 외곽부의 함몰을 방지할 수 있어야 하므로, 전지의 모서리를 충분히 보강, 지지할 수 있기 위해서는 상기에서 기술한 바와 같이 장측벽(212)의 높이를 이루는 변과 장측벽(212)의 장변에 꼭 맞도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보강부(280)는 정면 형상이 사각형상으로 형성되며, 보다 바람직하게는 세로가 긴 직사각형으로 형성된다. 상기 장측벽(212)의 정면 형상이 세로가 긴 직사각형이므로 보강부(280)의 형상도 여기에 준해서 형성되는 것이 좋다.
상기 보강부(280)는 가로길이가 장변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보강부(280)는 장측벽(212)의 하측에 2개 형성되므로, 상기 보강부(280) 2개의 가로 길이를 합하면 장변 길이의 적어도 30%가 되도록 형성된다. 상기 보강부(280)는 가로길이가 너무 짧게 형성되면 상기 장측벽(212)에 대한 부착력이 문제될 뿐만 아니라, 전지의 낙하시 모서리 부분을 충분히 지지, 보강할 수 없다는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 보강부(280)는 세로길이가 장측벽(212)의 높이를 이루는 변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 보강부(280)는 세로길이가 너무 짧게 형성되면 상기 장측벽(212)에 대한 부착력이 문제될 뿐만 아니라, 전지의 낙하시 모서리 부분을 충분히 지지, 보강할 수 없다는 문제가 발생할 수 있게 된다. 또한, 상기 보강부(280)는 두께가 상기 장측벽(212) 두께의 적어도 50%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 장측벽(212)의 두께는 통상 0.2 내지 0.4mm로 형성된다. 또한, 최근에는 전지의 경량화를 위해 리튬 이차전지용 캔의 두께가 더욱 얇아지는 추세이다. 따라서, 상기 보 강부(280)의 두께가 지나치게 얇게 형성되면, 전지의 낙하시 모서리 부분을 충분히 지지, 보강하지 못하고 캔(210)과 함께 변형될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.
상기 보강부(280)는 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 보강부(280)는 탄성체 플라스틱으로 형성될 수 있다. 상기 금속으로는 강도와 경도가 우수한 스틸(steel) 등이 적당하며, 여기서 금속재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 보강부(280)는 낙하 등 외부 충격이 가해졌을 때 외력에 의한 리튬 이차전지 외곽부의 변형을 방지해야 할 뿐만 아니라, 낙하에 의한 충격을 흡수하고 변형이 가해지기 전의 형상으로 복원되어야 한다. 따라서, 상기 보강부(280)는 탄성이 우수한 플라스틱으로 형성되는 것이 좋다.
상기 보강부(280)는 상기 캔(210)과 별도로 형성되어 캔(210)의 장측벽(212)에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 보강부(280)는 금속재질인 경우 장측벽(212)에 용접되어 부착될 수 있으며, 접착제를 매개로 하여 부착되어 형성될 수도 있다. 또한, 상기 보강부(280)는 플라스틱 재질인 경우 장측벽(212)에 접착제로 부착되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부(280)는 상기 캔(210)과 일체형으로 형성될 수도 있으며, 이 경우 금형을 이용하여 주조방식으로 형성될 수 있다. 여기서 상기 보강부(280)의 제조방법을 한정하는 것은 아니다. 상기 보강부(280)는 장측벽(212)의 모서리 부분에 모서리의 형상에 대응되도록 형성되어 전지의 낙하시 상기 모서리부분이 내부로 함몰되어 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이다. 상기 제 2실시예와 제 3실시예는 보강부의 정면 형상을 제외하고는 상기 제 1실시예와 유사하므로, 제 2실시예와 제 3실시예를 함께 설명하되, 제 1실시예와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
본 발명의 제 2실시예 및 제 3실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(310, 410)은, 도 3 및 도 4를 참조하면, 장측벽(312, 412)의 하측 모서리 부분에 보강부(380, 480)를 포함하여 이루어진다. 보다 상세하게는 상기 보강부(380, 480)는 일측변이 장측벽(312, 412)의 높이를 이루는 변의 일부와 일치하며, 타측변은 장측벽(312, 412)의 장변의 일부와 일치하도록 형성된다. 상기 보강부(380, 480)는 정면 형상이 삼각형상 또는 부채꼴 형상으로 형성되며, 보다 바람직하게는 직각삼각형상 또는 중심각이 대략 직각인 부채꼴로 형성된다. 상기 장측벽(312, 412)의 정면 형상이 직사각형이므로 모서리 부분에 대응되기 위해서는 보강부(380, 480)의 형상도 여기에 준해서 형성되는 것이 좋다.
상기 보강부(380, 480)는 가로길이가 장변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보강부(380, 480)는 한 쌍의 장측벽(312, 412)의 하측에 각각 2개씩 형성되므로, 상기 보강부(380, 480) 2개의 가로 길이를 합하면 장변 길이의 적어도 30%가 되도록 형성된다. 또한, 상기 보강부(380, 480)는 세로길이가 장측벽(312, 412)의 높이를 이루는 변 길이의 적어도 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 보강부(380, 480)는 두께가 상기 장측벽(312, 412) 두께의 적어 도 50%가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보강부(380, 480)는 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 보강부(380, 480)는 탄성체 플라스틱으로 형성될 수 있다. 상기 보강부(380, 480)는 상기 캔(310, 410)과 별도로 형성되어 캔(310, 410)의 장측벽(312, 412)에 부착될 수 있으며, 또한 상기 보강부(380, 480)는 상기 캔(310, 410)과 일체형으로 형성될 수도 있다.
도 5a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 우측면도이다. 상기 제 4실시예에 따른 캔(510)은 장측벽(512)의 하측 모서리 부분 뿐만 아니라 장측벽(512)의 상측 모서리 부분에 보강부(580)가 추가로 형성된다는 점 이외에는 상기 제 1실시예 내지 제 3실시예와 유사하므로, 다른 부분을 중심으로 설명한다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(510)은 장측벽(512)의 하측 모서리 부분 및 상측 모서리 부분에 보강부(580)를 포함하여 이루어진다. 상기 캔(510)은 상부에 캡조립체가 위치하고 있어 하부에 비해서는 강도가 우수하지만, 보다 안전성을 향상시키기 위해서 장측벽(512)의 상측 모서리 부분에도 보강부(580)가 형성될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 보강부(580)는 일측변이 장측벽(512)의 높이를 이루는 변의 일부와 일치하며, 타측변은 장측벽(512)의 장변의 일부와 일치하도록 형성된다. 즉, 상기 보강부(580)는 장측벽(512)의 모서리 부분에 대응되도록 형성된다. 상기 보강부(580)는 정면 형상이 상기 제 1실시예 내지 제 3 실시예의 형상이 선택적으로 적용될 수 있다. 즉, 상기 보강부(580)는 정면 형상이 사각형상 또는 삼각형상 또는 부채꼴 형상으로 형성되며, 보다 바람직하게는 직각사각형상, 직각삼각형상 또는 중심각이 대략 직각인 부채꼴로 형성된다.
상기 보강부(580)의 가로길이 및 세로길이, 두께, 재질 및 형성방법은 상기 제 1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6a는 본 발명의 제 5실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 저면도이다. 상기 제 5실시예에 따른 캔(610)은 단측벽(614)이 곡면으로 형성된다는 점과, 장측벽(612)의 상하측 모서리에 제 1보강부(680a)가 형성될 뿐만 아니라 하면(610b)에 제 2보강부(680b)가 추가로 형성된다는 점 이외에는 상기 제 4실시예와 유사하므로, 다른 부분을 중심으로 설명한다.
본 발명의 제 5실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(610)은 대략 사각평면 형상으로 마주보는 한 쌍의 장측벽(612)과, 곡면 형상으로 마주보는 한 쌍의 단측벽(614) 및 타원 형상의 하면(610b)을 포함하여 대략 타원통 형상으로 형성된다. 상기 단측벽(614)은 소정의 곡률을 가지는 곡면으로 형성되어 상기 장측벽(612)과 연결되므로 장측벽(612)과 단측벽(614)의 경계는 명확하게 드러나지 않도록 형성된다. 상기 캔(610)은 장측벽(612)의 하측 모서리 부분과 상측 모서리 부분에 형성되는 제 1보강부(680) 및 캔(610)의 하면(610b)에 형성되는 제 2보강부(680b)를 포함하여 이루어진다. 상기 제 1보강부(680a)는 정면 형상이 상기 제 1실시예 내지 제 3실시예의 형상이 선택적으로 적용될 수 있다. 즉, 상기 제 1보강부(680a)는 정면 형상이 사각형상 또는 삼각형상 또는 부채꼴 형상으로 형성되며, 보다 바람직하게는 직각사각형상, 직각삼각형상 또는 중심각이 대략 직각인 부채꼴로 형성된다. 상기 제 1보강부(680a)의 가로길이 및 세로길이, 두께, 재질 및 형성방법은 상기 제 1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 캔(610)은 단측벽(614)이 곡면으로 형성되어 전체적으로 타원통 형상을 하고 있으므로, 제 1보강부(380)만으로는 캔(610)의 모서리 부분을 충분히 지지, 보강하기에 미흡하다. 따라서, 긴 타원형상인 캔(610)의 하면(610b)에 제 2보강부(680b)이 추가적으로 형성된다. 상기 제 2보강부(680b)는 하면(610b)의 양 측에 대응되도록 반타원형상으로 형성된다. 상기 제 2보강부(680b)는 제 1보강부(680a)와 일체형으로 형성될 수 있으며, 별도로 형성될 수도 있음은 물론이다. 상기 제 2보강부(680b)의 두께, 재질, 형성방법은 상기 제 1보강부(680a)의 경우와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제 1보강부(680a)와 제 2보강부(680b)는 전지의 낙하시 모서리부분이 내부로 함몰되어 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔은 도 1에 도시된 리튬 이차전지에 적용될 수 있다. 다만, 여기서 상기 리튬 이차전지용 캔이 적용되는 리튬 이차전지의 구성을 한정하는 것은 아니며, 다양한 구성을 갖는 리튬 이차전지에 상기 리튬 이차전지용 캔이 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 캔이 적용된 리튬 이차전지의 작용에 대 해서 설명한다. 이하의 설명에서는 상기 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔이 적용된 경우에 대하여 설명한다.
상기 캔(510)은, 도 5a를 참조하면, 대략 사각평면 형상으로 마주보는 한 쌍의 장측벽(512)과 한 쌍의 단측벽(514) 및 하나의 하면(510b)을 포함하여 대략 사각박스 형상으로 형성된다. 상기 캔(510)은 장측벽(512)의 상하측 모서리 부분에 대응되도록 보강부(580)가 형성된다. 상기 하면(510b)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하하거나, 상기 단측벽(514)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하하는 경우 전지가 낙하되면 하면(510b) 또는 단측벽(514)이 바닥과 충돌하게 되고, 이 충돌로 인하여 전지의 높이 방향 또는 장변 방향으로 압축되는 힘이 전지에 가해지게 된다. 상기 보강부(580)는 장측벽(512)의 모서리 부분에 대응되는 위치 및 형상으로 형성되어 있으므로, 압축력에 의해 전지의 모서리 부분이 함몰되는 것을 억제할 수 있다. 한편, 하면(510b)이 중력방향에 비스듬하도록 전지가 낙하하는 경우 장측벽(512)의 모서리 부분에 대응되는 보강부(580)의 모서리 부분이 전지의 모서리 부분을 지지, 보강하여 함몰되는 것을 억제할 수 있다. 상기 보강부(580)는 전지의 모서리 부분의 함몰을 방지함으로써 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지하여 전지의 발화, 폭발을 방지한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있 게 된다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 캔에 의하면 캔의 모서리 부분에 금속재질 또는 플라스틱 재질의 보강부를 별도로 형성함으로써, 전지의 낙하 등 외부충격시 전지의 외곽부가 내부로 함몰되지 않도록 하여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지하고, 그에 따라서 전지의 발화, 폭발을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서,
    상기 캔은 장측벽에 보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캔은 상기 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하며 박스형태의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 캔은 상기 단측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 타원인 타원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 장측벽의 모서리 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보강부는 일측변이 상기 장측벽의 높이를 이루는 변의 일부와 일치하며, 하측변은 상기 장측벽의 장변의 일부와 일치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 정면 형상이 사각형, 삼각형, 부채꼴 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 가로길이가 장변 길이의 15% 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 세로길이가 상기 장측벽의 높이를 이루는 변 길이의 15%이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 두께가 상기 장측벽 두께의 50% 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 캔의 하면에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 하면의 양 측에 반타원형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 별도로 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 보강부는 금속재질 또는 플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 캔과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  15. 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 캔은 장측벽에 보강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 보강부는 제 4항 내지 제 11항 중 어느 하나의 항에 따른 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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