KR100731463B1 - 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어셀에 보호회로부를 형성한 이너팩(inner pack)을 휴대폰 등 전기/전자기기에 장착할 때 이너팩의 양 측면에 돌기 형상의 슬라이딩 수단을 형성하고, 전기/전자기기에 슬라이딩용 수단과 부합되는 가이드부를 형성함으로써 용이하게 기기에 결합시켜 사용할 수 있는 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 이너팩, 슬라이딩 수단, 가이드부, 고정수단
Description
도 1a는 일반적인 리튬 이차전지의 베어셀의 분리 사시도
도 1b는 도 1a의 베어셀에 보호회로부가 형성된 리튬 이차전지의 사시도
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 베어셀의 분리사시도
도 2b는 도 2a의 베어셀에 보호회로부가 장착된 리튬 이차전지의 사시도
도 2c는 도 2b의 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기의 사시도
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지의 사시도
도 3b는 도 3a의 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기의 사시도
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기/전자기기의 사시도
도 4b는 도 4a의 고정수단이 락킹(locking)된 상태의 사시도
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지가 전기/전자기기에 슬라이딩되기 시작하는 순간을 도시한 사시도
도 5b는 도 5a의 리튬 이차전지가 슬라이딩이 완료된 순간을 도시한 사시도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
200, 300 - 베어셀 210 - 캔
216, 316, 376 - 슬라이딩 수단 220 - 전극조립체
230 - 캡조립체 280, 380, 480 - 전기/전자기기
281, 381, 481 - 벽 282, 382, 482 - 삽입부
285, 385, 485 - 결합부 288, 388, 488 - 고정수단
290, 390 - 리튬 이차전지
본 발명은 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어셀에 보호회로부를 형성한 이너팩(inner pack)을 휴대폰 등 전기/전자기기에 장착할 때 이너팩의 양 측면에 돌기 형상의 슬라이딩 수단을 형성하고, 전기/전자기기에 슬라이딩용 수단과 부합되는 가이드부를 형성함으로써 용이하게 기기에 결합시켜 사용할 수 있는 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 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 1a는 일반적인 리튬 이차전지의 베어셀의 분리 사시도를 나타내며, 도 1b는 도 1a의 베어셀에 보호회로부가 형성된 이너팩의 사시도를 나타낸다. 이하에서는, 상기 이너팩을 리튬 이차전지로 칭하기로 한다.
상기 베어셀(100)은, 도 1a를 참조하면, 양극판(123), 음극판(125) 및 세퍼레이터(124)로 구성되는 전극조립체(120)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(130)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 캔(110)은 일반적으로 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 캔(110)의 하면(110b)은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다.
상기 전극조립체(120)는 양극판(123)과 음극판(125) 사이에 세퍼레이터(124)가 개재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(123)에는 양극탭(126)이 결합되어 전극조립체(120)의 상단부로 돌출되며, 음극판(125)에는 음극탭(127)이 결합되어 전극조립체(120)의 상단부로 돌출된다. 상기 전극조립체(120)에서 상기 양극탭(126)과 음극탭(127)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 상기 양극탭(126)과 음극탭(127)은 일반적으로 니켈 금속으로 형성된다.
상기 캡조립체(130)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(135)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(130)는 별도의 절연케이스(165)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 크기 와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(135)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(135)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(137)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편, 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입구(142)가 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(130)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입구(142)를 통하여 전해액이 주입되고, 전해액주입구(142)는 별도의 밀폐수단인 볼에 의하여 밀폐된다.
상기 전극단자(135)는 상기 음극판(125)의 음극탭(127) 또는 상기 양극판(123)의 양극탭(126)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(135)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(135)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(135)가 상기 개스킷튜브(137)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(135) 와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널플레이트(160)의 일측에는 상기 음극판(125)에 결합된 음극탭(127)이 용접되며, 캡플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(123)에 결합된 양극탭(126)이 용접된다. 상기 음극탭(127)과 양극탭(126)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며, 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
상기 절연케이스(165)는 캡조립체(130)와 전극조립체(120) 사이의 절연을 담당하게 되며, 양극탭용 홀(172)과 음극탭용 홀(174)이 형성되어 있다.
상기 리튬 이차전지(190)는, 도 1b를 참조하면, 베어셀(100)과 보호회로부(170)를 포함하여 형성된다. 상기 보호회로부(170)는 베어셀(100)의 상부에 형성되며, 상면에 외부단자(174)가 형성된다. 상기 보호회로부(170)는 통상적으로 핫멜팅 수지에 의해 사출성형 방식으로 형성된다.
휴대폰 등 소형 전기/전자기기는 경량화, 슬림화 됨에 따라 가볍고 부피가 작은 배터리를 필요로 하고 있다. 일반적으로 휴대폰 등에는 베어셀을 견고한 플라스틱 재질의 팩 속에 삽입한 하드팩 형태의 배터리가 주로 사용된다. 이러한 하드팩 형태의 배터리는 견고한 외장재로 둘러싸여 있기 때문에 부피와 중량이 크다는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 하드팩 형태의 배터리 대신 베어셀과 보호회로부 만으로 이루어진 이너팩 형태의 배터리가 많이 사용되고 있다. 이 경우, 이너팩이 전기/전자 기기의 세트에 장착되는 구조가 필요하며, 특히 사용자가 보다 용이하게 이너팩을 착탈할 수 있는 구조가 개발될 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 베어셀에 보호회로부를 형성한 이너팩(inner pack)을 휴대폰 등 전기/전자기기에 장착할 때 이너팩의 양 측면에 돌기 형상의 슬라이딩 수단을 형성하고, 전기/전자기기에 슬라이딩용 수단과 부합되는 가이드부를 형성함으로써 용이하게 기기에 결합시켜 사용할 수 있는 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지는 전극조립체와, 장측벽과 단측벽을 포함하며 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 구비하는 베어셀 및 상기 베어셀의 충방전을 제어하기 위해 상기 베어셀의 상부에 형성되는 보호회로부를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 단측벽에 돌기부로 이루어진 슬라이딩 수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 슬라이딩 수단은 하나의 상기 단측벽당 복수개의 돌기부로 형성되며 상기 돌기부는 서로 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌기부는 상기 단측벽의 내부에 포함되는 가상의 직사각형의 네 꼭지점 위치에 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌기부는 상기 단측벽의 높이를 이루는 변과 나란한 일자형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기/전자 기기는 리튬 이차전지가 전원의 전부 또는 일부로 사용되며, 슬라이딩 수단이 형성된 상기 리튬 이차전지가 장착되는 결합부 와 상기 결합부에 장착된 상기 리튬 이차전지를 고정하기 위한 고정수단을 포함하며, 상기 결합부는 상기 리튬 이차전지가 삽입될 수 있는 삽입홈과, 상기 삽입홈을 형성하는 벽을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 벽은 평면 형상이 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 벽 중 상기 슬라이딩 수단이 접하는 부분에는 상기 리튬 이차전지가 슬라이딩 될 수 있도록 가이드부가 형성될 수 있다. 또한, 상기 가이드부는 상기 슬라이딩 수단에 부합하도록 일자형의 돌출형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가이드부는 복수개의 돌기부로 형성되며 상기 돌기부는 서로 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정수단은 상기 ㄷ자 형상의 개방부에 형성되며, 하부에 탄성체가 형성되어 있어 상하 방향으로 압축 또는 복원될 수 있도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정수단은 상기 벽의 일측단부에 형성된 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지와 상기 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 대하여 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 베어셀의 분리사시도를 나타내며, 도 2b는 도 2a의 베어셀에 보호회로부가 장착된 리튬 이차전지의 사 시도를 나타내며, 도 2c는 도 2b의 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기의 사시도를 나타낸다. 이하에서는 베어셀에 보호회로부가 장착된 이너팩 상태의 배터리를 리튬 이차전지라 하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기/전자기기는 휴대폰을 예로 들어 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 베어셀(200)은, 도 2a를 참조하면, 양극판(223), 음극판(225) 및 세퍼레이터(224)로 구성되는 전극조립체(220)를 전해액과 함께 캔(210)에 수납하고, 이 캔(210)의 상단개구부를 캡조립체(230)로 밀봉함으로써 형성된다. 상기 리튬 이차전지(200)는 장변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 정면과 배면, 단변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 양 측면, 상기 캡플레이트(240)가 위치하는 상면과 상기 상면과 마주보는 하면을 포함하여 이루어진다.
상기 전극조립체(220)는 양극판(223)과 음극판(225)사이에 세퍼레이터(224)가 게재되면서 권취되어 형성된다.
상기 양극판(223)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬산화물이 사용되고 있다. 상기 양극판(223)의 양 말단에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성된다. 상기 양극 무지부의 일단에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 전극 조립체(220)의 상부로 일정 길이 돌출되는 양극 탭(226)이 접합되어 있다.
상기 음극판(225)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 음극판(225)의 양 말단은 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 상기 음극 무지부의 일단에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 형성되며, 전극 조립체(220)의 하부로 일정 길이 돌출된 음극 탭(227)이 접합되어 있다. 더불어 상기 전극 조립체(220)의 하부에는 캔(210)과의 접촉을 방지하기 위한 절연판이 더 포함되어 형성될 수 있다.
상기 세퍼레이터(224)는 상기 양극판(223)과 음극판(225) 사이에 개재되며 상기 전극조립체(220)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(224)는 상기 양극판(223)과 음극판(225)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.
상기 캔(210)는 대략 직사각형 형상의 한 쌍의 장측벽(212)과, 슬라이딩 수단(216)이 형성된 한 쌍의 단측벽(213) 및 하면판(210b)을 포함하여 대략 박스 형상으로 형성되며, 상부는 개구되어 상단개구부(210a)를 이루고 있다. 또한, 상기 캔(210)는 대략 박스형상으로 형성될 때 수평방향으로의 단면의 형상이 사각형상 또는 타원형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 상단개구부(210a)로는 상기 전극조립체(220)가 삽입된다. 또한, 상기 전극조립체(220) 사이로 함침하여 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 주는 전해액이 주입된다. 캔(210)의 재질은 주로 가벼운 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 캔(210)의 상부는 캡조립체(230)에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 캔(210)의 장측벽(212)과 단측벽(213)의 두 께는 대략 0.2 내지 0.4mm로 형성되며, 상기 하면판(210b)의 두께는 대략 0.2 내지 0.7mm로 형성된다. 다만, 여기서 상기 장측벽(212)과 단측벽(213) 및 하면판(210b)의 두께를 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(210)는 바람직하게는 딥드로잉(deep drawing) 방식에 의하여 형성되며, 상기 장측벽(212)과 단측벽(213) 및 상기 하면판(210b)은 일체형으로 형성된다. 다만, 여기서 상기 캔(210)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 슬라이딩 수단(216)은 캔(210)의 한 쌍의 단측벽(213)에 형성된다. 이 때, 상기 슬라이딩 수단(216)은 전기/전자기기(280)의 결합부(285)에 형성된 가이드부(286)와 맞물리도록 형성된다. 상기 슬라이딩 수단(216)은 단측벽(213)당 복수개의 돌기부로 형성되며 상기 돌기부는 서로 소정 간격 이격되도록 형성된다. 이 때, 상기 돌기부는 단측벽(213)의 내부에 포함되는 가상의 직사각형의 네 꼭지점 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 슬라이딩 수단(216)은 하나의 단측벽(213) 당 4개의 돌기부로 구성되며, 다만 여기서 상기 슬라이딩 수단(216)을 구성하는 돌기부의 개수를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 슬라이딩 수단(216)은 마치 좌표평면 상의 정수 격자점과 같이 일정 간격 이격된 위치에 다수개 형성될 수도 있다. 상기 슬라이딩 수단(216)은 상부 돌기부들(216a)와 하부 돌기부(216b)를 포함하여 형성된다. 상기 상부 돌기부들(216a)은 서로 일정간격 이격된 두 개의 돌기부로 구성된다. 상기 각각의 돌기부는 평면 형상이 사각형상, 원형상, 타원형상 등으로 형성될 수 있으며, 여기서 상기 돌기부의 평면 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 상부 돌기부들(216a)을 구성하는 두 개의 돌기부의 간격은 상기 전기/전자기 기(280)에 형성된 가이드부(286)의 너비와 대응되도록 형성된다. 상기 상부 돌기부들(216a)을 이루는 두 돌기부 사이의 공간이 실제로 슬라이딩에 사용되는 부분이다. 또한, 상기 하부 돌기부들(216b) 역시 서로 일정간격 이격된 두 개의 돌기부로 구성되며, 두 개의 돌기부의 간격은 상기 전기/전자기기(280)에 형성된 가이드부(286)의 너비와 대응되도록 형성된다. 따라서 상기 상부 돌기부들(216a)과 하부 돌기부들(216b)은 서로 선대칭 관계에 있도록 형성된다. 상기 슬라이딩 수단(216)은 용접 또는 주조 방식에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 상기 슬라이딩 수단(216)의 형성방법을 한정하는 것은 아니다. 상기 슬라이딩 수단(216)은 전기/전자기기(280)의 가이드부(286)와 맞물려 전기/전자기기의 결합부(285)로 리튬 이차전지가 슬라이드 방식으로 장착될 수 있도록 한다.
상기 캡 조립체(230)는 캡 플레이트(240)와 절연 플레이트(250)와 터미널 플레이트(260) 및 전극단자(235)를 포함하여 구성된다. 캡 조립체(230)는 별도의 절연케이스(265)와 결합되어 캔(210)의 상단 개구부(210a)에 결합되어 캔(210)을 밀봉하게 된다.
상기 캡 플레이트(240)는 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 용접되어 상기 캔(210)을 밀봉한다. 상기 캡 플레이트(240)는 일측에 전해액주입구(242)가 형성되고, 양측 단부에는 슬라이딩 홈(246)이 형성되어 있으며, 상기 전해액주입구(242)는 볼 등으로 압입, 용접되어 있다. 상기 슬라이딩 홈(246)은 캔(210)의 단측벽(213)에 형성된 슬라이딩 홈(216)과 서로 연통되도록 형성된다. 상기 캡 플레이트(240)의 대략 중앙에는 단자통공1(241)이 형성되어 있으며, 상기 단자통공1(241)에 는 가스캣 튜브(237)에 의해 절연된 전극단자(235)가 삽입된다.
상기 절연 플레이트(250)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡 플레이트(240)의 하면에 결합된다. 절연 플레이트(250)에는 상기 캡 플레이트(240)의 단자통공1(241)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(235)가 삽입되는 단자통공2(251)가 형성되어 있다. 상기 절연 플레이트(250)의 하면에는 상기 터미널 플레이트(260)가 안착되도록 터미널 플레이트(260)의 크기에 상응하는 안착홈(252)이 형성된다.
상기 터미널 플레이트(260)는 일반적으로 Ni합금으로 형성되며, 상기 절연 플레이트(250)의 하면에 장착된다. 상기 터미널 플레이트(260)에는 캡 플레이트(240)의 단자통공1(241)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(235)가 삽입되는 단자통공3(261)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(235)가 상기 개스킷 튜브(237)에 의하여 절연되면서 캡 플레이트(240)의 단자통공1(241)을 통하여 결합되므로 상기 터미널 플레이트(260)는 상기 캡 플레이트(240)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(235)와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널 플레이트(260)의 일측에는 상기 음극판(225)에 결합된 음극탭(227)이 용접되며, 캡 플레이트(240)의 타측에는 상기 양극판(223)에 결합된 양극탭(226)이 용접된다. 상기 음극탭(227)과 양극탭(226)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
상기 전극단자(235)는 상기 음극판(225)의 음극탭(227) 또는 상기 양극판(223)의 양극탭(226)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 리튬 이차전지(290)는, 도 2b를 참조하면, 상기 베어셀(200)의 상부에 보호회로부(270)가 장착되어 형성된다. 상기 보호회로부(270)는 외부단자(274)가 형성되며, 핫멜팅 수지를 이용하여 사출성형 방식으로 형성된다. 다만, 여기서 상기 보호회로부(270)의 형성 방식을 한정하는 것은 아니다. 상기 외부단자(274)는 베어셀(200)의 양극 및 음극과 연결되어 전기/전자 기기(280)의 전기단자들(도면 미도시)과 서로 전기적으로 접속된다.
상기 전기/전자 기기(280)는, 도 2c를 참조하면, 결합부(285)와 고정수단(288)을 포함하여 형성된다. 이 때, 상기 전기/전자 기기(280)는 리튬 이차전지(290)가 전원의 일부 또는 전부로 사용된다. 이 때, 상기 전기/전자 기기(280)가 전원의 일부로 사용되는 경우는 교류 전원을 사용할 수 있는 환경에서 직접 교류 전원이 사용되고, 휴대하는 경우에는 리튬 이차전지만으로 구동되는 경우를 말한다. 본 발명에 따른 전기/전자기기는 휴대폰, PDA, 노트북을 비롯하여 다양한 휴대용 소형 전기/전자기기에 적용될 수 있으며, 휴대폰에 한정되지 않는다. 이하에서는 편의상 휴대폰의 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 결합부(285)는 벽(281)과 삽입부(282)를 포함하여 형성된다. 상기 결합부(285)는 전기/전자 기기(280)에 리튬 이차전지(290)가 장착되는 부분이다. 따라서, 상기 결합부(285)의 내부는 리튬 이차전지(290)의 외형에 맞는 규격으로 형성된다.
상기 벽(281)은 가이드부(286)를 포함하여 형성된다. 상기 벽(281)은 상기 삽입부(282)를 둘러싸도록 형성된 부분으로, 리튬 이차전지(290)의 단측벽(213)과 상면이 접촉하게 된다. 상기 벽(281)은 평면 형상이 ㄷ자 형상으로 형성되며, ㄷ자 의 개방부로 리튬 이차전지(290)의 삽입이 이루어진다. 다만, 여기서 상기 벽(281)의 평면 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 벽(281)은 리튬 이차전지(290)의 두께와 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하며, 리튬 이차전지(290)의 두께보다 낮거나 높은 높이로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한, 상기 ㄷ자 형상의 일부, 바람직하게는 서로 마주보는 부분을 연결하는 부분의 안쪽면에 리튬 이차전지(290)의 외부단자(274)와 전기적으로 접속하는 전기단자(도면 미도시)가 형성된다.
상기 가이드부(286)는 상기 벽(281) 중 리튬 이차전지(290)의 단측벽(213)에 접하는 부분, 즉 ㄷ자 형상의 서로 마주보는 부분의 내측면에 형성된다. 이 때, 상기 가이드부(286)는 리튬 이차전지(290)의 단측벽(213)에 형성된 슬라이딩 수단(216, 276)과 부합하는 형상으로 형성된다. 즉, 상기 슬라이딩 수단(216, 276)이 돌기부들 사이의 공간을 활용하도록 형성되므로, 상기 가이드부(286)는 돌기부들 사이의 공간에 들어맞는 일자형의 돌출 형상으로 형성된다. 이 때, 상기 가이드부(286)는 단면 형상이 직사각형상, 삼각형상, 반원형상 중 어느 하나로 형성되며, 다만 여기서 상기 가이드부(286)의 단면 형상을 한정하는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 가이드부(286)는 슬라이딩을 원활하게 하고 마모를 줄이기 위해 단면 형상이 반원 형상으로 형성된다.
상기 삽입부(282)는 리튬 이차전지(290)가 슬라이딩되어 장착되는 부분으로, 홈 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 삽입부(282)의 3방향은 벽(281)에 의해 둘러싸여 있으며, 하측 방향으로는 벽(281)이 형성되지 않아 개방부를 이루고 있다. 따라서, 리튬 이차전지(290)는 개방부가 위치한 하측 방향으로 삽입된다. 상 기 삽입부(282)의 깊이는 벽(281)의 높이에 의해 정해지며, 리튬 이차전지(290)의 두께와 동일한 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 여기서 상기 삽입부(282)의 깊이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 삽입부(282)의 평면 형상은 리튬 이차전지(290)의 평면 형상에 대응되도록 형성되며, 직사각형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고정수단(288)은 ㄷ자 형상을 이루는 벽(281)의 개방부에 형성되며, 상기 삽입부(282)에 장착된 리튬 이차전지(290)가 사용중 외부로 다시 밀려나가는 것을 방지하기 위해 형성된다. 상기 고정수단(288)은 리튬 이차전지(290)가 완전히 슬라이딩 되어 외부단자(274)가 벽(281)에 형성된 전기단자와 전기적으로 접속되었을 때 리튬 이차전지(290)의 하면판(210b)이 위치하는 부분에 형성된다. 이 때, 상기 고정수단(288)은 하부에 탄성체가 형성되어 있어 상하 방향으로 수축 또는 복원될 수 있도록 형성된다. 즉, 상기 고정수단(288)은 리튬 이차전지(290)가 슬라이딩 하는 동안에는 수축되어 삽입부(282)의 바닥면과 동일한 높이를 이루게 되고, 리튬 이차전지(290)의 슬라이딩이 완료되면 복원되어 바닥면보다 돌출함으로써 리튬 이차전지(290)의 하면판(210b)을 지지하게 된다. 상기 고정수단(288)은 ㄷ자 형상의 벽(281) 중 서로 마주보는 부분의 단부를 연장 형성했을 때 연장선의 중앙부분에 위치하는 것이 바람직하며, 다만 여기서 상기 고정수단(288)의 위치를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 고정수단(288)은 하나 또는 둘 이상으로 형성될 수 있으며, 여기서 상기 고정수단(288)의 개수를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 고정수단(288)의 평면형상은 직사각형상, 원형상, 타원형상 중 어느 하나로 형성될 수 있으 며, 여기서 상기 고정수단(288)의 평면형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 고정수단(288)은 리튬 이차전지(290)가 고정될 수 있을 정도의 높이와 너비로 형성되게 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지 및 상기 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기에 대하여 설명한다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지의 사시도를 나타내며, 도 3b는 도 3a의 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기의 사시도를 나타낸다. 도 3의 실시예는 슬라이딩 수단과 가이드부가 도 2b 및 도 2c의 실시예와 반대 형상으로 형성된다는 점 이외에는 도 2b 및 도 2c의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지(390)는, 도 3a를 참조하면, 베어셀(300)과 보호회로부(370)를 포함하여 형성된다. 상기 리튬 이차전지(390)는 양 측면에 일자형의 돌출부로 이루어진 슬라이딩 수단(316, 376)이 형성된다.
상기 베어셀(300)에 형성된 슬라이딩 수단(316)은 압착에 의해 형성되며, 여기서 상기 슬라이딩 수단(316)의 형성방법을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 보호회로부(370)에 형성된 슬라이딩 수단(376)은 핫멜팅 수지로 몰딩할 때 사출성형 방식으로 형성되며, 여기서 상기 슬라이딩 수단(376)의 형성방법을 한정하는 것도 아니다. 상기 베어셀(300)에 형성된 슬라이딩 수단(316)과 보호회로부(370)에 형성된 슬라이딩 수단은 서로 매끄럽게 연결되도록 형성된다. 상기 슬라이딩 수단(316, 376)은 단측벽(313)의 높이를 이루는 변과 나란하도록 일자형으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 슬라이딩 수단(316, 376)의 높이는 상기 단측벽(313) 두께보다 얕도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 슬라이딩 수단(316, 376)이 단측벽(313)의 두께보다 높도록 형성되면, 외부로 절곡되는 정도가 지나치게 커지므로 전극조립체가 팽창하거나 전지 내부의 가스 발생량이 많은 경우 상기 슬라이딩 수단(316)이 캔의 취약부로 작용하게 된다는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 슬라이딩 수단(316, 376)은 전기/전자기기(380)의 가이드부(386)와 맞물려 전기/전자기기의 결합부(385)로 리튬 이차전지가 슬라이드 방식으로 장착될 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기/전자기기(380)는, 도 3b를 참조하면, 결합부(385)와 고정수단(388)을 포함하여 형성된다. 상기 결합부(385)는 벽(381)과 삽입부(382)를 포함하여 형성된다. 상기 벽(381) 중 서로 마주보는 부분의 내측면에는 가이드부(386)가 형성된다. 상기 가이드부(386)은 상기 도 2b의 슬라이딩 수단(216)과 동일한 형상으로 형성되므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 고정수단(388)은 하부에 탄성체가 형성되어 있어 리튬 이차전지(390)의 슬라이딩 중에는 압축되어 벽(381)의 내측면과 동일한 평면을 이루게 되고, 슬라이딩이 완료되면 복원되어 벽(381)의 내측면보다 높게 돌출된다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기/전자 기기에 대하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기/전자기기의 사시도를 나타내 며, 도 4b는 도 4a의 고정수단이 락킹(locking)된 상태의 사시도를 나타낸다. 도 4a의 실시예는 고정수단이 상기 벽의 일측단부에 형성된 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 회전부재의 형태로 형성된다는 점 이외에는 상기 도 2c의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 도 4a의 실시예에 장착되는 리튬 이차전지는 도 2b의 실시예와 동일하므로, 리튬 이차전지에 관한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기/전자기기(480)는, 도 4a를 참조하면, 결합부(485)와 고정수단(488)을 포함하여 형성된다. 상기 결합부(485)는 벽(481)과 삽입부(482)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 벽(481)의 내측면 일부에는 가이드부(486)가 형성된다.
상기 고정수단(488)은 회전부재의 형태로 형성된다. 이 때, 상기 고정수단(488)은 벽(481)의 일측 단부에 회전축이 형성되며, 상기 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다. 상기 고정수단(488)은 도 4a 및 도 4b와 같이 폴더형 휴대폰의 회전방식과 유사한 방식으로 회전하도록 형성될 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 이와 다른 회전방식이 사용될 수도 있음은 물론이다. 상기 고정수단(488)은 회전축과 연결된 단부의 반대편에 위치한 단부에 똑딱이 단추와 같은 잠김수단(489)이 형성된다. 상기 잠김수단(489)은 돌출 형상으로 형성될 수 있다. 상기 잠김수단(489)은 벽(481)의 일측단부에 형성된 오목 형상과 결합하여 삽입부(482)에 장착된 리튬 이차전지가 다시 밀려나지 않도록 한다. 상기 고정수단(488)은 리튬 이차전지를 삽입할 때에는 열려 있는 상태로 하여 리튬 이차전지를 삽입한 후, 삽 입이 완료된 후에는 상측 방향으로 회전하여 잠김수단(489)을 통해 리튬 이차전지가 탈리되지 않도록 한다. 한편, 상기 고정수단(488)은 리튬 이차전지를 결합부(485)로부터 분리하고자 할 때 잠김수단(489)을 오목 형상으로부터 뽑아내고 고정수단(488)을 하측 방향으로 회전시킨 후 리튬 이차전지를 슬라이딩하여 분리시키게 된다. 상기 고정수단(488)의 길이는 상기 ㄷ자 형상의 벽(481)의 서로 마주보는 부분을 막을 수 있도록 형성되며, 상기 고정수단(488)의 너비는 벽(481)의 높이와 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 여기서 상기 고정수단(488)의 길이와 너비를 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지와 전기/전자기기의 작용에 대하여 설명한다. 이하에서는 도 2b와 도 2c의 실시예를 예로 들어 설명한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지가 전기/전자기기에 슬라이딩되기 시작하는 순간을 도시한 사시도를 나타내며, 도 5b는 도 5a의 리튬 이차전지가 슬라이딩이 완료된 순간을 도시한 사시도를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지(290)는, 도 2b를 참조하면, 베어셀(200)과 보호회로부(270)를 포함하여 형성되며, 단측벽(213)에 슬라이딩 수단(216)이 형성된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기/전자기기(280)는 결합부(285)와 고정수단(288)을 포함하여 형성되며, 결합부(285)의 벽(281)의 일부 내측면에 가이드부(286)가 형성된다. 또한, 결합부(285)의 입구에는 고정수단(288)이 형성되어 있다.
상기 리튬 이차전지(290)는, 도 5a를 참조하면, 상부 방향의 외력에 의해 상기 결합부(285)의 입구로 삽입된다. 도 5a의 화살표는 리튬 이차전지(290)에 가해지는 외력의 방향을 나타낸다. 이 때, 상기 리튬 이차전지(290)의 슬라이딩 수단(216)과 전기/전자기기(280)의 가이드부(286)는 서로 맞물리게 되며, 고정수단(288)은 탄성체가 압축되어 삽입부(282)의 바닥면과 동일 평면으로 눌려진다. 도 5b를 참조하면, 슬라이딩이 계속되어 상기 리튬 이차전지(290)의 외부단자(274)가 전기/전자기기(280)의 전기단자(도면 미도시)와 접촉되면 슬라이딩이 완료되고 고정수단(288)이 외부로 드러나면서 탄성체의 복원력에 의해 고정수단(288)이 돌출하게 되고, 리튬 이차전지(290)의 하면판(210b) 일부를 덮게 된다. 따라서, 상기 고정수단(288)이 별도의 외력에 의해 압축되지 않는 한, 상기 리튬 이차전지(290)는 결합부(285)를 이탈하지 않게 된다. 또한, 상기 리튬 이차전지(290)를 결합부(285)로부터 다시 분리하기 위해서는 고정수단(288)을 누른 후 즉시 리튬 이차전지(290)를 하측 방향으로 당기면 용이하게 분리가 이루어진다.
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 있게 된다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지 및 리튬 이차전지가 장착되는 전기/전자기기 에 의하면 용이하게 기기에 결합시켜 사용할 수 있으며, 결합이 완료되면 고정수단에 의해 고정되므로 별도의 외력이 가해지지 않는 한 리튬 이차전지가 전기/전자기기로부터 원치않는 힘에 의해 분리되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (11)
- 전극조립체와, 장측벽과 단측벽을 포함하며 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 구비하는 베어셀 및상기 베어셀의 충방전을 제어하기 위해 상기 베어셀의 상부에 형성되는 보호회로부를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서,상기 단측벽에 돌기부로 이루어진 슬라이딩 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 제 1항에 있어서,상기 슬라이딩 수단은 하나의 상기 단측벽당 복수개의 돌기부로 형성되며 상기 돌기부는 서로 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 제 2항에 있어서,상기 돌기부는 상기 단측벽의 내부에 포함되는 가상의 직사각형의 네 꼭지점 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 제 1항에 있어서,상기 돌기부는 상기 단측벽의 높이를 이루는 변과 나란한 일자형으로 형성되 는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 리튬 이차전지가 전원의 전부 또는 일부로 사용되며, 슬라이딩 수단이 형성된 상기 리튬 이차전지가 장착되는 결합부와 상기 결합부에 장착된 상기 리튬 이차전지를 고정하기 위한 고정수단을 포함하며,상기 결합부는 상기 리튬 이차전지가 삽입될 수 있는 삽입홈과, 상기 삽입홈을 형성하는 벽을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 5항에 있어서,상기 벽은 평면 형상이 ㄷ자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 5항 또는 제 6항에 있어서,상기 벽 중 상기 슬라이딩 수단이 접하는 부분에는 상기 리튬 이차전지가 슬라이딩 될 수 있도록 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 7항에 있어서,상기 가이드부는 상기 슬라이딩 수단에 부합하도록 일자형의 돌출형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 7항에 있어서,상기 가이드부는 복수개의 돌기부로 형성되며 상기 돌기부는 서로 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 6항에 있어서,상기 고정수단은 상기 ㄷ자 형상의 개방부에 형성되며, 하부에 탄성체가 형성되어 있어 상하 방향으로 압축 또는 복원될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
- 제 5항에 있어서,상기 고정수단은 상기 벽의 일측단부에 형성된 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기/전자기기.
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