KR100768178B1 - Lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 리튬 이차 전지는, 복수개의 양극판, 세퍼레이터, 및 음극판이 적층되어 이루어지는 전극 조립체와; 전극 조립체를 감싸서 밀봉하는 외장재와; 각 양극판으로부터 각각 인출된 복수개의 양극탭들과, 양극탭들과 나란하게 각 음극판으로부터 각각 인출된 복수개의 음극탭들과; 양극탭들 및 음극탭들의 각 끝단과 결합되어 전지의 외부로 돌출되는 양극 단자 및 음극 단자와; 외장재의 내측면과 전극탭들이 인출된 전극 조립체 사이에 삽입되어, 전극 조립체의 유동을 방지하고, 전극탭들의 변형을 방지하는 한편, 내부 쇼트를 방지하는 스페이서;를 구비한다.A lithium secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly in which a plurality of positive electrode plates, separators, and negative electrode plates are stacked; An exterior material surrounding and sealing the electrode assembly; A plurality of positive electrode tabs respectively drawn out from each positive electrode plate, and a plurality of negative electrode tabs respectively drawn out from each negative electrode plate in parallel with the positive electrode tabs; A positive electrode terminal and a negative electrode terminal coupled to respective ends of the positive electrode tabs and the negative electrode tabs to protrude out of the battery; And a spacer inserted between the inner surface of the packaging material and the electrode tabs withdrawn, thereby preventing the flow of the electrode assembly, preventing deformation of the electrode tabs, and preventing an internal short.
Description
도 1은 종래의 리튬 이차 전지를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional lithium secondary battery.
도 2는 도 1의 리튬 이차 전지에 도 2의 스페이서가 삽입되는 상태를 도시한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the spacer of FIG. 2 is inserted into the lithium secondary battery of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지를 도시한 분리사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 리튬 이차 전지가 조립된 상태를 도시한 부분단면도.4 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the lithium secondary battery of FIG. 3 is assembled.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>
31..전극 조립체 32..외장재31.
33..전극탭 34..전극단자33.
40..스페이서 41..지지부40.
42..삽입부 43..관통구42..
44..단차부44..Step
본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전지의 내부 쇼트를 방지하기 위하여 삽입되는 스페이서의 구조가 개선된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a lithium secondary battery having an improved structure of a spacer inserted to prevent an internal short circuit of the battery.
최근에는 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속하게 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 리튬 이차 전지에 대한 수요가 점차 증대되고 있으며, 특히 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 급속도로 확산되면서 이에 따른 전지의 소형화, 박형화의 요구가 날로 증대되고 있다. Recently, with the rapid development of the electric, electronic, communication and computer industries, the demand for high-performance, high-safety lithium secondary batteries is gradually increasing. In particular, as the miniaturization, thinning, and lightening of electronic devices are rapidly spreading, The demand for miniaturization and thinning is increasing day by day.
이러한 요구에 부응하여 최근 가장 많은 관심을 갖고 있는 것이 리튬 이온 폴리머 전지이다. 리튬 이온 폴리머 전지는 크기나 모양을 원하는 대로 조절할 수 있으며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 지니고 있다.In order to meet these demands, a lithium ion polymer battery has been most interested in recent years. Lithium ion polymer batteries can be sized and shaped as desired and have a high energy density per unit weight.
이러한 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 근래에는 외장재로서 파우치(pouch)를 사용하는 방식이 각광받고 있는데, 이와 같이 파우치를 사용하게 되면, 단위중량 및 체적당 에너지밀도가 보다 높아지고 전지의 박형화 및 경량화가 가능해질 뿐만 아니라 외장재의 재료비가 적게 들어 유리한 점이 많다. In such a lithium-ion polymer battery, a method of using a pouch as a packaging material has recently been in the spotlight. When the pouch is used in this way, the energy density per unit weight and volume is higher, and the battery can be made thinner and lighter. In addition to less material cost of the exterior material has a lot of advantages.
도 1에는 종래의 리튬 이차 전지에 있어서, 리튬 이온 폴리머 전지의 일예가 도시되어 있다. 1 shows an example of a lithium ion polymer battery in a conventional lithium secondary battery.
도면을 참조하면, 리튬 이차 전지는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터(separator)가 적층된 전극 조립체(11)와, 이 전극 조립체(11)를 감싸서 밀봉하기 위한 케이스(12a) 및 커버(12b)로 이루어진 외장재(12)를 구비한다. 그리고, 전극 조립체(11)의 극판들로부터 복수개의 전극탭(13)들이 인출되고, 전극탭(13)들에는 전극단자(14)가 결합되어 전극 조립체(11)와 외부 사이의 전기적 통로 역할을 하게 된다.
Referring to the drawings, a lithium secondary battery includes an
한편, 상기 전극 조립체(11)는 케이스(12a)의 내부 공간부에 삽입시, 전극탭(13)들이 상기 전극 조립체(11)의 일측면과 공간부의 일측면 사이에 위치된다. 이 때, 상기 전극탭(13)들과 접합된 전극단자(14)들은 상기 공간부의 외부로 인출된다.Meanwhile, when the
상기 전극탭(13)들이 위치된 케이스(12a)의 내부 공간부에서 전극 조립체(11)가 유동가능한 상태이므로, 전극 조립체(11)의 유동에 의하여 전극탭(13)들이 변형되거나 외장재(12)의 내면이 파손될 수가 있다. 이와 같은 경우, 전극탭(13)들과 전극 조립체(11) 또는 외장재(12) 사이나, 전극 조립체(11)와 외장재(12) 사이에 쇼트(short)가 발생될 가능성이 높아진다. Since the
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 도 2에 도시된 스페이서(spacer,20)가 상기 전극탭(13)들이 위치된 케이스(12a)의 내부 공간부에 삽입된다. 이 스페이서(20)는, 전극 조립체(11)의 유동 및 전극탭(13)들의 변형을 방지하기 위하여 전극 조립체(11)를 지지하는 지지부(21)와, 상기 전극탭(13)들이 삽입되는 삽입부(22)와, 상기 전극단자(14)들이 각각 삽입되는 한 쌍의 관통구(23)들로 구성된다. In order to solve this problem, the
그런데, 종래의 스페이서(20)가 케이스(12a)의 내부 공간부에 삽입되면, 전극탭(13)들이 삽입부(22) 내로 삽입이 되는데, 스페이서(20)의 상하측에 위치된 지지부(21)와 전극탭(13)들 사이의 간섭에 의하여 전극탭(13)들이 구부러짐으로써, 변형을 일으킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 스페이서(20)에 간섭에 의하여 힘이 가해지는 경우, 스페이서(20)가 변형을 일으키거나, 기울어져 위치가 변경되거나, 삽 입이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이에 따라, 전극단자(14) 또는 외장재(12)도 같이 변형되어, 결과적으로 전지의 외관불량을 초래할 수 있다.By the way, when the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전지의 내부 쇼트를 방지하기 위해 삽입되는 스페이서와 전극탭들 사이의 간섭에 의하여 스페이서 및 전극탭들이 변형되고, 스페이서가 변형되거나, 위치가 변경되거나, 미삽입되는 것을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the spacer and the electrode tab is deformed by the interference between the spacer and the electrode tab is inserted to prevent the internal short of the battery, the spacer is deformed, the position is changed or It is an object of the present invention to provide a secondary battery that can be prevented from being inserted.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리튬 이차 전지는, Lithium secondary battery according to the present invention for achieving the above object,
복수개의 양극판, 세퍼레이터, 및 음극판이 적층되어 이루어지는 전극 조립체와;An electrode assembly in which a plurality of positive electrode plates, separators, and negative electrode plates are stacked;
상기 전극 조립체를 감싸서 밀봉하는 외장재와;An exterior material surrounding and sealing the electrode assembly;
상기 각 양극판으로부터 각각 인출된 복수개의 양극탭들과, 상기 양극탭들과 나란하게 상기 각 음극판으로부터 각각 인출된 복수개의 음극탭들과;A plurality of positive electrode tabs respectively drawn out from each of the positive electrode plates, and a plurality of negative electrode tabs respectively drawn from the negative electrode plates in parallel with the positive electrode tabs;
상기 양극탭들 및 음극탭들의 각 끝단과 결합되어 전지의 외부로 돌출되는 양극 단자 및 음극 단자와; A positive electrode terminal and a negative electrode terminal coupled to respective ends of the positive electrode tabs and the negative electrode tabs to protrude out of the battery;
상기 외장재의 내측면과 상기 전극탭들이 인출된 전극 조립체 사이에 삽입되어, 상기 전극 조립체의 유동을 방지하고, 전극탭들의 변형을 방지하는 한편, 내부 쇼트를 방지하는 스페이서;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.And a spacer inserted between the inner surface of the exterior member and the electrode tabs from which the electrode tabs are drawn out, thereby preventing the flow of the electrode assembly, preventing deformation of the electrode tabs, and preventing an internal short circuit. It is done.
상기 스페이서는, 그 가장자리측에 형성되며 상기 외장재의 내측면 및 전극 조립체의 일측면과 접촉되어 상기 전극 조립체의 유동을 방지하는 지지부와, 그 중앙측에 형성되어 상기 전극탭들이 용이하게 삽입되어 안착될 수 있도록 상방향으로 경사지게 테이퍼진 삽입부와, 상기 전극탭들과 간섭이 일어나는 위치에 형성되어 간섭을 방지하는 단차부와, 상기 삽입부의 종단에 형성되어 상기 전극단자들이 삽입되는 관통구를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.The spacer is formed on the edge side thereof and is in contact with the inner surface of the exterior material and one side of the electrode assembly to prevent the flow of the electrode assembly, and is formed at the center side thereof so that the electrode tabs are easily inserted and seated. An insertion portion tapered upwardly so as to be inclined upwardly, a stepped portion formed at a position where interference with the electrode tabs is prevented, and a through hole formed at an end of the insertion portion to insert the electrode terminals; Characterized in that.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지에 대한 분리사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3의 리튬 이차 전지가 조립된 상태에 대한 부분단면도가 도시되어 있다.3 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the assembled state of the lithium secondary battery of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 리튬 이차 전지는 전극 활물질을 충전시킨 양극판 및 음극판과, 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터(separator)가 적층된 구조를 이루며, 소정 전류를 생성하는 전극 조립체(31)를 구비한다. 상기 전극 조립체(31)는 케이스(32a)와 커버(32b)로 이루어진 외장재(32)에 의하여 감싸져서 밀봉된다.Referring to FIGS. 3 and 4, the lithium secondary battery has a structure in which a positive electrode plate and a negative electrode plate in which an electrode active material is charged, and a separator interposed therebetween are stacked, and generates an
상기 전극 조립체(31)의 양극판들의 일측에는 양극탭(33a)들이 인출되고, 음극판들의 일측에는 음극탭(33b)들이 인출된다. 인출되는 탭(33)들의 길이는 대략 동일하다. 상기 양극탭(33a)들과 음극탭(33b)들은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 그리고, 상기 양극탭(33a)들 및 음극탭(33b)들은 각각 양극 단자(34a) 및 음극 단자(34b)에 결합된다. 이에 따라, 상기 전극탭(33)들은 전체적으로 만곡되어진 형상을 이루게 된다.
그리고, 상기 외장재(32)의 내벽과 상기 전극탭(33)이 인출된 전극 조립체(31) 사이에는 스페이서(40)가 삽입된다. In addition, a
이와 같이, 전극 조립체(31) 및 스페이서(40)가 수용된 상태에서, 케이스(32a)와 커버(32b)의 가장자리면이 상호 열융착됨으로써, 전지가 밀봉된다. 이때, 상기 전극단자(34)들은 상기 공간부의 외부로 일부 인출되어, 전지와 외부회로와의 전기적 통로 역할을 하게 된다. As described above, in the state where the
한편, 상기 스페이서(40)는 케이스(32a)내에서 전극 조립체(31)가 유동되는 것을 방지함으로써, 전지의 내부에서 전극탭들(33)과 전극 조립체(31) 또는 외장재(32) 사이나, 전극 조립체(31)와 외장재(32) 사이를 절연시키는 것으로서, 지지부(41)와, 삽입부(42)와, 관통구(43) 및, 단차부(44)를 포함하여 구성된다. Meanwhile, the
상기 지지부(41)는, 스페이서(40)의 가장자리에 형성되는데, 외장재(32)의 내벽들과 전극 조립체(31)의 일측면과 접촉함으로써, 상기 전극 조립체(31)의 유동을 방지하게 된다.The
상기 삽입부(42)는, 스페이서(40)의 중앙에 내측으로 형성되는데, 상방향으로 경사면을 이루고 테이퍼(taper)지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 전극탭(33)들이 삽입부(42)에 자연스럽게 삽입되어 안착될 수 있다.The
상기 삽입부(42)의 경사면의 종단에는 관통구(43)가 형성되어 있다. 상기 관통구(43)를 통하여 전극단자(34)가 삽입된다. 상기 관통구(43)는 연속적으로 하나가 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 각각의 전극단자(34)가 삽입될 수 있도록 두 개로 형성될 수도 있다.
The through
상기 단차부(44)는 스페이서(40)의 상하측에 일부 절개되어 형성될 수 있다. 상기 단차부(44)는 스페이서(40)의 삽입시, 전극탭(34)들과의 간섭에 의하여 전극탭(34)들 및 스페이서(40)에 발생될 수 있는 현상들을 방지한다. The
즉, 간섭에 의하여 전극탭(34)들 및 스페이서(40)가 눌러져 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 스페이서(40)가 기울어지거나, 삽입이 제대로 이루어지지 않게 되어, 상기 지지부(41)가 전극 조립체(31)를 충분히 지지하지 못하게 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.That is, the
상기 스페이서(40)는 유연성이 있는 재질로 제조되면, 완충효과를 높일 수 있고, 변형력도 충분히 흡수할 수 있어 보다 바람직할 것이다.When the
상술한 바와 같이, 리튬 이차 전지에 스페이서를 구비함으로써, 전극 조립체의 유동에 따른 전지 내부의 쇼트를 방지할 수 있다. As described above, by providing the spacer in the lithium secondary battery, it is possible to prevent a short inside the battery due to the flow of the electrode assembly.
또한, 스페이서의 삽입시, 전극탭들과 간섭을 일으킬 수 있는 스페이서의 상하측에 단차부를 형성하고, 상기 전극탭들이 안착되는 안착부를 테이퍼지게 형성함으로써, 전극탭들이 변형되는 불량을 방지하는 동시에, 스페이서의 변형, 위치 변경, 미삽입에 따른 전지의 외관불량을 방지할 수 있다.In addition, when the spacer is inserted, a stepped portion is formed on the upper and lower sides of the spacer which may cause interference with the electrode tabs, and the seating portion where the electrode tabs are seated is tapered to prevent defects in the electrode tabs from deforming. It is possible to prevent a defective appearance of the battery due to deformation, position change, and non-insertion of the spacer.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 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.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.
Claims (2)
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