KR100788553B1 - 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캔의 단측벽 및/또는 하면에 보강홈을 형성함으로써 전지의 낙하 등 외부 충격시 캔의 외곽부의 함몰을 방지하여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 캔, 보강홈
Description
도 1은 일반적인 리튬 이차전지의 분리 사시도
도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도
도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 2c는 도 2b의 저면도
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 저면도
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 저면도
도 5a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도
도 5b는 도 5a의 저면도
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
213, 313, 413, 513, 613 - 단측변
216, 316, 416, 516a, 616a - 제 1보강홈
516b, 616b - 제 2보강홈
본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캔의 단측벽 및/또는 하면에 보강홈을 형성함으로써 전지의 낙하 등 외부 충격시 캔의 외곽부의 함몰을 방지하여 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(123), 음극판(125) 및 세퍼레이터(124)로 구성되는 전극조립체(120)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개 구부(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(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(135)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(135)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 캡조립 체(130)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고, 전해액주입공(142)은 별도의 밀폐수단에 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(146)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.
한편, 리튬 이차전지의 캔은 가볍고 연성이 우수한 알루미늄 등의 금속으로 제조되므로, 외부충격이 가해지면 캔이 내부로 함몰되어 전극조립체의 국부적인 변형을 초래하게 된다. 상기 전극조립체가 국부적으로 변형되면 전극판간 쇼트가 발생하여 전지가 발화, 폭발할 수 있다는 문제점이 있다. 특히, 전지가 낙하되면 전지의 외곽부, 즉 단측벽과 하면 및 상기 단측벽과 하면이 만나서 이루어지는 모서리 등이 내부로 함몰되어 전극조립체의 변형을 초래하게 됨으로써 전극판간 쇼트가 유발되어 전지가 발화, 폭발될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 캔의 단측벽 및/또는 하면에 보강홈을 형성함으로써 전지의 낙하 등 외부 충격시 캔의 외곽부의 함몰을 방지하여 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 단측벽에 제 1보강홈이 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하며 대략 박스 형상으로 형성될 수도 있으며, 또한 상기 캔은 상기 단 측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 대략 타원인 타원통형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1보강홈은 측면 형상이 트랜치(trench) 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제 1보강홈은 단변에 수직하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1보강홈은 수평 단면 형상이 호형상, 사각형상, 삼각형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1보강홈은 상부 단변에서 하부 단변에 이르는 길이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1보강홈은 상기 단측벽 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1보강홈은 상기 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캔은 하면에 제 2보강홈이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강홈은 상기 하면의 한 쌍의 단변들을 서로 연결하는 트랜치 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2보강홈은 수직 단면 형상이 호형상, 사각형상, 삼각형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2보강홈은 상기 하면 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2보강홈은 상기 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
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 단측벽에 제 1보강홈이 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 캔은 하면에 제 2보강홈이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1보강홈 또는 상기 제 2보강홈은 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 이차전지의 분리 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이고, 도 2c는 도 2b의 저면도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 캔(210)이 적용된 리튬 이차전지는, 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 상단개구부(210a)를 캡 조립체(230)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 전극조립체(220)는 서로 대향하는 양극판(223)과 음극판(225) 사이에 세퍼레이터(224)가 개재된 후 권취되어 형성된다. 상기 양극판(223)에는 양극탭(226)이 구비되어 있고, 상기 음극판(225)에는 음극탭(227)이 구비되어 있다. 상기 세퍼레이터(224)는 양극판(223)과 음극판(225)을 절연시키며, 전해액을 통과할 수 있도록 다공성 막으로 형성된다.
상기 캡조립체(230)는 캡플레이트(240), 절연플레이트(250), 터미널플레이트(260) 및 전극단자(235)를 포함한다. 상기 캡플레이트(240)와 전극단자(235) 사이에는 가스켓튜브(246)가 삽입되며 상기 전극단자(235)와 상기 터미널플레이트(260)는 서로 전기적으로 연결된다. 상기 절연플레이트(250)는 상기 캡플레이트(240)와 터미널 플레이트(260)를 절연시키게 된다.
상기 캔(210)은, 도 2a를 참조하면, 대략 직사각형 형상으로 서로 마주보도록 형성되는 한 쌍의 장측벽(212)과, 한 쌍의 단측벽(213) 및 하면(210b)을 포함하여 대략 박스 형상으로 형성되며, 상부는 개구되어 상단 개구부(210a)를 이루고 있다. 또한, 상기 캔(210)은 단측벽(213)에 제 1보강홈(216)이 형성된다. 또한, 상기 캔(210)는 대략 사각박스형상으로 형성되므로 수평방향으로의 단면의 형상이 사각형상으로 형성된다. 상기 상단개구부(210a)는 상기 전극조립체(220)가 삽입되는 부분이다. 상기 캔(210)의 상부는 캡조립체(230)에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 캔(210)의 장측벽(212)과 단측벽(213)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(213) 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(213)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(213)은 한 쌍이 소정 간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(210)의 양측면을 이루게 된다. 상기 장측벽(212)과 단측벽(213)은 대략 사각평면 형상으로 형성된다. 상기 하면(210b) 은 상기 캔(210)의 바닥면을 이루게 되며 대략 사각평면 형상으로 형성된다.
상기 캔(210)은 단측벽(213)에 제 1보강홈(216)이 형성된다. 상기 제 1보강홈(216)은 단측벽(213)의 높이를 이루는 두 변의 대략 중앙부분에 상기 두 변과 대략 평행하도록 형성된다. 또한, 상기 제 1보강홈(216)은 측면 형상이 트랜치(trench) 형상으로 형성되며, 여기서 제 1보강홈(216)의 측면 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 1보강홈(216)은 단변에 수직하도록 형성될 수 있으며, 여기서 제 1보강홈(216)과 단변이 이루는 각도를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 상기 단측벽(213) 방향에서 본 형상은 세로로 긴 직사각형이 제 1보강홈(216)에 의해 수직으로 이등분되게 된다. 상기 제 1보강홈(216)은, 도 2b를 참조하면, 수평 단면 형상이 소정의 반지름을 가지는 호형상으로 형성된다. 상기 제 1보강홈(216)은 상부 단변에서 하부 단변에 이르는 길이로 형성될 수 있으며, 여기서 제 1보강홈(216)의 길이를 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1보강홈(216)은 상기 단측벽(213) 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1보강홈(216)은 0.2mm보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 캔(210)은 가볍고 연성이 우수한 알루미늄 등의 금속으로 형성되므로, 상기 제 1보강홈(216)의 깊이가 단측벽(213) 두께의 50%이상으로 형성되면 캔(210)의 취약 부분으로 작용할 수 있다. 또한, 캔(210)의 단측벽(213)은 0.2 내지 0.4mm로 형성되므로, 상기 제 1보강홈(216)의 깊이가 0.2mm이상으로 형성되면 마찬가지로 캔(210)의 취약 부분으로 작용하여 외부 충격에 의해 제 1보강홈(216) 부분이 먼저 파손될 수 있다. 상기 제 1보강홈(216)은 상기 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 1보강홈(216)의 폭이 단변 길이의 50%이상으로 형성되면, 제 1보강홈(216) 부분이 힘을 받는 면적이 넓어져서 캔(210)의 취약 부분으로 작용할 수 있다. 상기 제 1보강홈(216)은 단측벽(213)이 중력방향으로 향하거나, 하면(210b)이 중력방향으로 향하도록 전지가 낙하되면 낙하방향과 평행 또는 수직하도록 형성되어 전지의 가장자리가 함몰되는 현상을 완화 또는 억제할 수 있다.
도 3과 도 4는 각각 본 발명의 제 2실시예 및 제 3실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 저면도이다. 상기 제 2실시예와 제 3실시예는 제 1보강홈의 수평단면 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 캔(310, 410)이 적용된 리튬 이차전지는 서로 대향하는 양극판과 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 절연시키는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔(310, 410), 상기 캔(310, 410)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함한다. 상기 전극조립체와 상기 캡조립체는 상기 제 1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 캔(310, 410)은 대략 사각평면 형상으로 마주보는 한 쌍의 장측벽과 한 쌍의 단측벽 및 하나의 하면(310b, 410b)을 포함하여 대략 사각박스 형상으로 형성된다. 상기 캔(310, 410)의 상단은 개구되어 있으며 전극조립체가 삽입된다. 상기 캔(310, 410)은 단측벽(313, 413)에 제 1보강홈(316, 416)이 형성된다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 단측벽(313, 413)의 높이를 이루는 두 변의 대략 중앙부분에 상기 두 변과 대략 평행하도록 형성된다. 또한, 상기 제 1보강홈(316, 416)은 측면 형상이 트랜치 형상으로 형성된다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 단변에 수직하도록 형성될 수 있으며, 수평 단면 형상이 사각형상 또는 삼각형상으로 형성된다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 상부 단변에서 하부 단변에 이르는 길이로 형성될 수 있다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 상기 단측벽(313, 413) 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하며 또한, 상기 제 1보강홈(316, 416)은 0.2mm보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 상기 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 1보강홈(316, 416)은 단측벽(313, 413)이 중력방향으로 향하거나, 하면(310b, 410b)이 중력방향으로 향하도록 전지가 낙하되면 낙하방향과 평행 또는 수직하도록 형성되어 전지의 가장자리가 함몰되는 현상을 완화 또는 억제할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 제 4실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 저면도이다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 캔(510)이 적용된 리튬 이차전지는 서로 대향하는 양극판과 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔(510) 및 상기 캔(510)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함한다. 상기 전극조립체와 상기 캡조립체는 상기 제 1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 캔(510)은, 도 5a를 참조하면, 대략 사각평면 형상으로 마주보는 한 쌍의 장측벽(512)과 한 쌍의 단측벽(513) 및 하나의 하면(510b)을 포함하여 대략 사각박스 형상으로 형성된다. 상기 캔(510)의 상단은 개구되어 있으며 전극조립체가 삽입된다. 상기 캔(510)은 단측벽(513)에 제 1보강홈(516a)이 형성되며, 하면(510b)에 제 2보강홈(516b)이 형성된다. 상기 제 1보강홈(516a)에 대해서는 상기 제 1실시예 내지 제 3실시예의 경우와 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다. 상기 제 2보강홈(516b)은 상기 하면(510b)의 한 쌍의 단변들을 서로 연결하는 트랜치 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 상기 제 2보강홈(516b)의 길이를 한정하는 것은 아니므로 상기 제 2보강홈(516b)은 한 쌍의 단변들 사이에 형성될 수도 있다. 도 5b는 제 1보강홈(516a) 및 제 2보강홈(516b)의 단면 형상이 호형상인 경우를 도시하였으나, 상기 제 2보강홈(516b)은 수직단면 형상이 상기 제 1실시예 내지 제 3실시예 중 어느 하나의 형상, 즉 호형상, 사각형상, 삼각형상 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 여기서 수직단면의 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 2보강홈(516b)은 상기 하면(510b) 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 2보강홈(516b)의 깊이가 하면 두께(510b)의 50% 이상으로 형성되면, 상기 제 2보강홈(516b)이 캔(510)의 취약 부분으로 작용하여 외부 충격에 의해 다른 부분보다 먼저 파손될 수 있다. 또한, 상기 제 2보강홈(516b)은 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 2보강홈(516b)의 폭이 단변길이의 50% 이상으로 형성되면, 제 2보강홈(516b)이 힘을 받는 면적이 넓어져서 외부 충격 에 대해 캔(510)의 취약부로 작용할 수 있게 된다. 상기 제 1보강홈(516a)과 상기 제 2보강홈(516b)은 정면 방향에서 볼 때 각진 U자 형상으로 형성된다. 상기 제 2보강홈(516b)은 하면(510b)의 한 쌍의 장변들과 서로 평행하도록 형성되며, 양측 단부가 상기 제 1보강홈(516a)의 일측 단부와 만나도록 형성된다. 상기 제 1보강홈(516a)과 제 2보강홈(516b)은 단측벽(513)이 중력방향으로 향하거나, 하면(510b)이 중력방향으로 향하도록 전지가 낙하되면 낙하방향과 평행 또는 수직하도록 형성되어 전지의 가장자리가 함몰되는 현상을 완화 또는 억제할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 제 5실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 저면도이다.
본 발명의 제 5실시예에 따른 캔(610)이 적용된 리튬 이차전지는 서로 대향하는 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔(610), 상기 캔(610)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함한다. 상기 전극조립체와 상기 캡조립체는 상기 제 1실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 캔(610)은 대략 사각평면 형상으로 마주보는 한 쌍의 장측벽(612)과, 곡면 형상으로 마주보는 한 쌍의 단측벽(613) 및 타원 형상의 하면(610b)을 포함하여 대략 타원통 형상으로 형성된다. 상기 단측벽(613)은 소정의 곡률을 가지는 곡면으로 형성되어 상기 장측벽(612)과 연결되므로 장측벽(612)과 단측벽(613)의 경계는 명확하게 드러나지 않도록 형성된다. 따라서, 제 5실시예에서 상기 캔(610)은 단측벽(613)의 형상이 곡면으로 형성된 것 이외에는 제 4실시예와 유사하게 제 1보강홈(616a)과 제 2보강홈(616b)이 형성된다. 따라서, 제 1보강홈(616a)과 제 2보강홈(616b)의 형성위치와 형상은 여기서 상세한 설명을 생략한다.
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 대해서 설명한다. 이하의 설명에서는 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(513) 및 하나의 하면(510b)을 포함하여 대략 사각박스 형상으로 형성된다. 상기 캔(510)은 단측벽(513)에 제 1보강홈(516a)이 형성되며, 하면(510b)에 제 2보강홈(516b)이 형성된다. 상기 제 1보강홈(516a)과 제 2보강홈(516b)은 단측벽(513)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하되거나, 하면(510b)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하되면 낙하방향과 평행 또는 수직하도록 형성되어 전지의 가장자리가 함몰되는 현상을 완화 또는 억제할 수 있다. 예를 들어, 단측벽(513)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하되는 경우, 상기 하면(510b)에 형성된 제 2보강홈(516b)은 중력방향과 대략 평 행하게 된다. 전지가 낙하되면 단측벽(513)이 바닥과 충돌하게 되고 이 충돌로 인하여 장변 방향으로 압축되는 힘이 전지에 가해지게 된다. 이 때, 하면(510b)에 형성된 제 2보강홈(516b)이 낙하방향과 대략 평행하므로 압축되려는 하면(510b)을 지지하여 전지의 외곽부가 함몰되지 않도록 한다. 또한, 하면(510b)이 중력방향과 대략 수직을 이루도록 전지가 낙하되는 경우, 상기 단측벽(513)에 형성된 제 1보강홈(516a)은 중력방향과 대략 평행하게 된다. 전지가 낙하되면 하면(510b)이 바닥과 충돌하게 되고 이 충돌로 인하여 높이 방향으로 압축되는 힘이 전지에 가해지게 된다. 이 때, 단측벽(513)에 형성된 제 1보강홈(516a)이 낙하방향과 대략 평행하므로 압축되려는 단측벽(513)을 지지하여 전지의 외곽부가 함몰되지 않도록 한다. 한편, 단측벽(513) 또는 하면(510b)이 중력방향과 소정의 각도를 이루도록 전지가 낙하되는 경우에는 상기 제 1보강홈(516a)과 제 2보강홈(516b)이 상호 작용하여 전지의 압축을 저지함으로써 전지의 외곽부가 함몰되지 않도록 한다.
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 이차전지용 캔에 의하면 캔의 단측벽 및/또는 하면에 보강홈을 형성함으로써 전지의 낙하 등 외부 충격시 캔의 외곽부의 함몰을 방지하 여 전극조립체의 변형에 의한 전극판간 쇼트를 방지할 수 있으며, 따라서 전극판간 쇼트에 의한 전지의 발화, 폭발을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (18)
- 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 단측벽에 상부 단변에서 하부 단변에 이르는 길이로 형성되는 제 1보강홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하며 박스 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 캔은 상기 단측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 타원인 타원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1보강홈은 측면 형상이 트랜치(trench) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1보강홈은 단변에 수직하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1보강홈은 수평 단면 형상이 호형상, 사각형상, 삼각형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제 1보강홈은 상기 단측벽 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1보강홈은 0.2mm보다 작은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1보강홈은 상기 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 1항에 있어서,상기 캔은 하면에 제 2보강홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 11항에 있어서,상기 제2보강홈은 상기 하면의 한 쌍의 단변들을 서로 연결하는 트랜치(trench) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 11항에 있어서,상기 제 2보강홈은 수직 단면 형상이 호형상, 사각형상, 삼각형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 11항에 있어서,상기 제 2보강홈은 상기 하면 두께의 50%보다 작은 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 제 11항에 있어서,상기 제 2보강홈은 단변 길이의 50%보다 작은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
- 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,상기 캔은 단측벽에 상부 단변에서 하부 단변에 이르는 길이로 형성되는 제 1보강홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 제 16항에 있어서,상기 캔은 하면에 제 2보강홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
- 제 16항 또는 제 17항에 있어서,상기 제 1보강홈 또는 상기 제 2보강홈은 제 4항 내지 제 6항 및 제 8항 내지 제 15항 중 어느 하나의 항에 따른 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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