KR100850865B1

KR100850865B1 - 특정한 패키지 구조의 전지

Info

Publication number: KR100850865B1
Application number: KR1020040081532A
Authority: KR
Inventors: 강희경; 이향목; 현오영; 안창범; 황성민
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2008-08-07
Also published as: DE602004032391D1; KR20050078183A; CN100477334C; CN1906779A; ATE506707T1

Abstract

본 발명은 고 전력저장 용량과 출력을 갖는 전지의 실현을 위한 패키지 구조를 가진 전지에 관한 것으로, 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되는 전극 조립체와; 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스로 이루어진 전지에 있어서, 상단 접합부를 전지 케이스의 인접한 측면에 접는 구성, 상단 접합부와 양측 접합부가 만나는 공유부를 절취하는 구성, 절취된 공유부에 대응하는 내측 코너부를 일정한 크기의 이상의 곡률반경을 가지도록 형성하는 구성, 전지 케이스의 상부 본체와 하부 본체에 각각 전극 조립체 수용부를 형성하는 등을 제공하고 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의해, 동일 외장 규격 대비 높은 전력저장 용량 및 출력과 우수한 밀봉력의 안정성이 높은 전지를 제조할 수 있다.

Description

특정한 패키지 구조의 전지 {BATTERY HAVING SPECIFIC PACKAGE STRUCTURE}

도 1a 내지 1e 는 종래 기술에 따른 전지 패키지 구조의 모식도들이다;

도 2a 내지 2e 는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 패키지 구조의 모식도들이다;

도 3a 내지 3c 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 패키지 구조의 모식도들이다;

도 4a 및 4b 는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 패키지 구조의 모식도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 전지

200: 전극 조립체

300: 전지 케이스

400: 전극단자

500: 보호회로

본 발명은 고 전력저장 용량과 출력을 갖는 전지의 실현을 위한 패키지 구조를 가진 전지에 관한 것으로, 특히 전지 케이스의 양측 접합부 외에도 상단 접합부를 상기 전지 케이스의 인접한 측면 쪽으로 접어 그 길이방향 접합부의 감소분에 해당하는 폭만큼 전지 케이스 및 상기 전지 케이스 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 증대시킴으로써 동일 외장 규격 대비 전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시키고, 바람직하게는 상기 상단 접합부에 대응하는 내측 코너부가 큰 곡률 반경을 가지도록 구성되어 있어서 우수한 밀봉력을 제공하며, 더욱 바람직하게는 전지 케이스의 상부 및 하부 본체가 서로 분리되어 있고 이들 각각에 전극 조립체의 수용부가 형성되어 있어서 더욱 큰 전력저장 용량과 출력을 제공할 수 있는 전지에 관한 것이다.

일반적으로, 리튬이온 폴리머 전지(10)는, 도 1a 내지 도 1e에 도시되어 있는 바와 같이 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극 조립체(20)와; 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고 그 전극 조립체의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자(40)가 외부로 노출되도록 밀봉되게 수용하는 전지 케이스(30)로 이루어져 있다.

전지 케이스(30)는 전극 조립체(20)와 일정량의 전해액을 내장할 수 있는 수용부(30a)가 형성되어 있는 하부 본체(32)와; 하부 본체(32)의 하단에 일체로 연결 되는 케이스 커버인 상부 본체(34)로 이루어져 있으며, 하부 본체(32)와 상부 본체(34)의 양측 및 상부 측면에는 각각 일정 폭의 접합용 확장부가 형성되어 있다.

이러한 구성의 종래 전지 패키지 구조가 적용된 리튬이온 폴리머 전지의 조립과정을 도 1a 내지 도 1e 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전극 조립체(20)의 해당 전극탭에 전극단자(40)를 각각 초음파 용접 또는 스폿 용접한 상태에서 하부 본체(32)의 수용부(30a) 안에 전극 조립체(20)를 위치시키고 일정량의 전해액을 주입한 후, 전극 조립체(20)의 두 전극단자(40)가 외부로 노출되도록 상부 본체(34)를 덮은 다음, 전지 케이스(30)의 하부 본체(32)쪽 확장부와 상부 본체(34)의 해당 확장부를 서로 접촉시킨 상태에서 소정의 열융착기(도시되지 않음)를 이용해 압착가열하여, 전지 케이스(30)의 상단 접합부(30')와 양측 접합부(30'')를 각각 형성한다.

그런 다음, 상기 전지 케이스(30)의 하부 본체(32)와 상부 본체(34)의 양측 접합부(30'')를 전지 케이스(30)의 인접한 측면을 향해 직각으로 접는다. 그리고, 전지 케이스(30)의 상단 접합부(30') 상에 보호회로(60)를 전지 케이스(30)의 길이방향으로 배치하여, 전극단자(40)와 보호회로(50)의 해당부분을 접속시켜 완성한다 (도 1e 참조).

그러나, 이러한 구조로 이루어진 종래의 전지는, 해당 기기와 관련하여 길이가 제한되어 있는데다 상단 접합부가 전지 케이스의 길이방향으로 그대로 뻗어 있기 때문에, 전지 케이스 안에 수용되는 전지 내장물, 즉, 전극 조립체의 길이가 한정되어짐으로써 전지의 전력저장 용량과 출력이 상대적으로 낮아지는 문제점이 있 었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하고 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 목적은 전지 케이스의 상단 접합부가 상기 전지 케이스의 길이방향으로 차지했던 폭만큼 전지 케이스의 수용부와 상기 수용부 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 크게 하여, 동일 외장 규격 대비 전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있도록 하는 패키지 구조를 가진 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전지 케이스의 상단 접합부를 상기 전지 케이스의 인접한 측면에 용이하게 접어 붙일 수 있게 하고, 아울러 상단 접합부의 양단에 돌출된 단부들을 라운드 처리함으로써, 전지 취급시 다칠 우려를 사전에 방지할 수 있도록 하는 패키지 구조를 가진 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전지 케이스의 상단 접합부를 상기 전지 케이스의 상단면에 접어 붙이기 위해 상단 접합부와 양측 접합부가 이루는 공유부를 절취시킨 뒤에도, 그 공유부에 대응하는 내측 코너부가 우수한 밀봉력에 의해, 전지 내부의 진공 감압 상태를 유지할 수 있도록 구성된 패키지 구조를 가진 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전지 케이스의 상부 본체와 하부 본체가 서로 분리되어 있고 이들 각각에 전극 조립체 수용부를 형성하여 전극 조립체의 길이뿐만 아니라 두께도 증대시킴으로써 전력저장 용량과 출력을 극대화시킬 수 있도록 구성된 패키지 구조를 가진 전지를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전지는, 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스;로 이루어진 전지에 있어서,

상기 전지 케이스의 상단 접합부는 전극 조립체의 길이를 증대시켜 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있도록 상기 전지 케이스의 상단면으로 접히고, 상기 상단 접합부 상에 가로질러 배치된 두 전극단자는 상기 전지 케이스의 길이방향으로 절곡되는 것을 포함하는 것으로 구성되어 있다.

바람직하게는, 전지 케이스의 상단 접합부와 양측 접합부의 공유부가 일정한 크기로 절취되어 있다. 절취되는 공유부의 크기는, 상단 접합부를 전지 케이스의 상단면에 접하게 접고 양측 접합부를 전지 케이스의 양 측면에 접하게 접을 때, 상기 상단 접합부와 양측 접합부가 중첩되는 부위의 크기에 따라 결정된다. 따라서, 접합부의 크기가 큰 경우에는 그만큼 절취되는 공유부의 크기도 커지게 된다.

절취된 상단 접합부와 양측 접합부의 단부들을 라운딩 처리함으로써, 전지의 조립과정에서 취급자가 다치는 것을 예방할 수도 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 상기 공유부의 절취에 따라 줄어든 접합부의 폭을 보상하기 위하여, 상단 접합부에 대응하는 내측 코너부는 큰 곡률반경을 가지도록 구성되어 있다. 상단 접합부와 양측 접합부가 만나는 부위의 폭은, 해당 공유부의 절취로 인해, 상단 접합부 및 양측 접합부보다 줄어들게 되므로, 전지의 밀봉 측면에서 취약한 부위로 작용한다.

상단 접합부가 전지 케이스의 상단면에 접하도록 접게 되므로, 그와 같이 접힌 전지 케이스의 상단면에 보호회로를 배치할 때에는 상기 보호회로의 배면이 상기 상단면에 접하도록 배치할 수 있다. 따라서, 보호회로가 장착된 전지팩의 외장 길이를 도 1e의 종래기술과 비교하여 더욱 작게 할 수 있다.

본 발명에서의 전극 조립체는 적층형 전극 조립체 또는 젤리롤형 전극 조립체의 어느 것도 사용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같은 바람직한 예에서 전지 케이스의 내측 코너부가 큰 곡률반경을 가지도록 구성될 때, 전극 조립체의 대응 단부 역시 그에 상응하는 형상으로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 전지의 용량은 더욱 커질 수 있다.

본 발명에서의 전지 케이스는 그것의 형상 및 크기가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어,

(i) 상부 본체와 하부 본체의 하단이 일체로 형성되어 있고 하부 본체에만 수용부가 형성되어 있는 구조;

(ii) 상부 본체와 하부 본체가 분리되어 있고 하부 본체에 수용부가 형성되어 있는 구조; 및

(iii) 상부 본체와 하부 본체가 분리되어 있고 상부 본체 및 하부 본체에 각각 수용부가 형성되어 있는 구조; 및

(iv) 상부 본체와 하부 본체의 하단이 일체로 형성되어 있고 상부 본체 및 하부 본체에 각각 수용부가 형성되어 있는 구조;

가 사용될 수 있다.

상부 본체와 하부 본체가 분리되어 있는 구조(ii, iii)에서는 전극 조립체가 도입된 상태에서 이들 본체들을 접합할 때 본체의 상단 뿐만 아니라 하단에도 밀봉용 접합부가 요구된다. 또한, 상부 본체와 하부 본체의 하단이 연결된 상태로 각각에 수용부가 형성되어 있는 구조(iv)에서도, 상부 본체와 하부 본체를 접을 때 수용부의 변형을 막기 위하여 본체의 하단에 접합부가 요구된다.

상기 케이스 구조 중, 상부 본체와 하부 본체에 각각 수용부가 형성되어 있는 구조(iii, iv)가 더욱 바람직하다. 본 발명에서와 같은 전지에서, 전지 케이스의 소재로서 주로 알루미늄 라미네이트 시트가 사용되며, 전극 조립체의 수용부를 형성하기 위하여 딥 드로잉 가공이 행해진다. 그런데, 딥 드로잉 가공에 의해 5~6 mm 이상의 깊이를 가진 수용부를 만들게 되면, 핀홀(pinhole), 크랙(crack) 등이 발생하게 된다. 따라서, 보다 큰 전력저장 용량과 출력을 제공하는 전지의 제조를 위하여, 전지의 폭을 크게 하는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우에 상기 구조(iii, iv)가 바람직하다. 그 중, 구조(iii)가 성형의 용이성 및 제품의 안정성 면에서 특히 바람직하다.

앞서의 설명과 같이, 전지 케이스 본체의 하단에도 접합부가 형성되어 있는 경우, 상단 접합부에서와 마찬가지로, (a) 하단 접합부와 양측 접합부가 만나는 공유부를 절취하는 구성, (b) 절취된 접합부들의 양 단부를 라운딩 처리하는 구성, (c) 하단 접합부에 대응하는 내측 코너부가 큰 곡률반경을 갖도록 형성하는 구성 등이 선택적으로, 바람직하게는 모두 포함될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.

도 2a 내지 2e에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 패키지의 구조 및 조립 과정이 사시도 또는 단면도로서 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 패키지(100)는 대략, 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체(200)와, 전극 조립체(200)의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자(400)가 외부로 노출되도록 밀봉하며 접이식의 하부 본체(310) 및 상부 본체(320)로 구성된 전지 케이스(300)로 이루어져 있다.

하부 본체(310)에는 전극 조립체(200)와 일정량의 전해액을 수용할 수 있도록 전극 조립체(200)의 형상에 상응한 오목한 형상의 수용부(330)가 형성되어 있다. 수용부(330)의 외면을 따라 하부 본체(310)에는 상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)가 형성되어 있다.

하부 본체(310)와 상부 본체(320)가 접합된 상태에서 전지 케이스(300)의 상단 접합부(311)는 전극 조립체(200)의 길이를 증대시켜 전력저장 용량과 출력을 증 대시킬 수 있도록, 전지 케이스(300)의 상단면쪽으로 접히고, 상단 접합부(311) 상에 가로질러 배치된 두 전극단자(400)는 전지 케이스(300)의 길이방향으로 절곡된다.

전지 케이스(300)의 상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)가 만나는 공유부(340)는 상단 접합부(311)가 전지 케이스(300)의 인접한 측면에 용이하게 접힐 수 있도록 절취되어 있다. 따라서, 상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)를 전지 케이스(300)의 인접한 측면에 접는 과정이 매우 용이해진다. 더욱 바람직하게는, 절취된 공유부(340)의 각 단부가 라운딩 처리되어 있어서 전지 조립 과정 등에서 취급자가 다칠 가능성을 예방한다.

상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)가 만나는 공유부(340)가 절취됨으로 인해, 절취 부위의 밀봉력은 상단 접합부(311) 및 양측 접합부(312)와 비교하여 상대적으로 떨어지게 된다. 따라서, 정상적인 작동 상태에서의 전극 조립체(200)의 진공 감압은 상대적으로 밀봉력이 떨어지는 절취 부위에 집중될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예에서, 전지 케이스(300)의 상단 접합부(311)에 대응하는 내측 상단 코너부(314)는 접합 부위의 두께를 넓게 확보할 수 있도록 큰 곡률 반경으로 형성되어 있다. 즉, 공유부(340)의 절취로 인해 외면에서 감소된 접합 부위의 크기는 내면에서 보충됨으로써 우수한 밀봉력을 제공할 수 있다.

이때, 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경은 그것에 대응하는 내측 하단 코너부(315)의 것보다 크지만, 상기와 같은 조건을 만족하는 것이라면, 상단 코너부 (314)의 그러한 곡률반경의 크기가 특별히 한정되는 것은 아니다. 하나의 바람직한 예로서, 내측 상단 코너부(314) 주위의 접합 면적을 충분히 확보하고 전지 케이스(300)의 수용부에 걸리는 압력을 적절히 분산시킬 수 있기 위하여, 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경은 내측 하단 코너부(315)의 곡률반경보다 적어도 3 배일 수 있다. 내측 상단 코너부(314)의 곡률 반경에 대한 상한값은 매우 클 수 있으며, 이 경우 내측 상단 코너부(314)의 내면은 실질적으로 직선에 가깝게 경사진 형태를 가질 수 있다.

또다른 측면에서, 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경은 전지 안정성의 제어 목적에서 적정한 수치로 결정될 수도 있다. 일반적으로 전지는 그것의 내부에 안정성이 문제가 되는 정도의 압력이 발생하였을 때, 이를 해소할 수 있는 구성이 필수적으로 요구된다. 예를 들어, 원통형 전지에서는 임계치 이상의 내압 발생시 가압 가스를 배출하기 위한 안전 벤트가 캡 어셈블리에 설치되어 있다. 반면에, 본 발명과 같은 구조의 전지에서는, 임계치 이상의 내압이 발생하였을 때, 일반적으로 전지 케이스의 접합부가 떨어지면서 가압 가스를 배출하게 된다. 따라서, 본 발명의 구조에서는 이러한 임계치 이상의 내압 발생시 가압 가스를 외면이 절취된 상기 접합부가 분리되도록 하여 배출할 수도 있다. 전지 안정성의 담보 측면에서, 가압 가스를 특정 부위를 통해 배출하도록 구성하는 것은, 보다 특정한 임계치의 안정성을 가진 전지를 제공할 수 있는 장점을 가진다. 따라서, 하나의 바람직한 예로서, 상기 내측 상단 코너부(314)의 곡률 반경은, 전지의 정상적인 작동 상태에서는 우수한 밀봉력을 발휘하는 한편, 높은 내압의 발생에 의한 전지의 비정상적인 작동 상태에서는 분리되어 가압 가스를 배출할 수 있는 정도의 접합부를 제공하는 범위에서 설정될 수 있다.

다시 도 2a 내지 도 2e을 참조하면, 두 전극단자(400)에는 퓨즈, 바이메탈 또는 PTC 등과 같은 안전소자(도시되지 않음)가 부착될 수 있으며, 전지의 전류흐름을 온도에 따라 긴밀하게 단속적으로 제어하는 데는 PTC를 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전지 케이스(300)의 상단면에 접하도록 접힌 상단 접합부(311) 위에 보호회로(500)가 장착된 전지팩의 외장길이가 최소화될 수 있도록, 보호회로(500)는 그것의 배면이 상단 접합부(311)의 외면에 접하도록 나란하게 배치될 수 있다(도 2e 참조).

한편, 상기 공유부(340)를 완전히 제거하지 않은 상태에서 상단 접합부(311)를 상단면쪽으로 접고자 하는 경우, 그 공유부(340)의 일부를 대각선 방향으로 자르거나 또는 상호 중첩시켜 접을 수도 있다.

전지 케이스(300) 뿐만 아니라 그것의 접합부(311, 312) 내부에는 알루미늄시트가 내장되어 있으며, 그로 인해 상단 접합부(311)가 일단 전지 케이스(300)의 인접한 측면 쪽으로 접히면 그 상단 접합부(311)의 접힘 상태는 온전히 유지될 수 있게 된다.

도 2a 내지 2e의 전지 패키지의 구조상의 특징으로 인해 다음과 같은 효과가 얻어질 수 있다.

첫째, 전지 케이스(300)의 양측 접합부(312)가 인접한 해당 측면에 접힘과 아울러 상단 접합부(311)도 전지 케이스(300)의 상단면 상에 접힘으로써, 전지 케 이스(300)의 상단 접합부(311)가 전지 케이스(300)의 길이방향으로 차지하는 폭만큼 전지 케이스(300)의 수용부(330)과 수용부(330) 안에 수용되는 전지 내장물, 즉, 전극 조립체(200)의 길이를 증대시켜 동일 외장 규격 대비전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있다.

둘째, 전지 케이스(300)의 상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)의 공유부(340)가 절취되어, 상단 접합부(311)를 전지 케이스(300)의 상단면쪽으로 접을 때 상단 접합부(311)가 양측 접합부(312)의 간섭을 받지 않게 되므로, 용이하게 접을 수 있다.

셋째, 공유부(340)가 절취된 뒤의 상단 접합부(311)와 양측 접합부(312)의 단부들이 라운딩 처리됨으로써, 전지 취급시 상기 단부들에 다칠 우려를 미리 해소할 수 있게 된다.

넷째, 전지 케이스(300)의 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경이 내측 하단 코너부(315)의 곡률반경보다 크게 형성된 구조로서, 전지 케이스(300)의 내측 상단 코너부(314) 주위의 접합부 면적을 충분히 확보하여 내압의 고른 분산에 의한 높은 밀봉력을 제공하고, 더불어 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경을 적정한 범위로 설정하여 임계치 이상의 내압이 발생하였을 때 가압 가스가 배출될 수 있도록 하여 전지의 안전성을 담보할 수 있게 하여 준다.

도 3a 내지 3c에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 패키지 구조의 전지에 대한 일부 사시도들이 모식적으로 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 전지 케이스(300)는 하부 본체(310)와 상부 본체(320)가 분리되어 있고, 두 본체(310, 320)에 각각 전극 조립체(400)의 수용부(331, 332)가 모두 형성되어 있다. 또한, 본체(310, 320)의 하단에는 상단과 마찬가지로 접합용 확장부(316, 326)가 형성되어 있다. 따라서, 전극 조립체(400)를 봉입한 상태에서 하부 본체(310)와 상부 본체(320)의 4면 확장부들을 열융착시키면 각각 상단 접합부(311), 측면 접합부(312) 및 하단 접합부(317)가 형성되고(도 3b 참조), 이들을 각각 본체의 상단면, 양측면 및 하단면에 접하도록 접는다(도 3c 참조).

하단 접합부와 측면 접합부가 만나는 하단 공유부(340)는 상단 공유부와 마찬가지로 절취되어 있다. 이러한 공유부의 절취는 상부 본체(310)와 하부 본체(320)의 초기 제작과정에서 미리 행할 수도 있고, 도 3b에서와 같이 접합부의 열융착 이후에 행할 수도 있다.

하단 접합부(317)에 대응하는 상하단 본체의 내측 하단 코너부(315, 325) 역시 내측 상단 코너부(313, 323)와 마찬가지로 큰 곡률반경을 가지도록 형성되어 있다. 또한, 전극 조립체(400)의 양측 하단(405)은 그러한 하단 코너부(315, 325)에 대응하는 형상을 가지도록 제작되어 있다.

앞서의 설명과 같이, 전지 케이스를 딥 드로잉 가공으로 형성할 때 깊이 5~6 mm 이상의 수용부를 결함없이 제작하기는 매우 어렵다. 반면에, 도 3a에서와 같이 하부 본체(310)와 상부 본체(320)에 각각 수용부(330)를 형성하면 더욱 큰 두께를 가진 전극 조립체(400)의 사용도 가능해진다. 하부 본체의 수용부(331)와 상부 본 체의 수용부(332)의 깊이는 동일할 필요는 없으며, 전해액의 수용을 용이하게 하는 등 전지 조립과정의 편의를 위하여 하부 본체의 수용부(331)의 깊이를 상대적으로 크게 할 수도 있다.

도 4a 및 4b에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전지 패키지 구조의 일부 도면이 모식적으로 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 전지 케이스(300)는 하부 본체(310)와 상부 본체(320)의 하단이 일체로서 형성되어 있다는 점에서는 도 2a의 전지 케이스(300)와 동일하지만, 두 본체(310, 320) 모두에 전극 조립체(400)의 수용부(331, 332)가 형성되어 있다는 점에서 다르다. 또한, 본체(310, 320)의 하단에는 상단과 마찬가지로 접합용 확장부(316, 326)가 형성되어 있다는 점에서도 다르다. 하단 확장부(316, 326) 없이 두 본체(310, 320)에 수용부(331, 332)를 형성하는 것도 고려할 수는 있지만, 이 경우에 딥 드로잉 가공에서 본체(310, 320)의 하단부가 파열되게 된다. 따라서, 적정한 딥 드로잉 가공을 위해 하단 확장부(316, 326)가 요구된다.

도 4b에는 전극 조립체를 봉입하기 전의 전지 케이스(300)의 평면도 및 측면도가 도시되어 있는바, 전지 케이스(300)의 양측 상단과 하단의 공유부(340)가 이미 절취된 구조를 가지고 있다.

본 발명에 따른 전지의 패키지 구조는 도 2 내지 4의 구조에 한정됨이 없이 다양한 구조로서 실현될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 패키지 구조는 전지 케이스의 상단 접합부가 상기 전지 케이스의 길이방향으로 차지했던 폭만큼 전지 케이스의 수용부와 상기 수용부 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 확대시켜 동일 외장 규격 대비전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있게 한다. 더욱이, 전지 케이스의 상부 본체와 하부 본체에 각각 수용부를 형성하는 경우에는 더욱 큰 전력저장 용량과 출력을 제공할 수 있는 전지의 구성이 가능하다.

또한, 전지 케이스의 상단 접합부를 그 전지 케이스의 상단면에 용이하게 접어붙일 수 있게 하고, 아울러 상단 접합부의 양측 돌출 단부를 라운딩 처리하여 전지의 조립과정에서 취급자가 다칠 우려를 사전에 방지할 수 있게 한다.

또한, 전지 케이스의 상단 접합부를 상기 전지 케이스의 상단면에 접어 붙이기 위해 그 상단 접합부(또는 상단 및 하단 접합부)와 양측 접합부가 만나는 공유부를 절취시킨 뒤에도 상기 절취된 공유부에 대응하는 내측 코너부가 큰 곡률반경을 가지도록 형성되어 있어서 일정한 밀봉 면적을 제공하여 전지의 내압에 견딜 수 있게 한다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스;로 이루어진 전지에 있어서,

상기 전지 케이스의 상단 접합부는 전극 조립체의 길이를 증대시켜 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있도록 상기 전지 케이스의 상단면으로 접히고, 상기 상단 접합부 상에 가로질러 배치된 두 전극단자는 상기 전지 케이스의 길이방향으로 절곡되며,

상기 전지 케이스의 상단 접합부와 양측 접합부의 공유부가 절취되어 있고, 상기 공유부의 절취에 따라 줄어든 접합부의 폭을 보상하기 위하여, 상단 접합부에 대응하는 내측 코너부("내측 상단 코너부")는 그에 대응하는 내측 하단 코너부보다 큰 곡률반경을 가지도록 형성되어 있으며, 상기 내측 상단 코너부의 곡률반경에 상응하는 형상으로 전극 조립체의 단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
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제 1 항에 있어서, 상기 절취된 상단 접합부와 양측 접합부의 단부들이 라운딩 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
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제 1 항에 있어서, 상기 상단 접합부가 접혀 있는 전지 케이스의 상단면에 보호회로를 배치함에 있어서 보호회로의 배면이 상기 상단면에 접하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 전지.
제 1 항에 있어서, 상기 전극 조립체는 적층형 전극 조립체 또는 젤리롤형 전극 조립체인 것을 특징으로 하는 전지.
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제 1 항에 있어서, 상기 전지 케이스는 하기 구조 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전지.

(i) 상부 본체와 하부 본체의 하단이 일체로 형성되어 있고 하부 본체에만 수용부가 형성되어 있는 구조;

(ii) 상부 본체와 하부 본체가 분리되어 있고 하부 본체에 수용부가 형성되어 있는 구조; 및

(iii) 상부 본체와 하부 본체가 분리되어 있고 상부 본체 및 하부 본체에 각각 수용부가 형성되어 있는 구조; 및

(iv) 상부 본체와 하부 본체의 하단이 일체로 형성되어 있고 상부 본체 및 하부 본체에 각각 수용부가 형성되어 있는 구조.
제 8 항에 있어서, 상기 전지 케이스의 구조(ii, iii, iv)에서, 전극 조립체가 도입된 상태에서 상부 및 하부 본체들을 접합할 때 본체의 하단에 밀봉용 접합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지.
제 8 항에 있어서, 전지 케이스의 구조가 상기 구조(iii, iv)인 것을 특징으로 하는 전지.
제 10 항에 있어서, 전지 케이스의 구조가 상기 구조(iii)인 것을 특징으로 하는 전지.