KR101005448B1 - 필름 외장 전기 디바이스 - Google Patents

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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

각각의 극성에 대해, 복수의 양 및 음의 연장부들 (2a 및 2b) 이 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 에 일괄적으로 접합함으로써 형성된 전지 요소 (2) 가 적어도 열융합층 (10) 과 금속층 (11) 을 적층함으로써 형성된 라미네이트 필름들 (5 및 6) 에 의해 둘러싸인 필름 외장 전지 (1) 가 제공된다. 적어도, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 의 접합부들 (20a 및 20b) 의 각각과, 접합부들 (20a 및 20b) 의 각각을 향하는 라미네이트 필름 (5) 의 열융합층 (10) 사이에 열융합층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 보호 부재 (4a) 가 배치된다.
외장체, 열융합층, 라미네이트 필름

Description

필름 외장 전기 디바이스{ELECTRIC DEVICE WITH OUTER FILM COVER}
기술 분야
본원은 전기 디바이스 요소가 외장 필름에 의해 커버되는 필름 외장 전기 디바이스에 관한 것이다.
배경 기술
휴대 기기, 전기 자동차 등의 전원으로서 사용되는 전지의 무게 및 두께의 감소가 크게 요구되고 있다. 그러나, 종래의 전지의 외장체 (금속캔) 는 무게 및 두께를 감소시키는데 한계를 갖는다. 따라서, 무게 및 두께가 감소될 수 있는 필름이 외장체로서 사용된다. 구체적으로, 금속 박막, 또는 금속 박막 및 열융착성 수지 필름을 적층함으로써 형성된 라미네이트 필름이 전지의 외장체로서 사용된다. 또한, 금속 박막 및 라미네이트 필름은 금속캔의 경우에서보다 형상의 변화에 대한 더 높은 자유도가 있는 이점을 갖는다.
상술된 라미네이트 필름의 대표적인 예로서, 금속 박막으로서 알루미늄 박막의 일방의 면 상에, 열융착층으로서 PP 층 (폴리프로필렌 층) 을 적층하고, 그 알루미늄 박막의 타방의 면 상에, 보호층으로서 나일론 층 또는 PET 층 (폴리에틸렌테레프탈레이트 층) 을 적층함으로써 형성된 3층 라미네이트 필름을 들 수 있다.
일반적인 필름 외장 전지는, 양의 전극판 및 음의 전극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층함으로써 형성된 전지 요소가 라미네이트 필름에 의해 둘러싸이고, 라 미네이트 필름의 주변부가 밀폐하여 열융착되도록 구성된다. 또한, 전지 요소의 양의 전극 및 음의 전극을 라미네이트 필름의 외부로 인출하기 위해, 일방의 리드의 단부가 양의 전극판 또는 음의 전극판에 연결되고, 타방의 리드의 단부가 라미네이트 필름의 외부로 인출되는, 양의 전극 리드 및 음의 전극 리드가 제공된다. 세퍼레이터로서, 폴리올레핀과 같은 열가소성 수지를 사용함으로써 형성된 다공성 필름이 일반적으로 사용된다.
종래의 필름 외장 전지의 구성은 도 9를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 도 9는 종래의 필름 외장 전지의 종단면도이다.
필름 외장 전지 (301) 는 전지 요소 (302), 및 전지 요소 (302) 를 전해액과 함께 수납하기 위한 외장체를 갖는다. 전지 요소 (302) 는, 복수의 양의 전극판들과 복수의 음의 전극 판들을 세퍼레이터들을 개재하여 교호하여 적층함으로써 구성된다. 양의 전극판들의 각각은 알루미늄 호일 상에 양의 전극 재료를 도포함으로써 형성되며, 음의 전극판들의 각각은 구리 호일 상에 음의 전극 재료를 도포함으로써 형성된다. 전극 재료들이 도포되지 않은 알루미늄 호일 및 구리 호일의 미도장부들 (연장부들) 은 적층 영역 외부로 인출된다. 각각의 양의 전극판들의 연장부들 (양의 전극 연장부들 (303a)) 은 양의 전극 리드 (304a) 에 일괄적으로 접합된다. 또한, 각각의 음의 전극판들의 연장부들 (음의 전극 연장부들 (303b)) 은 음의 전극 리드 (304b) 에 일괄적으로 접합된다. 양 및 음의 전극 연장부들 (303a 및 303b) 의 접합을 위해 일반적으로 초음파 용접 (ultrasonic welding) 이 사용된다. 또한, 양의 전극 리드 (304a) 및 음의 전극 리드 (304b) 는 알루미늄 판 및 구리 판을 펀칭함으로써 제조된다.
외장체는, 전지 요소 (302) 의 양측을 두께 방향으로 샌드위칭함으로써 전지 요소 (302) 를 둘러싸는 2매의 라미네이트 필름들 (305 및 306) 에 의해 구성된다. 라미네이트 필름들 (305 및 306) 의 각각은, 열융착층으로서 PP 층 (310), 금속층으로서 알루미늄 층 (311), 및 보호층으로서 나일론 층 (312) 을 적층함으로써 형성된다. 각각의 라미네이트 필름들 (305 및 306) 은, PP 층 (310) 이 내측을 향하는 방향으로 전지 요소 (302) 를 둘러싼다. 대향하는 PP 층들 (310) 의 주변부들은 서로 열융착된다.
상술된 구성을 갖는 필름 외장 전지에서, 양 및 음의 전극 연장부들의 접합부, 양 및 음의 전극 리드들, 및 특히 전극 연장부들과 전극 리드들의 뾰족한 코너들은, 진동 등으로 인해 라미네이트 필름의 열융착층과 접촉하게 되어, 열융착층을 손상시킬 수도 있다. 또한, 열융착층이 손상될 때, 손상된 부분의 두께가 감소되어 절연성이 저하된다. 결과로서, 열융착층의 하층으로서 금속층이 접합부의 코너와 전기적으로 단락될 가능성이 상당히 증가된다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 양 및 음의 전극들의 단자들과 양 및 음의 전극들의 리드들 사이의 접합부들의 각각을 하우징하는, 삼각형 단면을 갖는 절연 스페이서가 제안된다 (국제 공개 공보 WO 00/59063 팜플렛). 절연 스페이서는 리드들의 각각이 삽입될 수 있는 삽입 홀을 갖는다. 절연 스페이서는, 양 및 음의 전극들의 단자들의 집합부를 하우징하고, 적층된 전극의 단부 면을 가압하여 적층된 전극을 고정시킴으로써, 리드의 절단, 외장 필름의 손상, 또는 외장 필름과 적층된 전극 사이의 전기적인 단락을 방지한다.
상술된 팜플렛에 개시된 기술을 포함하는 종래의 기술은, 필름 외장 전지의 사용 동안에, 라미네이트 필름의 열융착층이 양 및 음의 전극 집전부들의 코너부에 의해 손상된다는 전제에 기초한다.
그러나, 많은 연구의 결과로서, 본 발명의 발명자들은, 다수의 경우들에 라미네이트 필름의 열융착층이 필름 외장 전지의 제조 공정에서 이미 손상됨을 발견하였다. 구체적으로, 대향하는 열융착층들의 주변부들이 서로 열융착될 때, 열융착층은 가열에 의해 연화된다. 이 상태에서 전지 요소의 일부가 열융착층과 접촉하게 될 때, 열융착층은 부분적으로 손상된다. 특히 접합된 양 및 음의 전극 연장부들의 코너가 뾰족하므로, 연화된 열융착층과 코너가 접촉하게 될 때, 딥 커트 (deep cut) 와 같은 흠집이 열융착층에 남게 된다. 도 10은 양 및 음의 전극 연장부의 접합부의 코너에 의해 손상된 열융착층의 상태를 개략적으로 도시한다. 도면에서, 참조 번호 400은 열융착층을 표시하고, 참조 번호 401은 양의 전극 연장부의 접합부를 표시하고, 참조 번호 402는 금속층을 표시하고, 참조 번호 403은 보호층을 표시하며, 참조 번호 404는 열융착층 (400) 에 남겨진 흠집을 표시한다. 도 10에서, 열융착층 (400), 금속층 (402), 및 보호층 (403) 에 의해 구성된 라미네이트 필름 (405) 에 열융착된 상대 라미네이트 필름은 도시되지 않음을 주의한다.
여기서, 필름 외장 전지의 사용 동안에, 적어도 열융착 공정이 완료되고 열융착층이 경화된 후에, 접합부 (401) 의 코너가 열융착층 (400) 과 접촉하게 되는 경우에서 보다, 접합부 (401) 의 코너가 가열에 의해 연화된 열융착층 (400) 과 접촉하게 되는 경우에, 상술된 손상이 더 쉽게 야기되고 손상의 정도가 더 큰 것은 자명하다.
제조 공정 동안의 열융착층에서의 상술된 손상은, 양 및 음의 전극 연장부들의 접합부와 열융착층 사이에 상술된 팜플렛에 개시된 절연 스페이서 또는 수지로 이루어진 다른 보호 부재를 제공하는 것만으로는 충분히 회피될 수 없다. 즉, 수지로 이루어진 보호 부재가 열융착층의 융점 이상의 융점을 갖는 경우에, 열융착층이 열융착될 수 있도록 연화될 때, 보호 부재는 열융착층의 단단함 이상의 단단함을 갖는다. 따라서, 보호 부재가 연화된 열융착층과 접촉하게 될 때, 열융착층은 양 및 음의 전극 연장부들의 접합부가 열융착층과 접촉하게 되는 경우와 유사하게 손상된다. 예컨대, 열융착층으로서 일반적으로 사용되는 PP는 140℃ 내지 150℃의 융점을 갖는다. 따라서, 열융착층이 PP로 형성되는 경우에, 보호 부재가 140℃ 내지 150℃ 이상의 융점을 갖는 재료로 형성될 때, 열융착층은 반대로 보호 부재에 의해 손상된다.
본 발명의 개시
본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스는: 세퍼레이터들을 개재하여 교호하여 적층된 복수의 양 및 음의 전극판들로부터 인출된 복수의 양 및 음의 전극 연장부들이 각각 양 또는 음의 리드들에 일괄적으로 접합되도록 구성된 전기 디바이스 요소; 및 적어도 열융착층과 금속층이 서로 적층되어 열융착층이 내측을 향하게 하여 전기 디바이스 요소를 둘러싸도록 구성되고, 대향하는 열융착층들이 서로 열 융착되도록 구성된 외장체 필름을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스는, 적어도, 대향하는 열융착층들 중 일방과 상기 양 및 음의 전극 리드들에 각각 접합된 양 및 음의 전극 연장부들의 접합부들의 각각 사이에 보호 부재가 배치되며, 보호 부재의 융점은 열융착층의 융점보다 더 낮은 것을 특징으로 한다.
상술된 특징들을 갖는 본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스에서, 외장체 필름의 열융착층은, 양의 전극 연장부 및 음의 전극 연장부의 접합부에 의해 손상되지 않는다. 또한, 대향하는 열융착층들이 서로 열융착될 때, 보호 부재가 가열에 의해 연화된 열융착층과 접촉하게 되더라도, 보호 부재가 열융착층보다 더 연화되므로, 열융착층은 보호 부재에 의해 손상되지 않는다.
본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스에서, 대향하는 열융착층들 중 타방과 양 및 음의 전극 리드들 사이에 열융착층의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 보호 부재가 또한 배치될 수도 있다. 그러한 구성에 따라, 양 및 음의 전극 리드들에 의해 열융착층이 손상되는 것을 방지하는 것이 가능하고, 또한 보호 부재에 의해 열융착층이 손상되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 보호 부재는, 대향하는 열융착층들 중 일방과 접합부 사이에 배치된 상면부, 대향하는 열융착층들 중 타방과 양의 전극 리드 또는 음의 전극 리드 사이에 배치된 하면부, 및 상면부와 하면부를 연결하는 연결부를 갖도록 구성될 수도 있으며, 양의 전극 리드 또는 음의 전극 리드가 삽입될 수 있는 개구부가 연결부에 형성되도록 구성될 수도 있다. 그러한 보호 부재가 채용될 때, 양의 전극 리드 또는 음의 전극 리드는 개구부를 통과하도록 이루어짐으로써, 상면부가 접합부와 열융착부 사이에 배치될 수 있고, 하면부가 양의 전극 리드 또는 음의 전극 리드와 열융착층 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 접합부와 열융착층 사이에 배치된 보호 부재가 양의 전극 리드 또는 음의 전극 리드와 열융착층 사이에 배치된 보호 부재로부터 분리된 경우와 비교하여, 보호 부재의 장착이 용이하고, 또한 위치 이탈과 같은 실패의 발생의 가능성이 감소된다. 그러한 구성을 갖는 보호 부재는, 예컨대 2개의 부분들로 접힌 시트 재료 또는 필름 재료의 표면들 중 일방이 상면부로서 사용되고, 그 표면들 중 타방이 하면부로서 사용되고, 접힌 부분이 연결부로서 사용되는 방식으로 획득될 수 있다.
또한, 보호 부재는, 양의 전극 연장부 및 음의 전극 연장부의 형상에 대응하여 3차원으로 형성될 수 있다. 예컨대, 집합된 연장부들의 각각이 실질적으로 삼각형 단면 형상을 갖는 경우에, 보호 부재는, 상면부 및 하면부가 개구부에 접근함에 따라 서로 더 근접하게 되도록 이루어짐으로써 실질적으로 삼각형 단면을 갖는 백 (bag) 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 보호 부재가 3차원으로 형성될 때, 상면부 및 하면부가 측면부에 의해 일체로 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 보호 부재는, 양의 전극 연장부 및 음의 전극 연장부의 접합부들의 각각을 커버하는 것이 가능한 링 (ring) 형상으로 형성될 수도 있다.
보호 부재는, 신축성 재료로 형성됨으로써 양의 전극 연장부 및 음의 전극 연장부의 형상에 따라 변형 가능하게 이루어질 수 있다. 또한, 보호 부재가 신 축성을 갖는 경우에, 보호 부재가 보호 부재에 의해 커버되는 부재의 사이즈와 동일한 사이즈를 갖거나, 또는 그보다 약간 더 작은 사이즈를 갖도록 함으로써 보호 부재의 탄성 복원력으로 인해 소정의 위치에 고정될 수 있다. 당연히, 보호 부재는 신축성 재료에 의해 3차원으로 형성될 수도 있다. 보호 부재가 신축성을 갖도록 형성되는 경우에, 발포 재료 (foamed material) 를 사용하여 보호 부재를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 보호 부재는 보호 부재의 일부만이 신축성을 갖도록 구성될 수도 있다. 보호 부재의 일부만이 신장 및 수축 가능하게 이루어진 경우에, 보호 부재의 중심부가 신축성 재료로 형성되고, 보호 부재의 코너부는 신축성이 없는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 보호 부재는, 전기 디바이스 요소의 주변부를 커버하는 것이 가능한 프레임 형상으로 형성되며, 양의 전극 리드가 삽입될 수 있는 제 1 개구부가 대향하는 변들의 쌍 중 일방에 형성되고, 음의 전극 리드가 삽입될 수 있는 제 2 개구부가 대향하는 변들의 쌍 중 타방에 형성되며, 제 1 개구부가 형성된 변은 양의 전극 연장부의 접합부와 열융착층 사이에 배치되며, 제 2 개구부가 형성된 변은 음의 전극 연장부의 접합부와 열융착층 사이에 배치되도록 구성된다.
본 발명에서, 각각의 재료들은, 보호 부재가 열융착층의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 한 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 보호 부재가 폴리에틸렌으로 형성되고, 열융착층이 폴리프로필렌으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 본 발명의 발명자들에 의해 수행된 연구에 의해 먼저 획득된 상술된 지식에 기초한다. 본 발명의 목적은, 전기 디바이스 요소를 둘러싸는 외장 필름의 열융착층을 보호하는 보호 부재가 제공되는 필름 외장 전기 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들, 특징들, 및 이점들은 본 발명의 예시적인 실시형태들을 도시하는 첨부 도면들 및 이하 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 필름 외장 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 필름 외장 전지의 확대된 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 필름 외장 전지의 양의 전극 연장부의 접합부 부근을 도시하는 확대된 단면도이다.
도 4는 보호 부재의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 보호 부재의 배치 상태를 도시하는 확대된 부분 단면도이다.
도 6은 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 8a는 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 보호 부재의 배치 상태를 도시하는 평면도이다.
도 9는 종래의 필름 외장 전지의 기본 구조를 도시하는 단면도이다.
도 10은 연장부의 접합부에 의해 손상된 열융착층을 도시하는 확대된 부분 단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태
다음으로, 본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스의 예시적인 실시형태가 설명될 것이다. 본 예시적인 실시형태에 따른 필름 외장 전기 디바이스는, 전지 요소가 필름형 외장체에 의해 둘러싸인 필름 외장 전지이다.
도 1은 본 예시적인 실시형태에 따른 필름 외장 전지의 분해 사시도이다. 도 2는 필름 외장 전지의 부분적으로 생략된 확대된 단면도이다. 필름 외장 전지 (1) 는, 양의 전극 연장부 (2a) 및 음의 전극 연장부 (2b) 를 갖는 전지 요소 (2), 전지 요소 (2) 가 전해액 (미도시) 과 함께 수납된 외장체, 양의 전극 연장부 (2a) 에 연결된 양의 전극 리드 (3a), 음의 전극 연장부 (2b) 에 연결된 음의 전극 리드 (3b), 및 보호 부재들 (4a 및 4a') 을 포함한다. 외장체는 2매의 라미네이트 필름들 (5 및 6) 에 의해 구성된다. 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 도 1에 도시되어 있지 않음을 주의한다.
전지 요소 (2) 는, 세퍼레이터들, 및 세퍼레이터들을 개재하여 교호하여 적층된 복수의 양의 전극판들 및 음의 전극판들에 의해 구성된다. 구체적으로, 양의 전극판들의 각각은 양의 전극 재료를 이용하여 도포된 알루미늄 호일이다. 음의 전극판들의 각각은 음의 전극 재료를 이용하여 도포된 구리 호일이다. 각각의 호일들의 전극 재료가 도포되지 않은 부분들 (미도장부들) 은 적층 영역의 외부로 인출되어, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 을 구성한다. 그 후, 각각의 양의 전극 연장부들 (2a) 은 초음파 용접에 의해 양의 전극 리드 (3a) 의 후부에 일괄적으로 접합된다. 각각의 음의 전극 연장부들 (2b) 은 초음파 용접 에 의해 음의 전극 리드 (3b) 의 후부에 일괄적으로 접합된다. 여기서, 라미네이트 필름들 (5 및 6) 의 융착성을 개선하기 위해, 양의 전극 리드 (3a) 와 음의 전극 리드 (3b) 의 각각의 전면 및 후면들에 폴리프로필렌이 스트립 형태로 인가되어 피복부들 (7) 이 형성된다. 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 피복부들 (7) 은, 양 및 음의 전극 연장부 (2a 및 2b) 가 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 에 접합되는 위치들보다 리드들 (3a 및 3b) 의 선단부에 더 근접한 위치들에서 형성됨을 주의한다.
외장체를 구성하는 2매의 라미네이트 필름들 (5 및 6) 은 전지 요소 (2) 의 양 두께 방향을 샌드위치하도록 이루어짐으로써 전지 요소 (2) 를 둘러싼다. 라미네이트 필름들 (5 및 6) 의 각각은, 열융착층 (10), 금속층 (11), 및 보호층 (12) 의 3개의 층들에 의해 구성된다. 본 예시적인 실시형태에서, 열융착층 (10) 은 PP (폴리프로필렌) 로 형성되고, 금속층 (11) 은 알루미늄으로 형성되며, 보호층 (12) 은 나일론 또는 PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 로 형성된다. 각각의 라미네이트 필름들 (5 및 6) 은 열융착층 (10) 이 내측을 향하게 하여 전지 요소 (2) 를 둘러싸도록 이루어진다. 또한, 각각의 라미네이트 필름들 (5 및 6) 의 열융착층들 (10) 의 대향하는 주변부들은 서로 밀폐하여 열융착된다. 또한, 각각의 라미네이트 필름들 (5 및 6) 의 열융착층들 (10) 의 주변부들 중, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 과 대향하는 영역들은 각각의 리드들 (3a 및 3b) 상에 형성된 피복층들 (7) 에 열융착된다.
양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 의 접합부들 (20a 및 20b) 과 라미네 이트 필름 (5) (열융착층 (10)) 사이에 보호 부재 (4a) 가 제공된다. 또한, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 과 라미네이트 필름 (6) (열융착층 (10)) 사이에 보호 부재 (4a') 가 제공된다. 도 2에서는, 양의 전극 연장부 (2a) 의 접합부 (20a) 와 라미네이트 필름 (5) 사이에 제공된 보호 부재 (4a), 및 양의 전극 리드 (3a) 와 라미네이트 필름 (6) 사이에 제공된 보호 부재 (4a') 만이 도시되어 있음을 주의한다. 그러나, 양의 전극 측 상에 배치된 보호 부재 및 음의 전극 측 상에 배치된 보호 부재는 동일한 구성 및 동일한 작용 효과를 갖는다. 따라서, 여기서, 도면에 도시된 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 예로서 취해지는 것이고, 이들의 구성 및 작용 효과가 설명된다.
보호 부재들 (4a 및 4a') 의 각각은, 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 수지 (본 예시적인 실시형태에서 PE: 폴리에틸렌) 로 이루어진 필름 또는 시트이다. 보호 부재들 (4a 및 4a') 의 각각의 두께는 약 100μm이다. 보호 부재 (4a) 는, 양의 전극 리드 (3a) 에 일괄적으로 용접된, 양의 전극 연장부들 (2a) 의 접합부 (20a) 를 커버하기에 충분하거나, 또는 적어도 접합부 (20a) 의 코너들 (21) 을 커버하기에 충분한 형상 및 사이즈를 갖는다. 반면에, 보호 부재 (4a') 는, 양의 전극 리드 (3a) 의 후부를 커버하기에 충분하거나, 또는 적어도 양의 전극 리드 (3a) 의 후방 코너부들 (22) 을 커버하기에 충분한 형상 및 사이즈를 갖는다. 그러나, 본 예시적인 실시형태에서, 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 동일한 형상 및 사이즈를 갖는다.
보호 부재들 (4a 및 4a') 은, 열융착층들 (10) 이 서로 열융착될 때, 라미네 이트 필름들 (5 및 6) 의 열융착층들 (10) 을 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 보호 부재 (4a) 는, 라미네이트 필름 (5) 의 열융착층 (10) 과 접합부 (20a) 사이에 제공되거나, 또는 적어도 접합부 (20a) 의 코너 (21) 와 열융착층 (10) 사이에 제공되어, 코너 (21) 에 의해 열융착층 (10) 이 손상되는 것을 방지한다. 한편, 보호 부재 (4a') 는, 라미네이트 필름 (6) 의 열융착층 (10) 과 양의 전극 리드 (3a) 사이에 제공되거나, 또는 적어도 리드 (3a) 의 후방 코너부 (22) 와 열융착층 (10) 사이에 제공되어, 후방 코너부 (22) 에 의해 열융착층 (10) 이 손상되는 것을 방지한다.
즉, 필름 외장 전지 (1) 의 제조 공정에서, 라미네이트 필름들 (5 및 6) 은 전지 요소 (2) 의 두께 방향 양측으로부터 전지 요소 (2) 를 샌드위치하도록 배치된다. 그 후, 라미네이트 필름들 (5 및 6) 의 주변부들은 히터에 의해 가열되어, 열융착층들 (10) 의 대향하는 주변부들이 서로 열융착되고, 열융착층 (10) 이 피복층 (7) 에 열융착되도록 한다. 이 때, 접합부 (20a) 의 코너 (21), 또는 양의 전극 리드 (3a) 의 후방 코너부 (22) 는 가열에 의해 연화된 열융착층 (10) 과 접촉하게 되고, 열융착층 (10) 은 손상된다. 그러나, 상기 상세한 설명, 도 2 등으로부터, 그러한 손상이 보호 부재들 (4a 및 4a') 에 의해 방지되는 것은 자명하다.
또한, 본 예시적인 실시형태에 따른 필름 외장 전지 (1) 에서, 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 폴리에틸렌으로 형성된다. 이는 다음의 기술적인 의미를 갖는다. 즉, 폴리프로필렌으로 이 루어진 열융착층들 (10) 이 서로 열융착될 수 있게 하기 위해, 열융착층들 (10) 은 140℃ 내지 150℃까지 가열될 필요가 있다. 반면에, 폴리에틸렌으로 이루어진 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 약 120℃의 융점을 갖는다. 따라서, 열융착층 (10) 이 연화되도록 가열되기 전에, 보호 부재들 (4a 및 4a') 이 충분히 연화된다. 결과로서, 보호 부재들 (4a 및 4a') 이 연화된 열융착층 (10) 과 접촉하게 될 때에도, 열융착층 (10) 은 보호 부재들 (4a 및 4a') 에 의해 손상되지 않는다. 보호 부재들 (4a 및 4a') 과 열융착층 (10) 의 접촉에 의해 야기된 자국 (흠집) 이 열융착층 (10) 상에 남게 되더라도, 보호 부재들 (4a 및 4a') 은 열융착층 (10) 과 비교하여 충분히 연화되고, 따라서 흡집 (23) 의 표면은 도 3에 도시된 바와 같은 원호 (circular arc) 형상을 취한다. 또한, 흠집의 깊이는 매우 작다. 적어도, 도 10에 도시된 딥 커트 형상의 흠집과 같은 흠집 (404) 은 열융착층 (10) 상에 남게 되지 않는다. 따라서, 열융착층 (10) 의 절연성이 저하될 가능성, 및 접합부들 (20a 및 20b) 과 금속층 (11) 사이에 전기 단락 회로가 야기될 가능성이 없다. 도 2에 도시된 라미네이트 필름 (6) 은 도 3에 도시되어 있지 않음을 주의한다.
양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 두께가 접합부들 (20a 및 20b) 보다 훨씬 더 얇은 경우, 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 후방 코너부 (22) 가 뾰족하지 않은 경우와 같은 경우들에서, 보호 부재 (4a') 를 생략하고 보호 부재 (4a) 만을 제공하는 것이 또한 가능함을 주의한다.
도 4는 보호 부재의 변형예를 도시하는 사시도이다. 도 4에 도시된 보호 부재 (4b) 는, 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 재료 (본 예시적인 실시형태에서 폴리에틸렌) 로 이루어진 시트 재료 또는 필름 재료를 2개의 부분들로 접음으로써 형성된다. 보호 부재 (4b) 는, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) (도 1) 을 커버하는 상면부 (30), 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) (도 1) 의 후부를 커버하는 하면부 (31), 및 상면부 (30) 와 하면부 (31) 를 연결하는 연결부 (32) 에 의해 일체로 형성된다. 또한, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 이 통과하도록 이루어질 수 있는 슬릿 (slit) (33) 이 연결부 (32) 에 형성된다. 보호 부재 (4b) 는 양의 전극 측 및 음의 전극 측 양자 모두 상에 배치된다. 그러나, 양의 전극 측 상에 배치된 보호 부재 (4b) 및 음의 전극 측 상에 배치된 보호 부재 (4b) 는 동일한 구성 및 작용 효과들을 갖는다. 따라서, 보호 부재 (4b) 의 구성 및 작용 효과는 예로서 양의 전극 측 상에 배치된 보호 부재 (4b) 를 취함으로써 설명될 것이다.
도 5에 도시된 보호 부재 (4b) 에서, 양의 전극 리드 (3a) 가 슬릿 (33) 을 통해 통과하도록 이루어지고, 상면부 (30) 가 양의 전극 연장부 (2a) 를 커버하도록 이루어지고, 하면부 (31) 가 양의 전극 리드 (3a) 의 후부를 커버하도록 이루어진다. 따라서, 적어도 접합부 (20a) 의 코너 (21) 와 양의 전극 리드 (3a) 의 후방 코너부 (22) 가 보호 부재 (4b) 에 의해 커버되어, 코너 (21) 및 후방 코너부 (22) 에 의해 열융착층 (10) 이 손상되는 것을 방지한다. 당연히, 도 4에 도시된 보호 부재 (4b) 는 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 폴리에틸렌으로 또한 형성된다. 따라서, 열융착층 (10) 이 보호 부재 (4b) 에 의해 손상 될 가능성이 없다. 또한, 라미네이트 필름 (6) 은 도 5에 도시되어 있지 않음을 주의한다.
여기서, 상면부 (30) 가 양의 전극 연장부 (2a) 의 폭 방향으로 양의 전극 연장부 (2a) 전부를 커버하도록, 상면부 (30) 의 폭 (W1) 은 양의 전극 연장부 (2a) 의 폭보다 약간 더 큰 것이 바람직하다. 본 예시적인 실시형태에서, 양의 전극 연장부 (2a) 의 폭은 66.0mm이고, 상면부 (30) 의 폭 (W1) 은 66.5mm이다. 본 예시적인 실시형태에서, 상면부 (30) 및 하면부 (31) 는 동일한 형상 및 사이즈를 갖도록 이루어진다. 그러나, 상면부 (30) 및 하면부 (31) 는 반드시 동일한 형상 및 사이즈를 가질 필요는 없다.
또한, 슬릿 (33) 은 양의 전극 리드 (3a) 가 삽입될 수 있는 형상 및 사이즈를 갖는다. 본 예시적인 실시형태에서, 보호 부재 (4b) 는 양의 전극 리드 (3a) 상에 형성된 피복부 (7) 의 내부측 부근에 삽입된다 (도 5 참조). 따라서, 슬릿 (33) 의 폭 (W2) 은 피복부 (7) 가 슬릿 (33) 을 통해 통과할 수 있게 하기 위해 피복부 (7) 의 폭보다 약간 더 크도록 형성된다. 구체적으로, 피복부 (7) 의 폭은 46.0mm이고, 슬릿 (33) 의 폭 (W2) 은 46.5mm이다. 그러나, 보호 부재 (4b) 가 신축성을 갖는 재료 (예컨대, 발포 재료) 로 형성되는 경우에, 보호 부재 (4b) 가 장착될 때 슬릿 (33) 의 폭을 다소 신장하는 것이 가능하다. 따라서, 보호 부재 (4b) 가 신축성을 갖는 경우에, 슬릿 (33) 의 폭 (W2) 은 피복부 (7) 의 폭 이하이도록 설정될 수도 있다.
도 6은 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다. 도 6에 도시된 보호 부재 (4c) 는, 도 4에 도시된 보호 부재 (4b) 의 상면부 (30) 및 하면부 (31) 가 측면부들 (34) 에 의해 서로 일체로 연결된 3차원 백 형태를 갖는다. 도 6에 도시된 보호 부재 (4c) 의 장착 방법 및 장착 형태는 도 4에 도시된 보호 부재 (4b) 의 장착 방법 및 장착 형태와 동일하고, 따라서 중복되는 설명은 생략될 것이다. 그러나, 도 6에 도시된 보호 부재 (4c) 가 사용될 때, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 상면 및 하면 뿐만 아니라, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 측면들도 보호 부재 (4c) 에 의해 (구체적으로 보호 부재 (4c) 의 측면부들 (34) 에 의해) 커버된다. 따라서, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 측면들에 의해, 그리고 전극 연장부들 및 전극 리드들의 코너들에 의해 열융착층 (10) 이 손상되는 것을 방지하는 것이 또한 가능하다.
도 6에 도시된 보호 부재 (4c) 의 단면 형상은, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 과 대응하는 실질적으로 삼각형 형상으로 형성되고, 그 두께는 양 및 음의 전극판들로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 감소된다 (도 3 및 도 5 참조). 구체적으로, 상면부 (30) 및 하면부 (31) 는 슬릿 (33) 에 접근함에 따라 서로 더 근접하게 되도록 이루어진다. 그러나, 보호 부재 (4c) 가 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 의 상기 형태를 따를 수 있도록 신축성을 갖는 경우에, 보호 부재 (4c) 의 단면 형상을 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 의 형태에 대응하도록 할 필요는 없다.
도 7은 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다. 도면에 도시된 보호 부재 (4d) 는, 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 재료 (본 예시적인 실시형태에서 폴리에틸렌) 로 이루어진 시트 재료 또는 필름 재료를, 양 및 음의 전극 연장부 (2a 및 2b) 의 접합부들 (20a 및 20b) 의 각각의 외측, 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 외측을 커버하는 것이 가능한 편평한 링 형상으로 형성함으로써 획득된다. 보호 부재 (4d) 는, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 선단부 측으로부터 접합부들 (20a 및 20b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 을 커버하도록 이루어진다. 구체적으로, 보호 부재 (4d) 의 상면 (35) 은 접합부들 (20a 및 20b) 을 커버하도록 이루어지고, 하면 (36) 은 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 을 커버하도록 이루어진다. 따라서, 적어도 접합부들 (20a 및 20b) 의 코너 (21) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 후방 코너부 (22) 는 열융착층들 (10) 과 집적 접촉하게 되는 것으로부터 방지된다. 여기서, 보호 부재 (4d) 가 신축성 재료로 형성되고, 상술된 바와 같이 접합부들 (20a 및 20b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 을 커버하도록 이루어질 때, 보호 부재 (4d) 의 탄성 복원력에 의해 접합부들 (20a 및 20b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 에 고정된다. 이러한 경우에, 보호 부재 (4d) 의 내경은 접합부들 (20a 및 20b) 의 외경 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 의 외경 이하이도록 설정된다. 보호 부재 (4d) 가 접합부들 (20a 및 20b), 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 을 커버하도록 이루어질 때, 보호 부재 (4d) 는 그 내경을 증가시키기 위해 일시적으로 신장된다. 보호 부재 (4d) 가 신장 가능하고 수축 가능하게 이루질 때, 보호 부재 (4d) 그 전부가 신장 가능하고 수축 가능하게 될 수도 있을 뿐만 아니라, 보호 부재 (4d) 의 일부가 신장 가능하고 수축 가능하게 될 수도 있다. 또한, 보호 부재 (4d) 의 일부가 신장 가능하고 수축 가능하게 이루어진 경우에, 상면 (35) 및 하면 (36) 의 중심부들이 신장 가능하고 수축 가능하게 하는 것이 바람직하다.
도 8a는 보호 부재의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다. 도 8a에 도시된 보호 부재 (4e) 는 전지 요소 (2) (도 1 참조) 의 주변부를 커버하는 것이 가능한 실질적으로 사각형인 프레임 형상으로 형성된다. 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 이 통과할 수 있게 하는 슬릿들 (33) 은 대향하는 보호 부재 (4e) 의 단변부들 (40a 및 40b) 에 형성된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 은 각각 보호 부재 (4e) 의 슬릿 (33) 을 통과하도록 이루어진다. 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 이 슬릿 (33) 을 통과하도록 이루어질 때, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 은 단변부들 (40a 및 40b) 의 상측에 의해 커버되고, 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 은 단변부들 (40a 및 40b) 의 하측에 의해 커버된다. 대향하는 양 및 음의 전극판들의 장변들은 각각 장변부들 (42a 및 42b) 에 의해 커버된다. 따라서, 전지 요소 (2) 의 전체 주변은 보호 부재 (4e) 에 의해 커버된다. 따라서, 열융착층 (10) 은, 양 및 음의 전극 연장부들 (2a 및 2b) 및 양 및 음의 전극 리드들 (3a 및 3b) 에 의해서 뿐만 아니라, 전지 요소 (2) 의 임의의 부분에 의해서도 손상되지 않는다. 당연히, 보호 부재 (4e) 는 열융착층 (10) 의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 재료 (본 예시적인 실시형태에서 폴리에틸렌) 로 또한 형성되고, 따라서 열융착층 (10) 은 보호 부재 (4e) 에 의해 손상되지 않을 것이다.
본 명세서의 첨부 도면들에서, 보호 부재가 양 및 음의 전극 연장부들 또는/및 양 및 음의 전극 리드들과 밀착하게 되는 예시적인 실시형태들이 도시된다. 그러나, 상기 상세한 설명으로부터 알게 되는 바와 같이, 단지 열융착층이 손상되는 것을 방지하기 위해서는, 열융착층과 양 및 음의 전극 연장부들 또는/및 양 및 음의 전극 리드들 사이에 보호 부재를 제공하는 것으로 충분하다. 따라서, 보호 부재는, 양 및 음의 전극 연장부들 또는/및 양 및 음의 전극 리드들과 반드시 밀착할 필요는 없다.
또한, 본 명세서의 첨부 도면들에서, 양 및 음의 전극 연장부들이 양 및 음의 전극 리드들의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖는 예시적인 실시형태들이 도시된다. 그러나, 양 및 음의 전극 연장부들의 폭은 양 및 음의 전극 리드들의 폭보다 더 얇거나 또는 더 넓을 수도 있다. 그러나, 양 및 음의 전극 연장부들의 폭, 및 양 및 음의 전극 리드들의 폭이 도면에 도시된 것들과 상이한 경우에, 양 및 음의 전극 연장부들 또는/및 양 및 음의 전극 리드들이 보호 부재에 의해 올바르게 커버되도록 보호 부재의 사이즈 및 형상이 적절하게 변경된다.
위에서, 본 발명에 따른 대표적인 예시적인 실시형태들이 설명된다. 이하, 필름 외장 전지의 각각의 부분의 구성이 추가로 설명될 것이다.
(양 및 음의 전극 리드)
Al, Cu, Ni, Ti, 및 Fe, 인광 청동 (phosphor bronze), 황동, 스테인레스 강 등이 양 및 음의 전극 리드들의 재료로서 사용될 수 있다. 양 및 음의 전극 리드들은 요구되는 경우에 어닐링 (annealing) 처리를 받을 수도 있다. 양 및 음의 전극 리드들의 두께는, 0.08 내지 1.0mm의 두께가 바람직하다.
또한, 외장체와 밀착하게 되는, 양 및 음의 전극 리드들의 적어도 일부가 외장체와의 밀착성을 개선하기 위해 표면 처리를 받게 하는 것이 바람직하다. 이러한 타입의 표면 처리로는, 화학적 에칭 등에 의한 조면화 처리 (surface roughening treatment), 부분 아미노화 페놀계 폴리머, 인산 화합물, 및 티타늄 화합물로 이루어진 내부식성 필름 제조 처리 (corrosion resistant film preparation treatment), 인산 아연계 필름 등에 의한 내부식성 필름 제조 처리, 티타늄계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제 등에 의한 표면 처리와 같은 처리들을 들 수 있다.
양 및 음의 전극 리드들 상에 형성된 피복층의 재료로서, 예컨대 산 변성 폴리프로필렌, 산 변성 폴리에틸렌, 산 변성 폴리 (에틸렌-프로필렌) 코폴리머, 이오노머 등이 사용될 수 있다.
(외장체)
외장체는 유연성을 갖고 전해액이 누출하는 것을 방지하도록 전지 요소를 커버할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 금속층 및 열융착층을 적층함으로써 형성된 라미네이트 필름이 외장체로서 사용되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 종류의 라미네이트 필름으로서, 예컨대 3μm 내지 200μm의 두께를 갖는 열융착층이 10μm 내지 100μm의 두께를 갖는 금속 호일 상에 형성되는 라미네이트 필름을 사용하는 것이 가능하다. 금속 호일의 재료로서, Al, Ti, Ti계 합금, Fe, 스테인레스 강, Mg계 합금 등을 사용하는 것이 가능하다. 열융착층의 재료로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 산 변성물들, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 보호층의 재료로서, 나일론과 같은 폴리아미드, PET 및 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 와 같은 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등을 사용하는 것이 가능하다.
(전지 요소)
양의 전극판은 방전 시에 양의 이온들을 흡수하고 음의 이온들을 방전하는 한 특별히 제한되지 않는다. 양의 전극판의 재료로서, 아래에 (1) 내지 (3) 하에 나열된 임의의 알려진 양의 전극 재료들을 사용하는 것이 가능하다.
(1) LiMnO2, LiMn2O4, LiCoO2, 및 LiNiO2와 같은 금속 산화물
(2) 폴리아세틸렌 및 폴리 아닐린과 같은 도전성 폴리머들
(3) 일반식 (R-Sm)n (R은 지방족 또는 방향족, S는 유황, 그리고 m 및 n은 m ≥ 1 및 n ≥ 1을 만족하는 정수) 으로 표현되는 디설파이드 화합물 (디티오글리콜, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, S-트리아진-2,4,6-트리티올 등)
또한, 양의 전극판은 양의 전극 활성물 (미도시) 을 적절한 결착제 및 기능성 재료와 혼합함으로써 형성될 수 있다. 결착제로서, 플루오르화 폴리비닐리 덴 등과 같은 할로겐 함유 폴리머를 들 수 있다. 기능성 재료로서, 전자 전도성을 확보하기 위한 아세틸렌블랙, 폴리피롤 및 폴리 아닐린과 같은 도전성 폴리머들, 이온 전도성을 확보하기 위한 폴리머 전해질, 이들 재료들의 복합체 등을 들 수 있다.
음의 전극판은 양이온 (cation) 을 저장 및 방출할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 음의 전극판의 재료로서, 아래에 (1) 내지 (3) 하에 나열된 임의의 알려진 음의 전극 재료들을 사용하는 것이 가능하다.
(1) 천연 흑연, 석탄, 석유 피치 등을 고열로 열처리함으로써 획득된 흑연화 탄소와 같은 결정질 탄소
(2) 석탄, 석유 피치 코크스, 아세틸렌 피치 코크스 등을 열처리함으로써 획득된 비정질 탄소
(3) 금속 리튬 및 AlLi와 같은 리튬 합금
전지 요소에 스며든 (impregnate) 전해액으로서, 예컨대 Li, K, 및 Na와 같은 알칼리 금속의 양이온으로 이루어지고, ClO4 -, BF4 -, PF6 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, 및 (C2F5SO2)3C-와 같은 할로겐을 함유하는 화합물의 음이온 (anion) 으로 이루어진 염을, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸에틸 카보네이트, γ-부티로락톤, N,N'-디메틸포름아미드, 디메틸 설폭사이드, N-메틸피롤리돈, 및 m-크레졸과 같은 2차 전지의 전해액으로서 사용될 수 있는 극성이 높은 염기성 용매에 용해하도록 이루어지는 방식으로 획득된 제품을 들 수 있다. 또한, 이들 염기성 용매들로 이루어진 용매 및 전해질 염을 독립적으로 사용하거나, 또는 복수의 용매들 및 전해질 염들을 함께 사용하는 것이 가능하다. 또한, 겔 전해질 (전해액을 함유하는 폴리머 겔) 을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 설폴란, 디옥산, 디옥솔란, 1,3-프로판설톤, 테트라히드로푸란, 비닐렌 카보네이트 등을 소량 첨가하는 것이 가능하다.
상술된 재료들은 전기 디바이스 요소가 리튬 이온 2차 전지인 경우의 예들이다. 또한, 본 발명에 따른 필름 외장 전기 디바이스를 구성하는 전기 디바이스 요소는 납 전지, 니켈-수소 카드뮴 전지, 및 니켈 수소 전지를 포함한다. 또한, 전기 디바이스 요소는 전기 이중층 캐패시터 및 전해 캐패시터와 같은 캐패시터 요소들을 포함한다.

Claims (10)

  1. 세퍼레이터들을 개재하여 교호하여 적층된 복수의 양 및 음의 전극판들로부터 인출된 복수의 양 및 음의 전극 연장부들이 각각 양 또는 음의 전극 리드들에 일괄적으로 접합되도록 구성된 전기 디바이스 요소; 및 적어도 열융착층과 금속층이 서로 적층되어 상기 열융착층이 내측을 향하게 하여 상기 전기 디바이스 요소를 둘러싸도록 구성되고, 대향하는 상기 열융착층들이 서로 열융착되도록 구성된 외장체 필름을 포함하는 필름 외장 전기 디바이스로서,
    적어도, 대향하는 상기 열융착층들 중 일방과 상기 양 및 음의 전극 리드들에 접합된 상기 양 및 음의 전극 연장부들의 접합부들의 각각 사이에 보호 부재가 배치되며,
    상기 보호 부재의 융점은 상기 열융착층의 융점보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 필름 외장 전기 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    대향하는 상기 열융착층들 중 타방의 열융착층과 상기 양 및 음의 전극 리드들 사이에 상기 열융착층의 융점보다 더 낮은 융점을 갖는 보호 부재가 또한 배치되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 부재는, 대향하는 상기 열융착층들 중 일방과 상기 접합부 사이에 배치된 상면부, 대향하는 상기 열융착층들 중 타방의 열융착층과 상기 양의 전극 리드 또는 상기 음의 전극 리드 사이에 배치된 하면부, 및 상기 상면부와 상기 하면부를 연결하는 연결부를 가지며,
    상기 양의 전극 리드 또는 상기 음의 전극 리드가 삽입될 수 있게 하는 개구부가 상기 연결부에 형성되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호 부재는, 2개의 부분들로 접힌 시트 재료 또는 필름 재료에 의해 구성되며,
    접힌 면들 중 일방의 면은 상기 상면부로서 사용되고, 상기 접힌 면들 중 타방의 면은 상기 하면부로서 사용되며, 접힌 부분은 상기 연결부로서 사용되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 상면부 및 상기 하면부는 상기 개구부에 접근함에 따라 서로 더 근접하게 되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 상기 상면부 및 상기 하면부는 측면부에 의해 일체로 연결되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 부재는 2개의 링 형상 부재를 포함하며, 상기 2개의 링 형상 부재 중 하나의 링 형상 부재는 상기 양의 전극 연장부의 접합부를 커버하고, 다른 하나의 링 형상 부재는 상기 음의 전극 연장부의 접합부를 커버하는, 필름 외장 전기 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 부재는, 상기 전기 디바이스 요소의 주변부를 커버하는 것이 가능한 사각형 프레임 형상으로 형성되며, 상기 양의 전극 리드가 삽입될 수 있는 제 1 개구부가 대향하는 변들의 쌍 중 일방에 형성되고, 상기 음의 전극 리드가 삽입될 수 있는 제 2 개구부가 상기 대향하는 변들의 쌍 중 타방에 형성되도록 구성되며,
    상기 제 1 개구부가 형성된 변은 상기 양의 전극 연장부의 접합부와 상기 열융착층 사이에 배치되며, 상기 제 2 개구부가 형성된 변은 상기 음의 전극 연장부의 접합부와 상기 열융착층 사이에 배치되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열융착층은 폴리프로필렌으로 형성되고, 상기 보호 부재는 폴리에틸렌으로 형성되는, 필름 외장 전기 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호 부재의 일부 또는 전부는 신축성을 갖는, 필름 외장 전기 디바이스.
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