KR101036089B1 - 절연 백을 갖는 이차전지 - Google Patents

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문종석
안병규
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Abstract

본 발명은 정전기에 따른 절연 백 개봉의 어려움을 해결하여, 절연 백 내부에 전극 조립체를 수용하는 작업의 효율성을 향상시킨 이차전지에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 전극 조립체를 내부에 수용하며 상부가 개방된 주머니 형상인 절연 백과, 전극 조립체 및 절연 백을 내부에 수용하는 케이스와 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하며, 절연 백은 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 1 측면부와 제 1 측면부에 대향하며 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 2 측면부와 제 1 측면부 일측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 1 연장부 및 제 2 측면부 타측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 2 연장부를 포함하는 이차전지를 개시한다.

Description

절연 백을 갖는 이차전지{SECONDARY BATTERY HAVING INSULATION BAG}
본 발명은 절연 백을 갖는 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다.
이차전지 중 특히, 리튬 이온 이차전지는 노트북이나 셀룰러 폰과 같은 소형 전자 장치에 주로 사용되었다. 게다가, 다른 종류의 이차전지에 비해 고출력, 고용량 및 경량 등의 특성을 가지기 때문에, 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에도 사용되기 시작했다.
본 발명의 목적은 절연 백 내부에 전극 조립체를 수용하는 작업의 효율성을 향상시킨 이차전지를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이차전지는 제 1 전극, 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 내부에 수용하며 상부가 개방된 주머니 형상인 절연 백; 상기 전극 조립체 및 상기 절연 백을 내부에 수용하는 케이스; 및 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하며, 상기 절연 백은 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 1 측면부; 상기 제 1 측면부에 대향하며 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 2 측면부; 상기 제 1 측면부 일측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 1 연장부; 및 상기 제 2 측면부 타측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 2 연장부를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 측면부의 상단은 상기 제 2 연장부의 상단보다 낮게 형성된다.
더불어, 상기 제 2 측면부의 상단은 상기 제 1 연장부의 상단보다 낮게 형성된다.
또한, 상기 절연 백은 상기 제 1 측면부의 일측단과 상기 제 2 측면부의 일측단을 잇도록 형성되는 제 3 측면부; 및 상기 제 1 측면부의 타측단과 상기 제 2 측면부의 타측단을 잇도록 형성되는 제 4 측면부를 포함한다.
또한, 상기 제 3 측면부와 상기 제 4 측면부는 중앙부에 형성되는 실링부; 상기 실링부에서 상기 제 1 측면부를 향해 연장되는 제 1 서브 측면부; 및 상기 실링부에서 상기 제 2 측면부를 향해 연장되는 제 2 서브 측면부를 포함한다.
또한, 상기 실링부는 열융착에 의하여 형성된다.
또한, 상기 절연 백은 상기 제 3 측면부의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 3 연장부; 및 상기 제 4 측면부의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 4 연장부를 더 포함한다.
또한, 상기 제 3 연장부는 상기 제 3 측면부의 실링부 및 상기 제 1 서브 측면부의 상단에서 상부로 연장되며, 상기 제 4 연장부는 상기 제 4 측면부의 실링부 및 상기 제 2 서브 측면부의 상단에서 상부로 연장된다.
또한, 상기 제 1 연장부와 상기 제 3 연장부는 연장되어 형성된다.
또한, 상기 제 2 연장부와 상기 제 4 연장부는 연장되어 형성된다.
또한, 상기 절연 백은 상기 제 1 측면부의 하단, 상기 제 2 측면부의 하단, 상기 제 3 측면부의 하단 및 상기 제 4 측면부의 하단에서 연장되어 형성되는 하면부를 더 포함한다.
또한, 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장되는 제 1 전극단자; 및 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장되는 제 2 전극단자를 더 포함한다.
또한, 상기 전극 조립체 중 제 1 전극에는 일측으로 연장되고, 제 1 활물질이 코팅되지 않은 제 1 무지부가 형성되고, 상기 전극 조립체 중 제 2 전극에는 타측으로 연장되고, 제 2 활물질이 코팅되지 않은 제 2 무지부가 형성되며, 상기 제 1 전극단자는 상기 제 1 무지부에 용접되며, 상기 제 2 전극단자는 상기 제 2 무지부에 용접된다.
또한, 상기 제 1 전극단자는 상기 제 1 연장부에 형성되는 제 1 관통 결합홀을 통과하며, 상기 제 2 전극단자는 상기 제 2 연장부에 형성되는 제 2 관통 결합홀을 통과한다.
또한, 상기 제 1 연장부 및 상기 제 2 연장부는 삼각형, 사각형 및 반원의 형상 중 어느 하나의 형상이다.
또한, 상기 제 1 측면부 및 상기 제 2 측면부의 높이는 상기 전극조립체의 높이보다 높게 형성된다.
또한, 상기 전극 조립체와 상기 절연 백 사이에 개재되며, 상기 전극 조립체의 제 1 전극 또는 제 2 전극에 전기적으로 연결되어 있는 안전부재를 더 포함한다.
또한, 상기 절연 백의 재질은 폴리프로필렌(PP; polypropylene)으로 형성된다.
본 발명에 따른 이차전지는 절연 백의 상부에 제 1 연장부 및 제 2 연장부를 형성하여, 정전기에 따른 절연 백 개봉의 어려움을 해결하였다. 그래서, 본 발명에 따른 이차전지는 절연 백 내부에 전극 조립체를 수용하는 작업의 효율성을 향상시켰다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지는 절연 백의 제 1 연장부 및 제 2 연장부에 형성된 제 1 관통 결합홀 및 제 2 관통 결합홀과 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자를 결합 가능하여, 전극 조립체와 절연 백의 결합력을 강화하였다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 1b-1b의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 1c-1c의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 1b-1b의 단면도이다. 도 1c는 도 1a의 1c-1c의 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극 조립체(110), 케이스(120), 제 1 전극 단자(130), 제 2 전극 단자(140), 캡 플레이트(150), 안전부재(160) 및 절연 백(170)을 포함한다. 이하에서, 케이스(120)의 좁은 측면(122a) 측은 일측으로 케이스(120)의 다른 좁은 측면(122b) 측은 타측으로 정의한다.
전극 조립체(110)는 제 1 전극(111), 제 2 전극(112) 및 세퍼레이터(113)로 이루어진다. 또한, 상기 전극 조립체(110)는 대략 권취된 젤리 롤(Jelly Roll) 형태이거나, 또는 스택된 형태일 수 있다. 제 1 전극(111)은 양극판일 수 있고, 제 2 전극(112)은 음극판일 수 있다. 물론, 반대로 제 1 전극(111)은 음극판이고, 제 2 전극(112)은 양극판일 수 있다. 제 1 전극(111)은 제 1 금속 포일 및 제 1 활물질을 포함한다. 더불어, 제 1 전극(111)은 양극 활물질이 코팅되지 않은 제 1 무지부(111a)를 포함하고, 제 1 무지부(111a)는 세퍼레이터(113)의 일측을 통하여 외부로 돌출될 수 있다. 제 1 전극(111)이 양극판일 경우, 제 1 금속 포일은 알루미늄일 수 있고, 제 1 활물질은 리튬계 산화물일 수 있다. 제 2 전극(112) 역시 제 2 금속 포일 및 제 2 활물질을 포함한다. 더불어, 제 2 전극(112) 역시 음극 활물질이 코팅되지 않은 제 2 무지부(112a)를 포함하고, 제 2 무지부(112a)는 세퍼레이터(113)의 타측을 통하여 외부로 돌출될 수 있다. 즉, 제 1 무지부(111a) 및 제 2 무지부(112a)의 돌출 방향은 세퍼레이터(113)를 중심으로 서로 반대일 수 있다. 제 2 전극(112)이 음극판일 경우, 제 2 금속 포일은 구리일 수 있고, 제 2 활물질은 흑연일 수 있다. 물론, 여기서 상기 재질들로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 세퍼레이터(113)는 제 1 전극(111) 및 제 2 전극(112)의 사이에 위치된다. 세퍼레이터(113)는 실질적으로 제 1 전극(111)의 양측면에 위치되거나, 또는 제 2 전극(112)의 양측면에 위치될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(113)는 전극 조립체(110)의 최외곽에 위치되어, 전극 조립체(110)의 소정 영역이 케이스(120), 캡 플레이트(150) 및 안전부재(160)와 쇼트되지 않도록 한다. 이러한 세퍼레이터(113)는 다공성의 PE(polyethylene), PP(polypropylene) 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
케이스(120)는 두 개의 넓은 측면(121a, 121b)과, 두 개의 좁은 측면(122a, 122b)과, 하나의 바닥면(123)을 포함한다. 케이스(120)는 상부가 개방되어 있다. 이러한 케이스(120)에는 상기 전극 조립체(110)가 전해액과 함께 수용된다. 이때, 전극 조립체(110)의 제 1 무지부(111a) 및 제 2 무지부(112a)가 각각 두 개의 좁은 측면(122a, 122b)을 향한다. 또한, 케이스(120)는 알루미늄, 구리, 철, 서스(SUS), 세라믹, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제 1 전극 단자(130)는 제 1 연장부(131), 제 2 연장부(132), 용접부(133), 볼트 연장부(134) 및 넛트(135)를 포함하여 형성된다. 제 1 연장부(131)는 전극 조립체(110)의 일측에 형성된다. 그리고, 제 2 연장부(132)는 제 1 연장부(131)의 상부에서 연장되어 형성된다. 또한, 용접부(133)는 제 1 연장부(131)의 일부에서 연장되어 형성되며, 전극 조립체(110)의 제 1 전극(111) 즉, 제 1 무지부(111a)의 내측으로 일정 깊이 삽입된다. 용접부(133)는 제 1 무지부(111a)에 용접된다. 볼트 연장부(134)는 제 2 연장부(132)에서 연장되고, 캡 플레이트(150)를 관통하여 외측으로 돌출된다. 넛트(135)는 볼트 연장부(134)에 결합되어, 제 1 전극 단자(130)가 캡 플레이트(150)에 단단히 고정되게 한다.
제 2 전극 단자(140)는 제 1 연장부(141), 제 2 연장부(142), 용접부(143), 볼트 연장부(144) 및 넛트(145)를 포함하여 형성된다. 제 1 연장부(141)는 전극 조립체(140)의 타측에 형성된다. 그리고, 제 2 연장부(142)는 제 1 연장부(141)의 상부에서 연장되어 형성된다. 또한, 용접부(143)는 제 1 연장부(141)의 일부에서 연장되어 형성되며, 전극 조립체(110)의 제 2 전극(112) 즉, 제 2 무지부(112a)의 내측으로 일정 깊이 삽입된다. 용접부(143)는 제 2 무지부(112a)에 용접된다. 볼트 연장부(144)는 제 2 연장부(142)에서 연장되고, 캡 플레이트(150)를 관통하여 외측으로 돌출된다. 넛트(145)는 볼트 연장부(144)에 결합되어, 제 2 전극 단자(140)가 캡 플레이트(150)에 단단히 고정되게 한다.
캡 플레이트(150)는 절연재(151a, 151b), 전해액 마개(152) 및 안전벤트(153)를 포함하여 형성된다. 캡 플레이트(150)는 제 1 전극 단자(130) 및 제 2 전극 단자(140)가 외부로 돌출되도록 하면서, 케이스(120)를 덮는다. 캡 플레이트(150)와 케이스(120) 사이의 경계는 레이저로 용접될 수 있다. 더불어, 절연재(151a, 151b)는 제 1 전극 단자(130) 및 제 2 전극 단자(140) 중에서 각각의 볼트 연장부(134, 144)의 외주연에 형성될 수 있다. 전해액 마개(152)는 전해액 주입구를 막도록 형성된다. 안전벤트(153)는 캡 플레이트(150)에서 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 캡 플레이트(150)는 상기 케이스(120)와 동일 재질로 형성될 수 있다. 절연재(151a, 151b)에 의해, 제 1 전극 단자(130) 및 제 2 전극 단자(140)는 캡 플레이트(150)와 전기적으로 절연된다. 이러한 구성에 의해, 상기 케이스(120) 및 상기 캡 플레이트(150)는 전기적으로 중성일 수 있다. 즉, 상기 케이스(120) 및 상기 캡 플레이트(150)는 극성(양극 또는 음극)을 갖지 않는다. 다만, 경우에 따라서는 케이스(120) 및 캡 플레이트(150)는 극성을 가질 수도 있다.
안전부재(160)는 제 1 도전판(161), 제 2 도전판(162) 및 제 1 도전판(161)과 제 2 도전판(162) 사이에 위치된 절연필름(163)으로 이루어질 수 있다. 안전부재(160)는 전극 조립체(110)와 케이스(120)의 사이에 위치된다. 안전부재(160)는 전극 조립체(110)와 케이스(120)의 적어도 하나의 넓은 측면(121a)의 사이에 위치할 수 있다. 제 1 도전판(161)은 제 1 전극(111)에 전기적으로 연결된다. 즉, 제 1 도전판(161)은 상기 제 1 전극(111)에 용접된다. 제 2 도전판(162)은 제 2 전극(112)에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제 2 도전판(162)은 제 2 전극(112)에 용접된다. 절연 필름(163)은 안전부재(160)의 동작 전까지 제 1 도전판(161)과 제 2 도전판(162)의 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 이와 같이 하여, 이차전지의 관통이나 압괴시 절연 필름(163)이 찢어지거나 또는 손상되면서, 안전부재(160)의 제 1 도전판(161) 및 제 2 도전판(162)이 직접 전기적으로 단락된다. 상기 안전부재(160)의 제 1 도전판(161) 및 제 2 도전판(162)은 전기 저항이 작으므로, 단락시 열을 거의 발생시키지 않으며, 대전류를 신속하게 소모한다. 이에 따라, 이차전지(100)의 관통 또는 압괴시 발열 현상이 거의 발생하지 않음으로써, 이차전지의 안전성 및 신뢰성이 향상된다.
절연 백(170)은 상부가 개방된 주머니 형상일 수 있다. 절연 백(170)은 전극 조립체(110)와 케이스(120)의 사이에 위치된다. 그리고, 절연 백(170)은 절연성 재질인 폴리프로필렌(PP; polypropylene)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 절연 백(170)은 제 1 측면부(171), 제 2 측면부(172), 제 1 연장부(173), 제 2 연장부(174), 제 3 측면부(175), 제 4 측면부(176) 및 하면부(177)를 포함하여 형성된다. 또한, 절연 백(170)은 제 3 연장부(178) 및 제 4 연장부(179)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
제 1 측면부(171)는 전극 조립체(110)와 케이스(120)의 넓은 측면(121a) 사이에 일측에서 타측으로 연장되는 판상으로 형성될 수 있다.
제 2 측면부(172)는 제 1 측면부(171)에 대향하며, 전극 조립체(110)와 케이스(120)의 다른 넓은 측면(121b) 사이에 일측에서 타측으로 연장되는 판상으로 형성될 수 있다.
제 1 연장부(173)는 제 1 측면부(171) 일측의 상단에서 상부로 연장되어 형성된다.
제 2 연장부(174)는 제 2 측면부(172) 타측의 상단에서 상부로 연장되어 형성된다.
제 3 측면부(175)는 제 1 측면부(171)의 일측단과 제 2 측면부(172)의 일측단을 잇도록 형성된다. 구체적으로, 제 3 측면부(175)는 실링부(175a)와 실링부(175a)에서 제 1 측면부(171)로 연장되는 제 1 서브 측면부(175b) 및 실링부(175a)에서 제 2 측면부(172)로 연장되는 제 2 서브 측면부(175c)를 포함하여 형성될 수 있다.
제 4 측면부(176)는 제 1 측면부(171)의 타측단과 제 2 측면부(172)의 타측단을 잇도록 형성된다. 구체적으로, 제 4 측면부(176)는 실링부(176a)와 실링부(176a)에서 제 1 측면부(171)로 연장되는 제 1 서브 측면부(176b) 및 실링부(176b)에서 제 2 측면부(172)로 연장되는 제 2 서브 측면부(176c)를 포함하여 형성될 수 있다.
하면부(177)는 제 1 측면부(171)의 하단, 제 2 측면부(172)의 하단, 제 3 측면부(175)의 하단 및 제 4 측면부(176)의 하단에서 연장되어 형성된다.
제 3 연장부(178)는 제 3 측면부(175)의 실링부(175a) 및 제 1 서브 측면부(175b)의 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 3 연장부(178)는 제 1 연장부(173)에서 연장되어 형성될 수 있다.
제 4 연장부(179)는 제 4 측면부(176)의 실링부(176a) 및 제 2 서브 측면부(175c)의 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 4 연장부(179)는 제 2 연장부(174)에서 연장되어 형성될 수 있다.
절연 백(170)의 보다 구체적인 구성 및 제작 과정 등에 대하여는 이하에서 설명하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 중에서 절연 백의 구성 및 절연 백 내부로 전극 조립체가 수용되는 과정에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 절연 백(170)은 평행사변형의 절연 시트를 절곡 및 실링하여 형성된다. 구체적으로 절연 백(170)은 절연 시트를 제 1 측면부(171)를 제 2 측면부(172)에 대향하도록 절곡한다. 이 때, 제 1 측면부(171)의 상단은 제 2 연장부(174)의 상단보다 낮게 형성된다. 그리고, 제 2 측면부(172)의 상단은 제 1 연장부(173)의 상단보다 낮게 형성된다. 그 후, 절연 시트는 일측단과 타측단을 열융착에 의한 실링 공정을 수행하여 실링부(175a, 176a)를 형성한다. 이에 의해, 절연 백(170)은 상부가 개방된 주머니 형상이 된다. 또한, 평행사변형의 절연 시트를 사용하여 형성된 절연 백(170)은 제 3 측면부(175)의 실링부(175a) 및 제 1 서브 측면부(175b)의 상부에 제 3 연장부(178)가 형성된다. 그리고, 절연 백(170)은 제 4 측면부(176)의 실링부(176a) 및 제 2 서브 측면부(176c)의 상부에 제 4 연장부(179)가 형성된다.
제 1 연장부(173)에는 일측에 제 2 측면부(172)와 대면하지 않는 양측이 개방된 면이 존재하고, 제 2 연장부(174)에도 타측에 제 1 측면부(171)와 대면하지 않는 양측이 개방된 면이 존재한다. 작업자 혹은 작업기계는 제 1 연장부(173)와 제 2 연장부(174)를 잡고 벌린 후 절연 백(170)의 내부로 전극 조립체(110)를 집어 넣을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 절연 백(170)은 절연 시트에 발생하는 정전기에 무관하게, 제 1 측면부(171)와 제 2 측면부(172)를 벌리는 작업이 용이하다.
또한, 절연 백(170) 내부로 전극 조립체(110)를 수용하였을시, 제 1 측면부(171), 제 2 측면부(172) 제 3 측면부(175) 및 제 4 측면부(176)의 상단은 전극 조립체(110)의 상단보다 높게 형성된다. 즉, 전극 조립체(110)가 케이스(120)와 닿지 않도록 전극 조립체(110)의 높이(H2)에 대비하여, 절연 필름의 높이(H1)가 조절되어야 한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 중에서 절연 백의 구성 및 전극 조립체의 절연 백 내부로 수용되는 과정에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 중에서 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 백(270)은 도 2a 내지 도 2d에 따른 절연 백(170)과 다르게 제 3 연장부(178) 및 제 4 연장부(179)가 형성되지 않고, 제 1 연장부(273) 및 제 2 연장부(274)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 백(270)은 1 연장부(273) 및 제 2 연장부(274)를 중심으로 설명한다. 또한, 도 2a 내지 도 2d에 따른 절연 백(170)과 동일 유사한 부분은 상세한 설명을 생략한다.
절연 백(270)은 제 1 측면부(271), 제 2 측면부(272), 제 1 연장부(273), 제 2 연장부(274), 제 3 측면부(275), 제 4 측면부(276) 및 하면부(277)를 포함하여 형성된다.
제 1 측면부(271)는 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 측면부(272)는 제 1 측면부(271)에 대향하도록 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다. 또한, 절연 백(270) 내부로 전극 조립체(110)를 수용하였을시, 제 1 측면부(271), 제 2 측면부(272) 제 3 측면부(275) 및 제 4 측면부(276)의 상단은 전극 조립체(110)의 상단보다 높게 형성된다. 즉, 전극 조립체(110)가 케이스(120)와 닿지 않도록 전극 조립체(110)의 높이(H2)에 대비하여, 절연 필름의 높이(H1)가 조절되어야 한다.
제 1 연장부(273)는 제 1 측면부(271)의 일측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 1 연장부(273)는 사각형의 형상이다. 또한, 제 1 연장부(273)에는 제 1 전극 단자(130)의 볼트 연장부(134)에 대응되도록 제 1 관통 결합홀(273a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(270)은 제 1 관통 결합홀(273a)을 볼트 연장부(134)에 결합하여 절연 백(270)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
제 2 연장부(274)는 제 2 측면부(272)의 타측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 연장부(274)는 사각형의 형상이다. 또한, 제 2 연장부(274)에는 제 2 전극 단자(140)의 볼트 연장부(144)에 대응되도록 제 2 관통 결합홀(274a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(270)은 제 2 관통 결합홀(274a)을 볼트 연장부(144)에 결합하여 절연 백(270)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 중에서 절연 백의 구성 및 절연 백 내부로 전극 조립체가 수용되는 과정에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 백(370)은 3a 내지 도 3e에 따른 절연 백(270)과 제 1 연장부(373) 및 제 2 연장부(374)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 백(370)은 제 1 연장부(373) 및 제 2 연장부(374)를 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 도 3a 내지 도 3e에 따른 절연 백(270)과 동일 유사한 부분은 상세한 설명을 생략한다.
절연 백(370)은 제 1 측면부(371), 제 2 측면부(372), 제 1 연장부(373), 제 2 연장부(374), 제 3 측면부(375), 제 4 측면부(376) 및 하면부(377)를 포함하여 형성된다.
제 1 측면부(371)는 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 측면부(372)는 제 1 측면부(371)에 대향하도록 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다.
제 1 연장부(373)는 제 1 측면부(371)의 일측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 1 연장부(373)는 삼각형의 형상이다. 또한, 제 1 연장부(373)에는 제 1 전극 단자(130)의 볼트 연장부(134)에 대응되도록 제 1 관통 결합홀(373a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(370)은 제 1 관통 결합홀(373a)을 볼트 연장부(134)에 결합하여 절연 백(370)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
제 2 연장부(374)는 제 2 측면부(372)의 타측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 연장부(374)는 삼각형의 형상이다. 또한, 제 2 연장부(374)에는 제 2 전극 단자(140)의 볼트 연장부(144)에 대응되도록 제 2 관통 결합홀(374a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(370)은 제 2 관통 결합홀(374a)을 볼트 연장부(144)에 결합하여 절연 백(370)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 중에서 절연 백의 구성 및 절연 백 내부로 전극 조립체가 수용되는 과정에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 절연 백에 전극 조립체가 수용되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 백(470)은 3a 내지 도 3e에 따른 절연 백(270)과 제 1 연장부(473) 및 제 2 연장부(474)의 구조가 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연 백(470)은 제 1 연장부(473) 및 제 2 연장부(474)를 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 도 3a 내지 도 3e에 따른 절연 백(270)과 동일 유사한 부분은 상세한 설명을 생략한다.
절연 백(470)은 제 1 측면부(471), 제 2 측면부(472), 제 1 연장부(473), 제 2 연장부(474), 제 3 측면부(475), 제 4 측면부(476) 및 하면부(477)를 포함하여 형성된다.
제 1 측면부(471)는 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 측면부(472)는 제 1 측면부(471)에 대향하도록 일측에서 타측으로 연장되어 형성된다.
제 1 연장부(473)는 제 1 측면부(471)의 일측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 1 연장부(473)는 반원의 형상이다. 또한, 제 1 연장부(473)에는 제 1 전극 단자(130)의 볼트 연장부(134)에 대응되도록 제 1 관통 결합홀(473a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(470)은 제 1 관통 결합홀(473a)을 볼트 연장부(134)에 결합하여 절연 백(470)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
제 2 연장부(474)는 제 2 측면부(472)의 타측 상단에서 상부로 연장되어 형성된다. 그리고, 제 2 연장부(474)는 반원의 형상이다. 또한, 제 2 연장부(474)에는 제 2 전극 단자(140)의 볼트 연장부(144)에 대응되도록 제 2 관통 결합홀(474a)이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 절연 백(470)은 제 2 관통 결합홀(474a)을 볼트 연장부(144)에 결합하여 절연 백(470)과 전극 조립체(110)의 결합을 견고히 할 수 있다.
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.
100; 이차전지
110; 전극 조립체 111; 제 1 전극
111a; 제 1 무지부 112; 제 2 전극
112a; 제 2 무지부 113; 세퍼레이터
120; 케이스 121a, 121b; 넓은 측면
122a, 122b; 좁은 측면 123; 바닥면
130; 제 1 전극 단자 131; 제 1 연장부
132; 제 2 연장부 133; 용접부
134; 볼트 연장부 134; 넛트
140; 제 2 전극 단자 141; 제 1 연장부
142; 제 2 연장부 143; 용접부
144; 볼트 연장부 144; 넛트
150; 캡 플레이트 151a, 151b; 절연재
152; 전해액 마개 153; 안전벤트
160; 안전부재 161; 제 1 도전판
162; 제 2 도전판 163; 절연필름
170, 270, 370, 470; 절연 백
171; 제 1 측면부 172; 제 2 측면부
173; 제 1 연장부 173a; 제 1 관통 결합홀
174; 제 2 연장부 174a; 제 2 관통 결합홀
175; 제 3 측면부 176; 제 4 측면부
177; 하면부

Claims (18)

  1. 제 1 전극, 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내부에 수용하며 상부가 개방되어 있는 절연 백;
    상기 전극 조립체 및 상기 절연 백을 내부에 수용하는 케이스; 및
    상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하며,
    상기 절연 백은
    일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 1 측면부;
    상기 제 1 측면부에 대향하며 일측에서 타측으로 연장되어 형성되는 제 2 측면부;
    상기 제 1 측면부 일측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 1 연장부; 및
    상기 제 2 측면부 타측의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측면부의 상단은 상기 제 2 연장부의 상단보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 측면부의 상단은 상기 제 1 연장부의 상단보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 백은
    상기 제 1 측면부의 일측단과 상기 제 2 측면부의 일측단을 잇도록 형성되는 제 3 측면부; 및
    상기 제 1 측면부의 타측단과 상기 제 2 측면부의 타측단을 잇도록 형성되는 제 4 측면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 측면부와 상기 제 4 측면부는
    중앙부에 형성되는 실링부;
    상기 실링부에서 상기 제 1 측면부를 향해 연장되는 제 1 서브 측면부; 및
    상기 실링부에서 상기 제 2 측면부를 향해 연장되는 제 2 서브 측면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실링부는 열융착에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연 백은
    상기 제 3 측면부의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 3 연장부; 및
    상기 제 4 측면부의 상단에서 상부로 연장되어 형성되는 제 4 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 연장부는 상기 제 3 측면부의 실링부 및 상기 제 1 서브 측면부의 상단에서 상부로 연장되며,
    상기 제 4 연장부는 상기 제 4 측면부의 실링부 및 상기 제 2 서브 측면부의 상단에서 상부로 연장되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 연장부와 상기 제 3 연장부는 상호간에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 연장부와 상기 제 4 연장부는 상호간에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연 백은
    상기 제 1 측면부의 하단, 상기 제 2 측면부의 하단, 상기 제 3 측면부의 하단 및 상기 제 4 측면부의 하단에서 연장되어 형성되는 하면부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장되는 제 1 전극단자; 및
    상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장되는 제 2 전극단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극 조립체 중 제 1 전극에는 일측으로 연장되고, 제 1 활물질이 코팅되지 않은 제 1 무지부가 형성되고,
    상기 전극 조립체 중 제 2 전극에는 타측으로 연장되고, 제 2 활물질이 코팅되지 않은 제 2 무지부가 형성되며,
    상기 제 1 전극단자는 상기 제 1 무지부에 용접되며, 상기 제 2 전극단자는 상기 제 2 무지부에 용접되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전극단자는 상기 제 1 연장부에 형성되는 제 1 관통 결합홀을 통과하며, 상기 제 2 전극단자는 상기 제 2 연장부에 형성되는 제 2 관통 결합홀을 통과하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연장부 및 상기 제 2 연장부는 삼각형, 사각형 및 반원의 형상 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측면부 및 상기 제 2 측면부의 높이는 상기 전극조립체의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 조립체와 상기 절연 백 사이에 개재되며, 상기 전극 조립체의 제 1 전극 또는 제 2 전극에 전기적으로 연결되어 있는 안전부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 백은 재질이 폴리프로필렌(PP; polypropylene)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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