KR101082196B1 - 이차 전지 및 이차 전지의 제조방법 - Google Patents

이차 전지 및 이차 전지의 제조방법 Download PDF

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Abstract

파우치 외장재를 구비하는 이차전지 및 이차전지의 제조방법이 제공된다. 이차전지는 세퍼레이터를 개재한 양극판과 음극판, 및 양극판과 음극판에 그 일단이 각각 연결되는 양극탭과 음극탭을 구비하는 전지조립체와, 양극탭과 음극탭의 타단들이 외부로 인출되도록 전지조립체를 수용하며 적어도 2회 실링된 실링부가 구비된 외장재를 포함한다. 실링부는 외장재의 일정 내압에서 파단되도록 1차 실링되고, 전지의 에이징 후 일정 내압에서 파단되어 내부 가스를 방출하며, 내부 가스의 방출 후 2차 실링된다.
파우치, 폴리머, 이차전지, 가스통로부, 2차 실링, 에이징, 내압, 파단

Description

이차 전지 및 이차 전지의 제조방법{Secondary Battery and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 가스의 방출이 용이하고 전지의 두께를 감소시킬 수 있는 이차전지 및 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.
고분자 전해질을 이용하는 리튬폴리머전지는 충방전 시 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하며 전극에 삽입(intercalation)됨에 의해 작동한다. 따라서, 전지작동에 의한 전극의 변화가 없으므로 안정적인 충방전이 가능하다. 고분자 전해질이 겔 타입의 고분자인 경우, 고분자 전해질은 양극과 음극 사이의 분리막을 구성하며, 전해질의 역할까지 할 수 있다.
전술한 리튬폴리머전지는 액체전해질의 누액이나 그에 따른 폭발의 위험성이 없으므로, 캔(can) 케이스를 사용하는 것보다 파우치와 같은 백(bag) 외장재를 사용하는 것이 제조에 용이하다.
본 발명의 일 실시예에서는 내부 가스를 용이하게 방출함으로써 전지 두께를 감소시킬 수 있는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 파우치 외장재를 사용하는 이차전지에서 발생된 내부 가스를 용이하게 방출할 수 있는 이차전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따른 이차전지는 세퍼레이터를 개재한 양극판 및 음극판과 상기 양극판 및 상기 음극판에 그 일단이 각각 연결되는 양극탭과 음극탭을 구비하는 전지조립체와 상기 양극탭과 상기 음극탭의 타단들이 제1면에서 외부로 인출되도록 상기 전지조립체를 수용하며 제2면에 가스통로부를 구비하는 외장재를 구비하는 이차전지에서, 상기 가스통로부는 외장재로부터 가스가 인입되는 인입부; 상기 인입된 가스를 배출하는 인출부; 상기 인입부와 인출부를 연통하는 경로부; 상기 가스통로부의 일부영역을 실링하는 1차 실링부; 및 상기 가스통로부 전체를 실링하는 2차 실링부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에서 상기 1차 실링부는 상기 외장재의 일정 내압에서 파단되도록 형성되고, 상기 파단된 1차 실링부에서 가스가 방출된 후 상기 2차 실링부가 형성되도록 한다.
또한, 본 발명에서 상기 가스통로부의 인입부와 인출부는 일직선 상에 위치하지 않을 수 있으며, 상기 경로부는 상기 인입부와 상기 인출부 사이에서 외장재 제2면을 따라 확대되어 연장될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 가스통로부가 형성된 제2 면의 폭은 상기 접힘면과 마주하는 제3 면의 폭보다 크게 형성된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은 이와 같은 이차전지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 먼저 가스통로부를 통해 전지조립체가 수용된 내부 공간과 연결되며 상기 내부에서 발생된 가스를 포집하기 위한 가스방을 구비하는 베어셀에서 상기 가스방을 제거하는 단계; 상기 가스방이 제거된 베어셀에서 가스통로부의 일부영역을 1차 실링하는 단계; 상기 가스통로부의 일부영역이 1차 실링된 베어셀을 에이징하는 단계; 및 상기 베어셀의 일정 내압에서 1차 실링된 상기 가스통로부가 파단되어 상기 내부에서 발생된 가스가 방출된 후 상기 가스통로부 전체를 2차 실링하는 단계;를 포함함다.
또한, 본 발명에서 상기 1차 실링하는 단계는 상기 가스통로부가 일정 내압에서 파단되도록 상기 가스통로부의 일부 영역만을 실링하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스통로부의 일단부와 타단부는 상기 일단부와 상기 타단부를 연결하는 직선경로보다 길게 연장되는 경로부를 통해 서로 연결될 수 있고, 상기 가스통로부의 일단부와 타단부 사이에 확장된 경로부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 1차 실링되는 부분은 상기 전지조립체가 수용된 상기 내부 공간과 인접한 부분에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 2차 실링 전 또는 후에 상기 가스통로부가 포함된 면의 일부를 제거할 수 있다. 또한, 상기 1차 실링된 부분이 중력 방향과 반대되는 방향 을 향하도록 위치시키는 것이 바람직하다.
본 실시예들에 의하면, 이차전지의 제조공정에서 발생된 전지 내부의 가스를 적어도 2회에 걸쳐 용이하게 방출할 수 있다. 또한, 내부 가스의 방출에 의해 전지의 두께를 감소시킬 수 있다. 아울러, 만충전 후 전지의 두께 산포를 감소시켜 보호회로기판이나 외부 케이스를 부착하는 후속 공정에서 공정 오차를 줄이고, 그에 의해 불량 발생을 감소시킬 수 있다. 즉, 제품 수율을 높일 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이차전지의 주요 부분에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 이차전지(100)는 파우치형 외장재(110)와, 외장재(110) 내 에 수용되는 전극조립체 및 전해질과, 외장재(110)의 일측에 적어도 2회 실링된 실링부(150)를 구비한다.
실링부(150)는 밀봉된 외장재(110)의 일정 내압에서 파단되도록 가스통로부의 일부에만 1차 실링되고, 전지의 에이징 공정 후에 전지의 일정 내압에서 파단되어 내부 가스를 방출시키도록 구비된다. 그리고, 내부 가스가 방출된 후 실링부(150)는 가스통로부를 밀폐하도록 2차 실링된다. 따라서, 실링부(150)에는 1차 실링된 후 가스통로부를 막고 있던 부분이 파단된 1차 실링부의 일부(151a)와, 1차 실링부의 파단에 의해 개방되었던 가스통로부를 밀폐하도록 2차 실링부(152)가 구비되어 있다.
본 실시예에 의하면, 파우치형 외장재(110)를 사용하는 이차전지(100)의 제조공정에서, 전지의 1차 내부 가스를 수집하는 가스방을 제거하고 가스방과 연결되는 가스통로부를 1차 실링한 다음, 에이징 공정을 위한 화성충방전 후에 발생하는 가스를 전지 외부로 용이하게 방출할 수 있다.
외장재(110)는 하부 케이스를 형성하는 제1 외장재(111a)와 상부 케이스를 형성하는 제2 외장재(111b)를 구비한다. 제1 외장재(111a) 및/또는 제2 외장재(111b)는 전극조립체를 수납하기 위한 공간을 구비할 수 있는데, 본 실시예에서는 제1 외장재(111a)에만 공간(115)이 형성된 것으로 도시하고 있다.
제1 외장재(111a)와 제2 외장재(111b)는 상하좌우의 4면(112a, 112b, 112c, 112d) 또는 일면을 제외한 3면이 열접착되어 일체화될 수 있다. 외장재(110)는 제1 외장재(111a)와 제2 외장재(111b)가 열접착되는 부분인 접합부(114)를 구비한다.
본 실시예에서 외장재(110)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 전극탭들(124, 125)이 인출되는 제1 면(112a)과, 실링부(150)가 위치하며 제1 면(112a)과 마주하는 제2 면(112b), 제1 및 제2 면들(112a, 112b)을 연결하는 접힘면(112c)과 접힘면(112c)과 마주하는 제3 면(112d)을 구비한다. 접힘면(112c)은 제1 및 제2 외장재들(111a, 111b)이 서로 연결되며 절곡되는 면을 지칭한다. 전술한 제1 내지 제3 면들과 접힘면은 소정 폭을 가지는 해당면의 접합부(114)에 각각 대응할 수 있다.
또한, 외장재(110)는 도 2에 도시한 바와 같이 내층으로 열접착성을 가져 실링재 역활을 하는 제1 층(1110a), 중간층으로 기계적 강도를 유지하는 기재로써 수분과 산소의 침투를 차단하는 제2 층(1110b), 및 외부 보호층인 제3 층(1110c)을 구비할 수 있다. 제1 층(1110a)은 폴리에틸렌계(polyethylene based), 폴리프로필렌계(polypropylene based), 또는 폴리올레핀계(polyolepin based)의 수지층으로 형성될 수 있다. 제2 층(1110b)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속층으로 형성될 수 있다. 제3 층(1110c)은 폴리에스트르계(polyester based) 재료나 나일론 필름 등으로 형성될 수 있다.
외장재(110)는 소정의 파우치 성형장치에 의해 서로 접합되지 않은 제1 및 제2 외장재들(111a, 111b)로 1차 성형된다. 그리고, 외장재(110)는 전극조립체와 전해액을 수용한 상태에서 제1 및 제2 외장재들(111a, 111b)을 마주하도록 접고, 서로 맞닿은 가장자리 부분을 열접착함으로써 밀봉된다. 전술한 경우, 접합부(114)는, 실링부(150)를 제외하고, 외장재(110)의 공간(113) 둘레에 위치하는 제1 면(112a), 제2 면(112b), 접힘면(112c), 및 접힘면(112c)과 마주하는 제3 면(112d) 에 형성될 수 있다. 한편, 접힘면(112c)에는 열접착되어 형성되는 접합부(114)가 생략될 수 있다.
이때, 실링부(150) 내의 가스통로부 부분은 접합되지 않고 개방되어 있다가 1차 가스 방출 후 그 일부만이 1차 실링된다. 그리고, 전지가 화성충방전 공정을 거친 다음, 가스통로부 부분은 1차 실링된 부분의 파단으로 내부 가스가 2차로 방출된 후에 완전히 밀폐하도록 2차 실링된다. 예를 들면, 가스통로부에 대한 1차 실링 및 2차 실링은 가스통로부에 대응하는 외장재(110)의 열접착되지 않은 부분 중 그 일부분만을 열접착하여 1차 실링하고 그 나머지 부분을 열접착하여 2차 실링함으로써 구현될 수 있다. 물론, 전술한 구현 방법이외에 별도의 실링 부재를 가스통로부에 삽입하고 열접착하여 실링하는 것도 가능하다.
외장재(110)에 수용되는 전극조립체(120)는 양극판(121)과 세퍼레이터(122)와 음극판(123)을 단순히 순차적층시키거나 순차적층된 것을 권취하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서 전극조립체(120)는 권취형으로 도시되어 있다. 두 전극탭들(124, 125)의 일단들은 양극판(121)과 음극판(123)에 각각 부착되며, 그 타단들은 외장재(110)의 제1 면(112a)을 통해 외부로 인출된다.
양극판(121)은 시트상의 양극집전체와, 양극집전체 상에 도포되는 양극활물질을 구비한다. 음극판(123)은 시트상의 음극집전체와, 음극집전체 상에 도포되는 음극활물질을 구비한다. 세퍼레이터(122)는 양극판(121)과 음극판(123) 사이에 위치하며 이들 간의 전기적 단락을 방지하고 리튬이온의 이동을 허용하도록 구비된다.
양극활물질은 LiCoO2,LiNiO2,LiMnO2,LiMn2O4또는 LiNi1 -x- yCoxMyO2(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속) 등의 금속 산화물로 대표되는 리튬함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물을 모두 사용할 수 있다. 음극활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금일 수 있다.
양극집전체 및 음극집전체는 스테인레스 강, 니켈, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 효율 극대화를 위해 양극집전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 음극집전체는 구리 또는 구리 합금으로 형성될 수 있다. 세퍼레이터(122)의 재질로는 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
전극집전체(120)는 양극판(121)에 연결되는 양극탭(124)과 음극판(123)에 연결되는 음극탭(125)을 구비한다. 양극탭(124)과 음극탭(125)의 한쪽 말단부에는 제1 및 제2 외장재들(111a, 111b) 사이에 끼워질 때 전기적인 절연을 위한 절연체(126)가 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예의 이차전지(100)에 있어서, 외장재(110)에 수용되는 전해질은 겔 타입의 전해질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 겔타입 전해질은 고분자, 유기용매, 염으로 구성되는 시스템으로, 고체 고분자 내에 유기 전해액을 스며들게 하여 형성될 수 있다. 또한, 겔타입 전해질은 폴리올레핀계 다공막에 소정 두께로 코팅될 수 있다. 또한, 겔타입 전해질에는 저융점(예컨대, 100℃ 정도의 융점) 폴리 에틸렌 입자가 분산되어 함유될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 이차전지의 제조방법을 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 9는 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 주요 공정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 2는 일 실시예에 따른 이차전지의 베어셀에 대한 개략적인 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 외장재가 열접착된 베어셀의 개략적인 사시도이다. 도 4는 도 3의 베어셀에서 가스방이 제거된 상태를 보여주는 사시도이며, 도 5는 도 4의 베어셀의 가스통로부의 일부에 1차 실링부를 형성하는 것을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다, 도 6은 1차 실링된 베어셀을 에이징하는 공정을 설명하기 위한 개략적인 사시도이며, 도 7은 도 6의 베어셀을 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단한 단면에 대응하며, 베어셀의 2차 가스 방출을 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 2차 가스 방출된 베어셀의 가스통로부에 2차 실링부를 형성하는 것을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다. 그리고, 도 9는 도 8의 베어셀의 외장재의 일면 일부를 절단한 실시예를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 파우치형 외장재(110)가 준비된다. 외장재(110)는 소정의 파우치 성형장치에 의해 소정 형태로 성형되어 제1 외장재(111a)와 제2 외장재(111b)를 구비하도록 준비된다. 제1 외장재(111a)와 제2 외장재(111b)는 접힘면(112c)에 의해 일체로 형성되어 있다. 제1 외장재(111a)는 제1 공간(115)과 제2 공간(116)을 구비한다. 또한, 제1 외장재(111a)는 제1 공간(115)과 제2 공간(116) 사이에 가스통로부형성부(140)를 구비한다. 가스통로부형성부(140)는 후술하는 가스통로부(140)에 대응한다.
다음, 양극탭(124)과 음극탭(125)이 외장재(110) 외부로 인출되도록 제1 공간(115)에 전극조립체(120)를 삽입한다. 일 실시예에서, 제1 공간(115)에는 전극조립체(120)와 함께 유기 전해액도 삽입된다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 파우치 성형장치로 외장재(110)의 가장자리를 열접착하여 베어셀을 형성한다. 베어셀(1차 베어셀)의 일측에는 가스방(130)이 구비되어 있다. 여기서, 베어셀은 아직 전지로써 작동하도록 준비되어 있지는 않지만, 1차 내부 가스의 방출 후에 에이징 공정 등의 후속 처리공정을 통해 전지로써 작동할 수 있도록 준비되는 전지 장치를 지칭한다.
한편, 가스방(130)이 구비된 베어셀 형성시 제1 공간(115) 내에 삽입된 공기는 전극조립체(120)와 유기 전해액(미도시)이 자리를 잡으면서 중력 방향에서 전지의 상부측으로 모인다. 그리고, 공기는 가스통로부(140)를 통해 가스방(130)으로 이동한다. 이 경우, 가스방(130)을 중력 방향에서 상부측에 위치하도록 베어셀을 놓으면, 제1 공간(115) 내의 공기가 더욱 용이하게 가스방(130)으로 이동할 수 있다.
다음, 가스방(130)의 부피가 어느 정도 팽창하거나 소정 시간이 지나면 I-I선을 따라 베어셀에서 가스방(130)을 잘라낸다. 가스방이 잘려져 나간 베어셀(2차 베어셀)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 가스통로부(140)의 인입부(도 5의 141 참조)와 인출부(142)가 개방된 상태로 연결되어 있다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 외장재(110)의 제2 면(112e)에 위치한 가스통로부(140)의 일부만을 1차로 실링한다. 1차 실링에 의해 제2 면(112e) 상에는 1 차 실링부(151)가 형성될 수 있다. 1차 실링부(151)는 가스통로부(140)의 인입부(141)에 인접하게 위치할 수 있다. 가스 통로(140)의 일부에만 1차 실링부(151)를 형성한 것은 외장재(110)의 일정 내압에서 1차 실링부(151)가 적절히 파단될 수 있도록 하기 위한 것이다. 일정 내압은 베어셀에 대한 에이징 공정(도 6 참조) 후에 베어셀 내에 2차 가스가 소정량 발생하였을 때의 내부 압력에 상응한다.
한편, 가스통로부(140)는 제1 공간(115)과 연통되는 인입부(141)(이하, 일단부라고 함)와, 제2 공간(도 3의 116 참조)과 연통되는 인출부(142)(이하, 타단부라고 함), 및 일단부(141)와 타단부(142) 사이에 위치하는 경로부(143)를 구비한다. 본 실시예에서, 일단부(141)와 타단부(142)는 일직선(x방향에 평행한 방향으로 연장하는 직선) 상에 함께 위치하지 않는다. 다시 말하면, 일단부(141)와 타단부(142)는 이들을 연결하는 직선경로보다 길게 연장되는 경로부(143)를 통해 서로 유체소통 가능하게 연결된다.
또 다른 한편으로, 일 실시예에서, 경로부(143)는 확장된 공간 또는 확장된 경로부(143)로 구비될 수 있다. 확장된 경로부(143)를 이용하는 경우, 타단부(142)에는 일단부(141)에 형성되는 1차 실링부(141)와 함께 1차 외부실링부(미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 확장된 경로부(143)는 2차 가스방으로 동작할 수 있다. 1차 실링부(141)의 파단에 의해 베어셀 내부에서 방출되는 2차 가스는 확장된 경로부(143)에 수집될 수 있다. 그리고, 확장된 경로부(143)에 수집된 2차 가스는 외장재(110)의 제2 면(112e)의 일부분(도 9의 112f 참조)을 절단하여 제거할 때 함께 제거될 수 있다.
다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 1차 실링부(151)를 구비한 베어셀을 에이징한다. 에이징은 베어셀의 전극탭들(124, 125)에 연결되는 에이징 장치(170)로 베어셀을 충전하고 방전시키는 화성충방전 공정을 포함한다. 에이징 과정을 통해 베어셀은 전지로서 동작할 수 있도록 준비된다.
예를 들면, 제1 공간(115) 내에서 전극조립체(120)의 내부로 유기 전해액이 스며들고, 그에 의해 양극판과 음극판 사이의 세퍼레이터는 겔 고분자 전해질 상태로 전환된다. 이때, 제1 공간(115) 내부에서는 아직 잔류하던 공기가 중력방향에서의 상부측으로 모이게 된다.
본 실시예에서는, 적어도 화성충방전 중이나 후에 가스통로부의 타단부(142)가 상부측, 즉 중력 방향(G)에 대하여 대략 반대 방향을 향하도록 베어셀을 배치한다. 그것은 베어셀의 제1 공간(115) 내에 아직 유기 전해액이 존재하므로, 유기 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지하면서, 화성충방전 후의 2차 내부 가스(공기)를 용이하게 방출하기 위한 것이다.
화성충방전 공정 후 베어셀의 제1 공간(115) 내에 다시 가스(공기)가 발생하면, 도 7의 단면도(도 6의 Ⅱ-Ⅱ선에 의한 단면에 대응함)에 점선(180)으로 나타낸 바와 같이, 베어셀은 어느 정도 부풀어 오르고, 베어셀의 1차 실링부는 베어셀의 일정 내압 하에서 파단된다. 이때, 제1 공간(115) 내부의 가스는 가스 통로를 통해 2차로 방출된다. 전술한 일정 내압의 2차 가스는 예컨대 전극조립체 내부나 표면에 숨어 있던 공기가 전극조립체 외부로 나오는 공기와 화성충방전 공정에 의해 전지의 온도 또는 내압이 소정 부분 상승한 것에 의해 형성된다.
다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 베어셀 내의 가스가 1차 실링부가 파단된 가스통로부를 통해 2차로 방출되면, 외장재(110)의 제2 면(112e)에 위치한 가스통로부(140)는 2차로 실링된다. 2차 실링에 의해, 제2 면(112e)에는 2차 실링부(152)가 구비된다. 2차 실링부(152)는 기본적으로 가스통로부를 밀폐하도록 형성된다. 2차 실링부(152)는 1차 실링부의 남은 부분(151a)을 덮도록 형성될 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 외장재(110)의 제2 면(112e)의 두께(w1)는 외장재(110)의 제3 면(112d)의 두께(w2)보다 크다. 그것은 제2 면(112e)에 본 실시예의 가스통로부(140)와 실링부(150)가 형성되기 때문이다. 하지만, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 면(112e)의 일부(112f)는 제2 면(112e)의 두께를 감소시키도록 절단되어 제거될 수 있다. 일부(112f)가 제거된 제2 면(112b)은 요구되는 전지 사이즈를 맞추기 위한 것일 수 있다. 전술한 제조공정을 통해 도 1에 도시한 이차전지(100)가 제조될 수 있다.
본 실시예에서, 전술한 베어셀은 이차전지의 전지 본체 부분에 해당하며, 베어셀의 외부에는 아래에서 설명하는 공정 이후에 베어셀의 동작을 제어하며 과충방전, 과전류 등으로부터 베어셀을 보호하기 위한 보호회로기판과, 베어셀과 보호회로기판을 수용하는 커버 프레임 등이 구비될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 이차전지의 주요 부분에 대한 사시도.
도 2 내지 도 9는 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 주요 공정을 설명하기 위한 도면들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이차전지
110 : 외장재
120 : 전극조립체
130 : 가스방
140, 140a : 가스통로부
151 : 1차 실링부
152 : 2차 실링부
160 : 전해액
170 : 에이징장치

Claims (24)

  1. 세퍼레이터를 개재한 양극판 및 음극판과 상기 양극판 및 상기 음극판에 그 일단이 각각 연결되는 양극탭과 음극탭을 구비하는 전지조립체와, 상기 양극탭과 상기 음극탭의 타단들이 제1면에서 외부로 인출되도록 상기 전지조립체를 수용하며 제2면에 가스통로부를 구비하는 외장재를 포함하는 이차전지에서,
    상기 가스통로부는 외장재로부터 가스가 인입되는 인입부; 상기 인입된 가스를 배출하는 인출부; 상기 인입부와 인출부를 연통하는 경로부; 상기 가스통로부의 일부영역을 실링하는 1차 실링부; 및 상기 가스통로부 전체를 실링하는 2차 실링부를 포함하여 이루어진 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 실링부는 상기 외장재의 일정 내압에서 파단되도록 형성되고, 상기 파단된 1차 실링부에서 가스가 방출된 후 상기 2차 실링부가 형성된 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인입부와 인출부는 일직선 상에 위치하지 않는 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경로부는 상기 인입부와 상기 인출부 사이에서 외장재 제2면을 따라 연 장되어 형성된 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면과 상기 제2 면은 서로 마주하도록 형성된 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외장재는 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 두 면들 중 어느 하나에 접힘면을 구비하는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스통로부가 형성된 제2 면의 폭은 상기 접힘면과 마주하는 제3 면의 폭보다 큰 이차전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외장재는 열접착층인 제1 층, 상기 제1 층 상에 순차 적층되는 제2 층 및 제3 층의 다층막 형태를 구비하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 층의 재질은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 이차전지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 층은 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 및 폴리올레핀계 중 적어도 어느 하나의 수지를 포함하는 이차전지.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제3 층은 폴리에스테르 또는 나일론 필름을 포함하는 이차전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외장재에 수용되는 전해질을 더 포함하고, 상기 전해질은 고분자 전해질을 포함하는 이차전지.
  13. 가스통로부를 통해 전지조립체가 수용된 내부 공간과 연결되며 상기 내부에서 발생된 가스를 포집하기 위한 가스방을 구비하는 베어셀에서 상기 가스방을 제거하는 단계;
    상기 가스방이 제거된 베어셀에서 가스통로부의 일부영역을 1차 실링하는 단계;
    상기 가스통로부의 일부영역이 1차 실링된 베어셀을 에이징하는 단계; 및
    상기 베어셀의 일정 내압에서 1차 실링된 상기 가스통로부가 파단되어 상기 내부에서 발생된 가스가 방출된 후 상기 가스통로부 전체를 2차 실링하는 단계;를 포함하는 이차전지의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 1차 실링하는 단계는 상기 가스통로부가 일정 내압에서 파단되도록 상기 가스통로부의 일부 영역만을 실링하는 이차전지의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 가스통로부의 일단부와 타단부는 상기 일단부와 상기 타단부를 연결하는 직선경로보다 길게 연장되는 경로부를 통해 서로 연결되는 이차전지의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 가스통로부의 일단부와 타단부 사이에 확장된 경로부를 구비하는 이차전지의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 1차 실링되는 부분은 상기 전지조립체가 수용된 상기 내부 공간과 인접한 부분에 위치하는 이차전지의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    세퍼레이터를 개재한 양극판 및 음극판과 상기 양극판 및 상기 음극판에 그 일단이 각각 연결되는 양극탭과 음극탭을 구비하는 전지조립체와 상기 양극탭과 상기 음극탭의 타단들이 제1면에서 외부로 인출되도록 상기 전지조립체를 수용하며 제2면에 가스통로부를 구비하는 파우치 외장재를 성형하는 단계를 더 포함하는 이차전지의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 1차 실링되는 부분은 상기 양극탭 및 상기 음극탭이 인출되는 상기 외장재의 제1 면과 대향하는 제2 면측에 위치하는 이차전지의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 외장재는 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 두 면들 중 어느 하나에 접힘면을 구비하는 이차전지의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 면의 폭은 상기 접힘면과 마주하는 제3 면의 폭보다 큰 이차전지의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 2차 실링 전 또는 후에 상기 제2 면의 폭이 감소되도록 상기 제2 면의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 이차전지의 제조방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 외장재의 성형 전에 상기 전지조립체가 수용되는 부분에 전해액을 주입하는 단계를 더 포함하는 이차전지의 제조방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 1차 실링된 부분이 중력 방향과 반대되는 방향을 향하도록 위치시키는 단계를 더 포함하는 이차전지의 제조방법.
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