KR101136799B1 - 슬림형의 전지팩 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있는 구조로 이루어진 전지팩을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은 고분자 수지에 강화 충진제를 포함한 복합수지의 코팅층이 전지셀의 외면에 도포되어 있으므로, 기계적 강성이 매우 우수하여 외력에 대해 전지셀을 보호하고 반복적인 충방정시 전지셀의 팽창에 따른 부피 변화를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지팩은 팩 케이스, 라벨 등을 사용하지 않고 전지셀의 케이스 상에 외장부재로서 코팅층만을 부가하여 팩을 구성함으로써, 종래의 전지팩과 비교하여 전지팩의 두께를 매우 얇게 제작할 수 있으므로 소형경박형 전지팩의 제조가 가능하고, 제조공정이 간단하여 불량률 및 제조비를 크게 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 슬림형의 전지팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 특히 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있다.
더욱이, 전자산업의 급속한 발전은 작은 디멘션의 디바이스에서 다양한 기능 의 실현을 가능케 하고 있고, 더불어 종래에 유선의 동력원으로 작동하던 디바이스가 와이어리스 구조로 변환되고 있다. 그러나, 이들 모바일 또는 와이어리스 기기의 발전에도 불구하고, 정작 이들 기기들의 작동을 위한 동력원으로서 이차전지의 발전은 매우 더딘 실정이다. 예를 들어, 이들 기기의 작동을 위해서는 종래와 동일하거나 또는 그보다 작은 크기로도 더욱 향상된 출력과 용량을 가진 이차전지가 요구되고 있지만, 이차전지의 발전은 디바이스의 발전을 따라가지 못하는 형편이다.
현재의 전지셀 구조를 고려할 때, 전지의 고출력 대용량은 발전소자를 구성하는 양극, 음극 등의 소재에 대한 개발과 해당 기기에 장착되는 형태의 전지팩에서 발전소자의 크기를 상대적으로 크게 할 수 있는 구조에 대한 연구로 집약될 수 있다. 따라서, 소형이면서 전지의 고출력 대용량을 구현하기 위한 노력의 일환으로서 전지팩의 구조에 대한 많은 연구들이 행해지고 있다.
일반적으로, 전지팩은 전지셀이 케이스에 장착된 형태에 따라 외장형 전지팩(hard pack)과 내장형 전지팩(inner pack)으로 분류된다. 외장형 전지팩은 그것이 장착되는 외부기기의 외형 일부를 형성하므로 사용시 외부기기에 장착하기 용이한 장점을 가지지만, 전지셀을 내장한 상태에서 팩 케이스를 해당 외부기기의 종류에 맞추어 설계하여야 하므로 상대적으로 고가이고 호환성이 적은 문제점을 가지고 있다. 반면에, 내장형 전지팩은 외부기기의 내부에 장착한 상태에서 외부기기의 일부를 형성하는 커버를 덮어 사용하므로, 장착이 상대적으로 번거로운 단점은 있지만, 설계가 용이하고 저렴하며 호환성의 장점을 가지고 있다.
또한, 전지팩은 내장되는 전지셀의 종류에 따라 분류되기도 한다. 도 1 및 도 2에는 각형 셀을 내장한 전지팩(이하 "각형 전지팩"으로 약칭함)과 파우치형 셀을 내장한 전지팩(이하 "파우치형 전지팩"으로 약칭함)의 대표적인 형상이 도시되어 있다.
우선, 도 1을 참조하면, 각형 전지팩(100)은 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 이루어진 캔(112) 내부에 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀(110), 전지셀(110)의 상부에 탑재되는 캡 어셈블리(120), 전지셀(110)의 외면을 도포하는 라벨(130), 전지셀(110)의 하단에 장착되는 하단 캡(140) 등으로 이루어져 있다.
알루미늄 캔(112)이 사용되는 경우, 일반적으로 캔(112) 자체가 양극 단자로서 작용하고 전지셀(110) 상단의 돌출 단자(114)가 음극 단자로서 작용하도록 구성된다.
캡 어셈블리(120)는, 과전류 등에 의한 온도 상승시 전류를 차단하는 PTC 블록(122), 과충전, 과방전 등으로부터 전지를 보호하는 회로와 외부 입출력 단자가 형성되어 있는 보호회로기판(124), 이들의 외면을 감싸는 상단 캡(126) 등으로 구성되어 있다.
제조과정에서는, 전지셀(110)의 상단에 캡 어셈블리(120)가 탑재되고 하단에 하단 캡(140)이 장착된 상태에서 라벨(130)로 전지셀(110)의 외면을 감싼다. 초기에는 전지셀(110)을 PCM, 보호회로기판(124) 등과 함께 별도의 팩 케이스(도시하지 않음) 내부에 장착하는 구조로 디자인되었으나, 더욱 얇은 구조를 가진 전지팩의 제조를 위해 상기와 같이 전지셀(110)의 외면을 라벨(130)로 감싸는 구조로 발전되었다.
그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 더욱 얇은 구조의 전지팩과 동일 규격(예를 들어, 동일한 두께)에서 고출력 대용량의 전지팩에 대한 수요가 높으므로, 이를 만족시킬 수 있는 새로운 구조의 각형 전지팩에 대한 필요성이 대두되고 있다.
도 2를 참조하면, 파우치형 전지팩(200)은, 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스(212)에 양극/분리막/음극의 전극조립체(도시하지 않음)가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀(210); 과충전, 과방전 등으로부터 전지를 보호하기 위한 회로와 외부 입출력 단자(222)가 형성되어 있고, 전지셀(210)의 상단에 탑재되는 보호회로기판(PCB: 220); 전지셀(210)과 PCB(220)가 장착되는 상부 및 하부 팩 케이스(230, 240); 상하부 팩 케이스(230, 240)에 전지셀(210)을 고정하기 위한 양면 테이프(250); 등으로 이루어져 있다.
파우치형 전지팩(200)의 전지셀(210)은 액체 전해액을 사용하지 않거나 또는 적게 사용하므로, 도 1의 각형 전지팩(100)의 전지셀(110)과 비교하여, 전해액의 누수 위험성이 적고 제조비가 저렴하며 상대적으로 가볍다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 파우치형 케이스(212)의 낮은 기계적 강도로 인해 외부 충격에 약하므로, 그것의 외면을 보호하기 위한 높은 기계적 강도를 가진 팩 케이스와 같은 외장부재(230, 240)가 요구된다. 따라서, 이러한 외장부재(230, 240)의 두께만큼 전지팩(200)의 두께 및 길이가 증가하는 문제점을 가지고 있다.
파우치형 전지팩(200)에서 두께를 더욱 얇게 만들기 위한 다양한 구조들이 개발되고 있지만, 앞서 설명한 바와 같이, 전자산업의 발전에 따라 현재 시장에서 요구되는 정도의 고출력 대용량의 전지팩이 제공되고 있지는 못하다.
또한, 이차전지의 경우 충방전에 따라 전지셀이 팽창하여 부피가 변화하는 바, 이를 억제할 수 있는 전지팩이 필요하다.
따라서, 전지팩의 두께를 얇게 함과 동시에 전지셀의 부피 증가를 억제할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 각형 전지팩과 파우치형 전지팩에 대한 심도있는 연구를 거듭한 끝에 고분자 수지에 강화 충진제를 포함한 복합수지의 코팅층을 전지셀의 외면에 도포함으로써, 전지셀의 팽창에 따른 부피 변화를 억제하고 외력에 대해 전지셀을 보호하며 더욱 얇은 전지팩을 제조할 수 있게 되었다.
따라서, 본 발명에 따른 전지팩은, 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있는 것으로 구성되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지팩은 도 1에서와 같은 라벨, 도 2에서와 같은 팩 케이스를 사용하지 않고 코팅층 자체가 외장부재로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서와 같은 팩 케이스는 케이스 두께만큼 전지팩의 두께를 증가시키고, 그보다 얇은 도 1의 라벨 역시 적어도 0.4 mm 이상의 두께를 가지므로 전지셀 만을 기준으로 할 때 그만큼 전지팩의 두께를 증가시키거나 또는 동일 규격(규정된 두께)에서 전지셀의 두께를 한정시키므로 고출력 대용량의 전지팩을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
더욱이, 도 2의 팩 케이스는 상하부 팩 케이스의 결합을 위해 접촉 부위를 초음파 용착시켜야 하므로 불량률이 높고 제조공정이 복잡하고, 도 1의 라벨은 전지셀에 맞게 필름상의 라벨을 도포한 후 절단하여(또는 절단한 후 도포하여) 상호 접착시켜야 하므로 제조공정이 복잡하다.
이러한 종래기술의 외장부재와 비교할 때, 본 발명에 따른 전지팩의 외장부재는 전지셀의 외면을 간단히 코팅하는 것에 의해 소정의 목적을 달성할 수 있으므로 제조공정이 매우 단축되고 코팅층의 두께를 종래의 전지팩보다 더욱 얇게 만들거나 또는 동일 규격에서 전지셀(전극조립체를 포함한 발전소자가 내장되어 있는 전지셀)의 두께를 증가시킬 수 있으므로 고출력 대용량의 전지팩을 제공할 수 있다.
한편, 전지셀의 두께가 얇아지면, 전지셀의 기계적 강성이 취약해지는 문제점이 있는 반면에, 본 발명에 따른 전지팩은 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 코팅층이 전지셀의 외면에 도포되어 있는 구조이므로, 전지셀의 두께를 얇 게 함과 동시에 충방전에 의해 발생하는 전지셀의 팽창에 따른 부피 변화를 억제하고 외력에 대해 전지셀을 보호할 수 있다.
예를 들어, 상기 코팅층의 복합수지는 전지셀의 케이스에 도포된 상태로 고화되는 물질 자체이거나, 휘발성 용제 등에 용해된 상태로 전지셀의 케이스에 도포된 후 용제가 제거되어 고화되는 물질, 또는 단량체, 올리고머, 저분자량의 폴리머 등의 형태로 전지셀의 케이스에 도포된 후 열, 광, 촉매 등에 의해 중합 내지 가교화되어 고화되는 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있을 수 있다.
상기 코팅층은 전극 단자가 형성된 부위를 제외한 전지셀의 외면 전체에 도포되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 파우치형 전지팩의 경우 전극단자 부위를 제외한 전지 포켓 부위, 또는 각형 전지팩의 경우 전극 단자 부위를 제외한 캔 부위 전체에 도포된 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 코팅층은 고화된 상태에서 기계적 강도가 높은 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 앞서 언급한 바와 같이, 고분자 수지에 강화 충진제가 포함된 복합수지가 사용된다. 복합수지는 기재(base material; matrix)로서의 고분자 수지에 단섬유, 장섬유, 위스커, 무기입자, 직포, 부직포 등의 강화 충진제(reinforcing filler)가 분산되어 있는 재료로서, 고분자 수지가 코팅층을 형성하고 그러한 기재 수지와 강화 충진제에 의해 높은 기계적 강도가 구현된다.
상기 강화 충진제는 복합수지의 코팅층의 기계적 강성을 향상시킬 수 있는 소재이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 카본 블랙(carbon black) 등의 분말; 또는 유리섬유, 탄소섬유, 위스커(wisker) 등의 섬유; 또는 직포 또는 부직포일 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 강화 충진제는 유리섬유, 탄소섬유, 위스커(wisker) 등의 섬유; 또는 직포 또는 부직포일 수 있으며, 이 경우, 카본 블랙 등과 같은 분말의 형태로 이루어지는 경우보다 큰 보강 효과를 나타내므로, 외력에 대한 전지셀의 보호 및 반복적인 충방전시 전지셀의 부피 증가를 억제하는 측면에서 특히 바람직하다.
상기 코팅층을 형성하는 방법은 필요에 따라 다양할 수 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 전지셀의 외면에 직포 또는 부직포를 부착한 후 고분자 수지를 함침시켜 코팅층을 형성할 수 있다.
구체적으로는, 상기 코팅층은 직포 또는 부직포를 전지셀의 외면에 감싸면서 부착한 후 고분자 수지가 용융 또는 용해되어 있는 용기에 소정시간 동안 함침시키고, 이를 꺼내 상온에서 건조하거나 열 등을 가하는 방법에 의해 경화될 수 있다.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 코팅층은 섬유, 직포 및 부직포로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 기재에 고분자 수지를 함침시켜 반경화 또는 반고화시킨 프리프레그(prepreg)를 전지셀 외면에 부착한 후 완전 경화 또는 고화시켜 형성될 수 있다.
상세하게는, 상기 코팅층은 섬유, 직포 및 부직포 중 하나의 기재를 고분자 수지가 용융 또는 용해된 용기에 소정시간 동안 함침시킨 후 외부로 꺼내 상온 건조 또는 열 등을 가해 반고화 또는 반경화시켜 프리프레그를 제조하고, 이러한 프리프레그를 전지셀 외면에 부착한 후 완전 고화 또는 경화시키는 방법에 의해 형성 될 수 있다.
상기 프리프레그를 전지셀 외면에 부착시킨 후 가교반응에 의해 경화시키는 것은 열 또는 자외선을 인가하는 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 자외선을 인가시키는 방법이 열에 의한 전지셀의 열화를 최소화할 수 있으므로 바람직하다.
상기 고분자 수지는 전기절연성을 부여하는 것이라면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 고무 수지, ABS 등의 블랜드 수지, 에폭시 수지, 및 불포화 폴리에스테르 수지 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상으로 이루어질 수 있다. 참고로, ABS는 AN(Acrylonitrile), BD(Butadiene), SM(Styrene Monomer: 스티렌 모노머) 3종의 Monomer(단량체)로 구성된 3원 공중합체된 수지를 의미한다.
한편, 상기 전지팩의 전지셀은 필요에 따라 다양한 종류의 전지셀일 수 있으며, 예를 들어 각형 전지셀 또는 파우치형 전지셀일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 전지셀은 각형 전지셀이고, 코팅층은 전지셀 케이스에 전기절연성을 부여하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로는, 각형 전지셀은 전지셀을 구성하는 케이스(캔)가 일정한 수준의 기계적 강도를 가지므로 외장부재는 주로 극성을 띠는 케이스에 전기절연성을 부여하기 위한 목적에서 부가된다. 따라서, 본 발명에 따른 전지팩에 있어서 외장부재로서의 코팅층은 전지셀 케이스에 전기절연성 물질을 도포함으로써 얻어질 수 있으며, 코팅층의 두께는 바람직하게는 0.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.3 mm로 이루어질 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 전지셀은 파우치형 전지셀이고, 코팅층은 전지셀 케이스의 기계적 강도를 높여 주는 기능을 수행할 수 있다.
파우치형 전지셀은, 앞서 설명한 바와 같이, 전지셀을 구성하는 파우치형 케이스가 알루미늄 라미네이트 시트 등으로 되어 있어서 기계적 강도가 취약하므로, 외장부재는 주로 케이스의 기계적 강도를 높이는 목적에서 부가된다. 따라서, 본 발명에 따른 전지팩에 있어서 외장부재로서의 코팅층은 고화된 상태에서 기계적 강도가 높은 물질을 도포함으로써 얻어질 수 있으며, 코팅층의 두께는 바람직하게는 0.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.3 mm 일 수 있다.
한편, 상기 코팅층을 형성하는 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 코팅 물질을 전지셀의 외면에 브러싱(brushing), 분사(spraying), 침지(dipping), 또는 반경화 또는 반고화 상태로 부착하는 방식으로 인가하여 형성될 수 있다.
경우에 따라서는, 상기 코팅층은 하나 또는 둘 이상의 층으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 코팅층은, 전지셀 케이스 상에 직접 접하며 전지셀 케이스와 반응성이 없고 그에 대해 접착성이 우수한 프라이머 층으로서의 제 1 층과, 상기 제 1 층 상에 부가되고 제 1 층과 접착성이 우수하며 인체에 무해하고 전기절연성 또는 기계적 강도가 우수한 제 2 층으로 이루어질 수 있다.
이러한 구조에서, 제 1 층 상에 인쇄층을 부가한 후 제 2 층을 상기 인쇄층 상에 부가하거나, 상기 제 2 층 상에 인쇄층을 부가하고 그 위에 인쇄층의 보호를 위한 별도의 제 3 층을 부가할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 코팅층이 2 개의 층으로 이루어진 전지팩의 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 그것의 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전지팩(300)의 셀 케이스(310) 상에 직접 접하는 제 1 층(320)은 셀 케이스(310)와 반응성이 없고 그에 대해 접착성이 우수한 프라이머 층(primer layer)이고, 제 1 층(320) 상에 부가되는 제 2 층(330)은 제 1 층(320)과 접착성이 우수하고 인체에 무해하며 전기절연성이 우수하거나 기계적 강도가 우수한 층으로 이루어져 있다.
경우에 따라서는, 제 1 층(320) 상에 제품을 표시하거나 주의사항 등을 표시하는 인쇄층(도시하지 않음)을 부가한 후 제 2 층(330)을 상기 인쇄층 상에 부가하는 구조나, 제 2 층(330) 상에 인쇄층을 부가하고 그 위에 인쇄층의 보호를 위한 제 3 층(도시하지 않음)을 부가하는 구조일 수 있다. 이 경우, 인쇄층 상에 부가되는 제 2 층 또는 제 3 층은 투명 또는 반투명한 것이 요구된다. 기재 상에 인쇄층의 형성 방법은 공지되어 있으므로 그에 따라 형성될 수 있다.
또한, 셀 케이스(310)의 내부에 밀봉되어 있는 전극조립체(도시하지 않음)는 젤리-롤형 또는 스택형일 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 장섬유를 전지셀의 외면에 권취하는 상태를 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 전지셀을 고분자 수지 용액에 함침시키는 과정을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
먼저, 도 5를 참조하면, 강화 충진제로서의 장섬유(430)가 파우치형 전지셀(410)의 외면을 감싸면서 전극단자(420)를 제외한 파우치형 전지셀(410)의 외면 일부에 부착되어 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 장섬유(430)가 외면에 권취되어 있는 파우치형 전지셀(410)을 열경화성 수지인 에폭시 수지(620)가 용해되어 있는 용기(610)에 코팅층의 두께가 0.2 mm가 되도록 소정시간 동안 함침한 후 꺼낸다. 다음으로 코팅층에 자외선을 조사하여 가교반응에 의해 코팅층을 경화시킨다.
따라서, 파우치형 전지셀(410)의 외면은 강화 충진제인 장섬유(430)가 포함된 에폭시 수지(620)로 이루어진 코팅층이 형성되어 있으므로, 앞에서 언급한 바와 같이 두께가 0.2 mm로 얇으면서도 매우 우수한 기계적 강성을 가지게 된다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 직포를 전지셀의 외면에 부착하는 상태를 나타내는 모식도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 전지셀을 고분자 수지 용액에 함침시키는 과정을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
먼저, 도 7을 참조하면, 강화 충진제로서의 직포(530)가 전극단자를 제외한 파우치형 전지셀(510)의 외면 일부에 부착되어 있다. 다음으로 도 8을 참조하면, 직포(530)가 외면에 부착되어 있는 파우치형 전지셀(510)을 열가소성 수지인 폴리에틸렌 수지(620)가 용융되어 있는 용기(610)에 코팅층의 두께가 0.3 mm가 되도록 소정시간 동안 함침시킨 후 외부로 꺼낸다. 다음으로 코팅층을 상온에서 고화시킨다.
따라서, 파우치형 전지셀(510)의 외면은 강화 충진제인 직포(530)가 포함되어 있는 폴리에틸렌 수지(620)에 의해 코팅층이 형성되어 있으므로 두께가 0.3 mm로 얇으면서도 매우 우수한 기계적 강성을 발휘한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지팩은 고분자 수지에 강화 충진제를 포함한 복합수지의 코팅층이 전지셀의 외면에 도포되어 있으므로, 기계적 강성이 우수하여 외력에 대해 전지셀을 보호하고 반복적인 충방전시 전지셀의 팽창에 따른 부피 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지팩은 팩 케이스, 라벨 등을 사용하지 않고 전지셀의 케이스 상에 외장부재로서 코팅층만을 부가하여 팩을 구성함으로써, 종래의 전지팩과 비교하여 전지팩의 두께를 매우 얇게 제작할 수 있으므로 소형 경박형 전지팩의 제조가 가능하고, 제조공정이 간단하여 불량률 및 제조비를 크게 감소시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 전지팩과 같은 매우 얇은 두께의 전지팩은 고기능성화 및 소형화되어 가고 있는 모바일 또는 와이어리스 기기에 적합하게 적용될 수 있으며, 동일 규격에서 전극조립체를 내장한 전지셀의 크기를 더욱 크게 함으로써 고출력 대용량 전지팩의 제조를 가능하게 한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 각형 셀을 내장한 종래의 전지팩(각형 전지팩)의 분해 사시도이다;
도 2는 파우치형 셀을 내장한 종래의 전지팩(파우치형 전지팩)의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 코팅층이 2 개의 층으로 이루어진 전지팩의 단면도이다;
도 4는 도 3에서 A 부분의 확대도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 위스커 장섬유를 전지셀의 외면에 권취하는 것을 나타내는 모식도이다;
도 6은 도 5의 전지셀을 고분자 수지 용액에 함침시키는 과정을 나타내는 모식도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 직포를 전지셀의 외면에 부착하는 것을 나타내는 모식도이다;
도 8은 도 7의 전지셀을 고분자 수지 용액에 함침시키는 과정을 나타내는 모식도이다.
Claims (17)
- 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있고, 상기 코팅층은 전지셀의 외면에 직포 또는 부직포를 부착한 후 고분자 수지를 함침시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층은 전극 단자가 형성된 부위를 제외한 전지셀의 외면 전체에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층은 직포 및 부직포로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 기재에 고분자 수지를 함침시켜 반경화 또는 반고화시킨 프리프레그(prepreg)를 전지셀 외면에 부착한 후 완전 경화 또는 고화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 5 항에 있어서, 상기 프리프레그는 자외선 경화되어 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 고무 수지, ABS 수지, 에폭시 수지, 및 불포화 폴리에스테르 수지 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형 전지셀 또는 파우치형 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형 전지셀이고, 코팅층은 전지셀 케이스에 전기절연성을 부여하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 0.5 mm 이하인 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 파우치형 전지셀이고, 코팅층은 전지셀 케이스의 기계적 강도를 높여 주는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층은 코팅 물질을 전지셀의 외면에 브러싱(brushing), 분사(spraying), 침지(dipping) 또는 반경화 상태로 부착하는 방식으로 인가하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층은 하나 또는 둘 이상의 층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 13 항에 있어서, 상기 코팅층은, 전지셀 케이스 상에 직접 접하며 전지셀 케이스와 반응성이 없고 그에 대해 접착성이 우수한 프라이머 층으로서의 제 1 층과, 상기 제 1 층 상에 부가되고 제 1 층과 접착성이 우수하며 인체에 무해하고 전기절연성 또는 기계적 강도가 우수한 제 2 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 제 14 항에 있어서, 제 1 층 상에 인쇄층을 부가한 후 제 2 층을 상기 인쇄층 상에 부가하거나, 상기 제 2 층 상에 인쇄층을 부가하고 그 위에 인쇄층의 보호를 위한 별도의 제 3 층을 부가하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있고, 상기 코팅층은 섬유, 직포 및 부직포로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 기재에 고분자 수지를 함침시켜 반경화 또는 반고화시킨 프리프레그(prepreg)를 전지셀 외면에 부착한 후 완전 경화 또는 고화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 전지팩.
- 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀봉되어 있는 전지셀의 외면에, 기재로서 고분자 수지에 강화 충진제가 포함되어 있는 복합수지의 코팅층이 도포되어 있고, 상기 코팅층은 하나 또는 둘 이상의 층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20170328 Year of fee payment: 6 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190401 Year of fee payment: 8 |