KR101243445B1 - Lithium rechargeable battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체의 형성에 있어 전극판을 권취하거나 다중 적층하지 않음으로써 초박형 대면적 전극판을 구비하되, 노트북 컴퓨터 등에 장착되기에 최적화된 치수를 갖는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, in the formation of an electrode assembly, an ultra-thin large-area electrode plate is provided by not winding or multiplying an electrode plate, but having dimensions optimized for mounting in a notebook computer or the like. It relates to a lithium secondary battery.
리튬 이차전지, 파우치형, 초박형, 대면적, 폴리머 Lithium Secondary Battery, Pouch Type, Ultra Thin, Large Area, Polymer
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1전극판과 제 2전극판의 결합도2A is a coupling diagram of a first electrode plate and a second electrode plate according to an embodiment of the present invention;
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 수직 단면도Figure 2b is a vertical cross-sectional view of the electrode assembly according to an embodiment of the present invention
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양극판과 음극판의 결합도Figure 3a is a coupling diagram of the positive electrode plate and the negative electrode plate according to another embodiment of the present invention
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체의 수직 단면도Figure 3b is a vertical cross-sectional view of the electrode assembly according to another embodiment of the present invention
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
100 - 리튬 이차전지 150 - 상부케이스100-Lithium Secondary Battery 150-Top Case
160 - 하부케이스 162 - 공간부160-Lower Case 162-Space
164 - 밀폐면 180 - 케이스164-Enclosure 180-Case
200 - 전극조립체 202, 222 - 제 1전극판(음극판)200-
204, 224 - 음극집전체 206, 226 - 음극활물질층204, 224-Cathode
208, 218 - 음극무지부 210 - 세퍼레이터208, 218-Cathode plain part 210-Separator
212, 232 - 제 2전극판(양극판) 214, 234 - 양극집전체212, 232-Second electrode plate (anode plate) 214, 234-Positive electrode current collector
216, 236 - 양극활물질층 220 - 음극탭216, 236-Cathode active material layer 220-Cathode tab
228 - 양극무지부 240 - 양극탭 228-Positive electrode blank 240-Positive electrode tab
본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체의 형성에 있어 전극판을 권취하거나 다중 적층하지 않음으로써 초박형 대면적 전극판을 구비하되, 노트북 컴퓨터 등에 장착되기에 최적화된 치수를 갖는 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, in the formation of an electrode assembly, an ultra-thin large-area electrode plate is provided by not winding or multiplying an electrode plate, but having dimensions optimized for mounting in a notebook computer or the like. It relates to a lithium secondary battery.
비디오 카메라, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인정보단말기(PDA) 등의 휴대용 무선기기 제품과 전동공구 등의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 이들 제품의 구동 전원으로서 사용되는 전지의 중요성이 증대되고, 전지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.As the weight reduction and high functionalization of portable wireless device products such as video cameras, mobile phones, notebook computers, portable personal digital assistants (PDAs), and power tools have increased, the importance of batteries used as driving power for these products has increased. Much research has been done on.
특히, 충전과 방전이 가능한 리튬 이차전지는 리튬 원자의 가벼운 특성으로 인하여 기존의 납축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고, 급속충전이 가능하기 때문에 이에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.In particular, lithium secondary batteries capable of charging and discharging have a higher energy density per unit weight and rapid charge than conventional lead acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries due to the light characteristics of lithium atoms. Since this is possible, research and development on this is being actively conducted.
리튬 이차전지는 리튬과 수분의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 이 전해질은 리튬염을 함유하는 고체 폴리머이거나, 리튬염이 유기 용매에서 해리된 액상일 수 있다. 리튬염이 용해되는 용액은 대개 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 또는 다른 알킬기 함유 카보네이트나 유사한 유기화합물로서, 50℃ 이상의 비등점과 실온에서 매우 낮은 증기압을 갖는다. 리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와 리튬 이온 전지, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와, 유기 전해액을 함유하고 있는 겔(gel)형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.Lithium secondary batteries use nonaqueous electrolytes because of their reactivity with lithium. This electrolyte may be a solid polymer containing lithium salts, or may be a liquid phase in which lithium salts dissociate in an organic solvent. Solutions in which lithium salts dissolve are usually ethylene carbonate, propylene carbonate or other alkyl group-containing carbonates or similar organic compounds, having boiling points above 50 ° C. and very low vapor pressures at room temperature. Lithium secondary batteries may be classified into lithium metal batteries using a liquid electrolyte, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries using a polymer solid electrolyte according to electrolyte types. Lithium ion polymer battery is a lithium ion polymer battery using an all solid lithium ion polymer battery which does not contain any organic electrolyte solution depending on the type of polymer solid electrolyte, and a gel polymer electrolyte containing organic electrolyte solution. Can be divided.
완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 없고, 유기 전해액을 함유하는 겔형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교할 때, 리튬 이온 폴리머 전지의 경우 전해액의 누출 문제는 보다 간이한 형태로 방지될 수 있다. 가령, 리튬 이온 폴리머 전지는 금속 호일과 이 호일을 덮는 하나 이상의 폴리머 막으로 구성된 다층막 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔 대신 사용할 수 있다. 다층막 파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다는 장점을 가진다. 다층막 파우치에서 호일을 이루는 금속으로 통상 알루미늄이 이용된다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머 막은 전해질로부터 금속 호일을 보호함과 아울러, 양극과 음극, 그리고 전극탭들 사이의 단락을 방지한다.In the case of a completely solid lithium ion polymer battery, there is no problem of leakage of the organic electrolyte, and in the case of a gel type lithium ion polymer battery containing the organic electrolyte, a problem of leakage of the organic electrolyte may occur. However, as compared with lithium ion batteries using a liquid electrolyte, the problem of leakage of electrolyte in the case of lithium ion polymer batteries can be prevented in a simpler form. For example, a lithium ion polymer battery may use a multilayer film pouch consisting of a metal foil and one or more polymer films covering the foil, instead of a metal can of a lithium ion battery. The use of a multilayer film pouch has the advantage of significantly reducing the weight of the battery than using a metal can. Aluminum is usually used as the metal forming the foil in the multilayer film pouch. The polymer film forming the inner layer of the pouch film protects the metal foil from the electrolyte and prevents short circuit between the positive electrode, the negative electrode, and the electrode tabs.
파우치의 형성 방법의 일례를 살펴보면, 먼저 파우치막을 접철한 부분이 이루는 한 변을 제외한 세 개 변의 가장자리부는 대개 일체로 형성되는 직사각형 파우치막을 한 변의 길이방향을 기준으로 중간을 접철하여 파우치의 상부, 하부를 이룬다. 하부에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전지셀이 수용될 수 있는 홈이 형성된다. 분리된 극판을 수장 적층하여 각 극판에서 전극탭을 인출한 후 이들 전극탭 들을 용접한 적층형(stacking) 전극조립체를 사용한 경우도 있으나, 통상은 양극판, 세퍼레이터, 음극판의 순서로 적층된 다층막을 와형으로 권취하여 젤리 롤 형태로 형성한다. 젤리 롤을 형성할 때 양극과 음극의 단락을 막기 위해 롤(roll)의 외부로 드러나는 전극면에는 세퍼레이터가 덧붙여진다. 형성된 젤리 롤은 파우치막의 하부 홈에 놓여진다. 하부 홈 주위의 네 변 가운데 파우치막의 상하부가 밀착된 상태에서 가열 가압하여 밀봉된다.As an example of how to form the pouch, first, the edges of the three sides except one side formed by the folded portion of the pouch film are folded in the middle of the upper and lower portions of the pouch by folding the middle of the pouch film. To achieve. The lower portion is formed with a groove that can accommodate the battery cell through a press (press) process or the like. Stacked electrode assemblies in which a plurality of separated electrode plates are stacked to draw electrode tabs from each electrode plate and then welded to each electrode tab may be used, but in general, a multilayer film laminated in the order of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate in a vortex shape is used. It is wound up to form a jelly roll. When forming the jelly roll, a separator is added to the electrode surface exposed to the outside of the roll to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. The formed jelly roll is placed in the lower groove of the pouch film. The upper and lower portions of the pouch film are sealed by heating and pressing in a state in which the upper and lower portions of the four sides around the lower grooves are in close contact.
그러나, 상기와 같이 다중 적층형 또는 권취형의 경우 현 수준에서 개발 및 양산이 가능한 전지의 사이즈는 제한되어 있으며, 그 이상 사이즈의 전지를 사용하기 위해서는 복수개의 전지를 직렬 또는 병렬 연결하여 팩전지로 사용할 수 밖에 없다. 이 경우 전기회로의 구성 및 팩전지 구성을 위해 추가공정과 단가가 소요되며, 전지의 총 부피가 현저히 증가한다는 문제점이 있다.However, in the case of the multi-layered or wound type as described above, the size of the battery that can be developed and mass produced at the current level is limited. In order to use a battery of a larger size, a plurality of batteries can be used as a pack battery by connecting them in series or in parallel. There is no choice but to. In this case, an additional process and a unit cost are required for the configuration of the electric circuit and the pack battery, and there is a problem that the total volume of the battery is significantly increased.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 전극조립체의 형성에 있어 전극판을 권취하거나 다중 적층하지 않음으로써 초박형 대면적 전극판을 구비하되, 노트북 컴퓨터 등에 장착되기에 최적화된 치수를 갖는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, in particular, in the formation of the electrode assembly is provided with an ultra-thin large area electrode plate by not winding or multi-layered electrode plate, dimensions optimized for mounting on a notebook computer, etc. It is an object to provide a lithium secondary battery having a.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에서의 리튬 이차전지는 단면이 V자 형태를 이루도록 접힌 제 1전극판과, 상기 제 1전극판의 내측면에 삽입되며 상기 제 1전극판과 반대극성을 가진 제 2전극판과, 상기 제 1전극판과 상기 제 2전극 판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 두께가 폭의 5% 이하로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The lithium secondary battery according to the present invention for achieving the above object is inserted into the first electrode plate and the inner surface of the first electrode plate folded to form a V-shaped cross-section and the opposite polarity of the first electrode plate An electrode assembly having a second electrode plate having a separator and a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; And a case accommodating the electrode assembly, the thickness of which is less than 5% of the width.
또한, 상기 전극조립체는 직사각형 형상 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the electrode assembly may be formed in a rectangular shape or a square shape.
또한, 상기 리튬 이차전지의 폭은 적어도 100mm로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 리튬 이차전지의 두께는 2~5mm로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 리튬 이차전지의 두께는 총고의 5.6% 이하로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 리튬 이차전지는 총고가 적어도 90mm가 되도록 이루어질 수 있다.In addition, the width of the lithium secondary battery may be at least 100mm. In addition, the thickness of the lithium secondary battery may be made of 2 ~ 5mm. In addition, the thickness of the lithium secondary battery may be less than 5.6% of the total height. In addition, the lithium secondary battery may have a total height of at least 90 mm.
또한, 상기 제 1전극판은 음극판이고, 상기 제 2전극판은 양극판일 수 있다.In addition, the first electrode plate may be a negative electrode plate, and the second electrode plate may be a positive electrode plate.
또한, 본 발명의 다른 측면의 리튬 이차전지는 전극판이 V자 형태로 접힌 제 1전극판과, V자 형태로 접히되 상기 제 1전극판의 V자 형태와 열린 부분끼리 마주보도록 배치되고 상기 제 1전극판과 교대로 적층되도록 서로 맞물리게 형성되며 상기 제 1전극판과 반대 극성을 가진 제 2전극판과, 상기 제 1전극판과 상기 제 2전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 두께가 폭의 5% 이하로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the lithium secondary battery according to another aspect of the present invention, the first electrode plate is folded in the V-shape, the electrode plate is folded in the V-shape, but is arranged to face the V-shaped and the open portion of the first electrode plate and the first electrode plate An electrode assembly having a second electrode plate which is formed to be engaged with each other so as to be alternately stacked with the first electrode plate, and having a polarity opposite to that of the first electrode plate, and a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; It includes a case for accommodating the electrode assembly, characterized in that the thickness is made 5% or less of the width.
또한, 상기 리튬 이차전지는 상기에서 언급된 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the lithium secondary battery may be formed in any one of the shapes mentioned above.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지에 대해 설명한다.First, a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1전극판과 제 2전극판의 결합도를 나타내며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 수직 단면도를 나타낸다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A illustrates a coupling between the first electrode plate and the second electrode plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B illustrates a vertical cross-sectional view of the electrode assembly according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지(100)는, 도 1을 참조하면, 전극조립체(200)와 상기 전극조립체(200)를 수용하는 파우치형의 케이스(180)를 포함하여 형성된다. 상기 전극조립체(200)는 제 1전극탭(220)과 제 2전극탭(240)을 구비하며, 상기 제 1전극탭(220)과 제 2전극탭(240)은 상기 케이스(180) 외부로 인출되도록 형성된다. 이하에서, 제 1전극은 음극, 제 2전극은 양극인 것으로 설명을 전개하기로 한다. 물론, 전지의 설계에 따라 제 1전극이 양극, 제 2전극이 음극이 될 수도 있음은 물론이다. 겔형 리튬 이차전지의 경우, 케이스 내부에는 전해액 주입공(도면에 도시하지 않음)을 통하여 전해액이 주입되며, 전해액이 주입된 후에 케이스는 밀봉된다. 완전고체형 리튬 이차전지의 경우, 유연성을 가지는 고분자 소재, 예컨대 폴리에틸렌(PE) 재질의 세퍼레이터 상에 반도체형의 고분자전해질이 형성되어 있기 때문에 별도의 전해액을 주입하지 않고서도 리튬 이차전지로서의 작동이 가능하다.Referring to FIG. 1, a lithium
상기 리튬 이차전지(100)는 두께가 폭의 5% 이하로 이루어질 수 있다. 표 1은 상기 리튬 이차전지(100)의 규격으로 대표적인 것들을 나타낸다. 이러한 규격들 은 실험에 의해 도출된 데이터이며, 본 발명의 실시예들로 제시된 것이므로 본 발명이 이러한 규격으로 한정되는 것은 아니다.The lithium
(표 1 계속)(Continued Table 1)
표 1을 참조하면, 두께(T)가 폭(W)의 5% 이하가 되도록 형성될 수 있다. 두께가 폭에 비해 지나치게 두껍게 되면 전지 내부의 발열량이 커지므로 발생된 열이 전지 외부로 충분히 방열되기 어렵게 되며, 또한 전지 내부와 전지 표면 부근의 온도차가 커져 부위에 따라 내부저항이 달라지므로 전지의 충전량, 전압 불균형이 커진다는 문제점이 있다. 또한, 표 1을 참조하면, 두께가 총고의 5.6% 이하가 되도록 형성될 수 있다. 그 이유는 두께와 폭의 관계에 대해 상기에서 언급한 바와 유사하다. 또한, 상기 리튬 이차전지(100)의 폭(W)은 적어도 100mm로 이루어질 수 있고, 총고(H)는 적어도 90mm가 되도록 이루어질 수 있다. 그에 따라, 두께는 2~5mm로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 노트북 컴퓨터 등의 용도로 광폭의 대면적 전지를 구현하기에 적합한 수치로 설정된 것이다. 노트북 컴퓨터의 특성상 폭과 총고는 커도 되지만 두께는 가능하면 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 두께는 최대한 줄이되, 용량의 확보를 위해 폭과 총고는 가능한 크도록 형성하게 된다. 다만, 상기 리튬 이차전지(100)의 용도가 노트북 컴퓨터용으로 한정되는 것은 아니며, 상기 폭과 총고 및 두께의 수치들도 일례에 불과하므로, 용도와 설계에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.Referring to Table 1, the thickness (T) may be formed to be 5% or less of the width (W). If the thickness is too thick, the heat generation inside the battery increases, which makes it difficult to dissipate the heat sufficiently to the outside of the battery.In addition, the internal resistance varies depending on the part of the battery due to a large temperature difference between the inside of the battery and the surface of the battery. Therefore, there is a problem that the voltage imbalance increases. In addition, referring to Table 1, the thickness may be formed to be 5.6% or less of the total height. The reason is similar to that mentioned above for the relationship between thickness and width. In addition, the width W of the lithium
상기 케이스(180)는 금속호일과 상기 금속호일을 덮는 하나 이상의 폴리머 막으로 구성된 다층막 파우치로 형성된다. 상기 케이스(180)는 상부케이스(150)와, 상기 상부케이스(150)와 결합되는 하부케이스(160)를 포함한다. 결합된 상부케이스(150) 및 하부케이스(160)의 외형은 부피를 최소화하기 위하여 상기 전극조립체(200)의 외형과 상응되게 형성된다. 상기 케이스(180)는 직사각형, 정사각형 등으로 형성될 수 있으나, 여기서 상기 케이스(180)의 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 상부 및 하부케이스(150)(160)는 적어도 한 변이 일체로 접하여져 있으며, 다른 변들은 상호 개방되어 있다. 상기 하부케이스(160)에는 상기 전극조립체(200)가 수용되는 공간부(162)가 형성되어 있으며, 상기 공간부(162)의 가장자리를 따라서 밀폐면(164)이 형성되어 있다. 상기 밀폐면(164)은 상기 전극조립체(200)가 공간부(162) 내에 수용된 다음에 열융착에 의하여 밀봉되는 부분이다.The
상기 전극조립체(200)는, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 음극판(202)과, 양극판(212) 및 상기 음극판(202) 및 양극판(212) 사이에 개재되는 세퍼레이터(210)를 포함하여 형성된다. 상기 전극조립체(200)는 직사각형 또는 정사각형 형상으로 형성될 수 있으나, 여기서 상기 전극조립체(200)의 형상을 한정하는 것은 아니다. Referring to FIGS. 2A and 2B, the
상기 음극판(202)은 금속박판으로 된 음극집전체(204)와, 상기 음극집전체(204)의 일 면에 코팅되는 음극활물질층(206)을 구비한다. 상기 음극집전체(204)는 도전성이 우수한 금속박판인 구리 박판이 바람직하고, 상기 음극활물질층(206)으로는 탄소재와 같은 음극활물질에 바인더, 가소제, 도전재 등이 혼합된 조성물이 사용된다. 또한, 상기 음극판(202)이 접히는 부분은 음극활물질층(206)이 존재하지 않는 음극집전체(204) 부분인 음극무지부(208)가 형성된다. 이렇게 상기 음극판(202)이 접히는 부분에 음극무지부(208)가 형성되는 이유는, 음극판(202)이 접힐 때, 접히는 부분의 내측면에 존재하는 음극활물질층(206)이 탈리될 수 있고 또한, 접히는 부분은 양극활물질층(216)과 대향하고 있지 않기 때문이다. 상기 음극판(202)에는 음극탭(220)이 부착되어 있고, 상기 음극탭(220)의 단부측 외면에는 소정폭의 보호테이프가 감길 수 있다.The
상기 양극판(212)은 금속박판으로 된 양극집전체(214)와 상기 양극집전체(214)의 양 면에 코팅되는 양극활물질층(216)을 구비한다. 상기 양극집전체(214)는 우수한 도전성을 가지는 알루미늄 박판이 바람직하고, 상기 양극활물질층(216)으로는 리튬계 산화물에 바인더, 가소제, 도전재 등이 혼합된 조성물이 사용된다. 상기 양극판(212)에는 양극탭(240)이 부착되며, 상기 양극탭(240)의 단부측 외면에도 소정폭의 보호테이프가 감길 수 있다.The
상기 세퍼레이터(210)는 상기 음극판(202)과 양극판(212) 사이에 개재되며 상기 전극조립체(200)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(210)는 상기 음극판(202)과 양극판(212)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.The
상기 음극판(202)은, 도 2a를 참조하면, V자 형태로 접히고, 상기 음극판(202)의 내측면에 상기 양극판(212)이 삽입된다. 즉, 상기 음극판(202) V자의 열린 부분에 상기 양극판(212)이 삽입되는 형태이다. 상기 음극판(202)은 V자형의 내측면, 즉 상기 양극판(212)과 대향하는 부분에만 음극활물질층(206)이 형성되고 나머지 부분은 음극무지부(208)가 형성되는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2A, the
이렇게 양극판과 음극판을 형성함으로써 기존의 권취형 또는 적층형 전극조립체에서는 가능하지 않던 대면적의 전극조립체 형성이 가능해진다. 즉, 본 발명에 따르면 초박형의 전극조립체 형성이 가능하므로 노트북 컴퓨터 등 전지의 두께가 얇을 필요가 있는 전자제품에 적용되기에 적당한 구조가 된다.Thus, by forming the positive electrode plate and the negative electrode plate, it is possible to form a large area electrode assembly that is not possible in the conventional wound or stacked electrode assembly. That is, according to the present invention, it is possible to form an ultra-thin electrode assembly, which is a structure suitable for application to an electronic product in which the thickness of a battery such as a notebook computer needs to be thin.
상기 전극조립체(200)는 공간부(162)가 마련된 하부케이스(160)에 장착된다. 이 때, 상기 전극조립체(200)의 각 극판(202)(212)과 전기적으로 연결된 음극탭(220) 및 양극탭(240)의 단부는 밀봉되는 케이스(180)의 외부로 인출되어 있다. 상기 전극조립체(200)가 안착된 다음에는 상기 공간부(162)의 가장자리를 따라 형성된 밀폐면(164)에 소정의 열과 압력을 가하여 밀봉시키게 된다. 이 때, 상기 밀폐면(164)은 상기 공간부(162)의 가장 자리를 따라 케이스(180)로부터 일체로 연장되는 부분으로서, 소정폭을 유지하고 있다. The
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지에 대해 설명한다.Next, a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양극판과 음극판의 결합도를 나타내며, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체의 수직 단면도를 나타낸다. 도 3a의 실시예는 음극판(222)과 양극판(232) 모두 V자 형태로 접혀 서로 맞물리도록 형성된다는 점 이외에는 도 2a의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.Figure 3a shows a coupling of the positive electrode plate and the negative electrode plate according to another embodiment of the present invention, Figure 3b is a vertical cross-sectional view of the electrode assembly according to another embodiment of the present invention. Since the embodiment of FIG. 3A is similar to the embodiment of FIG. 2A except that both the
본 발명의 다른 실시예에 다른 전극조립체는, 도 3a를 참조하면, 상기 음극판(222)이 V자 형태로 접히고, 상기 양극판(232) 역시 V자 형태로 접히면서 상기 음극판(222)의 V자 형태와 열린 부분끼리 마주보도록 배치되어 음극판(222)과 양극판(232)이 교대로 적층되도록 서로 맞물리게 형성된다. 이 경우 음극판(222)은, 내측면을 이루는 두 면과, 외측면 중 전극조립체(200)의 외주면을 이루지 않는 면에 음극활물질층(226)이 형성된다. 또한 양극판(232)은, 두 내측면과 외측면 중 전극조립체(200)의 외주면을 이루지 않는 면에 양극활물질층(236)이 형성된다. 또한, 상기 음극판(222)의 음극활물질층(226)과 상기 양극판(232)의 양극활물질층(236)이 서로 마주보는 부분에는 세퍼레이터(210)가 개재된다.Another electrode assembly according to another embodiment of the present invention, referring to Figure 3a, the
상기 리튬 이차전지는 두께가 폭의 5% 이하로 이루어질 수 있으며, 두께가 총고의 5.6% 이하로 이루어질 수 있다. 또한, 폭은 적어도 100mm, 총고는 적어도 90mm, 두께는 2~5mm로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전극조립체는 직사각형 형상 또는 정사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 리튬 이차전지는 광폭의 초박형 대면적 전지로 구현될 수 있으며, 양극판(222)과 음극판(232) 모두 V자로 접힌 상태로 서로 맞물리도록 형성되므로 보다 용량이 증대될 수 있다.The lithium secondary battery may have a thickness less than or equal to 5% of a width, and may be less than or equal to 5.6% of a total height. In addition, the width may be at least 100mm, the gross height is at least 90mm, the thickness is 2 ~ 5mm. In addition, the electrode assembly may have a rectangular shape or a square shape. In this manner, the lithium secondary battery may be implemented as a wide ultra-large-area battery, and both the
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.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art may apply the present invention without departing from the gist of the present invention. It is to be understood that various changes and modifications may be practiced within the scope of the appended claims.
본 발명에 따른 리튬 이온 전지에 의하면, 기존의 권취형 또는 적층형 전극조립체의 경우 대면적의 전지를 제조할 수 없었던 문제점을 해결하고, 대용량을 필요로 하는 전기/전자 제품에 팩전지의 형태로 사용하지 않고서도 전원을 안정적으로 공급할 수 있고, 복수개의 전지 사용으로 인한 전기회로의 구성과 팩전지 구성이 불필요하게 되어 공정을 단순화하고 제조비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the lithium ion battery according to the present invention, a conventional wound or stacked electrode assembly solves the problem of not being able to manufacture a large area battery, and is used in the form of a pack battery for an electric / electronic product requiring a large capacity. Without this, the power can be stably supplied, and the configuration of the electric circuit and the battery pack are unnecessary due to the use of a plurality of batteries, thereby simplifying the process and reducing the manufacturing cost.
또한, 본 발명은 노트북 컴퓨터와 같이 초박형의 전지를 필요로 하면서도, 대면적의 전지 장착이 가능한 전기/전자 제품에 적용되어, 제품에서 배터리가 차지하는 부피를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention requires an ultra-thin battery, such as a notebook computer, but is applied to the electrical / electronic products that can be mounted in a large area, there is an effect that can reduce the volume occupied by the battery in the product.
또한, 본 발명은 폭과 총고에 비해 두께가 매우 얇도록 구현됨으로써 전지 내부의 발열량을 줄여 발생된 열이 전지 외부로 충분히 방열되도록 하고, 전지 내부와 전지 표면 부근의 온도차가 줄어들어 부위에 따라 내부저항이 균일하도록 함으로써 전지의 충전량, 전압 불균형을 해소할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is implemented so that the thickness is very thin compared to the width and total height to reduce the amount of heat generated inside the battery so that the heat generated is sufficiently radiated to the outside of the battery, the temperature difference between the inside of the battery and the surface of the battery is reduced, the internal resistance according to the site By making this uniform, there is an effect that the charge amount and voltage imbalance of the battery can be eliminated.
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