KR101378073B1 - 실 테이프 및 이를 이용한 이차 전지 - Google Patents

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KR101378073B1
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Abstract

본 발명은 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체의 외면에 부착되어 전극 조립체의 풀림 및 유동을 방지할 수 있는 실 테이프와 이를 이용한 이차 전지를 개시한다. 본 발명에 따른 실 테이프는, 젤리 롤 형태로 권취되어 전지 캔에 수납되는 전극 조립체의 외면에 부착되는 이차 전지용 실 테이프로서, 상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방된 내부 공간이 형성되어 있다.

Description

실 테이프 및 이를 이용한 이차 전지{Seal tape and secondary battery using the same}
본 발명은 이차 전지 및 그에 사용되는 실 테이프(seal tape)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체의 외면에 부착되어 전극 조립체의 풀림 및 유동을 방지할 수 있는 실 테이프와 이를 이용한 이차 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.
한편, 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.
전극 조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 권취한 젤리 롤 타입과, 소정 크기의 다수의 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 순차적으로 적층시킨 스택 타입으로 분류된다. 스택 타입의 전극 조립체는 주로 파우치형 이차 전지에 이용되고, 젤리 롤 타입의 전극 조립체는 주로 캔형 이차 전지에 이용된다. 특히, 젤리 롤 타입의 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높으며, 원통형 또는 각형 전지의 캔에 수납이 용이하다는 장점을 가져 널리 이용되고 있다.
형태적인 특성상 젤리 롤이라고도 불리는 젤리 롤 타입 전극조립체는, 양극판과 음극판, 그리고 세퍼레이터를 적층시켜 권취시키는데, 이러한 전극조립체의 최외곽 종단부, 즉 권취 단부에 실 테이프(seal tape)가 부착되어 전극조립체가 풀리지 않고 권취된 상태가 유지되도록 한다. 그리고, 이와 같이 실 테이프가 부착된 전극 조립체는 전해액과 함께 금속 캔에 수납되며, 전지 캔의 개방 상단에 전극 단자가 형성되어 있는 캡 조립체가 결합된다.
그런데, 이와 같은 구조를 갖는 이차 전지는 전지가 낙하되거나 외부 충격이 가해졌을 경우, 전극 조립체가 전지 내부에서 상하 또는 좌우로 움직일 수 있다는 문제점을 갖는다. 이러한 전극 조립체의 유동은 전극조립체와 캡 조립체 사이에 연결된 탭을 절단시켜 이차 전지의 전원 무감 현상을 일으킬 수 있다. 또한, 전극 조립체의 상하 유동은 전극 조립체의 상부 또는 하부를 압박하여 전극 조립체를 변형시켜 단락을 유발함으로써, 이차 전지를 파손시킴은 물론 발화나 폭발과 같은 사고로 이어져 큰 피해를 발생시킬 수도 있다. 뿐만 아니라, 전극 조립체의 상하 유동은 이차 전지 상단 개방부에 결합된 캡 조립체에 충격을 가하여 밀봉 부분을 파손 또는 분리시킴으로써 이차 전지 내부의 전해액이 유출되는 문제점이 발생할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지 내부에서 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체의 유동을 억제할 수 있는 실 테이프 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실 테이프는, 젤리 롤 형태로 권취되어 전지 캔에 수납되는 전극 조립체의 외면에 부착되는 이차 전지용 실 테이프로서, 상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방된 내부 공간이 형성되어 있다.
바람직하게는, 상기 내부 공간은 공기의 유입으로 부피가 확장된다.
또한 바람직하게는, 상기 전지 캔의 내면과 대면하는 측면부에 엠보싱 구조로 요철부가 형성되어 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수납하는 전지 캔; 및 상기 전극 조립체의 외면에 부착되며, 상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방된 내부 공간이 형성되어 상기 내부 공간에 공기를 수용하는 실 테이프를 포함한다.
바람직하게는, 상기 실 테이프의 내부 공간은 공기가 유입되는 경우 그 부피가 확장된다.
또한 바람직하게는, 상기 실 테이프는 상기 전지 캔의 내면과 대면하는 측면부에 엠보싱 구조로 요철부가 형성되어 있다.
본 발명에 의하면, 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체를 수용하는 캔형 이차 전지에 있어서 전극 조립체의 권취 상태가 풀리는 것이 방지됨은 물론, 전지 캔 내부에서 전극 조립체가 움직이는 것이 억제된다.
따라서, 캡 조립체에 연결된 전극 리드가 전극 조립체의 유동으로 인해 절단되어 전원 무감 현상을 일으키는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 전극 조립체의 유동으로 전극 조립체의 상부 또는 하부에 충격이 가해지는 것을 막아, 전극 조립체의 변형에 의한 단락으로 인해 이차 전지가 파손되거나, 발화, 폭발과 같은 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 전극 조립체의 상하 유동으로 캡 조립체에 충격을 가하는 것을 방지하여, 캡 조립체와 전지 캔 사이의 결합 부분이 파손되지 않도록 한다. 따라서, 캡 조립체의 결합 부분 파손으로 인해 전해액이 유출될 수 있는 문제점을 예방할 수 있다.
특히, 비딩부를 구비하지 않는 이차 전지의 경우 전극 조립체의 유동이 보다 잘 일어날 수 있으나, 본 발명에 따른 실 테이프가 적용되는 경우 전극 조립체의 유동이 실효적으로 억제될 수 있으므로, 비딩부가 없는 이차 전지에서 본 발명의 효과는 더욱 크게 발휘될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 실 테이프의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프가 전극 조립체에 부착된 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 실 테이프가 부착된 전극 조립체가 전지 캔 내부로 삽입되기 전의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는, 도 4의 전극 조립체가 전지 캔 내부로 삽입되는 과정의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은, 도 4의 전극 조립체가 전지 캔 내부로 삽입된 후의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7 내지 도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은, 도 9에 도시된 실 테이프가 전극 조립체에 부착되어 전지 캔에 삽입되는 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프가 전극 조립체에 부착된 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실 테이프(100)의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실 테이프(100)는 내부에 일정 공간, 즉 내부 공간(110)이 형성되어 있다. 그리고, 이러한 내부 공간(110)은 상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방되어 있다. 여기서, 실 테이프(100)의 상부란 실 테이프(100)가 전극 조립체의 외면에 부착되어 전지 캔에 삽입되는 경우, 전지 캔의 상단 측에 위치하게 되는 부분을 말하며, 실 테이프(100)의 하부란 전지 캔의 하단 측에 위치하게 되는 부분을 말한다. 도 1 및 도 2의 A-A'선을 기준으로 할 때, 실 테이프(100)의 상부는 A'측 부분이고, 실 테이프(100)의 하부는 A측 부분이다.
실 테이프(100)는 전극 조립체의 외면에 부착되어 권취된 전극 조립체의 풀림을 방지해야 하기 때문에 측면부 중 적어도 일면에 접착층이 구비된다. 예를 들어, 도 2에서 도면의 오른쪽에 위치하는 측면부, 즉 내측면부(130)에는 전극 조립체의 외면에 부착되기 위한 접착층이 구비될 수 있다. 한편, 도 2에서 도면의 왼쪽에 위치하는 측면부, 즉 외측면부(120)는 전지 캔의 내면과 대면하는 측면부이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)에 부착된 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실 테이프(100)는 전극 조립체(10)의 권취 단부(11)를 포함하는 외면에 부착된다. 이때, 실 테이프(100)는 개방된 부분, 즉 뚫린 부분이 전극 조립체(10)의 하단 측에 위치하고, 밀폐된 부분, 즉 막힌 부분이 전극 조립체(10)의 상단 측에 위치하도록 부착된다. 그리고, 이와 같이 실 테이프(100)가 부착된 전극 조립체(10)는 이차 전지 제조시 그 하단부터 전지 캔 내부로 삽입되는 공정을 거치게 된다.
본 발명에 따른 실 테이프(100)의 내부 공간(110)은 그 하부가 개방되어 있기 때문에, 이러한 개방 부분을 통해 공기의 유출입이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 실 테이프(100)가 부착된 전극 조립체(10)가 전지 캔으로 삽입되는 경우, 전지 캔 내부에 있던 공기가 하부의 개방된 부분을 통해 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 유입될 수 있다. 이와 같이 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 공기가 유입되어 수용되면 실 테이프(100)의 내부에 공기층이 형성된다. 따라서, 이러한 실 테이프(100)의 공기층이 전극 조립체(10)와 내측면 사이의 공간을 메꾸게 되므로 전지 캔 내부에서 전극 조립체(10)의 유동이 억제될 수 있게 된다. 이에 대해서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실 테이프(100)가 부착된 전극 조립체(10)가 전지 캔(20) 내부로 삽입되기 전의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 5는 도 4의 전극 조립체(10)가 전지 캔(20) 내부로 삽입되는 과정의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이며, 도 6은 도 4의 전극 조립체(10)가 전지 캔(20) 내부로 삽입된 후의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 실 테이프(100)의 두께를 포함한 전극 조립체(10)의 전체 외경(a)은 전지 캔(20)의 내경(b)보다 작은 것이 좋다. 이는 전극 조립체(10)를 전지 캔(20) 내부로 삽입하는 과정에서, 전극 조립체(10)와 전지 캔(20)의 충돌을 막아 전극 조립체(10)나 전지 캔(20)의 손상을 방지하고, 전지 캔(20) 내부에 있던 공기가 전극 조립체(10)와 전지 캔(20) 사이의 틈으로 배출될 수 있도록 하여 전지 캔(20) 내부로 전극 조립체(10)의 삽입을 용이하게 하기 위함이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실 테이프(100)가 부착된 전극 조립체(10)가 전지 캔(20) 내부로 삽입되는 경우, 전지 캔(20) 내부에 있던 공기는 실 테이프(100)가 위치한 전극 조립체(10)와 전지 캔(20) 사이의 틈으로 배출되게 된다. 그런데, 본 발명에 따른 실 테이프(100)는 내부 공간(110)을 구비하고 있고 그러한 내부 공간(110)의 하부는 개방되어 있기 때문에, 전지 캔(20) 삽입 과정에서 도면에서 화살표로 도시된 바와 같이 전지 캔(20) 내부의 공기가 하부 개방 부분을 통해 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 유입될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)가 전지 캔(20)의 하단까지 삽입되면 전지 캔(20)의 내부에 있던 공기 중 상당량이 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 유입될 수 있게 된다. 그리고, 실 테이프(100)의 내부 공간(110)의 상부 및 측면부는 밀폐되어 있으므로, 내부 공간(110)으로 유입된 공기 대부분은 실 테이프(100)의 내부 공간(110)에 수용될 수 있다. 이와 같이 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 공기가 유입되어 수용되면, 실 테이프(100)의 내부 공간(110)은 수용된 공기로 인해 일정한 공기층을 형성하게 되고, 실 테이프(100) 자체는 팽팽한 상태를 유지할 수 있게 된다. 따라서, 이러한 실 테이프(100) 내부의 공기층이 전극 조립체(10)와 전지 캔(20) 사이의 공간을 메꾸게 되므로, 종국적으로 전극 조립체(10)의 유동이 억제될 수 있다.
바람직하게는, 상기 실 테이프(100)에 형성된 내부 공간(110)은 공기의 유입으로 그 부피가 확장될 수 있는 것이 좋다. 이를테면, 내부 공간(110)으로 공기가 유입된 상태에서의 실 테이프(100)의 두께가, 내부 공간(110)으로 공기가 유입되지 않은 상태에서의 실 테이프(100)의 두께보다 두꺼운 것이 좋다. 이 경우, 도 6과 같이 내부 공간(110)에 공기가 유입된 실 테이프(100)를 포함하는 전극 조립체(10)의 외경(a')은, 도 4와 같이 내부 공간(110)에 공기가 유입되지 않은 실 테이프(100)를 포함하는 전극 조립체(10)의 외경(a)보다 크게 된다. 따라서, 전극 조립체(10)의 외주면, 즉 실 테이프(100)의 외측면과 전지 캔(20)의 내측면 사이의 간격은 더욱 좁아지게 되고, 실 테이프(100)와 전지 캔(20)은 보다 강하게 밀착될 수 있게 되어, 전지 캔(20) 내부에서 전극 조립체(10)의 유동이 더욱 확실하게 방지될 수 있다.
도 7 내지 도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)는 내부 공간(110)이 하나만 형성되는 것이 아니라 둘 이상으로 복수 개 형성될 수 있다. 즉, 이차 전지용 실 테이프(100)의 내부 공간(110)은 복수의 서브 내부 공간(111, 112, 113, 114)으로 구획이 분리될 수 있다. 이 경우, 각 서브 내부 공간(111, 112, 113, 114)은 각 하부에 위치한 개구부를 통해 공기가 유입되어 수용될 수 있다. 그리고, 각 서브 내부 공간(111, 112, 113, 114)에 수용된 공기는 해당 서브 내부 공간(111, 112, 113, 114) 내에서만 움직일 수 있게 되므로, 공기의 유동이 제한되어 실 테이프(100)에 형성된 공기층이 더욱 탄력성을 가질 수 있다. 그러므로, 전지 캔(20) 내부에서 전극 조립체(10)의 유동이 보다 확실하게 억제될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)는 내부 공간(110)이 전체적으로는 연결되어 있으나 일부분에서 구획이 분리될 수 있다. 도 8에서는 B로 표시된 하부 측 내부 공간(110)이 복수의 구획으로 분리되어 있는 반면, T로 표시된 상부 측 내부 공간(110)은 구획이 분리되지 않고 전체적으로 연결되어 있다. 한편, 도 8의 실시예에서 하부측 내부 공간(110)은 복수의 구획으로 분리되어 있기 때문에, 도면에 도시된 바와 같이 하부에는 다수의 개구부가 형성되어 있을 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)는 측면부의 적어도 일부에 엠보싱 구조로 요철부(140)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 실 테이프(100)의 측면부 중 전지 캔(20)의 내면과 대면하는 측면부, 즉 외측면부(120)에 엠보싱 구조로 요철부(140)가 형성될 수 있다. 특히, 상기 요철부(140)는, 도면에 도시된 바와 같이 외측면부(120) 중 내부 공간(110)이 형성되어 돌출된 부분의 외측면에 형성되는 것이 좋다. 이는 실 테이프(100)의 측면부에서 내부 공간(110)이 형성된 부분의 외측면부(120)가 전지 캔(20)의 내측면과 가장 가깝게 대면하는 부분이기 때문이다. 따라서, 이 경우 실 테이프(100)의 외측면부(120)에 형성된 요철부(140)가 실 테이프(100)와 전지 캔(20)의 내면을 보다 강하게 밀착시켜 전지 캔(20) 내부에서 전극 조립체(10)의 유동이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.
도 10은, 도 9에 도시된 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)에 부착되어 전지 캔(20)에 삽입되는 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)의 외면에 부착되어 전지 캔(20)으로 삽입되는 경우, 전지 캔(20) 내부에 있던 공기는 화살표로 표시된 바와 같이 실 테이프(100)의 내부 공간(110)으로 유입되어 수용된다. 이때, 실 테이프(100)의 외측면부(120)에는 엠보싱 구조의 요철부(140)가 형성되어 있어, 전지 캔(20)의 내측면과 더욱 강하게 밀착될 수 있다. 따라서, 전지 캔(20) 내부에서 전극 조립체(10)의 유동을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
한편, 도 10에서는 요철부(140)의 내부가 실 테이프(100)의 내부 공간(110)과 연결되어 있는 구성으로 도시되어 있으나, 실 테이프(100)의 내부 공간(110)과 연결되어 있지 않아도 무방하다. 즉, 요철부(140)는 실 테이프(100)의 내부 공간(110)과 분리된 별도의 내부 공간(110)을 구비하는 밀폐된 구조로 형성되어, 밀폐된 내부 공간(110)에 별도의 공기층을 포함할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)에 부착된 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지용 실 테이프(100)는, 110a로 표시된 상부 측 내부 공간이 110b로 표시된 하부 측 내부 공간보다 넓게 형성될 수 있다. 여기서, 상부 측 내부 공간이란 실 테이프(100)의 내부 공간 중 전지 캔(20)의 상단 측에 위치하는 내부 공간(110)을 의미하고, 하부 측 내부 공간이란 실 테이프(100)의 내부 공간(110) 중 전지 캔(20)의 하단 측에 위치하는 내부 공간(110)을 의미한다.
이와 같이, 상부가 하부보다 넓도록 실 테이프(100)의 내부 공간(110)이 형성되면, 하부의 개방된 부분을 통해 유입된 공기는 상부의 내부 공간(110)에 수용되고, 상부의 내부 공간(110)에 수용된 공기는 상대적으로 좁은 공간을 갖는 하부의 내부 공간(110)으로 잘 이동하지 않는다. 따라서, 상부의 내부 공간(110)에 수용된 공기가 하부의 개방된 부분으로 쉽게 유출되지 않는다. 따라서, 이러한 실시예에 의하면, 보다 많은 공기를 실 테이프(100)의 내부 공간(110)에 수용할 수 있으므로, 실 테이프(100)와 전지 캔(20)을 보다 강하게 밀착시킬 수 있다.
한편, 도 11에서는 실 테이프(100)의 하부 측 개방된 부분, 즉 개구부의 두께(t1)가 상부 측 내부 공간(110) 중 가장 두꺼운 부분의 두께(t2)보다 얇도록 구성됨으로써 상부 내부 공간(110)이 하부 내부 공간(110)보다 넓도록 형성되었다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과하며, 상부 측 내부 공간(110)이 하부 측 내부 공간(110)보다 넓게 형성되도록 하는 방식은 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 상부 측 내부 공간(110)과 하부 측 내부 공간(110)의 두께는 동일하도록 형성하되, 하부 측 내부 공간(110)의 좌우 폭이 상부 측 내부 공간(110)의 좌우 폭보다 좁게 형성되도록 할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체(10), 전지 캔(20), 캡 조립체(30) 및 상술한 실 테이프(100)를 포함한다. 상기 전극 조립체(10)는 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 젤리 롤 형태로 권취된 상태에서 실 테이프(100)로 고정된다. 그리고, 이러한 전극 조립체(10)는 전해액과 함께 전지 캔(20)에 수납된다. 이때, 전지 캔(20)은 원형일 수 있고, 그 선단에 비딩부가 구비될 수 있다. 상기 캡 조립체(30)는 전극 리드(40)를 통해 전극 조립체(10)와 연결되며, 전지 캔(20)의 상부 개방단에 결합된다.
상기 실 테이프(100)는 상기 전극 조립체(10)의 외면에 부착되는데, 상술한 바와 같이 하부가 개방된 내부 공간(110)이 형성되어 있어 전극 조립체(10)의 전지 캔(20) 삽입시 공기가 유입되어 수용된다. 따라서, 실 테이프(100)의 이러한 내부 공간(110)은 공기층으로 작용하여 전극 조립체(10)와 전지 캔(20) 사이의 빈 공간을 메꿔주게 되므로, 전지 캔(20) 내부에서 전극 조립체(10)의 유동을 억제하는 역할을 한다. 그러므로, 캡 조립체(30)에 연결된 전극 리드(40)가 전극 조립체(10)의 유동으로 인해 절단되어 초래되는 전원 무감 현상 등 전극 조립체(10)의 유동으로 인해 발생하는 여러 문제점들이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 도 12와 달리, 전지 캔(20)에 비딩부가 구비되어 있지 않다. 이와 같이 비딩부가 구비되어 있지 않은 이차 전지의 경우, 전극 조립체(10)가 상하로 유동되기 쉽다. 따라서, 전극 리드(40)의 절단이나 전극 조립체(10)의 파손 등으로 인해 전원 무감 현상이나 발화, 폭발과 같은 문제점이 더욱 발생하기 쉽다. 또한, 캡 조립체(30)는 용접 등의 방식으로 전지 캔(20)과 결합되는데, 전극 조립체(10)의 유동으로 캡 조립체(30) 하부에 충격이 전해지면 이러한 결합 부위가 파손되어, 전해액의 누액이나 캡 조립체(30)의 분리와 같은 문제가 발생될 수도 있다.
하지만, 본 발명에 따른 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)에 부착되어 전지 캔(20)에 삽입되는 경우, 실 테이프(100)의 내부 공간(110)에 형성된 공기층이 전극 조립체(10)의 유동을 억제한다. 따라서, 비딩부가 구비되어 있지 않은 이차 전지에서 상기와 같은 전극 조립체(10)의 유동으로 인해 발생될 수 있는 여러 문제점들이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.
도 14는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 실 테이프(100)는 전극 조립체(10)의 상하 전체 길이가 아닌 일부 길이에만 부착될 수 있다. 즉, 앞선 실시예들에서는 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)의 외면 상단 부근에서 하단 부근까지 전체적으로 부착된 실시예를 기준으로 도시되었으나, 이는 일 실시예에 불과하며 도 14에 도시된 바와 같이 전극 조립체(10)의 외면 상하 길이 중 일부 지점에만 부착될 수 있다.
한편, 도 14에서는 실 테이프(100)가 전극 조립체(10)의 외면 하부에 부착된 것으로 도시되었으나, 전극 조립체(10)의 외면 상부나 중앙부, 또는 그 이외의 부분에 부착될 수도 있음은 물론이며, 본 발명이 이러한 실 테이프(100)의 특정 부착 위치에 의해 제한되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 전극 조립체
100: 실 테이프
110: 내부 공간

Claims (12)

  1. 젤리 롤 형태로 권취되어 전지 캔에 수납되는 전극 조립체의 외면에 부착되는 이차 전지용 실 테이프에 있어서,
    상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방된 내부 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 실 테이프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간은 공기의 유입으로 부피가 확장되는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 실 테이프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간은 둘 이상 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 실 테이프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전지 캔의 내면과 대면하는 측면부에 엠보싱 구조로 요철부가 형성된 것을 특징으로 이차 전지용 실 테이프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간은 상부가 하부보다 넓은 것을 특징으로 하는 이차 전지용 실 테이프.
  6. 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 젤리 롤 형태로 권취된 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수납하는 전지 캔; 및
    상기 전극 조립체의 외면에 부착되며, 상부 및 측면부가 밀폐되고 하부가 개방된 내부 공간이 형성되어 상기 내부 공간에 공기를 수용하는 실 테이프
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실 테이프의 내부 공간은 공기가 유입되는 경우 그 부피가 확장되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 실 테이프는 둘 이상의 내부 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 실 테이프는 상기 전지 캔의 내면과 대면하는 측면부에 엠보싱 구조로 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 실 테이프의 내부 공간은 상부가 하부보다 넓은 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전지 캔은 원형인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 전지 캔은 비딩부를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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