KR101713094B1 - 용량이 증가된 구조의 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스;로 이루어진 전지에 있어서, 상기 전지 케이스의 상단 접합부는 상기 전지 케이스의 장축('Y' 방향) 및 단축('X' 방향)을 기준으로 상기 전지 케이스의 상기 장축의 상단면 방향으로 절곡되고, 상기 상단 접합부 상에 가로질러 배치된 두 전극단자는 상기 상단면을 따라 상기 전지 케이스의 장축 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 전지를 제공한다.

Description

용량이 증가된 구조의 전지 {A secondary battery with improving capacity}
본 발명은 용량이 증가된 구조의 전지에 관한 것이다.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 삽입과 이탈이 자유로운 탈착식 구조로 사용되기도 하고, 또는 외부기기의 내부에 매립되는 형태의 내장형 구조로 사용되기도 한다. 예를 들어, 노트북과 같은 디바이스는 사용자의 필요에 따라 전지의 삽입과 이탈이 가능한 반면에, 일부 휴대폰, MP3(MPEG Audio Layer-3), 태블릿 PC, 스마트 패드 등과 같은 디바이스는 그 구조 및 용량의 문제로 내장형 전지팩의 사용이 요구되기도 한다.
한편, 최근 사용량이 급격히 증가하고 있는 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM), TCO(Thermal Cut-out) 등이 전지팩의 작동을 제어하는 BMU(Battery Management Unit)에 포함되어 있다.
이러한 이차전지는 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 이차전지의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하는 파우치형 전지는 중량이 작고 제조비용이 낮다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.
그러나, 이러한 구조로 이루어진 종래의 전지는, 해당 기기와 관련하여 길이가 제한되어 있는데다 상단 접합부가 전지 케이스의 길이방향으로 연장되어 형성되어 있기 때문에, 전지 케이스 안에 수용되는 전지 내장물, 즉, 전극 조립체의 길이가 한정되어짐으로써 전지의 전력저장 용량과 출력이 상대적으로 낮아지는 문제점이 있었다. 즉, 상단 접합부로 인해 동일 규격 대비 전지의 용량이 감소하게 되고, 구조적으로 취약한 상단 접합부로 인해 전지팩의 낙하 또는 외부 충격의 인가시 많은 내부 단락 등의 문제점들이 유발될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결할 수 있는 특정 구조의 전지가 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지 케이스의 상단 접합부가 상기 전지 케이스의 길이방향으로 차지했던 폭만큼 전지 케이스의 수용부와 상기 수용부 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 크게 하여, 동일 외장 규격 대비 전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있도록 하는 패키지 구조를 가진 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전지 케이스의 상단 접합부에 장착되는 보호회로에서 배면에 형성된 TCO(Thermal Cut-out)를 전지셀의 상단면에 직접 접촉되어 밀착됨으로써, 전지셀의 발열을 신속하게 감지할 수 있는 전지를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지는, 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스;로 이루어진 전지에 있어서,
상기 전지 케이스의 상단 접합부는 상기 전지 케이스의 장축('Y' 방향) 및 단축('X' 방향)을 기준으로 상기 전지 케이스의 상기 장축의 상단면으로 절곡되고, 상기 상단 접합부 상에 가로질러 배치된 두 전극단자는 상기 상단면을 따라 상기 전지 케이스의 장축 방향으로 절곡되는 구조로 구성되어 있다.
따라서, 전지 케이스의 상단 접합부가 상기 전지 케이스의 길이방향으로 차지했던 폭만큼 전지 케이스의 수용부와 상기 수용부 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 크게 하여, 동일 외장 규격 대비 전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 전극 조립체는 적층형 전극 조립체 또는 젤리롤형 전극 조립체에 바람직하게 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 전지 케이스의 상단 접합부와 양측 접합부의 공유부가 일정한 크기로 절취되어 있다. 절취되는 공유부의 크기는, 상단 접합부를 전지 케이스의 상단면에 접하게 접고 양측 접합부를 전지 케이스의 양 측면에 접하게 접을 때, 상기 상단 접합부와 양측 접합부가 중첩되는 부위의 크기에 따라 결정된다. 따라서, 접합부의 크기가 큰 경우에는 그만큼 절취되는 공유부의 크기도 커지게 된다.
또, 절취된 상단 접합부와 양측 접합부의 단부들을 라운딩 처리함으로써, 전지의 조립과정에서 취급자가 다치는 것을 예방할 수도 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 상기 공유부의 절취에 따라 줄어든 접합부의 폭을 보상하기 위하여, 상단 접합부에 대응하는 내측 코너부는 큰 곡률반경을 가지도록 구성되어 있다. 상단 접합부와 양측 접합부가 만나는 부위의 폭은, 해당 공유부의 절취로 인해, 상단 접합부 및 양측 접합부보다 줄어들게 되므로, 전지의 밀봉 측면에서 취약한 부위로 작용한다.
또한, 상기 상단 접합부가 전지 케이스의 상단면에 접하도록 접게 되므로, 그와 같이 접힌 전지 케이스의 상단면에 보호회로를 배치할 때에는 상기 보호회로의 배면이 상기 상단면에 접하도록 배치할 수 있으며, 구체적인 예에서, 상기 보호회로의 배면에는 TCO(Thermal Cut-out)가 부착되어 상기 전지 케이스의 상단면에 직접 밀착되는 구조일 수 있다.
일반적으로, TCO는 온도가 상승하여 소정의 값에 도달하였을 때 전류가 차단되는 부품으로서, 상기 TCO가 상기 전지 케이스에 내장된 상기 전극 조립체의 상단면에 직접 접촉되어 있으므로 전지의 발열을 신속히 감지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같은 바람직한 예에서 전지 케이스의 내측 코너부가 큰 곡률반경을 가지도록 구성될 때, 전극 조립체의 대응 단부 역시 그에 상응하는 형상으로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 전지의 용량은 더욱 커질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체가 라미네이트 시트의 전지케이스에 장착되어 있는 것이라면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있다.
이러한 리튬 이차전지는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 양극, 음극, 전해질 등으로 구성되어 있는 바, 이하에서 상술한다.
일반적으로, 상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전제 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 도전제는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전제 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
음극은 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 재료는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
리튬염 함유 비수계 전해질은, 비수 전해질용 용매와 리튬염으로 이루어져 있다. 상기 용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
경우에 따라서는 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용될 수도 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene carbonate), PRS(Propene sultone), FPC(Fluoro-Propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전지 케이스에는 상기 전극단자 부위를 제외한 외주면 전체에 밀봉 테이프가 부착되어 있는 구조일 수 있으며, 구체적인 예에서, 상기 밀봉 테이프는 절연성의 접착제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 상기 이차전지를 전원으로 사용하는 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스의 바람직한 예로는, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등을 들 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 패키지 구조는 전지 케이스의 상단 접합부가 상기 전지 케이스의 길이방향으로 차지했던 폭만큼 전지 케이스의 수용부와 상기 수용부 안에 수용되는 전극 조립체의 길이를 확대시켜 동일 외장 규격 대비전지의 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있게 한다. 더욱이, 보호회로의 배면에 형성된 TCO(Thermal Cut-out)를 전지셀과 직접 접촉하도록 구성하여 전지의 발열을 보다 신속히 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전지셀의 사시도이다;
도 2는 본 발명에 따른 전지와 종래 전지를 대비하는 모식도들이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지의 제조 과정에 대한 모식도들이다;
도 4는 도 3의 'A' 부분에 대한 확대도이다;
도 5는 본 발명에 따른 전지의 모식도이다.
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 1에는 본 발명에 따른 전지셀의 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지셀(100)은 전극 단자들(양극단자: 101, 음극단자: 102)이 일측 단부에 형성되어 있는 판상형 전지셀(100)이다. 구체적으로 판상형 전지셀(100)은 금속층(도시하지 않음)과 수지층(도시하지 않음)을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스(110)에 전극조립체(도시하지 않음)를 내장하고, 열융착에 의해 실링부(116)를 형성한 구조이다.
이러한 전지셀(100)은 전극 단자들(101, 102)이 단자 접속부재들(도시하지 않음) 사이에서 면접촉되어 결합되도록 판상형의 플레이트 구조로 형성되어 있다.
또한, 공간상의 효율을 향상시키기 위하여 양 측의 실링부(116)만을 전지셀(100) 본체에 밀착되도록 절곡시키고, 상단 실링부(120)는 미절곡 상태로 유지하여 그러한 상단 실링부(120)에 PCM (도시하지 않음)이 탑재된다.
도 2에는 본 발명에 따른 전지와 종래 전지를 대비하는 모식도들이 도시되어 있다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전지 (100)는 대략, 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체(150)와, 전극 조립체(150)의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자(101, 102)가 외부로 노출되도록 밀봉되도록 구성된 전지 케이스(110)로 이루어져 있다.
종래의 전지 케이스(110a)는 상단 실링부(120a)가 미절곡된 상태에서 TCO(300a)와 PCB(200a)가 외측 방향으로 길게 장착되는 구조임에 반해, 본 발명에 따른 전지(100)는 전지 케이스(110)의 상단 실링부(120)와 양측 실링부(116)가 형성되어 있고, 전지 케이스(110)의 상단 실링부(120)는 전극 조립체(150)의 길이를 증대시켜 전력저장 용량과 출력을 증대시킬 수 있도록, 전지 케이스(110)의 상단면 쪽으로 접히고, 상단 실링부(120) 상에 가로질러 배치된 두 전극단자(101, 102)는 전지 케이스(110)의 길이방향으로 절곡된다.
여기서, 상단 실링부(120)의 내측면으로 PCB(200)에 연결되어 있는 TCO(300)가 전극조립체(150)의 상단면에 직접 밀착되어 접촉되어 전지(100)의 온도가 상승하여 소정의 값에 도달하는 경우에 전류를 신속히 차단시키게 된다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지의 제조 과정에 대한 모식도들이 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 'A' 부분의 확대도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명에 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 2와 함께 참조하여, 이하에서는 본 발명에 따른 전지(100)의 제조 과정을 설명하기로 한다.
전지 케이스(110)의 외주면에는 상단 실링부(120)와 양측 실링부(116)가 형성되어 있고, 전지 케이스(110)의 상단에는 두 개의 전극단자(101, 102)가 돌출되어 있는 상태에서, 전지 케이스(110)의 상단 실링부(120)와 양측 실링부(116)가 만나는 공유부(105)는 상단 실링부(120)가 전지 케이스(300)의 인접한 측면에 용이하게 접힐 수 있도록 절취되어 있다. 따라서, 상단 실링부(120)와 양측 실링부(116)를 전지 케이스(110)의 인접한 측면에 접는 과정이 매우 용이해진다.
여기서, 공유부(105)는 각 단부가 라운딩 처리되어 있어서 전지 조립 과정 등에서 취급자가 다칠 가능성을 예방한다.
상단 실링부(120)와 양측 실링부(116)가 만나는 공유부(105)가 절취됨으로 인해, 절취 부위의 밀봉력은 상단 실링부(120) 및 양측 실링부(116)와 비교하여 상대적으로 떨어지게 된다. 따라서, 정상적인 작동 상태에서의 전극 조립체(150)의 진공 감압은 상대적으로 밀봉력이 떨어지는 절취 부위에 집중될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 전지 케이스(110)의 상단 실링부(120)에 대응하는 내측 상단 코너부(314)는 접합 부위의 두께를 넓게 확보할 수 있도록 큰 곡률 반경으로 형성되어 있다. 즉, 공유부(105)의 절취로 인해 외면에서 감소된 접합 부위의 크기는 내면에서 보충됨으로써 우수한 밀봉력을 제공할 수 있다. 더불어 내측 상단 코너부(314)의 곡률반경을 적정한 범위로 설정하여 임계치 이상의 내압이 발생하였을 때 가압 가스가 배출될 수 있도록 하여 전지의 안전성을 담보할 수 있게 하여 준다.
상기와 같은 구조에서, 본 발명에 따르면, 상단 실링부(120)의 일면에는 PCB(200)와 전기적으로 연결되어 있는 TCO(300)가 부착되어 있으므로 상단 실링부(120)가 절곡되는 과정에서 전지 케이스(110)의 상면에 밀착됨으로써, TCO(300)가 전극조립체(150)의 일면에 직접 접촉 된다. 또, 상단 실링부(120)가 절곡됨에 따라, 두 개의 전극단자들(101, 102)도 절곡되는 구조를 가진다.
최종적으로, 상단 실링부(120)과 양측 실링부(116)가 절곡된 상태에서 절연선 밀봉 테이프(400)가 두 개의 전극단자(101, 102)를 제외한 전지 케이스(110)의 외주면을 따라 부착됨으로써, 전지의 제조 과정이 완료된다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 양극판, 음극판 및 분리막으로 구성되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 일정량의 전해액을 수용하고, 상기 전극 조립체의 두 전극판의 해당 전극탭과 연결되는 두 전극단자가 외부로 노출되도록 밀봉하며, 양측 접합부가 인접한 측면에 접히는 전지 케이스;로 이루어진 전지에 있어서,
    상기 전지 케이스의 상단 접합부는 상기 전지 케이스의 장축('Y' 방향) 및 단축('X' 방향)을 기준으로 상기 전지 케이스의 상기 장축의 상단면 방향으로 절곡되고, 상기 상단 접합부 상에 가로질러 배치된 두 전극단자는 상기 상단면을 따라 상기 전지 케이스의 장축 방향으로 절곡되어 있으며,
    상기 상단 접합부가 접혀 있는 전지 케이스의 상단면에 보호회로를 배치함에 있어서 보호회로의 배면이 상기 상단면에 접하도록 배치되어 있고,
    상기 보호회로의 배면에는 TCO (Thermal Cut-out)가 부착되어 상기 전지 케이스의 상단면에 직접 밀착되어 있으며,
    상기 상단 접합부의 내측면으로 PCB(Printed Circuit Board)에 연결되어 있는 TCO가 전극조립체의 상단면에 직접 밀착되어 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 조립체는 적층형 전극 조립체 또는 젤리롤형 전극 조립체인 것을 특징으로 하는 전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 전지 케이스의 상단 접합부와 양측 접합부의 공유부가 절취되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 절취된 상단 접합부와 양측 접합부의 단부들이 라운딩 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 공유부의 절취에 따라 줄어든 접합부의 폭을 보상하기 위하여, 상단 접합부에 대응하는 내측 코너부는 큰 곡률반경을 가지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 내측 코너부의 곡률반경에 상응하는 형상으로 전극 조립체의 단부가 형상되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 케이스에는 상기 전극단자 부위를 제외한 외주면 전체에 절연선 밀봉 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전지를 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 태블릿 PC, 및 넷북으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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