KR101760985B1 - 폴리머 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연전압 측정을 용이하게 하는 폴리머 전지에 관한 것이다.
또한 본 발명은 파우치형 외장재를 갖는 폴리머 전지에 있어서, 상기 파우치형 외장재는 상기 파우치형 외장재의 내측에 형성되어 상기 파우치형 외장재의 내부를 실링하는 실링 영역 층, 금속재질로 마련되고, 상기 파우치형 외장재의 외측에 형성되며, 주변보다 두꺼운 두께를 갖는 단면 노출부가 형성되는 미 실링 영역 층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리머 전지{POLYMER BATTERY}

본 발명은 폴리머 전지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 절연전압 측정을 용이하게 하는 폴리머 전지에 관한 것이다.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.

리튬 2차전지는 전해질 형태에 따라 리튬금속전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머 전지로 나눌 수 있다.

여기서 리튬 폴리머 전지는 전해질이 고체 또는 젤 형태이기 때문에 불의의 사고로 전지가 파손되어도 전해질이 밖으로 새어 나가지 않아 발화하거나 폭발할 우려가 거의 없어 안정성이 확보되고 에너지 효율이 높다는 장점이 있다.

또한, 견고한 금속 외장을 사용할 필요가 없고, 용도에 따라 다양한 크기와 모양으로 제조할 수 있으며, 3mm이하 두께로 제작이 가능하고 무게도 30%이상 줄일 수 있으며, 대량생산 및 대형전지 제조가 가능하다.

이런 이유로 리튬 폴리머 전지는 현재 상용화되어 다양한 분야에서 사용되고 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2013-0102807호에는 종래의 리튬 폴리머 이차전지가 공지되어 있다.

이러한 폴리머 전지는 제조 과정의 제조 특성 검사 단계에서 절연전압 측정을 통해 절연성을 확인한다.

즉, 절연전압 측정기로 한 단자는 양극 리드(lead)에 접촉하고 다른 단자는 파우치(pouch)의 알루미늄(aluminium) 노출면을 접촉하여 절연전압을 측정한다.

기존 소형 폴리머 배터리의 경우 측면의 절단면이 알루미늄 노출면이 되어 측정 포인트가 된다.

하지만, 더블 사이드 폴딩(double side folding)을 하는 배터리의 경우 측면 절단면이 외곽으로 노출되지 않기 때문에 기존의 측정 포인트에서 절연전압을 측정할 수 없어 새로운 절연전압 측정을 위한 금속 접촉부를 확보해야 할 필요성이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 절연전압을 용이하게 측정할 수 있게 하는 폴리머 전지를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 폴리머 전지는 파우치형 외장재를 갖는 폴리머 전지에 있어서, 상기 파우치형 외장재는 상기 파우치형 외장재의 내측에 형성되어 상기 파우치형 외장재의 내부를 실링하는 실링 영역 층, 금속재질로 마련되고, 상기 파우치형 외장재의 외측에 형성되며, 주변보다 두꺼운 두께를 갖는 단면 노출부가 형성되는 미 실링 영역 층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파우치형 외장재의 내부에 탑재된 전극 조립체 상기 전극 조립체의 일측으로부터 연장되어 상기 파우치형 외장재의 일측부를 관통하게 형성되는 전극부를 더 포함하며, 상기 단면 노출부는 상기 미 실링 영역 층 중 상기 전극부와 인접하는 위치에 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링 영역 층은 상기 전극 조립체의 일측단 테두리를 감싸게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링 영역 층은 상기 단면 노출부와 겹쳐지는 영역의 두께가 주위 영역의 두께에 비해 두꺼운 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링 영역 층의 모서리는 라운드되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다양한 타입의 폴리머 배터리에서 쉽게 절연전압을 측정할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지의 커버를 제거하여 내측의 주요부를 도시하는 도면이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지의 커버를 제거하여 내측의 주요부를 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 전지는 크게 충전과 방전을 행하는 전극 조립체(20)와, 전극 조립체(20)를 수용하는 파우치형 외장재(10)로 구성된다.

상기 전극 조립체(20)는 양극 및 음극과, 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함한다. 구체적으로, 상기 전극 조립체(20)는 양극/분리막/음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전 소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 전극 조립체(10)에는 각 극판으로부터 전극 탭이 연장되어 있으며, 상기 전극 탭에는 전극부(21)가 각각 전기적으로 연결되어 파우치형 외장재(10)의 외부로 일부가 노출되어 있다.

상기 파우치형 외장재(10)는 폴리머 전지(1)의 전체적인 외관을 형성하며, 하나 이상의 폴리머막으로 이루어져 파우치형으로 형성되고, 그 내부에 전극 조립체(20)를 내장하는 공간을 제공한다. 이때, 상기 파우치형 외장재(10)는 수지층/금속박층/수지층의 알루미늄 라미네이트 필름 타입으로 이루어져, 전극 조립체(20)의 형상에 따라 유연하게 형태가 변형될 수 있다.

구체적으로, 파우치형 외장재(10)는 내부에 전극 조립체(20)가 수용되기 위한 수용부(14)가 형성되고 상기 수용부(14)를 덮는 커버(40)로 구성된다. 이때, 상기 파우치형 외장재(10)의 가장자리는 상기 수용부(14)에 주입된 전해액(미도시)이 외부로 노출되지 않도록 실링(sealing)된다. 보다 구체적으로는, 상기 파우치형 외장재(10)와 커버(40)가 서로 접하는 가장자리는 열과 압력에 의해 실링된다.

이러한 상기 파우치형 외장재(10)는 상기 파우치형 외장재(10)의 내측에 형성되어 열과 압력에 의해 상기 커버(40)에 수밀하게 밀착되어 상기 파우치형 외장재(10)의 내부를 실링하는 실링 영역 층(11)과 상기 실링 영역 층(11)의 외측에 형성되는 미 실링 영역 층(13)으로 구분할 수 있다.

상기 미 실링 영역 층(13)은 상기 알루미늄 라미네이트 필름의 금속재질로 마련되고, 상기 미 실링 영역 층(13)의 일부는 주변보다 두꺼운 두께를 갖는 단면 노출부(13a)를 형성한다.

이와 같이 상기 단면 노출부(13a)의 두께가 상기 미 실링 영역 층(13)의 다른 부위에 비해 두껍게 형성되는 것은 상기 단면 노출부(13a)의 알루미늄 라미네이트 필름의 노출면을 확보하기 위함이다.

다시 말해서 상기 단면 노출부(13a)는 알루미늄 라미네이트 필름의 노출면을 제공하여 외부에서 절연전압 측정기의 단자를 접속할 수 있게 해야 하는데, 상기 단면 노출부(13a)의 내측에 형성된 상기 실링 영역 층(11)은 실링 작업 과정에서 열과 압력을 받게 되며, 이때 상기 실링 영역 층(11)이 녹으면서 상기 단면 노출부(13a)를 덮을 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 상기 단면 노출부(13a)의 두께를 주변보다 두껍게 형성하여 알루미늄 라미네이트 필름의 노출면을 확보하게 하는 것이다.

이때, 도 2를 참조하여, 상기 단면 노출부(13a)는 상기 미 실링 영역 층(13) 중 상기 전극부(21)와 인접하는 위치에 하나 이상 마련되어 절연전압을 측정하기 용이하게 하는 것이 좋다.

즉, 절연전압을 측정할 시 절연전압 측정기의 한 단자는 상기 전극부(21)의 양극 리드에 접속하고 절연전압 측정기의 다른 단자는 상기 단면 노출부(13a)에 접속하여야 하기 때문에 상기 단면 노출부(13a)는 상기 전극부(21)와 인접하는 위치에 마련되는 것이 절연전압 측정을 용이하게 한다.

그리고 상기 실링 영역 층(11)은 상기 단면 노출부(13a)와 겹쳐지는 영역의 두께가 주위 영역의 두께에 비해 두껍게 형성되고, 상기 실링 영역 층(11)의 모서리는 라운드되게 형성되어 상기 실링 영역 층(11)은 상기 전극 조립체(20)의 일측단 테두리를 감싸게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 실링 영역 층(11)의 구성은 상기 단면 노출부(13a)의 두께가 상기 미 실링 영역 층(13)의 다른 부위에 비해 두껍게 형성됨에 따라 상기 단면 노출부(13a)와 겹쳐지는 상기 실링 영역 층(11)의 두께가 상대적으로 얇아지는 것을 방지하여 상기 실링 영역 층(11)의 실링 기능을 유지하게 하기 위함이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 폴리머 전지는, 다양한 타입의 폴리머 배터리에서 쉽게 절연전압을 측정할 수 있게 하는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 폴리머 전지을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 파우치형 외장재
11: 실링 영역 층
13: 미 실링 영역 층
13a: 단면 노출부
14: 수용부
20: 전극 조립체
21: 전극부
40: 커버

Claims (5)

1. 파우치형 외장재(10)를 갖는 폴리머 전지에 있어서,
   상기 파우치형 외장재(10)는,
   상기 파우치형 외장재(10)의 내측에 형성되어 상기 파우치형 외장재(10)의 내부를 실링하는 실링 영역 층(11);
   금속재질로 마련되고, 상기 파우치형 외장재(10)의 외측에 형성되는 미 실링 영역 층(13); 및
   상기 미 실링 영역 층(13)의 일부 중 주변보다 두꺼운 두께를 갖으며, 알루미늄 라미네이트 필름의 노출면을 제공하여 외부에서 절연전압 측정기의 단자를 접속할 수 있게 하는 단면 노출부(13a); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 전지.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 파우치형 외장재(10)의 내부에 탑재된 전극 조립체(20), 상기 전극 조립체(20)의 일측으로부터 연장되어 상기 파우치형 외장재(10)의 일측부를 관통하게 형성되는 전극부(21)를 더 포함하며,
   상기 단면 노출부(13a)는 상기 미 실링 영역 층(13) 중 상기 전극부(21)와 인접하는 위치에 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 폴리머 전지.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 실링 영역 층(11)은 상기 전극 조립체(20)의 일측단 테두리를 감싸게 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 전지.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 실링 영역 층(11)은 상기 단면 노출부(13a)와 겹쳐지는 영역의 두께가 주위 영역의 두께에 비해 두꺼운 것을 특징으로 하는 폴리머 전지.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 실링 영역 층(11)의 모서리는 라운드되는 것을 특징으로 하는 폴리머 전지.

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