KR101763999B1 - 배터리 셀 - Google Patents

배터리 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR101763999B1
KR101763999B1 KR1020150018090A KR20150018090A KR101763999B1 KR 101763999 B1 KR101763999 B1 KR 101763999B1 KR 1020150018090 A KR1020150018090 A KR 1020150018090A KR 20150018090 A KR20150018090 A KR 20150018090A KR 101763999 B1 KR101763999 B1 KR 101763999B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hole
case
electrode assembly
electrode
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020150018090A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160096440A (ko
Inventor
박지원
신영준
남상봉
안창범
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150018090A priority Critical patent/KR101763999B1/ko
Publication of KR20160096440A publication Critical patent/KR20160096440A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101763999B1 publication Critical patent/KR101763999B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 셀에 관한 것으로서, 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 내부에 수용하는 케이스와, 상기 양극 및 음극과 연결되어 상기 케이스 외부로 돌출된 전극 단자를 포함하며, 상기 케이스에는 두께 방향을 따라 복수 개의 단차를 갖는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 단차가 형성된 홀이 일측에 형성됨에 따라 전자 디바이스 내부의 설계 자유도 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있다.

Description

배터리 셀{Battery Cell}
본 발명은 배터리 셀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전자 디바이스 내부의 설계 자유도 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있는 배터리 셀에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 전극 조립체가 수용되는 용기의 형태에 따라 각형 전지, 원통형 전지, 파우치형 전지로 구분될 수 있다.
도 1은 이러한 각형 이차전지 배터리 셀을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(100)은 양극과 세퍼레이터와 음극이 순차적으로 배치된 전극 조립체(미도시)와, 전극 조립체(미도시)를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 케이스(20)와, 전극 조립체(미도시)와 연결되어 케이스(20) 외부로 인출되는 전극 단자(19)를 포함한다. 또한, 각형 또는 원통형 이차전지의 외장재는 개방단이 형성된 케이스(20) 및 개방단에 밀봉 결합되는 캡 조립체가 구비된다.
그러나 이와 같은 종래 이차전지 배터리 셀(100)은 단면 형상이 사각형상으로 일정하게 구비되어 있다. 이러한 종래 이차전지 배터리 셀(100)은 최근 소형화 내지 박형화되는 전자 부품등이 전자 디바이스의 내부에 장착되기 위해서 배터리 셀(100)이 장착되는 공간 이외의 여분의 공간을 요구하는 문제점이 있었다. 또한, 전자 부품 등의 형상에 따라 전자 디바이스 내부에는 사공간이 발생할 수 있고, 이는 전자 디바이스의 부피당 에너지 밀도를 저하시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자 디바이스의 내부 설계 자유도 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있는 배터리 셀을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배터리 셀은, 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 내부에 수용하는 케이스와, 상기 양극 및 음극과 연결되어 상기 케이스 외부로 돌출된 전극 단자를 포함하며, 상기 케이스에는 두께 방향을 따라 복수 개의 단차를 갖는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 관통홀의 개구면은 사각형상인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 관통홀의 개구면은 원 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 관통홀은 상기 케이스의 가운데를 기준으로, 상기 전극 단자 측으로 치우친 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 관통홀은 상기 케이스의 가운데에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 양극, 상기 음극 및 상기 세퍼레이터 중 적어도 하나에는 상기 관통홀의 개구면과 대응되는 형상의 개방홀이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전극 조립체는 각각 복수 개로 마련되는 상기 양극, 상기 세퍼레이터, 상기 음극이 적층되어 이루어지며, 상기 복수 개의 양극과 음극 및 세퍼레이터 각각에 형성되는 개방홀은 서로 다른 크기를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전극 조립체는 상기 양극, 상기 세퍼레이터, 상기 음극으로 이루어지는 복수 개의 기본 단위체를 포함하며, 어느 하나의 상기 기본 단위체에 형성되는 상기 개방홀의 면적은 이웃하는 상기 기본 단위체에 형성되는 상기 개방홀의 면적과 상이하여 단차를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배터리 셀에 따르면, 단차가 형성된 홀이 케이스의 일측에 형성됨에 따라 전자 디바이스 내부의 설계 자유도 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있다.
또한, 전극 및 세퍼레이터에 개방홀을 형성함으로써, 전극 및 세퍼레이터의 적층에 의해 형성되는 전극 조립체에 개방홀이 형성됨에 따라 전자 디바이스 내부의 설계 자유도 및 공간 활용도를 높일 수 있다.
또한, 전극 조립체에 포함되는 복수 개의 기본 단위체 각각에 형성되는 개방홀의 면적을 상이하게 함으로써 기본 단위체의 적층을 통하여 형성되는 전극 조립체의 개방홀이 단차를 갖도록 하여 전자 디바이스 내부의 설계 자유도 및 공간 활용도를 높일 수 있다.
도 1은 종래 배터리 셀을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 셀을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체를 형성하기 위한 복수 개의 기본 단위체를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 셀을 도시한 도면.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 셀에 대하여 상세히 설명한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 셀(1)은 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)를 포함하는 전극 조립체(10)와, 전극 조립체(10) 및 전해액을 내부에 수용하는 케이스(20)와, 양극(11) 및 음극(13)과 연결되어 상기 케이스(20) 외부로 돌출된 전극 단자(19)를 포함하며, 케이스(20)의 일측에 형성되는 관통홀(30)을 포함한다.
전극 조립체(10)는 양극(11)과 음극(13) 사이에 세퍼레이터(15)가 개재되어 교대로 적층됨으로써 구비된다. 이러한 전극 조립체(10)는 케이스(20) 내부에 수납되고, 전극 조립체(10)가 수납된 케이스(20) 내부로 전해액이 주액된다. 전극 단자(19)는 일측이 전극 조립체(10)와 연결되고, 타측이 케이스(20)의 외부로 연장되도록 구비되어 전자 디바이스와 전기적으로 연결된다. 즉, 양극 단자는 양극(11)과 연결되고, 음극 단자는 음극(13)과 연결된다.
전극 조립체(10)를 수납하는 케이스(20)는 각형 금속 캔 또는 파우치로 구비될 수 있다.
케이스(20)의 일측에는 관통홀(30)이 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 관통홀(30)은 케이스(20) 일측에 케이스(20)의 두께 방향을 따라 관통 형성된다.
케이스(20)의 관통홀(30)은 그 개구면이 다양한 형상 및 크기로 형성될 수 있다. 이러한 관통홀(30)의 형상에 따라 실시예를 나눌 수 있다. 도 2는 본 발명에 따른 배터리 셀(1)의 제1 실시예를 도시한 것으로, 관통홀(30)의 개구면이 사각형상으로 형성될 수 있다. 이는 배터리 셀(1)이 적용되는 휴대폰과 같은 전자 디바이스의 다른 부품 모듈들이 주로 사각의 형상으로 구비됨에 따라, 전자 디바이스 내에서의 부품 모듈의 배치에 있어서 사공간이 발생하지 않도록 설계 자유도를 증대시키기 위함이다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 배터리 셀(1)의 제2 실시예와 같이, 관통홀(30)의 개구면이 원 형상으로 형성될 수 있음은 당연하다. 이에, 관통홀(30)의 개구면 형상 및 크기를 배터리 셀(1)이 적용되는 전자 디바이스가 요구하는 조건에 따라 선택적으로 형성할 수 있다.
이러한 관통홀(30)은 케이스(20)의 두께 방향을 따라 적어도 2단 이상의 단차(31)를 갖도록 형성된다. 즉, 관통홀(30)은 다단으로 케이스(20)에 형성된다. 즉, 최상단 관통홀(30')의 개구면 크기와 최하단 관통홀(30)의 개구면 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 최상단 관통홀(30')의 개구면 크기가 최하단 관통홀(30)의 개구면 크기보다 크게 마련되어 있다. 이는 배터리 셀(1)이 적용되는 전자 디바이스 내의 부품 모듈이 반드시 정육면체로 구비되지 않고, 다양한 형상 및 크기로 구비되므로 전자 디바이스 내에서 다양한 부품 모듈과의 공간 활용도를 보다 높이기 위해서이다.
한편, 관통홀(30)은 케이스(20)의 가운데를 기준으로, 전극 단자(19) 측으로 치우친 위치에 형성된다.
그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 관통홀(30)은 케이스(20)의 가운데에 형성될 수도 있음은 당연하다. 관통홀(30)이 형성되는 위치는 적용되는 전자 디바이스에 따라 선택적으로 조절하여 형성할 수 있다.
한편, 케이스(20) 내부에 수납되는 전극 조립체(10)는, 양극 활물질이 도포된 양극(11)과, 음극 활물질이 도포된 음극(13) 및 세퍼레이터(15)가 복수 개 적층되어 형성된다. 즉, 복수 개의 양극(11)과 음극(13) 사이에 세퍼레이터(15)가 개재되어 적층됨으로써 전극 조립체(10)가 형성된다.
이와 같은 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)의 일측에는 케이스(20)에 형성된 관통홀(30)의 개구면의 형상과 대응되는 개구면 형상으로 개방홀(17)이 형성된다. 즉, 전극 조립체(10)를 구성하는 복수 개의 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)에는 케이스(20)의 관통홀(30)과 대응되는 위치 및 형상으로 개방홀(17)이 형성된다(도 4 참조). 케이스(20)의 관통홀(30)의 개구면이 사각형상으로 형성될 경우, 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)의 개방홀(17) 역시 개구면이 사각형상으로 형성되고, 관통홀(30)의 개구면이 원 형상으로 형성될 경우, 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)의 개방홀(17) 역시 개구면이 원 형상으로 형성된다.
이에, 전극 조립체(10)를 구성하기 위하여 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)의 적층 시 각각의 양극(11), 음극(13) 및 세퍼레이터(15)에 각각 형성된 개방홀(17)의 중심이 서로 일치하도록 배치하고 이를 적층함으로써 전극 조립체(10)에도 케이스(20)의 관통홀(30)과 대응되는 개방홀(17)이 형성된다.
또한, 도면에서 도시되지는 않았으나, 전극 조립체(10)를 이루는 양극(11), 음극(13), 세퍼레이터(15)의 개방홀(17)은 그 면적이 서로 상이할 수도 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 변형례에 대하여 설명한다. 본 발명의 변형례에 의하면, 전극 조립체(10)는 복수 개의 기본 단위체가 적층되는 구조로 이루어진다. 기본 단위체는 양극(11), 음극(13), 세퍼레이터(15)가 적층되어 이루어지며, 기본 단위체에는 개방홀(17)이 형성된다.
한편, 각 기본 단위체에 형성되는 개방홀(17)은 이웃하는 기본 단위체에 형성되는 개방홀(17')과 서로 다른 크기를 갖는다. 즉, 어느 하나의 기본 단위체를 이루는 양극(11), 음극(13), 세퍼레이터(15)에 형성되는 개방홀(17)의 크기는 일정하게 형성하되, 다른 기본 단위체에 형성되는 개방홀(17')과는 상이하게 형성한다. 이에, 복수 개의 기본 단위체를 적층하여 전극 조립체(10)의 형성 시, 전극 조립체(10)에 형성되는 개방홀(17,17')이 단차를 형성하도록 한다. 이러한 구조에 의하면, 개방홀(17, 17')이 단차를 가짐에 따라 전극 조립체에 형성된 홀도 단차를 가지고, 이에 따라 전자 디바이스에 적용 시 보다 다양한 형상의 전자 부품과의 공간 활용도를 높일 수 있다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11: 양극
13: 음극
17: 개방홀
20: 케이스
30: 관통홀

Claims (8)

  1. 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 내부에 수용하는 케이스와, 상기 양극 및 음극과 연결되어 상기 케이스 외부로 돌출된 전극 단자를 포함하며,
    상기 케이스에는 두께 방향을 따라 복수 개의 단차를 갖는 관통홀이 형성되고,
    상기 전극 조립체는 각각 복수 개로 마련되는 상기 양극, 상기 세퍼레이터, 상기 음극이 적층되어 이루어지며,
    상기 복수 개의 양극, 음극 및 세퍼레이터에는 상기 케이스의 관통홀 개구면과 대응되는 형상의 개방홀이 형성되고,
    상기 복수 개의 양극과 음극 및 세퍼레이터 각각에 형성되는 개방홀은 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀의 개구면은 사각형상인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀의 개구면은 원 형상인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 케이스의 가운데를 기준으로, 상기 전극 단자 측으로 치우친 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 케이스의 가운데에 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020150018090A 2015-02-05 2015-02-05 배터리 셀 KR101763999B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150018090A KR101763999B1 (ko) 2015-02-05 2015-02-05 배터리 셀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150018090A KR101763999B1 (ko) 2015-02-05 2015-02-05 배터리 셀

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160096440A KR20160096440A (ko) 2016-08-16
KR101763999B1 true KR101763999B1 (ko) 2017-08-01

Family

ID=56854438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150018090A KR101763999B1 (ko) 2015-02-05 2015-02-05 배터리 셀

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101763999B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220061869A (ko) 2020-11-06 2022-05-13 주식회사 세븐킹에너지 관통부를 갖는 이차 전지.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220061869A (ko) 2020-11-06 2022-05-13 주식회사 세븐킹에너지 관통부를 갖는 이차 전지.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160096440A (ko) 2016-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100965049B1 (ko) 고출력 리튬 2차 전지 유닛셀의 적층 구조
KR101042132B1 (ko) 고출력 리튬 2차 전지용 케이스
US9548475B2 (en) Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same
EP1705731B1 (en) Secondary battery with injection molded resin casing having shallow compartments for housing electrode plate groups.
KR101402657B1 (ko) 비정형 구조의 전지팩
KR102444124B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR101596269B1 (ko) 안전성이 향상된 신규한 구조의 전지셀
KR102170472B1 (ko) 다중공동 배터리 모듈
JP6348327B2 (ja) 二次電池用バッテリーセルおよびこれを含むバッテリーパック
KR101491721B1 (ko) 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법
KR101782984B1 (ko) 다방향성 연결구조를 가진 전지셀들 또는 단위모듈들을 포함하는 전지모듈
JP2010087170A (ja) 蓄電デバイス
KR101583371B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 이차전지 모듈
KR20130062543A (ko) 2차 전지의 파우치형 배터리 셀 모듈
KR20150069905A (ko) 전지 모듈
KR101763999B1 (ko) 배터리 셀
KR20190090299A (ko) 프레임에 형성된 비드를 포함하는 전지모듈 제조방법 및 이에 의해 제조된 전지모듈
JP6520156B2 (ja) 蓄電装置及び蓄電装置モジュール
JP2004327887A (ja) コンデンサアレイ又は電池アレイ
KR20170027579A (ko) 향상된 냉각구조를 갖는 배터리 모듈
KR101725903B1 (ko) 계단 구조의 전극조립체에 대응하는 돌출부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하는 전지셀
KR101805243B1 (ko) 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법
KR102278997B1 (ko) 전극조립체 및 그 제조방법
KR102383163B1 (ko) 이차전지
KR102576583B1 (ko) 배터리 셀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant