KR101775546B1 - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 설치되는 캡 플레이트 및 케이스의 표면에 결합되는 외부 절연부재를 포함하고, 외부 절연부재는 캡 플레이트에 결합되는 절연 커버 및 케이스의 절연 커버와 결합되는 절연 테이프를 포함한다.

Description

이차전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스를 효과적으로 절연하는 구조를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다. 이러한 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
여기서, 이차 전지의 케이스의 표면은 절연성 물질로 코팅되거나 사출 절연성 테이프로 케이스의 표면표면을 감싸져서 이차 전지의 내부의 전류가 케이스를 통하여 이차 전지 외부로 빠져 나가는 것이 방지되고, 이웃하는 이차 전지들과의 전기적 접촉이 차단된다.
다만, 케이스의 표면을 절연성 물질로 코팅한다고 하여도 코팅층의 두께가 일정하게 형성되게 하는 것과 캡 플레이트에 설치되는 각종 구성들 때문에 캡 플레이트가 위치하는 케이스의 표면표면 전체를 외부에 노출되지 않게 코팅할 수 없는 문제가 있다.
또한, 케이스의 표면을 절연성 테이프로 감싸는 경우, 케이스의 각각의 표면들을 감싸는 절연성 테이프들 사이로 케이스의 표면의 일부가 외부로 노출되는 문제가 발생할 수 있다.
결국, 케이스의 표면이 불완전하게 절연됨으로써 케이스의 외부로 전기가 배출되거나 인접하는 이차 전지들 사이에 단락이 발생될 수 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 케이스의 표면을 완전히 밀폐하기 위해서는 케이스의 표면 밀폐 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 케이스의 표면을 완전하게 절연할 수 있는 구조를 포함하는 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은 케이스의 표면을 용이하게 절연할 수 있는 구조를 포함하는 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 설치되는 캡 플레이트 및 케이스의 표면에 결합되는 외부 절연부재를 포함하고, 외부 절연부재는 캡 플레이트에 결합되는 절연 커버 및 케이스의 절연 커버와 결합되는 절연 테이프를 포함한다.
또한, 절연 테이프의 면적은 절연 테이프가 결합되는 케이스의 표면의 면적 보다 클 수 있다.
또한, 케이스와 절연 커버의 사이에 절연 테이프의 일부가 위치할 수 있다.
또한, 케이스와 절연 커버의 사이에 절연 커버의 일부가 위치할 수 있다.
또한, 절연 커버는 케이스의 일단에서 캡 플레이트 및 케이스의 일부와 결합될 수 있고, 절연 테이프는 케이스의 일단과 일단의 반대쪽에 위치하는 케이스의 타 단 사이에서 연장하는 케이스의 측면에 결합될 수 있다.
또한, 절연 테이프는 개구가 위치하는 케이스의 일단과 일단의 반대쪽에 위치하는 케이스의 타 단 사이에서 연장하는 케이스의 제1 측면에 결합되는 제1 절연 테이프 및 제1 측면의 반대쪽에 위치하고 케이스의 일단과 케이스의 타 단 사에에서 연장하는 케이스의 제3 측면에 결합되는 제2 절연 테이프를 포함할 수 있다.
또한, 제1 절연 테이프는 케이스의 제1 측면에 결합되는 제1 몸체, 케이스의 제1 및 제3 측면 사이에서 연장되는 케이스의 제2 측면에 결합되는 제11 부분, 제1 및 제3 측면 사이에서 연장되고 제2 측면의 반대쪽에 위치하는 제4 측면에 결합되는 제12 부분을 포함할 수 있고, 제2 절연 테이프는 케이스의 제3 측면에 결합되는 제2 몸체, 제2 측면에 결합되는 제21 부분, 제4 측면에 결합되는 제22 부분을 포함할 수 있다.
또한, 케이스의 제2 측면의 너비는 제1 절연 테이프의 제11 부분과 제2 절연 테이프의 제21 부분의 너비의 합보다 작을 수 있다.
또한, 케이스의 제2 측면 및 제4 측면이 제1 측면 및 제3 측면과 직각을 이룰 때, 제1 절연 테이프의 제11 부분 및 제12 부분은 제1 절연 테이프의 제1 몸체와 직각을 이루고, 제2 절연 테이프의 제21 부분 및 제22 부분은 제2 절연 테이프의 제2 몸체와 직각을 이룰 수 있다.
또한, 제2 절연 테이프의 일단은 제1 절연 테이프의 일단과 겹칠 수 있다.
또한, 절연 커버는 캡 플레이트가 설치되는 케이스의 일단에 결합되는 본체, 본체에서 연장하고 케이스의 일단과 일단의 반대쪽에 위치하는 케이스의 타 단 사이에서 연장하는 케이스의 측면의 일부를 덮는 측면부 및 본체와 측면부에 의하여 형성되어 케이스의 일단이 수용되는 고정홈을 포함할 수 있다.
또한, 절연 커버의 측면부는 절연 테이프의 일부를 덮을 수 있다.
또한, 절연 테이프의 일부는 절연 커버의 측면부를 덮을 수 있다.
또한, 절연 커버의 일면에 접착제가 도포되고, 접착제가 도포된 절연 커버의 일면은 캡 플레이트 및 케이스에 결합될 수 있다.
또한, 절연 테이프는 개구의 반대쪽에 위치하는 케이스의 하단을 덮을 수 있다.
또한, 케이스의 하단을 덮는 절연 테이프의 일부는 개구가 위치하는 케이스의 일단과 일단과 반대쪽에 위치하는 케이스의 타단 사이에서 연장하는 케이스의 측면에 결합되는 절연 테이프의 일부와 각을 이룰 수 있다.
또한, 케이스의 하단에 결합되는 절연 테이프의 일부의 너비는 케이스의 하단의 너비보다 넓을 수 있다.
또한, 외부 절연부재는 개구의 반대쪽에 위치하는 케이스의 하부에 결합되는 하부 절연 커버를 더 포함할 수 있다.
또한, 하부 절연 커버는 케이스의 하부를 덮는 몸체, 몸체에서 연장되어 절연 테이프의 일부를 덮는 측면 및 몸체와 측면에 의해 형성되어 케이스의 하부가 수용되는 수용홈을 포함할 수 있다.
또한, 절연 테이프의 두께는 70μm 내지 100 μm일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 케이스의 표면이 외부에 노출되지 않도록 케이스의 표면을 외부 절연부재를 이용하여 용이하게 절연하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 변형예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 이차 전지의 결합상태를 나태내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에 있어서, 설명의 명확화를 위해 층 또는 영역의 치수는 과장되게 도시될 수 있다. 하나의 층 또는 요소가 다른 층 또는 기재의 '위'에 있다고 하는 것은 직접적으로 위에 있거나, 그 사이에 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 그리고, 하나의 층이 다른 층의 '아래'에 있다고 하는 것은 직접적으로 아래에 있거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 나아가, 하나의 층이 두 개의 층들 '사이'에 있다고 하는 것은 그 하나의 층이 두 개의 층들 사이의 유일한 층이거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층이 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취되어 형성된 복수의 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)가 내장되는 케이스(26), 전극 조립체(10)와 제1 전극 집전부재(50) 또는 제2 전극 집전부재(70)로 전기적으로 연결되는 제1 단자부(30)와 제2 단자부(40), 케이스(26)에 형성된 개구에 결합되는 캡 플레이트(20) 및 케이스(26) 내에 설치되는 제1 및 제2 내부 절연 부재들(60, 80)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 원통형 전지나 리튬 폴리머 전지 등의 전지에 적용될 수 있다.
또한, 제1 전극(11)은 음극으로 제2 전극(12)은 양극으로 구성될 수 있으며, 반대로, 제1 전극(11)은 양극으로 제2 전극(12)은 음극으로 구성될 수 도 있다.
전극 조립체(10)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및 세퍼레이터(13)를 함께 권취함으로써 젤리롤 형태로 이루어질 수 있다. 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 각각 박판의 금속 호일로 이루어지는 집전체와, 각각의 집전체의 표면에 코팅되는 활물질을 포함할 수 있다.
또한, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 제1 전극 무지부(11a) 및 제2 전극 무지부(12a)로 구획될 수 있다.
여기서, 코팅부는 전극 조립체(10)에서 제1 전극(11)과 제2 전극(12)의 대부분을 형성하며, 제1 전극 및 제2 전극 무지부(11a, 12a)는 젤리롤 상태에서 코팅부의 양쪽에 각각 배치될 수 있다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 조립체(10)은 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
이러한 전극 조립체(10)의 제1 전극 무지부(11a)에는 제1 단자부(30)가 제1 전극 집전부재(50)를 매개로 하여 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극 무지부(12a)에는 제2 단자부(40)가 제2 전극 집전부재(70)를 매개로 하여 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 단자부(40)는 캡 플레이트(20)의 반대 쪽 끝 단들에 위치하여 캡 플레이트(20)를 관통하여 이차 전지(100)의 외부로 노출되게 설치될 수 있다.
케이스(26)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성될 수 있다. 또한, 캡 플레이트(20)는 케이스(26)의 개방된 개구 부분에 위치하여 케이스(26) 내부에 전극 조립체(10)를 수용할 수 있다.
캡 플레이트(20)는 얇은 판재로 이루어지며, 케이스(26)의 개구에 결합되어 개구를 밀폐할 수 있다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입구(21)가 형성되고, 전해액 주입구(21)는 전해액 주입 후, 밀봉마개(22)에 의하여 밀봉될 수 있다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부 압력이 설정된 압력 이상일 때 파단되는 벤트 플레이트(24)가 설치되는 벤트 홀(23)이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 단자부(30, 40)는 제1 및 제2 리벳(31, 41), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42)와 캡 플레이트(20) 사이에 설치되는 제1 단자 절연 부재(33), 도전성의 연결 부재(43) 및 제1 및 제2 가스켓(34, 44)을 포함할 수 있다
본 실시예에 따르면, 캡 플레이트(20)는 도선성의 연결 부재(43)에 의하여 제2 단자부(40)와 전기적으로 연결될 수 있기 때문에, 음극 또는 양극의 극성을 가지는 것이 가능하다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 단자부(30)는 플레이트 타입의 단자가 아닌 원기둥 형상으로 이루어진 단자(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)와 제2 리벳(41) 사이에는 도전성의 연결 부재(43) 대신에 절연성의 절연 부재가 설치되는 것도 가능하다. 따라서, 캡 플레이트(20)는 제2 단자부(40)와 전기적으로 연결이 되지 않을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(90)는 절연 커버(91), 제1 절연 테이프(92) 및 제2 절연 테이프(93)를 포함하는 절연 테이프를 포함할 수 있다.
여기서, 절연커버(91)는 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)와 결합되어, 케이스(26)의 표면에 결합될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참고하여, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(90)와 케이스(26)의 표면과의 결합관계를 보다 상세히 설명한다.
도 3을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 케이스(26)는 대략 직육면체 형상으로 케이스(26)의 개구에서 연장되어 형성되는 제1 내지 제 4 측면(261, 262, 263, 264), 캡 플레이트(20)가 설치되는 케이스 상부(265) 및 케이스 상부(265)의 반대 쪽에 위치하는 케이스 하부(266)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 케이스(26)의 제1 및 제3 측면(261, 263)은 제2 및 제 4 측면(262, 264) 보다 큰 면적을 가지고 서로 마주보고 위치하여 제2 및 제4 측면(262, 264)에 의하여 연결될 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 케이스(26)는 직육면체 형상으로 한정되지 않으며, 케이스(26)의 형상은 원통형, 정육면체형 또는 파우치형으로 만들어질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(90)의 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)는 절연성 물질(예: 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate))로 만들어질 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)의 한 쪽 면에는 접착제가 도포될 수 있으며, 본 실시예에 따른 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)의 두께는 70μm 내지 100 μm 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에 따르면 제1 절연테이프(92)의 각각의 끝 단들과 제2 절연 테이프(93)의 각각의 끝 단들이 서로 겹쳐지도록 케이스(26)의 측면에 결합되어 케이스(26)의 측면의 전 부분이 제1 절연 테이프(92) 및 제2 절연 테이프(93)로 둘러 싸여질 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(92)는 제1 몸체(92a), 제11 부분(92b) 및 제12 부분(92c)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(92)의 제11 및 제12 부분(92b, 92c)은 제1 몸체(92a)의 양 끝 단에서 각각 연장되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제1 절연 테이프(92)의 제1 몸체(92a)는 케이스(26)의 제1 측면(261)에 결합될 수 있고, 제11 및 제12 부분들(92b, 92c)은 케이스(26)의 제2 및 제4 측면(262, 264) 각각 결합될 수 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 제11 및 제12 부분(92b, 92c)는 제1 몸체(922)의 양 쪽 끝 단에서 화살표 방향으로 절곡되어 케이스(26)의 제2 및 제4 측면(262, 264)에 결합 될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 절연 테이프(93)의 제2 몸체(93a)는 제1 절연 테이프(92)의 제1 몸체(92a)가 결합된 케이스(26)의 제1 측면(261)과 마주보게 위치한 케이스(26)의 제3 측면(263)에 결합 될 수 있다.
여기서, 제2 절연 테이프(93)는 제2 몸체(93a)의 양 쪽 끝 단에서 연장되어 형성되는 제21 및 제22 부분(93b, 93c)를 포함할 수 있다.
따라서, 제2 몸체(93a)가 케이스(26)의 제3 측면(263)에 결합될 때 제21 및 제22 부분(93b, 93c)는 도 3에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 절곡되어 케이스(26)의 제2 측면(262)과 케이스(26)의 제2 측면(262)에 결합된 제1 절연 테이프(92)의 제11 부분(92b)와 결합될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제11 부분(92b)의 너비(W1)와 제21 부분(93b)의 너비(W3)의 합이 케이스(26)의 제2 측면(262)의 너비(W1)와 같거나 케이스(26)의 제2 측면(262)의 너비(W1)보다 작을 경우, 제11 부분(92b)의 너비(W1)와 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93b) 사이로 케이스(26)의 제2 측면(262)이 외부로 노출될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(92)의 제11 분(92b)의 너비(W1)와 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93b)의 너비(W3)의 합은 케이스(26)의 제2 측면(262)의 너비(W1)보다 넓은 것이 바람직하다.
결국, 제1 절연 테이프(92)의 제11 부분(92b)의 너비와 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93a)의 너비의 합은 케이스(26)의 제2 측면(262)의 너비보다 넓을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(92)의 제11 부분(92b)의 너비(W2)와 제12 부분(92c)의 너비는 대략 동일하게 형성될 수 있고, 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93b)의 너비(W3)와 제22 절곡부(93c)의 너비는 대략 동일하게 형성될 수 있다.
따라서, 제1 절연 테이프(92)의 제 12 부분(92c)의 너비와 제2 절연 테이프(93)의 제22 부분(93c)의 너비의 합은 케이스(26)의 제4 측면(264)의 너비보다 넓을 수 있다.
결국, 본 실시예에 따른 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)를 포함하는 절연 테이프의 케이스(26)의 측면에 결합되는 부분의 면적은 케이스(26)의 측면의 면적보다 넓을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 제2 절연 테이프(93)의 제21 및 제22 부분(93b, 93c)와 제1 절연 테이프(92)의 제11 및 제22 부분(92b, 92c)가 겹치는 부분에는 단차가 형성되어, 케이스(26)의 표면에 발생한 습기가 흐르는 통로가 될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 케이스(26)의 표면에 발생한 습기가 단차를 따라 케이스(26)의 표면에서 배출되는 것이 가능하다.
본 실시예에 따른 절연 커버(91)는 진공 성형 또는 사출 성형되어 형성될 수 있으며, ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리프로필린(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴레에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene-terephthalate) 중 하나의 물질로 만들어 질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 절연 커버(91)는 본체(911), 본체(911)에서 돌출되어 형성된 측면부(912) 및 본체(911)와 측면부(912) 사이에 형성된 고정홈(913)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 절연 커버(91)의 본체(911)는 제1 단자 결합홀(911a), 전해액 주입구 결합홀(912b), 벤트 플레이트 결합홀(913c) 및 제2 단자 결합홀(911d)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 절연 커버(91)가 캡 플레이트(20)가 위치한 케이스 상부(265)에 결합할 때, 절연 커버(91)의 본체(911)의 제1 및 제2 단자 결합홀(911a, 911d)에는 제1 및 제2 단자부(30, 40) 각각이 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 전해액 주입구 결합홀(912b)에는 전해액 주입구(21)를 밀폐하는 밀봉 마개(22)가 삽입되어 결합될 수 있으며, 벤트 플레이트 결합홀(913c)에는 벤트 플레이트(24)가 삽입되어 결합되는 것이 가능하다.
따라서, 본 실시예에 따르면 절연 커버(91)가 케이스 상부(265)에 결합될 때, 절연 커버(91)의 측면(912)은 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)의 위에 위치될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 절연 커버(91)는 케이스(26)에 억지 끼움으로 결합되거나 케이스(26)와 대향하는 절연 커버(91)의 일면에 접착제가 도포되어 케이스(26)와 겹합되는 것이 가능하다.
따라서, 본 실시예에 따르면 절연 커버(91)는 케이스 상부(265)에 밀착되게 겹합되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따르면 절연 커버(91)의 측면(912)은 제1 절연 테이프(92)의 제11 부분(92b)의 모서리 부분 및 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93b)의 모서리 부분과 제1 절연 테이프(92)의 제12 부분(92c)의 모서리 부분과 제2 절연 테이프(93)의 제22 부분(93c)의 모서리 부분이 만나는 부분을 덮을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제1 절연 테이프(92)의 제11 부분(92b)의 모서리 부분과 제2 절연 테이프(93)의 제21 부분(93b)의 모서리 부분에서의 케이스(26)의 표면의 노출을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(90)의 절연 커버(91)는 캡 플레이트(20)와 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)의 사이의 공간에서의 케이스(26)의 표면의 노출을 방지할 수 있다.
결국, 본 실시예에 따르면 케이스(26)의 제1 내지 제4 측면들(261, 262, 263, 164)과 케이스 상부(265)가 외부로 노출되지 않게 밀폐할 수 있고, 케이스(26)의 표면에 외부 절연 부재(90)가 용이하게 결합되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따르면 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)는 일정한 두께(예: 70μm 내지 100 μm 사이의 두께)를 가지고 있기 때문에, 케이스(26)의 표면이 균일하게 절연되는 것이 가능하다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 변형예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
여기서, 본 실시예에 따른 이차전지(101)는 외부 절연 부재(190)의 절연 커버(191)와 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)의 결합 순서를 제외하고는 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일하므로, 이하 에서는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(190)의 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)은 절연 커버(191)의 위에 설치되는 것이 가능하다.
즉, 본 실시예에 따르면 절연 커버(191)의 위로 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)가 결합될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 절연 커버(191)의 길이(L2)는 제1 실시예에 따른 제1 절연 커버(91)의 길이(L1)보다 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)의 두께의 합 만 큼 대략 짧게 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193) 각각의 모서리가 만나는 부분에 형성되는 단차가 절연 커버(191)의 위에 위치되므로 절연 커버(191)와 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193) 사이에 공간이 형성되지 않는 것이 가능하다.
따라서, 절연 커버(191)가 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)가 겹치는 부분에 형성되는 단차의 위에 위치할 경우 단차와 절연 커버(191) 사이에 형성되는 공간이 발생되지 않으므로, 케이스(26)의 표면과 외부가 보다 효과적으로 절연되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따르면 절연 커버(191)위에 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)가 위치하므로, 절연 커버(191)가 제1 및 제2 절연 테이프(192, 193)에 의하여 케이스(26)에 안정적으로 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 5를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(200)는 외부 외부 절연 부재(290)를 제외하고는 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성으로 이루어지므로, 이하에서는 동일한 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 외부 절연 부재(290)는 절연 커버(291), 제1 절연 테이프(292) 및 제2 절연 테이프(293)를 포함하는 절연 테이프를 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 절연 커버(291)는 제1 실시예에 따른 절연 커버(91)와 동일한 구성이므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 절연 커버(291)는 제1 및 제2 절연 테이프(292, 293)와 결합되어 케이스(26)의 표면에 결합될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참고하여, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(290)와 케이스(26)의 표면과의 결합관계를 보다 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 외부 절연 부재(290)의 제1 및 제2 절연 테이프(292, 293)는 절연성 물질(예: 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate))로 만들어질 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 절연 테이프(292, 293)의 한 쪽 면에는 접착제가 도포될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 제1 및 제2 절연 테이프(292, 293)의 두께는 70μm 내지 100 μm 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 실시예에 따른 절연 테이프는 케이스(26)의 개구의 반대쪽에 위치하는 케이스(26)의 하단을 덮을 수 있다.
또한, 케이스(26)의 하단을 덮는 절연 테이프의 일부는 케이스의 일단과 타단 사이에서 연장하는 케이스의 측면에 결합되는 절연 테이프의 일부와 각을 이룰 수 있다.
또한, 케이스의 하단에 결합되는 절연 테이프의 부분의 너비는 케이스의 하단의 너비보다 넓을 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 절연 테이프(292)는 제1 몸체(292a), 제11 부분(292b), 제12 부분(292c) 및 제13 부분(292d)를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(292)의 제1 몸체(292a), 제11 부분(292b) 및 제12 부분(292c) 각각은 제1 실시예에 따른 제1 절연 테이프(92)의 제1 몸체(92a), 제11 부분(92b) 및 제12 부분(92c)와 동일한 구성이므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(292)의 제13 부분(292d)는 제1 몸체(292a)의 일 측 끝 단에서 연장되어 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(292)의 제13 부분(292d)는 제11 및 제12 부분(292b, 292c)들이 연장된 방향과 대략 수직하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(292)가 직육 면체 형상의 케이스(26)의 표면에 결합될 때, 제1 절연 테이프(292)의 제1 몸체(292a)는 케이스(26)의 제1 측면(261)에 결합되고, 제11 및 제12 부분(292b, 292c) 각각은 케이스(26)의 제2 및 제4 측면(262, 264) 각각에 결합되며, 제1 절연 테이프(292)의 제13 부분(292d)은 케이스(26)의 좁은 측면들을 연결하는 케이스 하부(266)에 결합될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 절연 테이프(292)의 제13 부분(292d)의 너비(W4)는 제13 부분(292d)가 결합되는 케이스 하부(266)의 너비(W5)와 대략 동일하거나 넓게 형성될 수 있다.
따라서, 제1 절연 테이프(292)의 제13 부분(292d)의 너비는 케이스 하부(266)의 너비보다 넓을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 몸체(293a), 제 21 부분(293b) 및 제22 부분(293c)를 포함하는 제2 절연 테이프(293)는 제1 실시예에 따른 제2 절연 테이프(93)와 동일한 구성이므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.
결국, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(290)는 케이스(26)의 제1 내지 제4 측면(261, 262, 263 164)과 케이스 상부(265) 및 케이스 하부(266) 에 결합될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(290)는 케이스(26)의 표면 전체가 외부로 노출되는 것을 차단하여, 케이스(26)를 완전히 밀폐하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 6을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(300)는 외부 절연 부재(390)를 제외하고는 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성을 포함하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 이차 전지(300)의 외부 절연 부재(390)는 절연 커버(391), 제1 절연 테이프(392), 제2 절연 테이프(393) 및 하부 절연 커버(394)를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(390)의 절연 커버(391), 제1 절연 테이프(392) 및 제2 절연 테이프(393)는 제1 실시예에 따른 절연 커버(90)의 절연 커버(91), 제1 절연 테이프(92) 및 제2 절연 테이프(93)와 동일한 구성이므로, 이하에서는 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 외부 절연 부재(390)의 하부 절연 커버(394)는 몸체(394a), 몸체(394a)에서 연장되는 측면(394b)과 몸체(394a)와 측면(394b) 사이에 위치하는 수용홈(394c)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 하부 절연 커버(394)는 진공 성형 또는 사출 형성되어 형성될 수 있으며, ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리프로필린(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate) 중 하나의 물질로 만들어 질 수 있다.
본 실시예에 따른 케이스(26)는 제1 및 제2 절연 테이프(392, 393)가 케이스(26)에 결합된 상태에서 케이스 하부(266)가 하부 절연 커버(394)의 수용홈(394c)에 삽입되어 고정될 수 있다.
여기서, 하부 절연 커버(394)와 케이스(26)는 억지 끼움 방식으로 결합될 수 있다.
다만, 하부 절연 커버(394)와 케이스(26)는 억지 끼움 방식으로 결합되는 것에 한정되지 않으며, 하부 절연 커버(394)와 케이스(26)는 하부 절연 커버(394)에 결합되는 양면 테이프(미도시)에 의하여 결합 되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따르면 하부 절연 커버(394)가 케이스 하부(266)에 결합될 때 하부 절연 커버(394)의 측면(394b)이 제1 및 제2 절연 테이프(392, 393)의 위에 위치될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 하부 절연 커버(394)는 케이스 하부(266)에 밀착되게 겹합되는 것이 가능하다.
본 실시예에 따른 하부 절연 커버(394)의 측면(394b)은 제1 절연 테이프(392)의 모서리 부분 및 제2 절연 테이프(393)의 모서리 부분이 만나는 부분을 덮을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제1 절연 테이프(392)의 모서리 부분과 제2 절연 테이프(393)의 모서리 부분에서의 케이스(26)의 표면과 외부와의 접촉이 효과적으로 차단되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(390)의 하부 절연 커버(394)는 케이스 하부(266)와 제1 및 제2 절연 테이프(92, 93)의 사이의 공간에서의 케이스(26)의 표면의 노출을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 7를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(400)는 외부 절연 부재(490)를 제외하고는, 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)와 동일한 구성으로 이루어지므로, 이하에서는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 이차 전지(400)의 외부 절연 부재(490)는 절연 커버(491), 절연 테이프(492) 및 하부 절연 커버(493)를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(490)의 절연 커버(491) 및 하부 절연 커버(493)는 제3 실시예에 따른 절연 커버(391) 및 하부 절연 커버(394)와 동일한 구성이므로, 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 외부 절연 부재(490)의 절연 테이프(492)는 제1 개구(492aa), 몸체(492b) 및 제2 개구(492c)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 절연 테이프(492)의 몸체(492c)는 케이스(26)가 삽입되는 중공부를 포함할 수 있다. 여기서, 절연 테이프(492)의 몸체(492c)는 사출 성형으로 형성된 후 몸체(492c)의 중공부에는 접착제가 도포 될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 케이스(26)가 절연 테이프(492)의 중공부에 삽입되면, 절연 테이프(492)의 몸체(492c)와 케이스(26)의 제1 내지 제4 측면(261, 262, 263, 264)은 절연 테이프(492)가 케이스(26)의 표면에 결합될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 절연 커버(491)는 절연 테이프(492)의 제1 개구(492a)가 위치한 부분에 결합되고, 하부 절연 커버(493)는 절연 테이프(492)의 제2 개구(492c)가 위치한 부분에 결합될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 케이스(26)의 모든 면(예: 직육면체 형성의 케이스의 6 개의 면)이 절연 부재(490)에 의하여 밀폐되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따르면 케이스(26)가 절연 테이프(492)에 삽입되어 절연 테이프(492)와 결합되므로 케이스(26)의 표면의 절연이 용이해질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 이차 전지의 결합상태를 나태내는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(500는 외부 절연 부재(590)를 제외하고는 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성으로 이루어 지므로, 이하에서는 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 이차 전지(500)의 외부 절연 부재(590)는 절연 커버(591) 및 절연 테이프(592)를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 외부 절연 부재(590)의 절연 커버(591)는 제1 실시예에 따른 외부 절연 부재(90)의 절연 커버(91)와 동일한 구성이므로 이하에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 외부 절연 부재(590)의 절연 테이프(592)는 절연성 물질(예: 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate))로 만들어질 수 있다.
또한, 절연 테이프(592)의 한 쪽 면에는 접착제가 도포될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 절연 테이프(592)의 두께는 70μm 내지 100 μm 사이로 형성되는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 절연 테이프(592)는 제1 부분(592a), 제2 부분(592b), 제3 부분(592c), 제4 부분(592d) 및 제5 부분(592e)을 포함할 수 있다.
도 8 및 9를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 절연 테이프(592)의 제1 부분(592a)는 케이스(26)의 제3 측면(263)에 결합 될 수 있다. 이때, 제1 부분(592a)의 너비(W53)과 케이스 제1 측면(261)의 너비(W51)는 대략 동일할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 부분(592b)과 제4 부분(592d) 각각은 케이스(26)의 제2 및 제4 측면(262, 264) 각각에 결합될 수 있으며, 제2 부분(592b)의 너비(W54) 및 제4 부분의 너비(W55) 각각의 너비는 케이스(26)의 제2 측면의 너비(W52)동일 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제3 부분(592c)와 제5 부분(592e) 각각은 케이스(26)의 제1 측면(261)에 결합될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제3 부분(592c)의 너비(W56)와 제5 부분(592e)의 너비(W57)의 합이 케이스(26)의 넓은 측면의 너비(W51)과 같거나 케이스(26)의 넓은 측면의 너비(W51)보다 작을 경우, 케이스(26)의 넓은 측면의 표면의 일부가 외부로 노출될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제3 부분(592c)의 너비(W56)과 제5 부분(592e)의 너비(W57)의 너비의 합은 케이스(26)의 제1 측면(261)의 너비(W51)보다 넓은 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예에 따르면 절연 테이프(592)의 제3 부분(592c) 및 제5 부분(592e)가 겹쳐지게 위치되어 케이스(26)의 제1 측면(261)에 결합되는 것이 가능하다.
이때, 절연 테이프(93)의 제 3 부분(592c)과 제4 부분(592e) 가 만나는 부분에는 단차가 형성될 수 있다.
결국, 본 실시예에 따르면, 케이스(26)의 제1 내지 제4 측면(261, 262, 263, 264)이 외부에 노출되지 않고 외부 절연 부재(590)에 의하여 밀폐되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따르면 케이스(26)의 제1 내지 제4 측면(261, 262, 263, 264)을 절연 테이프(592)로 둘러싸고, 절연 테이프(592)의 위에 결합되는 절연 커버(591)가 케이스 상부(265)에 결합되므로 케이스(26)와 외부 절연 부재(590)가 용이하게 결합되는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 101, 200, 300, 400, 500: 이차 전지
10: 전극 조립체 11: 제1 전극
12: 제2 전극 13: 세퍼레이터
26: 케이스
261, 262, 263, 264: 제1 내지 제4 측면
30: 제1 단자부 40: 제2 단자부
50: 제1 전극 집전부재 60: 제1 내부 절연 부재
70: 제2 전극 집전부재 80: 제2 내부 절연 부재
90, 190, 290, 390, 490, 590: 외부 절연 부재
91, 191, 291, 391, 491, 591: 절연커버
92, 192, 292, 392, 492, 592: 제1 절연 테이프
93, 193, 293, 393, 493, 593: 제2 절연 테이프

Claims (20)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 설치되는 캡 플레이트; 및
    상기 케이스의 일면을 감싸는 제1 절연 테이프,
    상기 케이스를 중심으로 상기 일면의 반대편에 위치하는 상기 케이스의 타면을 감싸는 제2 절연 테이프,
    상기 캡 플레이트에 결합되어 있는 절연 커버
    를 포함하고,
    상기 전극 조립체가 상기 케이스에 삽입되는 방향과 나란한 상기 제1 절연 테이프의 제1 가장자리와 상기 제2 절연 테이프의 제1 가장자리는, 서로 중첩하여 한 쌍의 단차를 형성하되,
    상기 단차는 상기 일면과 상기 타면을 연결하는 양 측면에 각각 위치하고, 상기 측면을 따라 길게 형성되어 습기가 흐르는 통로를 형성하며,
    상기 제1 가장자리와 교차하는 상기 제1 절연 테이프 및 상기 제2 절연 테이프의 제2 가장자리는 상기 절연 커버와 상기 케이스 사이에 위치하는 이차 전지.
  2. 삭제
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  11. 제1 항에 있어서,
    상기 절연 커버는,
    상기 캡 플레이트가 설치되는 상기 케이스의 일단에 결합되는 본체, 상기 본체의 테두리를 따라 형성되며 상기 본체의 테두리에서 연장되어 상기 제2 가장자리를 덮는 측면부 및 상기 본체와 상기 측면부에 의하여 형성되어 상기 캡 플레이트를 포함하는 상기 케이스의 상부가 수용되는 고정홈을 포함하는 이차 전지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연 테이프는 상기 개구의 반대쪽에 위치하는 상기 케이스의 하면부를 덮는 이차 전지.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 개구의 반대쪽에 위치하는 상기 케이스의 하부에 결합되는 하부 절연 커버를 더 포함하는 이차 전지.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 하부 절연 커버는 상기 케이스의 하부를 덮는 몸체, 상기 몸체에서 연장되어 상기 제2 가장자리의 반대편에 위치하는 상기 제1 절연 테이프 및 상기 제2 절연 테이프의 제3 가장자리를 덮는 측면 및 상기 몸체와 측면에 의해 형성되어 상기 케이스의 하부가 수용되는 수용홈을 포함하는 이차 전지.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연 테이프 및 상기 제2 절연 테이프의 두께는 70μm 내지 100 μm인 이차 전지.
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