KR101804619B1 - 각형 이차 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해액 주입량을 증가시킬 수 있는 각형 이차 전지에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 내부에 전해액을 수용하며, 단면의 형상이 사각형인 캔 부재 및 상기 캔 부재의 네 모서리 중 어느 하나에 마련되며, 상기 캔 부재 내부로의 전해액 주액을 위한 통로로 이용되는 주입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

각형 이차 전지{PRISMATIC TYPE SECONDARY BATTERY}

본 발명은 각형 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전해액 주입량을 증가시킬 수 있는 각형 이차 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 교류 전원을 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 이차 전지는 전해질 형태에 따라 리튬금속전지, 리튬이온전지, 리튬 각형 이차 전지로 나눌 수 있다.

여기서 리튬 각형 이차 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 각형 이차 전지는 현재 상용화되어 다양한 분야에서 사용되고 있다.

대한민국공개특허공보 제2004-0092631호에는 종래의 각형 이차전지 및 그것의 제조방법이 공지되어 있다.

이러한 종래의 기술 구성은 탑캡 상부에 전해액 주입구가 형성되어 전해액 주입구를 통해 캔 내부에 전해액을 주입한다.

이러한 전해액 주입구는 전해액을 주액 한 후 밀봉되어 진다.

전해액 주입구를 통해 전해액을 캔 내부에 주액 할 시에는 진공과 가압을 반복하면서 전해액을 위에서 아래로 주액 한다.

그런데 이러한 종래의 각형 이차 전지는 주액 공정 중 진공과 가압을 통한 강제 주액을 진행하므로 전해액 주입 압력이 높을수록 오버플로우(overflow)가 발생하여 이차 전지 내부 공간 상단에 공기층이 형성되어 전해액 주입량을 제한하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 캔 내부 공간 상단에 공기층을 감소시켜 전해액 주입량을 증가시킬 수 있는 각형 이차 전지를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 각형 이차 전지는 내부에 전해액을 수용하며, 단면의 형상이 사각형인 캔 부재 및 상기 캔 부재의 네 모서리 중 어느 하나에 마련되며, 상기 캔 부재 내부로의 전해액 주액을 위한 통로로 이용되는 주입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주입구가 최상단에 위치하도록 상기 캔 부재가 기울어진 상태에서 상기 주입구를 통하여 전해액이 주입될 수 있다.

상기 주입구의 횡단면의 형상은 반원형일 수 있다.

본 발명에 따르면, 캔 부재의 모서리에 전해액 주입구를 마련하여 캔 부재를 기울여서 캔 부재의 모서리를 통해 전해액을 주액 할 수 있게 함에 따라 캔 부재 내부 공간 상단에 공기층을 극소화하여 전해액 주입량을 극대화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차 전지의 내부에 채워진 전해액이 보이도록 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 각형 이차 전지의 내부에 채워진 전해액이 보이도록 도시한 구성도이다.

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 각형 이차 전지의 내부에 채워진 전해액이 보이도록 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차 전지는 내부에 전해액(L)을 수용하며, 단면의 형상이 사각형인 캔 부재(10) 및 상기 캔 부재(10)의 네 모서리 중 어느 하나에 마련되며, 상기 캔 부재(10) 내부로의 전해액(L) 주액을 위한 통로로 이용되는 주입구(20)를 포함한다.

캔 부재(10)는 단면의 형상이 사각형으로 바람직하게는 직육면체의 통체로 형성될 수 있다.

이러한 캔 부재(10)는 상부가 개구되어 개구된 상부를 통해 내부에 전극 조립체가 내장된 후 개구된 상부를 탑캡으로 폐쇄한다.

이렇게 폐쇄된 상태에서 캔 부재(10)의 내부에 전해액(L)을 주액하기 위해 본 발명은 캔 부재(10)의 상부 네 모서리 중 어느 하나에 주입구(20)가 마련된다.

주입구(20)는 전해액(L)을 캔 부재(10)의 내부로 주액하기 위한 통로로 이용하기 위한 것으로 주입구(20)를 캔 부재(10)의 네 모서리 중 어느 하나에 마련함에 따라 캔 부재(10) 내부에 주액 할 수 있는 전해액(L)의 주입량을 극대화할 수 있다.

즉, 도 1을 참조하여 주입구(20)가 캔 부재(10)의 네 모서리 중 어느 하나에 마련되면 전해액(L) 주입 시 캔 부재(10)를 기울여서 주입구(20)가 최상단에 위치하도록 할 수 있어 캔 부재(10) 내부에 전해액(L)이 채워지면서 발생하는 캔 부재(10) 내부 공간 상단의 공기층(O)을 극소화함에 따라 전해액(L) 주입량을 극대화할 수 있는 것이다.

도 2는 종래의 각형 이차 전지의 내부에 채워진 전해액이 보이도록 도시한 구성도이다.

도 2를 참조하여 다시 말하면, 상단에 전해액 주입구(20a)가 형성되는 종래의 이차전지의 경우에 전해액(L')이 흘러넘치는 것을 사전에 방지하기 위하여 상단에 일정 높이의 공기층(O')을 확보하여 공기층(O')이 차지하는 부피만큼 주입 가능한 전해액(L')의 양에 제한을 받았으나, 모서리에 주입구(20)가 형성된 본원 발명의 이차전지를 기울인 상태로 전해액(L)을 주입하면 종래의 이차전지와 동일한 높이의 공기층(O)을 확보하더라도 공기층(O)이 차지하는 부피가 줄어들게 되므로 상대적으로 많은 양의 전해액을 주입할 수 있다.

이러한 주입구(20)는 횡단면의 형상이 반원형을 형성하게 하여 반원형의 곡면측으로 전해액을 주입하여 전해액의 주입을 원활하게 하는 것이 바람직하다. 하지만, 주입구(20)의 형상을 반원형으로 한정하는 것은 아니고 반원형 이외에 원형, 다각형 및 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 캔 부재의 모서리에 전해액 주입구를 마련하여 캔 부재를 기울여서 캔 부재의 모서리를 통해 전해액을 주액 할 수 있게 함에 따라 캔 부재 내부 공간 상단에 공기층을 극소화하여 전해액 주입량을 극대화하는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 각형 이차 전지를 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: 캔 부재
20: 주입구
L: 전해액
O: 공기층

Claims (3)

1. 내부에 전해액(L)을 수용하며, 단면의 형상이 사각형인 캔 부재(10); 및
   상기 캔 부재(10)의 상부 모서리 중 어느 하나에 마련되며, 상기 캔 부재(10) 내부로의 전해액(L) 주액을 위한 통로로 이용되도록 상기 캔 부재(10)를 기울인 상태에서 최상단에 위치하는 주입구(20); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차 전지.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 주입구(20)의 횡단면의 형상은 반원형인 것을 특징으로 하는 각형 이차 전지.

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