KR101856820B1 - 케이블형 이차전지 - Google Patents

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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 케이블형 이차전지에 관한 것으로서, 제1 전극; 상기 제1 전극을 둘러싸도록 형성된 분리막; 상기 분리막을 둘러싸도록 형성되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극의 끝단을 둘러싸면서 압착하는 전극탭을 포함하며, 상기 전극탭은 상기 제1 전극에 밀착되어 접촉되는 접촉 단자부, 상기 접촉 단자부의 단부로부터 연장되고 상기 제1 전극을 둘러싸면서 압착하는 압착 단자부를 포함할 수 있다.

Description

케이블형 이차전지{Cable type Secondary Battery}
본 발명은 케이블형 이차전지에 관한 것으로서, 특히 압착 터미널 방식을 통해 전극탭을 전극에 고정하는 케이블형 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말하며, 이러한 이차전지는 원통형, 각형 또는 파우치 형태를 가진다.
한편, 근래에는 단면적 직경에 대해 길이의 비가 매우 큰 전지인 케이블형 이차전지가 제안되었다.
공개특허공보 제10-2014-0128899
종래기술에 따른 케이블형 이차전지는 전극와 분리막이 감겨져서 형성되고, 상기 전극에는 전극탭이 용접에 의해 결합된다.
그러나 종래기술에 따른 케이블형 이차전지는 전극에 전극탭을 용접하기 어려우며, 특히 용접을 하더라도 외부 충격에 의해 쉽게 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압착 터미널 방식을 통해 전극탭을 전극에 고정하는 케이블형 이차전지를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 케이블형 이차전지는 제1 전극; 상기 제1 전극을 둘러싸도록 형성된 분리막; 상기 분리막을 둘러싸도록 형성되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극의 끝단을 둘러싸면서 압착하는 전극탭을 포함하며, 상기 전극탭은 상기 제1 전극에 밀착되어 접촉되는 접촉 단자부, 상기 접촉단자부의 단부로부터 연장되고 상기 제1 전극을 둘러싸면서 압착하는 압착 단자부를 포함할 수 있다.
상기 압착 단자부는 상기 제1 전극의 양측면을 각각 둘러싸면서 압착하는 좌측 및 우측 압착단자를 포함할 수 있다.
상기 좌측 및 우측 압착단자에는 상기 제1 전극의 표면을 가압하는 가압돌기가 형성될 수 있다.
상기 접촉 단자부에는 상기 제1 전극의 표면을 가압하는 가압돌기가 형성될 수 있다. 그리고 상기 접촉 단자부에 형성된 가압돌기는 상기 좌측 및 우측 압착단자에 형성된 가압돌기 사이에 위치한 상기 접촉 단자부에 형성될 수 있다.
상기 가압돌기는 상기 전극을 향해 뾰족하게 돌출함에 따라 형성될 수 있다.
상기 가압돌기는 상호 대응하는 상기 좌측 및 우측 압착단자의 선단을 전극을 향해 절곡함에 따라 형성될 수 있다.
상기 가압돌기의 높이는 0.1~0.5mm를 가질 수 있다.
상기 좌측 및 우측 압착단자의 상호 대응하는 선단면에는 결합홈과 결합돌기가 각각 형성되며, 상기 좌측 및 우측 압착단자의 압착시 상기 결합홈와 상기 결합돌기가 결합되면서 상기 좌측 및 우측 압착단자를 일체화시킬 수 있다.
상기 결합홈은 바닥면으로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되고, 상기 결합돌기는 선단으로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되어 상기 결합돌기와 상기 결합홈의 결합시 분리되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 전극을 둘러싸도록 형성된 절연체를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉단자부의 타측에는 전극리드가 결합될 수 있다. 그리고 상기 접촉 단자부는 평판을 가지며, 상기 접촉 단자부의 평판에 전극리드를 배치시킨 상태로 용접하여 결합할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극은 상기 케이블 이차전지의 양 방향으로 각각 노출될 수 있다.
상기 제1 전극은 음극일 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 압착 터미널 방식을 통해 전극탭을 케이블 이차전지의 전극에 고정함으로써 전극탭의 고정이 용이하고, 작업 효율성을 높일 수 있으며, 특히 설비 비용을 절감할 수 있다.
둘째: 전극탭에 전극의 양측을 각각 둘러싸면서 압착하는 좌측 및 우측 압착단자를 구현함으로써 전극탭과 전극의 고정력을 높일 수 있다.
셋째: 좌측 및 우측 압착단자에 전극을 가압하는 가압돌기를 마련함으로써 전극탭과 전극의 고정력을 높일 수 있다.
넷째: 전극의 외측을 감싸도록 절연체를 마련함으로써 전극의 절연성을 높일 수 있다.
다섯째: 전극이 양 방향으로 인출되는 케이블형 이차전지에 압착 터미널 방식의 전극탭을 고정하여 케이블형 이차전지의 상품성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지를 도시한 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지를 도시한 결합 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지에 전극리드가 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극탭을 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극탭을 나타낸 사시도.
도 8은 도 7의 전극탭 압착상태를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극탭을 나타낸 사시도.
도 10은 도 9의 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극(110), 제1 전극(110)을 둘러싸도록 형성된 분리막(120), 분리막(120)을 둘러싸도록 형성되는 제2 전극(130), 및 제1 및 제2 전극(110)(130)에 각각 결합되는 전극탭을 포함한다.
여기서 제1 전극(110)은 음극이고, 제2 전극(130)은 양극이다. 물론 반대일 수도 있다.
한편, 상기 전극탭은 제1 및 제2 전극(110)(130)에 용접하여 결합하고 있다. 여기서 제2 전극(130)은 넓은 면적으로 인해 전극탭의 용접이 용이하고 이에 높은 저항력으로 안정적인 사용이 가능하지만, 제1 전극은 얇은 면적으로 인해 전극탭의 용접이 어렵고 이에 낮은 저항력으로 안정적인 사용이 불가능한 문제가 있다.
이에 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블형 이차전지(100)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극(110)의 끝단에 결합되는 전극탭(150)을 압착 터미널 방식을 통해 결합하며, 이에 전극탭(150)과 제1 전극(110)의 결합력과 저항력을 높일 수 있어 안정적인 사용이 가능한다.
일례로, 전극탭(150)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 전극(110)에 밀착되어 접촉되는 접촉 단자부(151), 접촉 단자부(151)의 단부로부터 연장되고 제1 전극(110)을 둘러싸면서 압착하는 압착 단자부를 포함한다.
즉, 전극탭(150)은 제1 전극(110)을 둘러싸면서 압착하는 압착 단자부를 형성함으로써 전극탭(150)과 제1 전극(110)의 결합력 및 저항력을 높일 수 있고, 특히 별도 설비, 예로 용접설비가 필요 없어 작업 효율성을 높일 수 있다.
한편, 압착 단자부는 도 3을 참조하면, 제1 전극(110)의 양측면을 각각 둘러싸면서 압착하는 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)를 포함할 수 있다. 즉, 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)는 접촉 단자부(151)의 양 측면으로부터 연장되고 제1 전극(110)의 측면을 각각 둘러싸면서 압착하며, 이에 제1 전극(110)을 보다 견고하게 압착하여 고정할 수 있다.
한편, 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)에는 제1 전극(110)의 표면을 가압하여 고정하는 가압돌기(152a)(153a)가 형성될 수 있다. 즉, 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)가 제1 전극(110)을 압착함과 동시에 가압돌기(152a)(153a)가 제1 전극(110)을 가압하며, 이에 전극탭(150)과 제1 전극(110)의 고정력을 높일 수 있다.
한편, 가압돌기(152a)(153a)는 도 3 및 도 4를 참조하면, 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)의 이면으로부터 전극을 향해 돌출함에 따라 형성될 수 있다. 즉, 가압돌기(152a)(153a)는 좌측 및 우측 압착단자(152)(153)의 이면에 끝단이 뾰족한 삼각 형상으로 돌출되며, 이에 뾰족한 가압돌기(152a)(153a)의 끝단이 제1 전극(110)을 안정적으로 가압할 수 있다.
한편, 가압돌기(152a)(153a)의 높이는 0.1~0.5mm, 바람직하게는 0.2mm를 가질 수 있다. 즉, 가압돌기(152a)(153a)의 높이가 0.1mm 이하일 경우 제1 전극(110)을 가압하는 압력이 적어 제1 전극(110)을 안정적으로 가압하지 못하며, 0.5mm 이상일 경우 제1 전극(110)을 가압하는 압력은 크지만 제1 전극(110)의 외형 변화로 인한 쇼트가 발생할 수 있다.
한편, 제2 전극(130)의 외측에는 제2 전극(130)을 둘러싸도록 형성된 절연체(140)를 포함할 수 있다. 즉, 절연체(140)는 제2 전극(130)을 절연함과 동시에 외부로부터 케이블형 이차전지를 보호한다.
한편, 접촉 단자부(151)의 타측에는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(160)가 결합될 수 있다. 즉, 접촉 단자부(151)는 평판 형태를 가지며, 이 평판(151a)의 접촉 단자부(151)에 전극리드(160)를 배치시킨 상태로 용접하여 결합한다. 다시 말해 전극탭(150)은 접촉 단자부(151)를 통해 전극리드(160)의 결합력을 높일 수 있고, 압착 단자부(152)를 통해 제1 전극(110)과의 결합력과 고정력을 높일 수 있다.
한편, 제1 및 제2 전극(110)(130)은 케이블형 이차전지(100)의 양 방향으로 각각 노출되고, 양 방향으로 각각 노출된 제1 전극(110)에는 압착 터미널 방식으로 전극탭(150)을 결합하고, 제2 전극(130)에는 용접 방식으로 전극탭을 결합한다. 물론 반대 결합할 수도 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 케이블형 이차전지(100)는 양 방향으로 인출된 제1 및 제2 전극(110)(130) 중 제1 전극(110)의 끝단에 압착 터미널 방식으로 전극탭(150)을 고정하며, 이에 제1 전극(110)과 전극탭(150)의 결합력, 저항력 및 작업 효율성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 케이블형 이차전지의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일하거나 또는 유사한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명한 생략한다.
[제2 실시예에 따른 케이블형 이차전지]
제2 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 전술한 제1 실시예에 기재된 전극탭의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
즉, 제2 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 전극탭(250)은 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 접촉 단자부(251)의 양 측면에 좌측 및 우측 압착단자(252)(253)를 구비하고, 좌측 및 우측 압착단자(252)(253)의 선단에 가압돌기(252a)(253a)를 구비한다. 여기서 가압돌기(252a)(253a)는 좌측 및 우측 압착단자(252)(253)의 선단을 전극을 향해 절곡하여 형성하며, 이에 제작의 용이성을 높일 수 있다.
[제3 실시예에 따른 케이블형 이차전지]
제3 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 전술한 제2 실시예에 기재된 전극탭의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
제3 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 전극탭(350)은 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 좌측 및 우측 압착단자(352)(353)의 상호 대응하는 선단면에 결합홈(352b)과 결합돌기(353b)가 각각 형성될 수 있다. 즉, 좌측 및 우측 압착단자(352)(353)의 압착시 결합홈(352b)와 결합돌기(353b)가 결합되면서 좌측 및 우측 압착단자(352)(353)를 일체화시킬 수 있으며, 이에 전극탭(350)과 전극의 고정력을 높일 수 있다.
다시 말해, 좌측 압착단자(352)에 바닥면으로 갈수록 폭이 넓어지게 결합홈(352b)을 형성하고, 우측 압착단자(353)에 선단으로 갈수록 폭이 넓어지게 결합돌기(353b)를 형성하여 좌측 및 우측 압착단자(352)(353)의 압착시 결합돌기(353b)와 결합홈(352b)이 결합되며, 이에 좌측 및 우측 압착단자(352a)(352b)의 압착력과 고정력을 유지시킬 수 있다.
[제4 실시예에 따른 케이블형 이차전지]
제4 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 전술한 제1 실시예에 기재된 전극탭의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
즉, 제4 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 전극탭(450)은 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 접촉 단자부(451)와, 접촉 단자부(451)의 양 측면에 각각 구비되는 좌측 및 우측 압착단자(452)(453)를 구비한다.
여기서 좌측 및 우측 압착단자(452)(453)는 호형의 형태를 가지며, 이에 좌측 및 우측 압착단자(452)(453)가 연결되면서 내측에 전극이 삽입되는 원형의 삽입구멍을 형성한다.
또한, 접촉 단자부(451)에는 제1 전극의 표면을 가압하는 뾰족한 형태의 가압돌기(451a)가 형성되며, 가압돌기(451a)에 의해 제1 전극을 보다 안정적으로 고정할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 제1 전극
120: 분리막
130: 제2 전극
140: 절연체
150: 전극탭
151: 접촉 단자부
152: 좌측 압착단자
153: 우측 압착단자
152a,153a: 가압돌기
152b: 결합홈
153b: 결합돌기

Claims (13)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극을 둘러싸도록 형성된 분리막;
    상기 분리막을 둘러싸도록 형성되는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극의 끝단을 둘러싸면서 압착하는 전극탭을 포함하며,
    상기 전극탭은 상기 제1 전극에 밀착되어 접촉되는 접촉 단자부, 상기 접촉 단자부의 단부로부터 연장되고 상기 제1 전극을 둘러싸면서 압착하는 압착 단자부를 포함하고,
    상기 압착 단자부는 상기 제1 전극의 양측면을 각각 둘러싸면서 압착하는 좌측 및 우측 압착단자를 포함하며,
    상기 좌측 및 우측 압착단자에는 상기 제1 전극의 표면을 가압하는 가압돌기가 형성되고,
    상기 접촉 단자부에는 상기 제1 전극의 표면을 가압하는 가압돌기가 형성되되, 상기 접촉 단자부에 형성된 가압돌기는 상기 좌측 및 우측 압착단자에 형성된 가압돌기 사이에 위치한 상기 접촉 단자부에 형성되며,
    상기 접촉 단자부는 평판을 가지며, 상기 접촉 단자부의 평판에 전극리드를 배치시킨 상태로 용접하여 결합하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압돌기는 상기 전극을 향해 뾰족하게 돌출함에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압돌기는 상호 대응하는 상기 좌측 및 우측 압착단자의 선단을 전극을 향해 절곡함에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압돌기의 높이는 0.1~0.5mm를 가지는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌측 및 우측 압착단자의 상호 대응하는 선단면에는 결합홈과 결합돌기가 각각 형성되며,
    상기 좌측 및 우측 압착단자의 압착시 상기 결합홈와 상기 결합돌기가 결합되면서 상기 좌측 및 우측 압착단자를 일체화시키는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 결합홈은 바닥면으로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되고,
    상기 결합돌기는 선단으로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되어 상기 결합돌기와 상기 결합홈의 결합시 분리되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극을 둘러싸도록 형성된 절연체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극은 상기 케이블 이차전지의 양 방향으로 각각 노출되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 음극인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.
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