KR102018256B1 - 이차 전지용 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩 - Google Patents

이차 전지용 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩

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KR102018256B1
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Abstract

본 발명은 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극조립체의 형상과 동일한 형상의 전극조립체 공간을 갖는 케이스를 포함하는 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩에 관한 것이다.

Description

이차 전지용 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery Cell For Secondary Battery And Battery Pack Having The Same}
본 발명은 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극조립체의 형상과 동일한 형상의 전극조립체 공간을 갖는 케이스를 포함하는 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩에 관한 것이다.
통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.
도 1은 종래의 2차 전지 파우치 셀의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 2차 전지 파우치 셀의 종단면을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 파우치 셀(10)은 전지부(11)와, 전지부(11)가 수용되는 전지부 공간(12b)을 포함하는 케이스(12)로 구성된다. 전지부(11)는 다수 장의 양극판(11a), 세퍼레이터(11b), 음극판(11c)이 적층된 형상이다. 전지부(11)의 양극판(11a)은 양극탭(13)과, 전지부(11)의 음극판(11c)은 음극탭(14)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 케이스(12)는 중간층이 금속 호일이고, 금속 호일의 양면에 부착되는 내외피층이 절연성 필름으로 이루어진 파우치 형 케이스이다. 파우치 형 케이스는 성형성이 우수하여 자유자재로 구부림이 가능하다. 케이스(12)에는 상술한 바와 같이 전지부(11)가 수용 가능한 전지부 공간(12b)이 형성되어 있으며, 전지부 공간(12b)의 가장자리를 따라서 열융착되는 면에 제공하는 밀폐면(12a)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구성의 파우치 셀(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(12)에 전지부(11)가 수용된 상태에서 진공 흡착을 통해 케이스(12)와 전지부(11)를 밀착시키게 되나(화살표 참조), 전지부(11)의 양극판(11a), 세퍼레이터(11b), 음극판(11c)은 그 크기가 각각 달라 케이스(12)의 전지부 공간(12b) 형성 시 어느 정도 여유를 가지고 케이스(12)를 제작하게 된다. 따라서 케이스(12)와 전지부(11) 사이의 갭(15)으로 인해 케이스(12) 진공 흡착 시 전지부(11)에 충격이 가해져 충격에 의해 양극판(11a) 및 음극판(11c)이 손상되는 문제점이 있다. 특히 상기 극판의 일부가 충격에 의해 이탈되어 케이스(12) 내부를 유동하게 되면, 파우치 셀(10)이 손상되고, 성능이 저하되는 추가적인 문제가 발생한다.
따라서 케이스(12)의 진공 흡착 시 케이스(12)와 전지부(11)의 충격을 최소화 하여 전지부(11)의 손상을 방지하기 위한 배터리 셀의 개발이 요구된다.
한국등록특허 제10-1106324호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 전지부가 케이스에 수용된 상태에서 케이스 내부 진공 흡착 시 케이스와 전지부의 충격을 최소화하도록 전지부 형상과 동일한 형상의 전지부 공간을 갖는 케이스를 포함하는 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩을 제공함에 있다.
본 발명의 이차 전지용 배터리 셀은, 양극판으로 형성되는 제1 극판과, 음극판으로 형성되는 제2 극판이 교번으로 복수 개 적층되고, 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막을 포함하되, 최상층 극판과 최하층 극판이 제1극판 또는 제2극판으로 형성되는 전지부와, 상기 전지부가 수용되는 전지부 공간을 갖는 케이스를 포함하는 배터리 셀에 있어서, 상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판에 인접한 분리막은, 상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판보다 큰 면적을 가지며 상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판의 모서리를 따라 단차를 형성하고, 상기 케이스는, 상기 최상층 극판과 인접한 분리막 또는 상기 최하층 극판과 인접한 분리막의 단차를 따라 형성되는 절곡부를 갖는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전지부 공간은, 상기 최상층 극판 및 상기 최하층 극판이 수용되는 제1 수용공간; 및 상기 최상층 극판 및 상기 최하층 극판을 제외한 전지부가 수용되는 제2 수용공간; 을 포함하며, 상기 제1 수용공간과, 제2 수용공간은 상기 절곡부를 통해 구획된다.
또한, 상기 케이스는 상기 최상층 극판을 포함하는 전지부의 일면을 감싸는 제1 케이스와, 상기 최하층 극판을 포함하는 전지부의 타면을 감싸는 제2 케이스를 포함하고, 상기 절곡부는, 상기 제1 케이스 상에 형성되며, 상기 최상층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제1 절곡부; 및 상기 제2 케이스 상에 형성되며, 상기 최하층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제2 절곡부; 를 포함한다.
삭제
다른 실시 예로 본 발명의 배터리 셀은, 양극판으로 형성되는 제1 극판과, 음극판으로 형성되는 제2 극판이 교번으로 복수 개 적층되고, 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막을 포함하되, 최상층 극판과 최하층 극판이 제1극판 또는 제2극판으로 형성되어지는 전지부와, 상기 전지부가 수용되는 전지부 공간을 갖는 케이스를 포함하는 배터리 셀에 있어서, 최상층 또는 최하층에서 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막은, 상기 이웃하는 제1극판과 제2극판보다 큰 면적을 가지며, 상기 분리막의 단부에는 상기 이웃하는 제1극판 또는 제2극판의 모서리 보다 돌출되어 구부러진 부분이 형성되고, 상기 케이스에는, 상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판의 모서리와 이웃하는 분리막과의 단차 부분과, 상기 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는, 복수의 절곡부를 갖는다.
또한, 상기 케이스는 상기 최상층 극판을 포함하는 전지부의 일면을 감싸는 제1 케이스와, 상기 최하층 극판을 포함하는 전지부의 타면을 감싸는 제2 케이스를 포함하고, 상기 절곡부는, 상기 제1 케이스 상에 형성되며, 상기 최상층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제3-1 절곡부와 최하층 극판을 향해 구부러진 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는 제3-2 절곡부; 및 상기 제2 케이스 상에 형성되며, 상기 최하층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제4-1 절곡부와 최상층 극판을 향해 구부러진 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는 제4-2 절곡부를 포함한다.
삭제
삭제
본 발명의 이차 전지용 배터리 팩은, 상술된 배터리 셀을 포함한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 이차 전지용 배터리 셀 및 배터리 팩은, 전지부가 케이스에 밀착된 상태로 수용되어 케이스 진공 흡착 시 충격을 최소화함에 따라 전지부의 손상을 방지하고, 나아가 배터리 셀의 성능 저하를 방지한다. 또한 배터리 셀 제조 시 케이스의 전지부 공간 수치를 정밀하게 제어하여 배터리 셀의 크기를 정밀하게 설계할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이차 전지용 배터리 셀 사시도
도 2는 도 1의 AA' 부분 단면도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이차 전지용 배터리 셀 사시도
도 4는 도 3의 BB' 부분 단면도
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이차 전지용 배터리 셀 사시도
도 6은 도 5의 CC' 부분 단면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 배터리 셀에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
- 실시 예 1
도 3에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 셀(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 셀(100)의 종단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 배터리 셀(100)은 전지부(110), 케이스(120), 양극탭(130), 음극탭(140) 및 절곡부(150)를 포함하여 이루어진다.
전지부(110)는 다수 장의 제1 극판(111), 분리막(112), 제2 극판(113)이 적층된 형상이다. 상세하게는 다수 장의 제1 극판(111)과 제2 극판(113)이 교번 적층되며, 교번 적층되는 제1 극판(111)과 제2 극판(113) 사이에 분리막(112)이 배치되어 적층된다. 전지부(110)는 제1 극판(111) 또는 제2 극판(113) 중 최상층에 적층되는 최상층 극판과, 제1 극판(111) 또는 제2 극판(113) 중 최하층에 적층되는 최하층 극판을 포함한다. 도면상에는 최상층 극판 및 최하층 극판이 제1 극판(111)으로 도시되어 있으나, 제2 극판(113)으로 구성될 수도 있다.
제1 극판(111)은 최상층 극판과 최하층 극판일 수 있다. 즉 제1 극판(111)은 전지부(110)의 양 끝단에 배치될 수 있다. 제1 극판(111)은 양극판으로 구성되며, 제2 극판(113)은 음극판으로 구성될 수 있다. 분리막(112)의 횡단면적은 제1 극판(111)과 제2 극판(113)의 단락을 방지하기 위해 제1 극판(111)과 제2 극판(113)의 횡단면적보다 크게 형성되며, 제1 극판(111)의 횡단면적은 제2 극판(113)의 횡단면적 보다 작게 형성될 수 있다. 전지부(110)의 양극판은 양극탭(130)과, 전지부(110)의 음극판은 음극탭(140)과 전기적으로 연결되어 있다.
상술된 바와 같이 제1 극판(111)은 분리막(112) 보다 작은 횡단면적을 갖기 때문에 전지부(110)에는 최상층 극판과 이웃하는 분리막(112) 사이 경계에 단차가 발생한다. 따라서 전지부(110)가 수용되는 본 발명의 케이스(120)는 전지부(110)가 케이스(120)에 밀착 수용되도록 하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
케이스(120)는 전지부(110)가 수용되는 전지부 공간(122)이 형성되며, 전지부 공간(122)의 가장자리를 따라서 열융착되는 밀폐면(121)이 형성되어 있다. 이때 전지부 공간(122)이 형성되는 케이스(120) 상에는 상술된 제1 극판(111)과 분리막(112) 사이의 경계 단차에 대응되는 절곡부(150)가 형성된다. 절곡부(150)는 제1 극판(111)과, 분리막(112)의 단차로 인해 형성되는 전지부(110)의 굴곡면을 따라 형성된다. 전지부 공간(122)은 제1 극판(111)이 수용되는 제1 수용공간과 상기 제1 극판(111)을 제외한 나머지 전지부가 수용되는 제2 수용공간으로 구성되며, 상기 제1 수용공간과 제2 수용공간은 절곡부(150)를 통해 구획될 수 있다. 이하 절곡부(150)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
케이스(120)는 전지부(110)의 일면을 감싸는 제1 케이스(120a)와 전지부(110)의 타면을 감싸는 제2 케이스(120b)로 구성된다. 제1 케이스(120a)와 제2 케이스(120b)는 일체로 형성되어 반으로 접어 결합(싱글 포밍)되거나, 각각 분리 형성되어 결합(더블 포밍)될 수 있다. 제1 케이스(120a)는 제2 케이스(120b)와의 결합을 위한 제1 밀폐면(121a)과, 전지부(110)의 일면을 감싸는 제1 전지부면(123a) 및 전지부(110)의 측면을 감싸는 제1 전지부측면(124a) 으로 구성된다. 이때 절곡부(150) 중 제1 케이스(120a)에 형성되는 제1 절곡부(151)는 제1 전지부측면(124a) 상에 형성된다. 제1 절곡부(151)는 전지부(110)의 최상층에 배치되는 제1 극판(111)과, 전지부(110)의 최상층에 배치되는 제1 극판(111)과 이웃하는 분리막(112) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 따라서 제1 절곡부(151)를 통해 전지부(110)가 케이스(120)에 수용되었을 때 여유 공간 즉 갭을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
제2 케이스(120b)는 제1 케이스(120a)와의 결합을 위한 제2 밀폐면(121b)과, 전지부(110)의 타면을 감싸는 제2 전지부면(123b) 및 전지부(110)의 측면을 감싸는 제2 전지부측면(120b)으로 구성된다. 이때 절곡부(150) 중 제2 케이스(120b)에 형성되는 제2 절곡부(152)는 제2 전지부측면(124b) 상에 형성된다. 제2 절곡부(152)는 전지부(110)의 최하층에 배치되는 제1 극판(111)과, 전지부(110)의 최하층에 배치되는 제1 극판(111)과 이웃하는 분리막(112) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 따라서 제2 절곡부(151)를 통해 전지부(110)가 케이스(120)에 수용되었을 때 여유 공간 즉 갭을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
- 실시 예 2
도 5에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 셀(200)의 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 셀(200)의 종단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 배터리 셀(200)은 전지부(210), 케이스(220), 양극탭(230), 음극탭(240), 제3 절곡부(250) 및 제4 절곡부(260)를 포함하여 이루어진다. 전지부(210)는 제1 극판(211) 또는 제2 극판(213) 중 최상층에 적층되는 최상층 극판과, 제1 극판(211) 또는 제2 극판(213) 중 최하층에 적층되는 최하층 극판을 포함한다. 도면상에는 최상층 극판 및 최하층 극판이 제1 극판(211)으로 도시되어 있으나, 제2 극판(213)으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 제2 실시 예의 배터리 셀(200)은 상술된 제1 실시 예의 배터리 셀(100)과 케이스(220)의 구성만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하므로 이하 케이스(220)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 셀(200)은 케이스(220) 내부 진공 흡착 시 분리막(212)이 접힌다는 점을 감안하여 케이스(220)를 다음과 같이 구성하였다.
상술된 바와 같이 분리막(212)이 진공 흡착에 의해 접힐 경우 제1 극판(211)은 제2 극판(213) 보다 작은 횡단면적을 갖기 때문에 전지부(210)에는 전지부(210)의 최상층에 적층되는 최상층 극판(도면상의 제1 극판(211))과, 상기 최상층 극판과 이웃하는 제2 극판(213) 사이 경계에 단차가 발생한다. 또한, 상기 최상층 극판과 이웃하는 제2 극판(213)과, 분리막(212) 사이 경계에 단차가 발생한다. 따라서 전지부(210)가 수용되는 본 발명의 케이스(220)는 전지부(210)가 케이스(220)에 밀착 수용되도록 하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
케이스(220)는 전지부(210)가 수용되는 전지부 공간(222)이 형성되며, 전지부 공간(222)의 가장자리를 따라서 열융착되는 밀폐면(221)이 형성되어 있다. 이때 전지부 공간(222)이 형성되는 케이스(220) 상에는 최상층 극판(도면상의 제1 극판(211))과, 상기 최상층 극판과 이웃한 제2 극판(213) 사이의 경계 단차에 대응되는 제3 절곡부(250)가 형성되며, 상기 최상층 극판과 이웃한 제2 극판(213)과, 상기 제2 극판(213)과 이웃하는 분리막(212) 사이의 경계 단차에 대응되는 제4 절곡부(260)가 형성된다. 전지부 공간(222)은 상기 최상층 극판이 수용되는 제3 수용공간과 상기 최상층 극판과 이웃하는 제2 극판(213)이 수용되는 제4 수용공간과, 상기 최상층 극판 및 상기 최상층 극판과 이웃하는 제2 극판(213)을 제외한 나머지 전지부가 수용되는 제5 수용공간으로 구성된다. 상기 제3 수용공간과 제4 수용공간은 제3 절곡부(250)를 통해 구획되고, 상기 제4 수용공간과 제5 수용공간은 제4 절곡부(260)를 통해 구획될 수 있다. 이하 제3 절곡부(250) 및 제4 절곡부(260)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
케이스(220)는 전지부(210)의 일면을 감싸는 제3 케이스(220a)와 전지부(210)의 타면을 감싸는 제4 케이스(220b)로 구성된다. 제3 케이스(220a)와 제4 케이스(220b)는 일체로 형성되어 반으로 접어 결합(싱글 포밍)되거나, 각각 분리 형성되어 결합(더블 포밍)될 수 있다. 제3 케이스(220a)는 제4 케이스(220b)와의 결합을 위한 제1 밀폐면(221a)과, 전지부(210)의 일면을 감싸는 제1 전지부면(223a) 및 전지부(210)의 측면을 감싸는 제1 전지부측면(224a) 으로 구성된다. 이때 제3 절곡부(250) 중 제3 케이스(220a)에 형성되는 제3-1 절곡부(251)는 제1 전지부측면(224a) 상에 형성된다. 제3-1 절곡부(251)는 전지부(210)의 최상층 극판(도면상의 제1 극판(211))과, 상기 최상층 극판과 이웃하는 제2 극판(213) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 또한 제4 절곡부(260) 중 제3 케이스(220a)에 형성되는 제4-1 절곡부(261)는 제1 전지부측면(224a) 상의 제3-1 절곡부(251)의 하측에 소정거리 이격 형성된다. 제4-1 절곡부(261)는 전지부(210)의 최상층 극판과 이웃하여 배치되는 제2 극판(213)과, 상기 제2 극판(213)과 이웃하는 분리막(213) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 따라서 제3-1 절곡부(251) 및 제4-1 절곡부(261)를 통해 전지부(210)가 케이스(220)에 수용되었을 때 여유 공간 즉 갭을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
제4 케이스(220b)는 제3 케이스(220a)와의 결합을 위한 제2 밀폐면(221b)과, 전지부(210)의 타면을 감싸는 제2 전지부면(223b) 및 전지부(210)의 측면을 감싸는 제2 전지부측면(224b) 으로 구성된다. 이때 제3 절곡부(250) 중 제4 케이스(220b)에 형성되는 제3-2 절곡부(252)는 제2 전지부측면(224b) 상에 형성된다. 제3-2 절곡부(252)는 전지부(210)의 최하층 극판(도면상의 제1 극판(211))과, 상기 최하층 극판과 이웃하는 제2 극판(213) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 또한 제4 절곡부(260) 중 제4 케이스(220b)에 형성되는 제4-2 절곡부(262)는 제2 전지부측면(224b) 상의 제3-2 절곡부(252)의 상측에 소정거리 이격 형성된다. 제4-2 절곡부(262)는 전지부(210)의 최하층 극판과 이웃하여 배치되는 제2 극판(213)과, 상기 제2 극판(213)과 이웃하는 분리막(212) 사이의 경계부를 따라 형성될 수 있다. 따라서 제3-2 절곡부(252) 및 제4-2 절곡부(262)를 통해 전지부(210)가 케이스(220)에 수용되었을 때 여유 공간 즉 갭을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 이차 전지용 배터리 팩은 상술된 본 발명의 제1 실시 예의 배터리 셀(100) 또는 제2 실시 예의 배터리 셀(200)이 복수 개 적층 구비되며, 상기 배터리 셀(100, 200)이 수용되는 케이스와 상기 케이스에 수용되는 통상의 터미널 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100, 200 : 배터리 셀
110, 210 : 전지부 111, 211 : 제1 극판
112, 212 : 분리막 113, 213 : 제2 극판
120, 220 : 케이스 121, 221 : 밀폐면
122, 222 : 전지부 공간
130, 230 : 양전극탭
140, 240 : 음전극탭
150 : 절곡부 151 : 제1 절곡부
152 : 제2 절곡부
250 : 제3 절곡부 251 : 제3-1 절곡부
252 : 제3-2 절곡부
260 : 제4 절곡부 261 : 제4-1 절곡부
262 : 제4-2 절곡부

Claims (7)

  1. 양극판으로 형성되는 제1 극판과, 음극판으로 형성되는 제2 극판이 교번으로 복수 개 적층되고, 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막을 포함하되, 최상층 극판과 최하층 극판이 제1극판 또는 제2극판으로 형성되는 전지부와,
    상기 전지부가 수용되는 전지부 공간을 갖는 케이스를 포함하는 배터리 셀에 있어서,
    상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판에 인접한 분리막은,
    상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판보다 큰 면적을 가지며 상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판의 모서리를 따라 단차를 형성하고,
    상기 케이스는,
    상기 최상층 극판과 인접한 분리막 또는 상기 최하층 극판과 인접한 분리막의 단차를 따라 형성되는 절곡부를 갖는 것을 특징으로 하는,
    이차 전지용 배터리 셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전지부 공간은,
    상기 최상층 극판 및 상기 최하층 극판이 수용되는 제1 수용공간; 및
    상기 최상층 극판 및 상기 최하층 극판을 제외한 전지부가 수용되는 제2 수용공간; 을 포함하며,
    상기 제1 수용공간과, 제2 수용공간은 상기 절곡부를 통해 구획되는, 이차 전지용 배터리 셀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 최상층 극판을 포함하는 전지부의 일면을 감싸는 제1 케이스와, 상기 최하층 극판을 포함하는 전지부의 타면을 감싸는 제2 케이스를 포함하고,
    상기 절곡부는,
    상기 제1 케이스 상에 형성되며, 상기 최상층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제1 절곡부; 및
    상기 제2 케이스 상에 형성되며, 상기 최하층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제2 절곡부; 를 포함하는, 이차 전지용 배터리 셀.
  4. 양극판으로 형성되는 제1 극판과, 음극판으로 형성되는 제2 극판이 교번으로 복수 개 적층되고, 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막을 포함하되, 최상층 극판과 최하층 극판이 제1극판 또는 제2극판으로 형성되어지는 전지부와,
    상기 전지부가 수용되는 전지부 공간을 갖는 케이스를 포함하는 배터리 셀에 있어서,
    최상층 또는 최하층에서 이웃하는 제1극판과 제2극판 사이에 삽입되는 분리막은,
    상기 이웃하는 제1극판과 제2극판보다 큰 면적을 가지며,
    상기 분리막의 단부에는 상기 이웃하는 제1극판 또는 제2극판의 모서리 보다 돌출되어 구부러진 부분이 형성되고,
    상기 케이스에는,
    상기 최상층 극판 또는 상기 최하층 극판의 모서리와 이웃하는 분리막과의 단차 부분과, 상기 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는, 복수의 절곡부를 갖는, 이차 전지용 배터리 셀.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 최상층 극판을 포함하는 전지부의 일면을 감싸는 제1 케이스와, 상기 최하층 극판을 포함하는 전지부의 타면을 감싸는 제2 케이스를 포함하고,
    상기 절곡부는,
    상기 제1 케이스 상에 형성되며, 상기 최상층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제3-1 절곡부와 최하층 극판을 향해 구부러진 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는 제3-2 절곡부; 및
    상기 제2 케이스 상에 형성되며, 상기 최하층 극판과 인접한 분리막 사이에 형성되는 제4-1 절곡부와 최상층 극판을 향해 구부러진 분리막의 구부러진 부분을 따라 형성되는 제4-2 절곡부를 포함하는, 이차 전지용 배터리 셀.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 배터리 셀을 포함하는, 이차 전지용 배터리 팩.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140321033A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Motorola Mobility Llc Enhanced mobile electronic device and battery pack
JP6101726B2 (ja) * 2015-03-25 2017-03-22 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 リチウムイオン二次電池
KR102288544B1 (ko) * 2015-06-29 2021-08-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조 방법
KR102566302B1 (ko) 2016-06-27 2023-08-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6685983B2 (ja) * 2017-09-21 2020-04-22 株式会社東芝 電極群、二次電池、電池パック、及び車両
KR102244951B1 (ko) * 2017-11-21 2021-04-27 주식회사 엘지화학 전극 조립체와 이차전지 및 그 전극 조립체와 이차전지의 제조방법
KR20200058173A (ko) * 2018-11-19 2020-05-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028275A (ja) * 1999-06-25 2001-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 立体自由形状バッテリー装置
JP2001167743A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Sharp Corp 二次電池及びそれを用いた電子機器
JP2004111219A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd ラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224995B1 (en) * 1997-03-06 2001-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Three dimensional free form battery apparatus
JP3838878B2 (ja) * 2000-04-28 2006-10-25 松下電器産業株式会社 電池用電極板およびその製造方法
KR100366084B1 (ko) * 2000-06-21 2002-12-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 폴리머 전지 및, 그 제조방법
JP2003282142A (ja) * 2002-03-26 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜積層体、薄膜電池、コンデンサ、及び薄膜積層体の製造方法と製造装置
JP2006294351A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電気デバイスの製造方法
CN101536212B (zh) * 2006-11-06 2011-11-16 株式会社Lg化学 通过对电池盒中的电极组件接纳部分作变形而具有增进安全性的二次电池
KR101106324B1 (ko) 2010-01-12 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 전지
KR101191635B1 (ko) * 2010-05-24 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 파우치, 그의 제조 방법 및 상기 파우치를 포함하는 이차 전지
KR20130106755A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전극 조립체 및 복합 전극 조립체
KR20130113301A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전지셀
KR20130132231A (ko) * 2012-05-25 2013-12-04 주식회사 엘지화학 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028275A (ja) * 1999-06-25 2001-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 立体自由形状バッテリー装置
JP2001167743A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Sharp Corp 二次電池及びそれを用いた電子機器
JP2004111219A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd ラミネート二次電池、複数のラミネート二次電池からなる組電池モジュール、複数の組電池モジュールからなる組電池ならびにこれらいずれかの電池を搭載した電気自動車

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