KR102028173B1 - 배터리셀 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리셀에 관한 것으로, 전극조립체, 상기 전극조립체 상에 위치하되, 상기 전극조립체의 외주면 상에 위치하는 제1 접착층, 상기 제1 접착층 상에 위치하는 제1 기재층, 및 상기 제1 기재층 상에 위치하는 제2 기재층을 포함하는 테이핑부, 및 상기 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하며, 소형화 및 경량화를 구현하면서도 안전성이 향상되는 배터리셀을 제공한다.
Description
본 발명은 배터리셀에 관한 것이다.
최근, 휴대용 전자 기기의 전원으로 배터리셀이 다양하게 사용되고 있다. 또한, 휴대용 전자 기기가 다양한 분야에서 사용되면서, 이에 따라 배터리셀에 대한 수요가 급증하고 있다. 이러한 배터리셀은 충방전하여 복수회 사용이 가능하고, 이에 따라 경제적 및 환경적으로도 효과적이므로 그 사용이 장려되고 있다.
또한, 전자 기기에 대한 소형화, 경량화가 요구되면서, 배터리셀에 대하여도 소형화, 경량화가 요구되고 있다. 그러나, 배터리셀은 내부에 리튬 등과 같은 반응성이 큰 물질이 구비되어 있으므로, 안전성을 이유로 소형화 및 경량화시키는데 제약이 되어 왔다. 이에 따라, 배터리셀의 안전성을 향상시키면서 동시에 소형화 및 경량화가 가능한 배터리셀을 개발하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 신규한 부재를 채용하여 소형화, 경량화가 가능하면서도 안전성이 향상된 배터리셀을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 향상된 찌름강도를 갖는 배터리셀을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리셀은, 전극조립체, 상기 전극조립체 상에 위치하되, 상기 전극조립체의 외주면 상에 위치하는 제1 접착층, 상기 제1 접착층 상에 위치하는 제1 기재층, 및 상기 제1 기재층 상에 위치하는 제2 기재층을 포함하는 테이핑부; 및 상기 전극조립체를 수납하는 케이스를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 중 어느 하나는 다른 하나에 비하여 연신율이 크고, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 중 상기 어느 하나는 상기 다른 하나에 비하여 인장강도가 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 중 상기 어느 하나는 제1 기재층이고, 상기 다른 하나는 제2 기재층일 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 중 상기 어느 하나의 연신율은 139.5% 초과이고, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 중 상기 다른 하나의 인장강도는 21246.4 N/cm2 초과일 수 있다.
또한, 상기 테이핑부는 상기 전극조립체의 외주면을 둘러쌀 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는 제1 극판, 세퍼레이터, 제2 극판이 함께 권취되어 형성되고 권취가 종료되는 권취 종단선을 가지며, 상기 테이핑부는 상기 권취 종단선을 커버할 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층은 폴리이미드(polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide), 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 기재층은 폴리이미드(polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide), 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층은 폴리프로필렌을 포함하고 상기 제2 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테이핑부는 상기 제1 기재층과 상기 제2 기재층 사이에 위치되는 제2 접착층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층과 상기 제2 기재층은 서로 열접합될 수 있다.
또한, 상기 제2 기재층은 상기 제2 기재층의 외주면에 형성되되 상기 제1 기재층으로부터 멀어지는 방향을 향한 제1 돌출부 및 상기 제1 돌출부 간에 위치된 제1 홈부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 홈부는 상기 전극조립체의 외주면의 원주 방향을 두르도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 제1 돌출부는 상기 케이스의 내주면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제1 돌출부는 단면이 사각형상일 수 있다.
또한, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 돌출부의 외주면에 형성되되 상기 제1 기재층으로부터 멀어지는 방향을 향한 제2 돌출부 및 상기 제2 돌출부 간에 위치된 제2 홈부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 홈부는 상기 전극조립체의 외주면의 원주 방향을 두르도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 제2 돌출부는 상기 케이스의 내주면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 제2 기재층은 상기 케이스의 내주면에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 케이스는 각형일 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 배터리셀은, 케이스에 수납되는 전극조립체를 테이핑부로 둘러쌈으로써, 배터리셀의 소형화 및 경량화를 구현하면서도 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 테이핑부가 연신율이 큰 기재부와 인장강도가 큰 기재부를 포함함으로써, 테이핑부의 찌름강도(Inpact Strength)가 개선되어 배터리셀의 안전성이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제2 기재부에 홈부와 돌출부가 구비되어 케이스에 전극조립체를 삽입할 때 마찰력이 절감되며, 이에 따라 전극조립체의 중앙부가 처지는 U-Shape 현상이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 배터리셀의 전극조립체 및 이를 둘러싸는 테이핑부의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 배터리셀의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 배터리셀의 테이핑부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리셀의 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 배터리셀의 테이핑부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 배터리셀의 테이핑부의 단면도이다.
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도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리셀의 단면도이다.
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도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 배터리셀의 테이핑부의 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리셀(100a)의 분해사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리셀(100a)에 대해 설명하기로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리셀(100a)은 전극조립체(110), 전극조립체(110)의 외주면을 둘러싸는 테이핑부(130; 도 2에 도시), 전극조립체(110)를 수납하는 케이스(120), 및 케이스(120)의 개구된 일면을 밀폐하는 캡조립체(10)를 포함하고, 테이핑부(130)는 제1 접착층(133), 제1 기재층(132), 및 제2 기재층(131)을 포함할 수 있다(도 2에 도시).
케이스(120)는 전극조립체(110)를 수납하는 부재이다.
여기서, 케이스(120)는 개구된 일면으로 전극조립체(110)를 수용하여 전극조립체(110)를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 케이스(120)는 금속재로서 딥드로잉 방식을 이용하여 제작될 수 있다. 한편, 케이스(120)의 수평 단면은 모서리가 라운드지게 처리된 사각 형상으로 구현될 수 있다. 단, 케이스(120)의 형상은 이에 한정되지 않고 예를 들어 사각 형상 또는 타원 형상으로 구현할 수도 있다.
한편, 본 실시예에서 케이스(120)는 각형의 캔으로 구현될 수 있고, 또는 원형의 캔으로 구현될 수도 있다.
캡조립체(10)는 케이스(120)의 개구된 일면을 밀폐하는 부재로서, 캡플레이트(50), 전극단자(60), 절연플레이트(40), 단자플레이트(30), 및 가스켓(61)을 포함할 수 있다. 이러한 캡조립체(10)는 배터리셀(100a)의 케이스(120)에 억지끼움 결합할 수 있으며, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다.
여기서, 캡플레이트(50)는 캡조립체(10)와 케이스(120)의 결합 시에 케이스(120)의 개구된 일면을 밀폐하여 케이스(120)의 일면을 구성할 수 있다. 따라서, 캡플레이트(50)는 용접과 같은 방법을 이용하여 케이스(120)의 개구된 일면에 결합될 수 있다. 또한, 캡플레이트(50)는 절연케이스(20)의 리드통공(21)을 관통하여 인출되는 전극탭(114) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 캡플레이트(50)에는 가스켓(61) 및 전극단자(60)와의 결합을 위한 제1 단자홀(51) 및 전해액의 주입을 위한 통로로 사용되는 전해액 주입구(52)가 형성될 수 있다. 이때, 전해액 주입구(52)를 통해 전해액이 주입된 후에는 마개(53)로 밀봉할 수 있다.
가스켓(61)은 전극단자(60)와 캡플레이트(50) 간의 절연을 확보하기 위한 것으로서, 전극단자(60)와 캡플레이트(50) 사이에 위치될 수 있다. 이때, 가스켓(61)에는 캡플레이트(50)의 제1 단자홀(51)에 대응되는 위치에 홀이 형성될 수 있고, 이에 따라 전극단자(60)는 상기 홀 및 제1 단자홀(51)을 관통하여 가스켓(61) 및 캡플레이트(50)에 결합될 수 있다.
절연플레이트(40)는 캡플레이트(50)와 단자플레이트(30) 간의 절연을 위해 그 사이에 삽입된다. 이때, 절연플레이트(40)에는 제1 단자홀(51)에 대응되는 위치에 제2 단자홀(41)이 형성될 수 있으며, 제1 단자홀(51) 및 가스켓(61)의 홀을 통과한 전극단자(60)는 제2 단자홀(41)도 관통할 수 있다.
한편, 전극단자(60)는 단자플레이트(30)에 형성된 제3 단자홀(31)까지 관통될 수 있으며, 이에 따라 단자플레이트(30)와 전극단자(60)는 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 단자플레이트(30)는 전극탭(114) 중 캡플레이트(50)와 연결되지 않은 전극탭(114)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 캡플레이트(50)가 전극탭(114) 중 양극탭(115)과 전기적으로 연결되는 경우, 단자플레이트(30)는 전극탭(114) 중 음극탭(116)과 연결되며, 이를 통해 전극단자(60)와 음극탭(116)의 전기적 연결을 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 배터리셀(100a)은 전극조립체(110)와 캡조립체(10) 사이에 배치되는 절연케이스(20)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 절연케이스(20)는 전극조립체(110)와 캡플레이트(50) 및 단자플레이트(30) 등이 단락되지 않도록, 전극조립체(110)와 단자플레이트(30) 사이에 위치될 수 있다. 이때, 절연케이스(20)는 케이스(120)의 상부에 삽입된 상태로 위치될 수 있으며, 일반적으로 전기절연성이 우수한 경질의 플라스틱 수지를 이용하여 제조될 수 있다. 따라서, 절연케이스(20)를 케이스(120) 내부에 삽입하는 경우 전해액에 의한 변형이 거의 없고 전극조립체(110)와 캡조립체(10) 간의 절연을 확보하기 용이할 수 있다.
한편, 절연케이스(20)로 경질 플라스틱 수지를 사용하는 경우, 탄성이 약해 케이스(120)에 결합하기 어려워지므로, 이를 보완하기 위하여 절연케이스(20)는 베이스부(22)와 지지부(23)로 구성되어 케이스(120)에 안정적으로 결합되도록 할 수 있다. 여기서, 베이스부(22)는 절연케이스(20)의 하부면이고, 지지부(23)는 절연케이스(20)의 외측면이다. 이때, 절연케이스(20)의 베이스부(22)는 일정한 두께의 플레이트로 형성되며, 케이스(120)의 수평 단면 형상, 특히 전극조립체(110) 수납 후 잔여 공간의 단면 형태와 유사한 형태로 형성된다. 그리고, 절연케이스(20)의 베이스부(22)는 케이스(120)와의 억지끼움 결합을 위하여 잔여 공간의 단면보다 조금 큰 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 절연케이스(20)의 베이스부(22)에는 전해액 주입구 및 리드통공(21)이 형성된다.
전극조립체(110)는 일측에 전극탭(114)을 구비하는 부재로서, 이온 또는 전자의 이동에 의하여 전기화학적 에너지를 발생하는 부재이다.
여기서, 전극조립체(110)는 예를 들어 양극판(113)과 같은 제1 극판, 예를 들어 음극판(111)과 같은 제2 극판, 및 상기 제1 극판과 제2 극판 사이에 개재되는 세퍼레이터(112) 함께 권취되어 형성될 수 있다. 이때, 양극판(113) 및 음극판(111)은 각각 알루미늄 금속박과 구리 금속박에 슬러리를 코팅 건조하여 제조될 수 있다. 또한, 슬러리는 양극판(113) 및 음극판(111) 각각의 활물질과 활물질을 금속박에 점착하도록 하는 고정제를 포함할 수 있다. 리튬 이차전지의 경우, 양극 활물질로는 주로 리튬 함유 산화물이 이용되고, 음극 활물질로는 하드카본, 소프트카본, 흑연 또는 탄소물질 중 어느 하나를 주로 이용할 수 있으나, 본 발명은 리튬 이차전지에 한정되는 것은 아니다.
한편, 양극판(113)에는 양극탭(115)이 결합되어 전극조립체(110)의 상단부로 돌출되며, 음극판(111)에는 음극탭(116)이 결합되어 전극조립체(110)의 상단부로 돌출될 수 있다. 또한, 전극조립체(110)에서 양극탭(115)과 음극탭(116)은 소정 거리 이격되도록 형성되어 전기적으로 절연될 수 있다. 또한, 양극탭(115) 및 음극탭(116)은 전극조립체(110)의 양극판(113) 및 음극판(111) 각각과 전기적으로 연결되고, 케이스(120)의 개구된 방향으로 인출될 수 있다. 이를 위해 양극탭(115) 및 음극탭(116)은 케이스(120) 내부에서 전극조립체(110)의 상부에 고정되는 절연케이스(20)의 리드통공(21)을 각각 관통하여 케이스(120), 캡플레이트(50), 또는 단자플레이트(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 양극탭(115) 및 음극탭(116)이 전극조립체(110)로부터 인출되는 부분에는 라미미네이션 테이프(117)가 감길 수 있다. 이때, 라미네이션 테이프(117)는 양극탭(115) 또는 음극탭(116)에서 발생하는 열을 차단하고, 양극탭(115) 또는 음극탭(116)의 가장자리에 의해 전극조립체(110)가 압박받지 않도록 할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 배터리셀(100a)의 전극조립체(110) 및 이를 둘러싸는 테이핑부(130)의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시한 배터리셀(100a)의 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시한 배터리셀(100a)의 테이핑부(130)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 테이핑부(130)에 대해 설명하기로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 테이핑부(130)는 전극조립체(110)의 외주면을 둘러싸며, 특히 전극조립체(110)의 권취가 종료되는 권취 종단선(118)을 둘러쌀 수 있다. 따라서, 양극판(113), 세퍼레이터(112), 및 음극판(111)이 권취되어 있는 전극조립체(110)가 케이스(120) 내로 삽입될 때 풀리거나 케이스(120) 내면과의 마찰에 의해 수납이 곤란해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 테이핑부(130)는 케이스(120)와 함께 외부의 충격으로부터 전극조립체(110)를 보호할 수 있다.
한편, 배터리셀을 사용하다 보면 외부부재(예를 들어 끝단이 날카롭고 뾰족한 덴트(dent)부재)가 배터리셀을 찌르는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 외부부재는 배터리셀의 케이스 및 테이핑부를 관통하여 전극조립체에 도달할 수 있다. 이때, 외부부재가 전극조립체에 도달하면 외부부재와 양극판 또는 음극판은 서로 단락될 수 있고, 이에 따라 배터리셀이 제 기능을 못할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 배터리셀(100a)은 연신율 및 인장강도가 큰 물질로서 테이핑부(130)를 구현하기 때문에, 외부부재가 배터리셀(100a)을 관통하려하더라도 테이핑부(130)를 통과할 수 없어, 배터리셀(100a)과 외부부재가 단락되는 현상을 방지할 수 있다.
이러한 테이핑부(130)를 구현하기 위하여 테이핑부(130)는 제1 접착층(133), 제1 기재층(132), 및 제2 기재층(131)을 포함할 수 있다.
제1 접착층(133)은 전극조립체(110)의 외주면 상에 위치되어, 전극조립체(110)의 외주면과 제1 기재층(132)을 접합하는 부재이다. 따라서, 전극조립체(110)는 제1 접착층(133)에 의하여 권취 풀림 현상이 방지될 수 있다.
제1 기재층(132)은 전극조립체(110)의 외주면에 접합된 제1 접착층(133)의 외주면 상에 위치되는 부재이다.
여기서, 제1 기재층(132)은 제2 기재층(131)에 비하여 연신율이 큰 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 외부부재가 케이스(120)를 관통하려는 경우에도 제1 기재층(132)의 연신율이 커서 외부부재는 제1 기재층(132)을 늘어나게만 할 뿐 제1 기재층(132)을 관통하기 어려울 수 있다. 이러한 제1 기재층(132)의 물질로서는 연신율이 큰 순서대로 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide), 또는 폴리프로필렌(PP; polypropylene) 등을 사용할 수 있고, 단가 등을 종합적으로 고려하였을 때 폴리프로필렌(PP)을 이용하는 것이 바람직하다.
제2 기재층(131)은 제1 접착층(133)에 접합된 제1 기재층(132)의 외주면 상에 위치되는 부재이다.
여기서, 제2 기재층(131)은 제1 기재층(132)과는 다른 물질로 구성될 수 있다. 특히, 제2 기재층(131)은 제1 기재층(132)에 비하여 인장강도가 큰 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 외부부재가 배터리셀(100a)을 관통하려하더라도 제2 기재층(131)은 인장강도가 크기 때문에 외부부재는 제2 기재층(131)을 관통하기 어려울 수 있다. 인장강도가 크게 되면 외부부재가 제2 기재층(131)을 찌르면서 제2 기재층(131)에 인장력을 가하더라도, 제2 기재층(131)이 이를 버텨 외부부재가 관통되기 어렵기 때문이다. 이러한 제2 기재층(131)의 물질로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide)를 사용할 수 있고, 단가 등을 종합적으로 고려하였을 때 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 제2 기재층(131)은 제1 기재층(132)에 대하여 열접합되어 적층될 수 있다. 또한, 이후에 설명되는 도 6에서와 같이 제2 기재층(131)은 제1 기재층(132)과의 사이에 개재되는 접착층을 통해 적층될 수도 있다.
한편, 제1 기재층(132)은 연신율이 크고 제2 기재층(131)은 인장강도가 크기 때문에 제1 기재층(132)과 제2 기재층(131)을 적층하여 테이핑부(130)를 구성하는 경우, 외부부재는 테이핑부(130)를 관통하기 더욱 어려울 수 있다. 테이핑부(130)의 연신율 및 인장강도가 높아 외부부재가 관통되는데 필요한 강도인 찌름강도(Inpact Strength)가 클 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시예에서는 제1 기재층(132)을 연신율이 상대적으로 큰 부재로 설명하고, 제2 기재층(131)을 인장강도가 상대적으로 큰 부재로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제1 기재층(132)이 인장강도가 상대적으로 큰 부재로 구성되고 제2 기재층(131)이 연신율이 상대적으로 큰 부재로 구성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리셀(100b)의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 배터리셀(100b)의 테이핑부(230)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리셀(100b)에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 이전 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리셀(100b)은 전극조립체(110), 전극조립체(110)의 외주면을 둘러싸는 테이핑부(230), 전극조립체(110)를 수납하는 케이스(120), 및 케이스(120)의 개구된 일면을 밀폐하는 캡조립체(10)를 포함하고, 여기서 테이핑부(230)는 제1 접착층(233), 제1 기재층(232), 제2 접착층(238), 및 제2 기재층(231)을 차례로 적층시켜 포함하고, 제2 기재층(231)에 다수의 제1 홈부(234) 및 제1 돌출부(235)가 형성된 것을 특징으로 한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 테이핑부(230)는 제1 기재층(232)과 제2 기재층(231) 간에 제2 접착층(238)을 더 포함하여, 제1 기재층(232)과 제2 기재층(231)을 접합시킬 수 있다. 물론 본 실시예에서도 제2 접착층(238)을 생략하고 제1 기재층(232)과 제2 기재층(231)을 열접합시키는 것도 가능하다.
한편, 제2 기재층(231)에는 다수의 홈이 파여 상대적으로 높이가 낮은 제1 홈부(234) 및 높이가 높은 제1 돌출부(235)가 형성될 수 있다. 즉, 제2 기재층(231)의 외주면에서 제1 홈부(234)와 제1 돌출부(235)가 교대로 형성될 수 있다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이 케이스(120)의 내주면에 접촉되는 부분은 제1 돌출부(235)이며 제1 홈부(234)는 케이스(120)에 접촉되지 않을 수 있다. 따라서, 테이핑부(230)로 둘러싸인 전극조립체(110)를 케이스(120)에 삽입할 때 마찰력이 감소되며, 이에 따라 전극조립체(110)의 삽입이 용이해질 수 있다. 특히, 전극조립체(110)를 삽입할 때 마찰력이 큰 경우 전극조립체(110) 또는 테이핑부(230)의 외주면이 케이스(120)에 마찰되어 삽입이 잘 이루어지지 않고, 전극조립체(110)의 중앙부만 아래로 처지는 U-Shape 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 테이핑부(230)는 제1 돌출부(235)만 케이스(120)의 내주면에 마찰되어 마찰력이 절감될 수 있는바, 상기와 같은 U-Shape 현상을 방지할 수 있다. 또한, 전극조립체(110)의 삽입시 제1 홈부(234)를 통해 공기의 흐름을 확보할 수 있기 때문에, 전극조립체(110)의 삽입이 보다 용이할 수 있다.
여기서, 제1 홈부(234)는 전극조립체(110)의 외주면의 원주 방향으로 연장되거나, 또는 전극조립체(110)의 권취 축에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 홈부(234)는 전극조립체(110)의 길이방향을 따라 연장되거나 또는 전극조립체(110)의 권취 축과 평행한 방향으로 연장될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀(100c)의 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시한 배터리셀(100c)의 테이핑부(330)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리셀(100c)에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 이전 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배터리셀(100c)의 테이핑부(330)는 제1 접착층(333), 제1 기재층(332), 및 제2 기재층(331)을 차례로 적층시켜 포함하고, 제2 기재층(331)에 다수의 제1 홈부(334) 및 제1 돌출부(335)가 형성되며, 제1 돌출부(335)에 제2 홈부(336) 및 제2 돌출부(337)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 테이핑부(330)의 제2 기재층(331)의 제1 돌출부(335)에는 제2 홈부(336) 및 제2 돌출부(337)가 더 형성된다. 즉, 제2 기재층(331)에 홈이 두 번 형성된다는 의미이다. 이에 따라, 도 7에 도시한 바와 같이, 케이스(120)의 내주면에 접촉되는 제2 기재층(331)의 영역은 제2 돌출부(337)로 한정될 수 있으며, 이전 실시예보다 케이스(120)의 내주면에 접촉되는 면적이 더욱 작아져 전극조립체(110)의 케이스(120)에 대한 삽입시 마찰력이 더욱 감소될 수 있다. 따라서, 전극조립체(110)의 중앙부가 처지는 U-Shape 현상을 더욱 방지할 수 있다.
여기서, 제1 홈부(334) 및 제2 홈부(336)는 전극조립체(110)의 외주면의 원주 방향으로 연장되거나, 또는 전극조립체(110)의 권취 축에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 홈부(334) 및 제2 홈부(336)는 전극조립체(110)의 길이방향을 따라 연장되거나 또는 전극조립체(110)의 권취 축과 평행한 방향으로 연장될 수도 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 배터리셀은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 : 캡조립체 110 : 전극조립체
118 : 권취 종단선 120 : 케이스
130, 230, 330 : 테이핑부 131, 231, 331 : 제2 기재층
132, 232, 332 : 제1 기재층 133, 233, 333 : 제1 접착층
234, 334 : 제1 홈부 235, 335 : 제1 돌출부
238 : 제2 접착층 336 : 제2 홈부
337 : 제2 돌출부
118 : 권취 종단선 120 : 케이스
130, 230, 330 : 테이핑부 131, 231, 331 : 제2 기재층
132, 232, 332 : 제1 기재층 133, 233, 333 : 제1 접착층
234, 334 : 제1 홈부 235, 335 : 제1 돌출부
238 : 제2 접착층 336 : 제2 홈부
337 : 제2 돌출부
Claims (19)
- 전극조립체;
상기 전극조립체 상에 위치하되, 상기 전극조립체의 외주면 상에 위치하는 제1 접착층, 상기 제1 접착층 상에 위치하는 제1 기재층, 및 상기 제1 기재층 상에 위치하는 제2 기재층을 포함하는 테이핑부; 및
상기 전극조립체를 수납하는 케이스;
를 포함하며,
상기 제1 기재층은 상기 제2 기재층에 비하여 연신율이 크고,
상기 제2 기재층은 상기 제1 기재층에 비하여 인장강도가 큰 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 기재층의 연신율은 139.5% 초과이고, 상기 제2 기재층의 인장강도는 21246.4 N/cm2 초과인 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 테이핑부는 상기 전극조립체의 외주면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 전극조립체는 제1 극판, 세퍼레이터, 제2 극판이 함께 권취되어 형성되고 권취가 종료되는 권취 종단선을 가지며,
상기 테이핑부는 상기 권취 종단선을 커버하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기재층은 폴리이미드(polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide), 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제2 기재층은 폴리이미드(polyimide), 폴리파라페닐렌설파이드(PPS; polyparaphenylene sulfide), 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제7항에 있어서,
상기 제1 기재층은 폴리프로필렌을 포함하고 상기 제2 기재층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 테이핑부는 상기 제1 기재층과 상기 제2 기재층 사이에 위치되는 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기재층과 상기 제2 기재층은 서로 열접합된 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 제2 기재층은 상기 제2 기재층의 외주면에 형성되되 상기 제1 기재층으로부터 멀어지는 방향을 향한 제1 돌출부 및 상기 제1 돌출부 간에 위치된 제1 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제11항에 있어서,
상기 제1 홈부는 상기 전극조립체의 외주면의 원주 방향을 두르도록 연장된 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제11항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 케이스의 내주면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제11항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 단면이 사각형상인 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제11항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 돌출부의 외주면에 형성되되 상기 제1 기재층으로부터 멀어지는 방향을 향한 제2 돌출부 및 상기 제2 돌출부 간에 위치된 제2 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제15항에 있어서,
상기 제2 홈부는 상기 전극조립체의 외주면의 원주 방향을 두르도록 연장된 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제15항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 상기 케이스의 내주면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 제2 기재층은 상기 케이스의 내주면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 배터리셀. - 제1항에 있어서,
상기 케이스는 각형인 것을 특징으로 하는 배터리셀.
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