KR102044404B1 - 전극 탭과 전극 리드 사이에 보강 탭 결합 구조를 갖는 플렉서블 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플렉서블 전지 어셈블리는 분리막을 사이에 두고 상이한 극성을 갖는 한 쌍의 전극판을 갖는 하나 이상의 단위셀 및 상기 전극판들로부터 각각 돌출되는 동시에 전극 합재가 미도포된 상태로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 구성하는 전극 탭 상에 용착 고정된 보강 탭; 및 상기 보강 탭 상에 용착됨으로써 상기 전극 탭과 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 포함하고, 상기 전극 탭은 전극 리드 연결용 탭과 전극 병렬 연결용 탭을 포함하며, 상기 전극 병렬 연결용 탭은 적층된 복수의 전극판들 중 동일한 극성을 갖는 전극판들을 서로 연결하는 기능을 하고, 상기 전극 리드 연결용 탭은 상기 보강 탭을 상기 전극 리드 연결용 탭과 상기 전극 리드 사이에 덧대는 구조를 통해 상기 전극 리드에 연결되는 것을 특징으로 한다

Description

전극 탭과 전극 리드 사이에 보강 탭 결합 구조를 갖는 플렉서블 전지{Flexible battery assembly having strengthening tab joint structure between electrode tab and electrode lead}

본 발명은 플렉서블 전지 어셈블리로서, 전극 조립체를 구성하는 전극 탭 및 전극 리드 간을 접합하는 경우에 상기 전극 탭과 전극 리드 사이에 별도의 소정 두께의 금속 플레이트 형상을 갖는 보강 탭을 배치함으로써 이차 전지가 구부러지는 환경에서도 전기화학적 특성을 유지할 수 있는 전극 탭과 전극 리드 간의 결합 보강 구조를 갖는 플렉서블 전지에 관한 것이다.

이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 상기 휴대형 전자기기의 경량화와 고기능화 및 사물인터넷(Internet of things, IoT)이 발전함에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다.

특히, 리튬 이차 전지는 휴대용 전자 장비의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도도 높다는 장점이 있어서 그 수요가 증가하고 있는 추세이다.

이차 전지는 전해물질에 양극과 음극을 삽입한 상태에서, 상기한 양극과 음극을 연결했을 때 전해물질과 전극 사이에서 발생되는 전기화학적 반응을 이용한 전지로서, 기존의 일차전지와는 달리 전기전자제품에서 소모된 에너지를 충전기에 의해 재충전하여 반복 사용할 수 있는 충전과 방전이 가능한 전지이므로 무선 전기전자제품의 대중화와 더불어 확산되고 있는 추세이다.

통상적으로, 양극판과 음극판 사이에 분리막을 삽입하고 이들을 함께 나선형으로 권취시킨 젤리롤 형태의 권취형 전극 조립체, 또는 분리막을 사이에 두고 다수의 양극판과 음극판을 적층하여 형성된 플렉서블 적층형 전극 조립체를 리튬 이차 전지에 많이 사용하고 있다. 예를 들어, 원통형 전지는 권취형 전극 조립체를 원통형 캔에 수납하고 전해질을 주입한 후 밀봉하는 것이고, 각형 전지는 권취형 전극 조립체나 적층형 전극 조립체를 압박하여 납작하고 평평하게 만든 다음 각형 캔에 수납하는 것이다. 또한, 파우치형 전지는 권취형 전극 조립체나 적층형 전극 조립체를 전해질과 함께 파우치형 외장재로 포장한 것이다. 이러한 전극 조립체에서, 양극판과 음극판으로부터 각각 양극탭과 음극탭이 전극 조립체의 외부로 인출되어 이차 전지의 양극과 음극에 연결될 수 있다.

한편, 상하 방향으로 적층된 다수의 양극판과 음극판 상의 전극 탭을 통해 전극 리드에 연결하게 되는데, 종래의 전극 탭과 전극 리드 간의 결합구조는 직접

용착을 하는 과정에서 결합력이 다소 떨어지게 됨으로써, 구부리는 것과 같은 전지의 변형 사용 동작을 통해서 상기 전극 탭과 전극 리드 간에 결합에 문제가 발생하게 된다.

한국 공개특허공보 제10-2013-0063709호를 참조하여 파우치형 전지를 예를 들어 설명하면, 두 전극과 분리막, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 사용하는 파우치형 이차전지에 있어서, 파우치가 내부 수지 층, 금속박 층, 외부 수지 층으로 이루어지고, 내부 수지 층과 금속박 층이 맞닿는 면에 금속박 층 보다 반응성이 작은 버퍼 층이 형성되어 있다고 개시되어 있다. 이 경우, 금속박 층 보다 반응성이 작은 버퍼 층을 추가로 형성함으로써, 내부 수지 층에 마이크로 크랙(micro crack)이 발생하는 등 손상이 가는 경우에도 금속박 층의 산화 반응을 막음으로써, 전지의 외측 부식을 방지할 수 있는 장점이 있지만, 근본적으로 금속박은 벤딩시 구겨짐과 같은 변형에 취약하여 플렉서블 전지의 특성을 저하시키는 문제점이 있다.

종래 기술에서 일반적인 전지 어셈블리의 굽힘 동작시에는 굽힘 안쪽은 압축응력이 인가되고, 그 반대쪽에는 인장응력이 전지에 인가됨에 따라, 전지의 전극 조립체를 감싸는 외장재도 늘어나거나 좁혀지면서 국부적인 기계적 파손이 발생한다. 따라서, 플렉서블 특성에 적합한 새로운 플렉서블 전지 어셈블리가 필요한 상황이다.

(특허문헌 1) KR10-2013-0063709 A

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 전극 조립체를 구성하는 전극 리드 연결용 전극 탭 및 전극 리드 간을 접합하는 경우에 상기 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 사이에 별도의 소정 두께의 금속 플레이트 형상을 갖는 보강 탭을 배치함으로써, 플렉서블 전지의 굽힘 동작에 따른 국부적인 기계적 부하를 최소화하여 전기화학적 특성을 유지함으로써 안정적인 플렉서블 전지를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플렉서블 전지 어셈블리는 분리막을 사이에 두고 상이한 극성을 갖는 한쌍의 전극판을 갖는 하나 이상의 단위셀 및 상기 전극판들로부터 각각 돌출되는 동시에 전극 합재가 미도포된 상태로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극 조립체;

상기 전극 조립체를 구성하는 전극 탭 상에 용착 고정된 보강 탭; 및

상기 보강 탭 상에 용착됨으로써 상기 전극 탭과 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 포함하고,

상기 전극 탭은 전극 리드 연결용 탭과 전극 병렬 연결용 탭을 포함하며,

상기 전극 병렬 연결용 탭은 적층된 복수의 전극판들 중 동일한 극성을 갖는 전극판들을 서로 연결하는 기능을 하고, 상기 전극 리드 연결용 탭은 상기 보강 탭을 상기 전극 리드 연결용 탭과 상기 전극 리드 사이에 덧대는 구조를 통해 상기 전극 리드에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 전극 병렬 연결용 탭을 통해 동일한 극성의 전극판들이 서로 전기적으로 병렬 연결된 탭 결합부는 상기 전극 조립체의 최상단 또는 최하단을 이루는 최외각 전극판의 외면을 감싸고 있는 분리막 상에 테이핑 처리된다.

상기 플렉서블 전지는, 상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸도록 상부 압인부와 하부 압인부가 반복 압인 가공된 구조의 외장재부를 더 포함한다.

상기 복수의 상부 압인부와 하부 압인부는 상기 전극조립체 및 외장재부의 폭과 평행한 방향으로 연속적으로 형성된다.

상기 보강 탭을 통해 덧댐 보강된 상기 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 사이의 탭-리드 결합부는 전극 조립체 내부로 삽입된 상태이다.

상기 전극 조립체를 구성하는 전극판은 상기 전극 리드 연결용 탭과 상기 전극 병렬 연결용 탭을 양측 상에 모두 포함하는 제1 전극판(E1) 및 상기 전극 병렬 연결용 탭만을 일측에 포함하는 제2 전극판(E2)을 포함하고, 상기 제1 전극판(E1)의 전극 리드 연결용 탭을 덮도록 상기 제2 전극판(E2) 상에 전극 합재가 도포된다.

본 발명에 따르면, 전극 조립체를 구성하는 전극 리드 연결용 전극 탭 및 전극 리드 간을 접합하는 경우에 상기 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 사이에 별도의 소정 두께의 금속 플레이트 형상을 갖는 보강 탭을 배치함으로써, 상기 플렉서블 전지의 굽힘 동작에 따른 국부적인 기계적 부하를 최소화하여 전기화학적 특성을 유지함으로써 안정적인 플렉서블 전지 구현을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 전지를 구성하는 전극 조립체의 예시적인 구성을 보인다.
도 2는 도 1의 전극 조립체의 분해도를 보인다.
도 3은 본 발명에 따라 전극 리드 연결용 탭과 전극 리드 간에 보강 탭을 이용하여 덧댐 보강 구조를 완성하는 과정을 보인다.
도 4는 전극 리드 연결용 탭 상에 덧대어진 보강 탭의 구체적인 치수를 보인다.
도 5는 전극 리드 연결용 탭 상에 결합되는 전극 리드와의 리드-탭 연결부의 구체적인 치수를 보인다.
도 6은 플렉서블 전지 상에서 전극 리드 연결용 탭과 전극 리드 간에 덧대는 보강 탭의 다양한 형태를 보인다.
도 7은 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 감싸는 외장재부를 갖는 플렉서블 전지를 보인다.
도 8은 플렉서블 전지를 이루는 외장재부에 있어서, 상기 외장재부의 폭과 평행한 방향으로 상부 압인부 및 하부 압인부 등의 패턴이 형성된 모습을 보인다.
도 9는 외장재부에 형성된 상부 압인부 및 하부 압인부의 구체적인 형태를 설명한다.
도 10은 플렉서블 전지를 구부리는 경우에, 외장재부의 내/외측에 발생하는 변형을 보인다.
도 11은 전극 조립체 내부로 전극 리드 연결용 탭과 전극 리드 간의 덧댐 보강 결합 구조인 탭-리드 결합부를 삽입함과 동시에 전극을 정렬하는 모습을 보인다.
도 12는 탭-리드 결합부가 삽입됨과 동시에 전극이 정렬된 전극 조립체를 적용한 전지와 상기 내용이 적용되지 않은 전지의 모습의 비교를 보인다.
도 13은 덧댐 보강 결합 구조를 전극 조립체 내에 삽입하기 전/후의 굽힘 평가의 비교를 보인다.
도 14는 덧댐 보강 결합 구조를 전극 조립체 내에 삽입하기 위하여, 전극 조립체를 구성하는 전극판 형태의 일 실시예를 보인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 전지에 대하여 설명하기로 한다.

이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

또한, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 플렉서블 전지를 구성하는 전극 조립체의 일 실시예를 설명한다.

전극 조립체는 분리막(30)을 사이에 두고 음극판(10)과 양극판(20)으로 구분된 단위셀(A), 음극판(10)과 양극판(20) 사이에서 이온 전달 매개체 역할을 하는 전해액, 전극판으로부터 돌출되어진 상태에서 용도에 따라 전극 병렬 연결용과 전극 리드 연결용으로 나뉘는 전극 탭을 포함한다. 상기 음극판(10)과 양극판(20)을 포함하는 전극판들 중 어느 하나 이상의 전극판은 전극 병렬 연결용 탭과 전극 리드 연결용 탭을 양측에 이격 배치할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(100)의 최하단에 배치되는 임의의 음극판(10)은 음극 병렬 연결용 탭(12)과 음극 리드 연결용 탭(14)을 구비하고, 상기 임의의 음극판(10)과 대면된 분리막의 반대편에 대면된 임의의 양극판(20)은 양극 병렬 연결용 탭(22)과 양극 리드 연결용 탭(24)을 구비한다.

여기에서, 전극판들은 전극 합재가 전극 집전체인 전극판의 단면 또는 양면에 도포되며, 상기 전극 병렬 연결용 탭 및 전극 리드 연결용 탭은 상기 전극판으로부터 돌출된 형태이다. 한편, 상기 전극 병렬 연결용 탭 및 전극 리드 연결용 탭에는 전극 합재가 미도포된 상태로 노출된 형태이다.

상기 복수의 전극판들은 전극 병렬 연결용 전극 탭을 통해 동일한 극끼리 연결된다. 즉, 복수의 음극판(10)들 및 복수의 양극판(20)들은 각각 전극 탭들 간을 연결하는 탭-탭 결합부에 의해서 전기적으로 병렬 연결된다. 한편, 전극 조립체는 전극 리드 연결용 전극 탭을 통해 외장재 외부로 노출되어 있는 전극 리드와 전기적으로 연결되는 구조를 갖는다. 분리막은 전극판들을 물리적으로 이격시키지만 전해액에 포함된 이온은 통과시키는 기능을 한다.

상기 전극 조립체의 최상단 및 최하단에 배치되는 음극판(10) 또는 양극판(20)은 양극 합재 또는 음극 합재가 단면에만 도포된 상태일 수 있다.

음극판(10) 또는 양극판(20) 상에서 돌출된 상태의 전극 병렬 연결용 탭(12, 22)은 동일한 극성의 전극판들은 서로 전기적으로 병렬 연결하게 한다. 병렬 연결된 탭 결합부는 전극 조립체의 최상단 또는 최하단을 이루는 최외각 전극판의 외면을 감싸고 있는 분리막 상에 위치하여 마감 테이핑처리된다.

본 발명에서 전극판에 형성된 전극 병렬 연결용 탭(12, 22)이 서로 병렬 연결된 탭 결합부 및 전극 리드 연결용 탭(14, 24)과 전극 리드가 서로 연결된 탭리드 결합부 간의 연결 및 접합은 스팟 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 및 도전성 접착제에 의한 결합을 포함하는 접합 방식 중 어느 하나를 통해 전기적으로 연결된다.

도 3을 참조하여, 전극 조립체의 일측에 배치된 전극 리드 연결용 탭(14, 24) 상에 별도의 보강 탭(50)을 보강한 후에 상기 보강 탭(50)에 전극 리드(60)를 결합함으로써 전극 리드 연결용 탭(14, 24)과 전극 리드(60)를 보강 탭(50)을 이용하여 덧댐 구조를 형성하는 과정을 설명한다. 전극 리드 연결용 탭(14, 24)과 전극 리드(60)의 보강된 접합 방식은 양극 탭 및 음극 탭 중 적어도 어느 하나에 해당한다.

도 3a는 전극 조립체를 이루는 복수의 전극판들 중에서, 전극 리드 연결용 전극 탭이 있는 전극이 전극 조립체의 일측으로 돌출된 상태에서 덧대어질 금속 재질의 보강 탭(50)을 결합할 준비를 한다.

도 3b는 보강 탭(50)을 전극 리드 연결용 전극 탭 상에 결합한 상태를 보인다.

도 3c는 보강 탭(50)이 부가된 전극 리드 연결용 전극 탭 상에 전극 리드를 결합할 준비를 한다.

도 3d는 전극 리드를 보강 탭(50)이 부가된 전극 리드 연결용 전극 탭 상에 결합한 상태를 보인다.

도 4를 참조하면, 전극 리드 연결용 전극 탭 상에 덧대어진 보강 탭(50)은 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드(60)의 연결 부분의 강도를 보강함으로써 물리적으로 강화한다.

전극 조립체의 전극판에서 연장되는 전극 리드 연결용 전극 탭 상단에 상기 전극 리드 연결용 전극 탭보다 1배 내지 3배 두꺼운 동종 또는 이종의 금속 보강 탭(50)을 덧댐으로 보강시켜 용착한다. 덧댐으로 보강된 보강 탭(50) 및 전극 리드 연결용 전극 탭은 동일 또는 상이한 폭을 갖는다.

보강되는 보강 탭(50)의 폭은 3mm 내지 5mm, 길이는 2mm 내지 4mm일 수 있지만, 이는 일 실시예일 뿐 이에 한정하는 것은 아니다.

도 5를 참조하면, 덧댐으로 보강된 보강 탭(50) 상에 접합함으로써 전극 리드 연결용 전극 탭과 결합하는 전극 리드는 구체적으로 2㎜ 내지 3㎜의 폭 및 0.5 ㎜ 내지 1㎜의 길이를 갖는다. 본 발명에서 전극판의 집전체는 알루미늄, 스테인레스 스틸 및 구리를 포함하는 그룹 중 어느 하나일 수 있고, 전극 리드는 알루미늄, 니켈 및 니켈이 코팅된 구리를 포함하는 그룹 중 어느 하나의 재질을 가질 수 있지만, 이는 일 실시예일 뿐 이에 한정하는 것은 아니다.

도 6을 참조하면, 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드의 탭-리드 결합부 상에 덧댐으로 보강시키는 보강 탭(50)은 원, 타원 및 다각형을 포함하는 그룹 중 1개의 모양으로 형성된다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 조립체는 상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸도록 상부 압인부와 하부 압인부가 반복 압인 가공된 구조의 외장재부(200)를 배치한다.

도 8을 참조하면, 외장재부 상에 반복적으로 압인 가공된 복수의 상부 압인부와 하부 압인부는 굽힘, 비틀림 또는 구겨짐 동작에서 전극 조립체를 갖는 플렉서블 전지의 압축 및 인장이 가능하도록 패턴 및 형태가 반복된다.

상기 복수의 상부 압인부와 하부 압인부는 상기 전극조립체 및 외장재부의 폭과 평행한 방향으로 연속적으로 형성된다.

상기 복수의 상부 압인부와 하부 압인부는 각각 상부와 하부 금형으로 압인 가공된다.

전극 조립체의 외부를 둘러싸는 외장재부는 실링부(230)의 붉은 점선을 기준으로 하여 상기 전극 조립체 상에서 상부 외장재부(210) 및 하부 외장재부(220)를 갖는 형태일 수 있다. 즉, 외장재부 상에 반복되는 복수의 상부 압인부(212, 222)와 하부 압인부(214, 224)는 실링부를 기준으로 대칭되는 구조로 형성되고, 상부 외장재부(210)와 하부 외장재부(220) 상에 대칭적으로 압인 가공된다. 상기 상태에서, 상기 실링부(230)를 상하 대칭적으로 절곡 후에 상기 외장재부 내부에 상기 전극 조립체를 수용하게 된다.

상기 상부 외장재부(210)와 하부 외장재부(220)를 구분하는 기준인 실링부의 폭은 3㎜ 내지 5㎜이고, 실제 실링 폭은 1㎜ 내지 2㎜ 일 수 있지만, 이는 일 실시예일 뿐 이에 한정하는 것은 아니다.

도 9를 참조하면, 상기 외장재부 상에 반복되는 복수의 상부 압인부 높이(h)와 하부 압인부 높이(h')는 동일(h=h') 할 수 있다.

상기 외장재부 상에 반복되는 복수의 상부 압인부 높이(h)와 하부 압인부 높이(h')는 0.5㎜ 내지 1㎜이며 최적값은 0.75㎜ 이지만, 이는 일 실시예일 뿐 이에 한정하는 것은 아니다.

한편, 상기 외장재부 상에 인접한 복수의 상부 압인부 최고점 간의 폭(a)과 복수의 하부 압인부 최저점 간의 폭(b)은 동일(a=b)하여 물결무늬 패턴을 형성한다.

도 10을 참조하면, 플렉서블 전지를 구성하는 외장재부 상에 외력이 작용하여 굽힘 상태로 변형되는 경우에, 플렉서블 전지의 외측에는 외장재부 상에 인장이 작용하고, 플렉서블 전지의 내측에는 외장재부 상에 압축이 작용하는 것을 확인할 수 있다.

상기 반복되는 복수의 상부 압인부의 높이(h)는 굽힘, 비틀림 또는 구겨짐 동작에 의해 내측에는 압축 응력으로 인해서 h 이상 2h 이하로 증가하고, 반대로 외측에는 인장 응력으로 인해서 0 이상 h 이하로 감소한다.

도 11을 참조하면, 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 사이를 보강 탭(50)을 통해 덧댐 보강한 탭-리드 결합부를 전극 조립체 내부로 삽입한 후에 탭-탭 결합부를 정렬한 상태를 보인다.

도 12를 참조하면, 탭-리드 결합부가 삽입됨과 동시에 전극이 정렬된 전극 조립체를 적용한 전지와 상기 내용이 적용되지 않은 전지의 비교를 보인다.

도 13을 참조하면, 좌측의 도면 상에서 보강 탭(50)을 통한 덧댐 보강 결합 구조를 전극 조립체 내에 삽입하기 전에는 플렉서블 전지 평가 항목 중 굽힘 평가(벤딩 테스트) 중에 전극 리드 연결용 탭과 전극 리드 결합부 상에 끊어짐 현상이 발생한 것을 확인할 수 있다.

그러나, 우측의 도면 상에서 보강 탭(50)을 통한 덧댐 보강 결합 구조를 전극 조립체 내에 삽입한 후에는 플렉서블 전지 평가 항목 중 굽힘 평가(벤딩 테스트) 중에 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 결합부 상에 끊어짐 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

도 14를 참조하면, 보강 탭(50)을 통한 덧댐 보강 결합 구조를 전극 조립체 내에 삽입하기 위하여, 전극 조립체를 구성하는 전극판 형태의 일 실시예를 보인다.

전극 조립체를 구성하는 전극판은 전극 리드 연결용 탭과 전극 병렬 연결용 탭을 양측 상에 모두 포함하는 제1 전극판(E1) 및 전극 병렬 연결용 탭만을 일측에 포함하는 제2 전극판(E2)을 포함한다.

제1 전극판(E1)을 보면, 전극합재가 도포된 부분의 가로 길이와 세로 길이가 각각 W와 D로써 WD의 면적을 갖는다. 전극 리드 연결용 탭의 세로 길이는 D'이다.

제2 전극판(E2)을 보면, 전극합재가 도포된 부분의 가로 길이와 세로 길이가 각각 W와 D+D'로써 W(D+D')의 면적을 갖는다.

상기 구조를 통해, 접합된 탭리드 결합부를 전극 조립체 내부로 삽입하여 정렬함과 동시에 안정적으로 셀 구동하는 것이 가능하다.

이하, 상기 보강 탭(50)을 통한 덧댐 보강 결합 구조를 통해 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드(60) 간의 결합 보강 구조를 갖는 플렉서블 전지에 대한 구체적인 실험 조건을 예시적으로 설명한다.

본 발명에 따른 플렉서블 전지는 연속 굽힘 특성을 테스트하기 위해서 R20의 원통형 구조체를 이용하여 굽힘 테스트를 진행했다. 구체적으로 5,000회의 반복 테스트를 통해 90% 이상의 용량 보존율을 갖는 것을 확인할 수 있다.

구체적인 작동 환경은 다음과 같다.

Nominal Capacity(mAh)		50
Energy Density(Wh/L)		114
Nominal Voltage		3.8 V
Charging Voltage		4.35 V
Operating Temp.		-10~35 ˚C
Storage Temp.		-20~45 ˚C
size	Width	16 ± 0.5 mm
	Thickness	2 ± 0.2 mm
	Length	52 ± 1.0 mm

본 발명은 전극 조립체를 구성하는 전극 리드 연결용 탭 및 전극 리드 간을 접합하는 경우에 상기 전극 리드 연결용 탭과 전극 리드 사이에 별도의 소정 두께의 금속 플레이트 형상을 갖는 보강 탭을 배치함으로써, 상기 플렉서블 전지의 굽힘 동작에 따른 국부적인 기계적 부하를 최소화하여 전기화학적 특성을 유지함으로써 안정적인 플렉서블 전지 구현을 가능하게 한다.

Claims (6)

1. 한쌍의 전극판 및 상기 한쌍의 전극판 사이에 위치하는 분리막을 갖는 한쌍의 전극판을 갖는 하나 이상의 단위셀 및 상기 전극판들로부터 각각 돌출된 전극 탭을 포함하는 전극 조립체;
   상기 전극 조립체를 구성하는 전극 탭 상에 형성된 보강 탭; 및
   상기 보강 탭 상에 형성됨으로써 상기 전극 탭과 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 포함하고,
   상기 전극 탭은 전극 리드 연결용 탭과 전극 병렬 연결용 탭을 포함하며,
   상기 전극 병렬 연결용 탭은 적층된 복수의 전극판들 중 동일한 극성을 갖는 전극판들을 서로 연결하는 기능을 하고,
   상기 전극 리드 연결용 탭은 상기 보강 탭을 상기 전극 리드 연결용 탭과 상기 전극 리드 사이에 덧대는 구조를 통해 상기 전극 리드에 연결되고,
   상기 보강 탭을 통해 덧댐 보강된 상기 전극 리드 연결용 전극 탭과 전극 리드 사이의 탭-리드 결합부는 전극 조립체 내부로 배치된 상태이고,
   상기 전극 조립체 내부로 배치된 상태의 탭-리드 결합부가 구비된 전극판의 길이는 상기 탭-리드 결합부가 구비되지 않는 전극판의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는, 플렉서블 전지.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극 병렬 연결용 탭을 통해 동일한 극성의 전극판들이 서로 전기적으로 병렬 연결된 탭 결합부는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 분리막 상에 접착 테이프로 테이핑처리되는, 플렉서블 전지.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플렉서블 전지는,
   상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸도록 상부 압인부와 하부 압인부가 반복 압인 가공된 구조의 외장재부를 더 포함하는, 플렉서블 전지.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 상부 압인부와 하부 압인부는 상기 전극조립체 및 외장재부의 폭과 평행한 방향으로 형성되는, 플렉서블 전지.
   
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극 조립체를 구성하는 전극판은 상기 전극 리드 연결용 탭과 상기 전극 병렬 연결용 탭을 포함하는 제1 전극판(E1) 및 상기 전극 병렬 연결용 탭을 일측에 포함하는 제2 전극판(E2)을 포함하고,
   상기 제1 전극판(E1)의 전극 리드 연결용 탭을 덮도록 상기 제2 전극판(E2) 상에 전극합재가 도포되는, 플렉서블 전지.

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