KR102087748B1 - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 복수의 전극탭이 형성된 전극조립체; 상기 복수의 전극탭에 결합되고, 상하로 적층되는 복수의 리드편으로 마련된 전극리드; 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스; 상기 전지케이스의 실링부에 위치한 전극리드의 상면, 하면 및 복수의 리드편 사이에 개재되는 복수의 필름편으로 마련된 리드필름; 및 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 적층된 상태로 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 전극리드의 굽힘 특성을 개선한 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
종래기술에 따른 이차전지는 전극탭이 구비된 전극조립체와, 상기 전극조립체의 전극탭에 결합되는 전극리드, 상기 전극리드의 선단이 외부에 노출된 상태로 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스, 및 전지케이스의 실링부에 위치한 전극리드에 구비되는 리드필름을 포함한다.
그러나 종래기술에 따른 이차전지는 전지케이스 내의 협소한 공간으로 인해 전극리드의 후단이 굽혀진 상태로 배치되는데, 이때 전극리드의 굽혀진 부분은 외부 충격 또는 진동에 의해 쉽게 파단되는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 얇은 판을 적층하여 전극리드를 구성함으로써 얇은 판의 탄성력에 의해 전극리드의 굽힘 특성을 개선할 수 있으며, 이에 외부 충격 및 진동에 의해 전극리드가 파단되는 문제를 해결한 이차전지를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 복수의 전극탭이 형성된 전극조립체; 상기 복수의 전극탭에 결합되고, 상하로 적층되는 복수의 리드편으로 마련된 전극리드; 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스; 상기 전지케이스의 실링부에 위치한 전극리드의 상면, 하면 및 복수의 리드편 사이에 개재되는 복수의 필름편으로 마련된 리드필름; 및 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 적층된 상태로 고정하는 고정부재를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 적층된 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 상부에서 하부로 관통하여 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 고정핀으로 마련될 수 있다.
상기 고정핀은 사각형 또는 원통형으로 마련될 수 있다.
상기 고정핀은 상기 전극리드와 동일한 재질로 마련될 수 있다.
상기 고정핀은 상기 리드필름과 동일한 재질로 마련될 수 있다.
상기 고정핀의 길이는 적층된 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편 두께 보다 작게 형성하여 상기 고정핀의 상면과 하면이 상기 최상단 필름편과 최하단 필름편의 외측 표면 밖으로 인출되지 않게 형성할 수 있다.
상기 리드편의 표면에는 상기 필름편이 삽입되도록 삽입홈이 형성될 수 있다.
상기 고정부재는 상기 리드편의 표면에 형성되고, 상기 필름편이 삽입되면서 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 삽입홈으로 마련될 수 있다.
상기 고정부재는 상호 대응하는 리드편과 필름폄 사이에 도포되어 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 접착층으로 마련될 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명의 이차전지는 복수의 리드편과 복수의 필름편을 교대로 적층하여 전극리드와 리드필름을 마련함으로써 전극리드의 굽힘력을 높일 수 있어 끊어지는 문제를 해결할 수 있고, 복수의 필름편을 통해 전극리드의 결합력 및 실링력을 높일 수 있다.
둘째: 본 발명의 이차전지는 교대로 적층된 복수의 리드편과 복수의 필름편은 고정부재에 의해 고정함으로써 리드편과 필름편의 고정력을 높일 수 있다.
셋째: 본 발명의 이차전지에서 고정부재는 전극리드와 동일한 재질로 마련함으로써 복수의 리드편을 연결할 수 있어 전도성을 높일 수 있다.
넷째: 본 발명의 이차전지에서 고정부재는 리드필름과 동일한 재질로 마련함으로써 복수의 필름편을 연결할 수 있어 강도가 약한 필름편의 유동성을 현저히 방지할 수 있다.
다섯째: 본 발명의 이차전지에서 리드편에는 필름편이 삽입되는 삽입홈을 형성함으로써 리드편과 필름편의 적층력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 전극리드와 리드필름을 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 도 6에 표시된 A부분 확대도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 9는 도 8에 표시된 B부분 확대도.
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 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극탭(111)이 형성된 전극조립체(110), 전극탭(111)에 결합되는 전극리드(120), 전극리드(120)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(110)가 수용되는 전지케이스(130), 전지케이스(130)의 실링부에 위치한 전극리드(120)를 절연하는 리드필름(140)을 포함한다.
전극조립체(110)는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되면서 형성되며, 복수의 전극에는 전극탭(111)이 각각 결합된다. 한편, 복수의 전극은 양극 및 음극으로 마련되고, 전극탭(111)은 양극에 결합되는 양극탭과, 음극에 결합되는 음극탭으로 마련된다.
전극리드(120)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 전극탭(111)에 각각 결합되는 얇은 판 형태로 마련되고 상하로 적층되는 복수의 리드편(121)을 포함하며, 복수의 리드편(121)은 얇은 두께로 인해 유연성과 탄성복원력을 가진다. 즉, 전극리드(120)를 구부릴 경우 굽혀지는 부분에 응력이 집중되는데, 이때 복수의 리드편(121)으로 응력이 분산되면서 전극리드(120)의 파단을 방지할 수 있다.
한편, 복수의 리드편(121)은 최외각에서 내부로 갈수록 두께가 점차 증대되게 형성할 수도 있다. 즉, 최외각에 배치된 리드편(121)의 두께는 얇게 형성하고, 내부로 갈수록 리드편(121)의 두께를 두껍게 형성한다. 이는 최외각에 배치된 리드편(121)에 발생하는 응력이 크기 때문에 두께를 얇게 하여 파단을 방지할 수 있고, 내부로 갈수록 리드편(121)의 응력의 작아지기 때문에 두께를 증대하여 전도성을 높일 수 있다.
전지케이스(130)는 전극리드(120)의 선단을 외부로 노출시킨 상태로 전극조립체(110)를 수용하는 상부 및 하부 케이스를 포함하며, 상부 및 하부 케이스는 둘레를 열융착되어 밀폐되는 실링부(131)가 형성된다.
리드필름(140)은 전극리드와 전지케이스 사이의 절연성과 실링성을 높이기 위한 것으로, 전지케이스(130)의 실링부(131)에 위치한 전극리드(120)의 상면, 하면 그리고 복수의 리드편(121) 사이에 개재되는 복수의 필름편(141)으로 마련하며, 복수의 필름편(141)에 의해 상호 적층되는 리드편(121) 사이의 실링성을 높일 수 있다.
여기서, 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)은 교대로 적층된 상태로 고정하는 고정부재를 포함하며, 고정부재에 의해 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)의 조립성과 실링성을 높일 수 있다.
즉, 고정부재는 교대로 적층된 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 규칙적으로 적층되도록 고정하는 것으로, 교대로 적층된 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 상부에서 하부로 관통하여 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 고정한다.
여기서 고정부재는 고정핀(150)으로 마련될 수 있다. 즉, 고정핀(150)은 제작이 용이하고, 교대로 적층된 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)에 형성된 홀에 쉽게 삽입하여 고정할 수 있다.
한편, 고정핀(150)은 전극리드(120)와 동일한 재질로 마련될 수 있으며, 이는 고정핀(150)을 통해 복수의 리드편(121)들이 연결되면서 전도성을 높일 수 있다.
한편, 고정핀(150)은 리드필름(140)과 동일한 재질로 마련될 수 있으며, 이는 고정핀(150)을 통해 복수의 필름편(141)이 연결되면서 필름편(141)의 강도 증대 및 실링성을 높일 수 있다.
한편, 고정핀(150)은 사각형, 삼각형, 타원형 및 원통형 중 어느 하나의 형태로 마련될 수 있으며, 이는 고정핀(150)을 통해 복수의 리드편(121)과 필름편(141)의 유동성을 현저히 방지할 수도 있다.
한편, 고정핀(150)의 길이는 적층된 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141) 두께 보다 작게 형성하며, 이에 고정핀(150)의 상면과 하면이 최상단 필름편(141)과 최하단 필름편(141)의 외측 표면 밖으로 인출되지 않게 형성한다. 즉, 전지케이스(130)의 실링부를 열융착할 경우 고정핀(150)에 의해 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)이 압착되지 않는 문제를 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 교대로 적층하고, 교대로 적층된 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 고정부재인 고정핀(150)으로 고정함으로써 전극리드(120)의 굽힘 특성을 개선할 수 있고, 전극리드의 절연성, 실링성 및 고정력을 높일 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복수의 전극에 전극탭(111)을 각각 결합하고, 전극탭(111)이 결합된 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층된 전극조립체(110)를 준비한다.
그런 다음, 전극조립체(110)에 구비된 복수의 전극탭(111)에 리드편(121)을 각각 결합하고 결합된 리드편(121)을 상하로 적층하여 전극리드(120)를 제조한다.
그런 다음, 전극리드(120)의 상면 및 하면, 복수의 리드편(121) 사이에 필름편(141)을 각각 개재하여 리드필름(140)을 제조한다. 이때 전극리드(120)와 리드필름(140)의 제조는 함께 진행할 수 있다. 즉, 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 교대로 적층하여 전극리드(120)와 리드필름(140)을 동시에 제조할 수 있다.
그런 다음, 교대로 적층된 전극리드(120)와 리드필름(140)를 고정부재인 고정핀(150)으로 고정한다.
그런 다음, 전극리드(120)의 선단이 전지케이스(130)의 외부로 인출된 상태로 전극조립체(110)를 전지케이스(130)에 수용하고, 전해액을 주입한 다음, 전지케이스(130)의 실링부(131)를 실링하며, 이에 이차전지의 제조가 완료된다.
이때 전극리드(120)의 후단은 전지케이스(130) 내부에 굽혀진 상태로 배치되면서 굽힘 응력이 발생하는데, 이 전극리드(120)에 발생하는 굽힘응력은 탄성력 및 복원력을 가지는 복수의 리드편(121)에 분산되며, 이에 전극리드(120)가 파단되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 교대로 적층함으로써 전극리드(120)와 전지케이스(130) 사이의 실링성과 절연성을 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141) 및 고정부재인 고정핀(150)을 포함함으로써 전극리드의 굽힘 특성을 개선할 수 있으며, 이에 외부 충격 및 진동에 의한 전극리드(120)의 파단을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[제2 실시예에 따른 이차전지]
도 5 내지 도 7은 전술한 제1 실시예에 따른 이차전지에 포함된 고정부재의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 리드편(121')으로 마련된 전극리드(120')와, 복수의 리드편(121') 사이와 최외각 리드편(121')에 개재되는 복수의 필름편(141)으로 마련된 리드필름(140)을 포함한다.
여기서 복수의 리드편(121')과 복수의 필름편(141)은 고정부재에 의해 고정될 수 있다.
즉, 고정부재는 리드편(121')의 표면에 형성되고 필름편(141)이 삽입되는 삽입홈(121a)으로 마련되며, 삽입홈(121a)을 통해 리드편(121')과 필름편(141)의 적층력을 높일 수 있다.
즉, 도 7을 참조하면, 필름편(141)의 상면과 하면이 이웃하는 리드편(121')에 형성된 삽입홈(121a)에 삽입되며, 이에 리드편(121')과 필름편(141)을 교대로 적층할 수 있다.
한편, 제2 실시예에 따른 삽입홈(121a)과 함께 제1 실시예에 따른 고정핀(150)을 함께 사용하여 복수의 리드편(121')과 복수의 필름편(141)을 고정할 수도 있다.
[제3 실시예에 따른 이차전지]
도 8 및 도 9는 제1 실시예에 따른 이차전지에 포함된 고정부재의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지는 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 리드편(121)으로 마련된 전극리드(120)와, 복수의 리드편(121) 사이와 최외각 리드편(121)에 개재되는 복수의 필름편(141)으로 마련된 리드필름(140)을 포함한다.
여기서 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)은 고정부재에 의해 고정될 수 있다.
즉, 고정부재는 이웃하는 리드편(121)과 필름편(141) 사이에 삽입되는 접착층(160)일 수 있으며, 접착층(160)은 상호 대응하는 리드편(121)과 필름편(141) 사이에 도포되어 복수의 리드편(121)과 복수의 필름편(141)을 균일하게 적층되도록 고정한다.
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: 전극조립체
120: 전극리드
121: 리드편
130: 전지케이스
140: 리드필름
141: 필름편

Claims (9)

  1. 복수의 전극탭이 형성된 전극조립체;
    상기 복수의 전극탭에 결합되고, 상하로 적층되는 복수의 리드편으로 마련된 전극리드;
    상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스;
    상기 전지케이스의 실링부에 위치한 전극리드의 상면, 하면 및 복수의 리드편 사이에 개재되는 복수의 필름편으로 마련된 리드필름; 및
    상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 적층된 상태로 고정하는 고정부재를 포함하고,
    상기 고정부재는 적층된 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 상부에서 하부로 관통하여 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 고정핀으로 마련되며,
    상기 고정핀은 상기 리드필름과 동일한 재질로 마련되고,
    상기 고정핀의 길이는 적층된 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편 두께 보다 작게 형성하여 상기 고정핀의 상면과 하면이 상기 복수의 필름편에서 최상단에 위치된 필름편과 최하단에 위치된 필름편의 외측 표면 밖으로 인출되지 않게 형성하며,
    상기 복수의 리드편은 최외각에서 내부로 갈수록 두께가 점차 증대되게 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정핀은 사각형 또는 원통형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드편의 표면에는 상기 필름편이 삽입되도록 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 리드편의 표면에 형성되고 상기 필름편이 삽입되면서 상기 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 삽입홈으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재는 상호 대응하는 리드편과 필름편 사이에 도포되어 복수의 리드편과 복수의 필름편을 고정하는 접착층으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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