KR102288544B1 - 이차 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 디바이스에서 요구되는 다양한 형상에 맞출 수 있고, 파우치 내에서 전극 조립체의 실링 및 보호가 향상된 이차 전지 및 그 제조 방법이 개시된다.
일 예로, 적어도 일측에 내부를 향해 인입되어 형성된 인입부를 포함하는 파우치; 제 1 극판, 제 2 극판 및 상기 제 1 극판과 제 2 극판의 사이에 배열된 세퍼레이터를 포함하여 형성되고, 상기 파우치의 삽입된 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 결합되어 상기 파우치의 외부로 노출되는 리드탭을 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 파우치의 인입부에 대응되는 영역에서 상기 세퍼레이터가 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 길이가 상기 전극 조립체의 두께 방향에서 서로 다르게 형성되는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지 및 그 제조 방법{Secondary Battery And Fabricating Method Thereof}
본 발명은 디바이스에서 요구되는 다양한 형상에 맞출 수 있고, 파우치 내에서 전극 조립체의 실링 및 보호가 향상된 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이차전지는 충전과 방전을 할 수 있는 전지로서, 니켈-카드뮴전지, 니켈-수소전지, 리튬전지 등을 들 수 있다. 이와 같은 이차전지 중에서, 리튬전지는 작동전압이 3.6V이며, 이러한 리튬전지의 작동전압은 전자기기의 전원으로 많이 사용하고 있는 니켈-카드뮴전지에 비해 3배나 우수하다. 또한, 리튬전지는 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하다.
리튬전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있다. 일반적으로, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라 한다.
또한, 이러한 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조 가능하다. 대표적인 예로써, 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형과, 리튬 폴리머 전지에 주로 사용되는 파우치형을 들 수 있다.
이 중에서, 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치 외장재가 통상 금속 포일층과 이를 덮는 합성 수지층의 다층막으로 구성되는데 이를 사용할 경우에는 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형 리튬 이차 전지보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명은 디바이스에서 요구되는 다양한 형상에 맞출 수 있고, 파우치 내에서 전극 조립체의 실링 및 보호가 향상된 이차 전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 적어도 일측에 내부를 향해 인입되어 형성된 인입부를 포함하는 파우치; 제 1 극판, 제 2 극판 및 상기 제 1 극판과 제 2 극판의 사이에 배열된 세퍼레이터를 포함하여 형성되고, 상기 파우치의 삽입된 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 결합되어 상기 파우치의 외부로 노출되는 리드탭을 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 파우치의 인입부에 대응되는 영역에서 상기 세퍼레이터가 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 길이가 상기 전극 조립체의 두께 방향에서 서로 다르게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 세퍼레이터의 돌출된 길이는 상기 전극 조립체의 두께 방향을 따라 순차적으로 길어질 수 있다.
그리고 상기 전극 조립체는 상기 세퍼레이터가 상기 인입부에 대응되는 영역에서 상기 전극 조립체의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 전극 조립체는 상기 세퍼레이터 중 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 가장 길게 돌출된 것의 길이는 상기 전극 조립체의 두께에 비해 짧거나 상기 전극 조립체와 동일한 길이로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체는 상기 세퍼레이터가 낱장으로 형성되어 상기 제 1 극판 및 제 2 극판과 함께 스택되거나, 상기 세퍼레이터가 길게 형성되어 상기 제 1 극판 및 제 2 극판의 스택되는 사이에서 지그재그 형식으로 배열되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 인입부는 모따기로 형성되어 상기 파우치의 내각을 이루는 각 중 적어도 하나가 90도를 초과하는 영역에 형성될 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 이차 전지의 제조 방법은 제 1 극판 및 제 2 극판의 사이에 세퍼레이터를 배열하여 전극 조립체를 스택하는 단계; 상기 세퍼레이터가 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 일 영역을 상기 전극 조립체의 두께를 따라 컷팅하는 단계; 및 상기 세퍼레이터의 컷팅을 통해 형성된 커버부가 상기 전극 조립체의 일 측면을 감싸도록 하여 파우치 내에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전극 조립체를 컷팅하는 단계는 상기 전극 조립체의 두께를 따라 수직 방향에서 이루어지거나, 상기 수직 방향에 대해 각도를 형성하는 방향에서 이루어질 수 있다.
그리고 상기 전극 조립체를 컷팅하는 단계는 상기 커버부 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 길이가 순차적으로 길어지도록 형성하는 것일 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체를 파우치에 삽입하는 단계는 상기 커버부가 상기 전극 조립체의 측면과 상기 파우치의 사이에 위치되도록 하여 수행될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지 및 그 제조 방법은 제 1 극판, 제 2 극판 및 세퍼레이터가 스택된 전극 조립체의 구조에서 비정형의 제 1 극판 및 제 2 극판의 형상에 대응되도록 세퍼레이터를 일괄적으로 컷팅함으로써, 전극 조립체의 두께에 의해 단차가 있는 길이를 갖는 커버부를 형성하여 제 1 극판 및 제 2 극판의 인입부를 덮도록 함으로써, 인입부가 파우치 내에서 보호될 수 있도록 하고 내부 압력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 스택 방법을 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체에서 세퍼레이터 컷팅이 이루어지는 과정을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 컷팅 이후의 전극 조립체를 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 전극 조립체에서 세퍼레이터의 컷팅부가 전극 조립체의 측면을 커버한 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 8의 전극 조립체가 파우치 내에 실장된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 파우치(110), 상기 파우치(110)의 내부에 실장되는 전극 조립체(120), 상기 전극 조립체(120)에 결합되어 상기 파우치(110)의 외부로 노출되는 리드탭(130)을 포함한다.
상기 파우치(110)는 다층의 시트 구조로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 파우치(110)는 내면을 형성하며 절연 및 열융착 작용하는 폴리머 시트, 외면을 형성하여 보호 작용하는 PET(polyethyleneterephthalate) 시트, 나일론 시트 또는 PET-나일론 복합 시트(이하에서, 편의상 "나일론 시트"를 예로 설명한다), 및 기계적인 강도를 제공하는 금속 시트를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 금속 시트는 폴리머 시트와 나일론 시트의 사이에 개재되며, 일 예로 알루미늄 시트로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치(110)는 상부가 개방되고 내부 공간을 통해 상기 전극 조립체(120)를 수용하는 제 1 외장재(111), 대략 평판 형상으로 구비되어 상기 제 1 외장재를 밀봉하는 제 2 외장재(112)를 포함한다.
여기서, 상기 제 2 외장재(112)는 상기 제 1 외장재(111)에 실장된 상기 전극 조립체(110)를 덮도록 상기 제 1 외장재(111)와 결합된다. 또한, 이 상태에서, 상기 제 1 외장재(111)와 제 2 외장재(112)의 가장자리를 따라 열융착이 수행되어 상기 파우치(110)가 밀봉될 수 있다.
한편, 상기 파우치(110)에서 상기 전극탭(130)이 돌출되는 영역을 상부 영역로 정의할 때, 상기 파우치(110)는 상부 영역의 양측 가장자리에 각각 형성된 인입(110a)를 포함한다. 상기 인입부(110a)는 상기 파우치(110)의 상부 영역의 반대인 하부 영역과 비교할 때, 모서리 부분이 모따기되어 내부로 인입된 형상을 갖는다. 상기 인입부(110a)로 인해, 상기 파우치(110)의 형상은 상부 영역에서 내각이 모두 90도 이상을 갖도록 형성된 육각형을 이룰 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(110)가 삽입될 디바이스 내의 공간이 원형인 경우, 예를 들어 이차 전지(110)가 스마트 워치와 같은 원형 디바이스에 적용되는 경우 디바이스의 형상에 맞출 수 있다. 또한, 상기 인입부(110a)의 위치 및 개수는 당업자의 설계에 따라 가변될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 다양한 형태의 디바이스내 공간에 실장될 수 있다.
상기 전극 조립체(120)는 는 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)이 세퍼레이터(123)를 사이에 두고 스택된 형태로 구성된다. 상기 제 1 극판(121)은 양극판, 상기 제 2 극판(122)은 음극판으로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서는 상기 극판의 극성이 바뀌는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의상 상기 제 1 극판(121)이 양극, 상기 제 2 극판(122)이 음극인 것을 예로써 설명하도록 한다.
상기와 같은 전극 조립체(120)는 전해액과 함께 상기 파우치(110)에 수납된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 극판(121)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 1 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함한다. 상기 무지부는 제 1 전극판과 외부 간의 전류 흐름의 통로를 제공한다. 한편, 상기 제 1 전극판의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 제 2 극판(122)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 2 활물질이 도포되지 않는 영역인 무지부를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)은 상기 파우치(110)의 제 1 외장재(111)의 내부 공간 형상에 맞도록 모따기 형상을 구비할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122) 역시 상기 파우치(110)의 형상과 대응되는 위치에 각각 인입부(121a, 122a)를 포함한다. 따라서, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122) 역시 상기 파우치(110)의 제 1 외장재(111)에 형성된 공간과 대응되는 형상이기 때문에, 상기 전극 조립체(120)가 상기 파우치(110) 내에 삽입될 수 있다.
상기 세퍼레이터(123)는 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122)의 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 수행한다. 상기 세퍼레이터는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 세퍼레이터의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
한편, 상기 세퍼레이터(123)는 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)를 커버하는 커버부(123a)를 포함한다. 상기 커버부(123a)는 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)에 대해 측면들을 감싸도록 구성되어, 상기 인입부(121a, 122a)가 상기 제 1 외장재(111)와 집적적으로 접촉하지 않도록 한다. 따라서, 상기 커버부(123a)로 인해, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)은 상기 파우치(110)의 제 1 외장재(111)로부터 보호될 수 있다.
또한, 상기 파우치(110)의 내부에서 온도가 높아지면 가스가 생성되는데, 생성된 가스에 의한 압력은 구조적으로 비정형 구조인 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 입인부(121a, 122a)에 집중되게 된다. 한편, 상기 커버부(123a)로 인해, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 입입부(121a, 122a)가 보호되므로, 내부 가스의 압력으로부터 보호될 수 있다. 또한, 이로써, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 비정형 구조에 대한 자유도가 높아질 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 다양한 구조의 디바이스 공간에 삽입될 수 있다.
상기 리드탭(130)은 상기 전극 조립체(120)와 전기적으로 연결되며, 상기 파우치(110)의 외부로 돌출되어 노출된다. 상기 리드탭(130)은 길게 형성된 스트립 형상으로 쌍을 이룬 제 1 및 제 2 리드탭(131, 132)으로 구비된다. 보다 구체적으로, 제 1 및 제 2 리드탭(131, 132)은 각각 상기 제 1 전극판(121) 및 제 2 전극판(122)과 전기적으로 연결되어 양극 및 음극을 형성하게 된다. 이를 위해, 상기 리드탭 각각(131, 132)은 상기 전극 조립체(121 내지 123)의 스택시 함께 스택되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 리드탭(131)이 양극인 경우 알루미늄, 상기 제 2 리드탭(132)이 음극인 경우 구리로 각각 형성될 수 있으나, 당업자의 선택에 따라 상기 극성 및 재질이 변경되는 것도 가능하다.
또한, 상기 제 1 리드탭(131)과 제 2 리드탭(132)이 상기 파우치(110)와 결합되는 영역에는 각각 절연 부재(131a, 132a)가 결합될 수 있다. 상기 절연부재(131a, 132a)는 상기 리드탭들(131, 132)로부터 상기 파우치(120)를 전기적으로 절연시킬 수 있고, 상기 리드탭들(131, 132)이 형성된 영역에서도 밀봉을 유지시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체가 형성되어 파우치 내에 삽입되는 과정을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체의 스택 방법을 도시한 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체를 도시한 평면도이다. 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체에서 세퍼레이터 컷팅이 이루어지는 과정을 도시한 단면도이다. 도 7은 도 6의 컷팅 이후의 전극 조립체를 도시한 단면도이다. 도 8은 도 7의 전극 조립체에서 세퍼레이터의 컷팅부가 전극 조립체의 측면을 커버한 상태를 도시한 단면도이다. 도 9는 도 8의 전극 조립체가 파우치 내에 실장된 상태를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서 전극 조립체(120)는 비정형의 제 1 극판(121)과 제 2 극판(122)이 세퍼레이터(123)을 사이에 두고 스택되는 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)은 상술한 것과 같이, 상부 양측에 각각 인입부(121a, 122a)를 포함하도록 구성된 육각형의 평면 형상을 갖는다.
그리고 상기 세퍼레이터(123)는 개별적인 낱장으로 형성되어 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)사이에 배열될 수도 있고, 도 3에서 점선으로 표시한 부분이 연결된 길게 형성된 한장으로 형성되어 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 사이를 지그재그 방식으로 통과하도록 형성될 수도 있다. 어느 경우이든, 상기 세퍼레이터(123)는 상기 제 1 극판(121)과 제 2 극판(122)이 상호간에 전기적으로 독립되도록 할 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터(123)는 스택 당시 비정형이 아닌 직사각형의 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 따라서, 스택하는 과정에서 상기 세퍼레이터(123)에 대한 별도의 가공이 이루어지지 않을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스택된 전극 조립체(120)의 형상은 점선으로 도시된 제 1 극판 및 제 2 극판의 상하면을 세퍼레이터(123)이 커버하는 형상으로 구비된다. 또한, 상기 세퍼레이터(123)에는 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)에 대응되는 영역을 커버하고 있으며, 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)로부터 돌출된 돌출부(123a')를 포함하게 된다.
그 이후, 도 6을 참조하면, 별도의 컷팅툴(미도시)을 통해 상기 세퍼레이터(123)의 돌출부(123a')가 일괄적으로 커팅될 수 있다. 컷팅은 세퍼레이터(123)가 스택된 상태에서 수직 방향을 따라 이루어진다. 또한, 상기 세퍼레이터(123)를 포함한 전극 조립체(120)는 수직 방향에서 두께를 갖기 때문에, 도 6에서 도시된 것과 같이 세퍼레이터(123)의 돌출부(123a')는 하방으로 눌려지면서 컷팅될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(123)의 돌출부(123a') 적절한 길이 가공을 위해서는 당업자의 선택에 따라 컷팅의 각도를 달리하여 컷팅을 수행하는 것도 가능하다.
도 7을 참조하면, 이러한 컷팅의 결과 생성된 전극 조립체(120)의 구조가 도시된다. 세퍼레이터(123)의 일괄 컷팅에 따라 세퍼레이터(123)의 돌출부(123a')는 앞서 설명한 커버부(123a)의 구조를 갖게된다. 보다 구체적으로, 컷팅 결과 생성된 커버부(123a)는 가장 하측의 구성으로부터 상측의 구성에 이르기까지 비례적으로 감소하는 길이(l1 내지 ln)를 갖는다. 즉, 가장 하측에 구성된 커버부(123a)의 길이(l1)으로부터 가장 상측에 구성된 커버부(123a)의 길이(ln)에 이르기까시 사이의 구성들은 일정한 비율로 감소된다. 이러한 길이의 차이는 상술한 세퍼레이터(123)의 일괄 커팅시 전극 조립체(120)의 두께에 의해 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 커팅 각도를 달리함으로써 조절될 수 있다.
그리고 이 경우, 가장 하측에 위치한 세퍼레이터(123)의 돌출부(123a)의 길이(l1)은 전극 조립체(120)의 두께(t1)에 비해 작거나 전극 조립체(120)의 두께(t1)과 동일한 길이가 되도록 형성될 수 있다. 따라서, 후술할 바와 같이, 상기 커버부(123a)가 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)를 커버하는 경우에, 상기 전극 조립체(120)의 두께(t1) 이상으로 높아지지 않는다. 따라서, 상기 커버부(123a)는 상기 파우치(110)의 제 2 외장재(112)가 상기 제 1 외장재(111)의 상부에서 결합되고 밀봉하는 것을 방해하지 않기 때문에, 상기 파우치(110)의 밀봉이 가능하게 된다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 세퍼레이터(123)의 커버부(123a)가 상기 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)를 감싸도록 상측으로 벤딩될 수 있다. 그리고 이러한 상태에서 상기 파우치(110)의 제 1 외장재(111)에 삽입될 수 있다. 또한, 도 8과 도 9를 별도로 도시하기는 하였으나, 도 7과 같은 형태의 전극 조립체(120)를 상기 제 1 외장재(111)에 삽입함으로써, 상기 세퍼레이터(123)의 커버부(123a)에서 자연스럽게 변형이 이루어져서 도 9와 같은 형태가 되는 것도 가능하다. 또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 커버부(123a)가 상기 전극 조립체(120)로부터 원복되지 않도록 상기 커버부(123a)의 측면에 별도의 테이핑을 하여 상기 전극 조립체(120)의 상면에 부착하는 것도 가능하다.
또한, 이 이후에는 상기 제 1 외장재(111)의 상측에 제 2 외장재(112)를 덮고, 상기 제 1 외장재(111)와 제 2 외장재(112)를 융착함으로써, 전체적인 이차 전지(100)의 구조가 형성될 수 있다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 제 1 극판(121), 제 2 극판(122) 및 세퍼레이터(123)가 스택된 전극 조립체(120)의 구조에서 비정형의 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 형상에 대응되도록 세퍼레이터(123)를 일괄적으로 컷팅함으로써, 전극 조립체(120)의 두께에 의해 단차가 있는 길이를 갖는 커버부(123a)를 형성하여 제 1 극판(121) 및 제 2 극판(122)의 인입부(121a, 122a)를 덮도록 함으로써, 인입부(121a, 122a)가 파우치(120) 내에서 보호될 수 있도록 하고 내부 압력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다. 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 붙였으며, 이하에서는 앞선 실시예와의 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(200)는 대략 팔각형의 평면 형상을 갖도록 형성된다. 이러한 이차 전지(200)는 파우치(210), 상기 파우치(210)의 내부에 실장되는 전극 조립체(220), 상기 전극 조립체(220)에 결합되어 상기 파우치(210)의 외부로 노출되는 리드탭(130)을 포함한다.
상기 파우치(210)는 앞선 실시예와 같이 리드탭(130)이 노출되는 전단의 양측에 형성된 인입부(110a) 외에도, 그 반대편인 후단의 양측에 대칭되도록 인입부(210a)를 추가적으로 포함한다. 이에 따라, 파우치(210)의 전체적인 형상은 팔각형을 이루게 되어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(200)가 대략 원형의 디바이스의 공간에 수용되는 경우 공간의 낭비를 줄일 수 있게 된다.
상기 전극 조립체(220)는 상기 파우치(210)의 형상에 맞도록 팔각형의 형상을 갖는다. 상기 전극 조립체(220) 역시 앞선 실시예와 같이 상기 리드탭(130)이 돌출되는 전단의 양측에 형성된 커버부(123a) 외에도 후단의 양측에 대칭되도록 형성된 커버부(223a)를 포함한다. 따라서, 상기 전극 조립체(220)의 구조에서 비정형의 구조를 형성하는 인입부에 대해 상기 커버부(123a, 223a)가 보호하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100, 200; 이차 전지 110, 210; 파우치
110a, 210a; 인입부 120, 220; 전극 조립체
121; 제 1 극판 121a; 인입부
122; 제 2 극판 122a; 인입부
123; 세퍼레이터 123a, 223a; 커버부

Claims (10)

  1. 적어도 일측에 내부를 향해 인입되어 형성된 인입부를 포함하는 파우치;
    다수의 제 1 극판, 제 2 극판 및 상기 제 1 극판과 제 2 극판의 사이에 배열된 세퍼레이터를 포함하여 형성되고, 상기 파우치에 삽입된 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 결합되어 상기 파우치의 외부로 노출되는 리드탭을 포함하고,
    상기 전극 조립체는 상기 파우치의 인입부에 대응되는 영역에서 다수의 상기 세퍼레이터가 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 길이가 상기 전극 조립체의 두께 방향을 따라 순차적으로 증가하되, 다수의 상기 세퍼레이터가 서로 상응하는 위치에서 절곡되어 상기 전극 조립체의 측면을 감싸도록 형성된 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터의 돌출된 길이는 상기 전극 조립체의 두께 방향을 따라 순차적으로 길어지는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는
    상기 세퍼레이터가 상기 인입부에 대응되는 영역에서 상기 전극 조립체의 측면을 감싸도록 형성된 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전극 조립체는
    상기 세퍼레이터 중 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 가장 길게 돌출된 것의 길이는 상기 전극 조립체의 두께에 비해 짧거나 상기 전극 조립체와 동일한 길이로 형성된 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 조립체는
    상기 세퍼레이터가 낱장으로 형성되어 상기 제 1 극판 및 제 2 극판과 함께 스택되거나, 상기 세퍼레이터가 길게 형성되어 상기 제 1 극판 및 제 2 극판의 스택되는 사이에서 지그재그 형식으로 배열되도록 형성된 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인입부는 모따기로 형성되어 상기 파우치의 내각을 이루는 각 중 적어도 하나가 90도를 초과하는 영역에 형성된 이차 전지.
  7. 제 1 극판 및 제 2 극판의 사이에 세퍼레이터를 배열하여 전극 조립체를 스택하는 단계;
    상기 세퍼레이터가 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 일 영역을 상기 전극 조립체의 두께를 따라 컷팅하는 단계; 및
    상기 세퍼레이터의 컷팅을 통해 형성된 커버부가 상기 전극 조립체의 일 측면을 감싸도록 하여 파우치 내에 삽입하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 조립체를 컷팅하는 단계는 상기 전극 조립체의 두께를 따라 수직 방향에서 이루어지거나, 상기 수직 방향에 대해 각도를 형성하는 방향에서 이루어지는 이차 전지의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 조립체를 컷팅하는 단계는 상기 커버부 상기 제 1 극판 또는 제 2 극판으로부터 돌출된 길이가 순차적으로 길어지도록 형성하는 이차 전지의 제조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 조립체를 파우치에 삽입하는 단계는 상기 커버부가 상기 전극 조립체의 측면과 상기 파우치의 사이에 위치되도록 하여 수행되는 이차 전지의 제조 방법.
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