KR102296130B1

KR102296130B1 - 이차 전지

Info

Publication number: KR102296130B1
Application number: KR1020140104863A
Authority: KR
Inventors: 용준선; 이종하; 이상진
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2021-08-31
Also published as: US10483501B2; KR20160020062A; US20160049619A1

Abstract

본 발명은 외부 충격 및 내부 스웰링 현상에 강건한 이차 전지을 위하여, 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 장축과 단축을 가지며, 상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔 및 상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트를 구비하며, 상기 캔은, 상기 캔의 단축에 대응하며 마주보도록 배치된 제1두께를 갖는 제1측면 및 제2측면과, 상기 캔의 장축에 대응하며 서로 마주보도록 배치된 제2두께를 갖는 제3측면 및 제4측면과, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면과 접하며 상기 캔의 개구의 반대편에 배치된 제3두께를 갖는 바닥면을 포함하고, 상기 제2두께는 상기 제1두께보다 두꺼운, 이차 전지를 제공한다.

Description

이차 전지{Rechargeable battery}

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.

이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

이차 전지가 다양한 분야에서 사용되면서, 이차 전지의 사용환경에 따른 신뢰성 테스트가 중요한 문제로 대두되고 있다. 대표적인 신뢰성 테스트 항목으로는 온도에 따른 내구성, 낙하 강도, 정전기 방지(ESD), 충전 및 방전 테스트 등이 있다.

이들 테스트 항목 중 낙하 강도는 이차 전지의 기구적 특성뿐만 아니라 동작에도 영향을 미친다. 예컨대, 이차 전지가 낙하하거나 강한 충격이 외부로부터 가해질 때, 이차 전지가 손상된다면 전기적 단락이 발생하거나 전해질이 누액되는 등의 문제가 발생하여 이차 전지가 정상적으로 동작하지 않는다.

본 발명은 외부 충격 및 내부 스웰링 현상에 강건한 이차 전지에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 장축과 단축을 가지며, 상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔 및 상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트를 구비하며, 상기 캔은, 상기 캔의 단축에 대응하며 마주보도록 배치된 제1두께를 갖는 제1측면 및 제2측면과, 상기 캔의 장축에 대응하며 서로 마주보도록 배치된 제2두께를 갖는 제3측면 및 제4측면과, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면과 접하며 상기 캔의 개구의 반대편에 배치된 제3두께를 갖는 바닥면을 포함하고, 상기 제2두께는 상기 제1두께보다 두꺼운, 이차 전지가 제공된다..

본 실시예에 있어서, 상기 캔은, 상기 제1측면 또는 상기 제2측면이 상기 제3측면 및 제4측면과 연결되는 제1연결부를 더 포함하며, 상기 제1연결부는 일정하게 증감하는 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1연결부는 상기 제1측면 또는 상기 제2측면으로부터 상기 제3측면 및 상기 제4측면방향으로 상기 제1두께에서 상기 제2두께로 감소하는 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1측면과 상기 제2측면은 일정한 곡률 반경을 갖는 반원 형상일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면은 상기 바닥면에 대하여 대략 수직일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 바닥면의 상기 제3두께는 상기 제1두께 및 상기 제2두께보다 두꺼울 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 바닥면이 상기 제1측면 및 상기 제2측면과 연결되는 제2연결부와, 상기 제3측면 및 상기 제4측면과 연결되는 제3연결부를 더 포함하며, 상기 제2연결부 및 상기 제3연결부는 일정하게 증감하는 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2연결부는 상기 바닥면으로부터 상기 제1측면 및 상기 제2측면방향으로 상기 제3두께에서 상기 제1두께까지 감소하는 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제3연결부는 상기 바닥면으로부터 상기 제3측면 및 상기 제4측면방향으로 상기 제3두께에서 상기 제2두께까지 감소하는 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 바닥면과 상기 제1측면 내지 상기 제4측면이 연결되는 모서리부는 라운드진 형상을 가지며, 상기 모서리부의 내측 곡률과 외측 곡률이 동일할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1두께는 0.38±0.1 mm 이고, 상기 제2두께는 0.25±0.1 mm 이며, 상기 제3두께는 0.55±0.1 mm 일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 장축과 단축을 가지며, 일 측에 개구가 형성되고, 상기 단축에 대응하며 마주보도록 배치된 제1두께를 갖는 제1측면 및 제2측면과, 상기 장축에 대응하며 서로 마주보도록 배치된 제2두께를 갖는 제3측면 및 제4측면과, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면과 접하며 상기 개구의 반대편에 배치된 제3두께를 갖는 바닥면과, 상기 제1측면 또는 상기 제2측면이 상기 제3측면 및 제4측면과 연결되는 제1연결부를 포함하고, 상기 제3두께가 가장 두껍고 상기 제2두께가 가장 얇게 형성되며, 상기 제1연결부는 일정하게 증감하는 두께를 갖는, 전지 캔이 제공된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 충격 및 내부 스웰링 현상에 강건한 이차 전지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

아울러 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터 도출될 수도 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 취한 단면도 중 하부를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 일부를 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ 부분을 발췌하여 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 4의 Ⅶ 부분을 발췌하여 도시하는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면도이며, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 취한 단면도 중 하부를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극조립체(110), 전극조립체(110)를 수용하는 캔(120), 캔(120)의 내부를 밀폐하는 캡 플레이트(130)을 포함할 수 있다.

전극조립체(110)는 전극 활물질이 도포된 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 및, 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함할 수 있다. 전극조립체(110)는, 제1전극판(111), 세퍼레이터(113) 및 제2전극판(112)이 순차적으로 적층된 적층체를 형성한 후 젤리롤 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다. 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 각각은 화학 반응에 의해 형성된 전하를 외부로 인출하기 위한 제1전극탭(114)과 제2전극탭(115)과 전기적으로 연결되어 있다. 제1전극탭(114)과 제2전극탭(115)은 동일한 방향을 향해 연장될 수 있다. 예컨대, 제1,2 전극 탭들(114, 115)은 캔(120)의 개구(OP)를 향해 연장될 수 있다.

본 실시예에서는 전극조립체(110)가 젤리롤 형태를 갖는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 전극조립체(110)는 제1전극판(111), 제2전극판(112) 및 이들 사이에 세퍼레이터(113)가 개재된 적층 구조일 수 있다.

캔(120)은 일면, 즉 상부면과 대응되는 면이 개방된 육면체의 형상으로, 강도를 확보하기 위하여 금속성 소재로 제작될 수 있다. 예컨대, 캔(120)은 알루미늄, 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 캔의 내부에는 전해질에 함침된 전극조립체(110)가 수용될 수 있다. 이 때, 금속성 소재로 형성된 캔(120)과 불필요한 단락이 발생되지 않도록, 전극조립체(110)는 절연 시트(170)에 의해 둘러싸인 채로 상기 캔(120)의 내부에 수용될 수 있다. 전극조립체(110)가 캔(120)의 내부에 수용된 후, 개구(OP)는 캡 플레이트(130)에 의해 밀폐될 수 있다. 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 접하는 부분은 레이저 용접에 의해 결합됨으로써, 내부 기밀을 유지할 수 있다.

캡 플레이트(130)에는 전해질 주입구(131)가 구비될 수 있다. 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 결합된 이후 전해질은 전해질 주입구(131)를 통해 주입되며, 전해질 주입구(131)는 마개(132)에 의해 밀폐될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 캡 플레이트(130)에는 전해질 주입구(131)가 구비되지 않을 수도 있다. 이 경우, 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 레이저 용접에 의해 일체로 결합되기 전에, 전해질이 주입될 수 있다.

캡 플레이트(130) 상에는 전극 단자(140)가 배치될 수 있다. 전극 단자(140)의 상부면은 캡 플레이트(130)의 상부는 통해 외부로 노출되고, 하부는 캡 플레이트(130)를 관통하여 캔(120)의 내부를 향한다.

캔(120)과 마찬가지로 캡 플레이트(130)는 금속성 소재로 제작될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 단자(140)는 전극조립체(110)의 제1전극탭(114)과 전기적으로 연결되어 제1 극성을 띌 수 있고, 캡 플레이트(130)는 전극조립체(110)의 제2전극탭(115)과 전기적으로 연결되어 제2 극성을 띌 수 있다. 이 때, 용접을 통해 캡 플레이트(130)와 연결된 캔(120)도 제2 극성을 띌 수 있다.

예를 들면, 캡 플레이트(130)는 이차 전지(100)의 양극으로, 전극 단자(140)는 이차 전지(100)의 음극으로의 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 캡 플레이트(130)와 전극 단자(140) 사이에는 이들 간의 쇼트를 방지하기 위하여 절연성 소재를 포함하는 제1가스켓(145) 및 제2가스켓(146) 이 구비될 수 있다. 제1가스켓(145)은 캡 플레이트(130)의 상부면과 접촉하도록 배치되고, 제2가스켓(146) 은 캡 플레이트(130)의 하부면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 제1,2 가스켓(145, 146)이 별도의 부재로 도시되었으나, 제1,2 가스켓(145, 146)은 일체형일 수 있다. 한편, 캡 플레이트(130)과의 용접을 통해 제2 극성을 띄는 캔(120)을 외부의 물체 또는 다른 이차 전지(100)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 캔(120)의 양 측면에는, 캔(120)의 제1,2 측면(120s1, 120s2)을 커버하는 절연 필름(160)이 부착될 수 있다.

캔(120)의 내부에는 전극조립체(110)의 상부에 위치하는 제1절연재(150)가 배치될 수 있다. 제1절연재(150)는 전극조립체(110)를 캡 플레이트(130)와 절연시킬 수 있다. 또 다른 실시예로서, 제1절연재(150)는 전극조립체(110)를 캡 플레이트(130)와 절연시킴과 동시에 캔(120)의 내부에서 전극조립체(110)가 움직이는 것을 규제할 수 있다. 제1절연재(150)는 제1,2 전극 탭(114, 115)이 개구(OP)를 향해 연장될 수 있도록 관통홀을 포함하며, 전해질 주입구(131)를 통해 유입된 전해질이 통과하도록 전해질 주입구(131)과 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함할 수 있다. 한편, 전극조립체(110)의 하부에는 제2절연재(180)가 배치되어, 금속성 소재의 캔(120)과 전극조립체(110) 간의 불필요한 단락을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 캔(120)은 장축(L)과 단축(l)을 가지고, 상부면에 대응되는 위치에 형성된 개구(OP)를 포함하며, 개구(OP)의 반대편에 위치하는 바닥면(120b), 개구(OP)와 바닥면(120b) 사이에 위치하면서 바닥면(120b)에 대하여 수직으로 절곡된 제1측면(120s1), 제2측면(120s2), 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)을 포함한다. 제1측면(120s1)과 제2측면(120s2) 은 캔(120)의 단축(l)에 대응하며 서로 마주보도록 배치되고, 제3측면(120s3)과 제4측면(120s4)은 캔(120)의 장축(L)에 대응하며 서로 마주보도록 평행한 상태로 배치된다. 따라서 캔(120)은 대략 직육면체 형상으로 제작될 수 있으며, 이 경우 제1측면(120s1)과 제2측면(120s2) 은 폭은, 제3측면(120s3)과 제4측면(120s4)의 폭 보다 작게 형성된다. 도면에 도시된 것과 같이 제1측면(120s1)과 제2측면(120s2)은 라운드 형상으로 일정한 곡률반경으로 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1측면(120s1)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제1모서리부(120R1) 및 제2측면(120s2)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제2모서리부(120R2)는 라운드진 상태일 수 있다. 즉, 라운드진 제1모서리부(120R1)를 중심으로 z축 방향으로 제1측면(120s1)이 연장되고 x축 방향으로는 바닥면(120b)이 연장되며, 라운드진 제2모서리부(120R2)를 중심으로 z축 방향으로 제2측면(120s2)이 연장되고 x축 방향으로 바닥면(120b)이 연장될 수 있다.

또한, 제3측면(120s3)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제3모서리부(120R3) 및 제4측면(120s4)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제4모서리부(120R4)는 라운드진 상태일 수 있다. 즉, 라운드진 제3모서리부(120R3)를 중심으로 z축 방향으로 제3측면(120s3)이 연장되고 x 축 방향으로는 바닥면(120b)이 연장되며, 라운드진 제4모서리부(120R4)를 중심으로 z축 방향으로 제4측면(120s4)이 연장되고 x축 방향으로 바닥면(120b)이 연장될 수 있다.

이하에서는 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)의 제1두께(t1)와, 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)의 제2두께(t2)와, 바닥면(120b)의 제3두께(t3)를 비교하여 캔(120)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 도 2의 일부를 확대하여 도시하는 평면도이다.

도 5를 참조하면, 상술한 것과 같이 캔(120)의 제1측면(120s1)과 제2측면(120s2)은 라운드 형상으로 일정한 곡률반경으로 갖도록 형성될 수 있는데, 이러한 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)은 반원의 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 것과 같이 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)은 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)의 곡률 중심(O)을 기준으로 기준선(A1)까지 180°로 형성된다.

한편 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)은 제1두께(t1)를 갖고, 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)은 제2두께(t2)를 가지며, 제1측면(120s1) 내지 제4측면(120s4)과 접하며 캔(120)의 개구(OP)의 반대편에 위치하는 바닥면(120b)은 제3두께(t3)를 가질 수 있다. 이 경우 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)을 형성하는 제1두께(t1)는 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)을 형성하는 제2두께(t2)보다 두껍게 형성된다. 이와 같이 단축(l)에 대응하는 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)의 제1두께(t1)를 장축(L)에 대응하는 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)의 제2두께(t2)보다 두껍게 형성함에 따라, 캔(120)의 전체적인 살 두께의 증가 없이 스트레스를 많이 받는 극부적인 구간의 두께 증가를 통해 외부 충격이나 내부의 스웰링 현상으로부터 캔(120)의 강도를 확보할 수 있다.

또한, 캔(120)은 제1측면(120s1)이 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)과 연결되는 제1연결부(120c1)를 더 포함하며, 제2측면(120s2)이 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)과 연결되는 제2연결부(120c2)를 더 포함한다. 즉, 도 5를 참조하면 제1연결부(120c1)는 제1측면(120s1)의 끝 단부인 기준선(A1)으로부터 제3측면(120s3) 또는 제4측면(120s4)의 끝 단부인 기준선(a1)까지 형성된다. 이러한 제1연결부(120c1)는 일정하게 증감하는 두께를 가질 수 있다. 제1측면(120s1)을 기준으로, 제1연결부(120c1)의 두께는 제1측면(120s1)으로부터 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4) 방향으로 갈수록 제1두께(t1)에서 제2두께(t2)로 감소하는 두께를 갖는다. 마찬가지로 제2측면(120s2)을 기준으로, 제1연결부(120c1)의 두께는 제2측면(120s2)으로부터 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4) 방향으로 갈수록 제1두께(t1)에서 제2두께(t2)로 감소하는 두께를 갖는다. 이러한 제1연결부(120c1)는 대략적으로 5mm 내지 0.2mm의 길이(d1)로 형성될 수 있다.

한편 도 3 및 도 5를 참조하면, 제1측면(120s1) 및 제1연결부(120c1)의 캔(120)의 개구(OP) 방향의 끝 단부에는 단차부(120a)가 형성된다. 이는 캔(120)의 개구(OP)를 캡 플레이트로 밀봉하기 위하여 캡 플레이트가 캔(120)의 개구(OP) 내측에 안착되도록 하는 역할을 한다. 따라서 바닥부로부터 대략 수직으로 연장되어 형성되는 제1측면(120s1) 및 제1연결부(120c1)는 상술한 것과 같이 각각 제1두께(t1) 및 제1두께(t1)로부터 제2두께(t2)까지 점차 감소하는 두께를 가지며 캔(120)의 개구(OP) 방향으로 연장되어 형성되고, 캔(120)의 개구(OP) 방향의 끝 단부에서는 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)의 제2두께(t2)가 그대로 연장되어 단차가 형성된다.

도 5에서는 도시되지 않았으나, 제2측면(120s2)이 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)과 연결되는 부분의 제1연결부(120c1)를 포함하는 형상은, 상술한 것과 마찬가지로 제1측면(120s1)이 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)과 연결되는 부분의 제1연결부(120c1)를 포함하는 형상과 대칭적으로 동일하게 형성된다.

도 6은 도 3의 Ⅵ 부분을 발췌하여 도시하는 단면도이고, 도 7은 도 4의 Ⅶ 부분을 발췌하여 도시하는 단면도이다.

도 6에서는 바닥면(120b)과 바닥면(120b)에서 대략 수직으로 연장되어 형성되는 제2측면(120s2)을 도시하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1측면(120s1)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제1모서리부(120R1) 및 제2측면(120s2)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제2모서리부(120R2)는 라운드진 상태일 수 있다. 또한, 제3측면(120s3)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제3모서리부(120R3) 및 제4측면(120s4)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제4모서리부(120R4)는 라운드진 상태일 수 있다. 한편, 바닥면(120b)과 제1측면(120s1) 내지 제4측면(120s4)이 연결되는 제1모서리부(120R1) 내지 제4모서리부(120R4)의 내측 곡률(r)과 외측 곡률(R)은 동일하게 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 전술한 것과 같이 제2측면(120s2)은 제1두께(t1)를 갖고 바닥면(120b)은 제3두께(t3)를 갖는데, 이때 바닥면(120b)의 제3두께(t3)는 제1두께(t1)보다 두껍게 형성된다. 즉, 캔(120)을 이루는 각 면들(120s1, 120s2, 120s3, 120s4, 120b)의 두께는 바닥면(120b)이 제일 두껍고 캔(120)의 장축(L)에 해당하는 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)이 가장 얇게 형성된다. 이 경우 바닥면(120b)을 이루는 제3두께(t3)는 0.55±0.1 mm일 수 있고, 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)을 이루는 제1두께(t1)는 0.38±0.1 mm 일 수 있으며, 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)을 이루는 제2두께(t2)는 0.25±0.1 mm 일 수 있다.

또한, 캔(120)은 바닥면(120b)이 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)과 연결되는 제2연결부(120c2)를 더 포함한다. 도 6을 참조하면 제2연결부(120c2)는 바닥면(120b)의 끝 단부인 기준선(A2)로부터 제1측면(120s1) 또는 제2측면(120s2)의 끝 단부인 기준선(a2)까지 형성된다. 이러한 제2연결부(120c2) 는 일정하게 증감하는 두께를 가질 수 있다. 상세하게는 제2연결부(120c2)는 바닥면(120b)으로부터 제1측면(120s1) 및 제2측면(120s2)방향으로 제3두께(t3)에서 제1두께(t1)까지 감소하는 두께를 갖는다. 이러한 제2연결부(120c2)는 대략적으로 2mm 내지 0.2mm의 길이(d2)로 형성될 수 있다.

도 7에서는 바닥면(120b)과 바닥면(120b)에서 대략 수직으로 연장되어 형성되는 제4측면(120s4)을 도시하고 있다.

전술한 것과 같이, 제1측면(120s1)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제1모서리부(120R1) 및 제2측면(120s2)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제2모서리부(120R2)는 라운드진 상태일 수 있다. 또한, 제3측면(120s3)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제3모서리부(120R3) 및 제4측면(120s4)과 바닥면(120b)이 접하는 부분에 형성된 제4모서리부(120R4)는 라운드진 상태일 수 있다. 한편, 바닥면(120b)과 제1측면(120s1) 내지 제4측면(120s4)이 연결되는 제1모서리부(120R1) 내지 제4모서리부(120R4)의 내측 곡률(r)과 외측 곡률(R)은 동일하게 형성된다.

도 7을 참조하면, 전술한 것과 같이 제2측면(120s2)은 제2두께(t2)를 갖고 바닥면(120b)은 제3두께(t3)를 갖는데, 이때 바닥면(120b)의 제3두께(t3)는 제2두께(t2)보다 두껍게 형성된다. 즉, 캔(120)을 이루는 각 면들(120s1, 120s2, 120s3, 120s4, 120b)의 두께는 바닥면(120b)이 제일 두껍고 캔(120)의 장축(L)에 해당하는 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)이 가장 얇게 형성된다.

또한, 캔(120)은 바닥면(120b)이 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)과 연결되는 제3연결부(120c3)를 더 포함한다. 도 7을 참조하면 제3연결부(120c3)는 바닥면(120b)의 끝 단부인 기준선(A3)로부터 제3측면(120s3) 또는 제4측면(120s4)의 끝 단부인 기준선(a3)까지 형성된다. 이러한 제3연결부(120c3)는 일정하게 증감하는 두께를 가질 수 있다. 상세하게는 제3연결부(120c3)는 바닥면(120b)으로부터 제3측면(120s3) 및 제4측면(120s4)방향으로 제3두께(t3)에서 제2두께(t2)까지 감소하는 두께를 갖는다. 이러한 제3연결부(120c3)는 대략적으로 2mm 내지 0.2mm의 길이(d3)로 형성될 수 있다.

이와 같이 캔(120)의 각 면마다 제1두께(t1) 내지 제3두께(t3)를 갖도록 형성하고, 연결되는 부분에 두께가 일정하게 증감하는 제1연결부(120c1) 내지 제3연결부(120c3)를 구비함으로써, 캔(120)의 전체적인 살 두께의 증가 없이 스트레스를 많이 받는 극부적인 구간의 두께 증가를 통해 외부 충격이나 내부의 스웰링 현상으로부터 캔(120)의 강도를 확보할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.

100: 이차 전지
110: 전극조립체
113: 세퍼레이터
120b: 바닥면
120a: 단차부
120R1: 제1모서리부
120R2: 제2모서리부
120R3: 제3모서리부
120R4: 제4모서리부
120c1: 제1연결부
120c2: 제2연결부
120c3: 제3연결부
120: 캔
130: 캡 플레이트
131: 전해질 주입구
132: 마개
140: 전극 단자
150: 제1절연재
180: 제2절연재
120s1, 120s2, 120s3, 120s4: 제1측면, 제2측면, 제3측면, 제4측면

Claims

제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
장축과 단축을 가지며, 상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔; 및
상기 캔의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트;를 구비하며,
상기 캔은, 상기 캔의 단축에 대응하며 마주보도록 배치된 제1두께를 갖는 제1측면 및 제2측면과, 상기 캔의 장축에 대응하며 서로 마주보도록 배치된 제2두께를 갖는 제3측면 및 제4측면과, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면과 접하며 상기 캔의 개구의 반대편에 배치된 제3두께를 갖는 바닥면을 포함하고, 상기 제2두께는 상기 제1두께보다 두꺼우며,
상기 캔은, 상기 제1측면 또는 상기 제2측면이 상기 제3측면 및 제4측면과 연결되는 제1연결부를 더 포함하며,
상기 제1연결부에 대응하는 상기 캔의 내측면은 직선의 기울기는 갖도록 일정하게(linear) 증감하는 두께를 갖는, 이차 전지.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1연결부는 상기 제1측면 또는 상기 제2측면으로부터 상기 제3측면 및 상기 제4측면방향으로 상기 제1두께에서 상기 제2두께로 감소하는 두께를 갖는, 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 제1측면과 상기 제2측면은 일정한 곡률 반경을 갖는 반원 형상인, 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 바닥면의 상기 제3두께는 상기 제1두께 및 상기 제2두께보다 두꺼운, 이차 전지.
제5항에 있어서,
상기 바닥면이 상기 제1측면 및 상기 제2측면과 연결되는 제2연결부와, 상기 제3측면 및 상기 제4측면과 연결되는 제3연결부를 더 포함하며, 상기 제2연결부 및 상기 제3연결부는 일정하게 증감하는 두께를 갖는, 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 제2연결부는 상기 바닥면으로부터 상기 제1측면 및 상기 제2측면방향으로 상기 제3두께에서 상기 제1두께까지 감소하는 두께를 갖는, 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 제3연결부는 상기 바닥면으로부터 상기 제3측면 및 상기 제4측면방향으로 상기 제3두께에서 상기 제2두께까지 감소하는 두께를 갖는, 이차 전지.
제8항에 있어서,
상기 바닥면과 상기 제1측면 내지 상기 제4측면이 연결되는 모서리부는 라운드진 형상을 가지며, 상기 모서리부의 내측 곡률과 외측 곡률이 동일한, 이차 전지.
제9항에 있어서,
상기 제1두께는 0.38±0.1 mm 이고, 상기 제2두께는 0.25±0.1 mm 이며, 상기 제3두께는 0.55±0.1 mm 인, 이차 전지.
장축과 단축을 가지며, 일 측에 개구가 형성되고,
상기 단축에 대응하며 마주보도록 배치된 제1두께를 갖는 제1측면 및 제2측면과, 상기 장축에 대응하며 서로 마주보도록 배치된 제2두께를 갖는 제3측면 및 제4측면과, 상기 제1측면 내지 상기 제4측면과 접하며 상기 개구의 반대편에 배치된 제3두께를 갖는 바닥면과, 상기 제1측면 또는 상기 제2측면이 상기 제3측면 및 제4측면과 연결되는 제1연결부를 포함하고,
상기 제3두께가 가장 두껍고 상기 제2두께가 가장 얇게 형성되며, 상기 제1연결부는 일정하게 증감하는 두께를 가지며,
상기 제1연결부에 대응하는 상기 캔의 내측면은 직선의 기울기는 갖도록 일정하게(linear) 증감하는 두께를 갖는, 전지 캔.