KR102296817B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이차 전지는 제1 전극 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체, 서로 결합되어 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 형성하는 제1 케이스 및 제2 케이스를 포함하는 케이스, 케이스의 외측면에 위치하며 제1 전극 및 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하고, 제2 단자는 제1 케이스와 절연되며 제1 케이스의 외측면에 위치하고, 제1 전극은 제1 케이스의 내면에 전기적으로 연결되어 있다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 직렬 또는 병렬로 연결되어 고출력 대용량의 전지 모듈로 구성된다.
또한, 하나의 전지 모듈은 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지들로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
통상 이차 전지는 케이스의 일면에 양극 단자와 음극 단자가 함께 위치함으로써, 외부 장치와 연결을 용이하게 할 수 있다. 양극 단자와 음극 단자가 함께 위치할 경우, 이와 연결하기 위해서 케이스 내부의 양극탭과 음극탭 또한 전극 조립체의 일측에 위치한다.
그러나 최근 전기 자동차의 주행 거리 증가 및 내부공간 효율화를 위해서 이차 전지의 다양한 형태가 개발되고 있다. 특히 이차 전지의 팩 높이를 줄이기 위해서 외부 단자가 이차 전지의 상부가 아닌 측면에 위치하게 됨으로써, 전극 조립체가 상대적으로 좁은 면적의 전지 측면을 통해서 케이스 내부로 삽입되게 된다.
이처럼, 전극 조립체가 상대적으로 좁은 면적의 전지 측면을 통해서 삽입됨으로써 조립시 전극 조립체가 손상될 수 있으며, 공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전극 조립체를 케이스 내부에 용이하게 삽입하여 전극 조립체의 손상 및 공정 시간을 줄일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는 제1 전극 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체, 서로 결합되어 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 형성하는 제1 케이스 및 제2 케이스를 포함하는 케이스, 케이스의 외측면에 위치하며 제1 전극 및 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하고, 제2 단자는 제1 케이스와 절연되며 제1 케이스의 외측면에 위치하고, 상기 제1 전극은 제1 케이스의 내면에 전기적으로 연결되어 있다.
상기 제1 단자는 제1 케이스 또는 제2 케이스의 일부가 돌출하여 형성될 수 있다.
상기 공간에 위치하며 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 집전 부재, 제1 집전 부재와 상기 제2 전극을 관통하며 제1 집전 부재와 제2 전극을 전기적으로 연결하는 연결 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 단자는 제2 단자와 동일한 면으로부터 동일한 방향으로 돌출되어 있을 수 있다.
상기 제1 케이스는 제2 단자가 위치하는 제1 판형 부재, 제1 판형 부재로부터 절곡되며 상기 내면을 가지는 제2 판형 부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 판형 부재는 제1 단자로부터 상기 제2 단자로 향하는 방향의 제1 단부와 제1 단부에 대해서 교차하는 방향의 제2 단부를 가지고, 제1 단부의 길이는 제2 단부의 길이보다 길 수 있다.
상기 제2 판형 부재는 제2 단부와 연결되는 제3 단부를 가지고, 제3 단부와 제1 단부의 길이는 동일할 수 있다.
상기 제2 판형 부재는 제1 단부와 연결되어 있는 제3 단부를 가지고, 제3 단부는 상기 제1 단부의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 제2 판형 부재는 제1 단부와 수직한 제4 단부를 가지고, 제4 단부의 길이는 상기 제1 단부의 길이보다 길 수 있다.
상기 제1 단자는 제1 판형 부재에 위치할 수 있다.
상기 제1 단자는 제2 케이스에 위치할 수 있다.
상기 전극 조립체는 기준축을 중심으로 권취되어 형성되고, 제1 전극은 제1 전극 활물질을 포함하는 제1 전극 활성부와 상기 제2 전극 활물질을 포함하지 않는 제1 전극 무지부를 포함하고, 제2 전극은 제1 전극 활물질을 포함하는 제2 전극 활성부와 제2 전극 활물질을 포함하지 않는 제2 전극 무지부를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 무지부는 제1 전극 활성부의 일측을 따라 일정한 간격을 두고 돌출되어 있으며, 제1 전극 무지부는 내면과 접촉하여 상기 내면에 용접되어 있을 수 있다.
상기 제1 전극 무지부와 연결되는 제1 집전부, 제1 집전부와 연결되며 상기 내면과 접촉하여 상기 내면에 용접되는 제2 집전부를 가지는 제2 집전 부재를 더 포함하고, 제1 전극 무지부는 상기 제1 전극 활성부의 일측을 따라 길게 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 전극 무지부와 제2 전극 무지부는 상기 제1 전극 활성부 및 상기 제2 전극 활성부를 사이에 두고 반대편에 위치할 수 있다.
상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극일 수 있다.
상기 제1 케이스의 단부와 제2 케이스의 단부는 용접으로 결합되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에서와 같이 케이스를 분리하면, 케이스에 삽입되는 전극 조립체의 삽입 길이를 줄일 수 있어 전극 조립체의 손상 가능성 및 조립 시간을 줄일 수 있는 이차 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지를 분해한 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 전극 조립체를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지(1000)는 전극 조립체(101), 전극 조립체(101)를 내장하는 케이스(200)를 포함한다.
이차 전지(1000)는 리튬 이온 이차 전지로서 전극 조립체(101)는 젤리롤 형일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전극 조립체(101)는 복수의 시트(sheet)로 이루어진 제1 전극과 제2 전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 반복하여 적층된 구조(도시하지 않음)로 이루어질 수도 있다.
케이스(200)에 수용되는 전극 조립체(101)는 적어도 하나 이상 일 수 있으며 이하에서는 하나의 전극 조립체(101)를 포함하는 이차 전지에 대해서 설명한다.
도 3은 도 1의 이차 전지를 분해한 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 이차 전지의 전극 조립체를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3 및 4를 참조하면, 전극 조립체(101)는 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 세퍼레이터(123)를 개재한 상태에서 권회축(XL)을 중심으로 권취한 후 납작하게 가압되어 횡단면이 대략 타원일 수 있다. 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 금속 포일(foil)로 형성되는 박판에 활물질이 도포된 영역인 전극 활성부(11a, 12a)와 활물질이 도포되지 않는 영역인 전극 무지부(11b, 12b)를 포함한다. 예를 들어, 제1 전극(121)은 양극일 수 있으며, 제2 전극(122)은 음극일 수 있다.
제1 전극 활성부(11a)는 알루미늄과 같은 금속 포일에 전이 금속 산화물 등의 활물질을 도포함으로써 형성하고, 제2 전극 활성부(12a)는 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일에 흑연 또는 탄소 등의 활물질을 도포함으로써 형성할 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)의 일변을 따라 일정한 간격을 두고 형성될 수 있으며, 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)로부터 돌출될 수 있다. 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 금속 포일로부터 돌출되도록 절단하여 형성하므로, 각각 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)의 금속 포일과 일체로 형성될 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 서로 다른 극성이므로, 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 서로 이격 배치된다.
또한, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)는 권취하거나 겹쳐서 형성하므로, 제1 전극 무지부(11b) 및 제2 전극 무지부(12b)는 복수의 박막이 겹쳐져서 형성될 수 있다. 이처럼, 복수의 박막이 겹쳐질 경우, 전류 이동을 용이하게 하기 위해서 초음파 용접으로 박막과 박막이 접촉하도록 연결할 수 있다.
세퍼레이터(123)는 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a) 사이에 위치하며, 이들 사이의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 예를 들어, 폴리 에틸렌(polyethylene), 폴리 프로필렌(polypropylene) 또는 이들의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 케이스(200)는 각형으로 대략 육면체이다. 케이스(200)는 이차 전지의 외관을 형성하고, 이차 전지에 기계적 강도를 제공하며, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
케이스(200)는 내부에 전극 조립체를 수용하는 육면체의 공간을 형성하는 제1 케이스(27)와 제2 케이스(28)를 포함한다. 제1 케이스(27)와 제2 케이스(28)는 단부가 용접으로 결합되어 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 케이스(27)는 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)과 각각 전기적으로 연결되는 제1 단자(55) 및 제2 단자(56)가 위치하는 제1 판형 부재(27a)와 전극 조립체(101)의 일면과 마주하여 내부 공간을 형성하도록 제1 판형 부재(27a)와 연결되어 있는 제2 판형 부재(27b)를 포함한다. 제1 판형 부재(27a)와 제2 판형 부재(27b)는 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 하나의 판형 부재를 절곡하여 형성할 수 있다.
제1 판형 부재(27a)는 제1 단자(55)로부터 제2 단자(56)로 향하는 방향의 제1 단부(S1)와 제1 단부에 대해서 교차하는 방향의 제2 단부를 가지고, 제1 단부의 길이(L1)가 제2 단부의 길이(L2)보다 길게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 판형 부재(27a)는 일방향으로 이어진 길쭉한 판 형태일 수 있다.
제2 판형 부재(27b)는 제1 판형 부재(27a)의 제2 단부와 연결된 제3 단부를 가지고, 제2 단부의 길이(L2)와 제3 단부의 길이(L3)는 동일할 수 있다. 제2 판형 부재(27b)는 제3 단부에 대해서 교차하는 방향의 제4 단부(S4)를 가지며, 제4 단부(S4)의 길이(L4)는 제3 단부의 길이(L3) 및 제1 단부(S1)의 길이(L1)보다 길게 형성될 수 있다.
제1 단자(55)와 제2 단자(56)는 제1 판형 부재(27a)의 외측면에 위치한다. 제1 판형 부재(27a)는 연결 단자(50)가 관통하는 제1 단자 구멍(31), 제1 단자(55)와 제2 단자(56) 사이에 위치하며 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(3) 및 벤트 부재(34)를 포함한다.
밴트 부재(34)는 설정된 압력 이상에서 용이하게 개방될 수 있도록, 노치(2)가 형성된 벤트 플레이트를 포함하며, 제1 판형 부재(27a)의 벤트 구멍에 설치되어 있다.
전해액 주입구(3)에는 밀봉 마개(38)가 설치되어 있으며, 제1 단자 구멍(31)에는 연결 단자(50)가 삽입되어 있다.
한편, 제1 단자(55)는 외부에서 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 제1 판형 부재(27a)의 일부를 돌출시켜 형성될 수 있으며, 케이스(200)의 외측으로 돌출된 형상을 가진다. 제1 단자(55)는 제2 단자(56)와 동일한 높이로 돌출될 수 있다.
제1 단자(55)는 제2 판형 부재(27b)를 통해서 제1 전극(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)는 제1 전극 무지부(11b)의 일면이 제2 판형 부재(27b)의 내면과 마주하도록 굽어질 수 있으며, 상기 일면은 제2 판형 부재(27b)의 내면에 용접으로 결합될 수 있다. 따라서, 제1 전극 무지부(11b)는 제2 판형 부재(27b)와 전기적으로 연결되어 케이스(200)는 제1 전극(121)과 동일한 극성으로 대전될 수 있다.
제2 단자(56)는 직사각형의 판 형 상으로 제1 절연 부재(63)를 사이에 두고 제1 판형 부재(27a) 위에 위치한다. 제1 절연 부재(63)는 제2 단자(56)의 측벽을 감싸도록 형성할 수 있으며, 제2 단자(56)는 제1 절연 부재(63)에 의해서 제1 판형 부재(27a)와 절연된다.
제2 단자(56)는 연결 단자(50)와 집전 부재(141)를 통해서 제2 전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
집전 부재(141)는 연결 단자(50)가 삽입되는 제2 단자 구멍(32)을 가지는 제1 집전부(41)와 제1 집전부(41)로부터 절곡되어 있으며 제2 전극(122)의 제2 전극 무지부(12b)와 연결되는 제2 집전부(42)를 가질 수 있다.
제1 집전부(41)는 퓨즈 구멍(7)을 포함할 수 있으며, 퓨즈 구멍(7)은 제1 집전부(41)에서 상대적으로 폭이 좁은 부분을 가로지르는 장공일 수 있다. 따라서 퓨즈 구멍(7)과 제1 집전부(41)의 단부 사이의 폭은 다른 부분에 비해서 좁아 퓨즈로 사용되며, 퓨즈는 이차 전지의 이상 반응으로 인한 과전류가 흐를 경우 용이하게 전류 흐름을 차단한다.
제2 전극 무지부(12b)는 제2 전극 무지부(12b)의 일면이 제2 집전부(42)의 일면과 마주하도록 굽어질 수 있으며, 서로 마주하는 일면은 제2 전극 무지부(12b)와 용접으로 결합되어 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 단자(50)는 기둥 형상으로 이루어지며 케이스(200)의 외부에 위치하는 연결 단자(50)의 상단은 제1 단자 구멍(31)과 제2 단자(56)에 형성되어 있는 제3 단자 구멍(33)에 끼워진 상태에서 제2 단자(56)에 용접으로 고정된다. 그리고 케이스(200) 내부에 위치하는 연결 단자(50)의 하단은 집전 부재(141)의 제2 단자 구멍(32)에 끼워진 상태에서 용접으로 집전 부재(141)에 고정될 수 있다.
따라서, 제2 단자(56)는 집전 부재(141) 및 연결 단자(50)를 통해서 제2 전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 연결 단자(50)는 실링 가스킷(64)에 끼워져 제1 단자 구멍(31)에 삽입되며, 실링 가스킷(64)은 연결 단자(50)와 제1 판형 부재(27a) 사이를 밀봉하면서 이들 사이를 절연한다. 또한, 제1 판형 부재(27a)와 제1 집전부(41) 사이에는 제2 절연 부재(65)가 위치할 수 있다. 제2 절연 부재(65)는 제1 집전부(41)가 삽입되는 오목부를 가질 수 있으며, 제1 집전부(41)는 오목부에 삽입됨으로써 좀 더 안정적으로 연결 단자(50)에 고정될 수 있다.
제2 케이스(28)는 육면체를 이루는 케이스(200)에서 제1 케이스(27)를 제외한 나머지 부분으로 이루어진다. 즉, 제2 케이스(28)는 제1 판형 부재(27a)의 제1 단부(S1)와 제2 판형 부재(27b)의 제4 단부(S4)와 연결하는 단부를 가지는 한 쌍의 제3 판형 부재(28a), 전극 조립체(101)를 사이에 두고 반대편에 위치하는 제3 판형 부재(28a)의 사이를 연결하며 전극 조립체(101)를 사이에 두고 제2 판형 부재(27b)의 반대편에 위치하는 제4 판형 부재(28b), 그리고 한 쌍의 제3 판형 부재(28a), 제4 판형 부재(28b)의 단부와 결합되어 이차 전지(1000)의 바닥면을 형성하는 제5 판형 부재(28c)를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에서와 같이, 제1 케이스(27)와 제2 케이스(28)를 형성하면 전극 조립체(101)를 케이스(200)에 삽입하는 길이를 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제2 판형 부재(27b)가 위치하는 부분을 개방함으로써, 케이스에서 상대적으로 길이가 짧은 제1 단부(S1)의 길이(L1)가 전극 조립체(101)가 삽입되는 길이가 되어 전극 조립체(101)를 케이스(200)에 삽입할 때 전극 조립체(101)가 손상될 가능성을 줄일 수 있다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 10의 이차 전지는 전극 조립체, 집전 부재 및 케이스만를 중심으로 설명한다. 도 5 내지 도 10의 이차 전지의 구조는 대부분 도 1 내지 도 4와 동일하므로 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(1001)는 전극 조립체(102)에서 전극 무지부가 연결되는 방향 및 케이스의 개방 방향을 제외하고는 상기한 도 1 내지 도 4의 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 5의 이차 전지(1001)는 전극 조립체(102), 전극 조립체(102)를 수용하는 공간을 형성하는 케이스(200)를 포함한다. 케이스(200)는 제1 단자(55)와 제2 단자(56)를 포함하는 제1 케이스(27), 제1 케이스(27)와 결합되어 있는 제2 케이스(28)를 포함한다.
도 5의 전극 조립체(102)는 제1 전극(121)의 제1 전극 활성부(11a)와 제2 전극(122)의 제2 전극 활성부(12a)로부터 돌출한 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)를 포함한다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)를 사이에 두고 반대편으로 돌출되어 있다.
따라서, 도 1 내지 도 4의 실시예에서는 제1 케이스(27)의 제2 판형 부재(27b)가 제2 단자와 인접한 단부에 연결되어 있었으나, 도 5의 실시예에서의 제1 케이스(27)의 제2 판형 부재(27b)는 제1 단자(55)와 인접한 단부에 연결되어 있다.
도 5의 전극 조립체(102)와 같이 전극 조립체(102)의 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)를 반대편에 형성하면, 특정 영역에만 과하게 전류가 흘러 전극 조립체가 열화되는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)가 동일한 방향으로 형성될 경우 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b) 사이의 저항이 작은 영역으로만 전류가 흘러, 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)로부터 멀리 위치하는 전극 활성부에서는 상대적으로 전류가 적게 흘러 셀 수명이 감소할 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에서와 같이 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)를 형성하면 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)를 가로 질러 전류가 흐르게 되므로, 전극 활성부 전체 영역을 사용할 수 있으므로, 특정 영역에만 과하게 전류가 흘러 열화되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4의 벤트 부재(34)는 제1 케이스(27)에 위치하며, 제1 단자(55)와 제2 단자(56) 사이에 위치하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 이차 전지가 설치되는 환경에 따라서, 도 5에서와 같이 제2 케이스(28)의 제5 판형 부재(28c), 즉 전극 조립체를 사이에 두고 제1 단자(55) 및 제2 단자(56)와 반대편의 판형 부재에 벤트 부재(34)가 형성될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(1002)는 전극 조립체(103) 및 집전 부재를 제외하고, 상기한 도 1 내지 도 4의 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 6의 이차 전지(1002)는 전극 조립체(103)를 수용하는 공간을 형성하는 케이스(200)를 포함한다. 케이스(200)는 제1 단자(55)와 제2 단자(56)를 포함하는 제1 케이스(27), 제1 케이스(27)와 결합되어 있는 제2 케이스(28)를 포함한다.
도 6의 전극 조립체(103)에서 제1 전극(121)의 제1 전극 무지부(11b)는 제1 전극 활성부(11a)의 길이 방향을 따라 제1 전극(121)의 한 쪽 측단에 형성되고, 제2 전극(122)의 제2 전극 무지부(12b)는 제1 전극 활성부(11a)의 길이 방향을 따라 제2 전극(122)의 한 쪽 측단에 형성된다.
이때, 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 제1 전극 활성부(11a)와 제2 전극 활성부(12a)를 사이에 두고 서로 반대편에 위치할 수 있다.
제1 전극(121)은 제1 집전 부재(142)를 통해서 제2 판형 부재(27b)의 내면에 용접으로 고정되어 제1 단자(55)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극(122)은 제2 집전 부재(143)를 통해서 제2 단자(56)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 집전 부재(142)는 제2 판형 부재(27b)와 마주하며 제2 판형 부재(27b)에 용접되는 일면을 가지는 제3 집전부(43), 제3 집전부(43)와 연결되며 제1 전극 무지부(11b)와 마주하여 제1 전극 무지부(11b)와 용접되는 일면을 가지는 제4 집전부(44)를 포함한다. 이때, 제4 집전부(44)는 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 전극 조립체(103)의 외주면을 따라 형성되어 서로 반대편에 위치하는 제1 전극 무지부(11b)와 각각 연결될 수 있다. 제4 집전부(44)는 제1 전극 무지부(11b)를 따라 길게 형성될 수 있다.
제1 집전 부재(142)의 제3 집전부(43)와 제4 집전부(44) 사이를 연결하는 부재에는 퓨즈 구멍(7)이 형성될 수 있다. 퓨즈 구멍(7)은 도 4의 퓨즈 구멍과 동일한 형태로 형성될 수 있다.
제2 집전 부재(143)는 연결 부재(도시하지 않음)가 삽입되어 용접되는 단자 구멍(8) 및 퓨즈 구멍(7)을 가지는 제5 집전부(45), 제5 집전부(45)와 연결되며 제2 전극 무지부(12b)와 마주하여 제2 전극 무지부(12b)와 용접되는 일면을 가지는 제6 집전부(46)를 포함한다. 이때, 제6 집전부(46)는 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 전극 조립체(103)의 외주면을 따라 형성되어 서로 반대편에 위치하는 제2 전극 무지부(12b)와 각각 연결될 수 있다. 제6 집전부(46)는 제2 전극 무지부(12b)를 따라 길게 형성될 수 있다.
도 6에서와 같이 전극 조립체(103)를 형성하면, 도 5에서와 같이 제2 판형 부재(27b)가 제1 단자(55)와 인접한 제1 판형 부재(27a)의 단부와 연결되더라도 제1 집전 부재(142)의 방향만 반대로 설치하여 용이하게 연결할 수 있다.
도 6의 전극 조립체(103)는 제1 전극 무지부(11b) 및 제2 전극 무지부(12b)가 제1 판형 부재(27a)의 제4 단부(S4)를 따라 길게 위치하도록 케이스(200)에 수용된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7의 이차 전지(1003)의 전극 조립체(104)와 같이 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 제2 판형 부재(27b)의 제1 단부(S1)를 따라 길게 위치하도록 케이스(200)에 수용될 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(1004)는 케이스(200)를 제외하고, 상기한 도 1 내지 도 4의 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8의 이차 전지(1004)는 전극 조립체(101)를 수용하는 공간을 형성하는 케이스(200)를 포함한다. 케이스(200)는 제1 단자(55)와 제2 단자(56)를 포함하는 제1 케이스(27), 제2 케이스(28)와 결합되어 있는 제2 케이스(28)를 포함한다.
제1 케이스(27)는 제1 단자(55)와 제2 단자(56)가 위치하는 제1 판형 부재(27a)와 제1 판형 부재(27a)의 제2 단부와 연결되어 있는 제2 판형 부재(27b)를 포함하며, 제1 판형 부재(27a)의 제1 단부(S1)에 연결되어 있는 제6 판형 부재(27c)를 더 포함한다.
도 1 내지 도 7의 이차 전지의 제1 전극 무지부(11b)는 제2 판형 부재(27b)에 전기적으로 연결되는 반면, 도 8의 제1 전극 무지부(11b)는 제6 판형 부재(27c)의 내면에 전기적으로 연결되어 있다.
제6 판형 부재(27c)을 형성하면, 제1 전극 무지부(11b)를 구부리지 않더라도 제1 전극 무지부(11b)의 일면과 제6 판형 부재(27c)의 일면이 마주하므로 용이하게 용접할 수 있다.
한편, 제6 판형 부재(27c)는 제1 판형 부재(27a)의 제1 단부(S1)와 연결되므로, 제1 단부(S1)와 연결되는 제2 케이스(28)의 제3 판형 부재(28a) 중 하나는 제6 판형 부재(27c)의 폭만큼 줄어든 폭을 가지도록 형성될 수 있다.
도 8에 도시한 제6 판형 부재(27c)는 제2 단자(56)와 인접한 제1 단부(S1)에 연결되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 9의 이차 전지(1005)의 전극 조립체(102)와 같이 제1 전극 무지부(11b) 및 제2 전극 무지부(12b)의 방향이 반대인 경우 제6 판형 부재는 제1 단자(55)와 인접한 제1 판형 부재(27a)의 제1 단부(S1)에 연결될 수 있다. `
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(1006)은 케이스(200)를 제외하고, 상기한 도 6의 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10의 이차 전지(1006)는 전극 조립체(103)를 수용하는 공간을 형성하는 케이스(200)를 포함한다. 케이스(200)는 제1 케이스(27) 및 제2 케이스(28)를 포함하며, 제1 케이스(27)와 제2 케이스(28)는 제1 단자(55)와 제2 단자(56)를 사이에 두고 분리될 수 있다.
이때, 전극 조립체(104)의 제1 전극과 제2 전극을 각각의 단자와 연결하고, 용이하게 케이스에 삽입하기 위해서, 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)가 제1 케이스(27)에 고정된 상태로 제2 케이스(28)에 삽입될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
2: 노치 3: 전해액 주입구
7: 퓨즈 구멍 8: 단자 구멍
11a, 12a: 전극 활성부 11b, 12b: 전극 무지부
27: 제1 케이스 28: 제2 케이스
27a, 27b, 27c, 28a, 28b, 28c: 판형 부재
31, 32, 33: 단자 구멍 34: 밴트 부재
38: 밀봉 마개
41, 42, 43, 44, 45, 46: 집전부
50: 연결 단자 55: 제1 단자
56: 제2 단자 63: 제1 절연 부재
64: 실링 가스킷 65: 제2 절연 부재
101, 102, 103, 104: 전극 조립체
121: 제1 전극 122: 제2 전극
123: 세퍼레이터
141, 142, 143: 집전 부재
200: 케이스
1000, 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006: 이차 전지

Claims (17)

  1. 제1 전극 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체,
    서로 결합되어 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 형성하는 제1 케이스 및 제2 케이스를 포함하는 케이스,
    상기 케이스의 외측면에 위치하며 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제2 단자
    를 포함하고,
    상기 제2 단자는 상기 제1 케이스와 절연되며 상기 제1 케이스의 외측면에 위치하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 케이스의 내면에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 케이스는 상기 제2 단자가 위치하는 제1 판형 부재, 상기 제1 판형 부재로부터 절곡되며 상기 내면을 가지는 제2 판형 부재를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 단자는 상기 제1 케이스 또는 상기 제2 케이스의 일부가 돌출하여 형성된 이차 전지.
  3. 제2항에서,
    상기 공간에 위치하며 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제1 집전 부재,
    상기 제1 집전 부재와 상기 제2 전극을 관통하며 상기 제1 집전 부재와 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 연결 부재
    를 더 포함하는 이차 전지.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 단자는 상기 제2 단자와 동일한 면으로부터 동일한 방향으로 돌출되어 있는 이차 전지.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 제1 판형 부재는 상기 제1 단자로부터 상기 제2 단자로 향하는 방향의 제1 단부와 상기 제1 단부에 대해서 교차하는 방향의 제2 단부
    를 가지고,
    상기 제1 단부의 길이는 상기 제2 단부의 길이보다 긴 이차 전지.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 판형 부재는 상기 제2 단부와 연결되는 제3 단부를 가지고,
    상기 제3 단부와 상기 제1 단부의 길이는 동일한 이차 전지.
  8. 제6항에서,
    상기 제2 판형 부재는 상기 제1 단부와 연결되어 있는 제3 단부를 가지고,
    상기 제3 단부는 상기 제1 단부의 길이보다 짧은 이차 전지.
  9. 제6항에서,
    상기 제2 판형 부재는 상기 제1 단부와 수직한 제4 단부를 가지고,
    상기 제4 단부의 길이는 상기 제1 단부의 길이보다 긴 이차 전지.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 단자는 상기 제1 판형 부재에 위치하는 이차 전지.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 단자는 상기 제2 케이스에 위치하는 이차 전지.
  12. 제1항에서,
    상기 전극 조립체는 기준축을 중심으로 권취되어 형성되고,
    상기 제1 전극은 제1 전극 활물질을 포함하는 제1 전극 활성부와 상기 제2 전극 활물질을 포함하지 않는 제1 전극 무지부를 포함하고,
    상기 제2 전극은 제1 전극 활물질을 포함하는 제2 전극 활성부와 상기 제2 전극 활물질을 포함하지 않는 제2 전극 무지부를 포함하는 이차 전지.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 전극 무지부는 상기 제1 전극 활성부의 일측을 따라 일정한 간격을 두고 돌출되어 있으며,
    상기 제1 전극 무지부는 상기 내면과 접촉하여 상기 내면에 용접되어 있는 이차 전지.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 전극 무지부와 연결되는 제1 집전부, 상기 제1 집전부와 연결되며 상기 내면과 접촉하여 상기 내면에 용접되는 제2 집전부를 가지는 제2 집전 부재
    를 더 포함하고,
    상기 제1 전극 무지부는 상기 제1 전극 활성부의 일측을 따라 길게 형성되어 있는 이차 전지.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부는 상기 제1 전극 활성부 및 상기 제2 전극 활성부를 사이에 두고 반대편에 위치하는 이차 전지.
  16. 제1항에서,
    상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극인 이차 전지.
  17. 제1항에서,
    상기 제1 케이스의 단부와 상기 제2 케이스의 단부는 용접으로 결합되어 있는 이차 전지.
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