KR102351248B1 - 이차전지용 케이스, 이차전지 및 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

이차전지용 케이스, 이차전지 및 전지 모듈이 개시된다.
본 발명에 따르면 이차전지의 상부 케이스 및 하부 케이스에 각각 요철부가 형성됨으로써, 각형 이차전지의 제조 과정에서 상부 케이스와 하부 케이스 간에 서로 어긋남이 없이 결합될 수 있다.

Description

이차전지용 케이스, 이차전지 및 전지 모듈{Case for secondary battery, secondary battery and battery module}
본 발명은 이차전지용 케이스, 이차전지 및 전지모듈에 관한 것입니다.
반복적인 충전 및 방전이 가능한 이차전지(secondary battery)는 그 제조 방법 또는 구조에 따라 파우치형 이차전지, 원통형 이차전지, 각형 이차전지 등으로 나뉠 수 있다.
이 중 각형 이차전지의 경우 다른 이차전지에 비해, 외부 충격 등에 대한 안정성 및 내부식성 등의 측면에서 장점이 있다.
한편, 전자기기의 형상이 종래에 비해 다양해지면서, 전자기기에 탑재되는 이차전지의 형상 역시 종래에 비해 다양해질 것이 요구되고 있고, 종래에 비해 큰 전력이 저장될 수 있을 것이 요구되고 있다.
종래 기술에 따르면, 각형 이차전지의 경우 사각형의 기둥 형상을 갖는 것이 일반적이므로, 이차전지의 형상에 대한 상기 요구에 부응하기 위해서는 각형 이차전지의 형상 역시 종래의 형상과 달리 비정형적(irregular)으로 제조될 필요가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 기술에 비해 비정형적인 형상을 가지면서도 종래 기술에 비해 증가된 양의 에너지를 저장할 수 있는 각형 이차전지를 제조하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 상부가 개방되어 있고 내부에 빈 공간이 형성되는 하부 케이스; 및 하부가 개방되어 있고 내부에 빈 공간이 형성되는 상부 케이스; 를 포함하고, 상기 하부 케이스의 상부 영역과 상부 케이스의 하부 영역이 서로 만나 결합하는 영역인 결합부가 형성되고, 상기 결합부 중 적어도 일부 영역에서 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역에는 하부 케이스 요철부가 형성되고, 상기 상부 케이스 중 상기 하부 케이스 요철부와 마주보는 영역에는 상기 하부 케이스 요철부에 대응되는 형상을 갖는 상부 케이스 요철부가 형성되는 이차전지용 케이스가 개시된다.
상기 하부 케이스의 상기 상부 영역은 소정의 두께(t1)를 가지고, 상기 하부 케이스 요철부는 상기 하부 케이스의 상부 영역의 상기 두께(t1) 방향을 따라 높이가 변하는 형상을 가질 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있고, 상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역은 하방으로 만입되어 있고, 상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 하방으로 만입되어 있고, 상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있고, 상기 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부는, 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역 중 일 영역에 형성되는 제1 하부 케이스 요철부; 및 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 타 영역 중 상기 제1 하부 케이스 요철부가 형성되는 영역의 반대편 영역에 형성되는 제2 하부 케이스 요철부; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 케이스 요철부 및 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역은 각각 상방으로 돌출되어 있고, 상기 제1 하부 케이스 요철부 및 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부 영역은 각각 하방으로 만입되어 있을 수 있다.
상기 제1 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있고, 상기 제1 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부 영역은 하방으로 만입되어 있고, 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역은 하방으로 만입되어 있고, 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
상기 제1 하부 케이스 요철부 및 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 각각 하방으로 만입되어 있고, 상기 제1 하부 케이스 요철부 및 상기 제2 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
상기 제1 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 각각 하방으로 만입되어 있고, 상기 제1 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있고, 상기 제2 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있고, 상기 제2 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있다.
상기 하부 케이스의 상기 상부 영역은 소정의 두께(t1)를 가지고, 상기 하부 케이스 요철부는 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부로부터 내측 끝부 방향으로 경사지게 하강하는 형상을 가질 수 있다.
상기 하부 케이스 요철부는 상기 하부 케이스의 폭(W) 방향에 걸쳐 복수로 구비될 수 있다.
상부에서 바라보았을 때 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 L자 형상을 가질 수 있다.
상기 결합부에서 상기 하부 케이스 요철부와 상기 상부 케이스 요철부는 용접에 의해 서로 접합될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 상기 이차전지용 케이스; 및 상기 이차전지용 케이스 내부의 빈 공간에 구비되는 전극 조립체; 를 포함하는 이차전지가 개시된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 상기 이차전지가 복수로 구비되는 전지 모듈이 개시된다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 비정형적인 형상을 가지면서도 종래 기술에 비해 증가된 양의 에너지를 저장할 수 있는 각형 이차전지를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제1 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제2 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 5는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 1의 B-B 방향을 따라 절단된 이차전지용 케이스의 구조의 일 예를 도시한 측단면도이다.
도 7은 도 1의 B-B 방향을 따라 절단된 이차전지용 케이스의 구조의 다른 예를 도시한 측단면도이다.
도 8은 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제5 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 설명하도록 한다.
이차전지용 케이스
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 이차전지용 케이스는 각형(prismatic) 이차전지에 사용되는 케이스일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스는 스테인리스 스틸 재질을 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스(10)는 비정형적인 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 이차전지용 케이스(10)는 L자 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명은 L자 형상을 갖는 이차전지용 케이스에 국한되지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스(10)는 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제1 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 이차전지용 케이스(10)는 이차전지용 케이스의 하부 영역을 형성하는 하부 케이스(100)와 이차전지용 케이스의 상부 영역을 형성하는 상부 케이스(200)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 하부 케이스(100)는 상부가 개방되어 있고 내부에 빈 공간이 형성될 수 있고, 상부 케이스(200)는 하부가 개방되어 있고 내부에 빈 공강이 형성될 수 있다.
계속해서 도 2를 참고하면, 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)는 소정의 두께를 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 하부 케이스(100)의 상부 영역은 t1만큼의 두께를 가질 수 있고, 상부 케이스(200)의 하부 영역은 t2만큼의 두께를 가질 수 있다. t1과 t2는 동일할 수 있으나, 그와 달리 t1과 t2는 서로 상이할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 이차전지용 케이스(10)에는 하부 케이스(100)의 상부 영역과 상부 케이스(200)의 하부 영역이 서로 만나 결합되는 영역인 결합부(300)가 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 결합부(300)는 하부 케이스(100)의 상부 영역의 상단, 또는, 결합부(300)는 상부 케이스(200)의 하부 영역의 하단에 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 결합부(300) 중 적어도 일부 영역에서 하부 케이스(100)의 상부 영역의 끝부에는 위치에 따라 높이가 가변적인 하부 케이스 요철부(120)가 형성될 수 있다. 또한, 상부 케이스(200)의 하부 영역 중 하부 케이스 요철부(120)와 마주보는 영역의 끝부에는 위치에 따라 높이가 가변적인 상부 케이스 요철부(220)가 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상부 케이스 요철부(220)는 하부 케이스 요철부(120)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
한편, 결합부(300)에서 하부 케이스 요철부(120)와 상부 케이스 요철부(220)는 용접에 의해 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 상기 용접은 레이저 용접일 수 있다.
내부에 빈 공간이 형성된 상부 케이스와 하부 케이스를 서로 결합하여 각형 이차전지용 케이스를 제조하는 경우, 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 맞닿는 지점에서 결합이 이루어질 필요가 있다. 그런데, 상부 케이스와 하부 케이스가 맞닿는 지점이 평평할 경우, 맞닿는 지점에서 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 어긋나기 쉬워, 상부 케이스와 하부 케이스 간의 결합이 제대로 이루어지지 않게 되기 쉽다. 이로 인해, 이차전지용 케이스의 밀봉성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따르면 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 만나는 영역에서 요철이 형성되도록 함으로써 상부 케이스와 하부 케이스 간의 결합 과정에서 어긋나는 문제를 해결하여 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 결합되는 영역인 결합부(즉, 이음매)를 균일하게 할 수 있고, 이에 따라 이차전지용 케이스의 밀봉성이 향상될 수 있다. 따라서, 이차전지 내 전해액이 외부에 누출되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 상부 케이스와 하부 케이스가 서로 결합되는 영역인 결합부가 균일하게 형성될 수 있으므로, 이후에 상부 케이스와 하부 케이스를 서로 접합하기 위한 용접 공정이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 하부 케이스 요철부(120)는 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향을 따라 높이가 변할 수 있다. 이와 유사하게, 상부 케이스 요철부(220) 역시 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향을 따라 높이가 변할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 하부 케이스 요철부(120) 및 상부 케이스 요철부(220)는 각각 복수로 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 하부 케이스 요철부(120)는, 하부 케이스(100)의 상부 영역 중 일 영역에 형성되는 제1 하부 케이스 요철부(122) 및 하부 케이스(100)의 상부 영역 중 타 영역에 형성되는 제2 하부 케이스 요철부(124)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 하부 케이스 요철부(124)는 제1 하부 케이스 요철부(122)가 형성되는 영역의 반대편 영역에 형성될 수 있다.
이와 유사하게, 상부 케이스 요철부(220)는, 상부 케이스(200)의 하부 영역 중 일 영역에 형성되는 제1 상부 케이스 요철부(222) 및 상부 케이스(200)의 하부 영역 중 타 영역에 형성되는 제2 상부 케이스 요철부(224)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 상부 케이스 요철부(224)는 제1 상부 케이스 요철부(222)가 형성되는 영역의 반대편 영역에 형성될 수 있다. 이하, 하부 케이스 요철부(120) 및 상부 케이스 요철부(220)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 하부 케이스 요철부(122) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역(즉, 이차전지용 케이스의 두께 방향 내부(I)와 인접한 영역)은 상방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제1 하부 케이스 요철부(122) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 영역(즉, 이차전지용 케이스의 두께 방향 외부(P)와 인접한 영역)은 하방으로 만입되어 있을 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 하부 케이스 요철부(122)에는 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.
계속해서 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 제2 하부 케이스 요철부(124) 역시 제1 하부 케이스 요철부(122)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있다. 따라서, 제2 하부 케이스 요철부(124)에도 역시 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224)는 각각 제1 하부 케이스 요철부(122) 및 제2 하부 케이스 요철부(124)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 상부 케이스 요철부(222) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있고, 제1 상부 케이스 요철부(222) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 외측 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있다. 마찬가지로, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있고, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 외측 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있다. 따라서, 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224)에도 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 이차전지용 케이스(10)의 하부 케이스(100)에 형성된 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제2 하부 케이스 요철부(124)는 이차전지용 케이스(10)의 중심에 대해 서로 대칭적으로 형성되고, 상부 케이스(200)에 형성된 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 서로 대칭적으로 형성된다. 이 경우, 이차전지용 케이스(10)의 제조성이 향상될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 달리 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제2 상부 케이스 요철부(224)가 서로 마주보고, 제2 하부 케이스 요철부(124)와 제1 상부 케이스 요철부(222)가 서로 마주보는 경우에도 요철부들 간에 서로 결합되어 이차전지용 케이스(10)가 제조될 수 있으므로, 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)를 서로 결합하는 데 걸리는 시간이 감축될 수 있다.
도 3은 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제2 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제1 상부 케이스 요철부(222)의 구조는 제1 실시예와 동일하므로, 제2 하부 케이스 요철부(124) 및 제2 상부 케이스 요철부(224)의 구조에 대해서만 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 하부 케이스 요철부(124) 및 제2 상부 케이스 요철부(224)에도 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.
그러나, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있고, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
또한, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 외측 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 이차전지용 케이스(10)의 하부 케이스(100)에 형성된 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제2 하부 케이스 요철부(124)는 서로 닮은 꼴 또는 서로 동일한 형상으로 형성되고, 상부 케이스(200)에 형성된 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 서로 닯은 꼴 또는 서로 동일한 형상으로 형성된다. 이 경우, 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)의 요철부들(122, 124, 222, 224)의 형성 과정에서 발생하는 공차로 요철부들(122, 124, 222, 224) 간의 치수가 서로 다소 어긋나더라도 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제1 상부 케이스 요철부(222)가 서로 결합 가능한 동시에, 제2 하부 케이스 요철부(124)와 제2 상부 케이스 요철부(224)가 서로 결합 가능할 수 있다. 따라서, 이차전지용 케이스(10)를 제조하기 위해 미리 만들어진 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)의 일부가 치수 문제 때문에 사용되지 못하고 버려지는 문제를 최소화할 수 있으므로, 이차전지용 케이스의 제조 비용 절감을 극대화할 수 있다.
도 4는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제1 하부 케이스 요철부(122) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있고, 제1 하부 케이스 요철부(122) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따르면 제1 하부 케이스 요철부(122)의 가운데 영역은 상방으로 볼록하게 형성될 수 있다.
반면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제1 상부 케이스 요철부(222) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제1 상부 케이스 요철부(222) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 가운데 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따르면 제1 상부 케이스 요철부(222)의 가운데 영역은 상방으로 오목하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제2 하부 케이스 요철부(124)는 제1 하부 케이스 요철부(122)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있고, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제2 상부 케이스 요철부(224)는 제1 상부 케이스 요철부(222)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 가운데 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 이차전지용 케이스(10)의 하부 케이스(100)에 형성된 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제2 하부 케이스 요철부(124)는 이차전지용 케이스(10)의 중심에 대해 서로 대칭적으로 형성되고, 상부 케이스(200)에 형성된 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 서로 대칭적으로 형성된다. 이 경우, 본 발명의 제1 실시예의 경우와 동일한 이유로 이차전지용 케이스(10)의 제조성이 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 제3 실시예에 따르면 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제1 상부 케이스 요철부(222)가 서로 접촉하는 면적과, 제2 하부 케이스 요철부(124)와 제2 상부 케이스 요철부(224)가 서로 접촉하는 면적이 커지게 된다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따르면 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200) 간의 결합력이 향상될 수 있다.
도 5는 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 제1 하부 케이스 요철부(122) 및 제1 상부 케이스 요철부(222)의 구조는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 하부 케이스 요철부 및 제1 상부 케이스 요철부의 구조와 동일하므로, 제2 하부 케이스 요철부(124) 및 제2 상부 케이스 요철부(224)의 구조에 대해서만 설명하도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 상방으로 돌출되어 있을 수 있고, 제2 하부 케이스 요철부(124) 중 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 하방으로 만입되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 영역 및 외측 영역은 상방으로 만입되어 있을 수 있고, 제2 상부 케이스 요철부(224) 중 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 가운데 영역은 하방으로 돌출되어 있을 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 이차전지용 케이스(10)의 하부 케이스(100)에 형성된 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제2 하부 케이스 요철부(124)는 서로 닮은 꼴 또는 서로 동일한 형상으로 형성되고, 상부 케이스(200)에 형성된 제1 상부 케이스 요철부(222)와 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 서로 닯은 꼴 또는 서로 동일한 형상으로 형성된다. 이 경우, 본 발명의 제2 실시예의 경우와 동일한 이유로 이차전지용 케이스(10)의 제조 원가 절감이 극대화될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 제4 실시예에 따르면 본 발명의 제2 실시예와 비교하여 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제1 상부 케이스 요철부(222)가 서로 접촉하는 면적과, 제2 하부 케이스 요철부(124)와 제2 상부 케이스 요철부(224)가 서로 접촉하는 면적이 커지게 된다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따르면 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200) 간의 결합력이 향상될 수 있다.
도 6은 도 1의 B-B 방향을 따라 절단된 이차전지용 케이스의 구조의 일 예를 도시한 측단면도이고, 도 7은 도 1의 B-B 방향을 따라 절단된 이차전지용 케이스의 구조의 다른 예를 도시한 측단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 이차전지용 케이스를 도 1의 B-B 방향으로 잘랐을 때의 단면에서 제1 하부 케이스 요철부와 제1 상부 케이스 요철부가 만나는 영역은 직선 형상을 가질 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스(10)에서, 이차전지용 케이스(10)의 폭(W) 방향에 걸쳐 하나의 제1 하부 케이스 요철부 및 하나의 제1 상부 케이스 요철부만이 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
그러나, 이와 달리 도 7에 도시된 바와 같이 이차전지용 케이스를 도 1의 B-B 방향으로 잘랐을 때의 단면에서 제1 하부 케이스 요철부와 제1 상부 케이스 요철부가 만나는 영역은 요철 형상을 가질 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스(10)에서 이차전지용 케이스(10)의 폭(W) 방향에 걸쳐 복수의 제1 하부 케이스 요철부 및 복수의 제1 상부 케이스 요철부가 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8은 도 1의 A-A 방향을 따라 절단된, 제5 실시예에 따른 이차전지용 케이스의 구조를 도시한 측단면도이다.
본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예와 달리, 제1 하부 케이스 요철부(122)는 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 외측 끝부로부터 내측 끝부 방향으로 경사지게 하강하는 형상을 가질 수 있다. 도 8에는 제2 하부 케이스 요철부(124) 역시 제1 하부 케이스 요철부(122)와 동일한 구조를 갖는 경우가 도시되어 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 상부 케이스 요철부(222) 및 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 외측 끝부로부터 내측 끝부 방향으로 경사지게 하강하는 형상을 가질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제5 실시예에 따르면 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)에 요철부를 형성하기 위해서 하부 케이스(100)의 상부 영역과 상부 케이스(200)의 하부 영역을 비스듬하게 잘라내기만 하면 되므로, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 비해 요철부들을 형성하기 위한 공정이 간소화될 수 있다.
그러나, 도 8에 도시된 바와 달리 본 발명의 제6 실시예에 따르면 제2 하부 케이스 요철부(124)는 하부 케이스(100)의 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부로부터 외측 끝부 방향으로 경사지게 하강하는 형상을 가질 수 있고, 제2 상부 케이스 요철부(224) 역시 상부 케이스(200)의 하부 영역의 두께(t2) 방향 내측 끝부로부터 외측 끝부 방향으로 경사지게 하강하는 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200)의 요철부들(122, 124, 222, 224)의 형성 과정에서 발생하는 공차로 요철부들(122, 124, 222, 224) 간의 치수가 서로 다소 어긋나더라도 제1 하부 케이스 요철부(122)와 제1 상부 케이스 요철부(222)가 서로 결합 가능한 동시에, 제2 하부 케이스 요철부(124)와 제2 상부 케이스 요철부(224)가 서로 결합 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 및 제4 실시예의 경우와 유사하게, 이차전지용 케이스(10)를 제조하기 위해 미리 만들어진 하부 케이스(100)와 상부 케이스(200) 중 일부가 치수 문제때문에 사용되지 못하고 버려지는 문제를 최소화할 수 있으므로, 이차전지용 케이스의 제조 비용 절감을 극대화할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 이차전지가 개시된다. 본 발명에 따른 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체, 및 전극 조립체를 수용하는 이차전지용 케이스를 포함할 수 있다. 이차전지용 케이스의 구조에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
또한, 본 발명에 따르면 전지 모듈이 개시된다. 본 발명에 따른 전지 모듈은 전술한 이차전지용 케이스를 포함하는 복수의 이차전지를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 이차전지용 케이스
100 : 하부 케이스
120 : 하부 케이스 요철부
122 : 제1 하부 케이스 요철부
124 : 제2 하부 케이스 요철부
200 : 상부 케이스
220 : 상부 케이스 요철부
222 : 제1 상부 케이스 요철부
224 : 제2 상부 케이스 요철부
300 : 결합부
W : 이차전지용 케이스의 폭
t1 : 하부 케이스의 상부 영역 두께
t2 : 상부 케이스의 하부 영역 두께
I : 이차전지용 케이스의 두께 방향 내부
P : 이차전지용 케이스의 두께 방향 외부

Claims (17)

  1. 상부가 개방되어 있고 내부에 빈 공간이 형성되는 하부 케이스; 및
    하부가 개방되어 있고 내부에 빈 공간이 형성되는 상부 케이스; 를 포함하고,
    상기 하부 케이스의 상부 영역과 상부 케이스의 하부 영역이 서로 만나 결합하는 영역인 결합부가 형성되고,
    상기 결합부 중 적어도 일부 영역에서 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역에는 하부 케이스 요철부가 형성되고,
    상기 상부 케이스 중 상기 하부 케이스 요철부와 마주보는 영역에는 상기 하부 케이스 요철부에 대응되는 형상을 갖는 상부 케이스 요철부가 형성되며,
    상기 하부 케이스의 상기 상부 영역은 소정의 두께(t1)를 가지고,
    상기 하부 케이스 요철부는 상기 하부 케이스의 상부 영역의 상기 두께(t1) 방향을 따라 높이가 변하는 형상을 가지고,
    상기 하부 케이스 요철부는,
    상기 하부 케이스의 상기 상부 영역 중 일 영역에 형성되는 제1 하부 케이스 요철부; 및
    상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 타 영역 중 상기 제1 하부 케이스 요철부가 형성되는 영역의 반대편 영역에 형성되는 제2 하부 케이스 요철부; 를 포함하며,
    상기 제1 하부 케이스 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 각각 하방으로 만입되어 있고,
    상기 제1 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 상방으로 돌출되어 있고,
    상기 제2 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 내측 끝부 영역 및 외측 끝부 영역은 상방으로 돌출되어 있고,
    상기 제2 하부 케이스의 요철부 중 상기 하부 케이스의 상기 상부 영역의 두께(t1) 방향 가운데 영역은 하방으로 만입되어 있는 이차전지용 케이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  6. 삭제
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  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 1에서,
    상기 하부 케이스 요철부는 상기 하부 케이스의 폭(W) 방향에 걸쳐 복수로 구비되는 이차전지용 케이스.
  14. 청구항 1에서,
    상부에서 바라보았을 때 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 L자 형상을 갖는 이차전지용 케이스.
  15. 청구항 1에서,
    상기 결합부에서 상기 하부 케이스 요철부와 상기 상부 케이스 요철부는 용접에 의해 서로 접합되는 이차전지용 케이스.
  16. 청구항 1에 따른 이차전지용 케이스; 및
    상기 이차전지용 케이스 내부의 빈 공간에 구비되는 전극 조립체; 를 포함하는 이차전지.
  17. 청구항 16에 따른 이차전지가 복수로 구비되는 전지 모듈.
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