KR102554132B1 - 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스 - Google Patents

길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스 Download PDF

Info

Publication number
KR102554132B1
KR102554132B1 KR1020180009789A KR20180009789A KR102554132B1 KR 102554132 B1 KR102554132 B1 KR 102554132B1 KR 1020180009789 A KR1020180009789 A KR 1020180009789A KR 20180009789 A KR20180009789 A KR 20180009789A KR 102554132 B1 KR102554132 B1 KR 102554132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery case
cylindrical
unit
cylindrical battery
unit body
Prior art date
Application number
KR1020180009789A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190090956A (ko
Inventor
김진수
성주환
박성해
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020180009789A priority Critical patent/KR102554132B1/ko
Publication of KR20190090956A publication Critical patent/KR20190090956A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102554132B1 publication Critical patent/KR102554132B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본원 발명은 전극조립체가 수납되는 원통형 전지케이스로서,
상기 원통형 전지케이스는 원형의 하면, 및 상기 하면의 외주연부로부터 상향 연장된 원통형 측면을 포함하되,
상기 측면은 높이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하고,
상기 가변 구조는 단일, 또는 복수의 코일 형상의 단위체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스에 대한 것이다.

Description

길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스{Cylindrical Battery Case with Adjustable Length}
본원 발명은 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스에 관한 것으로서, 구체적으로, 원형의 하면 및 원통형 측면을 포함하고, 상기 측면은 높이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하는 원통형 전지케이스에 대한 것이다.
충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기의 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 가솔린 차량, 디젤 차량에 의한 대기오염을 해결하기 위한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 이차전지를 사용하는 디바이스의 종류는 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 더 많은 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.
전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
최근에는 다기능 복합 디바이스의 등장으로 인해 고용량의 이차전지에 대한 수요가 증가함에 따라, 단위 부피 당 전극조립체의 크기를 증가시키는 방법을 통해서 전지의 용량을 증가시키기 위한 연구가 진행되고 있다.
원통형 전지의 경우 상단에 위치하는 캡 어셈블리에 전극 탭을 용접하기 위하여 일정한 공간을 필요로 하는데, 상기 전극 탭의 용접 후에는 상기 공간이 불필요한 공간이 되어 용접 이후에는 사공간으로 남게 된다.
특허문헌 1은 전지케이스를 구성하는 원통부의 내면으로서, 전지케이스 내에 수용된 전극체의 측면에 대향하는 면 중 적어도 일부에 상기 전극체 측면과 접촉하지 않는 나선형 오목부가 형성된 원통형 전지를 개시한다.
상기 특허문헌 1의 원통형 전지는 나선형 오목부를 구비함으로써 외부로부터 인가되는 압력에 대해 전지케이스를 길이 방향으로 신축 변형시킬 수 있으나, 전지를 완성한 상태에서 치수 불균형을 조절할 수 있을 뿐, 전지의 제조 과정에서 신장 및 수축은 불가능한 구조이다.
특허문헌 2는 젤리롤의 팽창시 수축하는 내측 및 상기 젤리롤의 팽창 방향에 수직한 방향으로 방향성을 나타내는 외측이 결합되어 이루어진 원통형 캔을 개시하나, 상기 원통형 캔은 젤리롤의 팽창 및 수축에 따른 부피 변화를 완충하기 위한 전지 캔에 대한 것일 뿐, 원통형 전지의 길이 방향의 변화가 가능한 구조를 개시하지 못하고 있다.
이와 같이 원통형 전지의 제조 과정에서 낭비되는 공간을 줄여서 전지의 용량을 증가시키기 위하여, 전지 캔의 길이 방향의 변형이 가능한 기술에 대한 뚜렷한 해결책은 제시되지 않았다.
일본 공개특허공보 제2009-146692호 한국 공개특허공보 제2009-0129621호
본원 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원통형 전지케이스의 길이 조절이 가능하도록 전지케이스의 측면의 적어도 일부에 가변 구조를 포함하는 경우에는, 전지의 제조과정에서 전지케이스의 길이를 늘이거나 줄일 수 있기 때문에 캡 어셈블리에 대한 전극 탭의 용접 과정을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 전극 탭의 용접을 위해 필요했던 공간을 용접 후 전지케이스의 길이를 수축하여 제거함으로써, 전지케이스의 내부 공간의 활용성을 높일 수 있으므로 고에너지 밀도를 갖는 전지를 제공할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 원통형 전지케이스는,
전극조립체가 수납되는 원통형 전지케이스로서,
상기 원통형 전지케이스는 원형의 하면, 및 상기 하면의 외주연부로부터 상향 연장된 원통형 측면을 포함하되,
상기 측면은 높이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하고,
상기 가변 구조는 단일, 또는 복수의 코일 형상의 단위체로 이루어지는 구조일 수 있다.
이와 같이, 본원 발명에 따른 원통형 전지케이스는 전극조립체를 수납하기 위한 원통형 구조의 전지케이스 측면에 높이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하는 바, 전지케이스 측면의 높이를 길어지게 하거나 줄어들게 할 수 있다.
또한, 상기 원통형 전지케이스의 길이 조절이 필요한 정도 및 가변 구조의 형태 내지 크기 등을 고려하여, 가변 구조가 부가되는 부분의 면적을 결정할 수 있다.
일반적으로, 원통형 전지를 제조하기 위하여, 젤리-롤 형태의 전극조립체를 전지케이스 내부에 수납하고, 젤리-롤형 전극조립체의 음극 탭 및 양극 탭을 전지케이스의 하면 및 캡 어셈블리 각각에 결합하는 과정이 필요하다. 이 때, 상기 양극 탭과 캡 어셈블리를 전기적으로 연결하기 위한 용접 공간이 확보되어야 하기 때문에, 캡 어셈블리와 젤리-롤형 전극조립체 사이에 일정한 잉여 공간이 형성되도록 전지를 설계한다.
그러나, 상기 잉여 공간은 양극 탭의 용접이 끝난 후에는 사(死)공간으로 남게 되는 바, 전지의 용량 및 에너지밀도를 고려할 때 상기 잉여 공간을 없애거나 활용할 필요가 있다.
이에, 본원 발명과 같이 길이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하는 전지케이스를 사용하여 해결할 수 있다. 즉, 캡 어셈블리와 젤리-롤형 전극조립체 사이에 잉여 공간이 필요한 경우에는 완성 상태의 전지의 길이보다 길이가 길어지도록 전지케이스의 길이를 연장 변형시키고, 전지 조립 후 전해액 주입을 위하여 전지케이스의 외부와 내부가 차단되도록 밀폐시키는 단계에는 완성 상태의 전지의 길이가 되도록 전지케이스의 길이를 수축 변형시킬 수 있다.
상기 전지케이스는 수축된 상태에서 전지의 조립이 완성되고, 전해액 주액이 이루어지는 바, 주액된 전해액이 누액되지 않도록 전지케이스의 밀폐가 필요하다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위체는 코일 형상으로 이루어진 제1단위체 및 제2단위체로 이루어지고, 상기 제1단위체 및 제2단위체는 전지케이스의 중심을 기준으로 서로 대칭이 되도록 나선형을 그리며 연장되는 바, 상기 제1단위체 및 제2단위체가 상하방향으로 교대로 배열되는 구조가 될 수 있다. 이 때, 제1단위체 및 제2단위체가 중첩되는 부분에 두께 방향으로 단차가 형성될 수 있는 바, 상기 단차에서 제1단위체와 제2단위체 간에 맞물림 결합이 이루어질 수 있다.
상기 맞물림 결함에 의해 전지케이스의 밀폐가 이루어질 수 있고, 전지케이스의 내부와 외부가 차단되어 전해액의 누액을 방지할 수 있다.
또는, 상기 단위체는 제1단위체 및 제2단위체로 이루어지고, 상기 제1단위체 및 제2단위체는 상하 방향으로 중첩되는 부분에 두께 방향으로 기울어진 1개의 경사면이 형성되고, 상기 경사면을 중심으로 제1단위체와 제2단위체가 밀착됨으로써 전지케이스의 내부와 외부가 차단되는 구조로 이루어질 수 있다.
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 가변 구조는 소정의 직경과 길이를 갖는 단일한 코일 형상의 단위체로 이루어질 수 있다.
상기 코일 형상의 단위체는 곡면 나선형 구조의 단위체일 수 있고, 또는 평면 나선형 구조의 단위체로 이루어질 수 있다.
상기 단위체는 일정한 직경을 갖는 코일 형상으로 이루어지나, 단위체의 폭은 일정하지 않을 수 있는 바, 전지케이스의 상부 끝단 및 하부 끝단에 위치하는 단위체 부분은 상대적으로 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 코일 형상의 단위체는 밀착 배열되도록 수축된 상태에서 전지의 조립 및 전해액의 주액이 이루어질 수 있는 바, 전지케이스가 밀폐된 구조로 이루어져야 한다.
따라서, 상기 코일 형상의 단위체는 중첩부를 형성하면서 나선형으로 연장되는 구조로 이루어지고, 상기 중첩부에는 단차가 형성되는 바, 상기 단차에서 상위 부분과 하위 부분이 맞물림 결합이 이루어짐으로써 밀폐된 구조의 전지케이스를 제조할 수 있다.
또는, 상기 코일 형상의 단위체는 중첩부를 형성하면서 나선형으로 연장되는 구조로 이루어지고, 상기 중첩부에서 경사면이 형성되는 바, 상기 경사면에서 상위 부분과 하위 부분이 밀착 배열됨으로써 밀폐된 구조의 전지케이스를 제조할 수 있다.
상기 가변 구조에 의한 전지케이스의 길이 변화 과정에서 전지케이스의 외주변의 크기가 작아지거나 또는 증가할 수 있는 바, 이로 인하여 전극조립체의 크기 및 용량 설계에 영향을 주는 것을 최소화 하기 위하여 상기 가변 구조를 넓게 적용함으로써 전지케이스의 외주변의 변화폭을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 가변 구조는 상기 전지케이스의 측면 전체에 위치할 수 있다.
이와 같이, 상기 전지케이스의 측면 전체에 가변 구조가 위치하는 경우에는, 상기 전지케이스의 측면과 하면을 각각 별도로 형성하고 이들을 서로 결합하는 방식으로 제조될 수 있는 바, 상기 전지케이스는 측면과 하면이 별개의 독립적인 부재로 이루어지고 이들이 결합된 구조일 수 있다.
한편, 상기 전지케이스의 밀폐성을 향상시키고 전해액의 누액 가능성 및 외부 물질의 유입 위험을 낮추기 위하여 상기 가변 구조가 적용되는 부분을 좁게 형성할 수 있는 바, 상기 가변 구조는 상기 전지케이스의 측면 일부에 위치할 수 있다.
본원 발명의 원통형 전지케이스는 상대적으로 측면의 강도가 낮고 비딩부 형성과 같이 형태 변형을 유발하는 경우 밀폐성이 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 원통형 전지케이스를 포함하는 원통형 이차전지는 상기 전지케이스에 비딩부를 형성하는 것 보다는, 상기 원통형 전지케이스의 상부에 캡 조립체를 고정하기 위한 비딩부가 추가로 부착되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
또는, 상기 전지케이스의 일부 또는 전체에 적용되는 가변 구조, 및 비딩 작업이 진행될 고정부분이 결합된 형태의 전지케이스 측면도 적용 가능하다.
본원 발명은, 상기 캡 조립체를 전지케이스의 상단부에 위치시킨 상태에서 비딩부(beading part) 형성 및 클램핑(clamping) 과정을 통해 원통형 이차전지의 조립이 완성되는 바, 전지케이스가 최대한 수축된 상태가 설계된 전지의 크기인 점을 고려할 때, 상기 원통형 이차전지는 상기 전지케이스의 가변 구조의 높이가 최대한 수축된 상태에서 상기 캡 조립체가 결합되는 방식으로 제조될 수 있다.
본원 발명은 또한, 상기 원통형 이차전지가 직렬 또는 병렬 연결된 전지팩을 제공한다.
상기 원통형 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈의 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 디바이스의 구체적인 예로는. 모바일 전자기기(mobile device), 웨어러블 전자기기(wearable device), 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 원통형 전지케이스는 원통형 측면의 길이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하는 바, 전극 탭과 캡 어셈블리의 결합을 위한 용접과 같이 전지케이스 내부에 작업용 공간이 필요한 경우에는 상기 가변 구조를 변형하여 전지케이스의 길이를 늘이고, 이후 전지 캔을 조립하여 밀봉하는 과정에서는 상기 전지케이스의 길이를 줄일 수 있는 구조로 이루어진다.
따라서, 작업의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 전지케이스의 내부 공간의 활용성을 높일 수 있으므로 고에너지 밀도를 갖는 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 원통형 전지케이스가 신장된 상태의 측면도이다.
도 2는 도 1의 원통형 전지케이스의 사시도이다.
도 3은 도 1의 원통형 전지케이스의 수축 후를 보여주는 측면도이다.
도 4는 도 3의 선 A-A'에 따른 단면도의 제1 실시예이다.
도 5는 도 3의 선 A-A'에 따른 단면도의 제2 실시예이다.
도 6는 제2실시예에 따른 원통형 전지케이스가 신장된 상태의 측면도이다.
도 7은 도 6의 원통형 전지케이스의 사시도이다.
도 8은 도 6의 전지케이스의 수축 후의 수직 단면도이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 원통형 전지케이스의 신장된 상태를 나타내는 측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
먼저, 하기 도면들에서는, 전지케이스 측면 구조의 용이한 이해를 위하여 전지케이스의 높이와 지름의 비율에서 지름이 크게 도시되었으나, 본원 발명의 전지케이스는 높이가 지름의 2배 이상인 길이가 긴 구조의 전지케이스에 적용이 가능한 구조이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 원통형 전지케이스가 신장된 상태의 측면도이고, 도 2는 도 1의 전지케이스의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1의 원통형 전지케이스(100)는 평면상 원형인 전지케이스의 하면(110)과 원통형의 측면(150)을 포함하고, 전지케이스(100)는 측면(150) 전체에 가변 구조(120)가 부가되어 있으며, 가변 구조(120)는 두 가닥의 단위체(121, 122)가 나선형 연장되는 구조로 이루어진다.
가변 구조(120)는 하면(110)과 만나는 부분 및 상단(140)과 만나는 부분에서 폭이 점점 줄어드는 구조로 이루어지며, 상단(140)은 가변 구조(120)와 분리가능한 링 형태의 구조체가 부착된 구조로 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 가변 구조(120)와 일체형으로 연장된 구조로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 1의 원통형 전지케이스의 수축 후를 보여주는 측면도이고, 도 4는 도 3의 선 A-A'에 따른 단면도의 제1 실시예이며, 도 5는 도 3의 선 A-A'에 따른 단면도의 제2 실시예이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 전지케이스(100)는 전극조립체 수납 후 전지케이스의 밀폐 구조를 형성하기 위하여 상하 방향으로 수축된 상태로 변형되는 바, 제1단위체(121) 및 제2단위체(122)가 교대로 상하 방향으로 적층된 외관을 보이고 있다.
제1단위체(121) 및 제2단위체(122)는 상하 방향으로 일부가 중첩되도록 적층되는 바, 선 A-A'에 따른 단면을 도시한 도 4와 같이, 두께 방향으로 단차가 형성된 구조로 이루어 지고, 제1단위체(121) 및 제2단위체(122)가 중첩되는 부분에서 서로 간에 맞물리며 결합이 이루어진다.
또는, 선 A-A'에 따른 단면을 도시한 도 5와 같이, 두께 방향으로 경사가 형성된 구조로 이루어지는 바, 제1단위체(171) 및 제2단위체(172)가 상하 방향으로 중첩되는 부분에 두께 방향으로 1개의 경사면이 형성되고, 상기 경사면을 중심으로 제1단위체(171) 및 제2단위체(172)는 밀착 배열된다.
도 6는 제2실시예에 따른 원통형 전지케이스가 신장된 상태의 측면도이고, 도 7은 도 6의 원통형 전지케이스의 사시도이며, 도 8은 도 6의 전지케이스의 수축 후의 수직 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 전지케이스(200)는 평면상 원형인 전지케이스의 하면(210)과 원통형의 측면(250)을 포함하고, 전지케이스(200)는 측면(250) 전체에 가변 구조(220)가 부가되어 있으며, 가변 구조(220)는 단일 가닥의 단위체가 나선형 연장되는 구조로 이루어진다.
전지케이스(200)는 가변 구조(220)의 하측 끝단이 밑면(210)과 만나고 상측 끝단은 분리가능한 링 형태의 구조체가 부착된 구조일 수 있고, 또는,가변 구조(220)의 폭이 좁아지면서 연장되어 1회전 된 구조일 수 있다.
도 8에 도시된 전지케이스(200)의 수직 단면도에는, 가변 구조(220)의 폭(w2)이 일정하지 않은 구조를 도시하고 있다. 가변 구조(220)는 전지케이스의 전체적인 높이를 균일하게 하기 위하여, 중심부는 일정한 폭(w2)으로 이루어져 있으나, 상단 및 하단과 인접한 양측 끝단은 가변 구조(220)의 폭(w2)이 좁아지는 구조로 이루어진다.
가변 구조(220)는 하나의 코일 형태로 이루어지는 바, 상기 코일 구조는 전지케이스 내측으로 기울어진 상태로 나선형 연장되고, 이 때 상위 부분과 하위 부분이 중첩부를 형성하게 된다. 상기 중첩부에서 경사면이 형성되고, 상기 경사면에서 상위 부분과 하위 부분이 밀착 배열되어 밀폐된 구조의 전지케이스를 제공할 수 있다.
또한, 상위 부분과 하위 부분이 중첩되는 부분에는 상기 경사면 대신 도 4의 단차 구조와 대응되는 단차 구조가 형성될 수 있으며, 상기 단차 구조에서 상위 부분과 하위 부분 간에 맞물림 결합이 이루어질 수 있다.
도 9는 제3 실시예에 따른 원통형 전지케이스의 신장된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 9를 참조하면, 전지케이스는 하면(310)과 측면(350)으로 구성되며 측면(350)의 일부인 상부에 부가된 가변 구조(320)는 도 1의 가변 구조(120)와 동일한 구조로 이루어지는 바, 두 가닥의 단위체(321, 322)가 나선형 연장되는 구조이며, 단위체(321, 322)의 길이가 상대적으로 짧은 차이가 있다.
한편, 도 9의 전지케이스와 같이 측면의 일부에만 부가되는 가변 구조로서 도 6의 가변 구조(220)도 전지케이스 측면(350)의 상부에 적용될 수 있음은 물론이다.
전지케이스의 하면(310)은 가변 구조를 제외한 측면(351)과 일체로 성형된 일 단위의 부재로 이루어지며, 전지케이스의 길이 변화가 크지 않은 경우에는 가변 구조(320)와 같이 전지케이스 측면의 일부에 적용되는 전지케이스를 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 전지케이스(100)의 하면(110)은 측면을 형성하는 가변 구조(120)와 분리 가능한 구조로 이루어지는 바, 하면(110)과 가변 구조(120)를 별도로 제조하여 결합하는 방식으로 제조될 수 있다. 가변 구조(120)의 상부 끝단(140)은 가변 구조의 형태 변형에 방해가 되지 않으면서 전지케이스의 상부에 비딩부가 결합할 수 있도록 가변 구조가 마무리 처리된다면 그 구조가 특별히 제한되지는 않는다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100, 200 : 전지케이스
110, 210, 310 : 전지케이스 하면
120, 220, 320 : 가변 구조
121, 171, 321 :제1단위체
122, 172, 322 : 제2단위체
140 : 전지케이스 상부 끝단
150, 250, 350 : 전지케이스 측면
220 : 단일한 코일형 단위체
351 : 가변 구조를 제외한 측면
w2 : 단위체의 폭

Claims (12)

  1. 전극조립체가 수납되는 원통형 전지케이스로서,
    상기 원통형 전지케이스는 원형의 하면, 및 상기 하면의 외주연부로부터 상향 연장된 원통형 측면을 포함하되,
    상기 측면은 높이 조절이 가능한 가변 구조를 포함하고,
    상기 가변 구조는 단일, 또는 복수의 코일 형상의 단위체로 이루어지며,
    상기 가변 구조의 높이가 최대한 수축된 상태로서, 상기 단위체가 맞물림 결합되거나 밀착되어 전지케이스의 외부와 내부가 차단되도록 밀폐시켜 완성 상태의 전지의 길이가 되도록 전지케이스의 길이를 수축 변형할 수 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단위체는 제1단위체 및 제2단위체로 이루어지고,
    상기 제1단위체 및 제2단위체는 상하 방향으로 중첩되는 부분에 단차가 형성되며, 상기 단차에서 맞물림 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단위체는 제1단위체 및 제2단위체로 이루어지고,
    상기 제1단위체 및 제2단위체는 상하 방향으로 중첩되는 부분에 1개의 경사면이 형성되고, 상기 경사면을 중심으로 밀착되는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가변 구조는 단일한 코일 형상의 단위체로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코일 형상의 단위체는 중첩부를 형성하면서 나선형으로 연장되고,
    상기 중첩부에는 단차가 형성되어, 상기 단차에서 맞물림 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 코일 형상의 단위체는 중첩부를 형성하면서 나선형으로 연장되고,
    상기 중첩부에서 경사면이 형성되면서 상기 단위체가 밀착 배열되는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가변 구조는 상기 전지케이스의 측면 전체에 위치하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전지케이스의 측면은 상기 전지케이스의 하면과 분리 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가변 구조는 상기 전지케이스의 측면 일부에 위치하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지케이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나에 따른 원통형 전지케이스의 상부에 캡 조립체를 고정하기 위한 비딩부가 추가로 부착되어 있는 원통형 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 캡 조립체는 상기 전지케이스의 가변 구조의 높이가 최대한 수축된 상태에서 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  12. 제10항에 따른 원통형 이차전지가 직렬 또는 병렬 연결된 전지팩.
KR1020180009789A 2018-01-26 2018-01-26 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스 KR102554132B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180009789A KR102554132B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180009789A KR102554132B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190090956A KR20190090956A (ko) 2019-08-05
KR102554132B1 true KR102554132B1 (ko) 2023-07-12

Family

ID=67616202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180009789A KR102554132B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102554132B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115832456B (zh) * 2022-11-08 2023-12-19 楚能新能源股份有限公司 一种电池包及电动汽车

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009146692A (ja) 2007-12-13 2009-07-02 Toyota Motor Corp 円筒型電池および組電池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101322059B1 (ko) 2008-06-13 2013-10-25 주식회사 엘지화학 복합재료를 이용한 원통형 이차전지용 캔
KR102086036B1 (ko) * 2016-03-24 2020-03-06 주식회사 엘지화학 스크류 방식에 의해 체결되는 원통형 캔을 포함하는 전지셀

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009146692A (ja) 2007-12-13 2009-07-02 Toyota Motor Corp 円筒型電池および組電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190090956A (ko) 2019-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9899708B2 (en) Electrode assembly with porous structure and secondary battery including the same
KR102347901B1 (ko) 균열 방지 구조를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이의 제조방법
CN110352511B (zh) 不具有卷边部的圆柱形电池单元
US8486557B2 (en) Battery module of improved welding reliability and battery pack employed with the same
KR102367387B1 (ko) 2단계의 실링 과정을 포함하는 파우치형 전지의 사이드부 실링 방법
JP5160425B2 (ja) 電池モジュールの製作に適した電池
JP5563038B2 (ja) 新規な構造の二次バッテリー及びそれを有するバッテリーパック
JP5058986B2 (ja) 折り曲げ可能なバッテリーカートリッジ及び中または大型バッテリーモジュール
KR101240961B1 (ko) 신규한 구조의 전지팩
EP3098877A1 (en) Battery cell comprising circumferential surface sealing part having sealing line, and battery cell sealing device for producing same
KR100896134B1 (ko) 편향된 양방향 전극단자를 가지고 있는 전지 및 이를포함하고 있는 전지모듈
EP3446346B1 (en) Multicavity battery module
CN106299162B (zh) 二次电池及其制备方法
US20190157709A1 (en) Cell pack and method for producing unit cell for use in cell pack
JP6620944B2 (ja) 直列接続用のラミネート型電池、及び組電池
JP2018533815A (ja) クランプ方式の締結部材により結合された外装部材を備える電池モジュール
KR20210021871A (ko) 전극탭 단선이 개선된 이차전지 제조 방법과 이를 이용한 이차전지, 그리고 이를 포함하는 이차전지 모듈과 팩
KR20060028063A (ko) 집전판용 플레이트와 이의 이차 전지 및 전지 모듈
KR102263480B1 (ko) 예비 절단선이 형성된 파우치형 이차전지
JP4655554B2 (ja) 蓄電モジュール及びその製造方法
KR102554132B1 (ko) 길이 조절이 가능한 원통형 전지케이스
KR102086036B1 (ko) 스크류 방식에 의해 체결되는 원통형 캔을 포함하는 전지셀
JP6247486B2 (ja) 組電池
KR20190099924A (ko) 2개 이상의 권취형 전극조립체를 포함하는 원통형 이차전지 및 이의 제조방법
KR101787634B1 (ko) 스웰링 대응구조를 구비하는 엔드플레이트 및 이를 포함하는 배터리모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right