KR102580236B1 - 이차전지 - Google Patents

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KR102580236B1
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Abstract

본 발명에서는 이차전지가 개시된다. 상기 이차전지는, 적어도 일 측에 곡면을 포함하는 전극 조립체와, 전극 조립체를 둘러싸는 것으로 전극 조립체의 곡면과 마주하는 상보적인 곡면을 포함하는 프레임을 포함한다.
본 발명에 의하면, 전극 조립체의 유동 및 전극 조립체를 수용하기 위한 케이스의 손상이 방지되는 이차전지가 제공된다.

Description

이차전지{Secondary battery}
본 발명은 충, 방전이 가능한 이차전지에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이 브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
이러한 이차전지는 부품의 조립 공정이나, 낙하 테스트, 진동 테스트 등의 내충격 테스트, 또는 제품의 유통, 사용 중에 낙하 충격과 같은 외부 충격에 따라 손상의 위험이 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 전극 조립체의 유동 및 전극 조립체를 수용하기 위한 케이스의 손상을 방지할 수 있는 이차전지를 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 이차전지는,
적어도 일 측에 곡면을 포함하는 전극 조립체; 및
상기 전극 조립체를 둘러싸는 것으로, 상기 전극 조립체의 곡면과 마주하는 상보적인 곡면을 포함하는 프레임;을 포함한다.
예를 들어, 상기 전극 조립체는,
리드 부재가 인출되는 제1 변부;
상기 제1 변부와 반대 편에 형성된 제2 변부; 및
상기 제1, 제2 변부 사이에서 나란하게 연장되며 곡면을 포함하는 제3, 제4 변부를 포함하고,
상기 프레임은, 상기 제3, 제4 변부의 곡면을 둘러쌀 수 있다.
예를 들어, 상기 전극 조립체가, 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 직사각형 형태로 형성될 때, 상기 제3, 제4 변부는 장변부에 해당된다.
예를 들어, 상기 프레임은,
상기 전극 조립체의 서로 다른 개소를 둘러싸는 것으로, 상기 리드 부재의 인출 방향을 따라 배치되는, 제1 내지 제3 프레임을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 프레임은 상기 전극 조립체의 제1 변부를 둘러싸도록 형성되고,
상기 제2 프레임은 상기 전극 조립체의 제2 변부를 둘러싸도록 형성되며,
상기 제3 프레임은 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 둘러싸도록 형성된다.
예를 들어, 상기 제1 프레임은 상기 리드 부재가 끼워지는 탭 홀을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 프레임은, 상기 제1 변부를 가로질러 제3, 제4 변부로 연장되고,
상기 제3, 제4 변부에서 제3 프레임과 이웃하게 배치된다.
예를 들어, 상기 제2 프레임은, 상기 제2 변부를 가로질러 제3, 제4 변부로 연장되고,
상기 제3, 제4 변부에서 제3 프레임과 이웃하게 배치된다.
예를 들어, 상기 제1 프레임과 제3, 제4 프레임 사이 또는 제2 프레임과 제3, 제4 프레임 사이는 서로 맞닿지 않도록 이격되어 있다.
예를 들어, 상기 제3 프레임은, 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 각각 둘러싸는 제3 프레임의 쌍을 포함한다.
예를 들어, 상기 제3 프레임의 쌍은 서로에 대해 분리되어 있다.
예를 들어, 상기 이차전지는, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스를 더 포함하고,
상기 프레임은 상기 전극 조립체와 케이스 사이에 개재된다.
예를 들어, 상기 케이스는 유연성의 파우치를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지는,
전극 조립체;
상기 전극 조립체를 둘러싸는 것으로, 장착 홈이 형성된 프레임; 및
상기 장착 홈에 감겨지며, 상기 장착 홈과 함께 전극 조립체를 둘러싸는 고정 부재를 포함한다.
예를 들어, 상기 장착 홈은, 상기 장착 홈을 정의하는 장착 홈 주변의 벽체로부터 적어도 상기 고정 부재의 두께만큼 내측으로 인입된다.
예를 들어, 상기 장착 홈은,
상기 고정 부재의 권취 방향을 따라 둥글게 라운드진 안착부를 포함한다.
예를 들어, 상기 전극 조립체는,
리드 부재가 인출되는 제1 변부;
상기 제1 변부와 반대 편에 형성된 제2 변부; 및
상기 제1, 제2 변부 사이에서 나란하게 연장되는 제3, 제4 변부를 포함하고,
상기 고정 부재는 상기 제3, 제4 변부를 둘러싸는 프레임의 일 측에 감겨진다.
예를 들어, 상기 전극 조립체가, 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 직사각형 형태로 형성될 때, 상기 제3, 제4 변부는 장변부에 해당된다.
예를 들어, 상기 프레임은,
상기 전극 조립체의 서로 다른 개소를 둘러싸는 것으로, 상기 리드 부재의 인출 방향을 따라 배치되는, 제1 내지 제3 프레임을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 프레임은 상기 전극 조립체의 제1 변부를 둘러싸도록 형성되고,
상기 제2 프레임은 상기 전극 조립체의 제2 변부를 둘러싸도록 형성되며,
상기 제3 프레임은 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 각각 둘러싸도록 쌍으로 형성되고,
상기 장착 홈은, 쌍을 이루는 제3 프레임의 서로 마주하는 위치에 쌍으로 형성된다.
본 발명에 의하면, 전극 조립체의 유동이 방지되고, 전극 조립체를 수용하기 위한 케이스의 주름, 찢어짐이나 찍힘 등의 불량이 방지될 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이스 내에 충진되는 전해액의 양을 줄임으로써 전체 이차전지의 생산 단가를 낮출 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지가 도시되어 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 이차전지의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 5에는 전극 조립체를 둘러싸는 프레임 구조가 도시되어 있다.
도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이차전지의 사시도들이 도시되어 있다.
도 8에는 고정 부재의 장착 홈을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 9에는 도 8의 IX-IX 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 10에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 장착 홈이 도시되어 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이차전지에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1에 도시된 이차전지의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 3의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도 5에는 전극 조립체를 둘러싸는 프레임 구조가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 이차전지는 전극 조립체(150)와, 상기 전극 조립체(150)를 둘러싸는 프레임(190)과, 상기 전극 조립체(150)와 프레임(190)을 수용하기 위한 케이스(110)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(150)는 서로 다른 극성을 갖는 제1, 제2 전극판(151,152) 사이에 개재된 세퍼레이터(153)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전극 조립체(150)는, 제1, 제2 전극판(151,152) 사이에 세퍼레이터(153)를 끼운 후, 롤 형태로 권취한 젤리 롤 타입으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 전극 조립체(150)는, 시트 형태의 제1, 제2 전극판(151,152) 사이에 세퍼레이터(153)를 적층시킨 스택 타입으로 형성될 수도 있다.
상기 전극 조립체(150)는, 리드 부재(170)가 인출되는 제1 변부(S)와, 제1 변부(S1)와 마주하는 제2 변부(S2)를 포함하고, 상기 제1, 제2 변부(S1,S2) 사이에서 나란하게 연장되며 서로 마주하는 제3, 제4 변부(S3,S4)의 쌍을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)는 곡면 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체(150)는 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 대략 직사각형 형태로 형성될 수 있는데, 그 중 장변부에 해당되는 제3, 제4 변부(S3,S4)가 라운드진 형태의 곡면(R1)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 둘러싸는 곡면(R2)을 포함할 수 있다.
상기 케이스(110)는 전극 조립체(150)를 수용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 케이스(110)는 전극 조립체(150)를 사이에 개재하고 서로 마주하도록 결합되는 제1, 제2 케이스(111,112)를 포함할 수 있다. 상기 제1, 제2 케이스(111,112)의 테두리를 따라 서로 맞닿는 위치에는 실링부(111a.112a)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(10)를 수용한 제1, 제2 케이스(111,112)는 서로 마주하도록 결합될 수 있고, 제1, 제2 케이스(111,112)의 서로 맞닿는 실링부(111a,112a)의 열적 결합(thermal bonding)을 통하여 전극 조립체(10)가 밀봉될 수 있다.
상기 케이스(110)는 유연성의 파우치로 형성될 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 케이스(110)는 금속 박판의 상하 양면에 절연층을 형성한 유연성 외장재로 형성될 수 있고, 전극 조립체(150)를 밀봉하도록 파우치 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체(150)로부터 리드 부재(170)가 인출될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 리드 부재(170)는 제1, 제2 전극판(151,152)과 전기적으로 연결된 제1, 제2 리드 부재(171,172)를 포함할 수 있다. 상기 리드 부재(170)는 충, 방전 전류의 패스를 형성하는 것으로, 케이스(110) 외부로 인출될 수 있다. 상기 리드 부재(170) 상에는 절연 부재(180)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 부재(180)는, 케이스(100)와의 맞닿는 위치에 형성되어 케이스(100)와의 전기적인 절연을 유지하고, 리드 부재(170)와 케이스(110) 사이를 밀봉시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)와 케이스(110) 사이에 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)와 케이스(110) 사이의 빈 공간을 채워줄 수 있고, 이에 따라 전극 조립체(150)의 유동을 억제할 수 있다. 전극 조립체(150)의 유동이 발생되면, 찢어짐과 같은 전극 조립체(150)의 손상이 발생될 수 있고, 전극 조립체(150)의 유동으로 인하여 유연성 케이스(110)의 외면에 주름이 발생될 수 있다. 이렇게 형성된 케이스(110)의 주름은 팩 케이스(미도시) 및 회로기판(미도시)과의 조립을 포함하는 팩 작업시에 조립 불량을 야기하거나 또는 조립 지그(미도시)에 의해 케이스(110)가 찍히는 등과 같은 취급 문제를 야기할 수 있다. 또한, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)와 케이스(110) 사이의 빈 공간을 채워줌으로써, 케이스(110)의 밀봉 실링시에 압력 차이에 의한 케이스(110)의 주름을 억제할 수 있다.
상기 케이스(110) 내부에는 전극 조립체(150)와 함께 전해액이 충진될 수 있다. 이때, 상기 프레임(190)이 케이스(110)와 전극 조립체(150) 사이의 빈 공간을 채워줌으로써, 케이스(110) 내에 충진될 전해액의 양을 줄여줄 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체(150)는 적어도 일 측에 곡면(R1)을 포함할 수 있고, 상기 프레임(190)은 상기 전극 조립체(150)의 곡면(R1)과 마주하는 상보적인 곡면(R2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 프레임(190)의 상보적인 곡면(R2)은 전극 조립체(150)의 라운드진 외면(R1)과 정합되는 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체(150)는 리드 부재(170)가 인출되는 제1 변부(S1)와, 상기 제1 변부(S1)와 마주하는 제2 변부(S2)를 포함하고, 상기 제1, 제2 변부(S1,S2) 사이에서 나란하게 연장되며 서로 마주하는 제3, 제4 변부(S3,S4)의 쌍을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부(S3,S4)는 곡면 형태로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 전극 조립체(150)는 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 대략 직사각형 형태로 형성될 수 있는데, 그 중에서 장변부에 해당되는 제3, 제4 변부(S3,S4)가 라운드진 형태의 곡면(R1)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 둘러싸는 곡면(R2)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프레임(190)의 제3, 제4 변부(S3,S4)와 마주하는 내측면이 곡면(R2)을 포함할 수 있고, 상기 제3, 제4 변부(S3,S4)와 접촉하거나 또는 제3, 제4 변부(S3,S4)와 인접한 위치에서 제3, 제4 변부(S3,S4)를 잡아줄 수 있다.
상기 프레임(190)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)의 라운드진 곡면(R1)과 정합되는 형태의 곡면(R1)을 포함하여, 전극 조립체(150)와 케이스(110) 사이의 빈 공간을 효과적으로 채워줄 수 있다. 이에 따라 전극 조립체(150)의 유동이나 유연성 케이스(110)의 변형을 방지할 수 있고, 케이스(110) 내에 충진될 전해액의 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 프레임(190)은, 서로에 대해 분할된 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프레임(190)은 서로에 대해 분할된 제1 내지 제3 프레임(191,192,193)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 프레임(191,192,193)은 리드 부재(170)의 인출 방향을 따라 3개로 분할된 프레임(190)의 일부에 해당될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 프레임(191,192,193)은 전극 조립체(150)의 서로 다른 개소를 둘러쌀 수 있고, 리드 부재(170)의 인출 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 제1 프레임(191)은 리드 부재(170)의 인출 방향을 따라 프레임(190)의 상부에 해당될 수 있고, 상기 제2 프레임(192)은 리드 부재(170)의 인출 방향을 따라 프레임(190)의 하부에 해당될 수 있다. 그리고, 상기 제3 프레임(193)은 프레임(190)의 중앙부에 해당될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 상기 프레임(190)은 금형 내에 몰딩 수지를 주입하는 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 프레임(190)을 3 분할된 형태로 형성함으로써 프레임(190)의 형성이 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 프레임(191,192,193) 각각을 형성하기 위한 금형(미도시)이 상대적으로 단순한 구조로 형성될 수 있기 때문에, 금형(미도시) 형성에 유리하고 제작 비용을 절감할 수 있다. 만일, 프레임(190)을 2 분할된 형태로 형성하면, 금형 구조가 상대적으로 복잡화되어 금형 제작을 위한 비용이 상승하게 될 수 있다.
상기 제1 프레임(191)은 전극 조립체(150) 중 리드 부재(170)가 인출되는 제1 변부(S1)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제1 프레임(191)에는 리드 부재(170)가 끼워지기 위한 탭 홀(191`)이 형성될 수 있다. 상기 제1 프레임(191)은 리드 부재(170)를 위치 고정시키고 얇은 두께의 리드 부재(170)의 나풀거림을 억제하고 궁극적으로 리드 부재(170)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 프레임(191)은 리드 부재(170)의 용접시 리드 부재(170)의 열 손상을 방지해줄 수 있다.
상기 제1 프레임(191)은 전극 조립체(150)의 제1 변부(S1)에 대해 접촉되거나 또는 제1 변부(S1)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 프레임(191)은 전극 조립체(150)의 제1 변부(S1)를 가로질러 제3, 제4 변부(S3,S4)를 따라 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제3, 제4 변부(S3,S4)에서 제3 프레임(193)과 이웃하게 배치될 수 있다.
상기 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)는 곡면(R1)을 포함할 수 있고, 상기 제1 프레임(191)의 제3, 제4 변부(S3,S4)와 마주하는 내측면은 전극 조립체(150)의 곡면(R1)과 마주하는 상보적인 곡면(R2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(191)의 곡면(R2)은 제3, 제4 변부(S3,S4)와 접촉하거나 또는 제3, 제4 변부(S3,S4)와 인접한 위치에서 제3, 제4 변부(S3,S4)를 잡아줄 수 있다. 제1 프레임(191) 및 제3 프레임(193)의 곡면(R2)은, 제3, 제4 변부(S3,S4)의 곡면(R1)과 마주하며 상보적인 형상으로 형성되고, 이들 곡면(R2)은 실질적으로 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 프레임(191)과 제3 프레임(193)은 서로에 대해 소정의 유격(g, 도 2)을 가질 수 있다. 이렇게 확보된 유격(g)은 전극 조립체(150)의 조립시에 공차를 흡수할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(191)과 제3 프레임(193)이 서로 맞닿도록 조립된다면, 공정 오차로 인하여 상대적으로 짧게 형성된 전극 조립체(150)의 경우에 제1 프레임(191)이 전극 조립체(150)에 대해 근접하지 못하고 들뜰 수 있다.
상기 제2 프레임(192)은 전극 조립체(150) 중 리드 부재(170) 반대편의 제2 변부(S2)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제2 프레임(192)은 제2 변부(S2)에 대해 접촉되거나 또는 제2 변부(S2)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2 프레임(192)은 상기 제2 변부(S2)를 가로질러 제3, 제4 변부(S3,S4)를 따라 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제3, 제4 변부(S3,S4)에서 제3 프레임(193)과 이웃하게 배치될 수 있다.
상기 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)는 곡면(R1)을 포함할 수 있고, 상기 제2 프레임(191)의 제3, 제4 변부(S3,S4)와 마주하는 내측면은 전극 조립체(150)의 곡면(R1)과 마주하는 상보적인 곡면(R2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(191)의 곡면(R2)은 제3, 제4 변부(S3,S4)와 접촉하거나 또는 제3, 제4 변부(S3,S4)와 인접한 위치에서 제3, 제4 변부(S3,S4)를 잡아줄 수 있다. 제2 프레임(191) 및 제3 프레임(193)의 곡면(R2)은, 제3, 제4 변부(S3,S4)의 곡면(R1)과 마주하며 상보적인 형상으로 형성되고, 이들 곡면(R2)은 실질적으로 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 프레임(192)과 제3 프레임(193)은 서로에 대해 소정의 유격(g, 도 2 참조)을 가질 수 있다. 이렇게 확보된 유격(g)은 전극 조립체(150)의 조립시에 공차를 흡수할 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(192)과 제3 프레임(193)이 서로 맞닿도록 조립된다면, 공정 오차로 인하여 상대적으로 짧게 형성된 전극 조립체(150)의 경우에 제2 프레임(192)이 전극 조립체(150)에 대해 근접하지 못하고 들뜰 수 있다.
상기 제1 프레임(191)과 제3 프레임(193)은 서로에 대해 유격(g, 도 2 참조)을 가질 수 있고, 상기 제2 프레임(192)과 제3 프레임(193)도 서로에 대해 유격(g, 도 2 참조)을 가질 수 있다. 다만, 상기 제3 프레임(193)의 위치에 따라, 상기 제3 프레임(193)은, 제1 프레임(191)과의 유격(g, 도 2 참조)을 갖거나 또는 제2 프레임(192)과의 유격(g, 도 2 참조)을 가질 수 있다. 다만, 상기 제1 내지 제3 프레임(191,192,193)의 전체 길이, 그러니까, 리드 부재(170)의 인출 방향을 따라 연장되는 전체 프레임(190)의 길이는 전극 조립체(150)의 길이 보다 작게 형성될 수 있고, 이렇게 확보된 제1, 제3 프레임(191,193) 간의 유격(g, 도 2 참조)이나, 제2, 제3 프레임(192,193) 간의 유격(g, 도 2 참조)은 전극 조립체(150)의 공정 오차를 흡수할 수 있다.
상기 제3 프레임(193)은, 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 둘러쌀 수 있다. 상기 제3 프레임(193)은 서로에 대해 분리된 제3 프레임(193)의 쌍을 포함할 수 있다. 쌍을 이루는 제3 프레임(193)은 각각 제3, 제4 변부(S3,S4)를 둘러쌀 수 있다. 조립의 편의를 위해, 상기 쌍을 이루는 제3 프레임(193)은 서로에 대해 분리되지 않고 연결된 구조를 가질 수도 있다. 다만, 본 발명에서 상기 제3 프레임(193)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)와 케이스(110) 사이의 빈 공간을 채우는 한, 서로에 분리된 형태의 제3 프레임(193)의 쌍을 포함하거나 또는 서로에 대해 연결된 형태의 제3 프레임(193)의 쌍을 포함할 수도 있다.
상기 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)는 곡면(R1)을 포함할 수 있고, 상기 제3 프레임(193)의 제3, 제4 변부(S3,S4)와 마주하는 내측면은 전극 조립체(150)의 곡면(R1)과 마주하는 상보적인 곡면(R2)을 포함할 수 있다. 상기 제3 프레임(193)의 곡면(R2)은, 상기 제1, 제2 프레임(191,192)의 곡면(R2)과 동일한 형상으로 형성될 수 있고, 제1, 제2 프레임(191,192)과 함께, 제3, 제4 변부(S3,S4)의 곡면(R1)을 둘러싸며, 제3, 제4 변부(S3,S4)를 잡아줄 수 있다.
도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이차전지의 사시도들이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 이차전지는, 전극 조립체(150)와 상기 전극 조립체(150)를 둘러싸는 프레임(290)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 실시형태에서도, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(150)를 수용하기 위한 케이스(미도시)를 더 포함할 수 있고, 상기 프레임(290)은 전극 조립체(150)와 케이스(미도시) 사이에 개재될 수 있다.
상기 프레임(290)은 전극 조립체(150)와 케이스(미도시) 사이의 빈 공간을 채움으로써 전극 조립체(150)의 유동을 방지하고 케이스(미도시)의 변형을 억제할 수 있다. 또한 상기 프레임(290)은 전극 조립체(150)와 케이스(미도시) 사이의 빈 공간을 채움으로써, 케이스(미도시) 내에 충진될 전해액의 양을 절감할 수 있다.
상기 프레임(290) 위에는 고정 부재(200)가 배치될 수 있다. 상기 고정 부재(200)는 프레임(290)과 함께 전극 조립체(1150)를 둘러싸서 프레임(290)을 위치 고정시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 고정 부재(200)는 전극 조립체(150)를 둘러싸는 프레임(290) 위에 부착될 수 있고, 프레임(290)과 함께 전극 조립체(150)의 일 측을 둘러싸서 프레임(290)을 위치 고정시킬 수 있다. 상기 고정 부재(200)는 접착성의 테이프를 포함할 수 있다.
상기 고정 부재(200)의 위치에 대해, 상기 고정 부재(200)는 전극 조립체(150)의 중앙을 감싸는 프레임(290) 부분에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정 부재(200)는 전극 조립체(150)의 중앙을 감싸는 제3 프레임(293)에 형성될 수 있고, 서로 마주하는 제3 프레임(293)의 쌍에 대응하여 고정 부재(200)의 쌍을 포함할 수 있다. 상기 프레임(290)이 3 분할된 형태를 갖는다고 할 때, 상기 제1, 제2 프레임(291,292)은 전극 조립체(150)의 제1, 제2 변부(S1,S2)에 끼워지는 형태로 형성되어 상대적으로 위치 고정에 유리한 측면이 있으나, 제3 프레임(293)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)에 덧대어지는 헝태를 취하므로, 위치 고정에 불리하게 된다. 이에, 제3 프레임(293)을 감싸도록 고정 부재(200)를 형성함으로써, 제3 프레임(293)이 견고하게 위치 고정될 수 있도록 할 수 있다.
상기 고정 부재(200)는 프레임(290)과 함께 전극 조립체(150)의 일 측을 둘러싸는데, 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 둘러싸는 제3 프레임(293)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정 부재(200)는 리드 부재(170)가 인출되는 제1 변부(S1) 또는 그와 반대 편의 제2 변부(S2)에는 형성되지 않을 수 있다. 제1, 제2 변부(S1,S2)에 고정 부재(200)가 형성되면, 리드 부재(170)의 인출을 방해할 수 있다.
도 8에는 고정 부재의 장착 홈을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 9에는 도 8의 IX-IX 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도면들을 참조하면, 상기 고정 부재(200)가 감겨지는 프레임(290) 부분에는 장착 홈(295)이 형성될 수 있다. 상기 장착 홈(295)은 고정 부재(200)의 위치를 안내할 수 있다. 특히 상기 장착 홈(295)은 고정 부재(200)의 두께가 프레임(290) 외면상으로 드러나지 않도록 할 수 있다. 즉, 상기 장착 홈(295)은 적어도 고정 부재(200)의 두께(t)에 해당되는 만큼 프레임 내측으로 인입되어 프레임(290) 외측으로 고정 부재(200)의 두께(t)가 증가하지 않도록 할 수 있다는 것이다. 상기 장착 홈(295)은 고정 부재(200)로 인한 이차전지의 외형 증가를 막고, 동일한 축전 용량 대비 외형 증가에 따른 이차전지의 패킹율 저하를 막기 위한 것이다. 도 9를 참조하면, 상기 장착 홈(295)의 깊이는 적어도 고정 부재(200)의 두께(t)만큼 형성되거나 또는 고정 부재(200)의 두께(t) 보다 더 깊게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 장착 홈(295)은 장착 홈(295) 주변에서 장착 홈(295)을 정의하는 벽체(w) 보다 고정 부재(200)의 두께(t) 이상으로 더 깊게 인입되어 형성될 수 있다.
상기 장착 홈(295)은 고정 부재(200)가 안착되는 안착부(296)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 장착 홈(295)의 안착부(296)는 고정 부재(200)의 권취 방향을 따라 둥근 라운드 형태로 형성될 수 있다. 이러한 안착부(296)는 고정 부재(200)가 예리한 모서리에 의해 손상되지 않도록 하고, 부드럽게 라운드진 안착부(296)를 따라 권취되도록 할 수 있다.
상기 장착 홈(295)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 감싸는 제3 프레임(293)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 장착 홈(295)은 전극 조립체(150)의 제3, 제4 변부(S3,S4)를 감싸는 제3 프레임(293)에 쌍으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 장착 홈(295)은 쌍을 이루는 제3 프레임(293)의 서로 마주하는 위치, 예를 들어, 제3 프레임(293)의 중앙에서 서로 마주하는 위치에 쌍으로 형성될 수 있다.
도 10에는 본 발명의 다른 실시형태에서 적용 가능한 장착 홈이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 고정 부재(200)가 감겨지는 프레임(390)에는 장착 홈(395)이 형성될 수 있다. 상기 장착 홈(395)은 고정 부재(200)의 두께가 프레임(390) 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 장착 홈(395)은 고정 부재(200)의 두께에 따른 이차전지의 외형 증가를 막고, 고정 부재(200)가 프레임(390) 외부로 노출됨에 따른 고정 부재(200)의 손상을 막을 수 있다.
상기 장착 홈(395)에는 상기 고정 부재(200)가 안착되는 안착부(396)가 형성될 수 있다. 상기 안착부(396)는 라운드진 바 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 안착부(396)는 서로에 대해 이격되며 나란히 연장되는 두 개의 라운드진 바를 포함할 수 있다. 상기 안착부(396)는 고정 부재(200)가 예리한 모서리에 의해 손상되지 않도록 하고, 부드럽게 라운드진 안착부(396)를 따라 권취되도록 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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 것이다.
110: 전지 케이스 111: 제1 케이스
111a: 제1 케이스의 실링부 112: 제2 케이스
112a: 제2 케이스의 실링부 150: 전극 조립체
151 : 제1 전극판 152 : 제2 전극판
153 : 세퍼레이터 170: 리드 부재
171: 제1 리드 부재 172: 제2 리드 부재
180: 절연 부재 190,290,390 : 프레임
191,291 : 제1 프레임 192,292 : 제2 프레임
193,293 : 제3 프레임 200 : 고정 부재
295,395 : 장착 홈 296,396 : 안착부
S1 : 제1 변부 S2 : 제2 변부
S3 : 제3 변부 S4 : 제4 변부
R1 : 전극 조립체의 곡면 R2 : 프레임의 곡면
g: 이격

Claims (20)

  1. 적어도 일 측에 곡면을 포함하는 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 둘러싸는 것으로, 상기 전극 조립체의 곡면과 마주하는 상보적인 곡면을 포함하는 프레임;을 포함하고,
    상기 전극 조립체는,
    리드 부재가 인출되는 제1 변부;
    상기 제1 변부와 반대 편에 형성된 제2 변부; 및
    상기 제1, 제2 변부 사이에서 나란하게 연장되며 곡면을 포함하는 제3, 제4 변부를 포함하며,
    상기 프레임은, 상기 전극 조립체의 제1 변부와 마주하는 제1 프레임과, 상기 전극 조립체의 제2 변부와 마주하는 제2 프레임과, 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부와 마주하는 한 쌍의 제3 프레임을 포함하고,
    상기 제3 프레임과 교차하는 방향으로 제3 프레임을 가로질러 전극 조립체에 부착되는 고정 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 제3, 제4 변부의 곡면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극 조립체가, 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 직사각형 형태로 형성될 때, 상기 제3, 제4 변부는 장변부에 해당되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 프레임은 상기 리드 부재의 인출 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 전극 조립체의 제1 변부를 둘러싸도록 형성되고,
    상기 제2 프레임은 상기 전극 조립체의 제2 변부를 둘러싸도록 형성되며,
    상기 제3 프레임은 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 리드 부재가 끼워지는 탭 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임은, 상기 제1 변부를 가로질러 제3, 제4 변부로 연장되고,
    상기 제3, 제4 변부에서 제3 프레임과 이웃하게 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 프레임은, 상기 제2 변부를 가로질러 제3, 제4 변부로 연장되고,
    상기 제3, 제4 변부에서 제3 프레임과 이웃하게 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 프레임과 제3 프레임 사이 또는 제2 프레임과 제3 프레임 사이는 서로 맞닿지 않도록 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제3 프레임은, 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 각각 둘러싸는 제3 프레임의 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3 프레임의 쌍은 서로에 대해 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스를 더 포함하고,
    상기 프레임은 상기 전극 조립체와 케이스 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 케이스는 유연성의 파우치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 둘러싸는 것으로, 장착 홈이 형성된 프레임; 및
    상기 장착 홈에 감겨지며, 상기 장착 홈과 함께 전극 조립체를 둘러싸는 고정 부재를 포함하고,
    상기 전극 조립체는,
    리드 부재가 인출되는 제1 변부와, 상기 제1 변부와 반대 편에 형성된 제2 변부와, 상기 제1, 제2 변부 사이에서 나란하게 연장되며 곡면을 포함하는 제3, 제4 변부를 포함하며,
    상기 프레임은, 상기 전극 조립체의 제1 변부와 마주하는 제1 프레임과, 상기 전극 조립체의 제2 변부와 마주하는 제2 프레임과, 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부와 마주하는 한 쌍의 제3 프레임을 포함하고,
    상기 제3 프레임과 교차하는 방향으로 제3 프레임을 가로질러 전극 조립체에 부착되는 상기 고정 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 장착 홈은, 상기 장착 홈을 정의하는 장착 홈 주변의 벽체로부터 적어도 상기 고정 부재의 두께만큼 내측으로 인입된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 장착 홈은,
    상기 고정 부재의 권취 방향을 따라 둥글게 라운드진 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 제3, 제4 변부를 둘러싸는 프레임의 일 측에 감겨진 것을 특징으로 하는 이차전지.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전극 조립체가, 한 쌍의 단변부와 한 쌍의 장변부를 포함하는 직사각형 형태로 형성될 때, 상기 제3, 제4 변부는 장변부에 해당되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 프레임은 상기 리드 부재의 인출 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 전극 조립체의 제1 변부를 둘러싸도록 형성되고,
    상기 제2 프레임은 상기 전극 조립체의 제2 변부를 둘러싸도록 형성되며,
    상기 제3 프레임은 상기 전극 조립체의 제3, 제4 변부를 각각 둘러싸도록 쌍으로 형성되고,
    상기 장착 홈은, 쌍을 이루는 제3 프레임의 서로 마주하는 위치에 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
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