KR20000038818A - 플라스틱 리튬 이온 전지 - Google Patents
플라스틱 리튬 이온 전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000038818A KR20000038818A KR1019980053944A KR19980053944A KR20000038818A KR 20000038818 A KR20000038818 A KR 20000038818A KR 1019980053944 A KR1019980053944 A KR 1019980053944A KR 19980053944 A KR19980053944 A KR 19980053944A KR 20000038818 A KR20000038818 A KR 20000038818A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode assembly
- ion battery
- lithium ion
- plates
- thickness
- Prior art date
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 8
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 101000606535 Homo sapiens Receptor-type tyrosine-protein phosphatase epsilon Proteins 0.000 claims description 2
- 102100039665 Receptor-type tyrosine-protein phosphatase epsilon Human genes 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
플라스틱 리튬 이온 전지(Plastic Lithium-Ion battery)가 개시된다. 개시된 플라스틱 리튬 이온 전지는, 양극판들과 세퍼레이터들 및 음극판들이 적층되며 상기 양극판들과 연결된 양극탭 및 상기 음극판들과 연결된 음극탭을 가지는 전극조립체; 상기 전극조립체를 감싸며 플랙시블한 포일로 이루어지며 상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 케이스; 상기 전극조립체의 일측에 설치되어 상기 전극조립체의 팽창을 억제하기 위한 팽창방지수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 전반적인 전지의 성능을 향상되는 이점이 있다.
Description
본 발명은 플라스틱 리튬 이온 전지(Plastic Lithium-Ion battery)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극조립체가 팽창되지 않도록 개선된 플라스틱 리튬 이온 전지에 관한 것이다.
통상적으로 이차 전지(secondary battery)중 리튬 이차 전지는 전자 장비 전원으로서 많이 사용되고 있는 니켈-카드늄(Ni-Cd) 전지나 니켈-수소(Ni-Mh) 전지보다 작동 전압이 3배에 해당되고, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 점에서 많은 연구개발이 진행되고 있다
이러한 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로는 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬-이온 전지, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬-폴리머 전지라고 부른다.
그리고, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬-이온 전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형을 들 수 있다. 리튬-폴리머 전지는 안정성과 형상의 자유도가 뛰어나고, 중량이 가벼워 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 대하여 다른 어떠한 전지보다도 유리하다.
이러한 이차전지중 플라스틱 리튬 이온 전지는 양극과 음극에 폴리머(polymer)와 가소제(plasticizer)를 넣어 전극판을 제조한 후, 상기 가소제를 추출하여 형성된 빈 공간에 액체 전해질을 주입한다. 그리고 상기 전극판들은 종이처럼 얇아, 이들을 적층하므로서 박형 전지의 제조가 가능하고, 무게도 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 전지의 크기와 외관 디자인을 다양하게 실시할 수 있다.
통상적으로 상기와 같은 플라스틱 리튬 이온 전지는 전극조립체를 알루미늄으로 이루어진 파우치에 삽입하고 열융착을 가해 제조하는데, 이렇게 제조된 전지의 충방전시에 리튬의 흡착 및 탈착으로 인한 활물질의 팽창으로 인하여 전극판의 두께가 증가하게 된다. 이러한 전극판의 증가는 전극조립체를 팽창시키게 되어, 전지 전체의 두께 증가되는 것은 물론, 파우치의 밀폐성 및 신뢰성을 떨어뜨리고, 전해액의 분포가 불량하게 되며, 전극조립체의 과도한 팽창시 파우치가 파손될 우려가 있으며, 양극판 및 음극판의 충방전 면적 차이 등의 문제점이 발생한다. 이러한 문제점들로 인하여 전반적인 전지의 성능을 떨어뜨린다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전극판의 두께 증가를 억제하여 전극조립체의 팽창이 억제되는 플라스틱 리튬 이온 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지의 일 실시예를 나타낸 개략적인 부분 단면 조립 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지의 다른 실시예를 나타낸 개략적인 분해 사시도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10. 전극조립체 11. 양극판
12. 음극판 13. 세퍼레이터
14. 양극탭 15. 음극탭
20. 케이스 30. 두께증가 방지 고정체
40. 두께증가 방지 테이프
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라스틱 리튬 이온 전지는, 양극판들과 세퍼레이터들 및 음극판들이 적층되며 상기 양극판들과 연결된 양극탭 및 상기 음극판들과 연결된 음극탭을 가지는 전극조립체; 상기 전극조립체를 감싸며 플랙시블한 포일로 이루어지며 상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 케이스; 상기 전극조립체의 일측에 설치되어 상기 전극조립체의 팽창을 억제하기 위한 팽창방지수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 팽창방지수단은, 상기 케이스 내부의 측벽과 상기 전극조립체 사이의 공간부에 상기 전극조립체를 가압하며 적어도 하나 이상 설치된 두께증가 방지 고정체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 팽창방지수단은, 상기 전극조립체의 외부면을 테이핑하여 상기 전극조립체를 가압하는 두께증가 방지 테이프를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지의 일 실시예를 나타낸 조립 단면 사시도가 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지는, 각각의 집전체에 활물질과 접가제로 이루어진 활물질층이 형성된 양극판(11)들과, 음극판(12)들과, 상기 음극판(12)들과 양극판(11)들의 상에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터(13)와, 상기 각 양극판(11)들을 상호 연결하는 양극탭(14)과 상기 각 음극판(12)들을 연결하는 음극탭(15)을 가지는 전극조립체(10)를 구비한다.
이와 같은 전극조립체(10)는 플랙시블(flexible)한 소재로 이루어진 케이스(20)에 감싸여져 밀봉되는데, 상기 양극탭(14)과 음극탭(15)은 케이스(20)의 외부로 노출되어 전지 단자로서의 역할을 하게 된다. 통상 상기 케이스(20)는 알루미늄의 파우치(pouch) 형태로 이루어지며 특히, 알루미늄 포일에 나일론(nylon), EAA(Polyethylene - co - acrylic acid), PE 필름 등이 코팅되어 이루어진다. 상기 케이스(20)의 재료는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 소정의 인장력을 가지며 상기 전극조립체(10)와 절연될 수 있는 플랙시블한 재질이면 어느 것이나 가능하다.
이러한 케이스(20)에는 전해액의 과충전 또는 쇼트 발생시 전해액의 열분해 방전으로 발생된 가스를 설정된 압력에서 방출하는 안전장치(미도시)가 설치되기도 한다.
그리고 상기 케이스(20)의 내부 또는 전극조립체(10)에는 전지의 충전 및 방전시에 리튬의 흡착으로 인한 활물질의 팽창에 따른 양극판(11) 및 음극판(12)의 두께 팽창을 억제하는 두께증가 방지수단이 설치된다. 상기 두께증가 방지수단은 도 1 및 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개한 단면도와 같이, 상기 케이스(20) 내부와 전극조립체(10) 사이의 소정 공간에 설치된 두께증가 방지 고정체(30)로 이루어진다. 상기 두께증가 방지 고정체(30)는 유기 용매에 견딜 수 있는 플라스틱 소재로 이루어지며, 약 0.1㎜ 두께의 PTPE, PE, PA, 및 PTFE 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 상기 두께증가 방지 고정체(30)는 전극조립체(10)의 상면 및 하면에 전극조립체(10)가 가압되도록 설치하며, 필요에 따라 전극조립체(10)의 측면에도 이 전극조립체(10)를 밀착 및 가압되게 설치한다.
또한, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지의 다른 실시예를 참조하면, 도시된 바와 같이 두께증가 방지수단은 전극조립체(10)의 외부면을 가압하여 테이핑(taping)하는 두께증가 방지 테이프(tape)(40)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 두께증가 방지 테이프(40)도 유기 용매에 견딜 수 있는 플라스틱 소재로 이루어지고, PE, DP, 및 PTFE 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 두께증가 방지 테이프(40)의 테이핑은 도 3에 도시된 실시예와 같이 전극조립체(10) 외부면의 전방 및 후방 2개소에 테이핑을 실시하였으나, 상기 두께증가 방지 테이프(40)에 의한 테이핑은 도 3에 도시된 실시예에 한정되지 않고 전극조립체(10)의 형태에 따라 다양하게 실시할 수 있다. 도 3에 도시된 참조부호중 조 1 및 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지는 전극조립체(10)를 두께증가 방지 테이프(40)를 테이핑하여 알루미늄으로 이루어진 케이스(20) 내부에 설치하거나, 전극조립체(10)의 외부면에 두께증가 방지 고정체(30)를 전극조립체(10)가 압착되게 설치하여 전극조립체(10)를 감싸서 케이스(20) 내부에 설치한다. 이와 같이 전극조립체(10)를 케이스(20)에 설치하므로써 상기 두께증가 방지 고정체(30)이나, 두께증가 방지 테이프(40)는 전극조립체(10)를 외부에서 가압하게 되므로써 전지의 충전 및 방전시 리튬의 흡착 및 탈착으로 인한 활물질의 팽창으로 인한 전극판의 두께가 증가되는 것을 억제한다. 따라서 전극조립체(10)는 케이스(20) 내부에서 팽창되지 않고, 케이스(20) 내부에 안정되게 설치될 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라스틱 리튬 이온 전지는 다음과 같은 효과를 갖는다.
전극조립체가 팽창되지 않도록 함으로써 전극판 두께의 증가가 억제되며, 이에 따라 케이스의 파손이 발생되지 않고, 계면저항의 증가가 억제되며, 전해액의 고르게 분포되어 전반적인 전지의 성능을 향상시키게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
- 양극판들과 세퍼레이터들 및 음극판들이 적층되며 상기 양극판들과 연결된 양극탭 및 상기 음극판들과 연결된 음극탭을 가지는 전극조립체;상기 전극조립체를 감싸며 플랙시블한 포일로 이루어지며 상기 전극조립체를 감싸 밀봉하는 케이스;상기 전극조립체의 일측에 설치되어 상기 전극조립체의 팽창을 억제하기 위한 팽창방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬 이온 전지.
- 제1항에 있어서, 상기 팽창방지수단은,상기 케이스 내부의 측벽과 상기 전극조립체 사이의 공간부에 상기 전극조립체를 가압하며 적어도 하나 이상 설치된 두께증가 방지 고정체를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬 이온 전지.
- 제2항에 있어서,상기 두께증가 방지 고정체는 PTFE, PTPE, PE, 또는 PA중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬 이온 전지.
- 제1항에 있어서, 상기 팽창방지수단은,상기 전극조립체의 외부면을 테이핑하여 상기 전극조립체를 가압하는 두께증가 방지 테이프를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬 이온 전지.
- 제4항에 있어서,상기 두께증가 방지 테이프는 PE, DP, 또는 PTFE중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 리튬 이온 전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980053944A KR100280713B1 (ko) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 플라스틱 리튬 이온 전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980053944A KR100280713B1 (ko) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 플라스틱 리튬 이온 전지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000038818A true KR20000038818A (ko) | 2000-07-05 |
| KR100280713B1 KR100280713B1 (ko) | 2001-03-02 |
Family
ID=19562032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980053944A KR100280713B1 (ko) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 플라스틱 리튬 이온 전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100280713B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100573097B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2006-04-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
-
1998
- 1998-12-09 KR KR1019980053944A patent/KR100280713B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100573097B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2006-04-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100280713B1 (ko) | 2001-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100342045B1 (ko) | 2차전지 | |
| KR100289541B1 (ko) | 이차전지 | |
| US11404755B2 (en) | Secondary battery | |
| KR102268402B1 (ko) | 파우치 형 이차 전지 | |
| KR100467698B1 (ko) | 원통형 리튬이차전지와 이의 제조방법 | |
| KR20030042578A (ko) | 전지부와 이를 채용한 이차전지 | |
| KR20040054128A (ko) | 파우치형 리튬 이차 전지 | |
| KR20040066412A (ko) | 전지부 유니트와, 이를 채용한 리튬 이차 전지 | |
| KR101030858B1 (ko) | 이차전지 | |
| KR20080040822A (ko) | 전극탭-리드 결합부를 강화시킨 이차전지 | |
| KR100472510B1 (ko) | 젤리-롤형의 전지부와, 이의 와인딩방법 및 이를 이용하여제조된 리튬이차전지 | |
| KR101121205B1 (ko) | 이차전지 | |
| KR100467702B1 (ko) | 각형 리튬이차 전지 | |
| KR100280713B1 (ko) | 플라스틱 리튬 이온 전지 | |
| KR100337873B1 (ko) | 폴리머 리튬 전지 및 그 제조방법 | |
| KR20010104136A (ko) | 파우치 전지 | |
| KR20040107868A (ko) | 파우치형 리튬 이차 전지 | |
| KR100898069B1 (ko) | 리튬 이온 전지의 전극조립체 및 이를 이용한 파우치형 전지 | |
| KR20040005242A (ko) | 단락방지수단이 형성된 젤리-롤형의 전지부와 이를 채용한리튬이차전지 | |
| KR20220033944A (ko) | 전극 조립체 및 이차 전지 | |
| KR100573100B1 (ko) | 리튬 이온 폴리머전지 | |
| KR100303842B1 (ko) | 리튬 이온 폴리머 전지 | |
| KR100528932B1 (ko) | 각형전지 | |
| KR100420149B1 (ko) | 안전 장치를 채용한 이차 전지 | |
| KR20040022919A (ko) | 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121022 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131024 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141023 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151020 Year of fee payment: 16 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |