KR20000075082A - 이차 전지의 케이스 - Google Patents

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Abstract

이차 전지의 케이스를 개시한다. 본 발명은 양극, 세퍼레이터, 음극순으로 된 전극 조립체가 수용되어 밀폐되는 것으로, 상기 전극 조립체에 대하여 최내곽층으로 형성되는 폴리 4불화 에틸렌(polytetrafluorethylene,PTFE)층과, 상기 전극 조립체에 대하여 최외곽층으로 형성되는 나일론층 및 상기 폴리 4불화 에틸렌층과 나일론층 사이에 형성되는 알루미늄 호일층을 포함한다.

Description

이차 전지의 케이스{Case of the secondary battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체를 밀폐한 상태에서 감싸는 케이스의 구조가 개선된 이차 전지의 케이스에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전이 가능한 전지를 말하는 것으로, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서 니켈-카드늄 전지나 니켈-수소 전지의 3배에 해당되며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
이중에서, 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지녀 그 형상이 비교적 자유롭고, 무게가 가볍다는 측면에서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 수 있다.
도 1은 이러한 리튬 폴리머 전지(10)의 일 예를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 전지(10)는 양극(11)과 음극(12)과, 상기 양극(11) 및 음극(12) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(13)가 다수장 적층된 전극 조립체(14)를 포함한다. 상기 양극(11)과 음극(12)의 일 가장자리로부터는 양극 탭(15)과 음극 탭(16)이 각각 인출되어 있고, 상기 양극 및 음극 탭(15)(16)은 각각 양극 단자(17)와 음극 단자(18)와 용접되어 있다.
이러한 구조를 가지는 전극 조립체(14)는 이를 수용하는 공간부가 마련된 케이스(19)에 실장되는데, 상기 케이스(19)는 바람직하게는 일면의 가장자리를 따라 접합되고 다른 세면은 분리가능하게 된 상부 케이스(19a)와 하부 케이스(19b)를 구비하고 있다.
여기서, 상기 케이스(19)는 물성이 상이한 다중층의 구조를 이루고 있다. 즉, 상기 케이스(19)의 최내곽층으로부터 제 1 에틸렌과 아크릴산의 공중합체(Poly(Ethylene-co-acrylic acid), 이하 제 1 EAA, 110)층과, 폴리에틸렌(poly ethylene, 이하 PE, 120)층과, 제 1 나일론(nylon, 130)층, 제 2 EAA(140)층과, 알루미늄 호일(aluminum foil, 150)층과, 최외곽층으로 제 2 나일론(160)이 순차적으로 적층되어 있는 구조이다.
이때, 상기 각 층은 기능이 상호 다르다.
즉, 상기 제 1 EAA(110)층과 제 2 EAA(140)층은 전지(10)의 작동중에 전해액이 팽창되어 알루미늄 호일(150)에 묻지 않도록 전해액의 스웰링(swelling) 효과를 미연에 방지한다. 상기 PE(120)층은 전지 케이스(29)의 성형성을 향상시키고, 상기 알루미늄 호일(150)층은 외부로부터 수분의 침투를 방지하고, 전해액의 손실을 방지하는 역할을 한다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 나일론(130)(160)층은 상기 케이스(29)의 크랙을 방지하고 성형성을 향상시킨다.
그런데, 상기 언급한 구조의 케이스(29)는 제 1 및 제 2 EAA(110)(140)층이나, PE(120)층이 상기 케이스(29) 내에 주입되는 액체 전해질에 대하여 완전한 불용성을 가지지 못하고, 전지의 작동중이나 보관중에 전해액과 반응하여 전해액을 오염시킨다. 또한, 열에 약하기 때문에 전지(10)의 작동중에 상승되는 내부 온도에 의하여 전지(10)의 변형을 유도하여 전지의 성능을 열화시키는 원인으로 작용할 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전지의 성능을 향상시킬 수 있도록 케이스의 구조를 개선시킨 이차 전지의 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 이차 전지를 도시한 분리 사시도,
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 이차 전지를 도시한 분리 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,20...전지 11,21...양극
12,22...음극 13,23...세퍼레이터
14,24...전극 조립체 19,29...케이스
210...제1PTFE층 220...제2PTFE층
230...알루미늄 호일층 240...나일론층
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지으 케이스는, 양극, 세퍼레이터, 음극순으로 된 전극 조립체가 수용되어 밀폐되는 것으로, 상기 전극 조립체에 대하여 최내곽층으로 형성되는 복수의 폴리 4불화 에틸렌(polytetrafluorethylene,PTFE)층; 상기 전극 조립체에 대하여 최외곽층으로 형성되는 나일론층; 및 상기 폴리 4불화 에틸렌층과 나일론층 사이에 형성되는 알루미늄 호일층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 폴리 4불화 에틸렌층은 최내곽층으로 형성되는 수용성 이멀젼 형태의 제1 폴리 4불화 에틸렌층과, 상기 제1 폴리 4불화 에틸렌층과 알루미늄 호일층사이에 형성되며 산(acid)과 가소제등이 첨가되어 접착성을 향상시킨 제2 폴리 4불화 에틸렌층으로 된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지(20)의 일 실시예를 도시한 분리 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 전지(20)는 박편형의 양극(21)과, 음극(22)과, 상기 양극(21)과 음극(22) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(23)가 순차적으로 다수장 적층된 전극 조립체(24)를 포함한다.
상기 전극 조립체(24)는 상기 양극(21)과 음극(22)의 일 가장자리를 따라서 각각 인출되는 양극 탭(25)과 음극 탭(26)을 가지고, 상기 양극 및 음극 탭(25)(26)은 각각 양극 단자(27)와 음극 단자(28)에 용접되어 있다.
이러한 구조의 전극 조립체(24)는 전해액을 함침한 상태에서 케이스(29)에 수용되는데, 상기 케이스(29)는 적어도 일면의 가장자리를 따라서 상호 접합되어 있고, 다른 세 면이 개방되어 있는 상부 케이스(29a)와 하부 케이스(29b)를 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 케이스(29)는 다중층의 구조를 이루고 있다.
보다 상세하게는 상기 케이스(29)는 상기 전극 조립체(24)를 외부로부터 보호하고, 용이하게 보관하기 위하여 물성이 다른 층들이 상호 접착되어 있다.
즉, 상기 케이스(29)의 최내곽층으로는 제 1 폴리 4 불화 에틸렌(polytetrafluorethylene, 이하 제 1 PTFE, 210)층이 형성된다. 상기 제 1 PTFE(210)층의 상면에는 제 2 PTFE(220)층이 형성된다. 그리고, 상기 제 2 PTFE(220)층의 상면에는 알루미늄 호일(230)층이 적층되고, 상기 알루미늄 호일(230)층의 상면에는 최외곽층으로 나일론(240)층이 형성된다.
상기 각 층의 기능은 서로 상이한데, 상기 알루미늄 호일(230)층은 적정 두께를 유지하고 외부로부터 수분의 침투를 방지하는 방수층으로서의 역할과, 전해액의 누수를 방지한다. 그리고, 상기 나일론(240)층은 전지(20)의 외면에 균열이 발생하는 것을 방지하며, 전체적인 성형을 용이롭게 한다.
그리고, 상기 제 2 PTFE(220)층은 상기 알루미늄 호일(230)에 대한 상기 제1 PTFE(210)층의 코팅성을 향상시키기 위하여 형성된다. 즉, 수용성 에멀젼 형태의 PTFE에 산(acid)과 가소제를 함유하여 상기 알루니늄 호일(230)의 아랫면에서 산화시키게 되면 부식 반응을 일으켜 접착이 가능하다. 다음으로, 상기 제 2 PTFE(220)층의 아랫면에 제 1 PTFE(210)층을 가압하여 부착시키게 된다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 PTFE(210)(220)층은 고분자 수지중 최고의 비중을 가지며, 거의 모든 약품에 침범되지 않는 내약품성과, 섭씨 260℃에서도 장시간 사용이 가능한 내열성과, 모든 고체중에서 최저인 저마찰계수와, 흡수율, 투습성이 0에 가까운 비흡수성, 내투성, 비점착성이 우수한 특징이 있다.
이와 같은 우수한 물성을 가지는 제 1 및 제 2 PTFE(210)(220)층을 케이스(29)의 외장재로 사용함에 따라 전지의 열화를 방지할 수 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 이차 전지의 케이스는 복수장의 PTFE층을 채용함으로써, 전지에 주입되는 액체 전해질에 대하여 용해가 일어나지 않아 전해질을 오염시키지 않고, 전지 작동중에 내부 온도가 상승에 기인한 열에 대하여 내열성이 있어 원래 상태의 전지 성능을 유지할 수 있다. 또한, 전해액의 누액을 방지하게 되어 전지의 안전성을 향상시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 양극, 세퍼레이터, 음극순으로 된 전극 조립체가 수용되어 밀폐되는 것으로,
    상기 전극 조립체에 대하여 최내곽층으로 형성되는 복수의 폴리 4불화 에틸렌(polytetrafluorethylene,PTFE)층;
    상기 전극 조립체에 대하여 최외곽층으로 형성되는 나일론층; 및
    상기 폴리 4불화 에틸렌층과 나일론층 사이에 형성되는 알루미늄 호일층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리 4불화 에틸렌층은 최내곽층으로 형성되는 수용성 이멀젼 형태의 제1 폴리 4불화 에틸렌층과, 상기 제1 폴리 4불화 에틸렌층과 알루미늄 호일층사이에 형성되며 산(acid)과 가소제등이 첨가되어 접착성을 향상시킨 제2 폴리 4불화 에틸렌층으로 된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 케이스.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100382068B1 (ko) * 2000-08-21 2003-04-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지
KR100571269B1 (ko) * 2004-09-22 2006-04-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지
US8551639B2 (en) 2009-11-23 2013-10-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack with waterproof and heat-dissipating case

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1089370A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-04 Sony Corporation Solid electrolyte cell
DE102006055384A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Verbesserung der Benetzbarkeit und/oder des Haftvermögens von Kunststoffoberflächen, insbesondere zu Zwecken der erleichterten Bedruckbarkeit
US8432696B2 (en) * 2010-12-01 2013-04-30 Apple Inc. Using a battery pack to facilitate thermal transfer in a portable electronic device
JP2015053289A (ja) * 2014-11-20 2015-03-19 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材
KR102515102B1 (ko) * 2017-10-24 2023-03-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707499A (en) * 1995-10-06 1998-01-13 Ceramatec, Inc. Storage-stable, fluid dispensing device using a hydrogen gas generator
US6245456B1 (en) * 1998-01-13 2001-06-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Non-aqueous electrolyte battery using a sealing bag comprising heat laminated layers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100382068B1 (ko) * 2000-08-21 2003-04-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지
KR100571269B1 (ko) * 2004-09-22 2006-04-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지
US8551639B2 (en) 2009-11-23 2013-10-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack with waterproof and heat-dissipating case

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