KR200207948Y1 - Lithium ion polymer battery - Google Patents
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Abstract
리튬 이온 폴리머 전지가 개시된다. 본 고안에 따르면, 일측에 탭이 각각 형성된 양극판 및, 음극판과 상기 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터가 적층되어 형성된 전지 셀과; 상기 전지 셀과 상기 탭을 감싸서 밀봉하며 저면으로부터 상부로 올라갈수록 면적이 확장되도록 측면이 경사져 있는 케이스와; 상기 탭에 연결됨으로써 상기 케이스 내부의 극판들을 외부 회로에 연결시키는 양극 리이드 및 음극 리이드; 를 구비한 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 상기 전지 셀에 구비된 양극판, 음극판 및 세퍼레이터들이 상기 케이스의 경사진 측면의 내측에 근접할 수 있도록 상이한 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지가 제공된다.A lithium ion polymer battery is disclosed. According to the present invention, a battery cell formed by stacking a positive electrode plate and a negative electrode plate and a separator interposed between the positive electrode plate, each tab is formed on one side; A case surrounding the battery cell and the tab to be sealed, and having a side inclined such that an area thereof expands from the bottom to the top thereof; An anode lead and a cathode lead connected to the tab to connect the electrode plates inside the case to an external circuit; A lithium ion polymer battery comprising: a lithium ion polymer battery, wherein the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separators provided in the battery cell are formed in different sizes so as to be close to the inside of the inclined side of the case. do.
Description
본 고안은 리튬 이온 폴리머전지(Lithium Ion Polymer Battery)에 관한 것으로서, 상세하게는 상이한 크기의 극판을 적층시킴으로써 파우치내에 빈 공간을 활용한 개선된 리튬 이온 폴리머 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion polymer battery, and more particularly, to an improved lithium ion polymer battery utilizing empty space in a pouch by stacking electrode plates of different sizes.
전기 전자 기기, 특히 캠코더, 셀룰라폰 및 노트북 컴퓨터 등의 소형화, 경량화 및 무선화가 급속하게 진행됨에 따라 이들 전자기기의 구동전원으로서 소형, 경량이며 에너지밀도가 높은 2차 전지에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 점에서, 특히 리튬 2차 전지가 주목을 받고 있다.With the rapid progress in miniaturization, weight reduction, and wirelessization of electric and electronic devices, particularly camcorders, cellular phones, and notebook computers, there is an increasing demand for small, light, high energy density secondary batteries as driving power for these electronic devices. . In this respect, in particular, lithium secondary batteries have attracted attention.
리튬 2차 전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온전지 및, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머전지, 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery may be classified into a lithium metal battery using a liquid electrolyte, a lithium ion battery, and a lithium polymer battery using a polymer solid electrolyte according to the type of electrolyte. Lithium polymer batteries can be classified into fully solid lithium polymer batteries containing no organic electrolyte solution and lithium ion polymer batteries using gel polymer electrolyte containing organic electrolyte solution, depending on the type of polymer solid electrolyte.
도 1은 종래의 리튬 이온 폴리머 전지의 구조를 개략적인 분해 사시도이다.1 is a schematic exploded perspective view of a structure of a conventional lithium ion polymer battery.
도면을 참조하면, 이 리튬 이온 폴리머전지는 양극판, 음극판 및 유기전해액이 함침되어 있는 세퍼레이터(separator)가 적층된 구조로 되어 있는 전지 셀(11)을 구비한다. 즉, 전지 셀(11)은 그리드에 전극 활물질을 충전시킨 양극판(11a) 및, 음극판(11b)과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터(11c)를 구비한다. 양극판(11a)의 일측에는 양극 탭(12)이 형성되고, 음극판(11b)의 일측에는 음극 탭(13)이 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이 양극 및 음극 탭(12,13)은 수직 방향으로 정렬된다. 각각의 탭(12,13)들은 리이드(14,15)에 연결됨으로써 외부 회로와 접속될 수 있다. 전지 셀(11), 양극 탭(12), 음극 탭(13) 및 양극 리이드(14)와 음극리이드(15)는 절연성 케이스(16) 및, 그와 일체로 형성된 덮개(16a)에 의해 밀봉된다. 절연성 케이스(16)와 덮개(16a)는 통상적으로 알루미늄 박막의 상하면위에 열접착성 물질이 적층된 형태를 가지며, 제조시에 소정 압력과 열을 가하여 열접착성 물질이 상호 접착됨으로써 그 내부를 밀봉하고 있다. 이때, 전지 셀(11)과 외부와의 전기적 연결을 위하여 양극 리이드(14)와 음극 리이드(15)의 일부가 외부로 노출되도록 절연성 케이스(16)에 의해 밀봉된다.Referring to the drawings, this lithium ion polymer battery includes a battery cell 11 having a structure in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator impregnated with an organic electrolyte solution are stacked. That is, the battery cell 11 is provided with the positive electrode plate 11a which filled the electrode active material in the grid, the negative electrode plate 11b, and the separator 11c interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The positive electrode tab 12 is formed at one side of the positive electrode plate 11a, and the negative electrode tab 13 is formed at one side of the negative electrode plate 11b. As shown in the figure, the positive and negative electrode tabs 12, 13 are aligned in the vertical direction. Each of the tabs 12, 13 can be connected to an external circuit by connecting to the leads 14, 15. The battery cell 11, the positive electrode tab 12, the negative electrode tab 13, and the positive electrode lead 14 and the negative electrode lead 15 are sealed by an insulating case 16 and a cover 16a integrally formed therewith. . The insulating case 16 and the cover 16a generally have a form in which thermally adhesive materials are stacked on upper and lower surfaces of an aluminum thin film. Doing. At this time, a portion of the positive electrode lead 14 and the negative electrode lead 15 is sealed by the insulating case 16 so as to be exposed to the outside for electrical connection between the battery cell 11 and the outside.
도 2는 도 1에 도시된 전지의 개략적인 측면 단면도이다.FIG. 2 is a schematic side cross-sectional view of the battery shown in FIG. 1.
도면을 참조하면, 전지의 셀(11)은 케이스(16)의 내부에 안착되는데, 케이스(16)는 소위 버터 접시형으로 형성된다. 이러한 버터 접시형 케이스(16)는 측면부(16)가 경사지게 형성되는데, 이는 성형 단계에서 모서리에 충격이 덜가게 하는 목적과, 각 극판의 탭(11,13)을 리이드(14,15)에 용접한 이후에 탭을 모아주고 꺽어주기 위한 공간을 확보하기 위한 것이다. 이러한 경우에 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 셀(11)이 안착된 케이스(16)의 공간내에는 도면 번호 25 로 표시된 빈 공간이 발생하게 된다. 이는 크기가 같은 극판(11a,11b)들로 이루어진 셀(11)을 측면이 경사진 케이스(16)내에 설치할 경우 불가피하게 발생되는 현상이다. 위와 같이 빈 공간(25)이 발생하면 케이스(16)의 공간 활용도가 떨어지게 된다는 문제점이 있다.Referring to the figure, the cell 11 of the battery is seated inside the case 16, which is formed in a so-called butter dish. The butter plate case 16 is formed to be inclined side portion 16, which is to reduce the impact on the corners in the molding step, and to weld the tabs (11, 13) of each electrode plate to the leads (14, 15) This is to make room for gathering and folding tabs afterwards. In this case, as can be seen in the figure, an empty space indicated by reference numeral 25 is generated in the space of the case 16 on which the cell 11 is seated. This is an unavoidable phenomenon when a cell 11 made of pole plates 11a and 11b of the same size is installed in the inclined case 16. When the empty space 25 is generated as described above, there is a problem that the space utilization of the case 16 falls.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 케이스내 공간을 최대한으로 활용하는 리튬 이온 전지를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a lithium ion battery that takes full advantage of the space in the case.
본 고안의 다른 목적은 크기가 다른 극판을 적층시킴으로써 제조된 리튬 이온 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium ion battery produced by laminating electrode plates of different sizes.
본 고안의 다른 목적은 체적당 에너지 밀도가 증가됨으로써 효율이 향상된 리튬 이온 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium ion battery having improved efficiency by increasing energy density per volume.
도 1은 종래의 리튬 이온 폴리머 전지의 개략적인 구조를 도시한 평면도,1 is a plan view showing a schematic structure of a conventional lithium ion polymer battery;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1;
도 3은 본 고안에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 일 실시예를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lithium ion polymer battery according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11. 셀 11a. 양극판11. Cell 11a. Positive plate
11b. 음극판 11c. 세퍼레이터11b. Negative plate 11c. Separator
12. 양극탭 13. 음극탭12. Anode Tab 13. Anode Tab
14. 양극 리이드 15. 음극 리이드14. Anode Lead 15. Anode Lead
16. 케이스 16a. 덮개16. Case 16a. cover
31.32. 셀 32a. 양극판31.32. Cell 32a. Positive plate
32b. 음극판 32c. 세퍼레이터32b. Negative plate 32c. Separator
34. 절연 테이프34. Insulation Tape
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따르면, 일측에 탭이 각각 형성된 양극판 및, 음극판과 상기 극판들 사이에 개재된 세퍼레이터가 적층되어 형성된 전지 셀과; 상기 전지 셀과 상기 탭을 감싸서 밀봉하며 저면으로부터 상부로 올라갈수록 면적이 확장되도록 측면이 경사져 있는 케이스와; 상기 탭에 연결됨으로써 상기 케이스 내부의 극판들을 외부 회로에 연결시키는 양극 리이드 및 음극 리이드; 를 구비한 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 상기 전지 셀에 구비된 양극판, 음극판 및 세퍼레이터들이 상기 케이스의 경사진 측면의 내측에 근접할 수 있도록 상이한 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a battery cell formed by stacking a positive electrode plate and a separator interposed between the negative electrode plate and the negative electrode plate each formed on one side; A case surrounding the battery cell and the tab to be sealed, and having a side inclined such that an area thereof expands from the bottom to the top thereof; An anode lead and a cathode lead connected to the tab to connect the electrode plates inside the case to an external circuit; A lithium ion polymer battery comprising: a lithium ion polymer battery, wherein the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separators provided in the battery cell are formed in different sizes so as to be close to the inside of the inclined side of the case. do.
본 고안의 일 특징에 따르면, 양극 리이드 또는 음극 리이드를 향하는 극판의 측면에서 탭이 형성된 부분으로부터 폭방향으로 반대편에서 상이한 극성의 리이드에 대향하는 극판의 측면 모서리 일부에 절연 테이프가 부착된다.According to one feature of the present invention, an insulating tape is attached to a portion of the side edge of the pole plate opposite to the lead of the different polarity in the width direction opposite from the tab formed portion on the side of the pole plate facing the positive lead or the negative lead.
본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 리이드에 대향하는 양극판 또는 음극판의 측면에서 탭을 제외한 전체 모서리 부분에 절연 테이프가 부착된다.According to another feature of the present invention, the insulating tape is attached to the entire corner portion except the tab on the side of the positive electrode plate or negative electrode plate opposite to the lead.
이하 본 고안을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 일 실시예를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lithium ion polymer battery according to the present invention.
도면을 참조하면, 전체적인 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 통상적인 전지의 구조와 유사하다. 전지 셀(31,32)은 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 적층시켜서 형성되며, 케이스(16)와 덮개(16a)로 형성된 공간내에 안착된다. 각각의 극판 일측에 형성된 탭(13)은 리이드(15)에 용접됨으로써 외부의 회로에 연결될 수 있다.Referring to the drawings, the overall structure is similar to that of the conventional battery shown in Figs. The battery cells 31 and 32 are formed by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and are seated in a space formed by the case 16 and the cover 16a. Tabs 13 formed on one side of each pole plate may be connected to an external circuit by welding to the lead 15.
본 고안의 특징에 따르면, 전지 셀을 구성하는 극판들과 세퍼레이터는 상이한 크기로 형성된다. 즉, 케이스(16)의 저면에 근접하게 안착되는 극판 및 세퍼레이터들은 상대적으로 작게 형성되는데 반해, 케이스(16)의 저면으로부터 높게 안착되는 극판 및 세퍼레이터들은 상대적으로 크게 형성되는 것이다. 도 3에서 도면 번호 31은 크기가 작게 형성된 전지의 단위 셀을 도시하며, 도면 번호 32는 크게 형성된 전지의 단위 셀을 도시한다. 각각의 단위 셀에는 양극판, 음극판 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터가 구비된다. 이러한 극판 및 세퍼레이터의 크기는 케이스(16)의 측면의 경사도에 따라서 결정된다. 즉, 극판 및, 세퍼레이터가 케이스(16)의 경사진 내측면에 거의 경사지도록 형성된다.According to a feature of the present invention, the electrode plates and separators constituting the battery cell are formed in different sizes. That is, the pole plates and separators that are seated close to the bottom of the case 16 are relatively small, whereas the pole plates and separators that are seated high from the bottom of the case 16 are relatively large. In FIG. 3, reference numeral 31 shows a unit cell of a battery having a small size, and reference numeral 32 shows a unit cell of a battery with a large size. Each unit cell is provided with a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween. The size of this pole plate and the separator is determined according to the inclination of the side surface of the case 16. That is, the pole plate and the separator are formed to be inclined almost to the inclined inner surface of the case 16.
위와 같이 전지의 극판 및 세퍼레이터를 크기가 상이하게 형성하면, 전지 셀(31,32)의 측면과 케이스(16)의 내측면 사이에 형성된 빈 공간이 없어지게 된다. 즉, 도 2에 도시된 통상적인 리튬 이온 전지에서 발생되는 빈 공간(25)이 본 고안에서는 사라지는 것이다. 따라서 동일한 케이스(16)의 내부에 충전되는 에너지 밀도가 더 커질 수 있게 된다.As described above, when the pole plates and the separators of the battery are formed in different sizes, the empty space formed between the side surfaces of the battery cells 31 and 32 and the inner surface of the case 16 is lost. That is, the empty space 25 generated in the conventional lithium ion battery shown in FIG. 2 disappears in the present invention. Therefore, the energy density charged inside the same case 16 can be increased.
본 고안에 따른 전지를 구성함에 있어서, 탭과 리이드들 연결할때 전기적인 단락이 발생할 수 있다. 도 3에서는 음극탭(13)이 음극 리이드(15)에 연결되는 것만이 도시되어 있으나, 각 셀(31,32)의 폭의 방향에서 다른 쪽에는 양극탭이 형성되며 이것은 양극 리이드에 연결된다는 것을 알 수 있다. 이때 상이한 크기의 셀(31,32)들이 적층되며, 크기가 큰 셀(32)이 크기가 작은 셀(31)의 상부에 배치되기 때문에, 상부에 배치되어 있는 셀에 구비된 극판이 상이한 극성의 리이드에 접촉할 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해서, 절연 테이프(34)가 사용된다. 도 3에서 크기가 큰 셀(32)에 구비된 음극판(32b)의 음극탭(13)은 음극 리이드(15)에 전기적인 단락 없이 연결되지만, 탭이 형성된 부분으로부터 폭 방향의 반대편에서 음극판(32b)의 저면이 양극 리이드에 접촉할 수 있으며, 그렇게 되면 단락이 발생된다. 따라서 이를 방지하기 위해서 절연 테이프(34)를 부착한다. 절연 테이프(34)가 부착되는 부분은 전기적인 단락이 발생될 수 있는 부분에 한정된다. 즉, 양극 리이드 또는 음극 리이드를 향하는 극판의 측면에 있어서, 탭이 형성된 부분으로부터 폭방향으로 반대편에서 상이한 극성의 리이드에 대향하는 극판의 측면 모서리 일부에 부착된다. 또는 각각의 극판마다 탭이 형성된 측면에서 탭을 제외한 전체 부분에 절연 테이프를 부착함으로써 상이한 극성의 리이드에 극판이 접촉하여 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In constructing the battery according to the present invention, an electrical short may occur when the tab and the leads are connected. In FIG. 3, only the negative electrode tab 13 is connected to the negative electrode lead 15, but the positive electrode tab is formed on the other side in the width direction of each cell 31 and 32, which is connected to the positive electrode lead. Able to know. At this time, since the cells 31 and 32 of different sizes are stacked, and the large cells 32 are disposed on the upper part of the small cells 31, the electrode plates provided in the cells arranged on the upper sides have different polarities. There is a possibility of contact with the lead. In order to prevent this, insulating tape 34 is used. In FIG. 3, the negative electrode tab 13 of the negative electrode plate 32b provided in the large cell 32 is connected to the negative electrode lead 15 without an electric short circuit, but the negative electrode plate 32b is opposite to the width direction from the tab formed portion. The bottom of) may contact the anode lead, which causes a short circuit. Therefore, in order to prevent this, the insulating tape 34 is attached. The portion where the insulating tape 34 is attached is limited to the portion where electrical short may occur. That is, in the side of the electrode plate facing the positive lead or the negative electrode lead, it is attached to a part of the side edge of the electrode plate opposite to the lead of different polarity on the opposite side in the width direction from the portion where the tab is formed. Alternatively, by attaching an insulating tape to the entire portion except the tab on the side where the tab is formed for each pole plate, it is possible to prevent the pole plate from contacting the lead of different polarity and to generate a short circuit.
본 고안에 따른 리튬 이온 폴리머 전지는 케이스의 내부에 빈 공간이 없이 극판들로 모두 채우게 되므로 공간의 활용도가 향상되며, 따라서 부피당 에너지 밀도가 향상되는 장점이 있다.Since the lithium ion polymer battery according to the present invention is filled with all of the electrode plates without any empty space inside the case, the utilization of the space is improved, and thus the energy density per volume is improved.
본 고안은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (3)
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