KR20030008513A

KR20030008513A - 리튬 폴리머 전지

Info

Publication number: KR20030008513A
Application number: KR1020010043192A
Authority: KR
Inventors: 최진홍; 육경창
Original assignee: 성남전자공업주식회사
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-01-29

Abstract

본 발명은 세퍼레이터(40)를 사이에 두고 교호로 적층된 양전극판(20) 및 음전극판(30)의 양극탭(21) 및 음극탭(31)에 접속되는 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a) 중 알루미늄 라미네이트 필름(50)과 접촉되는 부분을 메쉬(mesh; 21b, 31b)형으로 제공하여 알루미늄 라미네이트 필름(50)의 안쪽면에 씌워져 있는 고분자 물질이 메쉬(21b, 31b)의 사이사이에 투여될 수 있도록 함으로써 그 결합력을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 전해액의 누액을 막을 수 있는 리튬 폴리머 전지에 관한 발명이다.

Description

리튬 폴리머 전지{LITHIUM POLYMER BATTERY}

본 발명은 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세퍼레이터를 사이에 두고 교호로 적층된 양전극판 및 음전극판의 양극탭 및 음극탭에 접속되는 양극 리드단자 및 음극 리드단자 중 알루미늄 라미네이트 필름과 접촉되는 부분을 메쉬(mesh)형으로 제공한 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.

통상적으로 리튬전지는 내부에 들어있는 화학물질(활물질; active material)의 화학 에너지를 전기 화학적 산화-환원반응(electrochemical oxidation-reduction reaction)을 통하여 전기 에너지(electrical energy)로 변환하는 장치이다. 리튬전지는 두 개 이상의 전기 화학적 셀(cell)의 집합체를 나타내지만, 보통 단위 리튬전지(single cell)에도 사용되고 있다. 이러한 리튬전지는 화학반응대신 전기 화학반응이 일어나 전자가 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 이루어져 있으며, 도선을 통하여 흐르는 전자는 전기 에너지의 원천이 되어 전기적인 유용함을 제공한다.

도 1은 일반적인 리튬전지의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.

구체적으로 리튬전지는 전극(10; electrode), 즉 양극(cathode or positive electrode)과 음극(anode or negative electrode)이라는 활물질 들을 가지고 있고, 분리막(separator)에 의해 서로 떨어져 있으며, 또한 두 전극사이의 이온 전달을가능하게 하는 전해질(electrolyte)에 담겨져 있다. 전등, 기계 및 기구 등을 작동하기 위해서는 리튬전지의 두 전극 사이에 충분한 전압과 전류가 생성될 수 있도록 적절한 전극물질과 전해질이 선정되어 특별한 구조로 배열되어져야 한다.

예를 들어, 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극 활물질이 환원되는 양극과, 음극 활물질이 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 음극, 그리고 양극의 환원반응 및 음극의 산화반응이 화학적 조화를 이루도록 물질의 이동을 가능하게 하는 전해질, 더불어 양극과 음극의 물리적 접촉 방지를 위한 세퍼레이터 등이 상호 작용되어 화학적 에너지를 전기적 에너지로 제공할 수 있도록 배열되어야 하는 것이다.

이와 같이 배열된 리튬전지의 음극은 기본적으로 전자를 내어주고 자신은 산화되며, 양극은 전자를 받아(양이온과 함께) 자신은 환원되어 리튬전지가 외부 부하와 연결되어 작동할 때 두 전극은 각각 전기 화학적으로 변화를 일으켜 전기적인 일을 하게 된다.

이때, 음극의 산화반응에 의해 생성된 전자는 외부 부하를 경유하여 양극으로 이동하고 양극에 이르러 양극 물질과 환원반응을 일으켜, 전해질 내에서 음극과 양극 방향으로의 anion(negative ion)과 cation(positive ion)의 물질이동에 의한 전하의 흐름을 완성한다. 이렇게 전해질 내부에서는 외부도선에서 계속해서 전하가 흐르도록 반응을 일으키고 이에 힘입어 그 전하로의 전기적인 일을 하게 되는 것이다.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 리튬 폴리머 전지의 제조과정을 나타내는 공정도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 리튬 폴리머 전지(1)는 양극 집전체(예를 들면 알루미늄 호일)의 표면에 양극 슬러리를 투여하여 제조된 양전극판(2)과, 음극 집전체(예를 들면 구리 호일)의 표면에 음극 슬러리를 투여하여 제조된 음전극판(4)을 세퍼레이터(3)를 사이에 두고 교호로 적층한 후 양전극판(2)의 양극탭(2a)에 양극 리드단자(2b)를 부착하고 음전극판(4)의 음극탭(4a)에 음극 리드단자(4b)를 부착하여 알루미늄 라미네이트 필름(Aluminum Laminated Film; 5)으로 열압착하므로써 그 제조를 완성한다.

이때, 양극탭(2a) 및 음극탭(4a)에 부착되는 양극 리드단자(2b) 및 음극 리드단자(4b)에 실링(sealing)되는 알루미늄 라미네이트 필름(5)의 안쪽면은 고분자 물질로 씌워져 있어 그 실링작업시 금속 재질로 된 양극 리드단자(2b) 및 음극 리드단자(4b)와의 결착력이 좋지 않아 제품을 장시간 사용할 경우 전해액의 누액이 발생하거나 서로 이탈되어 전기적인 에러 또는 성능저하를 빈번히 초래하곤 하였다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 기획된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 세퍼레이터를 사이에 두고 교호로 적층된 양전극판 및 음전극판의 양극탭 및 음극탭에 접속되는 양극 리드단자 및 음극 리드단자 중 알루미늄 라미네이트 필름과 접촉되는 부분을 메쉬(mesh)형으로 제공하여 결합력을 극대화시킬 수 있는 리튬 폴리머 전지를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 리튬전지의 원리를 설명하기 위한 설명도.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 리튬 폴리머 전지의 제조과정을 나타내는 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지를 나타내는 일부 절개 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지에 적용된 리드단자를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 양전극판 21 : 양극탭

21a : 양극 리드단자 21b : 메쉬

30 : 음전극판 31 : 음극탭

31a : 음극 리드단자 31b : 메쉬

40 : 세퍼레이터 50 : 알루미늄 라미네이트 필름

100 : 리튬 폴리머 전지

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

세퍼레이터를 사이에 두고 교호로 적층되며 양극 리드단자 및 음극 리드단자와 접속을 이루는 양극탭 및 음극탭을 각각 구비하여 알루미늄 라미네이트 필름으로 실링되는 양전극판 및 음전극판을 포함하여 이루어진 리튬 폴리머 전지에 있어서,

상기 양극 리드단자 및 음극 리드단자는 상기 알루미늄 라미네이트 필름과 접촉되는 부분이 메쉬(mesh)형으로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(100)를 나타내는 일부 절개 사시도이다.

본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)가 각각 접속되는 양극탭(21) 및 음극탭(31)을 구비한 양전극판(20) 및 음전극판(30)을 포함하고, 이들 양전극판(20) 및 음전극판(30)은 세퍼레이터(40)를 사이에 두고 교호로 적층되어 알루미늄 라미네이트 필름(50)으로 열압착됨으로써 비로소 리튬 폴리머 전지(100)를 완성하게 된다.

이때, 양전극판(20) 및 음전극판(30)을 수용하면서 양극탭(21) 및 음극탭(31)에 부착되는 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)에 실링(sealing)되는 알루미늄 라미네이트 필름(50)의 안쪽면은 고분자 물질로 씌워져 있어 그 실링작업시 금속 재질로 된 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)와의 결착력이 좋지 않게 될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 점을 감안하여 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)를 메쉬(mesh; 21b, 31b)형으로 제공한다.

도 4는 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(100)에 적용된 리드단자를 나타내는 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(100)는 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a) 중 알루미늄 라미네이트 필름(50)과 접촉되는 부분을 메쉬(21b, 31b)형으로 제공하여 알루미늄 라미네이트 필름(50)의 안쪽면에 씌워져 있는 고분자 물질이 메쉬(21b, 31b)의 사이사이에 투여되면서 실링될 수 잇도록 함으로써 그 결합력을 극대화시킬 수 있고 더불어 전해액의 누액을 막을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 리튬 폴리머 전지(100)는 세퍼레이터(40)를 사이에 두고 교호로 적층된 양전극판(20) 및 음전극판(30)의 양극탭(21) 및 음극탭(31)에 접속되는 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a) 중 알루미늄 라미네이트 필름(50)과 접촉되는 부분을 메쉬(mesh; 21b, 31b)형으로 제공하여 알루미늄 라미네이트 필름(50)의 안쪽면에 씌워져 있는 고분자 물질이 메쉬(21b, 31b)의 사이사이에 투여될 수 있도록 함으로써 그 결합력을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 전해액의 누액을 막을 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims

세퍼레이터(40)를 사이에 두고 교호로 적층되며 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)와 접속을 이루는 양극탭(21) 및 음극탭(31)을 각각 구비하여 알루미늄 라미네이트 필름(50)으로 실링되는 양전극판(20) 및 음전극판(30)을 포함하여 이루어진 리튬 폴리머 전지(100)에 있어서,

상기 양극 리드단자(21a) 및 음극 리드단자(31a)는 상기 알루미늄 라미네이트 필름(50)과 접촉되는 부분이 메쉬(mesh; 21b, 31b)형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지(100).