KR20050121510A - 파우치형 리튬 폴리머 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

파우치형 리튬 폴리머 전지 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파우치형 리튬 폴리머 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보호회로 부재가 외부 장치의 회로와 전기적으로 쇼트되지 않도록 함을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체와, 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역이 구비되고, 제1영역의 드로잉부를 덮을 수 있도록 제2영역이 구비된 동시에, 제1양극탭 및 제1음극탭은 제1영역 및 제2영역의 외부로 일정 길이 연장되도록 하는 파우치와, 파우치의 외부에 보호회로 기판이 제1양극탭 및 제1음극탭에 전기적으로 접속되고, 보호회로 기판은 수지로 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지는 노트북, PDA 등에 인너팩 형태로 장착되며, 장착시 또는 장착후에도 보호회로 부재가 외부 회로와 쇼트되지 않게 된다.

Description

파우치형 리튬 폴리머 전지 및 그 제조 방법{Pouch type lithium polymer battery and its manufacturing method}
본 발명은 파우치형 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 설명하면 보호회로 기판을 수지로 몰딩(molding) 또는 케이싱(casing)함으로써, 외부 회로와의 전기적 쇼트를 방지할 수 있는 파우치형 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.
일반적으로 리튬 폴리머 전지는 양극 집전체와 음극 집전체 사이의 세퍼레이터(이하 상기 양극 집전체, 음극 집전체 및 세퍼레이터를 전극 조립체라 함)가 리튬 이온 전지에서의 분리 역할 외에 이온전도의 매개체, 즉, 전해질의 역할을 하는 전지를 말한다. 이러한 세퍼레이터는 겔형 고분자 전해질로 형성되는데, 이는 이온 전도도를 향상시키기 위해 고분자를 전해액에 함침한 상태에서 제조하고 있다.
또한, 이러한 리튬 폴리머 전지는 전해질이 겔형이기 때문에, 외부로 누액될 염려가 거의 없어, 통상은 얇은 파우치에 수납한 후 밀봉처리하고 있다. 이러한 파우치는 얇은 금속박과, 그 양쪽면에 코팅된 변성 폴리프로필렌 및 비닐로 이루어져 있다.
한편, 상기 리튬 폴리머 전지는 과충전 전압 및 전류, 과방전 전압 및 전류, 그리고 쇼트 등으로부터 전지를 보호하기 위해 통상은 파우치의 소정 영역에 보호회로 기판이 부착된다. 물론, 이러한 보호회로 기판은 상기 전극 조립체에 접속된 동시에 파우치 외부로 일정 길이 연장된 양극탭 및 음극탭(이하 전극탭이라 함)을 통하여 연결된다. 더불어, 상기 보호회로 기판에는 과충전 전압 및 전류, 과방전 전압 및 전류, 그리고 쇼트 등의 상태를 센싱할 수 있도록 각종 비교 회로, 논리회로, 다수의 충,방전 스위치용 전계효과트랜지스터와 같은 반도체 소자 및 각종 수동 소자 등이 실장되어 있다.
따라서, 이러한 종래의 리튬 폴리머 전지는 인너팩(inner pack) 상태로 외부 장치(예를 들면, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants))에 장착되었을 때, 상기 보호회로 기판이 외부 장치의 주변 회로에 직접 전기적으로 쇼트되기 쉬운 단점이 있다. 즉, 상기 보호회로 기판에 실장된 각종 반도체 소자 또는 보호회로 기판 자체에 형성된 배선패턴이 그 외부의 주변 회로에 쇼트되는 것이다. 이와 같이 보호회로 기판이 외부 장치의 주변 회로와 쇼트되면 전지가 정상적으로 작동하지 않을 뿐만 아니라, 그것이 장착된 외부 장치가 고장날 수 있는 문제가 있다.
더불어, 이러한 종래의 리튬 폴리머 전지는 보호회로 기판으로 인한 전지 자체의 두께 증가를 억제하기 위해 통상은 전극탭이 U자 또는 Z자 형태로 벤딩되어 보호회로 기판과 전기적으로 접속된다. 좀더 구체적으로, 보호회로 기판은 전극 조립체의 전방에 형성된 여분의 파우치에 상기 전극 조립체의 두께와 수평한 방향으로 위치되며, 이를 위해 전극탭을 길게 하고, 이것을 U자형 또는 Z자형 또는 다수회 벤딩하여 보호회로 기판에 접속시키고 있다. 따라서, 종래의 리튬 폴리머 전지는 보호회로 기판을 장착하는 공수가 많아지고, 또한 외관도 복잡해지는 단점이 있다. 물론, 보호회로기판이 파우치의 두께 방향과 수평한 방향(눕혀진 상태)으로 장착되기 때문에, 전지 자체의 길이도 길어지는 단점도 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보호회로 기판을 수지로 몰딩 또는 케이싱함으로써, 외부 회로와의 전기적 쇼트를 방지할 수 있는 파우치형 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공수를 단순화시키고, 또한 간명한 외관을 얻을 수 있으며, 더욱이 고용량 전지에 알맞게 보호회로 기판을 장착할 수 있는 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지는 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역이 구비되고, 상기 제1영역의 드로잉부를 덮을 수 있도록 제2영역이 구비된 동시에, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 상기 제1영역 및 제2영역의 외부로 일정 길이 연장되도록 하는 파우치와, 상기 파우치의 외부에 보호회로 기판이 상기 제1양극탭 및 제1음극탭에 전기적으로 접속되고, 상기 보호회로 기판은 수지로 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 파우치는 상기 드로잉부의 상호 대향되는 방향에 상기 드로잉부와 대략 직각을 이루는 전면 및 후면이 형성되고, 상기 전면과 수평하게 상기 보호회로 부재가 위치될 수 있다.
상기 보호회로 부재는 높이가 상기 파우치의 드로잉부를 포함하는 제1영역과 제2영역 사이의 높이와 같거나 작을 수 있다.
상기 보호회로 부재는 보호회로 기판에 상기 수지의 외부로 일정 길이 연장된 제2양극탭 및 제2음극탭이 접속되어 있고, 상기 제1양극탭은 상기 제2양극탭에, 상기 제1음극탭은 상기 제2음극탭에 각각 접속될 수 있다.
상기 상호 접속된 제1,2양극탭 및 제1,2음극탭은 대략“L"자 형태로 벤딩되어, 상기 보호회로 부재가 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 할 수 있다.
상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 대략“L"자 형태로 벤딩되어, 상기 보호회로 부재가 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 할 수 있다.
상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 상기 파우치의 제2영역과 수평방향으로 연장된 제1벤딩부와, 상기 제2영역에 수직방향으로 연장된 제2벤딩부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법은 상호 접힐 수 있도록 일정 면적의 제1영역 및 제2영역을 구비하고, 상기 제1영역에는 일정 깊이의 드로잉부를 형성하는 파우치 준비 단계와, 상기 파우치의 드로잉부에 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체를 수납하고, 상기 전극 조립체 외부의 제1영역 및 제2영역을 상호 열융착하되, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 파우치의 외부로 일정 길이 연장되어 노출되도록 하는 단계와, 상기 파우치 외부로 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭에 보호회로 기판을 접속하는 단계와, 상기 보호회로 기판을 수지로 몰딩 또는 케이싱하여 보호회로 부재를 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 보호회로 부재 형성 단계후에는 상기 제1양극탭 및 제1음극탭을 대략“L"자 형태로 벤딩하여 상기 보호회로 부재가 파우치중 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 할 수 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법은 상호 접힐 수 있도록 일정 면적의 제1영역 및 제2영역을 구비하고, 상기 제1영역에는 일정 깊이의 드로잉부를 형성하는 파우치 준비 단계와, 상기 파우치의 드로잉부에 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체를 수납하고, 상기 전극 조립체 외부의 제1영역 및 제2영역을 상호 열융착하되, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 파우치의 외부로 일정 길이 연장되어 노출되도록 하는 단계와, 상기 파우치 외부로 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭에 보호회로 기판이 수지로 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 보호회로 부재는 보호회로 기판에 제2양극탭 및 제2음극탭을 더 형성하고, 상기 제2양극탭 및 제2음극탭은 수지 외부로 노출되도록 보호회로 기판을 몰딩또는 케이싱하며, 상기 제2양극탭에는 제1양극탭을, 상기 제2음극탭에는 제1음극탭을 접속하는 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 보호회로 부재의 전기 접속 단계후에는 상기 상호 접속된 제1,2양극탭과, 제1,2음극탭을 대략 L”자 형태로 벤딩하여, 상기 보호회로 부재가 파우치의 드로잉부 전방에 세워져 위치되도록 하는 단계가 더 포함될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지는 보호회로 부재로서 보호회로 기판이 수지로 몰딩 또는 케이싱되어 있음으로써, 외부 장치에 설치된 다른 주변 회로와 부호부재가 상호 쇼트되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 보호회로 기판에 형성된 다수의 반도체 소자 및 수동 소자 등이 모두 수지로 몰딩 또는 케이싱됨으로써, 외관이 단순하고 간명해진다.
더불어, 본 발명은 보호회로 부재가 대략 "L"자 형태로 벤딩된 제1양극탭(또는 제2양극탭) 및 제1음극탭(또는 제2음극탭)에 접속되는 동시에, 세워져 설치됨으로써, 특히 대용량 리튬 폴리머 전지에 유리하고, 또한 전지 전체의 길이는 증가되지 않게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 2를 참조하면, 도 1의 1-1선 단면도가 도시되어 있으며, 도 3을 참조하면, 도 2의 2영역에 대한 확대도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지(100)는 대략 전극 조립체(110)와, 상기 전극 조립체(110)가 수납되어 밀봉되는 파우치(120)와, 상기 파우치(120)의 전방에 세워져 설치된 보호회로 부재(130)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 다수의 양극 집전체(111)와 음극 집전체(112)가 세퍼레이터(113)를 개재하여 다수회 적층 또는 권취되어 있고, 상기 양극 집전체(111)에는 제1양극탭(114)이, 상기 음극 집전체(112)에는 제1음극탭(115)이 접속되어 외측으로 일정 길이 연장되어 있다.
여기서, 상기 양극 집전체(111)는 알루미늄 포일 또는 메쉬에 리튬코발트산화물(예를 들면, LiCoO2)이 코팅되어 이루어질 수 있고, 상기 음극 집전체(112)는 구리 포일에 그래파이트(graphite)가 결착되어 이루어질 수 있으며, 상기 세퍼레이터(113)는 겔형의 고분자 전해질로 이루어질 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 제1양극탭(114)은 양극 집전체(111)중 알루미늄 포일에 알루미늄탭이 접속되어 이루어질 수 있고, 상기 제2음극탭(135)은 음극 집전체(112)중 구리 포일에 니켈탭이 접속되어 이루어질 수 있으나, 이러한 재질 역시 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 파우치(120)는 상술한 바와 같은 구조의 전극 조립체(110)가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부(121a)를 갖는 제1영역(121)과, 상기 제1영역(121)의 드로잉부(121a)를 덮을 수 있는 면적의 제2영역(122)으로 이루어져 있다. 물론, 이러한 파우치(120)는 알루미늄박을 중심층으로 하여 그 일면에는 변성 폴리프로필렌이 부착되고, 타면에 비닐이 부착되어 이루어질 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 파우치(120)의 드로잉부(121a)는 일정 깊이로 형성되어 있으며, 이 드로잉부(121a)의 상호 대향되는 방향에는 상기 드로잉부(121a)와 대략 직각을 이루는 전면(121b) 및 후면(121c)이 형성되어 있다. 물론, 상기 전극 조립체(110)에 접속된 제1양극탭(114) 및 제2양극탭(134)은 상기 파우치(120)의 외주연 즉, 드로잉부(121a)의 전면(121b)의 외측으로 일정 길이 연장되어 있다.
더불어, 본 발명의 핵심적 사항은 아니지만, 상기 파우치(120)중 드로잉부(121a)의 외주연에 형성된 2개의 잔여 영역(123a,123b)은 대략 상부를 향하여 직각 방향으로 벤딩됨으로써, 전지의 체적이 최소화되는 동시에, 파우치(120)의 내부에 형성된 금속박이 외부 장치의 회로와 직접적으로 접촉되지 않도록 되어 있다. 더불어, 이러한 잔여 영역(123a,123b)의 일부는 상기 보호회로 부재(130)의 양측면에 접촉되어 있기도 하다.
상기 보호회로 부재(130)는 과충전 전압 및 전류와, 과방전 전압 및 전류와, 쇼트 상태를 감지할 수 있도록 다수의 반도체 소자(132)(집적 회로, 능동소자 또는 수동소자)가 실장되고, 표면에는 다수의 배선패턴이 형성된 보호회로 기판(131)과, 이를 완전히 감싸는 수지(133)로 이루어져 있다. 여기서, 상기 수지(133)는 강화 플라스틱 컴파운드, 난연 플라스틱 컴파운드, 내열 플라스틱 컴파운드 또는 이의 등가물이 가능하며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
물론, 이러한 보호회로 부재(130)는 보호회로 기판(131)이 상기 파우치(120)의 외부로 연장된 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 보호회로 부재(130)는 상기 전면(121b)과 수평하게 위치되어 있다. 즉, 상기 보호회로 부재(130)는 파우치(120)의 면적 방향에 대하여 세워져 위치되어 있다.
좀더 구체적으로, 상기 세워진 보호회로 부재(130)는 높이가 상기 파우치(120)의 드로잉부(121a)를 포함하는 제1영역(121)과 제2영역(122) 사이의 높이와 같거나 또는 작게 형성됨으로써, 파우치형 리튬 폴리머 전지(100)가 갖는 두께 이상으로 돌출되지 않게 되어 있다.
더욱이, 상기 보호회로 부재(130)중 보호회로 기판(131)에 연결된 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)은 대략 ""L"자 또는 "U"자 형태로 벤딩됨으로써, 상기 보호회로 부재(130)가 드로잉부(121a)의 전면(121b)에 용이하게 세워져 위치되도록 한다. 이러한 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)은 상기 파우치(120)의 제2영역(122)과 대략 수평방향을 이루는 제1벤딩부(114a)와, 상기 제2영역(122)에 대략 수직 방향으로 연장된 제2벤딩부(114b)로 이루어질 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 보호회로 부재(130)의 양측면은 상기 파우치(120)의 잔여 영역(123a,123b)과 직접 접촉되어 있기는 하나, 수지(133)로 완전히 감싸여져 있기 때문에, 파우치(120)의 내부 금속박과 전기적으로 접촉될 확률도 거의 없다.
이와 같이 하여 본 발명은 보호회로부재(130) 즉, 보호회로 기판(131)이 수지(133)로 감싸여져 있음으로써, 외부 장치(예를 들면, 노트북이나 PDA)의 회로에 직접 쇼트되지 않게 된다. 따라서, 전지의 신뢰성을 높일 수 있고, 또한 외부 장치의 안정성도 향상시킨다.
또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 보호회로 기판(131)에는 상기 수지(133)를 관통하여 외부 장치에 직접 연결될 수 있도록 도선이 형성되어 있으나, 이는 본 발명의 요지가 아니기 때문에 도시되어 있지 않다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지(200)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5를 참조하면, 도 4의 4-4선 단면도가 도시되어 있으며, 도 6을 참조하면, 도 5의 5영역에 대한 확대도가 도시되어 있다.
이러한 파우치형 리튬 폴리머 전지(200)는 상술한 파우치형 리튬 폴리머 전지(100)와 유사하며, 따라서 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 물론, 제조 방법에 있어서는 차이점이 있지만, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도시된 바와 같이 보호회로 부재(230)중 보호회로 기판(231)에는 제2양극탭(234) 및 제2음극탭(235)이 접속되어 외부로 일정 길이 연장되어 있다. 즉, 상기 제2양극탭(234) 및 제2음극탭(235)은 수지(233)의 외부로 노출된 채 일정 길이 연장되어 있다. 또한, 상기 제2양극탭(234)은 제1양극탭(214)에 접속되어 있고, 상기 제2음극탭(235)은 제1음극탭(215)에 접속되어 있다.
이러한 구조에 의해 본 발명의 다른 실시예에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지(200)는 보호회로 부재(230)를 별도로 형성한 후, 전지 조립 공정에서 상기 보호회로 부재(230)의 제2양극탭(234) 및 제2음극탭(235)을 파우치(220)의 외부로 연장된 제1양극탭(214) 및 제1음극탭(215)에 직접 접속할 수 있게 된다. 이러한 제조 방법은 아래에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 7f를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지(100)의 제조 방법이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 한실시예에 위한 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법은 파우치(120) 준비 단계(도 7a 참조)와, 상기 파우치(120)에 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)을 포함하는 전극 조립체(110)를 수납하여 밀봉하는 단계(도 7b 참조)와, 상기 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)에 보호회로 기판(131)을 접속하는 단계(도 7c 참조)와, 상기 보호회로 기판(131)을 수지(133)로 몰딩 또는 케이싱하여 보호회로 부재(130)를 형성하는 단계(도 7d 참조)와, 상기 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)을 벤딩하는 단계(도 7e 참조)와, 상기 파우치(120)중 드로잉부(121a)의 양측에 위치된 잔여 영역(123a,123b)을 상부로 폴딩하는 단계(도 7f 참조)로 이루어져 있다.
먼저 상기 파우치(120) 준비 단계에서는, 상호 접힐 수 있도록 일정 면적의 제1영역(121) 및 제2영역(122)이 구비되고, 상기 제1영역(121)에는 일정 깊이의 드로잉부(121a)가 형성된 파우치(120)를 준비한다.(도 7a 참조)
물론, 상기 드로잉부(121a)의 형성에 의해 그 전방에는 전면(121b)이, 후방에는 후면(121c)이 형성된다.
상기 전극 조립체(110)의 수납 밀봉 단계에서는, 상기 파우치(120)의 드로잉부(121a)에 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)을 포함하는 전극 조립체(110)를 수납하여 밀봉한다.(도 7b 참조)
여기서, 상기 전극 조립체(110)는 다수의 양극 집전체(111)와 음극 집전체(112)가 세퍼레이터(113)를 개재하여 적층 또는 권취된 것이다. 물론, 상기 양극 집전체(111) 및 음극 집전체(112)에는 파우치(120)의 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)이 접속되어 있다. 더불어, 상기 전극 조립체(110)의 수납 후에 상기 전극 조립체(110) 외부의 제1영역(121) 및 제2영역(122)은 상호 열융착되어 완전히 밀봉된다. 물론, 이때 상기 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)은 파우치(120)의 외부로 일정 길이 연장되어 노출된다.
상기 보호회로 기판(131) 접속 단계에서는, 상기 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)에 보호회로 기판(131)이 전기적으로 접속된다.(도 7c 참조) 여기서, 도 7c는 상기 도 7a 및 도 7b와는 반대로 뒤집혀진 상태로 도시되어 있다.
상기 보호회로 기판(131)에는 과충전 전압 및 전류와, 과방전 전압 및 전류 그리고 쇼트 상태를 감지할 수 있도록 다수의 반도체 소자(132)(수동 소자 포함) 등이 실장되어 있다. 또한, 상기 보호회로 기판(131) 자체에도, 도시되어 있지는 않지만, 다수의 배선 패턴이 형성되어, 이 상태로는 외부 장치의 회로에 쉽게 쇼트될 수 있는 상태이다.
상기 보호회로 부재(130) 형성 단계에서는, 상기 보호회로 기판(131)이 수지(133)로 몰딩 또는 케이싱된다.(도 7d 참조)
즉, 상기 보호회로 기판(131)의 반도체 소자(132)나, 자체에 형성된 각종 배선 패턴 등이 외부로 노출되지 않도록, 그 보호회로 기판(131)이 수지(133)로 몰딩또는 케이싱된다. 물론, 몰딩 또는 케이싱은 상기 보호회로 기판(131)을 소정 형태의 금형에 위치시킨 채 고압으로 수지를 충진하거나, 또는 공기중에서 딱딱하게 경화되는 수지를 디스펜싱하거나 코팅하여 형성할 수 있으며, 여기서 이러한 몰딩 또는 케이싱 내지 코팅 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 벤딩 단계에서는, 상기 제1양극탭(114) 및 제1음극탭(115)이 대략 "L"자 형태로 벤딩된다.(도 7e 참조)
이러한 벤딩에 의해 상기 보호회로 부재(130)는 상기 드로잉부(121a)에 형성된 전면(121b)과 대략 수평을 이루게 된다. 물론, 상기 보호회로 부재(130)의 높이는 상기 파우치(120)의 드로잉부(121a)를 갖는 제1영역(121)과 제2영역(122) 사이의 높이보다 작거나 또는 같게 되도록 함이 좋다. 즉, 상기 보호회로 부재(130)의 높이가 전지의 두께보다 커지면, 자동화 공정에서 전지의 핸들링이 어려워지기 때문이다.
상기 폴딩 단계에서는, 상기 파우치(120)중 드로잉부(121a)의 양측에 잔존하는 잔여 영역(123a,123b)이 상부로 폴딩됨으로써, 상기 파우치(120)의 구성 요소중 하나인 금속박 등이 외부 장치의 회로에 쇼트되지 않도록 한다.(도 7f 참조)
도 8a 내지 도 8e를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지(200)의 제조 방법이 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 위한 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법은 파우치(220) 준비 단계(도 8a 참조)와, 상기 파우치(220)에 제1양극탭(214) 및 제1음극탭(215)을 포함하는 전극 조립체(210)를 수납하여 밀봉하는 단계(도 8b 참조)와, 상기 제1양극탭(214) 및 제1음극탭(215)에 보호회로 부재(230)를 접속하는 단계(도 8c 참조)와, 상기 제1양극탭(214) 및 제1음극탭(215)을 벤딩하는 단계(도 8d 참조)와, 상기 파우치(220)중 드로잉부(221a)의 양측에 위치된 잔여 영역(223a,123b)을 상부로 폴딩하는 단계(도 8e)로 이루어져 있다.
여기서, 상기 파우치(220) 준비 단계, 전극 조립체(210) 수납 밀봉하는 단계, 및 폴딩 단계는 도 7a 내지 도 7f를 이용하여 설명한 전지(100) 제조 방법과 동일하다. 따라서, 이러한 단계들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명은 보호회로 부재(230)의 접속 단계 및 벤딩하는 단계가 상술한 내용과 약간 상이하다.
즉, 상기 보호회로 부재(230) 접속 단계에서는, 미리 보호회로 기판(231)에 수지(233)가 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재(230)가 제공된다.(도 8c 참조)
여기서, 상기 보호회로 기판(231)에는 제2양극탭(234) 및 제2음극탭(235)이 형성되어 상기 수지(233)의 외부로 일정 길이 연장 및 노출되어 있다. 따라서, 상기 보호회로 부재(230)와 전극 조립체(210)의 전기적 연결을 위해 상기 제2양극탭(234)은 제1양극탭(214)에 접속되고, 상기 제2음극탭(235)은 제1음극탭(215)에 접속된다.
한편, 상기 벤딩 단계에서는, 비록 제1양극탭(214) 및 제1음극탭(215)을 벤딩하는 것으로 설명되어 있으나, 경우에 따라서는 상기 보호회로 부재(230)에 직접 연결된 제2양극탭(234) 및 제2음극탭(235)이 벤딩될 수도 있다. 이러한, 상기 상호 접속된 제1 또는 제2양극탭(214,234)과, 제1 또는 제2음극탭(215,235)을 대략 L”자 형태로 벤딩함으로써, 상기 보호회로 부재(230)가 파우치(220)의 드로잉부(221a) 전방에 세워져 위치된다. 이밖에도 모든 제조상의 특징 및 한정 사항들은 위에서 설명한 전지(100)의 제조 방법과 같다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지는 보호회로 부재로서 보호회로 기판이 수지로 몰딩 또는 케이싱되어 있음으로써, 외부 장치에 설치된 다른 주변 회로와 부호부재가 상호 쇼트되는 현상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보호회로 기판에 형성된 다수의 반도체 소자 및 수동 소자 등이 모두 수지로 몰딩 또는 케이싱됨으로써, 외관이 단순하고 간명해지는 효과가 있다.
더불어, 본 발명은 보호회로 부재가 대략 "L"자 또는 "U"자 형태로 벤딩된 제1양극탭(또는 제2양극탭) 및 제1음극탭(또는 제2음극탭)에 접속되는 동시에, 세워져 설치됨으로써, 특히 대용량 리튬 폴리머 전지에 유리하고, 또한 전지 전체의 길이 증가는 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 팩(pack) 공정중 테이프를 붙이는 공정을 생략할 수 있어 공정 단순화가 가능하여 불량 방지 및 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 한실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 1-1선 단면도이다.
도 3은 도 2의 2영역에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 4-4선 단면도이다.
도 6은 도 5의 5영역에 대한 확대도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 한 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법을 도시한 순차 설명도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법을 도시한 순차 설명도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,200; 본 발명에 의한 파우치형 리튬 폴리머 전지
110; 전극 조립체 111; 양극 집전체
112; 음극 집전체 113; 세퍼레이터
114; 제1양극탭 114a; 제1벤딩부
114b; 제2벤딩부 115; 제1음극탭
120; 파우치 121; 제1영역
121a; 드로잉부 121b; 전면
121c; 후면 122; 제2영역
123a,123b; 잔여 영역 130; 보호회로 부재
131; 보호회로 기판 132; 반도체 소자
133; 수지 134; 제2양극탭
135;제2음극탭

Claims (12)

  1. 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 수납될 수 있도록 일정 깊이의 드로잉부를 갖는 제1영역이 구비되고, 상기 제1영역의 드로잉부를 덮을 수 있도록 제2영역이 구비된 동시에, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 상기 제1영역 및 제2영역의 외부로 일정 길이 연장되도록 하는 파우치; 및,
    상기 파우치의 외부에 보호회로 기판이 상기 제1양극탭 및 제1음극탭에 전기적으로 접속되고, 상기 보호회로 기판은 수지로 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파우치는 상기 드로잉부의 상호 대향되는 방향에 상기 드로잉부와 대략 직각을 이루는 전면 및 후면이 형성되고, 상기 전면과 수평하게 상기 보호회로 부재가 위치된 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보호회로 부재는 높이가 상기 파우치의 드로잉부를 포함하는 제1영역과 제2영역 사이의 높이와 같거나 작은 것을 특징으로 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보호회로 부재는 보호회로 기판에 상기 수지의 외부로 일정 길이 연장된 제2양극탭 및 제2음극탭이 접속되어 있고, 상기 제1양극탭은 상기 제2양극탭에, 상기 제1음극탭은 상기 제2음극탭에 각각 접속된 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 상호 접속된 제1,2양극탭 및 제1,2음극탭은 대략“L"자 형태로 벤딩되어, 상기 보호회로 부재가 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 함을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 대략“L"자 또는 "U"자 형태로 벤딩되어, 상기 보호회로 부재가 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 함을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 상기 파우치의 제2영역과 수평방향으로 연장된 제1벤딩부와, 상기 제2영역에 수직방향으로 연장된 제2벤딩부로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지.
  8. 상호 접힐 수 있도록 일정 면적의 제1영역 및 제2영역을 구비하고, 상기 제1영역에는 일정 깊이의 드로잉부를 형성하는 파우치 준비 단계;
    상기 파우치의 드로잉부에 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체를 수납하고, 상기 전극 조립체 외부의 제1영역 및 제2영역을 상호 열융착하되, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 파우치의 외부로 일정 길이 연장되어 노출되도록 하는 단계;
    상기 파우치 외부로 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭에 보호회로 기판을 접속하는 단계; 및,
    상기 보호회로 기판을 수지로 몰딩 또는 케이싱하여 보호회로 부재를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 보호회로 부재 형성 단계후에는 상기 제1양극탭 및 제1음극탭을 대략“L"자 또는 "U"자 형태로 벤딩하여 상기 보호회로 부재가 파우치중 드로잉부의 전방에 세워져 위치되도록 함을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법.
  10. 상호 접힐 수 있도록 일정 면적의 제1영역 및 제2영역을 구비하고, 상기 제1영역에는 일정 깊이의 드로잉부를 형성하는 파우치 준비 단계;
    상기 파우치의 드로잉부에 다수의 양극 집전체와 음극 집전체가 세퍼레이터를 개재하여 구비되고, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체에는 외부로 일정 길이 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭이 접속되어 있는 전극 조립체를 수납하고, 상기 전극 조립체 외부의 제1영역 및 제2영역을 상호 열융착하되, 상기 제1양극탭 및 제1음극탭은 파우치의 외부로 일정 길이 연장되어 노출되도록 하는 단계; 및,
    상기 파우치 외부로 연장된 제1양극탭 및 제1음극탭에 보호회로 기판이 수지로 몰딩 또는 케이싱된 보호회로 부재를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 보호회로 부재는 보호회로 기판에 제2양극탭 및 제2음극탭을 더 형성하고, 상기 제2양극탭 및 제2음극탭은 수지 외부로 노출되도록 보호회로 기판을 몰딩 또는 케이싱하며, 상기 제2양극탭에는 제1양극탭을, 상기 제2음극탭에는 제1음극탭을 접속하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 보호회로 부재의 전기 접속 단계후에는 상기 상호 접속된 제1,2양극탭과, 제1,2음극탭을 대략 "L”자 또는 "U"자 형태로 벤딩하여, 상기 보호회로 부재가 파우치의 드로잉부 전방에 세워져 위치되도록 하는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 파우치형 리튬 폴리머 전지의 제조 방법.
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