KR20060086719A

KR20060086719A - 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지

Info

Publication number: KR20060086719A
Application number: KR1020050007637A
Authority: KR
Inventors: 서영호
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-01
Also published as: KR100646506B1

Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캔의 장측벽 내면에 형성되는 소정 형상의 전해액홈이 전해액의 통로 또는 전해액의 유입공간의 기능을 하게 되어 젤리롤 삽입 후에도 전해액이 용이하게 주입되며, 전해액의 주입량을 증가시킬 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.

리튬 이차전지, 캔, 전해액 통로, 전해액 주입

Description

리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Can for Lithium Secondary Battery and Lithium Secondary Battery using the Same}

도 1은 종래의 리튬 이차전지의 분리 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도.

도 3a는 도 2의 캔의 평면도.

도 3b는 도 3a의 A-A 단면도.

도 3c는 도 3a에서 전해액홈의 확대평면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 횡단면도.

도 7b는 도 7a의 종단면도.

도 7c는 도 7a의 리튬 이차전지용 캔에 결합되는 캡플레이트 정면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200, 300, 400, 500, 600 - 캔

202, 302, 402, 502, 602 - 장측벽

203, 303, 403, 503, 603 - 전해액홈

204, 304, 404, 504, 604 - 단측벽

206, 306, 406, 506, 606 - 바닥

220 - 캡조립체 230 - 전극단자

240, 340 - 캡플레이트 250 - 절연플레이트

260 - 터미널플레이트

일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다.

상기 리튬 이차전지는 양극판(113), 음극판(115) 및 세퍼레이터(114)로 구성되는 전극조립체(112)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(120)로 밀봉함으로써 형성된다.

상기 캔(110)은 일반적으로 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 캔(110)의 하면(110b)은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다.

상기 전극조립체(112)는 양극판(113)과 음극판(115)사이에 세퍼레이터(114)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(113)에는 양극탭(116)이 결합되어 전극조립체(112)의 상단부로 돌출되며, 음극판(115)에는 음극탭(117)이 결합되어 전극조립체의 상단부로 돌출된다. 상기 전극조립체(112)에서 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 일반적으로 니켈 금속으로 형성된다.

상기 캡조립체(120)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(130)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(120)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.

상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에는 전극단자(130)가 삽입된다. 상기 전극단자(130)가 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(130)와 캡플레이트 (140)의 절연을 위하여 전극단자(130)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입공(142)은 상기 캡플레이트(140)의 타측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(120)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(142)은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀폐된다

상기 전극단자(130)는 상기 음극판(115)의 음극탭(117) 또는 상기 양극판(113)의 양극탭(116)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.

상기 절연플레이트(150)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(150)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널플레이트(160)가 안착되도록 터미널플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.

상기 터미널플레이트(160)는 일반적으로 Ni 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(150)의 하면에 장착된다. 상기 터미널플레이트(160)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(130)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다.

상기 터미널플레이트(160)의 일측에는 상기 음극판(1150에 결합된 음극탭 (117)이 용접되며, 캡플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(113)에 결합된 양극탭(116)이 용접된다. 상기 음극탭(117)과 양극탭(116)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며 일반적으로는 저항용접이 사용된다.

최근에 리튬 이차전지는 고용량화를 위해서 전극조립체의 전극판 면적을 증가시키게 되며, 전극조립체의 권취수가 증가되고 전극조립체의 두께가 증가되고 있다. 이렇게 전극조립체의 두께가 증가되므로 캔에 전극조립체를 삽입하는 경우에 전극조립체의 외면과 캔의 내면 사이에는 간극이 거의 없게 된다. 따라서, 전극조립체가 삽입된 캔의 상단부에 캡조립체를 용접한 후에 전해액을 주입할 때 전해액이 전극조립체를 포함하는 캔 내부로 균일하게 흘러 들어가지 않게 되므로 전해액을 주입하는 것이 어려운 문제가 있다. 또한, 전극조립체가 삽입된 캔의 내부에는 전해액이 주입될 수 있는 빈 공간이 작게 되므로 주입되는 전해액의 함량이 감소되는 문제가 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 캔의 장측벽 내면에 형성되는 소정 형상의 전해액홈이 전해액의 통로 또는 전해액의 유입공간의 기능을 하게 되어 젤리롤 삽입 후에도 전해액이 용이하게 주입되며, 전해액의 주입량을 증가시킬 수 있는 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지용 캔 은 제1극판과 제2극판 및 상기 제1극판과 제2극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 장측벽과 단측벽 및 바닥을 구비하며 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔과, 캡플레이트를 구비하며 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서, 상기 캔은 장측벽의 내면에 적어도 한 개의 전해액홈이 소정 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 전해액홈은 소정간격으로 상기 장측벽의 상단부터 하단으로 도랑(trench)형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전해액홈은 상기 장측벽의 내면에 수직방향 또는 사선방향 또는 수평방향으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전해액홈은 수평단면이 사각형 또는 삼각형 또는 호 형상이 되도록 형성될 수 있으며, 수평단면이 사각형 또는 삼각형으로 형성되는 경우에 바닥면의 하부모서리가 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해액홈은 상기 장측벽과 연결되는 상부모서리가 소정곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해액홈은 그 폭이 적어도 2mm로 형성되는 것이 바람직하며, 그 형성간격이 적어도 2mm로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 캔은 내면에 상단개구부로부터 소정 깊이로 캡플레이트안착홈이 형성되며, 상기 전해액홈은 상기 캡플레이트안착홈의 하면으로부터 형성될 수 있다. 이때, 상기 캡플레이트안착홈은 상기 캡플레이트의 두께에 상응하는 깊이로 형성되거나, 상기 캡플레이트의 하면에 상기 캔의 상단개구부에 상응하는 크기로 돌출되어 상기 캔의 상단개구부에 결합되는 캔결합부의 높이에 상응하는 깊이로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 전해액홈은 상기 장측벽 내면에 다수의 불연속적인 홈으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 전해액홈은 홈의 형상이 사각기둥 또는 삼각기둥 또는 원기둥형상 또는 반구형상으로 형성될 수 있으며, 상기 전해액홈은 사각기둥 또는 삼각기둥으로 형성되는 경우에 바닥면의 하부모서리가 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해액홈은 상기 장측벽과 연결되는 상부모서리가 소정곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해액홈은 그 폭 또는 지름이 적어도 2mm가 되도록 형성되는 것이 바람직하며, 적어도 2mm의 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 전해액홈은 캔의 장측벽 두께의 50%이내의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 리튬 이차전지는 제1극판과 제2극판 및 상기 제1극판과 제2극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 캔은 장측벽의 내면에 소정 형상의 전해액홈이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 전해액홈은 상기에서 기술된 전해액홈의 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 제1극판은 음극판으로 형성되고, 제2극판은 양극판으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다. 도 3a는 도 2의 캔의 평면도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도를 나타낸다. 도 3c는 도 3a에서 전해액홈의 확대평면도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다. 도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 횡단면도를 나타낸다. 도 7b는 도 7a의 종단면도를 나타낸다. 도 7c는 도 7a의 리튬 이차전지용 캔에 결합되는 캡플레이트 정면도를 나타낸다.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 도 2를 참조하면, 캔(200)과, 캔(200)의 내부에 수용되는 전극조립체(212)와, 상기 캔(200)의 상단개구부(200a)를 밀봉하는 캡조립체(220)를 포함하여 형성된다.

상기 캔(200)은, 도 2와 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 장측벽(202)과 단측벽(204) 및 바닥(206)을 포함하며 상단부(200a)가 개구된 대략 박스형상으로 형성되며, 상단개구부(200a)를 통해 상기 전극조립체(212)가 수용된다. 보다 상세하게는 상기 캔(200)은 폭 또는 수평방향의 변 길이가 비교적 긴 장측벽(202)과 수평방향의 변 길이가 비교적 짧은 단측벽(204)을 구비하여 측벽을 구성하게 된다. 즉, 상기 장측벽(202)은 한 쌍이 소정 간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(200)의 전면과 후면을 이루게 된다. 또한, 상기 단측벽(204)은 한 쌍이 소정간격 을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(200)의 양측면을 이루게 된다. 상기 단측벽(204)은 평면으로 형성되는 것으로 도시되었으나, 캔(200)의 종축을 기준으로 곡면으로 형성될 수 있음은 물론이며 이러한 경우에 상기 캔(200)의 수평단면은 타원형 형상을 하게 된다. 상기 바닥(206)은 상기 캔(200)의 하면을 이루게 된다. 또한, 상기 캔(200)은 각 벽이 0.2mm 내지 1.0mm의 두께로 형성되며, 바닥(206)은 일반적으로 상기 장측벽(202)과 단측벽(204)보다 큰 두께로 형성된다.

또한, 상기 캔(200)의 장측벽(202)의 내면에는 소정 형상의 전해액홈(203)이 형성된다. 보다 상세하게는 상기 전해액홈(203)은 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 상기 장측벽(202)의 상단부터 하단 즉, 바닥(206)의 상면까지 수직방향의 도랑(trench) 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 전극조립체(212)가 삽입된 캔(200)의 상단부에 캡조립체(220)를 용접한 후에 전해액을 주입할 때 상기 전해액홈(203)으로 전해액이 흐르면서 전해액의 주입이 용이하게 된다. 또한, 상기 캔(200)의 내부로 주입된 전해액은 상기 전해액홈(203) 내로 유입되므로 캔(200) 내부로 주입되는 전해액의 양이 증가된다. 상기 전해액홈(203)은 수평단면이 사각형 또는 삼각형 또는 호형상으로 형성되며 여기서 단면 형상을 한정하는 것은 아니다. 여기서 수평단면은 상기 전해액홈(203)을 캔(200)의 바닥(206)과 평행한 방향으로 절단하였을 때의 상기 전해액홈(203)의 단면을 의미한다. 또한, 상기 전해액홈(203)은 수평단면이 사각형 또는 삼각형으로 형성되는 경우에 상기 전해액홈(203)의 바닥면과 양측면에 의하여 형성되는 하부모서리(203a)가 소정 곡률을 갖도록 형성된다. 상기 캔(200)에서 상기 전해액홈(203)의 하부모서리(203a)가 곡률이 없는 정각으로 날카롭 게 형성되면, 리튬 이차전지의 사용과정에서 캔(200)이 팽창과 수축을 반복하게 되면 크랙의 시작점으로 작용할 수 있어 문제가 된다. 따라서 상기 하부모서리(203a)는 소정곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전해액홈(203)은 양측면과 상기 장측벽(202) 내면에 의하여 형성되는 상부모서리(203b)도 소정 곡률을 갖도록 형성된다. 상기 상부모서리(203b)가 정각으로 형성되면, 상부모서리(203b)가 날카롭게 되어, 전극조립체(212)의 삽입과정 또는 리튬 이차전지의 사용 중에 전극조립체(212)에 손상을 주게 되며, 전극판간 쇼트를 유발할 수 있게 된다. 여기서 정각이라 함은 소정 각도를 이루는 두 변이 직선으로 만나서 형성되는 각을 의미한다.

또한, 상기 전해액홈(203)은 그 폭이 적어도 2mm가 되도록 형성된다. 상기 전해액홈(203)의 폭이 너무 작으면, 주입되는 전해액이 전해액홈(203)에서 원활하게 흐를 수 없게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 전해액홈(203)은 적어도 2mm 간격으로 형성된다. 상기 전해액홈(203)이 형성되는 간격이 작게 되면 상기 전해액홈(203)사이에 위치하는 상기 장측벽(202)의 부분이 상기 전극조립체(212)에 국부적인 압력을 가하는 돌출부로 작용하여 전극조립체(212)에 손상을 유발할 수 있으며, 심한 경우에는 전극판간 쇼트를 유발하게 된다.

또한, 상기 전해액홈(203)은 상기 캔(200)의 장측벽(202) 두께의 50%이내의 깊이를 갖도록 형성된다. 상기 전해액홈(203)의 깊이가 상기 캔(200)의 단측벽(202) 두께의 50%보다 깊게 되면 캔의 강도가 취약해져 캔이 외부의 압력 또는 충격에 취약해지는 문제가 있으며, 사용 중에 스웰링이 쉽게 발생되는 문제가 있다.

상기 전극조립체(212)는 제1극판(215)과 제2극판(213) 및 세퍼레이터(214)를 포함한다. 상기 제2극판(213)과 제1극판(215)은 세퍼레이터(214)를 개재하여 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취될 수 있다. 상기 제2극판(213)에는 제2극탭(216)이 용접되어 있으며, 이 제2극탭(216)의 단부는 상기 전극조립체(212)의 상방으로 돌출되어 있다. 상기 제1극판(215)에도 제1극탭(217)이 용접되어 있으며, 이 제1극탭(217)의 단부도 상기 전극조립체(212)의 상방으로 돌출되어 있다. 상기 제1극판(215)은 바람직하게는 음극판으로 제2극판(213)은 양극판으로 형성되며, 반대로 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 캡조립체(220)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)와 전극단자(230)를 포함하여 구성된다. 상기 캡조립체(220)는 별도의 절연케이스(270)와 결합되어 캔(200)의 상단개구부(200a)에 결합되어 캔(200)을 밀봉하게 된다.

상기 캡플레이트(240)는 상기 캔(200)의 상단개구부(200a)에 상응하는 크기와 형상의 금속판으로 형성되며 바람직하게는 무게가 가벼운 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 형성된다. 상기 캡플레이트(240)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공4(241)가 형성되며, 일측에는 전해액주입공(242)이 형성된다. 또한, 상기 캡플레이트(240)의 상면에는 상기 장측변(240')로부터 상기 단자통공(241) 방향으로 소정형상의 가이드홈(245)이 형성된다.

상기 단자통공4(241)는 전극단자(230)보다 큰 내경을 갖도록 형성되어 상기 전극단자(230)가 삽입되며, 상기 단자통공4(241)의 내면에는 상기 전극단자(230)와 캡플레이트(240)의 절연을 위하여 가스켓튜브(246)가 조립된다.

상기 전해액주입공(242)은 상기 캡플레이트(240)의 일측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(220)가 상기 캔(200)의 상단개구부(200a)에 조립된 후 전해액주입공(242)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(242)은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀폐된다.

상기 절연플레이트(250)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 바닥판(252)과 바닥판(252)의 각 측면과 측단에서 하부로 돌출되는 측벽을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 절연플레이트(250)는 소정위치에 형성되는 단자통공5(251)를 포함하여 형성된다. 상기 절연플레이트(250)는 상기 캡플레이트(240)의 하면에 결합되며, 상기 바닥판(252)은 터미널플레이트(260)에 상응하는 면적으로 형성된다.

상기 단자통공5(251)는 상기 절연플레이트(250)와 상기 캡플레이트(240)가 결합될 때 상기 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 형성되며, 상기 전극단자(230)가 삽입된다. 상기 단자통공5(251)는 바람직하게는 상기 절연플레이트(250)의 중심으로부터 한쪽으로 치우쳐 위치된다.

상기 터미널플레이트(260)는 Ni 금속 또는 이의 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(250)의 바닥판(252) 하면에 결합된다. 상기 터미널플레이트(260)에는 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 단자통공6(261)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(230)가 삽입된다.

상기 전극단자(230)는 상기 가스켓튜브(246)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)와 단자통공5(251) 및 단자통공6(261)을 통하여 삽입되어 터미널플레이트(260)와 결합된다. 따라서 상기 캡조립체(220)에서 상기 터미널플레이트(260)는 상기 캡플레이트(240)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(230)와 전기적으로 연결된다.

상기 절연케이스(270)는 제2극탭홀(271)과 제1극탭홀(272)을 포함하여 형성되며, 상기 캡조립체(220)의 하부에 결합되어 상기 캡조립체(220)와 전극조립체(212)를 전기적으로 절연시키게 된다. 이때 상기 제2극탭(216)은 상기 제2극탭홀(271)을 통과하여 상기 캡플레이트(240)에 연결된다. 또한, 상기 제1극탭(217)은 상기 제1극탭홀(272)을 통하여 상기 터미널플레이트(260)에 연결된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(300)은, 도 4를 참조하면, 장측벽(302)과 단측벽(304) 및 바닥(306)을 포함하며 상단부(300a)가 개구된 대략 박스형상으로 형성된다. 상기 장측벽(302)은 내면에 상기 장측벽(302)의 상단부터 하단 즉 바닥(306)의 상면까지 사선방향의 도랑(trench) 형상으로 다수의 전해액홈(303)이 형성된다. 본 실시예에서의 전해액홈(303)은 전해액홈(303)이 상기 장측벽(302)의 내면에 사선방향으로 형성되는 것을 제외하고는 전체적으로 도 3a 내지 도 3c에 의한 전해액홈(203)과 동일한 형상으로 형성된다. 따라서, 여기서 본 실시예에 따른 전해액홈(303)에 대하여 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 전해액홈(303)이 형성되는 간격은 상기 전해액홈(303)의 길이 방향에 수직인 방향의 간 격을 의미하며 적어도 2mm 간격으로 형성된다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(400)은, 도 5를 참조하면, 장측벽(402)과 단측벽(404) 및 바닥(406)을 포함하며 상단부(400a)가 개구된 대략 박스형상으로 형성된다. 상기 장측벽(402)은 내면에 도랑(trench) 형상이며 수평방향으로 형성되는 다수의 전해액홈(403)이 형성된다. 본 실시예에서의 전해액홈(403)은 상기 장측벽(302)의 내면에 수평방향으로 형성되는 것을 제외하고는 전체적으로 도 3a 내지 도 3c에 의한 전해액홈(203)과 동일한 형상으로 형성된다. 따라서, 여기서 본 실시예에 따른 전해액홈(403)에 대하여 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 전해액홈(403)이 형성되는 간격은 상기 전해액홈(403)의 길이 방향에 수직인 방향 즉 상기 장측벽(402)의 수직방향에서의 간격을 의미하며 적어도 2mm 간격으로 형성된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 단면도를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(500)은, 도 6을 참조하면, 장측벽(502)과 단측벽(504) 및 바닥(506)을 포함하며 상단부(500a)가 개구된 대략 박스형상으로 형성된다. 상기 장측벽(502)은 내면에 불연속적으로 형성되는 다수의 전해액홈(503)이 형성된다. 상기 전해액홈(503)은 수직단면이 사각형 또는 삼각형 또는 원형인 사각기둥 또는 삼각기둥 또는 원기둥 또는 반구형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 그 형상을 한정하는 것은 아니다. 여기서 수직단면은 상기 단측벽(504)에 평행한 방향으로 형성되는 단면을 의미한다. 또한, 상기 전해액홈(503)은 사각기둥 또는 삼각기둥 또는 원기둥으로 형성될 때, 도 3a의 실시예에서와 마찬가지로, 하부 모서리 부분은 소정곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전해액홈(503)은 상기 장측벽(502)의 내면과 상기 전해액홈(503)의 측면에 의하여 형성되는 상부모서리 부분도 소정곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전해액홈(503)의 모서리부분이 소정 곡률을 갖도록 형성하는 이유는 도 3a의 실시예에서 설명한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략한다.

또한, 상기 전해액홈(503)은 그 폭 또는 지름이 적어도 2mm가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전해액홈(503)의 폭 또는 지름이 너무 작으면, 전해액이 표면장력 등 특성 때문에 상기 전해액홈(503)으로 원활하게 유입되는 것이 어렵게 된다. 또한, 상기 전해액홈(503)은 각 전해액홈(503)에 대하여 적어도 2mm 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전해액홈(503)이 형성되는 간격이 작게 되면 상기 전해액홈(503)사이에 위치하는 상기 장측벽(502)의 부분이 상기 전극조립체(212)에 국부적인 압력을 가하는 돌출부로 작용하여 전극조립체(212)에 손상을 유발할 수 있으며, 심한 경우에는 전극판간 쇼트를 유발하게 된다.

또한, 상기 전해액홈(503)은 상기 캔(500)의 장측벽(502) 두께의 50%이내의 깊이를 갖도록 형성된다. 상기 전해액홈(503)의 깊이가 상기 캔(500)의 장측벽 (502) 두께의 50%보다 깊게 되면 캔의 강도가 취약해져 캔이 외부의 압력 또는 충격에 취약해지는 문제가 있으며, 사용 중에 스웰링이 쉽게 발생되는 문제가 있다.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 횡단면도를 나타낸다. 도 7b는 도 7a의 종단면도를 나타낸다. 도 7c는 도 7a의 리튬 이차전지용 캔에 결합되는 캡플레이트 정면도를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(600)은, 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 장측벽(602)과 단측벽(604) 및 바닥(606)을 포함하며 상단부(600a)는 개구된 대략 박스형상으로 형성된다. 또한, 상기 캔(600)은 상단개구부(600a)의 내면에 상단개구부(600a)로부터 소정 깊이로 캡플레이트안착홈(608)이 형성된다. 상기 캡플레이트안착홈(608)은 상기 캡플레이트(240)가 상기 캔(600)의 상단개구부(600a)에 상응하는 면적으로 형성되는 경우에 상기 캡플레이트(240)의 두께에 상응하는 깊이로 형성된다. 또한, 도 7c에서 보는 바와 같이 캡플레이트(340)가 상기 캔(600)의 상단개구부(600a)에 상응하는 크기로 돌출되는 캔결합부(345)가 형성되며, 상기 캔결합부(345)가 상기 캡플레이트안착홈(608)에 결합되는 경우에, 상기 캡플레이트안착홈(608)의 깊이는 상기 캡플레이트(340)의 캔결합부(345)에 상응하는 깊이로 형성될 수 있다.

상기 전해액홈(603)은 상기 캔(600)의 장측벽(602)의 내면에서 상기 캡플레이트안착홈(608)의 하면으로부터 상기 캔(600)의 바닥(606)의 상면까지 형성된다. 상기 전해액홈(603)은 도 3a 내지 도 6에 의한 전해액홈(203, 303, 403, 503)의 형 상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명에 따른 리튬 이차전지용 캔은 내부에 소정 형상의 전해액홈이 형성됨으로써 전극조립체가 삽입된 캔의 상단부에 캡조립체를 용접한 후에 전해액을 주입될 때 전해액홈으로 전해액이 흐르면서 전해액의 주입이 용이하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 캔의 내부로 주입된 전해액이 전해액홈 내로 유입되므로 캔 내부로 주입되는 전해액의 양이 증가되어 리튬 이차전지의 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

제1극판과 제2극판 및 상기 제1극판과 제2극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 장측벽과 단측벽 및 바닥을 구비하며 상기 전극조립체가 상단개구부로 삽입되어 수용되는 캔과, 캡플레이트를 구비하며 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서,

상기 캔은 상기 장측벽의 내면에 적어도 한 개의 전해액홈이 소정 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 1항에 있어서,

상기 캔은 내면에 상단개구부로부터 소정 깊이로 캡플레이트안착홈이 형성되며, 상기 전해액홈은 상기 캡플레이트안착홈의 하면으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 2항에 있어서,

상기 캡플레이트안착홈은 상기 캡플레이트의 두께에 상응하는 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 2항에 있어서,

상기 캡플레이트는 하면에 상기 캔의 상단개구부에 상응하는 크기로 돌출되어 상기 캔의 상단개구부에 결합되는 캔결합부가 구비되며,

상기 캡플레이트안착홈은 상기 캔결합부의 높이에 상응하는 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 1항에 있어서,

상기 전해액홈은 소정간격으로 상기 장측벽의 상단부터 하단으로 도랑(trench)형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 5항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 장측벽의 내면에 수직방향 또는 사선방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 5항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 장측벽의 내면에 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 5항에 있어서,

상기 전해액홈은 수평단면이 사각형 또는 삼각형 또는 호 형상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 8항에 있어서,

상기 전해액홈은 수평단면이 사각형 또는 삼각형으로 형성되는 경우에 바닥면의 하부모서리가 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 8항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 장측벽과 연결되는 상부모서리가 소정곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 5항에 있어서,

상기 전해액홈은 그 폭이 적어도 2mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 5항에 있어서,

상기 전해액홈은 그 형성간격이 적어도 2mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 1항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 장측벽 내면에 다수의 불연속적인 홈으로 형성되는 것 을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 13항에 있어서,

상기 전해액홈은 홈의 형상이 사각기둥 또는 삼각기둥 또는 원기둥형상 또는 반구형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 13항에 있어서,

상기 전해액홈은 사각기둥 또는 삼각기둥으로 형성되는 경우에 바닥면의 하부모서리가 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 13항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 장측벽과 연결되는 상부모서리가 소정곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 13항에 있어서,

상기 전해액홈은 그 폭 또는 지름이 적어도 2mm가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 13항에 있어서,

상기 전해액홈은 적어도 2mm의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 1항에 있어서,

상기 전해액홈은 상기 캔의 장측벽 두께의 50%이내의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제 1항에 있어서,

상기 제1극판은 음극판으로 형성되고, 제2극판은 양극판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
제1극판과 제2극판 및 상기 제1극판과 제2극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,

상기 캔은 장측벽의 내면에 소정 형상의 전해액홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
제 21항에 있어서,

상기 전해액홈은 제 2항 내지 제 19항 중 어느 하나의 항에 의한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
제 21항에 있어서,

상기 제1극판은 음극판으로 형성되고, 제2극판은 양극판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.