KR20060103029A - 리튬 이차 전지 - Google Patents

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KR20060103029A
KR20060103029A KR1020050025169A KR20050025169A KR20060103029A KR 20060103029 A KR20060103029 A KR 20060103029A KR 1020050025169 A KR1020050025169 A KR 1020050025169A KR 20050025169 A KR20050025169 A KR 20050025169A KR 20060103029 A KR20060103029 A KR 20060103029A
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Abstract

본 발명은 내압의 증가시 파단되어 전지의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 안전 밴트를 리튬 이차 전지 케이스의 일부에 구비하는 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명의 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며, 상기 안전 밴트는 상기 측면부의 두 단변부 중 적어도 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 한다.
리튬 이차 전지, 케이스, 안전 밴트

Description

리튬 이차 전지{Li Secondary Battery}
도 1은 종래의 리튬 이차 전지의 변형을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도.
도 3b는 도 3a의 A-A' 라인에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100; 리튬 이차 전지
200, 500, 600; 리튬 이차 전지용 케이스
210, 510, 610; 측면부 211, 511, 611; 장변부
215, 515, 615; 단변부 220, 520, 620; 하면부
230, 530, 630; 안전 밴트 300; 전극 조립체
310; 제 1 전극판 315; 제 1 전극 탭
320; 제 2 전극판 325; 제 2 전극 탭
330; 세퍼레이터 340; 절연 테이프
400; 캡 조립체 410; 캡 플레이트
411; 단자 통공 412; 전해액 주입구
413; 보올 420; 단자 전극
430; 가스켓 440; 절연 플레이트
450; 단자 플레이트 460; 절연 케이스
462; 전해액 주입 통공
본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내압의 증가시 파단되어 전지의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 안전 밴트를 리튬 이차 전지 케이스의 일부에 구비하는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 상기 양극 활물질이 코팅되며 양극 탭이 연결된 양 극 전극판, 음극 활물질이 코팅되며, 음극 탭이 연결된 음극 전극판 및 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. 이때, 상기 양극 활물질은 리튬(Li)을 포함하는 복합산화물을 주성분으로 하며, 일반적으로 탄산 리튬과 산화 코발트를 1.2:1의 비율로 혼합한 후, 400℃ 내지 1000℃에서 소성하여 형성된 LiCoO2를 사용한다.
그런 다음, 상기 전극 조립체를 상기 리튬 이차 전지용 케이스에 수용하고, 상기 리튬 이차 전지용 케이스 상단에 캡 조립체를 조립하여, 상기 전극 조립체의 이탈을 방지한다.
상기 캡 조립체를 상기 리튬 이차 전지용 케이스에 조립한 후, 상기 리튬 이차 전지용 케이스에 전해액을 주입하고, 밀봉하여 리튬 이차 전지를 완성한다.
한편, 상기 리튬 이차 전지의 사용 중에 내부 압력이 과도하게 상승하는 경우, 상기 리튬 이차 전지의 폭발의 우려가 있다.
이를 해결하기 위하여, "안전 밴트"라 불리우는 안전 장치를 도입하였다.
상기 안전 밴트는 일반적으로 각형 리튬 이차 전지의 캡 플레이트 또는 리튬 이차 전지용 케이스 측면의 중앙부에 기재의 두께보다 상당히 얇게, 예를 들면, 상기 기재 두께의 40% 이하로 이루어지도록 하여, 상기 리튬 이차 전지의 내부 압력이 상승하는 경우, 파단되도록 하여, 폭발 등의 위험을 방지하는 기능을 수행한다.
도 1은 종래의 리튬 이차 전지의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 리튬 이차 전지(10)는 내부 압력의 상승시, 리튬 이차 전지용 케이스(11)가 부풀어오르는 스웰링 현상이 발생하며, 이때, 상기 스웰 링에 의한 변형률(rate of deformation)은 상기 리튬 이차 전지용 케이스(11)의 장변부의 중앙부가 상대적으로 가장 작음을 알 수 있다. 따라서, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(11) 장변부의 중앙에 안전 밴트(12)가 위치하는 경우, 상기 안전 밴트(12)의 작동이 늦은 문제점이 있다.
또한, 상기 리튬 이차 전지(10)의 제조 공정시, 공정의 용이성을 위하여 상기 리튬 이차 전지용 케이스(11)를 지그(jig) 등을 고정하고 상기 리튬 이차 전지(10)의 제조 공정을 수행하는데, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(11)의 측면에 있는 안전 밴트(12)가 상기 지그에 의하여 압력을 받아 파단되는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 안전 밴트(12)가 캡 플레이트(13)의 일부에 위치하는 경우에는 상기 안전 밴트(12)를 형성하기 위하여 별도의 공정이 추가되는 문제점이 있다. 또한, 별도의 공정 추가에 따른 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 내압의 증가시 파단되어 전지의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 안전 밴트를 리튬 이차 전지 케이스의 일부에 구비하는 리튬 이차 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부 와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며, 상기 안전 밴트는 상기 측면부의 두 단변부 중 적어도 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 안전 밴트는 상기 단변부의 상부 및 하부 모서리 중 어느 하나의 부근에 위치할 수 있다.
상기 두 단변부는 곡면으로 이루어질 수도 있다.
상기 안전 밴트의 두께는 상기 리튬 이차 전지용 케이스 두께의 10% 내지 40%인 것이 바람직하다.
상기 리튬 이차 전지용 케이스는 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며, 상기 안전 밴트는 상기 장변부의 네 꼭지점 중 어느 하나의 부근에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며, 상기 안전 밴트는 상기 하면부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 안전 밴트는 상기 하면부의 모서리 부근에 위치할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 리튬 이차 전지용 케이스(200)와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 내부에 수용되는 젤리-롤형의 전극 조립체(300)와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 상부에 결합되는 캡 조립체(400)를 포함한다.
상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)는 대략 상부가 개구된 박스(box) 형상을 가진 금속재 캔으로 이루어져 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하 다. 또한, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 일부에는 상기 리튬 이차 전지(100)에 안정성을 부여하는 안전 밴트(230)가 위치하여 있다. 상기 안전 밴트(230)는 상기 리튬 이차 전지(100)의 내부 압력이 상승하여 소정 압력 이상이 되는 경우 파단되어, 상기 리튬 이차 전지(100)에 안전성 및 신뢰성을 부여한다.
상기 전극 조립체(300)는 일반적으로 양극 탭으로 사용되는 제 1 전극 탭(315) 및 음극 탭으로 사용되는 제 2 전극 탭(325) 중 어느 하나, 예를 들면 제 1 전극 탭(315)이 부착된 제 1 전극판(310)과, 상기 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325) 중 다른 하나, 예를 들면 제 2 전극 탭(325)이 부착된 제 2 전극판(320)과, 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 사이에 개재된 세퍼레이터(330)가 권취된 형태로 이루어져, 상기 이차 전지용 케이스(210)에 수용된다. 상기 제 1 전극 탭(315) 및 제 2 전극 탭(325)이 상기 전극 조립체(300)로부터 인출되는 경계부에는 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(340)로 각각 절연되어 있다.
또한, 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320)은 서로 극성을 달리하며, 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 각각의 적어도 일면에는 양극 활물질 또는 음극 활물질이 도포되어 있다. 이때, 상기 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있다. 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 상기 제 1 전극판(310) 및 제 2 전극판(320) 중 양극 전극판으로 사용되는 전극판, 예를 들면 제 1 전극판(310)은 알루미늄(Al) 재질, 음극 전극판으로 사용되는 전극판, 예를 들면, 제 2 전극판(320)은 구리(Cu) 재질을 사용하며, 상기 세퍼레이터(330)는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 캡 조립체(400)에는 상기 이차 전지용 케이스(210)의 개구부와 대응하는 크기와 형상을 구비하는 평판형 캡 플레이트(410)가 마련되어 있다. 상기 캡 플레이트(410)의 중앙부에는 단자 통공(411)이 형성되어 있으며, 상기 캡 플레이트(410)의 일측에는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입공(412)이 형성되어 있으며, 상기 전해액 주입공(412)은 보올(413)과 결합되어 밀폐된다. 또한, 상기 캡 플레이트(410)의 아랫면에는 상기 제 1 전극판(310)으로부터 인출된 제 1 전극 탭(315)이 용접된다.
상기 단자 통공(411)에는 전극 단자(420), 예를 들면, 음극 단자가 삽입 가능하도록 위치하고 있다. 상기 전극 단자(420)의 외부면에는 상기 캡 플레이트(410)와의 전기적 절연을 위한 튜브 형상의 가스켓(430)이 설치되어 있다. 상기 캡 플레이트(410)의 아랫면에는 절연 플레이트(440)가 배치되어 있다. 상기 절연 플레이트(440) 아랫면에는 단자 플레이트(450)가 설치되어 있다.
상기 전극 단자(420)는 상기 가스켓(430)이 외주면을 감싼 상태에서 상기 단자 통공(411)을 통하여 삽입되어 있다. 상기 전극 단자(420)의 저면부는 상기 절연 플레이트(440)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(450)와 전기적으로 연결되어 있 다.
상기 단자 플레이트(450)에는 상기 전극 조립체(300)의 제 2 전극판(320)으로부터 인출된 제 2 전극 탭(325)이 용접되어 전기적으로 된다. 따라서, 상기 전극 단자(420)는 상기 전극 조립체(300)의 제 2 전극판(220)과 동일한 극성, 예를 들면, 음극을 나타낸다.
또한, 상기 전극 조립체(300)의 상면에는 상기 전극 조립체(300)와 캡 조립체(400)를 전기적으로 절연시켜 주며, 이와 동시에 상기 전극 조립체(300)의 상단부를 커버할 수 있는 절연 케이스(460)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(460)는 상기 캡 플레이트(410)의 전해액 주입구(412)와 대응하는 위치에 전해액 주입 통공(462)을 구비하여, 전해액을 주입할 수 있도록 한다. 상기 절연 케이스(460)는 절연성을 가지는 고분자 수지로써, 바람직하게는 폴리프로필렌으로 이루어지나, 본 발명의 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
한편, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 전해액을 구비한다. 상기 전해액은 충??방전시 전지 내부의 양극 및 음극에서 전기 화학적 반응에 의하여 생성되는 리튬 이온(Li Ion)의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으며, 여기서 상기 전해액 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 A-A' 라인에 따른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스(200)는 전극 조립체가 결합될 수 있도록 소정 공간을 형성하는 측면부(210)와, 상기 측면부(210)의 하부 공간을 커버하는 하면부(220)와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 일부분에 위치하는 안전 밴트(230)를 구비하는 구조로 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)는 상기 전극 조립체(300)가 결합될 수 있도록 소정 공간을 형성하는 측면부(210)와, 상기 측면부(210)의 하부에는 상기 측면부(210)의 하부 공간을 커버하는 하면부(220)가 형성되어 있으며, 상기 측면부(210)의 상부는 상기 전극 조립체(300)를 삽입하기 위하여 개구(開口)된 구조로 이루어진다.
또한, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 측면부(210)는 네 측면으로 이루어지며, 상기 네 측면은 두 개의 장변부(211)와 두 개의 단변부(215)로 구분될 수 있다. 이때, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)는 도면상에는 도시하지 않았으나, 상기 측면부(210)의 네 측면 중 서로 마주 보는 두 개의 단변부(215)가 라운드(round)진 곡면의 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 측면부(210)의 네 측면 중 서로 마주보는 두 장변부(211)는 평면 형태를 이루며, 서로 마주보는 두 단변부(215)는 라운드진 곡면의 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 안전 밴트(230)는 상기 리튬 이차 전지(100)의 내부 압력이 상승 하여 소정 압력 이상이 되는 경우 파단되어, 상기 리튬 이차 전지(100)에 안전성 및 신뢰성을 부여한다.
이러한 상기 안전 밴트(230)는 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 일부에 위치하며, 바람직하게는 상기 안전 밴트(230)는 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200) 중 상기 장변부(211)의 중앙부 이외의 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 상기 리튬 이차 전지(100)의 내부 압력이 상승하여 스웰링 현상이 발생하는 경우, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 장변부(211)의 중앙부의 변형률(rate of deformation)이 가장 작기 때문이다.
예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 안전 밴트(230)는 측면부(210)의 두 단면부(215) 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 안전 밴트(230)는 단변부(215)의 상부 및 하부 모서리 중 어느 하나의 부근에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안전 밴트(230)의 두께(t)는 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)의 두께(t')의 10% 내지 40%인 것이 바람직하다. 이는 상기 리튬 이차 전지(100)의 내부 압력이 소정 압력 이상으로 상승하는 경우, 상기 안전 밴트(230)가 파단되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200)는 소정의 금속재로 이루어지며, 상기 전극 조립체(300)의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되어 그 자체가 단자 전극의 역할을 수행하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스(500)는 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 리튬 이차 전지용 케이스(200)와 구조적으로 유사하다. 다만, 안전 밴트(530)가 리튬 이차 전지용 케이스(500)의 장변부의 네 꼭지점 중 어느 하나의 부근에 위치하는 구조만이 다르다.
보다 상세히 설명하면, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(500)는 상기 전극 조립체(300)가 결합 할 수 있도록 소정 공간을 형성하는 측면부(510) 및 상기 측면부(510)의 하부 공간을 커버하는 하면부(520)를 구비하여 상부가 개구된 형태를 이룬다. 또한, 상기 측면부(510)는 두 개의 장변부(511) 및 두 개의 단변부(515)를 구비하며, 상기 두 개의 장변부(511)의 네 꼭지점 중 어느 하나의 부근에는 안전 밴트(530)가 위치한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스를 설명하기 위한 사시도로써, 리튬 이차 전지용 케이스의 하면부에서 바라보는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지용 케이스(600)는 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 리튬 이차 전지용 케이스(200)와 구조적으로 유사하다. 다만, 안전 밴트(630)가 상기 리튬 이차 전지용 케이스(600)의 하면부(620)에 위치하는 구조만이 다르다.
보다 상세히 설명하면, 상기 리튬 이차 전지용 케이스(600)는 상기 전극 조 립체(300)가 결합 할 수 있도록 소정 공간을 형성하는 측면부(610) 및 상기 측면부(610)의 하부 공간을 커버하는 하면부(620)를 구비하여 상부가 개구된 형태를 이룬다. 또한, 상기 하면부(620)의 일부에는 상기 안전 밴트(630)가 위치하며, 바람직하게는 상기 안전 밴트(630)는 상기 리튬 이차 전지용 케이스(600) 하면부(620)의 모서리 부근에 위치할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200, 500, 600) 중 내부 압력 상승시 스웰링 현상에 의한 변형이 적은 부분에 안전 밴트(230, 530, 630)가 위치하도록 함으로써, 내부 압력 상승 시 상기 안전 밴트(230, 530, 630)의 작동이 보다 빠르게 발생할 수 있다.
또한, 상기 안전 밴트(230, 530, 630)가 상기 리튬 이차 전지용 케이스(200, 500, 600)에 위치하므로, 캡 플레이트의 일부에 위치하는 경우에 비하여 제조 비용을 절감할 수 있는 잇점이 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 내압의 증가시 파단되어 전지의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 안전 밴트를 리튬 이차 전지 케이스의 일부에 구비하는 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와;
    상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며,
    상기 안전 밴트는 상기 측면부의 두 단변부 중 적어도 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안전 밴트는 상기 단변부의 상부 및 하부 모서리 중 어느 하나의 부근에 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 두 단변부는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 안전 밴트의 두께는 상기 리튬 이차 전지용 케이스 두께의 10% 내지 40%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리튬 이차 전지용 케이스는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  6. 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와;
    상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며,
    상기 안전 밴트는 상기 장변부의 네 꼭지점 중 어느 하나의 부근에 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 안전 밴트의 두께는 상기 리튬 이차 전지용 케이스 두께의 10% 내지 40%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 리튬 이차 전지용 케이스는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  9. 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 형성하는 측면부와 상기 측면부 하부 공간을 커버하는 하면부를 구비하여 상부가 개구된 박스(box)형으로 이루어지며, 상기 측면부는 두 장변부 및 두 단변부의 네 측면으로 이루어지며, 그 일부에 적어도 하나의 안전 밴트를 구비하는 리튬 이차 전지용 케이스와;
    상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하며,
    상기 안전 밴트는 상기 하면부에 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 안전 밴트는 상기 하면부의 모서리 부근에 위치하는 것을 특징으로 하 는 리튬 이차 전지.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 안전 밴트의 두께는 상기 리튬 이차 전지용 케이스 두께의 10% 내지 40%인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 리튬 이차 전지용 케이스는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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