KR20070025682A - 이차전지의 전극조립체 및 이를 구비한 이차전지 - Google Patents

이차전지의 전극조립체 및 이를 구비한 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지의 전극조립체 및 이를 구비하는 이차전지에 관한 것으로, 이차전지의 캔에 수납되는 전극조립체의 권취 단부를 고정시키는 마감테이프의 단부를 절첩시켜 형성하는 겹침부에 의해 마감테이프의 두께를 배가시킴으로써 캔에 수납된 전극조립체가 캔 내부에서의 슬립이 방지됨으로써 전지의 낙하시 내부소자의 유동으로 인한 손상을 방지하는 효과가 있다.
이차전지, 전극조립체, 마감테이프

Description

이차전지의 전극조립체 및 이를 구비한 이차전지{Electrode assembly of secondary battery and secondary battery therewith}
도 1은 종래 마감테이프가 부착된 이차전지의 전극조립체가 캔 및 캡조립체 조립되는 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전극조립체의 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 도 2에 의한 전극조립체가 캔 및 캡조립체와 조립되는 분해사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전극조립체의 사시도.
도 6은 도 5의 평면도.
도 7은 도 5에 의한 전극조립체가 캔 및 캡조립체와 조립되는 분해사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100,200 ; 이차전지 110,210 ; 전극조립체
111,211 ; 젤리롤 112,212,214 ; 마감테이프
113,213,215 ; 겹침부 120,220 ; 캔
130,230 ; 캡조립체
본 발명은 이차전지의 전극조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캔 내부에 밀착되는 상태로 수납되어 유동 발생을 방지하도록 한 이차전지의 전극조립체 및 이를 구비하는 이차전지에 관한 것이다.
소형 전자기기의 전원으로서 각종의 전지가 사용되고 있는데, 특히 휴대ㅈ전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전원으로는 소형이면서 대용량인 밀폐형 전지인 리튬 이온 이차전지 등의 전해액을 사용하는 전지가 주로 사용된다. 이러한 전해액 전지로는 원통형, 각형 구조를 갖는 전지가 일반적으로 이용되고 있다.
상기 리튬 이온 이차전지는 양극 집전체 및 음극 집전체 각각에 활성물질을 도포한 후에, 그 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 권취한 젤리롤(Jelly-Roll) 전극 조립체를 전지 케이스 내부에 수납하고 전해액을 주입하여 밀폐한 것이 사용된다. 이러한 전지에는 젤리롤을 원통형 전지 케이스 내에 수납한 원통형 전지와, 사각형의 전지 케이스 내에 수납한 각형 전지가 사용된다.
이와 같이 전지의 젤리롤은 마감 단계에서 권취된 젤리롤이 고정시키기 위하여 마감테이프를 사용하게 된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이. 이차전지(10) 전극조립체(11)를 캔(12)에 수납하여 상기 캔(12) 내부에 전해액을 주입한 후에 상기 캔(12)의 상단 입구부에 전극단자가 형성되어 있는 캡조립체(13)를 사용하여 밀봉하게 된다.
이때, 상기 전극조립체(11)는 활성물질이 도포된 양극판 및 음극판과 그 사이에 개재되는 세퍼레이터가 적층된 상태로 이들을 권취하여 젤리롤(11a)을 형성한 것으로, 상기 젤리롤(11a)의 외면을 감싸도록 마감테이프(11b)를 부착하고, 상기 마감테이프(11b)가 부착된 상기 젤리롤(11a)을 압착하여 형성된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 이차전지의 전극조립체(11)는 상기 캔(12)의 내부에 삽입시키더라도 캔(12)의 내측면에 전극조립체(11)가 밀착된 상태가 아니기 때문에 이차전지가 외부로부터 충격을 받게되면 캔(12) 내부에서 상기 전극조립체(11)가 상하 또는 전후 방향으로 유동하게 된다.
특히 부주위에 의해 이차전지가 낙하시키는 경우에 캔 내부에서 전극조립체(11)가 상하 방향으로 유동되면서 양극탭 또는 음극탭의 연결부위가 분리되거나 또는 젤리롤 전극조립체(11)가 손상되어 작동불량이 발생되는 등의 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 캔 내부에 조립되는 전극조립체를 마감하는 마감테이프를 이용하여 전극조립체를 캔 내측면에 밀착시켜 외부충격 또는 낙하시 캔 내부에서 전극조립체가 상하 또는 전후 방향으로 유동되는 것을 방지하도록 한 전극조립체를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 바의 전극조립체를 구비하는 이차전지를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이차전지의 전극조립체는 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤;및 상기 젤리롤의 외면에 부착되어 상기 젤리롤의 권취 단부를 고정시키며 적어도 1회 이상 절첩되는 겹침부를 구비하는 마감테이프를 구비하여 상기 마감테이프의 겹침부에 의해 전극조립체를 수납되는 캔의 내측면에 밀착하도록 구성되는데, 이때, 상기 마감테이프는 상기 젤리롤의 외측면을 감싸면서 상기 권취 단부를 고정시키는 젤리롤의 둘러싸면서 부착되는 마감테이프의 일단부에 상기 겹침부가 형성될 수 있고, 또는 상기 젤리롤의 권취 단부에 종방향으로 부착되는 종단부 테이프와, 상기 젤리롤의 하단부를 감싸면서 부착되는 하단부 테이프에 각각 겹침부를 형성할 수 있다. 이때, 상기 종단부 테이프는 단부를 1회 이상 절첩시켜 겸침부가 형성되고, 상기 하단부 테이프는 1회 이상 추가로 감겨지거나, 절첩시켜 겸침부가 형성된다.
또한, 본 발명에 의한 이차전지는 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤 및 상기 젤리롤의 외면에 부착되어 상기 젤리롤의 권취 단부를 고정시키며 두께가 배가된 겹침부를 구비하는 마감테이프를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 수납되며 상단이 개구된 캔 및 상기 캔의 개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하여 구성된다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 전극조립체가 캔 및 캡조립체와 조립되는 분해사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 전극조립체(110)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤(111)과, 상기 젤리롤의 외주면을 완전히 감싸면서 양단부가 부착되는 마감테이프(112)로 이루어진다.
이때, 상기 젤리롤의 외주면을 감싼 상태에서 마감테이프의 일단부를 적어도 한번 이상 접어주어 마감테이프(112)의 단부 두께를 배가시켜서 되는 겹침부(113)를 형성하는 상태로 젤리롤의 외주면에 마감테이프가 부착된다. 이러한 마감테이프의 겹침부의 두께에 의하여 젤리롤은 캔과 이격되지 않고 젤리롤이 캔의 내측면에 밀착된 상태가 되어 캔 내부에서 상하 방향 또는 전후 방향으로 젤리롤이 유동되지 않게 된다.
상기한 본 발명의 일 실시예에서는 마감테이프의 겹침부(113)가 마감테이프의 단부를 1회 접어주어 형성한 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라서 마감테이프의 단부를 2회 이상 접어주어 겹침부의 두께를 증대시킬 수 있다.
이처럼 젤리롤의 권취 종단부를 감싸는 상태로 젤리롤의 외측면에 부착되는 마감테이프의 단부의 두께를 겹침부에 의하여 배가시킴으로써 마감테이프의 두께에 의해 젤리롤과 캔 사이의 간격을 없애 캔의 내부에 삽입된 젤리롤의 유동발생을 방지하게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명 일 실시예에 의한 전극조립체를 이용한 이차전지(100)는 도 4에 도시한 바와 같이, 전극조립체(110)와, 캔(120) 및 캡조립체(130)를 구비하여 구성된다.
상기 전극조립체(110)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차적으로 적층되어 권취된 젤리롤(111) 및 상기 젤리롤(111)의 외측면을 감싸는 상태로 부착되는 마감테이프(112)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 마감테이프(112)는 단부가 절첩되는 상태로 접혀서 형성된 겹침부(113)가 형성된 상태로 상기 젤리롤(111)의 외측면에 부착된다.
상기 캔(120)은 상기 전극조립체(110)가 수납되는 것으로, 상단에는 전극조립체가 삽입되는 개구부(121)가 형성되어 있고, 상기 전극조립체가 삽입된 후에 상기 캡조립체(130)가 상기 개구부를 밀봉하게 된다.
이와 같이 상기 캔(120)의 내부에 전극조립체(110) 삽입시 상기 젤리롤(111)의 외측면을 감싸면서 단부에 겹침부(113)가 형성되어 부착된 마감테이프(112)에 의해 전극조립체(110)는 캔(120)의 내측면에 밀착된 상태로 삽입된다. 따라서 조립이 완료된 이차전지는 부주위에 의해 지면에 낙하되는 상태에서도 캔의 내부에서 상기 전극조립체가 상하 또는 전후 방향으로 유동되지 않게 되어 단자의 분리 또는 소자의 손상을 방지하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 전극조립체는 젤리롤의 외측면을 감싸는 상태로 부착되지 않고 젤리롤의 권취 단부를 고정시키거나 하단부를 감싸는 상태로 부착되는 경우에 해당된다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 이차전지의 전극조립체(210)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤(211)과, 상기 젤리롤의 최외곽 단부를 고정시키는 마감테이프로 이 루어진다. 이때, 상기 마감테이프는 젤리롤(211)의 권취가 끝나는 권취 종단선을 따라 종방향으로 부착되는 종단부 테이프(212)와, 상기 젤리롤(211)의 하면을 감싸는 상태로 부착되는 하단부 테이프(214)로 이루어진다.
여기서 본 발명의 다른 실시예에 의한 마감테이프의 종단부 테이프(212)는 권취 종단선을 따라 부착시 단부가 적어도 1회 이상을 절첩되는 상태로 접어주는 겹침부(213)를 형성하여 종단부 테이프(212)의 두께를 배가시키도록 한다.
또한, 상기 하단부 테이프(214)는 젤리롤의 하단부를 감싸는 상태로 부착되는 하단부 테이프를 적어도 1회 이상의 더 감아주는 겹침부(215)를 형성하여 결과적으로 하단부 테이프(214)의 두께를 배가시키는 것이다. 이때, 하단부 테이프도 상기 종단부 테이프와 동일하게 단부를 1회 이상 절첩시켜 겹침부를 형성할 수도 있다.
이처럼 젤리롤(211)의 권취 단부를 따라 종방향으로 부착되는 종단부 테이프(212) 또는 젤리롤의 하면을 감싸는 상태로 부탁되는 하단부 테이프(214)의 테이프의 두께를 배가시키는 겹침부(213),(215)를 형성하여 캔에 삽입된 상태에서 젤리롤과 캔의 내측면 사이에 간격을 없앰으로써 캔 내부에서 젤리롤의 유동발생을 방지하게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명 다른 실시예에 의한 전극조립체를 이용한 이차전지(200)는 도 7에 도시한 바와 같이, 전극조립체(210)와, 캔(220) 및 캡조립체(230)를 구비하여 구성된다.
상기 전극조립체(210)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차적으로 적층되어 권취된 젤리롤(211) 및 상기 젤리롤의 권취 종단부를 고정시키는 종단부 테이프(212)와, 젤리롤의 하단부를 감싸는 하단부 테이프로 이루어지는 마감테이프(214)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 마감테이프중 종단부 테이프(212)는 단부가 절첩되는 상태로 접혀서 형성된 겹침부(213)가 구비되고, 상기 하단부 테이프(214)는 1회 이상 더 감겨져 형성된 겹침부(215)를 구비하여 부착된다.
이와 같이 마감테이프(212)(214)가 부착된 젤리롤(211)로 이루어진 전극조립체(210)가 캔의 개구부(221)를 통해 내부로 삽입시 상기 젤리롤(211)은 권취 종단부에 부착된 종단부 테이프(212)와 하단부를 감싸는 상태로 부착된 하단부 테이프(214)의 겹침부(213)(215)들에 의해 상기 캔(220)의 내측면에 밀착된 상태로 삽입된다. 이때, 본 발명에 다른 실시예에서는 종단부 테이프 및 하단부 테이프에 모두 겹침부를 형성하는 것으로 설명하였으나, 어느 일측 테이프에 겹침부를 형성하는 것에 의해서도 동일한 효과를 거둘 수 있을 것이다.
따라서 조립이 완료된 이차전지는 부주위에 의해 지면에 낙하되더라도 캔의 내부에서 전극조립체가 상하 또는 전후 방향으로 유동되지 않게 되어 단자의 분리 또는 소자의 손상을 방지하게 되는 것이다.
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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전극조립체 및 이를 구비하는 이차전지는 캔 내부에 삽입된 전극조립체가 캔의 내측면과 밀착된 상태를 유지하기 때문에 외부 충격이나 낙하시 캔 내부에서 전극조립체의 상하 또는 전후 방향으로 유동되지 않게 됨으로써 양극탭 및 음극탭 단자가 분리되거나, 전극조립체를 이루는 소자의 손상을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤; 및
    상기 젤리롤의 외면에 부착되어 상기 젤리롤의 권취 단부를 고정시키며, 두께를 배가시킨 겹침부를 구비하는 마감테이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마감테이프는 상기 젤리롤의 외측면을 감싸면서 상기 권취 단부를 고정시키고, 상기 마감테이프의 단부를 적어도 1회 이상 절첩시켜 상기 겹침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마감테이프는 상기 젤리롤의 권취 단부에 종방향으로 부착되는 종단부 테이프로 구성되고, 상기 종단부 테이프의 단부가 적어도 1회 이상 절첩시켜 상기 겹침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마감테이프는 상기 젤리롤의 하단부를 감싸면서 부착되는 하단부 테이프로 구성되고, 상기 하단부 테이프는 상기 젤리롤의 하단부를 1회 이상 감겨지거 나, 또는 적어도 1회 이상 절첩시켜 겹침부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극조립체.
  5. 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 순차적으로 적층되어 권취되는 젤리롤 및 상기 젤리롤의 외면에 부착되어 상기 젤리롤의 권취 단부를 고정시키며 두께가 배가된 겹침부를 구비하는 마감테이프를 구비하는 전극조립체와;
    상기 전극조립체가 수납되며 상단이 개구된 캔; 및
    상기 캔의 개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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