KR20070025687A - Lithium rechargeable battery - Google Patents

Lithium rechargeable battery Download PDF

Info

Publication number
KR20070025687A
KR20070025687A KR1020050082118A KR20050082118A KR20070025687A KR 20070025687 A KR20070025687 A KR 20070025687A KR 1020050082118 A KR1020050082118 A KR 1020050082118A KR 20050082118 A KR20050082118 A KR 20050082118A KR 20070025687 A KR20070025687 A KR 20070025687A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thickness
electrode plate
secondary battery
lithium secondary
case
Prior art date
Application number
KR1020050082118A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김길호
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050082118A priority Critical patent/KR20070025687A/en
Publication of KR20070025687A publication Critical patent/KR20070025687A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Provided is a lithium secondary battery, whose casing for housing an electrode assembly shows high space utilization efficiency so that the battery has an improved capacity. The lithium secondary battery(100) comprises: an electrode assembly including a cathode plate and an anode plate disposed opposite to each other and a separator interposed between the cathode plate and the anode plate; and a casing(300) for housing the electrode assembly, wherein the casing has a larger thickness at the upper part thereof than that of the lower part thereof. Accordingly, the electrode assembly has a larger thickness at the upper part thereof than that of the lower part thereof.

Description

리튬 이차전지{Lithium rechargeable battery}Lithium rechargeable battery

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 사시도1 is a perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2b는 도 1의 우측면도2A-2B are right side views of FIG. 1

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도3A is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention

도 3b는 도 3a의 우측면도3B is a right side view of FIG. 3A

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전극판의 사시도4 is a perspective view of an electrode plate according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전극판의 사시도5 is a perspective view of an electrode plate according to a second embodiment of the present invention;

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 - 리튬 이차전지 200 - 전극조립체100-lithium secondary battery 200-electrode assembly

210 - 양극탭 220 - 음극탭210-Positive Tab 220-Negative Tab

230, 230' - 양극판 240 - 세퍼레이터230, 230 '-Bipolar Plate 240-Separator

250 - 음극판 300 - 케이스250-Negative Plate 300-Case

400 - 캡조립체 410 - 전극단자400-Cap Assembly 410-Electrode Terminal

420 - 전해액주입구 540, 540' - 양극집전체420-Electrolytic solution inlet 540, 540 '-Positive electrode current collector

545, 545' - 양극무지부 550, 550' - 양극활물질층 545, 545 '-Anode Plain 550, 550'-Anode Active Material Layer

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각형 또는 파우치형 리튬 이차전지 케이스의 상부 두께를 하부 두께보다 두껍게 형성하여 휴대폰 전지케이스에 들어맞는 구조로 제조하고, 이에 따라 전극조립체의 상부 두께를 하부 두께보다 두껍게 형성함으로써 공간낭비를 줄이고 전지의 용량을 향상시키기 위한 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, the upper thickness of the square or pouch type lithium secondary battery case is formed to be thicker than the lower thickness to manufacture a structure that fits the cell phone battery case, and thus the upper thickness of the electrode assembly By forming a thicker than the lower thickness relates to a lithium secondary battery for reducing the waste of space and improve the capacity of the battery.

리튬 이차전지로는 리튬 금속 이차전지와 리튬 이온 이차전지가 있다. 특히 리튬 이온 이차전지는 초경량이면서 무게당 에너지 밀도가 기존 전지에 비해 월등하며, 고출력 전압과 낮은 자가방전률의 특징을 가지고 있을 뿐만 아니라, 카드뮴(Cd)이나 수은(Hg)같이 환경을 오염시키는 중금속을 사용하지 않아 환경친화적이다. 따라서 노트북, 캠코더, 휴대폰 등 소형 전자제품에 많이 사용되고 있다.Lithium secondary batteries include lithium metal secondary batteries and lithium ion secondary batteries. In particular, lithium-ion secondary batteries are extremely lightweight and have a higher energy density per weight than conventional batteries, and are characterized by high output voltage and low self-discharge rate, and heavy metals such as cadmium (Cd) and mercury (Hg) that pollute the environment. It is environmentally friendly because it does not use. Therefore, it is widely used in small electronic products such as laptops, camcorders and mobile phones.

리튬 이온 이차전지는 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 나뉜다. 또한, 사용되는 전해질의 종류에 따라 액상 전해질을 사용하는 리튬 이온 이차전지와 고체 폴리머 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나뉜다. 리튬 이온 폴리머 전지는 완전고체형과 겔형으로 구분된다. Lithium ion secondary batteries are divided into cylindrical, rectangular, and pouch types according to their shape. In addition, depending on the type of electrolyte used, it is divided into a lithium ion secondary battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a solid polymer electrolyte. Lithium ion polymer batteries are divided into solid and gel types.

리튬 이온 이차전지는 통상적으로 양극판, 음극판, 세퍼레이터가 권취된 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스와, 원통형 또는 각형의 경우 상기 케이스를 밀봉하는 캡조립체를 포함하여 형성된다. 파우치형의 경우 캡조립체 대신 파우치의 일측면에 고온 고압을 가함으로써 밀봉된다. 이렇게 베어셀을 형성한 후, 보호회로를 장착하고 베어셀과 보호회로를 수지 등으로 밀봉함으로써 배터리팩을 형성한다. The lithium ion secondary battery is typically formed by including an electrode assembly in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are wound, a case accommodating the electrode assembly, and a cap assembly sealing the case in the case of a cylindrical or rectangular shape. The pouch type is sealed by applying high temperature and high pressure to one side of the pouch instead of the cap assembly. After forming the bare cell, a battery pack is formed by mounting a protection circuit and sealing the bare cell and the protection circuit with a resin or the like.

한편, 각형 또는 파우치형의 경우 휴대폰의 전원용으로 많이 사용된다. 휴대폰 전지케이스 중에는 휴대폰 전체의 외형을 고려하여 하부의 두께보다 상부의 두께가 두꺼운 형상을 하고 있는 구조가 있다. 여기서 상부는 각형의 경우 캡조립체 방향을, 파우치형의 경우 케이스의 밀봉없이 접혀있는 측의 반대방향을 가리키는 것으로 정의하기로 한다. 이 경우, 기존의 각형 또는 파우치형 전지의 베어셀은 상하부의 두께가 동일하여 베어셀을 휴대폰 전지케이스 속에 삽입했을 때, 전지케이스의 상부의 일정공간이 비게 된다. 이는 전지케이스 내부에 낭비되는 공간이 생기기 때문에 소형화에 바람직하지 않으며, 또한 전지의 용량면에서도 비효율적이라는 문제점이 있다. On the other hand, in the case of a square or pouch type is often used for power of the mobile phone. In the cell phone battery case, there is a structure in which the thickness of the upper part is thicker than the thickness of the lower part in consideration of the external appearance of the cell phone. Here, the upper part is defined as the cap assembly direction in the case of a square, and the opposite direction of the folded side without sealing the case in the case of a pouch type. In this case, the bare cell of the conventional rectangular or pouch type battery has the same thickness of upper and lower parts, and when the bare cell is inserted into the cell phone battery case, a predetermined space of the upper part of the battery case becomes empty. This is not desirable for miniaturization because of the wasted space inside the battery case, and there is also a problem that the capacity of the battery is inefficient.

본 발명은 상술한 종래의 리튬 이차전지의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휴대폰 전지케이스의 내부에 정확하게 들어맞도록 베어셀의 상하부 두께를 조정함으로써 전지케이스의 내부에 낭비되는 공간이 없도록 하고, 그에 따라 베어셀 내부에 삽입되는 전극조립체의 상부 두께가 두꺼워짐으로써 용량이 증가된 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the conventional lithium secondary battery described above, by adjusting the thickness of the upper and lower parts of the bare cell to fit exactly inside the mobile phone battery case so that there is no wasted space inside the battery case, accordingly An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having an increased capacity by increasing an upper thickness of an electrode assembly inserted into a bare cell.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬 이차전지는, 서로 대향하는 양극판과 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지 에 있어서, 상기 케이스는 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 전극조립체는 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. A lithium secondary battery of the present invention for achieving the above object is a lithium secondary battery comprising an electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate facing each other, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, a case accommodating the electrode assembly. In the case, the thickness of the upper portion is characterized in that formed thicker than the thickness of the lower portion. At this time, the electrode assembly may be formed thicker than the thickness of the upper portion.

또한, 상기 양극판에 형성된 양극활물질층과 상기 음극판에 형성된 음극활물질층은 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극판과 상기 음극판을 이루는 변들 중 권취축과 수직을 이루는 변인 가로길이는 상부의 길이가 하부의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 상기 양극판과 상기 음극판을 이루는 변들 중 권취축과 평행한 변인 세로길이는 상기 전극조립체의 외각쪽이 내각쪽 부분보다 같거나 작도록 형성될 수 있다. In addition, the positive electrode active material layer formed on the positive electrode plate and the negative electrode active material layer formed on the negative electrode plate may be formed so that the thickness of the upper portion than the thickness of the lower portion. In addition, the horizontal length of the sides forming the positive electrode and the negative electrode plate perpendicular to the winding axis may be formed longer than the length of the lower portion. In addition, the longitudinal length, which is a side parallel to the winding axis of the sides constituting the positive electrode plate and the negative electrode plate may be formed such that the outer side of the electrode assembly is less than or equal to the inner side.

또한, 상기 케이스는 상부의 두께가 하부의 두께보다 0.1~0.4mm만큼 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 상기 리튬 이차전지는 각형 또는 파우치형일 수 있다.In addition, the case may have a thickness of 0.1 to 0.4 mm thicker than the thickness of the upper portion. In addition, the lithium secondary battery may be a square or pouch type.

또한, 상기 케이스의 측면의 형상은 사다리꼴일 수 있다.In addition, the shape of the side of the case may be trapezoidal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 여기서는 설명의 편의를 위해 각형 리튬 이차전지를 중심으로 설명한다. 따라서, 본 발명은 각형 리튬 이차전지의 경우에만 한정하여 적용되는 것은 아니며, 다른 형태의 리튬 이차전지에도 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전극판은 양극판을 중심으로 설명한다. 따라서, 음극판의 경우에도 마찬가지로 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, here, for convenience of description, description will be made with respect to the square lithium secondary battery. Therefore, the present invention is not limited to the case of the rectangular lithium secondary battery, and may be applied to other types of lithium secondary batteries. In addition, the electrode plate according to the embodiment of the present invention will be described based on the positive electrode plate. Therefore, of course, the present invention can be applied to the negative electrode plate as well.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 사시도이다. 도 2a 내지 도 2a는 도 1의 우측면도이다. 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 우측면도이다. 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전극판의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전극판의 사시도이다.1 is a perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. 2A to 2A are right side views of FIG. 1. 3A is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention. 3B is a right side view of FIG. 3A. 4 is a perspective view of an electrode plate according to a first embodiment of the present invention. 5 is a perspective view of an electrode plate according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지(100)는, 전극조립체(200), 상기 전극조립체(200)를 수용하는 케이스(300), 상기 케이스(300)를 밀봉하는 캡조립체(400; 단, 파우치형의 경우에는 존재하지 않는다)를 포함하여 이루어진다. Lithium secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention, the electrode assembly 200, the case 300 for accommodating the electrode assembly 200, the cap assembly 400 for sealing the case 300; Pouch type does not exist).

상기 전극조립체(200)는, 도 3a를 참조하면, 서로 대향하는 양극판(230)과 음극판(250), 상기 양극판(230)과 음극판(250) 사이에 개재되는 세퍼레이터(240)를 포함하여 형성된다. 상기 전극조립체(200)는, 도 3b를 참조하면, 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 그 이유는 하기에서 상술한다.Referring to FIG. 3A, the electrode assembly 200 includes a positive electrode plate 230 and a negative electrode plate 250 facing each other, and a separator 240 interposed between the positive electrode plate 230 and the negative electrode plate 250. . Referring to FIG. 3B, the electrode assembly 200 is formed to have a thickness greater than that of the lower portion. The reason is detailed below.

상기 양극판(230)은, 도 4를 참조하면, 양극집전체(540)와 상기 양극집전체(540) 상에 형성된 양극활물질층(550)을 포함하여 이루어진다. 상기 양극집전체(540)의 단부에는 상기 양극활물질층(550)이 형성되지 않은 부분인 양극무지부(545)가 형성된다. 상기 양극무지부(545)에는 양극집전체(540)에 모인 전자들이 외부회로로 흘러갈 수 있도록 외부회로와 전기적으로 연결되는 양극탭(210)이 형성된다. 상기 양극집전체(540)는 전기전도도가 우수한 알루미늄(Al) 등으로 형성되고, 상기 양극탭(210) 역시 알루미늄(Al) 등으로 형성된다. 상기 양극탭(210)은 상기 양극무지부(545)에 통상적으로 초음파용접으로 용접된다. 상기 양극활물질층(550)은 리튬 이온이 흡장 또는 탈리할 수 있도록 코발트산리튬(LiCoO2)과 같은 리튬 금속 산화물에 도전재와 바인더를 혼합하여 형성한다. 또한, 상기 양극탭(210)이 양 극무지부(545)에 용접된 후에는 양극탭(210)의 이탈을 막기 위해 테이프(도면에 도시하지 않음)가 부착된다.Referring to FIG. 4, the positive electrode plate 230 includes a positive electrode current collector 540 and a positive electrode active material layer 550 formed on the positive electrode current collector 540. At the end of the cathode current collector 540, a cathode non-coating portion 545, which is a portion where the cathode active material layer 550 is not formed, is formed. The positive electrode non-coating portion 545 is formed with a positive electrode tab 210 electrically connected to the external circuit so that electrons collected in the positive electrode current collector 540 flow into the external circuit. The positive electrode current collector 540 is formed of aluminum (Al) having excellent electrical conductivity, and the positive electrode tab 210 is also formed of aluminum (Al). The positive electrode tab 210 is typically welded to the positive electrode non-coating portion 545 by ultrasonic welding. The cathode active material layer 550 is formed by mixing a conductive material and a binder with a lithium metal oxide such as lithium cobalt (LiCoO 2) so that lithium ions may be occluded or desorbed. In addition, after the positive electrode tab 210 is welded to the positive electrode plain portion 545, a tape (not shown) is attached to prevent the positive electrode tab 210 from being separated.

상기 양극판(230)은, 본 발명의 제 1실시예에 따르면(도 4참조), 상기 양극활물질층(550)은 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 상술한 바와 같이, 상기 양극판(230)의 상부는 캡조립체(400)가 위치하는 방향이고, 상기 양극판(230)의 하부는 케이스(300)의 하면이 위치하는 방향이다. 이렇게 양극활물질층(550)의 상부의 두께를 두껍게 형성함으로써 양극판(230)이 권취되었을 때 상기 전극조립체(200) 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 양극활물질층(550)의 상부가 두껍게 형성되기 때문에 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있는 공간도 증가하게 되어 결과적으로 전지의 용량이 증가한다. According to the first exemplary embodiment of the present invention (see FIG. 4), the positive electrode plate 230 is formed such that the thickness of the cathode active material layer 550 is thicker than the thickness of the lower portion. As described above, an upper portion of the positive electrode plate 230 is a direction in which the cap assembly 400 is located, and a lower portion of the positive electrode plate 230 is a direction in which a lower surface of the case 300 is located. The thickness of the upper portion of the cathode active material layer 550 is formed to be thicker so that the thickness of the upper portion of the electrode assembly 200 is thicker than the thickness of the lower portion when the anode plate 230 is wound. Since the upper portion of the cathode active material layer 550 is formed thick, the space for occluding and desorbing lithium ions also increases, resulting in an increase in battery capacity.

상기 양극판(230')은, 본 발명의 제 2실시예에 따르면(도 5참조), 상부의 가로길이가 하부의 가로길이보다 길게 형성된다. 여기서, 가로길이는 상기 양극판(230')을 이루는 변들 중 권취축과 수직을 이루는 변을 말한다. 또한, 상기 양극판(230')의 세로길이는 상기 전극조립체(200)의 권심측에서 최외각으로 갈수록 감소하도록 형성된다. 여기서, 세로길이는 상기 양극판을 이루는 변들 중 권취축과 평행한 변을 말한다. 상부의 가로길이가 길게 형성됨에 따라, 상기 양극집전체(540')에 코팅된 양극활물질층(550')의 상부의 가로길이 또한 길게 형성된다. 결과적으로 상기 양극판(230')의 세로길이는 상기 전극조립체(200)의 최외각으로 갈수록 감소된다. 이렇게 상기 양극판(230')의 가로길이가 길게 형성됨으로써 양극판(230')이 권취되었을 때 상기 전극조립체(200) 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성 된다. 양극활물질층(550')의 상부가 두껍게 형성되기 때문에 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있는 공간도 증가하게 되어 결과적으로 전지의 용량이 증가한다.According to the second embodiment of the present invention (see FIG. 5), the positive electrode plate 230 ′ is formed to have a longer horizontal length than the lower horizontal length. Here, the horizontal length refers to a side perpendicular to the winding axis of the sides constituting the bipolar plate 230 ′. In addition, the longitudinal length of the positive electrode plate 230 ′ is formed to decrease toward the outermost side from the core side of the electrode assembly 200. Here, the vertical length refers to the side parallel to the winding axis of the sides constituting the positive plate. As the upper horizontal length is formed to be long, the horizontal length of the upper part of the positive electrode active material layer 550 'coated on the positive electrode current collector 540' is also formed to be long. As a result, the longitudinal length of the positive electrode plate 230 ′ decreases toward the outermost portion of the electrode assembly 200. As such, the horizontal length of the positive electrode plate 230 ′ is long, so that the thickness of the upper portion of the electrode assembly 200 is thicker than the lower thickness when the positive electrode plate 230 ′ is wound. Since the upper portion of the positive electrode active material layer 550 ′ is formed to be thick, the space in which lithium ions can be occluded and desorbed also increases, resulting in an increase in battery capacity.

상기 음극판(250)은, 화학반응에 의해 발생한 전자를 모으는 음극집전체와, 상기 음극집전체의 상부에 형성된 음극활물질층을 포함하여 형성된다. 상기 음극집전체의 단부에는 상기 음극활물질층이 형성되지 않은 음극무지부가 형성된다. 상기 음극무지부에는 상기 음극집전체에 모인 전자들을 외부 회로로 흘러갈 수 있도록 외부 회로와 전기적으로 연결되는 음극탭(220)이 부착되어 있다. 상기 음극탭(220)이 음극무지부에서 이탈하지 않도록 음극탭(220) 위에는 테이프가 부착된다. 상기 음극집전체는 통상 전기전도도가 우수한 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 형성되며, 상기 음극탭은 통상 니켈(Ni)로 형성된다. 상기 음극활물질층은 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있도록 탄소 재료에 도전재와 바인더를 혼합하여 형성된다. The negative electrode plate 250 includes a negative electrode current collector for collecting electrons generated by a chemical reaction, and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector. An anode non-coating portion in which the anode active material layer is not formed is formed at an end of the anode current collector. The negative electrode non-coating portion has a negative electrode tab 220 electrically connected to an external circuit so that electrons collected in the negative electrode current collector may flow to an external circuit. A tape is attached on the negative electrode tab 220 so that the negative electrode tab 220 does not leave the negative electrode non-coating portion. The negative electrode current collector is usually formed of copper (Cu) or nickel (Ni) having excellent electrical conductivity, and the negative electrode tab is usually formed of nickel (Ni). The negative electrode active material layer is formed by mixing a conductive material and a binder in a carbon material so that lithium ions can be occluded and desorbed.

상기 음극판(250)은, 본 발명의 제 1실시예에 따르면, 상기 양극판(230)과 마찬가지로 상기 음극활물질층은 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 이렇게 음극활물질층의 상부가 두껍게 형성되기 때문에 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있는 공간도 증가하게 되어 결과적으로 전지의 용량이 증가한다. According to the first embodiment of the present invention, the negative electrode plate 250, as in the positive electrode plate 230, is formed such that the thickness of the negative electrode active material layer is thicker than the thickness of the lower portion. Since the upper portion of the negative electrode active material layer is formed to be thick, the space for occluding and desorbing lithium ions is also increased, resulting in an increase in battery capacity.

상기 음극판(250)은, 본 발명의 제 2실시예에 따르면, 상기 양극판(230')과 마찬가지로 상부의 가로길이가 하부의 가로길이보다 길게 형성된다. 이렇게 상기 음극판의 가로길이가 길게 형성됨으로써 음극판이 권취되었을 때 상기 전극조립체(200) 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 음극활물질층의 상부가 두껍게 형성되기 때문에 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있는 공간도 증가하게 되어 결 과적으로 전지의 용량이 증가한다.According to the second embodiment of the present invention, the negative electrode plate 250 is formed to have a longer horizontal length than the lower horizontal length similarly to the positive electrode plate 230 ′. In this way, the horizontal length of the negative electrode plate is formed to be longer, the thickness of the upper electrode assembly 200 is formed thicker than the lower thickness when the negative electrode plate is wound. Since the upper portion of the anode active material layer is formed thick, the space for lithium ions to occlude and desorb is also increased, resulting in an increase in battery capacity.

상기 세퍼레이터(240)는 양극판(230)과 음극판(250) 사이에 개재되어 상기 양극판(230)과 상기 음극판(250) 사이에 발생할 수 있는 쇼트를 방지한다. 세퍼레이터(240)는 통상적으로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 열가소성 수지로 형성되며, 그 표면은 다공막 구조로 되어 있다. 이러한 다공막 구조는, 전지 내부의 온도 상승으로 상기 열가소성 수지의 융점 근처가 되면 세퍼레이터(240)가 용융하여 공공이 막힘으로써 절연필름이 된다. 이러한 현상을 세퍼레이터의 봉공 또는 셧다운(shut down) 현상이라고 한다. 이렇게 절연필름으로 바뀜으로써 양극판(230)과 음극판(250)간의 리튬 이온의 이동이 차단되고, 더 이상의 전류가 흐르지 못하게 됨으로써 전지내부의 온도 상승이 중단된다.The separator 240 is interposed between the positive electrode plate 230 and the negative electrode plate 250 to prevent shorts that may occur between the positive electrode plate 230 and the negative electrode plate 250. The separator 240 is usually formed of thermoplastic resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and the surface thereof has a porous membrane structure. The porous membrane structure becomes an insulating film when the separator 240 melts when the temperature rises inside the battery and becomes close to the melting point of the thermoplastic resin. This phenomenon is called sealing or shutting down the separator. By switching to the insulating film as described above, the movement of lithium ions between the positive electrode plate 230 and the negative electrode plate 250 is blocked, and no further current flows, thereby stopping the temperature increase in the battery.

상기 케이스(300)는, 각형 리튬 이차전지의 경우에는 금속 재질의 캔으로 형성되고 파우치형 리튬 이차전지의 경우에는 다층막 파우치로 형성된다.The case 300 is formed of a metal can in the case of a rectangular lithium secondary battery and a multilayered film pouch in the case of a pouch-type lithium secondary battery.

먼저 각형 리튬 이차전지의 케이스(300)에 대해 설명한다. 상기 케이스(300)는, 도 1을 참조하면, 대략 직사각형 형상의 앞면과 뒷면, 대략 사다리꼴 형상의 옆면, 대략 직사각형 형상의 저면을 포함하여 형성되며, 상부는 개구되어 있다. 개구된 상부로는 상기 전극조립체(200)가 삽입된다. 또한, 상기 전극조립체(200) 사이로 함침하여 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 주는 전해액이 주입된다. 케이스(300)의 재질은 주로 가벼운 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 케이스(300)의 상부는 캡조립체(400)에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 케이스(300)는 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. 바람직하게는, 상기 케이스(300) 는 상부의 두께가 하부의 두께보다 0.1~0.4mm 만큼 두껍게 형성된다. 이는 휴대폰 전지의 케이스 규격이 상부쪽의 두께가 하부쪽의 두께보다 대략 0.1~0.4mm정도 더 두껍게 형성되기 때문이다. 다만, 본 발명에서 이러한 두께차로 수치를 한정하는 것은 아니며, 전지 케이스의 규격에 따라 다양한 두께차로 형성될 수 있음은 물론이다. 따라서, 상기 케이스(300)의 두께를 이루는 면 중 측면의 형상은 대략 사다리꼴 형상이 된다. 휴대폰 전지 케이스의 형상에 따라 일반적인 사다리꼴 형상이 될 수도 있고(도 2a 참조), 직각 사다리꼴 형상이 될 수도 있다(도 2b 참조). First, the case 300 of a rectangular lithium secondary battery will be described. Referring to FIG. 1, the case 300 includes a front surface and a rear surface of a substantially rectangular shape, a side surface of a substantially trapezoidal shape, and a bottom surface of a substantially rectangular shape, and an upper portion thereof is opened. The electrode assembly 200 is inserted into the opened upper portion. In addition, an electrolyte solution is impregnated between the electrode assemblies 200 to enable the movement of lithium ions. The material of the case 300 is mainly light aluminum (Al). The upper portion of the case 300 is sealed by the cap assembly 400, the leakage of the electrolyte is prevented. The case 300 has a thickness of an upper portion formed thicker than a thickness of a lower portion. Preferably, the case 300 has a thickness of about 0.1 mm to about 0.4 mm thicker than the thickness of the lower portion. This is because the case size of the mobile phone battery is approximately 0.1 to 0.4 mm thicker than the thickness of the lower side. However, in the present invention, the numerical value is not limited to such a thickness difference, and of course, it may be formed in various thickness differences according to the specifications of the battery case. Therefore, the shape of the side of the surface forming the thickness of the case 300 becomes a substantially trapezoidal shape. Depending on the shape of the cell phone battery case may be a general trapezoidal shape (see Fig. 2a), or may be a rectangular trapezoidal shape (see Fig. 2b).

다음으로, 파우치형 리튬 이차전지의 케이스에 대해 설명한다. 파우치형의 경우 케이스의 내부에는 호일과 이 호일을 덮는 하나 이상의 폴리머 막으로 구성된 다층막 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔 대신 사용한다. 다층막 파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다는 장점을 가진다. 다층막 파우치에서 호일을 이루는 금속으로 통상 알루미늄이 이용된다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머 막은 전해질로부터 금속 호일을 보호함과 아울러, 양극판과 음극판, 그리고 전극탭들 사이의 단락을 방지한다. 파우치형의 경우에도 상기 각형의 경우와 마찬가지로 케이스 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된다. Next, the case of the pouch type lithium secondary battery is demonstrated. In the case of a pouch type, a multilayer film pouch composed of a foil and at least one polymer film covering the foil is used instead of a metal can of a lithium ion battery. The use of a multilayer film pouch has the advantage of significantly reducing the weight of the battery than using a metal can. Aluminum is usually used as the metal forming the foil in the multilayer film pouch. The polymer film forming the inner layer of the pouch film protects the metal foil from the electrolyte and prevents a short circuit between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the electrode tabs. In the case of the pouch type, the thickness of the upper part of the case is formed thicker than that of the lower part as in the case of the square type.

상기 캡조립체(400)는, 캡 플레이트와 절연 플레이트와 터미널 플레이트 및 전극단자(410)를 포함하여 구성된다. 캡 조립체(400)는 별도의 절연케이스와 결합되어 케이스(300)의 상단 개구부에 결합되어 케이스(300)를 밀봉하게 된다. 다만, 상기 캡조립체(400)는 파우치형 리튬 이차전지에는 존재하지 않는다. 파우치형에서 는 파우치막을 접철한 부분이 이루는 한 변을 제외한 세 개 변의 가장자리부는 대개 일체로 형성되는 직사각형 파우치막을 한 변의 길이방향을 기준으로 중간을 접철하여 파우치의 상부, 하부를 이룬다. 하부에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전지셀이 수용될 수 있는 홈이 형성된다. 하부 홈 주위의 네 변 가운데 파우치막의 상하부가 밀착된 상태에서 가열 가압하여 밀봉된다.The cap assembly 400 includes a cap plate, an insulation plate, a terminal plate, and an electrode terminal 410. The cap assembly 400 is combined with a separate insulating case is coupled to the upper opening of the case 300 to seal the case 300. However, the cap assembly 400 does not exist in the pouch type lithium secondary battery. In the pouch type, the edges of the three sides except for one side formed by the folded portion of the pouch film form a top and a bottom of the pouch by folding the middle in the longitudinal direction of one side of the rectangular pouch film which is usually formed integrally. The lower portion is formed with a groove that can accommodate the battery cell through a press (press) process or the like. The upper and lower portions of the pouch film are sealed by heating and pressing in a state where the upper and lower portions of the four sides around the lower groove are in close contact.

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.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.

본 발명에 따른 리튬 이차전지에 의하면, 각형 또는 파우치형 리튬 이차전지 케이스의 상부 두께를 하부 두께보다 두껍게 형성하여 휴대폰 전지케이스에 들어맞는 구조로 제조하고, 이에 따라 전극조립체의 상부 두께를 하부 두께보다 두껍게 형성함으로써, 기존의 베어셀이 삽입되는 경우에 발생하던 전지케이스 내부의 공간낭비를 줄이고 또한 두꺼워진 전극조립체에 의해 전지의 용량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the lithium secondary battery according to the present invention, the upper thickness of the square or pouch type lithium secondary battery case is formed thicker than the lower thickness to manufacture a structure to fit the cell phone battery case, accordingly the upper thickness of the electrode assembly than the lower thickness By forming a thick, there is an effect that can reduce the wasted space in the battery case when the existing bare cell is inserted, and can also improve the capacity of the battery by the thickened electrode assembly.

Claims (8)

서로 대향하는 양극판과 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서,In a lithium secondary battery comprising an electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate facing each other, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, a case for accommodating the electrode assembly, 상기 케이스는 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The case is a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the upper portion is formed thicker than the thickness of the lower portion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전극조립체는 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The electrode assembly is a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the upper is formed thicker than the thickness of the lower. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 양극판에 형성된 양극활물질층과 상기 음극판에 형성된 음극활물질층은 상부의 두께가 하부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The positive electrode active material layer formed on the positive electrode plate and the negative electrode active material layer formed on the negative electrode plate is a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the upper portion is formed thicker than the thickness of the lower portion. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 양극판과 상기 음극판을 이루는 변들 중 권취축과 수직을 이루는 변인 가로길이는 상부의 길이가 하부의 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.Lithium secondary battery, characterized in that the horizontal length of the sides forming the positive axis and the negative electrode plate of the sides forming the vertical axis is longer than the length of the lower portion. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 양극판과 상기 음극판을 이루는 변들 중 권취축과 평행한 변인 세로길이는 상기 전극조립체의 외각쪽이 내각쪽 부분보다 같거나 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The vertical length of the sides of the positive electrode plate and the negative electrode plate parallel to the winding axis is formed so that the outer side of the electrode assembly is less than or equal to the inner side portion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 케이스는 상부의 두께가 하부의 두께보다 0.1~0.4mm만큼 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The case is a lithium secondary battery, characterized in that the thickness of the upper portion formed by 0.1 ~ 0.4mm thicker than the thickness of the lower. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리튬 이차전지는 각형 또는 파우치형인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery is a lithium secondary battery, characterized in that the square or pouch type. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 케이스의 측면 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.Side shape of the case is a lithium secondary battery, characterized in that the trapezoid.
KR1020050082118A 2005-09-05 2005-09-05 Lithium rechargeable battery KR20070025687A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082118A KR20070025687A (en) 2005-09-05 2005-09-05 Lithium rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050082118A KR20070025687A (en) 2005-09-05 2005-09-05 Lithium rechargeable battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070025687A true KR20070025687A (en) 2007-03-08

Family

ID=38099925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050082118A KR20070025687A (en) 2005-09-05 2005-09-05 Lithium rechargeable battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070025687A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7910243B2 (en) * 2007-03-28 2011-03-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer battery pack
US8668998B2 (en) 2011-01-31 2014-03-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8778526B2 (en) 2010-12-15 2014-07-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
EP3955369A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-16 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Method for manufacturing prismatic battery, and prismatic battery

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7910243B2 (en) * 2007-03-28 2011-03-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer battery pack
US8778526B2 (en) 2010-12-15 2014-07-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8668998B2 (en) 2011-01-31 2014-03-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
EP3955369A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-16 Prime Planet Energy & Solutions, Inc. Method for manufacturing prismatic battery, and prismatic battery
CN114079079A (en) * 2020-08-12 2022-02-22 泰星能源解决方案有限公司 Method for manufacturing rectangular battery and rectangular battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100719736B1 (en) Pouch type lithium rechargeable battery and method of making the same
US7935439B2 (en) Pouch type lithium secondary battery
KR101802102B1 (en) Electrode and cell having electrode
US7659014B2 (en) Electrode assembly having super-capacitor and lithium secondary battery having the same
CN101312244B (en) Electrode assembly and secondary battery using the electrode assembly
JP3822445B2 (en) Electrochemical devices
JP2013243062A (en) Battery
EP1643569A1 (en) Lithium rechargeable battery
KR100614391B1 (en) Secondary battery having jelly roll type electrode assembly
US8940428B2 (en) Separator, a lithium rechargeable battery using the same and a method of manufacture thereof
WO2014050114A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20160129571A (en) Electrode assembly and secondary battery comprising the same
US11069935B2 (en) Cell and battery
KR20080037867A (en) Electrode assembly and lithium rechargeable battery using the same and method of making lithium rechargeable battery
WO2013047515A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20040005243A (en) Battery unit and the lithium secondary battery applying the same
KR100646520B1 (en) secondary battery and method for assembling the same
KR101084079B1 (en) Rechargeable battery and electrode assembly used thereof
KR20070025687A (en) Lithium rechargeable battery
KR101174919B1 (en) Lithium rechargeable battery
KR100436714B1 (en) Prismatic type lithium secondary battery
KR101934544B1 (en) Electrochemical energy device with high energy density and method of fabricating the same
JP2002222666A (en) Lithium secondary cell
KR20080018471A (en) Rechageable battery
KR100659887B1 (en) Manufacturing method of secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application