KR20070047344A - 리튬 이온 2차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극 코어를 수용하기 위한 전극 코어 구역, 보호 회로를 수용하기 위한 보호 회로 구역 및 전극 코어의 전극과 보호 회로의 회로를 연결하는 터미널 리드와 인클로저를 가진 리튬 이온 2차 전지에 관한 것이다. 인클로저는 플라스틱과 같은 비전도성 물질로 구성된다. 본 발명인 리튬 전지는 인클로저 물질의 무게로 인해 가벼울 뿐만 아니라 이 비전도성은 금속 성분의 인클로저에 통상적으로 필요한 부가적 보호 특징의 필요성을 경감한다.
인클로저, 전극 코어, 터미널 리드, 전극 탭, 주입구, 전극 코어 구역, 보호회로

Description

리튬 이온 2차 전지 {Lithium ion secondary batteries}
이 출원은 중국 특허 출원 번호 200420095558.4를 갖는 2004년 11월 18일에 출원된 "리튬 이온 2차 전지"로 칭하는 중국 특허 출원을 우선권 주장한다. 이 중국 출원은 참조로서 여기에 통합된다.
본 발명은 리튬 2차 전지에 관한 것이다. 특히 리튬 이온 2차 전지의 인클로저(enclosure)에 관한 것이다.
1990년대 성공적인 발전 이래로, 리튬 이온 2차 전지는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지와 같은 전통적인 알칼리 2차 전지를 점차 대체하고 있다. 리튬 이온 2차 전지는 큰 비에너지, 큰 구동 전압, 낮은 자체 방전율, 긴 순환 라이프를 가지며, 비오염적이기 때문에 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 비디오 카메라, 디지털 카메라, 휴대용 DVD/VCD 및 MP3 플레이어와 같은 현대의 모바일 전자 미디어 및 통신 장비에 넓게 사용되고 있다.
현재, 상업용 리튬 이온 전지 팩은 보호 회로와 플라스틱 외부 용기 같은 다른 부속품들뿐만 아니라 금속 용기, 전극 코어를 수용하는 커버, 전해질로 구성된다. 이러한 종류의 배터리 팩에는 여러 단점이 있다.
첫째, 금속 용기와 그 내용물을 조립하는 것이 복잡하다. 금속 용기를 형성 하는 것은 모서리 커팅, 헹굼 및 열 건조뿐만 아니라 다수의 깊은 커트를 요구한다. 커버를 형성하기 위해 스탬핑(stamped)과 부분 주입이 요구된다. 게다가, 전극 폴과 커버를 조립하는 것 또한 다양한 과정을 요구한다. 증가된 조립의 복잡성과 함께, 금속 용기와 커버 제조의 복잡성은 복잡성, 긴 생산 사이클 및 높은 제조비용을 초래한다.
둘째, 안전 문제를 초래하는 전극 코어 및 전도 금속 용기와 커버 사이의 단락이 쉽게 일어난다. 이를 극복하기 위해서는 다양한 보호 방법이 채택되어야하는데, 그것은 또다시 전지의 복잡성 및 제조 비용을 증가시킨다.
셋째, 금속 용기, 커버 플레이트, 이들의 내용물 그리고 보충 보호 장치가 모두 전지 용기 안에 놓여야 한다. 이는 무게 및 체적을 현저하게 증가시키고, 중량 에너지 밀도와 체적 에너지 밀도를 감소시킨다. 현재 고용량, 저 경량 및 저 비용 전지를 요구함에 따라, 이 문제에 대한 긴급한 해결책이 요구된다.
넷째, 이러한 전지 구성의 내부에는 많은 내부 용접점(inter-welded spot)들이 있다. 이러한 용접점들은 음극 탭과 연결 플레이트 사이, 연결 플레이트와 커버 보드사이 그리고 양극과 커버 사이와 같은 접촉점에서 발견된다. 그것들 내부 저항과 열 및 잠재적인 문제의 출현 가능성을 증가시킬 수 있다.
이러한 종래 기술의 제한 때문에, 가볍고, 고에너지 밀도를 가지며, 제조가 단순하고, 비용이 적은 새로운 리튬 이온 2차 전지를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 고 에너지 밀도를 가진 가벼운 리튬 이온 2차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조가 쉽고 저렴한 단순한 구조를 가지는 리튬 이온 2차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 전극 코어를 수용하기 위한 전극 코어 구역 및 보호 회로를 수용하기 위한 별도의 보호 회로 구역을 가진 인클로저, 전극 코어, 보호 회로, 전해질, 및 전극 코어의 전극을 보호 회로의 회로와 연결하는 터미널 리드를 가지는 리튬 이온 2차 전지에 관한 것이다. 인클로저는 플라스틱과 같은 비전도성 물질로 만들어진다. 본 발명의 장점은 단순한 구조를 가진 본 발명의 실시예인 리튬 이온 전지가 제조가 쉽고 저렴하다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점은 가볍고 고 에너지 밀도를 가진 본 발명의 실시예인 리튬 이온 전지라는 것이다.
본 발명의 리튬 이온 2차 전지의 현재 바람직한 실시예는, 보호 회로를 수용하는 구역(compartment)(제1 구역 또는 보호 회로 코어 구역), 전극 회로를 수용하는 또 다른 별도의 구역(제2 구역 또는 전극 코어 구역)을 가지는 인클로저, 및 전해질을 포함한다. 인클로저는 하나 이상의 인클로저 커버를 가진다. 이러한 커버들은 인클로저와 구역을 감싸며, 그리고 바람직하게는 구역을 밀봉한다.
바람직한 실시예에서, 인클로저는 두 개의 커버를 가지는데, 하나는 전극 구역(제2 커버)이고, 다른 커버는 보호 회로 구역(제1 커버)이다. 인클로저의 물질(제1 비전도성 물질), 일반적으로 말해서 인클로저 커버의 물질(제2 비전도성 물질), 제1 커버의 물질(제3 비전도성 물질) 및 제2 커버의 물질(제4 비전도성 물질) 모두는 플라스틱과 같은 전기적으로 비전도성 물질로 만들 수 있다. 제1 내지 제4 전도성 물질은 폴리덴(polythene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에더리마이드(polyetherimide), 퍼플루오르 알콕시알칸(perfluoro alkoxyl alkane), 폴리아미드(polyamide) 및 폴리 탄산 에스테르(polycarbonate)에서 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 인클로저 커버와 인클로저는 홈(groove) 및 돌출 방법에 의해 결합 및 밀봉된다. 즉, 인클로저가 인클로저 커버에 의해 덮힐 때 돌출부가 홈에 삽입되도록, 인클로저가 홈 또는 돌출부를 가지는 한편, 인클로저 커버가 이에 대응하는 돌출부 또는 홈을 가진다. 전극 코어 구역과 보호 회로 구역이 별도의 제2 커버 및 제1 커버를 가지는 실시예에서는 바람직하게 제2 커버와 전극 코어 구역이 홈 및 돌출 방법에 의해 결합 및 밀봉된다. 적절하게, 제1 커버와 보호 회로 구역 또한 홈 및 돌출 방법에 의해 결합 및 밀봉된다. 바람직한 실시예에서 전극 코어 구역은 그 커버와 함께 완전하게 밀봉된다. 완벽한 밀봉을 달성하는 하나의 방법은 용접을 사용하는 것이다. 바람직한 용접 방법은 초음파 용접(ultrasonic welding) 및 고주파 용접(high frequency welding)을 포함한다. 제1 구역과 그 커버는 많은 다른 수단에 의해 연결될 수 있다. 연결 수단의 예는 기계적 연결, 용접 또는 접착이다. 바람직한 방법은 초음파 용접, 고주파 용접 또는 접착제를 사용하는 것이다.
안정성과 같은 부가적인 특징은 쉽게 인클로저에 편입된다. 예를 들어, 사출성형(injection molding)과 같은 방법에 의해 인클로저를 형성하는 동안에 압력 완화 밸브(pressure relief valve)는 커버 위나 하나 이상의 구역 위 어느 곳에나 형성될 수 있다.
실시예에서, 보호 회로는 과충전 및 과방전을 방지하기 위해 리튬 이온 2차 전지에 통상적으로 사용되는 보호 회로 보드를 포함할 수 있다. 보호 회로는 또한 회로의 과열 또는 고 전류를 막기 위해 회로를 차단 또는 스위칭하는 구성 요소를 포함할 수 있다. 보호 회로는 양극 및 음극용 접촉 탭과 연결된다.
많은 유형의 전극 코어가 사용될 수 있다. 일 실시예는 연속층에 양극 플레이트, 분리막 및 음극 플레이트를 순차적으로 적층하고 권선하여 제작되는 전극 코어를 사용한다. 일 실시예에서 양극 및 음극 플레이트는 각각 유도 전류를 발생할 수 있는 양극 탭과 음극 탭에 연결된다. 전극 코어는 보호 회로와 전기적으로 연결된다. 그 다음에 전극 코어의 양극 및 음극 탭은 양극과 음극의 터미널 리드에 의해 보호 회로의 양극 및 음극 플레이트와 전기적으로 연결된다.
상기 제2 구역과 상기 양극 및 음극의 터미널 리드의 접촉점은 고온 용융에 의해 밀봉된다. 게다가, 그것은 또한 밀봉 젤이 사용되는 전해질 내에서 안전성을 유지할 수 있는 한 밀봉 젤로 덮여질 수 있다.
전해질 주입을 위한 주입홀(주입구)은 전극 코어 구역 또는 이의 커버에 위치한다. 주입홀을 밀봉하는 것은 금속 인클로저에 일반적으로 사용되는 동일한 밀봉 매커니즘을 사용할 수 있다. 예를 들어 주입구 밀봉 부재(sealer)가 사용될 수 있다. 주입 밀봉 부재는 금속 리벳, 금속 비드(bead), 또는 플라스틱 리벳과 같은 비전도성 리벳일 수 있다. 상기 비전도성 리벳의 물질은 비전도성 물질인 폴리덴, 폴리프로필렌, 폴리에더리마이드, 퍼플루오르 알콕시 알칸, 폴리아미드 및 폴리 탄산 에스테르 중 하나 이상이 될 수 있다.
비전도성 인클로저를 가지는 본 발명의 실시예는, 금속 용기와 플라스틱 용기 모두를 포함하는 전통적인 인클로저에 비해 많은 장점을 제공한다. 그것은 단순한 구조를 가지고 있다. 이러한 종류의 비전도성 인클로저는 전통적인 전지에서 금속 용기 및 전극 코어의 보호를 위해 필요한 부가적인 특징을 대체한다. 이것은 전지 공간 및 무게를 현저하게 줄이고, 전지의 에너지 밀도를 증가시킨다. 게다가, 본 발명의 비전도성 인클로저는 조립 기술이 상당히 단순화되었다. 사출 성형과 같은 단순한 기술은 비전도성 인클로저 조립에 사용될 수 있다. 게다가 비전도성인 인클로저에서는 캐닝(canning), 분리 링의 설치, 레이저 용접과 같이 금속 성분 인클로저에 요구되던 과정이 더 이상 요구되지 않는다.
비전도성 인클로저의 사용은 또한 전지의 안정성을 개선 시킨다. 압력 완화 안전성과 같은 부가적인 특징은 비용의 증가 없이 쉽게 인클로저 위 어디에나 부가될 수 있다.
게다가 이러한 실시예는 또한 전지에 필요한 용접 점의 수를 감소시킨다. 이것은 내부 저항을 줄이고 전지의 고전류 방전 성능을 개선 시킨다.
본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적, 모습 및 장점은 첨부한 도면과 결합하여 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지의 인클로저의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지의 전극 코어의 구조도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지의 커버의 구조도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지의 또 다른 커버의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예인 리튬 이온 2차 전지의 인클로저 용기와 커버의 단면을 도시한 도면이다.
상기 도면 부호에서 1은 전극 코어 구역이고, 2는 보호 회로 구역이며, 3, 3´및 4, 4´는 양극 및 음극 터미널 리드이고, 5는 주입구이며, 6은 상기 전극 코어 구역의 커버이고, 7은 상기 보호 회로 구역의 커버이며, 8은 전극 코어이고, 9는 커버의 돌출부이며, 10은 돌출부(9)의 대응하는 홈이고, 12 및 14는 각각 양극 및 음극 전극 접촉탭이다.
이하에서는 도 1 내지 도 5에서 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 제조 방법 및 구조를 더 설명한다.
본 실시예에서, 리튬 이온 전극 코어(8)는 연속층에 양극 플레이트, 분리막 및 음극 플레이트를 순차적으로 적층하는 통상적인 방법에 의해 제조된다. 그 후 리튬 이온 전극 코어는 양극 및 음극 터미널 리드와 함께 인클로저의 전극 코어 구역에 배치 된다. 그 후에 전극 코어(8)의 양극 탭(12) 및 음극 탭(14)은 전극 코어 구역(1) 내에서 양극 터미널 리드(3) 및 음극 터미널 리드(4)와 용접에 의해 연결 된다. 그 후에 전극 코어 구역은 상기 전극 코어 구역에 형성된 대응 홈(10)에 삽입되는 돌출부(9)를 가지는 전극 코어 구역용 플라스틱 커버(6)에 의해 덮힌다. 전극 코어 구역과 그 커버는 초음파 용접에 의해 완전하게 밀봉된다. 전해질은 주입 홀 또는 주입구(5)를 통하여 주입된다. 주입 후에, 플라스틱 리벳이 전극 코어 구역의 조립을 완성하기 위해 주입홀(5)을 밀봉하는데 사용된다.
통상적인 방법을 사용하여, 보호 회로의 양극 및 음극의 접촉부분은 보호 회로 구역(2)의 양극 터미널 리드(3´)및 음극 터미널 리드(4´)의 전도 단부와 용접에 의해 연결된다. 보호 회로 구역(2)은 그 후에 보호 회로 구역의 조립을 완성하기 위해 그것의 플라스틱 커버(7)에 의해 덮히고 그리고 용접된다. 도 1에 도시된 바와 같이 조립된 리튬 이온 2차 전지는 그 후에 충전 준비가 된다.
구역들 사이에서 밀봉 유지를 보장하도록 터미널 리드를 고정하는 바람직한 방법은 다양하다. 선-제조(pre-fabrication) 방법에서는, 터미널 리드가 비전도 물질 조각에 의해 밀봉되는 중앙부분을 가지는 것에 의해 제조된다. 선-제조된 터미널 리드는 그 후에 두 구역 사이의 미리 절단된 홈(pre-cut slot) 내에 놓이고, 그곳에서 용융된다. 이 방법은 터미널 리드의 비전도성 중앙 부분은 구역과 동일한 물질로하여 전지 제조과정에서 쉽게 용융될 수 있도록 하여 밀봉과정을 단순화한다.
터미널 리드를 고정하는 또 다른 바람직한 방법은 구역들 사이에서 직접적으로 홈을 미리 절단하는 것이다(직접 절단법). 처음에 밀봉제가 홈에 첨가되고, 터미널 리드가 미리 절단된 홈 내에 삽입된 후 다시 밀봉제가 홈에 첨가된다. 이 방 법에서, 미리 절단된 홈의 위치는 선택적으로 설계될 수 있다. 도시된 바와 같이 바람직한 실시예에서는, 터미널 리드가 평평한 스트립이고, 상기 평평한 스트립은 구역들 사이에서 미리 절단된 홈에 평평하게 배치된다.
바람직한 실시예에서 사용된 터미널 리드는 전도 스트립, 전선 가닥 또는 고체 전선일 수도 있다고 이해되어야 한다. 이와 다른 바람직한 실시예에서 터미널 리드는 접촉 표면을 제공하기 위해 양 단부가 위에 평평하게 스탬핑된 고체 원형 전선이다. 둥근 터미널 리드가 선-제조 방법 또는 직접 절단법 어느 것에 의해 위치에 놓여 질 수 있다. 둥근 고체 전선을 사용하는 한가지 장점은 진동하기 쉬운 환경에서 더 나은 밀봉 유지할 수 있다는 것이다.
다른 실시예에서, 두 구역을 연결하는 터미널 리드는 직선 라인이 아니다. 일 실시예에서, "s" 파형으로 놓여 질 것이다. 아직까지 또 다른 실시예는 "L" 파형으로 놓이는 것이다. 양 경우에 밀봉은 직선 라인의 터미널 리드 배치보다 더 잘 유지될 수 있다.
본 발명은 소정의 바람직한 실시예를 참고하여 기술되었으나, 본 발명은 이러한 실시예에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 오히려 발명자의 의도는 특허청구범위에 반영된 것처럼 최대한 넓은 의미로 이해되고 해석되어야 한다. 그러므로 이러한 특허청구범위는 상술한 바람직한 실시예 뿐만 아니라 그 분야에서 지식을 가진자에게 자명한 변경 및 수정도 더 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 전극 코어를 포함하는 전극 코어 구역과 함께 인클로저, 보호 회로를 포함하는 분리된 보호 회로 구역 및 보호 회로 내 회로와 전극 코어의 전극을 연결하는 터미널 리드를 포함함으로써 제조방법이 쉽고 단순한 구조를 가지는 리튬 이온 2차 전지이다. 또한 가볍고 고에너지 밀도를 가지는 리튬 이온 전지를 제공한다.

Claims (20)

  1. 제1 구역과 제2 구역을 가지는 인클로저;
    보호 회로; 및
    전극 코어
    를 포함하며,
    상기 인클로저는 제1 비전도성 물질로 구성되고,
    상기 제1 구역은 상기 보호 회로를 수용하며,
    상기 제2 구역은 상기 전극 코어를 수용하는 리튬 이온 2차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인클로저를 위한 하나 이상의 인클로저 커버를 더 포함하며,
    상기 인클로저 커버는 제2 비전도성 물질로 구성된 리튬 이온 2차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구역을 위한 제1 커버; 및
    상기 제2 구역을 위한 제2 커버
    를 더 포함하며,
    상기 제1 커버는 제3 비전도성 물질로 구성되고,
    제2 커버는 제4 비전도성 물질로 구성된 리튬 이온 2차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 코어의 전극은 상기 보호 회로에 전기적으로 연결된 리튬 이온 2차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    터미널 리드를 더 포함하며,
    상기 전극 코어의 양극 및 음극은 상기 터미널 리드에 의해 상기 보호 회로에 연결된 리튬 이온 2차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    주입구 밀봉 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 구역은 주입구를 가지고,
    상기 주입구 밀봉 부재는 상기 주입구를 밀봉하며,
    상기 주입구 밀봉 부재는 리벳 또는 금속 비드 둘 중 하나인 리튬 이온 2차 전지.
  7. 제 3 항에 있어서,
    주입구 밀봉 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 커버는 주입구를 가지고;
    상기 주입구 밀봉 부재는 상기 주입구를 밀봉하며; 및
    상기 주입구 밀봉 부재는 리벳 또는 금속 비드인 리튬 이온 2차 전지.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 인클로저 커버 및 상기 인클로저는 홈 및 돌출 배열을 사용하여 결합 및 밀봉되는 리튬 이온 2차 전지.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 커버 및 상기 제2 구역은 홈 및 돌출 배열을 사용하여 결합 및 밀봉되는 리튬 이온 2차 전지.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 구역과 제2 구역 사이에서 밀봉이 유지되는 리튬 이온 2차 전지.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 구역과 제2 구역 사이에서 밀봉이 선-제조된(pre-fabricated) 터미널 리드를 용융시킴으로써 유지되는 리튬 이온 2차 전지.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 터미널 리드는 각 단부가 평평하게 스탬핑된 고체 전선인 리튬 이온 2 차 전지.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 터미널 리드는 제1 구역과 제2 구역을 연결하는 파형 방식으로 배치되는 리튬 이온 2차 전지.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 터미널 리드는 제1 구역과 제2 구역을 연결하는 "L" 방식으로 배치되는 리튬 이온 2차 전지.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1, 제3, 및 제4 비전도성 물질은 폴리덴(polythene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에더리마이드(polyetherimide), 퍼플루오르 알콕시 알칸(perfluoro alkoxyl alkane), 폴리아미드(polyamide) 및 폴리 탄산 에스테르(polycarbonate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 이상인 리튬 이온 2차 전지.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 리벳은 금속 리벳 또는 비전도성 리벳이고,
    상기 비전도성 리벳은 폴리덴, 폴리프로필렌, 폴리에더리마이드, 퍼플루오르 알콕시 알칸, 폴리아미드 및 폴리 탄산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 비전도성 물질로 구성된 리튬 이온 2차 전지.
  17. 제 15 항에 있어서,
    주입구 밀봉 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 구역 또는 상기 제2 커버는 주입구를 가지고,
    상기 주입구 밀봉 부재는 상기 주입구를 밀봉하며, 및
    상기 주입구 밀봉 부재는 리벳 또는 금속 비드인 리튬 이온 2차 전지.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제2 커버 및 상기 제2 구역은 홈 및 돌출 배열을 사용하여 결합 및 밀봉되는 리튬 이온 2차 전지.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 리벳은 금속 리벳 또는 비전도성 리벳이고,
    상기 비전도성 리벳은 폴리덴, 폴리프로필렌, 폴리에더리마이드, 퍼플루오르 알콕시 알칸, 폴리아미드 및 폴리 탄산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 비전도성 물질로 구성된 리튬 이온 2차 전지.
  20. 제1 구역과 제2 구역을 가지는 인클로저;
    보호 회로;
    전극 코어;
    상기 제1 구역을 위한 제1 커버;
    상기 제2 구역을 위한 제2 커버;
    터미널 리드; 및
    주입구 밀봉 부재
    를 포함하며,
    상기 제1 구역은 상기 보호 회로를 수용하고,
    상기 제2 구역은 상기 전극 코어를 수용하며,
    상기 전극 코어의 양극 및 음극은 상기 터미널 리드에 의해 상기 보호 회로와 연결되고,
    상기 인클로저는 비전도성 물질로 구성되며,
    상기 제1 커버는 제3 비전도성 물질로 구성되고,
    상기 제2 커버는 제4 비전도성 물질로 구성되고,
    상기 제2 구역 또는 상기 제2 커버는 주입구를 가지며,
    상기 주입구 밀봉 부재는 상기 주입구를 밀봉하고, 상기 주입구 밀봉 부재는 리벳 또는 금속 비드이고,
    상기 제2 커버 및 상기 제2 구역은 홈 및 돌출 배열을 사용하여 결합 및 밀봉되며,
    상기 터미널 리드는 상기 제1 구역과 상기 제2 구역을 전기적으로 연결하고 제1 구역과 제2 구역 사이에서 밀봉이 유지되며,
    상기 제1, 제3, 및 제4 비전도성 물질은 폴리덴, 폴리프로필렌, 폴리에더리마이드, 퍼플루오르 알콕시 알칸, 폴리아미드 및 폴리 탄산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 이상이고,
    상기 리벳은 금속 리벳 또는 비전도성 리벳이며, 상기 비전도성 리벳은 폴리덴, 폴리프로필렌, 폴리에더리마이드, 퍼플루오르 알콕시 알칸, 폴리아미드 및 폴리 탄산 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 비전도성 물질로 구성된 리튬 이온 2차 전지.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8691429B2 (en) * 2008-10-14 2014-04-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer battery pack and method for manufacturing the same
CA2742149C (en) * 2008-11-28 2016-07-05 Panasonic Corporation Sensor chip, biosensor system, method for measuring temperature of biological sample, method for measuring temperature of blood sample, and method for measuring concentration of analyte in blood sample
EP2211398B1 (de) * 2009-01-19 2018-01-10 Renata AG Galvanisches Element für hohe Beanspruchungen
US20100266878A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Ioxus, Inc. Prismatic polymer case for electrochemical devices
KR20110066448A (ko) * 2009-12-11 2011-06-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR101201808B1 (ko) * 2010-06-03 2012-11-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이차 전지의 전해액 주입 방법
TWI423500B (zh) * 2010-10-14 2014-01-11 Nat Univ Chin Yi Technology 使用印刷電路板電路整合鋰離子電芯模組化之結構
CN102479971B (zh) * 2010-11-30 2015-08-26 深圳市斯盛能源科技有限公司 一种锂电池及其制造方法
KR101243911B1 (ko) * 2011-03-16 2013-03-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
DE102012206075A1 (de) 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Hartschalenzellgehäuse mit Dampfsperrschicht
DE102012220386A1 (de) * 2012-11-08 2014-05-08 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Gehäusedeckplatte mit vernieteter Einfüllöffnung
US10340483B2 (en) 2014-08-26 2019-07-02 Cps Technology Holdings Llc Welding process for sealing a battery module
US10388920B2 (en) * 2014-08-26 2019-08-20 Cps Technology Holdings Llc Collar for sealing a battery module
USD764401S1 (en) * 2014-09-08 2016-08-23 Parrot Drone Battery for a remote-controlled toy
USD762566S1 (en) * 2014-09-08 2016-08-02 Parrot Drones Battery for a headphone
CN105885311A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 苏州锦腾电子科技有限公司 一种耐冲击阻燃塑胶材料及其制备方法
US11735764B2 (en) 2018-03-22 2023-08-22 Livent USA Corp. Printable lithium compositions
WO2019183361A1 (en) 2018-03-22 2019-09-26 Fmc Lithium Usa Corp. Printable lithium compositions for forming battery electrodes
US11264598B2 (en) 2018-03-22 2022-03-01 Fmc Lithium Usa Corp. Battery utilizing printable lithium
CN109604909B (zh) * 2019-01-25 2021-07-02 联动天翼新能源有限公司 一种极耳焊接定位工装
EP3942630A1 (en) 2019-03-20 2022-01-26 FMC Lithium USA Corp. Printed lithium foil and film
WO2021168063A1 (en) 2020-02-19 2021-08-26 Fmc Lithium Usa Corp. Fast charging pre-lithiated silicon anode
CN112736340B (zh) * 2020-12-30 2023-06-23 武汉富航精密工业有限公司 二次电池顶盖组件的注塑装配方法及顶盖组件
US20220255160A1 (en) * 2021-02-10 2022-08-11 Bell Textron Inc. Battery Cold Plate and Chassis with Interlocking Joints

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS461852Y1 (ko) * 1967-06-12 1971-01-22
EP0917218B1 (en) * 1997-11-05 2006-03-01 Philips Consumer Communications France A battery unit and a portable battery-operated device including such a battery unit
KR19990041759A (ko) * 1997-11-24 1999-06-15 손욱 이차전지의 캡 어셈블리
JP3899499B2 (ja) * 1998-11-18 2007-03-28 ソニー株式会社 非水電解質電池
JP3454748B2 (ja) * 1999-02-26 2003-10-06 三洋電機株式会社 パック電池
JP3221870B2 (ja) * 2000-01-07 2001-10-22 松下電器産業株式会社 電池保護回路を備えた二次電池
US6413668B1 (en) * 2000-01-10 2002-07-02 Delphi Technologies, Inc. Lithium ion battery and container
JP3614767B2 (ja) * 2000-10-20 2005-01-26 松下電器産業株式会社 電気製品の外装体形成方法
JP3653475B2 (ja) * 2001-03-29 2005-05-25 三洋電機株式会社 パック電池
JP4154456B2 (ja) * 2001-11-22 2008-09-24 三洋ジーエスソフトエナジー株式会社 リチウムイオン電池を備えた電池装置
US7338733B2 (en) * 2002-04-30 2008-03-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
CN2593373Y (zh) * 2002-11-22 2003-12-17 钟玉麟 防爆电池
JP2004319354A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd 電池パック
US7348762B2 (en) * 2003-05-01 2008-03-25 Sony Corporation Battery pack and method for producing battery pack
US20050271934A1 (en) * 2004-06-05 2005-12-08 Kiger William B Battery pack assembly

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