KR20070097144A - 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이차전지는 베어셀의 일 측면을 따라 배치된 도전성 탭의 들뜸을 방지하는 테이프와, 코어팩과 외장케이스와의 접착을 위한 테이프를 하나의 접착부재로 단일화함으로써, 작업공정을 단순화하고 작업에 드는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

Description

이차전지 {SECONDARY BATTERY}

도 1 은 종래의 각형 이차전지의 사시도,

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차전지의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 이차전지 100: 베어셀

110: 캔 130: 전극단자

200: 보호회로기판 300: 도전성 탭

400: 절연부재 700: 침수지

800: PTC소자 900: 양면접착부재

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어셀의 일 측면을 따라 배치된 도전성 탭의 들뜸을 방지하는 테이프와, 코어팩과 외장케이스와의 접착을 위한 테이프를 하나의 접착부재로 단일화함으로써, 작업공정을 단순화하고 작업에 드는 시간 및 비용을 절감한 이차전지에 관한 것이다.

통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.

이러한 리튬 이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬 이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.

도 1 은 종래의 각형 이차전지의 사시도이다.

이차전지(1)는 베어셀(100)과 보호회로기판(200)을 구비한 코어팩과, 이 코어팩을 수납하는 외장케이스(미도시)를 포함한다.

베어셀(100)은 전극조립체와, 이 전극조립체를 수용하는 캔과, 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함하여 이루어진다.

보호회로기판(200)은 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호회로가 형성된 기판이다. 이 보호회로기판(200)은 리드플레이트(210)를 통해 베어셀(100)의 두 전극과 전기 접속될 수 있다.

도면을 기준으로 베어셀(100) 하면에는 캔(110)과 다른 극성의 전극단자(130)가 돌출되어 있다. 도전성 탭(300)의 일단은 전극단자(130)에 용접되고, 캔(110)의 좁은 측면을 따라 베어셀(100) 상면까지 이어져 있다. 이 도전성 탭(300)은 일체로 형성될 수도 있으나, 통상 수 조각의 도전성 부재가 각각 용접되 어 하나의 도전성 탭(300)을 이룬다.

이 도전성 탭(300) 사이에는 PTC소자(Positive Temperature Coefficient device)(800)가 삽입 연결될 수도 있다. 이 PTC소자(800)는 전지의 고온 상승이나 과도한 충·방전 등으로 인하여 전지의 전압이 급격하게 상승하는 경우 전류의 흐름을 차단해 전지의 파열을 방지하는 역할을 한다.

도전성 탭(300)과 캔(110)의 좁은 측면 사이에는 절연부재(400)가 개재되어 도전성 탭(300)과 캔(110) 간의 단락을 방지한다.

상기 캔(110)의 넓은 측면에는 침수지(700)가 부착되어 전지가 수분에 노출되었는지 여부를 판단할 수 있게 한다.

한편, 도전성 탭(300)이 캔(110)의 상기 좁은 측면에서 들뜨는 것을 방지하기 위해, 도전성 탭(300)의 외면 및 캔(110)의 측면에 스카치테이프 같은 제 1 접착부재(500)를 부착하여 도전성 탭(300)을 고정한다.

또한, 상기 캔(110) 양쪽의 넓은 측면에는 코어팩과 외장케이스(미도시)와의 접착을 위해 양면테이프 같은 제 2 접착부재(600)를 부착한다.

이와 같이, 종래에는 제 1 접착부재(500)와 제 2 접착부재(600)가 별개로 존재하여 별개의 역할을 수행하므로, 별개의 공정을 수행하는 만큼의 시간과 비용을 소요한다.

더구나, 제 2 접착부재(600)의 경우에는 도 1 에 나타낸 바와 같이 베어셀(100) 크기에 맞게 펀칭하는 등의 가공공정이 선행되어야 하므로, 이에 따른 시간과 비용이 추가적으로 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베어셀의 일 측면을 따라 배치된 도전성 탭의 들뜸을 방지하는 테이프와, 코어팩과 외장케이스와의 접착을 위한 테이프를 하나의 접착부재로 단일화함으로써, 작업공정을 단순화하고 작업에 드는 시간 및 비용을 절감하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는,

전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡플레이트와 상기 캡플레이트와의 절연을 위해 외면에 가스켓을 위치시킨 채 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공을 통하여 설치되는 전극단자를 구비한 캡조립체를 포함하는 베어셀; 상기 전극단자에 접합되고, 상기 전극단자의 맞은 편인 상기 캔의 하면까지 상기 캔의 일 외측면을 따라 배치된 도전성 탭; 상기 베어셀과 상기 도전성 탭 사이에 위치하는 절연부재; 및 상기 도전성 탭의 외면과 상기 캔의 외측면에 상기 도전성 탭과 교차하는 방향으로 한꺼번에 부착되는 양면이 접착성 있는 양면접착부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 캔은 대략 직육면체 형상일 수도 있다.

이때, 상기 양면접착부재는 상기 캔의 적어도 3면에 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양면접착부재는 상기 캔의 넓은 측면의 1/5∼1/2에 해당하는 면적에 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도전성 탭에 PTC소자가 삽입 연결되되, 상기 양면접착부재와 겹치지 않는 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 캔의 넓은 측면에 침수지가 부착되되, 상기 양면접착부재와 겹치지 않게 또는 상기 양면접착부재 위에 부착되는 것이 바람직하다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 이차전지에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차전지의 사시도이다.

이차전지(10)는 베어셀(100)과 보호회로기판(200)을 구비한 코어팩과, 이 코어팩을 수납하는 외장케이스(미도시)를 포함한다.

베어셀(100)은 전극조립체와, 이 전극조립체를 수용하는 캔과, 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함하여 이루어진다.

전극조립체는 양극, 세퍼레이터, 음극 순으로 권취되어 있으며, 상기 양극 및 음극으로부터 양극 및 음극탭이 각각 인출되어 있다.

캔은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서, 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다.

캡조립체는 상기 캔의 상부에 결합되는 캡플레이트와, 외면에 가스켓을 위치시킨 채 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공을 통하여 설치되는 전극단자와, 상기 캡플레이트의 아랫면에 설치되는 절연플레이트와, 상기 절연플레이트의 아랫면에 설치되어 상기 전극단자와 통전되는 단자플레이트를 포함한다.

상기 양극탭은 상기 캡플레이트 및 캔과 전기적으로 연결되며, 상기 음극탭은 상기 단자플레이트를 통하여 전극단자와 전기적으로 연결된다. 다만, 상기 양극 및 음극은 극성을 달리하여 설계될 수도 있다.

도 2 에서는 상기한 베어셀(100)이 상·하가 뒤바뀐 상태로 도시되었다.

보호회로기판(200)은 수지로 이루어진 판넬에 보호회로가 형성되어 이루어진다. 보호회로는 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 회로를 말하며, 접속단자와 전기 접속되어 있다. 이 접속단자는 리드플레이트(210)를 통해 베어셀(100)의 두 전극과 전기 접속된다.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 상기한 베어셀(100)과, 이 베어셀(100)의 전극단자(130)에 접합되고, 이 전극단자(130)의 맞은 편인 상기 캔(110)의 하면(도면에서는 상면)까지 캔(110)의 일 외측면을 따라 배치된 도전성 탭(300)과, 베어셀(100)과 도전성 탭(300) 사이에 위치하는 절연부재(400)와, 도전성 탭(300)의 외면과 캔(110)의 외측면에 상기 도전성 탭(300)과 교차하는 방향으로 한꺼번에 부착되는 양면이 접착성 있는 양면접착부재(900)를 포함한다.

본 실시예에서 캔(110)은 대략 직육면체 형상을 갖고 있지만, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

도전성 탭(300)은 캔(110)의 좁은 측면을 따라 배치되는 것이 바람직한데, 이는 캔(110)의 넓은 측면에 형성되면 외장케이스의 내면과 간섭이 일어나기 때문이다. 도전성 탭(300)과 캔(110)의 좁은 측면 사이에는 절연부재(400)가 개재되어 도전성 탭(300)과 캔(110) 간의 단락을 방지한다.

종래에는, 도전성 탭(300)이 캔(110)의 일 측면에서 들뜨는 것을 방지하기 위한 테이프와, 코어팩과 외장케이스(미도시)와의 접착을 위한 테이프가 별개로 존재하여 별개의 역할을 수행하므로, 별개의 공정을 수행하는 만큼의 시간과 비용을 소요하였으나, 본 발명에서는 상기 두 테이프를 하나의 양면접착부재(900)로 대체하였다.

또한, 이 양면접착부재(900)는 특별한 형상을 요하지 않아 펀칭 등의 가공공정이 선행될 필요도 없어, 작업 시간 및 비용이 추가적으로 절감된다.

이러한 양면접착부재(900)는 상기 캔(110)의 적어도 3면에 부착되는 것이 바람직하다. 즉, 캔(110) 한쪽의 넓은 측면에서 시작하여 도전성 탭(300)이 위치하는 캔의 좁은 측면을 거쳐 반대쪽 넓은 측면에 이르기까지 한번에 부착되는 것이 바람직하다. 이는 양면접착부재(900)가, 도전성 탭(300)이 캔(110)의 좁은 측면에서 들뜨는 것을 방지하기 위한 접착부재로서의 역할뿐만 아니라, 코어팩과 외장케이스와의 접착을 위한 접착부재로서의 역할도 동시에 수행하기 때문이다.

또한, 양면접착부재(900)는 상기 캔(110)의 넓은 측면의 1/5∼1/2에 해당하는 면적에 부착된 것이 바람직하다. 양면접착부재(900)가 캔(110)의 넓은 측면의 1/5보다 작은 면적에 부착되는 경우에는, 코어팩과 외장케이스와의 접착부재로서의 역할에 충실치 못하게 된다. 또한, 양면접착부재(900)가 캔(110)의 넓은 측면의 1/2보다 큰 면적에 부착되는 경우에는, 재료비 증가 차원에서 적절치 못하고, 하기하는 바와 같이 PTC소자(800) 등과의 부품과 겹치는 문제가 발생할 수 있기 때문이 다.

또한, 상기 양면접착부재(900)로는 양면테이프 등이 사용될 수도 있다.

도면을 계속해서 보면, 상기 도전성 탭(300)에 PTC소자(800)가 삽입 연결되되, 이 PTC소자(800)는 상기 양면접착부재(900)와 겹치지 않는 부분에 위치한다. PTC소자(800)는 전지의 고온 상승이나 과도한 충·방전 등으로 인하여 전지의 전압이 급격하게 상승하는 경우 전류의 흐름을 차단해 전지의 파열을 방지하는 역할을 한다. PTC소자(800)는 제 1 도전부와 제 2 도전부 사이에 PTC본체부가 개재된 구성을 갖는다. 이 PTC본체부는 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 제조되며, 결정성 고분자의 신축에 따라 전류의 흐름이 제어된다. 따라서, PTC본체부의 신축을 방해하지 않기 위해, PTC소자(800)는 상기 양면접착부재(900)와 겹치지 않는 부분에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 캔(110)의 넓은 측면에 침수지(700)가 부착되되, 상기 양면접착부재(900)와 겹치지 않게 또는 상기 양면접착부재(900) 위에 부착되는 것이 바람직하다. 침수지(700)는 전지가 수분에 노출되었는지 여부를 판단할 수 있게 해주는 부품이다. 이러한 침수지(700) 위에 상기 양면접착부재(900)가 부착된다면, 침수지(700)가 수분에 접촉하는 것을 양면접착부재(900)가 막게 되기 때문이다.

도면을 참조하면, 보호회로기판(200)의 접속단자가 리드플레이트(210)을 통해 각각 상기 도전성 탭(300)과 상기 캔(110)에 전기 접속되어 있다. 이 보호회로기판(200)은 상기 캡조립체(또는 전극단자)의 맞은 편인 캔(110)의 하방(도면에서는 상방)에 위치하여 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않는다.

이러한 베어셀(100), 절연부재(400), 도전성 탭(300), 양면접착부재(900) 및 보호회로기판(200)은 외장케이스(미도시)에 의해 전부 수납될 수 있으며, 외장케이스의 내면은 상기 양면접착부재(900)의 외면에 부착된다.

본 발명에 따른 이차전지에 의하면, 베어셀의 일 측면을 따라 배치된 도전성 탭의 들뜸을 방지하는 테이프와, 코어팩과 외장케이스와의 접착을 위한 테이프를 하나의 접착부재로 단일화함으로써, 작업공정을 단순화하고 작업에 드는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (11)

1. 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡플레이트와 상기 캡플레이트와의 절연을 위해 외면에 가스켓을 위치시킨 채 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공을 통하여 설치되는 전극단자를 구비한 캡조립체를 포함하는 베어셀;

   상기 전극단자에 접합되고, 상기 전극단자의 맞은 편인 상기 캔의 하면까지 상기 캔의 일 외측면을 따라 배치된 도전성 탭;

   상기 베어셀과 상기 도전성 탭 사이에 위치하는 절연부재; 및

   상기 도전성 탭의 외면과 상기 캔의 외측면에 상기 도전성 탭과 교차하는 방향으로 한꺼번에 부착되는 양면이 접착성 있는 양면접착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캔은 대략 직육면체 형상인 것을 특징으로 하는 이차전지.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 양면접착부재는 상기 캔의 적어도 3면에 부착된 것을 특징으로 하는 이차전지.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 양면접착부재는 상기 캔의 넓은 측면의 1/5∼1/2에 해당하는 면적에 부착된 것을 특징으로 하는 이차전지.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 도전성 탭에 PTC소자가 삽입 연결되되, 상기 양면접착부재와 겹치지 않는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 도전성 탭은 상기 캔의 좁은 측면을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 캔의 넓은 측면에 침수지가 부착되되, 상기 양면접착부재와 겹치지 않게 또는 상기 양면접착부재 위에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전성 탭과 상기 캔에 각각 전기 접속되는 두 단자를 갖는 보호회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 보호회로기판은 상기 캡조립체의 맞은 편인 상기 캔의 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 베어셀, 상기 절연부재, 상기 도전성 탭, 상기 양면접착부재 및 상기 보호회로기판을 전부 수납하되, 그 내면이 상기 양면접착부재의 외면에 부착되는 외장케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 양면접착부재는 양면테이프인 것을 특징으로 하는 이차전지.

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