KR20080047153A - 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랙형 전극조립체의 측면에 구비되는 마감테이프에 관한 것이다.

그에 따른 본 발명의 기술적 과제는 마감테이프가 트랙형 전극조립체에 부착되는 위치를 조절하여 이차전지의 두께를 얇게 형성하는데 그 목적이 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 본 발명에 요지는 양극활물질층이 형성된 양극집전체의 일측단에 양극탭이 접합되어 형성된 양극판; 음극활물질층이 형성된 음극집전체의 일측단에 음극탭이 접합되어 형성된 음극판; 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터가 적층되어 권취된 트랙형 전극 조립체의 두께 범위 내에서 권취가 끝난 단부를 감싸는 마감테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지가 개시된다.

트랙형 전극조립체, 마감 테이프

Description

이차전지{secondary battery}

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 평면도이다.

도 1c는 도 1b에 케이스가 결합 된 상태인 이차전지의 평면도이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마감테이프와 트랙형 전극조립체의 분해사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100;트랙형 전극조립체

107;트랙형 전극조립체의 곡률반경이 작은 측부 중 권취가 끝난 단부

110;양극판 111;양극탭

120;음극판 121;음극탭

130;세퍼레이터

200;마감 테이프 210;접착제

300;케이스

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랙형 전극조립체의 측면에 구비되는 마감테이프에 관한 것이다.

셀루라폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 또한, 이차전지는 고밀도에너지와 고출력을 필요로 하는 하이브리드 자동차 배터리용으로도 각광받고 있으며 연구개발 및 제품생산 중에 있다.

이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다.

특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다. 상기 리튬 이차 전지는 상기 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 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.

일반적인 이차전지의 제조 과정을 설명하면, 우선 상기 양극 활물질이 형성 된 양극집전체에 양극탭이 연결된 양극판, 음극 활물질이 형성된 음극집전체에 음극탭이 연결된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. 그런 다음, 전극조립체를 압착하여 트랙(Track)형 전극조립체를 만든다. 그리고, 트랙형 전극조립체 외부표면에 마감테이프를 부착하면 이차전지가 완성된다.

이때, 마감테이프는 트랙형 전극조립체의 외측면을 두르게 감싸며 트랙형 전극조립체의 풀림을 방지한다. 그러나, 마감테이프가 트랙형 전극조립체의 외측면을 두르게 감싸면 이차전지의 두께가 증가하여, 이차전지의 용량대비 용적이 커지게 되는 문제가 있다.

상기한 문제를 해결하기 위한 의한 본 발명의 기술적 과제는 마감테이프가 트랙형 전극조립체에 부착되는 위치를 조절하여 이차전지의 두께를 얇게 형성하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이차전지는 양극활물질층이 형성된 양극집전체의 일측단에 양극탭이 접합되어 형성된 양극판; 음극활물질층이 형성된 음극집전체의 일측단에 음극탭이 접합되어 형성된 음극판; 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터가 적층되어 권취된 트랙형 전극 조립체의 두께 범위 내에서 권취가 끝난 단부를 감싸는 마감테이프를 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 마감테이프는 상기 트랙형 전극조립체를 덮는 전체 면에 접착제가 도포될 수 있다.

또한, 상기 접착제는 상기 마감테이프의 길이방향 가운데 양 측부 가장자리에 도포될 수 있다.

또한, 상기 마감테이프는 권취가 끝난 단부의 일부를 감쌀 수 있다.

또한, 상기 마감테이프의 재질은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 또는 폴리아미드 가운데 어느 하나를 선택하여 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지(SB)는 양극활물질층이 형성된 양극집전체의 일측단에 양극탭(111)이 접합되어 형성된 양극판(110), 음극활물질층이 형성된 음극집전체의 일측단에 음극탭(121)이 접합되어 형성된 음극판(120)과 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 개재된 세퍼레이터(130) 및 양극판(110)과 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)가 적층되어 권취된 트랙형 전극 조립체(100)의 두께(t) 범위 내에서 권취가 끝난 단부를 감싸는 마감테이프(200)를 포함한다.

양극판(110)은 양극집전체와 양극 활물질층으로 이루어져 있다. 양극 활물질층은 리튬을 포함하고 있는 층상화합물과, 결합력을 향상시키는 바인더, 전도성을 향상시키는 도전재로 이루어질 수 있다. 양극 집전체는 일반적으로 알루미늄이 사용되며 양극활물질층에서 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 양극활물질층을 지지 하는 역할을 하게 된다. 양극판(110)에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극무지부(미도시)가 형성되어 있으며, 양극무지부에는 양극탭(111)이 접합된다. 양극탭(111)은 일반적으로 알루미늄이나 알루미늄합금 또는 니켈이나 니켈합금이 사용되지만 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

음극판(120)은 음극집전체와 음극 활물질층으로 이루어져 있다. 상기 음극활물질층은 탄소를 함유하며 일반적으로 많이 쓰이는 하드 카본과, 혹은 흑연, 활물질입자 사이의 결합력을 향상시키는 바인더로 이루어질 수 있다. 음극 집전체는 일반적으로 구리가 사용되며 음극활물질층에 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 음극활물질층을 지지하는 역할을 하게 된다. 음극판(120)에는 음극활물질층이 형성되지 않은 음극무지부(미도시)가 형성되어 있으며, 음극무지부에는 음극탭(121)이 접합된다. 음극탭(121)은 일반적으로 알루미늄이나 알루미늄합금 또는 니켈이나 니켈합금이 사용되지만 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

세퍼레이터(130)는 양극판(110)과 음극판(120)의 사이에 개재되어 양극판(110)과 음극판(120)의 절연을 하고 양극판(110)과 음극판(120)의 이온들은 통과시킨다. 일반적으로 세퍼레이터(130)의 재질은 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만 본 발명에서 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 세퍼레이터는(130)는 전해질을 포함하거나 액상이나 겔 형태로 구성될 수 있다. 본 발명에서 전해질의 구성 형태를 한정하는 것은 아니다.

이러한 양극판(110)과 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)는 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 세퍼레이터(130)를 두고 적층한 후, 맨드릴 장치를 이용하여 권 취한다. 그런 다음, 전극조립체 일측면을 가압하면 트랙(Track)형 전극조립체(100)가 형성된다.

도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 마감테이프(200)는 트랙형 전극 조립체(100)의 두께(t) 범위 내에서 권취가 끝난 단부(107)를 감싼다. 이러한 마감테이프(200)는 권취가 끝난 단부(107)를 보호한다. 또한, 트랙형 전극조립체(100)의 두께(t) 범위내에 부착되면, 차후에 결합 되는 부재들의 크기도 줄어든다. 예를 들어 도 1c를 참조하면, 마감테이프(200)가 부착된 트랙형 전극조립체(100)가 각형 케이스(300)에 수용되었을 때, 마감테이프(200)는 트랙형 전극조립체(100)의 두께 범위 내에 부착되어 케이스(300)의 용적이 줄어든다. 이러한 마감테이프(200)를 부착한 이차전지는 파우치형 케이스 내에 수용되었을 때에도 동일한 효과를 가진다.

도 2를 참조하면, 마감테이프(200)는 트랙형 전극조립체(100)를 덮는 전체 면에 접착제(210)가 도포될 수 있다. 마감테이프(200)에 접착제(210)가 형성되어 트랙형 전극조립체(100)의 풀림을 방지한다. 또한, 접착제가(210)가 트랙형 전극조립체(100)의 측면에만 형성되어 트랙형 전극조립체의 두께 치수에는 영향을 주지 않으므로 이차전지의 크기가 줄어든다.

도 3을 참조하면, 접착제(210)는 마감테이프(200)의 길이방향 가운데 양 측부 가장자리에 도포될 수 있다. 접착제(210)가 양 측부 가장자리에 도포 되면, 트랙형 전극조립체(100)의 폭이 접착제(211)의 두께에 대한 영향을 받지 않는다. 그래서, 차후에 결합 되는 부재들의 폭도 줄어들게 된다.

도 4를 참조하면, 마감테이프(200')는 권취가 끝난 단부의 일부를 감쌀 수 있다. 마감테이프(200')가 권추가 끝난 단부의 일부를 감싸면 트랙형 전극조립체(200)의 풀림을 방지하면서 마감테이프(200')의 재료의 양은 적게 드는 이점이 있다.

또한, 마감테이프의 재질은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 또는 폴리아미드 가운데 어느 하나를 선택하여 형성될 수 있다. 이러한 재질들은 절연체이면서 열에 강하다. 또한, 구조적으로 질기며 외부로부터 충격을 흡수하는 특성이 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.

본 발명에 의한 효과는 이차전지에 부착되는 마감테이프를 사용할 때, 마감테이프가 부착되는 위치를 조절하여 이차전지의 두께를 줄이는 것에 그 효과가 있다.

또한, 트랙형 전극조립체에 접착제를 마감테이프에 도포하여 트랙형 전극조립체의 풀림을 방지하는 효과가 있다.

또한, 접착제를 마감테이프에 선택적으로 도포하여, 이차전지의 폭이 줄어드는 효과가 있다.

또한, 트랙형 전극조립체에 부착되는 마감테이프의 크기를 조절하여 마감테이프의 재료를 절감하는 효과가 있다.

또한, 내구성이 향상된 마감테이프의 재질을 선정하여 이차전지의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 양극활물질층이 형성된 양극집전체의 일측단에 양극탭이 접합되어 형성된 양극판;

   음극활물질층이 형성된 음극집전체의 일측단에 음극탭이 접합되어 형성된 음극판;

   상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터; 및

   상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터가 적층되어 권취된 트랙형 전극 조립체의 두께 범위 내에서 권취가 끝난 단부를 감싸는 마감테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마감테이프는 상기 트랙형 전극조립체를 덮는 전체 면에 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 이차전지.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착제는 상기 마감테이프의 길이방향으로 양 측부 가장자리에 도포된 것을 특징으로 하는 이차전지.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 마감테이프는 권취가 끝난 단부의 일부를 감싸는 것을 특징으로 하는 이차전지.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 마감테이프의 재질은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 또는 폴리아미드 가운데 어느 하나를 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.

Images