KR20080064285A - 안전성이 향상된 이차전지 - Google Patents
안전성이 향상된 이차전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080064285A KR20080064285A KR1020070001015A KR20070001015A KR20080064285A KR 20080064285 A KR20080064285 A KR 20080064285A KR 1020070001015 A KR1020070001015 A KR 1020070001015A KR 20070001015 A KR20070001015 A KR 20070001015A KR 20080064285 A KR20080064285 A KR 20080064285A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode plate
- positive electrode
- secondary battery
- positive
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
- H01M50/529—Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
본 발명은 안전성이 향상된 이차전지에 관한 것이다. 본 발명의 안전성이 향상된 이차전지는, 세퍼레이터를 사이에 두고 양극판과 음극판이 서로 교호되게 적층되고, 상기 양극판과 상기 음극판으로부터 연장되는 양극 탭부재와 음극 탭부재가 동일한 방향으로 배치되지 않은 구조를 가진 이차전지에 있어서, 상기 이차전지에 가해지는 외력에 의해 쇼트 현상을 줄이기 위하여, 상기 양·음극 탭부재와 상기 양·음극 탭부재와 연결된 상기 각 극판들의 일부분이 함께 유동될 수 있도록 하는 유동성 확보 수단을 포함한다.
이차전지, 양극판, 음극판, 탭부재, 유동
Description
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 이차전지의 전지셀을 나타내는 분해 사시도.
도 2는 종래의 이차전지의 내부구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 3a 및 도 3b는 종래의 이차전지의 리드가 충격을 받았을 때의 이동 상태를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 전지셀을 나타내는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 내부구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 6a 및 6b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 탭부재가 충격을 받았을 때의 이동 상태를 나타내는 부분 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 적층구조가 변형된 전지셀을 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 전지셀을 나타내는 분해 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 내부구조를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 10a 및 10b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 탭부재가 충격을 받았을 때의 이동 상태를 나타내는 부분 사시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 적층구조가 변형된 전지셀을 나타내는 평면도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 이차전지 110, 210 : 전지셀
120, 220 : 양극판 121 : 제1 양극 유동홈
122 : 제2 양극 유동홈 130, 230 : 세퍼레이터
140, 240 : 음극판 141 : 제1 음극 유동홈
142 : 제2 음극 유동홈 221 : 제1 양극 유동공간부
222 : 제2 양극 유동공간부 241 : 제1 음극 유동공간부
242 : 제2 음극 유동공간부 150, 250 : 리드
152, 252 : 양극 탭부재 154, 254 : 음극 탭부재
160, 260 : 파우치
본 발명은 안전성이 향상된 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부충격으로 인하여 변형되는 리드와 전극판이 함께 움직이도록 하여 쇼트를 방지함으로써 안전성이 향상된 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지(secondary battery)라 함은 충전과 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 캠코더 등 휴대용 전자기기 분야뿐만 아니라, 무정전 전원공급장치, 전기 자전거, 전동 휠체어, 전기 자동차 등의 고출력 및 대용량을 요구하는 분야에 이르기까지 점점 그 사용범위가 확대되고 있는 추세이다.
이러한 이차전지는 전극 조립체를 수용하는 캔의 형상에 따라 원통형과, 각형, 파우치형으로 구분된다. 본 발명은 파우치형의 이차전지에 관한 것으로서, 파우치형 이차전지의 경우 박형 형태의 전지 형상을 가지며, 스택킹(stacking) 구조로 이루어져 전지의 방열 특성이 기존 원통형 전지나 각형 전지에 비하여 우수한 특성이 있다.
이와 같은 이차전지가 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 이차전지(1)는 전지셀(10)과, 전지셀(10)의 각 극판(20)(40)에 부착된 리드(50)를 구비한다. 부가적으로, 이차전지(1)는 파우치(60)를 이용하여 전지셀(10)을 감싸고, 전해질이 주입되어 밀폐되어 제조된다.
상기 전지셀(10)은 양극판(20)과, 음극판(40) 및 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(30)로 이루어져 있다. 전지셀(10)은 양극판(20), 세퍼레이터(30), 음극판(40) 순으로 배치된 상태에서 젤리-롤형(jell-roll type)으로 와인딩되거나, 다수장의 적층형(stack type)으로 라미네이팅 되어 있다.
상기 전지셀(10)에는 각 극판(20)(40)과 전기적으로 연결된 리드(50)가 전지셀(10)을 감싼 파우치(60)의 외부로 인출되어있다. 리드(50)는 'ㅡ'자 형으로 전지셀(10)과 연결되어 사용된다.
한편, 전지셀(10)의 양극판(20)과 음극판(40)은 서로 대칭되도록 적층된다. 보다 구체적으로, 양극판(20)과 음극판(40)은 활물질이 도포된 본체(26)(46)와 활물질이 도포되지 않은 탭(25)(45)으로 구분되는데, 양극판(20)의 탭(25)과 음극판(40)의 탭(45)이 서로 대칭되도록 하여 적층된다.
그러나, 상기와 같이 적층된 전지셀(10)을 이용한 이차전지(1)의 리드(50)가 탭(25) 방향으로, 즉 도 3a의 화살표 방향으로 외력을 받을 경우, 탭(25)과 본체(26)의 경계선(A)을 따라 접혀진다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 탭(25)이 각 전극판(20)(40)에 맞닿아 쇼트가 발생하게 된다. 또한, 탭(25) 뿐만 아니라 리드(50)가 힘을 받아 변형됨으로써 각각의 극판(20)(40)에 맞닿게 됨으로써 쇼트가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 충격에 의해 발생되는 쇼트를 방지할 수 있는 안전성이 향상된 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 안전성이 향상된 이차전지는, 세퍼레이터를 사이에 두고 양극판과 음극판이 서로 교호되게 적층되고, 상기 양극판과 상기 음극판으로부터 연장되는 양극 탭부재와 음극 탭부재가 동일한 방향으로 배치되지 않은 구조를 가진 이차전지에 있어서, 상기 이차전지에 가해지는 외력에 의해 쇼트 현상을 줄이기 위하여, 상기 양·음극 탭부재와 상기 양·음극 탭부재와 연결된 상기 각 극판들의 일부분이 함께 유동될 수 있도록 하는 유동성 확보 수단을 구비한다.
바람직하게, 상기 유동성 확보 수단은, 상기 양극판 및 음극판에 상기 양·음극 탭부재의 양측 가장자리로부터 각각 소정 길이 및 폭으로 인입형성된 한 쌍의 제1 양극 유동홈과 제1 음극 유동홈; 및 상기 제1 양극 유동홈과 상응하는 위치에 상기 제1 양극 유동홈과 대응되도록 형성된 제2 음극 유동홈과, 상기 제1 음극 유동홈과 상응하는 위치에 제1 음극 유동홈과 대응되도록 형성된 제2 양극 유동홈;을 구비한다.
바람직하게, 상기 유동성 확보 수단은, 상기 양극판 및 음극판에 상기 양·음극 탭부재의 양측 가장자리로부터 각각 각 극판의 양측면까지 소정 길이로 인입되어 절단형성된 한 쌍의 제1 양극 유동공간부와 제1 음극 유동공간부; 및 상기 제1 양극 유동공간부와 상응하는 위치에 상기 제1 양극 유동공간부와 대응되도록 형성된 제2 음극 유동공간부와, 상기 제1 음극 유동공간부와 상응하는 위치에 제1 음극 유동공간부와 대응되도록 형성된 제2 양극 유동공간부;를 구비한다.
한편, 상기 양극판과 음극판은 서로 대칭되도록 적층된 것이 바람직하다.
이때, 상기 각 유동공간부는 파우치에 의해 실링된 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 파우치는 알루미늄 재질이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 전지셀을 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 이차전지의 내부구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 안전성이 향상된 이차전지(100)는, 양·음극 탭부재(152)(154)들이 각 극판(120)(140)에 연장되어 형성된 전지셀(110) 및 전지셀(110)의 각 극판(120)(140)의 일부분이 유동되도록 하는 유동성 확보 수단을 구비한다.
상기 전지셀(110)은 양극판(120)과, 음극판(140) 및 양극판(120)과 음극판(140) 사이에 개재되는 세퍼레이터(130)로 이루어져 있다. 전지셀(110)은 양극 판(120), 세퍼레이터(130), 음극판(140) 순으로 배치된 상태에서 젤리-롤형(jell-roll type)으로 와인딩되거나, 다수장의 적층형(stack type)으로 라미네이팅 되어 있다. 한편, 도 5에 도시된 전지셀(110)에는 양극판(120)과 음극판(140) 사이에 세퍼레이터(미도시)가 적층되어 있는 것으로 이해되어야 한다.
상기 양극판(120)은 금속 박판, 예컨대 알루미늄막으로 된 양극 집전체(120)상에 리튬계 산화물을 주성분으로 하여 바인더, 가소제, 도전재 등이 혼합된 조성물이 코팅되어 있다. 보다 구체적으로, 양극 집전체(120)의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 본체(126)와 활물질이 도포되지 않은 탭(125)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 탭(125)의 장축길이는 본체(126)의 단축길이보다 짧게 형성되며, 탭(125)에 리드(150)가 부착된다. 이때, 양극 탭부재(152)는 하나의 탭(125)에 리드(150)가 부착되어 이루어진 것으로 나타내고 있으나, 다수의 양극판(120)에 형성된 각각의 탭(125)들이 리드(150)에 용접되어 이루어진 것으로 이해하여야 한다. 즉, 양극 탭부재(152)는 탭(125)과 리드(150)로 이루어진다.
상기 음극판(140)은 금속 박판, 예컨대 구리막으로 된 음극 집전체(140)상에 탄소재를 주성분으로 하여 바인더, 가소제, 도전재 등이 혼합된 조성물이 코팅되어 있다. 보다 구체적으로, 음극 집전체(140)의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 본체(146)와 활물질이 도포되지 않은 탭(145)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 탭(145)의 장축길이는 본체(146)의 단축길이보다 짧게 형성되며, 탭(145)에 리드(150)가 부착된다. 이때, 음극 탭부재(154)는 하나의 탭(145)에 리드(150)가 부착되어 이루어진 것으로 나타내고 있으나, 다수의 음극판(140)에 형성된 각각의 탭(145)들이 리드(150)에 용접되어 이루어진 것으로 이해하여야 한다. 즉, 음극 탭부재(154)는 탭(145)과 리드(150)로 이루어진다.
상기 세퍼레이터(130)는 양극판(120)과 음극판(140) 간의 절연을 위하여 적어도 한 장 이상 배치되어 있다. 세퍼레이터(130)는 양극판(120) 및 음극판(140) 보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 각 극판(120)(140) 간의 단락을 방지하는데 유리하다.
상기 유동성 확보 수단은, 양극판(120) 및 음극판(140)에 양·음극 탭부재(152)(154)의 양측 가장자리로부터 각각 소정 길이 및 폭으로 인입형성된 한 쌍의 제1 양극 유동홈(121)과 제1 음극 유동홈(141) 및 제1 양극 유동홈(121)과 제1 음극 유동홈(141)의 각각 상응하는 위치에 형성된 제2 양극 유동홈(122)과 제2 음극 유동홈(142)을 구비한다.
보다 구체적으로, 상기 양극판(126)에는 탭부재(152)의 양측 가장자리로부터 각각 본체(126)로 인입된 한 쌍의 제1 양극 유동홈(121)이 형성된다. 또한, 상기 제1 양극 유동홈(121)들이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분의 테두리면 중 어느 하나의 면에 제2 양극 유동홈(122)이 형성된다. 바람직하게, 상기 제2 양극 유동홈(122)은 후술할 제1 음극 유동홈(141)과 상응하는 위치에 형성된다.
상기 음극판(140)의 음극 탭부재(154)와 양극판(120)의 양극 탭부재(152)는 서로 다른 방향을 갖도록 적층된다. 음극판(140)에는 음극 탭부재(154)의 양측 가장자리로부터 각각 본체(146)로 인입된 한 쌍의 제1 음극 유동홈(141)이 형성된다. 또한, 상기 제1 음극 유동홈(141)이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분의 테두리면 중 어느 하나의 면에 제2 음극 유동홈(142)이 형성된다. 바람직하게, 상기 제2 음극 유동홈(142)은 상기 제1 양극 유동홈(121)과 상응하는 위치에 형성된다. 즉, 상기 양극판(120)에는 제1 및 제2 양극 유동홈(121)(122)이 형성되고, 음극판(140)에는 제1 및 제2 음극 유동홈(141)(142)이 형성된다. 바람직하게, 양극판(120)의 제1 양극 유동홈(121)과 제2 양극 유동홈(122)은 서로 대칭되도록 형성되고, 음극판(140)의 제1 음극 유동홈(141)과 제2 음극 유동홈(142)은 서로 대칭되도록 형성된다.
이와 같이 적층된 전지셀(110)의 양극판(120) 및 음극판(140)은 이차전지(100)의 외장재인 파우치(160)에 감싸여지고, 전지셀(110)의 테두리측을 실링하여 밀폐형성된다. 이때, 양·음극 탭부재(152)(154)의 일부분이 노출되도록 밀폐되며, 비록 도시되지는 않았지만, 양·음극 탭부재(152)(154)의 리드(150)에는 파우치(160)와 용이하게 접착되기 위한 합성수지가 부착된다. 상기 파우치(160)는 이차전지에서 일반적으로 사용되는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 이차전지(100)에 가해지는 외력에 의해 동작되는 상태를 도 6a 및 도 6b를 참조하여 살펴보기로 한다. 이때, 도 6a 및 도 6b에 도시된 전극판들은 하나의 전지셀(110)을 표현한 것으로서, 다수의 양극판(120), 세퍼레이터(130) 및 음극판(140)이 적층되어도 동일한 동작을 하는 것으로 이해되어야 한다.
도 6a는 양극판에 연결된 양극 탭부재에 충격을 가하기 전의 형태를 보여주는 도면으로서, 양극 탭부재(152)가 외부로부터 충격을 받거나 자유낙하되어 바닥 에 부딪히게 되면, 양극 탭부재(152)는 본체(126) 방향으로 이동된다. 이와 같이, 양극 탭부재(152)가 양극판(120) 본체(152)의 방향으로 이동되면, 양극 탭부재(152)와 함께 전극판(120)(140)의 일부분이 접혀진다. 즉, 양극판(120) 본체(126)와 탭(125)의 경계선(A)에서 제1 양극 유동홈(121)과 제2 음극 유동홈(142)들에 의해 형성된 접지선(B)을 따라 각 극판(120)(140)이 접혀질 수 있도록 공간이 생겨 쇼트의 발생을 방지하게 된다. 즉, 도 6b 상태와 같이, 전극판(120)(140)의 제1 양극 유동홈(121)과 제2 음극 유동홈(142)이 형성된 부분이 구부러져 양극 탭부재(152)와 맞닿지 않도록 변형됨으로써 쇼트가 발생되지 않게 된다. 따라서, 각 극판(120)(140)이 적층된 전지셀(110)의 양·음극 탭부재(152)(154)에 외부충격이 가해져도 각 극판(120)(140)에 형성된 제1 양극 유동홈(121)과 제2 음극 유동홈(142) 및 제2 양극 유동홈(122)과 제1 음극 유동홈(141)들에 의해 전극판(120)(140)의 일부분이 변형되어 쇼트를 방지할 수 있게 된다. 이때, 상기 도 6a 및 6b에 도시된 도면에서는 세퍼레이터(130)가 양극판(120)과 음극판(140)에 형성된 제1 양극 유동홈(121) 및 제2 음극 유동홈(142)과 대응되는 홈을 갖는 것으로 도시되었으나, 바람직하게는 세퍼레이터(130)에 홈이 형성되지 않을 것으로 이해하여야 한다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 극판(120)(140)에 형성된 제1 및 제2 양극 유동홈(121)(122)들이 서로 대칭되도록 형성되어 적층될 수 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 양극판(120)과 음극판(140)은 다른 방향으로 적층되어 사용될 수 있다. 즉, 양극판(120)과 음극판(140)의 양·음극 탭부재(152)(154)들이 서로 다른 방향으로 적층되고, 각 극판(120)(140)에 형성된 양·음극의 유동홈(121)(122)(141)(142)들이 서로 상응하도록 형성된다면 어떠한 형태로든 적층되어 사용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 전지셀을 나타내는 도 9고, 도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 이차전지의 내부구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 이자전지(200)는, 양·음극 탭부재(252)(254)들이 각 극판(220)(240)에 연장되어 형성된 전지셀(210) 및 전지셀(210)의 각 극판(220)(240)의 일부분이 유동되도록 하는 유동성 확보 수단을 구비한다.
상기 전지셀(210)은 양극판(220)과 음극판(240) 사이에 세퍼레이터(230)가 개재되어 적층된 것으로서, 상기 양극판(220)은 활물질이 도포된 본체(226)와 활물질이 도포되지 않은 탭(225)으로 구분되고, 상기 음극판(240)은 활물질이 도포된 본체(246)와 활물질이 도포되지 않은 탭(245)으로 구분된다. 이때, 양극 탭부재(252)는 양극판(220)의 탭(225)과 리드(250)로 이루어지며, 음극 탭부재(254)는 음극판(240)의 탭(245)과 리드(250)로 이루어진다. 상기 양·음극 탭부재(252)(254)는 서로 다른 방향을 갖도록 하여 적층된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유동성 확보 수단은, 상기 양극판(220) 및 음극판(240)에 상기 양·음극 탭부재(252)(254)의 양측 가장자리로부터 각각 각 극판(220)(240)의 양측면까지 소정 길이로 인입되어 절단형성된 한 쌍의 제1 양극 유 동공간부(221)와 제1 음극 유동공간부(241) 및 제1 양극 유동공간부(221)와 제1 음극 유동공간부(241)의 각각 상응하는 위치에 형성된 제2 양극 유동공간부(222)와 제2 음극 유동공간부(242)를 구비한다.
상기 양극판(220) 본체(226)의 각 모서리는 사각형상으로 절단되어 형성된 제1 양극 유동공간부(221) 및 제2 양극 유동공간부(222)가 마련된다. 상기 제1 양극 유동공간부(221)는 양극 탭부재(252)의 양측 끝단까지 절단되어 형성된다. 상기 제2 양극 유동공간부(222)는 후술할 제1 음극 유동공간부(241)와 상응하는 위치에 형성된다. 즉, 도시된 바와 같이, 양극판(220)은 '+'자 형상을 갖는다.
마찬가지로, 음극판(240)은 상기 양극판(220)과 상응하는 위치에 제1 및 제2 음극 유동공간부(241)(242)가 형성된다. 상기 제2 음극 유동공간부(242)는 제1 양극 유동공간부(221)와 상응하는 위치에 형성된다. 따라서, 음극판(240)과 양극판(220)이 적층되면 음극판(240)의 제1 및 제2 음극 유동공간부(241)(242)와 양극판(220)의 제1 및 제2 양극 유동공간부(221)(222)의 위치가 동일해야 한다.
상기 세퍼레이터(230)는 양극판(220)과 음극판(240) 간의 절연을 위하여 적어도 한 장 이상 배치되어 있다. 세퍼레이터(230)는 양극판(220) 및 음극판(240) 보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 각 극판(220)(240) 간의 단락을 방지하는데 유리하다.
이와 같이 적층된 전지셀(210)의 양극판(220) 및 음극판(240)은 이차전지의 외장재인 파우치(260)에 감싸여져 밀폐형성된다. 이때, 양·음극 탭부재(252)(254)의 일부분이 노출되도록 밀폐되며, 비록 도시되지는 않았지만, 양·음극 탭부 재(252)(254)의 리드(250)에는 파우치(260)와 용이하게 접착되기 위한 합성수지가 부착된다.
한편, 상기 파우치(260)는 그 내부에 전해질을 수용할 수 있도록 전지셀(210)을 감싸도록 형성되며, 전지셀(210)의 테두리측을 실링하여 밀폐형성된다. 상기와 같은 절단부(221)(241)가 형성된 전지셀(210)에 있어서, 파우치(260)에 의한 실링시 제1 및 제2 양극 유동공간부(221)(222)와 제1 및 제2 음극 유동공간부(241)(242) 부분에 실링이 이루어짐으로써, 외부의 충격에 의한 각 극판(220)(240) 간의 밀림현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 상기 파우치(260)는 알루미늄 재질인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조로 이루어진 이차전지(200)의 음극 탭부재(254)가 외력에 의해 동작되는 상태를 도 10a 및 도 10b을 참조하여 살펴보기로 한다. 이때, 도 10a 및 도 10b에 도시된 전극판들은 하나의 전지셀(210)을 표현한 것으로서, 다수의 양극판(220), 세퍼레이터(230) 및 음극판(240)이 적층되어도 동일한 동작을 하는 것으로 이해되어야 한다.
도 10a는 음극판(240)에 연결된 음극 탭부재(254)에 충격을 가하기 전의 형태를 보여주는 도면으로서, 음극 탭부재(254)가 외부로부터 충격을 받거나 자유낙하되어 바닥에 부딪히게 되면, 음극 탭부재(254)는 음극판(240)의 본체(246) 방향으로 이동된다. 이와 같이, 음극 탭부재(254)가 음극판(240)의 본체(246) 방향으로 이동되면, 상기 음극 탭부재(254)와 함께 전극판(220)(240)의 일부분이 접혀진다. 즉, 음극판(240) 본체(246)와 음극 탭부재(254)의 경계선(A)에서 제2 양극 유동공 간부(222)와 제1 음극 유동공간부(241)들에 의해 형성된 접지선(B)을 따라 각 극판(220)(240)의 일부분이 접혀질 수 있도록 공간이 생겨 쇼트의 발생을 방지하게 된다. 즉, 도 10b 상태와 같이, 전극판(220)(240)의 제2 양극 유동공간부(222)와 제1 음극 유동공간부(241)가 형성된 부분이 구부러져 음극 탭부재(254)와 맞닿지 않도록 변형됨으로써 쇼트가 발생되지 않게 된다. 따라서, 각 극판(220)(240)이 적층된 전지셀(210)의 양·음극 탭부재(252)(254)에 외부충격이 가해져도 각 극판(220)(240)에 형성된 제1 및 제2 양극 유동공간부(221)(222)와 제1 및 제2 음극 유동공가부(241)(242)들에 의해 전극판(220)(240)이 변형되어 쇼트를 방지할 수 있게 된다. 이때, 상기 도 10a 및 10b에 도시된 도면에서는 세퍼레이터(230)가 양극판(220)과 음극판(240)에 형성된 양·음극 유동공간부(221)(222)(241)(242)와 대응되는 공간부를 갖는 것으로 도시되었으나, 바람직하게는 세퍼레이터(230)에 공간부가 형성되지 않을 것으로 이해하여야 한다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 극판(220)(240)에 형성된 양·음극 유동공간부(221)(222)(241)(242)들이 서로 대칭되도록 형성되어 적층될 수 있으나, 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 다른 방향으로 적층되어 사용될 수 있다. 즉, 양극판(220)과 음극판(240)의 양·음극 탭부재(252)(254)이 서로 다른 방향으로 적층되고, 각 극판(220)(240)에 형성된 양·음극 유동공간부(221)(222)(241)(242)들이 서로 상응하도록 형성된다면 어떠한 형태로든 적층되어 사용될 수 있음은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안전성이 향상된 이차전지는 외부의 충격 또는 자유낙하로 인한 바닥과의 충돌 등으로 인하여 양극 또는 음극 탭부재가 변형시 탭부재와 연결된 각 극판의 일부분이 함께 변형됨으로써 쇼트를 방지할 수 있다. 또한, 전지셀에 형성된 양·음극 유동공간부가 파우치에 의해 실링됨으로써 각 극판 간의 밀림현상을 해소할 수 있다.
Claims (6)
- 세퍼레이터를 사이에 두고 양극판과 음극판이 서로 교호되게 적층되고, 상기 양극판과 상기 음극판으로부터 연장되는 양극 탭부재와 음극 탭부재가 동일한 방향으로 배치되지 않은 구조를 가진 이차전지에 있어서,상기 이차전지에 가해지는 외력에 의해 쇼트 현상을 줄이기 위하여, 상기 양·음극 탭부재와 상기 양·음극 탭부재와 연결된 상기 각 극판들의 일부분이 함께 유동될 수 있도록 하는 유동성 확보 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
- 제1항에 있어서,상기 유동성 확보 수단은,상기 양극판 및 음극판에 상기 양·음극 탭부재의 양측 가장자리로부터 각각 소정 길이 및 폭으로 인입형성된 한 쌍의 제1 양극 유동홈과 제1 음극 유동홈; 및상기 제1 양극 유동홈과 상응하는 위치에 상기 제1 양극 유동홈과 대응되도록 형성된 제2 음극 유동홈과, 상기 제1 음극 유동홈과 상응하는 위치에 제1 음극 유동홈과 대응되도록 형성된 제2 양극 유동홈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
- 제1항에 있어서,상기 유동성 확보 수단은,상기 양극판 및 음극판에 상기 양·음극 탭부재의 양측 가장자리로부터 각각 각 극판의 양측면까지 소정 길이로 인입되어 절단형성된 한 쌍의 제1 양극 유동공간부와 제1 음극 유동공간부; 및상기 제1 양극 유동공간부와 상응하는 위치에 상기 제1 양극 유동공간부와 대응되도록 형성된 제2 음극 유동공간부와, 상기 제1 음극 유동공간부와 상응하는 위치에 제1 음극 유동공간부와 대응되도록 형성된 제2 양극 유동공간부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 양극판과 음극판은 서로 대칭되도록 적층된 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
- 제3항에 있어서,상기 각 유동공간부는 파우치에 의해 실링된 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
- 제5항에 있어서,상기 파우치는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070001015A KR101189621B1 (ko) | 2007-01-04 | 2007-01-04 | 안전성이 향상된 이차전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070001015A KR101189621B1 (ko) | 2007-01-04 | 2007-01-04 | 안전성이 향상된 이차전지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080064285A true KR20080064285A (ko) | 2008-07-09 |
| KR101189621B1 KR101189621B1 (ko) | 2012-10-10 |
Family
ID=39815613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070001015A KR101189621B1 (ko) | 2007-01-04 | 2007-01-04 | 안전성이 향상된 이차전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101189621B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257176B1 (ko) * | 2010-04-26 | 2013-04-22 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 쌍극형 전지의 지지 구조 |
| WO2018016773A1 (ko) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170124298A (ko) | 2016-05-02 | 2017-11-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077450A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 薄型電池 |
| KR100637445B1 (ko) * | 2005-07-07 | 2006-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
-
2007
- 2007-01-04 KR KR1020070001015A patent/KR101189621B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101257176B1 (ko) * | 2010-04-26 | 2013-04-22 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | 쌍극형 전지의 지지 구조 |
| WO2018016773A1 (ko) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101189621B1 (ko) | 2012-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4628682B2 (ja) | 電池部ユニット及びこれを採用したリチウム２次電池 | |
| US10056577B2 (en) | Battery cell of novel structure | |
| CN105990598B (zh) | 蓄电元件 | |
| US8974944B2 (en) | Electrode assembly and rechargeable battery using the same | |
| US20130323563A1 (en) | Pouch type secondary battery | |
| KR20130132231A (ko) | 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스 | |
| EP3486967B1 (en) | Battery cell comprising electrode lead facing outer surface of electrode assembly | |
| JP6109957B2 (ja) | ラウンドコーナーを含む電極組立体 | |
| KR20070110572A (ko) | 전지케이스에 분리막을 고정시켜 안전성을 향상시킨이차전지 | |
| JP6491428B2 (ja) | 二次電池 | |
| KR100922742B1 (ko) | 파우치형 케이스와, 이를 적용한 리튬 이차 전지 | |
| US20130266845A1 (en) | Battery | |
| US8663835B2 (en) | Cap assembly and secondary battery having the same | |
| KR101154872B1 (ko) | 신규한 구조의 전극조립체 | |
| KR101189621B1 (ko) | 안전성이 향상된 이차전지 | |
| KR101783914B1 (ko) | 파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 | |
| US9012070B2 (en) | Secondary battery | |
| KR100362277B1 (ko) | 보호 케이스를 가지는 이차 전지 | |
| KR200394701Y1 (ko) | 음극리드와 양극리드가 파우치의 반대면에 돌출된리튬이차전지 | |
| KR101243550B1 (ko) | 고정부재를 이용한 안정성이 향상된 이차전지 | |
| KR20200091687A (ko) | 전극 조립체 및 이차 전지 | |
| KR102183416B1 (ko) | 최외곽 전극의 구조 및 집전체의 재질에 의해 사용 안전성이 향상된 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 갖는 리튬이온 이차전지 | |
| KR102233106B1 (ko) | 밀폐형 전지 및 조전지 | |
| JP2019053818A (ja) | 蓄電素子、及び蓄電素子を備える蓄電装置 | |
| KR101014141B1 (ko) | 라미네이트 필름을 이용한 베어셀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150923 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160928 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170919 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181001 Year of fee payment: 7 |