KR20090130657A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20090130657A
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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 전극조립체의 외측에 전해액이 잘 흘러 들어 가도록 하여 전극조립체의 전해액 함침 속도가 향상되는 이차 전지를 제공하는 데 있다.
이를 위해 전극조립체; 일 단부에 개구부가 형성되며 전극조립체를 수용하는 캔; 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체; 및, 캔의 내측에 수용되며, 캡 조립체와 전극조립체 사이에 삽입되는 절연 케이스를 구비하며, 절연 케이스의 외측면과 캔의 내측면 사이에는 이격공간이 형성되는 이차 전지를 개시한다.
전극조립체, 전해액, 함침 속도, 절연 케이스, 이격공간

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체의 외측에 전해액이 잘 흘러 들어 가도록 하여 전극조립체의 전해액 함침 속도가 향상되는 이차 전지에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지는 재충전 가능한 전지로서, 휴대폰, PDA, 네비게이션, 노트북과 같은 휴대용 전자 제품에 많이 사용되고 있다.
대개의 리튬 이온 이차 전지는 전력 발생원의 역할을 하는 전극조립체를 파우치나 캔의 외장재로 밀봉한 후, 외장재 내부에 전해액을 주입하여 제조하게 된다.
특히, 외장재를 캔으로 이용하는 리튬 이온 이차 전지는 외장재에 전해액 주입홀을 형성하고, 전해액 주입홀에 전해액을 주입하여 사용하고 있다.
상기 전해액 주입홀은 밀폐공정을 줄이고, 이차 전지의 밀폐도를 향상시키기 위하여 일반적으로 한 개소 만을 형성하게 된다.
이 경우, 이차 전지는 한 개의 전해액 주입홀로 주입 되기 때문에 전해액 주입홀과 가까운 전극조립체의 일 면에서부터 함침되어 진다. 따라서, 이차 전지는 상기 전극조립체의 일 면과 대응하는 반대면의 함침이 늦어지게 된다. 따라서, 이차 전지의 전극조립체는 전체적으로 함침되는 시간이 늘어나게 되고, 그로 인해 이차전지의 제조 시간은 늘어나게 된다.
더불어, 이차 전지는 전극조립체의 상부면을 절연하기 위하여 절연 케이스가 삽입되는데, 절연케이스는 전극조립체의 하부면에 전해액이 흘러들어 가는 것을 방해하는 작용을 하여 전극조립체의 함침 속도를 더욱 낮추는 문제를 유발시킨다.
본 발명의 기술적 과제는 전극조립체의 외측에 전해액이 잘 흘러 들어 가도록 하여 전극조립체의 전해액 함침 속도가 향상되는 이차 전지를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 이차 전지는 전극조립체; 일 단부에 개구부가 형성되며 상기 전극조립체를 수용하는 캔; 상기 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체; 및, 상기 캔의 내측에 수용되며, 상기 캡 조립체와 상기 전극조립체 사이에 삽입되는 절연 케이스를 포함하여 형성되며, 상기 절연 케이스의 외측면과 상기 캔의 내측면 사이에는 이격공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 절연 케이스는 외측면에 돌출되어 형성되는 이격용 돌기를 더 포함하여 형성되고, 상기 이격공간은 상기 이격용 돌기가 상기 캔의 내측면과 맞닿아 형성될 수 있다.
또한, 상기 이격용 돌기는 상기 절연 케이스에 복수 개로 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 이격용 돌기는 상기 절연 케이스의 외측면과 상기 캔의 내측면 사이에 동일한 이격 거리를 형성할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 이격용 돌기는 적어도 상기 절연 케이스의 외측면 네 귀퉁이에 형성되어 상기 절연 케이스가 상기 캔에 끼워 맞춤 되도록 할 수 있다.
또한, 상기 이격용 돌기의 돌출된 길이는 상기 절연 케이스의 평균 두께의 10% 내지 70%로 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 이격용 돌기는 상기 캔과 맞닿는 부위가 상기 절연 케이스의 둘레 길이의 5% 내지 60% 사이의 영역내에서 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연 케이스는 외측에 전해액 통과 영역이 형성될 수 있다.
한편, 상기 절연 케이스는 상기 전극조립체의 상부면에 안착되는 안착판; 및
상기 안착판과 일체형으로 형성되며, 상기 안착판의 넓은 일 면에 상부로 돌출되어 형성되는 측벽을 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 이격용 돌기는 상기 안착판의 측부 및 상기 측벽의 측부 중 적어도 어느 하나에 돌출되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 측벽은 복수 개의 튜브가 연결된 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명은 전해액 주입시 전극 조립체의 함침 속도가 향상되어 이차 전지의 제조 시간이 단축되는 효과가 있다.
이상의 효과는 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 간결하게 서술했으며, 본 발 명의 실시를 위한 구체적인 내용에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다. 도 1b는 도 1a의 이차 전지가 결합된 상태의 사시도이다. 도 1c는 도 1b의 I-I선을 절개하여 본 부분 단면도이다. 도 1d는 도 1b의 II-II선을 절개하여 본 단면도이다. 도 1e는 도 1d에 도시된 1e의 영역을 확대하여 본 부분 단면도이다. 도 1f는 도 1e에 도시된 이격용 돌기의 변형예에 대한 부분 단면도이다. 도 1g는 도 1e에 도시된 이격용 돌기의 변형예에 대한 부분 단면도이다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1000)는 전극조립체(100), 캔(200), 캡 조립체(300) 및, 절연 케이스(400)를 포함하여 형성된다.
상기 전극조립체(100)는 양극판(110), 음극판(120), 세퍼레이터(130), 양극탭(140) 및, 음극탭(150)을 포함하여 형성된다.
상기 양극판(110)은 양극 집전체와 양극 활물질층을 포함하여 형성된다. 일반적으로, 상기 양극 집전체는 알루미늄과 같은 전도성 금속막으로 형성된다. 상기 양극 활물질층은 리튬을 포함하는 층상화합물과, 전도성을 향상시키는 도전재 및, 상기 층상화합물과 도전재 간의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성된다. 상기 양극 활물질층은 양극 집전체의 넓은 면에 코팅되어 양극집전체와 결합하게 된다.
상기 음극판(120)은 음극 집전체와 음극 활물질층을 포함하여 형성된다. 일반적으로, 상기 음극 집전체는 구리와 같은 전도성 금속막으로 형성된다. 상기 음극 활물질층은 탄소를 함유하는 흑연과 같은 카본과, 상기 카본 입자들의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성된다. 상기 음극 활물질층은 상기 음극 집전체의 넓은 면에 코팅되어 음극집전체와 결합하게 된다.
상기 세퍼레이터(130)는 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 개재되어 양극판(110)과 음극판(120) 사이를 절연한다. 또한, 세퍼레이터(130)는 기공이 형성되고, 상기 기공은 양극판(110)과 음극판(120) 사이를 이동하는 리튬 이온을 통과시키는 역할을 한다. 상기 세퍼레이터(130)는 폴리 에틸렌(PE) 또는 폴리 프로필렌(PP)와 같은 고분자 수지로 형성될 수 있으며,
상기 양극탭(140)은 초음파 용접, 저항 용접과 같은 용접에 의해 양극판(110)의 양극 집전체와 결합하게 된다. 또한, 양극탭(140)은 캡플레이트(310) 및 캔(200)과 전기적으로 연결된다. 상기 양극탭(140)은 니켈, 구리 및, 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성된다.
상기 음극탭(150)은 초음파 용접, 저항 용접과 같은 용접에 의해 상기 음극판(120)의 음극 집전체와 결합하게 된다. 또한, 음극탭(150)은 전극단자(320)와 전기적으로 연결된다. 상기 음극탭(150)은 니켈, 구리 및, 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성된다.
상기한 전극조립체(100)는 양극판(110)과 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)가 적층된 상태로 권취되어 젤리롤 형상을 이루게 된다. 본 실시예의 경우, 젤리 롤(jellyroll)형상의 전극조립체(100)는 외측면을 가압하여 납작한 형태인 각형 전극조립체(100)로 형성된다.
상기 캔(200)은 일 단부에 개구부가 형성되고, 전극조립체(100)를 수용한다. 상기 캔(200)은 알루미늄과 같은 전도성 금속 재질로 형성된다.
상기 캡 조립체(300)는 캡플레이트(310), 전극단자(320), 절연 가스킷(330)을 포함하여 형성된다. 또한, 캡 조립체(300)는 터미널 플레이트(340) 및 절연플레이트(350)를 더 포함하여 형성된다.
상기 캡플레이트(310)는 캔(200)의 개구부(210)와 결합한다. 이 경우, 캡플레이트(310)와 캔(200)의 개구부(210)가 맞닿는 부위는 레이져 용접과 같은 용접공정에 의해 서로 간에 결합될 수 있다. 또한, 캡플레이트(310)는 중앙에 전극단자용 홀(311)이 형성된다. 또한, 캡플레이트(310)는 전극단자용 홀(311)과 이격되어 형성되는 전해액 주입홀(312)이 형성된다. 전해액 주입홀(312)은 캔(200)의 내측에 전해액을 주입하기 위한 역할을 한다. 이 경우, 전해액 주입홀(312)에는 마개(313)가 삽입된 후, 레이져 용접으로 밀봉될 수 있다. 또한, 캡플레이트(310)는 안전 벤트(314, safety vent)가 형성된다. 안전 벤트(314)는 캡플레이트(310)의 평균 두께보다 얇게 형성되며, 이차 전지(1000)의 내부 압력이 임계 압력으로 상승시 파단되어 이차 전지(1000)의 폭발을 방지하는 역할을 한다. 상기 캡플레이트(310)는 알루 미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속재질로 형성될 수 있다.
상기 전극단자(320)는 전극단자용 홀(311)의 상부에 안착되는 머리부(321)와, 상기 머리부(321)와 이어지며 전극단자용 홀(311)에 삽입되는 몸통부(322)를 포함하여 형성된다. 상기 전극단자(320)는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 절연 가스킷(330)은 전극단자(320)의 머리부 하부면과 전극단자(320)의 몸통부를 감싼다. 또한, 절연 가스킷(330)은 전극단자용 홀(311)에 삽입된다. 따라서, 절연 가스킷(330)은 전극단자(320)와 캡플레이트(310) 사이를 절연시키는 역할을 한다. 절연 가스킷(330)은 고분자 수지재질로 형성될 수 있다.
상기 터미널 플레이트(340)는 결합홀(341)이 형성된다. 결합홀(341)은 전극단자(320)의 몸통부(322)와 결합한다. 이 경우, 전극단자(320)는 몸통부(322)의 단부 직경이 결합홀(341)의 직경보다 큰 직경으로 압착된다. 또한, 터미널 플레이트(340)는 음극탭(150)과 전기적으로 연결된다. 터미널 플레이트(340)는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금과 같은 전도성 금속재질로 형성될 수 있다.
상기 절연플레이트(350)는 몸통부 통과홀(351)이 형성된다. 몸통부 통과홀(351)에는 전극단자(320)의 몸통부(322)가 통과된다. 절연플레이트(350)는 캡플레이트(310)와 터미널 플레이트(340)가 닿지 않도록 절연하는 역할을 한다. 절연플레이트(350)는 고분자 수지로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터미널 플레이트(340)와 절연플레이트(350)는 음극탭(150)이 전극단자(320)와 견고하게 연결되기 위한 역할을 한다.
상기 절연 케이스(400)는 안착판(410)과 측벽(420) 및 이격용 돌기(416)를 포함하여 형성된다.
상기 안착판(410)은 전극조립체(100)의 상부면에 안착된다.
또한, 상기 안착판(410)은 양극탭 통과 영역(411)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 양극탭 통과 영역(411)은 안착판(410)의 측면에 홈의 형태로 형성된다. 여기서, 양극탭(140)은 양극탭 통과 영역(411)을 통하여 캡플레이트(310)와 전기적으로 연결된다.
또한, 안착판(410)은 음극탭 통과 영역(412)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 음극탭 통과 영역(412)은 안착판(410)에 홀(hole)로 형성된다. 여기서, 음극탭(150)은 음극탭 통과 영역(412)을 통과하여 전극단자(320)와 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 안착판(410)은 둘레 부위에 적어도 하나의 전해액 통과영역(413)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 전해액 통과 영역(413)은 안착판(410)의 측부에 홈 형상으로 형성된다. 상기 전해액 통과영역(413)은 전해액이 전극조립체(100)와 캔(200) 사이로 흘러들어 가도록 유도하여 전극조립체(100)의 함침속도를 향상시키는 역할을 한다.
또한, 상기 안착판(410)은 제 1 전해액 통과홀(414)이 형성된다. 이 경우, 제 1 전해액 통과홀(414)은 전해액 주액홀(312)의 수직한 하부 방향에 위치한다. 따라서, 전해액 주액홀(312)을 통해 전해액이 주액되는 경우, 제 1 전해액 통과홀(414)은 전해액을 전극조립체(100)의 중심쪽에 흘러 들게 하여 전극조립체(100) 의 중심부 함침속도를 향상시키게 된다.
또한, 상기 안착판(410)은 제 2 전해액 통과홀(415)이 형성된다. 제 2 전해액 통과홀(415)은 절연 케이스(400)의 중앙을 기준으로 제 1 전해액 통과홀(414)과 마주보는 위치에 형성된다. 즉, 제 2 전해액 통과홀(415)을 제 1 전해액 통과홀(414)과 일정거리 이격되어 형성된다. 이러한 제 2 전해액 통과홀(415)은 전해액 주입홀(312)을 통해 전해액이 주액되는 경우, 전극조립체(100)의 상부면 중심부 방향으로 전해액이 흘러 들도록하여 전극조립체(100)의 함침속도를 향상시킨다.
상기 측벽(420)은 안착판(410)과 이어져 일체형으로 형성된다. 이 경우, 측벽(420)은 안착판(410)의 넓은 일 면의 상부로 돌출되어 형성되고, 안착판(410)의 가장자리 둘레에 위치한다. 또한, 측벽(420)은 일부가 절개되어 절개부(421)를 형성한다. 절개부(421)는 전해액 주입홀(312)로 전해액이 주액될 때, 전해액이 이격공간(417)으로 흐르도록 유도하는 역할을 하여 전극조립체(100)의 함침속도를 향상시키는 역할을 한다.
상기한 절연 케이스(400)는 캔(200)의 내측에 수용된다. 이 경우, 절연 케이스(400)는 캡 조립체(300)와 전극조립체(100) 사이에 삽입된다.
여기서, 도 1d를 참조하면, 절연 케이스(400)의 외측면과 캔(200)의 내측면 사이에는 이격공간(417)이 형성된다. 상기 이격공간(417)은 전해액 주입홀(312)로 전해액 주액될 때, 전해액이 통과되는 경로이다. 이격공간(417)은 전해액이 전극조립체(100)의 측면을 타고 흘러 들어 가도록 유도한다. 한편, 전해액이 전해액 주입홀(312)로 주액되는 경우, 전해액은 제 1 전해액 통과홀(414) 및 제 2 전해액 통과 홀(415)을 통하여 전극조립체(100)의 중심부 방향으로도 흘러 들어 간다. 따라서, 전극조립체(100)는 상부면과 하부면의 양방향에 전해액이 함침되기 때문에 함침 속도가 향상된다.
본 실시예의 경우, 상기 이격 공간(417)은 이격용 돌기(416)에 의해 형성된다.
상기 이격용 돌기(416)는 절연 케이스(400)의 외측면에 돌출되어 형성된다. 이 경우, 이격용 돌기(416)는 캔(200)의 내측면과 맞닿아 형성된다. 또한, 이격용 돌기(416)는 절연 케이스(400)의 안착판(410)의 측부에 형성될 수 있으며, 측벽(420)의 측부에도 형성될 수 있다.
또한, 이격용 돌기(416)는 절연 케이스(400)의 외측면에 복수 개로 형성된다. 여기서, 이격용 돌기(416)는 절연 케이스(400)의 외측면 가운데 적어도 네 귀퉁이에 형성된다. 따라서, 절연 케이스(400)는 캔(200)의 내측면에 끼워맞춤이 이루어지게 되므로, 유동이 방지된다. 이 경우, 절연 케이스(400)와 캔(200)의 사이에 형성되는 이격공간(417)은 일정한 거리가 유지되므로, 전해액 주액이 균일하게 흘러들어 갈 수 있게되어 전극조립체(100)의 함침 속도를 향상시키게 된다.
또한, 상기 이격용 돌기(416)의 돌출 길이는 절연 케이스(400)의 평균 두께의 10% 내지 70%로 형성된다. 이 경우, 이격용 돌기(416)의 돌출 길이는 절연 케이스(400)와 캔(200)의 내측면 간에 이격된 거리와 대응하는 길이이다. 상기 절연 케이스(400)는 사출 성형물로서, 수축을 방지하기 위하여 그 두께가 거의 일정하게 형성된다. 이때, 이격용 돌기(416)의 길이는 안착판(410)의 두께와 측벽(420)의 두 께를 평균하여 계산한 평균 두께의 10% 이상으로 형성하여 이격공간(417)을 확보한다. 또한, 이격용 돌기(416)의 돌출 길이는 절연 케이스(400)의 평균 두께의 70% 미만으로 값으로 형성하여 절연 케이스(400)의 수축을 방지한다.
또한, 이격용 돌기(416)은 캔(200)과 맞닿는 외측 접촉면의 길이(418)가 절연 케이스(400)의 둘레 길이의 5% 내지 60% 사이의 범위내로 형성된다. 여기서, 이격용 돌기(416)는 캔(200)과 맞닿는 외측 접촉면의 길이(418)를 절연 케이스(400)의 둘레 길이보다 5%보다 크게 형성하여 이격공간(417)을 확보한다. 또한, 이격용 돌기(416)는 캔(200)과 맞닿는 외측 접촉면의 길이(418)를 절연 케이스(400)의 둘레 길이보다 60%보다 작게 형성하여 절연 케이스(400)가 캔(200)의 내측면에 용이하게 삽입되도록 한다. 즉, 이격 공간(417)은 절연 케이스(400)의 외측 둘레 길이의 40% 내지 95% 내에서 소정 거리 이격되어 형성된다.
또한, 이격용 돌기(416)는 도 1e에 도시된 바와 같이, 캔(200)과 맞닿는 부위가 각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 이격용 돌기(416)는 캔(200)과 끼워 맞춤이 강하게 이루어지도록 면접촉 된다. 또는, 도 1f에 도시된 바와 같이, 이격용 돌기(416a)는 삼각형의 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 이격용 돌기(416a)는 이격공간을 보다 넓게 형성하기 위하여 캔(200)과 선 접촉하거나 점 접촉할 수 있다. 또는, 도 1g에 도시된 바와 같이, 이격용 돌기(416b)는 원호형의 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 이격용 돌기(416b)는 굴곡된 부위에 의해 절연케이스(400)가 캔(200)에 용이하게 삽입되도록 하는 역할을 할 수 있다.
한편, 절연케이스(400)는 양측 단부에 굴곡부(431)가 형성된다. 이러한 굴곡 부(431)는 캔(200)의 내측 굴곡부(220)와 대응하는 형상으로 형성된다. 여기서, 절연 케이스(400)의 굴곡부(431)와 캔의 내측 굴곡부(417)의 사이에는 이격 공간(417)이 형성되어 전해액이 흘러 들어 가도록 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1000)는 절연 케이스와 캔(200)의 내측면 사이에 형성되는 이격공간(417)에 의해 전극조립체(100)의 외측으로 전해액이 흘러갈 수 있게 한다. 이 경우, 전해액은 전극조립체(100)의 외측에서 전극조립체(100)의 하부면까지 흘러들어 가게 된다. 또한, 전해액은 제 1 전해액 통과홀(414)과, 제 2 전해액 통과홀(415)을 통해 전극조립체(100)의 상부면에 흘러들어 가게 된다. 따라서, 전극조립체(100)는 전극조립체(100)의 상부면과 전극조립체(100)의 하부면에서 함침이 이루어지게 되므로, 전극조립체(100)의 함침속도가 향상된다. 즉, 이차 전지(1000)는 전극조립체(100)의 함침속도가 빨라지게 되므로, 제조시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1000)는 절연 케이스(400)에 형성되는 전해액 통과 영역(413)에 의해 전극조립체(100)의 상부면보다 외측에 전해액이 더 유입되게 하여 전극조립체(100)의 함침속도를 더욱 향상시키게 된다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 III-III선을 절개하여 본 부분 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 다른 이차 전지는 전극조립체(100), 캔(200), 캡 조립체(300), 절연 케이스(2400)를 포함하여 형성된다. 여기서, 도 2a는 도 1d의 단면도와 대응하며, 다만 다른 형태의 절연 케이스를 도시한 상태이다. 본 실시예의 전극조립체(100), 캔(200) 및, 캡 조립체(300)는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명한 구성과 동일 또는 유사하므로, 중복하여 설명하지 않기로 한다.
상기 절연 케이스(2400)는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명한 절연 케이스와 유사한 형상으로 형성된다. 다만, 본 실시예의 절연 케이스(2400)는 안착판(410)과 이어지는 측벽(2420)이 도 1a 내지 도 1d에 도시된 형상과 다르다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 측벽(2420)은 복수 개의 튜브(2421)가 연결되어 형성된다. 이 경우, 복수 개의 튜브(2421)는 내부가 비어있다. 즉, 전해액 주입홀로 전해액이 주입되는 경우, 전해액은 튜브(2421)의 통공으로 흘러들어 가고, 튜브(2421)의 통공을 통과한 전해액은 전극조립체(100)와 캔(200) 사이로 흘러 들어 간다. 즉, 이차 전지(2000)는 전해액 주액시 전해액이 전극조립체(100)의 하부면까지 들어가게 된다. 물론, 전해액은 제 1 전해액 통과홀(414)과 제 2 전해액 통과홀(415)을 통해 전극조립체(100)의 상부면에도 들어가게 된다. 따라서, 전극조립체(100)는 상부면과 하부면에서 동시에 전해액이 함침되므로, 함침속도가 향상된다.
여기서, 절연케이스(2400)는 캔(200)과 접촉면 사이에 이격공간(2417)을 형성한다. 이 경우의 이격 공간(2417)은 복수 개의 튜브(2421)가 이어진 형상으로 형성되는 측벽(2420)의 굴곡과 캔(200)의 접촉면이 맞닿았을 때, 측벽(2420)의 굴곡된 형상에 의해 이격 공간(2417)을 형성한다. 따라서, 이차 전지(2000)는 전해액 주입시 이격 공간(2417)으로도 전해액이 흘러 들어 가게 되므로, 전극조립체(100)의 함침속도를 향상시키게 된다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(2000)는 전극조립체(100)의 함침속도가 향상되어 이차 전지(2000)의 제조 시간이 단축된다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 IV-IV선을 절개하여 본 부분 단면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 다른 이차 전지(3000)는 전극조립체(100), 캔(200), 캡 조립체(300), 절연 케이스(3400)를 포함하여 형성된다. 여기서, 도 3a는 도 1d의 단면도와 대응하며, 다만 절연 케이스의 변형예를 도시하였다. 본 실시예의 전극조립체(100), 캔(200) 및, 캡 조립체(300)는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 설명한 구성과 동일 또는 유사하므로, 중복하여 설명하지 않기로 한다.
상기 절연 케이스(3400)는 안착판(3410)과 측벽(420)을 포함하여 형성된다.
상기 안착판(3410)은 외측면에 전해액 통과영역(3314a, 3314b)이 형성된다.
상기 측벽(420)은 안착판(3410)의 외측 둘레에 대략 수직으로 돌출되어 형성된다. 이러한 측벽(420)은 전술한 바 있으므로, 중복되는 설명은 하지 않기로 한다.
상기 전해액 통과 영역(3314a, 3314b)은 제 1 전해액 통과 영역(3314a)과 제 2 전해액 통과 영역(3314b)으로 이루어 지며, 절연 케이스(3400)의 길이 방향을 기 준으로 절연 케이스(3400)의 양 측부에 형성된다. 제 1 전해액 통과 영역(3314a)과 제 2 전해액 통과 영역(3314b)은 전해액이 전극조립체(100)의 외측에 흘러들어 가도록 하여 전극조립체(100)의 하부면에서도 함침이 이루어지도록 한다. 물론, 절연 케이스(3400)는 전해액이 제 1 전해액 통과홀(414)과 제 2 전해액 통과홀(415)에 흘러가도록 하여 전극조립체(100)의 상부면에도 함침이 이루어 지도록 한다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(3000)는 전극조립체(100)의 상부면과 하부면에서 동시에 함침이 이루어지므로, 함침 속도가 향상되어 이차 전지(3000)의 제조 시간이 단축된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도.
도 1b는 도 1a의 이차 전지가 결합된 상태의 사시도.
도 1c는 도 1b의 I-I선을 절개하여 본 부분 단면도.
도 1d는 도 1b의 II-II선을 절개하여 본 단면도.
도 1e는 도 1d에 도시된 1e의 영역을 확대하여 본 부분 단면도.
도 1f는 도 1e에 도시된 이격용 돌기의 변형예에 대한 부분 단면도.
도 1g는 도 1e에 도시된 이격용 돌기의 변형예에 대한 부분 단면도.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 III-III선을 절개하여 본 부분 단면도.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 IV-IV선을 절개하여 본 부분 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 ; 전극조립체 200 ; 캔
300 ; 캡 조립체 310 ; 캡플레이트
320 ; 전극단자 330 ; 절연 가스킷
340 ; 터미널 플레이트 350 ; 절연플레이트
400, 2400, 3400 ; 절연 케이스 410, 3410 ; 안착판
420, 2420 ; 측벽 411 ; 양극탭 통과 영역
412 ; 음극탭 통과 영역 413 ; 전해액 통과영역
414 ; 제 1 전해액 통과홀 415 ; 제 2 전해액 통과홀
416 ; 이격 돌기 417, 2417 ; 이격 공간
2421 ; 튜브

Claims (11)

  1. 전극조립체;
    일 단부에 개구부가 형성되며 상기 전극조립체를 수용하는 캔;
    상기 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체; 및,
    상기 캔의 내측에 수용되며, 상기 캡 조립체와 상기 전극조립체 사이에 삽입되는 절연 케이스를 포함하여 형성되며,
    상기 절연 케이스의 외측면과 상기 캔의 내측면 사이에는 이격공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 케이스는 외측면에 돌출되어 형성되는 이격용 돌기를 더 포함하여형성되고,
    상기 이격공간은 상기 이격용 돌기가 상기 캔의 내측면과 맞닿아 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이격용 돌기는 상기 절연 케이스에 복수 개로 형성되는 것을 특징으로하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이격용 돌기는 상기 절연 케이스의 외측면과 상기 캔의 내측면 사이에 동일한 이격 거리를 형성하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 이격용 돌기는 적어도 상기 절연 케이스의 외측면 네 귀퉁이에 형성되어 상기 절연 케이스가 상기 캔에 끼워 맞춤 되도록 하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 이격용 돌기의 돌출된 길이는 상기 절연 케이스의 평균 두께의 10% 내지 70%로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 이격용 돌기는 상기 캔과 맞닿는 부위가 상기 절연 케이스의 둘레 길이의 5% 내지 60% 사이의 영역내에서 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 케이스는 외측부에 전해액 통과 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 케이스는
    상기 전극조립체의 상부면에 안착되는 안착판; 및
    상기 안착판과 일체형으로 형성되며, 상기 안착판의 넓은 일 면에 상부로 돌출되어 형성되는 측벽을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 절연 케이스는 상기 안착판의 측부 및 상기 측벽의 측부 중 적어도 어느 하나에 돌출되어 형성되는 이격용 돌기를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 측벽은 복수 개의 튜브가 연결된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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