KR20120113527A - 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지 - Google Patents

이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120113527A
KR20120113527A KR1020110031276A KR20110031276A KR20120113527A KR 20120113527 A KR20120113527 A KR 20120113527A KR 1020110031276 A KR1020110031276 A KR 1020110031276A KR 20110031276 A KR20110031276 A KR 20110031276A KR 20120113527 A KR20120113527 A KR 20120113527A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
secondary battery
thickness
electrode assembly
battery
Prior art date
Application number
KR1020110031276A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101240718B1 (ko
Inventor
홍수봉
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020110031276A priority Critical patent/KR101240718B1/ko
Priority to US13/417,995 priority patent/US9093671B2/en
Publication of KR20120113527A publication Critical patent/KR20120113527A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101240718B1 publication Critical patent/KR101240718B1/ko

Links

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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 제1 및 제2 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하는 전지 케이스;를 포함하고, 상기 수용부 깊이는 전극 조립체 두께의 70% 내지 80%인 이차 전지와 이차 전지용 케이스에 관한 것이다.

Description

이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지{Case for secondary battery and secondary battery having the same}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 구체적으로는 전지 성능을 향상시키기 위한 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지에 관한 것이다.
최근, 휴대용 전자 기기의 전원으로 이차 전지가 다양하게 사용되고 있다.
또한, 휴대용 전자 기기가 다양한 분야에서 사용되면서, 고용량의 이차 전지에 대한 수요가 급증하고 있다. 이에 따라, 이차 전지의 안전성을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 양극판 및 음극판의 밀착성이 향상된 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 율별 특성 및 고온 특성 등이 향상된 이차 전지를 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 상기 이차 전지는 제1 및 제2 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하는 전지 케이스;를 포함하고, 상기 수용부 깊이는 전극 조립체 두께의 70% 내지 80%이다.
또한, 상기 전지 케이스는 제1 케이스부와 제2 케이스부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 케이스부의 적어도 어느 일측에는 상기 수용부가 구비될 수 있다.
상기 제1 케이스부는 전지 케이스의 본체로 상기 수용부가 구비되고, 상기 제2 케이스부는 상기 전지 케이스 본체를 덮는 커버일 수 있다.
상기 제2 케이스부는 제1 케이스부와 다른 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2 케이스부의 두께는 제1 케이스부의 두께에 비하여 두껍게 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 케이스부는 내부 수지층, 금속층 및 외부 수지층을 포함하고, 상기 제2 케이스부의 금속층의 두께는 제1 케이스부의 금속층의 두께의 150% 내지 200%일 수 있다. 이때, 상기 금속층은 알루미늄일 수 있다.
상기 제1 및 제2 케이스부의 양측에는 각각 제1 및 제2 수용부를 포함하고, 상기 제1 수용부의 깊이와 제2 수용부의 깊이의 합은 전극 조립체의 두께의 70% 내지 80%일 수 있다.
또한, 상기 제 1 수용부의 깊이와 제2 수용부의 깊이는 동일하도록 구비될 수 있다.
상기 수용부는 상기 전극 조립체의 형태에 대응하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 수용부는 딥 드로잉에 의하여 구비될 수 있다.
상기 전지 케이스는 파우치일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 하나 이상의 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극 조립체를 수용하는 이차 전지용 케이스에 있어서, 상기 이차 전지용 케이스는 제1 케이스부와 제2 케이스부를 포함한 파우치이고, 상기 제1 및 제2 케이스부의 적어도 어느 일측에는 상기 수용부가 구비되되, 상기 수용부 깊이는 상기 전극 조립체 두께의 70% 내지 80%인 이차 전지용 케이스를 제공한다.
본 발명에서 상기 제1 케이스부와 제2 케이스부는 서로 다른 재질로 형성되며, 상기 제2 케이스부의 두께는 제1 케이스부의 두께보다 더 두껍게 형성된다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 충방전의 진행에 따라 전극 조립체의 수축 및 팽창에 의하여 유발되는 양극판 및 음극판의 이격을 방지하고, 상기 극판들의 밀착성이 향상된 이차 전지 및 이차 전지용 케이스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 이차 전지의 제조 공정이 단순해지고, 동시에 특성이 향상된 이차 전지 및 이차 전지용 케이스를 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 사시도.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 분해사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 a/b에 따른 율별 방전 그래프.
도 4는 a/b에 따른 고온 방치 후의 보전 용량 및 회복 용량에 대한 그래프.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도.
도 6a은 도 5의 단면도.
도 6b는 도 6a의 A부분의 확대도.
도 6c는 도 6a의 B부분의 확대도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도.
도 8은 도 7의 단면도.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 분해사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차 전지 (100)는 제1 및 제2 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터 (13)로 구성되는 전극 조립체 (10); 및 상기 전극 조립체 (10)를 수용하는 수용부 (111)를 구비하는 전지 케이스 (110, 120);를 포함하고 상기 수용부 (111)의 깊이 (a)는 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 내지 80%이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지 (10)는 전지 케이스 (110, 120)와 전지 케이스 (110, 120)에 수납되는 전극 조립체 (10) 및 전해액 (미도시)을 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체 (10)는 제1 및 제2 극판과, 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터 (13)를 포함할 수 있다. 상기 제1 극판은 양극판이고, 상기 제2 극판은 음극판이라할 때, 상기 양극판 및 음극판 사이에는 이온 또는 전자가 이동하여 전기 화학적 에너지를 발생시킬 수 있다.
양극판은 양극 집전체의 양면 또는 단면에 양극 활물질을 도포하여 형성될 수 있다. 일반적으로 양극 집전체는 높은 도전성을 가진 물질로, 화학적 변화를 유발하지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 상기 양극 활물질은 리튬을 포함하는 층상 화합물을 포함할 수 있다.
음극판은 음극 집전체의 단면 또는 양면에 음극 활물질을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 음극 집전체는 전도성의 금속일 수 있으며, 상기 음극 활물질은 흑연 등을 포함할 수 있다.
상기 극판들은 서로 반대의 극성일 경우, 상기 극판들이 직접 접촉하여 단락되는 것을 방지하기 위하여, 극판들 사이에 세퍼레이터 (13)를 개재할 수 있다. 예컨대, 세퍼레이터 (13)는 고분자 재료로 형성될 수 있으며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막을 사용할 수 있다.
상기 전지 케이스 (110, 120)에 수용되는 전해액 (미도시)은 리튬 이온의 공급원으로 작용하는 리튬염과, 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들의 이동을 위한 매질 역할을 하는 비수성 유기 용매를 포함할 수 있다. 전극 조립체 (10)를 구성하는 양극판 및 음극판은 전해액과 반응하여 전기 화학적 에너지를 발생할 수 있고, 상기 전기 화학적 에너지는 상기 전극 리드 (14)를 통하여 외부로 전달될 수 있다. 이와 같은 전극 조립체는 양극판 및 음극판과 세퍼레이터를 권취하거나 또는 적층하는 등, 다양한 방식에 의하여 제조될 수 있다.
상기 전지 케이스 (110, 120)는 제1 케이스부 (110)와 제2 케이스부 (120)를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 케이스부 (110, 120)의 적어도 어느 일측에는 수용부 (111)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 케이스부 (110)는 전지 케이스에서 수용부 (111)가 구비된 본체일 수 있고, 상기 제2 케이스부 (120)는 상기 전지 케이스 본체를 덮는 커버일 수 있다. 또한, 전지 케이스 (110, 120)로는, 예컨대 파우치를 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본체 (110)의 가장자리 측에는 밀봉부 (112)가 구비될 수 있다. 본 발명에 따른 이차 전지 (100)는 전극 조립체 (10)와 전해액 (미도시)을 본체 (110)의 수용부 (111)에 수용시킨 다음, 본체 (110)와 커버 (120)를 밀착시킨 상태에서 밀봉부 (112)를 열융착하여 제작될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체 (10)의 양극판 및 음극판에는 각각 전기적 도체로 형성된 전극 리드 (14)가 구비될 수 있다. 상기 전극 리드 (14)는 본체 (110)의 밀봉부 (112)를 통하여 외부로 돌출되도록 구비되어, 이차 전지 (100)를 외부와 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 수용부 (111)는 상기 전극 조립체 (10)의 형태에 대응하도록 구비될 수 있다. 또한, 수용부 (111)는 평판에서 이음부 없이 중공 용기를 만드는 딥 드로잉 (deep drawing)에 의하여 구비될 수 있다. 이차 전지 (100)의 충전 또는 방전을 진행하면서 전극 조립체 (10)는 수축 및 팽창될 수 있으며, 이로 인하여 양극판 및 음극판의 극판 밀착성이 감소하게 된다. 따라서, 상기 극판들 사이의 이온 또는 전자 등의 이동성이 저하되고, 이차 전지 (100)의 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
본 실시예에 따른 이차 전지 (100)는 전지 케이스 (110, 120)에 구비되는 수용부 (111)의 깊이를 상기 수용부 (111)에 수용되는 전극 조립체 (10)의 두께 보다 낮게 구비시키는 것을 특징으로 한다. 상기 전극 조립체 (10)가 수용된 본체 (110)를 커버 (120)로 덮을 때, 본체 (110) 및 커버 (120)의 넓은 면은 이에 접하는 전극 조립체 (10)를 내부로 압박하도록 밀봉될 수 있다. 따라서, 전극 조립체 (10)를 전지 케이스 (110, 120) 내부에 안정적으로 고정시킬 수 있고, 상기 전극 조립체 (10)의 수축 및 팽창에 의해서도 극판들의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이때, 수용부 (111)의 깊이 (a)는 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 내지 80%인 것이 바람직하다. 상기 수용부 (111)의 깊이 (a)가 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 미만인 경우에는, 전극 조립체 (10)를 수용하는 공간이 충분하지 못하여 이차 전지 (100)를 제작하는 공정에서, 전극 조립체 (10)가 이탈하는 등의 불량을 유발할 수 있다. 구체적으로, 상기 본체 (110)와 커버 (120)를 열융착시킬 때, 전극 조립체 (10)가 유동할 수 있을 뿐 아니라, 상기 본체 (110)와 커버 (120)와의 밀착능이 저하되어 전해액의 유출되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 본체 (110) 내부의 구비되는 수용부 (111)의 공간이 부족하여, 전해액의 주입 공정에서 불량을 유발할 수 있다. 상기 전해액의 주입량이 소정 이하일 경우에는 이차 전지 (100)의 수명 등의 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
따라서, 상기 수용부 (111)의 깊이 (a)는 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 이상인 것이 바람직한데, 상기 수용부 (111)의 깊이 (a)가 전극 조립체 (10)의 두께의 80% 이하인 것이 특히 바람직하다. 구체적으로, 상기 수용부 (111)의 깊이 (a)가 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 80% 초과인 경우에는 이차 전지 (100)의 율별 방전 또는 고온 방치 등에서 이차 전지 (100)의 특성 향상 정도가 미미할 수 있다.
도 3은 a/b에 따른 율별 방전 그래프이고, 도 4는 a/b에 따른 고온 방치 후의 보전 용량 및 회복 용량에 대한 그래프이다.
도 3 및 도 4은 수용부의 깊이 (a)에 대한 전극 조립체의 두께 (b)를 변화시켜 이차 전지의 특성을 검토한 그래프이다. 상기 그래프들은 동일한 조건으로 제작된 전극 조립체를 이용하고 동일한 조건에 의하여 충전 및 방전하며, 단지 a/b만을 변화시켜 그 결과를 확인하였다. 도 3은 각각의 a/b에 대한 율별 특성을 확인하였고, 도 4는 60℃에서 10일 동안 이차 전지를 방치한 후의 보존 용량 및 회복 용량을 확인한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 이차 전지의 0.2C-rate에 대한 방전 용량은 a/b와 무관하게 거의 유사하였으나, 그 밖의 경우인 0.5C-rate, 1.0C-rate 및 2.0C-rate에서는 a/b에 따라 방전 용량의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 이차 전지를 방전시 C-rate이 증가할수록 조건이 가혹해 짐을 고려할 때, a/b에 따른 율별 특성은 a/b가 100%> 90%> 80%> 70%임을 확인할 수 있었다. 통상, 이차 전지의 주된 방전 조건이 0.5C-rate 또는 1.0C-rate임을 고려할 때, a/b가 70% 내지 80%인 경우, 이차 전지의 율별 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
도 4은 a/b에 따른 이차 전지를 만충전시킨 후, 60℃에서 10일 동안 방치한 결과이다. 보존 용량은 고온에서 방치하는 동안 자가 방전된 용량을 확인하기 위한 값이고, 회복 용량은 상기 이차 전지를 상온에서 다시 충전 후의 방전 용량값이다. 상기 보존 용량 및 방전 용량이 클수록, 이차 전지는 고온에서 쉽게 열화되지 않음을 확인할 수 있다.
보존 용량 및 방전 용량을 검토하면, a/b가 70%> 80%> 90%> 100%임을 확인할 수 있었다. 더 구체적으로는, 70% 및 80%의 경우는 서로 유사한 경향을 보이고, 90% 및 100%도 서로 유사한 경향을 보이는 반면, 각각의 70% 및 80%와, 90% 및 100% 사이는 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 고온 방치의 경우에서도 a/b가 70% 내지 80%에서 율별 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
전술한 내용을 종합할 때, 본 실시예에 따른 이차 전지에 있어서, 수용부의 깊이 (a)는 전극 조립체의 두께 (b)의 70% 내지 80%인 것이 이차 전지의 생산성 및 상기 이차 전지의 성능적인 측면에서 바람직하다.
이하의 실시예들에서는 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 4에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다. 도 6a은 도 5의 단면도이며, 도 6b 및 도 6c는 각각 도 6a의 A부분과 B부분의 확대도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지 (200)는 양극판 및 음극판과, 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터 (13)로 구성되는 전극 조립체 (10); 및 상기 전극 조립체 (10)를 수용하는 수용부 (211)를 구비하는 전지 케이스 (210, 220);를 포함하고 상기 수용부 (211)의 깊이 (a)는 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 내지 80%일 수 있다.
또한, 상기 전지 케이스 (210, 220)는 본체인 제1 케이스부 (210)와, 상기 본체를 덮는 커버인 제2 케이스부 (220)를 포함할 수 있으며, 이때 상기 커버 (220)와 본체 (210)는 서로 다른 재질로 형성되거나, 또는 상기 커버 (220)는 본체 (210)에 비하여 견고(堅固)하게 형성될 수 있다. 본체 (210)의 가장자리 측에는 밀봉부 (212)가 구비될 수 있으며, 상기 밀봉부 (212)를 통하여 본체 (210)와 커버 (220)는 열융착되어, 이차 전지 (200)를 외부와 격리시킬 수 있다.
도 6a를 참조하면, 상기 커버 (220)의 두께는 본체 (210)의 두께에 비하여 두껍게 형성될 수 있다. 통상, 전지 케이스 (210, 220)로 파우치를 사용하는 경우에는 상기 전극 조립체 (10)와 전해액 (미도시)를 수용하기 위한 공간을 구비시키기 위하여 수용부 (211)를 형성시키는 데, 이때 딥 드로잉을 이용할 수 있다. 상기 전지 케이스 (210, 220)는 딥 드로잉의 공정상의 제약에 의하여 본체 (210)를 일정 두께 이상으로 형성하기 어렵다. 반면, 상기 본체 (210)를 덮는 커버 (220)의 경우에는, 상기 본체 (210)와는 별개로 두께를 조정할 수 있다. 따라서, 본체 (210)외는 다르게 두께 제한을 받지 않고 형성시킬 수 있으며, 예컨대 본체 (210)에 비하여 더 두꺼운 재질로 형성시킬 수 있다.
본 실시예의 전지 케이스 (210, 220)는 내부 수지층, 금속층, 외부 수지층을 포함하는 복수개의 층으로 형성될 수 있다. 상기 내부 수지층은 전극 조립체 (10)와 직접 대면하는 부분이고, 외부 수지층은 상기 파우치의 외부와 접하는 부분이다, 상기 내부 수지층 및 외부 수지층은 이차 전지의 단락 등을 방지하기 위하여 전기적인 부도체인 고분자 등을 이용하여 형성시킬 수 있다. 반면, 금속층은 내부 수지층과 외부 수지층의 사이에 구비되어, 상기 파우치의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있다. 예컨대, 상기 금속층으로는 알루미늄 등을 포함할 수 있다.
통상, 전지 케이스를 구성하는 본체 및 커버의 두께는 동일하게 제작되고, 상기 본체 및 커버를 구성하는 금속층의 두께도 역시 동일하게 제작된다. 또한, 본체는 딥 드로잉 등과 같은 성형이 수행되어야 하므로, 전지 케이스는 성형성을 고려하여 그 강도는 소정 이하로 제작되어야 한다. 따라서, 본체 및 커버의 강도에 주된 영향을 미치는 금속층의 두께는 소정 이하로 제한되어야 하고, 전지 케이스의 강도는 본체 및 커버의 구별없이 낮은 수준을 갖게 된다.
반면, 본 발명에 따른 전지 케이스 (210, 220)는 본체 (210) 및 커버 (220)에 구비되는 각각의 금속층을 별개로 제어할 수 있다. 즉, 본체 (210)에 구비되는 금속층은 본체의 성형성을 고려하여 구비되고, 커버 (220)에 구비되는 금속층은 별도의 성형을 필요로 하지 않으므로, 충분한 강도를 갖도록 구비될 수 있다.
본 실시예에 따른 커버 (220)의 금속층은 통상의 커버에 구비되는 금속층보다 두께를 더 증가시킬 수 있고, 따라서 기계적인 강도를 증가시킬 수 있다. 금속층의 두께 증가에 따라 커버의 강도는 비례하여 증가할 수 있다. 예컨데, 금속층의 두께가 2배 증가하는 경우, 커버의 강도는 대략 2.5배 증가할 수 있다.
구체적으로 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지 (200)는 커버 (220)의 금속층의 두께 (s)를 변화시킴으로써 커버 (220)의 기계적인 강도를 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 커버 (220)의 금속층의 두께 (s)는 본체 (210)의 금속층의 두께 (t)의 150% 내지 200%일 수 있다. 상기 커버 (220)의 금속층의 두께 (s)가 본체 (210)의 금속층의 두께 (t)의 150% 미만인 경우에는, 커버 (220)에 소정의 기계적인 강도를 제공하는 데 충분하지 않아, 그 효과가 미미할 수 있다. 반면, 상기 커버 (220)의 금속층의 두께 (s)가 본체 (210)의 금속층의 두께 (t)의 200% 초과인 경우에는 금속층의 탄성변형력이 떨어질 수 있고, 또한 커버 (220)의 두께가 두꺼워 질 수 있다. 즉, 상기 금속층의 두께 (s)의 두께가 200%를 초과하는 경우에는, 상기 커버 (220)의 탄성변형력이 일정 수준 이하로 저하되어 본체 (210)에 충분한 밀착력을 줄 수 없어 이차 전지 (200)의 조립을 어렵게 할 수 있다. 또한, 증가된 커버 (220)의 금속층의 두께 (s)에 의하여 이차 전지 (200) 자체의 무게 및 부피도 증가되고, 또한 상기 커버 (220)와 본체 (210)와의 열융착 공정을 방해하여 밀착력을 감소시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이고, 도 8은 도 7의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지 (300)는 양극판 및 음극판과, 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터 (13)로 구성되는 전극 조립체 (10); 및 상기 전극 조립체 (10)를 수용하는 수용부 (311, 321)를 구비하는 전지 케이스 (310, 320);를 포함하고 상기 수용부 (311, 321)의 깊이의 합 (a1+a2)은 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 내지 80%일 수 있다.
본 실시예에 따른 이차 전지 (300)의 전지 케이스 (310, 320)는 전술한 실시예와는 다르게 상기 전지 케이스 (310, 320)를 구성하는 제1 및 제2 케이스부 (310, 320)에 각각 제1 및 제2 수용부 (311, 321)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수용부 (311)의 깊이 (a1)와 제2 수용부 (321)의 깊이 (a2)의 합 (a1+a2)은 전극 조립체 (10)의 두께 (b)의 70% 내지 80%인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2 수용부 (311, 321)는 동일한 깊이 (a1, a2)를 갖도록 구비될 수 있다. 상기 제1 및 제2 수용부 (311, 321)의 깊이 (a1, a2)는 다양하게 변형이 가능하나, 이차 전지 (300)를 제조하는 공정 중에서, 상기 제1 및 제2 수용부 (311, 321)의 깊이 (a1, a2)가 상이할 경우에는 공정상 불량률을 높일 수 있고, 공정 시간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 수용부 (311, 321)의 깊이 (a1, a2)를 동일하게 하여, 전지 케이스 (310, 320)를 구성하는 제1 케이스부 (310)와 제2 케이스부 (320)의 형태를 일치시키고, 이에 의하여 이차 전지 (300)의 생산성을 증가시킬 수 있고, 재료비의 단가를 감소시킬 수 있다.
또한, 제1 케이스부 (310)와 제2 케이스부 (320)에는 각각 외측으로 돌출된 형태의 밀봉부 (312)가 구비되어, 서로 열융착되어 이차 전지 (200)를 밀봉하여 전해액 등의 누출을 방지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 전극 조립체
13: 세퍼레이터
100, 200, 300: 이차 전지
110, 120, 210, 220, 310, 320: 전지 케이스
111, 211, 311, 321: 수용부

Claims (14)

  1. 제1 및 제2 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하는 수용부를 구비하는 전지 케이스;를 포함하되
    상기 수용부 깊이는 전극 조립체 두께의 70% 내지 80%인 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 케이스는 제1 케이스부와 제2 케이스부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 케이스부의 적어도 어느 일측에는 상기 수용부가 구비되는 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 케이스부는 상기 수용부가 구비되는 본체이고, 상기 제2 케이스부는 상기 전지 케이스 본체를 덮는 커버인 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 케이스부와 제2 케이스부는 서로 다른 재질로 형성되는 이차 전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 케이스부의 두께는 제1 케이스부의 두께보다 더 두껍게 형성되는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 케이스부는 내부 수지층, 금속층 및 외부 수지층을 포함하고, 상기 제2 케이스부의 금속층의 두께는 제1 케이스부의 금속층의 두께의 150% 내지 200%인 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄을 포함하는 이차 전지.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 케이스부의 양측에는 각각 제1 및 제2 수용부를 포함하고, 상기 제1 수용부의 깊이와 제2 수용부의 깊이의 합은 전극 조립체의 두께의 70% 내지 80%인 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제 1 수용부의 깊이와 제2 수용부의 깊이는 동일하도록 구비되는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 전극 조립체의 형태에 대응하도록 구비되는 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 딥 드로잉에 의하여 구비되는 이차 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전지 케이스는 파우치인 이차 전지.
  13. 하나 이상의 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 구성되는 전극 조립체를 수용하는 이차 전지용 케이스에 있어서,
    상기 이차 전지용 케이스는 제1 케이스부와 제2 케이스부를 포함한 파우치이고, 상기 제1 및 제2 케이스부의 적어도 어느 일측에는 상기 수용부가 구비되되, 상기 수용부 깊이는 상기 전극 조립체 두께의 70% 내지 80%인 이차 전지용 케이스.
  14. 제13항에 있어서
    상기 제1 케이스부와 제2 케이스부는 서로 다른 재질로 형성되며, 상기 제2 케이스부의 두께는 제1 케이스부의 두께보다 더 두껍게 형성되는 이차 전지용 케이스.
KR1020110031276A 2011-04-05 2011-04-05 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지 KR101240718B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110031276A KR101240718B1 (ko) 2011-04-05 2011-04-05 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지
US13/417,995 US9093671B2 (en) 2011-04-05 2012-03-12 Electrode assembly and secondary battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110031276A KR101240718B1 (ko) 2011-04-05 2011-04-05 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120113527A true KR20120113527A (ko) 2012-10-15
KR101240718B1 KR101240718B1 (ko) 2013-03-11

Family

ID=46966350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110031276A KR101240718B1 (ko) 2011-04-05 2011-04-05 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9093671B2 (ko)
KR (1) KR101240718B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170045564A (ko) * 2015-10-19 2017-04-27 주식회사 엘지화학 전지케이스의 내면이 전기 절연성 소재로 코팅되어 있는 전지셀

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101621094B1 (ko) * 2009-08-20 2016-05-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101595611B1 (ko) 2013-03-22 2016-02-18 주식회사 엘지화학 에너지 밀도가 향상된 이차전지
KR20150049261A (ko) * 2013-10-29 2015-05-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이차 전지의 제조방법
US10205140B2 (en) * 2014-02-19 2019-02-12 Delta Electronics, Inc. Cell and manufacture method thereof
KR102361705B1 (ko) * 2015-03-03 2022-02-10 삼성에스디아이 주식회사 커버를 갖는 이차 전지
KR102323809B1 (ko) * 2018-06-18 2021-11-09 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 장치 및 그의 제조 방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5486431A (en) * 1994-03-02 1996-01-23 Micron Communications, Inc. Method of producing button-type batteries and spring-biased concave button-type battery
JP3260675B2 (ja) * 1997-10-14 2002-02-25 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
JP2000223086A (ja) 1999-01-28 2000-08-11 Mitsubishi Chemicals Corp 二次電池
US6635381B2 (en) * 2000-05-11 2003-10-21 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical lithium ion secondary cell having a scalloped electrode assembly
EP1339115B1 (en) * 2000-10-05 2010-12-15 Panasonic Corporation Flat battery and production method therefor
JP4132647B2 (ja) * 2000-11-21 2008-08-13 シャープ株式会社 薄型二次電池
KR100472504B1 (ko) * 2002-06-17 2005-03-10 삼성에스디아이 주식회사 보강구조가 개선된 파우치형 이차전지
KR100529098B1 (ko) 2003-08-01 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100601547B1 (ko) 2004-10-01 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 이차 전지
KR20060030599A (ko) 2004-10-06 2006-04-11 주식회사 디지털텍 리튬 이온 폴리머 전지의 제조방법
KR20070047651A (ko) 2005-11-02 2007-05-07 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극조립체
KR100895202B1 (ko) 2006-04-17 2009-05-06 주식회사 엘지화학 파우치형 전지
DE602007013256D1 (de) * 2006-08-21 2011-04-28 Lg Chemical Ltd Sekundärbatterie des beuteltyps mit verbesserter sicherheit und ausgezeichneter herstellungsprozesseigenschaft
KR100824878B1 (ko) * 2006-09-15 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP5228360B2 (ja) 2007-04-12 2013-07-03 ソニー株式会社 電池パック
US20090197160A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Stack type battery
WO2010064392A1 (ja) 2008-12-05 2010-06-10 パナソニック株式会社 電池パック

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170045564A (ko) * 2015-10-19 2017-04-27 주식회사 엘지화학 전지케이스의 내면이 전기 절연성 소재로 코팅되어 있는 전지셀

Also Published As

Publication number Publication date
US9093671B2 (en) 2015-07-28
KR101240718B1 (ko) 2013-03-11
US20120258352A1 (en) 2012-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101240718B1 (ko) 이차 전지용 케이스 및 이를 구비한 이차 전지
KR101147208B1 (ko) 이차 전지, 바이폴라 전극, 및 이차 전지의 제조 방법
KR100786875B1 (ko) 전지 모듈
US11005147B2 (en) Pouch type secondary battery
KR20170042155A (ko) 전지 모듈
KR101789804B1 (ko) Directional venting이 이루어지도록 한 이차전지용 파우치 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지
KR20200024249A (ko) 배터리 셀
KR100646520B1 (ko) 이차 전지 및 그 조립방법
KR101357931B1 (ko) 이차 전지
KR101935229B1 (ko) 리튬 이차 전지
US20120321942A1 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
KR20150138433A (ko) 이차 전지
KR20170101650A (ko) 파우치 외장재 및 이를 이용한 파우치형 이차전지
KR20150089311A (ko) 이차 전지
KR101787636B1 (ko) 전지 셀 및 이를 포함하는 디바이스
KR101471672B1 (ko) 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지
KR101174919B1 (ko) 리튬 이차전지
KR101518550B1 (ko) 세라믹판과 수지판의 이중구조를 갖는 내구성 강화수단을 구비한 리튬 이차전지
KR20080047153A (ko) 이차전지
KR20140089455A (ko) 이차전지 어셈블리
KR101130477B1 (ko) 휴대폰 배터리 팩
KR101491060B1 (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20180031443A (ko) 이차전지, 전극 조립체 및 전극 조립체 제조 방법
KR101379691B1 (ko) 전해액 재충전이 가능한 이차 전지
KR101274914B1 (ko) 파우치형 이차전지

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: 20160119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180122

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200129

Year of fee payment: 8