KR20130092791A - 배터리셀 - Google Patents

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KR20130092791A
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battery cell
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공명철
이상호
윤석환
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 젤리 롤; 상기 제1전극부과 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭과 제2전극탭; 및 상기 젤리 롤이 수용되는 수용공간, 상기 수용공간의 적어도 하나 이상의 모서리가 확장되는 내측으로부터 외측으로 확장되는 확장부를 포함하여 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 돌출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함하여 형성된다.

Description

배터리셀 {BATTERY CELL}
본 발명은 케이스의 구조가 개선된 배터리셀에 관한 것이다.
통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서 상기 리튬이온전지는 장 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.
상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.
이차 전지의 배터리 셀은 전지부와, 상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 케이스를 포함하여 구성된다.
상기 전지부는 젤리(Jelly)를 와인딩한 형상과 같다 하여 젤리 롤(Jelly Roll)이라고도 하는데, 기존의 젤리 롤은 파우치형 케이스에 삽입 시 다음과 같은 문제점이 있었다.
상기 젤리 롤의 분리막은 얇은 막 형태로 이루어지기 때문에, 상기 젤리 롤을 파우치 케이스에 삽입 후 밀봉하는 공정에서 상기 분리막의 모서리 일정 영역이 파우치 케이스의 일정 영역에 끼워진 상태로 밀봉될 수가 있으며, 이 경우 파우치 케이스의 밀봉되는 일정 영역과 전극탭 간의 절연저항이 저하되어 배터리 셀의 신뢰성이 저하된다. 또한, 이러한 배터리 셀을 장기간 사용할 경우 부식을 유발하는 문제점도 발생한다.
따라서, 상기 젤리 롤을 파우치 케이스에 삽입 후 밀봉하는 공정에서 상기 분리막의 모서리 일정 영역이 밀봉되는 파우치 케이스의 일정 영역에 끼워진 상태로 밀봉되는 문제점을 해결하기 위한 다양한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 2007-0056426(2007.06.04)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 더욱 상세하게는 젤리 롤을 수용하는 케이스의 내부 구조가 개선된 배터리셀을 제공하려는 것이다.
본 발명의 배터리셀은 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 젤리 롤; 상기 제1전극부과 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭과 제2전극탭; 및 상기 젤리 롤이 수용되는 수용공간, 상기 수용공간의 적어도 하나 이상의 모서리가 확장되는 내측으로부터 외측으로 확장되는 확장부를 포함하여 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 돌출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함한다.
또한, 상기 확장부는 상기 수용공간의 내측으로부터 외측으로 곡률을 가지는 형태로 형성된다.
또한, 상기 확장부는 상기 수용공간의 4곳 모서리에 형성된다.
또한, 상기 확장부는 펀칭 공정에 의해 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀은 젤리 롤이 수용되는 케이스의 수용공간 모서리에 확장부가 구성됨으로서, 밀봉되는 케이스의 일정 영역에 젤리 롤의 분리막이 끼워지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀은 케이스의 수용공간 모서리에 내측으로부터 외측으로 확장한 형태의 확장부가 구성됨으로서, 분리막의 절연 저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 분해사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 확장부의 여러 실시예
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀의 사시도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 분해사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배터리셀(1000)은 젤리 롤(100), 제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150), 케이스(200)를 포함하여 형성된다.
젤리 롤(100)은 케이스(200)의 내부에 수용되는 구성으로서, 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)를 포함하여 형성된다.
제1전극부(110) 및 제2전극부(120) 사이에는 분리막(130)이 구비되며, 제1전극부(110), 분리막(130), 제2전극부(120)는 케이스(200) 내부에 전해질 용액과 함께 구비된다.
제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)은 전원 연결을 위해 케이스(200)의 외측으로 돌출되며 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)에서 연장형성된다.
일반적으로, 제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)은 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)에 용접된다.
케이스(200)는 배터리셀을 구성하는 기본 몸체로서, 수용공간(210)을 포함하여 형성된다.
수용공간(210)은 젤리 롤(100)을 수용하는 공간으로서, 케이스(200)의 내부가 중공되어 형성된 공간이다.
또한, 케이스(200)는 수용공간(210)의 적어도 하나 이상의 모서리에 해당되는 영역이 수용공간(210)의 내측으로부터 외측으로 확장되는 형태로 형성되는 확장부(211)를 포함하여 형성된다.
또한, 확장부(211)는 수용공간(210)의 4곳 모서리에 내측으로부터 외측으로 곡률을 가지는 형태로 형성된다.
여기에서 4곳 모서리란 수용공간의 대각선과 만나는 4곳 모서리를 의미한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀(1000)은 젤리 롤(100)이 수용되는 케이스(200)의 수용공간(210) 모서리에 확장부(211)가 구성됨으로서, 밀봉되는 케이스(200)의 일정 영역에 젤리 롤(100)의 분리막(130)이 끼워지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀(1000)은 케이스(200)의 수용공간(210) 모서리에 내측으로부터 외측으로 확장한 형태의 확장부(211)가 구성됨으로서, 분리막(130)의 절연 저항이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 확장부(211)는 케이스(200)를 제작하는 공정에서 일정영역이 확장부(211)와 대응되는 형태로 형성되는 펀치를 이용하는 펀칭 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 확장부의 여러 실시예이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 확장부(211)는 케이스(200)의 수용공간(210)의 내측으로부터 외측으로 확장된 형태로서, 직사각형 형태, 사다리꼴 형태, 삼각형 형태, 곡률을 가지는 형태로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀(1000)은 제1전극탭(140)이 제1전극부(110)에서 일측으로 연장형성되고, 제2전극탭(150)이 제2전극부(120)에서 제1전극부(110)의 타측으로 연장형성되는 형태로도 형성될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 케이스(200)의 수용공간(210)에 젤리 롤(100)이 권취되는 파우치 형태의 배터리셀에 모두 적용할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 본 발명에 따른 배터리셀
100 : 젤리 롤
110 : 제1전극부 120 : 제2전극부
130 : 분리막 140 : 제1전극탭
150 : 제2전극탭
200 : 케이스
210 : 수용공간 211 : 확장부

Claims (4)

  1. 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 젤리 롤;
    상기 제1전극부과 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭과 제2전극탭; 및
    상기 젤리 롤이 수용되는 수용공간, 상기 수용공간의 적어도 하나 이상의 모서리가 확장되는 내측으로부터 외측으로 확장되는 확장부를 포함하여 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 돌출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함하는 배터리셀.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 확장부는
    상기 수용공간의 내측으로부터 외측으로 곡률을 가지는 형태로 형성되는 배터리셀.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 확장부는
    상기 수용공간의 4곳 모서리에 형성되는 배터리셀.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 확장부는
    펀칭 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리셀.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002260600A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Tdk Corp 電気化学デバイス
KR20080017264A (ko) * 2006-08-21 2008-02-26 주식회사 엘지화학 향상된 안전성과 우수한 제조 공정성의 파우치형 이차전지
KR20110105737A (ko) * 2010-03-19 2011-09-27 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 전지팩

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