KR20130092800A - 배터리셀 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리셀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1전극부, 제2전극부, 상기 제1전극부 및 제2전극부 사이에 구비되는 세퍼레이터를 포함하는 전지부; 상기 제1전극부 및 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭 및 제2전극탭; 상기 전지부의 적어도 하나 이상의 모서리에 부착되는 필름; 및 내부에 상기 전지부가 수용되며, 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함하여 형성된다.
Description
본 발명은 배터리셀에 관한 것으로서, 절연성이 향상된 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 세퍼레이터는 얇은 막 형태로 이루어지기 때문에, 파우치 케이스에 삽입 후 밀봉하는 공정에서 젤리 롤 모서리부에 위치한 세퍼레이터가 케이스 밀봉 부에 끼워진 상태로 밀봉될 수가 있으며, 이 경우 파우치 케이스의 밀봉면과 전극탭 간의 절연저항이 저하되어 배터리 셀의 신뢰성이 저하된다. 또한 이러한 배터리 셀을 장기간 사용할 경우 부식을 유발하는 문제점도 발생한다.
이에 따라, 이차 전지의 젤리 롤 모서리부에 위치한 세퍼레이터를 케이스로부터 절연할 수 있는 배터리셀의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내부에 절연부재를 부착하여 내구성을 강화하고, 내부에 부착된 절연부재의 위치 또는 상태를 확인할 수 있는 배터리셀을 제공하려는 것이다.
본 발명은 제1전극부, 제2전극부, 상기 제1전극부 및 제2전극부 사이에 구비되는 세퍼레이터를 포함하는 전지부; 상기 제1전극부 및 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭 및 제2전극탭; 상기 전지부의 적어도 하나 이상의 모서리에 부착되는 필름; 및 내부에 상기 전지부가 수용되며, 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함한다.
또한, 상기 필름은 일단이 절곡된 판형태로 상기 전지부의 네 모서리에 각각 부착된다.
또한, 상기 필름은 일측면에 접착제가 도포되어 상기 전지부에 접착되는 배터리셀.
또한, 상기 필름은 절연 재질로 이루어진다.
또한, 상기 배터리셀은 상기 필름의 부착 상태를 확인할 수 있는 검사수단;을 더 포함한다.
또한, 상기 검사수단은 상기 필름을 사이에 두고 상기 케이스의 내부에 서로 대향되도록 각각 결합되는 빛을 방출하는 발광다이오드인 제1검출기 및 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛을 인식하는 포토다이오드인 제 2검출기, 및 상기 제2검출기와 전기적으로 연결되어 상기 케이스의 내부에 결합되는 경보기이다.
또한, 상기 포토다이오드는 상기 필름이 상기 전지부에 부착된 상태에서 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량을 인식하여 초기데이터로 저장하고, 상기 필름이 상기 전지부에서 탈착되어 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량이 상기 초기데이터와 달라지면 경보신호를 생성하여 상기 경보기로 전송하며, 상기 경보기는 상기 포토다이오드로부터 경보신호를 받으면 경보사실을 디스플레이 장치에 알린다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부의 네 모서리에 절연재질의 필름을 부착함으로서, 전지부에 구성된 세퍼레이터의 네 모서리를 케이스로부터 절연하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부에 부착된 필름의 부착상태를 확인할 수 있는 검사수단을 구성함으로서, 전지부에 부착된 필름의 부착 상태를 확인하여 전지부에 부착된 필름의 교체시기를 알 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부에 부착된 필름의 부착상태를 확인할 수 있는 검사수단으로 발광다이오드 및 포토다이오드를 구성함으로서, 간편하면서도 신속하게 전지부에 부착된 필름의 부착상태를 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 분해사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 사시도
도 3은 도 2에 도시된 a-a' 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀에 구성된 제1검출기 및 제2검출기의 작동도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀의 사시도
도 3은 도 2에 도시된 a-a' 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀에 구성된 제1검출기 및 제2검출기의 작동도
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 실시예에 따른 배터리셀(1000)은 전지부(100), 제1전극탭(140), 제2전극탭(150), 필름(200), 케이스(300)를 포함하여 형성된다.
전지부(100)는 케이스(300)의 내부에 수용되는 부분으로서, 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)를 포함하여 형성된다.
제1전극부(110) 및 제2전극부(120) 사이에 분리막이 구비되며, 제1전극부(110), 분리막, 제2전극부(120)는 케이스(300)의 내부에 전해질 용액과 함께 수용된다.
제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)은 전원 연결을 위해 케이스(300)의 외측으로 돌출되는 구성으로서, 각각 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)에서 연장 형성된다.
일반적으로, 제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)은 각각 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)에 용접된다.
또한, 도면에는 제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)이 각각 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)에서 일측방향으로 연장 형성된 구성을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1전극탭(140)이 제1전극부(110)에서 일측방향으로 연장 형성되고, 및 제2전극탭(150)이 제2전극탭(150)이 제2전극부(120)에서 타측방향으로 연장 형성된 구성으로도 적용이 가능하다.
필름(200)은 전지부(100)를 보호하는 부분으로서, 절연재질로 형성되며 일측면에 접착제가 도포되어 전지부(100)의 네 모서리에 부착된다.
또한, 필름(200)은 일단이 절곡된 판형태로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전지부(100)의 네 모서리에 부착될 수 있는 다양한 형태로 적용이 가능하다.
여기에서 모서리란, 전지부(100)의 대각선과 만나는 꼭지점에 배치된 모서리를 말한다.
배터리셀을 제조하는 공정에 있어서, 전지부(100)는 모서리 부분의 연신률이 높게 나타나게 됨에 따라 절연 저항에 취약해지게 되면서, 전지부(100)에 구성된 세퍼레이터(130)의 두께가 얇아지게 될뿐만 아니라 외부 충격 및 외부 진동에 의하여 전지부(100)의 모서리가 파괴되게 된다.
이 때, 필름(200)은 외부 충격 및 외부 진동으로부터 전지부(100)에 구성된 세퍼레이터(130)의 모서리 부분을 보호함으로서, 전지부(100)의 수명을 연장한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부(100)의 네 모서리에 절연재질의 필름(200)을 부착함으로서, 전지부(100)에 구성된 세퍼레이터(130)의 네 모서리를 케이스(300)로부터 절연하는 장점이 있다.
케이스(300)는 배터리셀을 형성하는 기본 몸체로서, 내부에 상기 전지부(100)가 수용되며, 제1전극탭(140) 및 제2전극탭(150)이 외측으로 노출되도록 밀봉된다.
도 3은 도 2에 도시된 a-a' 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀(1000)은 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 부착 상태를 확인할 수 있는 검사수단(400)을 더 포함하여 형성된다.
검사수단(400)은 제1검출기(410), 제2검출기(420), 경보기(430) 인 것을 특징으로 한다.
제1검출기(410) 및 제2검출기(420)는 필름(200)을 사이에 두고 각각 케이스(300)의 내측 하면 및 상면에 서로 대향되도록 결합된다.
제1검출기(410)는 빛을 방출하는 발광다이오드로서, 제2검출기(420)로 빛을 방출한다.
제2검출기(420)는 빛을 인식하는 포토다이오드로서, 발광다이오드에서 방출된 빛을 인식하며 경보신호를 생성한다.
경보기(430)는 제2검출기(420)와 전기적으로 연결되면서 케이스(300)의 내면에 결합된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리셀에 구성된 제1검출기(410) 및 제2검출기(420)의 작동도이다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필름(200)이 전지부(100)에 부착되어 있으면, 발광다이오드에서 방출된 빛은 필름(200)에 의해 일정영역이 차단되면서 포토다이오드로 입사되게 된다.
이 때, 포토다이오드는 필름(200)이 전지부(100)에 부착된 상태에서 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량을 인식하여 초기데이터로 저장한다.
도 4(b)에 도시된 바와 같이, 외부로부터 지속적으로 충격이나 진동을 받아서 필름(200)이 전지부(100)에서 탈착되면 발광다이오드로부터 포토다이오드로 도달하는 빛의 입사량은 변화하게 된다.
이 때, 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량이 초기데이터와 달라진 것을 인식한 포토다이오드는 경보신호를 생성하여 경보기(430)로 전송한다.
경보기(430)는 포토다이오드로부터 경보신호를 받으면 경보사실을 디스플레이 장치에 알린다.
여기에서, 디스플레이 장치란, 차량용 배터리의 경우 차량의 내부에 장착되는 계기판 또는 네비게이션의 디스플레이, 휴대폰 배터리의 경우 휴대폰의 디스플레이를 말한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 부착상태를 확인할 수 있는 검사수단(400)을 구성함으로서, 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 부착 상태를 확인하여 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 교체시기를 알 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 배터리셀은 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 부착상태를 확인할 수 있는 검사수단(400)으로 발광다이오드 및 포토다이오드를 구성함으로서, 간편하면서도 신속하게 전지부(100)에 부착된 필름(200)의 부착상태를 검사할 수 있는 장점이 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 : 전지부
110 : 제1전극부 120 : 제2전극부
130 : 세퍼레이터
140 : 제1전극탭 150 : 제2전극탭
200 : 필름
300 : 케이스
400 : 검사수단
410 : 제1검출기 420 : 제2검출기
430 : 경보기
100 : 전지부
110 : 제1전극부 120 : 제2전극부
130 : 세퍼레이터
140 : 제1전극탭 150 : 제2전극탭
200 : 필름
300 : 케이스
400 : 검사수단
410 : 제1검출기 420 : 제2검출기
430 : 경보기
Claims (7)
- 제1전극부, 제2전극부, 상기 제1전극부 및 제2전극부 사이에 구비되는 세퍼레이터를 포함하는 전지부;
상기 제1전극부 및 제2전극부에서 각각 연장되는 제1전극탭 및 제2전극탭;
상기 전지부의 적어도 하나 이상의 모서리에 부착되는 필름; 및
내부에 상기 전지부가 수용되며, 상기 제1전극탭 및 제2전극탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되는 케이스;를 포함하는 배터리 셀.
- 제 1항에 있어서, 상기 필름은
일단이 절곡된 판형태로 상기 전지부의 네 모서리에 각각 부착되는 배터리 셀.
- 제 2항에 있어서, 상기 필름은
일측면에 접착제가 도포되어 상기 전지부에 접착되는 배터리셀.
- 제 1항에 있어서, 상기 필름은
절연 재질로 이루어지는 배터리셀.
- 제 1항에 있어서, 상기 배터리셀은
상기 필름의 부착 상태를 확인할 수 있는 검사수단;을 더 포함하는 배터리셀.
- 제 5항에 있어서, 상기 검사수단은
상기 필름을 사이에 두고 상기 케이스의 내부에 서로 대향되도록 각각 결합되는 빛을 방출하는 발광다이오드인 제1검출기 및 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛을 인식하는 포토다이오드인 제 2검출기, 및
상기 제2검출기와 전기적으로 연결되어 상기 케이스의 내부에 결합되는 경보기인 배터리셀.
- 제 6항에 있어서, 상기 포토다이오드는
상기 필름이 상기 전지부에 부착된 상태에서 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량을 인식하여 초기데이터로 저장하고, 상기 필름이 상기 전지부에서 탈착되어 상기 발광다이오드로부터 방출된 빛의 입사량이 상기 초기데이터와 달라지면 경보신호를 생성하여 상기 경보기로 전송하며, 상기 경보기는 상기 포토다이오드로부터 경보신호를 받으면 경보사실을 디스플레이 장치에 알리는 배터리셀.
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