KR20130100701A

KR20130100701A - 이차 전지

Info

Publication number: KR20130100701A
Application number: KR1020130019315A
Authority: KR
Inventors: 박범식; 홍기성
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-09-11
Also published as: US20130230767A1; CN103296231A; EP2634831A1; US9017852B2; KR101973056B1; CN103296231B; EP2634831B1

Abstract

본 발명은 한쌍의 극판들과, 상기 극판들을 서로 분리시키는 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체; 전면부와 후면부가 결합되어 서로 대향하는 끝단에 날개부를 형성하고, 상기 날개부 사이에 구비되어 내부에 전극 조립체를 수납하는 수납부를 구비한 전지 케이스; 상기 전지 케이스의 날개부들에 각각 구비되는 절연부재; 및 상기 전지 케이스의 수납부에 상기 날개부를 부착하도록 상기 날개부들 각각에 구비된 결합부;를 포함하는 파우치형 이차 전지에 관한 것이다.

Description

이차 전지 {SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전성이 향상된 파우치형 이차 전지에 관한 것이다.

최근, 휴대용 전자 기기의 전원으로 이차 전지가 다양하게 사용되고 있다. 또한, 휴대용 전자 기기가 다양한 분야에서 사용되면서, 이에 따라 이차 전지에 대한 수요가 급증하고 있다. 상기 이차 전지는 충방전이 가능하여 복수회 사용이 가능하고, 따라서 경제적 및 환경적으로도 효과적이므로 그 사용이 장려되고 있다.

반면, 상기 이차 전지에는 내부에 리튬 금속과 같은 반응성이 큰 물질을 포함하므로 취급시 안전성이 문제될 수 있으며, 이에 따라, 이차 전지의 안전성을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 신규한 부재를 채용하여 안전성이 향상된 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제조 단계를 단순화하고 동시에 불량률을 감소시킴으로써 생산성이 향상된 이차 전지를 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 한쌍의 극판들과, 상기 극판들을 서로 분리시키는 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체; 전면부와 후면부가 결합되어 서로 대향하는 끝단에 날개부를 형성하고, 상기 날개부 사이에 구비되어 내부에 전극 조립체를 수납하는 수납부를 구비한 전지 케이스; 상기 전지 케이스의 날개부들에 각각 구비되는 절연부재; 및 상기 전지 케이스의 수납부에 상기 날개부를 부착하도록 상기 날개부들 각각에 구비된 결합부;를 포함하는 파우치형 이차 전지에 관한 것이다. 상기 결합부는 절연부재와 일체형으로 구비될 수 있다.

상기 전지 케이스의 각각의 날개부는 상기 수납부와 대면하는 제1 면과, 상기 수납부로부터 멀어지는 방향으로 대면하는 반대면인 제2 면을 포함하고, 상기 절연부재는 상기 제1 및 제2 면을 모두 덮을 수 있다.

상기 결합부는 상기 날개부의 제1 면과 상기 전지 케이스의 수납부 사이에 구비될 수 있다. 상기 절연부재는 하나의 일체형 유닛 (single integrated unit)일 수 있다. 상기 절연부재는, 상기 날개부의 제1 면을 덮는 제1 부분; 상기 날개부의 제2 면의 전체를 덮는 제2 부분; 및 상기 날개부의 단부를 덮도록 구비되어, 접는선에서 상기 제1 및 제2 면과 각각 연결되는 버퍼부;를 포함할 수 있다. 별법으로, 상기 절연부재는, 상기 날개부의 제1 면을 덮는 제1 부분; 상기 날개부의 제2 면의 일부만을 덮는 제2 부분; 및 상기 날개부의 단부를 덮도록 구비되어, 접는선에서 상기 제1 및 제2 면과 각각 연결되는 버퍼부;를 포함할 수 있다. 상기 결합부의 크기는 상기 날개부의 제1 면과 상기 절연부재의 제1 부분의 크기에 각각 대응하도록 구비될 수 있다.

상기 절연부재는 상기 버퍼부에서 상기 날개부에 대하여 대향하는 방향으로 연장되는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 전지 케이스의 수납부 상에 구비될 수 있다. 또한, 파우치형 이차 전지는 상기 전극 조립체의 극판들과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 전지 케이스의 외측으로 연장되는 전극탭들; 및 상기 전극탭들의 일부를 둘러싸도록 구비되고, 상기 전지 케이스로부터 상기 전극탭들을 전기적으로 절연시키도록 상기 전지 케이스를 통하여 연장되는 리드필름들;을 더 포함할 수 있다.

상기 전면부 및 후면부의 각각은 두개의 레진층 사이에 구비되는 금속층을 포함하는 라미네이트 (laminate)일 수 있다. 상기 결합부는 양쪽면에 모두 접착제를 구비한 양면테이프일 수 있다. 상기 결합부는 양쪽면에 접착제를 구비한 양면테이프이고, 상기 절연부재는 일면에만 접착제를 구비한 테이프일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 세퍼레이터의 각 면에 극판을 라미레이팅시켜 전극 조립체를 준비하는 단계; 전지 케이스의 전면부와 후면부를 준비하되, 상기 전면부는 수납부를 갖도록 준비하는 단계; 상기 수납부에 상기 전극 조립체와 전해액을 삽입하는 단계; 상기 전면부의 단부와 상기 후면부의 단부를 열융착시켜 날개부를 구비시켜, 그 내부에 구비된 전극 조립체를 실링하는 단계; 한쌍의 일체형 테이프 부재들을 제공하는 단계; 상기 전지 케이스의 각각의 날개부에 상기 한쌍의 일체형 테이프 부재들을 부착하는 단계; 및 상기 일체형 테이프 부재들을 구비한 날개부들을 상기 수납부를 향하도록 접어 상기 전지 케이스의 수납부에 상기 전지 케이스의 날개부들을 부착시키는 단계;를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법에 관한 것이다.

상기 한쌍의 일체형 테이프 부재들을 제공하는 단계는, 한쌍의 절연부재들을 제공하는 단계; 각각의 절연부재를 접는선을 따라서 접어 상기 각각의 절연부재에 제1 및 제2 부분을 형성하는 단계; 및 상기 각각의 절연부재의 제1 부분에 결합부를 부착하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 결합부는 양쪽면에 접착제를 구비한 양면테이프이고, 상기 절연부재는 일면에만 접착제를 구비한 테이프일 수 있다. 상기 각각의 절연부재의 제3 부분을 상기 전지 케이스의 수납부에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 열융착시키기 전에 상기 전극 조립체의 전극탭들에 리드필름들을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 각각의 절연부재에서의 결합부 및 제1 부분의 크기 및 형태는 상기 전지 케이스의 각각의 날개부의 크기 및 형태와 동일하게 구비될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 신규한 부재를 채용하여 안전성이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 제조 단계를 단순화하고 동시에 불량률을 감소시킴으로써 생산성이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 파우치형 이차 전지의 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 전지 케이스 및 전극 조립체의 사시도.
도 4a는 본 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도.
도 4b는 본 실시예에 따른 절연부재의 사시도.
도 5는 도 1의 X에 따른 평면도.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도.
도 8a는 본 발명의 다른 측면에 따른 실시예에 의한 파우치형 이차 전지의 제조방법에 대한 흐름도이다.
도 8b는 도 8a의 전지 케이스 준비 단계를 수행하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 8c는 도 8a의 일체형 절연부재/결합부 준비 단계 를 수행하는 방법에 대한 흐름도이다.

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 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 파우치형 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이며, 도 3은 전지 케이스 및 전극 조립체의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 (100)는 제1 및 제2 극판과 상기 극판들 사이에 개재되는 세퍼레이터로 이루어지는 전극 조립체 (30); 상기 전극 조립체 (30)를 수납하는 수납부 (또는, 바디부) (21)를 구비하고, 상기 수납부 (21)의 대향하는 가장자리인 말단부를 따라 날개부 (24)가 구비되는 전지 케이스 (20); 및 상기 날개부 (24)의 적어도 일부를 감싸도록 구비되는 절연부재 (110);를 포함할 수 있다. 상기 절연부재 (110)는 상기 절연부재 (110) 상에 결합부 (120)를 구비하고, 상기 날개부 (24)는 상기 수납부 (21)측으로 절혀지며 상기 결합부 (120)는 상기 절연부재 (110)와 전지 케이스 (20)의 수납부 (21) 사이에 개재된다. 상기 결합부 (120)는 양쪽면에 모두 접착제를 구비한 양면테이프일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 절연부재 (110)는 일면에만 접착제를 구비한 테이프일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터는 한쌍의 극판들을 서로 분리시킬 수 있다. 또한, 상기 전지 케이스 (20)는 상기 전지 케이스 (20)의 전면부 (23) 및 후면부 (22)가 결합되어, 서로 대향하는 끝단에 날개부 (24)를 형성할 수 있고, 상기 수납부 (21)는 상기 날개부 (24) 사이에 구비되어, 그 내부에 전극 조립체를 수납할 수 있다. 상기 전지 케이스 (20)의 날개부 (24)에는 각각 절연부재 (110)가 구비될 수 있으며, 또한 상기 날개부 (24)에는 결합부 (120)가 구비되어 상기 수납부 (21)에 상기 날개부 (24)를 부착시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 절연부재 (110)와 결합부 (120)는 일체형으로 구비될 수 있다. 상기 절연부재 및 결합부의 결합은 일체형 절연부재/결합부 결합 또는 간단히 일체형 테이프, 일체형 테이프 구성 (integrated tape arrangement)이라고 할 수 있다.

파우치형 이차 전지 (100)는 전극 조립체 (30)와 전지 케이스 (20)를 포함할 수 있는데, 상기 전극 케이스 (20)는 그 내부에 구비되는 수납부 (21)에 상기 전극 조립체 (30)와 전해액을 수납할 수 있다. 전극 조립체 (30)는 각각 제1 및 제2 극판과 연결되과 각각 전기적으로 연결되고, 전지 케이스 (20)의 외측으로 연장되는 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)은 상기 전극 조립체 (30)에서 외측으로 인출될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 극판은 각각 양극판 및 음극판일 수 있고, 상기 제1 전극탭 (31)은 양극판에 구비되어 양극탭으로 작용하고, 제2 전극탭 (32)은 음극판에 구비되어 음극탭으로 작용할 수 있다.

제1 및 제2 극판 사이에는 이온 또는 전자가 이동하면서 전기 화학적 에너지를 발생하고, 상기 전기 화학적 에너지는 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)을 통하여 외부로 전달될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)에는 각각 리드필름 (33)이 구비될 수 있다. 상기 리드필름 (33)은 상기 제1 및 제2 젠극탭 (31, 32)의 일부를 둘러싸도록 구비되어, 상기 제1 및 제2 전극탭 (21, 32)과 상기 전지 케이스 (20)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 리드필름 (33)은 상기 전지 케이스 (20), 예컨대 날개부 (24) 사이에 개재되어, 상기 전지 케이스 (20)의 외측으로 노출되도록 연장될 수 있다. 상기 전극 조립체 (30)는 제1 및 제2 극판과 세퍼레이터를 함께 권취하거나, 또는 적층하는 등 다양한 방식으로 제조될 수 있다.

상기 전지 케이스 (20)는 수납부 (21)가 구비되는 예컨대, 본체인 후면부 (22)와 상기 후면부 (22)와 연결되어 상기 수납부 (21)를 덮는 예컨대, 커버인 전면부 (23)를 포함할 수 있다. 파우치형 이차 전지 (100)는 전극 조립체 (30)와 전해액을 후면부 (22)의 수납부 (21)에 구비시킨 다음, 후면부 (22)와 전면부 (23)를 밀착시킨 상태에서 상기 후면부 (22) 및 전면부 (23)의 가장자리 (24a, 24b)를 열융착하여 제작될 수 있다. 수납부 (21)는 상기 전극 조립체 (10)의 형태에 대응하도록 구비될 수 있다. 또한, 수납부 (21)는 평판에서 이음부없이 중공 용기를 만드는 딥드로잉 (deep drawing)에 의하여 후면부 (22)에 구비될 수 있다.

전지 케이스 (20)는 내부 수지층 (A'), 금속층 (B), 외부 수지층 (A)을 포함하는 복수개의 층으로 형성될 수 있는데, 이때, 상기 내부 수지층 (A'), 금속층 (B), 외부 수지층 (A)은 순차적으로 라미네이트되도록 (laminated) 구비될 수 있다. 상기 내부 수지층 (A')은 전극 조립체 (30)와 직접 대면하는 부분이고, 외부 수지층 (A)은 상기 전지 케이스 (20)의 최외면에 구비될 수 있다. 상기 내부 수지층 (A') 및 외부 수지층 (A)은 전기적인 단락 등을 방지하기 위한 것으로, 부도체인 고분자 수지 등을 이용하여 형성시킬 수 있다. 반면, 금속층 (B)은 내부 수지층 (A')과 외부 수지층 (A)의 사이에 구비되어, 전지 케이스 (20)에 소정의 기계적인 강도를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 금속층 (B)으로는 알루미늄 등을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)이 전지 케이스 (20)의 외부로 인출될 때, 제1 및 제2 전극탭 (31, 32)은 상기 날개부 (24)가 열융착되는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 상기 리드필름 (33)이 상기 전지 케이스 (20)의 날개부 (24)에 안착되도록 하여, 상기 날개부 (24)의 밀폐력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

예컨대, 상기 제1 전극탭 (31)은 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 전극탭 (32)은 니켈을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극탭 (31)은 전지 케이스 (20)의 금속층 (B)과 동일한 극성을 갖는 반면, 상기 제2 전극탭 (32)은 전지 케이스 (20)의 금속층 (B)과 반대 극성을 갖을 수 있다. 따라서, 제2 전극탭 (32)이 전지 케이스 (20), 특히 날개부 (24)의 끝단에서 노출되는 금속층 (B)과 접하여 전기적인 단락이 발생할 수 있다. 또한, 날개부 (24)는 파우치형 이차 전지 (100)의 부피를 증가시킬 뿐 아니라, 상기 파우치형 이차 전지 (100)의 외관에도 문제가 될 수 있다. 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지 (100)는 이를 방지하기 위하여 상기 날개부 (24)에 절연부재 (110)를 구비할 수 있다.

통상, 파우치형 이차 전지는 날개부가 구비되고 상기 날개부측은 단락 등의 안전성의 문제를 유발할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 날개부를 절연시킨다. 이때, 복수개의 부재를 이용하여 상기 날개부를 절연시키고, 또한 상기 날개부를 전지 케이스에 고정하기 위하여 별도의 접착제를 사용하는 등 다단계의 공정을 거쳐 수행된다. 이는 파우치형 이차 전지의 공정을 복잡하게 할 뿐 아니라, 외관불량을 유발하여 생산성을 저하시킨다.

본 발명은 파우치형 이차 전지 (100)의 외관을 수려하게 할 뿐 아니라, 상기 파우치형 이차 전지 (100)의 제조공정을 단순화하여 생산효율을 향상시킬 수 있는 절연부재 (110)를 제공할 수 있다. 상기 절연부재 (110)는 결합부 (120)와 일체형으로 구비될 수 있으므로, 날개부 (24)를 절연하고, 전지 케이스 (20)에 날개부 (24)를 고정하는 것을 각각 개별적인 공정이 아닌, 일괄하여 하나의 공정으로 수행될 수 있다. 또한, 상기 절연부재 (110)는 파우치형 이차 전지 (100)에서 상기 날개부 (24)가 전지 케이스 (20)의 정위치에 고정되도록 가이드할 수 있으므로, 작업성을 향상시키고 불량률을 없앨 수 있다.

도 4a는 본 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도이고, 도 4b는 본 실시예에 따른 절연부재의 사시도이다. 도 5는 도 1의 X에 따른 평면도이다.

도 4a 내지 도 5를 참조하면, 상기 절연부재 (110)는 날개부 (24)의 일면, 예컨대 제1 면 및 타면, 예컨대 제2 면을 감싸도록 구비될 수 있다. 상기 제1 면은 상기 전지 케이스의 각각의 날개부 (24)에서 상기 수납부 (21)와 대면하는 면일 수 있으며, 상기 제2 면은 상기 제1 면의 반대면으로, 상기 수납부 (21)에서 멀어지는 방향으로 대면하는 면일 수 있다. 또한, 절연부재 (110)는 내측에 버퍼부 (113)를 포함하되, 상기 버퍼부 (113)는 상기 날개부 (24)의 끝단에 대응하도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 버퍼부 (113)의 폭은 상기 날개부 (24)의 두께에 대응하도록 구비될 수 있다. 상기 절연부재 (110)는 상기 버퍼부 (113)를 중심으로 제1 부분 (111)과 제2 부분 (112)으로 구분될 수 있다. 예컨대, 상기 절연부재 (110)는 상기 날개부 (24)의 제1 면을 덮는 제1 부분 (111)과, 상기 날개부의 제2 면의 전체를 덮는 제2 부분 (112) 및 상기 날개부 (24)의 단부를 덮도록 구비되어, 접는선 (113a)에서 상기 제1 및 제2 면과 각각 연결되는 버퍼부 (113)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 부분 (111, 112)은 동일한 크기로 구비될 수 있다. 상기 제1 및 제2 부분 (111, 112)과 상기 버퍼부 (113) 사이에는 각각 접는 선 (113a)이 구비될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 부분 (111, 112)은 상기 접는 선 (113a)을 기준으로 서로 동일한 방향으로 절곡될 수 있다. 상기 절연부재 (110)의 제1 및 제2 부분 (111, 112)은 날개부 (24)를 감싸도록 구비되되, 상기 제1 및 제2 부분 (111, 112)은 상기 날개부 (24)에 대응하는 크기로 구비될 수 있다.

상기 날개부 (24)는 파우치형 이차 전지 (100)의 부피를 감소시키기 위하여 후면부 (22)와 접하도록 절곡되거나, 또는 접혀질수 있다. 즉, 절연부재 (110)가 구비된 날개부 (24)는 절곡되어 전지 케이스 (20)의 수납부 (21) 외측에 접하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 결합부 (120)는 상기 날개부 (24)의 제1 면과 상기 전지 케이스의 수납부 사이에 구비될 수 있다. 상기 절연부재 (110)는 결합부 (120)과 일체로 구비되어, 하나의 일체형 유닛일 수 있으며, 상기 결합부 (120)는 상기 날개부 (24)를 전지 케이스 (20)에 견고하게 고정시킬 수 있다. 상기 결합부 (120)의 크기는 상기 날개부의 제1 면과 상기 절연부재 (110)의 제1 부분 (111)의 크기에 각각 대응하도록 구비될 수 있다.

상기 절연부재 (110)가 일면에 접착제를 구비하는 경우, 상기 접착제가 구비된 면은 상기 날개부 (24)에 부착될 수 있다. 상기 결합부 (120)는 양쪽면 모두 접착제를 구비한 양면테이프인 경우, 상기 결합부 (120)는 상기 절연부재 (110)의 제1 부분 (111)에 부착되어 일체형 테이프 구성을 형성할 수 있다. 상기 날개부 (24)를 상기 전지 케이스의 수납부 (21)를 향하여 접을 때, 상기 결합부 (120)의 노출된 면 상에 구비된 접착제는 상기 날개부 (24)를 상기 수납부 (21)에 부착할 수 있다. 전지 케이스의 날개부 (24)에 일체형 테이프 구성을 부착하기 전에 상기 일체형 테이프 구성을 완전히 형성함으로써, 상기 이차 전지의 제조 방법은 불량을 감소시키는 방향으로 단순화될 수 있다.

이하에서, 도 6a 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 5에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 설명한다.

도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도이고, 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차 전지에서, 상기 전지 케이스 (20)의 날개부 (24)는 상기 날개부 (24)의 적어도 일부가 절연부재 (210)에 의하여 감싸도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 절연부재 (210)는 일체형으로 구비된 결합부 (220)를 더 포함할 수 있다. 상기 절연부재 (210)는 상기 날개부 (24)의 제1 면 및 제2 면을 감싸도록 구비되고, 상기 날개부 (24)는 전지 케이스 (20)에 고정되도록 절곡될 수 있다. 상기 결합부 (220)는 절연부재 (210)와 전지 케이스 (20) 사이에 개재되어 상기 날개부 (24)를 견고하게 고정시킬 수 있다.

상기 절연부재 (210)는 내측에 구비되는 버퍼부 (213)와 상기 버퍼부 (213)에서 양측으로 연장되는 제1 부분 (211)과 제2 부분 (212)으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2 부분 (211, 212)는 상기 버퍼부 (213)의 접는 선 (213a)에서 동일한 방향으로 절곡될 수 있다. 상기 제1 부분 (211)에는 결합부 (220)가 구비되되, 상기 결합부 (220)는 상기 날개부 (24)와 전지 케이스 (20) 사이인 제1 면에 구비되며, 상기 제2 부분 (212)는 상기 날개부 (24)의 외면인 제2 면의 일부만을 덮도록 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 절연부재 (210)에서 결합부 (220)가 구비되는 제1 부분 (211)의 폭은 상기 제2 부분 (212)의 폭에 비하여 길게 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 부분 (211)은 상기 날개부 (24)에 대응하는 크기로 구비되고, 또한, 상기 결합부 (220)는 제1 부분 (211)에 대응하는 크기로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 부분 (211) 및 결합부 (220)는 날개부 (24)에 대응하는 크기로 구비되어, 상기 날개부 (24)와 전지 케이스 (20) 사이의 고정력을 유지하고, 반면 상기 제2 부분 (24)은 상기 날개부 (24)에 비하여 작은 크기로 구비시킴으로써 파우치형 이차 전지의 재료비를 절감할 수 있다.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연부재의 분해사시도이고, 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 파우치형 이차 전지는 절연부재 (310)와 날개부 (24)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연부재 (310)는 상기 날개부 (24)의 제1 면 및 제2 면을 감싸도록 구비될 수 있고, 상기 날개부 (24)는 전지 케이스 (20)측으로 절곡되어 전지 케이스 (20)에 고정될 수 있다. 상기 절연부재 (310)는 날개부 (24)와 전지 케이스 (20) 사이에 개재되는 결합부 (320)를 더 포함할 수 있다.

상기 절연부재 (310)는 상기 날개부 (24)의 끝단에 대응하도록 구비되는 버퍼부 (313)와 상기 버퍼부 (313)에서 양측으로 연장되는 제1 부분 (311)과 제2 부분 (312)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 부분 (311, 312)과 상기 버퍼부 (313) 사이에는 접는 선 (313a)이 구비될 수 있다. 상기 절연부재 (310)는 상기 버퍼부 (313)측에서 연장되는 제3 부분 (314)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제3 부분 (314)는 상기 버퍼부 (313)에서 상기 날개부 (24)에 대하여 대향하는 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 제3 부분 (314)는 수납부 상에 구비될 수 있다.

상기 제1 및 제2 부분 (311, 312)은 상기 날개부 (24)를 덮도록 구비되고, 상기 제3 부분 (314)은 상기 날개부 (24)의 반대방향으로 연장되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 버퍼부 (313)는 날개부 (24)의 단부에 대응하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 절연부재 (310)의 제1 및 제2 부분 (311, 312)은 먼저 날개부 (24)를 덮고 상기 절연부재 (310)의 제1 부분 (311) 상에 구비되는 결합부 (320)에 의하여 상기 날개부 (24)는 전지 케이스 (20)에 견고하게 고정될 수 있다. 이어서, 상기 절연부재 (310)의 제3 부분 (314)은 상기 전지 케이스 (20)를 한번 더 감싸도록 구비되어, 상기 날개부 (24)를 전지 케이스 (20)에 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.

도 8a는 본 발명의 다른 측면에 따른 실시예에 의한 파우치형 이차 전지의 제조방법에 대한 흐름도이고, 도 8b는 도 8a의 전지 케이스 준비 단계를 수행하는 방법에 대한 흐름도이며, 도 8c는 도 8a의 일체형 절연부재/결합부 준비 단계 를 수행하는 방법에 대한 흐름도이다.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 파우치형 이차 전지의 제조방법 (800)은 전지 케이스 준비 단계 (S810), 일체형 절연부재/결합부, (예컨대, 일체형 테이프 구성) 준비 단계 (S820), 일체형 절연부재/결합부를 전지 케이스에 부착 단계 (S830) 및 그 후에, 수납부를 향하도록 날개부를 접어 수납부를 날개부에 부착 단계 (S840)를 포함할 수 있다. 도 8A의 파우치형 이차 전지의 제조방법 (800)에 나타난 바와 같이, 결합부 또는 절연부재가 상기 전지 케이스에 부착되기 전에, 상기 결합부 (120, 220, 230)는 각각의 절연부재 (110, 210, 310)와 결합될 수 있다. 그 결과, 상기 파우치형 이차 전지의 제조방법 (800)은 단순화하면서, 불량률을 감소시켜 생산성을 최대화할 수 있다.

도 8b는, 도 8a에 도시된 전지 케이스 준비 단계 (S810)에 포함되는 단계일 수 있다. 첫째로, 전극 조립체 준비 단계 (S811)에서는, 세퍼레이터의 각 면에 극판을 라미레이팅시켜 전극 조립체 (30)를 준비할 수 있다. 상기 전극 조립체 준비 단계 (S811)는 상기 라미네이팅된 극판 및 세퍼레이터를 소정의 형상으로 권취하여, 권취형의 전극 조립체로 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체 준비 단계 (S811)는 상기 전지 케이스 (20)를 통하여 연장되는 전극탭 (31, 32)의 표면에 리드필름 (33)을 부착하는 것을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 리드필름 (33)은 상기 전극탭 (31, 32)과 상기 전지 케이스 (20) 사이에 개재되는 부분을 포함하도록 구비될 수 있다. 전지 케이스의 전면부 및 후면부 준비 단계 (S812)에서, 상기 전지 케이스 (20)의 전면부 (23) 및 후면부 (22)는 두개의 레진층 (A, A') 사이에 구비되는 금속층 (B)이 라미네이트되어 준비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 라미네이트되어 구비되는 전지 케이스 (20)의 후면부 (22)에는 수납부 (21)를 구비할 수 있다. 전지 케이스의 수납부 내로 전극 조립체 삽입 단계 (S813)에서는, 상기 전지 케이스 (20)의 후면부 (22)에는 수납부 (21)로 전극 조립체 (30)를 삽입할 수 있다. 상기 수납부 (21) 내에는 전해액도 또한 삽입될 수 있다. 전지 케이스의 전면부 및 후면부, 예컨대 상기 전면부의 단부와 후면부의 단부를 함께 열융착 단계 (S814)에서는, 전지 케이스 (20)의 전면부 (23) 및 후면부 (22)를 함께 열융착하여 날개부 (24)를 형성하고, 그 내부에 전극 조립체를 실링시킬 수 있다. 상기 전지 케이스의 준비하는 단계가 완료되면, 상기 수납부 (21)의 양측면에 날개부 (24)가 나타날 수 있다.

도 8c를 참조하면, 도 4a, 도 4b, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 접는선 (113a, 213a, 313a)을 따라 일체형 절연부재 (110, 210, 310)을 접는 것과 함께 일체형 절연부재/결합부를 준비하는 단계 (S820) 내에 포함되는 단계에 관한 것이다. 절연부재를 접는선에 따라 접음 단계 (S821)에서는 상기 결합부 (120, 220, 320)는 상기 절연부재의 제1 부분 (111, 211, 311)에 부착될 수 있다. 상기 결합부를 절연부재에 부착하는 것은, 상기 전지 케이스에 일체형 테이프 구성을 부착하기 전에 수행될 수 있다. 상기 일체형 테이프 구성이 상기 전지 케이스에 부착하기 전에 상기 결합부를 상기 절연부재에 부착함으로써, 이차 전지를 제고하는 과정에서 발생하는 불량에 대한 위험을 감소시킬 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.

20: 전지 케이스 21: 수납부
22: 후면부 23: 전면부
24: 날개부 30: 전극 조립체
31: 제1 전극탭 32: 제2 전극탭
100: 파우치형 이차 전지 110, 210, 310: 절연부재
120, 220, 320: 결합부

Claims

한쌍의 극판들과, 상기 극판들을 서로 분리시키는 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체;
전면부와 후면부가 결합되어 서로 대향하는 끝단에 날개부를 형성하고, 상기 날개부 사이에 구비되어 내부에 전극 조립체를 수납하는 수납부를 구비한 전지 케이스;
상기 전지 케이스의 날개부들에 각각 구비되는 절연부재; 및
상기 전지 케이스의 수납부에 상기 날개부를 부착하도록 상기 날개부들 각각에 구비된 결합부;를 포함하는 파우치형 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 결합부는 절연부재와 일체형으로 구비되는 파우치형 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 전지 케이스의 각각의 날개부는 상기 수납부와 대면하는 제1 면과, 상기 수납부로부터 멀어지는 방향으로 대면하는 반대면인 제2 면을 포함하고, 상기 절연부재는 상기 제1 및 제2 면을 모두 덮는 파우치형 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 결합부는 상기 날개부의 제1 면과 상기 전지 케이스의 수납부 사이에 구비되는 파우치형 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 절연부재는 하나의 일체형 유닛 (single integrated unit)인 파우치형 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 절연부재는,
상기 날개부의 제1 면을 덮는 제1 부분;
상기 날개부의 제2 면의 전체를 덮는 제2 부분; 및
상기 날개부의 단부를 덮도록 구비되어, 접는선에서 상기 제1 및 제2 면과 각각 연결되는 버퍼부;를 포함하는 파우치형 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 절연부재는,
상기 날개부의 제1 면을 덮는 제1 부분;
상기 날개부의 제2 면의 일부만을 덮는 제2 부분; 및
상기 날개부의 단부를 덮도록 구비되어, 접는선에서 상기 제1 및 제2 면과 각각 연결되는 버퍼부;를 포함하는 파우치형 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 절연부재는 상기 버퍼부에서 상기 날개부에 대하여 대향하는 방향으로 연장되는 제3 부분을 더 포함하고, 상기 제3 부분은 상기 전지 케이스의 수납부 상에 구비되는 파우치형 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 결합부의 크기는 상기 날개부의 제1 면과 상기 절연부재의 제1 부분의 크기에 각각 대응하도록 구비되는 파우치형 이차 전지.
제7항에 있어서,
상기 결합부의 크기는 상기 날개부의 제1 면과 상기 절연부재의 제1 부분의 크기에 각각 대응하도록 구비되는 파우치형 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 전극 조립체의 극판들과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 전지 케이스의 외측으로 연장되는 전극탭들; 및
상기 전극탭들의 일부를 둘러싸도록 구비되고, 상기 전지 케이스로부터 상기 전극탭들을 전기적으로 절연시키도록 상기 전지 케이스를 통하여 연장되는 리드필름들;을 더 포함하는 파우치형 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 전면부 및 후면부의 각각은 두개의 레진층 사이에 구비되는 금속층을 포함하는 라미네이트 (laminate)인 파우치형 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 결합부는 양쪽면에 모두 접착제를 구비한 양면테이프인 파우치형 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 결합부는 양쪽면에 접착제를 구비한 양면테이프이고, 상기 절연부재는 일면에만 접착제를 구비한 테이프인 것인 파우치형 이차 전지.
세퍼레이터의 각 면에 극판을 라미레이팅시켜 전극 조립체를 준비하는 단계;
전지 케이스의 전면부와 후면부를 준비하되, 상기 전면부는 수납부를 갖도록 준비하는 단계;
상기 수납부에 상기 전극 조립체와 전해액을 삽입하는 단계;
상기 전면부의 단부와 상기 후면부의 단부를 열융착시켜 날개부를 구비시켜, 그 내부에 구비된 전극 조립체를 실링하는 단계;
한쌍의 일체형 테이프 부재들을 제공하는 단계;
상기 전지 케이스의 각각의 날개부에 상기 한쌍의 일체형 테이프 부재들을 부착하는 단계; 및
상기 일체형 테이프 부재들을 구비한 날개부들을 상기 수납부를 향하도록 접어 상기 전지 케이스의 수납부에 상기 전지 케이스의 날개부들을 부착시키는 단계;를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
제15항에 있어서,
상기 한쌍의 일체형 테이프 부재들을 제공하는 단계는,
한쌍의 절연부재들을 제공하는 단계;
각각의 절연부재를 접는선을 따라서 접어 상기 각각의 절연부재에 제1 및 제2 부분을 형성하는 단계; 및
상기 각각의 절연부재의 제1 부분에 결합부를 부착하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 결합부는 양쪽면에 접착제를 구비한 양면테이프이고, 상기 절연부재는 일면에만 접착제를 구비한 테이프인 것인 파우치형 이차 전지의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 각각의 절연부재의 제3 부분을 상기 전지 케이스의 수납부에 부착하는 단계를 더 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
제15항에 있어서,
상기 열융착시키기 전에 상기 전극 조립체의 전극탭들에 리드필름들을 부착하는 단계를 더 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
제16항에 있어서,
각각의 절연부재에서의 결합부 및 제1 부분의 크기 및 형태는 상기 전지 케이스의 각각의 날개부의 크기 및 형태와 동일하게 구비되는 파우치형 이차 전지의 제조방법.