KR20130102337A - 배터리셀 - Google Patents

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KR20130102337A
KR20130102337A KR1020120023511A KR20120023511A KR20130102337A KR 20130102337 A KR20130102337 A KR 20130102337A KR 1020120023511 A KR1020120023511 A KR 1020120023511A KR 20120023511 A KR20120023511 A KR 20120023511A KR 20130102337 A KR20130102337 A KR 20130102337A
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battery cell
electrode
electrode part
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공명철
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명의 배터리셀은 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 제1전극부 및 제2전극부에 각각 제1방향 또는 상기 제1방향의 반대방향인 제4방향으로 연장되는 제1단자 및 제2단자; 상기 제1단자 및 제2단자에 각각 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭; 및 내부에 상기 전극조립체 제1단자 및 제2단자가 수용되며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부가 형성된 케이스;를 포함하며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 케이스에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않도록 상기 제1단자 및 제2단자에 연결된다.

Description

배터리셀{Battery Cell}
본 발명은 배터리셀에 관한 것으로서, 구성요소들의 연결 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.
상기한 바와 같은 파우치형 이차 전지의 배터리 셀은 전극조립체와, 전극조립체에 전원을 연결하기 위한 단자, 단자가 외측으로 노출되도록 전극조립체를 밀봉하는 케이스를 포함하여 구성된다.
단자는 케이스의 외측으로 노출되는 구성으로서, 종래의 배터리셀은 단자가 케이스의 외측으로 노출되면서 다음과 같은 문제점이 있었다.
단자가 노출되면서 케이스의 전체적인 높이방향의 길이가 길어지는 단점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 배터리셀의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 케이스 내부의 불필요한 공간을 줄일 수 있는 배터리셀을 제공하려는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 배터리셀은 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 제1전극부 및 제2전극부에 각각 제1방향 또는 상기 제1방향의 반대방향인 제4방향으로 연장되는 제1단자 및 제2단자; 상기 제1단자 및 제2단자에 각각 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭; 및 내부에 상기 전극조립체 제1단자 및 제2단자가 수용되며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부가 형성된 케이스;를 포함하며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 케이스에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않도록 상기 제1단자 및 제2단자에 연결된다.
또한, 상기 배터리셀은 상기 제1리드탭이 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 상기 제1단자에 연결되고 상기 제2리드탭이 상기 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 상기 제2단자에 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리셀은 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 제1전극부 제1방향으로 연장되는 제1단자; 상기 제1방향과 반대방향인 제4방향으로 연장되는 제2단자; 상기 제1단자 및 제2단자에 각각 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭; 및 내부에 상기 전극조립체 제1단자 및 제2단자가 수용되며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부가 형성된 케이스;를 포함하며 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 케이스에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않도록 상기 제1단자 및 제2단자에 연결된다.
또한, 상기 배터리셀은 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향또는 상기 제2방향의 반대방향인 제3방향으로 상기 제1단자 및 제2단자에 연결된다.
또한, 상기 배터리셀은 상기 제1리드탭이 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 상기 제1단자에 연결되고 상기 제2리드탭이 상기 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 상기 제2단자에 연결된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 배터리셀은 도면에 도시된 제1방향과 제4방향을 통틀어 높이방향이라고 할 때, 전체적인 높이방향의 길이를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 분해사시도
도 3는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 분해정면도
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 사시도
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 분해정면도
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 사시도
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 분해정면도
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예
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 실시예 1에 따른 배터리셀의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 분해사시도, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 분해정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀(1000a)은 전극조립체(100a), 제1단자(140a), 제2단자(150a), 제1리드탭(200a), 제2리드탭(300a), 케이스(400a)를 포함하여 형성된다.
전극조립체(100a)는 케이스(400a) 내부에 수용되는 구성으로서, 제1전극부(110a), 제2전극부(120a), 분리막(130a)을 포함하여 형성된다.
제1전극부(110a) 및 제2전극부(120a) 사이에 분리막(130a)이 구비되며, 제1전극부(110a), 분리막(130a), 제2전극부(120a)는 케이스(400a) 내부에 전해질 용액과 함께 구비된다.
제1전극부(110a)는 양극판으로서, 도전성이 우수한 금속 박판, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체의 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하고 있다. 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다.
제2전극부(120a)는 음극판으로서, 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극 집전체의 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하고 있다. 음극 활물질은 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등 이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다.
세퍼레이터(130a)는 제1전극부(110a)와 제2전극부(120a)를 분리하는 구성으로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군(group)에서 선택되는 어느 하나로 이루어져 있으나, 본 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
제1단자(140a) 및 제2단자(150a)는 각각 제1전극부(110a) 및 제2전극부(120a)에서 도 3에 도시된 방향 표시와 같이, 제1방향으로 연장형성된다.
도면에는 제1단자(140a) 및 제2단자(150a)가 각각 제1방향으로 연장형성되는 것이 도시되었으나, 제1단자(140a) 및 제2단자(150a)는 제4방향으로 연장형성될 수 있다.
또한, 제1단자(140a) 및 제2단자(150a)는 제1전극부(110a) 및 제2전극부(120a)에 각각 용접된다.
제1리드탭(200a) 및 제2리드탭(300a)은 전원 연결을 위한 구성으로서, 제1리드탭(200a)은 도 3에 도시된 방향 표시와 같이 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 제1단자(140a)에 연결되고, 제2리즈탭(300a)은 도 3에 도시된 방향 표시와 같이 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 제2단자(150a)에 연결된다.
케이스(400a)는 배터리셀(1000a)을 형성하는 기본 몸체로서, 내부에 전극조립체(100a), 제1단자(140a) 및 제2단자(150b) 수용되며, 제1리드탭(200a) 및 제2리드탭(300b)이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부(A)가 형성된다.
또한, 케이스(400a)는, 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸 등과 같은 도전성 금속재로 이루어진다.
이 때, 밀봉부(A)는 제1리드탭(200a) 및 제2리드탭(300a)가 케이스(400a)의 외측으로 돌출되며 전극조립체(100a), 제1단자(140a) 및 제2단자(150a)가 외부와 접촉되지 않도록 밀봉된 상태를 유지한다.
한편, 제1리드탭(200a) 및 제2리드탭(300a)은 각각 케이스(400a)에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않는 구조로서, 제1리드탭(200a)은 제2방향 또는 제3방향과 일정한 각도를 이루며 제1단자(140a)에 연결될 수 있고, 제2리드탭(300a)는 제2방향 또는 제3방향과 일정한 각도를 이루며 제2단자(150a)에 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 배터리셀의 전극조립체(100a)는 제1전극부와 제2전극부 사이에 분리막이 개재되어 서로 적층되어 형성되며, 제1단자(140a)들이 취합되는 제1단자취합부(145a)와, 제2단자(150b)들이 취합되는 제2단자취합부(155b)를 포함하는 적층형 전극조립체(100a)일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 사시도, 도 6는 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 분해정면도이다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀(1000b)은 전극조립체(100b), 제1단자(140b), 제2단자(150b), 제1리드탭(200b), 제2리드탭(300b), 케이스(400b)를 포함하여 형성된다.
전극조립체(100b)는 본 발명의 실시예 1에 따른 전극조립체(100a)와 동일하게 형성된다.
제1단자(140b)은 제1전극부(110b)에서 도 6에 표시된 방향 표시와 같이 제1방향으로 연장형성된다.
제2단자(150b)은 제2전극부(120b)에서 도 6에 표시된 방향 표시와 같이 제1방향의 반대방향인 제4방향으로 연장형성된다.
또한, 제1단자(140b) 및 제2단자(150b)은 제1전극부(110b) 및 제2전극부(120b)에 각각 용접된다.
제1리드탭(200b) 및 제2리드탭(300b)는 전원 연결을 위한 구성으로서, 제1리드탭(200b)은 도 6에 표시된 방향 표시와 같이 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 제1단자(140b)에 연결되고, 제2리드탭(300b)은 도 6에 표시된 방향 표시와 같이 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 연결된다.
케이스(400b)는 파우치 형태로 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된다.
또한, 케이스(400b)는 실링부재의 도포에 의해 접착될 뿐만 아니라, 실링 부재의 도포 영역이 열융착에 의해 접합되어 밀봉된 상태를 유지할 수 있다.
이 때, 밀봉부는 제1리드탭(200b) 및 제2리드탭(300b)가 케이스(400b)의 외측으로 돌출되며 전극조립체(100b), 제1단자(140b) 및 제2단자(150b)이 외부와 접촉되지 않도록 밀봉된 상태를 유지한다.
한편, 제1리드탭(200b) 및 제2리드탭(300b)은 각각 케이스(400b)에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않는 구조로서, 제1리드탭(200b)은 제2방향 또는 제3방향과 일정한 각도를 이루며 제1단자(140b)에 연결될 수 있고, 제2리드탭(300b)는 제2방향 또는 제3방향과 일정한 각도를 이루며 제2단자(150b)에 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 배터리셀의 전극조립체(100b)는 제1전극부와 제2전극부 사이에 분리막이 개재되어 서로 적층되어 형성되며, 제1단자(140b)들이 취합되는 제1단자취합부(145b)와, 제2단자(150b)들이 취합되는 제2단자취합부(155b)를 포함하는 적층형 전극조립체(100b)일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 사시도, 도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 분해정면도이다.
도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀(1000c)은 전극조립체(100c), 제1단자(140c), 제2단자(150c), 제1리드탭(200c), 제2리드탭(300c), 케이스(400c)를 포함하여 형성된다.
전극조립체(100c)는 본 발명의 실시예 1, 2에 따른 전극조립체(1000a, b)와 동일하게 형성된다.
제1단자(140c)는 제1전극부(110c)에서 도 8에 도시된 방향 표시와 같이 제1방향으로 연장형성된다.
제2단자(150c)는 제2전극부(120c)에서 도 9에 도시된 방향 표시와 같이 제1방향의 반대방향인 제4방향으로 연장형성된다.
또한, 제1단자(140c) 및 제2단자(150c)은 제1전극부(110c) 및 제2전극부(120c)에 각각 용접된다.
제1리드탭(200c) 및 제2리드탭(300c)는 각각 도 9에 도시된 방향 표시와 같이 제1방향과 수직한 제2방향으로 제1단자(140c) 및 제2단자(150c)에 연결 된다.
도면에는 제1리드탭(200c) 및 제2리드탭(300c)이 제1방향과 수직한 제2방향으로 제1단자(140c) 및 제2단자(150c)에 연결 되는 것을 도시하였으나, 제1리드탭(200c) 및 제2리드탭(300c)는 제1방향과 수직한 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로도 연결 될 수 있다.
케이스(400c)는 파우치 형태로 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된다.
또한, 케이스(400c)는 실링부재의 도포에 의해 접착될 뿐만 아니라, 실링 부재의 도포 영역이 열융착에 의해 접합되어 밀봉된 상태를 유지할 수 있다.
이 때, 밀봉부는 제1리드탭(200c)가 케이스(400c) 외측의 일측으로 제2리드탭(300c)가 케이스(400c)의 외측의 타측으로 돌출되며 전극조립체(100), 제1단자(140c) 및 제2단자(150c)이 외부와 접촉되지 않도록 밀봉된 상태를 유지한다.
한편, 제1리드탭(200c) 및 제2리드탭(300c)은 각각 케이스(400c)에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않는 구조로서, 각각 제2방향 또는 제3방향과 일정한 각도를 이루며 제1단자(140c) 및 제2단자(150c)에 연결될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 또 다른 실시예이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 배터리셀의 전극조립체(100c)는 제1전극부와 제2전극부 사이에 분리막이 개재되어 서로 적층되어 형성되며, 제1단자(140c)들이 취합되는 제1단자취합부(145c)와, 제2단자(150c)들이 취합되는 제2단자취합부(155c)를 포함하는 적층형 전극조립체(100c)일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다.
본 발명의 배터리셀은 실시예 1,2,3으로 한정되지 않으며, 케이스의 내부에 전극조립체가 권취되는 파우치 형태의 배터리셀이라면 모두 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 배터리셀은 도면에 도시된 제1방향과 제4방향을 통틀어 높이방향이라고 할 때, 높이방향으로 연장되는 제1단자 및 제2단자로 구성되는 배터리셀에 있어서, 제1단자 및 제2단자에 각각 높이방향을 제외한 방향으로 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭을 구성하여 제1리드탭 및 제2리드탭이 케이스의 높이방향을 제외한 방향으로 노출됨으로서, 배터리셀의 전체적인 높이방향의 길이를 줄일 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 발명의 배터리셀
100 ; 전극조립체
110 : 제1전극부 120 : 제2전극부
130 : 분리막
140 : 제1단자 150 : 제2단자
200 : 제1리드탭
300 : 제2리드탭
400 : 케이스
A : 밀봉부

Claims (5)

  1. 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 전극조립체;
    상기 제1전극부 및 제2전극부에 각각 제1방향 또는 상기 제1방향의 반대방향인 제4방향으로 연장되는 제1단자 및 제2단자;
    상기 제1단자 및 제2단자에 각각 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭; 및
    내부에 상기 전극조립체 제1단자 및 제2단자가 수용되며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부가 형성된 케이스;를 포함하며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 케이스에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않도록 상기 제1단자 및 제2단자에 연결되는 배터리셀.
  2. 제2항에 있어서, 상기 배터리셀은
    상기 제1리드탭이 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 상기 제1단자에 연결되고 상기 제2리드탭이 상기 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 상기 제2단자에 연결되는 배터리셀.
  3. 제1전극부, 제2전극부 및 분리막을 포함하는 전극조립체;
    상기 제1전극부 제1방향으로 연장되는 제1단자;
    상기 제1방향과 반대방향인 제4방향으로 연장되는 제2단자;
    상기 제1단자 및 제2단자에 각각 연결되는 제1리드탭 및 제2리드탭; 및
    내부에 상기 전극조립체 제1단자 및 제2단자가 수용되며, 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되되, 서로 접합되는 둘레면에 실링부재를 도포하여 실링된 밀봉부가 형성된 케이스;를 포함하며 상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 케이스에서 제1방향 및 제4방향으로 노출되지 않도록 상기 제1단자 및 제2단자에 연결되는 배터리셀.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배터리셀은
    상기 제1리드탭 및 제2리드탭이 각각 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향또는 상기 제2방향의 반대방향인 제3방향으로 상기 제1단자 및 제2단자에 연결되는 배터리셀.
  5. 제3항에 있어서, 상기 배터리셀은
    상기 제1리드탭이 상기 제1방향과 수직한 방향인 제2방향으로 상기 제1단자에 연결되고 상기 제2리드탭이 상기 제2방향의 반대 방향인 제3방향으로 상기 제2단자에 연결되는 배터리셀.
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