KR20140064406A - 폴딩 홈을 구비하는 배터리 셀 - Google Patents

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김진석
박효석
윤민호
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명에 따른 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 둘레로부터 연장되며 각 코너 영역에 상기 전극 리드가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 일정 깊이를 갖는 폴딩 홈이 형성된 실링부를 구비하는 셀 케이스를 포함한다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀이 차지하는 공간을 최소화 하기 위한 윙 폴딩 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 함으로써 배터리 셀에 대한 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조되는 배터리 셀들 간에 치수 편차가 발생하는 현상을 없애거나 최소화 함으로써 품질 향상을 가져올 수 있다.

Description

폴딩 홈을 구비하는 배터리 셀{Battery cell having folding grooves}
본 발명은 폴딩 홈을 구비하는 배터리 셀에 관한 것으로서, 구체적으로는 실링부의 폴딩을 용이하게 하기 위한 폴딩 홈을 구비하는 배터리 셀에 관한 것이다.
이차전지 분야에 있어서 주된 관심사 중의 하나는, 차지하는 공간 대비 큰 용량을 갖도록 하는 것이다. 체적당 용량을 증가시키기 위해서는 전극조립체 사이즈를 유지 또는 증대시키면서도 배터리 셀의 전체 사이즈는 감소시켜야 하는데, 파우치 타입의 배터리 셀의 경우 이러한 과제는 예를 들어 윙 폴딩(wing folding)과 같은 기술에 의해 실현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 윙 폴딩 기술이 적용된 종래의 파우치 타입의 배터리 셀이 나타난다. 상기 배터리 셀은 셀 케이스(1)의 수용부(1a) 내에 전극조립체(미도시)를 수용시킨 후, 전극리드(2)가 셀 케이스(1)의 외부로 인출된 상태에서 테두리부(1b)를 실링함으로써 형성된다.
여기서, 상기 테두리부(1b) 중 전극리드(2)의 양 측에 위치하는 부분을 각각 화살표 방향으로 폴딩(윙 폴딩)시켜 테두리부(1b)의 단부가 수용부(1a)와 마주보도록 함으로써 배터리 셀이 차지하는 공간을 최소화 할 수 있다.
그러나, 종래의 윙 폴딩 공정은 단순히 기계적으로 실링된 테두리부(1b)를 소정의 위치에서 접는 방식으로 이루어져 왔으며, 이 경우 테두리부(1b)가 정확한 위치에서 접히지 않음으로써 제조된 배터리 셀 사이에 사이즈 편차가 발생될 수 있으며, 폴딩의 위치가 지나치게 수용부(1a)에 근접하게 되는 경우에는 테두리부(1b)의 밀봉성이 취약해질 우려 또한 존재한다.
따라서, 셀 케이스(1)의 밀봉성을 유지할 수 있도록 하면서도 윙 폴딩이 정해진 위치에서 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 구조를 갖는 배터리 셀에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서 셀 케이스의 밀봉성을 유지할 수 있도록 하면서도 윙 폴딩이 정해진 위치에서 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 구조를 갖는 배터리 셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극조립체를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 둘레로부터 연장되며 각 코너 영역에 상기 전극 리드가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 일정 깊이를 갖는 폴딩 홈이 형성된 실링부를 구비하는 셀 케이스를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 실링부는, 상기 전극 리드가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되며 상기 전극 리드의 연장 축을 중심으로 일 측에 위치하는 제1 실링부; 상기 제1 실링부와 나란한 방향으로 연장되며 상기 전극 리드의 연장 축을 중심으로 타 측에 위치하는 제2 실링부; 상기 전극 리드가 연장되는 방향과 수직한 방향으로 연장되며 상기 제1 실링부 및 제2 실링부 각각의 길이 방향 일 측 단부 사이를 연결하는 제3 실링부; 및 상기 제3 실링부와 나란한 방향으로 연장되며 상기 제1 실링부 및 제2 실링부 각각의 길이 방향 타측 단부 사이를 연결하는 제4 실링부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코너 영역은, 상기 제1 실링부와 제3 실링부의 공통 영역에 해당하는 제1 코너 영역; 상기 제1 실링부와 제4 실링부의 공통 영역에 해당하는 제2 코너 영역; 상기 제2 실링부와 제3 실링부의 공통 영역에 해당하는 제3 코너 영역; 및 상기 제2 실링부와 제4 실링부의 공통 영역에 해당하는 제4 코너 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 폴딩 홈은, 상기 제1 코너 영역에 형성되는 제1 폴딩 홈; 상기 제2 코너 영역에 형성되는 제2 폴딩 홈; 상기 제3 코너 영역에 형성되는 제3 폴딩 홈; 및 상기 제4 코너 영역에 형성되는 제4 폴딩 홈을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 폴딩 홈 및 제2 폴딩 홈은 상기 전극 리드의 연장 방향과 나란한 제1 연장선 상에 위치하고, 상기 제3 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈은 상기 제1 연장성과 나란한 제2 연장선 상에 위치할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 연장선과 상기 수용부 사이의 거리는 상기 제1 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고, 상기 제2 연장선과 상기 수용부 사이의 거리는 상기 제2 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 폴딩 홈 및 제3 폴딩 홈 각각의 형성 깊이는 상기 제3 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고, 상기 제 2 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈 각각의 형성 깊이는 각각 상기 제4 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 일 수 있다.
바랍직하게, 상기 제1 폴딩 홈 및 제2 폴딩 홈 각각의 최대 폭은 상기 제1 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고, 상기 제3 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈 각각의 최대 폭은 상기 제2 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 일 수 있다.
상기 제1 실링부, 제2 실링부, 제3 실링부 및 제4 실링부는 서로 동일한 실링 폭을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전극 리드는, 서로 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 인출되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴딩 홈의 내측 면은, 상기 테두리부의 외측으로부터 내측으로 향할 수록 간격이 좁아지는 한 쌍의 경사면을 구비할 수 있으며, 상기 한 쌍의 경사면 각각의 일측 단부는 서로 만날 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 폴딩 홈의 내측 면 상에는 절연 부재가 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 수용부의 각 코너 영역 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역은 상기 실링부의 코너 영역 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역이 갖는 실링 폭이 더 넓어지도록 모따기 된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀이 차지하는 공간을 최소화 하기 위한 윙 폴딩 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 함으로써 배터리 셀에 대한 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제조되는 배터리 셀들 간에 치수 편차가 발생하는 현상을 없애거나 최소화 함으로써 품질 향상을 가져올 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 종래의 파우치 타입 배터리 셀을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 배터리 셀의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 배터리 셀의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 한 쌍의 전극 탭(11a)을 구비하는 전극 조립체(11), 한 쌍의 전극 리드(12), 폴딩 홈(G)을 구비하는 셀 케이스(15)를 포함한다. 또한, 상기 배터리 셀(10)은 전극 리드(12)와 셀 케이스(15) 사이에 개재되는 절연 테이프(16)를 더 포함할 수도 있다.
상기 전극 조립체(11)는 양극 판(미도시) 및 음극 판(미도시) 사이에 세퍼레이터(미도시)를 개재하여 형성된 단위 셀을 적어도 하나 이상 포함하는 적층형 전극 조립체 또는 이를 권취하여 형성되는 젤리 롤(jelly-roll)형 전극 조립체일 수 있다.
상기 양극 판은 일반적으로 알루미늄(Al) 재질의 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성되며, 음극 판은 일반적으로 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성된다.
상기 전극 탭(11a)은 양극 판 및 음극 판 각각에 있어서 전극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(11a)은 양극 판 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭 및 음극 판 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.
상기 전극 리드(12)는 얇은 판상의 금속으로서, 전극 탭(11a)에 부착되어 전극 조립체(11)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(12)는 양극 탭에 부착되는 양극 리드 및 음극 탭에 부착되는 음극 리드를 포함한다.
본 발명의 도 3에서는 상기 한 쌍의 전극 리드(12)가 서로 동일한 방향으로 연장된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 한 쌍의 전극 리드(12)는 배터리 셀(10)의 종류에 따라 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있는 것이며, 이 경우 역시 본 발명의 범위에 속함은 자명한 것이다.
상기 한 쌍의 전극 리드(12)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 상기 양극 리드는 양극 집전 판과 동일한 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 일반적이며, 음극 리드는 음극 집전 판과 동일한 구리 재질 또는 구리의 부식 방지를 위한 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질로 이루어지는 것이 일반적이다.
상기 셀 케이스(15)는 전극 조립체(11)의 외면과 대향하는 내측 면에 열 접착 층이 형성된 알루미늄 파우치 필름으로 이루어지는 것으로서, 전극 조립체(11)가 수용되는 공간을 제공하는 수용부(13) 및 상기 수용부(13)의 둘레로부터 연장되며 전극 리드(12)가 외부로 인출된 상태에서 열 융착되는 실링부(14)를 포함한다. 상기 열 융착에 의해 밀봉된 셀 케이스(15) 내에는 배터리 셀(10)의 종류에 따라 액체, 고체 또는 겔형 등의 전해질(미도시)이 충진된다.
상기 실링부(14)는 제1 실링부(14a), 제2 실링부(14b), 제3 실링부(14c) 및 제4 실링부(14c)를 포함한다. 상기 제1 실링부(14a)는 전극 리드(12)가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되는 것으로서, 전극 리드(12)의 연장 축을 중심으로 일 측(도 3을 기준으로 볼 때 전극 조립체(11)의 우측)에 위치하는 실링부(14)에 해당한다. 상기 제2 실링부(14b)는 제1 실링부(14a)와 나란한 방향으로 연장되는 것으로서, 전극 리드(12)의 연장 축을 중심으로 타 측(도 3을 기준으로 볼 때 전극 조립체(11)의 우측)에 위치하는 실링부(14)에 해당한다.
또한, 상기 제3 실링부(14c)는 전극 리드(12)가 연장되는 방향과 수직한 방향으로 연장되는 것으로서, 제1 실링부(14a) 및 제2 실링부(14b) 각각의 길이 방향 일 측(도 3을 기준으로 볼 때 전극 조립체(11)의 상측) 단부 사이를 연결한다. 상기 제4 실링부(14d)는 제3 실링부(14c)와 나란한 방향으로 연장되며 제1 실링부(14a) 및 제2 실링부(14b) 각각의 길이 방향 타 측(도 3을 기준으로 볼 때 전극 조립체(11)의 하측) 단부 사이를 연결한다.
상기 폴딩 홈(G)은 실링부(14)의 각 코너 영역(A1~A4)에 형성되는 것으로서, 서로 형성 영역을 달리하는 제1 폴딩 홈(G1), 제2 폴딩 홈(G2), 제3 폴딩 홈(G3) 및 제4 폴딩 홈(G4)을 포함한다. 상기 폴딩 홈(G)은 전극 리드(12)가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 일정 깊이(D, 도 4 참조)를 갖도록 형성되며, 그 내측 면은 실링부(14)의 외측으로부터 내측으로 향할수록 간격이 좁아지는 한 쌍의 경사면 형태를 갖는다. 상기 한 쌍의 경사면은 각각의 일측 단부가 서로 만나도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 폴딩 홈(G)은 대략 'V'자 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1 폴딩 홈(G1)은 제1 실링부(14a)와 제3 실링부(14c)가 만나는 공통 영역에 해당하는 제1 코너 영역(A1)에 형성되고, 제2 폴딩 홈(G2)은 제1 실링부(14a)와 제4 실링부(14d)가 만나는 공통 영역에 해당하는 제2 코너 영역(A2)에 형성된다. 마찬가지로, 상기 제3 폴딩 홈(G3)은 제2 실링부(14b)와 제3 실링부(14c)가 만나는 공통 영역에 해당하는 제3 코너 영역(A3)에 형성되고, 제4 폴딩 홈(G4)은 제2 실링부(14b)와 제4 실링부(14d)가 만나는 공통 영역에 해당하는 제4 코너 영역(A4)에 형성된다.
상기 제1 실링부(14a)의 길이 방향 일측 및 타측 단부에 각각 형성되는 한 쌍의 폴딩 홈(G1,G2)은 전극 리드(12)와 나란한 하나의 연장선(L, 도 4 참조) 상에 위치한다. 따라서, 상기 폴딩 홈(G1,G2)을 기준으로 하여 제1 실링부(14a)를 폴딩하는 경우 용이하면서도 정확한 폴딩이 가능하게 되며, 도면에 도시하지는 않았으나, 폴딩 홈(G3,G4)을 기준으로 하여 제2 실링부(14b)를 폴딩하는 경우 제1 실링부(14a)를 폴딩하는 경우와 마찬가지로 용이하면서도 정확한 폴딩이 가능하게 됨은 물론이다.
한편, 상기 실링부(14)의 밀봉성을 유지하기 위해서 폴딩 홈(G)의 구체적인 형성 위치 및/또는 폴딩 홈(G)이 갖는 치수가 일정 범위로 제한될 수 있다.
즉, 서로 마주보는 한 쌍의 폴딩 홈(G1,G2) 사이를 연결하는 연장선(L, 도 4 참조)과 수용부(13) 사이의 거리(T)는 제1 실링부(14a)가 갖는 실링 폭(W1)의 1/3 내지 2/3 범위인 것이 바람직하다. 상기 거리(T)가 실링 폭(W1)의 1/3 미만인 경우에는 실링부(14)의 밀봉력이 떨어질 수 있다. 이와 반대로, 상기 거리(T)가 실링 폭(W1)의 1/3을 초과하는 경우에는 실링부(14)의 폴딩이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 배터리 셀(10)이 차지하는 공간에 대한 감소 효과를 충분히 기대하기 어렵다. 이러한 형성 위치 상의 제한에 따른 효과는 제3 폴딩 홈(G3) 및 제4 폴딩 홈(G4)에 대해서도 실질적으로 동일하다.
다음으로, 상기 제1 폴딩 홈(G1)을 기준으로 폴딩 홈(G1~G4)의 형성 사이즈에 대해서 설명하면, 그 형성 깊이(D)는 제3 실링부(14c)가 갖는 실링 폭(W2)의 1/3 내지 2/3인 것이 바람직하다. 상기 깊이(D)가 실링 폭(W2)의 1/3 미만인 경우에는 제1 실링부(14a)에 대한 용이하고 정확한 폴딩 효과를 기대하기 어렵다. 반면, 상기 깊이(D)가 실링 폭(W2)의 2/3 를 초과하는 경우에는 제1 코너 영역(A1)에서의 실링 폭이 충분히 확보되기 어려워 셀 케이스(15)의 밀봉성이 저하될 우려가 있다. 또한, 마찬가지 이유에서 상기 제1 폴딩 홈(G1)의 형성 폭(W)은 제1 실링부(14a)가 갖는 실링 폭(W1)의 1/3 내지 2/3 인 것이 바람직하다.
상기 제1 폴딩 홈(G1)이 갖는 사이즈의 범위는 나머지 폴딩 홈(G2~G4)에 대해서도 동일한 방식으로 적용된다.
한편, 상기 배터리 셀(10) 제조 공정상의 용이성 확보 및 제품 품질 편차의 최소화 등의 관점에서 실링부(14)가 갖는 실링 폭은 전체적으로 일정하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 실링부(14a), 제2 실링부(14b), 제3 실링부(14c) 및 제4 실링부(14d)는 서로 동일한 실링 폭을 가질 수 있다.
상기 절연 테이프(16)는 전극 리드(12)에 부착되는 것으로서, 전극 리드(12)와 셀 케이스(15)의 실링부(14) 사이에 개재되어 전극 리드(12)와 셀 케이스(15)의 금속 층 사이 및 한 쌍의 전극 리드(12) 사이에서 단락이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 전극 리드(12)와 셀 케이스(15) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 셀 케이스(15)의 실링부(14)에 폴딩 홈(G)이 형성된 구조를 가짐으로써 실링부(14)가 정확한 위치에서 용이하게 폴딩될 수 있도록 한다.
다음은, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀(20)을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 부분 확대도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀(20)은 앞선 실시예에 따른 배터리 셀(10)과 비교하여 폴딩 홈(G)의 내측 면 상에 절연 부재(S)를 더 구비한다는 점이 다를 뿐 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀(20)을 설명함에 있어서는 상기 절연 부재(S)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상기 절연 부재(S)는 폴딩 홈(G)의 내측 면 상에 형성되어 다층 구조를 이루는 셀 케이스(15)의 중간 층에 해당하는 금속 층이 외부로 노출됨으로써 발생될 수 있는 전기적 단락 현상을 방지할 수 있다. 특히, 상기 절연 부재(S)는 수용부(13) 내에 충진된 전해질이 실링부(14)쪽으로 스며들어 폴딩 홈(G)의 내측 면을 통해 셀 케이스(15)의 외부로 유출되는 현상 역시 방지할 수 있다.
이러한 기능들을 감안하여 상기 절연 부재(S)는 전기적 절연성을 갖는 다양한 재질, 예를 들어 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 도 5에서는 한 쌍의 전극 리드(12)가 서로 동일한 방향으로 인출된 형태를 갖는 배터리 셀(20)에 대해서만 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 배터리 셀(20)의 종류에 따라 한 쌍의 전극 리드(12)가 서로 반대 방향으로 인출되는 경우도 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀(20)은 폴딩 홈(G)의 내측 면 상에 형성되는 절연 부재(S)를 구비함으로써 폴딩 홈(S) 형성에 따라 발생될 수 있는 단락 및 전해질 유출 등의 위험성을 최소화 할 수 있다.
다음은, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀(30)을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 나타내는 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 배터리 셀의 일부를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 6에 도시된 배터리 셀의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀(30)은 앞선 실시예에 따른 배터리 셀(10,20)과 비교할 때 수용부(13)의 코너 영역 중 적어도 일부가 모따기(chamfering)된 형상을 갖는다는 점에서 차이가 있을 뿐 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀(30)을 설명함에 있어서는 상기 수용부(13)의 각 코너 영역이 갖는 모따기 된 형상에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 수용부(13)의 각 코너 영역 중 전극 리드(12)가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역은 사선 형태로 모따기 된 형상을 갖는다. 이러한 모따기에 의해 확보된 공간(B)은 열융착됨으로써 실링부(14)의 실링 폭을 넓히는데 활용된다. 즉, 상기 셀 케이스(15)의 수용부(13)에 있어서, 전극 조립체(11)와 전극 리드(12)가 인출되는 방향에 위치하는 제3 실링부(14c) 사이에는 빈 공간이 존재한다. 상기 모따기에 의해 실링부(14)의 실링 폭을 넓히는 기술은 이러한 빈 공간을 활용하여 셀 케이스(15)의 밀봉성을 높이는 기술에 해당하는 것이다.
도 8을 참조하면, 상기 배터리 셀(30)은 한 쌍의 전극 리드(12)가 서로 반대 방향으로 인출된 형태를 가지며, 이에 따라 상기 수용부(13)의 네개의 코너 영역 모두가 모따기 된 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀(30)에 있어서도, 앞선 실시예에 따른 배터리 셀(20)과 같이 폴딩 홈(G)의 내측 면에 절연 부재(S)가 형성될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 셀(30)은 수용부(13) 중 전극 리드(12)가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역이 모따기 된 형상을 가지며, 이에 따라 확보된 공간(B)이 열 융착되어 보다 넓어진 실링 폭을 가짐으로써 폴딩 홈(G)의 형성으로 인한 밀봉성 저하를 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10,20,30: 배터리 셀 11: 전극 조립체
11a: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 수용부 14: 실링부
14a: 제1 실링부 14b: 제2 실링부
14c: 제3 실링부 14d: 제4 실링부
15: 셀 케이스 A1~A4: 실링부의 제1~제4 코너 영역
G: 폴딩 홈 G1~G4: 제1~제4 폴딩 홈
16: 절연 테이프 S: 절연 부재

Claims (14)

  1. 전극 탭을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및
    상기 전극조립체를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 둘레로부터 연장되며 각 코너 영역에 상기 전극 리드가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 일정 깊이를 갖는 폴딩 홈이 형성된 실링부를 구비하는 셀 케이스를 포함하는 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 전극 리드가 연장되는 방향과 나란한 방향으로 연장되며 상기 전극 리드의 연장 축을 중심으로 일 측에 위치하는 제1 실링부;
    상기 제1 실링부와 나란한 방향으로 연장되며 상기 전극 리드의 연장 축을 중심으로 타 측에 위치하는 제2 실링부;
    상기 전극 리드가 연장되는 방향과 수직한 방향으로 연장되며 상기 제1 실링부 및 제2 실링부 각각의 길이 방향 일 측 단부 사이를 연결하는 제3 실링부; 및
    상기 제3 실링부와 나란한 방향으로 연장되며 상기 제1 실링부 및 제2 실링부 각각의 길이 방향 타측 단부 사이를 연결하는 제4 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코너 영역은,
    상기 제1 실링부와 제3 실링부의 공통 영역에 해당하는 제1 코너 영역;
    상기 제1 실링부와 제4 실링부의 공통 영역에 해당하는 제2 코너 영역;
    상기 제2 실링부와 제3 실링부의 공통 영역에 해당하는 제3 코너 영역; 및
    상기 제2 실링부와 제4 실링부의 공통 영역에 해당하는 제4 코너 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴딩 홈은,
    상기 제1 코너 영역에 형성되는 제1 폴딩 홈;
    상기 제2 코너 영역에 형성되는 제2 폴딩 홈;
    상기 제3 코너 영역에 형성되는 제3 폴딩 홈; 및
    상기 제4 코너 영역에 형성되는 제4 폴딩 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 폴딩 홈 및 제2 폴딩 홈은 상기 전극 리드의 연장 방향과 나란한 제1 연장선 상에 위치하고,
    상기 제3 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈은 상기 제1 연장선과 나란한 제2 연장선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 연장선과 상기 수용부 사이의 거리는 상기 제1 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고,
    상기 제2 연장선과 상기 수용부 사이의 거리는 상기 제2 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 폴딩 홈 및 제3 폴딩 홈 각각의 형성 깊이는 상기 제3 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고,
    상기 제 2 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈 각각의 형성 깊이는 각각 상기 제4 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 폴딩 홈 및 제2 폴딩 홈 각각의 최대 폭은 상기 제1 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 이고,
    상기 제3 폴딩 홈 및 제4 폴딩 홈 각각의 최대 폭은 상기 제2 실링부가 갖는 실링 폭의 1/3 내지 2/3 인 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 실링부, 제2 실링부, 제3 실링부 및 제4 실링부는 서로 동일한 실링 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극 리드는,
    서로 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 인출되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴딩 홈의 내측 면은,
    상기 실링부의 외측으로부터 내측으로 향할 수록 간격이 좁아지는 한 쌍의 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 경사면 각각의 일측 단부는 서로 만나는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폴딩 홈의 내측 면 상에는 절연 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 수용부의 각 코너 영역 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역은 상기 실링부의 코너 영역 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 위치하는 코너 영역이 갖는 실링 폭이 더 넓어지도록 모따기 된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 셀.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170053011A (ko) 2015-11-05 2017-05-15 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 파우치의 폴딩 장치
CN110350112A (zh) * 2019-07-23 2019-10-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN111952655A (zh) * 2019-05-17 2020-11-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
WO2021112582A1 (ko) * 2019-12-03 2021-06-10 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 이차전지, 전지 팩 및 파우치형 이차전지 제조방법
WO2022149867A1 (ko) * 2021-01-07 2022-07-14 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 이차전지, 전지 팩 및 파우치형 이차전지 제조방법
US11695177B2 (en) 2019-09-30 2023-07-04 Sk On Co., Ltd. Apparatus and method of folding pouch case of battery cell
CN110350112B (zh) * 2019-07-23 2024-06-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170053011A (ko) 2015-11-05 2017-05-15 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 파우치의 폴딩 장치
CN111952655A (zh) * 2019-05-17 2020-11-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN111952655B (zh) * 2019-05-17 2024-01-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN110350112A (zh) * 2019-07-23 2019-10-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN110350112B (zh) * 2019-07-23 2024-06-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
US11695177B2 (en) 2019-09-30 2023-07-04 Sk On Co., Ltd. Apparatus and method of folding pouch case of battery cell
WO2021112582A1 (ko) * 2019-12-03 2021-06-10 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 이차전지, 전지 팩 및 파우치형 이차전지 제조방법
WO2022149867A1 (ko) * 2021-01-07 2022-07-14 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 이차전지, 전지 팩 및 파우치형 이차전지 제조방법

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