KR20150005085A - 기준전극을 구비하는 이차전지 - Google Patents
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Abstract
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및 일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있고, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 양극으로부터 기준전극에 이르는 거리 및 음극으로부터 기준전극에 이르는 거리가 서로 달라 발생될 수 있는 측정 편차를 제거함으로써 이차전지의 특성 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있으며, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있고, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 양극으로부터 기준전극에 이르는 거리 및 음극으로부터 기준전극에 이르는 거리가 서로 달라 발생될 수 있는 측정 편차를 제거함으로써 이차전지의 특성 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있으며, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 수 있다.
Description
본 발명은 기준전극을 구비하는 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 이차전지에 대한 특성 평가가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있도록 파우치의 모서리를 통해 삽입된 기준전극을 구비하는 이차전지에 관한 것이다.
파우치 타입(pouch type)의 리튬 이온 이차전지는 일반적으로 양극, 분리막, 음극이 반복적으로 적층된 전극조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용시킨 후 전극조립체에 연결된 전극리드가 파우치 케이스의 외부로 인출된 상태로 파우치 케이스의 테두리를 열융착하여 밀봉함으로써 제조된다.
상기한 이차전지의 여러 가지 구성요소는 최종적으로 완성된 이차전지의 성능에 영향을 미치는 인자로 작용한다.
이차전지에 대한 성능 평가는, 이차전지의 방전 용량, 충방전특성, 고온방전특성, 저온방전특성, 안전성 등의 여러 가지 평가 항목에 의해 이루어질 수 있으며, 아직까지 성능을 표준화하여 나타내는 규정은 없다.
이차전지는 사용도중이나 제작 직후에 불량품으로 판명될 수 있으며, 전지 불량의 원인을 밝히지 않고는 다음의 전지에서의 불량품 발생을 억제할 수 없다.
현재 전지의 불량품의 추출은 전수검사를 통한 용량의 미달, 단락발생 등의 불량 사유를 갖는 이차전지를 X-선 등으로 촬영하여 골라내는 형식을 취하고 있다.
그러나 이차전지의 성능에 영향을 미칠 수 있는 요소는 매우 다양하다. 전극의 불량여부를 검사하기 위한 한 방법으로 전지를 분해하는 경우가 있는데, 전극의 전해액이나 리튬 이온은 대기중에 포함된 수분에 의해서 쉽게 반응을 하기 때문에 이러한 방법을 통해 불량 발생의 원인을 규명하기란 쉬운 일이 아니다.
전극의 불량여부를 검사하기 위해 전극의 활물질 용량과 전기화학 반응 등의 특성을 평가하고 전해액을 연구하는 것은 매우 유익한 방법이다.
예를 들어, 지름이 15mm 내지 16mm 인 하프 셀(half cell)을 제작하여 이차전지의 특성을 평가하는 방식이 이용될 수 있는데, 이러한 방식은 변수를 최대한 줄이는 것에는 매우 효과적이지만 실제 이차전지와는 매우 다른 환경에서 나타나는 특성을 평가하는 결과를 가져온다.
실제 이전지에서 발생하는 미세한 전기화학적 반응은 변수를 최소화한 하프 셀에서의 전기화학 반응과 매우 상이하고 복잡한 것이기 때문이다.
이차전지에 이상현상이 발생하였을 때 전지의 불량의 원인을 직접 규명하는 것이 매우 어렵고, 각각의 전극에 대해서 개별적으로 조사하는 방법은 현재까지 없었으며 단순히 양품을 골라내는 수준이었다. 따라서 전지가 불량이 되었을 경우 정확한 원인 규명이 불가능하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 이차전지에 대한 특성 평가가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 그 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및 일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.
상기 이차전지는, 상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액을 포함할 수 있다.
상기 기준전극 어셈블리는, 기준전극 리드; 및 상기 기준전극 리드의 일측에 결합되어 상기 전극 조립체의 내측에 삽입되는 리튬 금속을 포함할 수 있다.
상기 리튬 금속은, 상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
상기 기준전극 어셈블리는, 상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함할 수 있다.
상기 절연 막은, 다공성 분리 막으로 이루어질 수 있다.
상기 리튬 금속은, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치할 수 있다.
상기 기준전극 리드는, 상기 파우치 케이스의 모서리를 통해 인출될 수 있다.
상기 이차전지는, 상기 기준전극 리드와 상기 파우치 케이스의 내측면 사이에 개재되는 실란트를 더 포함할 수 있다.
상기 이차전지에 있어서, 상기 전극 조립체는 순차적으로 적층된 양극, 분리막 및 음극을 구비하고, 상기 기준전극 어셈블리의 일측 단부는 상기 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 개재될 수 있다.
상기 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드는, 서로 동일한 방향 또는 반대방향으로 인출될 수 있다.
상기 전극 조립체의 형상은 삼각형일 수 있다.
상기 삼각형의 각 변의 길이는 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
상기 이차전지에 있어서, 상기 제1 전극 리드는 상기 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고, 상기 제2 전극 리드는 상기 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결되며, 상기 기준전극 어셈블리는 상기 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업(예를 들어, 퇴화된 전극을 이용한 하프 셀의 제작과 같은 작업)을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 양극으로부터 기준전극에 이르는 거리 및 음극으로부터 기준전극에 이르는 거리가 서로 달라 발생될 수 있는 측정 편차를 제거함으로써 이차전지의 특성 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극 조립체에 기준전극 어셈블리가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극 조립체에 기준전극 어셈블리가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 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.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극 조립체에 기준전극 어셈블리가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 리튬 이차전지에 해당하는 것으로서, 전극 조립체(11), 한 쌍의 전극 리드(12), 제1 실란트(13), 파우치 케이스(14) 및 기준전극 어셈블리(15)를 포함한다.
상기 전극 조립체(11)는 양극(11a) 및 음극(11b) 사이에 분리막(11c)을 개재하여 형성된 단위 적층체를 적어도 하나 이상 포함하는 적층형 전극 조립체일 수 있다. 다만, 이로써 본 발명에 채용된 전극 조립체의 종류를 한정하는 것은 아니며, 젤리롤(jelly-roll)형의 전극 조립체가 적용될 수도 있음은 물론이다.
상기 양극(11a)은, 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질의 양극 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성될수 있다. 마찬가지로, 상기 음극(11b)은, 예를 들어, 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다.
상기 양극 활물질로는, 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1 -yCoyO2(0<y<1), LiMO2(M=Mn, Fe 등), Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 -yMnyO2(O≤y<1) 등의 층상형 양극 활물질; LiMn2O4, LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiMn2 -zNizO4(0<z<2), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2) 등의 스피넬형 양극 활물질; LiCoPO4, LiFePO4 등의 올리빈형 양극 활물질 등이 이용될 수 있다.
또한, 상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 -xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8)의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등이 이용될 수 있다.
상기 전극 탭(T)은 전극 판, 즉 양극 판 또는 음극 판과 일체로 형성되는 것으로서, 전극 판 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(T)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(T)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. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고, 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다.
상기 양극 리드 및 음극 리드는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 상기 양극 리드는 양극 집전 판과 동일한 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고, 음극 리드는 음극 집전 판과 동일한 구리 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 실란트(13)는 전극 리드(12)의 폭 방향 둘레에 부착되어 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 것으로서 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 상기 제1 실란트(13)는, 예를 들어, 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 실란트(13)는 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 금속 층 사이에서 단락이 발생되는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 제1 실란트(13)는 전극 리드(12)가 인출되는 영역에서 파우치 케이스(14)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.
즉, 금속 플레이트로 이루어진 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이는 접착이 잘 이루어지지 않으므로 파우치 케이스(14)의 테두리 영역(B)을 열융착 하여 실링하더라도 전극 리드(12)가 인출된 영역에서의 밀봉성이 떨어질 수 있다. 또한, 이러한 밀봉성 저하 현상은 전극 리드(12)의 표면에 니켈이 코팅된 경우 더욱 두드러지게 나타난다.
따라서, 상기 제1 실란트(13)를 전극 리드(12) 및 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재시킴으로써 이차전지(10)의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 파우치 케이스(14)는 내측 면에 열 접착 층이 형성된 알루미늄 파우치 필름으로 이루어진다. 상기 파우치 케이스(14)는 전극 리드(12)가 외부로 인출되도록 전극 조립체(14)를 수용한 채로 상부 케이스(14a)와 하부 케이스(14b)가 맞닿은 테두리 영역(B)이 열 융착됨으로써 밀봉된다.
한편, 밀봉된 상기 파우치 케이스(14) 내에는 전해액이 충진됨으로써 이차전지의 화학반응에 의해 생성되는 이온의 이동을 가능하게 한다. 이러한 전해액으로는, 예를 들어, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 2-메틸 테트라하이드로퓨란 등의 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 기준전극 어셈블리(15)는 이차전지(10)의 양극과 음극 각각이 갖는 전위를 독립적으로 측정하기 위해 설치되는 것이다. 이러한 기준전극 어셈블리(15)의 일측은 파우치 케이스(14) 내에서 전극 조립체(11)의 내측으로 삽입되고, 그 타측은 파우치 케이스(14)의 모서리 부분을 통해 외측으로 인출된다.
이처럼, 상기 기준전극 어셈블리(15)의 일측이 전극 조립체(11)의 내측으로 삽입되는 경우, 양극(11a) 및 음극(11b) 각각과 기준전극 어셈블리(15) 사이의 거리 편차가 없어지게 된다. 따라서, 이차전지의 양극과 음극의 전위를 별도로 측정함에 있어서 좀 더 정확한 측정이 가능하게 되며, 이로써 이차전지의 특성 평가에 있어서 정확도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 기준전극 어셈블리(15)의 일측은 바람직하게 전극 조립체(11)의 중심부에 위치할 수 있다. 이처럼 기준전극 어셈블리(15)의 일측이 전극 조립체(11)의 중심부에 위치하는 경우, 한쌍의 전극 리드(12) 각각과 기준전극 어셈블리(15) 사이의 거리 편차 역시 없어지게 됨으로써 이차전지의 특성 평가의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상기 기준전극 어셈블리(15)는 기준전극 리드(15a) 및 기준전극 리드(15a)의 일측에 결합되는 리튬 금속(15b)을 포함하며, 리튬 금속(15b)을 감싸는 절연막(15c)를 더 포함할 수도 있다.
상기 기준전극 리드(15a)는 길쭉하고 얇은 금속 플레이트로 이루어지는 것으로서, 파우치 케이스(14)의 내부 공간으로부터 연장되어 파우치 케이스(14)의 모서리를 통해 케이스 외부로 인출된다.
상기 기준전극 리드(15a)의 재료로는 전도성이 우수한 금속 재질이면 제한 없이 적용이 가능하며, 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리가 적용될 수 있다. 상기 기준전극 리드(15a)로서 니켈(Ni)이 코팅된 구리가 적용되는 경우, 구리로 인한 우수한 전도성뿐만 아니라, 구리의 표면에 코팅된 니켈로 인한 우수한 내부식성 또한 갖출 수 있게 된다.
상기 리튬 금속(15b)은, 예를 들어, 기준전극 리드(15a)의 길이 방향 일측 단부를 감싸는 형태로 기준전극 리드(15a)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 리튬 금속(15b)은 전극 조립체(11)를 이루는 양극(11a)과 분리막(11c) 사이 또는 음극(11b)과 분리막(11c) 사이에 삽입/개재되며, 전극 조립체(11)의 중심부에 위치할 수 있다.
이러한 리튬 금속(15b)으로부터 생성되는 리튬 이온은 파우치 케이스(14) 내에 충진된 전해액을 통해 이동하게 되며, 이로써 양극 또는 음극의 전위(리튬 금속을 기준으로 하는 상대적인 전위)를 개별적으로 측정할 수 있도록 한다.
상기 절연막(15c)은 기준전극 리드(15a) 및 리튬 금속(15b)이 전극 조립체(11)와 접촉하여 단락이 발생되는 것을 방지하는 것으로서, 리튬 금속(15c)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 절연 막(15c)으로는 다공성 분리막이 사용될 수 있는데, 이는 리튬 금속(15b)으로부터 생성된 리튬 이온의 자유로운 이동을 위함이며, 이러한 다공성 분리막(15c)은 전극 조립체(11)에 구비된 분리막과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 다공성 분리막(15c)은, 예를 들어, 평면상의 다공성 기재, 바인더에 의해 상기 평면상의 다공성 기재의 적어도 일면에 결착된 무기입자 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 도면에서는 상기 절연 막(15c)이 기준전극 리드(15a) 중 리튬 금속(15b)이 형성된 부분만을 감싸는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 절연막(15c)은 전극 조립체(11)와 기준전극 어셈블리(15) 사이의 단락의 위험을 완전히 차단할 수 있도록, 파우치 케이스(14)의 내부 공간에서 기준전극 리드(15a) 중 리튬 금속(15b)이 형성되지 않은 부분까지 감싸도록 형성될 수도 있는 것이다.
다음은, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는 앞선 실시예에 따른 이차전지(10)와 비교하여 제2 실란트(16)를 더 구비한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)를 설명함에 있어서는, 상기 제2 실란트(16)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예에서와 중복되는 사항에 대해서는 반복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는, 기준전극 리드(15)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 제2 실란트(16)를 더 포함한다.
상기 제2 실란트(16)는, 기준전극 어셈블리(15)의 설치에 따른 이차전지(20)의 밀봉성 저하를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 앞서 설명한 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 역할을 하는 것이며, 재질 역시 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 것이 사용될 수 있다.
다음은, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)는 앞선 실시예에 따른 이차전지(10,20)와 비교하여 전극 조립체(11')의 형상에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)를 설명함에 있어서는, 상기 전극 조립체(11')의 형상에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예에서와 중복되는 사항에 대해서는 반복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)에 채용된 전극 조립체(11')는 각 변의 길이가 실질적으로 동일한 삼각형, 즉 정삼각형 형상을 갖는다.
여기서, 상기 한 쌍의 전극 리드(12) 중 제1 전극 리드는 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고, 제2 전극 리드는 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결될 수 있으며, 기준전극 리드(15)는 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 전극 조립체(11')의 내측으로 삽입될 수 있다.
이처럼, 한 쌍의 전극 리드(12) 및 기준전극 리드(15)가 각각 삼각형의 서로 다른 세 변의 중심부와 연결되어 연장되는 경우, 한 쌍의 전극(또는 한 쌍의 전극 리드)으로부터 기준전극 리드(15)에 이르는 거리가 실질적으로 동일해짐으로써 이차전지의 특성 평가에 있어서 정확도가 크게 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(10,20,30)는 양극(또는 양극 리드) 및 음극(또는 음극 리드) 각각으로부터 기준전극 리드(15)에 이르는 거리의 편차를 최소화하거나 제거함으로써 각 전극의 독립적인 전위 측정이 더욱 정확하게 이루어질 수 있도록 하며, 이로써 전지의 특성평가의 정확도를 크게 향상시킬 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, 40: 이차전지
11, 11': 전극 조립체 11a: 양극
11b: 음극 11c: 분리막
T: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 제1 실란트 14: 파우치 케이스
14a: 상부 케이스 14b: 하부 케이스
B: 테두리 영역 15: 기준전극 어셈블리
15a: 기준전극 리드 15b: 리튬 금속
15c: 절연막 16: 제2 실란트
11, 11': 전극 조립체 11a: 양극
11b: 음극 11c: 분리막
T: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 제1 실란트 14: 파우치 케이스
14a: 상부 케이스 14b: 하부 케이스
B: 테두리 영역 15: 기준전극 어셈블리
15a: 기준전극 리드 15b: 리튬 금속
15c: 절연막 16: 제2 실란트
Claims (14)
- 전극 조립체;
상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드;
상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및
일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리는,
기준전극 리드; 및
상기 기준전극 리드의 일측에 결합되어 상기 전극 조립체의 내측에 삽입되는 리튬 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제3항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제3항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리는,
상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제5항에 있어서,
상기 절연 막은,
다공성 분리 막인 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제3항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 전극 조립체의 중심부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제3항에 있어서,
상기 기준전극 리드는,
상기 파우치 케이스의 모서리를 통해 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제3항에 있어서,
상기 기준전극 리드와 상기 파우치 케이스의 내측면 사이에 개재되는 실란트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체는 순차적으로 적층된 양극, 분리막 및 음극을 구비하고,
상기 기준전극 어셈블리의 일측 단부는 상기 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드는,
서로 동일한 방향 또는 반대방향으로 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체의 형상은 삼각형인 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제12항에 있어서,
상기 삼각형의 각 변의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 이차전지. - 제12항에 있어서,
상기 제1 전극 리드는 상기 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고,
상기 제2 전극 리드는 상기 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결되며,
상기 기준전극 어셈블리는 상기 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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