KR20150072107A - 미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위가 접힌 이차전지 - Google Patents

미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위가 접힌 이차전지 Download PDF

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박효석
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Abstract

본 발명은 미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위가 접힌 이차전지를 개시한다. 본 발명에 따른 이차전지는 파우치형 케이스의 주변 부위에 셀 어셈블리의 모서리와 평행한 방향으로 열을 가하지 않은 미 열융착 라인을 포함한다. 상기 미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위를 접을 때(folding), 종래 이차전지보다 용이하게 접을 수 있다. 또한, 접힌 부위에 균열이 발생한 가능성이 낮아서 종래 이차전지보다 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위가 접힌 이차전지{SECONDARY BATTERY PERIPHERAL SITE OF THE POUCH TYPE CASE IS FOLDED THROUGH THE UN-THERMAL FUSION BONDING LINE}
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변부위가 접힌 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 각형이나 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도와 단위 시간 당 방전 용량이 높은 리튬 계열의 이차전지에 대한 수요가 높다.
단일 이차전지는 약 3.7V~4.2V의 작동전압을 가지기 때문에, 높은 출력전압을 얻기 위해서는 다수의 이차전지를 전기적으로 직렬로 연결하여 배터리 모듈 등을 구성한다. 또한, 요구되는 충방전 용량을 얻기 위해서 단위 이차전지 자체의 크기를 증가시키는 방법보다, 다수의 배터리 모듈을 전기적으로 병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다. 이러한 배터리 팩에 대한 종래의 기술로서 본 출원인의 대한민국 공개특허공보 10-2013-0110943에는 배터리 팩의 구조에 대한 일 예시가 개시되어 있다.
한편, 배터리 팩은 이차전지 외에도 이차전지의 충방전을 제어하기 위한 제어 시스템, 외부 충격으로부터 배터리 팩에 포함된 이차전지를 보호하기 위한 팩 케이스 또는 모듈 케이스 등이 포함된다. 따라서, 배터리 팩의 부피가 미리 결정된 경우, 미리 결정된 배터리 팩의 부피 내에서 최대한의 충방전 용량을 얻기 위해서는 배터리 팩 내에서 이차전지의 충방전 용량과 직접적으로 관련 없는 부분이 차지하는 부분을 최소화 시켜야 한다.
도 1은 전형적인 파우치형 이차전지(10)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는 주변부에 형성된 열융착 라인(11)에 의해 양극 리드(12) 및 음극 리드(13)의 일부가 외부에 노출되도록 셀 어셈블리를 개재된 후 열융착을 통해 주변 부위가 밀봉된다. 상기 열융착 라인(11)은 배터리 팩 내에서 이차전지의 충방전 용량과 직접적으로 관련 없는 부분으로서, 주로 접힌 상태로 배터리 팩 내부에 장착된다.
그러나 일반적인 파우치형 케이스는 알루미늄으로 만들어지기 때문에 힘을 가해 접은 경우, 접는 과정에서 가해지는 힘에 의해 열융착된 부분에 균열이 발생하기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 파우치형 케이스의 주변 부위를 용이하게 접을 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 양극판, 분리막 및 음극판을 포함하는 단위 셀이 적어도 2개 이상 적층된 셀 어셈블리; 각 단위 셀의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 양극탭 및 음극탭; 다수의 양극탭과 음극탭이 전기적으로 접속된 양극 리드 및 음극 리드; 및 주변 부위에 형성된 열융착 라인에 의해 상기 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 개재된 후 열융착을 통해 주변 부위가 밀봉된 파우치형 케이스;를 포함하는 이차전지로서, 상기 파우치형 케이스는, 열융착된 주변 부위에 상기 셀 어셈블리의 모서리와 평행한 방향으로 적어도 하나 이상 열이 가해지지 않은 미 열융착 라인이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 미 열융착 라인은 상기 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되지 않은 주변 부위에 형성된다.
본 발명에 따른 이차전지는 상기 파우치형 케이스의 주변 부위가 미 열융착 라인을 통해 접힐 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파우치형 케이스의 주변 부위 접힘이 2이상 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 파우치형 케이스의 주변 부위 일부는 접힘에 의해 상기 셀 어셈블리의 상단부로 이동된다.
본 발명에 따른 이차전지는 다수의 이차전지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 팩 및 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다. 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기가 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 파우치형 케이스의 주변 부위를 큰 힘을 들이지 않고 용이하게 접을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 접힌 부위의 균열이 발생한 가능성은 낮아져서 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이차전지가 차지하는 부피를 최소화 할 수 있다. 따라서, 동일한 부피의 이차전지 또는 배터리 팩의 경우 보다 많은 충전 용량을 확보하는 것이 가능하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 전형적인 파우치형 이차전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 절단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 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 아니되며, 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 이차전지는, 종래 기술과 대비할 때, 파우치형 케이스 주변 부위에 형성된 열융착 라인에 접힘을 용이하기 하기 위한 미 열융착 라인이 형성된 것이 특징이다. 따라서, 상기 미 열융착 라인은 파우치형 케이스의 내부에 개재된 셀 어셈블리의 모서리와 평행한 방향으로 형성된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 파우치형 케이스(110) 주변 부위에 열융착 라인(111)과 미 열융착 라인(112)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 절단면도이다.
도 3을 참조하면, 파우치형 케이스(110) 주변 부위가 상기 미 열융착 라인(112)을 통해서 접힌 것을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 이차전지(100)는 파우치형 케이스(110)의 주변 부위를 접을 때, 상기 미 열융착 라인(112)을 통해서 접힘(folding)을 용이하게 할 수 있다. 또한, 접히는 부분은 열융착이 이루지지 않았기 때문에, 접힘(folding)에 의한 균열이 발생할 가능성이 낮다.
상기 미 열융착 라인(112)은 파우치형 케이스(110)의 주변 부위에서 셀 어셈블리의 모서리와 평행한 방향으로 적어도 하나 이상 형성된다. 따라서, 미 열융착 라인의 개수는 다양하게 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(200)의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 파우치형 케이스(210) 주변 부위에 열융착 라인(211)과 각각 2개의 미 열융착 라인(212)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(200)의 절단면도이다.
도 5을 참조하면, 파우치형 케이스(210) 주변 부위가 상기 미 열융착 라인(212)을 통해서 2번 접힌 것을 확인할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 2개의 미 열융착 라인(212)이 형성된 실시예를 도시하였으나, 상기 미 열융착 라인의 개수는 다양할 수 있다. 또한, 상기 미 열융착 라인의 개수에 따라 파우치형 케이스 주변 부위가 접히는 횟수도 대응될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(300)의 평면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시되어 있듯이, 파우치형 케이스(310)의 주변 부위는 일부는 접힘에 의해 상기 셀 어셈블리(320)의 상단부로 이동된다.
상기 미 열융착 라인은 이차전지의 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되지 않은 파우치형 케이스의 주변 부위에 형성된다. 도 2 내지 도 6에는 이차전지의 양극 리드 및 음극 리드가 같은 방향으로 노출된 실시예를 도시하였으나 본 발명에 따른 이차전지는 양극 리드 및 음극 리드의 노출 방향에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지를 설명함에 있어서 도 2 내지 도 6에는 미 열융착 라인이 이차전지의 양 측면에만 형성된 실시예가 도시되었다. 그러나, 상기 미 열융착 라인은 양극 리드 및 음극 리드가 노출되지 않은 하단 측면에도 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지는 양극판, 분리막 및 음극판을 포함하는 단위 셀이 적어도 2개 이상 적층되어 있으며, 각 단위 셀의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 다수의 양극 탭 및 음극 탭에 각각 양극 리드 및 음극 리드가 전기적으로 접속된 셀 어셈블리(120, 220, 320)를 포함한다.
상기 양극판의 재질은 알루미늄이 주로 이용된다. 대안적으로, 상기 양극판은 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있다. 나아가, 이차 전지의 화학적 변화를 야기시키지 않고 높은 도전성을 갖는 재질이라면 양극판으로 사용하는데 제한이 없다.
상기 양극판의 일부 영역에는 양극 탭이 구비되는데 양극 탭은 상기 양극판이 연장되는 형태로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 양극판의 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접 등을 통하여 접합하는 형태로 구성하는 것도 가능하다. 또한 양극 재료를 상기 양극판 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하여 양극 탭을 형성하여도 무방하다.
상기 양극판에 대응되는 음극판은 주로 구리 재질이 이용된다. 대안적으로, 음극판은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있고, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.
상기 음극판 또한 일부 영역에 음극 탭이 구비되며, 앞서 설명된 양극 탭과 같이 상기 음극판에서 연장되는 형태로 구현될 수 있음은 물론, 음극판 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접하는 등의 방법으로 접합할 수도 있으며, 음극 재료를 상기 음극판 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등으로 형성하는 것도 가능하다.
상기 양극 리드는 상기 양극판에 구비된 양극 탭에, 음극 리드는 상기 음극판에 구비된 음극 탭에 전기적으로 접속된다. 바람직하게, 상기 양극 리드 및 상기 음극 리드는 각각 복수의 양극 탭 및 복수의 음극 탭과 접합된다.
상기 양극판과 상기 음극판에는 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅되어 있다. 일 예로, 상기 양극 활물질은 리튬 계열의 활물질이고, 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4 또는 Li1 + zNi1 -x-yCoxMyO2(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, 0≤Z≤1, M은 Al, Sr, Mg, La, Mn 등의 금속) 등의 금속 산화물이 사용될 수 있다. 상기 음극 활물질은 탄소 계열의 활물질이고, 상기 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬 합금 등이 사용될 수 있다. 상기 양극 활물질과 음극 활물질의 종류와 화학적 조성은 이차 전지의 종류에 따라 얼마든지 달라질 수 있으므로 상기에서 열거한 구체적인 예는 하나의 예시에 불과하다는 것을 이해하여야 한다.
상기 분리막은 다공성 재질을 가진 것이라면 특별히 제한이 없다. 상기 분리막은 다공성이 있는 고분자막, 예컨대 다공성 폴리올레핀막, 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로 프로필렌, 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드로, 폴리에틸렌나프탈렌, 부직포막, 다공성 웹(web) 구조를 가진 막 또는 이들의 혼합체 등으로 이루어질 수 있다. 상기 분리막의 단면 또는 양면에는 무기 입자가 결착되어 있을 수 있다.
상기 무기 입자는 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기 입자가 바람직하며, 10 이상의 유전율 상수를 가지며 밀도가 낮은 무기물 입자가 더욱 바람직하다. 이는 전지내에서 이동하는 리튬 이온을 용이하게 전달할 수 있기 때문이다. 5 이상의 고유전율 상수를 갖는 무기 입자의 비제한적인 예로는 Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1 -xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2 /3)O3-PbTiO3(PMN-PT), BaTiO3, hafnia(HfO2), SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3 또는 이들의 혼합체 등이 있다.
상기 셀 어셈블리(120, 220, 320)는 단위 셀과 단위 셀 사이에 절연막을 개재시키면서 복수의 단위 셀을 단순 적층한 구조를 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 셀 어셈블리는 절연막의 상부 및/또는 하부에 단위 셀을 적절한 간격으로 배열한 후 절연막을 단위 셀과 함께 한쪽 방향으로 폴딩하여 폴딩된 절연막 사이 사이에 단위 셀이 삽입되어 있는 스택 폴딩 구조를 가질 수 있다. 또 다른 예로, 상기 셀 어셈블리는 띠 형태로 연장된 구조를 가진 단위 셀을 절연막 상에 마운트하고 단위 셀을 절연막과 함께 한쪽 방향으로 연속적으로 말아서 형성한 젤리 롤 구조를 가질 수 있다. 상기 절연막은 상기 분리막으로 채용 가능한 물질로 이루어질 수 있다. 경우에 따라, 상기 절연막은 상기 분리막과 동일한 물질막 및/또는 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지는 주변 부위에 형성된 열융착 라인에 의해 상기 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 개재된 후 열융착을 통해 주변 부위가 밀봉된 파우치형 케이스를 포함한다. 상기 파우치형 케이스는 상부 파우치 필름과 하부 파우치 필름으로 구성된다. 상기 하부 파우치 필름에는 셀 어셈블리의 하부가 안착될 수 있도록 셀 어셈블리의 하부 형상에 대응되는 요홈이 마련된다. 또한 상부 파우치 필름에도 셀 어셈블리의 상부가 안착될 수 있도록 셀 어셈블리의 상부 형상에 대응되는 요홈이 마련된다. 상기 요홈은 경우에 따라 생략하여도 무방하다. 일 예로, 상부 파우치 필름과 하부 파우치 필름의 한쪽 모서리가 결합되어 있는 구조를 가진 파우치형 케이스도 사용이 가능하다.
상기 파우치 필름은 금속 박막의 상부 표면과 하부 표면이 절연성 폴리머로 라미네이트된 구조를 가진다. 상기 금속 박막은 외부의 수분, 가스 등이 셀 어셈블리 측으로 침투하는 것을 방지하며, 파우치형 케이스의 기계적 강도 향상과 함께 파우치형 케이스에 주입된 화학 물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 금속 박막은 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금, 철, 크롬 및 니켈의 합금, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있는데, 이에 한하는 것은 아니다. 상기 금속 박막을 철이 함유된 재질로 할 경우에는 기계적 강도가 강해지고, 알루미늄이 함유된 재질로 할 경우에는 유연성이 좋아진다. 통상, 알루미늄 금속 호일이 바람직하게 사용된다.
파우치형 케이스와 양극 리드 및 음극 리드의 접착성을 향상시키기 위해 양극 리드 및 음극 리드에는 절연 테이프가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 절연 테이프는 양극 리드 및 음극 리드와 파우치형 케이스의 접착성을 향상시키면서도 절연성이 있는 물질이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다.
일 예로, 상기 절연 테이프는 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, PTFE, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌탈레프탈레이트, 폴리프로필렌, 또는 이들의 합성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지는 다수의 이차전지를 포함하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 팩(100)은, 상기 배터리 팩(100)과 배터리 팩(100)으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.
상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 배터리 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 파우치형 케이스의 주변 부위를 큰 힘을 들이지 않고 용이하게 접을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 접힌 부위의 균열이 발생한 가능성은 낮아져서 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이차전지가 차지하는 부피를 최소화 할 수 있다. 따라서, 동일한 부피의 이차전지 또는 배터리 팩의 경우 보다 많은 충전 용량을 확보하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 이해의 편의를 위해 종속적인 구성은 하나씩만 추가되는 예시를 중심으로 설명하였으나, 2이상의 종속적인 구성이 조합을 이루어 추가되는 실시예도 가능하다. 따라서, 본 발명은 예시로 제시된 실시예에 발명의 범위가 제한되지 않는다.
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 : 종래 이차전지
11 : 열융착 라인
12 : 양극 리드
13 : 음극 리드
100, 200, 300 : 이차전지
110, 210, 310 : 파우치형 케이스
111, 211, 311 : 열융착 라인
112, 212, 312 : 미 열융착 라인
120, 220, 320 : 셀 어셈블리

Claims (8)

  1. 양극판, 분리막 및 음극판을 포함하는 단위 셀이 적어도 2개 이상 적층된 셀 어셈블리;
    각 단위 셀의 양극판과 음극판으로부터 돌출된 양극탭 및 음극탭;
    다수의 양극탭과 음극탭이 전기적으로 접속된 양극 리드 및 음극 리드; 및
    주변 부위에 형성된 열융착 라인에 의해 상기 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되도록 상기 셀 어셈블리를 개재된 후 열융착을 통해 주변 부위가 밀봉된 파우치형 케이스;를 포함하는 이차전지에 있어서,
    상기 파우치형 케이스는, 열융착된 주변 부위에 상기 셀 어셈블리의 모서리와 평행한 방향으로 적어도 하나 이상 열이 가해지지 않은 미 열융착 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미 열융착 라인은, 상기 양극 리드 및 음극 리드의 일부가 외부에 노출되지 않은 주변 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파우치형 케이스의 주변 부위는, 미 열융착 라인을 통해 접힌 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파우치형 케이스의 주변 부위 접힘이 2이상 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 파우치형 케이스의 주변 부위 일부는 접힘에 의해 상기 셀 어셈블리의 상단부로 이동된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 다수의 이차전지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제6항에 따른 배터리 팩; 및
    상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10441545B2 (en) 2014-12-16 2019-10-15 Juvic Inc. Microcellular microstructure and method for manufacturing same
EP3799180A3 (en) * 2019-09-30 2021-07-07 SK Innovation Co., Ltd. Apparatus and method of folding pouch case of battery cell
US11069899B2 (en) 2016-10-14 2021-07-20 Lg Chem, Ltd. Negative electrode for secondary battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10441545B2 (en) 2014-12-16 2019-10-15 Juvic Inc. Microcellular microstructure and method for manufacturing same
US11069899B2 (en) 2016-10-14 2021-07-20 Lg Chem, Ltd. Negative electrode for secondary battery
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