KR20150104312A

KR20150104312A - 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법

Info

Publication number: KR20150104312A
Application number: KR1020140025888A
Authority: KR
Inventors: 박기수; 양현정; 장재동; 이향목
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-15
Also published as: KR101805243B1

Abstract

본 발명은 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법에 관한 것으로서, PCB 기판과, 전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자가 상기 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀을 포함하고, 상기 PCB 기판 상에 상기 소형 단위 셀을 복수 개 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 다양한 배터리 형상을 용이하게 구현할 수 있다.

Description

블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법{Block Type Polymer Battery And Block Type Polymer Battery Making Method}

본 발명은 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 배터리 형상을 용이하게 구현할 수 있는 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 무선 기기제품과 전기 자전거, 전기자동차, 전동공구 등의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동용 전원으로서 사용되는 전지에 대해서 중요성이 증가되고 있고, 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 충방전이 가능한 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 정도 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 배터리와 리튬 이온 배터리, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 폴리머 배터리로 구분할 수 있다.

폴리머 배터리는 전극조립체를 케이스 내에 수납하여 이루어지는 셀을 PCB 기판과 연결하여 이루어진다. 한편, 최근 적용되는 디바이스의 종류가 다양해짐에 따라 폴리머 배터리에 요구되는 크기와 형상 또한 다양해지고 있다.

도 1 내지 도 2는 다양한 폴리머 배터리 형상 중, 일 예를 도시한 도면으로, 'ㄷ'자 형상의 폴리머 배터리를 도시한 도면이다. 이러한 'ㄷ'자 형상의 폴리머 배터리를 제조하기 위해서는, 'ㄷ'자 형상과 대응되는 형상으로 전지 셀(120)을 제조한 후 PCB 기판(10)과 결합하였다. 'ㄷ'자 형상의 전지 셀(120)과 같이 다양한 형상의 전지 셀을 제조하는 것은 공정이 까다롭고 공정 시간 또한 긴 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 배터리 형상을 용이하게 구현할 수 있는 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리는, PCB 기판과, 전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자가 상기 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀을 포함하고, 상기 PCB 기판의 형상과 대응되는 형상으로 복수 개의 상기 소형 단위 셀을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 PCB 기판은 'ㄷ'자 형상인 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 PCB 기판은 단차가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 소형 단위 셀의 케이스는 파우치로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 소형 단위 셀의 케이스는 캔으로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 복수 개의 소형 단위 셀과 상기 PCB 기판을 커버하는 배터리 케이스가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리 및 블록형 폴리머 배터리 제조 방법에 따르면, 다양한 배터리 형상을 용이하게 구현할 수 있다.

도 1은 PCB 기판의 일 예를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 PCB 기판을 이용한 배터리를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리를 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 도 3의 소형 단위 셀을 도시한 도면.
도 6은 도 3의 PCB 기판을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리 제조 방법의 순서를 도시한 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리(1)는, PCB 기판(10)과, 전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자(21)가 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀(20)을 포함하고, PCB 기판 상(10)에 소형 단위 셀(20)을 배치하는 것을 특징으로 한다.

소형 단위 셀(20)은 전극조립체와 전해질을 수용하는 소형 크기의 케이스를 포함한다. 전극조립체는 양극 시트와 음극 시트 및 분리막을 권취하여 이루어진다. 이러한 전극조립체는 케이스 내에 전해액과 함께 수용되고, PCB 기판(10)과 전기적으로 연결되기 위한 전극 단자(21)가 케이스 외부에 마련된다. 전극조립체를 수용하는 케이스는 파우치 또는 캔으로 구비될 수 있다. 소형 단위 셀(20)은 일반 단위 셀의 크기를 축소한 것으로, 바람직한 크기는 20 X 30 mm 로 마련되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구비되는 소형 단위 셀(20)은 PCB 기판(10)의 형상에 대응되는 형상으로 배치된다. 도 6은 PCB 기판(10)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 'ㄷ'자 형상으로 PCB 기판(10)이 구비되고, PCB 기판(10) 상에는 소형 단위 셀(20)이 복수 개 배치된다. 소형 단위 셀(20)은 PCB 기판(10)의 형상과 대응되는 형상으로, PCB 기판(10) 전면에 배치되어 전체적인 폴리머 배터리(1) 형상이 'ㄷ'자 형상이 되도록 한다. 즉, 일반적인 크기의 PCB 기판(10) 상에 크기가 축소된 소형 단위 셀(20)을 복수 개 배치하여 하나의 폴리머 배터리(1)를 구성한다. 이러한 PCB 기판(10)과 복수 개의 소형 단위 셀(20)은 솔더링을 통하여 연결된다. 이를 위하여, PCB 기판(10) 상에는 소형 단위 셀(20)의 전극 단자(21)와 전기적으로 연결되어 복수 개의 소형 단위 셀(20)을 서로 직렬 및 병렬로 연결하기 위한 회로(11)가 인쇄되어 있다.

이러한 PCB 기판(10)은 평면적인 형상에만 국한되는 것이 아니라, 단차가 구비되는 등 입체적인 형상으로 구현될 수도 있다. 단차가 구비되는 PCB 기판(미도시) 역시, 앞서 예로 설명한 'ㄷ'자 형상의 PCB 기판과 마찬가지로, PCB 기판 상에 소형 단위 셀(20)이 복수 개 배치되어 이루어진다.

이와 같은 복수 개의 소형 단위 셀(20)과 PCB 기판(10)을 커버하기 위하여 배터리 케이스(미도시)가 더 구비될 수 있다.

이하에서는 블록형 폴리머 배터리 제조 방법을 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 블록형 폴리머 배터리 제조 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 블록형 폴리머 배터리 제조 방법은 PCB 기판(10)을 준비하는 PCB 기판 준비 단계(S1); 전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자가 상기 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀(20)을 준비하는 단위 셀 준비 단계(S2); PCB 기판(10) 상에 소형 단위 셀(20)을 복수 개 연결하는 셀 배치 단계(S3)를 포함하여 이루어진다.

PCB 기판 준비 단계(S1)는 원하는 폴리머 배터리(1) 형상과 대응되는 형상으로 PCB 기판(10)을 마련한다. PCB 기판(10) 상에는 소형 단위 셀(20)을 연결하기 위한 회로(11)가 인쇄되어 있다.

단위 셀 준비 단계(S2)는 PCB 기판(10)에 연결되기 위한 소형 단위 셀(20)을 마련한다. 소형 단위 셀(20)은 일반적인 단위 셀의 크기를 축소시킨 것으로서, 전극조립체가 케이스 내부에 수납되고, PCB 기판(20)에 전기적으로 연결되기 위한 전극 단자(21)가 케이스 외부에 마련되어 구비된다.

셀 배치 단계(S3)는 PCB 기판(10) 상에 PCB 기판(10)의 단면 형상과 대응되는 형상으로 복수 개의 소형 단위 셀(20)을 배열한다. 이 때, 소형 단위 셀(20)의 전극 단자(21)를 PCB 기판(10)상의 회로(11)와 솔더링으로 연결한다. PCB 기판(10) 상의 회로(11)는 이러한 복수 개의 소형 단위 셀(20)을 직렬 및 병렬로 연결하도록 인쇄되어, 소형 단위 셀(20)의 개별 전지 용량을 직렬 및 병렬 연결을 통하여 원하는 용량의 폴리머 배터리(1)를 구현하도록 한다.

상기와 같이 구비되는 폴리머 배터리(1)는 별도의 배터리 케이스(미도시)가 구비되어, 복수 개의 소형 단위 셀(20)이 연결된 PCB 기판(10)이 수납되는 수납 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: PCB 기판
20: 소형 단위 셀

Claims

PCB 기판과,
전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자가 상기 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀을 포함하고,
상기 PCB 기판의 형상과 대응되는 형상으로 복수 개의 상기 소형 단위 셀을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
청구항 1에 있어서,
상기 PCB 기판은 'ㄷ'자 형상인 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
청구항 1에 있어서,
상기 PCB 기판은 단차가 구비되는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
청구항 1에 있어서,
상기 소형 단위 셀의 케이스는 파우치로 구비되는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
청구항 1에 있어서,
상기 소형 단위 셀의 케이스는 캔으로 구비되는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 소형 단위 셀과 상기 PCB 기판을 커버하는 배터리 케이스가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리.
PCB 기판을 준비하는 PCB 기판 준비 단계;
전극조립체가 케이스 내부에 수납되고 전극 단자가 상기 케이스 외부로 돌출되어 구비되는 소형 단위 셀을 준비하는 단위 셀 준비 단계;
상기 PCB 기판 상에 상기 소형 단위 셀을 복수 개 연결하는 셀 배치 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록형 폴리머 배터리 제조 방법.