KR20160032889A - 이차 전지 - Google Patents

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남상봉
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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전극 조립체가 내장되는 케이스의 외관적 변형 또는 불량 문제를 방지할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는 케이스, 케이스에 내장되는 전극 조립체, 전극 조립체로부터 케이스 측으로 연장되며, 적어도 일부가 절곡되어 절곡 홈을 형성하는 연결부, 및 절곡 홈에 삽입되는 내부 구조물을 포함한다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전극 조립체가 내장되는 케이스의 외관적 변형 또는 불량 문제를 방지할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 구성될 수 있다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
도 1은 종래의 전극 조립체가 케이스에 내장되는 구조를 도시하는 분해 사시도 이다. 도 2는 도 1의 이차 전지가 조립된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다. 도 4는 도 3의 이차 전지가 디개싱 공정을 마친 후의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전극 조립체(130)가 내장된 상태로 조립(씰링)을 마친 이차 전지(100)는 전극 탭(151)과 전극 리드(155)의 연결부(150)에 V자 형태의 절곡 홈(153)을 가지게 된다. 이러한 절곡 홈(153)의 존재로 인해서 절곡 홈(153)과 케이스(110) 내부면과의 사이에는 빈 공간이 형성된다. 도 3에서는 절곡 홈(153)과 케이스(110)의 내부 면에 의해서 역삼각형 형태의 빈 공간이 형성된 모습이 도시되고 있다.
이러한 상태의 이차 전지(100)는 이후에 내부에서 발생한 가스를 빼내는 디개싱(Degassing) 공정을 거치게 된다. 이때, 케이스(110) 내 외부의 압력 차이에 의해서 케이스(110)의 외면이 상기의 역삼각형의 빈 공간 쪽으로 함몰 되게 된다. 도 4에서는 이렇게 함몰된 함몰 부분(111)이 도시되고 있다.
종래에는 이와 같이 절곡 홈(153)에 의해서 형성되는 빈 공간으로 인해서 케이스(110)의 외형이 변형되는 문제가 있었다. 이러한 변형은 이차 전지의 불량을 야기하고, 성능 등의 품질에 악영향을 줄 뿐만 아니라, 안전상의 문제에도 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으므로 문제된다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극 조립체가 내장되는 케이스의 외관적 변형 또는 불량 문제를 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는 케이스, 케이스에 내장되는 전극 조립체, 전극 조립체로부터 케이스 측으로 연장되며, 적어도 일부가 절곡되어 절곡 홈을 형성하는 연결부, 및 절곡 홈에 삽입되는 내부 구조물을 포함한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체로부터 케이스 측으로 연장되며, 적어도 일부가 절곡되어 절곡 홈을 형성하는 연결부, 및 절곡 홈에 삽입되는 내부 구조물을 포함함으로써, 전극 조립체가 내장되는 케이스의 외관적 변형 또는 불량 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 전극 조립체가 케이스에 내장되는 구조를 도시하는 분해 사시도 이다.
도 2는 도 1의 이차 전지가 조립된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 이차 전지가 디개싱 공정을 마친 후의 모습을 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지 내부에 삽입되는 내부 구조물을 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지 내부에 삽입되는 내부 구조물을 도시하는 사시도이다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110), 전극 조립체(130), 연결부(150), 및 내부 구조물(170)을 포함한다.
케이스(110)는 전극 조립체(130)를 수용하는 외장물을 의미할 수 있다. 알루미늄이 포함되는 파우치의 형태가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 케이스(110)는 전극 조립체(130)가 삽입될 수 있는 하부 케이스와 하부 케이스의 일측에서 연결되며 하부 케이스를 덮을 수 있는 상부 케이스로 형성될 수 있다.
전극 조립체(130)는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자일 수 있다. 스택형의 전극 조립체(130)가 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 다양한 종류의 전극 조립체가 사용될 수 있다.
연결부(150)는 전극 조립체(130)의 전극에 부착되는 전극 탭(151)과 케이스(110)의 외부로 돌출되는 전극 리드(155)가 상호간에 용접에 의해서 부착되는 연결체일 수 있다. 즉, 전극 탭(151)과 전극 리드(155)가 연결되는 연결체 전체가 연결부(150)일 수 있다.
연결부(150)는 전극 조립체(130)로부터 케이스(110) 측으로 연장되며, 적어도 일부가 절곡되어 절곡 홈(153)을 형성할 수 있다. 이때, 절곡 홈(153)은 V자 형태로 형성될 수 있다.
내부 구조물(170)은 상기의 절곡 홈(153)에 삽입되는 구조물일 수 있다. 내부 구조물(170)의 외부 형상은 절곡 홈(153)의 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 내부 구조물(170)이 절곡 홈(153)의 형상과 대응되게 형성되면, 절곡 홈(153)에 의하여 형성되는 빈 공간을 내부 구조물(170)이 적절하게 채울 수 있다.
특히, 절곡 홈(153)이 V자 형상을 가진 경우에는 내부 구조물(170)은 도 5 및 도 6에서와 같은 삼각 기둥의 형상을 가질 수 있다. 도 5에서 도시되는 것처럼 삼각 기둥의 형상은 V자 형상의 절곡 홈(153)과 케이스(110)의 내측면이 형성하는 역삼각형 모양의 빈 공간에 적절히 대응되어 삽입될 수 있다.
도 5를 참조하면, 케이스(110)는 절곡 홈(153)에 삽입되어 빈 공간을 채운 내부 구조물(170)의 지지력을 받게 되며, 그에 따라 디개싱 공정을 거치더라도 내측으로 함몰되지 않고 그 외형을 그대로 유지할 수 있다.
이러한 방식으로 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(130)가 내장되는 케이스(110)의 외관적 변형 또는 불량 문제를 방지할 수 있다.
한편, 내부 구조물(170)은 절연체일 수 있다. 내부 구조물(170)이 연결부(150)와 접촉될 수 있는 구조물이고, 그에 따라 전극 탭(151)과 전극 리드(155)와도 서로 연결될 수 있는 구조물이기 때문에, 전기가 통하지 않는 절연체로 형성되는 것이 전기적 안정성을 도모할 수 있어 바람직할 수 있다.
실시예 2
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 이차 전지는 전술한 실시예 1에 따른 이차 전지와 유사한 구성을 가진다. 다만, 실시예 2는 내부 구조물의 삽입 상태가 실시예 1과 다르다는 점에서 차이가 있다.
참고로 전술한 구성과 동일한 (또는 상당한) 부분에 대해서는 동일한 (또는 상당한) 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 7를 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 이차 전지에 대해 설명한다.
도 7에서 도시되듯이, 본 발명의 실시예 2에 따른 이차 전지(100)에서 내부 구조물(170)은 연결부(150)에 부착될 수 있다. 내부 구조물(170)에 접착제를 바르고 케이스(110) 내부로 삽입시키는 방식으로 내부 구조물(170)을 연결부(150)에 부착시킬 수 있다.
내부 구조물(170)은 전극 탭(151) 측의 일측에만 부착되거나 전극 리드(155) 측의 타측에만 부착될 수 있다. 또, 전극 탭(151) 측과 전극 리드(155) 측의 양 측에 모두 단단히 부착될 수도 있다.
이러한 방식으로 내부 구조물(170)을 연결부(150)에 부착시킬 경우 내부 구조물(170)은 움직이지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.
한편, 내부 구조물(170)은 내부에 홀(hole)(171)이 형성될 수 있다. 홀(171)은 내부 구조물(170)의 외부면에서 내부로 파여지는 구멍을 의미할 수 있고, 외부와 연결되지 않고 내부 구조물(170)의 내부에만 형성되는 빈 공간일 수도 있다.
이렇게 형성된 홀(171)은 내부 구조물(170) 자체의 무게를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 내부 구조물(170)의 무게가 가벼워지면, 이차 전지(100)의 무게가 경량화 될 수 있으며, 이러한 경량화는 이차 전지(100)가 사용되는 제품의 성능 또는 품질의 향상에 직접적인 영향을 미칠 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.
100: 이차 전지
110: 케이스
111: 함몰 부분
130: 전극 조립체
150: 연결부
151: 전극 탭
153: 절곡 홈
155: 전극 리드
170: 내부 구조물
171: 홀(hole)

Claims (6)

  1. 케이스;
    상기 케이스에 내장되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체로부터 상기 케이스 측으로 연장되며, 적어도 일부가 절곡되어 절곡 홈을 형성하는 연결부; 및
    상기 절곡 홈에 삽입되는 내부 구조물;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 구조물의 외부 형상은 상기 절곡 홈의 형상에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 구조물은 삼각 기둥 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 구조물은 절연체인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 구조물은 내부에 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 구조물은 상기 연결부에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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