KR20160077658A - Curved lithium ion polymer battery - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to lithium ion polymer batteries of a bent shape and a manufacturing method of a pack. More specifically, the method comprises the following steps of: manufacturing lithium ion polymer batteries of rectangular shapes; connecting the lithium ion polymer batteries to each other at a predetermined interval by using a flexible tab; and bending the connected lithium ion polymer batteries through a jig and a tool, thereby freely adjusting a capacity, a thickness, and a bending angle of the lithium ion polymer batteries of a bent shape.

Description

휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지 팩 {Curved lithium ion polymer battery}The curved lithium ion polymer battery pack has a curved shape.

본 발명은 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지 팩에 관한 것으로서, 특히 복수 개의 리튬이온 전지들을 연결하는 전극탭 부분을 적절하게 절곡시켜서 전지팩 전체적으로 휘어진 곡면을 갖도록 함으로써 최근 많이 등장하고 있는 휘어진 곡면을 가진 모바일 디바이스들에 사용하기 적합하도록 개발된 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지팩에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion polymer battery pack having a curved shape, and more particularly, it relates to a lithium ion polymer battery pack having a warped curved surface, The present invention relates to a lithium ion polymer battery pack having a curved shape developed for use in devices.

모바일 기기의 소형화, 형상의 다양화의 경향으로 스마트기능을 포함한 다양한 기기가 출시되고 있다. 이중 스마트 워치, 스마트링, 스마트 글라스 등이 상용화되어 시장에 출시되고 있다. 이러한 웨어러블 스마트 기기들은 기존의 전지의 형태로 사용하기 보다는 응용기지 종류에 따라, 착용 부위에 따라 다양한 모양의 전지를 요구하고 있다. 특별히 스마트 워치용으로 사용하기 위해서는 높은 용량 및 휘어짐의 조절 등이 필요하지만 기존에 공지된 기술로는 휘어짐이 크려면 두께가 얇아져야하고 용량을 크게하면 휘어짐이 작아지는 문제를 갖고 있다. 국내 특허등록 제1161136호에 개시되어 있는 휘어진 형상의 전지셀은 리튬이온고분자전지를 완성한 후에 지그를 사용 기계적으로 전지를 휘게 하는 것으로 전지의 두께가 두꺼울 때에는 전지의 중심부와 가장자리부분의 변형정도의 차이로 중앙부에 전류 집중및 단락 등의 문제가 발생할 수 있으며 파우치의 변형에 따른 기계적 강도의 약화로 외부의 긁힘, 미세 물리적 손상 등으로 부식 및 누액의 문제를 야기할 수가 있다. Various devices including smart functions are being released due to the tendency of miniaturization of mobile devices and diversification of shapes. Dual smart watch, smart ring, and smart glass are commercially available and are being launched on the market. These wearable smart devices require batteries of various shapes depending on the type of the application base, rather than the conventional battery. Particularly, in order to use it for a smart watch, it is necessary to adjust the capacity and the warpage. However, the known technology has a problem that the thickness must be thin to increase the warpage and the warpage to decrease when the capacity is increased. The bent battery cell disclosed in Korean Patent Registration No. 1161136 uses a jig to bend the battery mechanically when a lithium ion polymer battery is completed. When the thickness of the battery is large, the difference in deformation degree between the center portion and the edge portion of the battery There may be problems such as current concentration and short-circuit in the center part, and due to the weakening of the mechanical strength due to the deformation of the pouch, external scratches and micro-physical damage may cause problems of corrosion and leakage.

따라서 상기와 같은 용량 및 두께에 관계없이 전지의 휨을 줄 수 있고 전지의 성능에도 전혀 영향을 주지 않는 리튬이온고분자 전지의 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a lithium ion polymer battery which can reduce the warpage of the battery regardless of the capacity and thickness and does not affect the performance of the battery at all.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명에서는 리튬이온고분자를 제조하고 유연한 즉 적절한 휨이 가능한 탭을 사용하여 다수의 리튬이온고분자를 서로 연결하여 리튬이온고분자 전의 용량 및 휨의 각도를 필요에 따라 조절하게 하는 것을 목표로 한다.In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of lithium ion polymers are connected to each other by preparing a lithium ion polymer and using flexible, i.e., suitable warps, to adjust the capacity and deflection angle of the lithium ion polymer .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지 팩은 복수 개의 리튬이온 고분자 전지들을 일렬로 연결하되, 그 리튬이온 고분자 전지들의 전극탭들을 서로 병렬로 연결한 상태에서, 각 전극탭 부분들을 절곡시켜서 리튬이온 고분자 전지들 전체로서는 소정의 곡률반경을 가지고 휘어진 형태의 리튬이온 고분자 전지팩을 구성하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, a bent lithium ion polymer battery pack provided by the present invention comprises a plurality of lithium ion polymer batteries connected in series, wherein electrode taps of the lithium ion polymer batteries are connected in parallel to each other, The electrode tab portions are bent to form a lithium ion polymer battery pack having a curved shape with a predetermined radius of curvature as a whole of the lithium ion polymer batteries.

본 발명에 따른 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지 팩은 전지 자체에 휘어짐 등과 같은 변형이 생기지 않았으므로 전지 자체의 성능과 안전성에 아무런 문제점이 없으며, 전지들을 서로 연결하는 전극탭 부분만을 소정의 각도로 휘게 한 것이므로, 전지팩 자체의 안전성과 성능을 최적상태로 유지할 수 있는 장점이 있다. 그리고 본 발명에 따른 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지 팩은 최근 다양하게 등장하고 있는 스마트 워치, 스마트 글라스, 스마트 링 등의 웨어러블 스마트 기기들에 사용되어 전지의 용량을 최대한 확보할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다. Since the lithium ion polymer battery pack according to the present invention has no distortion such as warping in the battery itself, there is no problem with the performance and safety of the battery itself, and only the electrode tab portion connecting the batteries is bent at a predetermined angle The safety and performance of the battery pack itself can be maintained in an optimal state. The bent lithium ion polymer battery pack according to the present invention is used in wearable smart devices such as smart watches, smart glasses, smart rings, and the like, .

도 1은 본 발명에 따른 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지팩 제조 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 양방향 탬을 사용한 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지팩 제조 공정도.
도 3는 본 발명에 따른 양방향 탭을 사용한 다른 형태의 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지팩 제조 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 단방향 탭을 사용한 다른 형태의 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지팩 제조 공정도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart of manufacturing a lithium ion polymer battery pack in a bent shape according to the present invention. FIG.
2 is a view showing a process of manufacturing a lithium ion polymer battery pack in a bent shape using a bi-directional tamper according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing another example of a process for manufacturing a bent lithium ion polymer battery pack in another form using a bi-directional tab according to the present invention. FIG.
4 is a view showing a process of manufacturing another shape of a bent lithium ion polymer battery pack using unidirectional tabs according to the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 휘어진 형상의 리튬이온고분자 전지 팩의 구성 및 작용 효과를 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the structure and effect of a bent lithium ion polymer battery pack according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 원통형 리튬이온 고분자 전지의 제조에 관한 것으로, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 방법은 다음의 순서로 진행된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to the production of a cylindrical lithium ion polymer battery, and a method for manufacturing a warped lithium ion polymer battery is performed in the following order.

(1) 리튬이온고분자 전지의 제조(1) Production of lithium ion polymer battery

설계된 용량을 구현할 수 있도록 적층 또는 권취형의 리튬이온 고분자 전지를 제조하는 것은 공지되어 있는 일반적인 방식이며 가능하고 다만 전극 조립체에서 나오는 탭은 휨이 가능하고 반복적인 휨에도 기계적으로 끊어지지 않아야 하며 탭의 방향도 양방향 또는 단방향으로 나오는 것을 특징으로 한다. It is possible to manufacture a laminated or wound lithium-ion polymer battery so as to realize a designed capacity, but it is a known general method and it is possible that the taps coming out of the electrode assembly should be able to bend and not mechanically break even with repetitive bending, And the direction is also bi-directional or unidirectional.

상기의 탭의 두께는 0.05 ~ 0.5 ㎜를 특징으로 하고 재질은 음극은 니켈, 양극은 알루미늄 또는 알루미늄위에 니켈도금된 것을 특징으로 한다. The thickness of the tab is 0.05 to 0.5 mm. The material is characterized in that the anode is made of nickel and the anode is made of aluminum or aluminum.

상기의 탭은 보통의 전지가 단방향으로 나오지만 본 발명에서는 전지를 서로 연결할 수 있도록 양방향으로 나오게 할 수도 있고 기존처럼 단방향으로 나오게 할 수도 있다.
In the present invention, the tabs may be unidirectional or unidirectional so that the batteries may be connected to each other.

(2) 다수의 리튬이온고분자 전지의 연결(2) Connection of a plurality of lithium ion polymer batteries

제조된 리튬이온고분자 전지를 휨이 가능하고 다수의 휨에도 견딜 수 있는 탭을 사용 다수의 전지를 서로 연결하는 것을 특징으로 한다. And a plurality of batteries are connected to each other by using tabs capable of bending the lithium ion polymer battery and capable of withstanding a large number of warps.

상기의 탭의 두께는 0.05 ~ 0.5 ㎜를 특징으로 하고 재질로 음극은 니켈, 양극은 알루미늄 또는 알루미늄위에 니켈도금된 것을 특징으로 한다. The thickness of the tab is 0.05 to 0.5 mm. The material of the negative electrode is nickel and the positive electrode is nickel or aluminum.

상기의 탭과 탭의 연결은 음극과 음극, 양극과 양극을 서로 병렬형태로 연결하며 연결방식은 초음파 용접, 스팟용접, 납땜, 기타 도구를 사용한 컨넥팅 방식을 제한하지 않으며 가장 적절한 방식으로는 초음파 용접을 통해 타소재의 투입이 없이 유연성이 좋은 금속만을 사용하여 강하게 결합시키는 것이 좋다.The connection of the tabs and tabs connects the cathode and anode, the anode and the anode in parallel, and the connection method does not limit the connection method using ultrasonic welding, spot welding, soldering or other tools, It is good to use only the flexible metal without welding the other material through the welding.

제조된 리튬이온고분자 전지를 탭을 통해 연결한 후에 탭의 노출을 방지하기 위해서 탭부위 또는 연결된 리튬이온고분자 전지 전체를 열가소성 수축튜브 등을 사용하여 외관을 형성할 수 있다.After connecting the manufactured lithium ion polymer battery through the tabs, the entirety of the tab or connected lithium ion polymer battery can be formed using a thermoplastic shrinkable tube or the like in order to prevent exposure of the tab.

제조된 리튬이온고분자 전지를 탭을 통해 연결한 후에 도3처럼 연결된 전지를 유연성있게 굽힘이 가능한 절연된 금속판 위에 접착성 테입(tape)으로 붙여서 사용할 수 있다. 절연된 금속판은, 니켈, 알루미늄, 함석, 구리, 아연 등의 굽힘이 가능한 금속은 제한하지 않으며 가장 적합한 것으로는 니켈 금속을 사용하는 것이다.After the lithium ion polymer battery is connected through a tab, the connected battery can be used as an adhesive tape on an insulated metal plate capable of flexibly bending as shown in FIG. The insulated metal plate is not limited to bendable metals such as nickel, aluminum, tin, copper, and zinc, and most preferably nickel metal.

제조된 리튬이온고분자 전지의 탭이 도4처럼 단방향으로 나올 경우에는 음극단자와 양극 단자들을 서로 연결할 수 있는 금속판을 절연된 금속판 대신에 사용할 수 있으며 금속판은 니켈, 알루미늄, 함석, 구리, 아연 등의 굽힘이 가능한 금속은 제한하지 않으며 가장 적합한 것으로는 니켈 금속을 사용하는 것이다.
When the tab of the manufactured lithium ion polymer battery is unidirectional as shown in FIG. 4, a metal plate capable of connecting the negative terminal and the positive terminal can be used instead of the insulated metal plate. The metal plate may be made of nickel, aluminum, The bendable metal is not limited, and the most suitable is to use nickel metal.

(3) 연결된 리튬이온고분자 전지의 굽힘(3) Bending of the connected lithium ion polymer cell

연결된 리튬이온고분자 전지들을 지그 및 툴을 사용하여 적절한 R값으로 전지를 굽혀서 형성하는 것을 특징으로 한다.
And the connected lithium ion polymer batteries are formed by bending the battery at an appropriate R value using a jig and a tool.

1 : 리튬이온고분자 전지
2 : 탭
3 : 탭고분자1: Lithium ion polymer battery
2: Tab
3: tap polymer

Claims (5)

각형 또는 파우치 형태로 된 복수 개의 리튬이온 고분자 전지들(1)의 양방향으로 돌출 형성된 전극탭들(2)을 서로 연결해서 상기 리튬이온 고분자 전지들(1)을 전기적으로 병렬 연결하여 한 줄로 이어진 리튬이온 고분자 전지팩을 만들고, 상기 전극탭들(2)을 굴곡시킴에 의해서 전체적으로 휘어진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지 팩.The lithium ion polymer batteries 1 are electrically connected in parallel by connecting electrode tabs 2 protruding in both directions of a plurality of lithium ion polymer batteries 1 in the shape of a square or pouch, Ion polymer battery pack, and has an overall bent shape by bending the electrode tabs (2). 제1항에 있어서, 상기 리튬이온 고분자 전지들(1)에 금속판이 결합되며, 상기 금속판은 접착성 테입에 의해서 상기 리튬이온 고분자 전지들(1)의 밑면에 부착되고, 상기 금속판은 굽힘이 가능한 유연한 재질로 제작되고 전기적으로 절연되며, 상기 전극탭들(2)과 금속판의 굴곡에 의해서 전체적으로 휘어진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지 팩.The lithium ion polymer battery (1) according to claim 1, wherein a metal plate is bonded to the lithium ion polymer battery (1), the metal plate is attached to the bottom surface of the lithium ion polymer battery (1) The lithium ion polymer battery pack according to claim 1, characterized in that the battery pack (1) is made of a flexible material and is electrically insulated, and has a shape that is totally bent by the bending of the electrode tabs (2) and the metal plate. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극탭(2)은 열가소성 수축튜브에 의해 감싸지며, 상기 열가소성 수축튜브는 상기 전극탭을 감싼 상태에서 열을 제공받아 수축됨으로써 상기 전극탭을 밀착하여 감싸는 것을 특징으로 하는, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지 팩.The electrode assembly according to claim 1 or 2, wherein the electrode tabs (2) are wrapped by a thermoplastic shrinkable tube, and the thermoplastic shrinkable tube is shrunk by receiving heat while the electrode tabs are being wrapped, Wherein the lithium ion polymer battery pack is a lithium ion polymer battery pack. 제1항 또는 제2항에 있어서, 한 줄로 연결된 상기 복수 개의 리튬이온 고분자 전지들(1)은 열가소성 수축튜브에 의해 감싸지며, 상기 열가소성 수축튜브는 상기 리튬이온 고분자 전지들(1)과 전극탭들을 감싼 상태에서 열을 제공받아 수축됨으로써 상기 리튬이온 고분자 전지들 및 전극탭들을 밀착하여 감싸는 것을 특징으로 하는, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지팩.The lithium ion polymer battery (1) according to claim 1 or 2, wherein the plurality of lithium ion polymer batteries (1) connected in a single line are surrounded by a thermoplastic shrinkable tube, the thermoplastic shrinkable tube Wherein the lithium ion polymer battery pack is tightly enclosed with the lithium ion polymer batteries and the electrode tabs by being heat-shrunk while being wrapped around the lithium ion polymer battery pack. 서로 이격되어 평행하게 배치된 2개의 긴 금속판들;과
상기 2개의 금속판들 위에 일렬로 배치된 복수 개의 리튬이온 고분자 전지들(1);을 포함하며,
상기 리튬이온 고분자 전지들(1)은 상기 금속판들 위에서 서로 이격되어 배치되고,
상기 리튬이온 고분자 전지들(1)의 양극 전극탭 및 음극 전극탭이 상기 2개의 금속판들에 각각 납땜으로 결합됨으로써 상기 리튬이온 고분자 전지들(1)이 전기적으로 병렬 연결되며,
상기 전극탭들과 금속판들이 외부로부터 가해진 굽힘 힘에 의해서 굴곡됨으로써 상기 복수 개의 리튬이온 고분자 전지들(1)이 전체적으로 휘어진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 휘어진 형상의 리튬이온 고분자 전지팩.Two long metal plates spaced apart and arranged in parallel with each other;
And a plurality of lithium ion polymer batteries (1) arranged in a line on the two metal plates,
The lithium ion polymer batteries 1 are disposed on the metal plates so as to be spaced apart from each other,
The positive and negative electrode tabs of the lithium ion polymer batteries 1 are respectively coupled to the two metal plates by soldering so that the lithium ion polymer batteries 1 are electrically connected in parallel,
Wherein the electrode tabs and the metal plates are bent by an externally applied bending force so that the plurality of lithium ion polymer batteries (1) are bent as a whole.
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