KR20160146115A - 라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법 - Google Patents

라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 케이스에 부착된 라벨 필름을 갖는 이차 전지에 있어서, 상기 라벨 필름은 필름 베이스와 필름 베이스의 제1 면에 형성된 안테나 패턴과, 상기 필름 베이스의 제2 면에 형성되며 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 포함한다.

Description

라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법{RECHARGEABLE BATTERY HAVING LABEL FLIM THEREOF}
본 발명은 라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
대표적인 이차 전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
스마트 폰에는 무선통신을 위한 전자태그용 안테나가 설치되는데 이러한 안테나를 별도로 제작하고 설치하기 위해서는 많은 비용이 소모되고 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명은 라벨 필름을 갖는 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법 및 이차 전지용 라벨 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 케이스에 부착된 라벨 필름을 갖는 이차 전지에 있어서, 상기 라벨 필름은 필름 베이스와 필름 베이스의 제1 면에 형성된 안테나 패턴과, 상기 필름 베이스의 제2 면에 형성되며 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 포함한다.
여기서 상기 제2 면은 상기 케이스에 부착되어 상기 케이스와 접촉할 수 있으며, 상기 안테나 패턴은 인쇄에 의하여 형성된 도전성 잉크로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴은 외측에서 내측을 향하여 회전하면서 이어진 안테나부와 상기 안테나부의 외측단에 연결된 외측 단자와 상기 안테나부의 내측단에 연결된 내측 단자를 포함할 수 있으며, 상기 내측 단자와 상기 안테나부 사이에는 절연층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴에는 페라이트(Ferrite)로 이루어진 차폐 필름이 부착되고, 상기 내측 단자와 상기 외측 단자는 상기 차폐 필름의 외측으로 노출될 수 있으며, 상기 케이스의 외면에는 상기 안테나 패턴과 연결된 접속 단자가 형성될 수 있다.
또한, 상기 내측 단자와 상기 외측 단자는 도전성 접착제를 매개로 상기 접속 단자와 연결될 수 있으며, 상기 안테나 패턴은 근거리무선통신(Near Field Communication)용 안테나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지의 제조 방법은 라벨 필름을 갖는 이차 전지의 제조 방법에 있어서, 필름 베이스의 제1 면에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 1차 인쇄 단계, 상기 안테나 패턴 상에 절연층을 인쇄하는 2차 인쇄 단계, 상기 안테나 패턴의 내측 단부와 연결되며 상기 절연층의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자를 인쇄하는 3차 인쇄 단계, 상기 안테나 패턴을 덮는 차폐 필름을 부착하는 차폐 필름 부착 단계, 및 상기 라벨 필름을 케이스에 부착하는 케이스 부착 단계를 포함한다.
여기서 상기 1차 인쇄 단계는 외측에서 내측을 향하여 감겨진 안테나부와 상기 안테나부의 외측단과 연결된 외측 단자를 인쇄할 수 있으며,
상기 케이스 부착 단계는 상기 케이스의 외면에 형성된 접속 단자에 상기 외측 단자 및 상기 내측 단자를 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 1차 인쇄 단계와 상기 2차 인쇄 단계, 및 상기 3차 인쇄 단계는 로터리 인쇄 방식으로 이루어질 수 있으며, 상기 이차 전지의 제조 방법은 상기 필름 베이스의 제2 면에 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 인쇄하는 정보 인쇄 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 라벨 필름의 제조 방법은 이차 전지의 케이스에 부착되는 라벨 필름의 제조 방법에 있어서, 필름 베이스의 제1 면에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 1차 인쇄 단계, 상기 안테나 패턴 상에 절연층을 인쇄하는 2차 인쇄 단계, 상기 안테나 패턴의 내측 단부와 연결되며 상기 절연층의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자를 인쇄하는 3차 인쇄 단계, 및 상기 안테나 패턴을 덮는 차폐 필름을 부착하는 차폐 필름 부착 단계를 포함한다.
여기서 라벨 필름의 제조 방법은 상기 필름 베이스의 제2 면에 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 인쇄하는 정보 인쇄 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 라벨 테이프에 안테나를 형성하여 케이스에 부착하므로 보다 용이하게 전자 태그용 안테나를 이차 전지에 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 안테나부와 외측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 절연층이 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 내측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 차폐 필름이 부착된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6a는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 정보 레이어가 형성된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6b는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 안테나부와 외측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6c는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 절연층이 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6d는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 내측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6e는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 차폐 필름이 부착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 단자를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 어셈블리가 내장되는 케이스(20)와 케이스(20)에 결합되며 회로소자가 설치된 보호회로모듈(30), 케이스(20)의 외면에 부착된 라벨 필름(10)을 포함한다. 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 이차 전지(100)는 충전과 방전이 가능한 다양한 형태의 전지로 이루어질 수 있다.
케이스(20)는 각주 형태로 이루어질 수 있으며, 원통형으로 이루어질 수 있다. 케이스(20) 내에는 양극과 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 어셈블리가 삽입 설치된다.
보호회로모듈(30)은 케이스(20)의 한쪽 단부에 결합되며, 회로보드와 회로보드에 설치된 회로소자를 포함한다. 회로소자들은 이차 전지(100)의 충전과 방전을 제어한다. 보호회로모듈(30)에는 전극 어셈블리와 연결된 인출 단자(32)가 설치되어 있다.
케이스(20)의 외면에는 안테나 패턴과 연결되는 접속 단자(35)가 형성되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 접속 단자(35)는 유연성 인쇄회로기판(FPCB)(31) 상에 형성되며 유연성 인쇄회로기판(31)은 보호회로모듈(30)과 연결된다. 접속 단자(35)에는 도전성 접착제(36)가 도포되어 있는데, 이에 따라 접속 단자(35)는 안테나 패턴(13)과 도전성 접착제(36)를 매개로 연결된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 안테나부와 외측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 라벨 필름(10)은 필름 베이스(11)와 필름 베이스(11)의 제1 면(11a)에 형성된 안테나 패턴(13)과 필름 베이스(11)의 제2 면(11b)에 형성되며 이차 전지(100)에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어(12)를 포함한다.
도 6a에 도시된 바와 같이 필름 베이스(11)는 케이스(20)에 부착되는 제1 면(11a)과 제1 면(11a)과 반대방향을 향하는 제2 면(11b)을 포함한다. 여기서 제1 면(11a)은 케이스(20)에 부착되어 케이스(20)와 접촉하는 내면이 되고, 제2 면(11b)은 외측으로 노출된 외면이 된다. 필름 베이스(11)는 폴리머로 이루어지는데, 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌, 폴리 에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 절연층이 형성된 상태를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 내측 단자가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 면(11a)에는 안테나 패턴(13)이 형성되는데, 안테나 패턴(13)은 외측에서 내측을 향하여 감겨진 안테나부(13a)와 안테나부의 외측단에 연결된 외측 단자(13b)와 안테나부(13a)의 내측단에 연결된 내측 단자(13c)를 포함한다. 안테나 패턴(13)은 인쇄에 의하여 형성될 수 있으며 도전성 잉크로 이루어진다.
안테나부(13a)는 외측에서 내측을 향하여 회전하면서 이어진 선으로 이루어지며 대략 사각 나선형태로 배치된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 안테나부(13a)는 지그재그 형태로 배치되거나 원 나선형으로 배치될 수도 있다.
외측 단자(13b)는 안테나부(13a)의 외측 단부에 연결되며 안테나부(13a)의 상단으로 돌출된다. 또한 내측 단자(13c)는 안테나부(13a)의 내측 단부에 연결되며 안테나부(13a)의 상단으로 돌출된다. 외측 단자(13b)와 내측 단자(13c)는 상부는 이웃하여 평행하게 배치된다.
내측 단자(13c)와 안테나부(13a) 사이에는 절연층(14)이 형성되는데 절연층(14)은 인쇄 방식으로 형성되며 안테나부(13a)의 일측 코너부를 덮도록 형성된다. 바람직하게 절연층(14)은 안테나부(13a)의 내측 단부에서 안테나부(13a)의 모서리까지 이어져 형성될 수 있다. 이에 따라 내측 단자(13c)와 안테나부(13a)가 복수회 연결되어 수신율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름에 차폐 필름이 부착된 상태를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 안테나부(13a)에는 페라이트(Ferrite)로 이루어진 차폐 필름(16)이 부착되며 내측 단자(13c)와 외측 단자(13b)는 일부가 차폐 필름(16)에 의하여 덮여지지 않고 외측으로 노출되어 있다.
라벨 필름(10)이 케이스(20)에 부착될 때, 내측 단자(13c)와 외측 단자(13b)는 접속 단자(35)와 전기적으로 연결되며, 안테나부(13a)는 차폐 필름(16)에 의하여 케이스(20)와 전자기적으로 차단된다. 한편, 내측 단자(13c)와 외측 단자(13b)는 도전성 접착제(36)를 매개로 접속 단자에 부착된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 필름 베이스(11)의 제2 면(11b)에는 문자가 인쇄된 정보 레이어(12)가 형성되는데, 정보 레이어(12)는 이차 전지(100)에 대한 정보를 포함한다. 이차 전지(100)에 대한 정보는 이차 전지의 전압, 전류, 제조일자, 제조사에에 대한 정보를 포함한다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 라벨 필름(10)에 안테나 패턴(13)이 형성되므로 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 안테나를 설치하는 공정을 제거할 수 있으므로 생산성이 향상된다.
이하에서는 라벨 필름을 갖는 이차 전지의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법은 정보 인쇄 단계, 1차 인쇄 단계, 2차 인쇄 단계, 3차 인쇄 단계, 차폐 필름 부착 단계, 및 케이스 부착 단계를 포함한다.
도 1 및 도 6a에 도시된 바와 같이 정보 인쇄 단계는 필름 베이스(11)의 제2 면(11b)에 문자가 인쇄된 정보 레이어(12)를 형성한다. 정보 레이어(12)는 이차 전지의 전압, 전류, 제조일자, 제조사에에 대한 정보를 포함한다. 정보 인쇄 단계는 1차 인쇄 단계 이전에 이루어질 수 있으며, 3차 인쇄 단계 이후에 이루어질 수도 있다.
도 2 및 도 6b에 도시된 바와 같이 1차 인쇄 단계는 필름 베이스의 제1 면에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄한다. 1차 인쇄 단계는 로터리 인쇄 방식으로 도전성 잉크를 필름 베이스(11) 상에 인쇄하며, 외측에서 내측을 향하여 감겨진 안테나부(13a)와 안테나부(13a)의 외측단과 연결된 외측 단자(13b)를 함께 인쇄한다.
도 3 및 도 6c에 도시된 바와 같이 2차 인쇄 단계는 안테나 패턴(13) 상에 절연층(14)을 인쇄한다. 절연층(14)은 폴리머 소재로 이루어지며 전기적인 절연성을 갖는다. 절연층(14)은 절연층(14)은 로터리 인쇄 방식으로 형성되며 안테나부(13a)의 일측 코너부를 덮도록 형성된다. 바람직하게 절연층(14)은 안테나부(13a)의 내측 단부에서 안테나부(13a)의 모서리까지 이어져 형성될 수 있다.
도 4 및 도 6d에 도시된 바와 같이 3차 인쇄 단계는 안테나 패턴(13)의 내측 단부와 연결되며 절연층(14)의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자(13c)를 인쇄한다.
도 5 및 도 6e에 도시된 바와 같이 차폐필름 부착 단계는 안테나 패턴(13)을 덮는 차폐 필름(16)을 부착한다. 차폐 필름(16)은 페라이트(Ferrite)로 이루어지며 차폐 필름(16)은 안테나부(13a)를 덮도록 설치된다. 내측 단자(13c)와 외측 단자(13b)는 일부가 차폐 필름(16)에 의하여 덮여지지 않고 외측으로 노출되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 케이스 부착 단계는 라벨 필름(10)을 케이스(20)의 외면에 부착하는데 제1 면(11a)이 케이스(20)를 향하도록 부착한다. 케이스 부착 단계는 케이스(20)의 외면에 형성된 접속 단자(35)에 외측 단자(13b) 및 내측 단자(13c)를 전기적으로 도전성 접착제(36)를 매개로 전기적으로 연결한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 라벨 필름의 제조 방법은 필름 베이스(11)의 제2 면(11b)에 이차 전지(100)에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어()를 인쇄하는 정보 인쇄 단계, 필름 베이스(11)의 제1 면(11a)에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴(13)을 인쇄하는 1차 인쇄 단계, 안테나 패턴(13) 상에 절연층(14)을 인쇄하는 2차 인쇄 단계, 안테나 패턴(13)의 내측 단부와 연결되며 절연층(14)의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자를 인쇄하는 3차 인쇄 단계, 및 안테나 패턴(13)을 덮는 차폐 필름(16)을 부착하는 차폐 필름 부착 단계를 포함한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
100: 이차 전지 10: 라벨 필름
11: 필름 베이스 11a: 제1 면
11b: 제2 면 12: 정보 레이어
13: 안테나 패턴 13a: 안테나부
13b: 외측 단자 13c: 내측 단자
14: 절연층 16: 차폐 필름
20: 케이스 30: 보호회로모듈
31: 유연성 인쇄회로기판 32: 인출 단자
35: 접속 단자 36: 도전성 접착제

Claims (16)

  1. 케이스에 부착된 라벨 필름을 갖는 이차 전지에 있어서,
    상기 라벨 필름은 필름 베이스와 필름 베이스의 제1 면에 형성된 안테나 패턴과, 상기 필름 베이스의 제2 면에 형성되며 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 케이스에 부착되어 상기 케이스와 접촉하는 이차 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 인쇄에 의하여 형성된 도전성 잉크로 이루어진 이차 전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 외측에서 내측을 향하여 회전하면서 이어진 안테나부와 상기 안테나부의 외측단에 연결된 외측 단자와 상기 안테나부의 내측단에 연결된 내측 단자를 포함하는 이차 전지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 내측 단자와 상기 안테나부 사이에는 절연층이 형성된 이차 전지.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴에는 페라이트(Ferrite)로 이루어진 차폐 필름이 부착되고, 상기 내측 단자와 상기 외측 단자는 상기 차폐 필름의 외측으로 노출된 이차 전지.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 케이스의 외면에는 상기 안테나 패턴과 연결된 접속 단자가 형성된 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 내측 단자와 상기 외측 단자는 도전성 접착제를 매개로 상기 접속 단자와 연결된 이차 전지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 근거리무선통신(Near Field Communication)용 안테나인 이차 전지.
  10. 라벨 필름을 갖는 이차 전지의 제조 방법에 있어서,
    필름 베이스의 제1 면에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 1차 인쇄 단계;
    상기 안테나 패턴 상에 절연층을 인쇄하는 2차 인쇄 단계;
    상기 안테나 패턴의 내측 단부와 연결되며 상기 절연층의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자를 인쇄하는 3차 인쇄 단계;
    상기 안테나 패턴을 덮는 차폐 필름을 부착하는 차폐 필름 부착 단계; 및
    상기 라벨 필름을 케이스에 부착하는 케이스 부착 단계;를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 1차 인쇄 단계는 외측에서 내측을 향하여 감겨진 안테나부와 상기 안테나부의 외측단과 연결된 외측 단자를 인쇄하는 이차 전지의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 케이스 부착 단계는 상기 케이스의 외면에 형성된 접속 단자에 상기 외측 단자 및 상기 내측 단자를 전기적으로 연결하는 이차 전지의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 1차 인쇄 단계와 상기 2차 인쇄 단계, 및 상기 3차 인쇄 단계는 로터리 인쇄 방식으로 이루어지는 이차 전지의 제조 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 필름 베이스의 제2 면에 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 인쇄하는 정보 인쇄 단계를 더 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  15. 이차 전지의 케이스에 부착되는 라벨 필름의 제조 방법에 있어서,
    필름 베이스의 제1 면에 도전성 잉크를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 1차 인쇄 단계;
    상기 안테나 패턴 상에 절연층을 인쇄하는 2차 인쇄 단계;
    상기 안테나 패턴의 내측 단부와 연결되며 상기 절연층의 위를 통과하도록 형성된 내측 단자를 인쇄하는 3차 인쇄 단계; 및
    상기 안테나 패턴을 덮는 차폐 필름을 부착하는 차폐 필름 부착 단계;를 포함하는 라벨 필름의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 필름 베이스의 제2 면에 이차 전지에 대한 정보를 포함하는 문자가 기재된 정보 레이어를 인쇄하는 정보 인쇄 단계를 더 포함하는 라벨 필름의 제조 방법.
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