KR20170061591A - 이차전지 - Google Patents

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KR20170061591A
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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되고 권취되는 전극조립체; 상기 전극의 내측면에 부착되되, 부착 시작점(a)과 부착 끝점(b)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 A선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 내측 절연테이프; 및 상기 내측 절연테이프와 대응되는 상기 전극의 외측면에 부착되되, 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 B선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 외측 절연테이프를 포함한다.

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 전극과 절연테이프 사이에 발생하는 단차를 제거한 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
이차전지는 양극, 분리막 및 음극이 순차적으로 적층되고 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체, 상기 전극조립체가 수용되는 캔, 및 상기 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함하며, 상기 양극에는 양극탭이 결합되고, 상기 음극에는 음극탭이 결합된다.
여기서 상기 양극탭이 결합된 양극과 상기 음극탭이 결합된 음극에는 절연성을 높이기 위해 절연테이프가 부착된다.
그러나 종래기술에 따른 이차전지는 양극 또는 음극과 절연테이프의 끝단 사이에 단차가 발생하며, 상기 단차로 인해 단선 및 발화가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전극조립체에 부착된 절연테이프의 양 끝단을 서로 대응되거나 또는 겹쳐지도록 형성함으로써 양극 또는 음극과 절연테이프의 끝단 사이의 단차를 제거하며, 이에 단선 및 발화를 방지하는 이차전지를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되고 권취되는 전극조립체; 상기 전극의 내측면에 부착되되, 부착 시작점(a)과 부착 끝점(b)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 A선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 내측 절연테이프; 및 상기 내측 절연테이프와 대응되는 상기 전극의 외측면에 부착되되, 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 B선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 외측 절연테이프를 포함할 수 있다.
상기 A선과 상기 B선은 어긋나게 위치할 수 있다.
상기 A선과 상기 B선은 내측 및 외측 절연테이프가 부착된 전극의 둘레를 따라 1mm~32mm 어긋나게 위치할 수 있다.
상기 A선과 상기 B선은 일치하게 위치할 수 있다.
상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)와 부착 끝점(b)은 서로 겹쳐지지 않을 수 있다.
상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)은 서로 겹쳐지지 않을 수 있다.
상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 권취 방향을 기준으로 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c) 보다 앞에 부착되고, 상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 있는 상기 내측 절연테이프의 단부와 상기 외측 절연테이프의 부착 끝점(d)이 있는 상기 외측 절연테이프의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐질 수 있다.
상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 권취 방향을 기준으로 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c) 보다 뒤에 부착되고, 상기 내측 절연테이프의 부착 끝점(b)이 있는 상기 내측 절연테이프의 단부와 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c)이 있는 상기 외측 절연테이프의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐질 수 있다.
상기 내측 및 외측 절연테이프가 부착되는 전극은 양극일 수 있다.
상기 내측 절연테이프가 부착된 상기 전극의 내측면에는 전극탭이 결합될 수되는 있다.
상기 내측 절연테이프와 상기 외측 절연테이프는 동일한 폭을 가질 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있습니다.
첫째: 본 발명은 전극조립체의 전극탭이 결합된 전극의 외측과 내측에 각각 외측 및 내측 절연테이프를 부착함으로써 전극의 강도 및 절연성을 높일 수 있다.
둘째: 본 발명은 외측 및 내측 절연테이프의 양 끝단이 대응되도록 부착함으로써 절연테이프와 전극 사이의 단차를 제거할 수 있고, 단선 및 발화를 방지할 수 있다.
셋째: 본 발명은 외측 및 내측 절연테이프의 양 끝단이 서로 어긋나게 부착함으로써 전극의 강도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체의 권취 전 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체의 권취 후 단면도.
도 4는 도 3에 표시된 C부분 확대도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 확대도.
도 6은 제2 실시예의 첫번째 예에 따른 제1 전극의 권취 전 단면도.
도 7은 제2 실시예의 첫번째 예에 따른 제1 전극의 권취 중 단면도.
도 8은 제2 실시예의 두번째 예에 따른 제1 전극의 권취 전 단면도.
도 9는 제2 실시예의 두번째 예에 따른 제1 전극의 권취 중 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극탭이 결합된 복수의 전극(111)과 복수의 분리막(112)이 교대로 적층된 전극조립체(110), 전극조립체(110)가 수용되는 캔(120), 및 캔(120)의 개구부에 실장되는 캡 조립체(130)를 포함한다. 그리고 전극조립체(110)의 중심에는 코어(101)가 삽입된다.
여기서 전극조립체(110)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 젤리-롤 전극조립체로 마련되는 것으로, 시트 형태로 마련된 복수의 전극(111)과, 복수의 전극(111) 사이에 개재되는 시트 형태로 마련된 분리막(112)을 포함한다. 그리고, 복수의 전극(111)은 제1 및 제2 전극(111a)(111b)으로 구비되고, 복수의 분리막(112)은 제1 및 제2 분리막(112a)(112b)으로 구비된다.
이에, 전극조립체(110)는 제1 전극(111a), 제1 분리막(112a), 제2 전극(111b) 및 제2 분리막(112b)이 순차적으로 적층되고 권취되는 구조를 가진다.
그리고 복수의 전극(111)의 선단 또는 끝단에는 전극탭(113)(114)이 각각 결합된다. 즉, 제1 전극(111a)의 선단에는 캡 조립체(130)에 연결되는 제1 전극탭(113)이 결합되고, 제2 전극(111b)의 끝단에는 캔(120)의 바닥면에 연결되는 제2 전극탭(114)이 결합된다. 여기서 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극일 수 있다.
한편, 전극탭이 결합된 전극에는 쇼트 방지용 절연테이프가 부착될 수 있다.
즉, 전극조립체(110)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극탭(113)이 결합된 제1 전극(111a)의 내측면에 구비되는 내측 절연테이프(115), 및 내측 절연테이프(115)와 대응하는 제1 전극(111a)의 외측면에 구비되는 외측 절연테이프(116)를 포함한다.
이에, 내측 절연테이프(115)는 제1 전극탭(113)이 결합된 제1 전극(111a)의 내측면에 전극조립체(110)를 1회전 감도록 부착되고, 외측 절연테이프(116)는 내측 절연테이프(115)와 대응하는 제1 전극(111a)의 외측면에 전극조립체(110)를 1회전 감도록 부착된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 내측 절연테이프(115)는 제1 전극(111a)의 내측면에 부착되되, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)과 부착 끝점(b)이 전극조립체(110)의 권취 중심을 향하는 A선에 위치하면서 전극조립체(110)의 중심부를 1회 감싸게 되고, 외측 절연테이프(116)는 내측 절연테이프(115)와 대응되는 제1 전극(111a)의 외측면에 부착되되, 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)이 전극조립체(110)의 권취 중심을 향하는 B선에 위치하면서 전극조립체(110)의 중심부를 1회 감싸게 된다. 즉, 전극조립체(110)는 전극 조립체(110)를 1회 감싸는 내측 및 외측 절연테이프(115)(116)에 의해 제1 전극탭(113)이 결합된 제1 전극(111a)의 절연성을 높일 수 있다.
한편, 상기 A선과 상기 B선은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 일치되게 위치할 수 있다. 즉, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a) 및 부착 끝점(b)이 만나는 A선과 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c) 및 부착 끝점(d)이 만나는 상기 B선은 일치되게 위치하며, 이에 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116) 사이의 단차 발생을 방지할 수 있다.
한편, 상기 A선과 상기 B선은 도 5 내지 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 서로 어긋나게 위치할 수 있다. 즉, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a) 및 부착 끝점(b)이 만나는 A선과, 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c) 및 부착 끝점(d)이 만나는 상기 B선은 서로 어긋나게 위치하며, 이에 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116) 사이에 구비된 제1 전극(111a)의 강도를 높일 수 있다.
한편, 상기 A선과 상기 B선은 내측 및 외측 절연테이프(115)(116)가 부착된 제1 전극(111a)의 둘레를 따라 1mm~32mm, 바람직하게는 5mm 어긋나게 위치할 수 있다. 즉, 상기 A선과 상기 B선의 거리가 1mm 이하일 경우 서로 어긋나는 거리가 작기 때문에 제1 전극(111a)의 강도 증가를 기대할 수 없으며, 32mm 이상일 경우 제1 전극(111a)의 강도는 높일 수 있지만 내측 및 외측 절연테이프(115)(116)가 필요이상으로 사용되면서 불필요한 비용지출이 발생할 수 있다. 이에 상기 A선과 상기 B선은 1mm~32mm 어긋나게 위치함으로써 제1 전극의 강도 증가와 함께 비용발생을 최소화할 수 있다.
한편, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)와 부착 끝점(b)은 도 5를 참조하면, 서로 겹쳐지지 않게 형성되며, 이에 단차 발생을 방지할 수 있다. 또한 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)은 서로 겹쳐지지 않게 형성되며, 이에 단차 발생을 방지할 수 있다.
한편, 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)는 동일한 폭을 가질 수 있다. 특히 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)는 제1 전극(111a)과 동일한 폭을 가질 수 있다. 이에 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)는 제1 전극(111a)의 폭방향 절연성과 강도를 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극탭이 결합된 전극의 내측면과 외측면에 각각 내측 절연테이프와 외측 절연테이프를 부착함으로써 전극의 절연성 및 강도를 높일 수 있으며, 또한 단차 발생을 방지하여 단선 및 발화를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 제1 실시예와 동일한 구조와 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예]
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 내측 절연테이프와 외측 절연테이프에 의해 단차를 감소시킬 수는 있지만, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)와 부착 끝점(b)이 만나는 단부 또는 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)이 만나는 단부에 위치한 전극의 강도가 약화될 가능성이 있다.
이에 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 도 6 내지 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)를 일부 겹쳐지게 부착하여 전극의 강도 약화를 방지할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 전극의 내측면과 외측면에 내측 절연테이프와 외측 절연테이프를 각각 부착하되, 상기 내측 절연테이프의 부착 시작점을 외측 절연테이프의 부착 시작점 보다 앞으로 이동시키거나 또는 외측 절연테이프의 부착 시작점 보다 뒤로 이동시켜서 일부 겹쳐지게 부착할 수 있다.
제2 실시예의 첫번째 예
첫번째 예로, 이차전지(100)는 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극(111a)의 내측면과 외측면에 각각 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)를 각각 부착하되, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)은 권취 방향(도 6에서 보았을 때 좌측방향)을 기준으로 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c) 보다 앞에 부착된다.
보다 상세히 설명하면, 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)이 있는 내측 절연테이프(115)의 단부와 외측 절연테이프(116)의 부착 끝점(d)이 있는 외측 절연테이프(116)의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐진다.
따라서 첫번째 예에 따른 이차전지(100)는 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)과 외측 절연테이프(116)의 부착 끝점(d)이 일부 겹쳐짐으로써 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116) 사이에 구비된 제1 전극(111a)의 강도 약화를 방지할 수 있다.
제2 실시예의 두번째 예
두번째 예로, 이차전지(100)는 제1 전극(111)의 내측면과 외측면에 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116)를 각각 부착하되, 내측 절연테이프(115)의 부착 시작점(a)은 권취 방향(도 8에서 보았을 때 좌측방향)을 기준으로 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c) 보다 뒤에 부착된다.
보다 상세히 설명하면, 도 9에 도시되어 있는 것과 같이 내측 절연테이프(115)의 부착 끝점(b)이 있는 내측 절연테이프(115)의 단부와 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c)이 있는 외측 절연테이프(116)의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐진다.
따라서 두번째 예에 따른 이차전지(100)는 내측 절연테이프(115)의 부착 끝점(a)과 외측 절연테이프(116)의 부착 시작점(c)이 일부 겹쳐짐으로써 내측 절연테이프(115)와 외측 절연테이프(116) 사이에 구비된 제1 전극(111a)의 강도 약화를 방지할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
100: 이차전지
110: 전극조립체
111: 제1 전극
112: 제2 전극
113: 제1 분리막
114: 제2 분리막
115: 내측 절연테이프
116: 외측 절연테이

Claims (11)

  1. 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되고 권취되는 전극조립체;
    상기 전극의 내측면에 부착되되, 부착 시작점(a)과 부착 끝점(b)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 A선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 내측 절연테이프; 및
    상기 내측 절연테이프와 대응되는 상기 전극의 외측면에 부착되되, 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)이 상기 전극조립체의 권취 중심을 향하는 B선에 위치하면서 상기 전극조립체의 중심부를 1회 감싸는 외측 절연테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 A선과 상기 B선은 어긋나게 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 A선과 상기 B선은 내측 및 외측 절연테이프가 부착된 전극의 둘레를 따라 1mm~32mm 어긋나게 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 A선과 상기 B선은 일치하게 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)와 부착 끝점(b)은 서로 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c)와 부착 끝점(d)은 서로 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 권취 방향을 기준으로 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c) 보다 앞에 부착되고,
    상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 있는 상기 내측 절연테이프의 단부와 상기 외측 절연테이프의 부착 끝점(d)이 있는 상기 외측 절연테이프의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 절연테이프의 부착 시작점(a)이 권취 방향을 기준으로 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c) 보다 뒤에 부착되고,
    상기 내측 절연테이프의 부착 끝점(b)이 있는 상기 내측 절연테이프의 단부와 상기 외측 절연테이프의 부착 시작점(c)이 있는 상기 외측 절연테이프의 단부는 상기 A선과 상기 B선 사이의 길이만큼 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 및 외측 절연테이프가 부착되는 전극은 양극인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 절연테이프가 부착된 상기 전극의 내측면에는 전극탭이 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 절연테이프와 상기 외측 절연테이프는 동일한 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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