KR20170117674A - 실링용 박막층이 코팅된 전극 리드를 포함하고 있는 전지셀 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 일측 외주변 방향으로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 포함하고 있는 전극조립체; 상기 전극조립체가 수납부에 장착된 상태에서, 외주변이 열융착에 의해 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 및 상기 전극조립체의 양극 탭 및 음극 탭에 연결된 상태에서, 상기 실링부를 경유하여 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드;를 포함하고 있고, 상기 양극 리드 및 음극 리드 중의 적어도 하나는, 전지케이스의 실링부를 경유하는 부위에, 밀봉력의 향상을 위한 실링용 박막층이 리드의 외면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.
Description
본 발명은 실링용 박막층이 코팅된 전극 리드를 포함하고 있는 전지셀에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
특히, 파우치형 이차전지는 외곽 포장재로 연재질의 다층 필름을 사용하는 제품으로 금속 케이스를 사용한 원통형 이차전지 또는 각형 이차전지가 가지지 못하는 여러 장점을 가지고 있다.
이러한 장점의 대표적인 예로는, 저렴한 제조비용, 가벼운 중량, 및 과도한 내압 축적 이전에 개봉됨으로써 안정성을 확보하고 우수한 방열성능을 가지는 점 등을 들 수 있다.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 전지셀의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(100)은, 전극조립체(130), 전극조립체(130)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(131, 132), 전극 탭들(131, 132)에 용접되어 있는 전극 리드들(141, 142), 및 전극조립체(130)를 수용하는 전지케이스(120)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전극조립체(130)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(131, 132)은 전극조립체(130)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드들(141, 142)은 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(131, 132)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(120)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극 리드들(141, 142)의 상하면 일부에는 전지케이스(120)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연 필름(150)이 부착되어 있다.
전지케이스(120)는 전극조립체(130)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(123)를 포함하는 케이스 본체(122)와 그러한 본체(122)에 일체로 연결되어 있는 덮개(121)로 이루어져 있고, 수납부(123)에 전극조립체(130)을 수납한 상태로 접촉부위인 양측부(124)와 상단부(125)를 결합시킴으로써 전지를 완성한다. 전지케이스(120)는 수지층/금속박층/수지층의 알루미늄 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 덮개(121)와 본체(122)의 양측부(124) 및 상단부(125) 부위에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 결합시킨 밀봉 잉여부를 형성한다. 양측부(124)는 상하 전지케이스(120)의 동일한 수지층들이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(125)에는 전극 리드들(141, 142)이 돌출되어 있으므로 전극 리드들(141, 142)의 두께 및 전지케이스(120) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극 리드들(141, 142)과의 사이에 절연필름(150)을 개재한 상태에서 열융착시킨다.
도 2에는 열융착에 의해 실링부가 형성된 도 1의 "A" 부위의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전극 리드(141)의 상하면에는 절연 필름(150)이 부착되어 있고, 전극 리드(141)에 대응하는 케이스 본체(122)의 상단부(125)와 이에 대응하는 덮개(121)의 외주변은 열융착에 의해 밀봉되어 실링부(210)를 형성하고 있다.
전극 리드(141)의 상하면에 부착되어 있는 절연 필름(150) 역시, 열융착에 의해 적어도 일부 부위가 용융 및 접착됨으로써, 안정적인 밀봉력을 발휘할 수 있다.
전극 리드(141)는 소정의 두께를 가지며, 이에 따라 전극 리드(141)의 양측에는 절연 필름(150)과의 사이에 단차가 발생하므로, 전극 리드(141)의 단차 부위에는 전지케이스가 완전히 밀봉되지 않는 미실링부들(221, 222)이 형성된다.
이로 인해, 상기 전지셀이 고온의 환경에 노출되거나 또는 오작동 등에 의한 비정상적인 작동 상태 하에서, 전해액의 분해 반응에 따른 가스의 발생 및 내압의 증가 시에, 상기 부위를 통해 전지셀이 파열되는 현상을 초래할 수 있으며, 이는 상대적으로 전지셀의 안전성을 저하시키는 요인으로 작용한다.
또한, 상기 미실링부들은 전지셀의 다양한 운용 환경에서, 외부의 수분 또는 이물질이 전지셀의 내부로 침투할 수 있는 통로가 될 수 있으며, 이로 인해, 상기 전지셀의 성능 및 수명 특성이 현저히 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지케이스의 실링부를 경유하는 전극 리드의 부위에, 밀봉력의 향상을 위한 실링용 박막층이 리드의 외면에 코팅되도록 구성함으로써, 열융착에 의한 전지셀의 밀봉 과정에서 전극 리드의 두께로 인해, 실링부와의 사이에 단차가 발생하더라도, 상기 단차 발생 부위에 실링용 박막층이 위치함으로써, 밀봉이 이루어지지 않는 미실링부의 형성을 억제하고, 이에 따라, 상기 전지셀의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 전지셀에 보다 높은 밀봉력을 제공함으로써, 전지셀의 파열 현상과 같은 안전성의 저하를 예방할 수 있고, 외부 수분 및 이물질의 침투를 방지해, 전지셀의 성능 및 수명 특성 저하를 방지할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,
적어도 일측 외주변 방향으로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 포함하고 있는 전극조립체;
상기 전극조립체가 수납부에 장착된 상태에서, 외주변이 열융착에 의해 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 및
상기 전극조립체의 양극 탭 및 음극 탭에 연결된 상태에서, 상기 실링부를 경유하여 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드;
를 포함하고 있고,
상기 양극 리드 및 음극 리드 중의 적어도 하나는, 전지케이스의 실링부를 경유하는 부위에, 밀봉력의 향상을 위한 실링용 박막층이 리드의 외면에 코팅되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
따라서, 열융착에 의한 전지셀의 밀봉 과정에서 전극 리드의 두께로 인해, 실링부와의 사이에 단차가 발생하더라도, 상기 단차 발생 부위에 실링용 박막층이 위치함으로써, 밀봉이 이루어지지 않는 미실링부의 형성을 억제하고, 이에 따라, 상기 전지셀의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 전지셀에 보다 높은 밀봉력을 제공함으로써, 전지셀의 파열 현상과 같은 안전성의 저하를 예방할 수 있고, 외부 수분 및 이물질의 침투를 방지해, 전지셀의 성능 및 수명 특성 저하를 방지할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 구조일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 상기 라미네이트 시트는 고분자 필름의 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 및 폴리올레핀 계열의 내부 실란트(sealant)층의 적층 구조로 이루어진 구조일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지셀은 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스의 외주변을 열융착함으로써 실링부를 형성하는 경우, 소망하는 효과를 극대화할 수 있으며, 상세하게는, 상기 전지케이스의 내부 실린트 층이 용융 접착되는 과정에서, 전극 리드 부위의 미실링부에 실링용 박막층이 위치함으로써, 상기 전극 리드 부위의 단차에도 불구하고, 소망하는 밀봉력을 발휘할 수 있다.
한편, 상기 실링용 박막층은 수직 단면 상에서 단차를 가진 리드의 엣지를 적어도 부분적으로 감싸고 있는 구조일 수 있다.
일반적으로, 전극 리드는 수직 단면 형상이 사각형 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라, 상기 전극 리드의 엣지 부위에서 실링부와의 사이에 단차가 발생해, 열융착에 의한 밀봉에도 불구하고, 미실링부가 형성된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전지셀은 상기 실링용 박막층이 수직 단면 상에서 단차를 가진 리드의 엣지를 적어도 부분적으로 감싸고 있는 구조로 이루어짐으로써, 단차의 형성을 억제하거나 최소화하는 동시에, 상기 실링용 박막층이 보다 용이하게 미실링부를 폐쇄할 수 있으므로, 제품의 불량률을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 실링용 박막층은 실링부에 대응하는 전극 리드 부위의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅되어 있는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 전극 리드의 엣지 부위에서 형성되는 단차에의한 미실링부의 크기는 전극 리드의 구체적인 두께, 전지케이스의 물리적 특성 및 열융착 온도 내지 압력과 같은 다양한 조건들에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
따라서, 상기 실링용 박막층이 단차를 가진 리드의 엣지 부위만을 부분적으로 감싸고 있는 경우에는, 상기 실링용 박막층이 위치함에도 불구하고, 상기 전극 리드의 엣지 부위에 미세한 미실링부가 형성될 수 있으며, 이로 인해 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있다.
이에 따라, 상기 실링용 박막층은 실링부에 대응하는 전극 리드 부위의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅됨으로써, 열융착 과정에서 다양한 조건들의 변경에도 불구하고 안정적인 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 상기 실링용 박막층의 코팅 구조를 통해, 전지셀이 열융착에 의해 밀봉된 이후에, 상기 전극 리드에 대응하는 실링부 부위에서 실링용 박막층이 부분적으로 위치함으로써 상기 실링부의 외관이 불균일한 형상을 갖게 되는 등의 문제점을 없애거나 최소화할 수 있다.
즉, 상기 실링용 박막층은 단차를 가진 전극 리드의 엣지 부위에서, 미실링부의 형성을 예방할 수 있도록, 수직 단면 상에서 단차를 가진 리드의 엣지를 적어도 부분적으로 감싸고 있는 구조일 수 있으며, 보다 상세하게는, 실링부의 외관 불량을 없애거나 최소화할 수 있도록, 실링부에 대응하는 전극 리드 부위의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께는 전극 리드의 두께에 대해 10% 내지 30%의 크기로 형성되는 구조일 수 있으며, 상기 전극 리드의 돌출 방향에 대응하는 실링용 박막층의 코팅 폭은 실링부의 폭에 대해 30% 내지 70%의 크기로 형성되는 구조일 수 있다.
만일, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께가 전극 리드의 두께에 대해 10% 미만으로 형성되거나, 상기 전극 리드의 돌출 방향에 대응하는 실링용 박막층의 코팅 폭이 실링부의 폭에 대해 30% 미만으로 형성될 경우에는, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께 내지 폭이 지나치게 얇아, 상기 실링용 박막층의 코팅에도 불구하고, 단차를 가진 전극 리드의 엣지 부위에서 미실링부가 형성될 수 있다.
이와 반대로, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께가 전극 리드의 두께에 대해 30%를 초과하거나, 상기 전극 리드의 돌출 방향에 대응하는 실링용 박막층의 코팅 폭이 실링부의 폭에 대해 70%를 초과하는 크기로 형성될 경우에는, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께 내지 폭이 지나치게 두꺼운 구조로서, 전지케이스의 열융착에 의한 밀봉 과정에서, 상기 전극 리드에 대응하는 실링부에서 오히려 외관 불량이 발생할 수 있다.
한편, 상기 실링용 박막층은 열 경화성의 에폭시(epoxy) 수지로 이루어진 구조일 수 있다.
일반적으로, 열 경화성 수지는 저분자의 중합체 상태에서 열이 인가될 경우, 중합도가 증가하여 큰 응력을 인가하더라도 변형되지 않는 성질을 갖는다.
특히, 열 경화성의 에폭시 수지는 강도, 굳기 등의 기계적 성질 및 가연성, 내약품성과 같은 화학적 성질이 우수하고, 경화 시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없으며, 접착력이 우수하므로, 상기 전극 리드의 외면에 코팅됨으로써, 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
그러나, 상기 실링용 박막층의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 상세하게는, 상기 실링용 박막층은 액상의 수지 조성물이 실링부에 대응되는 전극 리드의 부위 상에 도포된 후, 냉각, 또는 가열, 또는 자외선 조사에 의해 경화되어 형성되는 구조로서, 이에 따라, 우수한 밀봉력을 발휘할 수 있는 것이라면, 그 종류가 크게 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 실링용 박막층을 형성하는 액상의 수지 조성물의 도포 방식은 상기 액상의 수지 조성물이 전극 리드의 외면에 대해 안정적인 코팅 상태를 유지할 수 있고, 균일한 외관을 형성할 수 있으며, 상기 도포 과정에 대한 제어가 용이한 방식이라면, 그 도포 방식이 크게 제한되는 것은 아니며, 상세하게는, 상기 액상의 수지 조성물은 스프레이 코팅 방식, 잉크젯 인쇄 방식, 슬릿 코팅 방식, 다이 코팅 방식, 스핀 코팅, 및 스퍼터링 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 도포되는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 밀봉력의 향상을 위해, 상기 실링부에서, 전극 리드와 전지케이스의 계면에는 절연 필름이 더 개재되어 있는 구조일 수 있다.
즉, 상기 전극 리드와 전지케이스의 계면에 절연 필름이 추가로 개재되는 경우에는 소재의 특성상 전지케이스와의 우수한 접착력으로 인해, 상기 실링부에서의 밀봉력을 보다 향상시킬 수 있으며, 전극 리드의 엣지 부위에서 형성되는 단차를 감소시켜, 보다 얇은 두께 내지 폭으로 실링용 박막층을 형성하더라도, 소망하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 상기 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전지케이스의 실링부를 경유하는 전극 리드의 부위에, 밀봉력의 향상을 위한 실링용 박막층이 리드의 외면에 코팅되도록 구성됨으로써, 열융착에 의한 전지셀의 밀봉 과정에서 전극 리드의 두께로 인해, 실링부와의 사이에 단차가 발생하더라도, 상기 단차 발생 부위에 실링용 박막층이 위치함으로써, 밀봉이 이루어지지 않는 미실링부의 형성을 억제하고, 이에 따라, 상기 전지셀의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 상기 전지셀에 보다 높은 밀봉력을 제공함으로써, 전지셀의 파열 현상과 같은 안전성의 저하를 예방할 수 있고, 외부 수분 및 이물질의 침투를 방지해, 전지셀의 성능 및 수명 특성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 파우치형 전지셀의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 정면 투시도이다;
도 2는 열융착에 의해 실링부가 형성된 도 1의 "A" 부위의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 3의 전극 리드를 포함하는 전지셀 실링부의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 5는 도 4의 실링부의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 열융착에 의해 실링부가 형성된 도 1의 "A" 부위의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 3의 전극 리드를 포함하는 전지셀 실링부의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 5는 도 4의 실링부의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전극 리드(310)는 수직 단면상으로 소정의 두께(T1)를 갖는 사각형 구조로 이루어져 있다.
실링용 박막층(320)은 실링부에 대응하는 전극 리드(310) 부위의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅되어 있으며, 전극 리드(310)의 두께(T1)에 대해 약 25%의 두께(T2)로 코팅되어 있다.
실링용 박막층(320)은 단차를 가진 전극 리드(310)의 양측 엣지 부위(301, 302)에 대응되는 외면이 둥근 원형 구조로 이루어져 있다.
따라서, 전극 리드(310)의 두께로 인한 단차가 형성되는 양측 엣지 부위(301, 302)에서, 열융착에 의한 실링이 이루어지지 않는 미실링 부위의 발생을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.
도 4에는 도 3의 전극 리드를 포함하는 전지셀 실링부의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 실링부의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 4 및 5를 함께 참조하면, 수직 단면 상으로 사각형 구조로 이루어져 있는 전극 리드(310)는 전지케이스(340)의 실링부(341)를 경유하여 전지케이스(340)의 외측으로 돌출되어 있다.
전지케이스(340)의 실링부(341)를 경유하는 전극 리드(310)의 부위에는 실링용 박막층(320)이 전극 리드(310)의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅되어 있으며, 실링용 박막층(320)의 상하면에는 전지케이스(340)의 실링부(341)와의 사이에 절연 필름(330)이 개재되어 있다.
실링용 박막층(320)은 전극 리드(310)의 양측 엣지 부위(301, 302)에 대응하는 외면이 둥근 원형 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 전극 리드(310)와 절연 필름(330) 사이에서, 전극 리드(310)의 양측 엣지 부위(301, 302)에는 단차로 인한 미실링부가 형성되지 않는다.
전극 리드(310)의 돌출 방향에 대응하는 실링용 박막층(320)의 코팅 폭은 실링부(341)의 폭에 대해 상대적으로 작은 크기로서, 상세하게는, 약 60%의 크기로 형성되어 있다.
따라서, 단차를 가진 전극 리드(310)의 엣지 부위(301, 302)에서 미실링부의 형성을 예방하는 동시에, 전지케이스(340)의 열융착에 의한 밀봉 과정에서, 전극 리드(310)에 대응하는 실링부(341)에서의 외관 불량의 발생을 예방할 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극 리드 외면에 실링용 박막층이 코팅되어 있는 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 실링용 박막층(621, 622)은 단차를 가진 전극 리드(610)의 양측 엣지 부위(601, 602)를 부분적으로 감싸고 있는 구조로서, 이에 대응되는 외면이 둥근 원형 구조로 이루어져 있다.
따라서, 불필요한 부위에 대한 실링용 박막층(621, 622)의 형성을 최소화할 수 있어, 전지셀의 제조에 소요되는 비용을 절약할 수 있다.
상기 구조를 제외한 나머지 구조는 도 3의 전극 리드와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (12)
- 적어도 일측 외주변 방향으로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 포함하고 있는 전극조립체;
상기 전극조립체가 수납부에 장착된 상태에서, 외주변이 열융착에 의해 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 및
상기 전극조립체의 양극 탭 및 음극 탭에 연결된 상태에서, 상기 실링부를 경유하여 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 양극 리드 및 음극 리드;
를 포함하고 있고,
상기 양극 리드 및 음극 리드 중의 적어도 하나는, 전지케이스의 실링부를 경유하는 부위에, 밀봉력의 향상을 위한 실링용 박막층이 리드의 외면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. - 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 2 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 고분자 필름의 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 및 폴리올레핀 계열의 내부 실란트(sealant)층의 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실링용 박막층은 수직 단면 상에서 단차를 가진 리드의 엣지를 적어도 부분적으로 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실링용 박막층은 실링부에 대응하는 전극 리드 부위의 외주면을 둘러싸는 구조로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실링용 박막층의 코팅 두께는 전극 리드의 두께에 대해 10% 내지 30%의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극 리드의 돌출 방향에 대응하는 실링용 박막층의 코팅 폭은 실링부의 폭에 대해 30% 내지 70%의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실링용 박막층은 열 경화성의 에폭시(epoxy) 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실링용 박막층은 액상의 수지 조성물이 실링부에 대응되는 전극 리드의 부위 상에 도포된 후, 냉각, 또는 가열, 또는 자외선 조사에 의해 경화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 9 항에 있어서, 상기 액상의 수지 조성물은 스프레이 코팅 방식, 잉크젯 인쇄 방식, 슬릿 코팅 방식, 다이 코팅 방식, 스핀 코팅, 및 스퍼터링 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 도포되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 밀봉력의 향상을 위해, 상기 실링부에서, 전극 리드와 전지케이스의 계면에는 절연 필름이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
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| CN111952655A (zh) * | 2019-05-17 | 2020-11-17 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池 |
| WO2021166358A1 (ja) * | 2020-02-17 | 2021-08-26 | 住友電気工業株式会社 | リード部材、二次電池のパッケージ、およびリード部材の製造方法 |
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