KR20210147636A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20210147636A
KR20210147636A KR1020200065164A KR20200065164A KR20210147636A KR 20210147636 A KR20210147636 A KR 20210147636A KR 1020200065164 A KR1020200065164 A KR 1020200065164A KR 20200065164 A KR20200065164 A KR 20200065164A KR 20210147636 A KR20210147636 A KR 20210147636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
protrusion
secondary battery
electrode
coupled
Prior art date
Application number
KR1020200065164A
Other languages
English (en)
Inventor
조원욱
고희정
조은비
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020200065164A priority Critical patent/KR20210147636A/ko
Priority to PCT/KR2021/000130 priority patent/WO2021241832A1/ko
Priority to US17/999,034 priority patent/US20230187741A1/en
Publication of KR20210147636A publication Critical patent/KR20210147636A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H01M10/0427—Button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/153—Lids or covers characterised by their shape for button or coin cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면은 안전성이 향상되는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하며 제1개구를 갖는 제1케이스(예, 하부, 음극), 상기 제1개구보다 작은 제2개구를 갖고 상기 전극 조립체를 덮으면서 상기 제1케이스의 내면에 외면으로 결합되는 제2케이스(예, 상부, 양극), 상기 제1케이스와 상기 제2케이스 사이에 개재되어 전기적인 절연 상태를 형성하는 절연성 물질, 상기 제2케이스의 외면으로 돌출되는 복수개의 돌출부, 및 상기 제1케이스에 형성되어 상기 돌출부에 결합되는 복수개의 수용부를 포함하며, 상기 수용부에 상기 돌출부가 결합 시, 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 체결되어 닫힌 상태를 형성한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초소형 이차 전지에 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 리튬이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
특히, 최근에는 블루투스(Bluetooth)를 이용한 헤드폰, 이어폰, 스마트워치(Smartwatch), 및 신체 부착형 의료기기 등의 웨어러블 디바이스(Wearable devices)에 대한 수요가 증가함에 따라, 에너지 밀도가 높으면서 초소형인 이차 전지의 필요성이 증가되고 있다.
이러한 초소형 이차 전지는 제한된 크기 내에서 요구되는 전기적 용량을 확보하고, 효과적인 경량화를 도모하면서 충격에 대하여 구조적인 안정성을 향상시키는 것이 중요하다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명의 일 측면은 안전성이 향상되는 이차 전지를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 일 측면은 총고 산포를 개선하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 수용하며 제1개구를 갖는 제1케이스(예, 하부, 음극성), 상기 제1개구보다 작은 제2개구를 갖고 상기 전극 조립체를 덮으면서 상기 제1케이스의 내면에 외면으로 결합되는 제2케이스(예, 상부, 양극성), 상기 제1케이스와 상기 제2케이스 사이에 개재되어 전기적인 절연 상태를 형성하는 절연성 물질, 상기 제2케이스의 외면으로 돌출되는 복수개의 돌출부, 및 상기 제1케이스에 형성되어 상기 돌출부에 결합되는 복수개의 수용부를 포함하며, 상기 수용부에 상기 돌출부가 결합 시, 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 체결되어 닫힌 상태를 형성한다.
상기 전극 조립체는 제1전극과 제2전극 및 이들 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하며, 상기 제1케이스는 상기 제1전극(예, 음극)에 제1전극탭으로 연결되고, 상기 제2케이스는 상기 제2전극(예, 양극)에 제2전극탭으로 연결될 수 있다.
상기 절연성 물질은 상기 돌출부와 상기 수용부 사이에 개재되어 전기적으로 절연할 수 있다.
상기 절연성 물질은 상기 돌출부와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 체결된 내부와 외부를 밀폐시킬 수 있다.
상기 수용부는 상기 제1케이스에 관통홀(예, 상부에 하향 평면을 가지는 제1케이스의 반원부를 포함하는 관통홀) 또는 홈으로 형성되고, 상기 돌출부가 결합하는 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 돌출부는 종단면에서 볼 때, 1/4타원형, 반타원형, 삼각형, 사각형, 개방 반타원 고리형, 폐쇄 반타원 고리형, 및 반타원통형 중 한 형상을 가지며, 상기 수용부에 결합하는 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 돌출부가 상기 수용부에 결합된 상태에서, 상기 절연성 물질은 상기 제1케이스의 내부 바닥과 상기 제2개구를 형성하는 상기 제2케이스의 단부 사이에 개재되어 전기적으로 절연할 수 있다.
상기 수용부는 복수로 구비되어 상기 제1케이스의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되고, 상기 돌출부는 상기 수용부에 대응하여 복수로 구비되어 상기 제2케이스의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 절연성 물질을 개재하여 제1케이스와 제2케이스를 전기적인 절연 상태로 결합하고, 제1케이스의 수용부에 제2케이스의 돌출부를 결합하므로 낙하 등의 강한 충격이 가해질 때에도, 제1케이스와 제2케이스의 상호 분리 및 상대 회전을 방지할 수 있다.
따라서 전극 조립체의 제1, 제2전극을 제1, 제2케이스에 각각 연결하는 제1, 제2전극탭의 끊어짐이 방지될 수 있다. 제1, 제2전극탭이 제1, 제2케이스에 연결된 상태를 유지하므로 제1, 제2전극탭에 의한 제1, 제2전극의 쇼트가 방지될 수 있다. 또한, 수용부와 돌출부의 결합으로 인하여 제1, 제2케이스가 정확하게 결합되므로 복수의 이차 전지들에서 총고 산포가 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제1변형례의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제2변형례의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제3변형례의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제4변형례의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제5변형례의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제6변형례의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제7변형례의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제8변형례의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예의 이차 전지에 대한 제1변형례의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예의 이차 전지에 대한 제2변형례의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 초소형 전지로서, 코인형 전지(coin cell) 또는 버튼형 전지(button cell)일 수 있다. 여기서 코인형 전지 또는 버튼형 전지는 얇은 동전 또는 단추 형태의 전지로서, 직경(D)에 대한 높이(H)의 비율(H/D)이 1 이하인 전지를 의미한다(도 1 참조).
코인형 전지 또는 버튼형 전지는 주로 원통형이므로 수평 방향의 단면이 원형이나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수평 방향의 단면이 타원형 또는 다각형인 형태도 이에 포함될 수 있다. 이 때, 직경은 전지의 수평 방향을 기준으로 케이스 외주의 최대 거리로 설정되고, 높이는 전지의 케이스의 외측 평면들 사이의 최소 거리로 설정된다.
그러나, 코인형 전지 또는 버튼형 전지는 본 발명의 예시로서 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 원통형 또는 핀(pin)형 전지일 수 있다. 다만, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지가 코인형 전지 또는 버튼형 전지인 경우에 대하여, 예시적으로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차 전지에 대한 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1실시예의 이차 전지(1)는 전극 조립체(30), 제1케이스(10) 및 제2케이스(20)를 포함한다. 제1케이스(10)는 내면에 오목한 수용부(50)를 구비하고, 제2케이스(20)는 외면에 돌출부(60)(도 2에서 분리하여 회전 도시함)를 구비한다. 제2케이스(20)가 제1케이스(10)에 삽입되어 상호 결합될 때, 제1케이스(10)의 수용부(50)와 제2케이스(20)의 돌출부(60)는 서로 결합된다.
도면 상에서, 제1케이스(10)는 이차 전지(1)의 하부를 형성하며, 상측에 구비되는 제1개구(11)를 통하여 삽입되는 전극 조립체(30)를 수용한다. 제2케이스(20)는 제1개구(11)보다 작은 제2개구(21)를 하측에 구비하고, 전극 조립체(30)를 덮으면서 제1케이스(10) 내에 삽입 결합된다. 도면 상에서, 제2케이스(20)는 이차 전지(1)의 상부를 형성한다.
실질적으로 제1실시예의 이차 전지(1)에서, 전극 조립체(30)의 측면과 상면은 제2케이스(20)에 수용 및 덮이고, 제2케이스(20)가 제1케이스(10) 내부에 수용되면서 전극 조립체(30)의 하면이 제1케이스(10)에 수용 및 지지된다.
서로 결합되는 제1, 제2케이스(10, 20)는 서로의 사이에 구비되는 절연성 물질(40)을 통하여, 제1케이스(10)의 내면과 제2케이스(20)의 외면을 전기적인 절연 상태를 형성한다.
또한, 절연성 물질(40)은 제1, 제2케이스(10, 20)가 서로 결합될 때, 수용부(50)와 돌출부(60) 사이에 개재되는 절연성 물질(41)을 포함한다. 개재되는 절연성 물질(41)은 수용부(50)와 돌출부(60)를 전기적인 절연 상태를 형성하며, 제1, 제2케이스(10, 20) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다.
밀폐 구조는 패킹(packing)과 같이 전해액과 가스가 유출되지 않게　하는 구조로 형성되며, 실링 구조를 포함할 수 있다. 여기에서 실링은 접착제와 같이 절연성 물질(41)이 사용되어 제1, 제2케이스(10, 20) 사이를 서로 부착하여 밀폐하는　것을 의미한다.
수용부(50)와 돌출부(60)가 결합될 때, 제1케이스(10)와 제2케이스(20)는 체결되어 열리지 않는 닫힌 상태를 형성한다. 절연성 물질(40)은 돌출부(60)와 수용부(50) 사이에 개재되어 제1, 제2케이스(10, 20)가 체결된 내부(이차 전지의 내부)와 외부를 밀폐시킨다.
수용부(50)는 제1케이스(10)에 관통홀 또는 홈으로 형성되고, 돌출부(60)가 결합 가능하도록 오목한 형상을 가질 수 있다. 일례로서, 제1케이스(10)의 직경 방향으로 수용부(50)가 오목하게 형성되고 제2케이스(20)의 직경 방향으로 볼록하게 돌출부(60)가 형성되어, 수용부(50)와 돌출부(60)가 직경 방향으로 서로 결합된다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(60)는 1/4타원형(또는 1/4원형) 형상을 가지므로 수용부(60)에 결합 가능하게 된다.
돌출부(60)가 수용부(50)에 결합된 상태에서, 절연성 물질(41)은 제1케이스(10)의 내부 바닥과 제2개구(21)를 형성하는 제2케이스(20)의 단부 사이에 개재되어 전기적으로 절연한다.
따라서 낙하 등에 의하여 강한 충격이 이차 전지(1)에 가해질 때, 제1케이스(10)와 제2케이스(20)가 결합 반대 방향으로 상호 분리되거나, 원주 방향으로 상대 회전이 방지될 수 있다. 그러나 도시하지 않았지만, 돌출부와 수용부의 결합 없이,　절연성 물질로만　제1, 제2케이스를 실링한　기존의 이차 전지는 강한 충격 시 실링부가 손상되어 쉽게 상호 분리 및　상대 회전이 일어날 수 있다.　
전극 조립체(30)는 전기 절연재인 세퍼레이터(33)의 양면에 구비되는 제1전극(31, 예를 들면, 음극)과 제2전극(32, 예를 들면, 양극)을 포함하고, 제1전극(31), 세퍼레이터(33) 및 제2전극(32)을 권취하여 형성된다. 따라서 전극 조립체(30)는 젤리롤(jelly roll) 타입으로 형성될 수 있다. 도시하지 않았으나 전극 조립체는 제1전극, 세퍼레이터 및 제2전극을 스택(stack) 타입으로 형성될 수 있다.
전극 조립체(30)는 전류를 충전 및 방전하도록 구성되며, 전극 조립체(30)에서 권취축은 제1, 제2케이스(10, 20)의 높이 방향(도 1 내지 도 3에서 상하 방향)과 나란하게 배열될 수 있다.
전극 조립체(30)의 제1단(전극 조립체의 하단면)(391)과 제2단(전극 조립체의 상단면)(392)은 평평하며 서로 나란한 형태일 수 있다. 제1실시예에서 전극 조립체(30)는 센터핀을 구비하지 아니하고 있으나 권취축의 자리에 센터핀(미도시)을 구비할 수도 있다.
제1케이스(10)는 전극 조립체(30)의 양단 중 제1단(391)과 마주하고, 제2케이스(20)는 전극 조립체(30)의 양단 중 제2단(392)과 마주한다. 이때, 전극 조립체(30)는 절연시트(14)로 피복되어 상호 결합되는 제1, 제2케이스(10, 20)에 내장된다.
전극 조립체(30)는 제1전극(31)에 연결되는 제1전극탭(51)과 제2전극(32)에 연결되는 제2전극탭(52)을 구비하여, 제1, 제2전극(31, 32)을 제1, 제2단(391, 392)으로 각각 인출한다.
전극 조립체(30)가 제1, 제2케이스(10, 20)에 수용된 상태에서 제1전극탭(51)은 제1케이스(10)의 바닥에 전기적으로 연결되고, 제2전극탭(52)은 제2케이스(20)의 상부에 전기적으로 연결된다.
제1, 제2케이스(10, 20)가 서로 결합될 때, 수용부(50)와 돌출부(60) 사이에 개재되는 절연성 물질(41)은 수용부(50)와 돌출부(60)를 전기적인 절연 구조를 형성하는 동시에 제1, 제2케이스(10, 20) 사이를 밀폐하여 강한 밀착된 구조를 형성한다. 따라서 절연성 물질(41)은 낙하 등에 의하여 강한 충격이 이차 전지(1)에 가해질 때, 제1, 제2케이스(10, 20)의 상호 분리 및 상대 회전을 더 방지할 수 있다.
따라서 이차 전지(1)에서 제1, 제2전극탭(51, 52)의 끊어짐이 더 방지될 수 있다. 제1, 제2전극탭(51, 52)이 연결 상태를 유지하므로 제1, 제2전극탭(51, 52)에 의한 제1, 제2전극(31, 32)의 쇼트가 더욱 방지될 수 있다.
이하에서는 제1전극(31) 및 제2전극(32)이 각각 음극 및 양극인 경우를 예시므로 이차 전지(1)에서 하부의 제1케이스(10)는 음극단자로 작용하고, 상부의 제2케이스(20)는 양극단자로 작용한다.
이에 한정되지 않고, 제1전극(31) 및 제2전극(32)은 각각 양극 및 음극일 수도 있다. 이 경우, 따라서 이차 전지에서 하부의 제1케이스는 양극단자로 작용하고, 상부의 제2케이스는 음극단자로 작용한다.
제1전극(음극)(31)은 길게 이어진 띠 형상으로 이루어지며, 금속박(예를 들면, Cu 포일)의 집전체에 음극 활물질층이 도포된 영역인 음극 코팅부와 활물질이 도포되지 않는 영역인 음극 무지부를 포함한다. 음극 무지부는 음극의 길이 방향으로 일측 단부에 위치할 수 있다.
제2전극(양극)(32)은 길게 이어진 띠 형상으로 이루어지며, 금속박(예를 들면, Al 포일)의 집전체에 양극 활물질층이 도포된 영역인 양극 코팅부와 활물질이 도포되지 않는 영역인 양극 무지부를 포함한다. 양극 무지부는 양극의 길이 방향으로 일측 단부에 위치할 수 있다.
제1, 제2케이스(10, 20)는 일측에 형성된 제1, 제2개구(11, 21)로 전극 조립체(30)를 삽입할 수 있게 하고, 내부에 전극 조립체(30)와 전해액을 수용하는 공간을 형성한다.
예를 들어, 제1, 제2케이스(10, 20)는 직경(D)에 비하여 높이(H)가 낮은 원통형으로 이루어지고, 내부 공간에 상응하는 원통형의 전극 조립체(30)가 삽입되도록 제1, 제2개구(11, 21)를 원형으로 이루고 있다.
한편, 제1실시예의 이차 전지(1)에서, 제1, 제2케이스(10, 20)의 제1, 제2개구(11, 21)를 서로 결합한 상태에서 제1, 제2케이스(10, 20)의 외측 평면들 사이의 거리로 높이(H)가 설정되고, 제1케이스(10)의 외주로 직경(D)이 설정된다. 이때, 직경(D)에 대한 높이(H)의 비가 1이하(H/D ≤ 1)다. 따라서 제1실시예의 이차 전지(1)는 코인형 전지 또는 버튼형 전지로써 얇은 동전 또는 단추 형태를 이룰 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 수용부(50)는 제1케이스(10)에 관통홀로 형성된다. 관통홀은 상부에 평면을 형성하고 하부로 갈수록 높이가 낮아지는 오목 곡면으로 형성된다. 예를 들면, 관통홀은 제1케이스(10)의 내면에서 반원을 형성한다. 제1케이스(10)의 관통홀은 수용부(50)의 직경 방향 범위를 최대화 하므로 제2케이스(20)의 돌출부(60)와의 결합 범위를 증대시킬 수 있다.
또한, 제1케이스(10)의 관통홀은 수용부(50) 및 돌출부(60)의 결합에 의하여, 제1케이스(10)와 제2케이스(20)가 결합 반대 방향(높이 방향)으로 상호 분리되거나 원주 방향을 따른 상대 회전을 더욱 방지시킬 수 있다.
돌출부(60)가 관통홀에 결합된 상태에서 절연성 물질(40)은 제1케이스(10)의 내부 바닥과 제2개구(21)를 형성하는 제2케이스(20)의 단부 사이에 개재되는 절연성 물질(42)을 구비한다.
수용부(50) 및 돌출부(60)의 결합으로 제1, 제2케이스(20)가 높이 방향으로 변화량이 최소화 되므로 개재되는 절연성 물질(42)은 안정적인 두께(t)를 형성 및 유지할 수 있다.
즉 수용부(50)와 돌출부(60)의 결합은 제1, 제2케이스(10, 20)의 보다 정확한 결합을 가능하게 하고, 이차 전지(1)를 대량으로 생산하는 경우, 복수의 이차 전지들(1)에서 총고 산포를 감소시킬 수 있다.
한편, 돌출부(60)는 상부에 평면을 형성하고, 하부로 갈수록 돌출량이 감소하는 볼록 곡면으로 형성된다. 예를 들면, 돌출부(60)는 제2케이스(20)의 외면에서 반원을 형성하는, 즉 1/4구체를 형성한다.
그리고 돌출부(60)에 대응하는 수용부(50)는 돌출부(60)의 볼록 곡면에 대향하는 오목 곡면을 가지며, 개재되는 절연성 물질(41)은 볼록 곡면과 오목 곡면을 전기적으로 절연한다.
돌출부(60)의 평면 및 볼록 곡면 구조와 수용부(50)의 오목 곡면은 제1, 제2케이스(10, 20) 결합으로 수용부(50)에 돌출부(60)가 결합을 유도하면서 상호 결합 후 돌출부(60)가 수용부(50)로부터 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하의 다른 실시예들과 비교할 때 제1실시예에서, 돌출부(60)는 하부를 볼록 곡면으로 형성하므로 제1, 제2케이스(10, 20) 결합시 수용부(60)의 오목 곡면에 결합을 용이하게 한다. 돌출부(60)는 상부를 평면으로 형성하므로 제1, 제2케이스(10, 20)에 충격 작용시, 수용부(60)의 평면에 걸리게 되면서 상호 분리를 어렵게 한다.
이하에서 본 발명의 제2실시예 및 다양한 변형례에 대하여 설명한다. 제1, 제2실시예를 비교하고, 변형례들을 기본 실시예들과 비교하여 서로 동일한 구성을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2실시예의 이차 전지(2)에서, 수용부(250)는 제1케이스(210)에 홈으로 형성된다. 홈은 상부에 평면을 형성하고 하부로 갈수록 높이가 낮아지는 오목 곡면으로 형성된다. 예를 들면, 홈은 제1케이스(210)의 내면에서 반원을 형성하는, 즉 1/4중공면을 형성한다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(260)는 1/4타원형(또는 1/4원형) 형상을 가지므로 수용부(260)에 결합 가능하게 된다.
관통홀 형태의 수용부(50)에 비하여 제1케이스(210)의 홈은 수용부(250)의 직경 방향 범위를 감소시켜서 제2케이스(220)의 돌출부(260)와의 결합 범위를 감소시키지만 제1케이스(210)의 밀폐를 유지하므로 관통홀의 수용부(50)에 비하여 전해액의 누액 부담을 제거할 수 있다.
또한 관통홀의 수용부(50)에 비하여 제1케이스(210)의 홈은 수용부(250) 및 돌출부(260)의 결합에 의하여, 제1케이스(210)와 제2케이스(220)가 상호 분리되거나 원주 방향을 따른 상대 회전의 방지 성능이 감소되지만 제1케이스(210)의 밀폐를 유지하므로 관통홀의 수용부(50)에 비하여 전해액의 누액 부담을 제거할 수 있다.
절연성 물질(240)은 제1, 제2케이스(210, 220)가 서로 결합될 때, 수용부(250)와 돌출부(260) 사이에 개재되는 절연성 물질(241)을 포함한다. 개재되는 절연성 물질(241)은 수용부(250)와 돌출부(260)를 전기적으로 절연 상태를 형성한다. 따라서 홈의 수용부(250)는 개재되는 절연성 물질(241)의 전해액에 대한 누액 부담을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제1변형례의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제1변형례의 이차 전지(301)에서, 돌출부(61)는 제2케이스(312)의 외면에서 직경 방향을 따라 반타원체를 형성하고, 반타원체의 끝에서는 직경 방향으로 최대로 돌출되고 상부 및 하부로 가면서 돌출량이 감소하는 상부 볼록 곡면과 하부 볼록 곡면을 가지고 형성된다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(61)는 반타원형(또는 반원형) 형상을 가지므로 수용부(71)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(311) 내측의 수용부(71)는 상부 볼록 곡면과 하부 볼록 곡면에 대향하는 상부 오목 곡면과 하부 오목 곡면을 가진다. 제1, 제2케이스(311, 312) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(81)은 돌출부(61)와 수용부(71)의 상부 볼록 곡면과 상부 오목 곡면 사이 및 하부 볼록 곡면과 하부 오목 곡면 사이에 개재되어, 양자를 전기적으로 절연한다.
절연성 물질(81)은 볼록 곡면과 오목 곡면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 돌출부(61)와 수용부(71) 사이에서 전기적인 절연 성능을 더 향상시킬 수 있다.
또한 절연성 물질(81)은 수용부(71)와 돌출부(61)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1, 제2케이스(311, 312) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제2변형례의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제2변형례의 이차 전지(302)에서, 돌출부(62)는 제2케이스(322)의 외면에서 직경 방향을 따라 원뿔을 형성한다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(62)는 삼각형 형상을 가지므로 수용부(72)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(321)의 수용부(72)는 원뿔에 대향하는 경사면을 가진다. 제1, 제2케이스(321, 322) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(82)은 돌출부(62)와 수용부(72)의 원뿔과 경사면을 전기적으로 절연한다.
절연성 물질(82)은 원뿔과 경사면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 돌출부(62)와 수용부(72) 사이에서 전기적인 절연 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 절연성 물질(82)은 수용부(72)와 돌출부(62)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1, 제2케이스(321, 322) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제3변형례의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 제3변형례의 이차 전지(303)에서, 돌출부(63)는 제2케이스(332)의 외면에서 직경 방향을 따라 기둥을 형성한다. 예를 들면, 기둥은 원기둥 또는 타원기둥일 수 있다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(63)는 사각형 형상을 가지므로 수용부(73)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(331)의 수용부(73)는 기둥에 대향하는 내주면을 가진다. 제1, 제2케이스(331, 332) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(83)은 돌출부(63)와 수용부(73)의 기둥과 내주면을 전기적으로 절연한다.
절연성 물질(83)은 기둥과 내주면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조와 비교할 때, 돌출부(63)와 수용부(73) 사이에서 전기적인 절연 성능을 유사하게 실현할 수 있다.
또한 절연성 물질(83)은 수용부(73)와 돌출부(63)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1, 제2케이스(331, 332) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제4변형례의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 제4변형례의 이차 전지(304)에서, 돌출부(64)는 제2케이스(342)의 외면에서 직경 방향을 따라 개방 고리를 형성한다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(64)는 개방 반타원 고리형 형상을 가지므로 수용부(74)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(341)의 수용부(74)는 개방 고리에 대향하는 내주면을 가진다. 제1, 제2케이스(341, 342) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(84)은 돌출부(64)와 수용부(74)의 개방 고리와 내주면을 전기적으로 절연한다.
절연성 물질(84)은 개방 고리와 내주면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 돌출부(64)와 수용부(74) 사이에서 전기적인 절연 성능을 더 향상시킬 수 있고, 돌출부(64)와 수용부(74)의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 절연성 물질(84)은 수용부(74)와 돌출부(64)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1, 제2케이스(341, 342) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제5변형례의 단면도이다. 도 11을 참조하면, 제5변형례의 이차 전지(305)에서, 돌출부(65)는 제2케이스(352)의 외면에서 직경 방향을 따라 폐쇄 고리를 형성한다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(65)는 폐쇄 반타원 고리형 형상을 가지므로 수용부(75)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(351)의 수용부(75)는 폐쇄 고리에 대향하는 내주면을 가진다. 제1, 제2케이스(351, 352) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(85)은 돌출부(65)와 수용부(75)의 폐쇄 고리와 내주면을 전기적인 절연 상태로 실링한다.
절연성 물질(85)은 폐쇄 고리와 내주면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 돌출부(65)와 수용부(75) 사이에서 전기적인 절연 성능을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 폐쇄 고리, 즉 돌출부(65)의 내부가 빈 공간을 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 이차 전지(305)의 돌출부(65)와 수용부(75) 사이에 전달되는 충격을 더 흡수하여 이차 전지(305)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제6변형례의 단면도이다. 도 12를 참조하면, 제6변형례의 이차 전지(306)에서, 돌출부(66)는 제2케이스(362)의 외면에서 직경 방향을 따라 신장된 신장부를 형성한다. 종단면에서 볼 때, 돌출부(66)는 반타원통형(또는 반구통형) 형상을 가지므로 수용부(76)에 결합 가능하게 된다.
제1케이스(361)의 수용부(76)는 신장부에 대향하는 내주면을 가진다. 제1, 제2케이스(361, 362) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(86)은 돌출부(66)와 수용부(76)의 신장부와 내주면을 전기적인 절연 상태로 실링한다.
절연성 물질(86)은 신장부와 내주면으로 절연 구조를 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 돌출부(66)와 수용부(76) 사이에서 전기적인 절연 성능을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 신장부, 즉 돌출부(66)의 내부가 빈 공간을 형성하므로 제1실시예의 돌출부(60)와 수용부(50)의 절연 구조에 비하여, 이차 전지(306)의 돌출부(66)와 수용부(76) 사이에 전달되는 충격을 더 흡수하여 이차 전지(306)의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 절연성 물질(86)은 수용부(76)와 돌출부(66)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1, 제2케이스(361, 362) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제6변형례에서 드로잉 방법으로 신장부를 형성하는 돌출부(66)는 제5변형례에서 용접 방법으로 폐쇄 고리를 형성하는 돌출부(65)보다 성형 방법을 용이하게 할 수 있다.
제1실시예 및 이의 제1변형례 내지 제6변형례는 돌출부(60, 61, 62, 63, 64, 65, 66)와 수용부(50, 71, 72, 73, 74, 75, 76)를 다양하게 형성할 수 있음을 예시한다. 별도로 도시하지 않았으나 제1실시예의 제1변형례 내지 제6변형례의 돌출부(61, 62, 63, 64, 65, 66)와 수용부(71, 72, 73, 74, 75, 76)는 제2실시예의 돌출부(260)와 수용부(250)에도 같은 방식으로 적용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제7변형례의 단면도이고, 도 14는 본 발명의 제1실시예의 이차 전지에 대한 제8변형례의 단면도이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 제7, 제8변형례의 이차 전지(307, 308)에서, 수용부(77, 78)는 복수(일례로써, 3, 4개)로 구비되어 제1케이스(371, 381)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되고, 돌출부(67, 68)는 수용부(77, 78)에 대응하여 복수(일례로써, 3, 4개)로 구비되어 제2케이스(372, 382)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 복수의 돌출부(67, 68) 및 수용부(77, 78)는 이차 전지(307, 308)의 중심에 무게 중심을 형성할 수 있게 한다.
제1케이스(371, 381)와 제2케이스(372, 382) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(87, 88)은 돌출부(67, 68)와 수용부(77, 78)를 전기적으로 절연한다.
또한 절연성 물질(87, 88)은 수용부(77, 78)와 돌출부(67, 68)를 전기적인 절연 상태를 형성하면서 제1케이스(371, 381)와 제2케이스(372, 382) 사이에 미세 공간 발생시 전해액의 누액을 막을 수 있게 밀폐 구조를 형성한다. 밀폐 구조는 실링 구조를 포함할 수 있다.
제1케이스(371, 381)에 구비되는 복수의 수용부(77, 78)에 제2케이스(372, 382)에 구비되는 복수의 돌출부(67, 68)를 결합하므로 이차 전지(307, 308)의 낙하 테스트나 회전 테스트와 같은 전지 안전성 테스트 시, 제1케이스(371, 381)와 제2케이스(372, 382)의 상호 분리 및 상대 회전을 더 방지할 수 있다.
제7, 제8변형례의 이차 전지(307, 308)는 돌출부(67, 68)와 수용부(77, 78)를 각각 3, 4개를 적용하고 있으며, 제1실시예의 이차 전지(1)에는 돌출부(60)와 수용부(50)를 각각 2개 적용하고 있다. 돌출부와 수용부는 더 많은 개수로 형성될 수도 있다.
별도로 도시하지는 않았지만 제7, 제8변형례의 이차 전지(307, 308)에 적용되는 복수의 돌출부(67, 68)와 복수의 수용부(77, 78)에 제1 내지 제6변형례의 이차 전지(301, 302, 303, 304, 305, 306)의 돌출부(61, 62, 63, 64, 65, 66)와 수용부(71, 72, 73, 74, 75, 76)가 동일하게 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제2실시예의 이차 전지에 대한 제1변형례의 단면도이고, 도 16은 본 발명의 제2실시예의 이차 전지에 대한 제2변형례의 단면도이다. 도 15 및 도 16을 참조하면, 제1, 제2변형례의 이차 전지(207, 208)에서, 수용부(277, 278)는 복수(일례로써, 3, 4개)로 구비되어 제1케이스(271, 281)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되고, 돌출부(267, 268)는 수용부(277, 278)에 대응하여 복수(일례로써, 3, 4개)로 구비되어 제2케이스(272, 282)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다.
제1케이스(271, 281)와 제2케이스(272, 282) 조립시, 서로의 사이에 개재되는 절연성 물질(287, 288)은 돌출부(267, 268)와 수용부(277, 278)를 전기적으로 절연한다.
제1케이스(271, 281)의 복수의 수용부(277, 278)에 제2케이스(272, 282)의 복수의 돌출부(267, 268)를 결합하므로 이차 전지(207, 208)의 낙하 등의 충격 시, 제1케이스(271, 281)와 제2케이스(272, 282)의 상호 분리 및 상대 회전을 더 방지할 수 있다.
제1, 제2변형례의 이차 전지(207, 208)는 돌출부(267, 268)와 수용부(277, 278)를 각각 3, 4개를 적용하고 있으며, 제2실시예의 이차 전지(2)에는 돌출부(260)와 수용부(250)를 각각 2개 적용하고 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 돌출부와 수용부는 4개 이상의 더 많은 개수로 형성될 수도 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1, 2, 207, 208, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308: 이차 전지
10, 210, 271, 281, 311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381: 제1케이스
11, 21: 제1, 제2개구
14: 절연시트
20, 220, 272, 282, 312, 322, 332, 342, 352, 362, 372, 382: 제2케이스
30: 전극 조립체
31, 32: 제1, 제2전극(음, 양극)
33: 세퍼레이터
51, 52: 제1, 제2전극탭
60, 260, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 267, 268: 돌출부
50, 250, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 277, 278: 수용부
40, 41, 42, 240, 241, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 287, 288: 절연성 물질
391: 제1단(전극 조립체의 하단면)
392: 제2단(전극 조립체의 상단면)
D: 직경
H: 높이
t: 두께

Claims (8)

  1. 전극 조립체를 수용하며 제1개구를 갖는 제1케이스;
    상기 제1개구보다 작은 제2개구를 갖고 상기 전극 조립체를 덮으면서 상기 제1케이스의 내면에 외면으로 결합되는 제2케이스;
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스 사이에 개재되어 전기적인 절연 상태를 형성하는 절연성 물질;
    상기 제2케이스의 외면으로 돌출되는 복수개의 돌출부; 및
    상기 제1케이스에 형성되어 상기 돌출부에 결합되는 복수개의 수용부
    를 포함하며,
    상기 수용부에 상기 돌출부가 결합 시,
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 체결되어 닫힌 상태를 형성하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체는
    제1전극과 제2전극 및 이들 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하며,
    상기 제1케이스는 상기 제1전극에 제1전극탭으로 연결되고,
    상기 제2케이스는 상기 제2전극에 제2전극탭으로 연결되는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 물질은
    상기 돌출부와 상기 수용부 사이에 개재되어 전기적으로 절연하는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 물질은
    상기 돌출부와 상기 수용부 사이에 개재되어 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 체결된 내부와 외부를 밀폐시키는 이차 전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 제1케이스에 관통홀 또는 홈으로 형성되고,
    상기 돌출부가 결합하는 오목한 형상을 가지는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는
    종단면에서 볼 때, 1/4타원형, 반타원형, 삼각형, 사각형, 개방 반타원 고리형, 폐쇄 반타원 고리형, 및 반타원통형 중 한 형상을 가지며,
    상기 수용부에 결합하는 볼록한 형상을 가지는 이차 전지.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부가 상기 수용부에 결합된 상태에서,
    상기 절연성 물질은
    상기 제1케이스의 내부 바닥과 상기 제2개구를 형성하는 상기 제2케이스의 단부 사이에 개재되어 전기적으로 절연하는 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는
    복수로 구비되어 상기 제1케이스의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되고,
    상기 돌출부는
    상기 수용부에 대응하여 복수로 구비되어 상기 제2케이스의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 이차 전지.
KR1020200065164A 2020-05-29 2020-05-29 이차 전지 KR20210147636A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065164A KR20210147636A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 이차 전지
PCT/KR2021/000130 WO2021241832A1 (ko) 2020-05-29 2021-01-06 이차 전지
US17/999,034 US20230187741A1 (en) 2020-05-29 2021-01-06 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065164A KR20210147636A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210147636A true KR20210147636A (ko) 2021-12-07

Family

ID=78744973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200065164A KR20210147636A (ko) 2020-05-29 2020-05-29 이차 전지

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230187741A1 (ko)
KR (1) KR20210147636A (ko)
WO (1) WO2021241832A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI311384B (en) * 2004-11-25 2009-06-21 Sony Corporatio Battery and method of manufacturing the same
DE102009020803A1 (de) * 2009-05-09 2010-11-11 Varta Microbattery Gmbh Knopfzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2771922B1 (de) * 2012-11-09 2018-01-10 VARTA Microbattery GmbH Knopfzelle mit elektrodenwickel
CN107425145B (zh) * 2017-06-20 2023-06-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法
KR102637933B1 (ko) * 2018-07-13 2024-02-16 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20230187741A1 (en) 2023-06-15
WO2021241832A1 (ko) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220223984A1 (en) Rechargeable battery
KR20200020173A (ko) 이차전지
KR20050121907A (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR102593582B1 (ko) 이차 전지
US20210184184A1 (en) Rechargeable battery
CN113966562B (zh) 可再充电电池
US11784379B2 (en) Button cell
KR20210021842A (ko) 이차전지
EP3930064A1 (en) Rechargeable battery
US20210399389A1 (en) Rechargeable battery
KR102471745B1 (ko) 이차 전지
CN114552079A (zh) 可再充电电池
KR20210147636A (ko) 이차 전지
KR20210156118A (ko) 이차 전지
US20220352580A1 (en) Rechargeable battery
KR102460352B1 (ko) 코인셀
US20230024517A1 (en) Rechargeable battery
KR20220068001A (ko) 이차 전지
KR100612396B1 (ko) 이차 전지
KR20060118300A (ko) 이차 전지