KR20230111398A - 이차 전지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안전성을 향상시키고 제조 공정 마진을 확보할 수 있는 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일례로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수납하며, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장된 장측벽과 단측벽을 포함하는 케이스; 상기 케이스의 상부에 결합되어, 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및 상기 케이스의 외면에 부착된 절연 부재를 포함하고, 상기 절연 부재는 상기 케이스의 외면에 접촉하며 내열 소재로 이루어진 제1층, 외부로 노출되며 연신 소재로 이루어진 제3층, 및 상기 제1층과 제3층 사이에 개재되며 절연 소재로 이루어진 제2층을 포함하는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지 및 그의 제조 방법{Secondary Battery and Method of Manufacturing the Same}
본 발명은 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 이차 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 또한, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 이차전지 모듈의 경우 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 형태에 있어서 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류될 수 있다. 일례로, 각형 이차 전지는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하여 적층 또는 권취된 전극 조립체와 전해질을 케이스에 내장하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성될 수 있다. 또한, 케이스의 외면에는 절연 부재가 부착되어 케이스를 절연시킬 수 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명은 안전성을 향상시키고 제조 공정 마진을 확보할 수 있는 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수납하며, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장된 장측벽과 단측벽을 포함하는 케이스; 상기 케이스의 상부에 결합되어, 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및 상기 케이스의 외면에 부착된 절연 부재를 포함하고, 상기 절연 부재는 상기 케이스의 외면에 접촉하며 내열 소재로 이루어진 제1층, 외부로 노출되며 연신 소재로 이루어진 제3층, 및 상기 제1층과 제3층 사이에 개재되며 절연 소재로 이루어진 제2층을 포함할 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 장측벽을 덮는 제1영역과 제2영역; 및 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 개재되며, 상기 바닥면을 덮는 제3영역;을 포함할 수 있다.
상기 제1영역은 상기 단측벽으로 연장된 제1측벽 연장부를 포함하고, 상기 제2영역은 상기 단측벽으로 연장된 제2측벽 연장부를 포함하며, 상기 제3영역은 상기 단측벽으로 연장된 제3측벽 연장부를 포함할 수 있다.
상기 단측벽의 일부는 상기 제1측벽 연장부, 상기 제2측벽 연장부, 및 상기 제3측벽 연장부에 의해 중첩되어 덮일 수 있다.
상기 제3측벽 연장부에는 서로 이격된 2개의 슬릿을 포함하는 절개부가 형성될 수 있다.
상기 절개부는 상기 제1측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면 및 상기 제2측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면으로부터 이격될 수 있다.
상기 제1영역은 상기 캡 플레이트로 연장된 제1상부 연장부를 포함하고, 상기 제2영역은 상기 캡 플레이트로 연장된 제2상부 연장부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지의 제조 방법은 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장된 장측벽과 단측벽을 포함하며, 내부에 전극 조립체가 수납되고 상부에 캡 플레이트로 밀봉된 케이스를 준비하는 단계; 및 상기 케이스의 외면에 제1영역과 제2영역, 및 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 개재된 제3영역을 포함하는 절연 부재를 부착하는 단계;를 포함하고, 상기 절연 부재를 부착하는 단계는 상기 제3영역에 상기 케이스의 바닥면을 접촉시키는 단계; 상기 제1영역 및 제2영역을 절곡하여 상기 케이스의 장측벽을 덮는 단계; 상기 제1영역의 제1측벽 연장부 및 상기 제2영역의 제2측벽 연장부를 절곡하여 상기 케이스의 단측벽을 덮는 단계; 상기 제3영역의 제3측벽 연장부를 절곡하여 상기 케이스의 단측벽을 덮는 단계; 및 상기 제1영역의 제1상부 연장부 및 상기 제2영역의 제2상부 연장부를 절곡하여 상기 캡 플레이트의 가장자리를 덮는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제3측벽 연장부에는 서로 이격된 2개의 슬릿을 포함하는 절개부가 형성되고, 상기 절개부는 상기 제1측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면 및 상기 제2측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면으로부터 이격될 수 있다.
상기 제3측벽 연장부에서 상기 절개부의 외측 영역은 상기 제1측벽 연장부 및 상기 제2측벽 연장부와 함께 절곡될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 케이스의 외면에 접촉하며 내열 소재로 이루어진 제1층, 외부로 노출되며 연신 소재로 이루어진 제3층, 및 상기 제1층과 제3층 사이에 개재되며 절연 소재로 이루어진 제2층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 및 그의 제조 방법은 케이스의 외면에 내열 소재의 제1층과, 절연 소재의 제2층 및 연신 소재의 제3층을 포함하는 절연 부재를 부착함으로써, 이차 전지의 안전성을 향상시키고 제조 공정의 마진을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 절연 부재를 도시한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함할 수 있다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 A부분을 도시한 확대 단면도이다. 도 4는 도 1의 절연 부재를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 집전판(120), 캡 조립체(130), 케이스(140) 및 절연 부재(150)를 포함한다.
전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판, 세퍼레이터 및 제2전극판의 적층체를 스택하거나 권취하여 형성한다. 여기서, 제1전극판은 음극으로서 동작할 수 있으며, 제2전극판은 양극으로서 동작할 수 있다.
제1전극판은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제1전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제1활물질이 도포되지 않는 영역인 제1전극 무지부를 포함한다. 제1전극 무지부는 제1전극판과 외부 간의 전류 흐름의 통로를 제공한다.
또한, 제1전극판의 무지부는 제1집전탭(111)을 형성할 수 있다. 제1집전탭(111)은 다수개로 구비되어 제1전극판으로부터 돌출되도록 형성된다. 스택 구조의 경우, 제1집전탭(111)은 제1전극판으로부터 일정 방향으로 돌출되고 일측에서 중첩되도록 형성될 수 있다. 또한, 권취 구조의 경우, 제1집전탭(111)은 무지부를 제1전극판으로부터 미리 계산된 거리로 배치하여, 권취된 이후 제1집전탭(111)들이 동일한 영역에서 돌출되도록 하고 이를 중첩하여 형성할 수 있다.
제2전극판은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제2전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제2활물질이 도포되지 않은 영역인 제2전극 무지부를 포함한다.
또한, 제2전극판의 무지부로부터 제1집전탭(111)과 대응되도록 제2집전탭(112)이 형성될 수 있다. 따라서, 제2집전탭(112)도 제1집전탭(111)과 동일하게 멀티 탭 구조를 이룬다. 제2집전탭(112)은 제1집전탭(111)의 돌출 방향과 반대 방향으로 돌출될 수 있다.
세퍼레이터는 제1전극판과 제2전극판의 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 수행한다. 세퍼레이터는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
또한, 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 케이스(140)에 수납될 수 있다. 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다. 또한, 제1집전탭(111) 및 제2집전탭(112)은 집전판(120)과 전기적으로 연결된다.
집전판(120)은 한 쌍으로 구비되어 전극 조립체(110)의 제1집전탭(111) 및 제2집전탭(112)에 각각 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1집전탭(111)과 전기적으로 연결된 집전판(120)은 음극의 극성을 가지고, 제2집전탭(112)과 전기적으로 연결된 집전판(120)은 양극의 극성을 가질 수 있다.
캡 조립체(130)는 전극 조립체(110)의 상부에 형성되고, 케이스(140)와 결합되어 케이스(140)를 밀봉할 수 있다. 캡 조립체(130)는 캡 플레이트(131) 및 전극 단자(135)를 포함할 수 있다.
캡 플레이트(131)는 판상으로 형성되어 케이스(140)의 개구부에 결합되며, 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 캡 플레이트(131)는 레이저 용접 방식으로 케이스(140)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 캡 플레이트(131)는 제2집전탭(112)과 전기적으로 연결될 수 있고, 이 때 캡 플레이트(131) 및 케이스(140)는 이와 동일한 극성(양극)을 가질 수 있다. 물론 캡 플레이트(131)가 제1집전탭(111)과 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
캡 플레이트(131)는 다른 영역에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖는 안전 벤트(132)와, 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(133)를 포함할 수 있다. 전해액 주입구(133)는 케이스(140) 내부로 전해액이 주입된 후 마개(134)에 의해 밀봉될 수 있다.
캡 플레이트(131)의 양측에는 전극 단자(135)가 관통되어 집전판(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전탭(111)과 결합된 집전판(120)에 연결된 전극 단자(135)는 음극의 극성을 갖고, 제2집전탭(112)과 결합된 집전판(120)에 연결된 전극 단자(135)는 양극의 극성을 가질 수 있다.
케이스(140)는 전극 조립체(110)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 제공된 대략 육면체 형상일 수 있다. 케이스(140)는 대략 직사각형의 바닥면(141)과, 바닥면(141)으로부터 상부 방향으로 일정 길이 연장된 장측벽(142,143) 및 단측벽(144,145)을 포함할 수 있다. 이러한 장측벽(142,143)과 단측벽(144,145)은 각각 마주보는 한 쌍으로 구비될 수 있다.
일부 예들에서, 케이스(140)는 스틸, 스틸 합금, 니켈 도금된 스틸, 니켈 도금된 스틸 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 케이스(140)의 내면은 기본적으로 절연 처리되어, 내부에서 전기적 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 경우에 따라, 케이스(140)는 캡 플레이트(131)를 통해 전극 조립체(110)의 일 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
절연 부재(150)는 케이스(140)의 외면에 부착, 접착, 밀착, 접촉 또는 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 절연 부재(150)는 절연 테이프, 외장 테이프 또는 마감 테이프를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
절연 부재(150)는 케이스(140)의 바닥면(141)과, 장측벽(142,143) 및 단측벽(144,145)을 덮을 수 있다. 일부 예들에서, 절연 부재(150)는 캡 플레이트(131)로 연장되어, 캡 플레이트(131)의 가장자리를 덮을 수 있다. 일부 예들에서, 절연 부재(150)는 캡 플레이트(131)와 케이스(140) 사이의 경계면(또는 용접 부분)을 덮을 수 있다. 일부 예들에서, 절연 부재(150)는 케이스(140)와 외부 장치 사이를 절연시키는 역할을 할 수 있다.
절연 부재(150)는 케이스(140)와 접촉하는 제1층(150a), 외부로 노출되는 제3층(150c), 및 제1층(150a)과 제3층(150c) 사이에 개재된 제2층(150b)을 포함할 수 있다.
제1층(150a)은 내열 소재를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1층(150a)은 고내열 소재로 PI(polyimide) 또는 PEEK(polyether ether ketone)를 포함할 수 있다. 제1층(150a)은 최내층으로, 케이스(140)와 직접적으로 접촉하는 층일 수 있다. 제1층(150a)은 케이스(140)에서 발생되는 열에 의해 절연 부재(150)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 일부 예들에서, 제1층(150a)은 점착 또는 접착성을 가지며, 절연 부재(150)를 케이스(140)에 부착시키는 역할을 할 수 있다.
제2층(150b)은 절연 소재를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제2층(150b)은 고절연 소재로 PET(polyethlene terephthalate), PBT(polybutylene terephthalate) 또는 PPS(polyphenylene sulfide)를 포함할 수 있다. 제2층(150b)은 제1층(150a)과 제3층(130c) 사이에 위치하며, 케이스(140)의 절연 특성을 강화시킬 수 있다.
제2층(150b)은 절연 소재를 포함 일부 예들에서, 제3층(150c)은 고연신 소재로 OPP(oriented poly propylene), CPP(casting poly propylene) 또는 PU(polyurethane)를 포함할 수 있다. 제3층(150c)은 최외층으로, 외부로 노출되는 층일 수 있다. 제3층(150c)은 절연 부재(150)를 케이스(140)에 부착할 때, 절연 부재(150)가 절곡되거나 접히는 과정에서 제조 공정의 마진을 확보할 수 있다.
절연 부재(150)는 케이스(140)의 일 장측벽(142)을 덮는 제1영역(151), 케이스(140)의 타 장측벽(143)을 덮는 제2영역(152), 및 케이스(140)의 바닥면(141)을 덮는 제3영역(153)을 포함할 수 있다. 설명의 편의상, 제1영역(151)에 의해 덮이는 장측벽(142)을 전면 장측벽이라고 지칭하고, 제2영역(152)에 의해 덮이는 장측벽(143)을 후면 장측벽이라고 지칭하기로 한다.
제1영역(151)은 케이스(140)의 단측벽(144,145)으로 연장된 제1측벽 연장부(151a)를 포함할 수 있다. 제1측벽 연장부(151a)는 제1방향(X)(또는 케이스의 길이 방향)으로 연장되며, 제1영역(151)의 양측에 위치할 수 있다. 제1측벽 연장부(151a)는 케이스(140)의 단측벽(144,145)의 일부를 덮을 수 있다. 제1측벽 연장부(151a)는 제3영역(153)과 연결될 수 있다.
또한, 제1영역(151)은 캡 플레이트(131)로 연장된 제1상부 연장부(151b)를 포함할 수 있다. 제1상부 연장부(151b)는 제1방향(X)과 수직한 제2방향(Y)(또는 케이스의 높이 방향)으로 연장되며, 제1영역(151)의 일측에 위치할 수 있다. 제2방향(Y)을 기준으로, 제1영역(151)의 일단에는 제1상부 연장부(151b)가 위치하고, 타단에는 제3영역(153)이 위치할 수 있다.
제2영역(152)은 케이스(140)의 단측벽(144,145)으로 연장된 제2측벽 연장부(152a)를 포함할 수 있다. 제2측벽 연장부(152a)는 제1방향(X)(또는 케이스의 길이 방향)으로 연장되며, 제2영역(152)의 양측에 위치할 수 있다. 제2측벽 연장부(152a)는 케이스(140)의 단측벽(144,145)의 일부를 덮을 수 있다. 제2측벽 연장부(152a)는 제3영역(153)과 연결될 수 있다.
또한, 제2영역(152)은 캡 플레이트(131)로 연장된 제2상부 연장부(152b)를 포함할 수 있다. 제2상부 연장부(152b)는 제1방향(X)과 수직한 제2방향(Y)(또는 케이스의 높이 방향)으로 연장되며, 제2영역(152)의 일측에 위치할 수 있다. 제2방향(Y)을 기준으로, 제2영역(152)의 일단에는 제2상부 연장부(152b)가 위치하고, 타단에는 제3영역(153)이 위치할 수 있다.
제3영역(153)은 제1영역(151)과 제2영역(152) 사이에 위치할 수 있다. 제3영역(153)은 케이스(140)의 단측벽(144,145)으로 연장된 제3측벽 연장부(153a)를 포함할 수 있다. 제3측벽 연장부(153a)는 제1방향(X)(또는 케이스의 길이 방향)으로 연장되며, 제3영역(153)의 양측에 위치할 수 있다. 제3측벽 연장부(153a)는 케이스(140)의 단측벽(144,145)의 일부를 덮을 수 있다. 제3측벽 연장부(153a)는 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)와 연결될 수 있다.
제3측벽 연장부(153a)에는 제1방향(X)으로 연장된 절개부(153b)가 제공될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 절연 부재(150)가 케이스(140)에 부착되었을 때, 절개부(153b)가 연장된 방향은 케이스(140)의 높이 방향을 말할 수 있다.
절개부(153b)는 제3측벽 연장부(153a)의 끝단으로부터 내측을 향해 연장될 수 있다. 절개부(153b)는 서로 이격된 2개의 슬릿을 포함할 수 있다. 절개부(153b)는 제3측벽 연장부(153a)와 제1측벽 연장부(151a)가 만나는 경계면 및 제3측벽 연장부(153a)와 제2측벽 연장부(152a)가 만나는 경계면으로부터 이격되게 위치할 수 있다. 절개부(153b)는 절연 부재(150)의 접히는 방향을 유도하기 위한 가이드 역할을 할 수 있다. 일부 예들에서, 절개부(153b)는 제1측벽 연장부(151a)와 제2측벽 연장부(152a) 및 제3측벽 연장부(153a)가 케이스(140)의 단측벽(144,145)에 부착될 때, 절연 부재(150)가 쭈그러지는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 케이스(140)의 단측벽(144,145)은 제1측벽 연장부(151a), 제2측벽 연장부(152a) 및 제3측벽 연장부(153a)에 의해 덮일 수 있다. 일부 예들에서, 케이스(140)의 단측벽(144,145)에는 제1측벽 연장부(151a), 제2측벽 연장부(152a) 및 제3측벽 연장부(153a)가 서로 중첩되어 덮이는 영역이 존재할 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5g를 참조하여, 케이스(140)에 절연 부재(150)를 부착하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 절연 부재(150)의 제1층(150a)에 케이스(140)의 바닥면(141)이 접촉하도록, 내부에 전극 조립체(110)가 수납되고 캡 플레이트(131)로 밀봉된 케이스(140)가 제공될 수 있다. 케이스(140)의 바닥면(141)은 절연 부재(150)의 제3영역(153) 상에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 절연 부재(150)의 제1영역(151) 및 제2영역(152)을 절곡하여, 절연 부재(150)가 케이스(140)의 장측벽(142,143)을 덮을 수 있다. 제1영역(151)은 케이스(140)의 전면 장측벽(142)에 부착되고, 제2영역(152)은 케이스(140)의 후면 장측벽(143)에 부착될 수 있다. 제1영역(151)의 제1상부 연장부(151b) 및 제2영역(152)의 제2상부 연장부(152b)는 캡 플레이트(131)의 상부로 돌출될 수 있다.
제1영역(151)의 제1측벽 연장부(151a) 및 제2영역(152)의 제2측벽 연장부(152a)를 케이스(140)의 단측벽(144,145)을 향해서 절곡시켜, 도 5c에 도시된 바와 같이, 절연 부재(150)가 케이스(140)의 단측벽(144,145)을 덮을 수 있다. 일부 예에서, 제1측벽 연장부(151a)가 단측벽(144,145)에 부착된 후, 제2측벽 연장부(152a)가 제1측벽 연장부(151a) 상에 부착될 수 있다. 물론, 반대로 제2측벽 연장부(152a)가 단측벽(144,145)에 부착된 후, 제1측벽 연장부(151a)가 제2측벽 연장부(152a) 상에 부착될 수 있다. 이에 따라, 제1측벽 연장부(151a)와 제2측벽 연장부(152a)가 서로 중첩되는 영역이 발생될 수 있다.
또한, 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)가 절곡될 때, 제3측벽 연장부(153a)는 절개부(153b)에 의해 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)와 이격된 상태일 수 있다. 구체적으로, 제3측벽 연장부(153a)에서 절개부(153b) 내측에 위치한 영역은 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)가 절곡되더라도, 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)와 함께 접히거나 움직이지 않게 된다. 제3측벽 연장부(153a)에서 절개부(153b)의 외측에 위치한 영역은 제1측벽 연장부(151a) 및 제2측벽 연장부(152a)와 함께 절곡될 수 있다.
다음으로, 제3측벽 연장부(153a)를 절곡하여, 도 5d에 도시된 바와 같이, 케이스(140)의 단측벽(144,145)을 덮을 수 있다. 제3측벽 연장부(153a)는 제1측벽 연장부(151a)와 제2측벽 연장부(152a)가 서로 중첩되는 영역 상에 부착될 수 있다. 이에 따라, 케이스(140)의 단측벽(144,145)에는 제1측벽 연장부(151a), 제2측벽 연장부(152a) 및 제3측벽 연장부(153a)가 서로 중첩되어 덮이는 영역이 존재할 수 있다.
다음으로, 도 5e 내지 도 5g에 도시된 바와 같이, 제1영역(151)의 제1상부 연장부(151b) 및 제2영역(152)의 제2상부 연장부(152b)를 절곡하여 캡 플레이트(131)의 가장자리를 덮을 수 있다. 일부 예에서, 케이스(140)의 단측벽(144,145)의 상부로 돌출된 제1상부 연장부(151b) 및 제2상부 연장부(152b)를 절곡한 후, 케이스(140)의 장측벽(142,143)의 상부로 돌출된 제1상부 연장부(151b) 및 제2상부 연장부(152b)를 절곡할 수 있다. 물론 반대로 케이스(140)의 장측벽(142,143)의 상부로 돌출된 제1상부 연장부(151b) 및 제2상부 연장부(152b)를 절곡한 후, 케이스(140)의 단측벽(144,145)의 상부로 돌출된 제1상부 연장부(151b) 및 제2상부 연장부(152b)를 절곡할 수 있다.
이와 같이 하여, 케이스(140)의 외면에 절연 부재(150)가 부착된 이차 전지(100)를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 이차 전지 110: 전극 조립체
120: 집전판 130: 캡 조립체
131: 캡 플레이트 140: 케이스
141: 바닥면 142,143: 장측벽
144,145: 단측벽 150: 절연 부재
150a: 제1층 150b: 제2층
150c: 제3층 151: 제1영역
151a: 제1측벽 연장부 151b: 제1상부 연장부
152: 제2영역 152a: 제2측벽 연장부
152b: 제2상부 연장부 153: 제3영역
153a: 제3측벽 연장부 153b: 절개부

Claims (11)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수납하며, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장된 장측벽과 단측벽을 포함하는 케이스;
    상기 케이스의 상부에 결합되어, 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및
    상기 케이스의 외면에 부착된 절연 부재를 포함하고,
    상기 절연 부재는 상기 케이스의 외면에 접촉하며 내열 소재로 이루어진 제1층, 외부로 노출되며 연신 소재로 이루어진 제3층, 및 상기 제1층과 제3층 사이에 개재되며 절연 소재로 이루어진 제2층을 포함하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 부재는
    상기 장측벽을 덮는 제1영역과 제2영역; 및
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 개재되며, 상기 바닥면을 덮는 제3영역을 포함하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 단측벽으로 연장된 제1측벽 연장부를 포함하고,
    상기 제2영역은 상기 단측벽으로 연장된 제2측벽 연장부를 포함하며,
    상기 제3영역은 상기 단측벽으로 연장된 제3측벽 연장부를 포함하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단측벽의 일부는 상기 제1측벽 연장부, 상기 제2측벽 연장부, 및 상기 제3측벽 연장부에 의해 중첩되어 덮이는 이차 전지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3측벽 연장부에는 서로 이격된 2개의 슬릿을 포함하는 절개부가 형성된 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절개부는 상기 제1측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면 및 상기 제2측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면으로부터 이격된 이차 전지.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 캡 플레이트로 연장된 제1상부 연장부를 포함하고,
    상기 제2영역은 상기 캡 플레이트로 연장된 제2상부 연장부를 포함하는 이차 전지.
  8. 바닥면과 상기 바닥면으로부터 상부 방향으로 연장된 장측벽과 단측벽을 포함하며, 내부에 전극 조립체가 수납되고 상부에 캡 플레이트로 밀봉된 케이스를 준비하는 단계; 및
    상기 케이스의 외면에 제1영역과 제2영역, 및 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 개재된 제3영역을 포함하는 절연 부재를 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 절연 부재를 부착하는 단계는
    상기 제3영역에 상기 케이스의 바닥면을 접촉시키는 단계;
    상기 제1영역 및 제2영역을 절곡하여 상기 케이스의 장측벽을 덮는 단계;
    상기 제1영역의 제1측벽 연장부 및 상기 제2영역의 제2측벽 연장부를 절곡하여 상기 케이스의 단측벽을 덮는 단계;
    상기 제3영역의 제3측벽 연장부를 절곡하여 상기 케이스의 단측벽을 덮는 단계; 및
    상기 제1영역의 제1상부 연장부 및 상기 제2영역의 제2상부 연장부를 절곡하여 상기 캡 플레이트의 가장자리를 덮는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제3측벽 연장부에는 서로 이격된 2개의 슬릿을 포함하는 절개부가 형성되고,
    상기 절개부는 상기 제1측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면 및 상기 제2측벽 연장부와 상기 제3측벽 연장부의 경계면으로부터 이격된 이차 전지의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3측벽 연장부에서 상기 절개부의 외측 영역은 상기 제1측벽 연장부 및 상기 제2측벽 연장부와 함께 절곡되는 이차 전지의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연 부재는 상기 케이스의 외면에 접촉하며 내열 소재로 이루어진 제1층, 외부로 노출되며 연신 소재로 이루어진 제3층, 및 상기 제1층과 제3층 사이에 개재되며 절연 소재로 이루어진 제2층을 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
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