WO2016204467A1 - 리튬이온 이차전지 - Google Patents

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pair
hole
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홍지준
김인중
김경준
정영호
진영훈
정택주
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Definitions

  • the present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly, to a lithium ion secondary battery configured to maximize the performance of the battery by maximizing the storage space in the electronic device in which the secondary battery is stored or mounted.
  • the lithium ion secondary battery is rapidly becoming a new energy source of portable electronic devices in recent years because of its relatively high energy density and charge / discharge life per unit weight, compared to conventional aqueous solutions such as nickel-cadmium and nickel-hydrogen. It replaces existing battery.
  • aqueous solutions such as nickel-cadmium and nickel-hydrogen.
  • the present applicant has developed a secondary battery using a pocketed electrode body in order to solve this problem, and Korean Patent Nos. 10-1168651 and 10-0337707 filed and registered by the present applicant have been developed. Disclosed is a lithium ion secondary battery and a manufacturing technology using the prepared electrode body.
  • the lithium ion secondary battery using the pocketing electrode body has a typical shape such as a coin type, a flat type such as a button type or a button type, or a pouch type. Since it is common to manufacture, there is still a problem that a secondary battery having a typical shape cannot be used when the shape or shape of the electronic device in which the secondary battery is used is changed.
  • the protrusion when the protrusion is formed on the inner surface of the case in which the secondary battery is accommodated, the space in which the secondary battery can be accommodated by the protrusion decreases, resulting in a case in which the storage space is not properly utilized.
  • the secondary battery since the existing secondary battery does not efficiently utilize the remaining space of the storage space, the secondary battery has a space formed by a curved electronic device, an uneven portion space or a protrusion in terms of battery capacity or usage time. It does not reach a satisfactory level to apply to.
  • the present applicant has a form and structure that can effectively utilize the remaining space of the storage space to increase the battery capacity or use time of the secondary battery and to reduce the restriction on the form of the electronic device in which the secondary battery is used.
  • the present invention has been proposed.
  • the present invention is to solve the above problems, it is possible to provide a lithium ion secondary battery without lowering the performance of the secondary battery by maximizing the battery storage space of the electronic device.
  • the present invention can provide a lithium ion secondary battery that can minimize the form constraints of the electronic device in which the secondary battery is used.
  • the present invention provides a secondary battery including an electrode assembly in which a plurality of pocketing positive electrode bodies and a negative electrode body are alternately stacked, wherein the electrode assembly is provided with a recessed recessed space, and the protrusion of the electronic device is inserted into the space. Can be.
  • the pocketing positive electrode may include a positive electrode plate having a coating layer of a lithium or lithium metal composite oxide as a positive electrode active material and a plain protrusion, and having a first through hole; A pair of separators covering both surfaces of the positive electrode plate while exposing only the plain protrusion; And a film part positioned between the pair of separators in the whole or a portion of the circumference of the positive electrode plate and bonded to the pair of separators.
  • the film part may further include: a first insulating member positioned between the pair of separators in the entire outer circumference of the anode plate or a part of the outer circumference thereof and adhered to the pair of separators; And a second insulating member disposed between the pair of separators in the entirety of the inner circumference of the anode plate forming the first through hole or a part of the inner circumference thereof and adhered to the pair of separators.
  • the film unit may include a connection member connecting the first insulating member and the second insulating member to each other.
  • both ends of the connection member may be connected to at least one portion of a circumferential direction of the inner surface of the first insulating member and a circumferential direction of the outer surface of the second insulating member.
  • the positive electrode plate may be formed with a cutout that can accommodate the connection member.
  • the negative electrode body includes a negative electrode plate having a carbonaceous negative electrode active material coating layer capable of occluding and releasing lithium and a plain protrusion, and a second through hole communicated with the first through hole in the negative electrode plate of the negative electrode body. This can be formed.
  • the second through hole may be selectively formed or not formed in the negative electrode plate of the negative electrode body disposed at the lowermost end of the electrode assembly.
  • a portion of the pair of separators corresponding to the first through hole of the positive electrode plate may be heated and pressurized to adhere to the inner surface of the second insulating member and to adhere to the surface of the negative electrode plate of the negative electrode disposed at the bottom of the electrode assembly. Can be.
  • the space formed in the electrode assembly may be formed in the shape of a hole by an inner side surface of the second insulating member accommodated in the first through hole and an inner side surface of the negative electrode plate forming the second through hole. It may be formed in the shape of a groove by the inner surface of the second insulating member accommodated in the through hole, the inner surface of the negative electrode plate forming the second through hole and the upper surface of the negative electrode plate disposed at the lowermost end of the electrode assembly.
  • an adhesive material may be applied to both surfaces of the first insulating member, the second insulating member, and the connection member facing the pair of separators.
  • a positioning unit on which the first insulating member is disposed may be displayed on any one of the pair of separators.
  • the first insulating member may be provided with an accommodating portion capable of accommodating the plain protrusion of the positive plate.
  • an adhesive material may be applied to both surfaces of the first insulating member, the second insulating member, and the connection member facing the pair of separators.
  • first insulating member, the second insulating member and the connecting member may include a polyolefin resin film, a polyester resin film, a polystyrene resin film, a polyimide film, a fluorocarbon resin film, an ABS film, and a polyacrylic resin. It may include any one selected from the group consisting of a film, acetal-based film, polycarbonate film.
  • first insulating member, the second insulating member and the connecting member are ethylene vinyl acetate, ethylene ethyl acetate, ethylene acrylic acid compound, ionomer compound, polyethylene, polyvinyl acetate, polyvinyl butyral It may include any one of the adhesive components selected from the group of configured hot melt adhesive materials.
  • a plurality of electrode assemblies having different sizes are stacked in multiple stages, and thus the height of the secondary battery storage space of an electronic device having a curved space having a curved shape, or the height according to the arrangement of electronic components Since it can be accommodated in the secondary battery receiving space of the electronic device having the uneven portion or the protrusion, it is possible to take full advantage of the secondary battery storage space in the electronic device.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention can maximize the remaining space of the secondary battery storage space of the electronic device, thereby increasing the battery capacity and battery usage time.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention because the secondary battery storage space of the electronic device is not limited to the existing square or cylindrical, it is possible to design the electronic device in a variety of designs.
  • FIG. 1 is a perspective view of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the lithium ion secondary battery illustrated in FIG. 1 viewed in the direction of arrow A-A '.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the pocketing anode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of a pocketing anode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a plan view of a negative electrode body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of positive electrode plates and a plurality of film portions are disposed between a pair of separators according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating a state in which a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention is accommodated in a battery accommodation space of an electronic device.
  • FIG. 8 is a perspective view of a pouch for sealing the electrode assembly of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the electrode assembly is sealed by the pouch of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the pouch secondary battery illustrated in FIG. 9 viewed in the direction of arrow A-A '.
  • the lithium ion secondary battery 100 includes an electrode assembly in which a plurality of pocketing positive electrode bodies 200 and negative electrode bodies 300 are alternately stacked. 400).
  • the electrode assembly 400 is provided with a space portion S1 into which the protrusions 11 (see FIG. 7) protruding toward the battery storage space of the electronic device are inserted and accommodated. It may be formed by the first through hole 212 and the second through hole 312 formed in the two pocketing anode body 200 and the cathode body 300, respectively.
  • the space S1 may be formed in the shape of a groove on the electrode assembly 400, as shown in FIG. 2, or may be formed in the shape of a groove, as shown in FIG. 10.
  • the cathode body 300 disposed at the lowermost end of the electrode assembly 400 is disposed. Except for the remaining plurality of pocketing anode body 200 and the cathode body 300 may be formed by the first through hole 212 and the second through hole 312, respectively.
  • a plurality of pocketing anodes constituting the electrode assembly 400 ( It may be formed by the first through hole 212 and the second through hole 312 formed in both the 200 and the cathode body 300, respectively.
  • the pocketing positive electrode 200 has a coating layer of a lithium or lithium metal composite oxide, which is a positive electrode active material, and a plain protrusion 211, and a battery storage space of an electronic device.
  • a pair of bipolar plates 210 having a first through hole 212 formed therein through which the protrusions 11 protruding toward the surface can be inserted, and covering both surfaces of the bipolar plate 210 while only the plain protrusions 211 are exposed. It may include a film portion 230 which is disposed between the pair of separator 220 in the separator 220 and the whole or part of the periphery of the positive electrode plate 210 and bonded to the pair of separator 220. .
  • the negative electrode body 300 has a carbonaceous negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium and a non-stick protrusion 311, and includes a first through hole formed in the positive electrode plate 210. And a negative electrode plate 310 in which a second through hole 312 communicates with corresponding to 212.
  • the negative electrode plate 310 of the negative electrode body 300 is larger than the size of the positive electrode plate 210 to stably occlude lithium ions emitted from the positive electrode plate 210 of the pocketing positive electrode 200. .
  • the shape of the space S1 may be formed in the shape of a groove or a hole corresponding to the protrusion length, the protrusion direction and the number of protrusions 11 (see FIG. 7) protruding toward the battery storage space of the electronic device. Accordingly, the second through hole 312 may or may not be selectively formed in the negative electrode plate 310 of the negative electrode body 300 disposed at the lowermost end of the electrode assembly 400.
  • the film portion 230 of the pocketing anode body 200 may include the pair of separators in the entire outer portion or the portion of the outer circumference of the positive electrode plate 210. All of the inner circumference of the first insulating member 231 and the inner circumference of the bipolar plate 210 formed by partitioning the first through hole 212 and the first insulating member 231 which is disposed between the 220 and bonded to the pair of separators 220. A portion of an inner circumference may include a second insulating member 232 positioned between the pair of separators 220 and bonded to the pair of separators 220.
  • the first insulating member 231 and the second insulating member 232 may cooperate with each other to form a punching space S2 in which the positive electrode plate 210 may be accommodated.
  • the punching space S2 has a shape or size in which the positive electrode plate 210 can be accommodated.
  • the punching space S2 is formed in a shape of a rectangular frame corresponding to the shape of the positive electrode plate 210, but is not limited thereto. It may be manufactured in a frame shape of circular and polygonal shapes.
  • the positive electrode plate 210 is accommodated in the punching space S2 while being spaced apart from the first insulating member 231 and the second insulating member 232 to form the punching space S2. Can be.
  • an outer side surface of the positive electrode plate 210 is spaced apart from an inner side surface of the first insulating member 231, and an inner side surface of the positive electrode plate 210 forming the first through hole 212 may be formed of the first side. 2 is spaced apart from the outer surface of the insulating member 232.
  • the film unit 230 may further include a connection member 233 connecting the first insulating member 231 and the second insulating member 232 to each other.
  • Both ends of the connection member 233 may be connected to at least one portion of an inner circumferential direction of the first insulating member 231 and an outer circumferential direction of the second insulating member 232.
  • the connecting member 233 is formed in the process of the second insulating member 232 is received in the first through hole 212 of the positive electrode plate 210 and disposed along the inner circumferential direction of the positive electrode plate 210.
  • the insulating member 232 may be placed in a preset position.
  • connection member 233 may be disposed on the separator 220 disposed below the anode plate 210 of the pair of separators 220.
  • the second insulating member 232 may be disposed at a position that can be accommodated in the first through hole 212 of the bipolar plate 210.
  • the positive electrode plate 210 is preferably formed with a cutout portion 213 that can accommodate the connection member 233 of the film portion 230.
  • the cutout 213 may be formed on the separator 220 of any one of the pair of separators 220 to which the positive electrode plate 210 is bonded.
  • the positive plate 210 is prevented from being accommodated in the punching space S2 in a state of being stacked on the connection member 233 of the film part 230.
  • the positive electrode plate 210 is stacked on the connection member 233, and thus the pair of the positive electrode plate 210 and the pair are formed.
  • a gap is formed between the separators 220, and thus, when the plurality of pocketing anodes 200 and the cathode bodies 300 are alternately stacked, the pocketing anodes 200 and the cathode bodies 300 are alternately stacked.
  • a gap may be formed between the battery cells to degrade performance.
  • connection member 233 is illustrated in the drawing as connecting the center of the inner surface of the first insulating member 231 and the center of the outer surface of the second insulating member 232, but is not limited thereto. That is, the position or number of the connection member 233 is formed if the inner surface of the first insulating member 231 and the outer surface of the second insulating member 232 can be connected to each other, the first insulating member 231. At least one portion of the inner circumferential direction of the inner side) and the outer circumferential direction of the second insulating member 232 may be selected and formed.
  • an adhesive material may be applied to the first insulating member 231, the second insulating member 232, and the connection member 233 of the film part 230. That is, an adhesive material may be applied to both surfaces of the first insulating member 231, the second insulating member 232, and the connecting member 233 facing the pair of separators 220.
  • first insulating member 231, the second insulating member 232, and the connecting member 233 of the film part 230 may include a polyolefin resin film, a polyester resin film, a polystyrene resin film, and a poly It may include any one selected from the group consisting of an imide film, a polyamide film, a fluorocarbon resin film, an ABS film, a poly acrylic film, an acetal film, a polycarbonate film.
  • the first insulating member 231, the second insulating member 232, and the connecting member 233 may include ethylene vinyl acetate, ethylene ethyl acetate, ethylene acrylic acid compound, ionomer compound, polyethylene, It is preferred to include any one of the adhesive components selected from the group of hot melt adhesive materials consisting of polyvinyl acetate, polyvinyl butyral.
  • an accommodating part 231a may be formed in the first insulating member 231 to accommodate the plain protrusion 211 of the positive electrode plate 210.
  • the accommodating part 231a may have a flat projection 211 of the positive electrode plate 210 when the positive electrode plate 210 is accommodated in the punching space S2 of the film unit 230. It is prevented from being stacked on the upper side of the first insulating member 231 adhered to any one of the separators 220.
  • the accommodating part 231a is not formed in the first insulating member 231, the plain protrusion 211 of the positive electrode plate 210 is stacked on the first insulating member 231. Therefore, a gap is inevitably formed between the positive electrode plate 210 and the pair of separators 220. Accordingly, when a plurality of the pocketing positive electrode 200 and the negative electrode 300 are alternately stacked, a gap is formed between the pocketing positive electrode 200 and the negative electrode 300, thereby degrading battery performance. Can be.
  • the accommodating part 231a may be formed in a portion of the circumferential direction of the first insulating member 231, and the plain protrusion of the mall bipolar plate 210 when the positive electrode plate 210 is accommodated in the punching space S2. It may be formed at a position corresponding to (211).
  • a positioning unit for guiding a position where the first insulating member 231 of the film unit 230 is placed in one of the pair of separators 220. 221 may be displayed.
  • the positioning unit 221 allows the operator to easily and accurately perform the task of adhering the plurality of film units 230 to a predetermined position with respect to the strip-shaped separator 220.
  • the space S1 formed in the electrode assembly 400 includes a negative electrode plate forming the inner surface of the second insulating member 232 and the second through hole 312 accommodated in the first through hole 212.
  • the inner surface of the insulating member 232 and the inner surface of the negative electrode plate 312 forming the second through hole 212 may be formed in the form of a hole.
  • the lithium ion secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention configured as described above, can be sealed by a variety of packaging (packing) material, can or pouch type battery according to what packaging material to use Can be used as
  • the packaging material for sealing the lithium ion secondary battery 100 is a pouch of a flexible material, as shown in FIG. 8, a pair of electrode assemblies 400 may be accommodated in the pouch P. It is preferable to form an insertion portion 31 which protrudes in the accommodation groove 30 and the pair of accommodation grooves 31 and is inserted into the space S1 formed in the electrode assembly 400.
  • the pair of accommodating grooves 30 are formed in a shape corresponding to the outer shape of the electrode assembly 400, and the positions corresponding to each other when the pouch P is folded in half with respect to the fold line L It is preferably formed in.
  • the worker folds the pouch (P) fold line (L) This is because the pair of receiving grooves 30 may be combined with each other to seal the electrode assembly 400 by folding in half.
  • the insertion part 31 may be formed in each of the pair of receiving grooves 30, or may be formed only in one of the receiving grooves 30 of the pair of receiving grooves 30. . That is, the insertion part 31 is formed only in any one receiving groove 30 of the pair of receiving grooves 30 when the space S1 formed in the electrode assembly 400 is formed in the shape of a groove. On the contrary, when the space S1 is formed in the shape of a hole, as shown in FIG. 8, the space of the electrode assembly 400 is formed in each of the pair of receiving grooves 30. The upper and lower portions S1 may be respectively inserted.
  • the pouch P having the configuration as described above is cut into a shape corresponding to the outer shape of the electrode assembly 400 in a sealed state of the electrode assembly 400.
  • the cutting site may be sealed.
  • the uncut portion may also be cut and then the cut portion may be sealed.
  • FIG. 10 illustrates that the space S1 formed in the electrode assembly 400 has a shape of a hole penetrating through the electrode assembly 400.
  • Lithium ion secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention having the above configuration can maximize the remaining space of the secondary battery storage space of the electronic device, it is possible to increase the battery capacity and battery usage time.
  • the lithium ion secondary battery 100 since the lithium ion secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention does not limit the secondary battery accommodating space of the electronic device to the existing square or cylinder, the electronic device can be designed in various designs.
  • the present invention can be applied to a variety of electronic devices such as smartphones, cameras, notebooks, and can be sold to consumers or sold separately along with the electronic devices.

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Abstract

본 발명은, 리튬이온 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 이차전지가 수납되거나 장착되는 전자기기 내의 수납공간을 최대한 활용하여 전지의 성능을 극대화 시킬 수 있도록 구성된 리튬이온 이차전지에 관한 것이며, 복수개의 포켓팅 양극체와 음극체가 교대로 적층된 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 전극 조립체에는 음각으로 함몰된 공간부가 형성되며, 상기 공간부는 상기 전극 조립체의 최하단에 배치된 음극체를 제외한 나머지 복수개의 포켓팅 양극체 및 음극체에 형성될 수 있다.

Description

리튬이온 이차전지
본 발명은 리튬이온 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 이차전지가 수납되거나 장착되는 전자기기 내의 수납공간을 최대한 활용하여 전지의 성능을 극대화시킬 수 있도록 구성된 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.
휴대전화, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 전자기기 시장이 확대되고 다양화됨에 따라 재충전이 가능한 전원공급용 이차 전지에 대한 수요도 확대되고 있다. 휴대용 전자기기의 소형화, 경량화, 고성능화 및 다기능화는 전력원으로 사용되는 이차 전지의 에너지 저장밀도의 계속적인 향상을 요구하고 있다. 따라서, 이를 충족하기 위한 다년간의 연구결과, 현재 리튬의 가역적인 삽입, 방출이 가능한 탄소음극과 리튬의 가역적인 삽입, 방출이 가능한 양극물질을 채용한 리튬이온 이차 전지가 등장하였다.
상기 리튬이온 이차 전지는, 기존의 니켈-카드뮴 및 니켈-수소와 같은 수용액계 이차 전지와 비교할 경우, 단위무게당 에너지 밀도 및 충방전 수명이 상대적으로 크기 때문에 최근 휴대용 전자기기의 새로운 에너지원으로 급속히 기존 전지를 대치하고 있다. 그러나, 휴대용 전자기기의 급속한 발전과 다변화에 따라 더 높은 에너지 밀도와 다양한 규격의 전지 선택에 대한 요구가 급증하고 있는바, 현재 리튬이온 이차 전지는 이와 같은 요구를 충족시켜 주지는 못하고 있는 실정이다.
특히, 전자기기의 급속한 박형화와 소형화는 얇은 두께의 박형 리튬이온 이차 전지에 대한 수요를 급속히 확대시키고 있는 반면, 기존의 원통형이나 각형 리튬이온 이차 전지의 조립방법을 그대로 채용하는 경우, 박형화에 따르는 부피당 에너지 밀도의 하락이 지나치게 큰 편이다. 따라서, 부피당 에너지 밀도가 높은 박형 리튬이온 이차 전지의 개발은 다양한 휴대용 전자기기의 소형화, 경량화, 박형화를 이룩하는 데 필수적이라고 판단된다.
따라서, 본 출원인은, 이러한 문제를 해결하기 위해 포켓팅된 전극체를 이용한 이차전지를 개발하였으며, 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 한국등록특허 제10-1168651호 및 제10-0337707호에는 포켓팅된 전극체를 이용한 리튬이온 이차전지 및 제조기술이 개시되어 있다.
상기 선행특허들은 위의 문제점을 어느 정도 해결하였으나, 포켓팅 전극체를 이용한 리튬이온 이차전지는, 코인(coin)형, 버튼(button)형 등의 편평형 또는 파우치 형태 등의 외장 케이스가 전형적인 형상으로 제조되는 것이 일반적이기 때문에, 이차전지가 사용되는 전자기기의 모양이나 형태가 바뀌면 전형적인 형상의 이차전지가 사용되지 못한다는 문제점은 여전히 남아 있다.
최근에 와서 전자기기의 디자인은 소비자의 선택기준에서 큰 비중을 차지하기 때문에, 근래에는 세련되고 미려한 형상의 곡면형 전자기기들이 많이 출시되고 있는 실정이다.
그러나, 기존의 이차전지가 상기 곡면형 전자기기나, 또는, 전자부품들에 의해 필연적으로 요철부 공간이 형성되는 전자기기에 수납될 경우, 전자기기 내의 이차전지 수납공간에 상기 이차전지가 채우지 못하는 잔여공간이 남아있게 된다.
또한, 이차전지가 수용되는 케이스 내면에 돌출부가 형성되어 있을 경우에, 상기 돌출부에 의해 이차전지가 수납될 수 있는 공간이 줄어들어, 결국, 상기 수납공간의 제대로 활용하지 못하는 경우가 발생한다.
이에 따라, 기존의 이차전지는, 상기 수납공간의 잔여공간을 효율적으로 활용하지 못하기 때문에, 전지용량이나 사용시간 면에서 곡면형 전자기기나 요철부 공간 또는 돌출부에 의해 형성되는 공간을 가지는 전자기기에 적용되기에는 만족할 만한 수준에 이르지 못한다.
따라서, 본 출원인은, 상기 수납공간의 잔여공간을 효율적으로 활용하여 이차전지의 전지용량이나 사용시간을 늘릴 수 있고 이차전지가 사용되는 전자기기의 형태에 대한 제약을 줄일 수 있는 형태와 구조를 가지도록 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자기기의 전지 수납공간을 최대한 활용하여 이차전지의 성능을 저하시키지 리튬이온 이차전지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 이차전지가 사용되는 전자기기의 형태 제약성을 최소화할 수 있는 리튬이온 이차전지를 제공할 수 있다.
본 발명은, 복수개의 포켓팅 양극체와 음극체가 교대로 적층된 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 전극 조립체에는 음각으로 함몰된 공간부가 형성되며, 상기 공간부에는 전자기기의 돌출부가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 포켓팅 양극체는, 양극 활물질인 리튬 또는 리튬 금속 복합 산화물의 코팅층 및 무지 돌출부를 가지며, 제1관통구멍이 형성된 양극판; 상기 무지 돌출부만을 노출시키면서 상기 양극판의 양면을 피복하는 한 쌍의 분리막; 및 상기 양극판 둘레 전체 또는 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 필름부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필름부는, 상기 양극판의 외측 둘레의 전체 또는 외측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 제1절연성 부재; 및 상기 제1관통구멍을 형성하는 상기 양극판의 내측 둘레의 전체 또는 내측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 제2절연성 부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필름부는, 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재를 서로 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부재의 양단은 상기 제1절연성 부재의 내측면 둘레방향과 상기 제2절연성 부재의 외측면 둘레방향 중 적어도 어느 한 부위에 각각 연결될 수 있다.
또한, 상기 양극판에는 상기 연결부재가 수용될 수 있는 절개부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 음극체는, 리튬을 흡장, 방출할 수 있는 탄소질 음극 활물질 코팅층 및 무지 돌출부를 가지는 음극판을 포함하고, 상기 음극체의 음극판에는 상기 제1관통구멍과 대응하여 연통되는 제2관통구멍이 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체의 최하단에 배치된 음극체의 음극판에는 상기 제2관통구멍이 선택적으로 형성되거나 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 분리막 중에서 상기 양극판의 제1관통구멍과 대응되는 부위는 상기 제2절연성 부재의 내측면과 접착되고 상기 전극 조립체의 최하단에 배치되는 음극체의 음극판 표면에 접착되도록 가열 가압될 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체에 형성된 공간부는, 상기 제1관통구멍에 수용된 상기 제2절연성 부재의 내측면과 상기 제2관통구멍을 형성하는 음극판의 내측면에 의해 구멍의 형상으로 형성되거나, 상기 제1관통구멍에 수용된 상기 제2절연성 부재의 내측면과 상기 제2관통구멍을 형성하는 음극판의 내측면 및 상기 전극 조립체의 최하단에 배치되는 음극판의 상면에 의해 홈의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 분리막과 마주하는 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 연결부재의 양면에는 각각 접착물질이 도포될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 분리막 중 어느 하나의 분리막에는 상기 제1절연성 부재가 놓여지는 위치결정부가 표시될 수 있다.
또한, 상기 제1절연성 부재에는 상기 양극판의 무지 돌출부가 수용될 수 있는 수용부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 분리막과 마주하는 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재의 양면에는 각각 접착물질이 도포될 수 있다.
또한, 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재는 폴리 올레핀 수지 필름, 폴리 에스테르 수지 필름, 폴리 스티렌 수지 필름, 폴리 이미드 필름, 플로로 카본 수지 필름, 에비에스 필름, 폴리 아크릴계 필름, 아세탈 계 필름, 폴리 카보네이트 필름으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌 에틸 아세테이트, 에틸렌 아크릴릭 애시드계 화화합물, 아이오노머계 화합물, 폴리 에틸렌, 폴리 비닐 아세테이트, 폴리 비닐 뷰티랄로 구성된 고온 용융형 접착물질군으로부터 선택된 어느 하나의 접착 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지는, 크기가 서로 상이한 복수개의 전극조립체가 다단으로 적층되어 커브 형상의 곡면형 공간을 가지는 전자기기의 이차전지 수납공간이나, 전자부품의 배열에 따른 높낮이에 의하여 요철부 또는 돌출부를 가지는 전자기기의 이차전지 수납공간에 수용될 수 있으므로, 전자기기 내의 이차전지 수납공간을 최대한 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전자기기의 이차전지 수납공간의 잔여공간을 최대한 활용할 수 있으므로, 전지용량 및 전지사용시간을 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전자기기의 이차전지 수납공간을 기존의 각형이나 원통형으로 한정하지 않기 때문에, 전자기기를 다양한 디자인으로 설계 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 리튬이온 이차전지를 A-A' 방향으로 절단하여 화살표 방향에서 바라본 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포켓팅 양극체의 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포켓팅 양극체의 평면도 및 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음극체의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 분리막 사이에 복수개의 양극판과 복수개의 필름부가 배치된 상태를 보여주는 사시도.
도 7은 전자기기의 전지 수납공간에 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지가 수납된 모습을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 전극 조립체를 밀봉하는 파우치의 사시도.
도 9는 도 8의 파우치에 의해 전극 조립체가 밀봉된 상태를 보여주는 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 파우치 이차전지를 A-A' 방향으로 절단하여 화살표 방향에서 바라본 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도 1 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 셀 구조를 가지는 이차전지(100)가 설명된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 리튬이온 이차전지(100)는, 복수개의 포켓팅 양극체(200)와 음극체(300)가 교대로 적층된 전극 조립체(400)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(400)에는 전자기기의 전지 수납공간을 향해 돌출된 돌출부(11, 도 7참조)가 삽입되어 수용될 수 있는 공간부(S1)가 형성되는바, 상기 공간부(S1)는 복수개의 포켓팅 양극체(200) 및 음극체(300)에 각각 형성된 제1관통구멍(212) 및 제2관통구멍(312)에 의해 형성될 수 있다.
그리고, 상기 공간부(S1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극 조립체(400) 상에서 홈의 형상으로 형성될 수 있고, 도 10에 도시된 바와 같이 홈의 형상으로 형성될 수도 있다.
즉, 상기 공간부(S1)가 상기 전극 조립체(400) 상에서 홈의 형상으로 형성될 시에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극 조립체(400)의 최하단에 배치된 음극체(300)를 제외한 나머지 복수개의 포켓팅 양극체(200) 및 음극체(300)에 각각 형성된 제1관통구멍(212) 및 제2관통구멍(312)에 의해 형성될 수 있다.
반면에, 상기 공간부(S1)가 상기 전극 조립체(400) 상에서 구멍의 형상으로 형성될 시에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전극 조립체(400)를 구성하는 복수개의 포켓팅 양극체(200) 및 음극체(300) 모두에 각각 형성되는 제1관통구멍(212) 및 제2관통구멍(312)에 의해 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 포켓팅 양극체(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 양극 활물질인 리튬 또는 리튬 금속 복합 산화물의 코팅층 및 무지 돌출부(211)를 가지며, 전자기기의 전지 수납공간을 향해 돌출된 돌출부(11)가 삽입될 수 있는 제1관통구멍(212)이 형성된 양극판(210)과, 상기 무지 돌출부(211)만을 노출시키면서 상기 양극판(210)의 양면을 피복하는 한 쌍의 분리막(220) 및 상기 양극판(210) 둘레 전체 또는 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막(220) 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막(220)에 접착되는 필름부(230)를 포함함 수 있다.
그리고, 상기 음극체(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 리튬을 흡장, 방출할 수 있는 탄소질 음극 활물질 및 무지 돌출부(311)를 가지며, 상기 양극판(210)에 형성된 제1관통구멍(212)과 대응하여 연통되는 제2관통구멍(312)이 형성된 음극판(310)을 포함할 수 있다.
상기 음극체(300)의 음극판(310)은 상기 포켓팅 양극체(200)의 양극판(210)에서 방출하는 리튬이온을 안정적으로 흡장 시키기 위해 상기 양극판(210)의 크기보다 크게 형성되는 것이 필수적이다.
그리고, 상기 공간부(S1)가 홈의 형상으로 형성될 시에는, 전술한 바와 같이,상기 전극 조립체(400)의 최하단에 배치되는 음극체(300)의 음극판(310)에 제2관통구멍(312)이 형성되지 않는다. 반면에, 상기 공간부(S1)가 상기 전극 조립체(400)를 관통하는 구멍의 형상으로 형성될 시에는, 상기 전극 조립체(400)를 구성하는 음극체(300)의 음극판(310) 모두에 제2관통구멍(312)이 형성될 수 있다.
상기 공간부(S1)의 형상은, 전자기기의 전지 수납공간을 향해 돌출된 돌출부(11, 도 7참조)의 돌출길이, 돌출방향 및 개수 등에 대응하여 홈 또는 구멍의 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 제2관통구멍(312)이 상기 전극 조립체(400)의 최하단에 배치되는 음극체(300)의 음극판(310)에 선택적으로 형성되거나 형성되지 않을 수 있다.
그리고, 상기 포켓팅 양극체(200)의 필름부(230)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 양극판(210)의 외측 둘레의 전체 또는 외측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막(220) 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막(220)에 접착되는 제1절연성 부재(231)와, 상기 제1관통구멍(212)을 구획하여 형성하는 상기 양극판(210)의 내측 둘레의 전체 또는 내측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막(220) 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막(220)에 접착되는 제2절연성 부재(232)를 포함할 수 있다.
상기 제1절연성 부재(231)와 상기 제2절연성 부재(232)는 서로 협력하여 상기 양극판(210)이 수용될 수 있는 타발공간(S2)을 형성할 수 있다.
상기 타발공간(S2)은 상기 양극판(210)이 수용될 수 있는 형상 또는 크기를 가지며, 본 발명의 실시예에서는 상기 양극판(210)의 형상과 대응되는 사각틀의 형상으로 형성되었으나, 이에 한정되지 않고 원형 및 다각형 형상의 틀 형상으로 제작될 수도 있다.
그리고, 상기 양극판(210)은 상기 타발공간(S2)을 형성하는 상기 제1절연성 부재(231) 및 상기 제2절연성 부재(232)와 이격되어 일정간격을 가진 채로 상기 타발공간(S2)에 수용될 수 있다.
즉, 상기 양극판(210)의 외측면은 상기 제1절연성 부재(231)의 내측면과 이격되고, 또한, 상기 제1관통구멍(212)을 형성하는 상기 양극판(210)의 내측면은 상기 제2절연성 부재(232)의 외측면과 이격된다.
한편, 상기 필름부(230)는, 상기 제1절연성 부재(231)와 상기 제2절연성 부재(232)를 서로 연결하는 연결부재(233)를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부재(233)는 상기 제1절연성 부재(231)의 내측면 둘레방향과 상기 제2절연성 부재(232)의 외측면 둘레방향 중 적어도 어느 한 부위에 양단이 각각 연결될 수 있다.
상기 연결부재(233)는, 상기 제2절연성 부재(232)가 상기 양극판(210)의 제1관통구멍(212)에 수용되어 상기 양극판(210)의 내측 둘레방향을 따라 배치되는 과정에서 상기 제2절연성 부재(232)가 기 설정된 위치에 놓일 수 있도록 한다.
즉, 상기 연결부재(233)는, 상기 필름부(230)의 제1절연성 부재(231)가 상기 한 쌍의 분리막(220) 중 상기 양극판(210)의 하측에 배치된 분리막(220)에 놓여질 시에, 상기 제2절연성 부재(232)가 상기 양극판(210)의 제1관통구멍(212)에 수용될 수 있는 위치에 배치될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 양극판(210)에는 상기 필름부(230)의 연결부재(233)가 수용될 수 있는 절개부(213)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 절개부(213)는, 상기 양극판(210)이 상기 필름부(230)가 접착된 상기 한 쌍의 분리막(220) 중 어느 하나의 분리막(220)에 놓여져 상기 필름부(230)가 형성하는 타발공간(S2)에 수용될 시에, 상기 양극판(210)이 상기 필름부(230)의 연결부재(233) 상측에 적측된 상태로 상기 타발공간(S2)에 수용되는 것을 방지한다.
만약, 상기 양극판(210)에 상기 절개부(213)가 형성되지 않는다면, 상기 양극판(210)이 상기 연결부재(233)의 상측에 적층된 상태가 되기 때문에, 상기 양극판(210)과 상기 한 쌍의 분리막(220) 사이에 간극이 형성되고, 결국, 복수개의 포켓팅 양극체(200)와 음극체(300)가 교대로 적층될 시에 상기 포켓팅 양극체(200)와 음극체(300) 사이에 간극이 형성되어 전지의 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 연결부재(233)는 상기 제1절연성 부재(231)의 내측면 중앙과 상기 제2절연성 부재(232)의 외측면 중앙을 연결하는 것으로 도면 상에 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 연결부재(233)가 형성되는 위치 또는 개수는 상기 제1절연성 부재(231)의 내측면과 상기 제2절연성 부재(232)의 외측면을 서로 연결할 수 있다면 상기 제1절연성 부재(231)의 내측면 둘레방향과 상기 제2절연성 부재(232)의 외측면 둘레방향 중 적어도 한 부위에 선택되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 필름부(230)의 제1절연성 부재(231)와 상기 제2절연성 부재(232) 및 상기 연결부재(233)에는 접착물질이 도포될 수 있다. 즉, 상기 한 쌍의 분리막(220)과 마주하는 상기 제1절연성 부재(231)과 상기 제2절연성 부재(232) 및 상기 연결부재(233)의 양면에는 각각 접착물질이 도포될 수 있다.
또한, 상기 필름부(230)의 제1절연성 부재(231)와 상기 제2절연성 부재(232) 및 상기 연결부재(233)는, 폴리 올레핀 수지 필름, 폴리 에스테르 수지 필름, 폴리 스티렌 수지 필름, 폴리 이미드 필름, 폴리 아마이드 필름, 플로로 카본 수지 필름, 에비에스 필름, 폴리 아크릴계 필름, 아세탈 계 필름, 폴리 카보네이트 필름으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1절연성 부재(231)와 상기 제2절연성 부재(232) 및 상기 연결부재(233)는, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌 에틸 아세테이트, 에틸렌 아크릴릭 애시드 계 화합물, 아이오노머계 화합물, 폴리 에틸렌, 폴리 비닐 아세테이트, 폴리 비닐 뷰티랄로 구성된 고온 용융형 접착물질군으로부터 선택된 어느 하나의 접착 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1절연성 부재(231)에는 상기 양극판(210)의 무지 돌출부(211)가 수용될 수 있는 수용부(231a)가 형성될 수 있다.
상기 수용부(231a)는, 상기 양극판(210)이 상기 필름부(230)의 타발공간(S2)에 수용될 시에, 상기 양극판(210)의 무지 돌출부(211)가 상기 한 쌍의 분리막(220) 중 어느 하나의 분리막(220)에 접착된 상기 제1절연성 부재(231)의 상측에 적층되는 것을 방지한다.
만약, 상기 제1절연성 부재(231)에 상기 수용부(231a)가 형성되지 않는다면, 상기 양극판(210)의 무지 돌출부(211)가 상기 제1절연성 부재(231)의 상측에 적층된 상태가 되기 때문에, 상기 양극판(210)과 상기 한 쌍의 분리막(220) 사이에는 간극이 형성될 수밖에 없다. 이에 따라, 복수개의 포켓팅 양극체(200)와 음극체(300)가 교대로 적층될 시에 상기 포켓팅 양극체(200)와 음극체(300) 사이에 간극이 형성되어 전지의 성능이 저하될 수 있다.
상기 수용부(231a)는 상기 제1절연성 부재(231)의 둘레방향 일부에서 형성될 수 있으며, 상기 양극판(210)이 상기 타발공간(S2)에 수용될 시에 상가 양극판(210)의 무지 돌출부(211)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 한 쌍의 분리막(220) 중 어느 하나의 분리막(220)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 필름부(230)의 제1절연성 부재(231)가 놓이는 위치를 안내하는 위치결정부(221)가 표시될 수 있다.
상기 위치결정부(221)는, 작업자가 띠 형의 분리막(220)에 대하여 복수개의 필름부(230)를 기 설정된 위치에 접착시키는 작업을 간편하고 정확하게 수행할 수 있도록 해준다.
그리고, 상기 한 쌍의 분리막(220) 중에서 상기 양극판(210)의 제1관통구멍(212)과 대응되는 부위는 도시되지 않은 가열가압수단에 의해 가압되어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2절연성 부재(232)의 내측면과 접착되고, 또한, 전극조립체(400)의 최하단에 배치되는 음극체(300)의 음극판(310) 표면과 접착된다. 따라서, 상기 전극 조립체(400)에 형성된 공간부(S1)는 상기 제1관통구멍(212)에 수용된 상기 제2절연성 부재(232)의 내측면과 상기 제2관통구멍(312)을 형성하는 음극판(312)의 내측면 및 상기 전극 조립체(400)의 최하단에 배치되는 음극판(310)의 상면에 의해 홈의 형태로 형성될 수 있고, 또는, 상기 제1관통구멍(212)에 수용된 상기 제2절연성 부재(232)의 내측면과 상기 제2관통구멍(212)을 형성하는 음극판(312)의 내측면에 의해 구멍의 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 전자기기의 전지 수납공간을 향해 돌출된 전자기기(10)의 돌출부(11)가 상기 전극 조립체(400)를 에워싸는 전지 캔(20)의 홈(21)에 수용된 상태에서 상기 공간부(S1)에 삽입될 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성된, 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지(100)는, 다양한 패키징(packing) 소재에 의해 밀봉될 수 있으며, 어떠한 패키징 소재를 사용하느냐에 따라 캔 타입 또는 파우치 타입의 전지로 사용될 수 있다.
이때, 상기 리튬이온 이차전지(100)를 밀봉하는 패키징 소재가 연성재의 파우치일 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 파우치(P)에 전극 조립체(400)가 수납될 수 있는 한 쌍의 수용홈(30)과, 상기 한 쌍의 수용홈(31) 내에서 돌출되어 상기 전극 조립체(400)에 형성된 공간부(S1)에 삽입되는 삽입부(31)를 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 수용홈(30)은, 상기 전극 조립체(400)의 외형과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 파우치(P)가 접힘선(L)을 기준으로 반으로 접힐 때, 서로 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 한 쌍의 수용홈(30) 중에서 어느 하나의 수용홈(30)에 삽입된 전극 조립체(400)의 밀봉작업을 실시할 시에, 작업자가 상기 파우치(P)를 접힘선(L)을 따라 절반으로 접기만 하면 상기 한 쌍의 수용홈(30)이 서로 형합되어 상기 전극 조립체(400)를 밀봉할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 삽입부(31)는 상기 한 쌍의 수용홈(30) 각각에 형성될 수 있고, 또는, 상기 한 쌍의 수용홈(30) 중 어느 하나의 수용홈(30)에만 형성될 수 있다. 즉, 상기 삽입부(31)는 상기 전극 조립체(400)에 형성된 공간부(S1)가 홈의 형상으로 형성되었을 시에는 상기 한 쌍의 수용홈(30) 중 어느 하나의 수용홈(30)에만 형성되고, 반대로, 상기 공간부(S1)가 구멍의 형상으로 형성되었을 시에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 수용홈(30) 각각에 형성되어 상기 전극 조립체(400)의 공간부(S1) 상부 및 하부로 각각 삽입될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 파우치(P)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전극 조립체(400)를 밀봉한 상태에서 상기 전극 조립체(400)의 외형에 대응되는 형상으로 컷팅된 후 그 컷팅 부위가 실링(sealing)될 수 있다. 이때, 상기 전극 조립체(400)의 공간부(S1)에 삽입된 상기 파우치(P)의 삽입부(31) 중에서 상기 공간부(S1)를 구획 형성하는 상기 전극 조립체(400)의 내측면과 접합하지 않는 부위도 컷팅된 후 그 컷팅 부위가 실링될 수 있다.
참고로, 도 10에는 상기 전극조립체(400)에 형성된 공간부(S1)가 상기 전극조립체(400)를 관통하는 구멍의 형상을 가지는 것으로 도시되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지(100)는, 전자기기의 이차전지 수납공간의 잔여공간을 최대한 활용할 수 있으므로, 전지용량 및 전지사용시간을 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지(100)는, 전자기기의 이차전지 수납공간을 기존의 각형이나 원통형으로 한정하지 않기 때문에, 전자기기를 다양한 디자인으로 설계 가능하게 할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 일 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 스마트폰, 카메라, 노트북 등 다양한 전자기기에 적용될 수 있으며, 전자기기와 함께 소비자에게 판매되거나 별도로 판매될 수 있다.

Claims (16)

  1. 복수개의 포켓팅 양극체와 음극체가 교대로 적층된 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 있어서,
    상기 전극 조립체에는 음각으로 함몰된 공간부가 형성되며,
    상기 공간부에는 전자기기의 돌출부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포켓팅 양극체는,
    양극 활물질인 리튬 또는 리튬 금속 복합 산화물의 코팅층 및 무지 돌출부를 가지며, 제1관통구멍이 형성된 양극판;
    상기 무지 돌출부만을 노출시키면서 상기 양극판의 양면을 피복하는 한 쌍의 분리막; 및
    상기 양극판 둘레 전체 또는 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 필름부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필름부는,
    상기 양극판의 외측 둘레의 전체 또는 외측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 제1절연성 부재; 및
    상기 제1관통구멍을 형성하는 상기 양극판의 내측 둘레의 전체 또는 내측 둘레의 일부에서 상기 한 쌍의 분리막 사이에 위치하여 상기 한 쌍의 분리막에 접착되는 제2절연성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필름부는,
    상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재를 서로 연결하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결부재의 양단은 상기 제1절연성 부재의 내측면 둘레방향과 상기 제2절연성 부재의 외측면 둘레방향 중 적어도 어느 한 부위에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 양극판에는 상기 연결부재가 수용될 수 있는 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극체는,
    리튬을 흡장, 방출할 수 있는 탄소질 음극 활물질 코팅층 및 무지 돌출부를 가지는 음극판을 포함하고,
    상기 음극체의 음극판에는 상기 제1관통구멍과 대응하여 연통되는 제2관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 최하단에 배치된 음극체의 음극판에는 상기 제2관통구멍이 선택적으로 형성되거나 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 분리막 중에서 상기 양극판의 제1관통구멍과 대응되는 부위는 상기 제2절연성 부재의 내측면과 접착되고 상기 전극 조립체의 최하단에 배치되는 음극체의 음극판 표면에 접착되도록 가열 가압되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전극 조립체에 형성된 공간부는,
    상기 제1 관통구멍에 수용된 상기 제2절연성 부재의 내측면과 상기 제2관통구멍을 형성하는 음극판의 내측면에 의해 구멍의 형상으로 형성되거나, 상기 제1 관통구멍에 수용된 상기 제2절연성 부재의 내측면과 상기 제2관통구멍을 형성하는 음극판의 내측면 및 상기 전극 조립체의 최하단에 배치되는 음극판의 상면에 의해 홈의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 분리막과 마주하는 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 연결부재의 양면에는 각각 접착물질이 도포되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 분리막 중 어느 하나의 분리막에는 상기 제1절연성 부재가 놓여지는 위치결정부가 표시되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1절연성 부재에는 상기 양극판의 무지 돌출부가 수용될 수 있는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 분리막과 마주하는 상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재의 양면에는 각각 접착물질이 도포되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재는 폴리 올레핀 수지 필름, 폴리 에스테르 수지 필름, 폴리 스티렌 수지 필름, 폴리 이미드 필름, 플로로 카본 수지 필름, 에비에스 필름, 폴리 아크릴계 필름, 아세탈 계 필름, 폴리 카보네이트 필름으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 리튬이온 이차전지.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1절연성 부재와 상기 제2절연성 부재 및 상기 연결부재는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌 에틸 아세테이트, 에틸렌 아크릴릭 애시드계 화화합물, 아이오노머계 화합물, 폴리 에틸렌, 폴리 비닐 아세테이트, 폴리 비닐 뷰티랄로 구성된 고온 용융형 접착물질군으로부터 선택된 어느 하나의 접착 성분을 포함하는 리튬이온 이차전지.
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