WO2022169197A1 - 이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩 - Google Patents

이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩 Download PDF

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WO2022169197A1
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sealing
pattern layer
electrode
concave portion
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이윤범
윤준호
한창민
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery, a manufacturing method thereof, and a battery pack, and more particularly, to a secondary battery capable of improving the bonding force between a lead film and a pouch, and a manufacturing method thereof, and a battery pack.
  • a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and these secondary batteries are widely used in phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles.
  • the secondary battery is classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch, wherein the can-type secondary battery is an electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked; A can for accommodating the electrode assembly, and a cap assembly mounted on the opening of the can.
  • the pouch-type secondary battery includes an electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked, a pouch accommodating the electrode assembly, and an electrode lead connected to the electrode assembly and drawn out of the pouch.
  • a lead film is provided between the sealing part of the pouch and the electrode lead, and the lead film increases the bonding force and sealing force between the sealing part of the pouch and the electrode lead.
  • the conventional pouch-type secondary battery has a problem in that a vent is generated between the lead film and the sealing part of the pouch when the internal pressure rises. Accordingly, it is necessary to increase the bonding force and sealing force between the lead film and the sealing part of the pouch.
  • the present invention can increase the adhesion area between the lead film and the sealing part of the pouch by patterning the coupling part of the sealing part of the lead film and the pouch, and as a result, the bonding and sealing force between the lead film and the sealing part of the pouch can be increased.
  • An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of being capable of being used, a method for manufacturing the same, and a battery pack.
  • a secondary battery of the present invention for achieving the above object includes an electrode assembly to which an electrode lead is coupled; a pouch having a accommodating part accommodating the electrode assembly in a state in which the tip of the electrode lead is withdrawn to the outside, and a sealing part sealing the accommodating part; and a lead film provided on the electrode lead located in the sealing portion of the pouch, and sealing between the sealing portion and the electrode lead while being coupled to the sealing portion, wherein the sealing portion and the lead film are coupled to the joint portion of the lead film.
  • the sealing pattern layer may be formed to extend in a width direction of the electrode lead, and may include a sealing concave portion and a sealing convex portion that are coupled to the lead concave portion and the lead convex portion to be surface-adherently coupled to the lead convex portion.
  • the lead concave portion and the lead convex portion may be alternately formed along a longitudinal direction of the electrode lead, and the sealing concave portion and the sealing convex portion may be alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead.
  • the width of the lead convex portions alternately formed along the longitudinal direction of the electrode leads is greater than the width of the lead concave portions when the surface of the lead film is viewed as a reference plane, and is alternately formed along the longitudinal direction of the electrode leads
  • the width of the sealing convex portion to be formed is smaller than the sealing concave portion when the surface of the lead film is viewed as a reference plane, the sealing convex portion and the lead concave portion are closely coupled, the sealing concave portion and the lead convex portion
  • the portion may be coupled face-to-face.
  • the lead pattern layer and the sealing pattern layer may be formed only on the surface of the lead film and the sealing part on which the surface of the electrode lead is located.
  • the sealing part has a structure in which a resin layer, a metal layer, and an insulating layer are sequentially stacked, and in the sealing pattern layer, the entire resin layer, the metal layer, and the insulating layer may be patterned into a sealing concave part and a sealing convex part.
  • the sealing part has a structure in which a resin layer, a metal layer, and an insulating layer are sequentially stacked, and in the sealing pattern layer, only a resin layer coupled to the lead film may be patterned into a sealing concave part and a sealing convex part.
  • the lead convex portions and the lead concave portions alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead have a wavy shape
  • the sealing convex portions and the sealing concave portions alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead have a wavy shape.
  • the lead pattern layer may be provided to be attached to the surface of the lead film, and the sealing pattern layer may be provided to be attached to the surface of the sealing part corresponding to the lead pattern layer.
  • the lead pattern layer and the sealing pattern layer may be made of the same material as the lead film.
  • the secondary battery manufacturing method of the present invention includes a preparation step of preparing an electrode assembly to which an electrode lead is coupled, and a pouch having a receiving part and a sealing part; a receiving step of accommodating the electrode assembly in a receiving part of the pouch with the tip of the electrode lead drawn out of the pouch; an attachment step of attaching a lead film to the electrode lead located in the sealing part of the pouch; a pattern step of forming a lead pattern layer in which a lead concave portion and a lead convex portion are patterned by pressing the surface of the lead film; and sealing the accommodating part by heat-sealing the sealing part of the pouch, and a sealing pattern layer in which the sealing concave part and the sealing convex part are patterned so that the sealing concave part and the sealing convex part are patterned so as to be in close contact with the lead pattern layer is formed in the sealing part of the pouch where the lead pattern layer is located.
  • sealing concave portion and the sealing convex portion may be formed to extend in a width direction of the electrode lead.
  • the lead concave portion and the lead convex portion are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead, and in the sealing step, the sealing concave portion and the sealing convex portion are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead. can be formed.
  • the lead convex portions and the lead concave portions alternately formed along the longitudinal direction of the electrode leads in the patterning step have a wavy shape
  • the sealing convex portions are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode leads in the sealing step.
  • the sealing concave portion may have a wavy shape.
  • sealing portion in which the lead pattern layer is located when the sealing portion in which the lead pattern layer is located is thermally fused, a portion of the sealing portion flows into the lead concave portion of the lead pattern layer to form a sealing convex portion, and the remaining portion of the sealing portion is the lead pattern layer
  • a sealing concave portion may be formed while being depressed by the lead convex portion of the .
  • the secondary battery of the present invention can increase the bonding area between the sealing part and the lead film by patterning the coupling part of the sealing part of the pouch and the lead film attached to the electrode lead, and thus between the sealing part and the lead film. It is possible to increase the bonding force and sealing force of the
  • FIG. 1 is a perspective view showing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of part “A” shown in FIG. 2 .
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B shown in Fig. 2;
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4 ;
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a preparation step, a receiving step, an attaching step, and a patterning step of the secondary battery manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sealing step of the secondary battery manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front view schematically showing a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100 includes an electrode assembly 110 to which an electrode lead 111 is coupled, and accommodating the electrode assembly 110 .
  • the pouch 120 includes a lead film 130 that increases sealing force between the pouch 120 and the electrode lead 111 .
  • the electrode assembly has a structure in which a separator and an electrode are alternately stacked, and the electrode includes an electrode tab.
  • An electrode lead 111 is coupled to the electrode tab.
  • the electrode may be a positive electrode and a negative electrode
  • the electrode tab includes a positive electrode tab provided on the positive electrode and a negative electrode tab provided on the negative electrode.
  • the electrode lead 111 includes a positive electrode lead coupled to the positive electrode tab and a negative electrode lead coupled to the negative electrode tab.
  • the pouch 120 has a structure in which an upper case and a lower case are coupled to each other or a structure in which a lower case and a cover are coupled.
  • the embodiment of the present invention will be described based on the structure in which the lower case and the cover are coupled.
  • the pouch 120 has a receiving part 121 for accommodating the electrode assembly in the center, and a sealing part 122 for sealing the receiving part 121 is formed on the edge of the receiving part 121 .
  • the pouch 120 is formed along the periphery of the receiving part 121 for accommodating the electrode assembly 110 in a state where the tip of the electrode lead 111 is withdrawn to the outside, and the accommodating part 121 . and a sealing part 122 sealing the receiving part 121 .
  • the lead film 130 is provided on the electrode lead 111 located in the sealing part 122 of the pouch 120 .
  • the lead film 130 is attached to surround the periphery of the electrode lead 111 . Accordingly, the lead film 130 is coupled to the sealing part 122 and seals between the sealing part 122 and the electrode lead 111 .
  • the conventional secondary battery 100 has a problem in that when the pressure inside the pouch is increased, the gap between the lead film and the sealing part of the pouch is first vented.
  • the secondary battery according to the first embodiment of the present invention has a structure that increases the bonding area between the lead film and the sealing part of the pouch, and accordingly, the coupling force and sealing force between the lead film and the sealing part. can be increased, and as a result, venting can be prevented.
  • the lead film 130 and the sealing part 122 are patterned by patterning the coupling part between the lead film 130 and the sealing part 122 of the pouch 120 .
  • ) can increase the bonding area between the lead film 130 and the sealing part 122 , thereby greatly increasing the bonding force and sealing force between the lead film 130 and the sealing part 122 , and as a result, the sealing part of the lead film 130 and the pouch 120 .
  • the occurrence of a vent between (122) can be greatly prevented.
  • the sealing part ( 122) and the patterning means 140 for increasing the bonding area between the sealing part 122 and the lead film 130 by patterning the lead film 130 is provided.
  • the pattern means 140 includes a lead pattern layer 141 provided on the surface of the lead film 130 (upper and lower surfaces of the lead film when viewed in FIG. 3 ), and surface-adherence to the lead pattern layer 141 . and a sealing pattern layer 142 provided on the surface of the sealing part 122 (the surface of the sealing part in close contact with the lead pattern layer when viewed in FIG. 4 ).
  • the lead pattern layer 141 includes a lead concave portion 141a and a lead convex portion 141b that are formed to extend in the width direction (left and right direction when viewed in FIG. 3 ) of the electrode lead 111 .
  • the sealing pattern layer 142 is formed to extend in the width direction of the electrode lead 111, and the sealing concave portion 142a is closely coupled to the lead concave portion 141a and the lead convex portion 141b. and a sealing convex portion 142b. That is, the lead concave portion 141a and the sealing convex portion 142b are surface-contacted, and the lead convex portion 141b and the sealing concave portion 142a are surface-contactedly coupled. Accordingly, it is possible to increase the bonding force and sealing force between the lead film and the sealing part.
  • the lead concave portion 141a and the lead convex portion 141b are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead, and the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b are formed along the longitudinal direction of the electrode lead. are formed alternately. Accordingly, it is possible to seal the gap between the de-film and the sealing part in multiple stages.
  • the lead concave portions 141a and the lead convex portions 141b alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead 111 have a wavy shape, and are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead
  • the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b have a wavy shape. Due to such a structure, the bonding force and adhesion between the lead pattern layer and the sealing pattern layer may be increased.
  • the pattern means 140 having such a structure combines the lead pattern layer 141 formed on the surface of the lead film 130 and the sealing pattern layer 142 formed on the surface of the sealing part 122 to be surface-adhesive. By doing so, the coupling area between the lead film 130 and the sealing part 122 can be greatly increased, and accordingly, the coupling force and the sealing force between the lead film 130 and the sealing part 122 can be greatly increased, and as a result, the vent occurrence can be prevented.
  • the concave and convex portions of the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 are alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead 111 (up and down when viewed in FIG. 3 ), and accordingly
  • the pressure generated inside the pouch 120 can be blocked in multiple stages, and as a result, the occurrence of a vent can be largely prevented.
  • the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 are formed only on the surface of the lead film 130 and the sealing part 122 on which the surface of the electrode lead 111 is located. That is, the sealing part 122 and the lead film 130 of the pouch are weakened as the thickness is increased by the electrode lead 111 and the bonding force is weakened. Accordingly, the sealing part 122 of the pouch and the lead film ( By forming the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 only on 130 , it is possible to prevent occurrence of vents and improve process simplification.
  • the sealing part 122 has a structure in which a resin layer 122a, a metal layer 122b, and an insulating layer 122c are sequentially stacked.
  • the sealing pattern layer 142 has a structure in which the entire resin layer 122a, the metal layer 122b, and the insulating layer 122c are patterned with the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b.
  • the width of the lead convex portions 141b alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead 111 is the lead film 130 .
  • the width of the lead convex part 141b positioned on the reference plane ⁇ is 0.8 mm
  • the width of the lead concave part 141a positioned on the reference plane ⁇ is equal to the lead convex part 141b. It has a smaller 0.4mm.
  • the height of the lead convex portion 141b protruding from the reference plane ⁇ is 40 ⁇ m, and the depth of the lead concave portion 141a recessed based on the reference plane ⁇ is the lead convex portion (141b) has a smaller 20 ⁇ m.
  • the width of the sealing convex portions 142b alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead 111 is the sealing concave portion 142a when the surface of the lead film 130 is viewed as a reference plane ⁇ . formed smaller.
  • the width of the sealing convex portion 142b positioned on the reference plane ⁇ is 0.4 mm
  • the width of the sealing concave portion 142a positioned on the reference plane ⁇ is 0.8 mm.
  • the height of the sealing convex portion 142b protruding from the reference plane ⁇ is 20 ⁇ m
  • the depth of the sealing concave portion 142a recessed based on the reference plane ⁇ is 40 ⁇ m.
  • sealing convex portion 142b and the lead concave portion 141a are surface-contacted, and the sealing concave portion 142a and the lead convex portion 141b are surface-contactedly coupled.
  • the secondary battery 100 includes a pattern means 140 for patterning the coupling portion between the lead film and the sealing portion, thereby forming a space between the sealing portion 122 and the lead film 130 .
  • the bonding area may be increased, and accordingly, the occurrence of a vent between the sealing part 122 and the lead film 130 may be largely prevented.
  • a secondary battery manufacturing method includes a preparation step, a receiving step, an attaching step, a patterning step, and a sealing step, as shown in FIGS. 6 to 8 .
  • the electrode assembly 110 to which the electrode lead 111 is coupled, and the pouch 120 having the receiving part 121 and the sealing part 122 are prepared.
  • the electrode assembly 110 has a structure in which a separator and an electrode are alternately stacked, the electrode includes an electrode tab, and an electrode lead 111 is coupled to the electrode tab.
  • the pouch 120 includes an accommodating part 121 for accommodating the electrode assembly in the center, and a sealing part 122 formed along the edge of the accommodating part 121 to seal the accommodating part 121 .
  • the electrode assembly 110 is accommodated in the receiving part 121 of the pouch 120 with the tip of the electrode lead 111 drawn out of the pouch 120 . .
  • the lead film 130 is attached to the surface of the electrode lead 111 located in the sealing part 122 of the pouch 120 . At this time, the lead film 130 is attached to surround the periphery of the electrode lead 111 .
  • the surface of the lead film 130 attached to the electrode lead 111 is compressed using a press device having concave grooves and concave projections formed therein. Then, a lead pattern layer 141 having a lead concave portion 141a and a lead convex portion 141b patterned is formed on the surface of the lead film 130 . That is, a lead concave portion 141a is formed on the surface of the lead film 130 where the concave projection is located, and a lead convex portion 141b is formed on the surface of the lead film 130 where the concave groove is located.
  • the lead concave portion 141a and the lead convex portion 141b are formed to extend in the width direction of the electrode lead.
  • the lead concave portion 141a and the lead convex portion 141b are patterned to be alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead 111 .
  • the lead concave portion 141a and the lead convex portion 141b forming the lead pattern layer 141 have a wave pattern shape.
  • both ends of the lead pattern layer 141 form a lead concave portion 141a to increase bonding force.
  • the lead pattern layer 141 is formed only on the surface of the lead film on which the surface of the electrode lead is located. This reinforces the bonding strength by forming a lead pattern layer only on the surface of the lead film corresponding to the surface of the electrode lead because the bonding force of the part of the lead film where the electrode leads are located is weak.
  • the sealing part 122 of the pouch 120 is heat-sealed to seal the receiving part 121 .
  • the sealing part 122 of the pouch 120 in which the lead pattern layer 141 is located is deformed by the support force of the lead pattern layer 141 and the sealing concave part 142a and the sealing convex part 142b are patterned.
  • a sealed pattern layer 142 is formed.
  • the sealing convex portion is formed on the surface of the sealing portion where the lead concave portion is located, and the sealing concave portion is formed on the surface of the sealing portion where the lead convex portion is located. Accordingly, the bonding area between the sealing part 122 and the lead film 130 may be increased.
  • the sealing part 122 of the pouch 120 in which the lead film 130 is located may be compressed using the press device 10 in which the concave groove 12 and the concave protrusion 11 are formed.
  • a sealing pattern layer 142 in which a sealing concave portion and a sealing convex portion are patterned to be surface-adhered to the lead pattern layer 141 may be formed.
  • the sealing step when the sealing portion in which the lead pattern layer is located is thermally fused, a portion of the sealing portion is inserted into the lead concave portion of the lead pattern layer to form a sealing convex portion 142b, and the remaining portion of the sealing portion is The sealing concave portion 142a is formed while being depressed by the lead convex portion of the lead pattern layer.
  • the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b are formed to extend in the width direction of the electrode lead 111 , and the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b is alternately formed along the longitudinal direction of the electrode leads 111 .
  • the sealing convex portions and the sealing concave portions alternately formed along the longitudinal direction of the electrode lead have a wavy shape.
  • the secondary battery 100 including the pattern means 140 may be manufactured.
  • the pouch 120 includes a receiving part 121 and a sealing part 122 , but the sealing part 122 . has a structure in which a resin layer 122a, a metal layer 122b, and an insulating layer 122c are sequentially stacked.
  • the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b are patterned only on the resin layer 122a coupled to the lead film 130 . That is, the metal layer 122b and the insulating layer 122c have a horizontal plane, and the sealing pattern layer 142 in which the sealing concave portion 142a and the sealing convex portion 142b are patterned is formed on the resin layer 122a.
  • the secondary battery 100 according to the second embodiment of the present invention looks like a normal secondary battery from the outside, the bonding force can be increased while the bonding area between the lead film and the sealing part is increased from the inside.
  • the battery pack according to the third embodiment of the present invention has a structure including at least one secondary battery 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery pack according to the third embodiment of the present invention includes a secondary battery 100 and a pack case 200 accommodating the secondary battery 100 .
  • the secondary battery 100 has the same configuration and function as the secondary battery 100 according to the first embodiment, and thus a redundant description thereof will be omitted.
  • the battery pack according to the third embodiment of the present invention can greatly improve safety by including the secondary battery having increased bonding strength.
  • the secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110 to which an electrode lead 111 is coupled, a receiving part 121 , and a sealing part 122 . Includes a pouch 120 .
  • the coupling portion between the sealing portion 122 and the lead film 130 includes a pattern means 140 for increasing the bonding force, and the pattern means is the lead pattern layer 141 provided in the lead film 130 . and a sealing pattern layer 142 provided on the sealing part 122 .
  • the lead pattern layer 141 includes a lead concave portion 141a and a lead convex portion 11b
  • the sealing pattern layer 142 includes a sealing concave portion 142a and a sealing convex portion 142b.
  • the lead pattern layer 141 may be attached to the surface of the lead film 130 . That is, after the lead pattern layer 141 is manufactured separately from the lead film 130, it is attached to the surface of the lead film through heat sealing or an adhesive. Accordingly, the shape of the lead concave portion and the lead convex portion included in the lead pattern layer 141 may be clearly implemented, and as a result, the ease of manufacturing may be increased.
  • the sealing pattern layer 142 may be attached to the surface of the sealing part 122 . That is, after the sealing pattern layer 142 is manufactured separately from the sealing part 122 , it is attached to the surface of the sealing part 122 by heat sealing or an adhesive. Accordingly, the shape of the sealing concave portion and the sealing convex portion included in the sealing pattern layer 142 can be clearly implemented, and as a result, the ease of manufacturing can be increased.
  • the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 may be made of the same material as the lead film. Accordingly, it is easy to manufacture, and the bonding force between the lead pattern layer and the lead film or the sealing pattern layer and the sealing part can be increased.
  • the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 may be made of a material having greater strength than the lead film and the resin layer of the sealing part. Accordingly, when the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 are combined, the shape of the lead pattern layer 141 and the sealing pattern layer 142 can be prevented from being deformed.

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Abstract

본 발명은 이차전지로서, 전극리드가 결합된 전극조립체; 전극조립체가 수용되고 실링부를 구비한 파우치; 및 상기 실링부와 상기 전극리드 사이를 밀봉하는 리드필름을 포함하며, 상기 실링부와 상기 리드필름의 결합 부분에는 상기 실링부와 상기 리드필름을 패턴화하여 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적이 증대되는 패턴수단이 구비된다. 이에 따라 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.

Description

이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2021년 02월 04일자 한국특허출원 제10-2021-0016401호 및 2022년 01월 25일자 한국특허출원 제10-2022-0010697호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩에 관한 것으로서, 특히 리드필름과 파우치의 결합력을 향상시킬 수 있는 이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 및 전기자동차 등에 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 캔형 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 및 상기 캔의 개구부에 실장되는 캡조립체를 포함한다. 그리고 파우치형 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 파우치, 전극조립체에 연결되고 파우치 밖으로 인출되는 전극리드를 포함한다.
한편, 파우치형 이차전지에서 파우치의 실링부와 전극리드 사이에는 리드필름이 구비되며, 상기 리드필름은 상기 파우치의 실링부와 상기 전극리드 사이의 결합력과 실링력을 높인다.
그러나 종래의 파우치형 이차전지는 내부 압력 상승시 리드필름과 파우치의 실링부 사이에서 벤트가 발생하는 문제점이 있었으며, 이에 따라 리드필름과 파우치의 실링부 사이의 결합력과 실링력을 높일 필요가 있다.
본 발명은 리드필름과 파우치의 실링부 결합부분을 패턴화함으로써 리드필름과 파우치의 실링부 사이의 밀착 면적을 증대시킬 수 있고, 그 결과 리드필름과 파우치의 실링부 사이의 결합력과 실링력을 높일 수 있는 이차전지 및 그의 제조방법, 전지팩을 제공하는 것을 과제으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지는 전극리드가 결합된 전극조립체; 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 수용하는 수용부, 및 상기 수용부를 밀봉하는 실링부를 구비한 파우치; 및 상기 파우치의 실링부에 위치한 상기 전극리드에 구비되고, 상기 실링부와 결합되면서 상기 실링부와 상기 전극리드 사이를 밀봉하는 리드필름을 포함하며, 상기 실링부와 상기 리드필름의 결합 부분에는 상기 실링부와 상기 리드필름을 패턴화하여 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적이 증대되는 패턴수단이 구비되고, 상기 패턴수단은, 상기 리드필름의 표면에 구비되는 리드 패턴층과, 상기 실링부의 표면에 구비되고 상기 리드 패턴층에 면밀착되게 결합되는 실링 패턴층을 포함하며, 상기 리드 패턴층은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되는 리드 오목부와 리드 볼록부를 포함하고, 상기 실링 패턴층은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되고, 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부에 면밀착되게 결합되는 실링 오목부와 실링 볼록부를 포함할 수 있다.
상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되고, 상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성될 수 있다.
상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부의 폭은 상기 리드필름의 표면을 기준면으로 보았을 때, 상기 리드 오목부의 폭 보다 크게 형성되고, 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부의 폭은 상기 리드필름의 표면을 기준면으로 보았을 때, 상기 실링 오목부 보다 작게 형성되며, 상기 실링 볼록부와 상기 리드 오목부는 면밀착되게 결합되고, 상기 실링 오목부와 상기 리드 볼록부는 면밀착되게 결합될 수 있다.
상기 리드 패턴층과 상기 실링 패턴층은 상기 전극리드의 표면이 위치한 상기 리드필름 및 실링부 표면에만 형성될 수 있다.
상기 실링부는 수지층, 금속층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지며, 상기 실링 패턴층은 수지층, 금속층 및 절연층 전체가 실링 오목부와 실링 볼록부로 패턴화될 수 있다.
상기 실링부는 수지층, 금속층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지며, 상기 실링 패턴층은 상기 리드필름과 결합되는 수지층만 실링 오목부와 실링볼록부로 패턴화될 수 있다.
상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부와 상기 리드 오목부는 물결 형상을 가지고, 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부와 상기 실링 오목부는 물결 형상을 가질 수 있다.
상기 리드 패턴층은 상기 리드필름의 표면에 부착되게 마련되고, 상기 실링 패턴층은 상기 리드 패턴층과 대응하는 상기 실링부의 표면에 부착되게 마련될 수 있다.
상기 리드 패턴층과 상기 실링 패턴층은, 상기 리드필름과 동일한 소재로 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지 제조방법은 전극리드가 결합된 전극조립체와, 수용부 및 실링부를 구비한 파우치를 준비하는 준비단계; 상기 전극리드의 선단이 상기 파우치 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 상기 파우치의 수용부에 수용하는 수용단계; 상기 파우치의 실링부에 위치한 상기 전극리드에 리드필름을 부착하는 부착단계; 상기 리드필름의 표면을 압착하여 리드 오목부와 리드 볼록부가 패턴화된 리드 패턴층을 형성하는 패턴단계; 및 상기 파우치의 실링부를 열융착하여 상기 수용부를 밀봉하되, 상기 리드 패턴층이 위치한 상기 파우치의 실링부에는 상기 리드 패턴층에 면밀착되게 실링 오목부와 실링 볼록부가 패턴화된 실링 패턴층이 형성되면서 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적이 증대되는 실링단계를 포함하며, 상기 패턴단계에서 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되고, 상기 실링단계에서 상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
상기 패턴단계에서 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되고, 상기 실링단계에서 상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는, 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성될 수 있다.
상기 패턴단계에서 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부와 상기 리드 오목부는 물결 형상을 가지고, 상기 실링단계에서 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부와 상기 실링 오목부는 물결 형상을 가질 수 있다.
상기 실링단계는, 상기 리드 패턴층이 위치한 상기 실링부를 열융착하면, 상기 실링부의 일부분은 상기 리드 패턴층의 리드 오목부에 유입되면서 실링 볼록부가 형성되고, 상기 실링부의 나머지 부분은 상기 리드 패턴층의 리드 볼록부에 의해 함몰되면서 실링 오목부가 형성될 수 있다.
본 발명의 이차전지는 파우치의 실링부와 전극리드에 부착된 리드필름의 결합 부분을 패턴화함으로써 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 실링부와 리드필름 사이의 결합력과 실링력을 높일 수 있으며, 그 결과 벤트 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 평면도.
도 3은 도 2에 표시된 “A”부분 확대도.
도 4는 도 2에 표시된 B-B선 단면도.
도 5는 도 4의 부분 확대도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 준비단계, 수용단계, 부착단계 및 패턴단계를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 실링단계를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지팩을 대략적으로 도시한 정면도.
도 11은 본 발명의 제4 실시예를 따른 이차전지를 도시한 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(111)가 결합된 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)를 수용하는 파우치(120), 상기 파우치(120)와 상기 전극리드(111) 사이의 밀봉력을 높이는 리드필름(130)을 포함한다.
전극조립체
전극조립체는 분리막과 전극이 교대로 적층되는 구조를 가지며, 상기 전극은 전극탭을 포함한다. 상기 전극탭에는 전극리드(111)가 결합된다.
한편, 상기 전극은 양극 및 음극일 수 있고, 상기 전극탭은 양극에 구비되는 양극탭과, 음극에 구비되는 음극탭을 포함한다. 그리고 전극리드(111)는 양극탭에 결합되는 양극리드와, 음극탭에 결합되는 음극리드를 포함한다.
파우치
파우치(120)는 상부 케이스와 하부 케이스가 대응되게 결합되는 구조를 가지거나 또는 하부 케이스와 덮개가 결합되는 구조를 가진다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 하부 케이스와 덮개가 결합되는 구조를 바탕으로 설명한다.
이때 파우치(120)는 중앙에 전극조립체를 수용하는 수용부(121)가 형성되고, 수용부(121)의 테두리에 수용부(121)를 밀봉하는 실링부(122)가 형성된다.
즉, 파우치(120)는 상기 전극리드(111)의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체(110)를 수용하는 수용부(121)와, 상기 수용부(121)의 테두리면을 따라 형성되고 상기 수용부(121)를 밀봉하는 실링부(122)를 포함한다.
리드필름
리드필름(130)은 상기 파우치(120)의 실링부(122)에 위치한 상기 전극리드(111)에 구비된다. 특히 리드필름(130)은 전극리드(111)의 둘레를 감싸는 형태로 부착된다. 이에 따라 리드필름(130)은 상기 실링부(122)와 결합되면서 상기 실링부(122)와 상기 전극리드(111) 사이를 밀봉한다.
한편, 종래의 이차전지(100)는 파우치 내부의 압력이 증대될 경우 리드필름과 파우치의 실링부 사이가 먼저 벤트되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 리드필름과 파우치의 실링부 사이의 결합 면적을 증대시키는 구조를 가지며, 이에 따라 리드필름과 실링부 사이의 결합력과 실링력을 높일 수 있고, 그 결과 벤트 발생을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 리드필름(130)과 파우치(120)의 실링부(122)의 결합 부분을 패턴화함으로써 리드필름(130)과 실링부(122) 사이의 결합 면적을 증대시킬 수 있고, 그에 따라 리드필름(130)과 실링부(122)의 결합력과 실링력을 크게 높일 수 있으며, 그 결과 리드필름(130)과 파우치(120)의 실링부(122) 사이의 벤트 발생을 크게 방지할 수 있다.
일례로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)에서 실링부(122)와 상기 리드필름(130)의 결합 부분(즉, 실링부와 리드필름의 실링 부분)에는 상기 실링부(122)와 상기 리드필름(130)을 패턴화하여 상기 실링부(122)와 상기 리드필름(130) 사이의 결합 면적이 증대하는 패턴수단(140)이 구비된다.
상기 패턴수단(140)은 상기 리드필름(130)의 표면(도 3에서 보았을 때 리드필름의 상면과 하면)에 구비되는 리드 패턴층(141)과, 상기 리드 패턴층(141)에 면밀착되도록 상기 실링부(122)의 표면(도 4에서 보았을 때 리드 패턴층에 밀착되는 실링부의 표면)에 구비되는 실링 패턴층(142)을 포함한다.
여기서 상기 리드 패턴층(141)은 상기 전극리드(111)의 폭 방향(도 3에서 보았을 때 좌우방향)으로 연장되게 형성되는 리드 오목부(141a)와 리드 볼록부(141b)를 포함한다. 그리고 실링 패턴층(142)은 상기 전극리드(111)의 폭 방향으로 연장되게 형성되고, 상기 리드 오목부(141a)와 상기 리드 볼록부(141b)에 면밀착되게 결합되는 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)를 포함한다. 즉, 상기 리드 오목부(141a)와 실링 볼록부(142b)가 면밀착되게 결합되고, 상기 리드 볼록부(141b)와 실링 오목부(142a)가 면밀착되게 결합된다. 이에 따라 리드필름과 실링부 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
특히 리드 오목부(141a)와 리드 볼록부(141b)는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되고, 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성된다. 이에 따라 드필름과 실링부 사이를 다단으로 밀봉할 수 있다.
또한, 상기 전극리드(111)의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 오목부(141a)와 상기 리드 볼록부(141b)는 물결 형상을 가지고, 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 오목부(142a)와 상기 실링 볼록부(142b)는 물결 형상을 가진다. 이와 같은 구조로 인해 리드 패턴층과 실링 패턴층 사이의 결합력과 밀착력을 높일 수 있다.
이와 같이 구조를 가진 패턴수단(140)은 상기 리드필름(130)의 표면에 형성된 리드 패턴층(141)과, 상기 실링부(122)의 표면에 형성된 실링 패턴층(142)을 면밀착되게 결합함으로써 리드필름(130)과 실링부(122) 사이의 결합 면적을 크게 높일 수 있고, 그에 따라 리드필름(130)과 실링부(122) 사이의 결합력과 실링력을 크게 높일 수 있으며, 그 결과 벤트 발생을 방지할 수 있다.
한편, 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)의 오목부와 볼록부는 상기 전극리드(111)의 길이방향(도 3에서 보았을 때 상하방향)을 따라 교대로 형성되며, 이에 따라 파우치(120)의 내부에 발생한 압력을 다단으로 차단할 수 있고, 그 결과 벤트 발생을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)은 상기 전극리드(111)의 표면이 위치한 상기 리드필름(130) 및 실링부(122) 표면에만 형성된다. 즉, 파우치의 실링부(122)와 리드필름(130)은 전극리드(111)에 의해 두께가 증대되면서 결합력이 약화되며, 이에 따라 결합력 약화가 발생하는 파우치의 실링부(122)와 리드필름(130)에만 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)을 형성함으로써 벤트 발생 방지 및 공정의 단순화를 높일 수 있다.
한편, 상기 실링부(122)는 수지층(122a), 금속층(122b) 및 절연층(122c)이 순차적으로 적층되는 구조를 가진다. 여기서 상기 실링 패턴층(142)은 수지층(122a), 금속층(122b) 및 절연층(122c) 전체가 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)로 패턴화되는 구조를 가진다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 전극리드(111)의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부(141b)의 폭(도 5에서 보았을 때 리드 볼록부의 좌우방향)은 상기 리드필름(130)의 표면을 기준면(α)으로 보았을 때, 상기 리드 오목부(141a)의 폭 보다 크게 형성된다. 예로, 상기 기준면(α)에 위치하는 상기 리드 볼록부(141b)의 폭은 0.8mm를 가지고, 상기 기준면(α)에 위치하는 상기 리드 오목부(141a)의 폭은 상기 리드 볼록부(141b) 보다 작은 0.4mm를 가진다. 또한, 상기 기준면(α)을 기준으로 돌출된 상기 리드 볼록부(141b)의 높이는 40㎛를 가지고, 상기 기준면(α)을 기준으로 함몰된 상기 리드 오목부(141a)의 깊이는 상기 리드 볼록부(141b) 보다 작은 20㎛를 가진다.
그리고 상기 전극리드(111)의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부(142b)의 폭은 상기 리드필름(130)의 표면을 기준면(β)으로 보았을 때, 상기 실링 오목부(142a) 보다 작게 형성된다. 예로, 기준면(β)에 위치한 상기 실링 볼록부(142b)의 폭은 0.4mm를 가지고, 기준면(β)에 위치한 상기 실링 오목부(142a)의 폭은 0.8mm를 가진다. 또한, 기준면(β)을 기준으로 돌출된 상기 실링 볼록부(142b)의 높이는 20㎛를 가지고, 기준면(β)을 기준으로 함몰된 상기 실링 오목부(142a)의 깊이는 40㎛를 가진다.
따라서 상기 실링 볼록부(142b)와 상기 리드 오목부(141a)가 면밀착되게 결합되고, 상기 실링 오목부(142a)와 상기 리드 볼록부(141b)가 면밀착되게 결합된다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 리드필름과 실링부의 결합 부분을 패턴화하는 패턴수단(140)을 포함함으로써 상기 실링부(122)와 상기 리드필름(130) 사이의 결합 면적이 증대할 수 있고, 이에 따라 상기 실링부(122)와 상기 리드필름(130) 사이의 벤트 발생을 크게 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다.
[본 발명의 1 실시예에 따른 이차전지 제조방법]
본 발명의 1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 6 내지 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 준비단계, 수용단계, 부착단계, 패턴단계, 실링단계를 포함한다.
준비단계
준비단계는 도 7을 참조하면, 전극리드(111)가 결합된 전극조립체(110)와, 수용부(121) 및 실링부(122)를 구비한 파우치(120)를 준비한다.
한편, 전극조립체(110)는 분리막과 전극이 교대로 적층되는 구조를 가지며, 상기 전극은 전극탭을 포함하고, 상기 전극탭에는 전극리드(111)가 결합된다.
상기 파우치(120)는 중앙에 전극조립체를 수용하는 수용부(121)와, 수용부(121)의 테두리를 따라 형성되면서 수용부(121)를 밀봉하는 실링부(122)를 포함한다.
수용단계
수용단계는 도 7을 참조하면, 상기 전극리드(111)의 선단이 상기 파우치(120) 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체(110)를 상기 파우치(120)의 수용부(121)에 수용한다.
부착단계
부착단계는 도 7을 참조하면, 상기 파우치(120)의 실링부(122)에 위치한 상기 전극리드(111)의 표면에 리드필름(130)을 부착한다. 이때 리드필름(130)은 전극리드(111)의 둘레를 감싸는 형태로 부착한다.
패턴단계
패턴단계는 도 7을 참조하면, 오목홈과 오목돌기가 형성된 프레스장치를 이용하여 전극리드(111)에 부착된 상기 리드필름(130)의 표면을 압착한다. 그러면 상기 리드필름(130)의 표면에 리드 오목부(141a)와 리드 볼록부(141b)가 패턴화된 리드 패턴층(141)이 형성된다. 즉 오목돌기가 위치한 상기 리드필름(130)의 표면에는 리드 오목부(141a)가 형성되고, 오목홈이 위치한 리드필름(130) 표면에는 리드 볼록부(141b)가 형성된다.
이때, 패턴단계에서 상기 리드 오목부(141a)와 상기 리드 볼록부(141b)는, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성된다. 또한 상기 리드 오목부(141a)와 상기 리드 볼록부(141b)는, 상기 전극리드(111)의 길이방향을 따라 교대로 형성되도록 패턴화한다. 특히 리드 패턴층(141)을 형성하는 리드 오목부(141a)와 리드 볼록부(141b)는 물결무늬 형태를 가진다.
한편, 패턴단계에서 리드 패턴층(141)의 양쪽 끝단은 결합력을 높이기 위해 리드 오목부(141a)를 형성한다.
한편, 패턴단계에서 리드 패턴층(141)은 상기 전극리드의 표면이 위치한 상기 리드필름의 표면에만 형성한다. 이는 전극리드가 위치한 리드필름 부분의 결합력이 약하기 때문에 상기 전극리드의 표면과 대응하는 상기 리드필름의 표면에만 리드 패턴층을 형성하여 결합력을 보강한다.
실링단계
실링단계는 상기 파우치(120)의 실링부(122)를 열융착하여 상기 수용부(121)를 밀봉한다. 이때 상기 리드 패턴층(141)이 위치한 상기 파우치(120)의 실링부(122)는 상기 리드 패턴층(141)의 지지력에 의해 변형되면서 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)가 패턴화된 실링 패턴층(142)이 형성된다.
즉, 리드 오목부가 위치한 실링부 표면에 실링 볼록부가 형성되고, 리드 볼록부가 위치한 실링부의 표면에 실링 오목부가 형성된다. 이에 따라 상기 실링부(122)와 상기 리드필름(130) 사이의 결합 면적을 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 리드필름(130)이 위치한 상기 파우치(120)의 실링부(122)는 오목홈(12)과 오목돌기(11)가 형성된 프레스장치(10)를 이용하여 압착될 수 있으며, 이에 따라 리드 패턴층(141)에 면밀착되는 실링 오목부와 실링 볼록부가 패턴화된 실링 패턴층(142)을 형성시킬 수 있다.
다시 말해 실링단계는 상기 리드 패턴층이 위치한 상기 실링부를 열융착하면, 상기 실링부의 일부분은 상기 리드 패턴층의 리드 오목부에 삽입되면서 실링 볼록부(142b)가 형성되고, 상기 실링부의 나머지 부분은 상기 리드 패턴층의 리드 볼록부에 의해 함몰되면서 실링 오목부(142a)가 형성된다.
한편, 상기 실링단계에서 상기 실링 오목부(142a)와 상기 실링 볼록부(142b)는, 상기 전극리드(111)의 폭 방향으로 연장되게 형성되고, 상기 실링 오목부(142a)와 상기 실링 볼록부(142b)는, 상기 전극리드(111)의 길이방향을 따라 교대로 형성된다.
특히 상기 실링단계에서 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부와 상기 실링 오목부는 물결 형상을 가진다.
이와 같은 단계가 완료되면 패턴수단(140)을 포함하는 이차전지(100)를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능과 구조를 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 파우치(120)는 수용부(121)와 실링부(122)를 포함하되, 상기 실링부(122)는 수지층(122a), 금속층(122b) 및 절연층(122c)이 순차적으로 적층되는 구조를 가진다.
여기서 상기 실링부(122)에 형성되는 실링 패턴층(142)은 리드필름(130)과 결합되는 수지층(122a)에만 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)가 패턴화된다. 즉, 금속층(122b) 및 절연층(122c)은 수평면을 가지고, 수지층(122a)은 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)가 패턴화된 실링 패턴층(142)이 형성된다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 외부에서는 통상적인 이차전지로 보이지만, 내부에서는 리드필름과 실링부의 결합 면적이 증대되면서 결합력을 높일 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 전지팩]
본 발명의 제3 실시예에 따른 전지팩은 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)를 적어도 하나 이상 포함하는 구조를 가진다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지팩은 이차전지(100)와 이차전지(100)를 수용하는 팩케이스(200)를 포함한다.
여기서 이차전지(100)는 제1 실시예에 따른 이차전지(100)와 동일한 구성과 기능을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지팩은 결합력을 높인 이차전지를 포함함으로써 안전성을 크게 높일 수 있다.
[본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지는 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(111)가 결합된 전극조립체(110)와, 수용부(121)와 실링부(122)를 구비한 파우치(120)를 포함한다.
그리고 실링부(122)와 상기 리드필름(130)의 결합 부분에는 결합력을 높이기 위한 패턴수단(140)이 포함되고, 상기 패턴수단은 상기 리드필름(130)에 구비되는 상기 리드 패턴층(141)과, 상기 실링부(122)에 구비되는 실링 패턴층(142)을 포함한다.
상기 리드 패턴층(141)은 리드 오목부(141a)와 리드 볼록부(11b)를 포함하고, 상기 실링 패턴층(142)은 실링 오목부(142a)와 실링 볼록부(142b)를 포함한다.
여기서 상기 리드 패턴층(141)은 상기 리드필름(130)의 표면에 부착될 수 있다. 즉, 상기 리드 패턴층(141)은 리드필름(130)과 별도로 제작된 후 상기 리드필름의 표면에 열융착 또는 접착제를 통해 부착된다. 이에 따라 상기 리드 패턴층(141)에 포함된 리드 오목부와 리드 볼록부의 형태를 명확하게 구현할 수 있고, 그 결과 제작의 용이성을 높일 수 있다.
또한, 상기 실링 패턴층(142)은 실링부(122)의 표면에 부착될 수 있다. 즉, 상기 실링 패턴층(142)은 실링부(122)와 별도로 제작한 후 상기 실링부(122)의 표면에 열융착 또는 접착제로 부착된다. 이에 따라 상기 실링 패턴층(142)에 포함된 실링 오목부와 실링 볼록부의 형태를 명확하게 구현할 수 있고, 그 결과 제작의 용이성을 높일 수 있다.
특히 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)은, 상기 리드필름과 동일한 소재로 마련될 수 있다. 이에 따라 제작이 용이하고, 리드 패턴층과 리드필름 또는 실링 패턴층과 실링부 사이의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)은, 상기 리드필름 및 실링부의 수지층 보다 큰 강도를 가진 소재로 마련될 수 있다. 이에 따라 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)의 결합시 상기 리드 패턴층(141)과 상기 실링 패턴층(142)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
[부호의 설명]
100: 이차전지
110: 전극조립체
111: 전극리드
120: 파우치
121: 수용부
122: 실링부
130: 리드필름
140: 패턴수단
141: 리드 패턴층
141a: 리드 오목부
141b: 리드 볼록부
142: 실링 패턴층
142a: 실링 오목부
142b: 실링 볼록부

Claims (14)

  1. 전극리드가 결합된 전극조립체;
    상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 수용하는 수용부, 및 상기 수용부를 밀봉하는 실링부를 구비한 파우치; 및
    상기 파우치의 실링부에 위치한 상기 전극리드에 구비되고, 상기 실링부와 결합되면서 상기 실링부와 상기 전극리드 사이를 밀봉하는 리드필름을 포함하며,
    상기 실링부와 상기 리드필름의 결합 부분에는 상기 실링부와 상기 리드필름을 패턴화하여 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적이 증대되는 패턴수단이 구비되고,
    상기 패턴수단은, 상기 리드필름의 표면에 구비되는 리드 패턴층과, 상기 실링부의 표면에 구비되고 상기 리드 패턴층에 면밀착되게 결합되는 실링 패턴층을 포함하며,
    상기 리드 패턴층은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되는 리드 오목부와 리드 볼록부를 포함하고,
    상기 실링 패턴층은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되고, 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부에 면밀착되게 결합되는 실링 오목부와 실링 볼록부를 포함하는 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되고,
    상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부의 폭은 상기 리드필름의 표면을 기준면으로 보았을 때, 상기 리드 오목부의 폭 보다 크게 형성되고,
    상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부의 폭은 상기 리드필름의 표면을 기준면으로 보았을 때, 상기 실링 오목부 보다 작게 형성되며,
    상기 실링 볼록부와 상기 리드 오목부는 면밀착되게 결합되고, 상기 실링 오목부와 상기 리드 볼록부는 면밀착되게 결합되는 이차전지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 리드 패턴층과 상기 실링 패턴층은 상기 전극리드의 표면이 위치한 상기 리드필름 및 실링부 표면에만 형성되는 이차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링부는 수지층, 금속층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지며,
    상기 실링 패턴층은 수지층, 금속층 및 절연층 전체가 실링 오목부와 실링 볼록부로 패턴화되는 이차전지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링부는 수지층, 금속층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지며,
    상기 실링 패턴층은 상기 리드필름과 결합되는 수지층만 실링 오목부와 실링볼록부로 패턴화되는 이차전지.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부와 상기 리드 오목부는 물결 형상을 가지고,
    상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부와 상기 실링 오목부는 물결 형상을 가지는 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드 패턴층은 상기 리드필름의 표면에 부착되게 마련되고,
    상기 실링 패턴층은 상기 리드 패턴층과 대응하는 상기 실링부의 표면에 부착되게 마련되는 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 리드 패턴층과 상기 실링 패턴층은, 상기 리드필름과 동일한 소재로 마련되는 이차전지.
  10. 전극리드가 결합된 전극조립체와, 수용부 및 실링부를 구비한 파우치를 준비하는 준비단계;
    상기 전극리드의 선단이 상기 파우치 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 상기 파우치의 수용부에 수용하는 수용단계;
    상기 파우치의 실링부에 위치한 상기 전극리드에 리드필름을 부착하는 부착단계;
    상기 리드필름의 표면을 압착하여 리드 오목부와 리드 볼록부가 패턴화된 리드 패턴층을 형성하는 패턴단계; 및
    상기 파우치의 실링부를 열융착하여 상기 수용부를 밀봉하되, 상기 리드 패턴층이 위치한 상기 파우치의 실링부에는 상기 리드 패턴층에 면밀착되게 실링 오목부와 실링 볼록부가 패턴화된 실링 패턴층이 형성되면서 상기 실링부와 상기 리드필름 사이의 결합 면적이 증대되는 실링단계를 포함하며,
    상기 패턴단계에서 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부은, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되고,
    상기 실링단계에서 상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는, 상기 전극리드의 폭 방향으로 연장되게 형성되는 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 패턴단계에서 상기 리드 오목부와 상기 리드 볼록부는 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되고,
    상기 실링단계에서 상기 실링 오목부와 상기 실링 볼록부는, 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 이차전지 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 패턴단계에서 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 리드 볼록부와 상기 리드 오목부는 물결 형상을 가지고,
    상기 실링단계에서 상기 전극리드의 길이방향을 따라 교대로 형성되는 상기 실링 볼록부와 상기 실링 오목부는 물결 형상을 가지는 이차전지 제조방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 실링단계는, 상기 리드 패턴층이 위치한 상기 실링부를 열융착하면, 상기 실링부의 일부분은 상기 리드 패턴층의 리드 오목부에 삽입되면서 실링 볼록부가 형성되고, 상기 실링부의 나머지 부분은 상기 리드 패턴층의 리드 볼록부에 의해 함몰되면서 실링 오목부가 형성되는 이차전지 제조방법.
  14. 청구항 1에 의해 구비되는 이차전지를 포함하는 전지팩.
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