WO2023085537A1 - 이차 전지 - Google Patents

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WO2023085537A1
WO2023085537A1 PCT/KR2022/006337 KR2022006337W WO2023085537A1 WO 2023085537 A1 WO2023085537 A1 WO 2023085537A1 KR 2022006337 W KR2022006337 W KR 2022006337W WO 2023085537 A1 WO2023085537 A1 WO 2023085537A1
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sheet portion
sheet
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electrode assembly
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권민형
이창무
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삼성에스디아이(주)
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to secondary batteries.
  • a secondary battery is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be recharged.
  • a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form, it is used in small portable electronic devices such as mobile phones and camcorders.
  • a large-capacity battery in units of battery packs connected to dozens of battery packs it is widely used as a power source for driving motors such as hybrid vehicles and electric vehicles.
  • a secondary battery may be configured by embedding an electrode assembly and an electrolyte formed by interposing a separator between a positive electrode plate and a negative electrode plate in a case, and installing a cap plate in the case.
  • a typical example of the electrode assembly may be a winding type or a stack type.
  • the uncoated portion tab protrudes upward or sideways, and a current collecting member may be connected to the uncoated portion tab.
  • the present invention is to provide a secondary battery capable of blocking heat conduction between an electrode assembly and a cap plate, preventing light reflection that may occur during welding, and maintaining static electricity and alignment.
  • the present invention provides a secondary battery in which foreign matter can be checked through vision inspection after welding, since the insulating sheet portion covering the long side surface of the electrode assembly can transmit light.
  • a secondary battery includes an electrode assembly having a first electrode tab and a second electrode tab, a first terminal electrically connected to the first electrode tab of the electrode assembly, and a first terminal covering the upper surface of the electrode assembly.
  • An insulating sheet having a first region and a second region covering both long sides of the electrode assembly, a case accommodating the electrode assembly, the first terminal, and the insulating sheet, and a cap plate sealing an upper opening of the case
  • the first region may further include a material layer different from that of the second region, and may be formed of four layers.
  • the first region includes a first sheet portion capable of transmitting light, a second sheet portion adhered to the outer surface of the first sheet portion and made of a material different from that of the first sheet portion, and an inner surface of the first sheet portion. It may include a fourth sheet portion that is in close contact with and includes a conductive material, and a third sheet portion that is in close contact with the inner surface of the fourth sheet portion and made of a material different from that of the second sheet portion.
  • the second region is composed of two layers and adheres to the first sheet portion of the second region extending from the first sheet portion of the first region and the inner surface of the first sheet portion of the second region.
  • the second area may include a second sheet portion extending from the fourth sheet portion of the area.
  • the second sheet portion of the first region may be made of yellow polyimide.
  • the third sheet portion of the first region may be made of white polypropylene.
  • the first sheet portion of the first area and the first sheet portion of the second area may be made of polypropylene capable of transmitting light.
  • the fourth sheet portion of the first region may include a conductive material in an insulating sheet made of polyethylene or polypropylene.
  • the first region may include an upper surface portion interposed between the rectangular plate-shaped cap plate and the electrode assembly, and two extension portions bent downward from both ends of the upper surface portion and extending in a downward direction.
  • the second region may extend downward from lower ends of the two extension parts and be interposed between the two long side surfaces of the electrode assembly and the case, respectively.
  • Both surfaces of the second region may have uneven roughness.
  • the second region is composed of three layers and adheres to the first sheet portion of the second region extending from the first sheet portion of the first region and the inner surface of the first sheet portion of the second region.
  • a second region second sheet portion extending from the fourth seat portion of the region, and a second region third sheet that is in close contact with the inner surface of the second region second sheet portion and extends from the third sheet portion of the first region. wealth may be included.
  • the fourth sheet portion of the first area and the third sheet portion of the second area may include a conductive material in an insulating sheet made of polyethylene or polypropylene.
  • the insulating sheet may further include a third region having a color extending downward from a lower end of the second region.
  • the third area may have a different light transmittance than the second area.
  • the third region may have a light transmittance of 80% or more and 90% or less.
  • the insulating sheet may have a light transmittance of 90% or more and 100% or less in the second region.
  • the secondary battery according to an embodiment of the present invention can block heat conduction between an electrode assembly and a cap plate, prevent light reflection that may occur during welding, and maintain static electricity and alignment.
  • the portion of the insulating sheet covering the long side surface of the electrode assembly transmits light, it is possible to check for foreign matter through a vision inspection after welding.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 4a and 4b are enlarged perspective views and cross-sectional views of the insulating sheet shown in FIG. 3 .
  • Figure 5 is another example of a cross-sectional view of the insulating sheet shown in Figure 4a.
  • FIGS. 6A and 6B are perspective and cross-sectional views showing another example of an insulating sheet for a secondary battery according to the present invention.
  • first and second are used to describe various members, components, regions, layers and/or portions, but these members, components, regions, layers and/or portions are limited by these terms. It is self-evident that These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described in detail below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.
  • Space-related terms such as “beneath,” “below,” “lower,” “above,” and “upper” are associated with an element or feature shown in a drawing. Used for easy understanding of other elements or features. Terminology related to this space is for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and is not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a drawing is flipped over, an element described as “lower” or “below” becomes “above” or “above.” Accordingly, "below” is a concept encompassing “upper” or "below”.
  • the secondary battery 100 includes an electrode assembly 110, a first terminal 120, a second terminal 130, an insulating sheet 140, a case 150, and a cap assembly. (160).
  • FIG. 3 it is an exploded perspective view showing that the case 150 is disassembled from the secondary battery 100 shown in FIG. 1 . That is, FIG. 3 shows a state before the case 150 is coupled with the cap assembly 160 .
  • the secondary battery 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
  • the electrode assembly 110 may be formed by winding or overlapping a stack of the first electrode plate 111, the separator 113, and the second electrode plate 112 formed in a thin plate shape or film shape.
  • the electrode assembly 110 is illustrated as having a horizontal direction (that is, a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the cap assembly 160), but the winding axis is in a vertical direction (that is, that of the cap assembly 160).
  • the electrode assembly 110 may be a stack type rather than a winding type, and the shape of the electrode assembly 110 is not limited in the present invention.
  • the electrode assembly ( 110) shows one electrode assembly 110 in FIG. 3, but two or more electrode assemblies 110 may be stacked so that their long sides are adjacent to each other, and the number of electrode assemblies 110 is limited in the present invention. It is not.
  • the first electrode plate 111 of the electrode assembly 110 may serve as a cathode, and the second electrode plate 112 may serve as an anode. Of course, the reverse is also possible.
  • the first electrode plate 111 is formed by applying a first electrode active material such as graphite or carbon to a first electrode current collector formed of a metal foil such as copper, copper alloy, nickel, or a nickel alloy, and the first electrode active material is applied. It may include the first electrode tab 111a (or the first non-coated portion), which is an area that is not used. The first electrode tab 111a may serve as a passage for current flow between the first electrode plate 111 and the first terminal 120 .
  • a first electrode active material such as graphite or carbon
  • a first electrode current collector formed of a metal foil such as copper, copper alloy, nickel, or a nickel alloy
  • the first electrode tab 111a may serve as a passage for current flow between the first electrode plate 111 and the first terminal 120 .
  • the first electrode tab 111a may be formed by cutting the first electrode tab 111 so as to protrude to one side when manufacturing the first electrode plate 111 , and may be integrally formed with the first electrode plate 111 .
  • the plurality of first electrode tabs 111a are gathered and tack-welded, and the first collector plate 121 of the first terminal 120 is welded and coupled to the tack-welded first electrode tabs 111a.
  • the second electrode plate 112 is formed by applying a second electrode active material such as a transition metal oxide to a second electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum or aluminum alloy, and is a region where the second electrode active material is not applied.
  • the second electrode tab 112a (or the second uncoated portion) may be included.
  • the second electrode tab 112a may serve as a passage for current flow between the second electrode plate 112 and the second terminal 130 .
  • the second electrode tab 112a may be formed by cutting in advance to protrude to one side when the second electrode plate 112 is manufactured, and may be integrally formed with the second electrode plate 112 .
  • the plurality of second electrode tabs 112a are gathered and tack-welded, and the second collector plate 131 of the second terminal 130 is welded and coupled to the tack-welded second electrode tabs 112a.
  • the first electrode tab 111a may be positioned on one short side surface of the electrode assembly 110, and the second electrode tab 112a may be positioned on the other short side surface of the electrode assembly 110.
  • the separator 113 is positioned between the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 to prevent a short circuit and enable the movement of lithium ions, and is made of polyethylene, polypropylene or poly It may include a composite film of ethylene and polypropylene.
  • the separator 113 may be replaced with an inorganic solid electrolyte such as a sulfide, oxide, or phosphate compound that does not require a liquid or gel electrolyte.
  • Both ends of the electrode assembly 110 as described above are electrically connected to the first electrode tab 111a of the first electrode plate 111 and the second electrode tab 112a of the second electrode plate 112, respectively.
  • a first terminal 120 and a second terminal 130 are located.
  • the electrode assembly 110 may be accommodated in the case 150 together with the electrolyte solution.
  • the electrolyte may include a lithium salt such as LiPF6 or LiBF4 in an organic solvent such as EC, PC, DEC, EMC, or DMC.
  • the electrolyte solution may be in a liquid or gel state. In some examples, when an inorganic-based solid electrolyte is used, the electrolyte solution may be omitted.
  • the first terminal 120 is made of metal and may be electrically connected to the first electrode plate 111 .
  • the first terminal 120 may include a first collector plate 121 , a first terminal pillar 122 , and a first terminal plate 124 .
  • the first collector plate 121 may come into contact with the first electrode tab 111a protruding from one end of the electrode assembly 110 . Substantially, the first collector plate 121 may be welded to and electrically connected to the first electrode tab 111a.
  • the first collector plate 121 is formed in a substantially ' ⁇ ' shape, and a terminal hole 121a may be formed on the upper portion.
  • the first terminal pillar 122 may be inserted into the terminal hole 121a and then riveted and/or welded.
  • the first collector plate 121 may be made of copper or a copper alloy.
  • the first terminal pillar 122 penetrates the cap plate 161 of the cap assembly 160 and protrudes and extends upward by a predetermined length, and the first collector plate 121 is formed from the lower part of the cap plate 161. can be electrically connected to In addition, in some examples, the first terminal pillar 122 protrudes and extends a predetermined length upward from the cap plate 161, and at the same time, the first terminal pillar 122 extends from the lower part of the cap plate 161 to the cap plate 161. ) The flange 122a may be formed so as not to fall out.
  • a region of the first terminal pillar 122 positioned below the flange 122a may be riveted and/or welded after being inserted into the first terminal hole 121a of the first collector plate 121 .
  • the first terminal post 122 may be made of copper, copper alloy, aluminum or aluminum alloy.
  • the first terminal plate 124 has a hole 124a, and the first terminal pillar 122 is coupled to the hole 124a and may be riveted and/or welded. In some examples, an interface between the upper exposed first terminal pillar 122 and the first terminal plate 124 may be welded to each other. For example, by providing a laser beam to a boundary region between the upwardly exposed first terminal pillar 122 and the first terminal plate 124, the boundary region may be melted, cooled, and welded. In some examples, the first terminal pillar 122 and the first terminal plate 124 may be electrically insulated from the cap plate 161 .
  • the second terminal 130 is also made of metal and can be electrically connected to the second electrode plate 112 .
  • the second terminal 130 may include a second collector plate 131 , a second terminal pillar 132 , and a second terminal plate 134 .
  • the second collector plate 131 may be in contact with the second electrode tab 112a protruding from one end of the electrode assembly 110 . Substantially, the second collector plate 131 may be electrically connected to the second electrode tab 112a by being welded thereto.
  • the second collector plate 131 is formed in a substantially ' ⁇ ' shape, and a terminal hole 131a may be formed at an upper portion.
  • the second terminal pillar 132 is inserted into and coupled to the terminal hole 131a.
  • the second collector plate 131 may be made of, for example, but not limited to, aluminum or an aluminum alloy.
  • the second terminal pillar 132 protrudes and extends upward by a predetermined length through the cap plate 161 described below, and may be electrically connected to the second collector plate 131 at the bottom of the cap plate 161. .
  • the second terminal pillar 132 protrudes and extends to the top of the cap plate 161 by a predetermined length, and at the same time, a flange ( 132a) may be formed.
  • a region of the second terminal pillar 132 positioned below the flange 132a may be riveted and/or welded after being inserted into the second terminal hole 131a of the second current collector 131 .
  • the second terminal pillar 132 may be made of aluminum or aluminum alloy.
  • the second terminal plate 134 has a hole 134a.
  • the second terminal plate 134 is coupled to the second terminal pillar 132 . That is, the second terminal pillar 132 is coupled to the hole 134a of the second terminal plate 134 .
  • the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134 may be riveted and/or welded to each other.
  • a boundary region between the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134 exposed upward may be welded to each other. For example, by providing a laser beam to a boundary region between the upwardly exposed second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134, the boundary region can be welded by melting and cooling each other.
  • the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134 may be electrically insulated from the cap plate 161 . In some examples, the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134 may be electrically connected to the cap plate 161, and in this case, the cap plate 161 of the cap assembly 160 is connected to the second terminal 130. may have the same polarity (eg, anode).
  • the insulating sheet 140 may be accommodated inside the case 150 together with the electrode assembly 110 while covering a portion of the electrode assembly 110 .
  • the insulating sheet 140 may cover the two long side surfaces 110a and the upper surface 110b of the electrode assembly 110 .
  • Insulation sheet 140 may be formed by bending a portion of the flat sheet shape. Referring to FIG. 4A, a perspective view of the insulating sheet 140 is shown, and referring to FIG. 4B, a cross-sectional view of the insulating sheet 140 taken along line 4b-4b of FIG. 4A is shown.
  • the insulating sheet 140 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the insulating sheet 140 includes the first area 141 interposed between the electrode assembly 110 and the cap assembly 160, and the second area interposed between the long side surface 110a of the electrode assembly 110 and the case 150. It includes a second area 142 of the dog. In the insulating sheet 140, second regions 142 are located on both sides of the first region 141, respectively. In some examples, both surfaces of the second region 142 may have bumpy roughness and may not adhere to the surface of the electrode assembly 110 .
  • the insulating sheet 140 includes a first region 141 located below the cap plate 161 and substantially parallel to the cap plate 161, and a second region extending downward from both ends of the first region 141. (142).
  • the insulating sheet 140 is made of an insulating material, an unnecessary electrical short between the electrode assembly 110 and the case 150 and/or the cap assembly 160 can be prevented.
  • the insulating sheet 140 may include at least one of polypropylene (PP) and polyimide (PI).
  • the first region 141 is located below the cap plate 161 and includes a rectangular plate-shaped top portion 141a and two extension portions 141b bent downward from both ends of the top portion 141a. can include
  • a first terminal hole (a) and a second terminal hole (b) may be formed in the first region 141 .
  • the first terminal hole (a) and the second terminal hole (b) may be positioned symmetrically from the center of the first region 141 in the longitudinal direction.
  • the first terminal pillar 122 of the first terminal 120 is inserted into the first terminal hole (a), and the second terminal pillar (of the second terminal 130) is inserted into the second terminal hole (b). 132) can be fitted.
  • the first region 141 may be seated on upper surfaces of the first current collector 121 and the second current collector 131 .
  • the first terminal hole (a) is located above the terminal hole (121a) of the first collector plate (121), and the second terminal hole (b) is located above the terminal hole (131a) of the second collector plate (131).
  • the first terminal 120 and the second terminal 130 pass through the first terminal hole (a) and the second terminal hole (b) of the insulating sheet 140, respectively, and pass through the terminal hole of the first collector plate 121.
  • (121a) and the terminal hole (131a) of the second collector plate 131, respectively, can be fitted and welded.
  • An electrolyte injection hole c is further formed in the first region 141 at a position corresponding to the electrolyte injection hole 161a of the cap plate 161, and at a position corresponding to the vent hole 161b of the cap plate 161.
  • a vent hole (d) may be further formed. That is, the electrolyte injection hole (c) of the insulating sheet 140 is located below the electrolyte injection hole 161a of the cap plate 161, and the vent hole 161b of the insulating sheet 140 is the vent hole of the cap plate 161. It is located at the bottom of the hole 161b.
  • the electrolyte injection hole c may allow the electrolyte injected through the electrolyte injection hole 161a of the cap plate 161 to be injected into the electrode assembly 110 .
  • the vent hole 161b of the insulating sheet 140 may transmit the pressure to the vent hole 161b of the cap plate 161 when the internal pressure is increased by the electrode assembly 110 .
  • the extension part 141b may be bent and extended from the end of the upper surface part 141a in the long side direction of the electrode assembly 110 .
  • the extension portion 141b may be bent and extended downward from a longer side of the four ends of the upper surface portion 141a.
  • the second region 142 may extend downward from the lower end of the extension 141b.
  • the second region 142 may include a first sheet portion 142x capable of transmitting light and a second sheet portion 142y covering an inner surface of the first sheet portion 142x.
  • the first sheet portion 142x of the second region 142 may be made of polypropylene (PP) capable of transmitting light.
  • the thickness of the first sheet portion 142x of the second region 142 may have a thickness of any one of 80 ⁇ m to 130 ⁇ m. When the thickness of the first sheet portion 142x of the second region 142 is thinner than 80 ⁇ m, electrical insulation between the electrode assembly 110 and the case 150 may not be easy. When the thickness of the first sheet portion 142x of the second region 142 is thicker than 130 ⁇ m, visibility during vision inspection may not be easy.
  • the second sheet portion 142y of the second region 142 may be an antistatic layer including a conductive material in an electrical insulating material.
  • the second sheet portion 142y of the second region 142 may include a conductive material in the form of particles in an insulating sheet made of polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
  • the second sheet portion 142y of the second region 142 may include a conductive paint in an insulating sheet made of polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
  • the thickness of the second sheet portion 142y of the second region 142 may have a thickness ranging from 80 ⁇ m to 130 ⁇ m.
  • the second sheet portion 142y of the second region 142 is an antistatic layer to prevent static electricity so that one insulating sheet can be easily picked up in a state where a plurality of insulating sheets 140 are stacked.
  • the second sheet portion 142y of the second region 142 prevents static electricity, so that when coupled with the first terminal 120, the second terminal 130, and the electrode assembly 110, alignment is facilitated.
  • the first region 141 includes a first sheet portion 141x integrally formed with the first sheet portion 142x of the second region 142 and a second sheet covering the outer surface of the first sheet portion 141x.
  • the first seat portion 141x may be made of a different material from the second seat portion 141y, the third seat portion 141z, and the fourth seat portion 141zz.
  • the first sheet portion 141x may have a different thermal conductivity from the second sheet portion 141y, the third sheet portion 141z, and the fourth sheet portion 141zz.
  • the first sheet portion 141x may be made of polypropylene (PP) capable of transmitting the same light as the first sheet portion 142x of the second region 142 .
  • PP polypropylene
  • the first seat portion 141x is located below the cap plate 161 and is bent downward from both ends of the rectangular plate-shaped first sheet upper surface portion 141ax and the first sheet upper surface portion 141ax to extend downward.
  • the first sheet extension 141bx may be parallel to the long side surface of the electrode assembly 110 .
  • the thickness of the first sheet portion 141x may be the same as that of the second region 142 and may be integrally formed with the second region 142 .
  • the light transmittance of the first sheet portion 141x may be the same as that of the second region 142 .
  • the second sheet portion 141y has a shape corresponding to that of the first sheet portion 141x and may be formed to cover an outer surface of the first sheet portion 141x. That is, the second seat portion 141y may be interposed between the first seat portion 141x and the cap plate 161 . Of course, the second sheet portion 141y may be fixed in close contact with the surface of the first sheet portion 141x. The second sheet portion 141y may be adhered to the outer surface of the first sheet portion 141x in the form of a film, or may be formed by coating or printing. An adhesive may be further interposed between the first sheet portion 141x and the second sheet portion 141y, but the present invention is not limited thereto.
  • the second sheet portion 141y is made of polyimide (PI) to block thermal conduction between the electrode assembly 110 and the cap plate 161 and to reinforce insulation.
  • the second sheet portion 141y is made of a yellow color, so that vision sensing and detecting power for metal remaining on the upper end of the insulating sheet after welding can be increased.
  • the second seat portion 141y is located below the cap plate 161, and is bent downward from both ends of the rectangular plate-shaped second seat top portion 141ay and the second seat top portion 141ay to extend downward. may include two second sheet extensions 141by.
  • the second sheet extension 141by may be parallel to the long side surface of the electrode assembly 110 .
  • the second sheet portion 141y may have a thickness of any one of 25 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • the thickness of the second sheet portion 141y is less than 25 ⁇ m, it may not be easy to block and insulate heat conduction between the electrode assembly 110 and the cap plate 161 .
  • the thickness of the second sheet portion 141y is thicker than 35 ⁇ m, only the size of the secondary battery 100 may be increased due to unnecessary thickness increase.
  • the third sheet portion 141z may have a shape corresponding to the first sheet portion 141x and the second sheet portion 141y and cover the inner surface of the fourth sheet portion 141zz. That is, the third seat portion 141z may be interposed between the fourth seat portion 141zz and the electrode assembly 110 . Of course, the third sheet portion 141z may be fixed in close contact with the surface of the fourth sheet portion 141zz. The third sheet portion 141z may be adhered to the inner surface of the fourth sheet portion 141zz in the form of a film, or may be formed by coating or printing. An adhesive may be further interposed between the fourth sheet portion 141zz and the third sheet portion 141z, but this is not limited in the present invention.
  • the third sheet portion 141z may be made of polypropylene (PP).
  • the third sheet portion 141z is made of white polyprepyrene to prevent reflection of light generated when each component of the first terminal 120 or each component of the second terminal 130 is welded. can do.
  • the third sheet portion 141z is located above the electrode assembly 110, and is bent downward from both ends of the rectangular plate-shaped third sheet upper surface portion 141az and the third sheet upper surface portion 141az to extend downward. may include two third sheet extensions 141bz.
  • the third sheet extension 141bz may be parallel to the long side surface of the electrode assembly 110 .
  • the thickness of the third sheet portion 141z may have a thickness of any one of 80 ⁇ m to 130 ⁇ m.
  • the secondary battery You can only increase the size of (100).
  • the fourth seat portion 141zz has a shape corresponding to the first seat portion 141x, the second seat portion 141y, and the third seat portion 141z, and covers the inner surface of the first seat portion 141x. can be formed That is, the fourth seat portion 141zz may be interposed between the first seat portion 141x and the third seat portion 141z. Of course, the fourth sheet portion 141zz may be adhered to and fixed to the surface of the first sheet portion 141x. The fourth sheet portion 141zz may be adhered to the inner surface of the first sheet portion 141x in the form of a film, or may be formed by coating or printing.
  • the fourth sheet portion 141zz may include a conductive material in an insulating sheet made of the same polyethylene (PE) or polypropylene (PP) as the second sheet portion 142y of the second region 142 .
  • the fourth seat portion 141zz may be integrally formed with the second seat portion 142y of the second region 142 .
  • the fourth sheet portion 141zz is an antistatic layer to prevent static electricity so that one insulating sheet can be easily picked up in a state in which a plurality of insulating sheets 140 are stacked.
  • the fourth sheet portion 141zz prevents static electricity and facilitates alignment when the first terminal 120, the second terminal 130, the electrode assembly 110 and the insulating sheet 140 are coupled. can
  • the insulating sheet 140 may be fixed to the electrode assembly 110 by a fixing tape 149 .
  • the fixing tape 149 may adhere between the first collector plate 121 of the first terminal 120 electrically connected to the electrode assembly 110 and the insulating sheet 140 .
  • the fixing tape 149 may adhere between the second collector plate 131 of the second terminal 130 electrically connected to the electrode assembly 110 and the insulating sheet 140 .
  • the fixing tape 149 may be bonded and fixed between the insulating sheet 140 and the short side surface or lower surface of the electrode assembly 110 .
  • the fixing tape 149 is a component for fixing between the electrode assembly 110 and the insulating sheet 140, and the adhesive position and the number of adhesives may be variously changed.
  • the second sheet portion 141y is provided in the first region 141, so that the insulation between the electrode assembly 110 and the cap plate 161 can be improved while heat conduction can be easily blocked.
  • the third sheet portion 141z is provided in the first region 141 of the insulating sheet 140, it is possible to easily block light reflection during welding.
  • the insulating sheet 140 can transmit light through the second region 142, after welding between the components of the first terminal 120 and welding between the components of the second terminal 130, the electrode The presence or absence of metal particles between the assembly 110 and the insulating sheet 140 can be easily checked by vision inspection through a camera.
  • each component of the first terminal 120 is welding between the first collector plate 121 and the first terminal pillar 122, and welding between the first terminal pillar 122 and the first terminal plate 124.
  • welding of each component of the second terminal 130 is welding between the second collector plate 131 and the second terminal pillar 132, and welding between the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 134.
  • the insulating sheet 140 includes the fourth sheet portion 141zz of the first region 141 and the second sheet portion 142y of the second region 142 as an antistatic layer, static electricity is prevented and aligned. can make this easier.
  • the case 150 may have a substantially rectangular parallelepiped shape with an opening 151 formed thereon.
  • the electrode assembly 110 and the insulating sheet 140 may be inserted into the case 150 through the opening 151 .
  • the first collector plate 121 of the first terminal 120 and the second collector plate 131 of the second terminal 130 may also be located inside the case 150 .
  • the cap assembly 160 may be coupled to the case 150 .
  • the cap assembly 160 may include a cap plate 161 , a seal gasket 162 , a stopper 163 , a safety vent 164 and an upper coupling member 165 .
  • the cap plate 161 may seal the opening 151 of the case 150 .
  • the seal gasket 162 is an insulating material and is between the cap plate 161 and the first terminal pillar 122 of the first terminal 120, and the second terminal pillar 132 of the cap plate 161 and the second terminal 130. ), sealing between the first terminal pillar 122 and the second terminal pillar 132 and the cap plate 161, respectively.
  • the seal gasket 162 prevents external moisture from penetrating into the secondary battery 100 or prevents the electrolyte solution contained in the secondary battery 100 from leaking to the outside.
  • the stopper 163 seals the electrolyte injection port 161a of the cap plate 161, and the safety vent 164 is installed in the vent hole 161b of the cap plate 161 and has a notch ( 164a) can be formed.
  • the upper coupling member 165 may be formed between the cap plate 161 and each of the first terminal pillar 122 and the second terminal pillar 132 on the upper portion of the cap plate 161 . Also, the upper coupling member 165 is in close contact with the cap plate 161 . Moreover, the upper coupling member 165 may be in close contact with the seal gasket 162 as well. The upper coupling member 165 may insulate the first terminal pillar 122 and the second terminal pillar 132 from the cap plate 161 . In some examples, the upper coupling member 165 formed on the second terminal pillar 132 may electrically connect the second terminal plate 134 and the cap plate 161, and thus the second terminal 130 may have the same polarity as that of the cap plate 161 .
  • FIG. 5 another example of a cross-sectional view of the insulating sheet shown in FIG. 4A is shown.
  • the insulating sheet 240 shown in FIG. 5 is different from the insulating sheet 140 shown in FIG. 4B in that the second region 242 is composed of three sheet layers.
  • the insulating sheet 240 is shown in FIG. 4B.
  • the second region 242, which is different from the illustrated insulating sheet 140, will be mainly described.
  • the insulating sheet 240 is formed in the first region 141 interposed between the electrode assembly 110 and the cap assembly 160, and in the second region interposed between the long side surface 110a of the electrode assembly 110 and the case 150. It includes a second region 242 of the dog.
  • the second area 242 covers the inner surfaces of the second area first sheet portion 242x extending from the first sheet portion 141x of the first area 141 and the second area first sheet portion 242x.
  • a second area second sheet portion 242y extending from the fourth sheet portion 141zz of the first area 141 and a second area extending from the third sheet portion 141z of the first area 141
  • the region may include a third sheet portion 242z.
  • first sheet portion 242x of the second region 242 is made of the same material as the first sheet portion 141x of the first region 141 and may be a single coating layer or a single film.
  • second sheet portion 242y of the second region 242 may be made of the same material as the fourth sheet portion 141zz of the first region 141 and may be a single coating layer or a single film.
  • third sheet portion 242z of the second region 242 may be made of the same material as the third sheet portion 141z of the first region 141 and may be a single coating layer or a single film.
  • the first sheet portion 242x of the second region 242 is made of polypropylene (PP) capable of transmitting light
  • the second sheet portion 242y of the second region 242 is made of white polypropylene.
  • PP Polypropylene
  • the third sheet portion 242z of the second region 242 may include a conductive material in an insulating sheet made of polyethylene (PE) or polypropylene (PP).
  • the second sheet portion 141y is provided in the first region 141, so that the insulation between the electrode assembly 110 and the cap plate 161 can be improved while heat conduction can be easily blocked. there is.
  • the insulating sheet 240 has a third sheet portion 141z provided in the first region 141, so that it is easy to block light reflection during welding.
  • the welding may be welding of each component of the first terminal 120 and welding of each component of the second terminal 130 .
  • the insulating sheet 240 includes the fourth sheet portion 141zz of the first region 141 and the second sheet portion 242y of the second region 242 as an antistatic layer, static electricity is prevented and aligned. can make this easier.
  • FIGS. 6a and 6b a perspective view and a cross-sectional view showing another example of the insulating sheet of the secondary battery of the present invention are shown.
  • FIGS. 6A and 6B another example of the insulating sheet 340 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
  • the insulating sheet 340 shown in FIGS. 6A and 6B includes a first region 141, a second region 142, and a third region 343, and including the third region 343 is shown in FIG. 4A. And it is different from the insulating sheet 140 shown in FIG. 4B.
  • the third region 343 of the insulating sheet 340 which is different from that of the insulating sheet 140 shown in FIGS. 4A and 4B, will be mainly described.
  • the third area 343 extends downward from the lower end of the first sheet portion 142x of the second area 142 and the outer surface of the first sheet portion 343x.
  • a covering second sheet portion 343y may be included.
  • the first sheet portion 343x of the third region 343 and the first sheet portion 142x of the second region 142 may be integrally formed and made of the same material and thickness.
  • the second sheet portion 343y of the third region 343 has a shape corresponding to the first sheet portion 343x of the third region 343 and is formed to cover the outer surface of the first sheet portion 343x.
  • the second sheet portion 343y of the third region 343 may be interposed between the first sheet portion 343x and the case 150 .
  • the second sheet portion 343y may be adhered to and fixed to the surface of the first sheet portion 343x.
  • the second sheet portion 343y of the third region 343 may be formed on the outer surface of the first sheet portion 343x by coating or printing.
  • the second sheet portion 343y is made of polypropylene (PP) having a color, and whether the lower portion of the insulating sheet 340 is folded can be checked.
  • PP polypropylene
  • the second sheet portion 343y of the third region 343 may be made of green polypropylene.
  • the thickness of the second sheet portion 343y of the third region 343 may have a thickness of any one of 80 ⁇ m to 130 ⁇ m. If the thickness of the second sheet portion 343y of the third region 343 is thinner than 80 ⁇ m, it may be difficult to check whether the lower portion of the insulating sheet 340 is folded because it is not easy to implement color, and if it is thicker than 130 ⁇ m, unnecessary Due to the increase in thickness, only the size of the secondary battery 100 can be increased.
  • the third sheet portion 343 may be further provided to cover the inner surface of the first sheet portion 343x.
  • the third sheet portion of the third region 343 may be made of the same material and thickness as the second sheet portion 142y of the second region 142, but the present invention is not limited thereto.
  • Light transmittance of the third region 343 may be different from light transmittance of the second region 142 .
  • the third area 343 is a second sheet portion 343y having a color on the outer surface of the first sheet portion 343x made of the same material and thickness as the first sheet portion 142x of the second area 142. Since is further formed, the light transmittance may be lower than that of the second region 142 .
  • the light transmittance of the third region 343 may have a value of 80% to 90%.
  • the light transmittance of the third region 343 is less than 80%, it may not be easy to perform a vision test to check whether there is a foreign object through the third region 343 .
  • the light transmittance is greater than 90%, it may be difficult to determine whether the insulating sheet 340 is folded at the bottom.
  • Various embodiments of the present invention relate to secondary batteries.

Abstract

본 발명은 절연시트의 제1영역과 제2영역이 다른 재질로 이루어져, 전극 조립체와 캡 플레이트 사이의 열전도를 차단할 수 있고 용접시 발생될 수 있는 광반사를 방지할 수 있으며, 정전기 및 얼라인 유지가 가능할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 일예로, 본 발명은 제1전극탭과 제2전극탭을 갖는 전극 조립체와, 전극 조립체의 제1전극탭과 전기적으로 연결된 제1단자와, 전극 조립체의 상면을 덮는 제1영역과, 전극 조립체의 양측 장측면을 덮는 제2영역을 갖는 절연시트와, 전극 조립체, 제1단자 및 절연시트를 수용하는 케이스 및, 케이스의 상단 개구를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고, 절연시트는 제1영역이 제2영역과 다른 재질 층을 더 포함하고, 4개의 층으로 이루어지는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지
본 발명의 다양한 실시예는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는, 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해질을 케이스에 내장하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성될 수 있다. 여기서, 전극 조립체의 대표적인 예로는 권취 타입 또는 스택 타입을 들 수 있다. 이러한 전극 조립체는 상부 또는 측부 방향으로 무지부 탭이 돌출되고 무지부 탭에 집전 부재가 연결될 수 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 실시예의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명은 전극 조립체와 캡 플레이트 사이의 열전도를 차단할 수 있고 용접시 발생될 수 있는 광반사를 방지할 수 있으며, 정전기 및 얼라인 유지가 가능할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.
추가적으로 본 발명은 전극 조립체의 장측면부를 덮는 절연시트 부분이 빛을 투과시킬 수 있으므로, 용접 후 비전 검사를 통해 이물 여부를 확인할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 제1전극탭과 제2전극탭을 갖는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체의 제1전극탭과 전기적으로 연결된 제1단자와, 상기 전극 조립체의 상면을 덮는 제1영역과, 상기 전극 조립체의 양측 장측면을 덮는 제2영역을 갖는 절연시트와, 상기 전극 조립체, 상기 제1단자 및 상기 절연시트를 수용하는 케이스 및, 상기 케이스의 상단 개구를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 절연시트는 상기 제1영역이 상기 제2영역과 다른 재질 층을 더 포함하고, 4개의 층으로 이루어질 수 있다.
상기 제1영역은 빛을 투과시킬 수 있는 제1시트부와, 상기 제1시트부의 외표면에 밀착되며 상기 제1시트부와 다른 재질로 이루어진 제2시트부와, 상기 제1시트부의 내표면에 밀착되며 도전성 물질을 포함하는 제4시트부 및, 상기 제4시트부의 내표면에 밀착되며 상기 제2시트부와 다른 재질로 이루어진 제3시트부를 포함할 수 있다.
상기 제2영역은 두 개의 층으로 이루어지며, 상기 제1영역의 제1시트부로부터 연장된 제2영역 제1시트부 및, 상기 제2영역 제1시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제4시트부로부터 연장된 제2영역 제2시트부를 포함할 수 있다.
상기 제1영역의 제2시트부는 노란색 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
상기 제1영역의 제3시트부은 하얀색 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
상기 제1영역의 제1시트부와 상기 제2영역 제1시트부는 빛을 투과시킬 수 있는 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
상기 제1영역의 제4시트부는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질이 포함될 수 있다.
상기 제1영역은 직사각형 판 형상의 상기 캡플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 개재된 상면부와, 상기 상면부의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제2영역은 상기 두 개의 연장부의 하단부로부터 하부 방향으로 연장되어, 상기 전극 조립체의 두 개의 장측면과 상기 케이스 사이에 각각 개재될 수 있다.
상기 제2영역은 양표면이 오톨도톨한 거칠기를 가질 수 있다.
상기 제2영역은 세 개의 층으로 이루어지며, 상기 제1영역의 제1시트부로부터 연장된 제2영역 제1시트부와, 상기 제2영역 제1시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제4시트부로부터 연장된 제2영역 제2시트부 및, 상기 제2영역 제2시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제3시트부로부터 연장된 제2영역 제3시트부를 포함할 수 있다.
상기 제1영역의 제4시트부와 상기 제2영역 제3시트부는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질이 포함될 수 있다.
상기 절연시트는 상기 제2영역의 하부 끝단부로 부터, 하부 방향으로 연장되며 색을 갖는 제3영역을 더 포함할 수 있다.
상기 제3영역은 상기 제2영역과 빛 투과율이 다를 수 있다.
상기 제3영역은 빛 투과율이 80%이상이고, 90%이하일 수 있다.
상기 절연시트는 상기 제2영역의 빛 투과율이 90%이상이고 100%이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체와 캡 플레이트 사이의 열전도를 차단할 수 있고 용접시 발생될 수 있는 광반사를 방지할 수 있으며, 정전기 및 얼라인 유지가 가능할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체의 장측면부를 덮는 절연시트 부분이 빛을 투과시킬 수 있으므로, 용접 후 비전 검사를 통해 이물 여부를 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 절연시트를 확대 도시한 사시도와, 단면도이다.
도 5는 도 4a에 도시된 절연시트의 단면도의 다른예이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 이차전지의 절연시트의 다른 예를 도시한 사시도 및 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 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 포함한다. 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 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"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 이용된다. 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 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결(electrically coupled)되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이차 전지를 도시한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제1단자(120), 제2단자(130), 절연시트(140), 케이스(150) 및 캡 조립체(160)를 포함할 수 있다. 또한 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 이차 전지(100)에서 케이스(150)가 분해된 것을 도시한 분해 사시도이다. 즉, 도 3은 케이스(150)가 캡 조립체(160)와 결합되기 이전 상태를 도시한 것이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 이차 전지(100)를 설명하고자 한다.
전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(111), 세퍼레이터(113), 제2전극판(112)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성될 수 있다. 도 3에서 전극 조립체(110)는 권취 축이 수평 방향(즉, 캡 조립체(160)의 길이 방향과 대략 평행한 방향)인 것으로 도시하였으나, 권취 축이 수직 방향(즉, 캡 조립체(160)의 길이 방향과 대략 수직인 방향으로 권취될 수도 있다. 또한 전극 조립체(110)는 권취타입이 아닌 스택 타입일 수 있으며, 본 발명에서 전극 조립체(110)의 형상을 한정하는 것은 아니다. 또한 전극 조립체(110)는 도 3에서 하나의 전극 조립체(110)를 도시하였으나, 2개 이상의 전극 조립체(110)가 장측면이 서로 인접하도록 적층될 수 있으며, 본 발명에서 전극 조립체(110)의 개수를 한정하는 것은 아니다.
전극 조립체(110)의 제1전극판(111)은 음극 역할을 할 수 있으며, 제2전극판(112)은 양극 역할을 할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
제1전극판(111)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제1전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제1전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제1전극탭(111a)(또는 제1무지부)을 포함할 수 있다. 제1전극탭(111a)은 제1전극판(111)과 제1단자(120)사이의 전류 흐름의 통로가 될 수 있다.
일부 예들에서, 제1전극탭(111a)은 제1전극판(111)을 제조할 때 미리 일측부로 돌출되도록 절단하여 형성할 수 있으며, 제1전극판(111)과 일체로 이루어질 수 있다. 일부예들에서, 다수의 제1전극탭(111a)들은 모아서 가용접되고, 가용접된 제1전극탭(111a)에는 제1단자(120)의 제1집전판(121)이 용접되어 결합될 수 있다.
제2전극판(112)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제2전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제2전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제2전극탭(112a)(또는 제2무지부)을 포함할 수 있다. 제2전극탭(112a)은 제2전극판(112)과 제2단자(130)사이의 전류 흐름의 통로가 될 수 있다.
일부 예들에서, 제2전극탭(112a)은 제2전극판(112)을 제조할 때 미리 일측부로 돌출되도록 절단하여 형성할 수 있으며, 제2전극판(112)과 일체로 이루어질 수 있다. 일부예들에서, 다수의 제2전극탭(112a)들은 모아서 가용접되고, 가용접된 제2전극탭(112a)에는 제2단자(130)의 제2집전판(131)이 용접되어 결합될 수 있다.
일부 예들에서, 제1전극탭(111a)은 전극 조립체(110)의 일측 단측면에 위치할 수 있으며, 제2전극탭(112a)은 전극 조립체(110)의 타측 단측면에 위치할 수 있다.
일부 예들에서, 세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 또는 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름을 포함할 수 있다. 또한, 세퍼레이터(113)는 액체 또는 겔 상태의 전해액을 필요로 하지 않는 황화물계, 산화물계 또는 인산염화합물계와 같은 무기물계 고체 전해질로 대체될 수도 있다.
상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 제1전극판(111)의 제1전극 탭(111a)와 제2전극판(112)의 제2전극탭(112a)와 각각에 전기적으로 연결되는 제1단자(120) 및 제2단자(130)가 위치된다. 일부 예들에서, 전극 조립체(110)는 전해액과 함께 케이스(150)에 수용될 수 있다.
일부 예들에서, 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, DMC와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염을 포함할 수 있다. 또한, 전해액은 액체 또는 겔상일 수 있다. 일부 예들에서, 무기물계 고체 전해질이 사용될 경우, 전해액은 생략될 수도 있다.
제1단자(120)는 금속으로 형성되며, 제1전극판(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자(120)는 제1집전판(121), 제1단자 기둥(122) 및 제1단자 플레이트(124)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(121)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제1전극탭(111a)와 접촉될 수 있다. 실질적으로, 제1집전판(121)은 제1전극탭(111a)에 용접되어 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(121)은 대략 '┎' 형태로 형성되며, 상부에는 단자홀(121a)이 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 단자홀(121a)에는 제1단자 기둥(122)이 끼워져 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(121)은 구리 또는 구리 합금으로 제조될 수 있다.
일부 예들에서, 제1단자 기둥(122)은 캡 조립체(160)의 캡 플레이트(161)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 캡 플레이트(161)의 하부에서 제1집전판(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 제1단자 기둥(122)은 캡 플레이트(161)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 동시에, 캡 플레이트(161)의 하부에 제1단자 기둥(122)이 캡 플레이트(161)로부터 빠지지 않도록 플랜지(122a)가 형성될 수 있다. 제1단자 기둥(122)에서 플랜지(122a)의 하부에 위치하는 영역은 제1집전판(121)의 제1단자홀(121a)에 끼워진 후 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자 기둥(122)은 구리, 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
제1단자 플레이트(124)는 홀(124a)을 가지며, 이러한 홀(124a)에 제1단자 기둥(122)이 결합되고 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 상부로 노출된 제1단자 기둥(122)과 제1단자 플레이트(124) 사이의 계면이 상호간 용접될 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제1단자 기둥(122)과 제1단자 플레이트(124)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융된 후 냉각되어 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자 기둥(122) 및 제1단자 플레이트(124)는 캡 플레이트(161)와 전기적으로 절연될 수 있다.
제2단자(130) 역시 금속으로 형성되며, 제2전극판(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자(130)는 제2집전판(131), 제2단자 기둥(132) 및 제2단자 플레이트(134)를 포함할 수 있다. 제2집전판(131)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제2전극탭(112a)와 접촉될 수 있다. 실질적으로, 제2집전판(131)은 제2전극탭(112a)에 용접되어 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 상기 제2집전판(131)은 대략 '┑' 형태로 형성되며, 상부에는 단자홀(131a)이 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 단자홀(131a)에는 상기 제2단자 기둥(132)이 끼워져 결합된다. 이러한 제2집전판(131)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 제2단자 기둥(132)은 후술되는 캡 플레이트(161)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 또한 캡 플레이트(161)의 하부에서 상기 제2집전판(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2단자 기둥(132)은 캡 플레이트(161)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 동시에, 캡 플레이트(161)의 하부에는 제2단자 기둥(132)이 캡 플레이트(161)로부터 빠지지 않도록 플랜지(132a)가 형성될 수 있다. 제2단자 기둥(132)에서 플랜지(132a)의 하부에 위치하는 영역은 제2집전판(131)의 제2단자홀(131a)에 끼워진 후 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다.
일부 예들에서, 제2단자 기둥(132)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 제2단자 플레이트(134)는 홀(134a)을 갖는다. 또한, 제2단자 플레이트(134)는 제2단자 기둥(132)에 결합된다. 즉, 제2단자 플레이트(134)의 홀(134a)에 제2단자 기둥(132)이 결합된다. 또한, 제2단자 기둥(132)과 제2단자 플레이트(134)는 상호간 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 상부로 노출된 제2단자 기둥(132)과 제2단자 플레이트(134)의 경계 영역은 상호간 용접될 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제2단자 기둥(132)과 제2단자플레이트(134)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 용접될 수 있다.
일부 예들에서 제2단자 기둥(132) 및 제2단자 플레이트(134)는 캡 플레이트(161)와 전기적으로 절연될 수 있다. 일부 예들에서 제2단자 기둥(132) 및 제2단자 플레이트(134)는 캡 플레이트(161)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이때 캡 조립체(160)의 캡플레이트(161)는 제2단자(130)와 같은 극성(예를 들면, 양극)을 가질 수 있다.
절연시트(140)는 전극 조립체(110)의 일부를 감싼 상태로, 전극 조립체(110)와 함께 케이스(150)의 내부에 수용될 수 있다. 일부 예들에서 절연시트(140)는 전극 조립체(110)의 두 개의 장측면(110a)과 상면(110b)을 덮을 수 있다. 절연시트(140)는 평평한 시트 형태에서, 일부분이 절곡되어 형성될 수 있다. 도 4a를 참조하면 절연시트(140)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4b를 참조하면 도 4a의 4b-4b선을 절단한 절연시트(140)의 단면도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 절연시트(140)를 설명하고자 한다.
절연시트(140)는 전극 조립체(110)와 캡 조립체(160)사이에 개재된 제1영역(141)과, 전극 조립체(110)의 장측면(110a)과 케이스(150)사이에 개재된 2개의 제2영역(142)을 포함한다. 절연시트(140)는 제1영역(141)을 중심으로 양측에 각각 제2영역(142)이 위치한다. 일부 예에서 제2영역(142)은 양표면이 오톨도톨한 거칠기를 가져, 전극 조립체(110)의 표면과 달라붙지 않을 수 있다. 절연시트(140)는 캡 플레이트(161)의 하부에 위치하고 캡 플레이트(161)와 대략 평행한 제1영역(141)과, 제1영역(141)의 양 끝단으로부터 하부 방향으로 연장된 제2영역(142)을 포함한다. 물론 절연시트(140)는 절연물질로 이루어져, 전극 조립체(110)가 케이스(150) 및/또는 캡 조립체(160)와 불필요한 전기적 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. 일부예들에서 절연시트(140)는 폴리프로필렌(PP:Polypropylene) 및 폴리이미드(PI:Polyimide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1영역(141)은 캡 플레이트(161)의 하부에 위치하며 직사각 판형상의 상면부(141a)와 상면부(141a)의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 연장부(141b)를 포함할 수 있다.
제1영역(141)에는 제1단자홀(a)과 제2단자홀(b)이 형성될 수 있다. 제1단자홀(a)과 제2단자홀(b)은 제1영역(141)의 길이방향 중심으로부터 서로 대칭되는 위치에 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자홀(a)에는 제1단자(120)의 제1단자 기둥(122)이 끼워지고, 제2단자홀(b)에는 제2단자(130)의 제2단자기둥(132)이 끼워질 수 있다. 일부 예들에서, 제1영역(141)은 제1집전판(121) 및 제2집전판(131)의 상면에 안착될 수 있다. 제1단자홀(a)은 제1집전판(121)의 단자홀(121a)의 상부에 위치하고, 제2단자홀(b)은 제2집전판(131)의 단자홀(131a)의 상부에 위치할 수 있다. 제1단자(120)와 제2단자(130)는 각각 절연시트(140)의 제1단자홀(a)과 제2단자홀(b)을 관통하여, 제1집전판(121)의 단자홀(121a) 및 제2집전판(131)의 단자홀(131a)에 각각 끼워져 용접될 수 있다.
제1영역(141)에는 캡 플레이트(161)의 전해액 주입구(161a)와 대응되는 위치에 전해액 주입홀(c)이 더 형성되며, 캡 플레이트(161)의 벤트홀(161b)과 대응되는 위치에 벤트홀(d)이 더 형성될 수 있다. 즉, 절연시트(140)의 전해액 주입홀(c)은 캡 플레이트(161)의 전해액 주입구(161a)의 하부에 위치하고, 절연시트(140)의 벤트홀(161b)은 캡 플레이트(161)의 벤트홀(161b)의 하부에 위치한다. 여기서 전해액 주입홀(c)은 캡 플레이트(161)의 전해액 주입구(161a)를 통해 주입된 전해액이 전극 조립체(110)로 주입되도록 할 수 있다. 여기서 절연시트(140)의 벤트홀(161b)은 전극 조립체(110)에 의한 내부 압력 상승시 압력 전달이 캡 플레이트(161)의 벤트홀(161b)로 전달되도록 할 수 있다.
연장부(141b)는 상면부(141a)의 끝단으로부터 전극 조립체(110)의 장측면 방향으로 절곡되어 연장될 수 있다. 연장부(141b)는 상면부(141a)의 4개의 끝단 중, 더 긴변으로 부터 하부 방향으로 절곡되어 연장될 수 있다.
제2영역(142)은 연장부(141b)의 하부 끝단으로부터 하부 방향으로 연장될 수 있다. 일부예들에서 제2영역(142)은 빛이 투과 가능한 제1시트부(142x)와 제1시트부(142x)의 내표면을 덮는 제2시트부(142y)를 포함할 수 있다.
일부예들에서 제2영역(142)의 제1시트부(142x)는 빛이 투과 가능한 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)으로 이루어질 수 있다. 제2영역(142)의 제1시트부(142x)의 두께는 80㎛ 내지 130㎛중 어느 하나의 두께를 가질 수 있다. 제2영역(142)의 제1시트부(142x)의 두께가 80㎛보다 더 얇을 경우, 전극 조립체(110)와 케이스(150)사이의 전기적 절연이 용이하지 않을 수 있다. 제2영역(142)의 제1시트부(142x)의 두께가 130㎛보다 더 두꺼울 경우, 비전 검사 시 시인성이 용이하지 않을 수 있다.
일부예들에서 제2영역(142)의 제2시트부(142y)는 전기적 절연물질에 도전성 물질이 포함된 대전방지층일 수 있다. 제2영역(142)의 제2시트부(142y)는 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 절열 시트 내에, 도전성 물질이 파티클 형태로 포함될 수 있다. 다른 예로, 제2영역(142)의 제2시트부(142y)는 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 절열 시트 내에, 도전성 도료가 포함될 수 있다. 제2영역(142)의 제2시트부(142y)의 두께는 두께는 80㎛ 내지 130㎛중 어느 하나의 두께를 가질 수 있다. 제2영역(142)의 제2시트부(142y)의 두께가 80㎛보다 더 얇을 경우, 시트내에 도전성 파티클 형성 및 분포가 용이하지 않을 수 있다. 제2영역(142)의 제2시트부(142y)의 두께가 130㎛보다 더 두꺼울 경우, 불필요한 두께 상승을 초래할 수 있다. 제2영역(142)의 제2시트부(142y)는 대전방지층으로 정전기를 방지하여 다수의 절연시트(140)가 적층된 상태에서 하나의 절연시트를 픽업이 용이하도록 할 수 있다. 또한 제2영역(142)의 제2시트부(142y)는 정전기를 방지하여, 제1단자(120), 제2단자(130) 및 전극 조립체(110)와 결합시, 얼라인이 용이하도록 할 수 있다.
또한 제1영역(141)은 제2영역(142)의 제1시트부(142x)와 일체형으로 이루어진 제1시트부(141x)와, 제1시트부(141x)의 외표면을 덮는 제2시트부(141y), 제1시트부(141x)의 내표면을 덮는 제3시트부(141z) 및, 제3시트부(141z)와 제1시트부(141x)사이에 개재되며 제2영역(142)의 제2시트부(142y)와 일체형으로 이루어진 제4시트부(141zz)로 이루어질 수 있다. 즉, 제1영역(141)은 4개의 층으로 이루어질 수 있다. 제1시트부(141x)는 제2시트부(141y), 제3시트부(141z) 및 제4시트부(141zz)와 재질이 상이할 수 있다. 제1시트부(141x)는 제2시트부(141y), 제3시트부(141z) 및 제4시트부(141zz)와 열전도율이 상이할 수 있다.
여기서 제1시트부(141x)는 제2영역(142)의 제1시트부(142x)와 동일한 빛을 투과 시킬 수 있는 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)으로 이루어질 수 있다. 물론 제1시트부(141x)는 캡 플레이트(161)의 하부에 위치하며 직사각 판형상의 제1시트 상면부(141ax)와, 제1시트 상면부(141ax)의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 제1시트 연장부(141bx)를 포함할 수 있다. 여기서 제1시트 연장부(141bx)는 전극 조립체(110)의 장측면과 평행할 수 있다. 제1시트부(141x)의 두께는 제2영역(142)의 두께와 동일할 수 있으며, 제2영역(142)과 일체형으로 이루어질 수 있다. 물론, 제1시트부(141x)는 빛 투과율이 제2영역(142)와 동일할 수 있다.
제2시트부(141y)는 제1시트부(141x)와 대응되는 형상으로, 제1시트부(141x)의 외표면을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 제2시트부(141y)는 제1시트부(141x)와 캡 플레이트(161) 사이에 개재될 수 있다. 물론, 제2시트부(141y)는 제1시트부(141x)의 표면에 밀착되어 고정될 수 있다. 제2시트부(141y)는 제1시트부(141x)의 외표면에 필름 형태로 접착되거나, 코팅 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 제1시트부(141x)와 제2시트부(141y) 사이에는 접착제가 더 개재될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 제2시트부(141y)는 폴리이미드(PI:Polyimide)로 이루어져, 전극 조립체(110)와 캡 플레이트(161) 사이의 열전도를 차단하고, 절연을 강화할 수 있다. 제2시트부(141y)는 노란색상으로 이루어져, 용접 후 절연시트 상단부에 잔류하는 금속에 대한 비전 센싱력 및 검출력을 높일 수 있다. 제2시트부(141y)는 캡 플레이트(161)의 하부에 위치하며, 직사각 판형상의 제2시트 상면부(141ay)와, 제2시트 상면부(141ay)의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 제2시트 연장부(141by)를 포함할 수 있다. 여기서 제2시트 연장부(141by)는 전극 조립체(110)의 장측면과 평행할 수 있다. 제2시트부(141y)의 두께는 25㎛ 내지 35㎛중 어느 하나의 두께를 가질 수 있다. 제2시트부(141y)의 두께가 25㎛보다 얇을 경우, 전극 조립체(110)와 캡 플레이트(161)사이의 열전도 차단 및 절연이 용이하지 않을 수 있다. 또한 제2시트부(141y)의 두께가 35㎛보다 두꺼울 경우, 불필요한 두께 증가로 인해, 이차 전지(100)의 크기만 증가시킬 수 있다.
제3시트부(141z)는 제1시트부(141x) 및 제2시트부(141y)와 대응되는 형상으로, 제4시트부(141zz)의 내표면을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 제3시트부(141z)는 제4시트부(141zz)와 전극 조립체(110) 사이에 개재될 수 있다. 물론, 제3시트부(141z)는 제4시트부(141zz)의 표면에 밀착되어 고정될 수 있다. 제3시트부(141z)는 제4시트부(141zz)의 내표면에 필름 형태로 접착되거나, 코팅 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 제4시트부(141zz)와 제3시트부(141z) 사이에는 접착제가 더 개재될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 제3시트부(141z)는 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 제3시트부(141z)가 하얀색의 폴리프레필렌으로 이루어져, 제1단자(120)의 각 구성이나, 제2단자(130)의 각 구성이 각각 용접될 때 발생되는 광 반사를 방지할 수 있다. 제3시트부(141z)는 전극 조립체(110)의 상부에 위치하며, 직사각 판형상의 제3시트 상면부(141az)와, 제3시트 상면부(141az)의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 제3시트 연장부(141bz)를 포함할 수 있다. 여기서 제3시트 연장부(141bz)는 전극 조립체(110)의 장측면과 평행할 수 있다. 제3시트부(141z)의 두께는 80㎛ 내지 130㎛중 어느 하나의 두께를 가질 수 있다. 제3시트부(141z)의 두께가 80㎛보다 얇을 경우, 광반사 차단이 용이하지 않을 수 있고, 제3시트부(141z)의 두께가 130㎛보다 두꺼울 경우, 불필요한 두께 증가로 인해, 이차 전지(100)의 크기만 증가시킬 수 있다.
제4시트부(141zz)는 제1시트부(141x), 제2시트부(141y) 및 제3시트부(141z)와 대응되는 형상으로, 제1시트부(141x)의 내표면을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 제4시트부(141zz)는 제1시트부(141x)와 제3시트부(141z) 사이에 개재될 수 있다. 물론, 제4시트부(141zz)는 제1시트부(141x)의 표면에 밀착되어 고정될 수 있다. 제4시트부(141zz)는 제1시트부(141x)의 내표면에 필름 형태로 접착되거나, 코팅 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 제4시트부(141zz)와 제3시트부(141z) 사이와 제4시트부(141zz)와 제1시트부(141x)에는 접착제가 더 개재될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 제4시트부(141zz)는 제2영역(142)의 제2시트부(142y)와 동일한 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질이 포함될 수 있다. 제4시트부(141zz)는 제2영역(142)의 제2시트부(142y)와 일체형으로 이루어질 수 있다. 제4시트부(141zz)는 대전방지층으로 정전기를 방지하여 다수의 절연시트(140)가 적층된 상태에서 하나의 절연시트를 픽업이 용이하도록 할 수 있다. 또한 제4시트부(141zz)는 정전기를 방지하여, 제1단자(120), 제2단자(130) 및 전극 조립체(110)와 절연시트(140)가 결합할 때, 얼라인이 용이하도록 할 수 있다.
또한 절연시트(140)는 고정 테이프(149)에 의해 전극 조립체(110)에 고정될 수 있다. 일부 예들에서, 고정 테이프(149)는 전극 조립체(110)와 전기적으로 접속된 제1단자(120)의 제1집전판(121)과, 절연시트(140)사이를 접착할 수 있다. 또한 고정 테이프(149)는 전극 조립체(110)와 전기적으로 접속된 제2단자(130)의 제2집전판(131)과, 절연시트(140)사이를 접착할 수 있다. 또한 고정 테이프(149)는 절연시트(140)와 전극 조립체(110)의 단측면 또는 하면 사이를 접착 및 고정할 수 있다. 고정 테이프(149)는 전극 조립체(110)와 절연시트(140)사이를 고정하기 위한 구성으로, 접착 위치 및 접착 개수는 다양하게 변경 가능할 수 있다.
이와같은 절연시트(140)는 제1영역(141)에 제2시트부(141y)가 구비되어, 전극 조립체(110)와 캡 플레이트(161)사이의 절연성을 향상시키면서 열전도를 차단이 용이할 수 있다.또한 절연시트(140)는 제1영역(141)에 제3시트부(141z)가 구비되어, 용접시 광반사 차단이 용이할 수 있다. 또한 절연시트(140)는 제2영역(142)을 통해 빛이 투과가능하므로, 제1단자(120)의 구성들 사이가 용접되고 제2단자(130)의 구성들 사이가 용접된 후, 전극 조립체(110)와 절연시트(140) 사이에 금속 입자 유무를 카메라를 통한 비전 검사로 용이하게 확인할 수 있다. 여기서 제1단자(120)의 각 구성의 용접은 제1집전판(121)과 제1단자 기둥(122)사이의 용접, 제1단자 기둥(122)과 제1단자 플레이트(124)사이의 용접일 수 있다. 또한 제2단자(130)의 각 구성의 용접은 제2집전판(131)과 제2단자 기둥(132)사이의 용접, 제2단자 기둥(132)과 제2단자 플레이트(134)사이의 용접일 수 있다. 또한 절연시트(140)는 제1영역(141)의 제4시트부(141zz)와, 제2영역(142)의 제2시트부(142y)이 대전방지층으로 이루어지므로, 정전기를 방지하고 얼라인이 용이하도록 할 수 있다.
케이스(150)는 상부에 개구(151)가 형성된 속이 비어 있는 대략 직육면체 형태일 수 있다. 이러한 개구(151)를 통하여 전극 조립체(110) 및 절연시트(140)가 케이스(150)의 내부로 인서트될 수 있다. 또한 제1단자(120)의 제1집전판(121) 및 제2단자(130)의 제2집전판(131)도 케이스(150)의 내부에 위치할 수 있다.
캡 조립체(160)는 케이스(150)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 캡 조립체(160)는 캡 플레이트(161), 시일 가스켓(162), 마개(163), 안전벤트(164) 및 상부 결합부재(165)를 포함할 수 있다. 캡 플레이트(161)는 케이스(150)의 개구부(151)를 밀봉할 수 있다. 시일 가스켓(162)은 절연성 재질로 캡 플레이트(161)와 제1단자(120)의 제1단자 기둥(122) 사이, 캡 플레이트(161)와 제2단자(130)의 제2단자기둥(132) 사이에 각각 형성되어, 제1단자 기둥(122) 및 제2단자 기둥(132) 각각과 캡 플레이트(161) 사이를 밀봉시킨다. 이러한 시일 가스켓(162)은 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
마개(163)는 캡 플레이트(161)의 전해액 주입구(161a)를 밀봉하며, 안전벤트(164)는 캡 플레이트(161)의 벤트홀(161b)에 설치되며, 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(164a)가 형성될 수 있다.
상부 결합부재(165)는 캡 플레이트(161)의 상부에서 제1단자 기둥(122) 및 제2단자 기둥(132) 각각과 캡 플레이트(161) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 상부 결합부재(165)는 캡 플레이트(161)와 밀착된다. 더욱이, 상부 결합부재(165)는 시일 가스켓(162)에도 밀착될 수 있다. 상부 결합부재(165)는 제1단자 기둥(122) 및 제2단자 기둥(132)과 캡 플레이트(161)를 절연시킬 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자 기둥(132)에 형성된 상부 결합부재(165)는 제2단자 플레이트(134)와 캡 플레이트(161)를 사이를 전기적으로 연결할 수 있으며, 이에 따라 제2단자(130)는 캡 플레이트(161)와 동일한 극성을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 4a에 도시된 절연시트의 단면도의 다른 예가 도시되어 있다. 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 절연시트(240)의 다른예를 설명하고자 한다. 도 5에 도시된 절연시트(240)는 제2영역(242)이 세개의 시트층으로 이루어지는 것이 도 4b에 도시된 절연시트(140)와 상이하며, 이하에서 절연시트(240)는 도 4b에 도시된 절연시트(140)와 상이한 제2영영(242)을 위주로 설명하고자 한다.
절연시트(240)는 전극 조립체(110)와 캡 조립체(160)사이에 개재된 제1영역(141)과, 전극 조립체(110)의 장측면(110a)과 케이스(150)사이에 개재된 2개의 제2영역(242)을 포함한다.
제2영역(242)은 제1영역(141)의 제1시트부(141x)로부터 연장된 제2영역 제1시트부(242x)와 제2영역 제1시트부(242x)의 내표면을 덮으며, 제1영역(141)의 제4시트부(141zz)로부터 연장된 제2영역 제2시트부(242y)와, 제1영역(141)의 제3시트부(141z)로부터 연장된 제2영역 제3시트부(242z)를 포함할 수 있다.
물론 제2영역(242) 제1시트부(242x)는 제1영역(141)의 제1시트부(141x)와 동일한 재질로, 하나의 코팅층이거나 하나의 필름일 수 있다. 또한 제2영역(242) 제2시트부(242y)는 제1영역(141)의 제4시트부(141zz)와 동일한 재질로 하나의 코팅층이거나 하나의 필름일 수 있다. 또한 제2영역(242) 제3시트부(242z)는 제1영역(141)의 제3시트부(141z)와 동일한 재질로 하나의 코팅층이거나 하나의 필름일 수 있다. 즉 제2영역(242) 제1시트부(242x)는 빛을 투과시킬 수 있는 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)로 이루어지고, 제2영역(242) 제2시트부(242y)는 하얀색의 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)이며, 제2영역(242) 제3시트부(242z)는 폴리에틸렌(PE:polyethylene) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질이 포함될 수 있다.
이와같은 절연시트(240)는 제1영역(141)에 제2시트부(141y)가 구비되어, 전극 조립체(110)와 캡 플레이트(161)사이의 절연성을 향상시키면서 열전도를 차단이 용이할 수 있다. 또한 절연시트(240)는 제1영역(141)에 제3시트부(141z)가 구비되어, 용접시 광반사 차단이 용이할 수 있다. 여기서 용접은 제1단자(120)의 각 구성의 용접과, 제2단자(130)의 각 구성의 용접일 수 있다. 또한 절연시트(240)는 제1영역(141)의 제4시트부(141zz)와, 제2영역(242)의 제2시트부(242y)가 대전방지층으로 이루어지므로, 정전기를 방지하고 얼라인이 용이하도록 할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 이차전지의 절연시트의 다른 예를 도시한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명의 절연시트(340)의 다른예를 설명하고자 한다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 절연시트(340)는 제1영역(141), 제2영역(142) 및 제3영역(343)을 포함하며, 제3영역(343)을 포함하는 것이 도 4a 및 도 4b에 도시된 절연시트(140)와 상이하다. 이하에서는 절연시트(340)는 도 4a 및 4b에 도시된 절연시트(140)와 상이한 제3영역(343)을 위주로 설명하고자 한다.
제3영역(343)은 제2영역(142)의 제1시트부(142x)의 하부 끝단부로 부터 하부 방향으로 연장된 제1시트부(343x)와 제1시트부(343x)의 외표면을 덮는 제2시트부(343y)을 포함할 수 있다. 제3영역(343)의 제1시트부(343x)는 제2영역(142)의 제1시트부(142x)와 일체형으로, 동일한 재질 및 두께로 이루어질 수 있다.
제3영역(343)의 제2시트부(343y)는 제3영역(343)의 제1시트부(343x)와 대응되는 형상으로, 제1시트부(343x)의 외표면을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 제3영역(343)의 제2시트부(343y)는 제1시트부(343x)와 케이스(150) 사이에 개재될 수 있다. 물론, 제2시트부(343y)는 제1시트부(343x)의 표면에 밀착되어 고정될 수 있다. 제3영역(343)의 제2시트부(343y)는 제1시트부(343x)의 외표면에 코팅 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 제2시트부(343y)는 색을 갖는 폴리프로필렌(PP:Polypropylene)로 이루어져, 절연시트(340)의 하부의 접힘 여부를 확인할 수 있다. 바람직하게는 제3영역(343)의 제2시트부(343y)가 초록색 계열의 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다. 제3영역(343)의 제2시트부(343y)의 두께는 80㎛ 내지 130㎛중 어느 하나의 두께를 가질 수 있다. 제3영역(343)의 제2시트부(343y)의 두께는 80㎛보다 얇을 경우, 색 구현이 용이하지 않아 절연시트(340)의 하부 접힙 여부 확인이 어려울 수 있으며, 130㎛보다 두꺼울 경우 불필요한 두께 증가로 인해, 이차 전지(100)의 크기만 증가시킬 수 있다.
추가적으로 제3영역(343)은 제1시트부(343x)의 내표면을 덮도록 제3시트부가 더 구비될 수 있다. 여기서, 제3영역(343)의 제3시트부가 제2영역(142)의 제2시트부(142y)와 일치형으로, 동일한 재질 및 두께로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 제3영역(343)의 빛 투과율은 제2영역(142)의 빛 투과율과 상이할 수 있다. 상기 제3영역(343)은 제2영역(142)의 제1시트부(142x)와 동일한 재질 및 두께로 이루어진 제1시트부(343x)의 외표면에 색을 갖는 제2시트부(343y)가 더 형성되므로, 빛 투과율이 제2영역(142)보다 더 낮을 수 있다.
바람직하게는 제3영역(343)의 빛 투과율은 80% 내지 90%중 어느 하나의 값을 가질 수 있다. 상기 제3영역(343)의 빛 투과율이 80%보다 더 작을 경우, 제3영역(343)을 투과하여 이물여부를 확인하는 비전 검사가 용이하지 않을 수 있다. 또한 빛 투과율이 90%보다 더 클 경우, 절연시트(340)의 하부 접힙 여부 확인이 어려울 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.
본 발명의 다양한 실시예는 이차 전지에 관한 것이다.

Claims (16)

  1. 제1전극탭과 제2전극탭을 갖는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체의 제1전극탭과 전기적으로 연결된 제1단자;
    상기 전극 조립체의 상면을 덮는 제1영역과, 상기 전극 조립체의 양측 장측면을 덮는 제2영역을 갖는 절연시트;
    상기 전극 조립체, 상기 제1단자 및 상기 절연시트를 수용하는 케이스; 및
    상기 케이스의 상단 개구를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고,
    상기 절연시트는 상기 제1영역이 상기 제2영역과 다른 재질 층을 더 포함하고, 4개의 층으로 이루어진 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역은
    빛을 투과시킬 수 있는 제1시트부;
    상기 제1시트부의 외표면에 밀착되며 상기 제1시트부와 다른 재질로 이루어진 제2시트부;
    상기 제1시트부의 내표면에 밀착되며 도전성 물질을 포함하는 제4시트부; 및
    상기 제4시트부의 내표면에 밀착되며 상기 제2시트부와 다른 재질로 이루어진 제3시트부를 포함하는 이차전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2영역은 두 개의 층으로 이루어지며,
    상기 제1영역의 제1시트부로부터 연장된 제2영역 제1시트부;및
    상기 제2영역 제1시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제4시트부로부터 연장된 제2영역 제2시트부를 포함하는 이차전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1영역의 제2시트부는 노란색 폴리이미드로 이루어진 이차 전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1영역의 제3시트부은 하얀색 폴리프로필렌로 이루어진 이차 전지.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1영역의 제1시트부와 상기 제2영역 제1시트부는 빛을 투과시킬 수 있는 폴리프로필렌로 이루어진 이차 전지.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1영역의 제4시트부는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질을 포함하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역은 직사각형 판 형상의 상기 캡플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 개재된 상면부와, 상기 상면부의 양측 끝단으로부터 하부 방향으로 절곡되어 연장된 두 개의 연장부를 포함하는 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2영역은 상기 두 개의 연장부의 하단부로부터 하부 방향으로 연장되어, 상기 전극 조립체의 두 개의 장측면과 상기 케이스 사이에 각각 개재된 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2영역은 양표면이 오톨도톨한 거칠기를 가지는 이차 전지.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2영역은 세 개의 층으로 이루어지며,
    상기 제1영역의 제1시트부로부터 연장된 제2영역 제1시트부;
    상기 제2영역 제1시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제4시트부로부터 연장된 제2영역 제2시트부; 및
    상기 제2영역 제2시트부의 내표면에 밀착되며, 상기 제1영역의 제3시트부로부터 연장된 제2영역 제3시트부를 포함하는 이차전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1영역의 제4시트부와 상기 제2영역 제3시트부는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 절열 시트에 도전성 물질을 포함하는 이차 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연시트는 상기 제2영역의 하부 끝단부로 부터, 하부 방향으로 연장되며 색을 갖는 제3영역을 더 포함하는 이차 전지.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3영역은 상기 제2영역과 빛 투과율이 다른 이차 전지.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3영역은 빛 투과율이 80%이상이고, 90%이하인 이차전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연시트는 상기 제2영역의 빛 투과율이 90%이상이고 100%이하인 이차 전지.
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