KR100670493B1 - 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지 - Google Patents

리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 특히 리튬 이차전지의 캔 하면에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되어 리튬 이차전지가 종축에 수직인 방향으로 압축될 때 하면이 캔의 외측방향으로 절곡되도록 함으로써 안전성을 향상시킨 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 캔, 엠보싱, 종압축 시험, 안전성

Description

리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Can for Lithium Secondary Battery and Lithium Secondary Battery using the Same}
도 1은 일반적인 리튬 이차전지의 분리 사시도.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도.
도 2b는 도 2a의 A-A 단면도.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도.
도 3b는 도 3a의 B-B 단면도
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도.
도 4b는 도 4a의 C-C 단면도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도.
도 6은 종압축 시험시 본 발명의 리튬 이차전지용 캔 하면의 변형 방향을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
200, 300, 400, 500 - 캔
210, 310, 410, 510 - 장측벽
220, 320, 420, 520 - 단측벽
230, 330, 430, 530 - 하면
240, 340, 440, 540 - 엠보싱
본 발명은 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 특히 리튬 이차전지의 캔 하면에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되어 리튬 이차전지가 종축에 수직인 방향으로 압축될 때 하면이 캔의 외측방향으로 절곡되도록 함으로써 안전성을 향상시킨 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 리튬 이차전지에 대한 분리 사시도를 나타낸다.
상기 리튬 이차전지는 양극판(113), 음극판(115) 및 세퍼레이터(114)로 구성되는 전극조립체(112)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(120)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 캔(110)은 일반적으로 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 캔(110)의 하면(110b)은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다.
상기 전극조립체(112)는 양극판(113)과 음극판(115)사이에 세퍼레이터(114)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(113)에는 양극탭(116)이 결합되어 전극조립체(112)의 상단부로 돌출되며, 음극판(115)에는 음극탭(117)이 결합되어 전극조립체의 상단부로 돌출된다. 상기 전극조립체(112)에서 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 상기 양극탭(116)과 음극탭(117)은 일반적으로 니켈 금속으로 형성된다.
상기 캡조립체(120)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(130)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(120)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에는 전극단자(130)가 삽입된다. 상기 전극단자(130)가 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(130)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(130)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입공(142)은 상기 캡플레이트(140)의 타측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(120)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(142)은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀폐된다
상기 전극단자(130)는 상기 음극판(115)의 음극탭(117) 또는 상기 양극판(113)의 양극탭(116)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연플레이트(150)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(150)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널플레이트(160)가 안착되도록 터미널플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(160)는 일반적으로 Ni 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(150)의 하면에 장착된다. 상기 터미널플레이트(160)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(130)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널플레이트(160)의 일측에는 상기 음극판(1150에 결합된 음극탭(117)이 용접되며, 캡플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(113)에 결합된 양극탭(116)이 용접된다. 상기 음극탭(117)과 양극탭(116)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
최근에 리튬 이차전지는 에너지 밀도가 높아지면서 박형화가 진행되어 리튬 이차전지의 충격, 압축에 취약해 지는 문제가 발생되고 있다. 따라서, 리튬 이차전지가 충격 또는 압축을 받는 경우, 캔 내부에 수용된 전극조립체의 변형과 그에 따른 전극판간 쇼트 등에 의하여 리튬 이차전지의 발화, 폭발 등이 발생되는 문제점이 있다.
특히, 도 1에서 보는 바와 같이 리튬 이차전지의 안전성 항목의 하나인 종압축 시험에서 리튬 이차전지가 종압력(Fa)에 의하여 종축(b)을 기준으로 변형될 때, 거의 평면으로 형성된 캔의 하면이 내측 방향으로 굴곡되면서 캔의 내부에 수용된 전극조립체 하부에 국부적인 압력을 가하여 전극판간 쇼트를 유발되어 발화, 파열 등이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 리튬 이차전지의 캔 하면에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되어 리튬 이차전지가 종축에 수직인 방향으로 압축될 때 하면이 캔의 외측방향으로 절곡되도록 함으로써 안전성을 향상시킨 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지용 캔은 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서, 상기 캔은 하면의 양측에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하며 대략 박스형상으로 형성될 수 있으며, 상기 단측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 대략 타원인 타원통형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 엠보싱은 소정길이를 갖는 바 형상 또는 다수의 뿔 또는 반구 형상으로 형성될 수 있다. 상기 엠보싱은 상기 하면의 양측단과 소정 거리 이격되어 상기 양측단에 평행한 방향으로 형성되며, 바람직하게는 상기 양측단으로부터 상기 하면의 전후단 길이의 25% 이내의 위치에 형성되고 더욱 바람직하게는 상기 엠보싱은 상기 양측단으로부터 상기 하면의 전후단 길이의 10% 이내의 위치에 형성된다. 또한, 상기 엠보싱은 상기 양측단 길이의 적어도 50%의 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 엠보싱은 상기 하면에 대응되는 형상의 폐곡선으로 형성되며, 바람직하게는 대략 사각링 또는 타원링으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 엠보싱은 상기 양측단으로부터 상기 전후단의 길이의 25% 이내의 영역과 상기 전후단으로부터 상기 양측단의 길이의 25% 이내의 영역에 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 양측단으로부터 상기 전후단의 길이의 10% 이내의 영역과 상기 전후단으로부터 상기 양측단의 길이의 10% 이내의 영역에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 엠보싱은 0.1 내지 0.5 mm의 높이를 갖도록 돌출 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 엠보싱은 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm의 높이 내에서 상기 하면 두께의 50%보다 큰 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 캔은 하면의 양측에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 엠보싱은 상기에 기술된 엠보싱 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도를 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 B-B 단면도를 나타낸다. 도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 4b는 도 4a의 C-C 단면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 6은 종압축 시험시 본 발명의 리튬 이차전지용 캔의 변형 방향을 나타내는 단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 캔(200)은, 도 2a와 도 2b를 참조하면, 장측벽(210)과 단측벽(220) 및 하면(230)을 포함하여 대략 박스형상으로 형성된다. 또한, 상기 리튬 이차전지용 캔(200)은 대략 박스형상으로 형성될 때 수평방향으로의 단면이 사각형상 또는 타원형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상 기 캔(200)은 금속재로 바람직하게는 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되며, 여기서 캔(200)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 캔(200)은 바람직하게는 딥드로링(deep drawing) 방식에 의하여 형성되며, 상기 장측벽(210)과 단측벽(220) 및 상기 하면(230)은 일체로 형성된다.
상기 캔(200)은 폭 또는 수평방향의 변 길이가 비교적 긴 장측벽(210)과 수평방향의 변 길이가 비교적 짧은 단측벽(220)을 구비하여 측벽을 구성하게 된다. 즉, 상기 장측벽(210)은 한 쌍이 소정 간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(200)의 정면과 후면을 이루게 된다. 또한, 상기 단측벽(220)은 한 쌍이 소정간격을 두고 서로 마주보도록 형성되어 상기 캔(200)의 양측면을 이루게 된다. 상기 캔(200)이 대략 사각박스 형상으로 형성되는 경우에는 상기 장측벽(210)과 단측벽(220)이 평면형상으로 형성되며, 상기 캔이 사각형상이 아닌 타원통형상으로 형성될 때는 상기 단측벽(220)이 곡면으로 형성되며, 상기 장측벽(210)과 단측벽(220)의 경계가 없는 완만한 곡면으로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 상기 캔(200)의 상단은 상단개구부(200a)로 형성된다.
상기 하면(230)은 상기 캔(200)의 바닥면을 이루게 되며, 바람직하게는 소정위치에 상기 캔(200)의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱(240)을 포함하여 형성된다. 보다 상세히 설명하면, 상기 엠보싱(240)은 소정 길이를 갖는 바 또는 사각기둥 형상으로 형성되며, 수직단면이 대략 원형 또는 삼각형 또는 사각형이 되도록 형성된다. 다만, 여기서 상기 엠보싱(240)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 상기 하면(230)의 소정 위치에서 상기 캔(200)의 내측으로 돌출되는 형상이면 다양한 형상으 로 형성될 수 있다. 또한, 상기 엠보싱(240)은 바람직하게는 상기 양측단(230b) 길이의 적어도 50%의 길이를 갖도록 형성된다. 상기 엠보싱(240)의 길이가 상기 양측단(230b) 길이의 50%보다 작게되면 리튬 이차전지가 종압축될 때 상기 캔(200)의 하면(230)이 외측으로 변형되지 않는 문제가 있다. 상기 엠보싱(240)은 상기 하면(230)의 양측단(230b)에 평행한 방향으로 소정거리 떨어진 위치에 형성되며, 바람직하게는 상기 양측단(230b)으로부터 상기 하면의 전후단(230a)의 길이의 25% 이내의 위치에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(240)은 더욱 바람직하게는 상기 양측단(230b)으로부터 상기 하면의 전후단(230a)의 길이의 10% 이내의 위치에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(240)이 형성되는 위치가 거리에 상기 양측단(230b)으로부터 상기 하면의 전후단(230a)의 길이의 25%보다 큰 위치에 형성되면 리튬 이차전지의 종압축시 상기 캔(200)의 하면이 부분적 또는 전체적으로 상기 캔(200)의 내측으로 변형되는 문제가 있다.
상기 엠보싱(240)은 상기 캔(200)의 내측으로 돌출되는 높이(a)가 0.1mm 내지 0.5mm가 되도록 형성된다. 또한, 상기 엠보싱(240)은 바람직하게는 상기 하면(230) 두께의 50%보다 큰 높이를 갖도록 형성된다. 즉, 상기 엠보싱(240)는 상기 하면(230)의 돌출 전 가상평면과 상기 엠보싱(240)의 돌출된 바닥면 사이의 거리(a)가 상기 하면(230)의 두께의 50%와 동일하거나 크게 되도록 형성된다. 일반적으로 상기 캔(200)의 장측변(210)과 단측변(220)의 두께는 0.2 내지 0.4mm로 형성되며, 상기 하면(230)은 0.2 내지 0.7mm로 형성된다. 따라서, 상기 캔(200)의 하면 두께가 0.5mm로 형성되면 상기 엠보싱(240)의 높이는 0.25 내지 05mm로 형성될 수 있다. 상기 엠보싱(240)의 높이가 0.1mm보다 작게 되면 하면에 엠보싱을 형성한 효과가 없게 되어 리튬 이차전지의 종압축 시험시 상기 캔의 하면(230)이 외측방향으로 절곡되는 효과가 작게 된다. 또한, 상기 엠보싱(240)의 높이가 너무 크게 되면 상기 캔의 내부에 수용되는 전극조립체(도면에 표시하지 않음)에 손상을 줄 염려가 있으므로, 상기 엠보싱(240)의 높이는 0.5mm보다 크지 않도록 한다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 B-B 단면도를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(300)은, 도 3a와 도 3b를 참조하면, 상기 하면(330)에 캔의 내측 방향으로 돌출되는 엠보싱(340)을 포함하여 형성된다. 상기 엠보싱(340)은 수평단면이 소정 크기의 원형 또는 다각형인 뿔 또는 반구 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 엠보싱(340)은 다수개가 상기 하면의 양측단(330b)과 거의 평행한 일직선상에 형성된다. 다만, 여기서 상기 엠보싱(340)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 상기 하면(330)의 소정 위치에서 상기 캔(300)의 내측으로 돌출되는 형상이면 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 캔(300)의 상단은 상단개구부(300a)로 형성된다.
상기 엠보싱(340)은 바람직하게는 상기 양측단(330b) 길이의 적어도 50%의 영역에 형성되도록 한다. 따라서, 상기 엠보싱(340)의 수는 상기 엠보싱(340)의 크기와 상기 엠보싱(340)이 형성되는 영역 또는 길이에 따라 변하게 됨은 물론이다. 상기 엠보싱(340)이 형성되는 영역이 상기 양측단(330b) 길이의 50%보다 작게되면 리튬 이차전지가 종압축될 때 상기 캔(300)의 하면(330)이 외측으로 변형되지 않는 문제가 있다. 또한, 상기 엠보싱(340)은 상기 하면(330)의 양측단(330b)으로부터 소정거리 떨어진 영역에 형성되며, 바람직하게는 상기 양측단(330b)으로부터 상기 하면의 전후단(330a)의 길이의 25% 이내의 영역에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(340)은 더욱 바람직하게는 상기 양측단(330b)으로부터 상기 하면의 전후단(330a)의 길이의 10% 이내의 영역에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(340)이 형성되는 위치가 상기 양측단(330b)으로부터 상기 하면의 전후단(330a)의 길이의 25%를 벗어난 영역에 형성되면 리튬 이차전지의 종압축시 상기 캔(300)의 하면이 캔의 내측으로 변형되는 문제가 있다.
상기 엠보싱(340)은 도 2a의 실시예에서와 같이 상기 캔(300)의 내측으로 돌출되는 높이가 0.1mm 내지 0.5mm가 되도록 형성된다. 또한, 상기 엠보싱(340)은 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm의 높이 내에서 상기 하면(330) 두께의 50%보다 큰 높이를 갖도록 형성된다. 즉, 상기 엠보싱(340)은 상기 하면(330)의 돌출 전 가상평면과 상기 엠보싱(340)의 돌출된 바닥면 사이의 거리가 상기 하면(330)의 두께의 50%와 동일하거나 크게 되도록 형성된다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다. 도 4b는 도 4a의 C-C 단면도를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(400)은, 도 4를 참조하면, 상기 하면(430)에 상기 캔(400)의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱(440)이 형 성된다. 보다 상세히 설명하면, 상기 엠보싱(430)은 소정 폭으로 상기 하면(430)의 양측단(430b)과 전후단(430a)으로부터 소정거리 이격된 위치에 상기 하면(430)에 대응되는 폐곡선 형상으로 형성된다. 따라서, 상기 하면(430)이 사각형상 또는 타원형상으로 형성되는 경우에는 상기 엠보싱(430)도 소정 폭을 갖는 선 형상으로 상기 하면(430)을 따라 대략 사각형상 또는 타원형상의 폐곡선으로 형성된다. 상기 엠보싱(440)은 상기 양측단(430b)으로부터 상기 전후단(430a)의 길이의 25% 이내의 영역과 상기 전후단(430a)으로부터 상기 양측단(430b)의 길이의 25% 이내의 영역에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(440)은 더욱 바람직하게는 상기 양측단(430b)으로부터 상기 전후단(430a)의 길이의 10% 이내의 영역과 상기 전후단(430a)으로부터 상기 양측단(430b)의 길이의 10% 이내의 영역에 형성되도록 한다. 상기 엠보싱(440)은 상기 양측단(430b)으로부터 상기 전후단(430a)의 길이의 25%를 벗어난 영역에 형성되면 상기 엠보싱(440)이 상기 하면(430)의 중앙영역에 형성되므로 상기 캔(400)의 종압축시 하면(430)이 외측방향으로 절곡되는 효과가 작게 된다. 상기 캔(400)의 상단은 상단개구부(400a)로 형성된다. 상기 엠보싱(440)의 돌출되는 높이는 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 0.1mm 내지 0.5mm가 되도록 형성된다. 또한, 상기 엠보싱(440)은 바람직하게는 하측 방향으로 돌출되는 깊이가 상기 하면(430) 두께의 50%보다 크게 되도록 결정된다.
또한, 상기 엠보싱(440)이 상기 캔의 하면에서 전후단(430a)과 평행한 방향으로 형성되므로 상기 엠보싱(440)은 상기 하면(430)의 강도를 보강하는 보강구조 역할을 하게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔의 사시도를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(500)은, 도 5를 참조하면, 장측벽(510)과 단측벽(520) 및 하면(530)을 구비하며, 상기 단측벽(520)은 곡면으로 형성되어 상기 캔(500)의 수평 단면이 타원인 타원통형상으로 형성된다. 따라서 상기 캔(500)은 상기 단측벽(520)의 곡면 형상에 따라 도 2a 내지 도 3a와 달리 장측벽과 단측벽의 구분이 명확하지 않을 수 있다. 상기 캔(500)의 상단은 상단개구부(500a)로 형성된다. 상기 캔(500)의 하면(530)에는 상기 캔(500)의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱(540)이 형성된다. 상기 엠보싱(540)은 도 2a에서와 같이 소정 길이를 갖는 원뿔 형상으로 형성되며, 단면형상이 소정 각도를 이루는 대략 삼각형이 되도록 형성된다. 또한, 상기 엠보싱(540)은 상기 하면(530)의 양측단(530b)으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 형성된다. 또한, 본 실시예에서 상기 엠보싱(540)은 도 2a 내지 도 3a의 실시예에 따른 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔은 도 1에 도시된 리튬 이차전지에 적용될 수 있다. 다만 여기서 상기 리튬 이차전지용 캔이 적용되는 리튬 이차전지의 구성을 한정하는 것은 아니며 다양한 구성을 갖는 리튬 이차전지에 상기 리튬 이차전지용 캔이 적용될 수 있음은 물론이다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔 및 상기 캔이 적용된 리튬 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.
도 6은 종압축 시험시 본 발명의 리튬 이차전지용 캔의 변형 방향을 나타내는 단면도를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지용 캔(200)은, 도 2a와 도 2b를 참조하면, 상기 하면(230)에는 상기 엠보싱(240)이 형성된다. 따라서, 상기 캔(200) 또는 상기 캔(200)이 사용된 도 1과 같은 리튬 이차전지가 종압력을 받게 되어 종축을 기준으로 접히거나 종축에 수직인 방향으로 압착되는 경우에 상기 하면(230)은 캔(200)의 내측 방향이 아닌 외측방향(도 6의 Xa 방향)으로 절곡된다. 즉 상기 캔(200)은 도 6를 참조하여 보면, 종축(X)에 수직인 방향으로 규정된 힘(Fa)이 가해지면 상기 캔(200)의 하면(230)이 외측방향(Xa)으로 절곡된다. 따라서, 상기 캔(200)의 하면(230)이 상기 캔(200)의 내부에 수용되어 있는 전극조립체(도면에 표시하지 않음)의 하부에 국부적으로 가해지는 힘이 없게 되므로 전극조립체의 전극판간 쇼트가 발생되지 않게 된다. 따라서, 리튬 이차전지의 안전성이 향상된다.
또한, 도 4a와 도 4b와 같이 상기 하면(430)에 상기 엠보싱(440)이 상기 하면의 전후단(430a)과 평행한 방향으로 형성되면, 상기 엠보싱(440)이 장측벽(410) 방향으로는 상기 하면(430)의 강도를 보강하는 보강구조 역할을 하게 되어 규정된 힘에 의하여 실시되는 종압축 시험시 상기 캔(400)의 변형을 최소화하게 되며 리튬 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 리튬 이차전지를 실시예로서 설명하였으나, 다른 이차전지에도 본 발명에 따른 이차전지용 캔이 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 캔에 의하면 캔의 하면에 하부 방향으로 엠보싱이 형성됨으로써, 리튬 이차전지가 종압력에 의하여 변형될 때 캔의 하면이 캔의 외부로 변형되므로 캔의 내부에 수용된 전극조립체 하부에 국부적인 압력을 가하는 것이 방지되어 전극판간 쇼트를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 적용되는 리튬 이차전지용 캔에 있어서,
    상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하는 대략 박스형상으로 형성되며, 상기 하면의 양측에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 캔은 상기 단측벽이 곡면으로 형성되어 상기 캔의 수평 단면이 대략 타원인 타원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱은 소정길이를 갖는 바 형상, 다수의 뿔 및 반구 형상 중에서 선택되는 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면의 양측단과 소정 거리 이격되어 상기 양측단에 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면의 양측단으로부터 상기 하면의 전후단 길이의 25% 이내의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면의 양측단으로부터 상기 하면의 전후단 길이의 10% 이내의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면의 양측단 길이의 적어도 50%의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면에 대응되는 형상의 폐곡선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 엠보싱은 대략 사각링 또는 타원링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 양측단으로부터 상기 전후단의 길이의 25% 이내의 영역과 상기 전후단으로부터 상기 양측단의 길이의 25% 이내의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 양측단으로부터 상기 전후단의 길이의 10% 이내의 영역과 상기 전후단으로부터 상기 양측단의 길이의 10% 이내의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 엠보싱은 0.1 내지 0.5 mm의 높이를 갖도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 엠보싱은 상기 하면 두께의 50%보다 큰 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 캔.
  15. 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 게재되는 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 상단 개구부로 삽입되어 수용되는 캔을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 캔은 장측벽과 단측벽과 하면을 구비하는 대략 박스형상으로 형성되며, 상기 하면의 양측에 캔의 내측방향으로 돌출되는 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 엠보싱은 제 4항 내지 제 14항 중 어느 하나의 항에 따른 엠보싱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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