KR101504219B1

KR101504219B1 - 이차전지용 케이스 및 이를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법

Info

Publication number: KR101504219B1
Application number: KR1020120001067A
Authority: KR
Inventors: 정원석; 이진수; 성주환
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2015-03-19
Also published as: KR20130080258A

Abstract

본 발명은 간소한 공정에 의해 제조 가능한 이차전지용 케이스를 개시한다. 본 발명에 따른 이차전지용 케이스는, 전극 조립체를 수용하는 것으로서, 상기 전극 조립체의 일측을 감싸는 제1 케이스; 및 상기 전극 조립체의 타측을 감싸며 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스를 포함하고, 상기 제1 케이스 및 제2 케이스의 대향하는 결합면 각각은 상기 결합면의 길이 방향 중 적어도 일부에 형성되며 상기 결합면의 폭 방향으로 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하며, 상기 제1 케이스의 단차부와 상기 제2 케이스의 단차부는 서로 정합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 두 개의 케이스 사이의 결합 면이 서로 정합되는 형상을 가짐으로써 이차전지용 케이스의 제조 생산성을 향상시키며, 케이스 내부에 수용되는 전극 조립체의 파손을 방지하는 것이 가능하다.

Description

이차전지용 케이스 및 이를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법{Case for secondary battery and method of casing electrode assembly using the same}

본 발명은 이차전지용 케이스 및 이를 이용한 전극 조립체 케이싱 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 간소한 공정에 의해 제조 가능한 구조를 갖는 이차전지용 케이스 및 이를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 의미하는 것으로서 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 전자장비의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 대략 3배 정도 높은 3.6 내지 4.2V 정도의 작동전압을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 그 이용이 급속도로 증가하는 추세이다.

이러한 리튬 이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용한다. 또한, 리튬 이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 이 중 각형 이차전지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용하는 각형의 케이스와, 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다.

한편, 상기 각형 케이스는 금속 재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 가공법에 의해 제조되는 것이 일반적이다. 그런데, 상기 딥 드로잉 가공법은 케이스 소재를 연신시키는 공정을 수반하는 것으로서, 다수회의 공정을 거쳐야 하므로 비교적 많은 시간이 요구되는 문제점이 있다. 특히, 상기 각형 이차전지에 대해서 대형화가 이루어지면서 케이스 면의 면적이 더 넓어지고, 금속 판의 두께 또한 증가함에 따라 딥 드로잉 가공법에 의한 케이스 제조에 어려움이 따르는 실정이다. 따라서, 상기 케이스 제조 공정의 효율을 높일 수 있는 구조를 갖는 케이스가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 고려하여 창안된 것으로서, 간소한 공정에 의해 제조 가능한 구조를 갖는 이차전지용 케이스 및 이를 이용한 전극 조립체 케이싱 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 케이스는, 전극 조립체를 수용하는 케이스로서, 상기 전극 조립체의 일측을 감싸는 제1 케이스; 및 상기 전극 조립체의 타측을 감싸며 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스를 포함하고, 상기 제1 케이스 및 제2 케이스의 대향하는 결합 면 각각은 상기 결합 면의 길이 방향 중 적어도 일부에 형성되며 상기 결합 면의 폭 방향으로 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하며, 상기 제1 케이스의 단차부와 상기 제2 케이스의 단차부는 서로 정합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 케이스의 단차부는, 상기 결합 면의 폭 방향으로 외측에 위치하는 제1 면; 상기 결합 면의 폭 방향으로 상기 제1 면보다 더 내측에 위치하며, 상기 제2 케이스 방향으로 상기 제1 면보다 더 돌출된 제2 면; 및 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 단차 면을 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 단차 면은 상기 제1 면 및 제2 면과 각각 수직을 이룰 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 케이스는 상기 결합 면의 길이 방향 중 적어도 일부에 형성되는 수용 홈을 포함하며, 상기 제2 케이스는 상기 수용 홈에 대응되는 위치에 형성된 결합 돌기를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 수용 홈 및 결합 돌기는 상기 결합 면과 수직한 방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 케이스와 제2 케이스는 서로 점대칭 관계에 있는 동일한 케이스일 수 있다.

바람직하게, 상기 단차부는 상기 결합 면의 길이 방향 전체에 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 단차부는 상기 결합 면의 폭 방향으로 형성되는 복수의 단차를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 케이스 및 제2 케이스는 금속 재질일 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 케이스 및 제2 케이스는 스테인리스 스틸 및 알루미늄 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 이차전지용 케이스는 상기 대향하는 결합 면 사이에 형성되는 용접부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 케이스를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법은 (a)제1 케이스를 준비하는 단계; (b)상기 제1 케이스의 내측에 상기 전극 조립체를 배치시키는 단계; (c)상기 제2 케이스를 준비하는 단계; (d)내측에 전극 조립체가 배치된 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스가 서로 맞닿도록 상기 제2 케이스를 위치시키는 단계; 및 (e)상기 제1 케이스와 제2 케이스의 접촉 계면을 접합하는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 (e)단계는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 접촉 계면을 따라 용접을 수행하는 단계일 수 있다.

바람직하게, 상기 용접은 레이저 용접일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지용 케이스의 제조 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 케이스 내부에 수용되는 전극 조립체의 파손을 방지할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 케이스와 전극 조립체가 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 전극 조립체를 제외한 이차전지용 케이스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 이차전지용 케이스를 B방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 도 7의 이차전지용 케이스를 C방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 이차전지용 케이스를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법을 순차적으로 나타내는 공정 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 케이스와 전극 조립체가 결합된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에서 전극 조립체를 제외한 이차전지용 케이스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 케이스(100)는 제1 케이스(110), 제2 케이스(120) 및 용접부(130)를 포함한다. 상기 케이스(100)는 상부가 개방되고 하부가 폐쇄된 대략 직육면체 형태의 용기로서, 내부에 젤리-롤 형태로 권취된 전극 조립체(10)를 수용한다. 상기 케이스(100)는 스테인리스 스틸(Stainless steel) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 전도성의 금속 또는 이들의 합금 재질로 이루어진다. 따라서, 상기 케이스(100)는 그 자체로서 하나의 전극 단자의 역할을 수행하는 것도 가능하다.

상기 제1 케이스(110)는 전극 조립체(10)의 일측을 감싸며 베이스부(111), 제1 연장부(112), 제2 연장부(113) 및 제3 연장부(114)를 포함한다.

상기 베이스부(111)는 케이스(100) 내부에 수용된 전극 조립체(10)의 장 측면과 마주본다. 상기 제1 연장부(112) 및 제2 연장부(113)는 각각 베이스부(111)의 일측 및 타측 단부로부터 연장되어 전극 조립체(10)의 단 측면 중 적어도 일부와 마주보도록 형성된다. 상기 제3 연장부(114)는 일측 및 타측 단부가 각각 제1 연장부(112) 및 제2 연장부(113)의 일측과 연결되며, 전극 조립체(10)의 바닥 면 중 적어도 일부와 마주보도록 형성된다.

상기 연장부(112,113,114) 각각의 단부에는 제2 케이스(120)와 맞닿는 면에 해당하는 제1 결합 면(115)이 형성된다. 상기 제1 결합 면(115)은 제1 면(115a), 제2 면(115b) 및 단차 면(115c)을 포함한다. 상기 제1 면(115a)은 제2 면(115b)보다 케이스(100)의 외측 방향에 위치한다. 상기 제2 면(115b)은 제1 면(115b)보다 제2 케이스(120) 방향으로 더 돌출되도록 형성된다. 상기 제1 면(115a)과 제2 면(115b) 사이는 단차 면(115c)에 의해 연결되며, 상기 단차 면(115c)은 제1 면(115a) 및 제2 면(115b) 각각과 대략 수직을 이룬다. 따라서, 상기 제1 면(115a), 제2 면(115b) 및 단차 면(115c)은 제1 결합 면(115) 상에서 제1 결합 면(115)의 폭 방향, 즉 케이스(100)의 외측에서 내측(또는 내측에서 외측)을 향하는 방향으로 일정 단차를 갖는 제1 단차부(S1)를 형성한다.

상기 제2 케이스(120)는 전극 조립체(10)의 타측을 감싸며 베이스부(121), 제1 연장부(122), 제2 연장부(123) 및 제3 연장부(124)를 포함한다. 상기 연장부(122,123,124) 각각의 단부에는 제1 결합 면(115)과 맞닿는 제2 결합 면(125)이 형성된다.

상기 제2 케이스(120)는 앞서 설명한 제1 케이스(110)와 결합하여 이차전지용 케이스(100)를 이루는 구성요소로서, 제1 케이스(110)와 비교할 때 결합 면을 제외한 나머지 구성요소는 동일하다. 따라서, 상기 제2 케이스(120)를 설명함에 있어서 제1 케이스(110)와 중복되는 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 제2 결합 면(125)을 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 제2 결합 면(125)은 대향하는 제1 결합 면(115)과 정합되는 형상을 가지며, 제1 면(125a), 제2 면(125b) 및 단차 면(125c)을 포함한다. 상기 제1 면(125a)은 제1 케이스(110)의 제1 면(115a)과 맞닿으며, 제2 면(125b)보다 케이스(100)의 외측 방향에 위치한다. 상기 제2 면(125b)은 제1 케이스(110)의 제2 면(115b)과 맞닿는다. 상기 제1 면(125a)은 제2 면(125b)보다 제1 케이스(110) 방향으로 더 돌출되도록 형성되며, 제1 면(125a)과 제2 면(125b) 사이는 단차 면(125c)에 의해 연결된다. 따라서, 상기 제1 면(125a), 제2 면(125b) 및 단차 면(125c)은 제2 결합 면(125) 상에서 제2 결합 면(125)의 폭 방향, 즉 케이스(100)의 외측에서 내측(또는 내측에서 외측)을 향하는 방향으로 일정 단차를 갖는 제2 단차부(S2)를 형성한다.

상기 제1 단차부(S1)와 제2 단차부(S2)는 서로 정합되는 형상을 가짐으로써 상기 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120) 각각의 결합 면(115,125)이 서로 어긋나지 않고 정확히 맞닿을 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 단차부(S1,S2)가 결합 면(115,125)의 길이 방향 전체에 형성되며, 폭 방향으로는 하나의 단차를 갖는 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 단차부(S1,S2)가 결합 면(115,125)의 길이 방향 중 일부에만 형성되는 경우 및/또는 결합 면(115,125)의 폭 방향으로 복수의 단차를 갖는 경우 역시 가능함은 자명한 것이다.

상기 용접부(130)는 제1 케이스(110) 및 제2 케이스(120) 각각의 외측 면이 만나는 경계를 따라 행해지는 용접에 의해 형성된다. 상기 용접부(130)는 서로 대향하는 결합 면(115,125) 사이에 형성되어 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120) 사이를 고정시키며, 결합 면(115,125) 사이의 틈새를 밀봉하는 역할을 한다.

바람직하게 상기 용접부(130)는 케이스(100)의 외측으로부터 단차 면(115c,125c)에 대략 수직한 방향(화살표 방향, 도 3 참조)으로 행해지는 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다. 상기 단차 면(115c,125c)은 레이저 빔이 조사되는 방향과 수직한 방향으로 형성됨으로써 결합 면(115,125) 틈새로 레이저 빔이 침투하는 것을 방지하여 케이스(100) 내에 수용된 전극 조립체(10)를 보호하는 역할을 할뿐만 아니라 용접성을 향상시키는 역할 또한 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 케이스(100)는 서로 정합되는 결합 면(115,125)을 구비하는 두 개의 케이스(110,120)가 결합된 구조를 가짐으로써 생산성 향상의 효과를 가져온다. 뿐만 아니라, 상기 케이스(100)는 결합 면(115,125) 상에 형성되는 단차 면(115c,125c)이 용접이 이루어지는 방향과 대략 수직을 이룸으로써 용접성의 향상 및 전극 조립체(10) 보호의 효과를 가져온다.

다음은, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(200)를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 도 4의 이차전지용 케이스를 B방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(200)는 제1 케이스(210), 제2 케이스(220) 및 용접부(230)를 포함한다. 상기 케이스(200)는 앞서 설명한 실시예에 따른 케이스(100)와 비교할 때, 결합 면(215,225)의 형상만이 다를 뿐 다른 구성요소는 동일하다. 따라서, 상기 케이스(200)를 설명함에 있어서 앞선 실시예와 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 결합 면(215,225)을 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 제1 케이스(210)는 베이스부(211), 제1 연장부(212), 제2 연장부(213) 및 제3 연장부(214)를 포함한다. 상기 연장부(211,212,213) 각각의 단부에는 제2 케이스(220)와 맞닿는 면에 해당하는 제1 결합 면(215)이 형성되며, 상기 제1 결합 면(215) 상에는 결합면(215)에 대략 수직한 방향으로 일정 깊이를 갖는 수용 홈(215a)이 형성된다. 따라서, 상기 제1 결합 면(215) 상에는 수용 홈(215a) 깊이만큼의 단차를 갖는 제1 단차부(S1)가 형성된다.

상기 제2 케이스(220)는 베이스부(221), 제1 연장부(222), 제2 연장부(223) 및 제3 연장부(224)를 포함한다. 상기 연장부(221,222,223) 각각의 단부에는 제1 결합 면(215)과 맞닿는 제2 결합 면(225)이 형성된다. 상기 제2 결합 면(225) 상에는 수용 홈(215a)에 대응되는 위치에 결합 면(225)과 대략 수직한 방향으로 돌출되며 대응되는 크기 및 형상을 갖는 삽입 돌기(225a)가 형성된다. 따라서, 상기 제2 결합 면(225) 상에는 삽입 돌기(225a)의 돌출 높이만큼의 단차를 갖는 제2 단차부(S2)가 형성된다.

대향하는 상기 제1 단차부(S1)와 제2 단차부(S2)는 서로 정합되는 형상을 가짐으로써 제1 케이스(210)와 제2 케이스(220)의 결합 시에 각각의 결합 면(215,225)이 서로 어긋나지 않고 정확히 맞닿을 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 도면에서는 결합 면(215,225)의 길이 방향 전체에 수용 홈(215a) 및 결합 돌기(225a)가 형성되며, 결합 면(215,225)의 폭 방향으로는 하나의 수용 홈(215a) 및 결합 돌기(225a)가 형성된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 수용 홈(215a) 및 결합 돌기(225a)는 결합 면(215,225)의 길이 방향 중 일부에만 형성되는 경우 및/또는 결합 면(215,225)의 폭 방향으로 복수개가 형성되는 경우 역시 가능함은 자명한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(200)는 서로 정합되는 결합 면(215,225)을 구비하는 두 개의 케이스(210,220)가 결합된 구조를 가짐으로써 생산성 향상의 효과를 가져온다. 뿐만 아니라, 상기 케이스(200)는 결합 면(225) 상에 형성되는 결합 돌기(225a)가 용접이 이루어지는 방향과 대략 수직한 방향으로 돌출됨으로써 용접성의 향상 및 전극 조립체(10) 보호의 효과를 가져온다.

다음은, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(300)를 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 제1 케이스 및 제2 케이스를 나타내는 분해 사시도이고, 도 9는 도 7의 이차전지용 케이스를 C방향에서 바라본 모습을 나타내는 평면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(300)는 제1 케이스(310), 제2 케이스(320) 및 용접부(330)를 포함한다. 상기 케이스(300)는 앞서 설명한 실시예에 따른 케이스(100,200)와 비교할 때 결합 면(315,316)의 형상이 다를 뿐 다른 구성요소는 동일하다.

또한, 상기 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320)는 케이스(300)의 중심 축(X축, 도7 참조)을 기준으로 하여 180도 회전시켰을 때 서로 겹쳐진다. 즉, 상기 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320)는 서로 점대칭의 관계에 있는 동일한 형상의 케이스이다. 따라서, 상기 케이스(300)를 설명함에 있어서 앞선 실시예와 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명 및 제2 케이스(320)에 대한 설명은 생략하기로 하며, 제1 케이스(310)의 결합면(315,316)을 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 제1 케이스(310)는 베이스부(311), 제1 연장부(312), 제2 연장부(313) 및 제3 연장부(314)를 포함한다.

상기 제1 연장부(312)의 단부 및 제3 연장부(314) 중 일부의 단부에는 제2 케이스(320)와 맞닿는 면에 해당하는 제1 결합 면(315)이 형성된다. 상기 제1 결합 면(315)은 제1 면(315a), 제2 면(315b) 및 단차 면(315c)을 포함한다. 상기 제1 면(315a)은 제2 면(315b)보다 케이스(300)의 외측 방향에 위치하며, 제2 케이스(320) 방향으로 더 돌출되어 형성된다. 상기 제1 면(315a)과 제2 면(315b) 사이는 단차 면(315c)에 의해 연결되며, 상기 단차 면(315c)은 제1 면(315a) 및 제2 면(315b) 각각과 대략 수직을 이룬다. 따라서, 상기 제1 면(315a), 제2 면(315b) 및 단차 면(315c)은 제1 결합 면(315) 상에서 제1 결합 면(315)의 폭 방향, 즉 케이스(300)의 내측에서 외측(또는 외측에서 내측)을 향하는 방향으로 일정 단차를 갖는 제1 단차부(S1)를 형성한다.

상기 제2 연장부(313)의 단부 및 제3 연장부(314) 중 일부의 단부에는 제2 케이스(320)와 맞닿는 면에 해당하는 제2 결합 면(316)이 형성된다. 상기 제2 결합 면(316)은 제1 면(316a), 제2 면(316b) 및 단차 면(316c)을 포함한다. 상기 제2 면(316b)은 제1 면(316a)보다 케이스(300)의 내측 방향에 위치하며, 제2 케이스(320) 방향으로 더 돌출되어 형성된다. 상기 제1 면(316a)과 제2 면(316b) 사이는 단차 면(316c)에 의해 연결되며, 상기 단차 면(316c)은 제1 면(316a) 및 제2 면(316b) 각각과 대략 수직을 이룬다. 따라서, 상기 제1 면(316a), 제2 면(316b) 및 단차 면(316c)은 제2 결합 면(316) 상에서 제2 결합 면(316)의 폭 방향, 즉 케이스(300)의 내측에서 외측(또는 외측에서 내측)을 향하는 방향으로 일정 단차를 갖는 제2 단차부(S2)를 형성한다.

상기 제1 단차부(S1)와 제2 단차부(S2)는 서로 정합되는 형상을 가짐으로써 서로 동일한 형상의 제1 케이스(310) 및 제2 케이스(320)의 결합시에 서로 마주보는 결합 면(315,316) 사이가 서로 어긋나지 않고 정확히 맞닿게 된다.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 단차부(S1,S2)가 결합 면(315,316)의 길이 방향 전체에 형성되며, 폭 방향으로는 하나의 단차를 갖는 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 단차부(S1,S2)는 결합 면(315,316)의 길이 방향 중 일부에만 형성되는 경우 및/또는 결합 면(315,316)의 폭 방향으로 복수의 단차를 갖는 경우 역시 가능함은 자명한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지용 케이스(300)는 서로 동일한 두 개의 케이스(310,320)의 결합에 의해 형성되는 것이므로 앞선 실시예에 따른 케이스(100,200)로부터 기대할 수 있는 효과 이외에 생산성이 더욱 향상되는 효과를 가져온다.

다음은, 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 이차전지용 케이스의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명에 따른 이차전지용 케이스를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법을 순차적으로 나타내는 공정 순서도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스(100,200,300)를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법은 (a)제1 케이스(110,210,310)를 준비하는 단계, (b)상기 제1 케이스(110,210,310)의 내측에 상기 전극 조립체(10)를 배치시키는 단계, (c)상기 제2 케이스(120,220,320)를 준비하는 단계, (d)내측에 상기 전극 조립체(10)가 배치된 제1 케이스(110,210,310)와 제2 케이스(120,220,320)가 서로 맞닿도록 제2 케이스(120,220,320)를 위치시키는 단계 및 (e)상기 제1 케이스(110,210,310)와 상기 제2 케이스(120,220,320)의 접촉 계면을 용접을 이용하여 접합하는 단계를 포함한다.

상기 (a)단계 및 (c)단계에서, 상기 제1 케이스(110,210,310) 및 제2 케이스(120,220,320)를 형성하는 공정은 동시에 이루어질 수 있으며, 미리 정해진 형상의 형틀이 사용될 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법은 딥 드로잉 공정과 비교할 때 생산성이 향상될 수 있다.

상기 (b)단계에서, 상기 전극 조립체(10)는 제1 케이스(110,210,310) 및 제2 케이스(120,220,320)가 결합되기 전에 케이스(100,200,300) 내측에 먼저 수납되므로 수납 과정에서 전극 조립체(10)가 파손될 위험이 없다.

상기 (d)단계에서, 상기 제1 케이스(110,210,310) 및 제2 케이스(120,220,320)는 그 결합면 각각이 서로 정합되는 형상의 단차부(S1,S2)를 가짐으로써 서로 어긋나지 않고 정확히 정렬될 수 있다.

상기 (e)단계에서, 상기 용접은 레이저 용접에 의하는 것이 바람직하다. 레이저 용접에 의하더라도 레이저 빔이 제1 케이스(110,210,310) 및 제2 케이스(120,220,320) 사이의 틈새를 통과하여 케이스(100,200,300) 내부로 침투하는 것을 단차 면(115c,125c,315c,325c) 또는 결합 돌기(225a)가 차단하므로 전극 조립체(10)는 보호될 수 있다.

상기 (a) 내지 (e)단계의 공정 이후에, 추가적으로 케이스(100,200,300)의 상단 개구부를 캡 조립체를 이용하여 마감하는 공정, 케이스(100,200,300) 내부에 전해액을 주입하는 공정 및 케이스의 둘레에 라벨링(Labeling)을 하는 공정 등이 수행됨으로써 이차전지가 완성된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 전극 조립체 100: 이차전지용 케이스
110: 제1 케이스 111: 베이스부
112: 제1 연장부 113: 제2 연장부
114: 제3 연장부 115: 제1 결합 면
115a: 제1 면 115b: 제2 면
115c: 단차 면 120: 제2 케이스
121: 베이스부 122: 제1 연장부
123: 제2 연장부 124: 제3 연장부
125: 제2 결합 면 125a: 제1 면
125b: 제2 면 125c: 단차 면
130: 용접부

Claims

전극 조립체를 수용하며, 전도성 금속으로 이루어져 그 자체로서 하나의 전극 단자의 역할을 수행하는 이차전지용 케이스로서,
상기 전극 조립체의 일측을 감싸는 제1 케이스; 및
상기 전극 조립체의 타측을 감싸며 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스를 포함하고,
상기 제1 케이스 및 제2 케이스의 대향하는 결합면 각각은 상기 결합면의 길이 방향 중 적어도 일부에 형성되며 상기 결합면의 폭 방향으로 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하며,
상기 제1 케이스의 단차부와 상기 제2 케이스의 단차부는 서로 정합되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스의 단차부는,
상기 결합면의 폭 방향으로 외측에 위치하는 제1 면;
상기 결합면의 폭 방향으로 상기 제1 면보다 더 내측에 위치하며, 상기 제2 케이스 방향으로 상기 제1 면보다 더 돌출된 제2 면; 및
상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 단차 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제2항에 있어서,
상기 단차 면은 상기 제1 면 및 제2 면과 각각 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스는 상기 결합 면의 길이 방향 중 적어도 일부에 형성되는 수용 홈을 포함하며,
상기 제2 케이스는 상기 수용 홈에 대응되는 위치에 형성된 결합 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제4항에 있어서,
상기 수용 홈 및 결합 돌기는 상기 결합 면과 수직한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스와 제2 케이스는 서로 점대칭 관계에 있는 동일한 케이스인 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 단차부는 상기 결합 면의 길이 방향 전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 단차부는 상기 결합 면의 폭 방향으로 형성되는 복수의 단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 케이스 및 제2 케이스는 스테인리스 스틸 및 알루미늄 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항에 있어서,
상기 대향하는 결합 면 사이에 형성되는 용접부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 케이스.
제1항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 이차전지용 케이스를 이용한 전극 조립체의 케이싱 방법으로서,
(a)제1 케이스를 준비하는 단계;
(b)상기 제1 케이스의 내측에 상기 전극 조립체를 배치시키는 단계;
(c)상기 제2 케이스를 준비하는 단계;
(d)내측에 상기 전극 조립체가 배치된 제1 케이스와 상기 제2 케이스가 서로 맞닿도록 상기 제2 케이스를 위치시키는 단계; 및
(e)상기 제1 케이스와 제2 케이스의 접촉 계면을 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 케이싱 방법.
제12항에 있어서,
상기 (e)단계는, 상기 제1 케이스와 제2 케이스의 접촉 계면을 따라 용접을 수행하는 단계임을 특징으로 하는 전극 조립체의 케이싱 방법.
제13항에 있어서,
상기 용접은 레이저 용접인 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 케이싱 방법.