KR101980308B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 분리막의 형상이 전지의 외부로 드러나는 외관불량을 개선할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 형성된 기본 단위체, 기본 단위체를 감싸는 파우치를 포함하고, 기본 단위체의 분리막 중 어느 하나는 전극 및 나머지 분리막의 측면을 감싸도록 연장된다.

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 분리막의 형상이 전지의 외부로 드러나는 외관불량을 개선할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 구성될 수 있다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
최근 들어 각종 전자제품들의 형상이 다양화됨에 따라 전자제품 내부에 이차 전지가 수용될 공간의 형상에 맞도록 이차 전지의 형상도 직육면체의 형상에서 벗어나 다양한 형상으로 제조되고 있다.
도 1은 종래의 계단 형상의 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
다양한 형상의 이차 전지의 구현을 위해서는 이차 전지 내부에 수용되는 전극 조립체(2) 역시 다양한 모양으로 제조되어야 한다. 이러한 다양한 모양의 전극 조립체(2) 제조를 위해서 전극 조립체(2)는 다시 서로 다른 모양을 가지는 복수 개의 기본 단위체(10)의 결합을 통해서 구성될 수 있다. 여기서 기본 단위체는 양극(11) 음극(13)의 전극과 분리막(15)이 교대로 배치되어 일체로 결합된 결합체일 수 있다.
전극(11, 13)과 분리막(15)이 교대로 배치되어 일체로 결합된 결합체인 서로 다른 모양의 기본 단위체(10)를 복수 개 적층하는 방법으로 다양한 모양을 가지는 전극 조립체(2)를 제조할 수 있게 된다. 특히 계단 형상의 이차 전지를 제조할 수 있는데, 이러한 경우는 도 1에서 도시되듯이 서로 다른 면적을 가지는 기본 단위체(10)를 적층함으로써 구현할 수 있다.
도 1을 참조하면, 도 1에서는 복수 개의 기본 단위체(10)를 적층하여 계단 형상을 구현한 이차 전지(1) 단면도가 도시되고 있다.
전극(11, 13)과 분리막(15)이 교대로 배치되어 일체로 결합된 기본 단위체(10)가 복수 개 적층되어 전체적인 전극 조립체(2)를 구성하고 있으며, 파우치(30)가 외측에서 그 전극 조립체(2)를 감싸도록 구성되어 있다.
그런데 기본 단위체(10)를 구성하는 전극(11, 13)과 분리막(15)은 단락 방지를 위해서 분리막(15)이 전극(11, 13) 보다 더 크게 형성된다. 그 때문에 분리막(15)이 전극(11, 13)의 외곽 라인보다 더 튀어나오는 형상이 된다.
그러므로, 종래의 이차 전지(1)에서는 파우치(30)의 외면에 분리막(15) 형상에 따라 불규칙하게 튀어나오는 돌출부(31)가 형성되고, 파우치(30) 외관이 울퉁불퉁하게 되는 등 이차 전지(1)의 외관이 불량하게 되는 문제가 있었다.
특히 이러한 분리막(15) 돌출 현상은 패키징 공정 후 이차 전지 이동 과정에서 기본 단위체(10)가 움직이기라도 하면 그 정도가 더욱 심화될 수 있어 문제되었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 분리막의 형상이 전지의 외부로 드러나는 외관 불량을 개선할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 형성되되, 양측 최외각층에 분리막이 적층되는 기본 단위체, 기본 단위체를 감싸는 파우치를 포함하고, 상기 기본 단위체는 복수 개가 서로 다른 면적을 갖는 것으로 마련되어, 어느 하나의 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 경계면에서 단차를 형성하며, 상기 기본단위체 최외각층 각각에 적층된 두 개의 분리막 중 어느 하나인 말단 분리막은 나머지 분리막들의 측면을 감싸도록 연장되고, 상기 말단 분리막의 끝단은 상기 기본 단위체 최외각층에 놓인 반대쪽 분리막에 부착되되 이웃하여 적층된 기본 단위체의 아래로 적층되지 않고 그 옆에 놓이도록 부착된다.
본 발명에 따른 이차 전지는 기본 단위체, 파우치를 포함하고, 기본 단위체의 분리막 중 어느 하나는 전극 및 나머지 분리막의 측면을 감싸도록 연장됨으로써, 분리막의 형상이 전지의 외부로 드러나는 외관불량이 개선될 수 있다.
도 1은 종래의 계단 형상의 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 이차 전지를 도시하는 단면도이다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 기본 단위체(110, 120, 130) 및 파우치(140)를 포함한다.
기본 단위체(110, 120, 130)는 기본 단위체(110, 120, 130)를 이루는 복수 개의 전극(111, 113) 및 분리막(115)이 교대로 적층되어 형성될 수 있되, 상기 기본 단위체들(110, 120, 130)은 도 2 에 도시된 바와 같이 양측 최외각층 각각에 분리막(115, 117)이 놓이게 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에는 이러한 기본 단위체가 복수 개 포함될 수 있다. 이 경우, 서로 다른 면적을 가지는 복수 개의 기본 단위체(110, 120, 130)가 포함되며, 복수 개의 기본 단위체(110, 120, 130)는 가장 큰 면적을 갖는 것이 아래에 놓인 상태에서 면적에 따라 순차적으로 적층된 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서 편의상 가장 상부에 면적이 가장 작은 기본 단위체를 제1 기본 단위체(110)로 지칭할 수 있으며, 제1 기본 단위체(110)의 아래 쪽에 배치되며 더 큰 면적을 가지는 기본 단위체를 순차로 제2 기본 단위체(120) 및 제3 기본 단위체(130)로 지칭 할 수 있다.
이렇게 서로 다른 면적을 가지는 기본 단위체(110, 120, 130)가 적층되기 때문에 어느 하나의 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 경계면에서 단차를 형성할 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면 제2 기본 단위체(120)와 제3 기본 단위체(130)는 둘 사이의 경계면에서 단차를 형성한다.
파우치(140)는 복수 개의 기본 단위체(110, 120, 130)를 감싸는 케이스의 일종일 수 있다. 파우치(140)는 고분자 물질을 포함하는 열 접착성을 가지는 소재로 이루어질 수 있으며, 전기 전도성을 가지지 않는 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서 기본 단위체의 최외각층 각각에 적층된 두 개의 분리막 중 어느 하나인 말단 분리막은 전극(111, 113) 및 나머지 분리막의 측면을 감싸도록 연장될 수 있다.
특히 기본 단위체(110, 120, 130)의 분리막(115) 중 가장 바깥 쪽에 위치하는 말단 분리막(117)이 나머지 분리막(115)의 측면을 감싸도록 연장될 수 있다. 도 2를 참조하면, 기본 단위체의 분리막(115) 중 최하측에 위치하는 말단 분리막(117)이 나머지 분리막(115)의 측면을 감싸도록 연장된 모습이 도시되고 있다.
이렇게 말단 분리막(117)이 전극(111, 113) 및 나머지 분리막(115)의 측면, 즉 기본 단위체의 측면(S)을 감싸도록 연장되면 기본 단위체의 측면(S) 모양이 돌출된 부분이 없이 매끈해 질 수 있다. 돌출 모양을 가지는 분리막(115)이 말단 분리막(117)에 의하여 가려지고 덮이기 때문이다. 그리고, 상기 말단 분리막(117)은 최상층에 놓인 분리막(115)에 부착될 수 있다. 이때, 상기 말단 분리막(117)의 끝단은 그 위에 적층된 기본단위체 아래로 적층되지 않고 그 옆에 놓이도록 배치된다.
그에 따라 기본 단위체를 감싸는 파우치(140)의 외관 역시 매끈해 질 수 있다.
결국, 이와 같은 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서는 분리막(115)의 돌출 부분이 전지의 외부로 드러나서 발생하는 전지의 외관불량이 획기적으로 개선될 수 있다.
특히, 복수 개의 기본 단위체(110, 120, 130)가 단차를 이루며 적층되어 있는 이차 전지(100)에서는 분리막(115) 돌출에 의한 외관 불량 문제가 더욱 크게 드러날 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 이러한 문제가 더 이상 발생하지 않을 수 있다.
한편, 말단 분리막(117)은 기본 단위체의 측면(S)에 맞닿는 지점에서 추가적으로 부착이 이뤄질 수 있다. 즉, 기본 단위체를 구성하는 전극(111, 113) 및 분리막(115)의 측면에 맞닿는 부분에서 부착될 수 있다.
도 2에서는 기본 단위체의 측면(S)의 위치가 어디인지를 명시적으로 도시하기 위하여 기본 단위체의 측면(S)과 말단 분리막(117)을 서로 이격된 상태처럼 도시하고 있지만, 말단 분리막(117)의 끝단이 기본 단위체 아래에 적층되지 않은 상태로 실제로는 서로 닿아서 붙어있는 형태일 수 있다.
말단 분리막(117)이 기본 단위체의 측면(S)에 부착되는 형태로 있으면, 전지의 외관 불량 개선이라는 목적이 더욱 견고하고 지속적으로 달성될 수 있다.
또한, 말단 분리막(117)은 기본 단위체의 측면에 이웃하는 면인 최상측 면(U) 상에 부착될 수도 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 기본 단위체의 측면(S)에 이웃하는 면(U)이란 기본 단위체의 상부 면을 의미할 수 있다. 이때, 위에 설명한 바와 같이 기본 단위체의 최상층과 최하층에는 분리막이 놓이므로, 최하층의 말단 분리막(117)은 최상층의 분리막(115)과 용이하게 접착이 이뤄질 수 있다.
말단 분리막(117)이 기본 단위체의 상부 면에 부착되는 방식에는 열과 압력을 이용하여 씰링(sealing)하는 방식이 사용될 수 있다. 일 예로 말단 분리막(117)이 기본 단위체의 상부 면에 놓여진 채로, 핫 프레스 툴을 이용하여 말단 분리막(117)에 열과 압력을 가하는 방식이 사용될 수 있다.
말단 분리막(117)을 기본 단위체의 상부면에 부착시키면, 더 깔끔한 이차 전지(100)의 외관을 구현할 수 있으며, 이러한 외관 개선 효과를 더욱 확실히 오랫동안 유지시킬 수 있다.
그리고 만일 말단 분리막(117)이 기본 단위체의 측면(S) 및 그 측면의 이웃하는 면(U) 모두에 부착된 경우, ㄷ자 형상으로 말단 분리막(117)이 기본 단위체의 측부를 완전히 감쌀 수 있다. 이 경우 연장된 말단 분리막(117)은 기본 단위체의 측부에 더욱 견고하게 부착되어 있을 수 있다.
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.
1, 100: 이차 전지
2: 전극 조립체
10: 기본 단위체
11, 111: 양극
13, 113: 음극
15, 115: 분리막
30, 140: 파우치
31: 돌출부
50, 150: 전극 리드
110: 제1 기본 단위체
117: 말단 분리막
120: 제2 기본 단위체
130: 제3 기본 단위체
S: 기본 단위체의 측면
U: 기본 단위체의 측면에 이웃하는 면

Claims (5)

  1. 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층되되, 양측 최외각층에 분리막이 적층되는 기본 단위체;
    상기 기본 단위체를 감싸는 파우치;를 포함하고,
    상기 기본 단위체는 복수 개가 서로 다른 면적을 갖는 것으로 마련되어 어느 하나의 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 경계면에서 단차를 형성하며,
    상기 기본 단위체 최외각층 각각에 적층된 두 개의 분리막 중 어느 하나인 말단 분리막은 나머지 분리막들의 측면을 감싸도록 연장되고,
    상기 말단 분리막의 끝단은 상기 기본 단위체 최외각층에 놓인 반대쪽 분리막에 부착되되, 이웃하여 적층된 기본 단위체의 아래로 적층되지 않고 그 옆에 놓이도록 부착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 말단 분리막은 상기 기본 단위체의 측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 삭제
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