KR20090027393A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파우치형 베어 셀을 포함하는 내장형 이차전지(Inner pack Secondary battery)에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to an internal pack secondary battery including a pouch-type bare cell.
통상적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드늄 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in small advanced electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and are rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight.
그리고, 이와 같은 이차전지는 전자기기에 대한 장착 방식을 기준으로 내장형 전지와 외장형 전지로 나눌 수 있으며, 내장형 전지는 통상 이너팩(inner pack)이란 용어로써 널리 지칭된다. 따라서, 이하의 설명에서는 내장형 전지에 대해 이너팩이란 용어를 사용하기로 한다.In addition, such a secondary battery may be classified into an internal battery and an external battery based on a mounting method for an electronic device, and the internal battery is commonly referred to as an inner pack. Therefore, in the following description, the term inner pack will be used for an internal battery.
상기 외장형 전지는 그 자신이 전자기기의 외형 일부를 형성하는 것으로, 즉 외장형 전지는 전자기기에 일면을 노출하는 상태로 장착된다. 이에 따라, 외장형 전지는 전자기기에 비교적 용이한 작업을 통해 장착 및 분리될 수 있지만, 그 외형이 전자기기의 형태와 조화를 이루어야 하는 까닭에, 여러 종류의 전자기기에 대해 개별적인 제작이 이루어져야 한다. 따라서, 외장형 전지는 호환성이 적으며, 여러 디자인으로 설계되는데 따른 생산비용의 증가가 초래된다.The external battery itself forms an external part of the electronic device, that is, the external battery is mounted with the surface exposed to the electronic device. Accordingly, the external battery can be mounted and detached through a relatively easy operation on the electronic device, but the external shape of the external battery must be made in harmony with the form of the electronic device, so that various types of electronic devices must be made separately. Therefore, the external battery is less compatible, resulting in an increase in the production cost due to the design of several designs.
이와 같은 이유로, 최근에는 이너팩의 사용이 증가하는 추세로써, 상기 이너팩은 전자기기의 내부에 장착되며, 이렇게 이너팩이 장착되는 전자기기는 장착된 이너팩을 외부로부터 가리는 별도의 커버를 구비한다. 따라서, 이너팩은 전자기기에 대한 장착 작업이 비교적 번거로운 난점이 있는 반면에, 여러 종류의 전자기기에 호환되며 적용될 수 있고, 이러한 특징상 단순 형태로 설계될 뿐만 아니라, 그 결과 대량 생산에 유리할 뿐만 아니라 생산비용의 절감을 가져오는 이점이 있다.For this reason, in recent years, the use of inner packs is increasing, and the inner pack is mounted inside the electronic device, and the electronic pack to which the inner pack is mounted has a separate cover that covers the inner pack from the outside. do. Therefore, while the inner pack has a relatively cumbersome difficulty in mounting an electronic device, the inner pack is compatible and applied to various types of electronic devices, and is not only designed in a simple form due to this feature, but also advantageous for mass production. Rather, it has the advantage of reducing production costs.
상기 이너팩의 구성 및 그 제작과정에 대해 간략하게 설명하면, 이너팩은 파우치형 베어 셀에 전기적으로 접속된 보호회로기판을 상기 파우치형 베어 셀과 함께 인서트 사출성형하는 과정으로써 제작된다.A brief description will be made of the configuration of the inner pack and its manufacturing process. The inner pack is manufactured by insert injection molding a protective circuit board electrically connected to a pouch-type bare cell together with the pouch-type bare cell.
상기 파우치형 베어 셀과 보호회로 모듈을 인서트 사출하여 이너팩을 제작하는 과정을 간략하게 설명하면, 파우치형 베어 셀과 보호회로기판이 결합된 코어팩을 상부금형과 하부금형으로 이루어진 금형의 성형공간 내에 위치시킨다. 그리고, 성형수지를 상부 및 하부 금형의 성형공간 내에 주입하고, 이와 같이 주입된 성형수지가 응고되면서 파우치형 베어 셀과 보호회로기판의 사이 공간 및 파우치형 베어 셀과 보호회로기판의 외부 주연에 몰딩부를 형성하여 이너팩의 제작이 이루어진다.Briefly describing the process of manufacturing the inner pack by insert-inserting the pouch-type bare cell and the protective circuit module, the molding space of the mold consisting of the upper mold and the lower mold of the core pack combined with the pouch-type bare cell and the protective circuit board Place it inside. Then, the molding resin is injected into the molding space of the upper and lower molds, and the molding resin is solidified so that the molding resin is molded into the space between the pouch-type bare cell and the protective circuit board and the outer periphery of the pouch-type bare cell and the protective circuit board. Formation of the inner pack is made.
그러나, 상기와 같은 인서트 사출 성형에 의한 이너팩의 제조는 많은 어려움을 내포하고 있다.However, the manufacture of the inner pack by insert injection molding as described above involves a lot of difficulties.
예를 들면, 코어팩이 금형의 성형공간 내에 장착된 후, 상부금형과 하부금형이 일체로 결합되는 과정에서 파우치형 베어 셀에 물리적인 압력이 가해져 상기 코어팩의 변형이 일어날 수 있다. 또한, 고온 고압의 성형 수지가 금형의 성형공간 내에 주입되므로, 주입되는 성형 수지의 압력에 의해 파우치형 베어 셀과 보호회로기판의 결합 위치가 틀어져 제작되는 이너팩의 불량이 유발될 우려가 높다.For example, after the core pack is mounted in the molding space of the mold, physical pressure is applied to the pouch-type bare cell in the process of integrally combining the upper mold and the lower mold, so that the core pack may be deformed. In addition, since the high temperature and high pressure molding resin is injected into the molding space of the mold, there is a high possibility that the defect of the inner pack produced by twisting the coupling position of the pouch-type bare cell and the protective circuit board is caused by the pressure of the injected molding resin.
그리고, 금형 내에서 고온 상태인 성형 수지에 의해 파우치형 베어 셀의 전지 특성에 변화가 초래될 수 있고, 폭발의 위험성도 있게 된다. 또한, 금형 내에서 파우치형 베어 셀의 외형을 이루는 파우치에 압력이 가해지는 경우, 파우치의 열접착 부분이 일부 분리되는 현상이 발생될 수 있다.In addition, a change in battery characteristics of the pouch type bare cell may occur due to the molding resin having a high temperature in the mold, and there is also a risk of explosion. In addition, when pressure is applied to the pouch forming the outline of the pouch-type bare cell in the mold, a phenomenon may occur in which the heat-adhesive portion of the pouch is partially separated.
또한, 금형에 파우치형 베어 셀이 안정감 있는 상태로 장착되기 위해, 파우치형 베어 셀이나 상부 및 하부 금형의 치수 정밀도가 보다 요구되는 등의 문제가 있다. 또한, 한번 응고된 성형 수지의 몰딩부를 코어팩에서 분리하는 작업이 매우 번거롭거나 어려워, 완성된 전지의 불량에 따른 재조립이나, 전지의 사용 과정에서 이상 발생시 수리한 것이 용이치 못한 점이 있다.In addition, there is a problem that the dimensional accuracy of the pouch-type bare cell or the upper and lower molds is more required in order to mount the pouch-type bare cell in a stable state. In addition, it is very cumbersome or difficult to separate the molded part of the molded resin solidified once from the core pack, so that it is not easy to reassemble or repair the battery when the abnormality occurs in the process of using the battery.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파우치형 베어 셀을 포함한 코어팩의 케이싱(casing) 작업이 사전에 제작된 복수 구성품의 조립과정을 통해 이루어져, 전지의 케이싱 과정에서 코어팩에 물리적인 압력이나 고온의 열이 가해지지 않고, 그 결과 파우치형 베어 셀 자체의 변형이나 특성 변화가 발생하지 않게되며, 또한 파우치형 베어 셀과 보호회로기판 간의 물리적인 결합 및 전기적인 접속 상태에 이상이 발생되는 현상이 최소화될 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, the casing (casing) of the core pack including a pouch-type bare cell is made through the assembly process of a plurality of pre-fabricated components, physical to the core pack in the casing process of the battery Phosphorus pressure and high temperature heat are not applied, and as a result, no deformation or characteristic change of the pouch-type bare cell itself occurs, and an abnormality in the physical connection and electrical connection state between the pouch-type bare cell and the protective circuit board is prevented. It is an object of the present invention to provide a secondary battery that can minimize the occurrence of the phenomenon.
또한, 본 발명은 파우치형 베어 셀을 포함한 코어 팩의 케이싱(casing) 작업에 있어서 성형 수지에 의한 몰딩 작업을 필요로 하지 않으며, 사전에 제작된 여러 구성품의 기계적인 조립 방식에 의해 이루어짐에 따라, 완성된 전지의 불량 발생시 분리 및 재조립을 통한 불량 해소가 용이해지며, 또한 전지의 사용 과정에서 이상 발생시 그 수리가 용이한 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention does not require molding by molding resin in the casing of the core pack including the pouch-type bare cell, and is made by a mechanical assembly method of various prefabricated components. It is an object of the present invention to provide a secondary battery that can be easily solved through separation and reassembly when a defective battery is generated, and also easy to repair when an abnormality occurs in the process of using the battery.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측으로 전극 탭이 노출되어 형성된 파우치형 베어 셀과, 상기 파우치형 베어 셀의 전극 탭에 접속된 보호회로기판과, 상기 보호회로기판을 수용하며, 상기 파우치형 베어 셀의 하부와 측부를 감싸는 외부케이스와, 상기 파우치형 베어 셀의 상부와 측부를 감싸는 외부커버와, 상기 외부케이스와 상기 외부커버를 결합하는 체결부를 포함하는 이차전지를 제공 한다.In order to achieve the above object, the present invention, a pouch-type bare cell formed by exposing the electrode tab to one side, a protective circuit board connected to the electrode tab of the pouch-type bare cell, and accommodates the protective circuit board, It provides a secondary battery including an outer case surrounding the lower portion and the side of the pouch-type bare cell, an outer cover surrounding the upper portion and the side of the pouch-type bare cell, and a fastening portion for coupling the outer case and the outer cover.
상기 외부케이스는 바닥면 및 상기 바닥면의 사방 단부로부터 연이어지게 연장되는 네 면을 구비하며, 상기 바닥면과 상기 네 면의 안쪽에 상기 파우치형 베어 셀 및 보호회로기판의 수용공간을 형성할 수 있다.The outer case may have a bottom surface and four surfaces extending from four ends of the bottom surface, and may form a receiving space of the pouch-type bare cell and the protective circuit board inside the bottom surface and the four surfaces. have.
상기 외부케이스의 대향되는 양 측면에는 복수의 체결홈이 형성될 수 있다.A plurality of fastening grooves may be formed on opposite sides of the outer case.
상기 외부케이스의 네 면중 어느 한 면에는 상기 보호회로기판의 외부접속단자가 노출되는 단자홀이 형성될 수 있다.One of four surfaces of the outer case may have a terminal hole through which the external connection terminal of the protective circuit board is exposed.
상기 외부커버는 상기 외부케이스의 개방측에 상응하는 크기를 갖는 메인 커버부와, 상기 메인 커버부의 양단으로부터 절곡되어 상기 외부케이스의 두 측면과 마주하도록 배치되는 스커트부를 구비할 수 있다.The outer cover may include a main cover part having a size corresponding to the open side of the outer case, and a skirt part bent from both ends of the main cover part and disposed to face two side surfaces of the outer case.
상기 외부케이스는 단자홀이 형성되는 면과 마주하는 다른 한 면에 상기 외부커버의 메인 커버부가 거치되기 위한 제 1단차가 형성되고, 상기 제 1단차의 높이는 상기 메인 커버부의 두께와 동일할 수 있다.The outer case may have a first step for mounting the main cover part of the outer cover on the other surface facing the surface where the terminal hole is formed, and the height of the first step may be equal to the thickness of the main cover part. .
상기 외부케이스는 상기 제 1단차가 형성되는 면과 나머지 두 측면이 제 2단차를 형성하여 연결되며, 상기 제 2단차의 높이는 상기 외부커버의 스커트부의 두께와 동일할 수 있다.The outer case is connected to a surface on which the first step is formed and the other two side surfaces form a second step, and the height of the second step may be equal to the thickness of the skirt of the outer cover.
상기 스커트부의 내면에는 복수의 돌출형 체결구가 형성될 수 있다.A plurality of protruding fasteners may be formed on the inner surface of the skirt portion.
상기 돌출형 체결구는 상기 두 스커트부의 내면에 렌싱(lancing) 가공을 통해 형성되는 돌기 형태일 수 있다.The protruding fasteners may have protrusions formed on the inner surfaces of the two skirt portions through lancing.
상기 체결부는 외부커버의 두 스커트부 및 상기 스커트부와 마주하는 외부케 이스의 두 측면을 결합할 수 있다.The fastening portion may combine two skirt portions of the outer cover and two side surfaces of the outer case facing the skirt portion.
상기 체결부는 외부커버의 두 스커트부의 내면에 형성된 복수의 상기 돌출형 체결구와, 상기 스커트부와 마주하는 외부케이스의 두 측면에 형성된 상기 체결홈으로 이루어질 수 있다.The fastening part may include a plurality of protruding fasteners formed on inner surfaces of two skirt parts of an outer cover, and the fastening grooves formed on two sides of an outer case facing the skirt part.
상기 체결홈의 크기는 상기 돌출형 체결구의 크기에 대응할 수 있다.The size of the fastening groove may correspond to the size of the protruding fastener.
상기 체결부의 결합 부위를 감싸기 위한 테이핑 부재가 더 포함될 수 있다.A taping member may be further included to surround the coupling portion of the fastening part.
상기 테이핑 부재는 단일의 시트 형태로 이루어져, 돌기 형태인 돌출형 체결구와 체결홈에 의한 결합 부위를 포함해 외부커버의 전체 외면 및 외부케이스의 바닥면 전체나 일부를 감쌀 수 있다.The taping member may be formed in a single sheet form, and may cover the entire outer surface of the outer cover and the whole or part of the bottom surface of the outer case, including the engaging portion formed by the protrusion-type fastener and the locking groove.
상기 테이핑 부재는 라벨일 수 있다.The taping member may be a label.
또한, 상기 이차전지는 일측이 상기 보호회로기판의 일면에 결합되고, 타측이 상기 파우치형 베어 셀의 전극 탭을 인출하는 일면에 결합되는 기판케이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the secondary battery may further include a substrate case coupled to one surface of one side of the protective circuit board and the other side of the secondary battery coupled to one surface of the electrode tab of the pouch-type bare cell.
상기 기판케이스에는 탄성로커가 설치되고, 상기 탄성로커는 외부케이스 내면에 형성되는 로킹홀에 탄성 결합될 수 있다.An elastic locker is installed in the substrate case, and the elastic locker may be elastically coupled to a locking hole formed on an inner surface of the outer case.
상기한 실시예들을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지에 의해서, 파우치형 베어 셀을 포함한 코어 팩의 케이싱(casing) 과정에서, 코어 팩에 물리적인 압력이나 고온의 열이 가해지지 않고, 그 결과 파우치형 베어 셀 자체의 변형이나 특성 변화가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 파우치형 베어 셀과 보호회로기판 간의 물리적인 결합 및 전기적 접속 상태에 이상이 발생되는 현상이 최소화될 수 있다.As can be seen through the above-described embodiments, by the pouch type secondary battery according to the present invention, in the casing of the core pack including the pouch type bare cell, physical pressure or high temperature heat is applied to the core pack. As a result, deformation or characteristic change of the pouch-type bare cell itself does not occur, and an abnormality in physical coupling and electrical connection between the pouch-type bare cell and the protective circuit board may be minimized. .
또한, 파우치형 베어 셀을 포함한 코어 팩의 케이싱(casing) 작업이 성형 수지에 의한 몰딩 작업을 필요로 하지 않으며, 이러한 코어 팩의 케이싱 작업이 사전 제작된 여러 구성품의 기계적인 조립 방식에 의해 이루어짐에 따라, 완성된 전지의 불량 발생시 분리 및 재조립을 통한 불량 해소가 용이하고, 또한 전지의 사용 과정에서 이상 발생시 그 수리가 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, the casing of core packs including pouched bare cells does not require molding by molding resin, and the casing of such core packs is achieved by mechanical assembly of various prefabricated components. Therefore, when the failure of the finished battery is generated, it is easy to solve the defect through separation and reassembly, and when the abnormality occurs in the process of using the battery, it can be easily repaired.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 분해 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이차전지(100)는 외부케이스(120) 내측의 수용공간에 상기 코어 팩(110)이 수용되며, 상기 외부커버(130)가 그 위에 안착되게 된다. 또한, 상기 이차전지(100)는 상기 외부커버(130)의 스커트부(132)에 형성된 다수의 돌출형 체결구(133)가 상기 외부케이스(120)의 양 측면(124)에 형성된 다수의 체결홈(127)에 삽입 및 결합됨으로써 체결부를 이루게 되어 상기 외부커버(130) 및 상기 외부케이스(120)의 체결이 더욱 견고하게 이루어질 수 있도록 한다. 아울러 상기 이차전지(100)는 테이핑 부재(140)가 상기 위부케이스(120) 및 외부커버(130)의 결합상태를 보강하기 위해 사용되어질 수 있으며, 도 1에 도시된 실시예의 경우 상기 테이핑 부재(140)가 상기 외부커버(130)의 외면 전체 및 상기 외부케이스(120)의 외면 일부를 감싸는 단일 시트 구성인 동시에, 이와 같이 단일 시트 구성인 테이핑 부재(140)가 라벨인 형태를 예로 하였다.1 is an exploded perspective view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the
도 2a은 코어 팩이 외부케이스의 내측에 수용되는 모습을 도시한 사시도이다. 상기 코어 팩(110)의 보호회로기판(113)은 상기 외부케이스(120)의 보조커버(125)의 내측의 기판 수용공간에 수용되며, 상기 보조커버(125)에 형성된 로킹홀(126)에 상기 코어 팩(110)의 기판케이스(114)에 형성된 탄성로커(115)가 탄성결합되어 상기 코어 팩(110)이 상기 외부케이스에 보다 안정감 있게 수용될 수 있도록 한다.Figure 2a is a perspective view showing a state in which the core pack is accommodated inside the outer case. The
상기 코어 팩(110)은 파우치형 베어 셀(111)과 보호회로기판(113)이 결합된 전지 형태를 통상적으로 부르는 말로서, 이하의 설명에서 코어 팩(110)이란 용어를 사용하기로 한다.The
상기 보호회로기판(113)은 상기 파우치형 베어 셀(111)에 대한 보호회로를 형성한 것으로서, 이와 같은 보호회로기판(113)은 상기 파우치형 베어 셀(111)의 전극탭과 물리적으로 결합되는 동시에, 상기 파우치형 베어 셀(111)의 전극탭과 전기적으로 접속된다. 그리고, 상기 보호회로기판(113)과 상기 파우치형 베어 셀(111)의 사이에는 보호회로기판(113)의 일면에 일측이 결합되고, 전극탭이 인출되는 상기 파우치형 베어 셀(111)의 일면에 타측이 결합되는 기판케이스(114)가 더 설치될 수 있다. The
상기 기판케이스(114)는 상기 보호회로기판(113)과 상기 파우치형 베어 셀(111) 간의 결합을 더 견고하게 하는 기능을 한다. 상기 기판케이스(114)는 상기 파우치형 베어 셀(111)의 전극탭을 포함해 상기 파우치형 베어 셀(111)과 상기 보 호회로기판(113)의 여러 접속용 기구물을 감싸 보호하며, 이와 같이 상기 기판케이스(114)가 상기 보호회로기판(113)과 상기 파우치형 베어 셀(111) 간의 접속용 기구물을 보호 및 지지하는 상태로 상기 파우치형 베어 셀(111)에 결합되므로, 상기 보호회로기판(113)과 상기 파우치형 베어 셀(111) 간의 기계적 체결 및 전기적 접속이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기 기판케이스(114)는 절연성의 성형수지를 사출 성형하여 제작되는 것일 수 있으나, 본 발명의 상기 기판케이스(114)를 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 상기 기판케이스(114)의 상기 파우치형 베어 셀(111) 및 상기 보호회로기판(113)에 대한 결합은 양면테이프나 절연성의 접착제 등에 의해 이루어질 수 있으나, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. The
상기 기판케이스(114)에는 복수의 탄성로커(115)가 설치될 수 있으며, 상기 탄성로커(115)는 외부케이스의 내면에 형성된 로킹홀(126)에 대한 체결을 통하여 상기 코어 팩(110)이 상기 외부케이스의 내측에 보다 안정감 있는 상태로 수용될 수 있게 된다.A plurality of
또한 상기 보호회로기판(113)의 전면에는 다수의 외부접속단자(116)가 형성되어 외부 세트(도시되지 않음)에 전기적으로 접속 가능하게 한다.In addition, a plurality of
상기 파우치형 베어 셀(111)은 충전 및 방전이 가능한 것으로, 이와 같은 파우치형 베어 셀(111)은 전극조립체와 파우치로 크게 구분할 수 있고, 또한 파우치형 베어 셀(111)의 외형은 연이어진 좁은 폭의 네 측면 및 상대적으로 넓은 폭의 두 측면을 갖는 직육면체 내지 그와 유사한 구조를 가지고 있다. 이러한 파우치형 베어 셀(111)은 이차전지의 분야에서 통상 사용되고 있는 파우치형 베어 셀의 구성 에 해당하므로 그에 대한 구체적인 도시와 설명은 생략하고 간략하게 서술하기로 한다.The pouch-type
상술한 바와 같이, 파우치형 베어 셀(111)은 전극조립체와 파우치로 크게 구분되며, 전극조립체가 파우치의 내측에 수용된다. 전극조립체는 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 개재한 상태로 일방향 권취되는 젤리 롤(jelly role) 타입으로 이루어진다. 여기서, 양극판은 도전성이 우수한 금속박판, 예를 들면 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극집전체와, 이러한 양극집전체의 양면에 코팅된 양극활물질층을 포함하고 있다. 그리고, 양극집전체의 양단에는 양극활물질층이 형성되지 않은 영역, 즉 양극무지부가 형성된다. 또한, 음극판은 전도성 금속 박판, 예를 들면 구리(Cu)나 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극집전체와, 이러한 음극집전체의 양면에 코팅된 음극활물질층을 포함하고 있다. 그리고, 음극집전체의 양단에는 음극활물질층이 형성되지 않은 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 또한, 양극판의 양극무지부와 음극판의 음극무지부에 각각 전극탭이 부착되며, 여기서 전극탭은 양극무지부와 음극무지부에 각각 하나씩 부착되는 한 쌍의 구성일 수 있고, 이차전지의 방전용량 등을 고려해 한 쌍 이상으로 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 전극조립체가 파우치의 내측에 수용되며, 여기서 파우치는 전극조립체의 전극탭 일부를 외부에 노출하는 상태로 밀봉된다. 이러한 파우치는 통상 상부 및 하부 파우치막으로 이루어지며, 여기서 상부 및 하부 파우치막은 폴리 올레핀계 수지층(Polyolepin Layer), 알미늄층(AL/Aluminnum), 나일론층(Nylon Layer)의 3층 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 폴리 올레핀계 수지층은 열 접착성을 가져 실링재 역할을 하고, 알미 늄층은 파우치의 기계적 강도를 유지하는 기재 및 수분과 산소의 배리어층으로서 역할을 하며, 나일론층은 기재 및 보호층으로 작용한다. 또한, 폴리올레핀계 수지층으로 흔히 사용되는 것으로는 CPP(Casted Polypropyne)가 있다.As described above, the pouch-type
상기 파우치형 베어 셀(111)의 상면에는 양면테이프(112)가 부착될 수 있으며 상기 양면테이프(112)의 접착력에 의해 상기 코어 팩(110)과 후술할 외부커버가 서로 결합되도록 할 수 있다. 상기 양면테이프(112)는 상기 코어 팩(110)과 상기 외부커버를 결합되도록 할 수 있는 것이면 어떠한 것이든 상관없으며, 상기 양면테이프(112)의 재질로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.A double
상기 외부케이스(120)는 내측에 코어 팩의 수용공간을 형성한 것으로, 상기 외부케이스(120)는 파우치형 베어 셀의 넓은 두 측면 중 어느 한 측면이 접하는 바닥면(121)과 상기 바닥면(121)의 사방 단부로부터 연이어지게 연장되는 네 면으로 형성되어 있다. 즉, 상기 외부케이스(120)는 바닥면(121), 보조커버(125), 후면(123) 및 서로 대향되는 양 측면(124)으로 구성된다. 상기 바닥면(121), 보조커버(125), 후면(123) 및 서로 대향되는 양 측면(124)에 의해 그 안쪽에 코어팩의 수용공간이 형성되며, 상기 바닥면(121)과 반대되는 쪽은 개방된 형태이다. 상기 보조커버(125)의 상부에는 다수의 로킹홀(126)이 형성될 수 있으며 상술한 기판케이스(114)에 설치된 복수의 탄성로커(115)와의 체결을 통하여 코어 팩(110)이 상기 외부케이스(120)의 내측에 보다 안정감 있는 상태로 수용될 수 있게 된다. 즉 외부케이스(120)의 네 면중 한쪽 면에 보조커버(125)를 갖는 형태인 경우, 상기 보조커 버(125)에 로킹홀(126)이 형성되고, 이와 같은 보조커버(125)의 로킹홀(126)에 대응하도록 기판케이스(114)에 탄성로커(115)가 설치되는 것일 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 탄성로커(115)는 한 쌍으로 이루어져 기판케이스(114)의 양측에 각각 설치될 수 있다. 상기 탄성로커(115)는 외력 작용시 기판케이스(114)의 내측으로 수용되고, 외력 해제시 원래의 상태로 복원되는 것으로, 이와 같은 탄성로커(115)의 구성은 여러 기술분야에서 널리 이용되고 있는 통상의 구성에 해당되며, 그 구체적인 구성 역시 여러 형태가 존재하는 바, 본 실시예에서 구체적인 설명과 도시는 생략하였음을 밝혀둔다.The
또한, 상기 외부케이스(120)의 일측에 형성된 보조커버(125)의 안쪽 수용공간에는 보호회로기판(113) 및 파우치형 베어 셀(111)의 일단이 수용될 수 있다. 아울러, 상기 외부케이스(120)의 보조커버(125)에는 보호회로기판(113)의 외부 접속 단자(116)가 노출되기 위한 다수의 단자홀(128)이 형성될 수 있다. 이러한 외부케이스(120)는 고분자 수지를 사출 성형하여 형성되는 것일 수 있다.In addition, one end of the
아울러, 상기 외부케이스(120)의 두 측면(124)에는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 체결홈(127)이 형성될 수 있으며, 상기 복수의 체결홈(127)은 후술할 외부커버의 스커트부 내면에 형성된 복수의 돌출형 체결구와 결합하여 체결부를 형성하게 된다. 상기 외부케이스(120)의 두 측면(124)에 형성된 복수의 체결홈(127)은 후술할 돌출형 체결구와 대응될 수 있는 것이면 직사각형, 타원형, 트랙형등 다양한 형태일 수 있으며, 상기 체결홈(127)의 형태로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 체결홈(127)은 하나 또는 그 이상의 다양한 개수를 가진 것일 수 있으며, 체결홈(127)의 개수로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기 복수의 체결홈(127)과 상기 돌출형 체결구의 결합에 관련된 내용을 후술하기로 한다. In addition, two
도 2b는 외부커버가 외부케이스와 결합되는 모습을 도시한 사시도이다. Figure 2b is a perspective view showing a state that the outer cover is coupled to the outer case.
상기 외부커버(130)는 외부케이스(120)의 수용공간을 커버할 수 있는 것으로, 이러한 외부커버(130)는 상기 외부케이스의 개방측과 상응하는 크기를 갖는 메인 커버부(131), 상기 메인 커버부(131)의 양단에서 각각 절곡되어 외부케이스의 좌우 측면(124)과 마주하도록 배치되는 스커트부(132)로 이루어진다. The
상기 외부커버(130)의 스커트부(132)에는 복수의 돌출형 체결구(133)가 형성되며, 상기 돌출형 체결구(133)가 외부케이스의 측면에 형성된 복수의 체결홈(127)에 삽입되어 고정됨으로써 체결부를 형성하게 된다. 상기 스커트부(132)에 형성되는 돌출형 체결구(133)는 랜싱(lancing) 가공을 통해 가공되는 체결돌기의 형태일 수 있으며, 이때 랜싱 가공을 위해 상기 외부커버(130)는 금속 재질로 이루어 질수 있다. 그러나, 상기 외부커버(130)의 재질로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.A plurality of protruding
또한, 체결돌기의 형태인 상기 돌출형 체결구(133)는 그 단면 형상이 장방형 구조를 이룰 수 있으며, 다시 말해, 돌출형 체결구(133)는 그 단면 형상을 기준으로 수직을 이루며 교차되는 두 방향으로의 길이가 장변과 단변을 형성하는 것일 수 있다. 여기서, 장변과 단변은 상대적인 길이 차에 의한 것임은 물론이다. 그리고, 돌출형 체결구(133)는 본 실시예와 같이 그 장변이 상기 스커트부(132)의 길이 방향과 나란한 방향으로 배치되는 것일 수 있으며, 이와 같은 돌출형 체결구(133)의 단면 형상은 직사각형, 타원형, 트랙형 등의 형상일 수 있다. 물론, 이러한 돌출형 체결구(133)의 단면 형상과 대응되도록 외부케이스의 체결홈(127)이 형성될 수 있다. 이 때 상기 체결홈(127)의 크기는 상기 돌출형 체결구(133)의 단면 크기와 대응되도록 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 돌출형 체결구(133)의 둘레 면과 체결홈(127)의 내면이 강하게 밀착될 수 있도록 하기 위함이고, 그 결과 상기 체결홈(127)에 대한 돌출형 체결구(133)의 삽입 및 체결이 보다 견고하게 이루어질 수 있다.In addition, the protruding
그리고, 상기 외부케이스(120)의 네 면중, 후면(123)에는 후술할 외부커버의 메인 커버부가 거치되기 위한 제1단차(129a)가 형성될 수 있으며, 이와 같이 상기 제1단차(129a)가 형성된 상기 외부케이스(120)의 후면(123)과 나머지 두 측면(124)은 서로 간의 연결 부위에 제2단차(129b)를 가지면서 연결되는 것일 수 있다. 상기 제1단차(129a)는 외부커버(130)의 메인커버부(131)의 두께와 상응하는 것으로, 이러한 제1단차(129a)에 의해 상기 외부커버(130)의 메인커버부(131)는 상기 외부케이스(120)와 동일한 높이로 연결되면서 상기 외부케이스(120)와 결합될 수 있다. 또한, 이와 같이 제1단차(129a)가 형성된 후면(123)은 나머지 두 측면(124)과 제2단차(129b)를 형성하며 연결되는 것으로써, 여기서 상기 제2단차(129b)는 외부커버(130)의 스커트부(132)의 두께와 상응하며, 이러한 제2단차(129b)에 의해 상기 외부커버(130)의 스커트부(132)는 상기 외부케이스(120)의 보조커버(125) 및 후면(123)과 동일한 높이로 연결되면서 상기 외부케이스(120)에 결합될 수 있다.In addition, a
아울러, 상기 외부케이스(120)의 두 측면(124)에는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 체결홈(127)이 형성될 수 있으며, 상기 복수의 체결홈(127)은 외부커버(130)의 스커트부(132) 내면에 형성된 복수의 돌출형 체결구(133)와 결합하여 체결부를 형성하게 된다. 상기 외부케이스(120)의 두 측면(124)에 형성된 복수의 체결홈(127)은 돌출형 체결구(133)와 대응될 수 있는 것이면 직사각형, 타원형, 트랙형등 다양한 형태일 수 있으며, 상기 체결홈(127)의 형태로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 체결홈(127)은 하나 또는 그 이상의 다양한 개수를 가진 것일 수 있으며, 체결홈(127)의 개수로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. In addition, a plurality of
도 2c는 테이핑 부재의 결합모습을 도시한 사시도이다.Figure 2c is a perspective view showing the coupling of the taping member.
상기 테이핑 부재(140)는 외부케이스 및 외부커버의 결합상태를 보강하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 상기 테이핑 부재(140)는 외부케이스 와 외부커버 간의 체결 부위를 감싸는 상태로 그 양측이 외부케이스 와 외부커버에 각각 부착된다. 여기서, 테이핑 부재(140)는 외부케이스 와 외부커버 간의 체결부만을 국부적으로 감싸는 형태일 수 있고, 외부커버의 외면 전체 및 외부케이스의 외면 일부를 감싸는 단일의 시트 구성일 수 있다. 또한, 단일 시트 구성의 테이핑 부재(140)가 외부케이스의 바닥면 일부만을 감싸는 형태일 수 있고, 경우에 따라서 테이핑 부재(140)는 외부케이스의 바닥면 전체를 감싸는 형태일 수 있다.The taping
또한, 이와 같은 테이핑 부재(140)는 이차전지의 방전용량이나 제조일자 등이 인쇄될 뿐만 아니라, 이차전지에 대한 보호나 절연 기능 등을 포함하는 라벨일 수 있다. 본 실시예의 경우, 이와 같은 테이핑 부재가 외부커버의 외면 전체 및 외 부케이스의 외면 일부를 감싸는 단일 시트 구성인 동시에, 이와 같이 단일 시트 구성인 테이핑 부재(140)가 라벨인 형태를 예로 하였다.In addition, the taping
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 A-A선의 단면을 도시한 단면도이다. 도 3에는 외부케이스를 구성하는 네 면중 보조커버(125), 바닥면(121) 및 양쪽 측면(124)이 도시되어 있다. 상기 외부케이스의 양쪽 측면(124)에는 상술한 바와 같이 체결홈(127)이 형성되어 있어, 상술한 외부커버(130, 도2b참조)의 스커트부(132, 도2b참조)에 형성된 돌출형 체결부(133, 도2b참조)가 삽입되어 고정됨으로써 체결부를 형성하게 된다. 또한, 상기 외부케이스의 양쪽 측면(124)는 상기 보조커버(125)와 제2단차(129b)를 형성하며 연결되며, 상기 제2단차(129b)의 두께는 외부커버(130, 도2b참조)의 스커트부(132, 도2b참조)와 같도록 하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 보조커버(125)의 상단에는 기판케이스(114, 도2a참조)에 형성된 탄성로커(115, 도2a참조)에 대응하도록 로킹홀(126)이 형성되어, 상기 탄성로커(115, 도2a참조) 및 상기 로킹홀(126)의 체결을 통하여 코어 팩(110, 도2a참조)이 외부케이스(120, 도2a참조)의 내측 공간에 보다 안정감 있는 상태로 수용될 수 있게 한다. 나아가, 상기 보조커버(125)에는 다수의 단자홀(128)이 형성되어 보호회로기판(113, 도2a참조)의 외부 접속 단자(116, 도2a참조)가 노출될 수 있도록 한다. 마지막으로 상기 보조커버(125)는 그 안쪽에 기판수용공간(122)이 형성될 수 있으며, 상기 기판수용공간(122)에는 보호회로기판(113, 도2a참조) 및 파우치형 베어 셀(111, 도2a참조)의 일단이 삽입될 수 있도록 한다. Hereinafter, a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line A-A of FIG. 3 illustrates an
도 4는 도 2c의 B-B선의 단면을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line B-B in FIG. 2C.
도 4에 도시된 체결부(150)는 외부케이스와 외부커버가 분리되는 것을 방지할 수 있도록 결합하는 역할을 한다. 다시 말해, 상기 체결부(150)는 외부커버의 스커트부(132)와 외부케이스의 측면(124)을 결합하며, 이에 따라 상기 외부커버는 상기 외부케이스의 개방측을 커버하는 상태로 외부케이스와 결합된다. 즉, 체결부(150)는 외부커버의 양쪽 스커트부(132) 내면에 복수의 돌출형 체결구(133)가 형성되고, 외부케이스의 측면에 상기 돌출형 체결구(133)와 대응되는 복수의 체결홈(127)이 형성됨으로써, 외부커버의 돌출형 체결구(133)가 상기 외부케이스의 체결홈(127)에 삽입되어 고정되는 것일 수 있다. 여기서 상기 돌출형 체결구(133)는 랜싱(lancing) 가공을 통해 가공되는 체결돌기의 형태일 수 있으며, 상기 랜싱 가공을 위해 외부커버는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 상기 체결홈(127)은 상기 돌출형 체결구(133)의 단면 형상과 대응하도록 형성됨은 물론이며, 이 때 상기 체결홈(127)의 크기는 상기 돌출형 체결구(133)의 단면 크기에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 체결홈(127)에 대한 돌출형 체결구(133)의 삽입 및 체결이 견고하게 이루어질 수 있게 하기 위함이다.The
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 코어 팩에 대한 외장용 케이스가 사전에 제작된 여러 구성물을 조립하는 과정에 의해 형성되는 것이므로, 그 제작 과정이 보다 용이하게 진행될 뿐만 아니라, 완성된 상태가 불량할 경우 분리 및 재결합이 용이하게 이루어질 수 있어, 불량률이 크게 저하될 수 있다.As described above, since the secondary battery according to the present invention is formed by a process of assembling various components manufactured in advance for an exterior case for a core pack, not only the manufacturing process is performed more easily, but also the completed state is If it is poor, the separation and recombination can be made easily, the failure rate can be greatly reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 분해 사시도이다1 is an exploded perspective view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a는 코어 팩이 외부케이스의 내측에 수용되는 모습을 도시한 사시도이다.Figure 2a is a perspective view showing a state that the core pack is accommodated inside the outer case.
도 2b는 외부커버가 외부케이스와 결합되는 모습을 도시한 사시도이다. Figure 2b is a perspective view showing a state that the outer cover is coupled to the outer case.
도 2c는 테이핑 부재의 결합모습을 도시한 사시도이다.Figure 2c is a perspective view showing the coupling of the taping member.
도 3은 도 1의 A-A선의 단면을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line A-A of FIG.
도 4는 도 2c의 B-B선의 단면을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line B-B in FIG. 2C.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100; 이차전지 110; 코어 팩100;
120; 외부케이스 130; 외부커버120;
140; 테이핑 부재 150; 체결부140; Taping
111; 파우치형 베어 셀 112; 양면테이프111; Pouched
113; 보호회로기판 114; 기판케이스113;
115; 탄성 로커 116; 외부접속단자115;
121; 바닥면 122; 기판수용공간121;
123; 후면 124; 측면 125; 보조커버 126; 로킹홀 127; 체결홈 128; 단자홀 129a; 제1단차 129b; 제2단차 131; 메인 커버부 132; 스커트부 133; 돌출형 체결구123;
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