KR20200077304A - 비대칭 형태의 오목부를 포함하는 파우치형 전지케이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스로서, 상기 파우치형 전지케이스는 전극조립체 및 전해액을 수납하기 위한 오목부가 형성된 하부케이스, 및 상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하고, 상기 상부케이스와 하부케이스의 간격은 전해액이 주입되는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부에서의 크기가 나머지 방향에 위치하는 실링예정부에서의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스에 대한 것으로서, 전극조립체 수납을 위한 오목부를 비대칭 구조로 성형함으로써, 전해액의 주입성을 향상시킬 수 있다.
Description
본원 발명은 용이한 전해액 주입을 위하여 비대칭 형태의 오목부를 포함하는 파우치형 전지케이스에 대한 것으로서, 구체적으로, 전해액 주입 방향에 있는 실링예정부에서의 상부케이스와 하부케이스의 간격이 상대적으로 크거나, 같은 방향의 오목부 측벽이 상대적으로 낮은 형태의 파우치형 전지케이스에 대한 것이다.
휴대폰, 태블릿 PC, 청소기 등과 같이 휴대 가능한 전자 제품들의 반복적인 충방전이 가능한 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 전기자동차, 전력저장장치와 같이 고용량 및 고효율을 필요로 하는 장치에 적용하기 위한 이차전지의 개발 및 연구가 진행되고 있다.
상기 이차전지 가운데 높은 에너지 밀도, 고전압, 고출력, 및 우수한 수명특성 등의 장점을 갖는 리튬 이차전지가 널리 사용되고 있다.
이차전지는 외장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형 및 각형 등으로 분류되는데, 파우치형 이차전지는 전극조립체가 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되어 있는 구조로서, 제조가 용이하고 제조 원가가 낮은 장점이 있다.
상기 파우치형 이차전지는 전지케이스에 전극조립체를 수납한 후 일측 외주변을 제외한 나머지 외주변을 밀봉하고 상기 일측 외주변을 통해 전해액을 주입한다.
그러나, 컴팩트한 크기의 이차전지를 제조하기 위하여 상부케이스와 하부케이스가 밀착되도록 설계하는 것이 일반적이며, 파우치형 전지케이스 성형시 전극조립체 수납부 외주변과 수납부의 측벽 사이의 곡률 반경을 동일하게 성형하거나, 수납부의 측벽 높이가 전체 부분에서 일정하도록 성형하기 때문에 전해액 주입 통로를 넓게 확보하기 어렵다.
이로 인하여, 전해액이 전극조립체 수납부로 이동하는 속도보다 주입 속도가 빠른 경우 전해액이 넘치는 문제가 발생하고, 이를 방지하기 위하여 가스 포집부를 넓게 설계하면 벤팅 후 컷팅되는 전지케이스 부분이 많아지므로 경제성이 낮아지는 문제가 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 라미네이트 시트의 외장 케이스에 적층 전극을 내장하는 편평 전지에 관한 것으로서, 상기 적층 전극이 수용되는 직사각형 전극 수용 오목부 개구부 코너의 곡률 반지름, 오목부의 깊이, 및 오목부의 측벽과 바닥벽으로 구성되는 바닥부 코너의 곡률 반지름의 수치범위를 한정하고 있다.
그러나, 특허문헌 1은 전극 수용 오목부의 깊이 및 곡률 반지름이 네측면에서 모두 일정한 형태의 편평 전지를 개시하고 있으며, 전해액의 주입을 용이하게 하기 위한 구조를 개시하지 못하고 있다.
특허문헌 2는 파우치 케이스의 주입부에 삽입되어 상기 파우치 케이스의 내부에 전해액을 주입하는 전해액 주입장치를 개시한다. 그러나, 특허문헌 2는 상기 전해액 주입장치를 이용하여 전해액을 파우치 케이스 내부에 용이하고 효과적으로 주입하는 방법을 개시할 뿐, 전지케이스의 형상 변형을 이용하는 방법은 개시 내지 인식하지 못하고 있다.
이와 같이, 종래의 파우치형 이차전지의 제조 과정을 이용할 수 있으면서, 별도의 추가 장치를 사용하지 않고, 파우치형 이차전지 내부에 전해액 주입을 용이하게 수행할 수 있는 구조의 파우치형 이차전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 파우치형 전지케이스에서 전해액을 용이하고 효과적으로 주입하기 위하여 전해액 주입 통로가 되는 상부케이스 및 하부케이스의 간격을 증가시킨 형태의 파우치형 전지케이스 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 실시예는, 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스로서, 상기 파우치형 전지케이스는 전극조립체 및 전해액을 수납하기 위한 오목부가 형성된 하부케이스, 및 상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하고, 상기 상부케이스와 하부케이스의 간격은 전해액이 주입되는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부에서의 크기가 나머지 방향에 위치하는 실링예정부에서의 크기보다 큰 형태의 파우치형 전지케이스일 수 있다.
상기 하부케이스의 오목부는 제1방향 측벽 높이가 나머지 방향의 측벽 높이보다 낮은 구조일 수 있다.
상기 전극조립체는 양극 단자 및 음극 단자가 동일한 방향으로 돌출되는 단방향 전극조립체이고, 상기 오목부 외주변에 형성되는 실링예정부는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부의 반대 방향에 위치하는 제2실링예정부를 포함하며, 상기 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부와 연결되는 오목부의 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 상기 제2실링예정부 및 상기 제2실링예정부와 연결되는 오목부의 제2측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2) 보다 클 수 있다.
또한, 상기 곡률반경(R1)의 크기는 곡률반경(R2)의 1.5배 내지 5배일 수 있다.
상기 전극조립체는 양극 단자 및 음극 단자가 서로 반대 방향으로 돌출되는 양방향 전극조립체이고, 상기 오목부 외주변에 형성되는 실링예정부는 전해액이 주입되는 방향에 위치하는 제1실링예정부, 전극 단자가 돌출되는 양측 방향에 형성되는 제3실링예정부를 포함하고, 상기 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부와 연결되는 오목부의 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 상기 제3실링예정부 및 상기 제3실링예정부와 연결되는 오목부의 제3측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R3) 보다 큰 형태일 수 있다.
상기 상부케이스 및 하부케이스는 일측이 절곡되어 연결되는 일체형 구조일 수 있다.
상기 상부케이스에는 전극조립체를 수납하기 위한 오목부가 형성되어 있는 형태일 수 있다.
상기 제1실링예정부는, 전해액 주입구가 형성되는 일부에서만 상부케이스와 하부케이스의 간격 크기가 나머지 외주변에서의 크기보다 큰 형태일 수 있다.
상기 전해액 주입구는 제1실링예정부의 중심부에 형성될 수 있다.
본 발명은, 파우치형 전지케이스를 이용하여 제조된 파우치형 이차전지, 및 상기 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 파우치형 전지케이스는 전해액이 주입되는 방향의 상부케이스와 하부케이스의 간격을 다른 외주변에서의 간격보다 크게 형성하기 때문에, 전해액 주입 통로가 넓어짐으로써 전해액 주입 과정에서 전해액이 넘치는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 상기와 같이 전해액의 주입 통로가 막히는 것을 방지할 수 있으므로 가스 포집부를 상대적으로 좁게 형성할 수 있는 바, 이차전지 제조과정에서 컷팅되어 제거되는 부분을 줄일 수 있다.
또한, 전해액이 주입되는 방향에 위치하는 실링예정부와 측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경을 다른 방향의 실링예정부와 측벽이 형성하는 곡률반경보다 크게 형성하는 바, 전극조립체 수납부 방향으로 전해액 흐름을 유도하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A'에 따른 수직 단면도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도이다.
도 4는 제3실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 평면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 제4실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 일부 사시도이다.
도 7은 제5실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A'에 따른 수직 단면도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도이다.
도 4는 제3실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 평면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 제4실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 일부 사시도이다.
도 7은 제5실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 평면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A'에 따른 수직 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전지케이스(110)는 상부케이스(121) 및 하부케이스(122)로 구성되며, 상부케이스(121)는 평면 구조이고, 하부케이스(122)는 전극조립체(101)를 수납하기 위한 오목부(109)가 형성되어 있다. 오목부(109)에는 전극조립체(101)가 수납되어 있고, 전극조립체(101)는 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)가 상향 돌출된 단방향 전극조립체이다.
전극조립체(101)는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리막 시트로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 또는 단위셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 접합된 구조의 라미네이션/스택형 전극조립체일 수 있다.
전지케이스(110)는 전극조립체가 수납되는 오목부(109)의 하측 외주변(105)이 절곡되어 상부케이스(121)와 하부케이스(122)로 구별되는 형태이며, 전해액이 주입되는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부(111)는 밀봉되지 않고, 제1실링예정부(111)의 반대 방향인 제2방향에 위치하는 제2실링예정부(112) 및 전극 탭이 돌출되는 방향에 위치하는 제3실링예정부(113)가 밀봉되어 실링부를 형성한 상태에서 전해액이 제1실링예정부(111)를 통해 주입된다.
제1실링예정부(111)에서 상부케이스(121)와 하부케이스(122)의 간격(D1)은 제1실링예정부(111)의 반대 방향에 위치하는 제2실링예정부(112)에서 상부케이스(121)와 하부케이스(122)의 간격(D2)보다 크고, 전해액이 주입되는 제1측벽(131) 높이(H1)는 제2측벽(132) 높이(H2) 보다 작다.
구체적으로, 전지케이스를 성형한 후 실링예정부를 밀봉하기 전에, 상부케이스(121)와 하부케이스(122)는 모든 실링예정부에서 이격 간격이 형성되며, 상기 이격 간격은 제1실링예정부(111)에서의 상부케이스(121)와 하부케이스(122)의 간격(D1)이 제2실링예정부(112)에서 상부케이스(121)와 하부케이스(122)의 간격(D2) 보다 크다.
또한, 제1실링예정부(111)를 제외한 나머지 실링예정부들에서는 밀봉이 이루어져서 실링부를 형성하고 개방 상태인 제1실링예정부(111)를 통해 전해액이 주입된다.
상기와 같이 제1실링예정부를 제외한 나머지 외주변에 있는 실링부들은 밀봉되어 실링부를 형성하는 바, 상기 나머지 외주변에 있는 실링부들에서 상부케이스 및 하부케이스의 간격은 0이 될 수 있다.
또한, 제1실링예정부(111)와 제1측벽(131)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 제2실링예정부(112)와 제2측벽(132)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2)보다 크다.
구체적으로, 제1실링예정부(111)와 제1측벽(131)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)의 크기는 제2실링예정부(112)와 제2측벽(132)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2)의 1.5배 내지 5배의 범위 내에서 성형될 수 있는 바, 예를 들어, R1이 1.4이고, R2가 0.5일 수 있다. R2가 일반적인 파우치형 전지케이스의 곡률반경일 때, 제1실링예정부(111)와 제1측벽(131)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)이 제2실링예정부(112)와 제2측벽(132)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2)의 1.5배보다 작은 경우에는, 전해액을 주입하는 공정의 개선 효과를 얻기 어렵고, 5배보다 큰 경우에는 전극조립체를 수납할 때 삽입성이 떨어져 공정성이 저하되는 문제가 있으므로 바람직하지 않다.
파우치형 전지케이스(110)는 상부케이스(121)와 하부케이스(122)를 밀봉하기 전 상태에서는 제1실링예정부 방향에서 상부케이스와 하부케이스의 간격(D1)과 제1측벽의 높이(H1)의 합이, 제2실링예정부 방향에서 상부케이스와 하부케이스의 간격(D2)과 제2측벽의 높이(H2)의 합과 동일하다.
그러나 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하면 상기 D1과 D2가 0이 되는 바, 전지케이스의 높이는 제1측벽(131)쪽 보다 제2측벽(132)쪽이 상대적으로 높게 형성될 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여, 제1측벽(131)쪽은 상부케이스(121)를 하측으로 구부리거나 또는 하부케이스(122)를 상측으로 구부린 상태에서 열융착 밀봉을 수행하는 등, 밀봉된 상태에서 전지케이스의 두께가 전체적으로 균일해지는 것을 고려하여 실링하는 것이 바람직하다.
도 3은 제2실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도이다.
도 3을 참조하면, 파우치형 전지케이스는 라미네이트 시트 일측이 소정 각도로 절곡된 상태로 연결되어 있는 상부케이스(221) 및 하부케이스(222)를 포함하고, 하부케이스(222)에 오목부(209)가 형성되어 있다.
제1실링예정부(211)에서 상부케이스(221)와 하부케이스(222)의 간격(D1)이 제2실링예정부(212)에서 상부케이스(221)와 하부케이스(222)의 간격(D2)보다 크다.
다만, 전해액을 주입하기 위하여 제1실링예정부(211)를 제외한 나머지 실링예정부들을 밀봉하여 실링부를 형성한 경우에는, 제2실링부예정부(212)가 제2실링부가 되면서 간격(D2)이 0이 되고, 아직 밀봉되지 않은 제1실링예정부(211)에서 상부케이스(221)와 하부케이스(222)의 간격(D1)은 전지케이스의 소재 및 두께에 따라 변경될 수 있다.
밀봉 전 제2실링예정부(212)에서 상부케이스(221)와 하부케이스(222)의 간격이 종래의 전지케이스에서 상부케이스와 하부케이스의 간격과 동일하게 형성된다면, 제1실링예정부(211)에서 상부케이스(221)와 하부케이스(222)의 간격(D1)은 종래의 전지케이스에서의 간격보다 크게 형성되는 바, 전해액의 주입이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 3의 전지케이스는 도 1 및 도 2의 전지케이스(110)와 달리, 제1측벽(231)의 높이(H1)는 제2측벽(232)의 높이(H2)와 동일하다. 따라서, 도 3과 같이 상부케이스(221)와 하부케이스(222)를 밀봉하기 전 상태에는 제1측벽(231) 방향의 전지케이스 두께(D1+H1)가 제2측벽(232) 방향의 전지케이스 두께(D2+H2)보다 두껍지만, 상부케이스(221)와 하부케이스(222)를 열융착한 상태에서는 D1과 D2가 0이 되기 때문에, 전지케이스의 두께가 전체적으로 균일하게 된다.
상기 도 1 내지 도 3에 도시된 단방향 전극조립체를 수납하는 파우치형 전지케이스의 경우, 제1측벽의 높이는 제2측벽 뿐 아니라 제1측벽 및 제2측벽을 제외한 제3측벽보다 낮은 바, 상기 제3측벽과 제1측벽의 연결부에는 상기 측벽들의 높이차에 따른 단차가 형성될 수 있다. 또는, 제2측벽에서 제1측벽으로 갈수록 높이가 점점 낮아지도록 제3측벽이 경사진 형태로 이루어질 수 있다.
도 4는 제3실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 평면도이고, 도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 파우치형 전지케이스의 오목부(309)에는 전극조립체(301)가 수납되어 있으며 전극조립체(301)는 양극 단자(302) 및 음극 단자(303)가 서로 반대 방향으로 돌출되는 양방향 전극조립체이다.
오목부(309)의 외주변에는 전해액이 주입되는 방향에 위치하는 제1실링예정부(311), 전극 단자가 돌출되는 양측 방향에 형성되는 제3실링예정부(313)를 포함하고, 제1실링예정부(311)의 반대 방향인 하측 외주변(305)에서 전지케이스가 절곡되어 상부케이스와 하부케이스로 구별된다.
제3실시예에 따른 파우치형 전지케이스는 양방향 전극조립체를 포함하는 구조인 바, 전해액이 주입되는 제1실링예정부의 반대 방향에서 절곡되기 때문에 상부케이스와 하부케이스의 간격을 상정하기 어렵다. 따라서, 제1실링예정부(311)와 제1측벽(331)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 제3실링예정부(313)와 제3측벽(333)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R3)보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같이, R1이 크게 형성되기 때문에 제1실링예정부(311) 방향으로 주입된 전해액이 전극조립체 수납부 방향으로 이동하도록 유도할 수 있다.
도 6은 제4실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 일부 사시도이다.
도 6을 참조하면, 파우치형 전지케이스는 도 1과 같은 형태의 전지케이스로서, 전해액이 주입되는 방향인 제1실링예정부는 부분적으로 곡률반경이 다른 형태이다.
즉, 전극조립체를 수납하기 위한 오목부(409)의 제1측벽(431)의 높이는 제3측벽(433)의 높이와 동일한 제1측벽(431b) 및 상대적으로 높이가 낮은 제1측벽(431a)으로 구성되며, 제1측벽(431a)과 연결되는 제1실링예정부(415)에서 상부케이스와 하부케이스의 간격 크기는 제1측벽(431b)과 연결되는 제1실링예정부(411)에서 상부케이스와 하부케이스의 간격 크기보다 클 수 있다.
구체적으로, 도 6의 파우치형 전지케이스는 제1실링예정부 가운데 제1실링예정부(415)에서는 상부케이스와 하부케이스가 밀봉되지 않고 전해액 주입 통로를 확보하고 있으나, 제1실링예정부(411)는 제2실링예정부 및 제3실링예정부가 밀봉될 때 함께 밀봉될 수 있다.
또한, 제1실링예정부(415)와 제1측벽(431a)이 연결되는 곡면의 곡률반경을 제1실링예정부(411)와 제1측벽(431b)이 연결되는 곡면의 곡률반경보다 크게 형성할 수 있는 바, 제1실링예정부(415)의 미실링부를 통해 오목부 방향으로 전해액의 흐름을 유도할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1실링예정부(415)와 제1실링예정부(411)는 제1측벽(431a)과 제2측벽(431b)의 높이 차이에 따른 단차가 사이에 형성되는 구조일 수 있다.
상기 제1실링예정부(415)의 위치는 제1실링예정부 전체 부분 중에서 선택적으로 적용될 수 있으며, 전극조립체의 균일한 전해액 함침성을 고려할 때, 제1실링예정부의 중심부에 형성될 수 있다.
상기 제1실링예정부(411, 415)를 밀봉하기 위하여 실링툴을 사용하여 가압 및 가열할 수 있는데, 단차 구조로 인하여 밀봉성이 저하될 수 있다.
이에, 상기 실링툴로서 상기 제1실링예정부의 단차 구조와 대응되는 단차 구조가 형성된 실링툴을 사용하여 밀봉성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상부케이스와 하부케이스의 간격이 상대적으로 큰 제1실링예정부를 작게 형성하는 경우, 전해액의 주입 통로가 제1실링예정부(415)로 한정되는 것을 의미하는 바, 제1실링예정부(411)는 전해액 주입 전에 밀봉되기 때문에, 제1실링예정부(411)에 전해액이 묻는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 파우치형 전지케이스의 밀봉성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기에서 설명한 파우치형 이차전지와 달리 상부케이스에도 전극조립체 수납을 위한 오목부가 형성된 구조의 파우치형 전지케이스를 포함하는 바, 도 7은 제5실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 수직 단면도를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 파우치형 전지케이스는 오목부(510)가 형성된 상부케이스(521) 및 오목부(509)가 형성된 하부케이스(522)를 포함한다.
오목부(509, 510)에서 전해액이 주입되는 방향에 위치하는 제1실링예정부(511)와 제1측벽(531)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 제2실링예정부(512)와 제2측벽(532)이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2) 보다 크다.
또한, 도 7은 파우치형 전지케이스를 밀봉하기 전 상태를 도시하고 있는 바, 제1실링예정부(511)에서 상부케이스(521)와 하부케이스(522)의 간격(D1)은 제2실링예정부(512)에서 상부케이스(521)와 하부케이스(522)의 간격(D2)보다 크다.
예를 들어, 도 7의 제2실링예정부(512)에서 상부케이스(521)와 하부케이스(522)의 간격(D2)이 종래의 전지케이스에서의 간격과 동일한 정도일 때, 제2실링예정부(512)가 밀봉되어 제2실링부에서 상부케이스(521)와 하부케이스(522)의 간격(D2)이 0이 되더라도, 제1실링예정부(511)에서 상부케이스(521)와 하부케이스(522)의 간격(D1)은 종래의 전지케이스에서의 간격보다 크다. 또한, 곡률반경(R1)이 곡률반경(R2) 보다 크게 성형된 파우치형 전지케이스를 사용하는 바, 전해액의 주입이 용이하고 빠르게 진행될 수 있다.
이외에, 도 7의 파우치형 전지케이스에서 상부케이스 및 하부케이스의 간격, 오목부의 측벽 높이, 및 곡률반경에 대해서는 상기도 1 내지 도 6에 대한 설명 내용들이 적용 가능한 범위에서 동일하게 적용될 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
101, 301: 전극조립체
102, 302: 양극 단자
103, 303: 음극 단자
105, 305: 하측 외주변
109, 209, 309, 409, 509, 510: 오목부
110: 전지케이스
111, 211, 311, 411, 415, 511: 제1실링예정부
112, 212, 512: 제2실링예정부
113, 313, 413: 제3실링예정부
121, 221, 521: 상부케이스
122, 222, 522: 하부케이스
131, 231, 331, 431, 431a, 431b, 531: 제1측벽
132, 232, 532: 제2측벽
333, 433: 제3측벽
D1: 제1실링예정부에서 상부케이스와 하부케이스의 간격
D2: 제2실링예정부에서 상부케이스와 하부케이스의 간격
H1: 제1측벽 높이
H2: 제2측벽 높이
R1: 제1실링예정부와 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
R2: 제2실링예정부와 제2측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
R3: 제3실링예정부와 제3측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
102, 302: 양극 단자
103, 303: 음극 단자
105, 305: 하측 외주변
109, 209, 309, 409, 509, 510: 오목부
110: 전지케이스
111, 211, 311, 411, 415, 511: 제1실링예정부
112, 212, 512: 제2실링예정부
113, 313, 413: 제3실링예정부
121, 221, 521: 상부케이스
122, 222, 522: 하부케이스
131, 231, 331, 431, 431a, 431b, 531: 제1측벽
132, 232, 532: 제2측벽
333, 433: 제3측벽
D1: 제1실링예정부에서 상부케이스와 하부케이스의 간격
D2: 제2실링예정부에서 상부케이스와 하부케이스의 간격
H1: 제1측벽 높이
H2: 제2측벽 높이
R1: 제1실링예정부와 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
R2: 제2실링예정부와 제2측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
R3: 제3실링예정부와 제3측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경
Claims (11)
- 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스로서,
상기 파우치형 전지케이스는 전극조립체 및 전해액을 수납하기 위한 오목부가 형성된 하부케이스, 및 상기 하부케이스의 상부에 위치하는 상부케이스를 포함하고,
상기 상부케이스와 하부케이스의 간격은 전해액이 주입되는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부에서의 크기가 나머지 방향에 위치하는 실링예정부에서의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스. - 제1항에 있어서, 상기 하부케이스의 오목부는 제1방향 측벽 높이가 나머지 방향의 측벽 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제1항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극 단자 및 음극 단자가 동일한 방향으로 돌출되는 단방향 전극조립체이고,
상기 오목부 외주변에 형성되는 실링예정부는 제1방향에 위치하는 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부의 반대 방향에 위치하는 제2실링예정부를 포함하며,
상기 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부와 연결되는 오목부의 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 상기 제2실링예정부 및 상기 제2실링예정부와 연결되는 오목부의 제2측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R2) 보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스. - 제3항에 있어서, 상기 곡률반경(R1)의 크기는 곡률반경(R2)의 1.5배 내지 5배인 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제1항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극 단자 및 음극 단자가 서로 반대 방향으로 돌출되는 양방향 전극조립체이고,
상기 오목부 외주변에 형성되는 실링예정부는 전해액이 주입되는 방향에 위치하는 제1실링예정부, 전극 단자가 돌출되는 양측 방향에 형성되는 제3실링예정부를 포함하고,
상기 제1실링예정부 및 상기 제1실링예정부와 연결되는 오목부의 제1측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R1)은 상기 제3실링예정부 및 상기 제3실링예정부와 연결되는 오목부의 제3측벽이 형성하는 곡면의 곡률반경(R3) 보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스. - 제1항에 있어서, 상기 상부케이스 및 하부케이스는 일측이 절곡되어 연결되는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제1항에 있어서, 상기 상부케이스에는 전극조립체를 수납하기 위한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제1항에 있어서, 상기 제1실링예정부는, 전해액 주입구가 형성되는 일부에서만 상부케이스와 하부케이스의 간격 크기가 나머지 외주변에서의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제8항에 있어서, 상기 전해액 주입구는 제1실링예정부의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 파우치형 전지케이스를 이용하여 제조된 파우치형 이차전지.
- 제10항에 따른 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩.
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| KR20200077304A true KR20200077304A (ko) | 2020-06-30 |
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| KR20150089557A (ko) | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 주식회사 엘지화학 | 전해액 주입장치 |
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- 2018-12-20 KR KR1020180166676A patent/KR20200077304A/ko not_active Application Discontinuation
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