WO2021125454A1 - 이차전지용 케이스 및 이차전지 - Google Patents

이차전지용 케이스 및 이차전지 Download PDF

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민민규
곽승윤
김대욱
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김기만
김동연
최규현
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Definitions

  • the ⁇ may have a value of 80 degrees or more and 160 degrees or less.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly is accommodated in a case for a secondary battery according to the present invention.
  • the 'appearance when the case is unfolded' means the appearance of the case when the case is unfolded by releasing a predetermined adhesive existing in the case, and left as it is without applying artificial force to the case.
  • the connection part 150 when the case 10 is deployed, the connection part 150 is the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 in a plane plane. can be connected to Accordingly, a step may not be formed in a region where the first indentation part 110 and the connection part 150 are connected and a region where the second indentation part 120 and the connection part 150 are connected.
  • the region Z1 where the first indentation part 110 and the connection part 150 are connected, and the second indentation part 120 and the connection part 150 may be formed as a smooth curved surface.

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Abstract

이차전지용 케이스 및 이차전지가 개시된다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서, 만입된 형상을 갖는 제1 만입부 및 제2 만입부; 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부 사이에 구비되고 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부를 연결하는 연결부; 를 포함하고, 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부는 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 일 방향으로 만입된 형상을 갖는 이차전지용 케이스가 제공된다.

Description

이차전지용 케이스 및 이차전지
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2019년 12월 17일자 한국특허출원 제10-2019-0169263호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 이차전지용 케이스 및 이차전지에 관한 것으로, 종래에 비해 이차전지가 차지하는 부피를 줄일 수 있는 구조를 갖는 이차전지용 케이스 및 이차전지에 관한 것이다.
반복적인 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 그 제조 방법 또는 구조에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구별될 수 있다. 이 중, 파우치형 이차전지는 시트 형태의 파우치 외장재 내에 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용된 구조를 갖는 것이 일반적이다.
종래 기술에 따르면, 파우치형 이차전지를 제조하기 위해서는 시트 형태의 파우치 중 일부 영역을 전극 조립체의 면적에 대응되는 면적만큼 가압하여 만입된 형상의 컵(cup)을 형성하는 포밍(forming) 공정을 거친 후, 파우치에 형성된 컵에 전극 조립체를 탑재한다. 이후 파우치의 일부 영역을 서로 부착하여 밀봉부를 형성하게 된다.
파우치의 일부 영역이 서로 부착되어 형성되는 밀봉부는 포밍 공정에서 가압되지 않은 영역들이 서로 부착됨으로써 형성된다. 따라서, 포밍이 이루어지지 않은 밀봉부와 포밍이 이루어진 컵 간의 단차에 의해, 밀봉부 중 일부 영역은 컵의 폭을 벗어나게 된다. 도 1에는 종래 기술에 따라 제조된 파우치형 이차전지(1)의 파우치(2)의 상부와 하부에 형성되는 밀봉부(3) 중 일부 영역이 전극 조립체가 수용된 컵의 폭을 P만큼 벗어나 돌출된 모습이 도시되어 있다.
이와 같이 돌출된 영역은 이차전지에서 용량에 기여하지 않는 데드 스페이스(dead space)가 증가하는 원인으로 작용하였고, 결과적으로 이차전지의 에너지 밀도가 저하되는 문제점을 초래하였다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 기술에 따라 제조되는 파우치형 이차전지의 밀봉부에 발생하는 데드 스페이스를 제거함으로써 이차전지의 에너지 밀도를 증대시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서, 만입된 형상을 갖는 제1 만입부; 상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부; 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부 사이에 구비되고 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부를 연결하는 연결부; 를 포함하고, 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부는 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 일 방향으로 만입된 형상을 가짐으로써, 상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역에서 단차가 형성되는 이차전지용 케이스가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서, 만입된 형상을 갖는 제1 만입부; 상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부; 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부 사이에 구비되고 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부를 연결하는 연결부; 를 포함하고, 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부는 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부를 평면으로 연결함으로써, 상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역에서 단차가 형성되지 않는 이차전지용 케이스가 제공된다.
상기 둘레부는, 상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부; 상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부; 를 포함할 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부를 중심으로 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부는 서로 대칭 형상을 가질 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A1)과 상기 제2 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A2)이 서로 마주보도록, 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 만나는 영역에서 V자 형상으로 절곡될 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)보다 작을 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)와 같을 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)보다 클 수 있다.
상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1)와 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)의 합은 상기 연결부(150)의 폭(W4)에 대응될 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역은 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 제1 만입부의 내 측면들 중 상기 연결부의 반대편에 형성된 내 측면과 상기 제1 둘레부가 서로 만나는 영역이 이루는 각(α)은 둔각일 수 있다.
상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 이루는 각 θ와 상기 α간에는 하기 [식 1]을 만족할 수 있다. [식 1] θ+2α=360°
상기 θ는 80도 이상 160도 이하의 값을 가질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서, 만입된 형상을 갖는 제1 만입부; 상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부; 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 를 포함하고, 상기 둘레부는, 상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부; 상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부; 를 포함하고, 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A1)과 상기 제2 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A2)이 서로 마주보도록, 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 만나는 영역에서 V자 형상으로 절곡되어 있는 이차전지용 케이스가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 측면에 따르면, 상기 이차전지용 케이스; 를 포함하는 이차전지가 제공된다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 따라 제조되는 파우치형 이차전지의 밀봉부에 발생하는 데드 스페이스를 제거함으로써 이차전지의 에너지 밀도를 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 이차전지의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 도시한 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 도시한 수직 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 이차전지용 케이스에 전극 조립체가 수용되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 3의 제1 만입부와 연결부 간의 기하학적 관계를 도시한 수직 단면도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스 및 이차전지의 구조를 설명한다.
이차전지용 케이스 및 이차전지
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 도시한 수직 단면도이다.
한편, 본 명세서에서, '케이스를 전개하였을 때의 모습'이라는 것은, 케이스에 존재하던 소정의 접착을 해제함으로써 케이스를 펼치되, 케이스에 인위적인 힘을 가하지 않고 그대로 방치하였을 때 케이스의 모습을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지용 케이스(10, 이하, '케이스'라 부르기로 한다)는 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체를 수용하기 위한 구성일 수 있다.
이때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(10)는 만입된 형상을 갖는 만입부(100)를 포함할 수 있다. 만입부(100)는 제1 만입부(110) 및 제1 만입부(110)의 일 측에 구비되는 제2 만입부(120)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 만입부(100)는 만입된 형상을 갖는 구성일 수 있다. 따라서, 만입부(100)에는 만입에 의한 내부 공간이 형성될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(10)에는, 제1 만입부(110)에 의해 형성된 만입 공간(A1) 및 제2 만입부(120)에 의해 형성된 만입 공간(A2)이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른, 케이스(10)는 케이스(10)를 전개하였을 때 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)의 둘레를 감싸는 둘레부(300)를 더 포함할 수 있다.
이때, 둘레부(300)는 제1 만입부(110)의 둘레에 형성되는 제1 둘레부(310) 및 제2 만입부(120)의 둘레에 형성되는 제2 둘레부(320)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)는 서로 맞닿아 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 케이스(10)는 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)를 연결하는 연결부(150)를 더 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연결부(150)는 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120) 사이에 구비될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 연결부(150)는 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)에 대해 개방되어 있을 수 있다. 따라서, 연결부(150)에 의해 제1 만입부(110)의 만입 공간(A1)과 제2 만입부(120)의 만입 공간(A2)이 서로 연통될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 만나는 영역에서 케이스(10)가 V자 형상으로 절곡되어 있을 수 있다. 도 3에는 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 만나는 영역에서 V자 형상의 절곡부(200)가 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)에 의해 형성된 만입 공간(A1)과 제2 만입부(120)에 의해 형성된 만입 공간(A2)은 서로 마주볼 수 있다.
종래 기술에 따르면, 파우치형 이차전지를 제조하기 위해, 평면 형상을 갖는 시트형 외장재 중 일부 영역을 가압하여 시트형 외장재에 만입부를 형성한 후, 시트형 외장재를 폴딩하는 과정을 거치게 된다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 폴딩되기 전에 폴딩되는 영역을 기준으로 만입부가 형성된 영역을 제외한 시트형 외장재가 평평한 형상을 가지기 때문에 시트형 외장재를 180도 폴딩하는 과정이 필요하였다. 그러나, 이 경우, 시트형 외장재가 폴딩되는 각도가 크므로 폴딩 과정 전후에서 시트형 외장재의 형상 변경이 커질 수 밖에 없었고, 그에 따라 이차전지에서 용량의 향상에 기여하지 않는 데드 스페이스가 크게 발생하고 시트형 외장재에 외관의 변형이 크게 발생하는 문제가 발생하였다.
그러나, 본 발명에 따르면, 시트형 외장재(즉, 케이스)가 폴딩되는 영역이 V자 형상을 가지게 되므로, 종래에 비해 폴딩 과정에서 시트형 외장재가 폴딩되는 각도가 감소하게 된다. 따라서, 폴딩 과정 전후에 시트형 외장재의 형상 변경이 최소화될 수 있고, 그에 따라 이차전지에서 용량의 향상에 기여하지 않는 데드 스페이스가 감소하고, 시트형 외장재에 발생하는 외관의 변형을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다.
전술한 바와 같이 만입부(100)는 만입된 형상을 가질 수 있으므로, 만입부(100)를 구성하는 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)는 각각 제1 둘레부(310) 및 제2 둘레부(320)로부터 소정의 두께만큼 만입될 수 있다. 도 4 내지 도 6에는 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 소정의 두께(W1)만큼 만입되어 있고, 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 소정의 두께(W2)만큼 만입된 모습이 도시되어 있다.
한편, 케이스(10)를 전개하였을 때, 연결부(150)를 중심으로 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)는 서로 대칭 형상을 가질 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 6을 참고하면, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입된 두께(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입된 두께(W2)는 서로 동일할 수 있다. 그러나, 이와 달리 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)는 서로 비대칭 형상을 가질 수도 있다. 따라서, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입된 두께(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입된 두께(W2)는 서로 다를 수도 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 케이스(10)의 연결부(150)는 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)로부터 일 방향으로 만입된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 연결부(150)가 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)로부터 하방으로 만입될 수 있다. 따라서, 제1 만입부(110)와 연결부(150)가 연결되는 영역, 및 제2 만입부(120)와 연결부(150)가 연결되는 영역에서 단차가 형성될 수 있다.
이때, 도 4를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1) 및 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)는 연결부(150)가 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)로부터 만입되는 두께(W3)보다 작을 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 서로 만남으로써 형성되는 절곡부(200)의 하부 끝부는 제1 만입부(110)의 하부 끝부 및 제2 만입부(120)의 하부 끝부보다 하방에 위치할 수 있다.
또는, 도 5를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1) 및 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)는 연결부(150)가 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)로부터 만입되는 두께(W3)와 같을 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 서로 만남으로써 형성되는 절곡부(200)의 하부 끝부는 제1 만입부(110)의 하부 끝부 및 제2 만입부(120)의 하부 끝부와 같은 높이에 위치할 수 있다.
또는, 도 6을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1) 및 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)는 연결부(150)가 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)로부터 만입되는 두께(W3)보다 클 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 서로 만남으로써 형성되는 절곡부(200)의 하부 끝부는 제1 만입부(110)의 하부 끝부 및 제2 만입부(120)의 하부 끝부보다 상방에 위치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 이차전지용 케이스를 전개하였을 때의 모습을 도시한 수직 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 케이스에서 제1 만입부, 제2 만입부 및 연결부가 연결된 모습을 확대 도시한 수직 단면도이다. 하기에서는 본 발명의 일 예, 또는, 제1 내지 제3 실시예에 따른 이차전지용 케이스에 대해 전술한 내용과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 연결부(150)는 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)를 평면으로 연결할 수 있다. 따라서, 제1 만입부(110)와 연결부(150)가 연결되는 영역 및 제2 만입부(120)와 연결부(150)가 연결되는 영역에서 단차가 형성되지 않을 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)와 연결부(150)가 연결되는 영역(Z1) 및 제2 만입부(120)와 연결부(150)가 연결되는 영역(Z2)은 부드러운 곡면으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 예, 또는, 제4 실시예에 따른 케이스에 대해 전술한 내용과 모순되지 않는 범위 내에서, 본 발명의 일 예, 또는, 제1 내지 제3 실시예에 따른 케이스에 대해 전술한 내용은 본 발명의 다른 예, 또는, 제4 실시예에 따른 케이스에 대해서도 그대로 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 이차전지용 케이스에 전극 조립체가 수용되는 모습을 도시한 사시도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 케이스가 전개된 상태로 제1 만입부(110, 도 3 등 참조) 및 제2 만입부(120, 도 3 등 참조)에 전극 조립체(20)가 수용되고, 이후에 제1 만입부와 제1 둘레부가 형성된 영역, 그리고 제2 만입부와 제2 둘레부가 형성된 영역이 서로 폴딩되고, 이후에 제1 둘레부와 제2 둘레부가 서로 부착됨으로써 본 발명에 따른 이차전지가 제조될 수 있다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 케이스(10)의 제1 만입부와 제2 만입부의 두께의 합은 전극 조립체의 두께에 대응될 수 있다. 제1 만입부 및 제2 만입부에 의해 형성된 공간에 전극 조립체가 수용되기 때문이다.
따라서, 도 4 내지 6, 및 도 8을 참고하면, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)의 합은 연결부(150)의 폭(W4)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)의 합은 연결부(150)의 폭(W4)과 동일할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 케이스(10)를 이용하여 이차전지를 제조하였을 때, 케이스 내부에 형성된 내부 공간의 폭이 일정하게 형성될 수 있으므로, 소정의 폭을 갖도록 제조된 전극 조립체가 안정적으로 수용될 수 있다. 그러나, 이와 달리 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입되는 두께(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입되는 두께(W2)의 합은 연결부(150)의 폭(W4)보다 작을 수도 있고, 클 수도 있다.
다시 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 케이스(10)는, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 만나는 영역에서 V자 형상이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 만나는 영역에는 절곡부(200)가 형성될 수 있고, 절곡부(200)는 소정의 각을 가질 수 있다. 도 3에는 절곡부(200)의 각이 θ로 도시되어 있다. 한편, 상기 θ은 80도 이상 160도 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 만입부(110)의 내 측면들 중 연결부(150)의 반대편에 형성된 내 측면과 제1 둘레부(310)가 서로 만나는 영역에도 소정의 각 α이 형성될 수 있다. 이때, 상기 α는 둔각일 수 있다.
이때, 상기 θ과 상기 α 간에는 하기 [식 1]을 만족할 수 있다.
[식 1]
θ+2α=360°
도 10은 도 3의 제1 만입부와 연결부 간의 기하학적 관계를 도시한 수직 단면도이다.
상기 [식 1]은 본 발명에 따른 케이스(10)를 제조하는 과정 때문에 성립하는 식일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 케이스(10)는 시트형 외장재를 V자 형상으로 절곡한 후, 지면에 대해 수직하게 하방으로 시트형 외장재를 가압하여 만입부를 형성함으로써 제조될 수 있다.
따라서, (i) 제1 만입부의 두께가 일정하고, (ii) 제1 만입부 및 연결부가 지면에 대해 수직하게 하방으로 가압됨으로써 형성되고, (iii) 제1 만입부와 제2 만입부가 서로 대칭적으로 형성되는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, θ/2와 180°- α가 동일하게 되므로, 이를 정리하면 상기 [식 1]이 도출된다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지는, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체, 및 케이스를 포함할 수 있다. 케이스에 대한 내용은 전술한 내용으로 갈음한다.
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 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서,
    만입된 형상을 갖는 제1 만입부;
    상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부;
    상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부;
    상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부 사이에 구비되고 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부를 연결하는 연결부; 를 포함하고,
    상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부는 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 일 방향으로 만입된 형상을 가짐으로써, 상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역에서 단차가 형성되는 이차전지용 케이스.
  2. 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서,
    만입된 형상을 갖는 제1 만입부;
    상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부;
    상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부;
    상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부 사이에 구비되고 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부를 연결하는 연결부; 를 포함하고,
    상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 연결부는 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부를 평면으로 연결함으로써, 상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역에서 단차가 형성되지 않는 이차전지용 케이스.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 둘레부는,
    상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부;
    상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부; 를 포함하는 이차전지용 케이스.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 연결부를 중심으로 상기 제1 만입부와 상기 제2 만입부는 서로 대칭 형상을 갖는 이차전지용 케이스.
  5. 청구항 3에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A1)과 상기 제2 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A2)이 서로 마주보도록, 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 만나는 영역에서 V자 형상으로 절곡되어 있는 이차전지용 케이스.
  6. 청구항 3에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)보다 작은 이차전지용 케이스.
  7. 청구항 3에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)와 같은 이차전지용 케이스.
  8. 청구항 3에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1) 및 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)는 상기 연결부가 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부로부터 만입되는 두께(W3)보다 큰 이차전지용 케이스.
  9. 청구항 3에서,
    상기 제1 만입부가 상기 제1 둘레부로부터 만입되는 두께(W1)와 상기 제2 만입부가 상기 제2 둘레부로부터 만입되는 두께(W2)의 합은 상기 연결부(150)의 폭(W4)에 대응되는 이차전지용 케이스.
  10. 청구항 2에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역은 곡면으로 형성되는 이차전지용 케이스.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 제1 만입부의 내 측면들 중 상기 연결부의 반대편에 형성된 내 측면과 상기 제1 둘레부가 서로 만나는 영역이 이루는 각(α)은 둔각인 이차전지용 케이스.
  12. 청구항 11에서,
    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 이루는 각 θ와 상기 α간에는 하기 [식 1]을 만족하는 이차전지용 케이스,
    [식 1]
    θ+2α=360°.
  13. 청구항 12에서,
    상기 θ는 80도 이상 160도 이하의 값을 갖는 이차전지용 케이스.
  14. 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용될 수 있는 이차전지용 케이스로서,
    만입된 형상을 갖는 제1 만입부;
    상기 제1 만입부의 일 측에 구비되고 만입된 형상을 갖는 제2 만입부;
    상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 를 포함하고,
    상기 둘레부는,
    상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부;
    상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부; 를 포함하고,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A1)과 상기 제2 만입부에 의해 형성된 만입 공간(A2)이 서로 마주보도록, 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 만나는 영역에서 V자 형상으로 절곡되어 있는 이차전지용 케이스.
  15. 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체; 및
    청구항 1 또는 청구항 2에 따른 이차전지용 케이스; 를 포함하는 이차전지.
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