WO2021125842A1 - 이차전지용 케이스 및 이차전지 - Google Patents

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WO2021125842A1
WO2021125842A1 PCT/KR2020/018573 KR2020018573W WO2021125842A1 WO 2021125842 A1 WO2021125842 A1 WO 2021125842A1 KR 2020018573 W KR2020018573 W KR 2020018573W WO 2021125842 A1 WO2021125842 A1 WO 2021125842A1
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indentation
case
secondary battery
region
perimeter
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PCT/KR2020/018573
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민민규
김현범
김대욱
곽승윤
하정민
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery case and secondary battery, and to a secondary battery case and secondary battery having a structure that can reduce the volume occupied by the secondary battery compared to the related art.
  • a secondary battery capable of repeatedly charging and discharging may be classified into a cylindrical shape, a prismatic shape, and a pouch type according to a manufacturing method or structure thereof.
  • the pouch-type secondary battery generally has a structure in which an electrode assembly having a structure in which electrodes and a separator are alternately arranged in a sheet-shaped pouch case is accommodated.
  • a forming process of pressing a portion of the sheet-shaped pouch by an area corresponding to the area of the electrode assembly to form a recessed cup is performed. Then, the electrode assembly is mounted on the cup formed in the pouch. Thereafter, some areas of the pouch are attached to each other to form a sealing part.
  • the seal formed by attaching some regions of the pouch to each other is formed by attaching regions that are not pressurized in the forming process to each other. Accordingly, due to the step difference between the non-formed sealing portion and the formed cup, a portion of the sealing portion is outside the width of the cup.
  • a portion of the sealing part 3 formed on the upper and lower portions of the pouch 2 of the pouch-type secondary battery 1 manufactured according to the prior art protrudes beyond the width of the cup in which the electrode assembly is accommodated by P. appearance is shown.
  • This protruding area is commonly referred to as a bat-ear.
  • the bat-ear acted as a cause of an increase in a dead space that does not contribute to capacity in the secondary battery, resulting in a problem in that the energy density of the secondary battery is lowered.
  • the problem to be solved by the present invention is to increase the energy density of the secondary battery by removing the dead space generated in the sealing part of the pouch-type secondary battery manufactured according to the prior art.
  • a case for a secondary battery that can accommodate an electrode assembly having a structure in which electrodes and separators are alternately arranged, comprising: a first indentation having a depressed shape; a second indentation provided on one side of the first indentation and having a recessed shape; When the case is deployed, a perimeter surrounding the periphery of the first indentation and the second indentation; and a connecting portion provided between the first indentation and the second indentation and connecting the first indentation and the second indentation.
  • connection portion Including, when the case is deployed, the connection portion, the first connection surface formed to be inclined upwardly from one end of the first indentation; and a second connection surface inclined upwardly from one end of the second indentation.
  • the upper end of the first connecting surface and the upper end of the second connecting surface may be connected to each other.
  • the perimeter includes a first perimeter formed around the first indentation; a second perimeter formed around the second indentation; may include.
  • the first indentation portion and the second indentation portion may have a symmetrical shape with respect to the connection portion.
  • the first perimeter and the second perimeter are formed such that the indentation space A1 formed by the first indentation portion and the indentation space A2 formed by the second indentation portion face each other. It may be bent in a V-shape in the meeting area.
  • the first connection surface extends from the lower surface of the first indentation and is inclined upward
  • the second connection surface extends from the lower surface of the second indentation and is inclined upward.
  • a region in which the first indentation part and the connection part are connected and a region in which the second indentation part and the connection part are connected may be formed as curved surfaces.
  • a region where the first connection surface and the second connection surface are connected may be formed as a curved surface.
  • An angle between the first perimeter and the second perimeter may have a value of 80 degrees or more and 160 degrees or less.
  • a region where the first indentation portion and the first connection surface are connected and a region where the second indentation portion and the second connection surface are connected are formed as curved surfaces
  • the first connection surface and A region where the second connection surface is connected is formed as a curved surface
  • the radius of curvature R2 of the region connected by the curved surface is the radius of curvature R3 of the region where the first perimeter and the second perimeter are connected by a curved surface, and the first connecting surface and the second connecting surface are curved. It may be larger than the radius of curvature R4 of the area to be connected.
  • An angle ⁇ formed between an inner side surface of the inner side surfaces of the first indentation opposite to the connection unit and a region where the first periphery meets each other may be an obtuse angle.
  • a case for a secondary battery that can accommodate an electrode assembly having a structure in which electrodes and separators are alternately arranged, comprising: a first indentation having a depressed shape; a second indentation provided on one side of the first indentation and having a recessed shape; and a connecting portion provided between the first indentation and the second indentation and connecting the first indentation and the second indentation.
  • the connection portion Including, when the case is deployed, the connection portion, the first connection surface formed to be inclined upwardly from one end of the first indentation; and a second connection surface inclined upwardly from one end of the second indentation.
  • an electrode assembly having a structure in which electrodes and a separator are alternately disposed; and a case for the secondary battery;
  • a secondary battery comprising a.
  • the present invention it is possible to minimize or eliminate a bat ear occurring in a case for a secondary battery manufactured according to the prior art. Therefore, the energy density of the secondary battery can be increased by removing the dead space generated in the sealing part of the pouch-type secondary battery manufactured according to the prior art.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a secondary battery manufactured according to the prior art.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a state in which a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view illustrating a state in which a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the bent part, the connection part, and the periphery thereof shown in FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is deployed.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view illustrating a state in which a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded by an external force.
  • FIG. 7 is a view illustrating a state in which a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded by an external force.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly is accommodated in a case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a state in which the case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a state in which the case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded.
  • 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 secondary battery case (hereinafter, referred to as 'case') according to the present invention may be configured to accommodate an electrode assembly having a structure in which electrodes and separators are alternately disposed. have.
  • the case 10 may include the indentation part 100 having a depressed shape.
  • a pair of indentations 100 may be provided spaced apart from each other.
  • the indentation part 100 may include a first indentation part 110 and a second indentation part 120 provided at one side of the first indentation part 110 .
  • the indentation portion 100 may be configured to have an indented shape. Accordingly, an inner space may be formed in the indentation part 100 by the indentation. That is, as shown in FIGS. 2 and 3 , in the case 10 , the recessed space A1 formed by the first recessed part 110 and the recessed space A2 formed by the second recessed part 120 are can be formed.
  • case 10 may further include a perimeter 300 surrounding the circumference of the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 when the case 10 is deployed. .
  • the perimeter 300 may include a first perimeter 310 formed on the periphery of the first indentation 110 and a second perimeter 320 formed on the perimeter of the second indentation 120 .
  • the first perimeter 310 and the second perimeter 320 may be in contact with each other. That is, when the case 10 is deployed, the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 may be connected to each other.
  • the case 10 according to the present invention may further include a connection part 150 connecting the first indentation part 110 and the second indentation part 120 .
  • the connection part 150 may be provided between the first indentation part 110 and the second indentation part 120 .
  • the connection part 150 may be open to the first indentation part 110 and the second indentation part 120 . Accordingly, the recessed space A1 of the first recessed part 110 and the recessed space A2 of the second recessed part 120 may communicate with each other by the connection part 150 .
  • connection part 150 is formed to be inclined upward from one end of the first indentation part 110 , the first connection surface 152 and the second 2 It may include a second connection surface 154 inclined upwardly from one end of the indentation portion 120 .
  • first connection surface 152 is formed to be inclined upward from one end of the bottom surface 111 of the first indentation 110
  • second connection surface 154 is the second indentation portion 120 . It may be formed to be inclined upward from one end of the bottom surface 121 .
  • the upper end of the first connecting surface 152 and the upper end of the second connecting surface 154 may be connected to each other.
  • the indentation space A1 of the first indentation 110 is the bottom surface 111 of the first indentation 110 and the circumferential surfaces 112 and 113 of the first indentation 110, in FIG. 5) and the first connection surface 152 .
  • the indentation space A2 of the second indentation portion 120 is the bottom surface 121 of the second indentation portion 120 and the circumferential surfaces 122 and 123 of the second indentation portion 120, see FIG. 5 . ) and the second connection surface 154 may be defined.
  • the circumferential surfaces 112 and 113 of the first indentation 110 have a surface 112 positioned opposite to the first connection surface 152, and the surface 112 and the first connection surface ( It may include a pair of side surfaces 113 (see FIG. 5 ) connecting the 152 .
  • the circumferential surfaces 122 and 123 of the second indentation 120 have a surface 122 located opposite to the second connection surface 154, and the surface 122 and the second connection surface ( It may include a pair of side surfaces 123 (see FIG. 5 ) connecting 154 .
  • the first connection surface 152 may be formed to extend from the lower surface of the first indentation part 110 to be inclined upwardly, and the second connection surface 154 may be formed to be inclined upward. It may extend from the lower surface of the part 120 and be inclined upwardly. That is, the pair of connection surfaces 152 and 154 included in the connection part 150 may be formed to be inclined in a direction toward which they approach each other in an upward direction.
  • the vertical cross-sections of the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 may have an approximately L-shape, as shown in FIG. 3 .
  • the case 10 when the case 10 is deployed, the case 10 may be bent in a V-shape in a region where the first perimeter 310 and the second perimeter 320 meet.
  • the V-shaped bent part 200 is shown in a region where the first peripheral part 310 and the second peripheral part 320 meet. Therefore, as shown in FIG. 3 , when the case 10 is deployed, the recessed space A1 formed by the first recessed part 110 and the recessed space A2 formed by the second recessed part 120 ) can face each other.
  • a portion of the sheet-type exterior material having a planar shape is pressed to form an indentation in the sheet-type exterior material, and then the sheet-type exterior material is folded.
  • the sheet-shaped exterior material has a flat shape except for the area where the indentation is formed based on the folded area before folding, a process of 180 degree folding of the sheet-type exterior material is required.
  • the folding angle of the sheet-type exterior material is large, the shape change of the sheet-type exterior material before and after the folding process is inevitably large. There was a problem that the appearance was greatly deformed.
  • the angle at which the sheet-type exterior material is folded during the folding process is reduced compared to the prior art. Therefore, the shape change of the sheet-shaped exterior material before and after the folding process can be minimized, and thus, the dead space that does not contribute to the improvement of the capacity in the secondary battery is reduced, and the deformation of the appearance occurring in the sheet-type exterior material can be minimized.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the bent part, the connection part, and the periphery shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the secondary battery case according to the embodiment of the present invention is deployed.
  • the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 may be indented by a predetermined depth from the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 , respectively.
  • the first indentation portion 110 is indented by a predetermined depth W1 from the first peripheral portion 310
  • the second indentation portion 120 is formed by a predetermined depth (W1) from the second peripheral portion 320 .
  • W2 is shown indented.
  • the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 may have a symmetrical shape with respect to the connection portion 150 . Therefore, referring to FIG. 4 , according to an embodiment of the present invention, the depth W1 at which the first indentation 110 is indented from the first peripheral portion 310 and the second indentation 120 are the second The depth W2 recessed from the peripheral portion 320 may be equal to each other. However, unlike this, the first indentation portion 110 and the second indentation portion 120 may have an asymmetrical shape.
  • the depth W1 at which the first indentation 110 is indented from the first perimeter 310 and the second indentation 120 are indented from the second perimeter 320 .
  • the recessed depth W2 may be different from each other.
  • connection part 150 is upwardly from one end of the first connection surface 152 and the second indentation part 120 formed to be inclined upward from one end of the first indentation part 110 . It may include a second connection surface 154 formed to be inclined.
  • a V-shape is formed in the area where the first perimeter 310 and the second perimeter 320 meet.
  • the bent portion 200 may be formed in a region where the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 meet, and the bent portion 200 may have a predetermined angle ⁇ 1 .
  • the angle ⁇ 1 may have a value of 80 degrees to 160 degrees. In more detail, the angle ⁇ 1 may be 80 degrees or more and 160 degrees or less.
  • one surface 112 and the first peripheral portion 310 formed on the other side of the connecting portion 150 among the peripheral surfaces 112 and 113 of the first indentation part 110 are predetermined. can meet each other forming an angle ( ⁇ ) of .
  • the angle ⁇ may be an obtuse angle.
  • a predetermined angle It can be formed with this obtuse angle.
  • a portion adjacent to the surface 112 of the first indentation 110 and the indentation space A2 formed by the second indentation 120 is a void space (V1) not occupied by the electrode assembly 20 (see FIG. 8) when the case 10 is closed. ) can be achieved.
  • the extra space V1 is can be reduced
  • the angle ⁇ 1 of the bent portion 200 is excessively large, a bat-ear may occur when the case 10 is closed or excessive wrinkles may occur around the bent portion 200, so the bent portion ( It is important to properly design the angle ⁇ 1 of 200).
  • a region 152a where the first indentation part 110 and the connection part 150 are connected and a region 154a where the second indentation part 120 and the connection part 150 are connected may be formed as a curved surface. That is, as shown in FIG. 4 , the region 152a where the bottom surface 111 of the first indentation part 110 and the first connection surface 152 are connected is formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature R1.
  • the region where the bottom surface 121 of the second indentation part 120 and the second connection surface 154 are connected may be formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature R2 .
  • a region (ie, the bent portion 200 ) in which the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 are connected may be formed as a curved surface.
  • 4 shows a state in which the region 200 where the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 are connected is formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature R3.
  • the region 150a where the first connection surface 152 and the second connection surface 154 are connected may also be formed as a curved surface.
  • 4 shows a state in which the region 150a where the first connection surface 152 and the second connection surface 154 are connected is formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature R4.
  • the regions 152a and 154a where the bottom surfaces 111 and 121 of the indentations 110 and 120 and the respective connection surfaces 152 and 154 are connected are the first regions, and the first peripheral portion ( The region 200 in which 310) and the second peripheral part 320 are connected is a second region, and the region in which the first connection surface 152 and the second connection surface 154 are connected to each other is called a third region.
  • the first regions 152a and 154a and the second region 200 may be curved surfaces that are convexly curved downward, and the third regions 150a may be curved surfaces that are convexly curved upwards.
  • the second region 200 and the third region 150a may form a predetermined step t with respect to the vertical direction.
  • the step t may be referred to as a forming depth.
  • the step t may be changed according to the angle ⁇ 1 of the bent portion 200 .
  • the angle of the bent portion 200 is It is important to properly design ( ⁇ 1) and the step (t).
  • the radius of curvature R1 and R2 of the first regions 152a and 154a is the radius of curvature R3 of the second region 200 and It may be larger than the radius of curvature R4 of the third region 150a.
  • the regions 152b and 154b where the peripheral surface of each indentation part 110 and 120 and the connection part 150 are connected may be formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature (eg, around 2 mm). .
  • the region 152b where the side surface 113 of the first indentation 110 and the first connection surface 152 are connected may be formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature.
  • the region 154b where the side surface 123 of the second indentation part 120 and the second connection surface 154 are connected may be formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature. Accordingly, wrinkles occurring around the connection part 150 when the case 10 is sealed can be alleviated.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a state in which the case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded by an external force
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the case for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is unfolded by an external force.
  • the state in which the case 10 is unfolded by an external force may mean a state in which an external force acts in the direction in which the first peripheral part 310 and the second peripheral part 320 are unfolded in the state in which the case 10 is deployed. have.
  • An angle ⁇ 2 formed by the positioned portion may be greater than an angle ⁇ 1 formed by the cutout 200 in a state in which the case 10 is deployed (see FIG. 3 ).
  • a deformable portion 330 having a downwardly convex curved shape may be formed on the peripheral portion 300 .
  • the deformable part 330 may have a curved shape that is bent to be biased downward.
  • the deformable part 330 may be connected to an end of the connection part 150 in the longitudinal direction of the connection part 150 . That is, a pair of deformable parts 330 connected to both ends of the connecting part 150 may be provided.
  • Each deformable part 330 may be formed over a region from an end of the connecting part 150 to an edge of the peripheral part 300 .
  • Each deformable portion 330 may be formed to have a lower height from the connecting portion 150 toward the edge of the peripheral portion 300 .
  • the width of each deformable portion 300 may increase toward the edge of the peripheral portion 300 .
  • a part of the deformable part 330 may be positioned on the first peripheral part 310 and the other part may be positioned on the second peripheral part 320 . Accordingly, each deformable part 330 may include a region where the first peripheral part 310 and the second peripheral part 320 meet.
  • each deformable portion 330 has the lowest height in the region where the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 meet, and the height increases as it approaches the sub deformable portions 310a and 320a to be described later. can rise That is, each deformable portion 330 may be formed to have the lowest height in the central portion and to increase in height toward both sides.
  • the deformable portion 330 may be formed. Therefore, if an external force is applied to bring the first peripheral portion 310 and the second peripheral portion 320 closer to each other in a state in which the case 10 is deployed, the region corresponding to the deformable portion 330 of the peripheral portion 300 is It may be concavely bent in the opposite direction to the deformable part 330 .
  • sub-deformation parts 310a and 320a having an upwardly convex curved shape may be further formed on the peripheral part 300 .
  • the sub-deformation parts 310a and 320a may have a curved shape that is bent upwardly.
  • the sub deformable parts 310a and 320a may include a first sub deformable part 310a and a second sub deformable part 320a located on both sides of the deformable part 330 .
  • the first sub-deformation part 310a may be positioned on one side of the deformable part 330 and may be positioned on the first circumferential part 310 .
  • the second sub-deformation part 320a is located on the other side of the deformable part 330 and may be located on the second peripheral part 320 .
  • the first sub-deformed portion 310a may be formed over a region from the edge of the first indentation 110 to the edge of the perimeter 300
  • the second sub-deformed portion 320a is the second indentation 120 .
  • the first sub-deformation part 310a and the second sub-deformation part 320a may be formed to have a lower height toward both sides, opposite to the deformable part 330 .
  • the region corresponding to the deformable portion 330 of the peripheral portion 300 is The deformable portion 330 may be bent more concavely in the opposite direction, and the bat-ear may be further reduced or eliminated.
  • FIG. 8 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 secondary battery according to the present invention may include an electrode assembly 20 and a case 10 having a structure in which electrodes and separators are alternately disposed.
  • the contents of the case 10 are replaced by the above contents.
  • the secondary battery according to the present invention includes (i) a first indentation part 110 (refer to FIG. 3, etc.) and a second indentation part 120 in a state in which the case 10 is deployed. etc.) accommodated the electrode assembly 20, (ii) after which the region in which the first indentation and the first perimeter are formed, and the region in which the second indentation and the second perimeter are formed are folded to each other, (iii) It can then be manufactured by attaching the first perimeter and the second perimeter to each other.
  • A1 the indentation space formed by the first indentation portion
  • A2 the indentation space formed by the second indentation
  • R1 radius of curvature of the connecting area between the first indentation and the first connecting surface
  • R2 radius of curvature of the connecting area between the second indentation and the second connecting surface
  • R3 radius of curvature of the connection region between the first perimeter and the second perimeter
  • R4 radius of curvature of the connecting area between the first connecting surface and the second connecting surface

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Abstract

이차전지용 케이스 및 이차전지가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 만입된 형상을 갖는 제1 만입부 및 제2 만입부; 상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부 및 상기 제2 만입부의 둘레를 감싸는 둘레부; 및 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 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면; 및 상기 제2 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면; 을 포함하는 이차전지용 케이스가 제공된다.

Description

이차전지용 케이스 및 이차전지
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2019년 12월 17일자 한국특허출원 제10-2019-0169262호 및 2020년 12월 16일자 한국특허출원 10-2020-0176713호에 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 배트 이어(bat-ear)로 명명됨이 일반적이다. 상기 배트 이어는 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; 및 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 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면; 및 상기 제2 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면; 을 포함하는 이차전지용 케이스가 제공된다.
상기 연결부의 상부 끝부에서, 상기 제1 연결면의 상부 끝부와 상기 제2 연결면의 상부 끝부는 서로 연결될 수 있다.
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 연결면은 상기 제1 만입부의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성되고, 상기 제2 연결면은 상기 제2 만입부의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성될 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 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 이루는 각은 80도 이상 160도 이하의 값을 가질 수 있다.
상기 케이스를 전개하였을 때, 상기 제1 만입부와 상기 제1 연결면이 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성되고, 상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성되고, 상기 제1 만입부와 상기 제1 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R1)과 상기 제2 만입부와 상기 제2 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R2)은 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R3) 및 상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R4)보다 클 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 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; 및 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 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면; 및 상기 제2 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면; 을 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 제3 측면에 따르면, 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체; 및 상기 이차전지용 케이스; 를 포함하는 이차전지가 제공된다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 따라 제조되는 이차전지용 케이스에 발생하는 배트 이어를 최소화하거나 제거할 수 있다. 따라서, 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 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 전개한 상태가 도시된 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 전개한 상태가 도시된 수직 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 절곡부, 연결부 및 그 주변을 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 전개된 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 외력에 의해 펼쳐진 상태가 도시된 수직 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 외력에 의해 펼쳐진 상태가 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스에 전극 조립체가 수용되는 모습을 도시한 사시도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이차전지용 케이스 및 이차전지의 구조를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 전개한 상태가 도시된 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스를 전개한 상태가 도시된 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.
도 2 및 도 3을 참고하면, 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 서로 이격된 한 쌍이 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 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.
또한, 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. 즉, 케이스(10)를 전개하였을 때 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)는 서로 연결될 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.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(10)를 전개하였을 때, 연결부(150)는, 제1 만입부(110)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면(152) 및 제2 만입부(120)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면(154)을 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 제1연결면(152)은 제1만입부(110)의 저면(111)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되고, 제2연결면(154)은 제2만입부(120)의 저면(121)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부(150)의 상부 끝부에서 제1 연결면(152)의 상부 끝부와 제2 연결면(154)의 상부 끝부는 서로 연결되어 있을 수 있다.
좀 더 상세히, 제1만입부(110)의 만입 공간(A1)은, 제1만입부(110)의 저면(111)과, 제1만입부(110)의 둘레면(112)(113, 도 5 참조)과, 제1연결면(152)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 제2만입부(120)의 만입 공간(A2)은, 제2만입부(120)의 저면(121)과, 제2만입부(120)의 둘레면(122)(123, 도 5 참조)과, 제2연결면(154)에 의해 정의될 수 있다.
제1만입부(110)의 둘레면(112)(113)은, 상기 제1연결면(152)의 반대편에 위치한 일 면(112)과, 상기 일 면(112)과 상기 제1연결면(152)을 연결하는 한 쌍의 측면(113)(도 5 참조)을 포함할 수 있다.
제2만입부(120)의 둘레면(122)(123)은, 상기 제2연결면(154)의 반대편에 위치한 일 면(122)과, 상기 일 면(122)과 상기 제2연결면(154)을 연결하는 한 쌍의 측면(123)(도 5 참조)을 포함할 수 있다.
한편, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 연결면(152)은 제1 만입부(110)의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성될 수 있고, 제2 연결면(154)은 제2 만입부(120)의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 연결부(150)에 포함된 한 쌍의 연결면(152)(154)은 상방으로 갈수록 서로 가까워지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 만입부(110) 및 제2 만입부(120)의 수직 단면은, 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 L자 형상을 가질 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 도 3에 도시된 절곡부, 연결부 및 그 주변을 확대 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 전개된 상태가 도시된 도면이다.
제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)는 각각 제1 둘레부(310) 및 제2 둘레부(320)로부터 소정의 깊이(depth)만큼 만입될 수 있다. 도 4에는 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 소정의 깊이(W1)만큼 만입되어 있고, 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 소정의 깊이(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 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입된 깊이(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입된 깊이(W2)는 서로 동일할 수 있다. 그러나, 이와 달리 제1 만입부(110)와 제2 만입부(120)는 서로 비대칭 형상을 가질 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 만입부(110)가 제1 둘레부(310)로부터 만입된 깊이(W1)와 제2 만입부(120)가 제2 둘레부(320)로부터 만입된 깊이(W2)는 서로 다를 수도 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 연결부(150)는, 제1 만입부(110)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면(152) 및 제2 만입부(120)의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면(154)을 포함할 수 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 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 각도(θ1)는 80도 내지 160도의 값을 가질 수 있다. 좀 더 상세히, 상기 각도(θ1)는 80도 이상 160도 이하일 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 만입부(110)의 둘레면(112)(113) 중 연결부(150)의 반대편에 형성된 일 면(112)과 제1 둘레부(310)는 소정의 각도(α)을 이루며 서로 만날 수 있다. 이때, 상기 각도(α)는 둔각일 수 있다. 이와 유사하게, 제2 만입부(120)의 둘레면(122)(123) 중 연결부(150)의 반대편에 형성된 일 면(122)과 제2 둘레부(320)가 서로 만나는 영역에도 소정의 각이 둔각으로 형성될 수 있다.
제1 만입부(110)에 의해 형성된 만입 공간(A1) 중 제1만입부(110)의 상기 일 면(112)과 인접한 일부와, 제2 만입부(120)에 의해 형성된 만입 공간(A2) 중 제2만입부(120)의 상기 일 면(122)과 인접한 일부는, 케이스(10)가 밀폐된 때 전극 조립체(20)(도 8 참조)가 차지하지 않는 여분 공간(void space)(V1)을 이룰 수 있다.
케이스(10)의 포밍 공정 시, 절곡부(200)의 각도(θ1)를 키우고 상부 펀치(미도시)와 하부 다이(미도시)의 클리어런스(clearance)를 줄임으로써, 상기 여분 공간(V1)이 줄어들 수 있다. 다만, 절곡부(200)의 각도(θ1)가 지나치게 커지면, 케이스(10)의 밀폐 시에 배트 이어(bat-ear)가 발생하거나 절곡부(200) 주변에 과도한 주름이 발생할 수 있으므로 절곡부(200)의 각도(θ1)를 적절하게 설계하는 것이 중요하다.
한편, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 만입부(110)와 연결부(150)가 연결되는 영역(152a) 및 제2 만입부(120)와 연결부(150)가 연결되는 영역(154a)은 곡면으로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 만입부(110)의 저면(111)과 제1 연결면(152)이 연결되는 영역(152a)은 소정의 곡률 반경(R1)을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 만입부(120)의 저면(121)과 제2 연결면(154)이 연결되는 영역은 소정의 곡률 반경(R2)을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 연결되는 영역(즉, 절곡부(200))은 곡면으로 형성될 수 있다. 도 4에는 제1 둘레부(310)와 제2 둘레부(320)가 연결되는 영역(200)이 소정의 곡률 반경(R3)을 갖는 곡면으로 형성된 모습이 도시되어 있다.
또한, 케이스(10)를 전개하였을 때, 제1 연결면(152)과 제2 연결면(154)이 연결되는 영역(150a) 역시 곡면으로 형성될 수 있다. 도 4에는 제1 연결면(152)과 제2 연결면(154)이 연결되는 영역(150a)이 소정의 곡률 반경(R4)을 갖는 곡면으로 형성된 모습이 도시되어 있다.
편의상, 각 만입부(110)(120)의 저면(111)(121)과 각 연결면(152)(154)이 연결되는 영역(152a)(154a)은 제1영역으로, 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 연결되는 영역(200)은 제2영역으로, 제1연결면(152)과 제2연결면(154)이 서로 연결되는 영역은 제3영역으로 명명할 수 있다.
제1영역(152a)(154a) 및 제2영역(200)은 하방으로 볼록하게 만곡된 곡면이고, 제3영역(150a)는 상방으로 볼록하게 만곡된 곡면일 수 있다.
제2영역(200) 및 제3영역(150a)은 수직 방향에 대해 소정의 단차(t)을 형성할 수 있다. 상기 단차(t)는 포밍 뎁스(foaming depth)로 명명될 수 있다.
케이스(10)의 밀폐 시에 배트 이어(bat-ear)가 발생하는 것을 줄이기 위해, 절곡부(200)의 각도(θ1)에 따라 상기 단차(t)가 변경될 수 있다. 다만 상기 단차(t)가 과도하게 증가하면 케이스(10)의 밀폐 시 제2영역(200) 및/또는 제3영역(150a)의 주변에 주름이 발생할 염려가 있으므로, 절곡부(200)의 각도(θ1) 및 상기 단차(t)를 적절하게 설계하는 것이 중요하다.
이때, 본 발명에 따르면, 케이스(10)를 전개하였을 때, 상기 제1영역(152a)(154a)의 곡률 반경(R1)(R2)은 상기 제2영역(200)의 곡률 반경(R3) 및 상기 제3영역(150a)의 곡률 반경(R4)보다 클 수 있다.
한편, 각 만입부(110)(120)의 둘레면과 연결부(150)가 연결되는 영역(152b)(154b)은 소정의 곡률 반경(예를 들어, 2mm 내외)을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다.
좀 더 상세히, 제1만입부(110)의 측면(113)과 제1연결면(152)이 연결되는 영역(152b)은 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 또한, 제2만입부(120)의 측면(123)과 제2연결면(154)이 연결되는 영역(154b)은 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 이로써, 케이스(10)의 밀폐 시에 연결부(150) 주변에 발생하는 주름을 완화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 외력에 의해 펼쳐진 상태가 도시된 수직 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 케이스가 외력에 의해 펼쳐진 상태가 도시된 도면이다.
케이스(10)가 외력에 의해 펼쳐진 상태는, 케이스(10)가 전개된 상태에서 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 펼쳐지는 방향으로 외력이 작용하는 상태를 의미할 수 있다.
좀 더 상세히, 케이스(10)가 외력에 의해 펼쳐진 상태에서, 제1둘레부(310) 중 연결부(150)의 반대편에 위치한 부분과, 제2둘레부(320) 중 연결부(150)의 반대편에 위치한 부분이 이루는 각도(θ2)는, 케이스(10)가 전개된 상태에서 절개부(200)가 이루는 각도(θ1)(도 3 참조)보다 클 수 있다.
케이스(10)가 외력에 의해 펼쳐진 상태이면, 둘레부(300)에는 하방으로 볼록한 곡면 형상을 갖는 변형부(330)가 형성될 수 있다.
변형부(330)는 하방으로 치우치도록 휘어진 곡면 형상일 수 있다.
변형부(330)는 연결부(150)의 길이 방향에 대해 연결부(150)의 단부에 연결될 수 있다. 즉, 변형부(330)는 연결부(150)의 양 단부에 연결된 한 쌍이 구비될 수 있다.
각 변형부(330)는 연결부(150)의 단부에서부터 둘레부(300)의 가장자리까지 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 각 변형부(330)는 연결부(150)에서 둘레부(300)의 가장자리로 갈수록 높이가 낮아지게 형성될 수 있다. 또한, 각 변형부(300)의 폭은 둘레부(300)의 가장자리로 갈수록 넓어질 수 있다.
변형부(330)의 일부는 제1둘레부(310)에 위치하고 다른 일부는 제2둘레부(320)에 위치할 수 있다. 따라서, 각 변형부(330)는 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 만나는 영역을 포함할 수 있다.
또한, 변형부(330)는 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 만나는 영역에서 가장 낮은 높이를 가지고, 후술할 서브 변형부(310a)(320a)에 가까워질수록 높이가 높아질 수 있다. 즉, 각 변형부(330)는, 중앙부에서 가장 낮은 높이를 가지고 양측으로 갈수록 높이가 높아지게 형성될 수 있다.
이처럼, 케이스(10)가 전개된 상태에서 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 펼쳐지도록 외력이 작용하면 변형부(330)가 형성될 수 있다. 따라서, 케이스(10)가 전개된 상태에서 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 가까워지도록 외력이 작용한다면, 둘레부(300) 중 변형부(330)에 대응되는 영역은 변형부(330)와 반대 방향으로 오목하게 휘어질 수 있다.
이로써, 케이스(10)의 밀폐 시에 둘레부(300) 중 변형부(330)에 대응되는 영역이 만입부(100)보다 외측으로 튀어나오는 현상을 최소화하거나 방지할 수 있다. 즉, 배트 이어(bat-ear)를 없애거나 최소화할 수 있다.
한편, 케이스(10)가 외력에 의해 펼쳐진 상태이면, 둘레부(300)에는 상방으로 볼록한 곡면 형상을 갖는 서브 변형부(310a)(320a)가 더 형성될 수 있다.
서브 변형부(310a)(320a)는 상방으로 치우치도록 휘어진 곡면 형상일 수 있다.
서브 변형부(310a)(320a)는, 변형부(330)의 양측에 위치한 제1서브 변형부(310a)와 제2서브 변형부(320a)를 포함할 수 있다. 제1서브 변형부(310a)는 변형부(330)의 일측에 위치하며 제1둘레부(310)에 위치할 수 있다. 제2서브 변형부(320a)는 변형부(330)의 타측에 위치하며 제2둘레부(320)에 위치할 수 있다.
제1서브 변형부(310a)는 제1만입부(110)의 가장자리부터 둘레부(300)의 가장자리까지 영역에 걸쳐 형성될 수 있고, 제2서브 변형부(320a)는 제2만입부(120)의 가장자리부터 둘레부(300)의 가장자리까지 영역에 걸쳐 형성될 수 있다.
제1서브 변형부(310a) 및 제2서브 변형부(320a)는, 변형부(330)와 반대로, 양측으로 갈수록 높이가 낮아지게 형성될 수 있다.
이로써, 케이스(10)가 전개된 상태에서 제1둘레부(310)와 제2둘레부(320)가 가까워지도록 외력이 작용한다면, 둘레부(300) 중 변형부(330)에 대응되는 영역은 변형부(330)와 반대 방향으로 더욱 오목하게 휘어질 수 있고, 배트 이어(bat-ear)가 더욱 줄어들거나 없어질 수 있다.
도 8는 본 발명에 따른 이차전지용 케이스에 전극 조립체가 수용되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체(20) 및 케이스(10)를 포함할 수 있다. 케이스(10)에 대한 내용은 전술한 내용으로 갈음한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는, (i) 케이스(10)가 전개된 상태로 제1 만입부(110, 도 3 등 참조) 및 제2 만입부(120, 도 3 등 참조)에 전극 조립체(20)가 수용되고, (ii) 이후에 제1 만입부와 제1 둘레부가 형성된 영역, 그리고 제2 만입부와 제2 둘레부가 형성된 영역이 서로 폴딩되고, (iii) 이후에 제1 둘레부와 제2 둘레부가 서로 부착됨으로써 제조될 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 실시가 가능함은 물론이다.
[부호의 설명]
10 : 케이스
20 : 전극 조립체
100 : 만입부
110 : 제1 만입부
120 : 제2 만입부
150 : 연결부
152 : 제1 연결면
154 : 제2 연결면
200 : 절곡부
300 : 둘레부
310 : 제1 둘레부
320 : 제2 둘레부
330: 변형부
A1 : 제1 만입부에 의해 형성된 만입 공간
A2 : 제2 만입부에 의해 형성된 만입 공간
W1 : 제1 만입부의 만입 깊이
W2 : 제2 만입부의 만입 깊이
R1 : 제1 만입부와 제1 연결면 간 연결 영역의 곡률 반경
R2 : 제2 만입부와 제2 연결면 간 연결 영역의 곡률 반경
R3 : 제1 둘레부와 제2 둘레부 간 연결 영역의 곡률 반경
R4 : 제1 연결면과 제2 연결면 간 연결 영역의 곡률 반경

Claims (18)

  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; 및
    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 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면; 및
    상기 제2 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면; 을 포함하는 이차전지용 케이스.
  2. 청구항 1에서,
    상기 연결부의 상부 끝부에서,
    상기 제1 연결면의 상부 끝부와 상기 제2 연결면의 상부 끝부는 서로 연결되어 있는 이차전지용 케이스.
  3. 청구항 2에서,
    상기 둘레부는,
    상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부;
    상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부; 를 포함하는 이차전지용 케이스.
  4. 청구항 1에서,
    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 연결면은 상기 제1 만입부의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성되고,
    상기 제2 연결면은 상기 제2 만입부의 하면으로부터 연장되어 상방으로 경사지게 형성되는 이차전지용 케이스.
  7. 청구항 1에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 연결부가 연결되는 영역은 곡면으로 형성되는 이차전지용 케이스.
  8. 청구항 2에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성되는 이차전지용 케이스.
  9. 청구항 5에서,
    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 이루는 각은 80도 이상 160도 이하의 값을 갖는 이차전지용 케이스.
  10. 청구항 3에서,
    상기 케이스를 전개하였을 때,
    상기 제1 만입부와 상기 제1 연결면이 연결되는 영역 및 상기 제2 만입부와 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 만입부와 상기 제1 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R1)과 상기 제2 만입부와 상기 제2 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R2)은 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R3) 및 상기 제1 연결면과 상기 제2 연결면이 곡면으로 연결되는 영역의 곡률 반경(R4)보다 큰 이차전지용 케이스.
  11. 청구항 1에서,
    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. 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; 및
    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 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제1 연결면; 및
    상기 제2 만입부의 일 끝부로부터 상방으로 경사지게 형성되는 제2 연결면; 을 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.
  13. 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체; 및
    청구항 1에 따른 이차전지용 케이스; 를 포함하는 이차전지.
  14. 청구항 1에서,
    상기 케이스가 전개된 상태에서 상기 한 쌍의 둘레부가 펼쳐지는 방향으로 외력이 작용하면, 상기 둘레부에는,
    하방으로 볼록한 곡면 형상을 가지며 상기 연결부에서 상기 둘레부의 가장자리로 갈수록 높이가 낮아지는 변형부가 형성되는 이차전지용 케이스.
  15. 청구항 14에서,
    상기 변형부의 폭은 상기 둘레부의 가장자리로 갈수록 넓어지는 이차전지용 케이스.
  16. 청구항 14에서,
    상기 둘레부는,
    상기 제1 만입부의 둘레에 형성되는 제1 둘레부; 및
    상기 제2 만입부의 둘레에 형성되는 제2 둘레부를 포함하고,
    상기 변형부는 상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부가 만나는 영역을 포함하는 이차전지용 케이스.
  17. 청구항 16에서,
    상기 케이스가 전개된 상태에서 상기 한 쌍의 둘레부가 벌어지는 방향으로 외력이 작용하면, 상기 둘레부에는,
    상기 변형부의 일측에 위치하고 상방으로 볼록하며 상기 제1 둘레부에 위치한 제1서브 변형부; 및
    상기 변형부의 타측에 위치하고 상방으로 볼록하며 상기 제2 둘레부에 위치한 제2서브 변형부가 더 형성되는 이차전지용 케이스.
  18. 청구항 1에서,
    상기 제1만입부의 둘레면과 상기 제1연결면이 연결되는 영역과, 상기 제2만입부의 둘레면과 상기 제2연결면이 연결되는 영역은 곡면으로 형성된 이차전지용 케이스.
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