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KR100731437B1 - 파우치형 리튬 이차 전지 - Google Patents

파우치형 리튬 이차 전지 Download PDF

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KR100731437B1
KR100731437B1 KR1020050115040A KR20050115040A KR100731437B1 KR 100731437 B1 KR100731437 B1 KR 100731437B1 KR 1020050115040 A KR1020050115040 A KR 1020050115040A KR 20050115040 A KR20050115040 A KR 20050115040A KR 100731437 B1 KR100731437 B1 KR 100731437B1
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pouch
secondary battery
lithium secondary
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electrode
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Abstract

본 발명은 파우치의 후면에 하단부가 라운드 형태인 전극 조립체 수용부를 형성하여 데드 스페이스를 줄임으로써 내부체적을 최대한 확보할 수 있는 파우치형 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체; 및 전면과, 전극 조립체 수용부를 가지는 후면으로 하부 접철선에 의해 구분되며, 상기 전면과 후면이 밀착되는 가장자리부를 갖는 파우치를 구비하여 이루어지며, 상기 전극 탭이 인출되는 방향에 반대되는 방향에 외측으로 볼록한 라운드 형태의 하면을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

파우치형 리튬 이차 전지{Pouch type Lithium Secondary Battery}
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지가 패키징(packaging) 되기 전의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지가 패키징(packaging) 되기 전의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3는 도 2의 파우치형 리튬 이차 전지가 파우치의 전면이 후면을 덮어 패키징(packaging) 된 상태의 일부를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 파우치형 리튬 이차 전지의 파우치 후면의 홈을 형성하기 위해 이용되는 펀치와 다이를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지에서 파우치의 전면이 후면을 덮어 패키징(packaging) 된 상태의 일부를 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
20, 120, 220: 전극 조립체 30, 130, 230: 파우치
31, 131: 파우치의 전면 32, 132: 파우치의 후면
35, 135, 235: 홈 37, 137: 가스방
120, 220: 전극 조립체 121: 제 1 전극판
122: 제 2 전극판 123: 세퍼레이터
127, 227: 제 1 전극탭 128, 228: 제 2 전극탭
129: 절연 테이프 130a: 심부
130b: 열융착층 130c: 절연막
본 발명은 파우치형 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치의 후면에 하단부가 라운드 형태인 전극 조립체 수용부를 형성하여 데드 스페이스를 줄임으로써 내부체적을 최대한 확보할 수 있는 파우치형 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
통상적으로, 충방전이 가능한 이차 전지는 셀룰라폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 이러한 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈하이드라이드 전지, 니켈-수소전지, 리튬 이차전지 등을 들 수 있다. 이 중에서, 리튬 이차 전지는 작동전압이 3.6V로서, 휴대용 전자기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-메탈하이드라이드 전지에 비하여 3배나 우수하고, 단위중량당 에너지밀도의 특성도 우수하여서 급속도로 신장되고 있다.
리튬 이차 전지는 리튬과 수분의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 이 전해질은 리튬염을 함유하는 고체 폴리머이거나, 리튬염이 유기 용매에서 해리 된 액상일 수 있다. 리튬 이차 전지를 전해질 종류에 따라 구분해 보면, 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온전지, 그리고 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다.
완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 없고, 유기 전해액을 함유하는 겔형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교할 때 리튬 이온 폴리머 전지의 경우 전해액의 누출 문제는 보다 간이한 형태로 방지될 수 있다. 가령, 리튬 이온 폴리머 전지는 금속 포일과 이 포일을 덮는 하나 이상의 폴리머 막으로 구성된 다층막 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔(can) 대신 사용할 수 있다.
다층막 파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다. 다층막 파우치에서 포일을 이루는 금속으로 통상 알루미늄이 이용된다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머막은 전해질로부터 금속 포일을 보호함과 아울러, 양극과 음극, 그리고 전극 탭들 사이의 단락(short)을 방지한다.
이러한 파우치 리튬 이온 전지는 그 형상이 비교적 자유롭고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지가 패키징(packaging) 되기 전의 상태를 나타내는 사시도이다.
종래의 파우치형 리튬 이차전지는 전극 조립체(20), 전극 조립체를 수용하는 파우치(30)를 구비하여 이루어진다.
도 1을 참조하여 파우치형 리튬 이차 전지의 일반적 형성 방법을 살펴보면, 우선, 직방형 파우치막을 중간(33)을 접철하여 파우치(30)의 전면(31) 및 후면(32)을 이룬다. 후면(32)에는 프레스(press)가공 등을 통해 전극 조립체(20)가 수용될 수 있는 홈(35)이 형성된다. 홈(35)이 형성될 때, 초기 충·방전시 발생하는 가스를 포집하기 위한 가스방(37)도 같이 형성될 수 있다.
통상의 전극 조립체(20)는 양극(21), 세퍼레이터(23), 음극(22)의 순서로 적층된 다층막을 와형으로 권취하여 젤리 롤(Jelly Roll)로 형성한다. 젤리 롤을 권취 형성할 때 양극과 음극의 단락을 막기 위해 롤(roll)의 외부로 드러나는 전극면 혹은 내부 전극면에는 세퍼레이터가 덧붙여진다. 형성된 젤리 롤은 파우치 후면(32)의 홈(35)에 놓여진다. 통상적으로, 전극 조립체(20)를 수용하기 위한 홈(35)은 펀치(punch)와 다이(die)를 이용해 직육면체의 형상으로 형성된다. 이러한 홈(35)의 가장자리부를 밀착시킨 상태에서 가열 가압하여 파우치 밀봉을 실시하여 베어 셀 전지를 형성한다.
전극 조립체(20)의 양극(21)과 음극(22)을 파우치 외부와 전기적으로 연결하기 위해 양극(21) 및 음극(22)의 일 측에는 전극 탭(27, 28) 혹은 전극 리드가 형성된다. 이들 전극 탭(27, 28)은 젤리 롤이 권취되는 방향과 수직방향으로 젤리 롤에서 돌출되도록 형성하고, 파우치의 밀봉되는 한 변을 통과하여 인출된다.
파우치 밀봉 과정에서 파우치 내면의 폴리머막과 전극 탭(27, 28)을 이루는 금속 사이의 접착을 강화하기 위해 폴리머막 표면에 특정 성분을 함유시키거나, 밀봉 전 전극 탭(27, 28)이 파우치(30) 사이의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프 (29)를 더 구비할 수도 있다.
파우치 밀봉이 이루어져 형성된 베어 셀(bare cell)에 도시되지 않은 보호 회로 모듈(PCM:protecting circuit moudule)이나 PTC(positve temperature coefficient)같은 부속품 혹은 구조체가 부착되어 코어 팩(core pack)이 형성된다.
그리고, 코어 팩을 하드 케이스에 내장하여 결합시키면 완성된 하드 팩 전지가 형성된다. 하드 케이스는 그 내측에 별도의 회로나 도전체부 없이 폴리 프로필렌 수지 등을 이용하여 형성할 수 있으나, 전지가 사용되는 기기의 특성에 따라 하드 케이스 내부에 별도의 부속회로 기타 도전체부를 가지는 경우가 있다.
그런데, 전극 조립체가 파우치 후면의 직육면체 형태의 전극 조립체 수용부에 수납되고 패키징(packaging) 된 종래의 파우치형 이차 전지에는 전극탭이 인출된 상부방향에 반대되는 방향에 위치하는 베어 셀 하부의 내부체적이 감소하는 현상이 발생한다. 이는 파우치의 전면이 전극 조립체 수용부를 가지는 후면을 하부 접철선에 따라 베어 셀의 하부에서 상부방향으로 덮을때 발생하는 힘으로 인해 베어 셀의 하면이 내측, 즉 파우치의 전면이 접히는 방향으로 오목하게 들어가기 때문이다. 특히, 베어 셀 하면의 중앙부가 양측부보다 베어 셀의 내측 방향으로 더 오목하게 들어갈 수 있다. 이는 베어 셀 하면의 양측부의 모서리 부분이 파우치의 전면이 파우치의 후면을 향해 접혀질 때 베어 셀 하면의 양측부를 어느 정도 지지해 주기 때문이다. 반면, 베어 셀 하면의 중앙부로 갈수록 양측부의 모서리 부분과 멀어지므로 파우치의 전면이 파우치의 후면을 향해 접혀질 때 베에 셀 하면의 양측부 모서리가 베어 셀 하면의 중앙부를 지지해주는 힘이 적어진다. 이로 인해, 베어 셀 하면의 중앙부는 파우치의 전면이 하부 접철선을 통해 파우치 후면을 덮을 때 발생되는 힘에 크게 영향을 받아 베어셀 상부 방향으로 더 오목하게 들어가는 변형이 발생한다.
이렇게 베어 셀의 하면이 상부 방향으로 오목하게 들어가게 되면, 그 오목하게 들어가게 된 만큼 데드 스페이스(dad space)가 존재하게 된다. 통상적으로, 베어셀 하부에는 약 0.5mm 정도의 데드 스페이스가 생긴다. 이러한 베어 셀 하부의 데드 스페이스로 인해 같은 총고를 갖는 전지중 직육면체의 전극 조립체 수용부를 갖는 전지는 하부의 내부체적이 줄게되어 전체 체적이 감소하는 결과를 갖게 된다. 그럼, 제한된 총고에서 하부 체적이 적은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지는 데드 스페이스 만큼 전해액을 많이 수용할 수 없다. 이로 인해, 제한된 총고를 갖는 파우치형 리튬 이차 전지에서 전지의 용량을 최대한 확보하기 어렵다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파우치의 후면에 하단부가 라운드 형태인 전극 조립체 수용부를 형성하여 데드 스페이스를 줄임으로써 내부체적을 최대한 확보할 수 있는 파우치형 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체; 및 전면과, 전극 조립체 수용부를 가지는 후면으로 하부 접철선에 의해 구분되며, 상기 전면과 후면이 밀착되는 가장자리부를 갖는 파우치를 구비하여 이루어지며, 상기 전극 탭이 인출되는 방향에 반대되는 방향에 외측으로 볼록한 라운드 형태의 하면을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 하면에서 중앙부는 양측부보다 아래쪽에 위치하여, 상기 하면의 중앙부는 상기 양측부보다 아래 방향으로 0 내지 0.5mm의 거리만큼 내려간 위치에 위치할 수 있다.
상기 하부 접철선은 상기 하면의 중앙부보다 위에 형성될 수 있다.
상기 파우치 후면의 전극 조립체 수용부는 하단부가 라운드 형태인 펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 하면은 상기 파우치의 전면이 상기 하부 접철선을 따라 상기 파우치 후면을 향해 접혀 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체; 및 전면과, 전극 조립체 수용부를 가지는 후면으로 하부 접철선에 의해 구분되며, 상기 전면과 후면이 밀착되는 가장자리부를 갖는 파우치를 구비하여 이루어지며, 상기 전극 탭이 인출되는 방향에 반대되는 방향의 하면은 외측에서 내측으로 오목하게 들어간 라운드 형태를 가지며, 상기 하면은 중앙부가 양측보다 0 내지 0.2mm 높지 않은 것을 특징으로 한다.
상기 하면에서 중앙부는 양측부보다 윗쪽에 위치하여, 상기 하면의 중앙부는 상기 양측부보다 윗 방향으로 0 내지 0.2mm의 거리만큼 올라간 위치에 위치할 수 있다.
상기 하부 접철선은 상기 하면의 중앙부보다 아래에 형성될 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지가 패키징(packaging) 되기 전의 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3는 도 2의 파우치형 리튬 이차 전지가 파우치의 전면이 후면을 덮어 패키징(packaging) 된 상태의 일부를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 2의 파우치형 리튬 이차 전지의 파우치 후면의 홈을 형성하기 위해 이용되는 펀치와 다이를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체(120)와 전극 조립체(120)를 수용하는 파우치(130)를 구비하여 이루어진다.
전극 조립체(120)는 양극 활물질 및 음극 활물질 중 어느 하나, 예를 들면, 양극 활물질이 코팅된 제 1전극판(121), 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나, 예를 들면, 음극 활물질이 코팅된 제 2 전극판(122), 제 1 전극판(121) 및 제 2 전극판(122) 사이에 위치하여 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122)의 단락(short)을 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세페레이터(123)로 이루어진다. 또한, 제 1전극판(121)에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 일 정 길이 돌출되어 양극 탭으로 작용하는 제 1 전극탭(127)이 접합되어 있다. 제 2 전극판(122)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 일정 길이 돌출되어 음극 탭으로 작용하는 제 2 전극 탭(128)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 제 1 전극 탭(127) 및 제 2 전극 탭(128)과 파우치(130)의 사이의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프(129)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 전극 탭(127) 및 제 2 전극 탭 (128)은 파우치(130)의 어느 일측면을 통하여 외부로 인출되며, 이러한, 제 1 전극 탭(127) 및 제 2 전극 탭 (128)은 보호 회로 모듈(미도시)과 전기적으로 연결된다. 더불어 전극 조립체(120)의 상·하부에는 전극 조립체(120)가 파우치(130)와 접촉하는 것을 방지하기 위해 상·하부 절연 플레이트(미도시)가 더 부착될 수도 있다.
또한, 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1 -X CoXO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있다. 음극 활물질은 탄소(C)계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 양극 전극판은 알루미늄(Al) 재질, 음극 전극판은 구리(Cu) 재질을 사용하며, 세퍼레이터는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서는 파우치형 리튬 이차전지의 제 1 전극 탭(127) 및 제 2 전극 탭(128)이 인출되는 방향을 "상부" 방향으로 가정한다.
파우치(130)는 파우치막의 중간(133)이 접철되어 전면(131)과, 전면(131)과 결합되는 후면(132)을 이룬다. 후면(132)에는 프레스(press)가공 등을 통해 전극 조립체(120)가 수용될 수 있는 홈(135)이 형성된다. 여기서, 본 발명에 따른 파우치 후면의 홈(135)은 종래의 파우치 리튬 이차 전지의 직육면체 형상의 홈과 달리 홈(135)의 하부방향에 외측방향에서 볼 때 볼록한 라운드 형태를 갖는 하단부를 갖는다. 이러한 홈(135)을 형성하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 하단부가 외측방향에서 볼 때 볼록한 라운드 형태의 펀치(punch; 150)와 다이(die; 160)가 이용된다. 또한, 홈(135)이 형성될 때, 초기 충·방전시 발생하는 가스를 포집하기 위한 가스방(137)도 함께 형성될 수 있다.
파우치(130)는 그 재질이 알루미늄(Al)과 같은 금속재로 이루어진 심부(130a)와, 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층(130b)과, 심부의 하부면 상에 형성된 절연막(130c)으로 이루어진다. 열융착층(130b)은 폴리머 수지인 변성 폴리프로필렌, 예컨대 CPP(Casted Poly propylene)를 사용하여 접착층으로 작용하며, 절연막(130c)은 나일론(nylon)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성되어 있을 수 있으나, 여기서 파우치(130)의 구조 및 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 구조를 가지는 전극 조립체(120)는 제 1 전극판(121), 세퍼레이터(123), 제 2 전극판(122)이 배치된 상태에서 일방향으로 감겨져 있다. 젤리 롤(Jelly Roll)형으로 감겨진 전극 조립체(120)는 홈(135)이 마련된 파우치(130)의 후면(132)에 장착된다.
이 때, 전극 조립체(120)의 각 극판(121)(122)으로부터 인출된 제 1 전극탭(127)과 제 2 전극탭(128)의 단부는 밀봉되는 파우치(130)의 외부로 노출된다. 노출된 제 1 및 제 2 전극탭(127, 128)은 전지의 안전성을 위하여 설치되는 보호 회로 모듈(미도시)과 전기적으로 접속되게 된다.
전극 조립체(120)가 장착된 다음에는, 파우치의 전면(131)이 후면(132)을 덮어 파우치 후면(132)의 홈(135)의 가장자리를 따라 열융착이 이루어져, 파우치 전면(131)과 후면(132)의 밀봉이 이루어져 베어 셀이 형성된다.
파우치 밀봉이 이루어져 형성된 베어 셀(bare cell)에 도시되지 않은 보호 회로 모듈(PCM:protecting circuit moudule)이나 PTC(positve temperature coefficient)같은 부속품 혹은 구조체가 부착되어 코어 팩(core pack)이 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치의 전면(131)이 전극 조립체(120)를 수용한 홈(135)의 하단부를 따라 접혀 파우치 후면(132)을 덮음으로써 내부에서 외부방향으로 볼록한 라운드 형태의 하면을 갖는다.
파우치형 리튬 이차 전지의 하면은 양측부와, 양측부보다 아래쪽에 위치하는 중앙부로 이루어지며, 양측부에서 중앙부까지 이어지는 면이 라운드 형태이다. 여기서, 파우치형 리튬 이차 전지의 하면의 중앙부는 양측부보다 아래 방향으로 0 내지 0.5mm의 거리만큼 내려간 위치에 있다. 여기서, 파우치의 전면과 후면이 접하는 하부 접철선은 파우치 형 리튬 이차 전지 하면의 중앙부보다 위에 위치하게 된 다.
상기와 같은 파우치형 리튬 이차 전지의 하면이 외측으로 볼록한 라운드 형태를 갖는 이유는 파우치 후면의 홈이 외측으로 볼록한 라운드 형태의 하단부를 가져 파우치의 전면이 그 하단부를 따라 접혀지기 때문에 홈의 하단부의 라운드 형태를 유지하는 것이다. 그런데 이러한 파우치 리튬 이차 전지는 파우치의 전면이 후면을 덮을 때 발생하는 힘에 의해 파우치형 리튬 이차 전지의 하면이 내측으로 당겨져 변형된 라운드 형태를 갖는다. 자세히 설명하면, 파우치형 리튬 이차 전지의 하면에서 외측으로 가장 많이 튀어나온 중앙부는 양측부의 모서리 부분에서 멀기 때문에 파우치의 전면이 후면을 덮을 때 발생되는 힘에 대해 양측부의 모서리 부분이 중앙부를 지지해주는 힘이 양측부보다 적어, 하면의 중앙부는 양측부보다 더 내측으로 당겨진다. 이로 인해, 하면의 양측부보다 외측으로 더 튀어나온 중앙부는 양측부와 거의 평평해져, 파우치형 리튬 이차 전지는 거의 평평에 가까운 라운드 형태의 하면을 가진다.
이렇게 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지는 평평에 가까운 라운드 형태의 하면를 갖음으로써 같은 총고를 갖는 종래의 파우치형 리튬 이차전지에서 내측 방향으로 오목하게 들어간 하면으로 발생된 데드 스페이스를 제거할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 제한된 총고에서 하부 체적을 최대한 확보할 수 있게 된다. 이에 따라, 전해액을 더 많이 주액할 수 있어 전지의 용량을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지에서 파우치 의 전면이 후면을 덮어 패키징(packaging) 된 상태의 일부를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체(220)와 전극 조립체(220)를 수용하는 파우치(230)를 구비하여 이루어진다.
한편, 본 발명에서는 파우치형 리튬 이차전지의 제 1 전극 탭(227) 및 제 2 전극 탭(228)이 인출되는 방향을 "상부" 방향으로 가정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치의 전면이 전극 조립체(220)를 수용한 파우치 후면의 홈(235)의 하단부를 따라 접혀 파우치 후면을 덮음으로써 외측에서 내측으로 오목하게 들어간 라운드 형태의 하면을 갖는다.
파우치형 리튬 이차 전지의 하면은 양측부와, 양측부보다 윗쪽에 위치하는 중앙부로 이루어지며, 양측부에서 중앙부까지 이어지는 면이 라운드 형태이다. 여기서, 파우치형 리튬 이차 전지의 하면의 중앙부는 양측부보다 윗 방향으로 0 내지 0.2mm의 거리만큼 올라간 위치에 있다. 여기서, 파우치의 전면과 후면이 접하는 하부 접철선은 파우치 형 리튬 이차 전지 하면의 중앙부보다 아래에 위치하게 된다.
상기와 같은 파우치형 리튬 이차 전지의 하면이 외측에서 내측으로 오목하게 들어간 라운드 형태를 갖는 이유는 내측에서 외측으로 볼록한 라운드를 갖는 파우치 후면의 홈이 파우치의 전면이 그 하단부를 따라 접혀지기 때문에 홈의 하단부의 라운드 형태를 유지하는데 이러한 파우치 리튬 이차 전지는 파우치의 전면이 후면을 덮을 때 발생하는 힘에 의해 파우치형 리튬 이차 전지의 하면이 내측으로 당겨 져 변형된 라운드 형태를 갖는다. 자세히 설명하면, 파우치형 리튬 이차 전지의 하면에서 외측으로 가장 많이 튀어나온 중앙부는 양측부의 모서리 부분에서 멀기 때문에 파우치의 전면이 후면을 덮을 때 발생되는 힘에 대해 양측부의 모서리 부분이 중앙부를 지지해주는 힘이 양측부보다 적어, 하면의 중앙부는 양측부보다 더 내측으로 당겨진다. 이로 인해, 파우치형 리튬 이차 전지는 양측부보다 중앙부가 조금더 들어간 완만하게 오목한 라운드 형태의 하면을 가진다.
이렇게 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 내측으로 완만하게 오목한 라운드 형태의 하면를 갖음으로써 종래의 파우치형 리튬 이차전지에서 내측을 향해 크게 오목하게 들어간 하면으로 발생한 데드 스페이스를 줄일 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 하부 체적을 종래의 파우치형 리튬 이차 전지보다 더 확보할 수 있다. 이에 따라, 전해액을 더 많이 주액할 수 있어 전지의 용량을 더 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치의 후면에 하단부가 라운드 형태인 전극 조립체 수용부를 형성하여 평평에 가까운 라운드 형태의 하면를 갖음으로써 종래의 파우치형 리튬 이차전지에서 오목하게 들어간 하면으로 발생된 하부의 데드 스페이스를 줄일 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지는 하부의 내부 체적을 최대한 확보할 수 있게 된다. 이에 따라, 전해액을 더 많이 주액할 수 있어 전지의 용량을 높일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (10)

  1. 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체; 및
    전면과, 전극 조립체 수용부를 가지는 후면으로 하부 접철선에 의해 구분되며, 상기 전면과 후면이 밀착되는 가장자리부를 갖는 파우치를 구비하여 이루어지는 파우치형 리튬 이차 전지에 있어서,
    상기 전극 탭이 인출되는 방향과 반대되는 방향에 외측으로 볼록한 라운드 형태를 가지며, 중앙부가 상기 파우치의 하부 접철선보다 아래에 위치하는 하면을 갖는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하면에서 중앙부는 양측부보다 아래쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하면의 중앙부는 상기 양측부보다 아래 방향으로 0 내지 0.5mm의 거리만큼 내려간 위치에 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 후면의 전극 조립체 수용부는 하단부가 라운드 형태인 펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 형성됨을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 하면은 상기 파우치의 전면이 상기 하부 접철선을 따라 상기 파우치 후면을 향해 접혀 이루어짐을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  7. 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체; 및
    전면과, 전극 조립체 수용부를 가지는 후면으로 하부 접철선에 의해 구분되며, 상기 전면과 후면이 밀착되는 가장자리부를 갖는 파우치를 구비하여 이루어지는 리튬 이차 전지에 있어서,
    상기 전극 탭이 인출되는 방향에 반대되는 방향의 하면은 내측으로 오목하게 들어간 라운드 형태를 가지며, 상기 하면은 중앙부가 양측보다 0 내지 0.2mm 높지 않은 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하면에서 중앙부는 양측부보다 윗쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 하면의 중앙부는 상기 양측부보다 윗 방향으로 0 내지 0.2mm의 거리만큼 올라간 위치에 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 하부 접철선은 상기 하면의 중앙부보다 아래에 형성됨을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
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