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KR20130090956A - 신규한 구조의 내장형 전지셀 - Google Patents

신규한 구조의 내장형 전지셀 Download PDF

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KR20130090956A
KR20130090956A KR20120012098A KR20120012098A KR20130090956A KR 20130090956 A KR20130090956 A KR 20130090956A KR 20120012098 A KR20120012098 A KR 20120012098A KR 20120012098 A KR20120012098 A KR 20120012098A KR 20130090956 A KR20130090956 A KR 20130090956A
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battery cell
battery
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positive
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김수령
김희규
김정환
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은, 전해액이 함침되어 있고 충방전이 가능한 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체;과 상기 전극조립체가 내장되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 전지케이스; 및 아노다이징(anodizing) 코팅 방식으로 상기 전지케이스의 외면 중 적어도 일부에 도포되어 있는 알루미나 코팅층;을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀를 제공한다.

Description

신규한 구조의 내장형 전지셀 {Battery Cell of Novel Embedded Type Structure}
본 발명은 내장형 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전해액이 함침되어 있고 충방전이 가능한 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체와, 상기 전극조립체가 내장되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 전지케이스, 및 아노다이징 코팅 방식으로 상기 전지케이스의 외면 중 적어도 일부에 도포되어 있는 알루미나 코팅층을 포함하고 있는 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지팩의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지 1개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지들을 내장한 전지팩의 사용이 요구된다.
이차전지 중에서도 리튬 이차전지는 높은 출력 특성과 큰 용량으로 인해 많이 사용되고 있다.
그러나, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로 모듈(Protection Circuit Module: PCM) 등이 전지셀에 접속된 상태로 탑재되어 있다.
일반적으로 PCM 등은 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 용접 또는 솔더링 방식으로 전지셀에 연결된다. 즉, PCM의 전극 탭에 니켈 플레이트를 각각 용접 또는 솔더링하여 접속한 다음, 그러한 니켈 플레이트를 전지셀의 전극단자에 각각 용접 또는 솔더링하는 방법으로 PCM을 전지셀에 연결하여 전지팩을 제조한다.
이러한 PCM을 포함한 안전소자들은 전극단자와 전기적 접속을 유지하면서 동시에 전지셀의 다른 부분과는 전기적 절연상태를 유지하여야 한다. 이러한 접속 형태를 구성하기 위해서는 다수의 부품들이 요구되므로, 전지팩의 조립공정을 복잡하게 만들고 상대적으로 수납하는 공간이 감소하게 되는 문제점을 가지고 있다.
더욱이, 상기와 같은 부품들을 수납하기 위한 전지케이스는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 금속과 같은 전기 전도도가 우수한 도전성 금속으로 제작되므로, 상기 전지셀의 다른 부분과 접촉에 의해 내부 단락(short)이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 전지셀을 이용하고 종래의 조립방식을 최대한 활용하면서도 전지셀의 수납 공간 및 절연성을 확보함과 동시에 전지케이스의 외부의 표면 내식 또는 마모 발생을 방지할 수 있는 전지셀에 대한 필요성이 높다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지셀의 절연성 향상 및 용량을 증가하도록 전지케이스에 아노다이징 코팅된 전지셀을 개발하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄 전지케이스의 외면을 아노다이징 방식으로 코팅함으로써, 전지케이스의 내식, 마모방지 및 절연성이 향상된 전지셀을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,
전해액이 함침되어 있고 충방전이 가능한 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체;
상기 전극조립체가 내장되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 전지케이스; 및
아노다이징(anodizing) 코팅 방식으로 상기 전지케이스의 외면 중 적어도 일부에 도포되어 있는 알루미나 코팅층;
을 포함하는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 아노다이징 코팅에 의한 견고한 산화 피막에 의해 전지케이스의 내구성 및 내식성이 향상되고, 작은 유공성, 섬유성에 의해 염색이 가능하여 내마모성 및 실용성 또한 높다.
상기 전지케이스의 형상은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 각형 전지케이스일 수 있지만, 그것만으로 한정되지 않음은 물론이다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 알루미나 코팅층은 전지케이스의 상단 외주면으로부터 하향으로 소정 크기의 미코팅 마진 구간을 둔 상태로 전지케이스의 외면에 코팅되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 미코팅 마진 구간은, 예를 들어, 전지케이스의 개방 상단에 캡 플레이트 등을 장착한 후 레이저 용접을 수행할 때, 용이한 용접성을 제공한다.
더욱 바람직하게는, 상기 미코팅 마진 구간은 전지케이스의 상단 외주면으로부터 하향으로 0.5 내지 5 mm로 형성될 수 있는 바, 상기 길이가 너무 길면, 표면 처리에 의한 전지케이스의 소망하는 내구성을 발휘하기 어려울 수 있고, 반대로 너무 짧으면 레이저 용접이 용이하지 않으므로 바람직하지 않다.
상기 미코팅 마진 구간을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 전지케이스 상에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성될 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 알루미나 코팅의 두께는 0.01 내지 0.05 mm인 구조일 수 있다.
상기 전지셀은 제조 과정에서 전지셀 활성화 공정을 거치게 된다. 전기셀 활성화 공정은 전극조립체에 전해액을 함침한 상태에서 초기 충방전을 수행하여 음극 표면에 보호 피막 등을 형성하는 공정이다. 이러한 전지셀 활성화 공정은 충전 핀의 접속 방식에 따라 크게 2개의 방식으로 분류될 수 있으며, 그에 대응하여 본 발명의 전지셀 역시 변형된 구성을 가질 수 있다.
첫 번째 예로서, 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 양극 충전 핀과 음극 충전 핀이 접속된 상태로 진행되고, 상기 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 구조일 수 있다.
두 번째 예로서, 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 음극(또는 양극) 충전 핀이 접속되고 전지셀의 하단에 양극(또는 음극) 충전 핀이 접속된 상태로 진행되며, 상기 양극(또는 음극) 충전 핀의 접속을 위한 접속용 개구 구간을 제외하고 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 구조일 수 있다.
상기 접속용 개구 구간은 충전 핀에 대응하는 형태라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 평면상으로 원형, 타원형 또는 다각형 등으로 다양할 수 있다.
상기 접속용 개구 구간은 전지케이스의 일부 하단면에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성될 수 있다.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 전지케이스는 원통형 전지케이스일 수 있다.
이러한 원통형 전지케이스에서, 알루미나 코팅층은 전지케이스의 측면 전체에 도포되어 있는 구조일 수 있다.
바람직하게는, 전지셀의 제조 과정에서 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 양극(또는 음극) 충전 핀이 접속되고 전지셀의 하단에 음극(또는 양극) 충전 핀이 접속된 상태로 진행되며, 상기 음극(또는 양극) 충전 핀의 접속을 위한 접속용 개구 구간을 제외하고 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 접속용 개구 구간은 전지케이스의 일부 하단면에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성되는 구조일 수 있다.
앞서 설명한 다양한 예들에서, 접속용 개구 구간은 전지셀 활성화 공정 이후에 절연부재로 밀봉되는 구조일 수 있다.
상기 절연부재는 접속용 개구 구간을 외부로부터 보호함과 동시에 전기적 절연상태를 유지하는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 전지셀은 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니고, 리튬 이차전지일 수 있다. 상기 이차전지는 전지셀 하나로 구성되는 단위전지일 수도 있고, 2 이상의 전지셀들이 조립된 조립전지일 수도 있으므로, 특정한 명칭으로 제한되는 것은 아니다.
리튬 이차전지를 포함하여 이차전지의 구성, 구조, 제조방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명은 전지셀이 팩 케이스에 장착되어 있는 이차전지 팩을 제공한다. 이러한 상기 이차전지 팩은 임배디드 팩(embedded pack)으로 구성될 수 있다.
본 발명은 또한, 이차전지 팩이 전원으로 내장되어 있는 모바일 디바이스일 수 있다. 구체적으로, 상기 모바일 디바이스는 전반적으로 두께가 얇은 노트북 컴퓨터, 넷북, 태플릿 PC, 스마트 패드 등일 수 있지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기한 이차전지 팩은 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 또는 전력저장장치 등의 동력원 또는 전원으로 사용될 수도 있다.
상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산화피막이 형성된 전지 케이스는, 전지케이스의 하단면에 접속용 개구 구간을 둔 상태로 전지케이스의 전체 표면에 아노다이징 코팅을 함으로써, 내구성, 마모방지 및 절연성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전지케이스의 외면에 라벨(Label)을 부착하는 별도의 공정이 필요 없으므로, 제조과정이 용이하고, 실질적으로 동일 규격 대비 전지의 용량이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 상단부의 부분 사시도이다;
도 3은 도 2의 부분 측면도이다;
도 4는 전지셀의 활성화를 위한 충전 과정에서 사용되는 접속핀이 결합된 전지셀의 정면도이다;
도 5는 전지셀, 아노다이징 코팅부 및 절연 테이프의 분해 사시도이다;
도 6은 전지셀의 하단면의 부분 사시도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원통형 전지셀 및 아노다이징 코팅부의 분해 사시도이다;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원통형 전지셀 하단면의 저면도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지 팩(100)은, 전지셀(110), 절연성 장착부재(220), 보호회로 기판(230), 한 쌍의 접속부재들(210, 212), 상단 캡(240)과 아노다이징 코팅(155)된 전지케이스(150)로 구성되어 있고, 전지셀(110)의 상단면에 절연성 장착부재(220), 접속부재들(210, 212), 보호회로 기판(230) 및 상단 캡(240)이 순차적으로 장착된다.
절연성 장착부재(220)는 전지셀(150)의 전극단자들(253, 254)이 노출될 수 있도록 개구들(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 전지셀(110)의 상단면에 직접 탑재된다. 전지셀(110)의 상단면에 대한 절연성 장착부재(220)의 결합은 접착제에 의해 달성될 수 있다.
절연성 상단 캡(240)은 접속부재(210, 212)와 보호회로 기판(230)이 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(220)를 감싸면서 전지셀(110)의 상단부에 결합되고, 전지셀(110) 상단부의 외측면을 감쌀 수 있도록 소정의 길이로 하향 연장되어 있다.
도 2에는 전지셀 상단부의 부분 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 부분 확대 측면도가 도시되어 있고, 도 4에는 전지셀의 활성화를 위한 충전 과정에서 사용되는 접속핀이 결합된 전지셀의 정면도가 도시되어 있고, 도 5에는 전지셀, 아노다이징 코팅부 및 절연 테이프의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 전지셀의 하단면의 부분 사시도가 도시되어 있다. 참고로, 설명의 편의를 위하여 도 5에서는 아노다이징 코팅을 전지케이스로부터 분리하여 별도로 표현하였고, 도 6에서는 아노다이징 코팅을 별도로 표현하지 않았다.
이들 도면을 참조하면, 전지케이스(150)는 그것의 상단 외주면으로부터 하향으로 약 3 mm 길이(h)의 미코팅 마진 구간(151)을 둔 상태로 전지케이스의 전체 표면을 아노다이징 코팅(155)을 한다. 이러한 미코팅 마진 구간(151)은 전지케이스(150) 상에 절연물질(도시하지 않음)을 임시적으로 도포한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 절연물질을 제거함으로써 형성된다.
또한, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 알루미늄으로 이루어진 전지케이스(150)의 내부에 밀봉되어 있는 전지셀(110)의 제조를 위해, 우선, 전지셀(110) 활성화 공정을 위한 충전 핀(160, 161)의 접속을 위해 접속용 개구 구간(162)을 전지케이스(150)의 하단면(159)에 형성한 상태로 전지케이스의 전체 표면을 아노다이징 코팅(155)을 한다. 그런 다음, 전지케이스(150)의 내부에 전극조립체를 장착하고 전지케이스(150)의 개방 상단에 캡 플레이트(152)의 상부에서 전지셀(110)의 외주면을 따라 레이저 용접한 뒤(도 2의 화살표 참조), 캡 플레이트(152)의 전해액 주입구(153)를 통해 전해액을 주입하고 전지셀 활성화 공정을 거친다. 이후, 전해액을 보충한 후 전해액 주입구(153)를 밀봉한다.
접속용 개구 구간(162)은 평면상으로 사각형 형상으로 이루어져 있지만 다양하게 구성할 수 있다.
또한, 접속용 개구 구간(162)은 전지케이스(150)의 일부 하단면에 절연물질(도시하지 않음)을 부착한 상태에서 아노다이징 코팅(155)한 후, 절연물질을 제거함으로써 형성된다.
최종적으로는, 접속용 개구 구간(162)을 절연 테이프 인 절연부재(165)로 밀봉한다.
전지셀 활성화 공정은 제 1 충전 핀(160)을 캡 플레이트(152)의 상단 전극단자(131)에 접속시키고 제 2 충전 핀(161)을 전지케이스(150)의 접속용 개구 구간(162)에 접속시킨 상태에서 수행한다.
따라서, 접속용 개구 구간(162)에 의해 제 2 충전 핀(161)의 접속을 용이하게 수행할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원통형 전지셀 및 아노다이징 코팅부의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원통형 전지셀 하단면의 저면도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 7에서는 아노다이징 코팅을 전지케이스로부터 분리하여 표현하였다.
이들 도면을 참조하면, 원통형 전지셀(300)은 원통형의 전지케이스(350)의 내부에 전극조립체가 전해액과 함께 밀봉되어 있으며, 전지셀(300)의 활성화 공정을 위한 충전핀(도시하지 않음)의 접속을 위해 접속용 개구 구간(360)을 제외한 전지케이스(350)의 전체 표면이 아노다이징 코팅(500)으로 피복되어 있다.
원통형 전지셀(300)의 상단면(310)에는 전지케이스(350)와 절연된 상태에서 상부로 돌출된 양극단자(320)가 형성되어 있고, 전지셀(300)의 하단면에는 음극단자(330)가 형성되어 있다.
원통형 전지셀(300)에서 접속용 개구 구간(360) 및 전지케이스(350)의 전체 표면에 대해 아노다이징 코팅(500)을 수행하는 기술에 대해서는, 앞서 설명한 미코팅 마진 구간(도 3 참조: 151)을 형성되는 내용을 제외하고, 도 1 내지 6에서 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 전해액이 함침되어 있고 충방전이 가능한 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체;
    상기 전극조립체가 내장되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 전지케이스; 및
    아노다이징(anodizing) 코팅 방식으로 상기 전지케이스의 외면 중 적어도 일부에 도포되어 있는 알루미나 코팅층;
    을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 각형 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 2 항에 있어서, 알루미나 코팅층은 상기 전지케이스의 상단 외주면으로부터 하향으로 소정 크기의 미코팅 마진 구간을 둔 상태로 전지케이스의 외면에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 미코팅 마진 구간은 상기 전지케이스의 상단 외주면으로부터 하향으로 0.5 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미코팅 마진 구간은 전지케이스 상에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미나 코팅의 두께는 0.01 내지 0.05 mm인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀의 제조 과정에서 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 양극 충전 핀과 음극 충전 핀이 접속된 상태로 진행되고, 상기 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀의 제조 과정에서 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 음극(또는 양극) 충전 핀이 접속되고 전지셀의 하단에 양극(또는 음극) 충전 핀이 접속된 상태로 진행되며, 상기 양극(또는 음극) 충전 핀의 접속을 위한 접속용 개구 구간을 제외하고 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 접속용 개구 구간은 전지케이스의 일부 하단면에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 원통형 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 측면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전지셀의 제조 과정에서 전지셀 활성화 공정은 전지셀의 상단에 양극(또는 음극) 충전 핀이 접속되고 전지셀의 하단에 음극(또는 양극) 충전 핀이 접속된 상태로 진행되며, 상기 음극(또는 양극) 충전 핀의 접속을 위한 접속용 개구 구간을 제외하고 전지케이스의 하면 전체에 알루미나 코팅층이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 8 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 접속용 개구 구간은 전지케이스의 일부 하단면에 절연물질을 도포하거나 절연체 또는 절연 테이프를 장착 내지 부착한 상태에서 아노다이징 코팅한 후, 상기 절연물질 또는 절연체 또는 절연 테이프를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 8 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 접속용 개구 구간은 전지셀 활성화 공정 이후에 절연부재로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지 셀인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 1 항에 따른 전지셀이 팩 케이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 이차전지 팩.
  17. 제 16 항에 있어서, 이차전지 팩은 임배디드 팩(embedded pack)인 것을 특징으로 하는 이차전지 팩.
  18. 제 16 항에 따른 이차전지 팩이 전원으로 내장되어 있는 모바일 디바이스.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10283741B2 (en) 2015-11-26 2019-05-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101563578B1 (ko) * 2013-09-05 2015-10-27 주식회사 엘지화학 금속 판재를 사용한 각형 전지셀의 제조방법
FR3017248B1 (fr) * 2014-01-31 2016-03-04 Commissariat Energie Atomique Procede de regeneration de la capacite d'un accumulateur electrochimique au lithium, boitier d'accumulateur et accumulateur associes
CN110983412B (zh) * 2019-03-26 2022-03-29 国研新能(深圳)技术有限公司 一种基于原位生成法制备硬质氧化铝膜在铝壳锂电池绝缘密封中的应用

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4391609B2 (ja) 1998-09-30 2009-12-24 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 組電池用非水電解質二次電池
US7166388B2 (en) * 2000-02-02 2007-01-23 Quallion Llc Brazed ceramic seal for batteries
JP2001291526A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池およびその製造方法
CN1269251C (zh) 2002-12-23 2006-08-09 比亚迪股份有限公司 非水电解液锂二次电池
KR100502337B1 (ko) 2002-12-26 2005-07-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP3888356B2 (ja) 2004-03-04 2007-02-28 カシオ計算機株式会社 電池パック
KR100857021B1 (ko) * 2004-12-10 2008-09-05 주식회사 엘지화학 결착식 전지팩
KR100648731B1 (ko) 2005-03-21 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 이의 제조 방법
JP4902133B2 (ja) * 2005-04-20 2012-03-21 三洋電機株式会社 パック電池
KR100627374B1 (ko) 2005-07-29 2006-09-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100853619B1 (ko) * 2006-01-04 2008-08-25 주식회사 엘지화학 분리막 상단이 밀봉되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는이차전지
JP5142479B2 (ja) * 2006-04-18 2013-02-13 三洋電機株式会社 素電池、それを備えたパック電池の製造方法
KR20090027901A (ko) * 2007-09-13 2009-03-18 재단법인서울대학교산학협력재단 리튬 이차전지의 제조방법
US9166206B2 (en) * 2008-04-24 2015-10-20 Boston-Power, Inc. Prismatic storage battery or cell with flexible recessed portion
KR101036062B1 (ko) 2008-12-11 2011-05-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN102460770B (zh) * 2009-06-16 2016-02-24 波士顿电力公司 具有挠性凹入部分的棱柱形蓄电池组或电池
TWM382594U (en) * 2009-12-15 2010-06-11 Gloso Co Ltd Secondary battery of lithium series
JP5484302B2 (ja) * 2009-12-18 2014-05-07 住友重機械工業株式会社 電池検査装置
TWM389358U (en) * 2010-04-27 2010-09-21 Exa Energy Technology Co Ltd Battery
US20110302761A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-15 International Metal Products, Inc. Process for manufacturing an anodized aluminum disc seal shell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10283741B2 (en) 2015-11-26 2019-05-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery

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Publication number Publication date
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