JP4920111B2 - パウチ型二次電池 - Google Patents
パウチ型二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4920111B2 JP4920111B2 JP2010539299A JP2010539299A JP4920111B2 JP 4920111 B2 JP4920111 B2 JP 4920111B2 JP 2010539299 A JP2010539299 A JP 2010539299A JP 2010539299 A JP2010539299 A JP 2010539299A JP 4920111 B2 JP4920111 B2 JP 4920111B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pouch
- electrode
- secondary battery
- battery
- seal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- -1 chalcogenide compound Chemical class 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102100031416 Gastric triacylglycerol lipase Human genes 0.000 description 1
- 101000941284 Homo sapiens Gastric triacylglycerol lipase Proteins 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012793 heat-sealing layer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
- H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
- H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
- H01M50/557—Plate-shaped terminals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本発明は、安全性が改善されたパウチ型二次電池に関し、特に電極タブとパウチが接しない部位をシールすることにより、電池セルとタブのシール部との間にチャンネルを作って電池の内部で発生したガスが電極タブ方向のみに排出されるようにした安全性が向上したパウチ型二次電池に関する。
モバイル機器に関する技術開発と需要が増加するにつれエネルギー源としての二次電池の需要も急激に増加しており、それにより、種々の要求に応ずることができる電池に関する多くの研究が行われている。
代表的には、電池形状の面においては薄い厚さで携帯電話などのような製品に適用できる角形電池とパウチ型電池に対する需要が高く、材料の面においてはエネルギー密度、放電電圧、安全性に優れたリチウムコバルトポリマー電池のようなリチウム二次電池に対する需要が高い。
このような二次電池において主な研究課題中の一つは安全性を向上させることである。一般に、リチウム二次電池は、内部短絡、許容の電流や電圧を超えた充電状態、高温への露出、落下などによる衝撃などのような電池の非正常的な作動状態により誘発される電池内部の高温および高圧により電池の爆発を招く恐れがある。一例として、パウチ型二次電池は、落下或いは外力の作用などのような衝撃のとき内部短絡が発生する可能性がある。
近年、充放電の可能な二次電池は、無線モバイル機器のエネルギー源として広範囲に用いられている。又、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などによる大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力源としても注目されている。
自動車などのような中大型デバイスは、高出力及び大容量の必要性により、複数の電池セルを電気的に接続した中大型電池システムが使用されている。このような中大型電池システムに単位電池として多く使用されるパウチ型リチウムイオンポリマー二次電池は、小型デバイスに使用される同一系列の電池に比べ相対的にサイズが大きい。
通常、パウチ型ポリマー二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体から延びる電極タブと、前記電極タブに溶接されている電極リードおよび前記電極組立体を収容し、高分子樹脂とアルミニウムのラミネートシートからなるパウチ型外装材とを含んで構成されている。
図１に示すように、リチウムイオン(ポリマー)電池１００は電流が流れるように電極タブ１０、１０'が外部に突出している。結局、電池を組み立てるために前記電極タブ１０、１０'を含んでパウチをシールしなければならない。したがって、この際、パウチと電極タブが接する４面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをシールする。ところが、この場合、実質的に電極タブの内側部分３０、３０'まではシールされないため、電極タブ１０、１０'とシール部が接しない部分(サークル部分)は接着力が低下する。すなわち、パウチの外装材と電極タブをシールする場合、接着力が低下する部分にガスが排出される可能性が大きい。
このような現象は、電極タブが上下の両方向に接続された図１のみでなく、電極タブが左右の一方向に並んで接続された図２においても同様である。
既存のリチウムイオン(ポリマー)電池は、電極タブをシールするとき、図１と図２に示すように電極タブとパウチが接する部分２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄのみをシールした。
この場合、ガス排出が予想できない部分(サークル部分)で起きるため、ＨＥＶ用パック設計のとき困難な部分になる。ガスが一方向でなく、パックの内部で数方向にベント(ｖｅｎｔ)されるとガスを外部へ容易に排出できない。そして、電池内部にガスが発生したとき、さらに速く内部ガスを排出することから安全性を確保することができるが、既存の電池は、ガスがベントされる時間が長くなって安全性が大きく低下する可能性が高い。
したがって、電池の内圧が一定のレベル以上になると、これを解消して電池内部のガスを遮断することにより破裂や爆発を予め防止できる安全装置を含む二次電池への必要性が高い。
本発明は、上述のように、パウチ型二次電池が過充電や高温に露出される場合に発生する安全性を阻害する種々の要素を解決するために案出されたものである。
本発明では、パウチ型二次電池において、電極タブとパウチが接する部分のみでなく、電極タブが位置する内側パウチ部で電極タブが位置した部位を除いた位置に第２シール部をさらに含むことにより、セルの内部と電極タブのシール部にチャンネルを作ってガス排出がタブのシール部分のみになされるようにして、電池がベントされても一側方向のみになされるのでガスがパック内部から外部に容易に抜け出すことができ、電池のベントを迅速に起こすことから安全性を向上させることができる。
従って、本発明の目的は、外部の圧力や熱が加えられても電池の爆発が一方向に起き、又は、発生したガスの一方向にベントされるようにした安全性が向上したパウチ型二次電池を提供することにある。
本発明に係るパウチ型二次電池は、電池内部でガスが発生した場合、電極タブのシール部分にチャンネルを作って電池内部でガスが発生しても一方向に排出されるように設計することにより、より安全な電池パックおよび安全装置を容易に設計できる。また、電池内部に圧力が加えられる場合、より容易にガスが排出されるため、安全性が向上したパウチ型電池を提供することができる。
上述のような目的を達成するための本発明のパウチ型二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体から延びる電極タブと、前記電極組立体を収容するパウチ型電池ケースと、前記パウチ型電池ケースと電極タブをシールするシール部と、前記シール部と電極組立体との間に電極タブが位置する部位を除いた位置に第２シール部とを含むことを特徴とする。
以下、本発明を添付図面を参考してより詳しく説明する。
本発明に係るパウチ型二次電池は、電極タブが両方向に位置した場合、図３に示すように、負極板、分離膜、および正極板(図示せず)からなる電極組立体２５０から延びる負極および正極の電極タブ２１０、２１０'と、前記電極組立体を収容するパウチ型電池ケース(図示せず)と、前記電池ケースと電極タブ２１０、２１０'をシールするシール部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄと、前記シール部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄと電極組立体２５０との間に電極タブが位置する部位を除いた位置に第２シール部２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄとを含むことを特徴とする。
本発明に係るパウチ型二次電池の製造工程を説明すると、先ず、電極組立体２５０を準備する。前記電極組立体２５０は、正極活物質が塗布された正極電極板、負極活物質が塗布された負極電極板および、前記正極電極板と負極電極板との間に位置して前記正極電極板と負極電極板のショート(ｓｈｏｒｔ)を防止し、リチウムイオンの移動だけを可能にするセパレータからなる。
この際、前記正極活物質としてはカルコゲニド(ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅ)化合物が使用されており、その例としてＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１-ｘＣｏｘＯ２(０<ｘ<１)、ＬｉＭｎＯ２等の複合金属酸化物が挙げられる。 負極活物質としては、炭素(Ｃ)系物質、Ｓｉ、Ｓｎ、酸化スズ(Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、スズ合金複合体(ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｉｎ ａｌｌｏｙｓ)、転移金属酸化物、リチウム金属ナイトライドまたは、リチウム金属酸化物などが使用されている。また、一般に、前記正極電極板はアルミニウム(Ａｌ)材質を、負極電極板は銅(Ｃｕ)材質を、前記セパレータはポリエチレン(ＰＥ)或いはポリプロピレン(ＰＰ)を使用するが、本発明ではこれらの材質を限定するのではない。
なお、前記正極電極板は、一般に、アルミニウム(Ａｌ)材質からなり、上部には一定の長さで突出された正極タブが接合されている。前記負極電極板は、一般に、ニッケル(Ｎｉ)材質からなり、下部には一定の長さで突出された負極タブが接合されているが、本発明ではこれらの材質を限定するのではない。
前記電極組立体３５を準備し、前記電極組立体３５０を収容するためのパウチ外装材を準備する。前記パウチ外装材は、その材質がアルミニウム(Ａｌ)のような金属材からなる金属層と、前記金属層の上部面上に形成された熱融着層と、前記金属層の下部面上に形成された絶縁膜とからなる。
前記熱融着層は、変性ポリプロピレン、例えばＣＰＰ(Ｃａｓｔｅｄ-Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ)を使用して接着層として作用し、前記絶縁膜は、ナイロンやポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)のような樹脂材から形成されるが、本発明で前記パウチ外装材の構造および材質を限定するのではない。
前記パウチ外装材は、前記電極組立体３５０を収容するための所定の内部空間が備えられた収容部を有し、前記収容部に電極組立体を設けて接合するためのパウチ外装材の上部と下部で形成されている。
前記パウチ外装材の下部と上部は、前記電極組立体と電極タブなどを収容し、シール部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄにより接着される。前記パウチ外装材を準備した後、前記パウチ外装材の下部の電極組立体を収容するための収容部に前記電極組立体を収容させる。この際、前記電極組立体は、前記パウチ外装材の下部の収容部に安着し、このように安着した状態で電極組立体の電極タブ２１０、２１０'の一部は前記パウチ外装材の外部に突出する。
本発明では前記シール部の内側部分である実質的に電極タブが延びる部分において電極タブを除いた位置に第２シール部をさらに含む。
上記のように第２シール部を含む場合、第２シール部を含まない前記電極組立体の方向に延びる内部の電極タブ部分(サークル部分)は比較的接着力が低下すると予想される。したがって、電池内部と電極タブ部分は一つの連結されたチャンネルが形成される効果を得るので、内部でガスが発生して圧力が加えられる場合、電極タブが位置する方向(矢印方向)のみにガスがベントされる。すなわち、パウチケースと電極タブのシール部の内側において電極タブが位置する部位を除いた位置には全て第２シール部を有する。したがって、本発明の電池は、電極タブが位置しない所での爆発する可能性を最大限に減らし、且つ電極タブのシール部(矢印方向)のみにガス排出がなされるように設計したものである。
なお、本発明に係る電極タブが左右の一方向に位置したパウチ型二次電池は、図４に示すように、負極板、分離膜、および正極板(図示せず)からなる電極組立体３５０から延びる負極および正極の電極タブ３１０、３１０'と、前記電極組立体３５０を収容するパウチ型電池ケース(図示せず)と、前記電池ケースと電極タブ３１０、３１０'をシールするシール部３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄと、前記シール部３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄと電極組立体３５０との間に電極タブが位置する部位を除いた位置に第２シール部３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄとを含むことを特徴とする。
一方、上記のような第２シール部の形成は、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６に示すように、シールツール(ｓｅａｌｉｎｇ ｔｏｏｌ)を既存のシール部２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ、３２０ｂのみを含む１字状のツールに第２シール部２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄの形状を含むように前記シールツールの形状を変更することにより行われる。
なお、前記第２シール部の厚さは、漏液およびガスの圧力に耐えることができる程度の強度を有するために２５０±２０μｍの厚さで形成させることが望ましい。
本発明の二次電池において電池ケースに内蔵される電極組立体は積層型構造、巻回型構造など様々な構造が可能である。一般に、二次電池は、電極組立体の構造、電解質の構成などにより、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムポリマー電池などに分けられ、その中で、製造コストが低く、電解液の漏液可能性が少なく、電池組み立て工程が簡易なリチウムイオンポリマー電池が本発明において望ましい。
このようなリチウムイオンポリマー電池は、一般に、アルミニウムラミネートシートのパウチ型電池ケースに電解質が含浸されている正極/分離膜/負極の電極組立体を安着させた状態でケースの接合部位に高温高圧を加え融着させて製造される。
前記電極リードの一側端部は電極組立体の電極タブが設けられた状態でケース内部に位置し、他側端部はケースの外部に露出されている。電極リード中の正極リードは一般にアルミニウムで作られた金属薄片からなり、負極リードは一般に銅で作られた金属薄片からなっている。通常、電極タブはスポット溶接などにより電極リードに接合され、前記電極リードの厚さは約２００〜５００μｍである。
前記樹脂シートは、電池ケースと電極リードとの結合部位に介され、一般にＰＰ、ＰＥなどの高分子樹脂からなっており、１００〜３００μｍの厚さを有する。
以下、本発明を実施例に基づいてより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(実施例１：両方向の電極タブを含む構造で第２シール部を有する二次電池の製造例)
負極板/分離膜/正極板で構成された電極組立体の前記負極板に連結された厚さ０.３ｍｍの銅プレートの負極タブを形成させた。その後、アルミホイル(正極用リード)と銅ホイル(負極用ホイル)を前記それぞれの電極タブに溶接して付着させた。図５に示すように、シールツールを変更して第２シール部(２５０±２０μｍ)を形成させた二次電池を製造した。前記アルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに前記電極組立体を装着した後、１Ｍ ＬＩＰＦ６を含有したカーボネート系リチウム電解液を注入し、シートを熱融着してリチウムイオンポリマー電池を製造した。
負極板/分離膜/正極板で構成された電極組立体の前記負極板に連結された厚さ０.３ｍｍの銅プレートの負極タブを形成させた。その後、アルミホイル(正極用リード)と銅ホイル(負極用ホイル)を前記それぞれの電極タブに溶接して付着させた。図５に示すように、シールツールを変更して第２シール部(２５０±２０μｍ)を形成させた二次電池を製造した。前記アルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに前記電極組立体を装着した後、１Ｍ ＬＩＰＦ６を含有したカーボネート系リチウム電解液を注入し、シートを熱融着してリチウムイオンポリマー電池を製造した。
（実施例２：一方向の電極タブを含む構造で第２シール部を有する二次電池の製造例）
図６に示すように、シールツールを変更して第２シール部(２５０±２０μｍ)を形成させたことを除いては、前記実施例１と同様の方法で二次電池を製造した。
図６に示すように、シールツールを変更して第２シール部(２５０±２０μｍ)を形成させたことを除いては、前記実施例１と同様の方法で二次電池を製造した。
(比較例１)
第２シール部を含まないことを除いては、前記実施例１と同様の方法でリチウムイオンポリマー電池を製造した。
第２シール部を含まないことを除いては、前記実施例１と同様の方法でリチウムイオンポリマー電池を製造した。
[実験例]
前記実施例と比較例により製造された二次電池の安全性を測定した結果を次の表１に示す。
前記実施例と比較例により製造された二次電池の安全性を測定した結果を次の表１に示す。
前記表１の結果から、本発明のように第２シール部を含む場合はタブ部分にベントが発生するのに対して、第２シール部を含まない比較例の場合は方向が一定でなく、シールが弱い部分にベントされることが分かる。
１００、２００、３００、４００ パウチ型二次電池
１０、１０'、１１０、１１０'、２１０、２１０'、３１０、３１０' 電極タブ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ パウチ型電池ケースと電極タブのシール部
３０、３０'、１３０ 電極タブの内側部分
５０、１５０、２５０、３５０ 電極組立体
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ 第２シール部
１０、１０'、１１０、１１０'、２１０、２１０'、３１０、３１０' 電極タブ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ パウチ型電池ケースと電極タブのシール部
３０、３０'、１３０ 電極タブの内側部分
５０、１５０、２５０、３５０ 電極組立体
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ 第２シール部
Claims (6)
- 電極組立体と、
前記電極組立体を収容するパウチ型電池ケースと、
前記パウチ型電池ケースをシールするシール部と、
前記電極組立体から延びてシール部の外部に突出する電極タブと、
前記シール部と前記電極組立体との間の前記電極タブが位置する部位を除いた位置に前記シール部から延びて形成された第２シール部と
を含むパウチ型二次電池。 - 前記第２シール部は、前記シール部の上に電極タブが位置する部位を除いた部位に第２シール部が位置するようにシールツールを変形させることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極タブは電極組立体の両方向に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極タブは電極組立体の一方向に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のパウチ型二次電池。
- 前記第２シール部の厚さは２５０±２０μｍであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電池はリチウム二次電池であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のパウチ型二次電池。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2007-0132956 | 2007-12-18 | ||
| KR1020070132956A KR100959090B1 (ko) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 안전성이 개선된 파우치형 이차전지 |
| PCT/KR2008/007516 WO2009078680A2 (en) | 2007-12-18 | 2008-12-18 | Pouch type secondary battery with improved safety |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011507208A JP2011507208A (ja) | 2011-03-03 |
| JP2011507208A5 JP2011507208A5 (ja) | 2011-05-06 |
| JP4920111B2 true JP4920111B2 (ja) | 2012-04-18 |
Family
ID=40796037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010539299A Active JP4920111B2 (ja) | 2007-12-18 | 2008-12-18 | パウチ型二次電池 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8043743B2 (ja) |
| EP (1) | EP2215672B1 (ja) |
| JP (1) | JP4920111B2 (ja) |
| KR (1) | KR100959090B1 (ja) |
| CN (1) | CN101904029B (ja) |
| WO (1) | WO2009078680A2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180130796A (ko) * | 2017-05-30 | 2018-12-10 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012519366A (ja) * | 2009-03-02 | 2012-08-23 | エルジー ケム． エルティーディ． | パウチおよびこれを含む二次電池 |
| KR101106428B1 (ko) * | 2009-12-01 | 2012-01-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR101152552B1 (ko) | 2010-05-04 | 2012-06-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지 |
| KR101254865B1 (ko) | 2011-03-10 | 2013-04-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR101369325B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2014-03-04 | 주식회사 엘지화학 | 접촉저항이 개선된 이차전지 |
| KR101297014B1 (ko) | 2011-08-31 | 2013-08-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR101447313B1 (ko) | 2012-02-17 | 2014-10-06 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| US9871231B2 (en) | 2012-06-18 | 2018-01-16 | Nec Energy Devices, Ltd. | Film-covered battery |
| KR101508416B1 (ko) * | 2012-09-27 | 2015-04-07 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지 |
| KR101620666B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2016-05-12 | 주식회사 엘지화학 | 안전 벤트를 갖는 파우치형 이차전지 |
| KR101605936B1 (ko) * | 2013-05-02 | 2016-03-23 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 배터리 셀 내부의 가스 배출이 가능한 배터리 팩 |
| KR101763980B1 (ko) | 2013-08-30 | 2017-08-01 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지의 실링 툴 |
| JP6626258B2 (ja) * | 2014-04-07 | 2019-12-25 | 昭和電工パッケージング株式会社 | ラミネート外装材の製造方法 |
| EP3161899A4 (en) | 2014-06-30 | 2017-12-27 | Black & Decker Inc. | Battery pack for a cordless power tools |
| KR101863703B1 (ko) * | 2014-10-20 | 2018-06-01 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차 전지 및 이의 제조방법 |
| KR101933655B1 (ko) * | 2015-07-28 | 2018-12-28 | 주식회사 엘지화학 | 전극 탭 부위에 형성된 만입부를 포함하는 전지셀 |
| KR101904587B1 (ko) * | 2015-09-01 | 2018-10-04 | 주식회사 엘지화학 | 전지셀 및 그의 제조방법 |
| KR102029387B1 (ko) | 2015-12-09 | 2019-10-08 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차 전지 및 이의 제조방법 |
| JP6705322B2 (ja) * | 2016-07-21 | 2020-06-03 | 住友電気工業株式会社 | 電気部品用リード線及び電気部品 |
| KR102261707B1 (ko) | 2017-03-28 | 2021-06-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 양방향 셀을 단방향 셀로 변경하는 구조를 갖는 파우치형 이차전지 |
| KR102292159B1 (ko) * | 2017-04-24 | 2021-08-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전도성 폴리머를 이용한 전극리드를 포함하는 파우치형 이차전지 |
| GB2584344A (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-02 | Oxis Energy Ltd | Battery cell |
| KR20210050748A (ko) * | 2019-10-29 | 2021-05-10 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 파우치형 이차전지 |
| CN111697168B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-02-10 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂电池及封头 |
| KR102562812B1 (ko) * | 2021-02-04 | 2023-08-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 |
| DE102021202163A1 (de) * | 2021-03-05 | 2022-09-08 | Commeo Gmbh | Akkumulatormodul |
| JP2024501512A (ja) * | 2021-07-06 | 2024-01-12 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | 電池セル及びそれを含む電池モジュール |
| EP4239762A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-09-06 | LG Energy Solution, Ltd. | Pouch-type secondadry battery, sealing device for secondary battery, and sealing method for secondary battery |
| CN115101860A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-23 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种防热失控的软包电池及其制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09259859A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Toshiba Battery Co Ltd | 薄型電池 |
| WO1999040634A1 (fr) | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Feuille pour boitier de cellule et dispositif a cellule |
| JP4354028B2 (ja) * | 1998-08-20 | 2009-10-28 | 大日本印刷株式会社 | 安全弁付き電池ケース |
| KR100342045B1 (ko) | 1999-04-16 | 2002-06-27 | 김순택 | 2차전지 |
| JP4702969B2 (ja) | 1999-10-04 | 2011-06-15 | 株式会社東芝 | 薄型電池の製造方法 |
| JP2003109557A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 非水電解質電池及びその製造方法 |
| JP4269554B2 (ja) | 2001-11-30 | 2009-05-27 | ソニー株式会社 | リチウムイオンポリマー電池及びその製造方法 |
| KR100472504B1 (ko) * | 2002-06-17 | 2005-03-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 보강구조가 개선된 파우치형 이차전지 |
| KR100858799B1 (ko) | 2002-06-29 | 2008-09-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파우치형 이차전지 |
| KR20040017094A (ko) * | 2002-08-20 | 2004-02-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 안전변을 구비한 파우치형 이차전지 |
| JP2005228573A (ja) | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Toshiba Corp | 密閉型電池 |
| JP4660112B2 (ja) | 2004-04-23 | 2011-03-30 | 株式会社東芝 | 密閉型電池 |
| KR100870461B1 (ko) * | 2005-03-09 | 2008-11-25 | 주식회사 엘지화학 | 저융점 접착성 수지에 의해 안전성이 향상된 이차전지 |
| JP2007265760A (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Dainippon Printing Co Ltd | 液漏れ検知機構を備えた電池モジュール |
| CN101411005B (zh) * | 2006-03-30 | 2011-04-06 | 株式会社Lg化学 | 安全性改善的二次电池 |
-
2007
- 2007-12-18 KR KR1020070132956A patent/KR100959090B1/ko active IP Right Grant
-
2008
- 2008-12-18 EP EP08862200.6A patent/EP2215672B1/en active Active
- 2008-12-18 CN CN2008801212791A patent/CN101904029B/zh active Active
- 2008-12-18 US US12/746,077 patent/US8043743B2/en active Active
- 2008-12-18 WO PCT/KR2008/007516 patent/WO2009078680A2/en active Application Filing
- 2008-12-18 JP JP2010539299A patent/JP4920111B2/ja active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180130796A (ko) * | 2017-05-30 | 2018-12-10 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
| KR102349741B1 (ko) * | 2017-05-30 | 2022-01-11 | 에스케이온 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101904029B (zh) | 2013-09-11 |
| EP2215672A4 (en) | 2012-08-22 |
| US20100255368A1 (en) | 2010-10-07 |
| WO2009078680A2 (en) | 2009-06-25 |
| US8043743B2 (en) | 2011-10-25 |
| EP2215672B1 (en) | 2014-01-01 |
| KR20090065587A (ko) | 2009-06-23 |
| WO2009078680A3 (en) | 2009-09-17 |
| EP2215672A2 (en) | 2010-08-11 |
| KR100959090B1 (ko) | 2010-05-20 |
| CN101904029A (zh) | 2010-12-01 |
| JP2011507208A (ja) | 2011-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4920111B2 (ja) | パウチ型二次電池 | |
| EP2254176B1 (en) | Rechargeable battery | |
| EP2811571B1 (en) | Secondary battery having improved energy density | |
| JP6250921B2 (ja) | 電池 | |
| US9887404B2 (en) | Secondary battery | |
| JP5445872B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6902607B2 (ja) | 伝導性ポリマーを用いた電極リードを含むパウチ型二次電池 | |
| KR101459179B1 (ko) | 파우치형 이차 전지 | |
| KR101273472B1 (ko) | 파우치형 이차 전지의 제조 방법 및 이에 의한 파우치형 이차 전지 | |
| US10468638B2 (en) | Method for forming a pouch for a secondary battery | |
| KR101487092B1 (ko) | 이차전지용 파우치 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| KR101520152B1 (ko) | 파우치형 이차전지 | |
| KR101484369B1 (ko) | 이차전지 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| JP2002110137A (ja) | 密閉型電池 | |
| KR20170007876A (ko) | 저융점 합금을 포함하는 전지케이스 및 그것을 포함하고 있는 전지셀 | |
| JP2019016494A (ja) | 積層電極体の製造方法及び蓄電素子の製造方法 | |
| JP2022526077A (ja) | バスバーモジュールとその製造方法 | |
| US9660245B2 (en) | Battery cell | |
| KR101722662B1 (ko) | 파우치형 이차 전지 | |
| JP2016225261A (ja) | リチウム二次電池 | |
| KR20160059776A (ko) | 파우치형 이차전지 및 그 제조방법 | |
| KR102053987B1 (ko) | 전지 셀 | |
| KR101458259B1 (ko) | 파우치형 이차전지 및 그 제조방법 | |
| JP2008130370A (ja) | 大電流放電用二次電池 | |
| JP2023035555A (ja) | 蓄電素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110317 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20110317 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20110407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110823 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110913 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120131 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4920111 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150210 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |