JP7197222B2 - secondary battery - Google Patents
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Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、2018年10月5日付韓国特許出願第10-2018-0118867号及び2019年10月2日付韓国特許出願第10-2019-0122402号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
[Cross reference to related applications]
This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2018-0118867 dated October 5, 2018 and Korean Patent Application No. 10-2019-0122402 dated October 2, 2019, and the Korean Patent All content disclosed in the application documents is incorporated as part of this specification.
本発明は、二次電池に関する。 The present invention relates to secondary batteries.
二次電池は、一次電池とは異なり再充電が可能であり、また、小型及び大容量化の可能性によって近来に多く研究開発されている。モバイル機器に対する技術の開発と需要の増加に伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。 A secondary battery can be recharged unlike a primary battery, and has been extensively researched and developed in recent years due to the possibility of miniaturization and large capacity. Demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing with the development of technology and increase in demand for mobile devices.
二次電池は、電池ケースの形状によって、コイン型セル、円筒型セル、角型セル、及びパウチ型セルに分類される。二次電池で電池ケースの内部に装着される電極組立体は、電極及び分離膜の積層構造でなる充放電が可能な発電素子である。 Secondary batteries are classified into coin-shaped cells, cylindrical cells, prismatic cells, and pouch-shaped cells according to the shape of the battery case. An electrode assembly mounted inside a battery case of a secondary battery is a chargeable/dischargeable power generation element having a laminated structure of electrodes and separators.
電極組立体は、活物質が塗布されたシート型の正極と負極との間に分離膜を介在し巻取ったゼリーロール(Jelly-roll)型、多数の正極と負極を分離膜が介在された状態で順次積層したスタック型、及びスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻取ったスタック/フォールディング型に大体分類できる。このうち、ゼリーロール型電極組立体は、製造が容易であり、且つ、重量当たりのエネルギー密度が高いという長所を有しているので、広く用いられている。 The electrode assembly is a jelly-roll type in which a separation membrane is interposed between a sheet-type positive electrode and a negative electrode coated with an active material, and a separation membrane is interposed between a plurality of positive electrodes and negative electrodes. It can be roughly classified into a stack type in which a state is sequentially laminated, and a stack/folding type in which a stack type unit cell is wound with a long separating film. Among them, the jelly roll type electrode assembly is widely used because it is easy to manufacture and has high energy density per unit weight.
本発明の一つの観点は、高熱及び高圧の発生時に短絡を誘導して電池安定性を向上させることができる二次電池を提供するためのことである。 One aspect of the present invention is to provide a secondary battery that can improve battery stability by inducing a short circuit when high heat and high pressure occur.
本発明の実施形態による二次電池は、第1電極、分離膜、第2電極が交互に積層されて巻き取られた電極組立体と、前記電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶、及び前記第1缶及び前記第2缶の間の重畳部分を絶縁する絶縁体を含み、前記第1缶は前記第1電極と電気的に接続され、前記第2缶は前記第2電極と電気的に接続され、前記絶縁体には貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部が形成され、前記絶縁体が熱または圧力を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される前記短絡誘導貫通部を介して、前記第1缶及び前記第2缶の間が短絡され得る。 A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly in which a first electrode, a separation membrane, and a second electrode are alternately laminated and wound up, and an accommodating portion for accommodating the electrode assembly therein. a can including a first can and a second can which are formed in a cylindrical shape with openings facing each other; and an insulation for insulating an overlapping portion between the first and second cans a body, wherein the first can is electrically connected to the first electrode, the second can is electrically connected to the second electrode, and the insulator is formed with a through hole or a cut line. A short-circuit induction through portion is formed between the first can and the second can via the short-circuit induction through portion whose shape is deformed when the insulator receives heat or pressure and contracts or expands. can be shorted.
本発明によれば、第1電極及び第2電極を第1缶及び第2缶に電気的に接続させ、第1缶及び第2缶の間を絶縁する短絡誘導貫通部が形成された絶縁体を含み、絶縁体が高熱または高圧を受けて収縮または膨張することにより形態が変形され、短絡誘導貫通部を介して第1缶及び第2缶の間が短絡され得る。これによって、電池のエネルギー準位を下げて電池の爆発を防止することができる。 According to the present invention, an insulator having a short-circuit induction penetration for electrically connecting the first electrode and the second electrode to the first can and the second can and insulating the first can and the second can and the insulator is deformed by contraction or expansion under high heat or high pressure, and a short circuit can be caused between the first can and the second can via the short circuit induction penetration. This can lower the energy level of the battery and prevent the battery from exploding.
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、図と関連付けられる以下の詳細な説明と好ましい実施形態からさらに明白になる。本明細書で各図の構成要素に参照番号を付加することにおいて、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図上に表示されるとしても、出来る限り同一の番号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明は、色々と異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、本発明の説明において、本発明の要旨を不要に不明確にする関連された公知技術に対する詳細な説明は省略する。 Objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the addition of reference numbers to components in each figure in this specification, as much as possible, identical components have the same numbers, even if they appear on other figures. It should be noted that Also, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In addition, in the description of the present invention, detailed descriptions of related known technologies that unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
図1は、本発明の一実施形態による二次電池を示した斜視図であり、図2は本発明の一実施形態による二次電池を示した断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
図1及び図2を参考にすれば、本発明の一実施形態による二次電池100は、第1電極111、分離膜114、第2電極112が交互に積層されて巻き取られた電極組立体110、及び電極組立体110を内部に収容する第1缶121及び第2缶122を含む缶120と、第1缶121及び第2缶122の間の重畳部分を絶縁する絶縁体123を含む。
Referring to FIGS. 1 and 2, a
図3は、本発明の一実施形態による二次電池を示した分解斜視図である。 FIG. 3 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to one embodiment of the present invention.
以下、図1から図9を参照し、本発明の一実施形態である二次電池に対してより詳しく説明する。 Hereinafter, a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
図2及び図3を参考にすれば、電極組立体110は、充放電が可能な発電素子であって、電極113と分離膜114が結集されて交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体110は、巻き取られた形態を有してよい。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
電極113は、第1電極111及び第2電極112を含んでよい。そして、分離膜114は、第1電極111及び第2電極112を分離して電気的に絶縁させる。ここで、第1電極111及び第2電極112は、シート(Sheet)状に形成されて分離膜114と共に巻き取られ、ゼリーロール(Jelly roll)型に形成されてよい。このとき、電極組立体110は、例えば、円柱状に巻き取られてよい。
Electrodes 113 may include a
第1電極111は、第1電極集電体111a及び第1電極集電体111aに塗布された第1電極活物質111bを含んでよい。そして、第1電極111は、第1電極活物質111bがコーティングされていない第1電極無地部111cを含んでよい。
The
ここで、第1電極111は、例えば、負極からなり、負極集電体(図示せず)及び負極集電体に塗布された負極活物質(図示せず)を含み、負極活物質がコーティングされていない負極無地部が形成されてよい。
Here, the
負極集電体は、例えば、銅(Cu)またはニッケル(Ni)材質からなるホイル(foil)でなってよい。負極活物質は、例えば、人造黒鉛、リチウム金属、リチウム合金、カーボン、石油コークス、活性化カーボン、グラファイト、シリコン化合物、スズ化合物、チタン化合物またはこれらの合金でなってよい。このとき、負極活物質は、例えば、非黒鉛系のSiO(silica、シリカ)またはSiC(silicon carbide、シリコンカーバイド)などがさらに含まれてよい。
The negative electrode current collector may be, for example, a foil made of copper (Cu) or nickel (Ni). The negative electrode active material may consist of, for example, artificial graphite, lithium metal, lithium alloys, carbon, petroleum coke, activated carbon, graphite, silicon compounds, tin compounds, titanium compounds, or alloys thereof. At this time, the negative electrode active material may further include , for example, non-graphite-based SiO (silica) or SiC (silicon carbide).
第2電極112は、第2電極集電体112a及び第2電極集電体112aに塗布された第2電極活物質112bを含んでよい。そして、第2電極112は、第2電極活物質112bがコーティングされていない第2電極無地部112cを含んでよい。
The
ここで、第2電極112は、例えば、正極からなり、正極集電体(図示せず)及び正極集電体に塗布された正極活物質(図示せず)を含み、正極活物質がコーティングされていない正極無地部が形成されてよい。
Here, the
正極集電体は、例えば、アルミニウム材質のホイル(Foil)でなってよく、正極活物質は、例えば、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムリン酸鉄、又は、これらのうち1種以上が含まれた化合物及び混合物などでなってよい。 The positive current collector may be, for example, aluminum foil, and the positive active material may be, for example, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, or any of these. It may consist of compounds and mixtures containing one or more of
分離膜114は、絶縁材質からなり、第1電極111及び第2電極112と交互に積層される。ここで、分離膜114は、第1電極111及び第2電極112の間と、第1電極111及び第2電極112の外側面に位置されてよい。このとき、分離膜114は、電極組立体110の巻取時に幅方向に最外側にも位置されてよい。
The
また、分離膜114は、軟性のある材質でなってよい。このとき、分離膜114は、例えば、微多孔性を有するポリエチレン、ポリプロピレンなど、ポリオレフィン系樹脂膜で形成されてよい。
Also, the
図4は、本発明の一実施形態による二次電池を示した正面図であり、図5は、本発明の一実施形態による二次電池で絶縁体の第1例を示した斜視図である。 FIG. 4 is a front view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a first example of an insulator in the secondary battery according to an embodiment of the present invention. .
図2から図4を参考にすれば、缶120は、電極組立体110を内部に収容する収容部が形成され、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶121及び第2缶122を含んでよい。
Referring to FIGS. 2 to 4, the
ここで、第1缶121は、第1電極111と電気的に接続され、第2缶122は、第2電極112と電気的に接続されてよい。
Here, the first can 121 may be electrically connected to the
また、第1缶121及び第2缶122は円筒状に形成され、第1缶121の内周面は第2缶122の外周面よりも大きく形成され、第2缶122が第1缶121に挿入されてよい。
Also, the first can 121 and the
さらに、第1缶121は、一側部121bに一側方向C1に開口された第1開口部(図示せず)が形成され、他側部121cに他側方向C2に閉鎖された第1接続部121aが形成されてよい。第2缶122は、他側部122cに他側方向C2に開口された第2開口部122dが形成され、一側部122bに一側方向C1に閉鎖された第2接続部122aが形成されてよい。このとき、第1電極111の端部は第1接続部121aに接続され、第2電極112の端部は第2接続部122aに接続されてよい。
Further, the first can 121 has a first opening (not shown) that opens in one side direction C1 on one
ここで、絶縁体123の一側端部123bは、第1缶121の一側端部より第2接続部122aのさらに近くに位置されるように延長されてよい。そして、絶縁体123の他側端部123cは、第2缶122の他側端部よりも第1接続部121aのさらに近くに位置されるように延長されてよい。但し、以下で検討してみるように、絶縁体が第2缶の外周面にコーティングされる形態で形成される場合には、絶縁体123の他側端部123cは、第2缶122の他側端部と互いに一致するように形成されてよい。
Here, the one
このとき、短絡の防止のために、第1缶121の一側端部から絶縁体123の一側端部123bまでの距離aは0よりも大きく、第2缶122の他側端部から絶縁体123の他側端部123cまでの距離bは0よりも大きくてよい。
At this time, in order to prevent a short circuit, the distance a from the one side end of the
絶縁体123は、絶縁材質を含んで第1缶121及び第2缶122の間の重畳部分を絶縁してよい。
The
また、図2及び図5を参考にすれば、絶縁体123は、貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部123a-1が形成されてよい。ここで、絶縁体123が高熱または高圧を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される短絡誘導貫通部123a-1を介して、第1缶121及び第2缶122の間が短絡され得る。これによって、二次電池100のエネルギー準位を下げて二次電池100の爆発を防止することができる。これは、絶縁体123が一定温度及び一定圧力以上を受けるとき、収縮または膨張する性質を用いたことである。非正常的な状況で缶の温度が上がるか、缶が膨張するとき、絶縁にも高熱高圧を受けることになり、それによって絶縁体は収縮または膨張して形態が変形され得る。
In addition, referring to FIGS. 2 and 5, the
絶縁体123は、ポリマー(Polymer)材質を含んでよい。そして、ポリマー材質は、例えば、PE(polyethylene)、PP(polypropylene)及びPET(polyethylene terephthalate)のいずれか一つでなってよい。ここで、ポリマー材質は、具体的に例えば、180℃以下で融点を有するPE(polyethylene)またはPP(polypropylene)材質で形成されてよい。このとき、ポリマー材質は、より具体的に例えば、110℃の融点を有する低中密度PEまたは120~180℃以下の融点を有する中高密度PEでなってよい。バッテリーは、約180度~200度程度で爆発するところ、前記のような材質の絶縁体が用いられる場合、バッテリーの爆発に至る前に第1缶121及び第2缶122の間が短絡されるので、エネルギー準位が低くなり得る。
The
一方、抵抗(R)は、比抵抗と厚さ当たりの面積を掛けた値なので、円筒状絶縁体123の抵抗(R)は、
R=材質(p)*厚さ(t)/A=材質(p)*厚さ(t)/(直径(d)*高さ(L))
のように書くことができる。
On the other hand, since the resistance (R) is a value obtained by multiplying the specific resistance by the area per thickness, the resistance (R) of the
R = Material (p) * Thickness (t) / A = Material (p) * Thickness (t) / (Diameter (d ) * Height (L))
can be written as
抵抗が大きいと、急激に発熱量が少なくなるという長所がある。しかし、抵抗が大きすぎると、発熱量自体が非常に少なくなり得るので、適した範囲の発熱量を有するように抵抗を調節することができる。このとき、材質(p)と形状(d、L、t)を変更して絶縁体123の抵抗を調節することができる。
A large resistance has the advantage of rapidly reducing the amount of heat generated. However, if the resistance is too large, the heat generation itself can be very small, so the resistance can be adjusted to have a heat generation within a suitable range. At this time, the resistance of the
一方、絶縁体123は、一例として、第2缶122の外周面にコーティングCoating)されてコーティング層を形成してよい。このとき、絶縁体123は、第2缶122の外周面に絶縁物質をコーティングして形成されてよい。
Meanwhile, the
さらに、絶縁体123は、他の例として、第2缶122の外周面にペインティング、プリンティング、クラッディング、ラミネーション、スプレーイング、マスキング、ディッピング、ボンディングのいずれか一つの形態に付着されてよい。より詳しくは、第2缶122の外周面に絶縁物質を塗るペインティング(painting)、第2缶122の外周面に絶縁物質をプリントするプリンティング(printing)、第2缶122の外周面に絶縁物質を噴霧するスプレーイング(spraying)、第2缶122の外周面にマスキング剤またはマスクを除いた部分に絶縁物質を付着させるマスキング(masking)、第2缶122の外周面を絶縁液に入れて絶縁膜を形成させるディッピング(dipping)、第2缶122の外周面に接着成分を介して絶縁体を接着させるボンディング(bonding)、及び第2缶122の外周面に絶縁体123をラミネーティングするラミネーション(lamination)を介して、絶縁体123が第2缶122の外周面に形成されてよい。
Further, the
一方、例えば、外側に位置される第1缶121はスチール(Steel)を含んで形成され、内側に位置される第2缶122はアルミニウムを含んで形成されてよい。ここで、第2缶122の材質がアルミニウムを含んで形成されるので、高熱による第2缶122の膨張がよく起こり、これによって、第2缶122の外面に付着された絶縁体123の膨張がよく起こるため、絶縁体123に形成された短絡誘導貫通部123a-1を介して高熱による第1缶121及び第2缶122の間の短絡がよく発生し得る。
Meanwhile, for example, the outer
このとき、第1電極111は負極からなり、第2電極112は正極からなってよい。
At this time, the
図6は、本発明の一実施形態による二次電池で絶縁体の第2例を示した斜視図であり、図7は、本発明の一実施形態による二次電池で絶縁体の第3例を示した斜視図であり、図8は、本発明の一実施形態による二次電池で絶縁体の第4例を示した斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing a second example of an insulator in a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a third example of an insulator in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. and FIG. 8 is a perspective view showing a fourth example of the insulator in the secondary battery according to the embodiment of the present invention.
一方、図5を参考にすれば、第1例として、絶縁体123-1で短絡誘導貫通部123a-1は複数個で形成され、少なくとも一つ以上の列を形成してよい。このとき、具体的に例えば、短絡誘導貫通部123a-1は、貫通ホールの形で形成され、絶縁体123-1の長手方向に沿って列を形成してよい。
Meanwhile, referring to FIG. 5, as a first example, the insulator 123-1 may have a plurality of short-circuit induction through
また、図6を参考にすれば、第2例として、絶縁体123-2で短絡誘導貫通部123a-2は複数個で形成され、少なくとも一つ以上の行を形成してよい。このとき、具体的に例えば、短絡誘導貫通部123a-2は、貫通ホールの形で形成され、絶縁体の長手方向に沿って列を形成してよい。
Also, referring to FIG. 6, as a second example, the insulator 123-2 may have a plurality of short circuit induction through
さらに、図7を参考にすれば、第3例として、絶縁体123-3で短絡誘導貫通部123a-3は複数個で形成され、格子状を形成してよい。このとき、具体的に例えば、短絡誘導貫通部123a-3は貫通ホールの形で形成されてよい。
Further, referring to FIG. 7, as a third example, the insulator 123-3 may have a plurality of short-circuit induction through
さらに、図8を参考にすれば、第4例として、絶縁体123-4で短絡誘導貫通部123a-4は複数個で形成され、切り取り線状に形成されてよい。
Further, referring to FIG. 8, as a fourth example, the insulator 123-4 may have a plurality of short circuit induction through
短絡誘導貫通部は、電池が正常状態にあるときには、第1缶と第2缶が互いに接触できないほどの大きさを有しているが、電池が非正常状態であるときには、形態が変形されて第1缶と第2缶が互いに接触され得る。 The short-circuit induction through-hole has a size such that the first can and the second can cannot contact each other when the battery is in a normal state, but its shape is deformed when the battery is in an abnormal state. The first can and the second can can be brought into contact with each other.
図9は、本発明の一実施形態による二次電池で絶縁体の変形前後の状態を示した斜視図である。ここで、図9(a)は、絶縁体の変形前の状態を示し、図9(b)は、変形後の状態を示す。 FIG. 9 is a perspective view showing states before and after deformation of an insulator in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 9(a) shows the state before deformation of the insulator, and FIG. 9(b) shows the state after deformation.
図9を参考にすれば、短絡誘導貫通部が複数個で貫通ホールの形で形成され、格子状でなる絶縁体で内圧が発生する時、0.10647mmの変形量が発生したことが分かる。
Referring to FIG. 9, it can be seen that a deformation amount of 0.10647 mm was generated when an internal pressure was generated in the lattice-shaped insulator with a plurality of short-circuit induction through portions formed in the form of through holes.
結局、絶縁体が高熱または高圧を受けて収縮または膨張することにより形態が変形され、短絡誘導貫通部を介して第1缶及び第2缶の間が短絡され得ることが分かる。 As a result, it can be seen that the shape of the insulator is deformed by contraction or expansion due to high heat or high pressure, and a short circuit can occur between the first and second cans through the short-circuit induction penetration.
以下では、本発明の他の実施形態による二次電池を説明する。
Hereinafter, secondary batteries according to other embodiments of the present invention will be described.
図10は、本発明の他の実施形態による二次電池を示した斜視図であり、図11は、本発明の他の実施形態による二次電池を示した分解斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
図10及び図11を参考にすれば、本発明の他の実施形態による二次電池200は、第1電極211、分離膜214、第2電極212が交互に積層されて巻き取られた電極組立体210、及び電極組立体210を内部に収容する第1缶221及び第2缶222を含む缶220と、第1缶221及び第2缶222の間の重畳部分を絶縁する絶縁体223を含む。
Referring to FIGS. 10 and 11, a
本発明の他の実施形態による二次電池200は、前述した一実施形態による二次電池と比べるとき、第1缶221及び第2缶222の材質及びこれと連結される第1電極211及び第2電極212の極性の差がある。したがって、本実施形態は、一実施形態と重複される内容は簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
In the
より詳しくは、本発明の他の実施形態による二次電池200において、缶220は、電極組立体210を内部に収容する収容部が形成され、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶221及び第2缶222を含んでよい。
More specifically, in the
ここで、第1缶221は第1電極211と電気的に接続され、第2缶222は第2電極212と電気的に接続されてよい。
Here, the
また、第1缶221及び第2缶222は円筒状に形成され、第1缶221の内周面は第2缶222の外周面よりも大きく形成され、第2缶222は第1缶221に挿入されてよい。
Also, the
さらに、第1缶221は、一側部221bに一側方向C1に開口された第1開口部(図示せず)が形成され、他側部221cに他側方向C2に閉鎖された第1接続部221aが形成されてよい。第2缶222は、他側部222cに他側方向C2に開口された第2開口部222dが形成され、一側部222bに一側方向C1に閉鎖された第2接続部222aが形成されてよい。このとき、第1電極211の端部は第1接続部221aに接続され、第2電極212の端部は第2接続部222aに接続されてよい。
Further, the
絶縁体223は、絶縁材質を含んで第1缶221及び第2缶222の間の重畳部分を絶縁することができる。
The
また、絶縁体223は、貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部123a-1が形成されてよい。ここで、絶縁体223が熱または圧力を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される短絡誘導貫通部123a-1を介して、第1缶221及び第2缶222の間が短絡され得る(図5参照)。
Also, the
そして、第1缶221はアルミニウムを含んで形成され、第2缶222はスチール(Steel)を含んで形成されてよい。ここで、缶220で内側に位置される第2缶222の材質がスチールを含んで形成されるので、剛性が大きい物性により第1缶221と第2缶222を圧入で結合するのに容易であり(本発明で第1缶と第2缶は、圧入で結合されることが好ましい)、外力の発生時に缶220の内部に収容される電極組立体210などの収容物を保護することが容易であり得る。また、缶220で外側に位置される第1缶221が変形率の高いアルミニウムを含んで形成されるので、外力による第1缶221の変形時に絶縁体223が変形され、短絡誘導貫通部123a-1を介して第1缶221及び第2缶222の間が容易に短絡され得る(図5参照)。
The
このとき、第1電極211は正極からなり、第2電極212は負極からなってよい。
At this time, the
以下では、また他の実施形態による二次電池を説明する。 Hereinafter, secondary batteries according to other embodiments will be described.
図12は、本発明のまた他の実施形態による二次電池を示した斜視図であり、図13は、本発明のまた他の実施形態による二次電池を示した分解斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view showing a secondary battery according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to still another embodiment of the present invention.
図12及び図13を参考にすれば、本発明のまた他の実施形態による二次電池300は、第1電極311、分離膜314、第2電極312が交互に積層されて巻き取られた電極組立体310、及び電極組立体310を内部に収容する第1缶321、及び第2缶322を含む缶320と、第1缶321及び第2缶322の間の重畳部分を絶縁する絶縁体323を含む。
12 and 13, a
本発明のまた他の実施形態による二次電池300は、前述した一実施形態による二次電池及び他の実施形態による二次電池と比べるとき、缶310の形態に差がある。したがって、本実施形態は、一実施形態と重複される内容は省略するか簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
A
より詳しくは、本発明のまた他の実施形態による二次電池300において、缶320は、電極組立体310を内部に収容する収容部が形成され、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶321及び第2缶322を含んでよい。
More specifically, in the
ここで、第1缶321は第1電極311と電気的に接続され、第2缶322は第2電極312と電気的に接続されてよい。
Here, the
また、第1缶321及び第2缶322は四角筒状に形成され、第1缶321の内側幅は、第2缶322の外側幅よりも大きく形成され、第2缶322が第1缶321に挿入されてよい。
In addition, the
さらに、第1缶321は、一側部321bに一側方向C1に開口された第1開口部(図示せず)が形成され、他側部321cに他側方向C2に閉鎖された第1接続部321aが形成されてよい。第2缶322は、他側部322cに他側方向C2に開口された第2開口部322dが形成され、一側部322bに一側方向C1に閉鎖された第2接続部322aが形成されてよい。このとき、第1電極311の端部は第1接続部321aに接続され、第2電極312の端部は第2接続部322aに接続されてよい。
Further, the
絶縁体323は、絶縁材質を含んで第1缶321及び第2缶322の間の重畳部分を絶縁することができる。
The
また、絶縁体323は、貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部323aが形成されてよい。ここで、絶縁体323が熱または圧力を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される短絡誘導貫通部323aを介して、第1缶321及び第2缶322の間が短絡され得る。
Also, the
一方、本発明のまた他の実施形態による二次電池300において、一例として、第1缶321はスチール(Steel)を含んで形成され、第2缶322はアルミニウムを含んで形成されてよい。
Meanwhile, in the
さらに、他の例として、第1缶321はアルミニウムを含んで形成され、第2缶322はスチール(Steel)を含んで形成されてよい。
Further, as another example, the
一方、本発明のまた他の実施形態による二次電池300において、一例として、第1電極311は負極からなり、第2電極312は負極からなってよい。
Meanwhile, in the
さらに、他の例として、第1電極311は正極からなり、第2電極312は負極からなってよい。
Furthermore, as another example, the
<製造例1>
図14は、製造例1による二次電池で缶が受ける変位を示した図である。
<Production Example 1>
FIG. 14 is a diagram showing the displacement received by the can of the secondary battery according to Manufacturing Example 1. As shown in FIG.
電極組立体と、電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶、及び第1缶及び第2缶の間の重畳部分を絶縁する貫通ホール形状に形成される短絡誘導貫通部が形成された絶縁体で構成された二次電池を製造した。 A can having an electrode assembly and a housing portion for housing the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can having cylindrical openings facing each other; A secondary battery made of an insulator and having a short-circuit induction penetrating portion formed in the shape of a penetrating hole that insulates the overlapping portion between the first can and the second can was manufactured.
ここで、外側に位置される第1缶である外側缶はスチール(Steel)材質で形成され、内側に位置される第2缶である内側缶はアルミニウム材質で形成した。ここで、外側缶の厚さは0.1t(t=1mm)であり、内側缶の厚さは0.1tである。 Here, the outer can, which is the first can located outside, is made of steel, and the inner can, which is the second can located inside, is made of aluminum. Here, the thickness of the outer can is 0.1t (t=1 mm) and the thickness of the inner can is 0.1t.
そして、絶縁体はポリマーPP材質からなり、0.1t(t=1mm)の厚さで形成した。 The insulator is made of a polymer PP material and has a thickness of 0.1t (t=1mm).
内側缶の外径は50mmに形成した。 The outer diameter of the inner can was formed to be 50 mm.
<製造例2>
図15は、製造例2による二次電池で缶が受ける変位を示した図である。
<Production Example 2>
FIG. 15 is a diagram showing the displacement received by the can of the secondary battery according to Manufacturing Example 2. As shown in FIG.
電極組立体と、電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶、及び第1缶及び第2缶の間の重畳部分を絶縁する貫通ホール形状に形成される短絡誘導貫通部が形成された絶縁体で構成された二次電池を製造した。 A can having an electrode assembly and a housing portion for housing the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can having cylindrical openings facing each other; A secondary battery made of an insulator and having a short-circuit induction penetrating portion formed in the shape of a penetrating hole that insulates the overlapping portion between the first can and the second can was manufactured.
ここで、外側に位置される第1缶である外側缶はアルミニウム材質で形成され、内側に位置される第2缶である内側缶はスチール(Steel)材質で形成した。ここで、外側缶の厚さは0.1t(t=1mm)であり、内側缶の厚さは0.1tである。 Here, the outer can, which is the first can located outside, is made of aluminum, and the inner can, which is the second can located inside, is made of steel. Here, the thickness of the outer can is 0.1t (t=1 mm) and the thickness of the inner can is 0.1t.
そして、絶縁体はPP材質からなり、0.1t(t=1mm)の厚さで形成した。 The insulator is made of PP material and has a thickness of 0.1t (t=1mm).
内側缶の外径は50mmに形成した。 The outer diameter of the inner can was formed to be 50 mm.
<比較例1>
図16は、比較例1による二次電池で缶が受ける変位を示した図である。
<Comparative Example 1>
FIG. 16 is a diagram showing the displacement received by the can of the secondary battery according to Comparative Example 1. As shown in FIG.
電極組立体と、電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶、及び第1缶及び第2缶の間の重畳部分を絶縁する貫通ホール形状に形成される短絡誘導貫通部が形成されていない絶縁体で構成された二次電池を製造した。 A can having an electrode assembly and a housing portion for housing the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can having cylindrical openings facing each other; A secondary battery composed of an insulator without a short-circuit-inducing penetrating portion formed in the shape of a penetrating hole that insulates the overlapping portion between the first can and the second can was manufactured.
ここで、外側に位置される第1缶である外側缶はスチール(Steel)材質で形成され、内側に位置される第2缶である内側缶はアルミニウム材質で形成した。ここで、外側缶の厚さは0.1t(t=1mm)であり、内側缶の厚さは0.1tである。 Here, the outer can, which is the first can located outside, is made of steel, and the inner can, which is the second can located inside, is made of aluminum. Here, the thickness of the outer can is 0.1t (t=1 mm) and the thickness of the inner can is 0.1t.
そして、絶縁体はポリマーPP材質からなり、0.1t(t=1mm)の厚さで形成した。 The insulator is made of a polymer PP material and has a thickness of 0.1t (t=1mm).
内側缶の外径は50mmに形成した。 The outer diameter of the inner can was formed to be 50 mm.
<比較例2>
図17は、比較例2による二次電池で缶が受ける変位を示した図である。
<Comparative Example 2>
FIG. 17 is a diagram showing the displacement received by the can of the secondary battery according to Comparative Example 2. As shown in FIG.
電極組立体と、電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶、及び第1缶及び第2缶の間の重畳部分を絶縁する短絡誘導貫通部が形成されていない絶縁体で構成された二次電池を製造した。 A can having an electrode assembly and a housing portion for housing the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can having cylindrical openings facing each other; A secondary battery composed of an insulator without a short-circuit induction penetrating portion that insulates the overlapping portion between the first can and the second can was manufactured.
ここで、外側に位置される第1缶である外側缶はアルミニウム材質で形成され、内側に位置される第2缶である内側缶はスチール(Steel)材質で形成した。ここで、外側缶の厚さは0.1t(t=1mm)であり、内側缶の厚さは0.1tである。 Here, the outer can, which is the first can located outside, is made of aluminum, and the inner can, which is the second can located inside, is made of steel. Here, the thickness of the outer can is 0.1t (t=1 mm) and the thickness of the inner can is 0.1t.
そして、絶縁体はポリマーPP材質からなり、0.1t(t=1mm)の厚さで形成した。 The insulator is made of a polymer PP material and has a thickness of 0.1t (t=1mm).
内側缶の外径は50mmに形成した。 The outer diameter of the inner can was formed to be 50 mm.
<実験例>
缶に作用する内圧は1.5MPaであり、全て外側方向に作用し、上/下の面は同一の拘束条件を与えたとき、電池の内側から外側へ膨張する圧力による内側缶が受ける変位を示した。
<Experimental example>
The internal pressure acting on the can is 1.5 MPa, all of which act in the outward direction, and when the upper and lower surfaces are given the same constraint conditions, the displacement received by the inner can due to the pressure expanding from the inside to the outside of the battery is calculated. Indicated.
実験の結果、図14を参考にすると、製造例1であるアルミニウム(Al)材質の缶が内側にあるとき、0.30365mmの変形量が発生し、図15を参考にすると、製造例2であるスチール(Steel)材質の缶が内側にあるとき、0.08009mmの変形量が発生したことが分かる。すなわち、アルミニウム(Al)材質の缶が内側にあるとき、スチール(Steel)材質の缶よりも低い弾性係数によって、スチール(Steel)が内側にあるときよりもさらに多く膨張することが分かる。また、焼成変形まで起こるので、十分な変形がなされることを予想できる。同一の条件で膨張が大きいことは、同一の条件で短絡誘導貫通部の変形がさらに大きいことを意味する。短絡誘導貫通部の変形がさらに大きい場合、第1缶と第2缶の短絡がさらに容易に起こり得る。但し、スチール(Steel)材質の缶が内側にある場合、剛性が大きいスチール(Steel)物性によって、缶(Can)と缶(Can)同士に嵌め込む工程(圧入工程)が容易であり得る。
As a result of the experiment, referring to FIG. 14, a deformation amount of 0.30 3 65 mm occurs when the can made of aluminum (Al) of Manufacturing Example 1 is inside, and referring to FIG. 15, manufacturing example It can be seen that a deformation amount of 0.08009 mm occurred when the can made of steel (2) was inside. That is, when the can made of aluminum (Al) is inside, the elastic modulus is lower than that of the can made of steel, so it can be seen that the can expands more than when steel is inside. In addition, it can be expected that sufficient deformation will occur since firing deformation will occur. A larger expansion under the same conditions means that the deformation of the short-circuit induction penetration is larger under the same conditions. If the deformation of the short-circuit-inducing penetration is greater, short-circuiting between the first and second cans can occur more easily. However, when a can made of steel is inside, it may be easy to insert the cans (press-fitting process) into each other due to the physical properties of steel, which has a high rigidity.
また、図16を参考にすると、比較例1であるアルミニウム(Al)材質の缶が内側にあるとき、0.09127mmの変形量が発生し、図17を参考にすると、比較例2であるスチール(Steel)材質の缶が内側にあるとき、0.03965mmの変形量が発生したことが分かる。 In addition, referring to FIG. 16, when the aluminum (Al) can of Comparative Example 1 is inside, a deformation amount of 0.09127 mm occurs, and referring to FIG. 17, the steel of Comparative Example 2 It can be seen that a deformation amount of 0.03965 mm occurred when the can made of (Steel) material was inside.
したがって、図14から図17に示すように、貫通ホール形状に形成される短絡誘導貫通部が形成されていない絶縁体が外側缶及び内側缶の間に備えられた比較例1及び比較例2より、貫通ホール形状に形成される短絡誘導貫通部が形成された絶縁体が外側缶及び内側缶の間に備えられた製造例1及び製造例2で、さらに多くの膨張が缶で発生したことが分かる。 Therefore, as shown in FIGS. 14 to 17, compared to Comparative Examples 1 and 2, an insulator having no short-circuit induction through portion formed in the shape of a through hole was provided between the outer can and the inner can. Further, in the manufacturing examples 1 and 2, in which the insulator having the short-circuit induction through portion formed in the shape of a through-hole was provided between the outer can and the inner can, more expansion occurred in the can. I understand.
つまり、膨張が大きいことは同一の条件で絶縁体の変形がさらに大きいことを意味し、結局、短絡誘導貫通部の変形が大きく発生することにより、第1缶と第2缶の短絡が容易に起こり得ることが分かる。 In other words, a large expansion means that the deformation of the insulator is larger under the same conditions, and as a result, the deformation of the short-circuit induction through portion is greatly generated, so that the first can and the second can are easily short-circuited. I know it can happen.
以上、本発明を具体的な実施形態を介して詳しく説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明に係る二次電池はこれに限定されない。本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によって多様な実施が可能であると言える。 Although the present invention has been described in detail through specific embodiments, this is for the purpose of specifically describing the present invention, and the secondary battery according to the present invention is not limited thereto. It can be said that various implementations are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
また、発明の具体的な保護の範囲は、特許請求の範囲によって明確になるはずである。 Also, the specific protection scope of the invention should be clarified by the claims.
Claims (17)
前記電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶;及び
前記第1缶及び前記第2缶の間の重畳部分を絶縁する絶縁体;を含み、
前記第1缶は前記第1電極と電気的に接続され、前記第2缶は前記第2電極と電気的に接続され、
前記絶縁体には、貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部が形成され、
前記絶縁体が熱または圧力を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される前記短絡誘導貫通部を介して、前記第1缶及び前記第2缶の間が短絡され、
前記第1缶及び前記第2缶は円筒状に形成され、
前記第1缶の内周面は前記第2缶の外周面よりも大きく形成され、前記第2缶が前記第1缶に挿入される二次電池。 an electrode assembly in which a first electrode, a separation membrane, and a second electrode are alternately laminated and wound;
A can having an accommodating portion for accommodating the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can formed in a cylindrical shape with openings facing each other; and the first can. and an insulator insulating the overlapping portion between the second can;
the first can is electrically connected to the first electrode and the second can is electrically connected to the second electrode;
the insulator is formed with a through hole or a short-circuit induction through portion formed in the shape of a cut line;
A short circuit is formed between the first can and the second can via the short-circuit induction through portion, the shape of which is deformed by the insulator contracting or expanding under heat or pressure ,
The first can and the second can are cylindrically formed,
A secondary battery in which the inner peripheral surface of the first can is larger than the outer peripheral surface of the second can, and the second can is inserted into the first can .
前記電極組立体を内部に収容する収容部が形成された缶であって、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第1缶及び第2缶を含む缶;及び A can having an accommodating portion for accommodating the electrode assembly therein, the can including a first can and a second can formed in a cylindrical shape with openings facing each other; and
前記第1缶及び前記第2缶の間の重畳部分を絶縁する絶縁体;を含み、 an insulator that insulates an overlapping portion between the first can and the second can;
前記第1缶は前記第1電極と電気的に接続され、前記第2缶は前記第2電極と電気的に接続され、 the first can is electrically connected to the first electrode and the second can is electrically connected to the second electrode;
前記絶縁体には、貫通ホールまたは切り取り線状に形成される短絡誘導貫通部が形成され、 the insulator is formed with a through hole or a short-circuit induction through portion formed in the shape of a cut line;
前記絶縁体が熱または圧力を受けて収縮または膨張することにより形態が変形される前記短絡誘導貫通部を介して、前記第1缶及び前記第2缶の間が短絡され、 A short circuit is formed between the first can and the second can via the short-circuit induction through portion, the shape of which is deformed by the insulator contracting or expanding under heat or pressure,
前記第1缶及び前記第2缶は、四角筒状に形成され、 The first can and the second can are formed in a square tubular shape,
前記第1缶の内側幅は前記第2缶の外側幅よりも大きく形成され、前記第2缶が前記第1缶に挿入される二次電池。 The secondary battery, wherein the inner width of the first can is larger than the outer width of the second can, and the second can is inserted into the first can.
前記第2缶は、他側部に他側方向に開口された第2開口部が形成され、一側部に一側方向に閉鎖された第2接続部が形成され、
前記第1電極の端部は前記第1接続部に接続され、前記第2電極の端部は前記第2接続部に接続される、請求項1から10のいずれか一項に記載の二次電池。 The first can is formed with a first opening that is open in one side on one side and a first connection that is closed in the other side on the other side,
The second can is formed with a second opening opening in the other side direction on the other side, and a second connection part closed in the one side direction is formed on the one side,
11. The secondary according to any one of claims 1 to 10, wherein an end of said first electrode is connected to said first connection and an end of said second electrode is connected to said second connection. battery.
前記第2缶は、アルミニウムを含んで形成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の二次電池。 the first can includes steel,
The secondary battery according to any one of claims 1 to 13, wherein said second can is formed containing aluminum.
前記第2缶は、スチール(Steel)を含んで形成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の二次電池。 The first can is formed containing aluminum,
The secondary battery according to any one of claims 1 to 13, wherein the second can comprises steel.
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