KR100530156B1

KR100530156B1 - Pouch type lithium secondary battery

Info

Publication number: KR100530156B1
Application number: KR10-2003-0072342A
Authority: KR
Inventors: 김중헌
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-11-21
Also published as: KR20050036630A

Abstract

파우치형 리튬 이차전지가 개시된다. A pouch-type lithium secondary battery is disclosed.

본 발명은, 파우치형 리튬 이차 전지에 있어서, 코어 팩 전지를 형성하기 위해 베어 셀 전지의 전극 리드에 결합되는 보호회로 구조체에 삽입 홈이 형성되고, 전극 리드가 삽입 홈에 끼워지는 형태로 결합됨을 특징으로 한다. In the present invention, in the pouch-type lithium secondary battery, the insertion groove is formed in the protective circuit structure coupled to the electrode lead of the bare cell battery to form a core pack battery, the electrode lead is coupled in the form of being inserted into the insertion groove. It features.

따라서, 전극 리드와 보호회로의 접속부가 차지하는 공간의 두께를 줄여 전지 전체를 두께를 줄일 수 있고, 전극 리드와 보호회로의 결합을 용이하고 신뢰성 있게 할 수 있으며, 공정 작업성을 높여 공정 효율 향상에 기여할 수 있다. Therefore, the overall thickness of the battery can be reduced by reducing the thickness of the space occupied by the connection portion between the electrode lead and the protection circuit, and the coupling between the electrode lead and the protection circuit can be easily and reliably improved, and the process workability is increased to improve process efficiency. Can contribute.

Description

Pouch type lithium secondary battery

본 발명은 리튬 이온을 이용하는 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양극과 음극 및 분리막을 포함하는 전극 구조체가 파우치(pouch)에 수용되는 형태를 가지는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery using lithium ions, and more particularly, to a pouch-type lithium secondary battery having a form in which an electrode structure including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is accommodated in a pouch.

리튬 이차전지는 리튬과 수분의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 이 전해질은 리튬염을 함유하는 고체 폴리머이거나, 리튬염이 유기 용매에서 해리된 액상일 수 있다. 리튬 이차전지를 전해질 종류에 따라 구분해 보면, 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온전지, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. Lithium secondary batteries use nonaqueous electrolytes because of their reactivity with lithium. This electrolyte may be a solid polymer containing lithium salts, or may be a liquid phase in which lithium salts dissociate in an organic solvent. When the lithium secondary battery is classified according to the type of electrolyte, the lithium secondary battery may be classified into a lithium metal battery using a liquid electrolyte, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte.

리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 없거나, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교할 때 보다 간이한 형태로 방지될 수 있다. 가령, 리튬 이온 폴리머 전지는 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔(can) 대신 사용할 수 있다. In the case of a lithium ion polymer battery, there is no problem of leakage of an organic electrolyte, or can be prevented in a simpler form compared to a lithium ion battery using a liquid electrolyte. For example, a lithium ion polymer battery may use a pouch in place of a metal can of a lithium ion battery.

파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다. Using a pouch can significantly reduce the weight of the battery than using a metal can.

도1은 파우치형 리튬 이차 전지의 일 예에서 파우치가 밀봉되기 전의 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a state before a pouch is sealed in an example of a pouch-type lithium secondary battery.

도1을 참조하여 파우치형 리튬 이차 전지의 일반적 형성 방법을 살펴보면, 우선, 전극 조립체가 수용될 홈이 형성되는 파우치의 하부(20)와 홈을 덮게되는 파우치 상부(10)를 형성한다. 홈(21)은 프레스(press) 가공 등을 통해 형성된다. Referring to FIG. 1, a general method of forming a pouch-type lithium secondary battery is first formed by forming a lower portion 20 of a pouch in which a groove for receiving an electrode assembly is formed and an upper portion of a pouch 10 covering a groove. The groove 21 is formed through a press working or the like.

통상의 전극 조립체(30)는 양극(31), 세퍼레이터(33), 음극(35)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 전극면에는 세퍼레이터가 덧붙여진다. 젤리 롤은 파우치의 하부 홈(21)에 놓여지고 가장자리부를 밀착시킨 상태에서 가열 가압하여 파우치 밀봉을 실시한다. The ordinary electrode assembly 30 is wound into a multi-layer film laminated in the order of the anode 31, the separator 33, and the cathode 35 in a spiral shape to form a jelly roll. When winding up the jelly roll, a separator is added to the electrode surface exposed to the outside of the roll to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. The jelly roll is placed in the lower groove 21 of the pouch and heated and pressurized in a state in which the edge portion is in close contact with the pouch to seal the pouch.

전극 조립체(30)의 양극(31)과 음극(35)을 파우치 외부와 전기적으로 연결하기 위해 양극(31) 및 음극(35)의 일 측에는 전극 탭 혹은 전극 리드(37,38)가 형성된다. 이들 전극 리드(37,38)는 젤리 롤이 권취되는 방향과 수직 방향으로 젤리 롤에서 돌출되도록 형성되고, 파우치막의 밀봉되는 한 변을 통해 파우치를 통과하여 인출된다. In order to electrically connect the positive electrode 31 and the negative electrode 35 of the electrode assembly 30 to the outside of the pouch, electrode tabs or electrode leads 37 and 38 are formed at one side of the positive electrode 31 and the negative electrode 35. These electrode leads 37 and 38 are formed to protrude from the jelly roll in a direction perpendicular to the direction in which the jelly roll is wound, and are drawn out through the pouch through a sealed side of the pouch film.

파우치막에서 중간층 금속 포일(13)은 통상 알미늄으로 형성된다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머막(11)은 전해질로부터 금속 포일을 보호함과 아울러, 양극과 음극, 그리고 전극 리드들 사이의 단락(短絡)을 방지한다. In the pouch film, the interlayer metal foil 13 is usually formed of aluminum. The polymer film 11 forming the inner layer of the pouch film protects the metal foil from the electrolyte and prevents short circuit between the positive electrode, the negative electrode, and the electrode leads.

파우치 밀봉이 이루어져 형성된 베어 셀(bare cell)에 도시되지 않은 보호 회로 기판(PCM:protecting circuit moudule)이나 PTC(positive temperature coefficient)같은 부속품 혹은 구조체가 부착되어 코어 팩(core pack)이 형성된다. A core pack is formed by attaching an accessory or structure, such as a protective circuit module (PCM) or a positive temperature coefficient (PTC), to a bare cell formed by pouch sealing.

그리고, 코어 팩을 하드 케이스에 내장하여 결합시키면 완성된 하드 팩 전지가 형성된다. 하드 케이스는 내측에 별도의 회로나 도체부 없이 폴리프로필렌 수지 등을 이용하여 형성할 수 있으나, 전지가 사용되는 기기의 특성에 따라 하드 케이스 내부에 별도의 부속 회로나 다른 도체부를 가지는 경우가 있다. Then, the core pack is built into the hard case and combined to form a completed hard pack battery. The hard case may be formed using a polypropylene resin or the like without a separate circuit or conductor part inside, but there may be a separate accessory circuit or another conductor part inside the hard case depending on the characteristics of the device in which the battery is used.

도2a 및 도2b는 종래의 예에 따라 형성된 코어 셀 전지 가운데 전극 리드 및 보호 회로 기판의 결합 상태를 나타내는 측면도들이다. 2A and 2B are side views illustrating a coupling state of an electrode lead and a protection circuit board in a core cell battery formed according to a conventional example.

리튬 이차전지 가운데 박형 전지가 요구되는 경우가 많은데 전지 전체의 두께가 수 mm 정도로 요구되는 경우도 있다. 통상의 기판 두께는 전지 자체 두께에 비해 얇게 형성되나 전극 리드와 접속되는 구조에 의해 전극 리드와 보호회로 기판의 접속부가 전극 조립체가 내장된 파우치의 두께보다 더 두껍게 될 수 있다. Thin lithium batteries are often required among lithium secondary batteries, but the overall thickness of the batteries may be several millimeters. Although the substrate thickness is generally thinner than the thickness of the battery itself, the connection portion of the electrode lead and the protection circuit board may be thicker than the thickness of the pouch in which the electrode assembly is embedded due to the structure connected to the electrode lead.

도2a를 참조하면, 전극 리드(130)가 한번 접혀 두께가 두번 계상되어야 하는 점, 전극 리드(130)와 보호회로 기판(140)의 용접부(142) 두께, 보호회로 기판(140) 중 용접되지 않는 상면과 전극 리드(130)의 단락을 방지하기 위한 테이프(144) 등이 접속부의 두께를 더욱 증가시키는 요인이 된다.Referring to FIG. 2A, the electrode lead 130 should be folded once and the thickness of the electrode lead 130 should be two times, the thickness of the weld 142 of the electrode lead 130 and the protective circuit board 140, or the welding of the protective circuit board 140. The tape 144 or the like for preventing the short circuit between the upper surface and the electrode lead 130 may further increase the thickness of the connection portion.

도2b를 참조하면, 전극 리드(130)가 두번 접혀 두께가 세번 계상되어야 하는 점, 리드(130)의 접힌 부분 사이의 적당한 틈이 요청되는 점, 전극 리드(130)와 보호회로 기판(140) 사이의 용접부(142)의 두께가 접속부의 두께를 증가시키는 요인이 된다. Referring to FIG. 2B, the electrode lead 130 should be folded twice and the thickness should be counted three times, the appropriate gap between the folded portions of the lead 130 being requested, the electrode lead 130 and the protective circuit board 140. The thickness of the welding part 142 in between becomes a factor which increases the thickness of a connection part.

이들 경우, 하드 케이스 상태의 전지의 두께가 더 두꺼워지지 않기 위해서는 보호회로 기판(140)이 더 얇아져야 한다. 따라서 기판 제작상의 제약점으로 작용하고 기판의 제작 원가를 높일 수 있다는 문제가 발생된다. In these cases, the protective circuit board 140 must be thinner in order not to increase the thickness of the battery in the hard case state. Therefore, there is a problem that can act as a constraint on the manufacturing of the substrate and increase the manufacturing cost of the substrate.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파우치형 리튬 이차전지를 형성함에 있어서, 전극 리드와 보호회로의 접속부가 차지하는 공간의 두께를 줄여 전지 전체를 두께를 줄일 수 있는 파우치형 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems of the prior art, in forming a pouch-type lithium secondary battery, pouch-type lithium that can reduce the thickness of the entire battery by reducing the thickness of the space occupied by the connection portion of the electrode lead and the protection circuit It is an object to provide a secondary battery.

또한, 본 발명은 코어 팩 전지를 형성함에 있어서 파우치에서 인출되는 전극 리드와 보호회로의 결합을 용이하게 할 수 있는 구조를 가지는 파우치형 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a pouch-type lithium secondary battery having a structure that can facilitate the coupling of the electrode lead and the protection circuit drawn out from the pouch in forming the core pack battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 리튬 이차전지는, 양극, 세퍼레이터, 음극을 구비하는 전극 조립체와 상기 전극 조립체가 내장되는 파우치를 포함하는 베어 셀 전지와 보호회로 구조체를 가지는 파우치형 이차 전지에 있어서, 코어 팩 전지를 형성하기 위해 베어 셀 전지의 전극 리드에 결합되는 보호회로 구조체에 삽입 홈이 형성되고, 전극 리드가 삽입 홈에 끼워지는 형태로 결합됨을 특징으로 한다. Pouch type lithium secondary battery of the present invention for achieving the above object, a pouch type secondary battery having a bare cell battery and a protection circuit structure including an electrode assembly having a positive electrode, a separator, a negative electrode and a pouch in which the electrode assembly is built An insertion groove is formed in the protective circuit structure coupled to the electrode lead of the bare cell battery to form the core pack battery, and the electrode lead is coupled in the form of being inserted into the insertion groove.

본 발명에서 삽입 홈에는 보호회로 구조체의 전극 단자가 형성되어 전극 리드가 삽입 홈에 끼워지는 즉시 전극 리드와 보호회로 구조체 사이의 전기 접속이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 삽입 홈 내면에는 전극 단자를 형성하는 금속 도전판이 판스프링 형태로 설치되고, 전극 리드를 삽입하면 전극 리드가 금속 도전판과 홈의 대향 벽면 혹은 두 개의 대향하는 판스프링 형태의 금속 도전판에 끼워져 마찰에 의해 고정되도록 하는 것이 전극 리드와 보호회로 구조체의 결합을 용이하게 할 수 있으므로 바람직하다.In the present invention, it is preferable that an electrode terminal of the protective circuit structure is formed in the insertion groove so that an electrical connection is made between the electrode lead and the protection circuit structure as soon as the electrode lead is inserted into the insertion groove. In this case, a metal conductive plate forming an electrode terminal is installed in the inner surface of the insertion groove, and when the electrode lead is inserted, the electrode lead is formed on the opposite wall surface of the metal conductive plate and the groove, or on the two opposite plate spring metal conductive plates. It is preferable to be fitted and fixed by friction because it can facilitate the coupling of the electrode lead and the protective circuit structure.

본 발명에서 전극 리드와 보호회로 구조체의 결합의 신뢰성을 높이기 위해 전극 리드가 보호회로 구조체에 형성된 홈에 삽입된 다음 홈 입구 혹은 출구 같은 주변부에서 용접이 이루어지는 경우도 고려할 수 있다. In the present invention, in order to increase the reliability of the coupling between the electrode lead and the protective circuit structure, the case where the electrode lead is inserted into the groove formed in the protective circuit structure and then welded at the peripheral portion such as the groove inlet or outlet may be considered.

본 발명에서 보호회로 구조체에 형성되는 홈은 전극 리드가 보호회로 구조체를 관통하도록 형성될 수도 있다. 이 경우 용접은 홈의 입구 혹은 출구에서 모두 이루어질 수 있다. In the present invention, the groove formed in the protective circuit structure may be formed such that the electrode lead penetrates the protective circuit structure. In this case, welding may be performed at both the inlet and the outlet of the groove.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 리튬 이차 전지를 형성하는 과정 중 베어 셀에 보호회로 기판이 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도3b는 도3a에 도시된 전지를 AA 선에서 수직하게 절단한 경우의 전극 리드와 보호회로의 접속부를 나타내는 개략적 단면도이다. 3A is a perspective view schematically illustrating a state in which a protective circuit board is coupled to a bare cell during a process of forming a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a vertical view of the battery shown in FIG. 3A at an AA line. It is schematic sectional drawing which shows the connection part of an electrode lead and a protection circuit in the case of cut | disconnecting easily.

도3a의 상태를 형성하는 방법의 일 예를 살펴보면, 먼저 대개 일체로 형성되는 직방형 파우치막을 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간을 접철하여 파우치의 상부, 하부를 이룬다. 하부에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극 조립체가 수용될 수 있는 홈이 형성된다. 이때, 파우치막은 통상 알미늄 재질의 금속 포일 상하에 폴리 프로필렌 수지 등의 폴리머막을 코팅하여 이루어진 다층구조를 가진다. Looking at an example of a method of forming the state of Figure 3a, first of the rectangular pouch film is usually formed integrally with the middle of the side of the side of the pouch to form a top, bottom of the pouch. The lower portion is provided with a groove in which the electrode assembly can be accommodated by pressing. At this time, the pouch film usually has a multilayer structure formed by coating a polymer film such as polypropylene resin on and under an aluminum metal foil.

통상의 전극 조립체는 양극, 세퍼레이터, 음극의 순서로 적층된 다층막을 와형으로 권취하여 젤리 롤(Jelly Roll) 형태로 형성한다. 젤리 롤을 권취 형성할 때 양극과 음극의 단락을 막기 위해 롤(roll)의 외부로 드러나는 전극면에는 세퍼레이터가 덧붙여진다. In a typical electrode assembly, a multilayer film stacked in the order of an anode, a separator, and a cathode is wound in a spiral shape to form a jelly roll. When winding up the jelly roll, a separator is added to the electrode surface exposed to the outside of the roll to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.

이때, 양극은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체의 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 코팅하는 방법으로 형성할 수 있다. 양극에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 리드가 전기적으로 연결되어 있다. In this case, the positive electrode may be formed by coating a positive electrode active material layer containing lithium-based oxide as a main component on both surfaces of a positive electrode current collector made of a thin metal plate, such as aluminum foil, having excellent conductivity. The positive electrode lead is electrically connected to a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed in the positive electrode.

음극은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 코팅하여 형성할 수 있다. 코팅은 도전체, 바인더, 기타 함유물이 섞인 페이스트 상태의 활물질을 집전체에 얇게 씌우는 방식으로 이루어질 수 있다. 음극에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 리드가 접속된다. The negative electrode may be formed by coating a negative electrode active material layer containing a carbon material on both surfaces of a negative electrode current collector made of a conductive metal thin plate, such as a copper foil. The coating may be made by thinly coating the current collector with a paste active material mixed with a conductor, a binder, and other contents. The negative electrode lead is connected to the area | region of the negative electrode collector in which the negative electrode active material layer was not formed also in the negative electrode.

권취된 젤리 롤(Jelly Roll) 상태의 전극 조립체에서 양극 리드 및 음극 리드는 일정한 간격을 두고 나란하게 배치되며, 젤리 롤이 권취되는 방향과 수직 방향으로 젤리 롤에서 돌출되고, 밀봉된 파우치(200)의 한 변을 통해 파우치(200)를 통과하여 인출된다. In the electrode assembly in the rolled jelly roll state, the anode lead and the cathode lead are arranged side by side at regular intervals, protrude from the jelly roll in a direction perpendicular to the direction in which the jelly roll is wound, and the sealed pouch 200. Passed through the pouch 200 through one side of the.

전극 탭들은 일반적으로 금속, 대개는 알루미늄, 구리 또는 니켈의 리드 형태를 취한다. 이들은 인식할 수 있을 정도의 전압 강하 없이 전류의 통로가 될 만큼 충분한 두께 및 치수를 가져야 한다. The electrode tabs generally take the form of leads of metal, usually aluminum, copper or nickel. They should have sufficient thickness and dimensions to be the passage of current without a noticeable voltage drop.

통상 파우치형을 채택하는 리튬 이온 폴리머 전지는 세퍼레이터와 전해질이 일체를 이루는데, 고분자 고체 전해질은 유기 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형과 겔(Gel)형으로 형성될 수 있다. In general, a lithium ion polymer battery adopting a pouch type forms a separator and an electrolyte, and the polymer solid electrolyte may be formed in a completely solid type and a gel type containing no organic electrolyte.

파우치(200) 밀봉 과정에서 파우치 내면의 폴리머막과 전극 리드(230)를 이루는 금속 사이의 접착을 강화하기 위해 폴리머막 표면에 특정 성분을 함유시키거나, 밀봉전 이들 성분을 가진 별도의 테이프(미도시)를 전극 리드(230)가 파우치와 접착되는 부분에 부착시킬 수도 있다. 이때 테이프는 파우치(200)의 금속 포일과 전극 리드(230)들 사이의 단락을 방지하는 역할도 하게 된다. In the sealing process of the pouch 200, in order to enhance adhesion between the polymer film on the inner surface of the pouch and the metal constituting the electrode lead 230, a specific tape is contained on the surface of the polymer film, or a separate tape having these ingredients before sealing C) may be attached to a portion where the electrode lead 230 is attached to the pouch. In this case, the tape also serves to prevent a short circuit between the metal foil of the pouch 200 and the electrode leads 230.

한편 다른 실시예에서, 양극 및 음극과, 양극 및 음극 리드는 극성을 달리하여 배치될 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, the positive electrode and the negative electrode and the positive electrode and the negative electrode lead may be arranged with different polarities.

전극 조립체가 놓인 파우치막 하부 홈 주위의 가장자리부와 이에 대응되는 파우치막 상부의 가장자리가 밀착된 상태에서 밀착된 부분을 가열 가압하면 내부 폴리머막이 융착하면서 파우치(200) 밀봉이 이루어져 베어 셀이 형성된다.When the edge portion around the lower groove of the pouch membrane where the electrode assembly is placed and the edge of the upper portion of the pouch membrane are in close contact with each other are heated and pressurized, the pouch 200 is sealed while the inner polymer layer is fused to form a bare cell. .

베어 셀 전지의 전극 리드(230)는 이후 완성된 하드 팩 전지 상태에서 노출되는 음극 및 양극 단자에 연결된다. 그러나, 그 전에 전지의 과열, 과압, 과방전으로부터의 안전성과 신뢰성을 확보하고 이상 동작을 방지하기 위해 PTC 소자나 보호회로 같은 전지 부속과 연결되어야 한다. The electrode lead 230 of the bare cell battery is then connected to the negative electrode and the positive electrode terminal exposed in the completed hard pack battery state. However, in order to ensure safety and reliability from overheating, overpressure, and overdischarging of the battery and to prevent abnormal operation, it must be connected with a battery element such as a PTC element or a protection circuit.

보호회로는 단품 부속의 형태로 제작될 수도 있으나 통상 다른 부속과 함께 조합되어 보호회로 기판(240) 형태로 제작된다. 보호회로 기판(240)은 도시된 바와 같이 파우치(200)의 전극 리드(230)가 삽입 홈(246)을 통해 삽입됨으로써 접속되도록 설치된다. 전지는 통상 그 전기 용량에 비해 작은 무게와 크기를 가지는 것이 요청되므로 도시된 본 발명에 따른 보호회로 기판(240)의 설치도 전지의 크기를 줄이도록 고려된 것이다. The protection circuit may be manufactured in the form of a single part, but is usually manufactured in the form of a protection circuit board 240 by being combined with other parts. The protection circuit board 240 is installed to be connected by inserting the electrode lead 230 of the pouch 200 through the insertion groove 246 as shown. Since the battery is usually required to have a small weight and size compared to its capacitance, the installation of the protective circuit board 240 according to the present invention is also considered to reduce the size of the battery.

도3b를 참조하면, 본 실시예에서는 삽입 홈(241)의 두 대향하는 내면에는 금속 도전판(243)이 판스프링 형태로 설치되어 있다. 따라서, 전극 리드(230)를 홈 속으로 압력을 주어 삽입하면 전극 리드(230)가 두 개의 대향하는 판스프링 형태의 금속 도전판(243)에 끼워지고 금속 도전판(243)과 전극 리드(230) 사이의 마찰에 의해 고정된다. 이때, 금속 도전판(243)이 보호회로 기판(240)에서 전극 리드(230)와 전기 접속된 전극 단자가 되도록 보호회로 기판(240)을 형성한다면 삽입 홈(241)에 전극 리드(230)가 끼워지는 즉시 용이하게 전극 리드(230)와 보호회로 기판(240) 사이의 전기 접속이 이루어질 수 있으므로 바람직하다. Referring to FIG. 3B, in this embodiment, the metal conductive plates 243 are provided in the form of a leaf spring on two opposing inner surfaces of the insertion groove 241. Therefore, when the electrode lead 230 is inserted into the groove under pressure, the electrode lead 230 is inserted into the metal conductive plate 243 in the form of two opposing plate springs, and the metal conductive plate 243 and the electrode lead 230 are inserted. ) Is fixed by friction between them. At this time, if the protective circuit board 240 is formed such that the metal conductive plate 243 is an electrode terminal electrically connected to the electrode lead 230 in the protective circuit board 240, the electrode lead 230 is inserted into the insertion groove 241. The electrical connection between the electrode lead 230 and the protective circuit board 240 can be easily made as soon as it is fitted.

도시되지 않으나 본 발명에서 전극 리드와 보호회로 구조체의 결합의 신뢰성을 높이기 위해 전극 리드가 보호회로 구조체에 형성된 홈에 삽입된 다음 홈 주위의 부분에서 용접이 이루어지는 경우도 고려할 수 있다. Although not shown, in the present invention, in order to increase the reliability of the coupling between the electrode lead and the protective circuit structure, the case where the electrode lead is inserted into the groove formed in the protective circuit structure and then welding is performed at the portion around the groove may be considered.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 리튬 이차 전지를 형성하는 과정 중 베어 셀에 보호회로 기판이 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view schematically illustrating a state in which a protective circuit board is coupled to a bare cell during a process of forming a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도4를 참조하면, 본 실시예에서 보호회로 기판(340)에 형성되는 삽입 홈(346)은 전극 리드(330)가 보호회로 기판(340)을 관통하도록 형성되었다. 본 실시예에서는 파우치(300)에 전극 조립체를 수용할 홈을 별도로 형성하지 않아 상하의 구분이 없으므로 전극 리드(330)를 구부려 보호회로 기판(340')을 파우치의 홈이 형성되는 준위에 위치하도록 할 필요가 없게 된다. 이 경우 보호회로 기판(340')과 전극 리드(330) 사이를 고정시키는 용접을 할 경우, 용접은 삽입 홈(346)의 입구 혹은 출구에서 선택적으로 혹은 함께 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 4, in the present embodiment, the insertion groove 346 formed in the protective circuit board 340 is formed such that the electrode lead 330 penetrates the protective circuit board 340. In this embodiment, the groove 300 for accommodating the electrode assembly is not separately formed in the pouch 300, so there is no distinction between the upper and lower sides. Therefore, the electrode lead 330 is bent to position the protective circuit board 340 ′ at the level where the groove of the pouch is formed. There is no need. In this case, when welding to fix between the protective circuit board 340 ′ and the electrode lead 330, the welding may be performed selectively or together at the inlet or the outlet of the insertion groove 346.

본 발명에 따르면, 전극 리드와 보호회로의 접속부가 차지하는 공간의 두께를 줄여 전지 전체를 두께를 줄일 수 있고, 코어 팩 전지를 형성함에 있어서 파우치에서 인출되는 전극 리드와 보호회로의 결합을 용이하고 신뢰성 있게 할 수 있으며, 코어 팩 전지 제조 공정에서 작업성을 높여 공정 효율 향상에 기여할 수 있다. According to the present invention, the overall thickness of the battery can be reduced by reducing the thickness of the space occupied by the connection portion between the electrode lead and the protection circuit, and in forming the core pack battery, it is easy and reliable to combine the electrode lead and the protection circuit withdrawn from the pouch. It is possible to increase the workability in the core pack battery manufacturing process and contribute to the improvement of the process efficiency.

도1은 파우치형 리튬 이차 전지의 일 예에서 파우치가 밀봉되기 전의 상태를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a state before a pouch is sealed in an example of a pouch-type lithium secondary battery;

도2a 및 도2b는 종래의 예에 따라 형성된 코어 셀 전지 가운데 전극 리드 및 보호 회로 기판의 결합 상태를 나타내는 측면도들, 2A and 2B are side views showing a coupling state of an electrode lead and a protection circuit board among core cell batteries formed according to a conventional example;

도3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 리튬 이차 전지를 형성하는 과정 중 베어 셀에 보호회로 기판이 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도, 3A is a perspective view schematically showing a state in which a protective circuit board is coupled to a bare cell during a process of forming a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention;

도3b는 도3a에 도시된 전지를 AA 선에서 수직하게 절단한 경우의 전극 리드와 보호회로의 접속부를 나타내는 개략적 단면도이며, FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a connection portion between an electrode lead and a protection circuit when the battery shown in FIG. 3A is vertically cut at line AA. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 파우치 상부 11: 폴리머막10: upper pouch 11: polymer film

13: 금속 포일 20: 파우치 하부13: metal foil 20: lower pouch

21: 홈 23: 가장자리부21: groove 23: edge portion

30: 전극 조립체 31: 양극30 electrode assembly 31 anode

33: 세퍼레이터 35: 음극33: separator 35: negative electrode

37: 음극 리드 38: 양극 리드37: cathode lead 38: anode lead

39: 테이프 100,200,300: 파우치39: tape 100,200,300: pouch

130,230,330: 전극 리드 140,240,340': 보호회로 기판130,230,330: electrode lead 140,240,340 ': protective circuit board

142: 용접부 144: 테이프142: weld 144: tape

241,246,346: 삽입 홈 243: 금속 도전판241,246,346: Insertion groove 243: Metal conductive plate

Claims

In the pouch type lithium secondary battery having a bare cell battery and a protective circuit structure comprising an electrode assembly having a positive electrode, a separator, a negative electrode and a pouch in which the electrode assembly is embedded,

Insertion grooves are formed in the protective circuit structure connected to the electrode leads of the bare cell battery to form a core pack battery,

Pouch-type lithium secondary battery, characterized in that the electrode lead is coupled in the form of being fitted into the insertion groove.

The method of claim 1,

An electrode terminal of the protective circuit structure is formed in the insertion groove to form an electrical connection between the electrode lead and the protective circuit structure, characterized in that the pouch-type lithium secondary battery.

The method of claim 1,

Pouch-type lithium secondary battery, characterized in that the metal conductive plate is installed in the form of a leaf spring on at least one of the inner surface of the insertion groove is fixed to the electrode lead by friction with the metal conductive plate.

The method of claim 1,

And the electrode lead and the protective circuit structure are welded around the insertion groove.

The method of claim 1,

The insertion groove is a pouch type lithium secondary battery, characterized in that the electrode lead is formed so as to pass through.