KR100551395B1 - Method of fabricating pouch type lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

리튬 이차전지 제조 방법이 개시된다. Disclosed is a method for manufacturing a lithium secondary battery.

본 발명은 홈이 형성되는 파우치형 베어 셀 전지를 형성하는 단계, 베어 셀 전지에서 전극 탭이 형성된 변과 이어지는 양 측 두변의 가장자리 영역을 홈이 형성된 방향과 반대 방향으로 절곡하는 단계, 베어 셀 전지에 보호회로 구조체를 부착하여 코어 팩 전지를 형성하는 단계, 코어 팩 전지를 하드 케이스 내에 장착하여 하드 팩 전지를 형성하는 단계를 구비하여 이루어진다. The present invention provides a method of forming a pouch-type bare cell battery in which grooves are formed, and bending edge regions of both sides of the electrode tab and subsequent side edges of the bare cell battery in a direction opposite to the direction in which the grooves are formed. Attaching a protective circuit structure to the core pack battery, and mounting the core pack battery in a hard case to form a hard pack battery.

따라서, 파우치형 리튬 이차전지에서 금속 포일이 노출된 파우치 단부가 코어 팩을 이루는 보호회로 구조체, 하드 케이스 내부에 장착된 부속 회로 가운데의 도전체 등을 통해 음극 탭과 단락되어 파우치의 금속 포일이 부식되는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, in the pouch type lithium secondary battery, the end of the pouch exposed metal foil is shorted with the negative electrode tab through the protective circuit structure forming the core pack, the conductor in the center of the accessory circuit mounted inside the hard case, and the metal foil of the pouch is corroded. The phenomenon can be prevented.

Description

파우치형 리튬 이차 전지 제조 방법 {Method of fabricating pouch type lithium secondary battery}Manufacturing method of pouch type lithium secondary battery {Method of fabricating pouch type lithium secondary battery}

도1은 종래의 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 conventional pouch type lithium secondary battery;

도2는 종래의 베어 셀 상태에서 전극 탭이 인출되지 않는, 마주보는 두 변의 가장자리를 접은 상태를 나타내는 사시도,FIG. 2 is a perspective view showing a folded state of two opposite sides where electrode tabs are not drawn out in a conventional bare cell state; FIG.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 리튬 이차 전지를 형성하는 과정 중 베어 셀에 보호회로 기판이 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도, 3 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;

도4는 본 발명에 따라 형성된 하드 팩 상태의 전지를 전극 조립체의 전극 리드가 인출되는 방향과 수직으로 절단하여 본 개략적 단면도이다. 4 is a schematic cross-sectional view of a battery in a hard pack state formed according to the present invention cut perpendicularly to the direction in which the electrode leads of the electrode assembly are drawn out.

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

10: 파우치 상부 11: 파우치막 10: upper pouch 11: pouch membrane

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

21: 홈 23,43: 가장자리부21: groove 23,43: edge portion

30: 전극 조립체 100: 파우치30 electrode assembly 100 pouch

31: 양극 33: 세퍼레이터31: anode 33: separator

35: 음극 37: 음극 탭35: negative electrode 37: negative electrode tab

38: 양극 탭 39: 테이트38: positive electrode tab 39: tate

51: 보호회로 기판 60: 하드 케이스51: protection circuit board 60: hard case

63: 부속 회로 65: 양면 테이프63: accessory circuit 65: double-sided tape

본 발명은 리튬 이온을 이용하는 리튬 이차 전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양극과 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 구조체가 파우치(pouch)에 수용되는 형태를 가지는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a lithium secondary battery using lithium ions, and more particularly, a method of manufacturing 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. It is about.

리튬 이차 전지는 리튬과 수분의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 이 전해질은 리튬염을 함유하는 고체 폴리머이거나, 리튬염이 유기 용매에서 해리된 액상일 수 있다. 리튬 이차 전지를 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.

완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 없고, 유기 전해액을 함유하는 겔형 리튬 이온 폴리머전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 발생될 수 있다. 그러나, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교할 때 리튬 이온 폴리머 전지의 경우 전해액의 누출 문제는 보다 간이한 형태로 방지될 수 있다. 가령, 리튬 이온 폴리머 전지는 금속 포일과 이 포일을 덮는 하나 이상의 폴리머 막으로 구성된 다층막 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔(can) 대신 사용할 수 있다. In the case of a fully solid lithium ion polymer battery, there is no problem of leakage of the organic electrolyte, and in the case of a gel type lithium ion polymer battery containing the organic electrolyte, a problem of leakage of the organic electrolyte may occur. However, in the case of a lithium ion polymer battery, the leakage problem of the electrolyte can be prevented in a simpler form as compared with a lithium ion battery using a liquid electrolyte. For example, a lithium ion polymer battery may use a multilayer film pouch consisting of a metal foil and one or more polymer films covering the foil in place of a metal can of a lithium ion battery.

다층막 파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다. 다층막 파우치에서 포일을 이루는 금속으로 통상 알루미늄이 이용된다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머막은 전해질로부터 금속 포일을 보호함과 아울러, 양극과 음극, 그리고 전극 탭들 사이의 단락(短絡)을 방지한다. When using a multilayer film pouch, the weight of the battery can be significantly reduced than when using a metal can. Aluminum is usually used as a metal forming a foil in a multilayer film pouch. The polymer film 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 tabs.

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, 직방형 파우치막을 중간을 접철하여 파우치의 상부(10) 및 하부(20)를 이룬다. 하부(20)에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극 조립체가 수용될 수 있는 홈(21)이 형성된다. Referring to FIG. 1, a general forming method of a pouch-type lithium secondary battery is first formed by folding a rectangular pouch film in the middle to form an upper portion 10 and a lower portion 20 of the pouch. The lower part 20 is provided with a groove 21 in which the electrode assembly can be accommodated by pressing.

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 전극면 혹은 내부 전극면에는 세퍼레이터가 덧붙여진다. 형성된 젤리 롤은 파우치막의 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 or the inner electrode surface that is exposed to the outside of the roll to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. The formed jelly roll is placed in the lower groove 21 of the pouch film and heated and pressurized in a state in which the edge portion is in close contact with each other to perform pouch sealing.

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(37,38) 혹은 전극 리드가 형성 된다. 이들 전극 탭(37,38)은 젤리 롤이 권취되는 방향과 수직 방향으로 젤리 롤에서 돌출되도록 형성되고, 파우치의 밀봉되는 한 변을 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 37 and 38 or electrode leads are formed at one side of the positive electrode 31 and the negative electrode 35. These electrode tabs 37 and 38 are formed to protrude from the jelly roll in the direction perpendicular to the direction in which the jelly roll is wound, and are drawn out through the sealed side of the pouch.

파우치 밀봉 과정에서 파우치 내면의 폴리머막(11)과 전극 탭(37,38)을 이루는 금속 사이의 접착을 강화하기 위해 폴리머막 표면에 특정 성분을 함유시키거나, 밀봉전 접착성이 좋은 성분을 가진 별도의 테이프(39)를 전극 탭(37,38)이 파우치와 접착되는 부분의 전극 탭에 부착시킬 수도 있다. In the pouch sealing process, in order to enhance adhesion between the polymer film 11 on the inner surface of the pouch and the metal forming the electrode tabs 37 and 38, a specific component may be included on the surface of the polymer film or may have a good adhesive property before sealing. A separate tape 39 may be attached to the electrode tabs where the electrode tabs 37 and 38 adhere to the pouch.

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 그 내측에 별도의 회로나 도전체부 없이 폴리프로필렌 수지 등을 이용하여 형성할 수 있으나, 전지가 사용되는 기기의 특성에 따라 하드 케이스 내부에 별도의 부속회로 기타 도전체부를 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 the hard case, but may have a separate accessory circuit or other conductor part inside the hard case depending on the characteristics of the device in which the battery is used. .

도2는 종래의 베어 셀 상태에서 전극 탭이 인출되지 않는, 마주보는 두 변의 가장자리를 접은 상태를 나타내는 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a folded state of two opposite sides where electrode tabs are not drawn out in a conventional bare cell state. FIG.

도2를 참조하여 설명하면, 베어 셀 상태에서 주변에 플랜지처럼 형성된 가장자리부(23), 특히, 전극 리드가 관통하는 변 외의 마주보는 두 변의 가장자리 부분을 그대로 하여 하드 팩을 형성하면 하드 케이스 내에서 이들 부분은 필요없는 공간을 차지하게 된다. 따라서, 베어 셀에서 코어 팩 상태를 형성하면서 가장자리부(23)를 전극 조립체가 내장되는 홈이 형성된 쪽으로 접는 가공이 이루어 진다. Referring to FIG. 2, in the bare cell, if the hard pack is formed with the edge 23 formed like a flange at the periphery, in particular, the two edges facing each other outside the side through which the electrode leads pass, the hard pack is formed in the hard case. These parts take up unnecessary space. Therefore, while forming the core pack state in the bare cell, the process of folding the edge portion 23 toward the groove in which the electrode assembly is formed is performed.

그런데, 파우치(100)의 단부에는 별도의 테이핑 작업이 없다면 파우치막 중간층을 이루는 알미늄 포일이 드러난 상태이다. 그리고, 코어 팩을 형성할 때 전지의 부피를 줄이기 위해 보호회로 기판(51)은 접힌 가장자리부(23) 사이의 공간 가운데 전극 조립체가 내장된 홈이 차지하지 않는 공간에 설치된다. 그 결과, 코어 팩을 형성하는 단계에서 보호회로 기판(51)의 도전부를 통해 음극 탭(38)의 구리와 파우치막의 알미늄 포일이 전기적으로 접속될 수 있다. However, if there is no additional taping at the end of the pouch 100, the aluminum foil forming the pouch film intermediate layer is exposed. In order to reduce the volume of the battery when forming the core pack, the protection circuit board 51 is installed in a space that is not occupied by a groove in which the electrode assembly is embedded in the space between the folded edges 23. As a result, the copper of the negative electrode tab 38 and the aluminum foil of the pouch film may be electrically connected through the conductive portion of the protective circuit board 51 in the step of forming the core pack.

또한, 코어 팩 상태에서 직접 음극 탭(38)과 파우치막의 알미늄 포일이 접속되지 않는 경우에도 보호회로 기판(51) 일부와 알미늄 포일 사이의 전기접속이 이루어질 수 있다. 이런 상태에서 코어 팩을 하드 케이스에 장입할 때 하드 케이스 내의 회로부 기타 도전부, 보호회로 기판을 차례로 거쳐 혹은 하드 케이스 내의 도전부만을 거쳐 파우치 단부에 드러난 알미늄 포일이 음극에 전기 접속될 수 있다. In addition, even when the cathode tab 38 and the aluminum foil of the pouch layer are not directly connected in the core pack state, electrical connection may be made between a portion of the protective circuit board 51 and the aluminum foil. In this state, when the core pack is inserted into the hard case, the aluminum foil exposed at the end of the pouch may be electrically connected to the cathode through the circuit part or other conductive part in the hard case, the protective circuit board, or only through the conductive part in the hard case.

일단 직 간접적으로 파우치막의 알미늄 포일과 구리판을 포함하는 음극이 접속되면 전기 화학 작용에 의해 파우치막의 알미늄 포일이 부식을 일으킬 수 있고, 특히, 파우치에서 전해액 누출이 발생하거나 습기가 찰 경우 부식은 가속되다.Once the cathode including the aluminum foil of the pouch film and the copper plate is connected directly or indirectly, the aluminum foil of the pouch film may be corroded by electrochemical action, and in particular, the corrosion may be accelerated when an electrolyte leaks from the pouch or the moisture becomes wet. .

수분과 산소의 베리어(barrier)로 작용하는 알미늄 포일이 계속 부식되면 파우치막은 더이상 수분과 산소의 파우치 내로의 유입을 막을 수 없다. 금속을 통한 물분자 및 산소 분자의 확산은 극히 낮지만, 폴리머막을 통한 물분자 및 산소 분자의 확산은 시간의 증가와 함께 커지게 되기 때문이다. 파우치의 차단 능력이 떨어지면서 전지는 이상을 일으킬 수 있다. 즉, 세퍼레이터의 유기 전해액이 증발되거 나 외부 수분이나 산소가 유입되면 파우치에 가스 발생으로 인하여 압력이 증가하는 스웰링(swelling) 현상 등 이상이 발생할 수 있고 이런 이상 현상은 전지의 성능 열화와 수명 단축을 초래한다. If the aluminum foil, which acts as a barrier to moisture and oxygen, continues to corrode, the pouch membrane can no longer prevent water and oxygen from entering the pouch. This is because the diffusion of water molecules and oxygen molecules through the metal is extremely low, but the diffusion of water molecules and oxygen molecules through the polymer film increases with time. As the pouch's blocking ability drops, the battery can fail. That is, when the organic electrolyte of the separator evaporates or when external moisture or oxygen is introduced, abnormalities such as a swelling phenomenon in which pressure increases due to gas generation in a pouch may occur. Brings about.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 제거하기 위한 것으로, 파우치형 리튬 이차전지에서 다층 파우치막의 한 층을 이루는 금속 포일이 노출된 파우치 단부가, 파우치 상태의 베어 셀에 보호회로 구조체를 설치하거나 보호회로 구조체가 설치된 코어 팩을 하드 케이스에 장착할 때, 보호회로 구조체나 하드 케이스 내의 도전체를 통해 전지의 전극을 이루는 다른 금속과 전기적으로 접속되어 부식을 일으키는 현상을 방지할 수 있는 리튬 이차전지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to eliminate the problems described above, in the pouch type lithium secondary battery, the end of the pouch exposed metal foil constituting a layer of the multi-layer pouch film, the protective circuit structure is installed in the pouch bare cell or the protective circuit When the core pack having the structure is mounted in the hard case, a lithium secondary battery manufacturing method capable of preventing corrosion by being electrically connected to other metals forming the electrode of the battery through a protective circuit structure or a conductor in the hard case. The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 리튬 이차전지 제조 방법은, Pouch type lithium secondary battery manufacturing method of the present invention for achieving the above object,

홈이 형성되는 파우치형 베어 셀 전지를 형성하는 단계,Forming a pouch-type bare cell battery in which grooves are formed,

상기 베어 셀 전지에서 전극 탭이 형성된 변과 이어지는 양 측 두변의 가장자리 영역을 상기 홈이 형성된 방향과 반대 방향으로 절곡하는 단계,Bending the edge regions of both sides of the bare cell battery, the sides of which are formed with electrode tabs, and opposite sides of the bare cell battery in a direction opposite to that of the groove,

상기 베어 셀 전지에 보호회로 구조체를 부착하여 코어 팩 전지를 형성하는 단계,Attaching a protection circuit structure to the bare cell battery to form a core pack battery;

상기 코어 팩 전지를 하드 케이스 내에 장착하여 하드 팩 전지를 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에서 상기 하드 케이스 내부에 부속 회로 기타 도체부를 설치할 때에는 상기 베어 셀 전지의 홈이 향하는 쪽의 내면에 형성하여, 상기 베어셀의 홈이 도체부와 인접하게 설치하도록 한다.
And mounting the core pack battery in a hard case to form a hard pack battery.
At this time, in the present invention, when installing the accessory circuit and the other conductor portion in the hard case is formed on the inner surface of the side facing the groove of the bare cell battery, so that the groove of the bare cell is adjacent to the conductor portion.

본 발명에서 홈이 형성되는 파우치형 베어 셀 전지를 형성하는 단계는, 두 부분으로 설정된 파우치막 한 부분인 하부의 중앙에 홈을 형성하는 단계와, 홈에 전극 조립체를 위치시키는 단계와, 상기 두 부분을 나누는 기준변을 중심으로 상기 두 부분을 겹치고, 상기 홈을 제외한 가장자리 영역에서 상기 파우치막을 밀봉하는 단계를 구비하여 이루어질 수 있다. In the present invention, the forming of the pouch-type bare cell battery in which the groove is formed may include forming a groove in the center of a lower portion of a portion of the pouch film formed of two parts, placing an electrode assembly in the groove, and And overlapping the two portions with respect to the reference edge dividing the portions, and sealing the pouch film in the edge region excluding the groove.

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본 발명에서 상기 보호회로 구조체는 상기 기준변의 반대편에서 홈을 이루는 벽체 외측과 절곡되지 않은 가장자리가 이루는 공간에 설치하는 것이 바람직하다. In the present invention, the protective circuit structure is preferably installed in a space formed by the outer side of the groove wall and the non-bent edge on the opposite side of the reference side.

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.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 리튬 이차 전지를 형성하는 과정 중 베어 셀에 보호회로 기판이 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 3 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.

도3의 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 3, first to form a rectangular pouch membrane formed in one piece, the upper and lower portions of the pouch by folding the middle in the longitudinal direction of one side. 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, 음극이 적층된 다층막을 와형으로 권취하여 젤리 롤(Jelly Roll) 형태로 형성한다. 젤리 롤을 권취 형성할 때 양극과 음극의 단락을 막기 위해 롤(roll)의 외부 혹은 내부 전극면에는 세퍼레이터가 덧 붙여진다. In a typical electrode assembly, a multilayer film including a cathode, a separator, and a cathode stacked in a spiral shape is formed in a jelly roll shape. When winding up the jelly roll, a separator is added to the outer or inner electrode surface 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 탭이 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 tab is electrically connected to a region of the positive electrode current collector on which the positive electrode active material layer is not formed.

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 탭이 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 tab is connected to the area | region of the negative electrode collector in which the negative electrode active material layer is not formed also in the negative electrode.

권취된 젤리 롤(Jelly Roll) 상태의 전극 조립체에서 양극 탭(38) 및 음극 탭(37)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치되며, 젤리 롤이 권취되는 방향과 수직 방향으로 젤리 롤에서 돌출되고, 밀봉된 파우치(100)의 한 변을 통해 파우치를 통과하여 인출된다. In the electrode assembly in the rolled jelly roll state, the positive electrode tab 38 and the negative electrode tab 37 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, It is withdrawn through the pouch through one side of the sealed pouch 100.

전극 탭(37,38)들은 일반적으로 금속, 대개는 알루미늄, 구리 또는 니켈의 탭 형태를 취한다. 이들은 인식할 수 있을 정도의 전압 강하 없이 전류의 통로가 될 만큼 충분한 두께 및 치수를 가져야 한다. The electrode tabs 37, 38 generally take the form of tabs 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 밀봉 과정에서 파우치 내면의 폴리머막과 전극 탭(37,38)을 이루는 금속 사이의 접착을 강화하기 위해 폴리머막 표면에 특정 성분을 함유시키거나, 밀봉전 이들 성분을 가진 별도의 테이프를 전극 탭(37,38)이 파우치와 접착되는 부분에 부착시킬 수도 있다. 이때 테이프는 두 전극과 전극 탭들 사이의 단락을 방지하는 역할도 하게 된다. In the pouch sealing process, certain components are included on the surface of the polymer film to enhance adhesion between the polymer film on the inner surface of the pouch and the metal forming the electrode tabs 37 and 38, or a separate tape having these components before sealing is used. (37,38) may be attached to the portion where the pouch is attached. In this case, the tape also serves to prevent a short circuit between the two electrodes and the electrode tabs.

한편 다른 실시예에서, 양극 및 음극과, 양극 및 음극 탭(37,38)은 극성을 달리하여 배치될 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode tabs 37 and 38 may be disposed with different polarities.

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

베어 셀에서 전극 탭이 인출되는 변과 연결되는 양측 변의 가장자리부(43)를 홈이 형성된 방향과 반대 방향으로 절곡한다. 따라서 파우치(100)의 접힌 가장자리부(43)는 파우치(100)의 상부면과 겹치게 된다. 베어 셀의 양극 및 음극 탭(37,38)에 보호회로 기판(51)을 접속시키고 PTC(positive temperature coefficient) 등의 구조체를 부착하여 코어 팩을 형성한다. In the bare cell, the edge 43 of both sides connected to the side from which the electrode tab is drawn out is bent in a direction opposite to the direction in which the groove is formed. Therefore, the folded edge 43 of the pouch 100 overlaps the upper surface of the pouch 100. The protective circuit board 51 is connected to the positive and negative electrode tabs 37 and 38 of the bare cell, and a structure such as a positive temperature coefficient (PTC) is attached to form a core pack.

이때, 보호회로 기판(51)은 파우치 상,하부를 형성하기 위해 절곡된 부분이 이루는 변의 반대편 즉, 전극 탭(37,38)이 형성된 변에서 홈을 이루는 벽체 외측과 절곡되지 않은 가장자리부가 이루는 공간에 설치된다. 그리고, 전극 탭은 두 번 절곡된 뒤 보호회로 기판(51)의 음극 및 양극 단자에 용접 등의 방법으로 연결된다. 따라서, 보호회로 기판951)과 파우치(100)의 단부는 공간적으로 이격되어 파우치 단부에 드러난 파우치막의 금속 포일과 음극 탭의 단락은 효과적으로 방지될 수 있다.At this time, the protective circuit board 51 is a space formed by the outer side of the wall and the edge of the bent edge formed on the opposite side of the side formed by the bent portion to form the upper and lower portions of the pouch, that is, the side where the electrode tabs 37 and 38 are formed. Is installed on. The electrode tab is bent twice and then connected to the cathode and anode terminals of the protection circuit board 51 by welding or the like. Therefore, the ends of the protective circuit board 951 and the pouch 100 are spaced apart so that a short circuit between the metal foil of the pouch film and the negative electrode tab exposed to the pouch end can be effectively prevented.

도4는 본 발명에 따라 형성된 하드 팩 상태의 전지를 전극 조립체의 전극 리드가 인출되는 방향과 수직으로 절단하여 본 개략적 단면도이다. 4 is a schematic cross-sectional view of a battery in a hard pack state formed according to the present invention cut perpendicularly to the direction in which the electrode leads of the electrode assembly are drawn out.

도4를 참조하여 설명하면, 홈이 형성된 파우치(100) 하부가 향하는 하드 케이스(60)의 내면에 부속 회로(63)가 더 설치되어 있다. 이런 부속 회로(63)의 존재 여부 및 구성은 전지가 사용되는 전기전자 기기의 특성에 따라 결정된다. 하드 케이스(60)의 내부 공간은 전극 조립체가 내부에 설치된 파우치(100)로 채워진다. 파우치(100)의 상부면에는 코어 팩 상태의 전지를 하드 케이스(60) 내면에 안정되게 장착시키기 위한 양면 테이프(65)가 접착되어 있다. 하드 케이스(60)는 통상 폴리 프로필렌 등의 합성수지 재질로 형성된다.Referring to FIG. 4, an accessory circuit 63 is further provided on an inner surface of the hard case 60 facing the lower portion of the grooved pouch 100. The presence and configuration of such an accessory circuit 63 is determined in accordance with the characteristics of the electrical and electronic equipment in which the battery is used. The internal space of the hard case 60 is filled with the pouch 100 in which the electrode assembly is installed. A double-sided tape 65 is attached to the upper surface of the pouch 100 to stably mount the battery in the core pack state on the inner surface of the hard case 60. The hard case 60 is usually formed of a synthetic resin material such as polypropylene.

점선으로 나타낸 종래 방식으로 접힌 파우치 양측 가장자리부의 단부, 즉, 금속 포일이 드러난 부분은 하드 케이스(60) 내면의 부속 회로(63)에 있는 도전체 부분과 접촉되기 쉽다. 그리고, 그 도전체 부분이 파우치(100)에서 인출된 미도시된 음극 탭과 직간접으로 접속된다면 금속 포일이 부식되어 전지의 이상을 초래하기 쉽다.The ends of the edges on both sides of the pouch folded in a conventional manner, indicated by the dotted lines, that is, the portions where the metal foil is exposed, are likely to be in contact with the conductor portion in the accessory circuit 63 on the inner surface of the hard case 60. And, if the conductor portion is directly or indirectly connected to the negative electrode tab, which is not drawn out from the pouch 100, the metal foil is likely to corrode to cause abnormalities in the battery.

그러나, 본 발명의 방법과 같이 파우치(100)의 양측 가장자리부(43)가 파우치 상면과 겹치게 접히면 파우치(100)의 단부가 하드 케이스(60) 내면의 부속 회로(63) 기타 도전부를 통해 음극과 접속될 가능성이 매우 낮다. 한편, 파우치(100)의 상부면과 하드 케이스(60) 내면은 양면 테이프(65)로 고정되므로 비 록 파우치의 접힌 가장자리 부분이 있어도 양면 테이프(65)에 의해 확보되는 공간만을 차지할 뿐이다. 따라서 별도로 공간을 차지하여 전지의 부피를 증가시키는 것도 방지될 수 있다. However, if both edge portions 43 of the pouch 100 are folded to overlap the upper surface of the pouch as in the method of the present invention, the ends of the pouch 100 are negative through the accessory circuit 63 and other conductive portions in the inner surface of the hard case 60. Is very unlikely to be connected. On the other hand, the upper surface of the pouch 100 and the inner surface of the hard case 60 is fixed with a double-sided tape 65, even if there is a folded edge portion of the pouch only occupies the space secured by the double-sided tape (65). Therefore, increasing the volume of the battery by taking up a separate space can also be prevented.

본 발명에 따르면, 파우치의 양측 가장자리 부분을 기존과 반대로 접는다는 간단한 공정을 통해 파우치형 리튬 이차전지에서 금속 포일이 노출된 파우치 단부가 코어 팩을 이루는 보호회로 구조체, 하드 케이스 내부에 장착된 부속 회로 가운데의 도전체 등을 통해 파우치의 음극과 단락되어 금속 포일이 부식되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, a protective circuit structure in which a pouch end exposed a metal foil forms a core pack in a pouch-type lithium secondary battery through a simple process of folding both edges of the pouch in a reverse direction, and an accessory circuit mounted inside the hard case. It is possible to effectively prevent the metal foil from corroding by being shorted to the cathode of the pouch through a conductor in the middle.

Claims (4)

홈이 형성되는 파우치형 베어 셀 전지를 형성하는 단계;Forming a pouch-type bare cell battery in which grooves are formed; 상기 베어 셀 전지에서 전극 탭이 형성된 변과 이어지는 양 측 두변의 가장자리 영역을 상기 홈이 형성된 방향과 반대 방향으로 절곡하는 단계;Bending edge regions of both sides of the bare cell battery, the sides of which are formed with electrode tabs, in the opposite direction to the direction in which the grooves are formed; 상기 베어 셀 전지에 보호회로 구조체를 부착하여 코어 팩 전지를 형성하는 단계;Attaching a protection circuit structure to the bare cell battery to form a core pack battery; 상기 코어 팩 전지를, 상기 홈이 위치하는 쪽의 내면에 도체부가 형성되는 하드 케이스 내에 장착하여 하드 팩 전지를 형성하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지 제조 방법. And attaching the core pack battery to a hard case having a conductive portion formed on an inner surface of the groove on which the groove is located to form a hard pack battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파우치형 베어 셀 전지를 형성하는 단계는,Forming the pouch-type bare cell battery, 두 부분으로 설정된 파우치막 한 부분인 하부의 중앙에 홈을 형성하는 단계; Forming a groove in a center of a lower portion of a portion of the pouch film formed of two parts; 상기 홈에 전극 조립체를 위치시키는 단계; Positioning an electrode assembly in the groove; 상기 두 부분을 나누는 기준변을 중심으로 상기 파우치막의 두 부분을 겹치고, 상기 홈을 제외한 가장자리 영역에서 상기 파우치막을 가열 가압 밀봉하는 단계;를 구비함을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지 제조 방법.And overlapping two portions of the pouch layer around a reference edge dividing the two portions, and heat-sealing the pouch layer in an edge region excluding the groove. 2. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호회로 구조체는 상기 홈을 이루는 벽체 외측과 상기 전극 탭이 형성된 변의 가장자리가 이루는 공간에 설치하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지 제조 방법.The protective circuit structure is a pouch type lithium secondary battery manufacturing method, characterized in that installed in the space formed by the outer wall of the groove and the edge of the side formed the electrode tab.
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