KR100561303B1 - 파우치형 리튬 이차전지 - Google Patents

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KR100561303B1
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lithium secondary
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Abstract

본 발명은 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것으로, 전극탭의 외면에 부착되어 파우치와 전극탭을 절연시키는 절연테이프를 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성하여 유기재료가 용융되더라도 절연테이프의 절연 기능을 유지하여 파우치와 전극탭의 단락을 방지할 수 있는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것이다.
파우치형 리튬 이차전지, 전극탭, 절연테이프, 복합재료, 단락방지

Description

파우치형 리튬 이차전지{Pouch Type Lithium Secondary battery}
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차전지의 개략적인 분해사시도.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 사시도.
도 2b는 도 2a의 파우치형 리튬 이차전지의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절연테이프의 확대단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지에 사용되는 파우치막의 확대단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 - 전극조립체 120 - 양극탭
140 - 음극탭 130, 150 - 절연테이프
154, 218 - 무기재료 입자
200 - 파우치 210 - 파우치막
212 - 금속박막 214 - 나일론층
216, 216a - CPP층 218 - 무기재료 입자
본 발명은 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극탭의 외면에 부착되어 파우치와 전극탭을 절연시키는 절연테이프를 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성하여 수지가 용융되더라도 절연테이프의 절연 기능을 유지하여 파우치와 전극탭의 단락을 방지할 수 있는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것이다.
통상적으로, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.7V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과 각형과 파우치형을 들 수 있다. 여기서 상기 파우치형 리튬 이차전지는 리튬 이차전지를 형성하는 한 가지 방법으로 파우치막으로 형성되는 파우치 내에 전극조립체를 넣고 밀봉하여 형성하는 이차전지이다.
파우치형 리튬 이차전지는, 도 1을 참조하면, 전극조립체(10)와 상기 전극조립체(10)가 수용되는 파우치(20)를 포함하여 형성된다.
상기 전극조립체(10)는 세부적으로 상세하게 도시되지 않았지만, 전극집전체의 표면에 전극활물질층이 형성된 양극판과 음극판을 형성하고, 양극판과 음극판 사이에는 유기 전해액이 함침된 분리막(Separator)을 위치시킨다. 또한 상기 전극조립체(10)는 상기 양극판과 분리막과 음극판이 젤리 롤 형태로 권취되어 형성된다.
한편, 상기 전극조립체(10)의 양극판 일측에는 양극탭(12)이 형성되고, 음극판의 일측에는 음극탭(14)이 형성되며, 젤리 롤(Jelly Roll) 상태에서 양극탭(12)과 음극탭(14)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 양극탭(12)과 음극탭(14)은 전극조립체(10)가 외부와 전기적으로 연결되도록 양극탭(12)과 음극탭(14)의 일부가 파우치(20) 외부로 노출되도록 형성된다. 이하에서 양극탭(12)과 음극탭(14)에 모두 적용되는 경우에는 전극탭(12, 14)으로 호칭한다.
상기 전극탭(12, 14)은 일반적으로 금속, 대개는 알루미늄, 구리 또는 니켈로 형성되며, 전압 강하를 최소화하기 위해서 전기전도도가 일정이상 되어야 한다. 또한 상기 전극탭(12, 14)은 손실없이 상당량의 전류를 수용할 만큼 충분한 두께 및 치수를 가져야 한다.
상기 파우치(20)는 일반적으로 일체로 형성되는 직방형 파우치막을 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간을 접철하여 파우치의 상부(22), 하부(24)를 이룬다. 하부(24)에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극조립체(10)가 수용될 홈을 형성한다. 상기 파우치막은 통상적으로 알루미늄 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지로 덮여진 적층구조를 가지도록 형성되며, 밀봉을 위해 파우치 내면은 열접착성 수지로 이루어진다. 따라서 상기 파우치(20)는 파우치막의 내면에 코팅된 열접착성 수지가 가열, 가압에 의하여 상호 융착되어 밀봉 된다.
상기 전극탭(12, 14)은 상기 파우치(20)가 밀봉될 때 파우치의 알루미늄 박막과 전극탭(12, 14)간의 단락을 방지하기 위해서 소정위치에 접착되는 절연테이프(13, 15)를 포함하게 된다. 상기 절연테이프(13, 15)는 상기 파우치(20)의 내면에 형성된 열접착성 수지가 융착될 때 전극탭(12,14)과 알루미늄 박막의 단락을 방지하게 된다. 한편, 상기 절연테이프(13,15)는 파우치(20)의 실링을 저해하지 말아야 하며, 습기 침입이나 전해질 유출을 위한 경로로서 작용하지 말아야 한다.
상기 파우치(20)는 접철되지 않는 부위인 상기 파우치의 실링 부위(26)의 상하부를 별도의 압착지그로 압착하면서 일정한 온도이상으로 가열하는 열융착방법에 의하여 실링된다. 그러나, 상기 파우치(20)의 가열 봉합 중에 금속으로 형성된 전극탭(12,14)이 열을 신속하게 방출하여 열융착에 필요한 온도를 정확하게 제어하는 것이 어렵게 된다. 즉, 상기 전극탭(12, 14) 부위에서는 필요한 온도보다 높은 온도에서 열융착이 진행되는 경우가 발생된다. 또한, 상기 전극탭(12, 14)이 위치하는 파우치막 부분은 전극탭(12, 14)의 두께 때문에 다른 실링 부위에 비하여 불균일한 압력을 받게 되므로 파우치막의 다른 부분에 비하여 높은 압력을 받게 될 수 있다.
따라서, 상기 파우치막의 열융착과정에서 상기 전극탭 부위의 온도와 압력이 증가되면 상기 전극탭에 부착되어 있는 절연테이프가 손상되어 상기 전극탭이 파우치막의 알루미늄박막과 단락되는 문제가 발생된다. 특히, 상기 음극탭은 파우치막의 금속박막을 형성하는 알루미늄과 다른 재질인 니켈금속이 사용되므로 절연테이 프의 손상이 심하게 되어 단락의 가능성이 증가되는 문제가 있다. 따라서, 상기 전극탭을 구성하는 양극탭과 음극탭이 파우치막의 알루미늄 박막과 단락되면 양극판과 음극판이 단락되므로 이차전지의 안전성이 저하되는 문제가 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극탭의 외면에 부착되어 파우치와 전극탭을 절연시키는 절연테이프를 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성하여 수지가 용융되더라도 절연테이프의 절연 기능을 유지하여 파우치와 전극탭의 단락을 방지할 수 있는 파우치형 리튬 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 파우치형 리튬 이차전지는 양극집전체에 양극활물질층과 양극무지부가 형성된 양극판과 음극집전체에 음극활물질층과 음극무지부가 형성된 음극판 및 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되어 형성되며 상기 양극무지부와 음극무지부에 각각 양극탭과 음극탭이 고정되는 전극조립체 및 상기 양극탭과 음극탭의 일부가 외부로 노출되도록 상기 전극조립체가 수용되는 파우치를 구비하는 상기 파우치형 리튬 이차전지에 있어서, 상기 음극탭이 상기 파우치와 접촉되는 부위에서 상기 음극탭을 감싸는 절연테이프를 포함하며, 상기 절연테이프는 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 절연테이프는 5 ∼ 200㎛의 두께로 형성되며, 상기 절연테이프를 구성하는 유기재료는 PE, PPE, PI, PP, PET 중 어느 하나 를 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연테이프를 구성하는 무기재료는 산화물 또는 질화물로 형성되며, 상기 산화물은 Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2, MnO2, MgO 중 적어도 어느 하나를 포함하며 상기 질화물은 Si3N4 , BN 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무기재료는 구형 또는 휘스커 또는 판형의 입자로 형성될 수 있다. 이때 상기 무기재료는 구형 또는 휘스커의 직경 및 판형의 두께가 상기 절연테이프 두께의 50%보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 무기재료는 상기 절연테이프의 전체중량 대비 20 내지 80%로 포함되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 양극탭은 상기 파우치와 접촉되는 부위에 상기 양극탭을 감싸는 절연테이프를 포함하며, 상기 절연테이프는 제 2항 내지 제 9항의 절연테이프로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 파우치는 금속박막과 상기 금속박막의 외면에 나일론으로 형성되는 절연층과 상기 금속박막의 내면에 형성되는 CPP층을 포함하는 파우치막으로 형성되며, 상기 CPP층은 제 4항 내지 제 7항에 따른 무기재료가 포함되어 형성될 수 있다. 이때 상기 무기재료는 상기 CPP층의 전체중량 대비 전체중량 대비 10 내지 50%로 포함되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 CPP층은 20 내지 80㎛으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 무기재료는 구형 또는 휘스커의 직경 및 판형의 두께가 상기 CPP층 두께의 50%보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세 히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 사시도를 나타낸다. 도 2b는 도 2a의 파우치형 리튬 이차전지의 단면도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절연테이프의 확대단면도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지에 사용되는 파우치막의 확대단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지는, 도 2a와 도 2b를 참조하면, 전극조립체(100)와 상기 전극조립체(100)가 수용되는 파우치(200)를 포함하여 형성된다.
상기 전극조립체(100)는 전극집전체의 표면에 전극활물질층이 형성된 양극판과 음극판 및 전해액이 함침되며 상기 양극판과 음극판 사이에는 게재되는 분리막(Separator)이 젤리 롤 형태로 권취되어 형성된다. 상기 양극판은 박판의 알루미늄 호일로 형성되는 양극집전체의 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극활물질층이 도포되어 형성된다. 또한 상기 양극집전체의 양단에는 양극활물질층이 코팅되지 않은 영역인 양극무지부가 소정영역으로 형성된다. 상기 음극판은 박판의 구리 호일의 음극집전체와 상기 음극집전체의 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 음극활물질층이 도포되어 형성된다. 또한 음극집전체의 양단에는 음극활물질층이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부가 형성된다.
한편, 상기 전극조립체(100)의 양극판 일측에는 양극탭(120)이 형성되고, 음극판의 일측에는 음극탭(140)이 형성되며, 젤리 롤(Jelly Roll) 상태에서 양극탭 (120)과 음극탭(140)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 상기 양극탭(120)과 음극탭(140)은 전극조립체(100)가 외부와 전기적으로 연결되도록 양극탭(120)과 음극탭(140)의 일부가 파우치(200) 외부로 노출되도록 형성된다. 상기 양극탭(120)과 음극탭(140)은 일반적으로 금속, 대개는 알루미늄, 구리 또는 니켈로 형성되며, 전압 강하를 최소화하기 위해서 전기전도도가 일정이상 되어야 한다. 또한 상기 양극탭(120)과 음극탭(140)은 손실없이 상당량의 전류를 수용할 만큼 충분한 두께 및 치수를 가져야 한다. 일반적으로 상기 양극탭(120)은 알루미늄으로 형성되며, 상기 음극탭(140)은 니켈로 형성된다. 이하에서는 상기 양극탭(120)과 음극탭(140)을 모두 언급하는 것이 필요한 경우에는 전극탭(120, 140)으로 호칭한다.
상기 전극탭(120, 140)은 소정위치에 형성되는 절연테이프(130,150)를 포함하여 형성된다. 상기 절연테이프(130,150)는 상기 전극탭(120, 140)이 상기 파우치(200)의 실링 부위와 접촉되는 부위에 부착되어 상기 전극탭(120, 140)과 파우치(200)가 단락되는 것을 방지하게 된다. 한편, 상기 전극조립체(100)는 외부에 양극판이 노출되도록 권취되므로 양극판은 파우치막의 알루미늄층과 부분적으로 접촉될 가능성이 많게 된다. 따라서, 상기 음극탭(140)이 상기 파우치(200)의 알루미늄층과 단락되는 경우에 양극판과 음극판이 단락되는 문제가 된다. 따라서, 이하에서는 음극탭(140)과 음극탭(140)에 부착되는 절연테이프(150)를 중심으로 설명한다. 그러나 양극탭(120) 및 양극탭(120)에 부착되는 절연테이프(130)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 절연테이프(150)는, 도 3을 참조하면, 단열재로서 절연성능과 내열내구 성이 우수한 복합재료로 형성된다. 보다 상세히 설명하면, 상기 절연테이프(150)는 수지로 형성되는 유기재료층(152)과 상기 유기재료층(152)을 구성하는 수지보다 융점이 높은 무기재료(154)가 입자형상으로 소정 비율로 혼합된 복합재료로 형성된다. 따라서, 상기 절연테이프(150)는 상기 파우치(200) 실링부위의 융착온도가 국부적으로 높아져 상기 유기재료층(152)이 용융되면서 소실되더라도 무기재료(154)에 의하여 절연기능이 유지된다. 상기 절연테이프(150)는 접착테이프 형태로 형성되며, 두께는 바람직하게는 5 ∼ 200㎛로 형성된다. 상기 절연테이프(150)의 두께가 5㎛보다 얇으면 상기 절연테이프(150)의 두께가 너무 얇아 접착과정이나 열융착과정에서 손상될 수 있으며, 상기 절연테이프(150)의 두께가 200㎛를 초과하여 너무 두꺼우면 상기 절연테이프(150)의 측면 쪽에서 파우치(200)의 실링이 완전하게 되지 않는 문제가 발생된다.
상기 유기재료층(152)은 바람직하게는 리튬 이차전지의 전해액에 대한 내성이 우수한 PE(polyethylene), PPE(polyphenyleneether), PI(polyimide), PP(polypropylene), PET(polyethyleneterephthalate)와 같은 재질이 사용된다. 상기 절연테이프(150)는 일부가 상기 파우치(200)의 내부에 노출되어 파우치의 내부에서 전해액과 접촉하게 되므로 전해액에 대한 내성이 강해야 한다.
상기 무기재료(154)는 비전도성이면서, 용융점이 높은 재료로서, Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2, MnO2, MgO를 포함하는 산화물과 Si3 N4, BN 질화물을 포함하는 다양한 재료가 사용될 수 있다. 상기 무기재료(154)는 미세한 구형입자, 휘스커 (whisker), 판상입자를 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 무기재료(154)는 입자 형상이 구형 또는 휘스커인 경우에는 상기 절연테이프(150)의 전체 두께의 50%보다 작은 직경을 갖도록 형성되며, 바람직하게는 상기 절연테이프(150) 두께의 10%보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 또한 상기 무기재료(154)는 입자 형상이 판상인 경우에는 판상 입자는 상기 절연테이프(150) 두께의 50%보다 작은 두께를 갖도록 형성되며, 바람직하게는 상기 절연테이프(150) 두께의 10%보다 작은 두께로 형성된다. 상기 무기재료(154)는 입자의 직경 또는 두께가 상기 절연테이프(150) 두께의 50%보다 크게 되면 상기 절연테이프(150)의 표면이 매끄럽지 못하여 접착력이 떨어지게 될 수 있다.
상기 절연테이프(150)는 유기재료층(152)을 형성하는 수지와 무기재료(154)의 복합재료로 형성될 때, 상기 무기재료(154)는 전체중량 대비 20% 내지 80%가 포함되도록 형성된다. 상기 절연테이프(150)에서 무기재료(154)의 함량이 20%보다 작게 되면 유기재료층(152)의 용융시 무기재료(154) 입자에 의하여 상기 절연테이프(150)의 형상을 유지하기 어렵게 되어 복합재료로 형성하는 효과가 없게 된다. 또한 무기재료(154)의 함량이 80%를 초과하게 되면 유기재료(132)와 무기재료(154)의 복합재료를 테이프 형상으로 형성하기 어려우며, 형성된 상기 절연테이프(150)의 강도도 약하게 되어 사용에 문제가 있게된다.
상기 파우치(200)는, 도 2a와 2b를 참조하면, 일반적으로 일체로 형성되는 대략 사각형상의 파우치막(210)을 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간을 접철하여 파우치(200)의 상부(220)와 하부(240)를 이룬다. 상기 파우치 하부(240)의 중앙에 는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극조립체(100)가 수용될 홈을 형성한다. 상기 파우치막(210)은 금속박막, 바람직하게는 알루미늄 박막(212)으로 형성되며, 상면에는 수지, 바람직하게는 나일론 재질로 형성되는 절연층(214) 형성되어 상기 파우치(200)의 외면이 손상을 입는 것을 방지하고 파우치(200)의 외면이 외부와 전기적으로 접촉되는 것을 방지하게 된다. 상기 파우치막(210)의 내면은 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 열접착성 합성수지로 형성되는 CPP(Casted Polypropylene)층(216)이 형성된다. 상기 파우치(200)는 파우치막(210)의 내면에 형성된 CPP층(216)이 가열, 가압에 의하여 상호 융착되어 밀봉된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치막의 단면 확대도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 파우치는, 도 4를 참조하면, 파우치막(210a)의 내면에 형성되는 CPP층(216a)에 수지 외에 무기재료(218)가 입자형태로 혼합되어 복합재료로 형성된다. 상기 CPP층(216a)은 상기에서 설명한 바와 같이 일반적으로 PP, PE 재질의 수지층으로 형성되며, 상기 CPP층(216a)을 형성할 때 상기 절연테이프(150)에 사용되는 무기재료(218)를 입자형태로 혼합하여 형성한다. 즉, 상기 무기재료(218)는 비전도성이면서, 용융점이 높은 재료로서, Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2, MnO2, MgO를 포함하는 산화물과 Si3N4, BN 질화물을 포함하는 다양한 재료가 사용될 수 있다. 또한, 상기 무기재료(218)는 미세한 구형입자, 휘스커(whisker), 판상입자를 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 CPP층(216a)은 20 내지 80㎛로 형성되므로 상기 무지재료(218)는 상기 CPP층(216a) 두께의 50%보다 작은 직경을 갖도록 형 성되며, 바람직하게는 상기 CPP층(216a) 두께의 10%보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 상기 무기재료 입자(218)의 직경이 상기 CPP층(216a) 두께의 50%보다 큰 경우에는 상기 무기재료 입자(218)가 상기 CPP층(216a)의 표면으로 일부 돌출되어 파우치의 실링이 불완전해질 수 있다. 또한, 상기 무기재료 입자(218)의 직경이 상기 CPP층(216a) 두께의 50%보다 크게 되면 상기 CPP층(216a)의 표면이 매끄럽지 못하고 상기 CPP층(216a)의 가열 접착시 상기 CPP층(216a)의 접착력이 떨어지게 될 수 있다.
상기 CPP층(216a)이 수지와 무기재료(218)의 복합재료로 형성될 때, 상기 무기재료 입자(218)는 상기 CPP층(216a)의 전체 중량 대비 10 내지 50%로 포함되도록 형성된다. 상기 CPP층(216a)에서 무기재료(218)의 함량이 10%보다 작게 되면 CPP층(216a)의 수지가 용융되어 파우치를 실링할 때 무기재료(218) 입자에 CPP층(216a)에 고르게 분포하기 어려워 복합재료를 쓰는 효과가 없게 된다. 또한 무기재료(218) 입자의 함량이 50%를 초과하게 되면 상기 CPP층(216a)에서 수지의 면적이 감소되어 상기 CPP층(216a)의 접착강도가 떨어져 파우치의 실링이 약하게 되어 문제가 있게 된다.
다음은 본 발명에 따른 상기 파우치형 리튬 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.
상기 파우치막(210)의 중간을 접철하여 파우치의 상부(220)와 하부(240)를 이룬다. 상기 파우치 하부(240)의 중앙에 형성된 홈에는 상기 전극조립체(100)가 수용된다. 이때 상기 전극조립체(100)는 각 양극판 및 음극판에 연결되는 양극탭 (120)과 음극탭(140)을 포함하며 양극탭(120)과 음극탭(140)의 일부가 파우치(200) 외부로 노출되도록 형성된다.
상기 양극탭(120)과 음극탭(140)이 파우치와 접촉하는 소정위치에는 상기 절연테이프(150)가 부착되며, 상기 절연테이프(150)는 유기재료와 무지재료를 혼합하여 복합재료로 형성된다.
상기 파우치 하부(240)에 형성된 홈에 상기 전극탭(120, 140)이 상기 파우치(200)의 외부로 노출되도록 상기 전극조립체를 안착시키고, 상기 파우치(200)의 상부를 하부에 접촉시킨다. 상기 파우치(200)의 접철된 면을 제외한 나머지 면의 실링부위(260)를 별도의 지그를 사용하여 압착하면서 가열하여 상기 파우치막(210)의 CPP층(216)을 가열하여 접착시키게 된다. 이때, 파우치(200)를 가열하는 온도가 국부적으로 상승하여 상기 절연테이프(150)의 유기재료층(152)이 용융되더라도 상기 절연테이프(150)내에 포함되어 있는 무기재료(154) 입자가 절연테이프(150)의 형상을 유지하면서 절연기능을 갖게되므로 전극탭(120, 140)과 파우치(200)의 알루미늄 박막(212)이 단락되는 것을 방지하게 된다. 또한 상기 파우치(200)의 CPP층(216a)에도 무기재료(218)가 포함되어 있는 경우에는 절연효과가 증가된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따르면 상기 파우치형 리튬 이차전지에서 파우치막의 가열 접착착과정에서 상기 전극탭 부위의 온도와 압력이 증가되어 전극탭에 부착되어 있는 절연테이프의 유기재료층이 용융되더라도 무기재료에 의하여 절연테이프의 절연기능이 유지되므로 전극탭이 파우치막의 알루미늄박막과 단락되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 파우치형 리튬 이차전지에서 파우치막의 열융착과정에서 상기 전극탭 부위의 온도와 압력이 증가되어 파우치막의 내면의 열접착층인 CPP층을 구성하는 수지부분이 용융되더라도 무기재료에 의하여 절연기능이 유지되므로 전극탭과 파우치막의 알루미늄 박막이 단락되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 양극집전체에 양극활물질층과 양극무지부가 형성된 양극판과 음극집전체에 음극활물질층과 음극무지부가 형성된 음극판 및 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되어 형성되며 상기 양극무지부와 음극무지부에 각각 양극탭과 음극탭이 고정되는 전극조립체 및 상기 양극탭과 음극탭의 일부가 외부로 노출되도록 상기 전극조립체가 수용되는 파우치를 구비하는 상기 파우치형 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 음극탭이 상기 파우치와 접촉되는 부위에서 상기 음극탭을 감싸는 절연테이프를 포함하며,
    상기 절연테이프는 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연테이프는 5 ∼ 200㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절연테이프를 구성하는 유기재료는 PE, PPE, PI, PP, PET 중 어느 하나를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절연테이프를 구성하는 무기재료는 산화물 또는 질화물로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 산화물은 Al2O3, TiO2, ZrO2, SiO2, MnO2 , MgO 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 질화물은 Si3N4, BN 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 무기재료는 구형 또는 휘스커 또는 판형의 입자로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 무기재료는 구형 또는 휘스커의 직경 및 판형의 두께가 상기 절연테이 프 두께의 50%보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  9. 제 1에 있어서,
    상기 무기재료는 상기 절연테이프의 전체중량 대비 20 내지 80%로 포함되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 양극탭은 상기 파우치와 접촉되는 부위에 상기 양극탭을 감싸는 절연테이프를 포함하며, 상기 절연테이프는 제 2항 내지 제 9항의 절연테이프로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치는 금속박막과 상기 금속박막의 외면에 나일론으로 형성되는 절연층과 상기 금속박막의 내면에 형성되는 CPP층을 포함하는 파우치막으로 형성되며,
    상기 CPP층은 제 4항 내지 제 7항에 따른 무기재료가 포함되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 무기재료는 상기 CPP층의 전체중량 대비 10 내지 50%로 포함되도록 형 성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 CPP층은 20 내지 80㎛으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 무기재료는 구형 또는 휘스커의 직경 및 판형의 두께가 상기 CPP층 두께의 50%보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 음극탭은 니켈금속으로 형성되며, 상기 양극탭은 알루미늄 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차전지.
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