KR100888287B1 - Secondary Battery Containing Inactivity Powder for Electrolyte - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반복적인 충방전이 가능한 전극조립체가 전해액이 함침된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전해액 불활성의 분말이 전극조립체와 전지케이스 사이의 이격 공간에 충진되어 있거나 및/또는 전극조립체의 외주면 상에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공하는 바, 이러한 이차전지는 충방전에 의한 분리막의 열수축 현상을 방지할 수 있고, 외부 충격에 대한 변형 내지 관통 등을 억제할 수 있으며, 외부 충격을 흡수하는 효과가 있다.The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly capable of repeatedly charging and discharging is embedded in a battery case in which an electrolyte solution is impregnated, wherein an electrolyte inert powder is filled in a space between the electrode assembly and the battery case and / or an electrode. It provides a secondary battery which is coated on the outer circumferential surface of the assembly, the secondary battery can prevent the thermal contraction phenomenon of the separator due to the charge and discharge, can suppress deformation or penetration to the external impact, etc. It has the effect of absorbing external shocks.

Description

전해액 불활성 분말을 포함하고 있는 이차전지 {Secondary Battery Containing Inactivity Powder for Electrolyte}Secondary Battery Containing Electrolyte Inert Powder {Secondary Battery Containing Inactivity Powder for Electrolyte}

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 정면 투시도이다.1 is a front perspective view of a pouch type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 전해액 불활성 분말을 포함하고 있는 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반복적인 충방전이 가능한 전극조립체가 전해액이 함침된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전해액 불활성의 분말이 전극조립체와 전지케이스 사이의 이격 공간에 충진되어 있거나 및/또는 전극조립체의 외주면 상에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a secondary battery containing an electrolyte inert powder, and more particularly, a secondary battery in which an electrode assembly capable of repeated charging and discharging is embedded in a battery case impregnated with an electrolyte solution. A secondary battery is provided, which is filled in a space between the electrode assembly and the battery case and / or is coated on an outer circumferential surface of the electrode assembly.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage have been conducted and commercialized. It is widely used.

리튬 이차전지는 형상면에서 각형 또는 원통형의 알루미늄 캔에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 또는 원통형 이차전지와, 금속층과 수지층으로 이루어진 라미네이트 시트에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 구분된다. Lithium secondary batteries are classified into a rectangular or cylindrical secondary battery in which the electrode assembly is built in a rectangular or cylindrical aluminum can in shape, and a pouch type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a laminate sheet composed of a metal layer and a resin layer.

일반적으로 이차전지에서 전극조립체는 양극과 음극 사이에 상기 전극들보다 다소 큰 크기의 분리막을 개재한 후 권취 또는 적층한 구조로 이루어져 있으며, 리튬 금속의 석출에 의한 수지상 성장을 억제하기 위하여, 양극보다 다소 큰 크기의 음극을 사용한다. 즉, 전극조립체의 외주면은 분리막>음극>양극의 순서로 돌출된 형태로 이루어져 있다.In general, in the secondary battery, the electrode assembly has a structure in which the electrode assembly is wound or laminated after a separator having a size slightly larger than the electrodes between the positive electrode and the negative electrode, and in order to suppress dendritic growth due to precipitation of lithium metal, A rather large cathode is used. That is, the outer circumferential surface of the electrode assembly is formed to protrude in the order of the separator> anode> anode.

이러한 전극조립체를 포함하는 이차전지는 상기와 같은 전극조립체를 캔 또는 파우치의 전지케이스에 장착한 후 전해액을 주입하는 과정으로 제조되므로, 전극조립체와 전지케이스 사이에는 다소의 이격 공간이 존재한다. Since the secondary battery including the electrode assembly is manufactured by mounting an electrode assembly as described above in a battery case of a can or pouch and injecting an electrolyte, there is some space between the electrode assembly and the battery case.

이러한 이격공간에 의하여, 이차전지는 충격 또는 진동 등의 외부 충격이 가해졌을 경우 전극조립체가 이동하게 되고, 그로 인하여 전지 내부에서 단락이 발생되는 문제점을 가지고 있다. 특히, 파우치형 이차전지는 기계적 강성이 약한 파우치형 전지케이스로 이루어져 있으므로, 외부충격, 낙하 등에 의하여 쉽게 변형되어 내부단락이 유발될 가능성이 매우 높다. By such a space, the secondary battery has a problem that the electrode assembly is moved when an external shock such as shock or vibration is applied, thereby causing a short circuit inside the battery. In particular, the pouch-type secondary battery is made of a pouch-type battery case of weak mechanical rigidity, it is very likely to be easily deformed by external shock, dropping, etc., causing an internal short circuit.

한편, 일본 특허출원공개 제2004-356047호에서는 충방전시 반복되는 음극의 팽창 및 수축에 의한 이차전지의 변형을 방지하기 위하여, 젤리-롤형 전극조립체의 권심에 금속 또는 유기 고분자의 보강제를 포함하고 있다. 상기 기술은 화학적 반 응에 의한 전지의 변형을 억제함으로써 안전성을 향상시키는데 효과적이지만, 외부충격에 의한 변형을 방지하여 안전성을 향상시키기 위해서는 별도의 장치를 설치하거나 물질을 첨가해야 하는 단점이 있다. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-356047 includes a reinforcing agent of a metal or organic polymer in the core of a jelly-roll type electrode assembly in order to prevent deformation of the secondary battery due to expansion and contraction of the negative electrode repeated during charging and discharging. have. The above technique is effective in improving safety by suppressing deformation of a battery by chemical reaction, but has a disadvantage in that a separate device or an additional material must be installed in order to improve safety by preventing deformation due to external shock.

따라서, 내부의 전지 반응에 의한 변형은 물론 외부충격에 의한 변형까지도 억제하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다. Therefore, there is a high demand for a technology capable of improving the safety of the battery by suppressing deformation caused by internal battery reaction as well as deformation caused by external shock.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지 내부의 소정의 부위에 전해액 불활성 분말을 충진 내지 도포한 뒤, 전해액을 주입하는 과정에 의해 이차전지를 제조할 경우, 상기 전해액 불활성 분말이 충방전에 의한 분리막의 열수축 현상을 방지하고, 외부 충격에 대한 변형 내지 관통 등을 억제하며, 외부 충격을 흡수하는 작용을 하여, 전지의 전기화학적 및 물리적 안전성을 향상시키는 잇점을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The present inventors, after in-depth study and various experiments, after filling or applying the electrolyte inert powder to a predetermined portion inside the battery, and manufacturing the secondary battery by injecting the electrolyte, the electrolyte inert powder is To prevent the heat shrinkage of the separator by the charge and discharge, to suppress deformation or penetration through external impact, and to absorb the external impact, to confirm the advantages of improving the electrochemical and physical safety of the battery, the present invention Came to complete.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 반복적인 충방전이 가능한 전극조립체가 전해액이 함침된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전해액 불활성의 분말이 전극조립체와 전지케이스 사이의 이격 공간에 충진되어 있거나 및/ 또는 전극조립체의 외주면 상에 도포되어 있는 것으로 구성된다.Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery in which an electrode assembly capable of repeated charging and discharging is embedded in a battery case in a state in which an electrolyte solution is impregnated, and an electrolyte inert powder is disposed in a space between the electrode assembly and the battery case. And is applied on the outer circumferential surface of the electrode assembly.

상기 전해액 불활성 분말이 전지의 내부에 소정량 충진 내지 도포되어 있는 경우, 분말들 사이에 형성되는 미세한 공극에 의해 외력의 댐핑 부위로 작용하여 충격이 가해졌을 때 이를 완충시킬 수 있으며, 전지 내부에서 빈 공간을 채움으로써 전극조립체가 움직이는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 다공성의 분리막 내부에서 충방전시 발생되는 열에 의한 분리막의 열수축 현상을 억제할 수도 있다. 또한, 전지 내부의 물질들 특히 전해액과 직접적으로 반응하지 않으므로, 부산물 생성, 부피팽창 등의 부가적인 물리화학 작용을 유발하지 않아 전지의 작동성능에 악영향을 미치지 않는 장점을 가지고 있다.When the electrolyte inert powder is filled or coated in a predetermined amount in the inside of the battery, a fine gap formed between the powders acts as a damping part of the external force, thereby buffering when an impact is applied, and emptying the inside of the battery. By filling the space, not only the electrode assembly can be prevented from moving, but also the heat shrinkage phenomenon of the separator due to heat generated during charging and discharging inside the porous separator can be suppressed. In addition, since it does not react directly with the materials inside the battery, in particular the electrolyte, it does not cause additional physicochemical action such as by-product generation, volume expansion, etc. has the advantage that does not adversely affect the operation performance of the battery.

상기 전해액 불활성 분말은 외부의 충격을 흡수하고 빈 공간을 채울 수 있으며 전지 내부에서 물질들의 이동을 억제할 수 있는 입경이라면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 전지 제조공정 상의 문제점 등을 고려할 때, 50 ㎛ 내지 1 mm의 입경을 가지는 것이 바람직하다. The electrolyte inert powder is not particularly limited as long as the electrolyte inert powder can absorb external shocks, fill empty spaces, and suppress movement of materials within the battery. However, the electrolyte inert powder is 50 μm to 1 in consideration of problems in the battery manufacturing process. It is preferable to have a particle diameter of mm.

또한, 분말의 종류는 전지 내부에 존재하는 물질, 특히, 전해액과 반응하지 않는 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 무기물 분말일 수 있다. 그러한 무기물 분말의 예로는, SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3 및 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물 등을 들 수 있다. 특히, 전해액이 소정량 흡입될 수 있는 흡습성 무기물 분말이 더욱 바람 직하다.In addition, the kind of powder is not particularly limited as long as it is a material that does not react with an electrolyte, particularly, an electrolyte, and may be an inorganic powder. Examples of such inorganic powders include SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, CaO, ZnO, Y 2 O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), BaTiO there may be mentioned 3, hafnia (HfO 2), SrTiO 3 , and combinations of two or more thereof and the like. In particular, a hygroscopic inorganic powder which can inhale a predetermined amount of electrolyte is more preferable.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전극조립체는 그것의 외주면에서 분리막이 양극 및 음극보다 길게 연장되어 있고, 이러한 분리막 연장부위의 적어도 일부에 전해액 불활성 분말이 도포되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 전해액 불활성 분말이 도포되어 있는 분리막 외주면은 분리막의 상기 연장되어 있는 전체 부위일 수 있다.In one preferred example, the electrode assembly may have a separator that extends longer than the anode and the cathode on its outer circumferential surface, and an electrolyte inert powder may be coated on at least a portion of the separator extension. In this case, the outer peripheral surface of the separator to which the electrolyte inert powder is applied may be the entire extended portion of the separator.

상기의 구조에서, 전해액 불활성 분말은 접착 성분인 바인더에 의해 해당 부위에 도포될 수 있는 바, 이러한 바인더는 전극에 첨가되는 결착제(바인더의 일종)와 동일하거나 또는 상기 결착제로서 사용될 수 있는 물질들 중 하나일 수 있으며, 그것의 대표적인 예로는, PVDF, PTFE, SBR, 고중합도 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다. In the above structure, the electrolyte inert powder may be applied to the corresponding site by a binder as an adhesive component, and the binder is the same as the binder added to the electrode (a kind of binder) or may be used as the binder. It may be one of them, representative examples thereof include PVDF, PTFE, SBR, high polymerization degree polyvinyl alcohol and the like.

상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 소정의 크기를 가진 다수의 양극 및 음극이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 스택형 또는 스택/폴딩형 구조를 들 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.The electrode assembly is not particularly limited as long as it is a structure that connects a plurality of electrode tabs to form a positive electrode and a negative electrode, and is preferably a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes having a predetermined size are stacked with a separator interposed therebetween. Or a stack / foldable structure. Details of the electrode assembly of the stack / foldable structure are disclosed in Korean Patent Application Publication Nos. 2001-0082058, 2001-0082059, and 2001-0082060, which are described in the context of the present invention. Incorporated by reference.

본 발명에 따른 이차전지는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트, 구체적으로는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지에 적용되거나, 금속 캔, 구체적으로 알루미늄의 각형 또는 원통형 캔에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 또는 원통형 이차전지에 적용될 수도 있다. 그 중에서도 특히 파우치형 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention is applied to a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, specifically, a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is built in a pouch type case of an aluminum laminate sheet, or a metal can, specifically, an aluminum square Alternatively, the present invention may be applied to a rectangular or cylindrical secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical can. Especially, it can be preferably applied to a pouch type secondary battery.

본 발명은 또한, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체를 전지케이스의 수납부에 장착하고, 전해액 불활성 분말을 포함하는 충진액 및/또는 도포액을 상기 전극조립체와 전지케이스 사이에 주입한 후, 전해액을 주입하여 제조되는 리튬 이차전지 및 그것의 제조방법에 관한 것이다. In another aspect, the present invention, the electrode assembly of the positive electrode / separator / negative electrode structure is mounted to the housing of the battery case, and after filling the filler and / or coating liquid containing the electrolyte inert powder between the electrode assembly and the battery case, The present invention relates to a lithium secondary battery prepared by injecting an electrolyte and a method of manufacturing the same.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 정면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1에서는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여 하나의 예로서 파우치형 이차전지를 선택하였지만, 본 발명의 범주가 파우치형 이차전지로 한정되는 것은 아니다. 1 schematically illustrates a front perspective view of a pouch type secondary battery according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a pouch type secondary battery is selected as an example to describe the present invention in more detail, but the scope of the present invention is not limited to the pouch type secondary battery.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는 전극 탭 또는 리드(211, 221)가 일측에서 돌출되어 있는 전극조립체(200)를 파우치형 전지케이스(300)에 내장하고, 전극조립체(200)와 전지케이스(300)의 이격공간(320)에 무기물 분말(400)을 충진한 다음, 전해액(도시하지 않음)을 주입하고 전지케이스(200)를 밀봉하는 것으로 제조된다.Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 100 includes an electrode assembly 200 in which electrode tabs or leads 211 and 221 protrude from one side, and is embedded in the pouch type battery case 300, and the electrode assembly 200. ) And the inorganic powder 400 is filled in the space 320 of the battery case 300, and then an electrolyte (not shown) is injected to seal the battery case 200.

전극조립체(200)는 양극(210)과 음극(도시하지 않음) 및 분리막(230)이 순차적으로 적층되어 있는 스택형 구조로서, 전극(220)보다 다소 큰 크기의 분리막(230)을 사용하여 분리막(230)이 그것의 외주면을 따라 연장부(231)를 형성하고 있다. 도면에는 나타나 있지 않지만, 이러한 분리막 연장부(231)에는 전극조립 체(200)와 전지케이스(300)의 이격공간(320)에 충진된 무기물 분말(400)의 일부가 미리 도포되어 있을 수도 있다. The electrode assembly 200 is a stacked structure in which the anode 210, the cathode (not shown), and the separator 230 are sequentially stacked. The electrode assembly 200 uses a separator 230 having a somewhat larger size than the electrode 220. 230 defines an extension 231 along its outer circumferential surface. Although not shown in the figure, a part of the inorganic powder 400 filled in the separation space 320 of the electrode assembly 200 and the battery case 300 may be previously applied to the separator extension part 231.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are provided to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

양극은 활물질에 결착제인 PVDF와 도전제인 카본블랙을 85 : 5: 10 의 조성비로 혼합하고 NMP와 함께 2 시간 동안 교반한 후, 집전체인 Al 호일에 코팅한 다음, 120℃에서 2 시간 동안 건조하여 제조하였다.The positive electrode was mixed with PVDF, which is a binder, and carbon black, which is a conductive agent, in a composition ratio of 85: 5: 10, stirred with NMP for 2 hours, coated on Al foil as a current collector, and then dried at 120 ° C. for 2 hours. It was prepared by.

음극은 활물질에 결착제인 PVDF와 도전제인 카본블랙을 93 : 6 : 1 의 조성비로 혼합하고 NMP와 함께 2 시간 동안 교반한 후, 집전체인 Cu 호일에 코팅한 다음, 120℃에서 2 시간 동안 건조하여 제조하였다.The negative electrode was mixed with PVDF, a binder, and carbon black, a conductive material, in a composition ratio of 93: 6: 1, stirred with NMP for 2 hours, coated on Cu foil as a current collector, and then dried at 120 ° C for 2 hours. It was prepared by.

상기와 같이 제조된 양극과 음극, 및 분리막으로서 다공성 폴리에틸렌 필름(CelgardTM)을 순차적으로 적층하여 스택형 전극조립체를 조립한 후, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 장착하고, 도 1에서와 같이, 전극조립체와 전지케이스의 이격 공간에 평균 입경이 200 ㎛인 실리카 분말을 충진한 다음, 전해액을 주입하고 전지케이스를 밀봉하는 것으로 전지를 제조하였다. As described above, a porous polyethylene film (Celgard TM ) was sequentially laminated as a positive electrode, a negative electrode, and a separator to assemble a stacked electrode assembly, and then mounted in a pouch type battery case of an aluminum laminate sheet, as shown in FIG. 1. The battery was manufactured by filling silica powder having an average particle diameter of 200 μm into the space between the electrode assembly and the battery case, injecting an electrolyte solution, and sealing the battery case.

[비교예 1]Comparative Example 1

실리카 분말을 충진하지 않았다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 전지를 제조하였다.A battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the silica powder was not filled.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 20 개의 전지들을 CC(850 mA), CV(4.25 V, 20 mA) 충전, hotbox 내부에서 5℃/분으로 승온, 및 10 분간 유지 등의The 20 cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were charged with CC (850 mA), CV (4.25 V, 20 mA), heated to 5 ° C / min inside a hotbox, and maintained for 10 minutes.

조건으로 테스트 하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Tested under the conditions, the results are shown in Table 1 below.

<표 1>TABLE 1

Figure 112006054422962-pat00001
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상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 전지들은 충방전 실험에서 모두 전지들에서 단락이 유발되지 않았다. 즉, 전극조립체와 전지케이스의 이격 공간에 충진되어 있는 실리카 분말이 다공성 분리막 내부에 침투하여 열수축을 방지함으로써, 반복적인 충방전에도 단락이 유발되지 않았다. 반면에, 비교예 1의 전지들은 20 개 중 3 개의 전지들에서 단락이 확인되었다.As shown in Table 1, the batteries of Example 1 according to the present invention did not cause a short circuit in the batteries in the charge and discharge experiment. That is, the silica powder, which is filled in the space between the electrode assembly and the battery case, penetrates into the porous separator to prevent thermal contraction, thereby preventing short circuits even during repeated charging and discharging. On the other hand, the cells of Comparative Example 1 were short-circuited in 3 out of 20 cells.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 20 개의 전지들을 대상으로, 전 지 낙하 실험을 수행하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 본 실험에서는 각각 20 개의 전지들에 대해 반복적으로 수행하였고, 낙하 실험은 1.5 m 높이에서 단자가 나와있는 방향으로 20 회, 모서리 방향으로 20 회 수행하였다.20 batteries prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to a battery drop test, and the results are shown in Table 2 below. In this experiment, 20 cells were repeatedly performed, and the drop test was performed 20 times in the direction of the terminal and 20 times in the corner direction at a height of 1.5 m.

<표 2>TABLE 2

Figure 112006054422962-pat00002
Figure 112006054422962-pat00002

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 전지들은 낙하 실험에서 20 개 전지 모두에서 단락이 유발되지 않았다. 즉, 전극조립체와 전지케이스의 이격 공간에 충진되어 있는 실리카 분말이 충격을 흡수하고 또한 전극조립체의 이동을 방지함으로써, 낙하시 단락이 유발되는 것으로 확인되었다. 반면에, 비교예 1의 전지들은 다수의 전지들에서 단락이 확인되었다.As shown in Table 2, the cells of Example 1 according to the present invention did not cause a short circuit in all 20 cells in the drop test. That is, it was confirmed that the silica powder filled in the space between the electrode assembly and the battery case absorbs the shock and prevents the movement of the electrode assembly, thereby causing a short circuit during the fall. On the other hand, the batteries of Comparative Example 1 were short-circuited in many batteries.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 충방전에 의한 분리막의 열수축 현상을 방지할 수 있고, 외부 충격에 대한 변형 내지 관통 등을 억제할 수 있으며, 외부 충격을 흡수함으로써 전지의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention can prevent thermal contraction of the separator due to charge and discharge, can suppress deformation or penetration through external impact, and absorb the external impact to improve the safety of the battery. It can greatly improve.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (11)

반복적인 충방전이 가능한 전극조립체가 전해액이 함침된 상태로 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전해액 불활성의 분말이, (i) 전극조립체와 전지케이스 사이의 이격 공간에 충진되어 있거나, 또는 (ii) 전극조립체의 외주면 상에 도포되어 있거나, 또는 (iii) 전극조립체와 전지케이스 사이의 이격 공간에 충진되어 있으면서 동시에 전극조립체의 외주면 상에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.An electrode assembly capable of repetitive charging and discharging is a secondary battery embedded in a battery case in which an electrolyte solution is impregnated with an electrolyte inert powder filled in (i) a space between the electrode assembly and the battery case, or ( ii) coated on the outer circumferential surface of the electrode assembly, or (iii) filled in the space between the electrode assembly and the battery case and simultaneously coated on the outer circumferential surface of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 전해액 불활성 분말은 50 ㎛ 내지 1 mm의 입경을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the electrolyte inert powder has a particle diameter of 50 μm to 1 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 전해액 불활성 분말은 무기물 분말인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the electrolyte inert powder is an inorganic powder. 제 3 항에 있어서, 상기 무기물 분말은 전해액 흡습성 분말인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 3, wherein the inorganic powder is an electrolyte hygroscopic powder. 제 3 항에 있어서, 상기 무기물 분말은 SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO, Y2O3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, hafnia (HfO2), SrTiO3 및 이들의 둘 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3, wherein the inorganic powder is SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, CaO, ZnO, Y 2 O 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), A secondary battery characterized in that one or more selected from the group consisting of BaTiO 3 , hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 and two or more thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 외주면에서 분리막은 양극 및 음극보다 길게 연장되어 있고, 전해액 불활성 분말의 적어도 일부는 상기 분리막 연장부위 상에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the separation membrane extends longer than the positive electrode and the negative electrode on the outer circumferential surface of the electrode assembly, and at least a part of the electrolyte inert powder is coated on the extension portion of the separator. 제 1 항에 있어서, 상기 전해액 불활성 분말은 PVDF, PTFE, SBR 및 고중합도 폴리비닐알코올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 바인더에 의해 해당 부위에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte inert powder is applied to the corresponding site by one or two or more binders selected from the group consisting of PVDF, PTFE, SBR, and high polymerization polyvinyl alcohol. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 소정의 크기를 가진 다수의 양극 및 음극이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the electrode assembly has a stack type or a stack / fold type structure in which a plurality of positive and negative electrodes having a predetermined size are stacked with a separator interposed therebetween. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the battery case is formed of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. 제 9 항에 있어서, 상기 전지케이스는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 9, wherein the battery case is a pouch type case of an aluminum laminate sheet. 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체를 전지케이스의 수납부에 장착하고, 전해액 불활성 분말을 포함하는 (i) 충진액, 또는 (ii) 도포액, 또는 (iii) 충진액 및 도포액을 상기 전극조립체와 전지케이스 사이에 주입한 후 전해액을 주입하여, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 이차전지를 제조하는 방법.The electrode assembly having a positive electrode / membrane / cathode structure is mounted on the housing of the battery case, and the (i) filling solution containing the electrolyte inert powder, or (ii) the coating liquid, or (iii) the filling liquid and the coating liquid A method of manufacturing a secondary battery according to any one of claims 1 to 10 by injecting an electrolyte after the injection between the assembly and the battery case.
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