KR100896133B1 - Secondary Battery of Improved Stability - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체의 외주면 중 적어도 1 변에 소정 크기의 만입부 및/또는 돌출부가 형성되어 있고, 전지케이스에는 전극조립체의 상기 만입부 및/또는 돌출부와 맞물릴 수 있는 내면구조가 형성되는 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly having a positive electrode / membrane / cathode structure is built in a battery case, wherein an indentation portion and / or a protrusion having a predetermined size is formed on at least one side of an outer circumferential surface of the electrode assembly, and an electrode is formed in the battery case. It provides a secondary battery characterized in that the inner structure is formed that can be engaged with the indentation and / or protrusion of the assembly.
본 발명에 따른 이차전지는 조립과정에서의 불량 발생 및 전지 성능의 저하를 초래하지 않으면서 전지의 낙하, 외부 충격의 인가와 같은 외력 작용시 전극조립체의 밀림 현상을 억제하여 쇼트의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이차전지의 외부 형상에 따라서는 별도의 부재를 사용하지 않거나 간단한 구조의 부재만을 사용하여 중대형 전지모듈을 효과적으로 제조할 수 있다. The secondary battery according to the present invention can prevent the occurrence of a short by suppressing the sliding phenomenon of the electrode assembly during the external force such as dropping of the battery, application of an external impact, without causing defects in the assembly process and degradation of battery performance. Can be. In addition, depending on the external shape of the secondary battery, a medium-large battery module may be effectively manufactured by not using a separate member or using only a member having a simple structure.
Description
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 조립 과정의 사시도이다;1 is a perspective view of an assembly process of a secondary battery according to one embodiment of the present invention;
도 2a 내지 2c는 본 발명의 실시예들에 따라 만입부와 돌출부가 다양한 위치에서 선택적으로 형성되어 있는 전극조립체의 모식도들이다;2A-2C are schematic views of an electrode assembly in which indentations and protrusions are selectively formed at various locations in accordance with embodiments of the present invention;
도 3은 도 2a의 전극조립체(A)가 장착되는 전지케이스의 평면 모식도이고, 도 4는 그것의 조립 상태의 모식도이다;3 is a schematic plan view of a battery case in which the electrode assembly A of FIG. 2A is mounted, and FIG. 4 is a schematic view of an assembled state thereof;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도이다;5 is a schematic view of a battery module according to an embodiment of the present invention;
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈의 모식적 사시도이다.6 is a schematic perspective view of a battery module according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 향상된 안전성의 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체의 외주면 중 적어도 1 변에 소정 크기의 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부가 형성되어 있고, 전지케이스에는 전극조립체의 상기 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부와 맞물릴 수 있는 내면구조를 가지고 있어서, 낙하, 외부 충격 등에 의해 전극조립체가 밀리는 현상을 억제하여, 안전성을 확보할 수 있는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery having improved safety, and more particularly, a secondary battery in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is built in a battery case, and having a predetermined size indented on at least one side of an outer circumferential surface of the electrode assembly. A portion, or a protrusion, or an indentation and a protrusion is formed, and the battery case has an internal structure that can engage with the indentation, or the protrusion, or the indentation and the protrusion of the electrode assembly. The present invention relates to a secondary battery capable of preventing the electrode assembly from being pushed and ensuring safety.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 재료면에서 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높고, 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있고 높은 집적도로 적층되어 제조되는 전지모듈의 전지로도 사용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높다. 특히, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체를 내장시킨 파우치형 전지는 중량이 가볍고 제조가 용이하여 최근 그것의 적용분야 및 수요가 증가하고 있다.Typically, the demand for lithium secondary batteries such as high energy density, discharge voltage, output stability lithium ion battery, lithium ion polymer battery, etc. is high in terms of battery material, and in terms of shape, it can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness. And there is a high demand for square cells and pouch cells that can be used as batteries of battery modules that are stacked and manufactured with high integration. In particular, a pouch type battery having an electrode assembly embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer is light in weight and easy to manufacture, and its application fields and demands have recently increased.
이차전지에서 전지반응이 일어나는 전극조립체는 일반적으로 양극 활물질이 도포된 양극판과 음극 활물질이 도포된 음극판 및 분리막에 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 이차전지의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 젤리-롤형(권취형) 전극조립체와 스택형(적층형) 전극조립체로 구분된다. An electrode assembly in which a battery reaction occurs in a secondary battery generally has a structure in which an electrolyte solution is impregnated into a cathode plate coated with a cathode active material, an anode plate coated with an anode active material, and a separator. The electrode assembly of the secondary battery is classified into a jelly-roll type (wound) electrode assembly and a stacked type (laminated) electrode assembly according to its structure.
적층형 전극조립체를 사용하여 파우치형 전지를 제조하는 경우, 다수의 양극 또는 음극탭들을 전극리드에 연결하여 전지케이스 외부로 돌출시켜 전극단자를 형성하므로, 전지케이스의 내측 상단, 즉, 전극조립체의 상단부에는 상기와 같은 전 극탭-전극리드 연결을 위한 공간이 필요하다. 따라서, 적층형 전극조립체는 상기 공간으로 인해 낙하, 외부 충격 등의 외력이 작용하였을 때, 밀려서 상향 이동하는 경향이 있다. 그러나, 이러한 상향 이동시 전극탭 또는 전극리드(예를 들어, 양극탭 또는 양극리드)가 반대 전극의 전극판(예를 들어, 음극판)에 접하면서 쇼트(내부 단락)를 초래할 수 있다. 내부 단락은 과전류의 통전에 의해 전지의 온도를 상승시키고 급기야는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있으므로, 전지의 안전성 측면에서 매우 심각한 문제점이다. In the case of manufacturing a pouch type battery using a stacked electrode assembly, a plurality of positive or negative electrode tabs are connected to the electrode leads to protrude out of the battery case to form electrode terminals. Thus, an inner upper end of the battery case, that is, an upper end of the electrode assembly. In this case, a space for the electrode tab-electrode lead connection is required. Therefore, the stacked electrode assembly tends to be pushed up and moved upward when an external force such as a drop or an external impact is applied due to the space. However, in this upward movement, the electrode tab or the electrode lead (eg, the positive electrode tab or the anode lead) may cause a short (internal short circuit) while contacting the electrode plate (eg, the negative electrode plate) of the opposite electrode. An internal short circuit is a very serious problem in terms of safety of the battery because the temperature of the battery is increased by energization of overcurrent, and the supply field may cause fire or explosion.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일부 선행기술은 전극조립체 상단부의 빈 공간에 전극조립체의 이동을 방지하기 위한 물체를 삽입하거나 절연성 수지를 충진한 후 고화시키는 기술 등을 제안하고 있다. 그러나, 상기와 같은 고정물은 삽입 과정에서 전극탭을 손상시키거나 전극탭-전극리드의 연결을 훼손시킬 수 있으며, 절연성 수지는 충진 과정 또는 전지의 작동 중에 전극조립체로 유입되어 전지의 성능을 저하시킬 수 있는 단점이 있다. Therefore, in order to solve this problem, some prior art proposes a technique of inserting an object to prevent the movement of the electrode assembly in the empty space of the upper end of the electrode assembly or filling the insulating resin and then solidifying. However, such a fixture may damage the electrode tab during insertion or may damage the connection of the electrode tab to the electrode lead, and the insulating resin may flow into the electrode assembly during the filling process or operation of the battery to degrade the performance of the battery. There are drawbacks to this.
따라서, 전지 조립과정에서의 불량 발생 및 전지 성능의 저하를 방지하면서 적층형 전극조립체의 밀림 현상을 억제할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high demand for a technology capable of suppressing the sliding phenomenon of the stacked electrode assembly while preventing defects in battery assembly and deterioration of battery performance.
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, 적층형 전극조립체에서 그것의 적어도 1 변에 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부를 형성하고 이들과 맞물릴 수 있는 내면구조를 전지케이스에 형성하여 전지를 조립할 경우, 조립과정에서의 불량 발생이나 전지 성능의 저하를 초래하지 않으면서, 외력에 대해 전극조립체의 밀림 현상을 방지하여 전지의 안전성을 담보할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After in-depth research and various experiments, the inventors have formed an indentation, or protrusions, or indentations and protrusions on at least one side thereof in a stacked electrode assembly, and the inner structure that can engage and engage the battery case. When forming the battery and assembling the battery, it is confirmed that the battery assembly can be secured by preventing the sliding of the electrode assembly against external force without incurring defects in the assembling process or degrading the battery performance. It came to the following.
또한, 상기 만입부 및 돌출부가 전지케이스의 내면 뿐만 아니라 외면에도 형성되는 경우에는 그러한 외면 구조가 전지셀 상호간의 결속 부위로 사용되어 중대형 전지팩의 제조를 더욱 용이하게 함을 확인할 수 있었다. In addition, when the indentations and protrusions are formed not only on the inner surface of the battery case, but also on the outer surface, it was confirmed that such an outer structure is used as a binding site between the battery cells to facilitate the manufacture of a medium-large battery pack.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 이차전지로서, 전극조립체의 외주면 중 적어도 1 변에 소정 크기의 만입부 및/또는 돌출부가 형성되어 있고, 전지케이스에는 전극조립체의 상기 만입부 및/또는 돌출부와 맞물릴 수 있는 내면구조가 형성되는 있는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is built in a battery case, and an indentation portion and / or protrusion having a predetermined size is formed on at least one side of an outer circumferential surface of the electrode assembly. The battery case is characterized in that the inner surface structure is formed that can be engaged with the indentation and / or protrusion of the electrode assembly.
즉, 본 발명에 따른 이차전지는 전지의 조립과정에서 전극조립체의 외주면 만입부 및/또는 돌출부가 전지케이스 내면구조의 만입부 및/또는 돌출부와 맞물리면서 고정되어, 낙하, 충격 등의 외력이 가해지더라도 전극조립체가 그것의 상부쪽으로 움직이는 것(밀림 현상)을 억제하여, 앞서 설명한 바와 같은 내부 단락을 방 지할 수 있다. That is, the secondary battery according to the present invention is fixed while engaging the indentation and / or protrusion of the outer peripheral surface of the electrode assembly in engagement with the indentation and / or protrusion of the inner structure of the battery case during the assembly of the battery, even if an external force such as drop, impact It is possible to prevent the electrode assembly from moving upward (sliding phenomenon) to prevent the internal short circuit as described above.
일부 선행기술들 중에는 전극조립체의 외주면을 만입형 또는 돌출형으로 만드는 예가 개시되어 있지만(일본 특허등록 제3531552호, 일본 특허출원공개 제1998-027602호, 일본 특허출원공개 제1997-259859호 등 참조), 본 발명에서와 같이 전지케이스의 내면에도 그에 상응하는 구조를 형성하여 이들이 상호 맞물리면서 고정되는 기술은 전혀 알려져 있지 않다. Some prior arts disclose examples of making the outer circumferential surface of the electrode assembly into an indented or projecting type (see Japanese Patent No. 3531552, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1998-027602, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-259859, etc.). As in the present invention, there is no known technique for forming a corresponding structure on the inner surface of the battery case so that they are engaged with each other.
상기 적층형 전극조립체는 소정 크기의 다수의 양극판 및 음극판들이 분리막이 개재된 상태로 순차적으로 적층되어 있는 구조의 전극조립체로서, 양극판과 음극판의 양면에는 전극활물질들이 도포되어 있다. 그러한 전극판의 형상은 다양할 수 있으며, 대략 사각형 구조의 전극판이 많이 사용되고 있다. The stacked electrode assembly is an electrode assembly having a structure in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates having a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and electrode active materials are coated on both surfaces of the positive electrode plate and the negative electrode plate. The shape of such an electrode plate may vary, and an electrode plate having a substantially rectangular structure is frequently used.
본 발명의 이차전지에서는 이러한 전극조립체의 외주면 중 적어도 1 변에 소정 크기의 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부가 형성되어 있다. 예를 들어, 대략 사각형 구조의 전극판들로 구성된 전극조립체는 그것의 외주면이 4 변을 이루므로, 상기 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부는 4 변 중의 1 변 또는 2 변 이상에 형성된다. 이 경우, 만입부, 또는 돌출부, 또는 만입부 및 돌출부는 전극탭이 형성되어 있는 변(상단 변)을 기준으로 그것의 양 측변에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 이들이 상단 변 또는 하단 변에 형성될 수도 있고, 양 측변 중 1 측변에만 형성될 수도 있음은 물론이다. 본 발명에서 전극조립체의 외주면 변은 그것의 모서리를 포함하는 개념으로서, 만입부와 돌출부는 4 변으로 이루어진 전극조립체에서 4 곳 모서리 중의 하나 또는 둘 이상에 형성될 수도 있다.In the secondary battery of the present invention, an indentation portion, a protrusion portion, or an indentation portion and a protrusion portion having a predetermined size is formed on at least one side of the outer circumferential surface of the electrode assembly. For example, an electrode assembly composed of electrode plates having a substantially rectangular structure has four outer circumferential surfaces thereof, so that the indentation portion, or the protrusion portion, or the indentation portion and the protrusion portion is formed on one side or two or more sides of the four sides. do. In this case, it is preferable that the indents, or the protrusions, or the indents and the protrusions are formed at both sides thereof with respect to the side (upper side) on which the electrode tab is formed. However, they may be formed on the upper side or the lower side, or may be formed only on one side of both sides. In the present invention, the outer circumferential side of the electrode assembly includes a corner thereof, and the indentation and the protrusion may be formed at one or two or more of four corners in the electrode assembly having four sides.
만입부 및 또는 돌출부는, 예를 들어, 전류 집전체로서의 금속 호일에 전극활물질을 도포한 후 다이 등을 사용하여 전극판으로 재단할 때 함께 형성할 수 있다. The indentation and / or protrusion may be formed together, for example, after applying the electrode active material to a metal foil as a current collector and then cutting it into an electrode plate using a die or the like.
만입부와 돌출부의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 삼각형, 사각형, 반원형 등 다양할 형태일 수 있으며, 그것의 모서리 등 단부를 완만하게 만들 수도 있다.The shape of the indents and protrusions is not particularly limited, and may be, for example, various shapes such as triangles, squares, semi-circles, etc., and may smooth edges such as edges thereof.
만입부와 돌출부의 크기는 외력 인가시 전극조립체의 이동을 방지할 수 있는 크기라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 변의 길이에 대해 10 내지 50%의 폭과 5 내지 30%의 깊이(또는 높이)일 수 있다. The size of the indentation and the protrusion is not particularly limited as long as it can prevent movement of the electrode assembly when an external force is applied. For example, a width of 10 to 50% and a depth of 5 to 30% (or Height).
이러한 전극조립체의 만입부 또는 돌출부에 대응하여 전지케이스의 내면에도 그에 상응하는 구조의 만입부 또는 돌출부가 형성되어 있다. Corresponding to the indentation or protrusion of the electrode assembly, the indentation or protrusion of the corresponding structure is formed on the inner surface of the battery case.
전지케이스 내면구조 상의 만입부와 돌출부는 크게 두 가지 방식 중의 하나의 방식으로 형성할 수 있다. 첫 번째는 전지케이스 자체를 변형하여 만입부 또는 돌출부를 형성하는 방식이고, 두 번째는 전지케이스 내측면에 만입부 또는 돌출부가 형성된 고정부재를 설치하는 방식이다. 상기 고정부재는 삽입에 의해 전지케이스 내측면에 고정되는 프레임 구조물이거나, 또는 전지케이스 내측면의 일부에 결합 또는 접착시킨 소형 구조물의 형태일 수 있다. 제조공정 측면에서, 전지케이스 자체를 변형하여 만입부와 돌출부를 형성하는 전자의 방식이 더욱 바람직하다. The indentation and the protrusion on the inner surface of the battery case may be formed in one of two ways. First, the battery case itself is deformed to form an indentation or protrusion, and the second is a method of installing a fixing member having an indentation or a protrusion formed on the inner surface of the battery case. The fixing member may be a frame structure fixed to the inner surface of the battery case by insertion, or may be in the form of a compact structure bonded or bonded to a part of the inner surface of the battery case. In view of the manufacturing process, the former method of deforming the battery case itself to form an indentation and a protrusion is more preferable.
전지케이스 상의 만입부와 돌출부는 전극조립체의 만입부 및 돌출부와 그것의 형상 및 크기가 완전히 일치해야 하는 것은 아니며, 전극조립체의 밀림현상으로 인한 내부 단락을 방지할 수 있는 정도의 형상 및 크기이면 무방하다. The indents and protrusions on the battery case do not have to be completely identical in shape and size to the indents and protrusions of the electrode assembly, and may be any shape and size that can prevent an internal short circuit caused by the sliding of the electrode assembly. Do.
상기 전지케이스는 다양한 소재로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 금속, 고분자 수지, 금속층과 수지층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트 등을 들 수 있다. 그 중에서도 라미네이트 시트 구조의 전지케이스가 특히 바람직하다. The battery case may be made of various materials, for example, a metal sheet, a polymer sheet, a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and the like. Especially, the battery case of a laminated sheet structure is especially preferable.
이차전지를 구성하는 기타 성분들, 즉, 전극활물질을 포함하는 전극 합제의 성분들, 분리막, 전해질 등의 성분과 이들의 제조방법 등은 당업계에 알려져 있으므로, 그에 대한 설명은 본 발명에서 생략한다. Other components constituting the secondary battery, that is, components of the electrode mixture including the electrode active material, components such as separators, electrolytes, and the like, are known in the art, the description thereof will be omitted in the present invention. .
본 발명에 따른 이차전지는 특히 고출력 대용량의 중대형 전지모듈을 제조할 때 단위전지로서 바람직하게 사용될 수 있다. 즉, 전지케이스의 만입부 또는 돌출부가 전지케이스 자체의 변형에 의해 형성된 경우, 그러한 만입부 또는 돌출부는 전지셀(단위전지)들을 상호 결합시키는 결속부위로서 사용될 수 있다. The secondary battery according to the present invention can be preferably used as a unit battery, especially when manufacturing a large output medium-large battery module. That is, when the indentation or protrusion of the battery case is formed by the deformation of the battery case itself, such indentation or protrusion may be used as a binding portion for coupling the battery cells (unit cells) to each other.
구체적으로, 전지셀의 1 측변에 만입부가 형성되어 있고, 대향 측변에 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 돌출부가 만입부에 삽입될 수 있는 크기를 가질 때, 제 1 전지셀의 만입부에 제 2 전지셀의 돌출부를 삽입하여 결합을 이룰 수 있다. 이러한 결합방식은 전지셀을 측면 상으로 배열하여 전지모듈을 구성할 때 바람직하며, 측면 방향 및 두께 방향으로 다수의 전지셀들을 적층할 때에는 상기 결속부위가 두께 방향으로 적층된 두 개의 전지셀들에 의해 상호 연결될 수 있도록 배열할 수도 있다. Specifically, when the indentation is formed on one side of the battery cell, the protrusion is formed on the opposite side, and the protrusion has a size that can be inserted into the indentation, the second battery in the indentation of the first battery cell Engagement can be achieved by inserting the protrusions of the cell. This coupling method is preferable when the battery cells are arranged in a side to form a battery module. When stacking a plurality of battery cells in the lateral direction and the thickness direction, the binding portion is formed in two battery cells stacked in the thickness direction. It can also be arranged to be interconnected by.
경우에 따라서는, 만입부 또는 돌출부들이 동축 상에 위치하도록 두께 방향으로 다수의 전지셀들을 적층하고 상기 만입부 또는 돌출부에 전지모듈 제조용 프 레임 부재를 결합시켜 전지모듈을 구성할 수도 있다.In some cases, the battery module may be configured by stacking a plurality of battery cells in a thickness direction such that the indentations or protrusions are coaxially positioned, and coupling the frame member for manufacturing the battery module to the indentations or protrusions.
이러한 중대형 전지모듈은 특히 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로 바람직하게 사용될 수 있다.The medium-large battery module may be preferably used as a power source of an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and the like.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 조립 과정의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is a perspective view schematically illustrating a process of assembling a secondary battery according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 이차전지(100)는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스(300)에 적층형 전극조립체(200)가 내장되는 구조로 이루어져 있다. Referring to FIG. 1, the
우선, 전극조립체(200)는 대략 사각형 구조의 다수의 양극판 및 음극판들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있으며, 상단에 각각의 전극판으로부터의 전극탭들(210, 212)이 전극리드(220, 222)에 연결되어 있다. 전극리드(220, 222)에는 전기절연성의 필름(230)이 부착되어 있다. 전극조립체(200)의 양 측변에는 소정 크기의 만입부(240)가 서로 대칭적으로 형성되어 있다. First, the
파우치형 케이스(300)는 전극조립체(200)가 안착되는 수납부(312)가 형성되어 있는 본체(310) 및 그것의 하단에 일체로 연결되어 있는 덮개(320)로 이루어져 있다. 수납부(312)에는 전극조립체(200)의 만입부(240)에 대응하는 돌출부(330)가 형성되어 있다.The pouch-
따라서, 전극조립체(200)가 케이스(300)에 안착되었을 때, 만입부(240)에 돌 출부(330)가 삽입되면서 고정되어, 조립 완료된 전지(100)가 낙하되는 등의 외력을 받더라도 전극조립체(200)의 밀림현상을 억제하여 내부 단락을 방지할 수 있다. Therefore, when the
도 2a 내지 2c에는 본 발명의 실시예들에 따라 만입부와 돌출부가 다양한 위치에서 선택적으로 형성되어 있는 전극조립체의 모식도들이 도시되어 있다.2A to 2C are schematic views of an electrode assembly in which an indentation and a protrusion are selectively formed at various positions according to embodiments of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 우선 전극조립체(A)는 전극탭(210)이 형성되어 있는 상단 변(201)에 대해 일측 측변(202)에 돌출부(250)가 형성되어 있고 대향 측변(203)에 만입부(240)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. Referring to these drawings, first, the electrode assembly A has a
전극조립체(B)는 양 측변(202, 203)에 각각 돌출부(250)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 전극조립체(C)는 한쪽 측변(202)에만 두 개의 돌돌출부(250)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.The electrode assembly B has a structure in which
또한, 전극조립체(D)는 하단 변(204)에만 돌출부(250)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있고, 전극조립체(E)는 일측 측변(202)과 하단 변(204)에 각각 돌출부(250)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. In addition, the electrode assembly D has a structure in which the
본 발명에 따른 이차전지에서 전극판의 구조는 상기 예시적인 구조들 이외에 기타 구조들도 가능할 수 있음은 물론이며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.In the secondary battery according to the present invention, the structure of the electrode plate may be other structures in addition to the above exemplary structures, and these are all included in the scope of the present invention.
도 3에는 도 2a의 전극조립체(A)가 장착되는 전지케이스의 평면 모식도이고, 도 4는 그것의 조립 상태의 모식도이다.3 is a schematic plan view of a battery case in which the electrode assembly A of FIG. 2A is mounted, and FIG. 4 is a schematic view of an assembled state thereof.
이들 도면을 참조하면, 전지케이스(300)는 전극조립체(A)의 돌출부(250: 도 2a)에 대응하여 일측 측벽에 만입부(340)의 내면구조가 형성되어 있고, 만입부 (240a: 도 2a)에 대응하여 대향 측벽에 돌출부(330)의 내면구조가 형성되어 있다. 이러한 만입부(340)와 돌출부(330)는 전지케이스(200) 자체의 변형에 의해 형성되므로, 전지케이스(200)의 외면을 기준으로 할 때에는 만입부(340)는 돌출부로서 돌출부(330)는 만입부로서 표현될 수도 있다. Referring to these drawings, the
케이스(300)에 장착된 전극조립체(A)는 그것의 돌출부(250) 및 만입부(240)가 전지케이스 내면구조의 만입부(340) 및 돌출부(330)와 맞물림으로써 고정된다. 따라서, 외력이 인가되더라도 전극조립체(A)는 상향 이동하지 않으므로, 전극조립체(A)의 상단부 공간(S)에서의 쇼트 발생을 방지할 수 있다. The electrode assembly A mounted to the
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈의 모식도가 도시되어 있다.5 is a schematic view of a battery module according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전지모듈(400)은 도 2a의 전극조립체(A)가 각각 내장된 도 4에서와 같은 전지셀들(100)이 측면 방향으로 배열되어 있는 구조로 이루어져 있다. 각각의 전지셀들(100)은 양 측변에 외면상으로 돌출부(150)와 만입부(140)를 포함하고 있으며, 돌출부(150)는 만입부(140)에 삽입될 수 있는 크기를 가진다. 따라서, 연속적으로 배열된 전지셀들(100)은 만입부(140)에 대한 돌출부(150)의 삽입으로 인해 별도의 결합 부재를 사용하지 않고도 기계적인 체결을 이룰 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지모듈의 사시도가 모식도로 도시되어 있다.6 is a perspective view of a battery module according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 전지모듈(401)은 도 1에서와 같은 전지셀들(100)이 두께 방향으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다. 각각의 전지셀(100)은 양 측변에 외면상으로 만입부(140)가 형성되어 있으므로, 이들을 순차적으로 적층하였을 때, 만입부(140)에 두께 방향으로 긴 홈을 형성한다. 따라서, 그러한 홈에 대응하는 그루브(412)가 형성되어 있는 전지팩 제조용 프레임 부재(410)를 결합시켜 전지모듈(401)을 제조할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
이상 본 발명에 따른 일부 예들을 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although some examples according to the present invention have been described with reference to the drawings, those skilled in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 조립과정에서의 불량 발생 및 전지 성능의 저하를 초래하지 않으면서 전지의 낙하, 외부 충격의 인가와 같은 외력 작용시 전극조립체의 밀림 현상을 억제하여 쇼트의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이차전지의 외부 형상에 따라서는 별도의 부재를 사용하지 않거나 간단한 구조의 부재만을 사용하여 중대형 전지모듈을 효과적으로 제조할 수 있다. As described above, the secondary battery according to the present invention suppresses the sliding phenomenon of the electrode assembly during external action such as dropping of the battery and application of an external impact without causing defects in the assembly process and deterioration of the battery performance. The occurrence of a short can be prevented. In addition, depending on the external shape of the secondary battery, a medium-large battery module may be effectively manufactured by not using a separate member or using only a member having a simple structure.
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