KR101049853B1 - Secondary battery easy to inject electrolyte - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지케이스의 내부에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체를 장착하고 전해액을 주입한 후 밀봉하여 제조되는 이차전지로서, 상기 전지케이스의 상단에 전해액 주입구가 형성되어 있고, 상기 전해액 주입구로부터 이격된 위치에서 상기 전해액 주입구에 대해 상대적으로 작은 직경의 압력 강하용 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다. The present invention is a secondary battery manufactured by mounting the electrode assembly of the positive electrode / separator / cathode structure inside the battery case and injecting the electrolyte solution and sealing the electrolyte, an electrolyte injection hole is formed on the top of the battery case, from the electrolyte injection hole It provides a secondary battery, characterized in that the through-hole for the pressure drop of a relatively small diameter is formed with respect to the electrolyte injection hole at a spaced position.

본 발명에 따른 이차전지는, 작은 직경의 압력 강하용 관통구로 인해 전해액 주입 속도가 향상되어 전지의 제조공정이 단축되고, 전극조립체에 대한 전해액의 고른 함침으로 인해 전지의 생산 품질이 향상될 뿐만 아니라, 전해액 주입시 전지에 가해지는 압력을 해소시켜 전지의 스웰링 현상을 방지하며, 전해액 주입구의 용접 불량 및 음극에서의 리튬 석출 등을 방지하는 효과가 있다.In the secondary battery according to the present invention, a small diameter pressure drop through hole improves the electrolyte injection speed, thereby shortening the manufacturing process of the battery, and evenly improving the production quality of the battery due to the even impregnation of the electrolyte solution to the electrode assembly. In order to prevent the swelling phenomenon of the battery by relieving the pressure applied to the battery when the electrolyte is injected, there is an effect of preventing the welding failure of the electrolyte injection hole and the deposition of lithium from the negative electrode.

Description

전해액의 주입이 용이한 이차전지 {Secondary Battery Available for Easy Injection of Electrolyte} Secondary Battery Available for Easy Injection of Electrolyte {Secondary Battery Available for Easy Injection of Electrolyte}

도 1과 2는 본 발명의 실시예들에 따른 각형 이차전지의 사시도들이다. 1 and 2 are perspective views of a rectangular secondary battery according to embodiments of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE RELATED ART [0002]

100: 각형 이차전지 110: 금속 캔100: rectangular secondary battery 110: metal can

120: 캡 플레이트 130: 돌출단자120: cap plate 130: protruding terminal

140: 전해액 주입구 200: 압력 강하용 관통구140: electrolyte injection hole 200: pressure drop through hole

본 발명은 전해액의 주입이 용이한 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지케이스의 외면에 전해액 주입구로부터 이격된 위치에 압력 강하용 관통구가 형성되어 있고, 전해액 주입시 상기 관통구를 통해 전지케이스 내부의 기체가 배출됨으로써, 전해액 주입 특성 향상, 전지의 스웰링 현상 방지, 전해액 주입구의 용접 불량 및 음극에서의 리튬 석출 등을 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery that is easy to inject the electrolyte, more specifically, a pressure drop through-hole is formed on the outer surface of the battery case spaced apart from the electrolyte inlet, through the through hole during the electrolyte injection By discharging gas inside the battery case, the present invention relates to a secondary battery capable of improving electrolyte injection characteristics, preventing a swelling phenomenon of a battery, poor welding of an electrolyte injection hole, and lithium deposition from a negative electrode.

이차전지는 휴대폰, 노트북, 캠코더 등 모바일 기기들의 전원으로 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지의 사용은 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지밀도가 높다는 잇점으로 인해 급속도로 증가되고 있는 추세이다. Secondary batteries are widely used as a power source for mobile devices such as mobile phones, laptops and camcorders. In particular, the use of lithium secondary batteries has been rapidly increasing due to the advantages of high operating voltage and high energy density per unit weight.

이러한 리튬 이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하며, 일반적으로, 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류된다. 또한, 사용되는 전해질의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지로 분류되기도 하며, 전지의 외형에 따라 원통형, 각형 및 파우치형 전지로 분류되기도 한다.The lithium secondary battery mainly uses a lithium-based oxide as a positive electrode active material and a carbon material as a negative electrode active material, and is generally classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. In addition, depending on the type of electrolyte used, it may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery, and may be classified into a cylindrical, square, and pouch type battery according to the appearance of the battery.

이차전지를 구성하는 전극조립체는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 긴 시트형의 전극과 분리막을 둥글게 권취한 젤리-롤형 전극조립체와 소정 크기의 전극들과 분리막을 순차적으로 적층한 구조의 스택형 전극조립체가 대표적이다. The electrode assembly constituting the secondary battery has a structure in which a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a long sheet-type electrode and a jelly-roll electrode assembly in which the separator is roundly wound, a predetermined size of electrodes and the separator are sequentially stacked. One type of stacked electrode assembly is representative.

이와 같이 다양한 종류의 이차전지 중, 각형 전지는 각형 금속 캔의 내부에 전극조립체를 삽입하고, 개방 상단에 상부 절연체와 캡 플레이트를 순차적으로 탑재한 후, 캡 플레이트 상에 천공되어 있는 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입하고, 상기 주입구를 밀봉함으로써 제조되는데, 일반적인 전지에서 전해액 주입구는 캡 플레이트 상에 하나가 형성되어 있다.As described above, among the various types of secondary batteries, the prismatic battery inserts an electrode assembly into the prismatic metal can, sequentially mounts an upper insulator and a cap plate on an open top, and then, through an electrolyte injection hole perforated on the cap plate. It is prepared by injecting an electrolyte solution and sealing the injection hole. In an ordinary battery, one electrolyte injection hole is formed on a cap plate.

밀폐된 전지 내부공간으로 한 곳의 주입구를 통해 전해액을 주입하는 것은, 전지 내부의 기체가 전지 외부로 배출되기 매우 어려운 구조이다. 또한 전해액이 전극까지 완전히 함침되도록 하기 위해서는 젤리-롤형 전극조립체 내부로 전해액의 침투가 필수적이나 밀폐된 공간에서 전해액의 유속은 매우 느리기 때문에 충분한 양을 주입하기 위해서는 복잡한 프로세스와 긴 시간이 필요하며, 더욱이 전해액 주입시 가해지는 압력으로 인해 전지에 스웰링 현상이 나타날 수 있다는 문제점을 가지고 있다. Injecting the electrolyte solution through a single injection port into the sealed battery inner space is a very difficult structure that the gas inside the battery is not discharged to the outside of the battery. In addition, the penetration of electrolyte into the jelly-roll type electrode assembly is essential for the electrolyte to be completely impregnated to the electrode, but the flow rate of the electrolyte in a closed space is very slow. Therefore, a complicated process and a long time are required to inject a sufficient amount. Swelling may occur in the battery due to the pressure applied during the injection of the electrolyte.

이와 관련하여, 일부 선행기술들은 전지케이스 내부로 유입된 전해액의 전극조립체로의 신속히 함침을 돕기 위한 방법들이 제안되어 있다. 예를 들어, 한국 등록특허 제0385330호는 전지 캔과 캡 플레이트 사이에 삽입되는 상부 절연체에 별도의 흡입패스 홀을 형성하고 그에 연결된 빨대 모양의 흡입패스를 통해 유입된 전해액이 전지의 하부로 바로 스며들도록 한 기술을 제시하고 있고, 한국 등록특허 제0436714호는 전지의 상부 절연체에 경사를 주어 주입된 전해액의 유동을 유도하는 기술을 제시하고 있다. In this regard, some prior art methods have been proposed to help quickly impregnate the electrolyte assembly introduced into the battery case into the electrode assembly. For example, Korean Patent No. 0385330 forms a separate suction path hole in the upper insulator inserted between the battery can and the cap plate, and the electrolyte flowing through the straw-shaped suction path connected directly to the lower part of the battery. It proposes a technique to raise, and Korean Patent No. 0438714 proposes a technique of inclining the upper insulator of the battery to induce the flow of the injected electrolyte.

상기 특허들은 전지 내부에 유입된 전해액의 전극에 대한 신속한 함침을 유도한다는 측면에는 바람직하지만, 상기와 같은 과정이 진행되기 위해서는 우선 전해액이 전지케이스 내부로 유입되는 것을 전제로 하고 있으며, 그러한 전지케이스 내부로의 전해액 주입은 상기와 같은 구조에서는 여전히 용이하지 않다.Although the above patents are preferable in terms of inducing rapid impregnation of the electrode of the electrolyte solution introduced into the battery, the premise that the electrolyte is introduced into the battery case in order to proceed with the above process, such a battery case inside Injection of the electrolyte into the furnace is still not easy with such a structure.

이와는 다소 다른 측면의 기술로서, 한국 등록특허 제 0319111호는 조립된 이차전지의 최초 충전시 발생하는 가스로 인한 전지의 부피 팽창을 막기 위하여, 캡 플레이트 상에 가스 배출구를 형성하고 절연체로부터 상향 연장된 흡입관이 상기 가스 배출구에 연통되도록 구성한 기술을 제시하고 있다. As a somewhat different aspect of technology, Korean Patent No. 0319111 forms a gas outlet on the cap plate and extends upward from the insulator to prevent the volume expansion of the battery due to the gas generated during the initial charging of the assembled secondary battery. A technique has been proposed in which the suction pipe is configured to communicate with the gas outlet.

상기 특허는 조립된 전지의 활성화를 위해 전해액을 일부 주입한 상태에서 최초 충전시 발생한 가스가 특정한 구조의 흡입관 및 배출구를 통해 신속히 배출될 수 있다는 점에서는 바람직하지만, 일반적으로 음극의 비극성 음극 탄소재료에 대한 극성 전해액의 낮은 함침성으로 인해 전해액의 초기 주입시 상당량의 전해액이 전극조립체를 따라 순차적으로 하강하는 과정에서 일부 전해액이 상기 흡입관을 통해 역류하게 되므로, 오히려 전해액의 주입 측면에서는 심각한 문제점을 초래한다. 더욱이, 상기 특허는 흡입관을 포함하는 절연체의 제조가 필요하고 전지의 조립과정에서 작은 크기의 흡입관을 가스 배출구에 정밀하게 일치시켜야 하는 등 전지의 제조 공정이 매우 번잡하다는 문제점을 가지고 있다. The patent is preferred in that the gas generated at the time of initial charge in the state of partially injecting the electrolyte solution for activation of the assembled battery can be quickly discharged through the suction pipe and the outlet of the specific structure. Due to the low impregnation of the polar electrolyte, some of the electrolyte flows back through the suction tube during the initial drop of the electrolyte along the electrode assembly during the initial injection of the electrolyte, thus causing serious problems in terms of the injection of the electrolyte. . Moreover, the patent has a problem that the manufacturing process of the battery is very complicated, such as the need for the manufacture of an insulator including a suction tube and precisely matching a small suction tube to the gas outlet during the assembly of the battery.

이와 더불어, 전해액 주입구로 넘친 전해액은 전해액의 주입 완료 후 전해액 주입구의 밀봉을 위한 용접시 불량을 초래하여 누액 가능성이 높아지게 되며, 적정량의 전해액이 주입되지 못한 경우에는 전해액의 부족으로 인해 음극에서의 리튬 석출 현상과 용량 감소도 초래될 수 있다.In addition, the electrolyte overflowing into the electrolyte inlet causes a defect in welding for sealing the electrolyte inlet after completion of the injection of the electrolyte, thereby increasing the possibility of leakage, and when the proper amount of the electrolyte is not injected, the lithium at the negative electrode due to the lack of electrolyte. Precipitation and capacity reduction may also be caused.

따라서, 이들 선행기술들의 단점들을 해소하면서, 전해액 주입 특성 향상시키고, 전해액 주입시 가해지는 압력으로 인한 전지의 스웰링 현상과, 전해액 주입구의 용접 불량으로 인한 누액 가능성 및 리튬 석출과 용량 감소 등을 방지할 수 있는 새로운 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, while eliminating the disadvantages of these prior arts, it is possible to improve the electrolyte injection characteristics, to prevent the swelling of the battery due to the pressure applied during the electrolyte injection, the possibility of leakage due to poor welding of the electrolyte inlet, lithium deposition and reduction of capacity, etc. There is a high need for new technologies that can be done.

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 발명자는 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지케이스의 외면에 전해액 주입구로부터 이격된 위치에 상기 전해액 주입구와 비교하여 상대적으로 작은 직경의 하나 이상의 압력 강하용 관통구를 형성하여 전해액 주입시 내부 기체의 원활한 배출을 유도하는 경우에는, 간단한 구조에도 불구하고, 놀랍게도 전해액 주입 속도 향상과 전극조립체에 대한 전해액의 고른 함침을 유도하여 전지의 생산성을 높이고, 전해액 주입시 가해지는 압력을 해소시켜 전지의 스웰링 현상을 방지하며, 전해액 주입구의 용접 불량 및 음극에서의 리튬 석출 등을 방지할 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 완성되었다.After repeated studies and various experiments, the present inventors formed one or more pressure drop through holes having a relatively small diameter compared to the electrolyte injection hole at the position spaced from the electrolyte injection hole on the outer surface of the battery case to inject the electrolyte solution. In the case of inducing the smooth discharge of the internal gas, despite the simple structure, surprisingly, the electrolyte injection speed is improved and the electrolyte assembly is evenly impregnated with the electrolyte to increase the productivity of the battery, and the pressure applied during the electrolyte injection to reduce the battery It has been found that the swelling phenomenon can be prevented, and the welding failure of the electrolyte injection hole and the deposition of lithium at the cathode can be prevented. The present invention has been completed based on this finding.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 전지케이스의 내부에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체를 장착하고 전해액을 주입한 후 밀봉하여 제조되는 이차전지로서, 전지케이스 상단에 전해액 주입구가 형성되어 있고, 상기 전해액 주입구로부터 이격된 위치에서 상기 전해액 주입구에 대해 상대적으로 작은 직경의 압력 강하용 관통구가 형성되어 있는 것으로 구성되어 있다.Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery manufactured by mounting an electrode assembly having a positive electrode / separation membrane / cathode structure inside the battery case, injecting an electrolyte solution, and sealing the electrolyte, and having an electrolyte injection hole formed on the top of the battery case. And a pressure drop through hole having a relatively small diameter with respect to the electrolyte injection hole at a position spaced apart from the electrolyte injection hole.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는 간단한 구조에도 불구하고, 전해액 주입과 관련하여 앞서 설명한 바와 같은 다양한 효과들을 발휘한다. Therefore, the secondary battery according to the present invention exhibits various effects as described above in connection with the electrolyte injection, despite the simple structure.

상기 압력 강하용 관통구는 전해액 주입시 전지 내부의 기체 성분, 즉, 가스가 배출되는 통로서의 역할을 하므로, 전해액 주입구보다 상대적으로 작은 직경을 형성되어 있다. 이러한 작은 직경은 전해액 주입의 완료 후 밀봉 과정에도 바람직하다. 따라서, 상기 관통구의 직경은 전해액 주입구의 직경을 기준으로 5 내지 30%의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 압력 강하용 관통구의 직경이 너무 작으면 관통구의 형성을 위한 천공 과정에 어려움이 있고 가스의 원활한 배출이 어려워지며, 반대로 너무 큰 경우에는 전해액의 주입 과정에서 전지케이스 내부로 유입된 전해액이 상기 관통구를 통해 재차 유출될 가능성이 높아져 전해액의 주입 효율성이 떨어질 수 있다. 상기 압력 강하용 배출구의 직경은 그것을 통한 전해액의 배출이 용이하지 않도록, 전해액의 표면장력 및 점도를 고려하여 0.1 내지 0.5 mm가 바람직할 수 있다. The pressure drop through-hole has a relatively smaller diameter than the electrolyte injection hole because the pressure drop through-hole serves as a gas component inside the battery, that is, a gas discharge chamber. This small diameter is also desirable for the sealing process after completion of the electrolyte injection. Therefore, the diameter of the through hole preferably has a size of 5 to 30% based on the diameter of the electrolyte injection hole. If the diameter of the pressure drop through hole is too small, it is difficult to puncture the formation of the through hole, and it is difficult to smoothly discharge gas. On the contrary, if the diameter of the pressure drop through hole is too large, the electrolyte introduced into the battery case during the injection of the electrolyte is through the through hole. May increase the likelihood of outflow again and decrease the injection efficiency of the electrolyte. The diameter of the pressure drop outlet may be 0.1 to 0.5 mm in consideration of the surface tension and viscosity of the electrolyte solution so that it is not easy to discharge the electrolyte through it.

상기 전지케이스는 다양한 소재에 의해 제조될 수 있으며, 바람직하게는 금속 소재의 본체 캔 및 그와 동일한 금속 소재의 캡 플레이트로 이루어져 있을 수 있다. 본체 캔과 캡 플레이트가 동일한 소재로 되어 있으면, 용접을 통해 결합시킬 수 있으며 용접시 결합력이 향상되고, 온도와 압력 등에 대한 팽창계수가 동일하여 전지 외형의 뒤틀림 현상이 발생하는 것을 감소시키는 효과가 있다. 이러한 금속 소재로는 알루미늄과 스테인리스 스틸이 바람직하다. The battery case may be manufactured by various materials, and preferably, the battery case may be made of a metal body can and a cap plate of the same metal material. If the can and the cap plate are made of the same material, it can be joined by welding, and the bonding force is improved during welding, and the expansion coefficient for temperature and pressure is the same, thereby reducing the distortion of the battery appearance. . As such a metal material, aluminum and stainless steel are preferable.

하나의 바람직한 예에서, 전해액 주입구는 상기 캡 플레이트 상에 형성되어 있고, 압력 강하용 관통구는 그와 이격된 위치에서 캡 플레이트 또는 본체 캔 상에 형성되어 있을 수 있다. 전해액 주입구와 압력 강하용 관통구가 충분히 이격되어 있음으로 하여, 전지 내부 기체의 배출을 원활하게 하여 전해액 주입시 가해지는 압력의 강하 효과가 향상될 수 있다.In one preferred example, an electrolyte injection hole is formed on the cap plate, and the pressure drop through hole may be formed on the cap plate or the body can at a position spaced therefrom. Since the electrolyte injection hole and the pressure drop through hole are sufficiently separated from each other, the pressure drop applied during the electrolyte injection may be improved by smoothly discharging the gas inside the battery.

압력 강하용 관통구가 본체 캔의 측면에 형성되어 있는 경우, 상기 압력 강하용 관통구는 전지의 양산을 위한 인-라인 공정에서 다이와 펀치를 사용하여 천공할 수 있으며, 캡 플레이트에 인접한 본체 캔의 측면에 형성되는 것이 바람직하다. 압력 강하용 관통구가 본체 캔의 측면 등에 위치하는 경우에는 압력 강하용 관통구의 관통시 캔의 형태가 일부 손상될 가능성이 있는 바, 캡 플레이트가 장착되는 상단 개구에 인접하여 주입구를 천공하는 경우에는 이러한 손상을 최소화할 수 있다.When the pressure drop through hole is formed on the side of the body can, the pressure drop through hole can be drilled using a die and a punch in an in-line process for mass production of the battery, and the side of the body can adjacent to the cap plate. It is preferably formed in. When the pressure drop through hole is located on the side of the body can, the shape of the can may be partially damaged when the pressure drop through hole penetrates. When the injection hole is drilled adjacent to the upper opening where the cap plate is mounted. This damage can be minimized.

본 발명에 따른 이차전지를 구성하는 양극, 분리막, 음극, 전해액, 절연체 등 기타 전지 구성요소들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 발명에서는 그에 대한 설명을 생략한다.Since other battery components, such as a positive electrode, a separator, a negative electrode, an electrolyte, an insulator, and the like, which constitute the secondary battery according to the present invention, are well known in the art, a description thereof will be omitted.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, 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 1 및 2에는 본 발명의 실시예들에 따른 각형 이차전지의 사시도들이 도시되어 있다.1 and 2 are perspective views of a rectangular secondary battery according to embodiments of the present invention.

우선 도 1을 참조하면, 각형 이차전지(100)는 전극조립체(도시하지 않음)가 내장되어 있는 각형의 금속 캔(110)의 상단에 캡 플레이트(120)가 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. 상기 전극조립체의 양극은 캡 플레이트(120)에 직접 접속되어 있고, 음극은 캡 플레이트(120)의 중앙에 전기절연된 상태로 형성되어 있는 돌출단자(130)에 접속되어 있다. First, referring to FIG. 1, the rectangular secondary battery 100 has a structure in which a cap plate 120 is coupled to an upper end of a rectangular metal can 110 in which an electrode assembly (not shown) is built. The positive electrode of the electrode assembly is directly connected to the cap plate 120, and the negative electrode is connected to the protruding terminal 130 formed in an electrically insulated state in the center of the cap plate 120.

캡 플레이트(120)의 일측에는 전해액 주입구(140)가 천공되어 있으며, 타측 에는 상대적으로 작은 직경의 압력 강하용 관통구(200)가 천공되어 있다.One side of the cap plate 120 is perforated electrolyte injection hole 140, the other side is drilled through the pressure drop through hole 200 of a relatively small diameter.

이차전지(100)의 조립 과정을 살펴보면, 젤리-롤형 또는 스택형 전극조립체를 금속 캔(110)의 내부에 삽입하고, 상기 전극조립체의 양극 및 음극을 캡 플레이트(120)의 해당 부위에 접속한 상태에서 캡 플레이트(120)의 금속 캔(110)의 상단에 용접하여 결합시킨다. 그런 다음, 전해액 주입구(140)를 통해 전지케이스 내부로 전해액을 주입하며, 전해액 주입으로 인해 가압된 전지 내부의 가스는 압력 강하용 관통구(200)를 통해 배출되므로 전해액 주입을 용이하게 수행할 수 있다. 전해액의 주입이 완료된 후에는 전해액 주입구(140)와 압력 강하용 관통구(200)를 각각 밀봉한다. Looking at the assembly process of the secondary battery 100, a jelly-roll or stacked electrode assembly is inserted into the metal can 110, and the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly is connected to a corresponding portion of the cap plate 120. In the state of the cap plate 120 is welded to the top of the metal can 110 to be coupled. Then, the electrolyte is injected into the battery case through the electrolyte injection hole 140, and the gas inside the battery pressurized due to the electrolyte injection is discharged through the pressure drop through hole 200 so that the electrolyte injection can be easily performed. have. After the injection of the electrolyte is completed, the electrolyte injection hole 140 and the pressure drop through-hole 200 are respectively sealed.

본 발명의 또 다른 예를 개시하고 있는 도 2를 참조하면, 전해액 주입구(140)는 도 1에서와 같이 캡 플레이트(120) 상에 천공되어 있지만, 압력 강하용 관통구(200)는 전지 캔(110)의 일 측면 상단 부위에 천공되어 있다. Referring to FIG. 2, which discloses another example of the present invention, the electrolyte injection hole 140 is drilled on the cap plate 120 as shown in FIG. 1, but the pressure drop through hole 200 is a battery can ( It is perforated at one side upper portion of 110).

압력 강하용 관통구(200)가 전해액 주입구(110)로부터 충분히 이격되어 있음으로써, 전해액 주입시 주입된 전해액이 압력 강하용 관통구(200)를 통해 재차 배출되는 것을 방지하면서 전지 내부의 가스가 원할히 배출될 수 있게 된다. Since the pressure drop through hole 200 is sufficiently spaced apart from the electrolyte injection hole 110, the gas inside the battery is smoothly prevented from being discharged again through the pressure drop through hole 200. Can be discharged.

이하에서는 본 발명의 효과를 확인하는 실험 내용을 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아님은 물론이다.Hereinafter, the experimental content for confirming the effect of the present invention will be described, of course, the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1] Example 1

1-1. 양극의 제조1-1. Manufacture of anode

양극 활물질로서 LiCoO2 95 중량%, 및 Super-P(도전제) 3 중량% 및 PVdF(결착제) 2 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다.95% by weight of LiCoO 2 , 3% by weight of Super-P (conductor) and 2% by weight of PVdF (binder) were added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a positive electrode active material to prepare a positive electrode mixture slurry. After that, the positive electrode was prepared by coating, drying and pressing on aluminum foil.

1-2. 음극의 제조1-2. Preparation of Cathode

음극 활물질로서 인조흑연 95.5 중량%, 및 Super-P(도전제) 1.5 중량% 및 PVdF(결착제) 3 중량%를 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 음극을 제조하였다.95.5% by weight of artificial graphite as a negative electrode active material, and 1.5% by weight of Super-P (conductor) and 3% by weight of PVdF (binder) were added to NMP as a solvent to prepare a negative electrode mixture slurry, which was then coated on a copper foil, The negative electrode was prepared by drying and pressing.

1-3. 전해액의 제조1-3. Preparation of Electrolyte

전해액으로는 1M LiPF6 함유 EC/EMC계 용액을 사용하였다.As the electrolyte, an EC / EMC solution containing 1M LiPF 6 was used.

1-4. 캡 플레이트 상단에 압력 강하용 1-4. For pressure drop on top of the cap plate 관통구의Through hole 형성 formation

각형 전지케이스의 상단에 장착되는 캡 플레이트에서 중앙의 전극단자를 기준으로 전해액 주입구의 반대편에, 직경 0.4 mm의 압력 강하용 관통구를 레이저 천공으로 형성하였다.A pressure drop through hole having a diameter of 0.4 mm was formed by laser drilling on the opposite side of the electrolyte injection hole based on the center electrode terminal in the cap plate mounted on the top of the rectangular battery case.

1-5. 전지의 제조1-5. Manufacture of batteries

분리막으로 셀가드TM을 사용하고, 상기 1-1의 양극과 상기 1-2의 음극 및 상기 분리막을 순서대로 적층하고 권취하여 젤리-롤형 전극조립체를 제조하였다. 상기 젤리-롤형 전극조립체를 각형 전지케이스의 외형에 대응하는 형상으로 압축한 다음, 전해액의 주입상태를 확인하기 위하여 투명 또는 개구가 형성되어 있는 케이 스 내부에 내장하고 상기 1-4의 캡 플레이트를 장착한 다음, 상기 1-4의 전해액을 주입하는 것으로 이차전지를 제조하였다. Using a Celgard TM as a separator, the cathode of 1-1, the cathode of 1-2 and the separator were laminated and wound in order to prepare a jelly-roll electrode assembly. The jelly-roll electrode assembly is compressed into a shape corresponding to the outer shape of the rectangular battery case, and then embedded in a case having a transparent or opening formed therein for checking the injection state of the electrolyte, and the cap plate of 1-4. After mounting, a secondary battery was prepared by injecting the electrolyte solution of 1-4.

[비교예 1]Comparative Example 1

캡 플레이트 상단에 압력 강하용 관통구를 형성하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 이차전지를 제조하였다. A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a pressure drop through hole was formed at the top of the cap plate.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 비교예 1의 전지 제조과정에서 전해액의 주입시간을 각각 측정하였다. 그 결과, 비교예 1의 전지는 전해액의 주입시 가스의 배출을 위해 주기적으로 멈추는 과정을 반복함으로써, 실시예 1의 전지에 비해 대략 3 배 이상의 주입시간이 소요됨을 확인할 수 있었다.Injecting time of the electrolyte in the battery manufacturing process of Example 1 and Comparative Example 1 was measured, respectively. As a result, the battery of Comparative Example 1 was confirmed that it takes about three times more injection time than the battery of Example 1 by repeating the process to stop periodically for the discharge of the gas during the injection of the electrolyte.

또한, 전해액의 주입 완료 후 투명한 케이스를 통해 주입상태를 확인하여 본 결과, 비교예 1의 전지에서는 전극조립체의 일부에서 기체가 포집된 상태로 남아 있음을 확인할 수 있었다. In addition, as a result of confirming the injection state through the transparent case after the completion of the injection of the electrolyte, it was confirmed that the gas in the part of the electrode assembly remains trapped in the battery of Comparative Example 1.

한편, 비교예 1의 전지에서 전해액의 주입 시간을 단축하기 위하여, 전해액의 1 회 주입량을 상기 실험에서보다 1.5 배 많은 양으로 설정한 결과, 일부 전해액이 주입구로부터 넘쳐 흘렸으며, 전해액의 주입 완료 후 전해액 주입구의 밀봉 과정에서 금속 볼을 전해액 주입구에 용접할 때, 일부 용접 불량이 확인되었다. On the other hand, in order to shorten the injection time of the electrolyte solution in the battery of Comparative Example 1, the amount of electrolyte was set to 1.5 times as much as in the above experiment, and as a result, some electrolyte was overflowed from the injection port, and after the injection of the electrolyte was completed When welding the metal ball to the electrolyte inlet in the sealing process of the electrolyte inlet, some welding defects were confirmed.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 이차전지는, 간단한 구조로도 전해액 주입 속도가 향상되어 전지의 제조공정이 단축되고, 전극조립체에 대한 전해액의 고른 함침으로 인해 전지의 생산 품질이 향상될 뿐만 아니라, 전해액 주입시 전지에 가해지는 압력을 해소시켜 전지의 스웰링 현상을 방지하며, 전해액 주입구의 용접 불량 및 음극에서의 리튬 석출 등을 방지하는 효과가 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention, even with a simple structure, the electrolyte injection speed is improved, the manufacturing process of the battery is shortened, and the production quality of the battery is not only improved due to the even impregnation of the electrolyte solution to the electrode assembly. In order to prevent the swelling phenomenon of the battery by relieving the pressure applied to the battery when the electrolyte is injected, there is an effect of preventing the welding failure of the electrolyte injection hole and the deposition of lithium from the negative electrode.

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 (8)

전지케이스의 내부에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체를 장착하고 전해액을 주입한 후 밀봉하여 제조되는 이차전지로서, A secondary battery manufactured by mounting an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure inside a battery case, injecting electrolyte, and sealing the same, 상기 전지케이스의 상단에 전해액 주입구가 형성되어 있고, 상기 전해액 주입구로부터 이격된 위치에서 상기 전해액 주입구에 대해 상대적으로 작은 직경의 압력 강하용 관통구가 형성되어 있으며,An electrolyte injection hole is formed at an upper end of the battery case, and a pressure drop through hole having a relatively small diameter is formed with respect to the electrolyte injection hole at a position spaced apart from the electrolyte injection hole. 상기 압력 강하용 관통구의 직경은 전해액 주입구의 직경을 기준으로 5 내지 30%의 크기인 범위에서 0.1 내지 0.5 mm이고,The diameter of the pressure drop through hole is 0.1 to 0.5 mm in the range of the size of 5 to 30% based on the diameter of the electrolyte inlet, 상기 압력 강하용 관통구는 전해액이 주입되는 동안 개방되어 있고, 전해액 주입이 완료된 이후 단계에서 밀봉되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The pressure drop through-hole is open while the electrolyte is injected, the secondary battery characterized in that the sealing after the completion of the electrolyte injection step. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속 소재의 본체 캔 및 그와 동일한 금속 소재의 캡 플레이트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 1, wherein the battery case is a secondary battery, characterized in that the main body can of the metal material and the cap plate of the same metal material. 제 1 항에 있어서, 전해액 주입구는 캡 플레이트 상에 형성되어 있고, 압력 강하용 관통구는 그와 이격된 위치에서 캡 플레이트의 상단 부위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the electrolyte injection hole is formed on the cap plate, and the pressure drop through hole is formed at an upper end portion of the cap plate at a position spaced apart from the cap plate. 삭제delete 제 5 항에 있어서, 상기 압력 강하용 관통구는 레이저 천공 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 5, wherein the pressure drop through hole is formed by a laser drilling method. 삭제delete
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