KR101128664B1 - Secondary Battery of Improved Safety - Google Patents

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KR101128664B1
KR101128664B1 KR1020070131610A KR20070131610A KR101128664B1 KR 101128664 B1 KR101128664 B1 KR 101128664B1 KR 1020070131610 A KR1020070131610 A KR 1020070131610A KR 20070131610 A KR20070131610 A KR 20070131610A KR 101128664 B1 KR101128664 B1 KR 101128664B1
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Abstract

본 발명은 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 상부 케이스 및/또는 하부 케이스에는 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있으며, 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 외주면을 열융착하여 실링부를 형성함으로써 밀봉한 구조의 판상형 이차전지로서, 전지셀 내부의 고압 가스 발생시 밀봉이 우선적으로 해제되면서 고압 가스를 외부로 배출할 수 있는 배기유도 실링부가 상기 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있고, 상기 배기유도 실링부의 폭은 상기 외주면 실링부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다. The present invention includes an upper case and a lower case made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, wherein the upper case and / or the lower case is provided with an accommodating part for mounting an electrode assembly, and the upper case and the lower case. A plate-shaped secondary battery that is sealed by thermally sealing an outer circumferential surface thereof, and an exhaust induction sealing part capable of discharging the high pressure gas to the outside while the sealing is first released when a high pressure gas is generated inside the battery cell is formed on one side of the case. It is continuously formed to the end of the outer peripheral surface with a length corresponding to the width of the exhaust induction sealing provides a secondary battery, characterized in that less than the width of the outer peripheral sealing surface.

본 발명에 따르면, 전지의 비정상적인 작동 상태에서 고압 가스가 발생하여 전지가 부풀어오르는 경우, 상대적으로 실링부의 폭이 짧은 배기유도 실링부가 다른 부위에 비해 먼저 개방되면서 이를 통해 가스가 효과적으로 배출될 수 있으므로, 전지 내압을 저하시키고 전지의 발화 및 폭발을 미연에 방지할 수 있다. According to the present invention, when the battery is inflated due to the generation of high pressure gas in an abnormal operating state of the battery, the exhaust oil having a relatively short width of the sealing portion may also be effectively discharged through this while the sealing portion is opened earlier than other portions. It is possible to lower the battery internal pressure and prevent the battery from igniting and exploding.

Description

향상된 안전성의 이차전지 {Secondary Battery of Improved Safety}Secondary Battery of Improved Safety

본 발명은 향상된 안전성의 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 라미네이트 시트의 상부 케이스 및/또는 하부 케이스에 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있고 열융착에 의해 실링부가 형성되는 판상형 이차전지에서, 전지셀 내부의 고압 가스 발생시 밀봉이 우선적으로 해제되면서 고압 가스를 외부로 배출할 수 있는 배기유도 실링부가 상기 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있고, 상기 배기유도 실링부의 폭은 상기 외주면 실링부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery having improved safety, and more particularly, a plate-shaped secondary battery in which an accommodating part for mounting an electrode assembly is formed in an upper case and / or a lower case of a laminate sheet, and a sealing part is formed by thermal fusion. In the high pressure gas in the battery cell is released, while the seal is released preferentially, the exhaust induction sealing for discharging the high pressure gas to the outside is formed continuously to the end of the outer peripheral surface in a length corresponding to one side of the case, the exhaust induction The width of the sealing portion relates to a secondary battery, characterized in that smaller than the width of the outer peripheral sealing portion.

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.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분 리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.In general, a secondary battery is formed by injecting or impregnating an electrolyte solution after embedding an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and an insulating film interposed between the positive electrode and the negative electrode in a battery case of a metal can or laminate sheet in a stacked or wound state. It is.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다. 특히, 파우치형 이차전지에서는 전지케이스의 밀봉력이 저하되어 전해액이 누출되는 문제점도 발생한다. One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. For example, secondary batteries may be subjected to high temperatures within the battery, which may be caused by abnormal operating conditions of the battery, such as internal short circuits, overcharge conditions exceeding the allowed currents and voltages, exposure to high temperatures, deformation due to drops or external shocks, and High pressure can cause the battery to explode. In particular, in the pouch type secondary battery, the sealing force of the battery case is lowered, which causes a problem of leakage of the electrolyte.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a general structure of a conventional representative pouch type secondary battery.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 10 may include an electrode assembly 30, electrode tabs 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, and electrodes welded to the electrode tabs 40 and 50. And a battery case 20 accommodating the leads 60 and 70 and the electrode assembly 30.

전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.The electrode assembly 30 is a power generator in which a positive electrode and a negative electrode are sequentially stacked in a state where a separator is interposed therebetween, and has a stack type or a stack / fold type structure. The electrode tabs 40, 50 extend from each pole plate of the electrode assembly 30, and the electrode leads 60, 70 are welded, for example, with a plurality of electrode tabs 40, 50 extending from each pole plate. Each is electrically connected to each other, and part of the battery case 20 is exposed to the outside. In addition, an insulating film 80 is attached to a portion of the upper and lower surfaces of the electrode leads 60 and 70 in order to increase the sealing degree with the battery case 20 and to secure an electrical insulating state.

전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(30)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다.The battery case 20 is made of an aluminum laminate sheet, provides a space for accommodating the electrode assembly 30, and has a pouch shape as a whole.

이차전지(10)는 전지케이스(20)의 수납부에 전극조립체(30)를 장착한 상태에서 전지케이스(20) 외주면의 접촉부위를 상호 열융착시켜 제조한다.The secondary battery 10 is manufactured by thermally fusion bonding the contact portions of the outer circumferential surface of the battery case 20 with the electrode assembly 30 mounted on the accommodating portion of the battery case 20.

이러한 이차전지는 내부 단락, 과충전, 고온 노출 등의 비정상적인 작동상태에 이르게 되면, 내부 전해액이 분해되면서 고압의 가스가 발생하게 된다. 발생된 고압 가스는 전지케이스의 변형을 유발하고 전지의 수명을 단축시킬 수 있으며, 심각하게는 전지의 발화 내지 폭발을 초래할 수 있다.When the secondary battery reaches an abnormal operating state such as internal short circuit, overcharge, high temperature exposure, the internal electrolyte is decomposed to generate high pressure gas. The generated high pressure gas may cause deformation of the battery case and shorten the life of the battery, and seriously may cause fire or explosion of the battery.

따라서, 이러한 고압 가스 발생시 전지의 발화 내지 폭발을 방지하고 효율적으로 가스를 방출하기 위한 다양한 시도들이 행해진 바 있다. 예를 들어, 일본 특허출원공개 제2005-116235호는 전극조립체를 내장한 라미네이트 필름의 외주부를 열융착하여 밀봉하는 전지에서 소정의 가스 방출 기구를 형성하는 기술을 개시하고 있다.Therefore, various attempts have been made to prevent the ignition or explosion of the battery and to discharge the gas efficiently when such a high pressure gas is generated. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-116235 discloses a technique for forming a predetermined gas releasing mechanism in a battery that heat seals and seals the outer peripheral portion of a laminate film incorporating an electrode assembly.

이와 관련하여 도 2에는 상기 기술에 따른 하나의 예로서, 미융착부인 가스 방출 기구가 형성된 전지케이스의 투시 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3 내지 5에는 상기 기술에 따른 또 다른 예로서, 실층(seal layer)을 변형한 형태의 가스 방출 기구가 형성된 전지케이스 실링부의 측 단면도들이 도시되어 있다.2 is a perspective cross-sectional view of a battery case in which a gas discharge mechanism that is an unfused portion is formed in FIG. 2, and another example according to the above technique is illustrated in FIGS. 3 to 5. Side cross-sectional views of a battery case sealing portion in which a gas release mechanism is formed in a modified form of a seal layer are shown.

이들 도면을 참고하면, 상기 기술은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 열융착시 실링부의 일부에 미융착부(11)를 형성함으로써 내부 가스의 응력이 미융착부(11)에 집중되도록 하는 방법(i)과, 도 3 내지 5에 도시되어 있는 바와 같이, 최외층(41)/금속층(42)/실층(seal layer; 43)으로 구성된 라미네이트 필름에서, 최내층에 위치하는 실층을 변형하여 타 부위보다 열융착에 의한 접착 강도를 낮게 구성하는 방법(ii)을 개시하고 있다. 방법(ii)의 예로는, 도 3에서와 같이 실층의 일부를 제거(30)하거나, 도 4에서와 같이, 제거된 실층에 상대적으로 결합력이 낮은 고분자 수지(31)를 삽입하는 방법, 및 도 5에서와 같이, 실층의 일부에 결합력이 낮은 고분자 수지(32)를 결합시키는 방법 등이 제시되어 있다.Referring to these drawings, as shown in FIG. 2, the technique forms a non-fused portion 11 in a part of the sealing portion during thermal fusion so that the stress of the internal gas is concentrated on the unfused portion 11. 3 to 5, in the laminate film composed of the outermost layer 41 / metal layer 42 / seal layer 43, the seal layer located at the innermost layer is deformed and pressed. The method (ii) which comprises the adhesive strength by heat welding lower than a site | part is disclosed. Examples of the method (ii) include a method of removing a portion of the seal layer 30 as shown in FIG. 3 or inserting a polymer resin 31 having a relatively low bonding force into the removed seal layer as shown in FIG. 4, and FIG. As in 5, a method of bonding the polymer resin 32 having a low bonding strength to a part of the seal layer or the like is proposed.

그러나, 본 출원의 발명자들이 수행한 실험에 따르면, 상기 기술은 가스 방출 기구가 형성된 실링부의 접착력이 약하므로, 정상적인 작동상태에서도 상기 부분을 통해 전지셀 내부로의 수분 침투 및 전해액의 누액이 지속적으로 발생하여 전지의 안전성에 심각한 문제가 있음을 확인하였다. 더욱이, 방법(i)의 경우, 전지 제조 과정에서 미융착부 형성을 위한 정밀 제어가 용이하지 않고, 내부 가스에 의한 응력이 집중되는 구조이므로, 전지의 정상적인 작동 과정에서 발생되는 정도의 내부 가스압에 의해서도 미융착부가 점점 확장되면서 작동 신뢰성이 크게 떨어지고 전지의 밀봉성이 낮아진다는 문제가 있다. 또한, 방법(ii)의 경우, 라미네이트 실층의 일부만을 제거하거나 별도의 수지를 삽입하는 공정 자체가 고도의 정밀한 작업을 요하는 바, 실제 양산 공정에 적용되기 어렵다는 문제가 있다.However, according to the experiments performed by the inventors of the present application, the technique has a weak adhesive strength of the sealing portion in which the gas discharge mechanism is formed, and thus, moisture penetration into the battery cell and leakage of the electrolyte solution continuously continue through the portion even under normal operating conditions. It was confirmed that there is a serious problem in the safety of the battery. Furthermore, in the case of the method (i), since the precision control for the formation of the unfused portion in the battery manufacturing process is not easy, and the stress caused by the internal gas is concentrated, the method (i) is not suitable for the internal gas pressure generated during the normal operation of the battery. As a result, as the unfused portion gradually expands, there is a problem in that the operation reliability is greatly decreased and the sealing property of the battery is lowered. In addition, in the case of the method (ii), the process of removing only a part of the laminate seal layer or inserting a separate resin itself requires a high level of precision, and therefore, there is a problem that it is difficult to be applied to the actual mass production process.

한편, 일본 특허등록 제3,638,765호는 판상형의 전극조립체를 외장부재에 수 납하고 외장부재의 외주부를 열융착 내지 접착제층을 통해 밀봉한 전지에서, 외주부의 일측에 외장부재에 비해 열안전성이 높은 재질의 고분자 수지 시트를 삽입한 상태에서 밀봉함으로써, 밀봉된 부분의 일측이 다른 부분에 비해 저하된 내압 성능을 갖도록 구성하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 일본 특허출원공개 제2001-093489호는 전극조립체를 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장함과 동시에 양극판 및 음극판에 접속된 양극 및 음극 리드를 외장 케이스의 실링부로부터 외부로 인출한 전지에서, 외장 케이스의 실링부의 일부에는 라미네이트 시트보다 융점이 낮은 열융착 수지 시트를 삽입한 상태에서 열융착을 행하는 기술을 개시하고 있다. On the other hand, Japanese Patent No. 3,638,765 is a battery having a plate-shaped electrode assembly to the outer member and the outer peripheral portion of the outer member sealed by heat-sealing or adhesive layer, a material that is more thermally safe than the outer member on one side of the outer peripheral portion By sealing in the state which inserted the polymer resin sheet of the, the technique which comprises so that one side of the sealed part may have the withstand pressure performance compared with the other part is disclosed. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-093489 discloses a battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch type battery case of a laminate sheet, and at the same time, the positive and negative lead connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate are drawn out from the sealing portion of the outer case. A technique of performing heat fusion in a state in which a heat-sealing resin sheet having a lower melting point than that of a laminate sheet is inserted in a part of a sealing portion of an exterior case is disclosed.

그러나, 상기 기술들은 모두 삽입되는 수지 절편이 실링부의 내측 단부에서 전지셀 내부의 전해액 등에 노출되므로 심각한 문제점을 가지고 있다. 그러한 문제점을 이하에서 설명하면 다음과 같다. However, all of the above techniques have serious problems since the resin fragments to be inserted are exposed to the electrolyte solution inside the battery cell at the inner end of the sealing portion. The problem is described below.

이차전지의 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. 이러한 전해액은 양 극판에 도포된 활물질과 전기화학적 반응을 일으키기 위해 대부분 강한 극성을 띄고 있다. 전지셀 자체의 케이스 재질과 삽입되는 고분자 수지 시트 간의 재질의 차이는 극성이 강한 전해액과의 사이에서 반응성의 차이를 유발하게 되고, 이는 실링부의 밀봉성 약화로 직결된다.As the electrolyte of the secondary battery, a non-aqueous liquid electrolyte, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used. Such electrolytes are mostly strong in order to cause an electrochemical reaction with the active material applied to the positive electrode plate. The difference in the material between the case material of the battery cell itself and the polymer resin sheet to be inserted causes a difference in reactivity between the electrolyte with a strong polarity, which directly leads to a weakening of the sealing portion.

또한, 열융착되는 실링부 내에 다른 소재의 고분자 수지가 삽입되어 있는 경우에는, 비록 열융착 과정을 거친다 하더라도, 서로 다른 고분자 수지 간의 접합부분에는 미세한 크랙이 발생하게 되고, 충방전 과정을 반복적으로 거치는 과정에서 이러한 미세한 크랙 등으로 인해 전지의 수명이 단축될 수 있고, 발생된 크랙을 통해 전해액이 외부로 누액될 수 있다는 문제점이 발생한다.In addition, when the polymer resin of another material is inserted in the sealing portion to be heat-sealed, even if the heat-sealing process, a minute crack occurs in the junction between the different polymer resin, and the charge and discharge process repeatedly Due to such fine cracks in the process, the life of the battery may be shortened, and the problem may occur that the electrolyte may leak to the outside through the generated cracks.

특히, 전기자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차전지는 장기간의 수명이 요구되고 다수의 전지셀들이 밀집되는 특성상 안전성 확보가 매우 중요하다.In particular, the secondary battery used in the medium-large battery pack as a power source for electric vehicles, hybrid vehicles, etc. is required to ensure safety because of the long-term life required and a large number of battery cells are concentrated.

따라서, 전지의 정상적인 작동상태에서 가스 배출을 방지하고, 예기치 못한 상황 전개로 인해 발생할 수 있는 고압 가스를 소망하는 부위로 효과적으로 방출함으로써, 전지셀의 발화 내지 폭발을 미연에 방지하여, 전지의 수명 및 안정성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, by preventing the discharge of gas in the normal operating state of the battery, and by effectively discharging the high-pressure gas that can occur due to unexpected development of the situation, to prevent the ignition or explosion of the battery cell in advance, the life of the battery and There is a high need for a technology capable of securing stability.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 상기 외주면 실링부의 폭보다 작은 폭을 갖는 배기유도 실링부를 상기 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성함으로써, 전지셀 내부의 고압 가스 발생시 밀봉이 우선적으로 해제되면서 고압 가스를 외부로 배출할 수 있도록 함으로써, 전지의 발화 내지 폭발의 위험성을 미연에 차단하여 향상된 안전성을 확보할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to form an exhaust induction sealing portion having a width smaller than the width of the outer circumferential surface sealing portion to the end of the outer circumferential surface in a length corresponding to one side of the case, so that the sealing is preferred when generating high pressure gas inside the battery cell. By releasing the high pressure gas to the outside while being released, it is to provide a secondary battery that can secure the improved safety by preventing the risk of ignition or explosion of the battery in advance.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 상부 케이스 및/또는 하부 케이스에는 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있으며, 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 외주면을 열융착하여 실링부를 형성함으로써 밀봉한 구조의 판상형 이차전지로서, A secondary battery according to the present invention for achieving the above object includes an upper case and a lower case made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and the upper case and / or the lower case is accommodated for mounting an electrode assembly. It is formed as a plate-shaped secondary battery of the structure is sealed by forming a sealing portion by heat-sealing the outer peripheral surface of the upper case and the lower case,

전지셀 내부의 고압 가스 발생시 밀봉이 우선적으로 해제되면서 고압 가스를 외부로 배출할 수 있는 배기유도 실링부가 상기 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있고, 상기 배기유도 실링부의 폭은 상기 외주면 실링부의 폭보다 작은 것으로 구성되어 있다.When the high pressure gas is generated inside the battery cell, the seal is first released, and an exhaust induction sealing part capable of discharging the high pressure gas to the outside is continuously formed at an end portion of the outer circumferential surface with a length corresponding to one side of the case. The width is configured to be smaller than the width of the outer peripheral sealing portion.

본 발명에 따르면, 전지의 비정상적인 작동 상태에서 고압 가스가 발생하여 전지가 부풀어오르는 경우, 상대적으로 실링부의 폭이 짧은 배기유도 실링부가 다른 부위에 비해 먼저 개방되면서 이를 통해 가스가 효과적으로 배출될 수 있으므로, 전지 내압을 저하시키고 전지의 발화 및 폭발을 미연에 방지할 수 있다. According to the present invention, when the battery is inflated due to the generation of high pressure gas in an abnormal operating state of the battery, the exhaust oil having a relatively short width of the sealing portion may also be effectively discharged through this while the sealing portion is opened earlier than other portions. It is possible to lower the battery internal pressure and prevent the battery from igniting and exploding in advance.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 종래에는 가스 방출 기구의 형성 공정이 매우 까다롭고 정밀 제어가 어려웠으나, 본 발명에 따른 배기유도 실링부는 별도의 추가적인 공정 없이 전지케이스의 제조 과정에서 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 매우 간단하고 전지의 생산 효율이 높다는 장점이 있다. 더욱이, 전지케이스의 실링부의 밀봉성이 보장되므로 외부적 충격이나 정상 상태에서 발생된 소량의 가스 등 에 의해, 실링부의 밀봉성이 서서히 해제되는 등의 원인에 의한 수분 침투 및 전해액 누액 등을 방지할 수 있으므로, 작동 신뢰성이 높다. In addition, as described above, in the prior art, the process of forming the gas discharge mechanism was very difficult and difficult to precisely control, but the exhaust induction sealing part according to the present invention may be formed in the manufacturing process of the battery case without an additional process. The process is very simple and the production efficiency of the battery is high. In addition, since the sealability of the sealing portion of the battery case is ensured, it is possible to prevent moisture infiltration and leakage of electrolyte due to external sealing or a small amount of gas generated in a normal state, such that the sealing portion is gradually released. So that the operation reliability is high.

본 발명에서, 배기유도 실링부는 상기 정의된 바와 같이 상기 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있다.In the present invention, the exhaust induction sealing portion is formed continuously to the end of the outer peripheral surface in a length corresponding to one side of the case as defined above.

여기서, 케이스의 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있다는 것은, 케이스의 일측 단부에서 타측 단부까지 연속하여 형성되어 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 배기유도 실링부의 길이가 케이스의 장변 또는 단변의 길이와 동일한 경우, 케이스의 양 단부까지 연속하여 형성될 수 있고, 전지케이스의 일부에만 부분적으로 형성되어 있는 경우는 제외된다. Here, being continuously formed to the outer peripheral surface end of the case means that it is continuously formed from one end of the case to the other end. For example, when the length of the exhaust induction sealing part is equal to the length of the long side or the short side of the case, it may be continuously formed up to both ends of the case, except that the case is partially formed only in part of the battery case.

상기 외주면 실링부는 전지의 상단부, 하단부, 양 측단부에 형성되어 있는 바, 전지의 수평 단면상 x 축과 y축에 각각 형성되는 반면, 배기유도 실링부는 케이스 상에 형성되어 있어서 전지의 수직 단면상 z 축에 형성되어 있다. 즉, 상기 배기유도 실링부는 상향 이동하여 전지케이스의 상, 하면을 부풀게 하는 가스의 이동 경로 상에 위치한다. 따라서, 전지 내부의 고압 가스를 보다 신속하고 직접적으로 배출할 수 있다. The outer circumferential surface sealing portion is formed at the upper end, the lower end, and both side end portions of the battery, and is formed on the x-axis and the y-axis on the horizontal cross-section of the battery, whereas the exhaust induction sealing portion is formed on the case so that the z-axis on the vertical cross-section of the battery. It is formed in. That is, the exhaust induction sealing portion is located on the gas movement path that moves upward to inflate the upper and lower surfaces of the battery case. Therefore, the high pressure gas inside the battery can be discharged more quickly and directly.

이러한 배기유도 실링부를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 접착제, 가교, 열융착 등 다양한 방법을 통해 가능하다. 또한, 상기 배기유도 실링부는 상부 케이스, 하부 케이스, 또는 이들 모두에 형성되어 있을 수 있다. The method of forming the exhaust induction sealing part is not particularly limited, and may be made through various methods such as adhesive, crosslinking, and heat fusion. In addition, the exhaust induction sealing portion may be formed in the upper case, the lower case, or both.

하나의 바람직한 예에서, 상기 상부 케이스 또는 하부 케이스는 두 단위의 부재(제 1 부재, 제 2 부재)로 이루어져 있고, 상기 배기유도 실링부는 제 1 부재 와 제 2 부재의 중첩 부위를 열융착시켜 형성될 수 있다. 이러한 배기유도 실링부의 형성은 상부 케이스 또는 하부 케이스의 제조시 수행할 수 있다. In one preferred embodiment, the upper case or the lower case is composed of two units (first member, second member), the exhaust induction sealing portion is formed by heat-sealing the overlapping portion of the first member and the second member Can be. The formation of the exhaust induction sealing part may be performed at the time of manufacturing the upper case or the lower case.

구체적인 예에서, 상부 케이스가 일 단위 부재의 하부 케이스를 단변 방향으로 절단한 형태의 제 1 부재와 제 2 부재로 이루어져 있고, 상기 제 1 부재와 제 2 부재를 서로 중첩시키는 바, 중첩되는 변은 소망하는 배기유도 실링부의 폭에 대응하는 길이로 연장되어 있어서, 연장된 부위를 서로 열융착시킴으로써 배기유도 실링부를 형성할 수 있다. In a specific example, the upper case is composed of a first member and a second member in a form in which the lower case of the unit member is cut in the short side direction, and the first and second members overlap each other, and the overlapping sides are The desired exhaust oil also extends to a length corresponding to the width of the sealing portion, and the exhaust oil induction sealing portion can be formed by thermally bonding the extended portions to each other.

상기 열융착 공정은 제 1 부재와 제 2 부재의 연장된 부위에서 내부 수지층이 서로 대면하도록 한 상태에서 수행할 수 있다. 이와 같이 형성된 배기유도 실링부는 하부 케이스의 상부로 돌출된 형태가 되므로, 전지의 체적 밀도가 높아지는 것을 방지하기 위해 케이스의 상면과 접촉하도록 절곡할 수 있고, 절곡된 상태를 유지할 수 있도록 접착제 등으로 케이스 상면에 부착할 수도 있다. The heat fusion process may be performed in a state in which the internal resin layers face each other at the extended portions of the first member and the second member. Since the exhaust induction sealing portion formed as described above is protruded to the upper portion of the lower case, it can be bent to contact the upper surface of the case in order to prevent the volume density of the battery increases, the case with an adhesive or the like to maintain the bent state It can also be attached to the top surface.

본 발명에 따른 배기유도 실링부는, 앞서 정의한 바와 같이, 외주면 실링부의 폭보다 작은 폭을 가지고 있다. As defined above, the exhaust induction sealing part according to the present invention has a width smaller than the width of the outer circumferential surface sealing part.

일반적으로 열융착에 의해 밀봉한 구조의 판상형 이차전지에 있어서, 전지 내에서 발생된 가스는 실링부의 열융착 부위에 압력을 가하고, 가스 압력이 실링부의 결합력을 초과할 때 실링부가 개방되면서 외부로 배출된다. 따라서, 고압 가스가 배출되는 부위는 실링부의 폭 길이에 의존적이다. Generally, in a plate-shaped secondary battery sealed by heat fusion, the gas generated in the battery pressurizes the heat fusion portion of the sealing portion, and when the gas pressure exceeds the bonding force of the sealing portion, the sealing portion is opened and discharged to the outside. do. Therefore, the site where the high pressure gas is discharged depends on the width length of the sealing portion.

따라서, 실링부의 폭 길이가 짧을수록 가스 배출이 용이한 구조가 된다. 그러나, 실링부의 폭 길이가 지나치게 짧아지게 되면 외부적 충격에 의해서나 정상 상태에서 발생될 수 있는 낮은 가스압에 의해서도 쉽게 전지의 밀봉이 해제될 수 있으므로, 안전 장치의 작동 신뢰성이 저하되고, 전지의 안전성에 문제가 있다. 반면에, 배기유도 실링부의 폭이 너무 크면, 가스의 배출 경로의 감소 정도가 미미하게 되므로, 전지셀 내부의 고압 가스 발생시 소망하는 정도의 우선적 개방 효과를 발휘할 수 없다. 이러한 점들을 고려할 때, 상기 배기유도 실링부의 폭은 외주면 실링부의 폭에 대하여 30 ~ 80%인 것이 바람직하다.Therefore, the shorter the width of the sealing portion is, the easier the gas is discharged. However, if the width of the sealing portion becomes too short, the sealing of the battery can be easily released even by external impact or low gas pressure that may be generated in a normal state, and thus the operation reliability of the safety device is lowered and the safety of the battery is reduced. There is a problem. On the other hand, if the width of the exhaust-induced sealing portion is too large, the degree of reduction of the gas discharge path is insignificant, and thus the desired opening effect can not be exerted when the high-pressure gas is generated inside the battery cell. In consideration of these points, it is preferable that the width of the exhaust induction sealing part is 30 to 80% of the width of the outer circumferential surface sealing part.

상기 배기유도 실링부의 형성 위치는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 전지 내부에서 고압 가스가 집중되는 부위를 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 또한, 유해한 내부가스가 무분별하게 배출되는 것을 방지하기 위하여 소정의 배기 부재를 전지셀 자체 또는 팩 케이스 등에 장착할 수 있으며, 이러한 배기 부재에 연통되도록 배기유도 실링부의 위치를 결정할 수 있다.The position at which the exhaust induction sealing portion is formed is not particularly limited, and can be appropriately determined in consideration of, for example, a portion where the high pressure gas is concentrated inside the battery. In addition, in order to prevent harmful internal gas from being discharged indiscriminately, a predetermined exhaust member may be mounted on the battery cell itself or the pack case, and the exhaust oil induction sealing portion may be determined to communicate with the exhaust member.

다만, 전지케이스의 장변 방향으로는 통상 전극리드가 돌출되어 있어서 실링부의 형성이 용이하지 않을 수 있으므로, 바람직하게는, 상기 배기유도 실링부가 전지케이스의 단변 방향으로 형성되어 있을 수 있다.However, since the electrode lead protrudes in the long side direction of the battery case, the sealing part may not be easily formed. Preferably, the exhaust induction sealing part may be formed in the short side direction of the battery case.

또한, 일반적으로 내부 가스압은 전지의 중앙부에서 가장 큰 변형력을 유발하도록 작용하므로, 전지의 정상 작동 상태에서 발생하는 작은 가스압 역시 전지의 중앙부에 집중되어, 이러한 전지케이스의 중앙부에 배기유도 실링부를 형성하면 소량의 내부 가스에 의해서도 밀봉성이 해재될 수도 있다. 따라서, 상기 배기유도 실링부는 전지케이스의 양측 단부에 인접한 부위에 형성되는 것이 바람직하다. In addition, since the internal gas pressure generally acts to induce the largest deformation force in the center of the battery, the small gas pressure generated in the normal operation state of the battery is also concentrated in the center of the battery, and if the exhaust induction seal is formed in the center of the battery case, The sealing property may be released even by a small amount of internal gas. Therefore, the exhaust induction sealing portion is preferably formed at a portion adjacent to both ends of the battery case.

상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트, 특히, 알 루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The battery case may be preferably applied to a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, in particular, a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch type case of an aluminum laminate sheet.

하나의 바람직한 예에서, 상기 전지케이스는 우수한 내구성의 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상기 수지 실란트층이 상호 열융착되는 것일 수 있다.In one preferred embodiment, the battery case is composed of a laminate sheet comprising a resin outer layer of excellent durability, a barrier metal layer, and a heat-melting resin sealant layer, the resin sealant layer may be mutually heat-sealed.

상기 수지 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외측 수지층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다.Since the resin outer layer should have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a predetermined tensile strength and weather resistance. In such aspect, polyethylene terephthalate (PET) and a stretched nylon film may be preferably used as the polymer resin of the outer resin layer.

상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 바람직하게는 알루미늄이 사용될 수 있다.The barrier metal layer is preferably aluminum may be used to exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of foreign substances such as gas, moisture.

상기 수지 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.The resin sealant layer has a heat sealability (heat adhesiveness), a low hygroscopicity to suppress the penetration of the electrolyte solution, a polyolefin resin that is not expanded or eroded by the electrolyte solution may be preferably used. Preferably unstretched polypropylene (CPP) can be used.

하나의 바람직한 예에서, 상기 라미네이트 시트는 외측 수지층의 두께가 5 내지 40 ㎛이고, 금속층의 두께가 20 내지 150 ㎛이며, 내측 수지층의 두께가 10 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 두께들이 너무 얇은 경우에는 내구성과 물질에 대한 차단 기능 및 강도 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어 지고 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다.In one preferred example, the laminate sheet may have a thickness of the outer resin layer of 5 to 40 ㎛, a metal layer of 20 to 150 ㎛, the thickness of the inner resin layer of 10 to 100 ㎛. If the thicknesses are too thin, it is difficult to expect durability and blocking function and strength improvement of the material, and on the contrary, if the thicknesses are too thick, the workability is reduced and the thickness of the sheet is increased, which is not preferable.

본 발명에서, 상기 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스로 이루어져 있고, 상기 상부 케이스 및/또는 하부 케이스에는 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있다. 예를 들어, 전지케이스는 수납부가 형성되어 있는 하부 케이스와 수납부의 개방된 상단면을 밀봉하기 위한 커버형의 상부 케이스로 이루어질 수 있다.In the present invention, the battery case made of the laminate sheet is composed of an upper case and a lower case, the upper case and / or lower case is provided with a receiving portion for mounting the electrode assembly. For example, the battery case may include a lower case in which an accommodating part is formed, and an upper case of a cover type for sealing an open top surface of the accommodating part.

상기 전지케이스는 상부 부재를 하부 부재 상에 위치시킨 상태에서 수납부의 외주면에 해당하는 부위를 열융착시키면, 상부 케이스와 하부 케이스 각각의 최내층을 이루는 수지 실란트층이 서로 대면한 상태에서 용융되면서 상부 케이스와 하부 케이스를 결합시킨다.When the battery case is heat-sealed to a portion corresponding to the outer circumferential surface of the housing while the upper member is positioned on the lower member, the resin sealant layers forming the innermost layers of the upper case and the lower case are melted while facing each other. Combine the upper case and the lower case.

상기 상부 케이스 및 하부 케이스는 1 변을 서로 공유하는 일체형('일체형 전지케이스')으로 구성될 수도 있고, 각각의 독립적인 부재로 이루어진 분리형('분리형 전지케이스')으로 구성될 수도 있다.The upper case and the lower case may be configured as an integrated type ('integral battery case') that shares one side with each other, or may be configured as a separate type ('removable battery case') each consisting of independent members.

상기 일체형 전지케이스는 상부 케이스와 하부 케이스가 공유하는 1 변을 절곡한 후 절곡부위를 제외한 나머지 3면에만 실링하여 실링부를 형성할 수 있다. 또한, 상기 분리형 전지케이스는 상부면과 하부면을 각각 구성하게 될 독립적인 2 개의 부재로 구성되어 있어서, 상부 케이스와 하부 케이스 각각의 외주면들이 모두 불연속적이므로, 4면 전부에 열융착에 의해 실링을 수행한다.The integrated battery case may be bent to form a sealing part by bending only one side shared by the upper case and the lower case, and sealing only the remaining three surfaces except for the bent portion. In addition, the removable battery case is composed of two independent members that will each constitute an upper surface and a lower surface, since the outer peripheral surfaces of each of the upper case and the lower case are both discontinuous, sealing is performed on all four surfaces by thermal fusion. To perform.

본 발명에 따른 전지케이스는 상기 3면에 실링부가 형성되어 있는 것일 수도 있고, 4면에 실링부가 형성되어 있는 것일 수도 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 전극조립체는 양극과 음극 및 그 사이에 개재되어 있는 분리막으로 이루어진 구조라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 폴딩형, 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.In the battery case according to the present invention, the sealing part may be formed on the three surfaces, or the sealing part may be formed on the four surfaces, and is not particularly limited. The electrode assembly is not particularly limited as long as it is a structure consisting of a cathode and an anode, and a separator interposed therebetween, and examples thereof include a folding type, a stack type, or a stack / folding type 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 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있으며, 특히, 리튬 함유 전해액이 겔의 형태로 전극조립체에 함침되어 있는, 이른바, 리튬이온 폴리머 전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention may preferably be a lithium secondary battery, and in particular, may be preferably applied to a so-called lithium ion polymer battery in which a lithium-containing electrolyte is impregnated into the electrode assembly in the form of a gel.

본 발명은 또한 상기 이차전지를 단위전지로서 포함하고 있는 중대형 전지모듈을 제공한다.The present invention also provides a medium-large battery module including the secondary battery as a unit cell.

본 발명에 따른 이차전지는, 특히, 장시간의 수명과 우수한 내구성이 요구되는 고출력 대용량의 전지, 또는 이러한 전지를 단위전지로서 다수 개 포함하는 중대형 전지모듈에 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 전지모듈은, 예를 들어, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거 등의 동력원으로 사용될 수 있다.In particular, the secondary battery according to the present invention may be preferably used in a high output large capacity battery requiring long life and excellent durability, or a medium and large battery module including a plurality of such batteries as a unit cell. The medium-large battery module may be used as a power source of, for example, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, an electric motorcycle, and an electric bicycle.

이러한 중대형 전지모듈의 구조 및 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명을 본 명세서에서는 생략한다. Since the structure and manufacturing method of such a medium-large battery module are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 배기유도 실링부가 형성된 구조의 이차전지의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.6 is a perspective view schematically illustrating a secondary battery having a structure in which an exhaust induction sealing part is formed according to one embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 이차전지(100)는 전극조립체(도시하지 않음), 이를 수용하는 하부 케이스(300), 하부 케이스(300)의 개방된 상단면을 덮는 상부 케이스(200), 및 전극조립체의 전극 탭들과 전기적으로 연결된 두 개의 전극리드(500, 501)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 6, the secondary battery 100 includes an electrode assembly (not shown), a lower case 300 accommodating the same, an upper case 200 covering an open top surface of the lower case 300, and an electrode assembly. It comprises two electrode leads (500, 501) electrically connected to the electrode tabs of the.

두 개의 전극리드(500, 501)는 전극조립체의 각 극판으로부터 연장된 전극 탭들(도시하지 않음)과 용접 등의 방법으로 전기적으로 연결되어 있고, 일부가 외부로 노출되어 있다. 또한, 전극리드(500, 501)의 상, 하면 일부에는 전지케이스(200, 300)와의 밀봉력을 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(도시되지 않음)이 부착되어 있다. 양, 음극의 두 개의 전극리드(500, 501)는 본 도면에서와 같이 서로 대향하는 위치에 형성되어 있을 수도 있고, 동일한 방향에 나란히 위치할 수도 있다.The two electrode leads 500 and 501 are electrically connected to electrode tabs (not shown) extending from each electrode plate of the electrode assembly by welding or the like, and part of the electrode leads 500 and 501 are exposed to the outside. In addition, an insulating film (not shown) is attached to upper and lower portions of the electrode leads 500 and 501 in order to increase the sealing force with the battery cases 200 and 300 and to secure an electrical insulation state. The two electrode leads 500 and 501 of the positive and negative electrodes may be formed at positions facing each other, as shown in this figure, or may be positioned side by side in the same direction.

전지케이스(200, 300)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체를 수용할 수 있는 수납부가 형성되어 있는 하부 케이스(300)의 수납부 외주면과 상부 케이스(200)의 외주면이 열융착에 의해 결합됨으로써 소정의 폭(D)을 갖는 외주면 실링부(400)가 형성되면서 밀봉되고, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 이러한 외주면 실링부는 케이스(300)의 수평 단면(x, y) 상에 형성되어 있다. 상부 케이스(200)는 제 1 부재(210)와 제 2 부재(220)의 두 단위 부재로 이루어져 있다. 제 1 부재(210)의 하단과 제 2 부재(220)의 상단은 소정의 폭(d)으로 서로 열융착되어 배기유도 실링부(410)를 형성하고 있다. 결과적으로, 배기유도 실링부(410)는 상부 케이스(200)의 단변에 평행하고 좌측 단부로부터 우측 단부까지 연속적으로 형성되어 있으며, 상단부 외주면 측으로 인접하게 위치하고 있다.The battery cases 200 and 300 are made of an aluminum laminate sheet, and the outer peripheral surface of the housing part of the lower case 300 and the outer peripheral surface of the upper case 200 are coupled by heat fusion to form an accommodating part for accommodating the electrode assembly. As a result, the outer circumferential surface sealing portion 400 having a predetermined width D is formed while being sealed, and has a pouch shape as a whole. The outer circumferential surface sealing portion is formed on the horizontal cross sections (x, y) of the case 300. The upper case 200 is composed of two unit members, the first member 210 and the second member 220. The lower end of the first member 210 and the upper end of the second member 220 are thermally fused to each other at a predetermined width d to form the exhaust induction sealing part 410. As a result, the exhaust induction sealing part 410 is formed parallel to the short side of the upper case 200 and is continuously formed from the left edge part to the right edge part, and is located adjacent to the outer peripheral surface side of the upper end part.

배기 유도 실링부(410)의 보다 구체적인 형태는 도 6의 A 부위를 확대한 모식도인 도 7에 나타나 있다.A more specific form of the exhaust induction sealing part 410 is shown in FIG. 7, which is an enlarged schematic diagram of the portion A of FIG.

도 7을 도 6과 함께 참조하면, 상부 케이스(200) 및 하부 케이스 (300)는 수지 외층(100a), 차단성의 금속층(100b), 및 열용융성의 수지 실란트층(100c)로 구성된 라미네이트로 이루어져 있다. 상부 케이스(200)의 제 1 부재(210)와 제 2 부재(220) 각각의 단부에서 수지 실란트층(100c)이 소정의 길이(d)로 대면한 상태로 열융착하여 결합되면서 배기 유도 실링부(410)를 형성하고 있다. 제 1 부재(210)와 제 2 부재(220)가 결합된 상태의 하부 케이스(300)의 외주면과 상부 케이스(200)의 외주면을 열융착하여 외주면 실링부(400)을 형성한다. Referring to FIG. 7 together with FIG. 6, the upper case 200 and the lower case 300 are made of a laminate including a resin outer layer 100a, a barrier metal layer 100b, and a heat-melt resin sealant layer 100c. have. At the ends of each of the first member 210 and the second member 220 of the upper case 200, the resin sealant layer 100c is heat-sealed and bonded in a state facing the predetermined length d, and the exhaust induction sealing part is combined. 410 is formed. The outer circumferential surface sealing part 400 is formed by heat-sealing the outer circumferential surface of the lower case 300 and the outer circumferential surface of the upper case 200 in a state where the first member 210 and the second member 220 are coupled to each other.

배기유도 실링부(410)는 케이스(300)의 수평 단면 방향(z)으로 형성되어 있어서, 상, 하 방향으로 이동하는 고압 가스가 신속하게 배출될 수 있다. 다만, 가스압은 주로 상부 케이스(200)는 중심 부위에 집중되므로, 중심부에 배기유도 실링부(410)를 형성하면 전지의 정상 상태에서의 낮은 내압에 의해서도 실링부(410)의 밀봉성이 해제될 수도 있으므로, 본 도면에서는 상부 케이스(200)의 상단부 측으로 다소 치우진 부위에 위치하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 한편, 배기유도 실링부(410)가 상부 케이스(200)의 상부로 돌출된 형태이므로 상부 케이스(200)의 상단면과 접촉할 수 있도록 절곡(도 7의 파란색 화살표 참조)하여 전지의 체적 밀도가 증가하는 것을 방지할 수 있다.The exhaust induction sealing part 410 is formed in the horizontal cross-sectional direction z of the case 300, so that the high pressure gas moving in the up and down directions can be quickly discharged. However, since the gas pressure is mainly concentrated in the center part of the upper case 200, when the exhaust induction sealing part 410 is formed in the center part, the sealing property of the sealing part 410 may be released even by the low internal pressure in the normal state of the battery. In some embodiments, the drawing may be located at a portion of the upper case 200 that is slightly biased, but the present invention is not limited thereto. Meanwhile, since the exhaust induction sealing part 410 protrudes to the upper part of the upper case 200, the exhaust induction sealing part 410 is bent so as to contact the upper surface of the upper case 200 (see the blue arrow in FIG. 7) to increase the volume density of the battery. It can prevent the increase.

또한, 배기유도 실링부(410)는 외주면 실링부(400)의 폭(D)보다 짧은 폭(d)을 갖는 바, 바람직하게는 외주면 실링부(400)의 폭(D)에 대하여 30 ~ 80% 정도이다. 따라서, 가스의 배출 경로가 줄어들어 전지의 내부 가스가 배기유도 실링부(200)에서 우선적으로 실링부가 개봉(분리)되면서 밀봉이 해제되게 되어, 이를 통해 가스가 배출된다.In addition, the exhaust induction sealing part 410 has a width d shorter than the width D of the outer circumferential surface sealing part 400, and preferably 30 to 80 with respect to the width D of the outer circumferential surface sealing part 400. About%. Therefore, the gas discharge path is shortened so that the internal gas of the battery is first released from the exhaust induction sealing part 200 and the sealing is released (separated), thereby discharging the gas.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 바탕으로 본 발명을 설명하였지만, 상기 배기유도 실링부는 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although the present invention has been described above based on the drawings according to the embodiment of the present invention, the exhaust-induced sealing part 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 외주면 실링부 외에 배기유도 실링부가 추가적으로 형성되어 있어서 전지의 비정상적인 작동 상태에서 고압 가스가 발생하여 전지가 부풀어오르는 경우, 상대적으로 실링부의 폭이 짧은 배기유도 실링부가 다른 부위에 비해 먼저 개방되면서 이를 통해 가스가 효과적으로 배출될 수 있으므로, 전지 내압을 저하시키고 전지의 발화 및 폭발을 미연에 방지할 수 있다As described above, the secondary battery according to the present invention has an exhaust induction sealing portion in addition to the outer circumferential surface sealing portion, so that when the high-pressure gas is generated in the abnormal operating state of the battery and the battery swells, a relatively short exhaust gas of the sealing portion is exhausted. Since the induction sealing part is opened earlier than other parts, gas can be effectively discharged through this, thereby lowering the battery internal pressure and preventing ignition and explosion of the battery in advance.

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.

도 1은 종래의 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다; 도 2는 종래의 방법에 따른 하나의 예에서, 미융착부인 가스 방출 기구가 형성된 전지케이스의 투시 단면도이다;1 is an exploded perspective view of a general structure of a conventional pouch type secondary battery; 2 is a perspective sectional view of a battery case in which a gas release mechanism that is an unfused portion is formed, in one example according to the conventional method;

도 3 내지 5는 종래의 기술에 따른 또 다른 하나의 예에서, 실층을 변형한 가스 방출 기구가 형성된 전지케이스 실링부의 측단면도들이다;3 to 5 are side cross-sectional views of another case according to the related art, in the case of a battery case sealing portion in which a gas release mechanism is modified in a seal layer;

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 배기유도 실링부가 형성된 이차전지의 사시도이다;6 is a perspective view of a secondary battery in which an exhaust induction sealing part is formed according to one embodiment of the present invention;

도 7은 도 6에서 A 부위를 확대한 도면이다.FIG. 7 is an enlarged view of a portion A in FIG. 6.

Claims (12)

금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부 케이스 및 하부 케이스를 포함하고, 상기 상부 케이스 및/또는 하부 케이스에는 전극조립체의 장착을 위한 수납부가 형성되어 있으며, 상기 상부 케이스와 하부 케이스의 외주면을 열융착하여 실링부를 형성함으로써 밀봉한 구조의 판상형 이차전지로서, An upper case and a lower case made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, the upper case and / or lower case is provided with a receiving portion for mounting the electrode assembly, the outer peripheral surface of the upper case and the lower case A plate-shaped secondary battery having a structure of sealing by heat-sealing to form a sealing portion, 전지셀 내부의 고압 가스 발생시 밀봉이 우선적으로 해제되면서 고압 가스를 외부로 배출할 수 있는 배기유도 실링부가 상기 상부 케이스 또는 하부 케이스의 일 변에 대응하는 길이로 외주면 단부까지 연속하여 형성되어 있고, 상기 배기유도 실링부의 폭은 상기 외주면 실링부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 이차전지.When the high pressure gas is generated inside the battery cell is first released, the exhaust induction sealing portion for discharging the high pressure gas to the outside is formed continuously to the end of the outer peripheral surface in a length corresponding to one side of the upper case or the lower case, A width of the exhaust induction sealing portion is smaller than the width of the outer peripheral surface sealing portion. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 케이스 또는 하부 케이스는 두 단위의 부재(제 1 부재, 제 2 부재)로 이루어져 있고, 상기 배기유도 실링부는 제 1 부재와 제 2 부재의 중첩 부위를 열융착시켜 상부 케이스 또는 하부 케이스를 제조할 때 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. The method of claim 1, wherein the upper case or the lower case is composed of two units (the first member, the second member), the exhaust induction sealing portion by heat-sealing the overlapping portion of the first member and the second member Secondary battery, characterized in that formed when manufacturing the case or the lower case. 제 1 항에 있어서, 상기 배기유도 실링부는 전지케이스의 외면에 접하도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the exhaust induction sealing part is bent to contact an outer surface of the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 배기유도 실링부의 폭은 외주면 실링부의 폭에 대하 여 30 ~ 80%인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein a width of the exhaust induction sealing part is 30 to 80% of a width of the outer peripheral sealing part. 제 1 항에 있어서, 상기 배기유도 실링부는 전지케이스의 단변 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the exhaust induction sealing part is formed in a short side direction of the battery case. 제 5 항에 있어서, 상기 배기유도 실링부는 전지케이스의 외주면에 인접한 부위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 5, wherein the exhaust induction sealing part is formed at a portion adjacent to an outer circumferential surface of the battery case. 제 1 항에 있어서, 전지케이스는 우수한 내구성의 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상기 수지 실란트층이 상호 열융착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the battery case is formed of a laminate sheet including a durable resin outer layer, a barrier metal layer, and a heat-melt resin sealant layer, and the resin sealant layers are thermally fused to each other. . 제 7 항에 있어서, 상기 수지 외층은 연신 나일론 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어져 있고, 차단성 금속층은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 수지 실란트 층은 무연신 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 7, wherein the resin outer layer is made of stretched nylon or polyethylene terephthalate, the barrier metal layer is made of aluminum, and the resin sealant layer is made of unstretched polypropylene. 제 1 항에 있어서, 전지케이스는 그것의 외주면 4면들 중 열융착에 의해 3면 또는 4면에 실링부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the battery case has sealing portions formed on three or four surfaces by heat fusion of four outer peripheral surfaces thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 폴딩형, 스택형, 또는 스택/폴딩형 구 조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the electrode assembly is a folding type, a stacking type, or a stacking / folding type structure. 제 1 항에 있어서, 상기 전지는 리튬이온 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the battery is a lithium ion polymer battery. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 이차전지를 단위전지로서 포함하고 있는 중대형 전지 모듈.A medium-large battery module comprising the secondary battery according to any one of claims 1 to 11 as a unit cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313070B1 (en) * 2010-03-23 2013-09-30 주식회사 엘지화학 A case for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
KR101101079B1 (en) 2010-04-05 2011-12-30 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery
KR101292284B1 (en) * 2010-12-02 2013-08-01 주식회사 엘지화학 Secondary Battery Having Sealing Portion of Novel Structure
JP5987336B2 (en) * 2011-03-25 2016-09-07 日本電気株式会社 Secondary battery
KR101459179B1 (en) * 2011-12-08 2014-11-10 주식회사 엘지화학 Pouch type secondary battery
KR101898295B1 (en) 2012-08-20 2018-09-12 에스케이이노베이션 주식회사 Battery Module Assembly and Method of manufacturing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324536A (en) 2001-04-26 2002-11-08 Yuasa Corp Sealed cell
KR20060087185A (en) * 2005-01-28 2006-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Pouch type lithium secondary battery and the method of fabricating the same
JP2006318752A (en) 2005-05-12 2006-11-24 Nissan Motor Co Ltd Battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324536A (en) 2001-04-26 2002-11-08 Yuasa Corp Sealed cell
KR20060087185A (en) * 2005-01-28 2006-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Pouch type lithium secondary battery and the method of fabricating the same
JP2006318752A (en) 2005-05-12 2006-11-24 Nissan Motor Co Ltd Battery

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