KR101424003B1 - Pouch-type Secondary Battery for preventing swelling phenomena - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,상기 파우치 케이스는,케이스 커버; 및 상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며, 상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 전체가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 알파벳 D의 형상과 같이 모서리에서 곧바로 곡률이 시작되는 반달모양의 미실링 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지를 제공한다.
본 발명의 파우치형 전극조립체가 수용되는 공간부에서 전극조립체를 정위치 시키는데 문제점이 없으면서, 스웰링 현상을 방지하고 내부에 발생한 가스를 효율적으로 외부로 배출하여 안전성을 확보할수 있으며, 팩 설계시부터 파우치가 열리는 부위를 미리 알 수 있어 보다 더 안전한 팩 설계가 가능해진다The present invention relates to a pouch type secondary battery, and more particularly, to a pouch type secondary battery including an electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, wherein the pouch case includes: a case cover; And a case body having a sealing portion formed along the periphery of the opening of the space portion. The entire one side of the sealing portion is spaced apart from the outside, And a half-moon-shaped non-sealing space portion in which the curvature starts directly at an edge as in the shape of the alphabet D is formed between the assembly and the assembly.
It is possible to prevent the swelling phenomenon and effectively discharge the generated gas to the outside, without having a problem in positively positioning the electrode assembly in the space portion where the pouch-shaped electrode assembly of the present invention is accommodated, The pouch opening area can be known in advance, making it possible to design safer packs

Description

스웰링 현상을 방지하는 파우치형 이차전지{Pouch-type Secondary Battery for preventing swelling phenomena}[0001] The present invention relates to a pouch-type secondary battery for preventing swelling phenomenon,

본 발명은 스웰링 현상을 방지하는 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 과충전, 고온에의 노출, 내부 단락 등의 유발시 발생하는 스웰링 현상으로 인한 불안전성 문제를 해결한 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a pouch type secondary battery for preventing a swelling phenomenon, and more particularly, to a pouch type secondary battery which solves a problem of instability due to a swelling phenomenon caused by overcharging, exposure to a high temperature, Battery.

최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화가 급속하게 진전됨에 따라 이들의 구동 전원으로서 사용되는 전지의 소형화 및 고용량화에 대한 필요성이 증대되고 있다. 그 중 특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장되고 있는 추세이다. BACKGROUND ART [0002] With the recent progress in miniaturization and weight reduction of portable electronic devices, there is an increasing need for miniaturization and high capacity of batteries used as driving power sources. Particularly, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V or more, which is three times higher than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery that is widely used as a power source for portable electronic devices, and has a high energy density per unit weight. It is a trend that is growing.

리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 구별되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.The lithium secondary battery is classified into a cylindrical battery, a prismatic battery, a pouch-type battery, and the like depending on its external shape. The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery depending on the type of electrolyte.

그 중, 모바일 기기의 소형화 추세로 인해 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조용이 저렴하여 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높다.Among them, there is an increasing demand for prismatic cells and pouch-shaped cells, which are thin in thickness due to the miniaturization of mobile devices. Particularly, there is a great interest in a pouch-type battery having a small weight and easy to deform in shape and low in manufacturing cost .

일반적으로, 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 말한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형) 또는 적층형(stack형)의 구조일 수 있다. Generally, a pouch-type battery refers to a battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed in a pouch-shaped case of a laminate sheet composed of a resin layer and a metal layer. The electrode assembly housed in the battery case may be of a jelly-roll type (winding type) or a stack type (stack type).

도1에는 적층형 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically shows a structure of a pouch-type secondary battery including a stacked electrode assembly.

도1을 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는, 파우치형 전지케이스(20, 이하 파우치 케이스라 함) 내부에, 양극(제1전극), 음극(제2전극) 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막(separator)으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31,32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40,41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.1, a pouch-type secondary battery 100 includes a positive electrode (first electrode), a negative electrode (second electrode), and a pair of electrodes disposed therebetween in a pouch-shaped battery case 20 A structure in which an electrode assembly 30 composed of a solid electrolyte coating separator is sealed so that two electrode leads 40 and 41 electrically connected to the positive and negative electrode tabs 31 and 32 thereof are exposed to the outside consist of.

파우치케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 공간부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로서 연결되어 있는 덮개(22)로 이루어져 있다.The pouch case 20 is made up of a case body 21 including a concave space portion 23 in which the electrode assembly 30 can be seated and a lid 22 integrally connected to the body 21 have.

케이스 본체(21)와 커버(22)는 연신 나일론 필름 재질의 외부 피복층(20a). 알루미늄 재질의 베리어층(20b) 및 무연신 폴리프로필렌 필름 재질의 내부 실란트층(20c)으로 구성되고, 내부 실란트층(20c)의 테투리에는 핫멜트층(도시되지 않음)이 코팅되어 있어서, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기(도시되지 않음)로부터의 열과 압력에 의해 밀착 고정될 수 있게 된다.The case body 21 and the cover 22 are an outer coating layer 20a made of stretched nylon film. A barrier layer 20b made of aluminum and an inner sealant layer 20c made of a non-oriented polypropylene film. The inner sealant layer 20c is coated with a hot-melt layer (not shown) The upper end portion 24 of the cover 22 and the upper end portion of the cover 22 can be tightly fixed by heat and pressure from a heat fusion machine (not shown).

적층형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40,41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극리드(40,41)간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극리드(40,41)와 파우치케이스(20)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극리드(40,41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다.In the stacked electrode assembly 30, a plurality of positive electrode tabs 31 and a plurality of negative electrode tabs 32 are fusion-bonded to the electrode leads 40 and 41, respectively. In addition, when the upper end portion 24 of the case body 21 and the upper end portion of the cover 22 are thermally fused by the heat welding machine, a short circuit is prevented from occurring between the heat fusion welding machine and the electrode leads 40 and 41, The insulating film 50 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 40 and 41 in order to ensure the sealing property between the electrode leads 40 and 41 and the pouch case 20.

전해질이 함침된 전극조립체(30)를 공간부(23)에 안착한 상태에서 케이스 본체(21)와 커버(22)의 접촉부위를 열융착시키면, 상단 밀봉부(실링부)와 측면 밀봉부가 형성된다.When the contact portion between the case body 21 and the cover 22 is thermally fused with the electrode assembly 30 in which the electrolyte is impregnated in the space portion 23, an upper sealing portion (sealing portion) and a side sealing portion are formed .

한편, 파우치형 전지는 과충전 되거나, 고온에의 노출, 내부 단락 등이 유발되었을 때, 전해질의 분해로 인한 다량의 가스가 발생하면서 케이스가 부풀어오르는 이른바 스웰링 현상이 나타나는데, 이러한 스웰링 현상은 밀봉된 케이스 내부에 고압을 유발하면서, 전해질 분해를 더욱 촉진하여 폭발을 초래할 수 있다. 또한, 발생한 가스로 인해 전지케이스의 중앙 부위가 부풀어 오르면서 전지의 변형을 유발하고 그로 인해 단락이 발생하는 문제점을 가지고 있다.On the other hand, when the pouch-type battery is overcharged, exposed to a high temperature or caused an internal short-circuit, a so-called swelling phenomenon occurs in which a large amount of gas is generated due to decomposition of the electrolyte and the case is swollen. Causing a high pressure inside the case, further accelerating the decomposition of the electrolyte, resulting in explosion. In addition, the generated gas swells up at the central portion of the battery case, causing deformation of the battery, thereby causing a short circuit.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 상기 스웰링 현상을 방지하고 내부에 발생한 가스를 효율적으로 외부로 배출하여 안전성을 확보하여야 한다는 요청이 절실한 실정이다.
Accordingly, in order to solve such a problem, there is an urgent need to prevent the swelling phenomenon and effectively discharge the generated gas to the outside to secure safety.

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

구체적으로, 본 발명은 스웰링 현상을 방지하고 내부에 발생한 가스를 효율적으로 외부로 배출하여 안전성을 확보할 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 안전한 팩 설계가 가능한 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In particular, it is an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery capable of preventing a swelling phenomenon and efficiently discharging generated gas to the outside to ensure safety. It is another object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery capable of designing a safe pack.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, According to an aspect of the present invention,

제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,상기 파우치 케이스는, 케이스 커버; 및 상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며, 상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 전체가 외부로 이격돌출 형성되어, 전극조립체와의 사이에 알파벳 D의 형상과 같이 모서리에서 곧바로 곡률이 시작되어 밀봉부 타측의 모서리 끝에서 곡률이 끝나는 반달모양의 미실링 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지를 제공한다.An electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, wherein the pouch case includes: a case cover; And a case body including a space formed to surround the electrode assembly and a periphery of an opening of the space, wherein one side of the sealed portion is protruded from the electrode assembly to the outside, And a curved non-sealing space portion having a curvature at an edge of the other end of the sealing portion and ending at a curvature of the other end of the sealing portion.

한편, 본 발명은 제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, the pouch type secondary battery comprising:

상기 파우치 케이스는, 케이스 커버; 및 상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며, 상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격돌출 형성되어, 전극조립체와의 사이에 반달모양의 미실링 공간부가 일부 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지일 수 있다.The pouch case includes a case cover; And a case main body having a space formed to surround the electrode assembly and a periphery of the opening of the space, wherein a part of the side sealing part of the sealing part is protrudingly formed outside, And a half-moon-shaped unsealed space part is partially formed between the pouch-type secondary battery and the pouch-type secondary battery.

그리고, 본 발명에 있어서, 상기 반달모양의 미실링 공간부가 일부 형성되는 것은, 하나 또는 다수개의 미실링 공간부를 갖는 것일 수 있다.In the present invention, The half-moon-shaped unsealed space portion may be partially formed by having one or a plurality of unsealed space portions.

또한, 상기 반달모양의 미실링 공간부는 전극조립체와 밀봉부 사이의 이격된 최대 간격이 1~3mm 일 수 있으며, 좌우 대칭인 반달모양의 공간부인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지일 수 있다.The half-moon sealing space may be a half-moon space having a maximum spacing of 1 to 3 mm between the electrode assembly and the sealing part, and a symmetrical half-moon space.

더불어, 상기 반달모양의 미실링 공간부는 좌우 비대칭 구조의 공간부인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the half-moon-shaped unsealed space portion may be a space portion having a left-right asymmetric structure.

또한, 상기 외부로 이격 형성된 측면 밀봉부의 실링폭은 이격 형성되지 않은 측면 밀봉부의 실링폭과 동일한 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The pouch type secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the sealing width of the side sealing portion spaced apart from the outside is equal to the sealing width of the side sealing portion not spaced apart.

본 발명의 파우치형 이차전지는 전극조립체가 수용되는 공간부에서 전극조립체를 정위치 시키는데 문제점이 없으면서, 스웰링 현상을 방지하고 내부에 발생한 가스를 효율적으로 외부로 배출하여 안전성을 확보할수 있으며, 팩 설계시부터 파우치가 열리는 부위를 미리 알 수 있어 보다 더 안전한 팩 설계가 가능해진다.
The pouch-type secondary battery of the present invention can prevent the swelling phenomenon and efficiently discharge the generated gas to the outside to secure safety without posing the problem of positively positioning the electrode assembly in the space portion where the electrode assembly is accommodated, From the time of design, the pouch opening area can be known in advance, making it possible to design safer packs.

도 1은 종래의 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 분해사시도이다.
도 2는 종래의 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평명도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 9a는 도3의 선A-A에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이다.
도 9b는 도3의 선B-B에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이다.
도 10은 도6의 선C-C에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional structure of a conventional pouch type secondary battery.
2 is a plan view of a conventional pouch type secondary battery.
3 is a plan view of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
8 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9A is a diagram schematically showing a vertical sectional view taken along line AA in FIG. 3; FIG.
FIG. 9B is a diagram schematically showing a vertical sectional view taken along the line BB in FIG. 3; FIG.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a vertical sectional view taken along the line CC of FIG. 6; FIG.

이하 본발명이 속한 기술분야의 통상의 기술을 가진자(이하 당업자라 한다.)가 용이하게 반복재현할 수 있도록, 실시예를 들어 상술한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art (hereinafter referred to as " those skilled in the art ") can easily and repeatedly reproduce the present invention.

본 발명은 도 1의 (a)와 같은 종래의 파우치형 이차전지 및 도 1의 (b)와 같은 더블컵 형태의 종래의 파우치형 이차전지에 모두 적용이 가능하다. 상기 더블컵 파우치는 사면 실링셀을 포함하는 것으로서 컵 모양으로 Forming 된 파우치 2중을 상하로 겹쳐서 제조된 형태를 의미한다. 본 발명은 상기 종래의 파우치형 이차전지의 형상에 한정되어 적용되지 않고, 실링 부위가 있는 모든 셀에 적용이 가능하다. 한 예로, 실링부가 사각형의 4면 중 한면에만 있는 경우라도 적용이 가능하다.The present invention can be applied to both a conventional pouch-type secondary battery as shown in FIG. 1A and a conventional double-cup type pouch-type secondary battery as shown in FIG. 1B. The double cup pouch includes a slope sealing cell, and is formed by vertically stacking a pouch 2 formed in a cup shape. The present invention is not limited to the shape of the conventional pouch type secondary battery, but can be applied to all cells having a sealing part. For example, the present invention is applicable even when the sealing portion is provided on only one of four sides of the quadrangle.

본 발명의 파우치형 이차전지의 하나의 실시예로는, 제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 파우치 케이스는, 케이스 커버; 및 상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며, 상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 전체가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 알파벳 D의 형상과 같이 모서리에서 곧바로 곡률이 시작되는 반달모양의 미실링 공간부가 형성되어 있는 것이 특징이다. One embodiment of the pouch type secondary battery of the present invention includes an electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, wherein the pouch case includes: a case cover; And a case body having a sealing portion formed along the periphery of the opening of the space portion. The entire one side of the sealing portion is spaced apart from the outside, Like unshielding space portion in which the curvature immediately starts from the corner as in the shape of the alphabet D is formed between the assembly and the assembly.

또한, 본 발명의 파우치형 이차전지의 다른 일실시예로는 제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 파우치 케이스는, 케이스 커버; 및 상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며, 상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 반달모양의 미실링 공간부가 형성되어 있을 수도 있다. Another embodiment of the pouch type secondary battery of the present invention includes an electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, wherein the pouch case includes: a case cover; And a case body having a sealing portion formed along a periphery of an inlet of the space portion, wherein a part of a side surface of the sealing portion is spaced apart from the outside, There may be formed a half-moon-shaped unsealed space between the assembly and the assembly.

여기서, 상기 반달모양은 실링부 내측면의 곡률이 시작(종결)되는 점에서의 접선과 전극조립체의 측면 선이 평행이동하여 곡률시작점과 만나는 점에서 형성되는 예각을 본 발명에서 시작곡률각(종결곡률각)으로 정의할 때, 상기 시작곡률각은 0도 초과 내지 60도의 범위내에서 시작하며, 일정한 곡률각으로 감소하여, 전극조립체와 밀봉부 사이의 이격된 간격이 최대가 되는 지점(변환점)까지 곡률각이 감소되어 0도가 되었다가, 상기 변환점에서 다시 곡률각이 증가하여 0도 내지 60도의 범위 내에서 곡률이 종결되는 모양이 될 수 있으며, 상기 일정하게 곡률각이 감소하거나 증가하는 경우에 있어서, n(n=짝수)개의 변곡점(최대 이격거리에서의 변곡점 포함)을 가질 수도 있다.In this case, the acute angle formed at the point where the tangential line at the point where the curvature of the inner side of the sealing part starts (ending) and the side line of the electrode assembly parallel move and meets the curvature starting point is referred to as a start curvature angle (Transition point) at which the spacing between the electrode assembly and the sealing portion becomes maximum when the initial curvature angle starts to fall within a range of more than 0 degrees to 60 degrees and is reduced to a constant curvature angle, And the curvature angle is increased again at the transition point so that the curvature is terminated within the range of 0 to 60 degrees. When the curvature angle is constantly decreased or increased , And may have n (n = even number) inflection points (including inflection points at the maximum separation distance).

즉, 본 발명에서 사용되는 반달모양의 용어는, 미실링 공간부의 형성의 모양에 있어서 일정한 곡률을 가지면서 외부로 이격돌출된 일체의 형상으로서 그 형상은 최대 이격돌출된 점에서의 법선에 대해 대칭 또는 비대칭의 형상을 가질 수 있음을 의미한다.That is, the term of the half-moon shape used in the present invention is an integral shape having a certain curvature in the shape of the formation of the unsealed space portion and protruding outwardly. The shape of the half-moon shape is symmetric with respect to the normal Or an asymmetric shape.

파우치형 이차전지에 있어서, 과충전 되거나, 고온에의 노출, 내부 단락 등이 유발되었을 때, 전해액의 분해로 인한 다량의 가스가 발생하여 셀 내부 압력이 높아지게 되면 결국 응력이 최대인 부분에서 vent가 생기면서 파우치가 열리게 된다. When a pouch type secondary battery is overcharged, exposed to a high temperature, or short-circuited within a cell, a large amount of gas is generated due to decomposition of the electrolyte and the pressure inside the cell is increased. As a result, The pouch will open.

본 발명에서는 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 전체 또는 일부가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 아치형의 미실링 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 가스가 미실링 공간부에 몰리게 되고 결국 이 부분에 응력이 집중되어 돌출된 밀봉부에서 파우치가 열려 가스를 안전하게 배출하게 된다. 이로써 내압이 상대적으로 낮은 상태에서 파우치가 열려 가스를 분출하게 되어 보다 더 안전하고, 가스 토출 방향 제어가 가능하고 팩 설계시부터 파우치가 열리는 부위를 미리 알 수 있어 보다 더 안전한 팩 설계가 가능해진다.In the present invention, all or a part of one side of the sealing part is spaced apart from the outside, and an arcuate unsealing space is formed between the sealing part and the electrode assembly. The gas is poured into the unsealed space portion, so that stress is concentrated on this portion, and the pouch is opened by the protruding sealing portion so as to safely discharge the gas. As a result, the pouch is opened and the gas is ejected in a state in which the internal pressure is relatively low, so that it is safer, the gas discharge direction can be controlled, and the part where the pouch is opened from the time of the pack design can be known in advance.

한편, 측면 밀봉부 일측 전부가 외부로 이격(돌출) 형성되어 전극조립체와의 사이에 미실링 공간부가 형성되어 있더라도, 상기 미실링 공간부는 반달모양으로 형성되어 있어 양 끝단에는 전극조립체를 지지할 수 있게 되어 전극조립체가 수용되는 공간부에서 전극조립체를 정위치 시키는데 문제점이 없게 된다. 물론, 측면 밀봉부 일측 일부만 외부로 이격(돌출) 형성되어 전극조립체와의 사이에 미실링 공간부가 형성되어 있는 경우라면 전극조립체가 수용되는 공간부에서 전극조립체를 정위치 시키는데 문제점이 없다. In addition, even if all the one side of the side sealing portion is formed to be spaced apart from the outside to form an unsealed space portion with the electrode assembly, the unsealed space portion is formed in a half-moon shape, There is no problem in positively positioning the electrode assembly in the space where the electrode assembly is housed. Of course, if only a part of one side of the side sealing portion is formed to be spaced apart from the outside and the unsealed space is formed between the electrode assembly and the electrode assembly, there is no problem in positively positioning the electrode assembly in the space where the electrode assembly is accommodated.

또한, 상기 측면 밀봉부 일측 일부에서 이격돌출 형성되는 반달모양의 미실링 공간부는 하나 이상의 다수개의 미실링 공간부를 형성할 수 있다.In addition, the half-moon-shaped non-sealing space part protruding from the one side of the side-surface sealing part may form one or more non-sealing space parts.

또한, 반달모양의 미실링 공간부는 좌우 대칭인 반달모양의 공간부 또는 좌우 비대칭 구조의 공간부를 가질 수도 있다.
In addition, the half-moon-shaped unsealing space portion may have a semi-moon-shaped space portion that is bilaterally symmetrical or a space portion of a left-right asymmetric structure.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[[ 실시예Example 1] One]

도3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도가 도시되어 있다. 3 is a plan view of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도3을 참조하자면, 파우치형 이차전지에서 전극단자들(312,313)이 연결되어 있는 전극조립체(370)는 공간부(315)에 수용되어 있고, 케이스 본체(350)는 케이스 본체와 일면이 일체로 접하여 있는 케이스 커버(미도시)와 열융착에 의해 실링되어 상하면(330,380) 및 좌우 측면에 밀봉부(310,320)를 형성하게 된다. 3, the electrode assembly 370 having the electrode terminals 312 and 313 connected to the pouch type secondary battery is accommodated in the space portion 315. The case body 350 is integrally formed with the case body (Not shown) to form upper and lower surfaces 330 and 380 and sealing portions 310 and 320 on the left and right sides, respectively.

이때, 상기 파우치형 이차전지에서 양극(제1전극), 음극(제2전극) 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막(separator)으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31,32)로 구성되는 파우치셀은 양방향의 탭을 갖는 파우치 셀일 수 있으며, 이러한 양방향의 탭을 갖는 파우치 셀을 포함하는 파우치형 이차전지에서도 본 발명이 적용됨은 당업자에게 자명하다.At this time, in the pouch type secondary battery, the electrode assembly 30 composed of a positive electrode (first electrode), a negative electrode (second electrode) and a solid electrolyte coating separator disposed therebetween passes through its positive and negative electrodes tabs 31 And 32 may be pouch cells having bi-directional tabs, and the present invention is also applicable to a pouch-type secondary battery including pouch cells having bi-directional tabs.

한편, 상기 밀봉부 중 우측면 밀봉부(310) 일측 전체가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 반달모양의 미실링 공간부(340)가 형성되게 된다. 이 때, 알파벳 D의 형상과 같이 모서리에서 곧바로 곡률이 시작되어 밀봉부 타측의 모서리 끝에서 곡률이 끝나는 반달모양의 미실링 공간부가 형성됨이 본 실시예의 특징이나, 이에 국한되지 않는다.Meanwhile, the whole of one side of the right side sealing part 310 of the sealing part is spaced apart from the outside, so that a semi-circular sealing space part 340 is formed between the right side sealing part 310 and the electrode assembly. At this time, a half-moon-shaped non-sealing space portion in which the curvature starts directly at the corner as the shape of the alphabet D and the curvature ends at the edge of the other end of the sealing portion is formed, but this is not a feature of the present embodiment.

파우치형 이차전지가 과충전 되거나, 고온에의 노출, 내부 단락 등이 유발되었을 때, 전해액의 분해로 인한 다량의 가스가 발생할 경우, 상기 가스가 미실링 공간부(340)에 몰리게 되고 결국 이 부분에 응력이 집중되어 돌출된 밀봉부(310)쪽에서 파우치가 열려 가스를 안전하게 배출하게 된다. 즉, 상기 미실링 공간부(310)는 일종의 가스 포집 및 배출구 역할을 하게 된다. 이로써 내압이 상대적으로 낮은 상태에서 파우치가 열려 가스를 분출하게 되어 보다 더 안전하고, 가스 토출 방향 제어가 가능하고 팩 설계시부터 파우치가 열리는 부위를 미리 알 수 있어 보다 더 안전한 팩 설계가 가능해진다. When the pouch type secondary battery is overcharged, exposed to a high temperature, or internally short-circuited, a large amount of gas is generated due to the decomposition of the electrolyte, the gas is poured into the sealing space part 340, The pouch is opened at the side of the sealing part 310 where the stress is concentrated and protruded, thereby safely discharging the gas. That is, the non-sealing space 310 serves as a kind of gas collecting and discharging hole. As a result, the pouch is opened and the gas is ejected in a state in which the internal pressure is relatively low, so that it is safer, the gas discharge direction can be controlled, and the part where the pouch is opened from the time of the pack design can be known in advance.

반면에 도 2는 종래의 파우치형 이차전지를 나타낸 것인데, 종래에는 상기 도 3에서와 같은 미실링 공간부가 형성되어 있지 않아 스웰링 현상이 발생하여 안전성 면에서 미흡하였다.2 shows a conventional pouch-type secondary battery. However, since the non-sealing space portion as shown in FIG. 3 has not been formed in the related art, a swelling phenomenon occurs, which is insufficient in terms of safety.

도 9a는 도3의 선A-A에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이고, 도 9b는 도3의 선B-B에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이다. FIG. 9A is a diagram schematically illustrating a vertical cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3, and FIG. 9B is a diagram schematically showing a vertical cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도9a 및 9b를 참조하면, 전극조립체(370)와 밀봉부(310)간의 미실링 공간부(340)폭은 가운데에서 양 끝단(상하면 밀봉부 쪽)으로 갈수록 좁아지게 되고(l > l'), 양 끝단에서는 전극조립체(370)를 지지할 수 있게 되어 전극조립체(370)가 수용되는 공간부에서 전극조립체(370)를 정위치 시키는데 문제없게 된다. 도9a, 9b에서 케이스 커버(360)와 케이스 본체(350)가 열융착되어 형성된 밀봉부를 각각 310,320으로 도시하고 있다. 9A and 9B, the width of the unsealed space 340 between the electrode assembly 370 and the sealing portion 310 becomes narrower from the center toward the both ends (the upper and lower sealing portions) And the electrode assembly 370 can be supported at both ends of the electrode assembly 370, so that there is no problem in positively positioning the electrode assembly 370 in the space where the electrode assembly 370 is accommodated. In FIGS. 9A and 9B, sealing portions formed by thermally welding the case cover 360 and the case body 350 are denoted by 310 and 320, respectively.

이때, 반달모양의 미실링 공간부(340)는 좌우 대칭인 반달모양의 공간부일 수 있으며, 최대이격 부분에서의 법선을 기준으로 좌우 비대칭적 구조를 가질 수도 있다.At this time, the half-moon-shaped sealing space portion 340 may be a half-moon-shaped space portion that is symmetrical to the left and right, and may have a left-right asymmetric structure based on a normal line at the maximum spacing portion.

또한, 반달 모양의 미실링 공간부의 형성에 있어서, 밀봉부 중 좌측면의 밀봉부(310) 일측 전체까지 외부로 이격(돌출) 형성될 수 있음을 나타내었다.In addition, in the formation of the half-moon-shaped unsealed space portion, it is shown that the entire one side of the sealing portion 310 on the left side surface of the sealing portion can be spaced out (protruded).

반달모양의 미실링 공간부(340)는 전극조립체(370)와 밀봉부(310) 사이의 이격된 최대 간격이 1~3mm, 바람직하게는 1~2mm인 것이 좋다. 최대 이격 간격이 1mm 미만에서는 가스 포집에 있어서 효과가 미흡하며, 3mm초과에서는 포집된 가스의 양이 상대적으로 많게되고 밀봉부에서의 최대응력을 과하게 받아 파우치가 열려 가스가 토출되는데 있어서 안정성이 미약하다는 점에서 본 발명의 수치한정의 의의가 있다.The half-moon-shaped sealing space portion 340 may have a maximum spacing of 1 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm, between the electrode assembly 370 and the sealing portion 310. If the maximum spacing distance is less than 1 mm, the effect of gas trapping is insufficient. When the distance exceeds 3 mm, the amount of collected gas becomes relatively large and the maximum stress in the sealing portion is excessive, There is significance of the numerical limitation of the present invention in the point of view.

또한, 외부로 이격 형성된 측면 밀봉부(310)의 실링폭은 이격 형성되지 않은 다른 측면 밀봉부(320)의 실링폭과 동일한 것이 바람직하다.
It is preferable that the sealing width of the side sealing portion 310 which is spaced apart from the outside is the same as the sealing width of the other side sealing portion 320 which is not spaced.

[[ 실시예Example 2] 2]

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.4 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.

앞서 실시예 1에서 잠시 언급한 것 처럼, 반달모양의 미실링 공간부(340)는 최대이격 부분에서의 법선을 기준으로 좌우 비대칭적인 구조를 가질 수 있음을 나타내는 본 발명의 일 실시예를 도면으로 나타낸 것이다.
As mentioned briefly in the first embodiment, the half-moon-shaped sealing cavity portion 340 may have a left-right asymmetrical structure with respect to a normal line at the maximum spacing portion. .

[[ 실시예Example 3] 3]

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 앞서 설명한 외부로 이격 형성된 측면 밀봉부(310)가 다른 측면 밀봉부(320)의 실링폭과 동일할 수 있고, 이를 도 5에 나타내었다.
Meanwhile, as another embodiment of the present invention, the outer side sealing portion 310 previously described may be the same as the sealing width of the other side sealing portion 320, which is shown in FIG.

[[ 실시예Example 4] 4]

그리고, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예로서, 도 6을 참조하여 설명한다.6, another embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다. 6 is a plan view of a pouch type secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 파우치형 이차전지에서 전극단자들(412,413)이 연결되어 있는 전극조립체(470)는 공간부(415)에 수용되어 있고, 케이스 본체(450)는 케이스 본체와 일면이 일체로 접하여 있는 케이스 커버(미도시)와 열융착에 의해 실링되어 상하면(430,480) 및 좌우 측면에 밀봉부(410,420)를 형성하게 된다. 이때, 상기 밀봉부 중 우측면 밀봉부(310) 일측 일부가 외부로 이격(돌출) 형성되어, 전극조립체와의 사이에 반달모양 또는 반원모양의 미실링 공간부(440)가 형성되게 된다. 이 미실링 공간부(410)는 앞서 도3의 경우에 설명한 바와 마찬가지로 일종의 가스 포집 및 배출구 역할을 하게 되며, 미실링공간부가 형성되어 있는 쪽 밀봉부(410)가 최대응력을 받게 되어 파우치가 열리게 되어 안전성을 확보할 수 가 있게 된다.
6, the electrode assembly 470 having the electrode terminals 412 and 413 connected to the pouch type secondary battery is accommodated in the space portion 415, and the case body 450 is integrally formed with the case body (Not shown) to form upper and lower surfaces 430 and 480 and sealing portions 410 and 420 on the left and right sides, respectively. At this time, a part of one side of the right side sealing part 310 of the sealing part is formed to be spaced apart from the outside, and a semi-circular or semi-circular sealing part 440 is formed between the right side sealing part 310 and the electrode assembly. 3, the sealing portion 410, which is provided with the unsealed space portion, receives the maximum stress, and the pouch is opened. As a result, And safety can be ensured.

[[ 실시예Example 5] 5]

더불어, 본 발명의 일실시예로서, 도 7은 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격(돌출)되어 반달 모양의 미실링 공간부를 형성함에 있어서 다수개의 미실링 공간부를 형성하고 있는 일실시예를 나타내고 있다.
In addition, in an embodiment of the present invention, FIG. 7 shows an embodiment in which a part of one side of the sealing part is spaced apart (protruded) from the outside to form a plurality of unsealed space parts in a semi- .

[[ 실시예Example 6] 6]

한편 도 8의 경우에는 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격(돌출)되어 반달 모양의 미실링 공간부를 형성함에 있어서, 미실링공간부의 형태로서 반달모양은 좌우 대칭 뿐만 아니라 비대칭일 수 있음을 나타내는 것으로, 비대칭은 미실링공간부의 최대이격점에서의 법선을 기준으로 하여도 비대칭일 수 있다는 점과, 일봉부의 일측 일부 및 타측 일부를 좌우로 비교할 때에도 비대칭일 수 있음을 나타내는 일시시예의 도면이다.Meanwhile, in the case of FIG. 8, a part of one side of the sealing part is separated (protruded) to the outside to form a semi-circular sealing space part, which indicates that the half-moon shape can be asymmetric as well as left- The asymmetry may be asymmetric even with respect to the normal line at the maximum separation point of the unsealed space portion and that the asymmetry may be asymmetric even when the one side portion and the other side portion of the encapsulation portion are laterally compared.

반달모양의 미실링 공간부(440)는 전극조립체(470)와 밀봉부(410) 사이의 이격된 최대 간격이 1~3mm, 바람직하게는 1~2mm인 것이 좋다.수치한정의 의의는 앞서 설명한 바와 같다.The half-moon-shaped sealing portion 440 may have a maximum spacing of 1 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm, between the electrode assembly 470 and the sealing portion 410. The significance of the numerical limitations Same as.

또한, 외부로 이격 형성된 측면 밀봉부(410)의 실링폭은 이격 형성되지 않은 다른 측면 밀봉부의 실링폭(420)과 동일한 것이 바람직하다.
Further, it is preferable that the sealing width of the side sealing part 410 which is formed apart from the outside is the same as the sealing width 420 of the other side sealing part which is not separately formed.

도 10은 도6의 선C-C에 따른 수직 단면도를 모식적으로 도시한 도이다. 10 is a diagram schematically showing a vertical sectional view taken along the line C-C in Fig.

도 10을 참조하면, 도10에서 케이스 커버(460)와 케이스 본체(450)가 열융착되어 형성된 밀봉부를 각각 410,420으로 도시하고 있고, 전극조립체(470)와 밀봉부(410)간의 미실링 공간부(440)가 형성되어 있음을 나타내고 있다. 10, sealing portions formed by thermally fusing the case cover 460 and the case body 450 are shown as 410 and 420 in FIG. 10, respectively. In the sealing portion 460, 440 < / RTI >

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격(돌출)형성되는 것에 있어서는, 그 개수가 다수개일 수 있으며, 그 모양도 대칭 또는 비대칭의 반달모양의 미실링 공간부일 수 있다.On the other hand, as described above, when a part of one side of the sealing part is formed to be spaced apart (protruded) from the outside, the number of the sealing parts may be plural, and the shape may be symmetrical or asymmetrical half-moonless sealing part.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

20 : 파우치형 전지케이스 30 : 전극조립체
40 : 전극리드 100 : 파우치형 이차전지
310 : 밀봉부 340 : 미실링 공간부 20: Pouch-shaped battery case 30: Electrode assembly
40: electrode lead 100: pouch type secondary battery
310: sealing part 340: non-sealing space part

Claims (7)

제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,
상기 파우치 케이스는,
케이스 커버; 및
상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며,
상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 전체가 외부로 이격돌출 형성되어, 전극조립체와의 사이에 알파벳 D의 형상과 같이 모서리에서 곧바로 곡률이 시작되어 밀봉부 타측의 모서리 끝에서 곡률이 끝나는 반달모양의 미실링 공간부가 형성되어 있고,
상기 반달모양의 미실링 공간부는 전극조립체와 밀봉부 사이의 이격된 최대 간격이 1~3mm 인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
An electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, the pouch type secondary battery comprising:
The pouch case includes:
A case cover; And
And a case body having a space portion accommodating the electrode assembly and a sealing portion formed along the periphery of an inlet of the space portion,
The entire one side of the side sealing portion of the sealing portion is spaced apart and protruded to the outside so that the curvature starts immediately at the corner like the shape of the alphabet D with respect to the electrode assembly and the curvature ends at the edge of the other side of the sealing portion. A sealing space portion is formed,
Wherein the semi-cylindrical unsealed space portion has a maximum spacing of 1 to 3 mm between the electrode assembly and the encapsulation portion.
제1전극, 제2전극 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체; 및 파우치 케이스를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,
상기 파우치 케이스는,
케이스 커버; 및
상기 전극조립체가 수용되는 공간부와, 상기 공간부의 입구 주변을 따라 형성되는 밀봉부가 구비된 케이스 본체를 포함하며,
상기 밀봉부 중 측면 밀봉부 일측 일부가 외부로 이격돌출 형성되어, 전극조립체와의 사이에 반달모양의 미실링 공간부가 일부 형성되어 있고,
상기 반달모양의 미실링 공간부는 전극조립체와 밀봉부 사이의 이격된 최대 간격이 1~3mm 인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
An electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator interposed therebetween; And a pouch case, the pouch type secondary battery comprising:
The pouch case includes:
A case cover; And
And a case body having a space portion accommodating the electrode assembly and a sealing portion formed along the periphery of an inlet of the space portion,
A part of the side sealing part of the sealing part is protruded and protruded to the outside so that a semi-moon-shaped sealing part is partially formed between the sealing part and the electrode assembly,
Wherein the semi-cylindrical unsealed space portion has a maximum spacing of 1 to 3 mm between the electrode assembly and the encapsulation portion .
제2항에 있어서,
상기 반달모양의 미실링 공간부가 일부 형성되는 것은, 하나 또는 다수개의 미실링 공간부를 갖는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
3. The method of claim 2,
The pouch type secondary battery according to claim 1, wherein a part of the half-moon-shaped unsealed space portion is formed has one or a plurality of unsealed space portions.
삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
반달모양의 미실링 공간부는 좌우 대칭인 반달모양의 공간부인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the half-moon-shaped unsealing space portion is a half-moon-shaped space portion which is symmetrical in the left and right direction.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
반달모양의 미실링 공간부는 좌우 비대칭 구조의 공간부인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the half-moon-shaped unsealed space portion is a space portion having a left-right asymmetric structure.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
외부로 이격 형성된 측면 밀봉부의 실링폭은 이격 형성되지 않은 측면 밀봉부의 실링폭과 동일한 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein a sealing width of the side sealing portion spaced apart from the outside is equal to a sealing width of the side sealing portion which is not spaced apart.
KR1020100026544A 2010-03-25 2010-03-25 Pouch-type Secondary Battery for preventing swelling phenomena KR101424003B1 (en)

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