KR101472167B1 - Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same - Google Patents
Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101472167B1 KR101472167B1 KR1020110076248A KR20110076248A KR101472167B1 KR 101472167 B1 KR101472167 B1 KR 101472167B1 KR 1020110076248 A KR1020110076248 A KR 1020110076248A KR 20110076248 A KR20110076248 A KR 20110076248A KR 101472167 B1 KR101472167 B1 KR 101472167B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- electrode lead
- electrode assembly
- pouch
- secondary battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
본 발명은 안전성이 향상된 파우치형 이차 전지에 대한 것으로, 과충전 등으로 인하여 파우치 내부의 압력이 상승할 경우, 파우치의 형태가 변형되도록 설계하고 이에 따라 외부 전류와의 연결이 차단되도록 구성된 파우치형 이차전지 및 이를 포함하는 전지팩에 대한 것이다. 본 발명은 이차전지의 제조시 별도의 설치 공정이나 설치공간이 필요치 아니하면서도 파우치형 이차전지의 내부 가스 발생시 원천적으로 전류의 흐름을 차단하여 전지의 수명 및 안전성을 현저히 높일 수 있으며, 낮은 제조비, 적은 중량, 전지의 용이한 형태 변형 등이 가능한 파우치형 이차 전지를 제공할 수 있다. The present invention relates to a pouch type secondary battery with improved safety, and more particularly, to a pouch type secondary battery which is designed such that when a pressure inside the pouch rises due to overcharging or the like, the shape of the pouch is deformed, And a battery pack including the same. The present invention can prevent the current flow at the time of internal gas generation of the pouch-type secondary battery, and can remarkably increase the lifetime and safety of the battery without requiring a separate installation step or installation space when manufacturing the secondary battery, Weight, and easy deformation of the battery, and the like can be provided.
Description
본 발명은 안전성이 향상된 파우치 및 이를 포함하는 이차 전지, 전지팩에 대한 것이다. The present invention relates to a pouch with improved safety, and a secondary battery and a battery pack including the same.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급증하고 있고, 그 중 고에너지 밀도와 높은 방전 전압을 나타내는 리튬 이차 전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있으며 상용화되어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices have increased, there has been a rapid increase in demand for secondary batteries as energy sources. Among them, lithium secondary batteries exhibiting high energy density and high discharge voltage have been extensively studied and commercialized and widely used .
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하며, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다. The secondary battery may be classified according to how the electrode assembly having the anode / separator / cathode structure is formed. Typically, the jelly-roll having the structure in which the separator is interposed between the long- Type stacked electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked with a separator interposed therebetween, A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a Bi-cell or a full cell is wound.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다. FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical conventional pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.
도 1을 참조하면, 도 1에 개시되어 있는 종래의 파우치형 이차전지는 전극조립체(10) 및 파우치형 전지케이스를 포함한다. Referring to FIG. 1, the conventional pouch type secondary battery disclosed in FIG. 1 includes an electrode assembly 10 and a pouch-shaped battery case.
상기 전극조립체(10)는 전극조립체(10)로부터 연장되어 있는 전극탭(30a, 30b), 상기 전극탭(30a, 30b)에 용접되어 있는 전극리드(40a, 40b)가 연결된 것일 수 있으며, 상기 전극탭 또는 전극조립체는 동일한 방향으로 돌출되거나 서로 다른 방향으로 돌출되는 것일 수 있다.The electrode assembly 10 may include electrode tabs 30a and 30b extending from the electrode assembly 10 and electrode leads 40a and 40b welded to the electrode tabs 30a and 30b. The electrode tab or the electrode assembly may protrude in the same direction or may protrude in different directions.
상기 파우치형 전지케이스는 하부 전지케이스(23) 및 상부전지케이스(22)를 포함하는 것으로, 상기 파우치형 전지케이스는 상부 전지케이스(22)와 하부 전지케이스(23)가 분리되어 있는 구조 또는 4면 중 어느 한 면이 연결된 구조(미도시)인 것일 수 있다. 상기 하부 또는 상부 전지케이스 모두(도 2) 또는 어느 하나에는 전극조립체를 수납하는 공간부가 형성될 수 있으며, 또한 상부 및 하부 전지케이스를 밀봉하기 위해 실링하는 실링부를 포함한다. The pouch-shaped battery case includes a lower battery case 23 and an upper battery case 22. The pouch-shaped battery case has a structure in which the upper battery case 22 and the lower battery case 23 are separated from each other, (Not shown) to which one of the faces is connected. The lower or upper battery case (FIG. 2) or any one of them may be formed with a space for accommodating the electrode assembly, and includes a sealing portion for sealing the upper and lower battery cases.
상기 공간부에 전극조립체(10)를 수납한 후에는 상부 전지케이스(22) 및 하부 전지케이스(23)의 실링부를 열융착에 의하여 실링하여 밀봉함으로써 파우치형 이차전지를 제조할 수 있다. After the electrode assembly 10 is housed in the space, the pouch type secondary battery can be manufactured by sealing the upper and lower battery cases 22 and 23 by heat sealing.
전극조립체(10)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 젤리 롤형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극탭들(30a, 30b)은 전극조립체(10)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(40a, 40b)는 각 극판으로부터 연장된 복수개의 전극탭들(30a, 30b)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(22, 23)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(40a, 40b)의 상하면 일부에는 전지케이스(22, 23)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(50)이 부착되어 있다. The electrode assembly 10 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween, and is formed of a jelly roll type, a stack type, or a stack / folding type structure. The electrode tabs 30a and 30b extend from the respective electrode plates of the electrode assembly 10 and the electrode leads 40a and 40b have a plurality of electrode tabs 30a and 30b extending from the respective electrode plates, And are partially exposed to the outside of the battery case 22, An
상, 하부전지케이스(22, 23)는 알루미늄 라미네이트 시트를 포함하고 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있어 이러한 전지케이스로 포장된 이차전지는 소위 파우치형 이차전지라고 칭하기도 한다. The upper and lower battery cases 22 and 23 include an aluminum laminate sheet and have a pouch shape as a whole. A secondary battery packed with such a battery case may be referred to as a so-called pouch type secondary battery.
도 1에서와 같은 적층형 전극조립체(10)의 경우, 다수의 양극 탭들(30a)과 다수의 음극 탭들(30b)은, 예를 들어, 용접에 의하여 일체로 결합된 용착부의 형태로 전극리드(40a, 40b)에 연결된다. 1, a plurality of positive electrode tabs 30a and a plurality of negative electrode tabs 30b are formed in the shape of a welded portion integrally joined by, for example, welding, and the electrode leads 40a , 40b.
이러한 전극리드(40a, 40b)는 전극탭 용착부가 연결되어 있는 대향 단부가 노출된 상태로 전지케이스(22, 23)에 의해 밀봉된다. The electrode leads 40a and 40b are sealed by the battery cases 22 and 23 in such a state that the opposite end portions to which the electrode tab welding portions are connected are exposed.
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. 이와 같은 폭발의 위험성은 리튬 이차전지가 가지고 있는 가장 치명적인 단점이라 할 수 있으며, 따라서 리튬 이차전지의 기술에 필수적으로 고려해야 할 사항은 안전성을 확보하는 것이다. 특히 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차전지는 장기간의 수명이 요구되고 다수의 전지셀들이 밀집되는 특성상 안전성 확보가 매우 중요하다. One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. For example, a secondary battery can have a high temperature and / or high temperature inside the battery that can be caused by an abnormal operating condition of the battery, such as an internal short circuit, an overcharged condition exceeding an allowable current and voltage, exposure to a high temperature, The explosion of the battery may be caused by high pressure. The risk of such an explosion is the most fatal disadvantage of lithium secondary batteries, and therefore, a safety factor must be considered as an essential consideration in the technology of a lithium secondary battery. In particular, secondary batteries used in middle- or large-sized battery packs as power sources for electric vehicles and hybrid vehicles are required to have a long life, and it is very important to secure safety due to the characteristics of a large number of battery cells.
따라서 전지의 사용에 따라 가스의 발생 또는 예기치 못한 상황의 전개로 인해 발생할 수 있는 고압가스에 의하여 전지셀의 발화 내지 폭발을 미연에 방지하여 전지의 수명 및 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다. Therefore, there is a need for a technology that can prevent the ignition or explosion of the battery cell due to high-pressure gas that may occur due to the generation of gas or unexpected situation depending on the use of the battery, thereby ensuring the life and safety of the battery It is high.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 종래 파우치형 이차전지는 전지 내부의 고온 고압에 따른 전지의 부풀림 현상 및 이로 인한 전지의 폭발 등을 방지하기 위하여 일정한 주기마다 고압의 내부 가스를 배출하거나 가스가 배출(venting)될 수 있는 통로를 형성한 파우치형 이차전지를 제시하는 기술에 불과하였다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a pouch type secondary battery which is capable of preventing the battery from bulging due to high- Type secondary battery in which the inner gas of the pouch-type secondary battery is discharged or the gas is vented.
그러나 본 발명은 이차전지 내부의 가스 발생시 이차전지가 부풀어 오르거나 실링 부위가 터져 가스가 밖으로 배출될 수 있는 정도의 전지 내부의 압력 및 이에 따른 파우치형 이차전지의 형태 변형 현상을 이용하여 파우치형 이차 전지를 예정하는 형태로 변형시키고 이로 인하여 전류의 흐름이 원천적으로 차단될 수 있는 파우치형 전지케이스의 제공을 목적으로 한다. However, the present invention is also applicable to a pouch type secondary battery using a pressure inside the battery to such an extent that the secondary battery is inflated when the gas inside the secondary battery is blown up, Shaped battery case in which the battery is deformed into a predetermined shape and thereby the current flow can be intrinsically blocked.
본 발명은 또한 상기 이차전지를 다수 포함하는 중대형 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a middle- or large-sized battery module including a plurality of the secondary batteries.
본 발명은 또한 상기 중대형 전지 모듈을 다수 포함하는 중대형 전지팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a middle- or large-sized battery pack including a plurality of the middle- or large-sized battery modules.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, According to an aspect of the present invention,
파우치형 외장재 내부에 제 1 전극조립체; 제2 전극조립체; 및 상기 제1전극조립체와 제2 전극조립체를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하며, A first electrode assembly inside the pouch-type sheathing member; A second electrode assembly; And a connection unit electrically connecting the first electrode assembly and the second electrode assembly,
상기 제1 전극조립체로부터 연장되어 파우치형 외장재의 일 단부로 돌출되는 전극리드부와 파우치형 외장재의 다른 일 단부로 돌출되는 전극리드 체결부를 포함하고, An electrode lead portion extending from the first electrode assembly and protruding from one end of the pouch-type sheathing material; and an electrode lead fastening portion protruding from the other end of the pouch type sheathing material,
상기 연결부 및 파우치형 외장재를 절곡하여 폴딩(folding)된 구조의 파우치형 이차전지로서, The pouch type secondary battery has a structure in which the connecting portion and the pouch type outer casing are folded and folded,
상기 전극리드부와 상기 전극리드 체결부는 전기적으로 접합되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지를 제공한다. And the electrode lead portion and the electrode lead coupling portion are electrically connected to each other.
본 발명의 일 구현예에서 상기 전극리드부와 전기적으로 접합 된 상기 전극리드 체결부는 외부 전극단자와 연결될 수 있도록 전극리드부 보다 길게 돌출되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the electrode lead fastening portion electrically connected to the electrode lead portion may protrude longer than the electrode lead portion to be connected to the external electrode terminal.
또한, 상기 전극리드 체결부는 상기 전극리드부보다 0.1 ~ 20mm 더 길게 돌출되는 것일 수 있다. In addition, the electrode lead coupling part may protrude 0.1 to 20 mm longer than the electrode lead part.
나아가 상기 전극리드부는 음극 또는 양극 또는 음극과 양극일 수 있으며, Furthermore, the electrode lead portion may be a negative electrode, a positive electrode or a negative electrode and a positive electrode,
상기 전극리드부가 양극인 경우에는 알루미늄, 스텐레스 스틸, 동, 니켈, 티탄, 탄탈, 니오브 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로 이루어지며, Wherein the electrode lead portion is made of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, copper, nickel, titanium, tantalum, niobium,
상기 전극리드부가 음극인 경우에는 구리, 니켈, 스텐레스 스틸, 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로 이루어지는 것일 수 있다. When the electrode lead portion is a negative electrode, the electrode lead portion may be made of at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and alloys thereof.
바람직하게는 상기 전극리드부는 양극일 수 있다. Preferably, the electrode lead portion may be an anode.
한편, 상기 연결부 각각 연결된 전극집전체의 재질과 동일한 것일 수 있다. On the other hand, the electrodes may be the same as the material of the current collector connected to each other.
또한, 상기 전극리드 체결부는 연결된 전극리드부의 재질과 동일한 것일 수 있다. In addition, the electrode lead fastening portion may be the same as the material of the electrode lead portion connected thereto.
상기 제1 전극조립체와 제2 전극조립체는 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다. The first electrode assembly and the second electrode assembly are connected in parallel.
나아가, 상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체는 각각 바이셀(Bi-cell)과 풀셀(Full-cell)이라는 서로 다른 타입의 스택형 단위셀을 교차하여 길게 재단된 분리 필름으로 와인딩(winding)하여 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기와 같은 방식의 스택&폴딩형 전극조립체로서 바이셀과 풀셀의 구별없이 동일한 타입의 스택형 단위셀을 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 분리 필름으로 와인딩(winding)하는 경우, 지그재그 방향으로 폴딩하는 Z형 스택&폴딩 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 동일한 방향으로 연속하여 와인딩(Winding)하는 스택&폴딩 전극조립체; 또는 상기 스택형 셀을 단위셀로 하여 분리필름으로 폴딩하는 것이 아니라 양극, 음극을 교대로 분리필름 위에 놓은 상태에서 연속하여 와인딩하는 전극조립체; 또는 이를 지그재그 방향으로 와인딩하는 Z형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판을 차례대로 적층한 스택형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판 순으로 배치된 상태에서 일방향으로 와인딩 한 젤리-롤형 전극조립체; 로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것일 수 있다. Further, the first electrode assembly and the second electrode assembly may be formed by winding differently stacked unit cells, such as a Bi-cell and a full cell, A stack & folding type electrode assembly; A stack and folding type electrode assembly including stack type unit cells of the same type without distinction between a bi-cell and a pull cell; A Z-type stack & folding electrode assembly for folding in the zigzag direction when winding the stacked unit cells to a separation film; A stack and folding electrode assembly for continuously winding the stacked unit cells in the same direction; Alternatively, instead of folding the stacked cell as a unit cell, the electrode assembly may continuously wind an anode and a cathode in a state where the anode and the cathode are alternately placed on the separating film. Or a Z electrode assembly for winding in a zigzag direction; A stacked electrode assembly in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked; A jelly-roll type electrode assembly wound in one direction in the order of a bipolar plate, a separation membrane, and a cathode plate; , And the like.
한편, 상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체는 동일한 형태의 전극조립체인 것일 수 있다. Meanwhile, the first electrode assembly and the second electrode assembly may be the same type of electrode assembly.
상기 전극리드부와 전극리드 체결부는 용접에 의하여 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하며, The electrode lead portion and the electrode lead fastening portion are electrically connected by welding,
나아가, 상기 전극리드부와 전극리드 체결부 사이에는 금속재질의 용접부를 더 삽입하여 전기적으로 연결한 것일 수 있다. Furthermore, a metal weld may be further inserted between the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion to electrically connect the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion.
이때, 상기 금속재질의 용접부는 전기적으로 연결된 전극리드부와 동일한 재질인 것일 수 있다. At this time, the welded portion of the metal material may be the same material as the electrode lead portion electrically connected.
상기 파우치용 외장재는 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하며, Wherein the pouch exterior member is formed of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer,
상기 금속층은 알루미늄 박막층인 것을 특징으로 한다. And the metal layer is an aluminum thin film layer.
또한, 상기 전극리드부 및 전극리드 체결부와 전기적으로 연결되는 용접부에는 하나 이상의 파단홈이 형성되어 있는 것일 수 있다. In addition, one or more rupture grooves may be formed in the welded portion electrically connected to the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion.
본 발명은 또한, 상기 파우치형 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지 모듈을 더 제공한다. The present invention further provides a middle- or large-sized battery module, wherein the pouch type secondary battery is included as a unit cell.
또한, 상기 중대형 전지 모듈이 하나 이상 포함되어 있는 중대형 전지팩을 더 제공한다. The middle- or large-sized battery pack further includes at least one middle- or large-sized battery module.
상기 중대형 전지팩은 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 이-바이크(E-bike), 이-스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 전기 상용차의 전원으로 사용되는 것일 수 있다. The middle- or large-sized battery pack includes a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); An electric motorcycle including an E-bike and an E-scooter; Electric golf cart; Electric truck; It may be used as a power source of an electric commercial vehicle.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지는, 전지 내부에 가스 발생 또는 고온 및 고압에 의해 전지의 위험이 초래되는 경우, 파우치형 전지케이스가 부풀어 형태가 변형되는 경우 원천적으로 전류의 흐름이 차단될 수 있도록 하였다. 따라서, 별도의 설치 공정이나 공간 없이도 전지의 수명 특성이 향상되고, 안전성이 우수한 이차전지를 제공할 수 있다. The pouch-type secondary battery according to the present invention is a pouch-type secondary battery in which when the pouch-type battery case is inflated and deformed in shape when a gas is generated in the battery or a battery is caused by high temperature and high pressure, Respectively. Therefore, it is possible to provide a secondary battery excellent in safety with improved lifetime characteristics of the battery even without a separate installation step or space.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 분해 사시도.
도 3은 상기 도 4의 B-B' 라인에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지가 비상시 형태가 변형되어 전류가 차단된 경우의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지를 실링하기 전 상태의 분해 사시도.
도 6은 상기 도 5에 따른 이차전지를 실링한 후, 폴딩하기 전 상태의 사시도.1 is a perspective view of a typical structure of a typical conventional pouch type secondary battery.
2 is an exploded perspective view of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG. 4;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention in which the shape of the secondary battery is changed in an emergency and the current is cut off. FIG.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention before sealing. FIG.
6 is a perspective view showing a state before folding after the secondary battery according to FIG. 5 is sealed. FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차 전지에 대한 일 구현예에서, 파우치형 외장재 내부에, 제 1 전극조립체와 제2 전극조립체를 포함하며, 상기 제1전극조립체 및 제2 전극조립체는 전기적으로 연결된 연결부가 형성되어 있고, 상기 연결부 및 파우치형 외장재를 절곡하여 폴딩(folding)된 구조의 파우치형 이차전지로서, 상기 전극조립체로부터 연장되어 외장재 외부로 돌출된 전극리드부는, 폴딩된 구조에 의하여 상기 전극리드부와 대응되는 파우치 외장재 부분에 형성되어 실링된 전극리드 체결부와 각각 전기적으로 연결되어 있는 구조일 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a rechargeable battery including a first electrode assembly and a second electrode assembly, the first electrode assembly and the second electrode assembly including a pouch- A pouch type secondary battery having an electrically connected connection portion and folded and folded at the connection portion and the pouch type exterior material, wherein the electrode lead portion protruding from the electrode assembly and projecting to the outside of the case member has a folded structure The electrode lead portions may be electrically connected to the electrode lead portions formed on the pouch exterior portion corresponding to the electrode lead portions.
이하, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지에 대하여 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, a pouch-type secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지에 대한 사시도 이다. 2 is a perspective view of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지(100)는 파우치형 외장재(110) 내부에, 제 1 전극조립체(120)와 제2 전극조립체(122)를 포함하며, 상기 제1전극조립체(120) 및 제2 전극조립체(122)는 전기적으로 연결된 연결부(134, 136)가 형성되어 있으며, 상기 제1 전극조립체(120)로부터 외부로 연장된 전극리드부(130, 132)는 파우치형 외장재(110)의 일 단부로 돌출되어 실링부에 의해 실링된다. 2, the pouch type
또한, 상기 파우치형 외장재의 다른 일 단부 실링부에는 전극리드 체결부(140, 142)가 형성된다. The other end sealing portion of the pouch-type sheathing material is formed with electrode
상기 전극리드 체결부는 도 2와 같이, 상기 전극리드부와 전기적으로 연결되어 외부 단자와 연결되는 것으로서, 전극리드부의 개수와 동일하게 형성될 수도 있으며, 또는 하나만 형성되어 어느 하나의 전극리드에만 연결되는 것일 수도 있다. 다만, 바람직하게는 전극리드의 수와 동일하게 형성되어 비상 상황시 보다 빠르게 절연 작동이 될 수 있도록 한다. As shown in FIG. 2, the electrode lead coupling portion is electrically connected to the electrode lead portion and connected to the external terminal, and may be formed to have the same number as the electrode lead portions, or only one electrode lead portion may be connected to only one electrode lead It may be. However, it is preferably formed to be equal to the number of the electrode leads so that the insulation operation can be performed faster than in an emergency situation.
즉, 상기 전극리드부는 양극 또는 음극 일 수 있으며, 바람직하게는 양극과 음극 모두 일 수 있다. 하나의 전극에만 형성되는 경우에는 양극리드일 수 있다. 이는 양극리드의 경우, 일반적으로 음극리드의 재질보다는 열 등에 약하기 때문이다. That is, the electrode lead portion may be an anode or a cathode, and may be both an anode and a cathode. And may be a positive electrode lead when only one electrode is formed. This is because, in the case of the positive electrode lead, it is generally weaker than the material of the negative electrode lead.
상기 전극리드부가 양극인 경우, 예를 들어, 알루미늄, 스텐레스, 동, 니켈, 티탄, 탄탈, 니오브 및 이들의 합금으로로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The electrode lead portion may be formed of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, copper, nickel, titanium, tantalum, niobium and alloys thereof, .
또한, 상기 전극리드부가 음극인 경우, 예를 들어, 구리, 니켈, 스테인레스스틸, 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. When the electrode lead portion is a negative electrode, for example, at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and alloys thereof is preferable, but not limited thereto.
이때, 상기 전극리드부(130, 132) 및 전극리드 체결부(140)는 실링시 파우치형 외장재와의 절연을 위하여 절연필름(150)을 더 포함할 수도 있다. At this time, the
상기 전극리드 체결부(140, 142)는 전극조립체와는 연결되지 않는 것으로, 단지 전극리드부(130, 132)와 외부 단자를 연결하는 역할만 한다. 이를 위하여, 상기와 같이 전극리드부와 전극리드 체결부는 각각 파우치형 외장재의 상반되는 단부에 형성되기는 하나, 폴딩시 서로 접합이 용이하도록 대응되는 위치에 형성하도록 한다. The electrode
또한, 전극리드 체결부는 외부 단자와 연결되기 위해서는 전극리드부보다는 길게 형성되어야 하며, 특별히 그 길이는 한정하지 아니하나 바람직하게는 전극리드부보다 약 0.1 내지 20mm 정도 길게 형성되도록 함이 바람직하다.
In addition, the electrode lead coupling part is formed to be longer than the electrode lead part to be connected to the external terminal, and the length is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 20 mm longer than the electrode lead part.
한편, 상기 연결부의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 연결된 제1전극조립체 및 제2전극조립체의 전극집전체와 동일한 재질로 형성함으로써 전기적 저항을 최소화할 수 있다.
The material of the connection part is not particularly limited, but preferably, it is made of the same material as the electrode current collectors of the first electrode assembly and the second electrode assembly, so that the electrical resistance can be minimized.
이때, 상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체의 형태는 특별히 한정하지 아니하며, 각각 바이셀(Bi-cell)과 풀셀(Full-cell)이라는 서로 다른 타입의 스택형 단위셀을 교차하여 길게 재단된 분리 필름으로 와인딩(winding)하여 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기와 같은 방식의 스택&폴딩형 전극조립체로서 바이셀과 풀셀의 구별없이 동일한 타입의 스택형 단위셀을 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 분리 필름으로 와인딩(winding)하는 경우, 지그재그 방향으로 폴딩하는 Z형 스택&폴딩 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 동일한 방향으로 연속하여 와인딩(Winding)하는 스택&폴딩 전극조립체; 또는 상기 스택형 셀을 단위셀로 하여 분리필름으로 폴딩하는 것이 아니라 양극, 음극을 교대로 분리필름 위에 놓은 상태에서 연속하여 와인딩하는 전극조립체; 또는 이를 지그재그 방향으로 와인딩하는 Z형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판을 차례대로 적층한 스택형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판 순으로 배치된 상태에서 일방향으로 와인딩 한 젤리-롤형 전극조립체; 로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체를 동일하게 구성하여 저항 등을 보다 낮출 수도 있다.
The shape of the first electrode assembly and the second electrode assembly is not particularly limited, and each of the first electrode assembly and the second electrode assembly may be formed by stacking different types of stacked unit cells, such as a Bi-cell and a full- Stacked < / RTI > A stack and folding type electrode assembly including stack type unit cells of the same type without distinction between a bi-cell and a pull cell; A Z-type stack & folding electrode assembly for folding in the zigzag direction when winding the stacked unit cells to a separation film; A stack and folding electrode assembly for continuously winding the stacked unit cells in the same direction; Alternatively, instead of folding the stacked cell as a unit cell, the electrode assembly may continuously wind an anode and a cathode in a state where the anode and the cathode are alternately placed on the separating film. Or a Z electrode assembly for winding in a zigzag direction; A stacked electrode assembly in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked; A jelly-roll type electrode assembly wound in one direction in the order of a bipolar plate, a separation membrane, and a cathode plate; The first electrode assembly and the second electrode assembly may be formed in the same manner to reduce the resistance and the like.
또한, 상기 제1 전극조립체와 제2 전극조립체는 바람직하게는 병렬연결 되도록 한다. 이와 같이 병렬 연결되어 전지의 전압 및 용량 등이 일반적으로 하나의 전극조립체를 포함하는 이차전지의 그것과 동일할 수 있으므로, 전해액 등의 부반응이 발생하는 것을 예방할 수 있기 때문이다. In addition, the first electrode assembly and the second electrode assembly are preferably connected in parallel. The reason for this is that the voltage and the capacity of the battery connected in parallel can be the same as those of the secondary battery including one electrode assembly, so that it is possible to prevent a side reaction of the electrolyte or the like from occurring.
즉, 상기 제1전극조립체와 상기 제2전극조립체는 폴딩될 수 있는 전지 구조를 위하여 연결부를 포함하는 것일 뿐, 하나의 전극조립체와 같이 작동하면서 파우치형 외장재의 양 끝 단이 마주하도록 폴딩될 수 있는 구조라면, 연결부로 연결되는 구성에 한정되지 않고 다양하게 설계될 수 있음은 물론이다.
That is, the first electrode assembly and the second electrode assembly may include a connection portion for a foldable battery structure, and may be folded so that both ends of the pouch- It is needless to say that the present invention is not limited to the configuration in which connection is made to the connection portion.
한편, 상기 전극리드부(130, 132)와 전극리드 체결부(140, 142)는 그 접합 되어 전기적으로 연결된다. 상기 접합의 방법으로는 특별히 한정되는 것은 아니며, 전지의 크기 및 용량, 형태 등을 고려하여 당업자가 다양한 방법으로 접합할 수 있다. 다만, 비상 상황 시 파우치의 형태 변형력을 이용하여 상기 전극리드부와 전극리드 체결부의 접합이 단절되기 위해서는 접합 강도가 너무 강한 것은 바람직하지 아니하며, 예를 들면 납땜 또는 레이저, 초음파 접합에 의해 상기 제 1 전극리드와 전극리드 체결부가 접합될 수 있다. The
나아가 상기 접합은 용접부(160)를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 금속재질의 용접부는 전기적으로 연결된 전극리드와 동일한 재질인 것일 수도 있으며, 또는 용융점이 낮은 금속을 이용하여 전극리드가 고온으로 되는 경우, 일부 용융되어, 전극리드부와 전극리드 체결부 간의 접합이 보다 용이하게 단절될 수 있도록 할 수 있다. Further, the joining may further include a
나아가 상기 전극리드부와 전극리드 체결부 사이에 형성되는 용접부에 하나 이상의 파단홈을 형성함으로써 비상시 접합이 보다 용이하게 단절될 수 있도록 할 수도 있다.
Further, by forming one or more broken grooves in the welded portion formed between the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion, it is possible to more easily disconnect the joint in an emergency.
이와 같은 구조를 갖는 파우치형 이차전지는 전지의 이상 거동에 의한 비상상황시 내부 가스의 발생으로 파우치형 외장재가 부풀어 오르면 상기 전극리드부와 전극리드 체결부의 접합이 끊기게 되는 구조로서 전류의 흐름을 원천적으로 차단할 수 있다. 이에 의해 폭발 등의 위험 상황을 미연에 방지할 수 있다. The pouch type secondary battery having such a structure has a structure in which the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion are disconnected when the pouch type exterior material is swollen due to the generation of internal gas in an emergency situation due to abnormal behavior of the battery, . Thus, a dangerous situation such as an explosion can be prevented in advance.
상기와 같이 절연이 된 연결부는 이 후, 파우치 내부의 가스를 빼내고 다시 연결함으로써 재사용이 가능할 수 있음은 물론이다.
It is needless to say that the insulated connection part can be reused after the gas inside the pouch is taken out and reconnected.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지로서, 평상시 본 발명에 따른 이차전지의 단면(도 3)과 이상 거동 시 파우치형 외장재의 변형에 의하여 전극리드부와 전극리드 체결부의 연결이 끊어진 경우의 단면(도 4)에 대한 것이다. 3 and 4 are cross-sectional views (Fig. 3) of a secondary battery according to the present invention and abnormal deformation of the pouch-type sheathing material in the abnormal behavior, (Fig. 4) when the fastening portion is disconnected.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 이상 거동에 의하여 전지 내부에 가스 등이 발생하고 파우치 외장재의 형태가 변형되는 경우, 전극리드부(130)와 전극리드 체결부(140)의 접합이 떨어지게 되어 전기적으로 절연되도록 하는 구조를 확인 할 수 있다. Referring to the drawings, in the pouch type secondary battery according to the present invention, when gas or the like is generated in the battery due to an abnormal behavior and the shape of the pouch exterior member is deformed, the
즉, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 양극 또는 음극의 전기적 연결에 있어서 비상시 중간에 차단될 수 있도록 2중적 구조로 이루어진 것이라고 할 수 있다. That is, the pouch type secondary battery according to the present invention can be said to have a double structure so that it can be interrupted in an emergency in the electrical connection between the positive electrode and the negative electrode.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조과정에 대한 것이다. 5 and 6 illustrate a manufacturing process of the pouch type secondary battery according to the present invention.
먼저, 긴 파우치형 외장재 안에 연결부를 포함하는 제1전극조립체와 제2전극조립체를 수납하고, 전극리드부와 전극리드 체결부를 각각 상반되는 방향의 파우치형 외장재의 양끝 단에 형성한다. First, a first electrode assembly and a second electrode assembly including a connection portion are housed in a long pouch-type sheathing material, and electrode lead portions and electrode lead connecting portions are formed at both ends of a pouch-type sheathing material in the opposite direction, respectively.
이 후 파우치형 외장재를 실링하여 전지를 밀봉한 후에, 상기 연결부가 위치하는 부분을 절곡하여 상기 이차전지를 폴딩한다. After sealing the battery by sealing the pouch-type sheathing material, the secondary battery is folded by bending the portion where the connecting portion is located.
이 후, 상기 전극리드부와 전극리드 체결부를 각각 대응하여 접합함으로써 전기적으로 연결시킨다. Thereafter, the electrode lead portions and the electrode lead fastening portions are electrically connected by correspondingly joining them.
한편, 상기 파우치용 외장재는 공지의 외장재를 이용할 수 있으며, 예를 들면 상기 외장재는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트 형태의 파우치형 외장재가 바람직하다. 특히, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 외장재가 바람직하다. 상기 라미네이트 시트는 고분자 필름의 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 및 폴리올레핀 계열의 내부 실란트층으로 구성되어 있으며 상기 외부 피복층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외측 수지층의 고분자 수지로는 연신 나일론 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 베리어층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 유출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 바람직하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. 상기 내부 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌(cPP) 이 사용될 수 있다.Meanwhile, a known exterior material can be used as the exterior material for the pouch. For example, the exterior material is preferably a pouch type exterior material in the form of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. Particularly, a pouch-type sheathing material of an aluminum laminate sheet is preferable. The laminate sheet is composed of an outer coating layer of a polymer film, a barrier layer of a metal foil, and an inner sealant layer of a polyolefin series, and the outer coating layer must have excellent resistance to external environment, . In this respect, a stretched nylon film or polyethylene terephthalate (PET) can be preferably used as the polymer resin of the outer resin layer. The barrier layer may preferably be made of aluminum so as to exhibit a function of improving the strength of the battery case, in addition to a function of preventing the inflow or outflow of foreign substances such as gas, moisture and the like. The inner sealant layer may preferably be a polyolefin resin having a low hygroscopicity and not being swollen or corroded by an electrolytic solution in order to suppress the penetration of an electrolytic solution due to its heat sealability (thermal adhesiveness), and more preferably, Polypropylene (cPP) can be used.
나아가 상기 외부 피복층과 내부 실란트층은 2 중층 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 외부 피복층은 PET/ONy 층, 내부 실란트층은 PPa(산 변성(Acid modified) PP/cPP 와 같은 이중 구조로 구성될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Further, the outer coating layer and the inner sealant layer may be formed of two or more layers. For example, the outer coating layer may be composed of a PET / ONy layer and the inner sealant layer may be formed of a double structure such as PPa (acid modified PP / cPP) But is not limited thereto.
다만, 본 발명에 따른 다른 일 구현예에 따르면, 상기 파우치형 이차전지의 폴딩시 절곡되는 제1전극조립체와 제2전극조립체의 연결부 부위를 파우치형 외장재는 금속층이 포함되지 아니하고 수지층으로만 형성되는 구성일 수도 있다. 이와 같은 구조의 파우치형 외장재를 이용함으로써 파우치형 이차전지의 절곡에 따라 금속층이 수지층을 뚫고 외부로 노출되는 문제 또는 이에 따라 금속층과 전극이 닿게 되어 쇼트가 발생할 수 있는 문제 등을 미연에 방지할 수도 있다.
However, according to another embodiment of the present invention, when the pouch type secondary battery is folded at the time of folding, the connection portion between the first electrode assembly and the second electrode assembly is formed as a resin layer Lt; / RTI > By using the pouch-type sheathing material having such a structure, it is possible to prevent the metal layer from being exposed to the outside through the resin layer in accordance with the bending of the pouch-type secondary battery, or the problem that the metal layer and the electrode come into contact with each other, It is possible.
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 can be preferably a lithium secondary battery, and is particularly applicable to a so-called lithium ion polymer battery in which a lithium-containing electrolyte is impregnated with an electrode assembly in the form of a gel.
본 발명은 또한, 이차 전지가 단일로 사용되는 경우보다, 본 발명에 따른 이차전지를 단위전지로 하여 이들 단위전지들을 다수 적층하고 포장한 중대형 모듈, 또는 이와 같은 중대형 모듈을 포함하는 중대형 전지팩에 이용되는 경우에 효과적이다. The present invention is also applicable to a middle- or large-sized battery pack in which a plurality of unit cells are stacked and packed using the secondary battery according to the present invention as a unit battery, or a middle- or large- It is effective when used.
상기 중대형 전지 팩은 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; E-bike, E-scooter를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 전기 상용차의 전원으로 사용될 수 있다.
The middle- or large-sized battery pack includes a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); Electric motorcycle including E-bike, E-scooter; Electric golf cart; Electric truck; It can be used as a power source of electric commercial vehicle.
이러한 중대형 전지 모듈 또는 중대형 전지팩의 구조 및 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로 그에 대한 자세한 설명을 본 명세서에서는 생략한다. The structure and manufacturing method of such a middle- or large-sized battery module or a middle- or large-sized battery pack are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
110: 파우치형 외장재,
120: 제1전극조립체,
122: 제2전극조립체,
134, 136: 연결부,
130, 132: 전극리드부,
140, 142: 전극리드 체결부,
150: 절연필름,
160: 용접부.110: pouch type outer cover material,
120: a first electrode assembly,
122: second electrode assembly,
134, 136: connection,
130, 132: electrode lead portion,
140, 142: electrode lead fastening portion,
150: Insulation film,
160: welded part.
Claims (20)
상기 제1 전극조립체로부터 연장되어 파우치형 외장재의 일 단부로 돌출되는 전극리드부;
상기 제1 전극조립체 및 상기 제2 전극조립체와 연결되지 않으며, 상기 전극리드부와 외부 단자를 연결하도록 상기 파우치형 외장재의 다른 일 단부로 돌출되는 전극리드 체결부;
상기 전극리드부와 상기 전극리드 체결부의 실링 시 상기 파우치형 외장재와의 절연을 위해 상기 전극리드부와 상기 전극리드 체결부에 마련되는 절연필름;
상기 파우치형 외장재의 외부로 돌출된 상기 전극리드부와 전극리드 체결부 사이에 삽입되어 상기 전극리드부와 전극리드 체결부를 상기 파우치형 외장재의 외부에서 전기적으로 연결하는 용접부; 를 포함하고,
상기 연결부 및 파우치형 외장재를 절곡하여 폴딩(folding)된 구조의 파우치형 이차전지로서,
상기 파우치형 외장재는 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어지는데,
상기 연결부는 수지층으로만 형성되며,
상기 전극리드부와 상기 전극리드 체결부는 각각 상기 파우치형 외장재의 상반되는 단부에 형성되어, 상기 파우치형 외장재를 폴딩 시 상기 전극리드부와 상기 전극리드 체결부가 전기적으로 접합되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
A first electrode assembly inside the pouch-type sheathing member; A second electrode assembly; And a connection unit electrically connecting the first electrode assembly and the second electrode assembly,
An electrode lead portion extending from the first electrode assembly and protruding from the first end of the pouch type skin material;
An electrode lead fastening portion that is not connected to the first electrode assembly and the second electrode assembly and protrudes from the other end of the pouch type outer sheath so as to connect the electrode lead portion and the external terminal;
An insulation film provided on the electrode lead portion and the electrode lead coupling portion for insulation between the electrode lead portion and the electrode lead coupling portion when the pouch type casing is sealed;
A welding portion inserted between the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion protruding to the outside of the pouch type sheathing material and electrically connecting the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion outside the pouch type sheathing material; Lt; / RTI >
The pouch type secondary battery has a structure in which the connecting portion and the pouch type outer casing are folded and folded,
The pouch-type sheathing material is composed of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer,
The connection portion is formed only of a resin layer,
Wherein the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion are respectively formed at opposite ends of the pouch type facings material so that when the pouch type facer material is folded, the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion are electrically connected to each other. Secondary battery.
상기 전극리드부와 전기적으로 접합된 상기 전극리드 체결부는 외부 전극단자와 연결될 수 있도록 전극리드부 보다 길게 돌출되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode lead fastening portion electrically connected to the electrode lead portion protrudes longer than the electrode lead portion so as to be connected to the external electrode terminal.
상기 전극리드 체결부는 상기 전극리드부보다 0.1 ~ 20mm 더 길게 돌출되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the electrode lead fastening part protrudes by 0.1 to 20 mm longer than the electrode lead part.
상기 전극리드부는 음극 또는 양극 또는 음극과 양극인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode lead portion is a negative electrode, a positive electrode or a negative electrode and a positive electrode.
상기 전극리드부가 양극인 경우에는 알루미늄, 스텐레스 스틸, 동, 니켈, 티탄, 탄탈, 니오브 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로 이루어지며,
상기 전극리드부가 음극인 경우에는 구리, 니켈, 스텐레스 스틸, 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
5. The method of claim 4,
Wherein the electrode lead portion is made of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, stainless steel, copper, nickel, titanium, tantalum, niobium,
Wherein the electrode lead portion is made of at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and alloys thereof when the electrode lead portion is a negative electrode.
상기 전극리드부는 양극인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the electrode lead portion is an anode.
상기 연결부 각각 연결된 전극집전체의 재질과 동일한 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
And the connecting portions are respectively connected to the electrodes of the pouch type secondary battery.
상기 전극리드 체결부는 연결된 전극리드부의 재질과 동일한 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
And the electrode lead fastening portion is the same as the material of the electrode lead portion connected thereto.
상기 제1 전극조립체와 제2 전극조립체는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode assembly and the second electrode assembly are connected in parallel.
상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체는 각각 바이셀(Bi-cell)과 풀셀(Full-cell)이라는 서로 다른 타입의 스택형 단위셀을 교차하여 길게 재단된 분리 필름으로 와인딩(winding)하여 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기와 같은 방식의 스택&폴딩형 전극조립체로서 바이셀과 풀셀의 구별없이 동일한 타입의 스택형 단위셀을 포함하는 스택&폴딩형 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 분리 필름으로 와인딩(winding)하는 경우, 지그재그 방향으로 폴딩하는 Z형 스택&폴딩 전극조립체; 상기 스택형 단위셀들을 동일한 방향으로 연속하여 와인딩(Winding)하는 스택&폴딩 전극조립체; 또는 상기 스택형 셀을 단위셀로 하여 분리필름으로 폴딩하는 것이 아니라 양극, 음극을 교대로 분리필름 위에 놓은 상태에서 연속하여 와인딩하는 전극조립체; 또는 이를 지그재그 방향으로 와인딩하는 Z형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판을 차례대로 적층한 스택형 전극조립체; 양극판, 분리막, 음극판 순으로 배치된 상태에서 일방향으로 와인딩 한 젤리-롤형 전극조립체; 로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
The first electrode assembly and the second electrode assembly may be formed by winding differently stacked unit cells of a Bi-cell and a full cell, respectively, A stack & folding type electrode assembly; A stack and folding type electrode assembly including stack type unit cells of the same type without distinction between a bi-cell and a pull cell; A Z-type stack & folding electrode assembly for folding in the zigzag direction when winding the stacked unit cells to a separation film; A stack and folding electrode assembly for continuously winding the stacked unit cells in the same direction; Alternatively, instead of folding the stacked cell as a unit cell, the electrode assembly may continuously wind an anode and a cathode in a state where the anode and the cathode are alternately placed on the separating film. Or a Z electrode assembly for winding in a zigzag direction; A stacked electrode assembly in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked; A jelly-roll type electrode assembly wound in one direction in the order of a bipolar plate, a separation membrane, and a cathode plate; Wherein the pouch type secondary battery is formed of any one selected from the group consisting of a pouch type secondary battery and a pouch type secondary battery.
상기 제1 전극조립체 및 제2 전극조립체는 동일한 형태의 전극조립체인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
11. The method of claim 10,
Wherein the first electrode assembly and the second electrode assembly are electrode assemblies of the same type.
상기 전극리드부와 전극리드 체결부는 용접에 의하여 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion are electrically connected by welding.
상기 용접부는 전기적으로 연결된 전극리드부와 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the welded portion is made of the same material as the electrode lead portion electrically connected to the pouch type secondary battery.
상기 금속층은 알루미늄 박막층인 것을 특징으로 하는 파우치용 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the metal layer is an aluminum thin film layer.
상기 전극리드부 및 전극리드 체결부와 전기적으로 연결되는 용접부에는 하나 이상의 파단홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein at least one rupture groove is formed in the welded portion electrically connected to the electrode lead portion and the electrode lead fastening portion.
The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14 17. A middle- or large-sized battery module comprising a pouch-type secondary battery according to any one of claims 16 to 17 as a unit cell.
18. A middle- or large-sized battery pack comprising at least one middle- or large-sized battery module according to claim 18.
상기 중대형 전지팩은 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 이-바이크(E-bike), 이-스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 전기 상용차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.20. The method of claim 19,
The middle- or large-sized battery pack includes a power tool; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV); An electric motorcycle including an E-bike and an E-scooter; Electric golf cart; Electric truck; Wherein the battery pack is used as a power source for an electric commercial vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110076248A KR101472167B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110076248A KR101472167B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130014252A KR20130014252A (en) | 2013-02-07 |
| KR101472167B1 true KR101472167B1 (en) | 2014-12-12 |
Family
ID=47894540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110076248A KR101472167B1 (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101472167B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101818630B1 (en) | 2015-04-22 | 2018-01-15 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery with improved stability |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101572832B1 (en) * | 2013-02-15 | 2015-12-01 | 주식회사 엘지화학 | Stepped Electrode Group Stack |
| KR101966182B1 (en) | 2014-07-16 | 2019-04-05 | 주식회사 아모그린텍 | Flexible battery using the flexible pouch |
| KR101966180B1 (en) | 2014-06-30 | 2019-04-05 | 주식회사 아모그린텍 | Flexible battery using the flexible pouch and manufacturing method thereof |
| KR101966181B1 (en) | 2014-07-04 | 2019-04-05 | 주식회사 아모그린텍 | Flexible battery using the flexible pouch |
| KR20160020811A (en) | 2014-08-14 | 2016-02-24 | 주식회사 아모그린텍 | Pouch, flexible battery using the same and manufacturing method thereof |
| KR102303828B1 (en) | 2014-10-02 | 2021-09-17 | 삼성전자주식회사 | Flexible electrochemical device including electrode assemblies electrically connected to each other |
| KR102303827B1 (en) | 2014-10-06 | 2021-09-17 | 삼성전자주식회사 | Complex electrode assembly including a plurality of electrode assemblies and electrochemical device comprising the complex electrode assembly |
| KR102496477B1 (en) | 2015-11-04 | 2023-02-06 | 삼성전자주식회사 | Flexible electrochemical device pack |
| KR102576860B1 (en) * | 2018-03-30 | 2023-09-11 | 에스케이온 주식회사 | Pouch case, and secondary battery and secondary battery pack using the same |
| KR20210154612A (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery Cell, Battery Pack, and Electronic Device |
| US20220158281A1 (en) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | Sk Innovation Co., Ltd. | Battery module and battery pack having the same |
| WO2024128705A1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Electrode assembly set and secondary battery comprising same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000285905A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Thin battery |
| JP2004055153A (en) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Layer-built battery |
| JP2007165185A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | Secondary battery module |
| KR20110048470A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary Battery and Battery Pack Using the Same |
-
2011
- 2011-07-29 KR KR1020110076248A patent/KR101472167B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000285905A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Thin battery |
| JP2004055153A (en) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Nissan Motor Co Ltd | Layer-built battery |
| JP2007165185A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | Secondary battery module |
| KR20110048470A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary Battery and Battery Pack Using the Same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101818630B1 (en) | 2015-04-22 | 2018-01-15 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery with improved stability |
| US10276902B2 (en) | 2015-04-22 | 2019-04-30 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery having improved safety |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130014252A (en) | 2013-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101472167B1 (en) | Pouch of improved safety for secondary battery and secondary battery, battery pack using the same | |
| KR101472168B1 (en) | Secondary battery having improved safety, and battery pack using the same | |
| CN109473572B (en) | Battery module having structure for disconnecting connector using exhaust gas | |
| EP2602840B1 (en) | Secondary battery pouch having improved stability, pouch-type secondary battery using same, and medium- or large-sized battery pack | |
| JP5329527B2 (en) | Battery cell with improved safety | |
| US8012617B2 (en) | Secondary battery having sealing portion of novel structure | |
| KR101029837B1 (en) | Novel battery module and medium and large battery packs comprising the same | |
| US8043743B2 (en) | Pouch type secondary battery with improved safety | |
| KR101216422B1 (en) | Secondary Battery Having Sealing Portion of Improved Insulating Property | |
| KR101472178B1 (en) | Pouch typed battery having a non-exposure sealing portion | |
| US20150243957A1 (en) | Rechargeable battery module | |
| CN106654137B (en) | Battery cell | |
| KR101367751B1 (en) | secondary battery and manufacturing method thereof | |
| US11063325B2 (en) | Pouch-shaped secondary battery including electrode lead using conductive polymer | |
| US10522813B2 (en) | Secondary battery | |
| US20200203700A1 (en) | Electrode Assembly Including Plastic Member Applied to Electrode Tabs-Lead Coupling Portion and Secondary Battery Including the Same | |
| KR102065372B1 (en) | Short circuiting Structure for Lithium Secondary Battery Having Excellent Stability against Overcharge and Pouch Type Lithium Secondary Battery Comprising the Same | |
| KR20130035754A (en) | Second battery with porous structures and battery module using the same | |
| KR101292284B1 (en) | Secondary Battery Having Sealing Portion of Novel Structure | |
| KR101488055B1 (en) | Secondary battery having improved safety, and battery pack using the same | |
| KR20130014250A (en) | Secondary battery having improved safety, and battery pack using the same | |
| KR20130039900A (en) | Electrode lead for secondary battery with improved safety and secondary battery using the same | |
| KR101458259B1 (en) | Pouch type secondary battery and method for manufacturing the same | |
| CN115458848A (en) | Battery with fixing member | |
| CN116711137A (en) | Pouch-shaped battery cell having improved thermal stability |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170919 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181016 Year of fee payment: 5 |