KR101489037B1 - Secondary battery comprising the same lead member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리드 부재를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 양극/분리막/음극을 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수납하는 전지케이스, 및 상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고, 상기 전극리드는 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차로 적층된 리드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery including a lead member, which comprises an electrode assembly including a positive electrode / separator / negative electrode, a battery case accommodating the electrode assembly, and a battery case electrically connected to the electrode tabs of the electrode assembly, Wherein the electrode lead includes a lead member having an inner layer, an insulating layer and an outer layer sequentially laminated on a portion of the electrode lead contacting the battery case .
Description
본 발명은 리드 부재를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a secondary battery including a lead member.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도, 방전 전압, 안전성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다. 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬이온 전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형을 들 수 있다. 최근 들어, 각광받는 리튬폴리머전지는 유연성을 지닌 소재로 제조되어 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한, 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 것이다.As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted. Typically, in view of the shape of the battery, there is a demand for a prismatic battery and a pouch type battery which can be applied to products such as cellular phones with a thin thickness, and a lithium cobalt polymer battery having excellent energy density, discharge voltage, Demand for secondary batteries is high. Lithium secondary batteries can be manufactured in various forms. Typical shapes include a cylindrical shape and a square shape, which are mainly used in lithium ion batteries. In recent years, an exposed lithium polymer battery is made of a flexible material, and its shape is relatively free. In addition, it is advantageous in that the portable electronic device is slim and light in weight because it is excellent in safety and light in weight.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 주목받고 있다. 자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용된다. 그러한 중대형 전지 시스템에 단위전지로서 많이 사용되는 파우치형 리튬이온 폴리머 이차전지는 소형 디바이스에 사용되는 동일 계열의 전지에 비해 상대적으로 큰 크기를 가지고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. The secondary battery is also attracting attention as a power source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. BACKGROUND ART [0002] Medium- to large-sized devices such as automobiles use a middle- or large-sized battery system in which a plurality of battery cells are electrically connected to each other due to the necessity of a high output large capacity. The pouch-type lithium ion polymer secondary battery, which is often used as a unit cell in such a middle- or large-sized battery system, has a relatively large size as compared with the same-type battery used in a small-sized device.
최근까지의 대용량 파우치형 이차전지의 경우 양극, 음극, 분리막을 포함한 전극조립체를 외장재인 파우치형 케이스에 수납함에 있어 전지 본체와 외부와의 전기적 연결을 위해 필수적으로 전극리드를 구비하여야 한다. 제조된 대용량 이차전지의 경우 외부환경에서 노출됨에 따라 파우치형 케이스의 금속층과 전극리드에 결로 또는 전극 접촉으로 인한 단락이 발생하게 되면 전극조립체에 수분침투나 전해액 손실이 발생하여 전지 성능이 저하되는 문제가 있다. In recent years, in the case of a large-capacity pouch type secondary battery, an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is required to be provided for electrically connecting the battery body and the outside in an enclosure of a pouch-type case. In the case of a manufactured large-capacity secondary battery, if a metal layer of the pouch-type case and a short circuit due to electrode contact occur in the electrode lead due to exposure in an external environment, moisture penetration or electrolyte loss occurs in the electrode assembly, .
이러한 문제들을 해결하기 위해 전지케이스의 금속층의 노출을 막기 위해 테이핑을 하는 방법이 있으나, 추가 공정이 필요하여 비용이나 공정 효율의 측면에서 비효율적인 문제가 있다.
In order to solve these problems, there is a taping method in order to prevent the metal layer of the battery case from being exposed. However, there is an inefficiency in terms of cost and process efficiency.
본 발명은 종래 전지케이스의 금속층과 전극리드에서 발생하는 결로나 단락을 방지하여 전지 성능이 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로 전지케이스와 전극리드의 열융착시 전극리드에 구비된 리드 부재에 의해 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 전극리드를 제공한다.
The present invention relates to a battery case for preventing condensation or short circuit from occurring in a metal layer and an electrode lead of a conventional battery case to prevent deterioration of battery performance. The battery case and the electrode lead are heat- Thereby providing an electrode lead capable of solving the same problem.
본 발명은 양극/분리막/음극을 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수납하는 전지케이스, 및 상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고, 상기 전극리드는 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차로 적층된 리드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.The present invention relates to an electrode assembly including a positive electrode / separator / negative electrode, a battery case for accommodating the electrode assembly, and an electrode lead electrically connected to the electrode tabs of the electrode assembly, Wherein the electrode lead includes a lead member in which an inner layer, an insulating layer, and an outer layer are sequentially stacked on a portion in contact with the battery case.
또한, 본 발명은 양극/분리막/음극을 포함하는 전극조립체가 전지케이스에 수납된 이차전지로서, 상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되는 전극리드는 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차적으로 적층된 리드 부재를 포함하는 이차전지를 제공한다.
In addition, the present invention provides a secondary battery in which an electrode assembly including a positive electrode / separator / negative electrode is housed in a battery case, and an electrode lead electrically connected to the electrode tabs of the electrode assembly has an inner layer And a lead member having an insulating layer and an outer layer sequentially laminated.
본 발명은 전극리드에 리드 부재를 구비하여 전지케이스와 전극리드에서 발생하는 결로나 단락을 방지할 수 있어 연료 전지의 성능 및 안정성이 향상되고, 간단한 공정으로 전지케이스와 결합할 수 있다.
The present invention provides a lead member in the electrode lead to prevent condensation or short-circuiting in the battery case and the electrode lead, thereby improving the performance and stability of the fuel cell, and combining the cell case with a simple process.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재가 구비된 전극리드를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재가 구비된 전극리드를 나타낸 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재가 구비된 전극리드가 전지케이스의 상부 시트 및 하부 시트와 결합되는 모양을 나타낸 측단면도이다.1 is a perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view illustrating an electrode lead having a lead member according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view illustrating an electrode lead having a lead member according to an embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view illustrating an electrode lead having a lead member according to an embodiment of the present invention coupled with an upper sheet and a lower sheet of a battery case.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 양극/분리막/음극을 포함하는 전극조립체, The present invention relates to an electrode assembly including a cathode / separator / cathode,
상기 전극조립체를 수납하는 전지케이스 및A battery case for housing the electrode assembly,
상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고, And an electrode lead electrically connected to the electrode taps of the electrode assembly and drawn out of the battery case,
상기 전극리드는 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차로 적층된 리드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.Wherein the electrode lead includes a lead member in which an inner layer, an insulating layer, and an outer layer are sequentially stacked on a portion in contact with the battery case.
상기 전극조립체는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 양극 및 음극 탭들은 전극조립체의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 양극 및 음극 탭들과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스의 외부로 전극리드의 일부가 인출된다. The electrode assembly is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked in a state where a separation membrane is interposed therebetween, and is formed of a stacked or stacked / folded structure. The positive and negative tabs extend from the respective electrode plates of the electrode assembly, and the electrode leads are electrically connected to a plurality of positive and negative tabs extending from the respective electrode plates, for example, by welding, A part of the electrode lead is drawn out.
상기 리드 부재는 전지케이스와 접촉하는 부분에 구비되며, 전극리드에서부터 내부층, 절연층 및 외부층이 순차적으로 적층된다. 상기 내부층은 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, CPP)과 같은 변성 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 부틸렌 및 에틸렌의 삼원공중합체 등으로 형성될 수 있고, 상기 절연층은 에폭시 수지, 불소수지 및 폴리이미드수지 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 절연성이 우수한 고분자 수지로 형성될 수 있으며, 상기 외부층은 폴리에틸렌, 폴리페닐렌에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, CPP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The lead member is provided at a portion in contact with the battery case, and the inner layer, the insulating layer, and the outer layer are sequentially stacked from the electrode lead. The inner layer may be formed of a modified polypropylene such as casted polypropylene (CPP), a terpolymer of polypropylene, butylene, and ethylene, and the insulating layer may be formed of an epoxy resin, a fluororesin, and a polyimide Resin, etc., and the outer layer may be formed of at least one polymer resin selected from the group consisting of polyethylene, polyphenylene ether (PPE), polyimide (PI), polypropylene polypropylene, PP), casted polypropylene (CPP), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene (PE) Or more.
상기 내부층의 두께는 10 - 80 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 내부층의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 층간 접착이 용이하지 않은 문제가 있고, 80 ㎛를 초과하는 경우에는 접착시 많은 에너지가 소모되는 문제가 있다. The thickness of the inner layer is preferably from 10 to 80 탆. When the thickness of the inner layer is less than 10 탆, interlayer adhesion is not easy, and when the thickness is more than 80 탆, much energy is consumed in bonding.
상기 절연층의 두께 또한 10 - 80 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 절연층의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는 절연이 이루어지지 않는 문제가 있고, 80 ㎛를 초과하는 경우에는 접착시 열전달이 이루어지지 않아 내부층이 접착되지 않는 문제가 있다. The thickness of the insulating layer is also preferably 10-80 mu m. When the thickness of the insulating layer is less than 10 탆, there is a problem that insulation is not performed. When the thickness exceeds 80 탆, heat transfer is not performed at the time of bonding, and the inner layer is not bonded.
또한, 상기 외부층의 두께는 1 - 20 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 외부층의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 외부층의 두께가 너무 얇아 절연층을 보호할 수 없으며, 융착시 필름이 외부층이 절단되는 문제가 있고, 20 ㎛를 초과하는 경우에는 전지케이스와 리드간의 융착이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다.The thickness of the outer layer is preferably 1 - 20 탆. When the thickness of the outer layer is less than 1 탆, the thickness of the outer layer is too thin to protect the insulating layer. When the thickness of the outer layer is less than 20 탆, There is a problem in that the fusion-bonding is not performed well.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 리드부재는 상기 전극리드의 상부면 또는 하부면에 구비될 수 있고, 상기 전극리드의 상부면 및 하부면 모두에 구비될 수 있다. Further, the lead member according to an embodiment of the present invention may be provided on the upper surface or the lower surface of the electrode lead, and may be provided on both the upper surface and the lower surface of the electrode lead.
또한, 상기 리드 부재의 절연층은 상기 절연층 상에 형성된 외부층과 일부분에서 이격되고, 이격된 절연층과 외부층 사이에 전지케이스의 상부 또는 하부 시트의 일단이 위치하여 열융착된 것일 수 있다. In addition, the insulating layer of the lead member may be one which is spaced apart from the outer layer formed on the insulating layer, and one end of the upper or lower sheet of the battery case is positioned between the separated insulating layer and the outer layer and is thermally fused .
상기 외부층과 이격되는 절연층의 면적은 절연층 총면적에 대해 20 - 80%인 것이 바람직하다. 상기 이격되는 절연층의 면적이 20% 미만인 경우에는 전지케이스와의 접착이 좋지 않은 문제가 있고, 80%를 초과하는 경우에는 외부층이 과도하게 융해되어 절연성능이 저하되는 문제가 있다.
The area of the insulating layer spaced apart from the outer layer is preferably 20 to 80% of the total area of the insulating layer. If the area of the insulating layer that is spaced apart is less than 20%, there is a problem that adhesion to the battery case is poor. If the area is more than 80%, the outer layer is excessively fused and insulation performance deteriorates.
또한, 본 발명은 양극/분리막/음극 구조을 포함하는 전극조립체가 전지케이스에 수납된 이차전지로서,Further, the present invention provides a secondary battery in which an electrode assembly including a positive electrode / separator / negative electrode structure is housed in a battery case,
상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되는 전극리드가 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차적으로 적층된 리드 부재를 포함하는 이차전지를 제공한다.And a lead member in which an inner layer, an insulating layer, and an outer layer are sequentially stacked on a portion where an electrode lead electrically connected to the electrode tabs of the electrode assembly is in contact with the battery case.
상기 양극과 음극은 당업계에 알려진 통상적인 방법을 사용하여 제조될 수 있으며, 양극 활물질 및 음극 활물질 각각을 바인더, 분산제 등과 혼합하여 전극 슬러리를 제조하고 제조된 전극 슬러리를 전류 집전체 상에 도포, 압연 및 건조하여 제조할 수 있다. 이때 선택적으로 도전재 및/또는 바인더를 소량 첨가할 수 있다. The positive electrode and the negative electrode may be manufactured using a conventional method known in the art. The electrode slurry is prepared by mixing each of the positive electrode active material and the negative electrode active material with a binder, a dispersant, etc., Rolling and drying. At this time, a small amount of conductive material and / or binder may be selectively added.
상기 양극 활물질은 이차전지의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극 활물질이면 사용 가능하며, 예를 들면 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li(LiaCobMnc)O4(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 - yCoyO2, LiCo1 - yMnyO2, LiNi1 -yMnyO2(0≤y<1), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiCoPO4 및 LiFePO4로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 산화물 외에 황화물, 셀렌화물 및 할로겐화물 등도 사용할 수 있다. The positive electrode active material is a conventional positive electrode active material that can be used in the positive electrode of the secondary battery, and can be used, for example, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4, Li (Li a Co b Mn c) O 4 ( 0 <a <1, 0 < b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 - y Co y O 2, LiCo 1 - y Mn y O 2, LiNi 1 -y Mn y O 2 (0≤y <1) , Li (Ni a Co b Mn c) O 4 (0 <a <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2), LiMn 2- z Co z O 4 (0 <z <2), LiCoPO 4, and LiFePO 4 , may be used. In addition to these oxides, sulfides, selenides and halides can also be used.
상기 음극 활물질은 이차 전지의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극 활물질이 사용 가능하며, 예를 들면 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소재, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 리튬을 삽입 및 탈삽입할 수 있는 13족, 14족의 단원소, 고용체 및 합금, 기타 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 리튬에 대한 전위가 2V 미만인 TiO2, SnO2와 Li4Ti5O12와 같은 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. The negative electrode active material may be a conventional negative electrode active material that can be used for a negative electrode of a secondary battery. Examples of the negative electrode active material include lithium metal, lithium alloy, carbonaceous material, petroleum coke, activated carbon, graphite SnO 2 and Li 4 Ti 5 with a potential of less than 2 V for lithium capable of occluding and releasing lithium, lithium, and lithium, which are capable of intercalating and deintercalating lithium, O 12 and the like can be used.
상기 양극 전류 집전체는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류 집전체는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의해 제조되는 호일 등이 있다. The anode current collector may be a foil made of aluminum, nickel or a combination thereof. The cathode current collector may be a foil made of copper, gold, nickel or a copper alloy or a combination thereof.
상기 바인더로는 통상적인 결합제를 사용할 수 있으며, 예를 들면 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, EPDM 고무, 술폰화 EPDM 또는 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 등을 사용할 수 있다. The binder may be a conventional binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), cellulose, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxy Propylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, EPDM rubber, sulfonated EPDM or styrene butadiene rubber (SBR).
상기 도전재는 구성된 전지 내에서 화학변화를 일으키지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 파네스블랙, 서멀블랙 등의 카본블랙; 천연흑연, 인조흑연 등을 사용할 수 있다. 특히 카본블랙, 흑연분말, 탄소섬유가 바람직하다. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the constructed battery. Carbon black such as acetylene black, ketjen black, fines black and thermal black; Natural graphite, artificial graphite and the like. Particularly, carbon black, graphite powder and carbon fiber are preferable.
상기 분산제는 수계 분산제 또는 N-메틸-2-피롤리돈 등의 유기 분산제를 사용할 수 있다. The dispersing agent may be an aqueous dispersing agent or an organic dispersing agent such as N-methyl-2-pyrrolidone.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 - 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 - 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들면 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머 유리 섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 크라프트지 등이 사용될 수 있다. The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 - 10 탆, and the thickness is generally 5 - 300 탆. As such a separator, for example, a sheet made of olefin-based polymer glass fiber such as polypropylene, which is chemically resistant and hydrophobic, polyethylene, or nonwoven kraft paper can be used.
전해질은 통상적인 전해질 성분, 예를 들면 전해질 염과 유기용매를 포함한다.The electrolyte includes conventional electrolyte components such as an electrolyte salt and an organic solvent.
사용 가능한 전해질 염은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고, B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이다. 특히, 리튬염이 바람직하다. 예를 들면, LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiAsF6, LiN(CF3SO2)2 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.Using the electrolyte salts is A + B - A salt of the structure, such as, A + is Li +, Na +, and comprising an alkali metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as K +, B - is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - , or an ion consisting of a combination of these. In particular, a lithium salt is preferable. For example, LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2, or a mixture thereof can be used.
유기용매는 통상적으로 알려진 용매, 예컨대 할로겐 치환체를 포함하거나 또는 포함하지 않는 환형 카보네이트계; 선형 카보네이트계; 에스테르계, 니트릴계, 인산염계 용매 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들면 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤(GBL), 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 펜틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 프로피온산 에틸 및 프로피온산 부틸 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
Organic solvents include conventionally known solvents such as cyclic carbonate systems with or without halogen substituents; Linear carbonate system; Ester-based, nitrile-based, phosphate-based solvents, or mixtures thereof. For example, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma butyrolactone (GBL), fluoroethylene carbonate (FEC), methyl formate, ethyl formate, propyl formate, acetic acid Methyl, ethyl acetate, propyl acetate, pentyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, ethyl propionate and butyl propionate or mixtures thereof.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범위를 실시예들에 의해 한정하려는 것은 아니다. 또한, 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Various embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings, which are intended for a better understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition, since the embodiments described in the specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, they do not represent all the technical ideas of the present invention, and therefore, And variations are possible.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 이차전지(100)는 음극과 양극이 분리막으로 절연되어 권취되어 있는 전극조립체(120), 상기 전극조립체(120)로부터 연장되어 있는 전극탭들(121, 122), 상기 전극탭들(121, 122)에 용접되어 있는 전극리드(123, 124) 및 전극조립체(120)를 수용하는 전지케이스(110)를 포함하는 것으로 구성되어 있다. Referring to FIG. 1, a
상기 전극조립체(120)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극탭들(121, 122)은 전극조립체(120)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(123, 124)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극탭들(121, 122)과 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(110)의 외부로 일부가 인출되어 있다. The
또한, 전극리드(123, 124)의 상하면 일부에는 상기 전지케이스(110)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위해 리드 부재(125)가 구비된다. 상기 전지케이스(110)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(120)를 수용할 수 있는 공간이 제공되며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 이러한 파우치형 전지케이스(110)는 상부 시트(110a)와 하부 시트(110b)로 구성되어 있으며, 각각의 상부 및 하부 시트는 무연신 폴리프로필렌(CPP)으로 대표되는 내부층(111)/알루미늄 금속층(112)/나일론으로 대표되는 보호층(113)의 통상 3층 구조로 이루어져 있으며, 상기 상부 및 하부 시트(110a, 110b)가 열과 압력에 의해 접착되어 전극조립체(120)를 수납하게 되고, 전지케이스(110)의 외부로 인출된 전극리드(123, 124)의 리드 부재(125) 또한 상기 상부 또는 하부 시트(110a, 110b)와 결합하게 된다. A
본 발명의 일실시예에 따른 전극리드(123, 124)는 전지케이스(110)와 결합되는 부분에 절연필름 대신 내부층/절연층/외부층이 순차적으로 적층된 리드 부재(125)를 구비함으로써 전지케이스(110)의 금속층과의 결로나 단락을 방지하여 연료전지 성능을 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 외부층은 외부환경에 의해 전기가 통하여 전극조립체에 손상을 주는 것을 방지하는 역할을 하며, 외부환경에 대한 절연성능을 향상시킬 수 있다.
The electrode leads 123 and 124 according to an embodiment of the present invention may include a
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재가 구비된 전극리드를 나타낸 측단면도이다. 2 is a side cross-sectional view illustrating an electrode lead having a lead member according to an embodiment of the present invention.
더욱 구체적으로, 도 2의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재(200)가 전극리드(210)의 일면에 구비된 전극리드를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재(200)가 전극리드(210)의 상부면 및 하부면 모두에 구비된 전극리드를 나타낸 것이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 리드 부재(200)는 내부층(201), 절연층(202) 및 외부층(203)이 순차적으로 적층되어 있으며, 전지케이스와 상기 리드 부재(200)의 외부층이 열융착될 수 있다. 2 (a) shows an electrode lead in which a
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재가 구비된 전극리드를 나타낸 측단면도이다. 3 is a side cross-sectional view illustrating an electrode lead having a lead member according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재(300)가 전극리드(310)의 일면에 구비된 전극리드를 나타낸 측단면도이며, 도 3의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 리드 부재(300)가 전극리드(310)의 상부면 및 하부면 모두에 구비된 전극리드를 나타낸 측면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 리드 부재(300)는 내부층(301), 절연층(302) 및 외부층(303)이 순차적으로 적층되어 있으며, 전지케이스와 상기 리드 부재(300)의 외부층이 열융착될 수도 있으나, 전지케이스와의 접착력을 향상시키고 전지케이스와의 밀봉을 증가시키기 위해 상기 절연층(302)과 외부층(303)은 상기 절연층(302)의 일부분에서 서로 이격될 수 있으며, 상기 이격 면적(A)은 절연층 총 면적에 대해 20 - 80%인 것이 바람직하다. 3 (a) is a side cross-sectional view showing an electrode lead in which a
도 4를 참조하여 이를 더욱 구체적으로 기술한다. 전지케이스와의 접착력 및 전지케이스의 밀봉을 위해 리드 부재(300)의 절연층(302)과 외부층(303)은 절연층(302)의 일부분에서 서로 이격된다. 이격된 공간에는 전지케이스의 상부 시트(110a)와 하부 시트(110b)가 위치하며, 열융착을 통해 전지케이스 상부 시트(110a)와 하부 시트(110b) 각각은 리드 부재(300)의 절연층(302) 및 외부층(303)과 결합하게 되어 추가 공정 없이도 전지케이스를 밀봉할 수 있고, 이를 통해 전지케이스의 금속층과 전극리드 사이에서 발생하는 결로나 단락을 방지할 수 있다.
This will be described more specifically with reference to FIG. The insulating
100: 이차전지 110: 전지케이스
110a: 상부 시트 110b: 하부 시트
111: 내부층 112: 금속층
113: 보호층 120: 전극조립체
121, 122: 전극탭 123, 124, 210: 전극리드
125, 200, 300: 리드 부재 201, 301: 내부층
202, 302: 절연층 203, 303: 외부층100: secondary battery 110: battery case
110a:
111: inner layer 112: metal layer
113: protection layer 120: electrode assembly
121, 122:
125, 200, 300:
202, 302: insulating
Claims (10)
상기 전극조립체를 수납하는 전지케이스, 및
상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되며, 상기 전지케이스 외부로 인출된 전극리드를 포함하고,
상기 전극리드는 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차로 적층된 리드 부재를 구비하며,
상기 리드 부재의 절연층과 외부층 사이의 이격된 일부분에 상기 전지케이스의 상부 또는 하부 시트의 최외곽 일단이 개재된 채로 열융착되어, 상기 전지케이스의 상부 또는 하부 시트의 최외곽 일단이 상기 리드 부재의 절연층과 외부층에 의해 외부로부터 밀봉된 것을 특징으로 하는 이차전지.
An electrode assembly including a cathode / separator / cathode,
A battery case for housing the electrode assembly, and
And an electrode lead electrically connected to the electrode taps of the electrode assembly and drawn out of the battery case,
Wherein the electrode lead has a lead member in which an inner layer, an insulating layer, and an outer layer are sequentially stacked on a portion in contact with the battery case,
And an outermost one end of the upper or lower sheet of the battery case is interposed between the insulating layer and the outer layer of the lead member, And the outer layer is sealed by an insulating layer and an outer layer of the member.
상기 내부층은 무연신 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 부틸렌 및 에틸렌의 삼원공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein said inner layer comprises a ternary copolymer of unleaded polypropylene, polypropylene, butylene and ethylene or a mixture thereof.
상기 절연층은 에폭시 수지, 불소수지 및 폴리이미드수지 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer comprises at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a fluororesin, and a polyimide resin.
상기 외부층은 폴리에틸렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 무연신 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the outer layer comprises at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyphenylene ether, polyimide, polypropylene, lead-free polypropylene, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide and polyethylene. .
상기 외부층의 두께는 1 - 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the outer layer has a thickness of 1 - 20 탆.
상기 리드 부재는 상기 전극리드의 상부면 또는 하부면에 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the lead member is provided on an upper surface or a lower surface of the electrode lead.
상기 리드 부재는 상기 전극리드의 상부면 및 하부면에 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
And the lead member is provided on the upper surface and the lower surface of the electrode lead.
상기 외부층과 이격되는 절연층의 면적은 절연층 총면적에 대해 20 - 80%인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein an area of the insulating layer spaced apart from the outer layer is 20-80% of the total area of the insulating layer.
상기 전극조립체의 전극탭들과 전기적으로 연결되는 전극리드가 상기 전지케이스와 접촉하는 부분에 내부층, 절연층 및 외부층이 순차적으로 적층된 리드 부재를 포함하며,
상기 리드 부재의 절연층과 외부층 사이의 이격된 일부분에 상기 전지케이스의 상부 또는 하부 시트의 최외곽 일단이 개재된 채로 열융착되어, 상기 전지케이스의 상부 또는 하부 시트의 최외곽 일단이 상기 리드 부재의 절연층과 외부층에 의해 외부로부터 밀봉된 것을 특징으로 하는 이차전지.
A secondary battery in which an electrode assembly including a positive electrode / separator / negative electrode is housed in a battery case,
And a lead member in which an inner layer, an insulating layer, and an outer layer are sequentially stacked on a portion where an electrode lead electrically connected to the electrode tabs of the electrode assembly is in contact with the battery case,
And an outermost one end of the upper or lower sheet of the battery case is interposed between the insulating layer and the outer layer of the lead member, And the outer layer is sealed by an insulating layer and an outer layer of the member.
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