KR101520152B1 - Pouch type secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는, 실링 강도가 다른 복수개의 면을 갖는 실링부를 포함한다. 즉, 복수개의 면으로 이루어진 실링부에서 실링 강도가 가장 약한 1개의 면을 형성하여, 전지 내부에 압이 차게 될 경우 그 면을 통해 쉽게 가스를 배출할 수 있다. 또한, 가스 배출을 위해 미리 설정된 면을 통해 가스의 배출을 용이하게 함으로써 이차전지의 안정성을 확보할 수 있다.The pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a sealing portion having a plurality of surfaces having different sealing strengths. That is, one surface having the lowest sealing strength is formed at a sealing portion composed of a plurality of surfaces, so that gas can be easily discharged through the surface when the pressure inside the cell becomes cold. In addition, it is possible to ensure the stability of the secondary battery by facilitating the discharge of the gas through a predetermined surface for gas discharge.

Description

파우치형 이차전지{POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a POUCH type secondary battery,

파우치형 이차전지가 개시된다. 더욱 상세하게는, 이차전지 내부에서 발생하는 가스를 특정 방향으로 용이하게 배출함으로써 우수한 안정성을 확보할 수 있는 파우치형 이차전지가 개시된다.
A pouch type secondary battery is disclosed. More particularly, the present invention discloses a pouch-type secondary battery capable of ensuring excellent stability by easily discharging gas generated in the secondary battery in a specific direction.

통상적으로 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로 주로 사용되어 중요성이 증가되고 있으며, 특히 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 또한, 이차전지에 대한 수요는 급격히 증가할 것이며, 이에 따라 다양한 요구에 부합할 수 있는 전지에 대한 연구도 진행되어야 할 것이다.Unlike a primary battery, which can not be charged normally, a secondary battery capable of charging and discharging is mainly used as a driving power source for its use as a portable electric appliance such as a video camera, a portable telephone, and a portable PC, Research into advanced fields such as digital cameras, cellular phones, notebook computers, and hybrid vehicles is actively under way. In addition, the demand for secondary batteries will increase sharply, and accordingly, researches on batteries capable of meeting various needs should be conducted.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지 등 다른 이차전지와 비교할 때 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 리튬 이차전지는 다른 이차전지에 비해 작동 전압이 상대적으로 높으며, 즉 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 여러 개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용될 수 있다.In particular, lithium secondary batteries have a high energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. . In addition, the lithium secondary battery has a relatively high operating voltage as compared with other secondary batteries, that is, it can be used as a power source for portable electronic devices with an operating voltage of 3.6 V or higher, or can be used in a high output hybrid vehicle by connecting several batteries in series .

리튬 이차전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 또한, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte. In addition, the lithium ion polymer battery can be divided into a fully solid lithium ion polymer battery in which an electrolyte is not contained at all depending on the kind of polymer solid electrolyte, and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지의 경우, 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용될 수 있다. 이런 금속캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데에 어려움이 있다. 따라서, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 필름으로 만들어 파우치에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In the case of a lithium ion battery using a liquid electrolyte, it can be used in a form in which a cylindrical or rectangular metal can is used as a container and welded and sealed. Since a can type secondary battery using such a metal can as a container has a fixed shape, there is a disadvantage that it restricts the design of an electrical product using the metal can as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Therefore, a pouch type secondary battery in which two electrodes, a separator, and an electrolyte are made into a film and sealed in a pouch has been developed and used.

즉, 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, 안정성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 증가하고 있다.That is, lithium cobalt polymer batteries having high energy density, high discharge voltage and high stability in terms of materials, high demand for prismatic batteries and pouch type batteries that can be applied to products such as mobile phones, etc., There is an increasing demand for the same lithium secondary battery.

통상 파우치형 폴리머 이차전지는 전극 조립체, 전극 조립체로부터 연장되는 전극 탭들, 전기 탭들에 용접되어 있는 전극 리드 및 전극 조립체를 수용하며 고분자 수지와 알루미늄의 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 외장재를 포함하고 있다.Typically, the pouch-type polymer secondary battery includes an electrode assembly, electrode tabs extending from the electrode assembly, electrode leads welded to the electric tabs, and a pouch-type sheathing member made of a laminate sheet of a polymer resin and aluminum.

자동차 등과 같은 중대형 장치들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용된다. 그러한 중대형 전지 시스템에 단위 전지로서 많이 사용되는 파우치형 리튬 이온 폴리머 이차전지는 소형 장치에 사용되는 동일 계열의 전지에 비해 상대적으로 크기가 크다.BACKGROUND ART [0002] Medium- to large-sized apparatuses 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, is relatively large in size as compared with the same-type battery used in small-sized devices.

이러한 이차전지에서 주요 연구과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류나 전압을 초과한 충전상태, 고온에의 노출, 낙하 등에 의한 충격 등과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발을 초래할 수 있다. 그러나, 파우치형 이차전지는 낙하 또는 외력의 작용 등과 같은 충격시 내부 단락이 발생할 수 있다.One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. Generally, a lithium secondary battery is a lithium secondary battery having a high temperature and a high pressure inside the battery which can be caused by an abnormal operating state of the battery such as an internal short circuit, a charging state exceeding an allowable current or a voltage, exposure to a high temperature, Thereby causing explosion of the battery. However, in the pouch type secondary battery, an internal short circuit may occur when the battery is dropped or an impact such as an external force acts.

상기와 같은 과부하(overcharge), 고온에의 노출, 외부에서의 충격 등에 의해 이러한 파우치형 이차전지 내부에서 가스가 발생하는 경우, 가스를 효과적으로 배출하여 이차전지의 안전성을 확보할 필요가 있다. 즉, 이차전지 내부에서 발생한 가스를 한 방향이 아니라 여러 방향으로 배출하는 경우 가스를 외부로 쉽게 배출하지 못하며, 가스를 배출하는 시간이 길어져서 이차전지의 안정성이 크게 떨어질 가능이 있다.When gas is generated inside the pouch type secondary battery due to such overcharge, exposure to high temperature, impact from the outside, etc., it is necessary to effectively discharge the gas to secure the safety of the secondary battery. That is, when the gas generated in the secondary battery is discharged in a plurality of directions rather than in one direction, the gas can not be easily discharged to the outside, and the time for discharging the gas is prolonged, which may significantly degrade the stability of the secondary battery.

따라서, 전지의 내압이 일정 수준 이상으로 될 경우, 이를 해소하여 전지 내부의 가스를 효과적으로 배출하여 파열이나 폭발을 미연에 방지할 수 있는 안전 장치를 포함하는 이차전지가 필요한 실정이다.
Accordingly, there is a need for a secondary battery that includes a safety device that can relieve the internal pressure of the battery when the internal pressure of the battery is higher than a certain level, thereby effectively discharging the gas inside the battery to prevent rupture or explosion.

이차전지 내부에서 발생하는 가스를 특정 방향으로 용이하게 배출함으로써 우수한 안정성을 확보할 수 있는 파우치형 이차전지가 제공된다.
There is provided a pouch-type secondary battery capable of securing excellent stability by easily discharging gas generated in the secondary battery in a specific direction.

본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는, 전극 조립체, 상기 전극 조립체로부터 연장되어 형성되는 전극 탭, 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치, 상기 파우치와 상기 전극 탭을 실링하고, 실링 강도가 다른 복수개의 면을 갖는 실링부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pouch type secondary battery including an electrode assembly, electrode tabs extending from the electrode assembly, a pouch for accommodating the electrode assembly, and a pouch for sealing the pouch and the electrode tab, And a sealing portion having a plurality of surfaces.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 파우치는, 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부가 형성된 하부 및 상기 하부를 덮는 상부를 포함할 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, the pouch may include a lower portion formed with a receiving portion for receiving the electrode assembly, and an upper portion covering the lower portion.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 실링부의 복수개의 면은 제1 실링면 내지 제3 실링면으로 이루어질 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, a plurality of surfaces of the sealing portion may be composed of a first sealing surface to a third sealing surface.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 제1 실링면은 상기 전극 탭과 접촉하는 면이며, 상기 제1 실링면의 실링 강도가 상기 제2 실링면과 상기 제3 실링면의 실링 강도보다 더 약할 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, the first sealing surface is a surface in contact with the electrode tab, and the sealing strength of the first sealing surface is a sealing strength between the second sealing surface and the third sealing surface It can be weaker than strength.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 제2 실링면 및 상기 제3 실링면은 실링 강도를 강화시켜주는 물질을 포함할 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, the second sealing surface and the third sealing surface may include a material for enhancing the sealing strength.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 전극 탭은 상기 전기 조립체의 한 방향으로 위치될 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, the electrode tab may be positioned in one direction of the electric assembly.

본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서, 상기 파우치형 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다.In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, the pouch type secondary battery may be a lithium secondary battery.

본 발명의 다른 측에 따른 중대형 전지모듈 또는 전지팩에서, 상기 파우치형 이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함할 수 있다.
In the middle or large-sized battery module or the battery pack according to another aspect of the present invention, a plurality of the pouch type secondary batteries may be electrically connected.

본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는, 실링 강도(sealing strength)가 다른 복수개의 면을 갖는 실링부를 포함한다. 즉, 복수개의 면으로 이루어진 실링부에서 실링 강도가 가장 약한 1개의 면을 형성하여, 전지 내부에 압이 차게 될 경우 그 면을 통해 쉽게 가스를 배출할 수 있다. 또한, 가스 배출을 위해 미리 설정된 면을 통해 가스의 배출을 용이하게 함으로써 이차전지의 안정성을 확보할 수 있다.The pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a sealing portion having a plurality of surfaces having different sealing strengths. That is, one surface having the lowest sealing strength is formed at a sealing portion composed of a plurality of surfaces, so that gas can be easily discharged through the surface when the pressure inside the cell becomes cold. In addition, it is possible to ensure the stability of the secondary battery by facilitating the discharge of the gas through a predetermined surface for gas discharge.

결국, 본 발명의 일 측에서는, 이차전지 내부에서 발생한 가스의 배출 방향을 한 방향 또는 특정 방향으로 배출되도록 설계하여 가스의 배출을 용이하게 함으로써, 더 우수한 안정성이 확보된 이차전지를 제공할 수 있다.
As a result, in one aspect of the present invention, the discharge direction of the gas generated in the secondary battery is designed to be discharged in one direction or in a specific direction, thereby facilitating the discharge of the gas, thereby providing a secondary battery with better stability.

도 1은 본 발명의 일 측에 따라 한 방향으로 형성된 전극 탭을 포함하는 파우치형 이차전지를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 파우치형 이차전지의 일부분을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 측에 따른 실링부를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a pouch type secondary battery including electrode tabs formed in one direction according to one aspect of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a part of the pouch type secondary battery of FIG. 1. FIG.
3A and 3B are views showing a sealing part according to one aspect of the present invention.

실시예의 설명에 있어서, 각 층, 판, 영역, 부, 부분 또는 부위 등이 각 층, 판, 영역, 부, 부분 또는 부위 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer, plate, area, section, section, region, etc. may be "on" or "under" Quot; on "and" under "include both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings.

도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 측에 따라 한 방향으로 형성된 전극 탭을 포함하는 파우치형 이차전지를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 파우치형 이차전지의 일부분을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a pouch type secondary battery including electrode tabs formed in one direction according to one aspect of the present invention. FIG. 2 is a view showing a part of the pouch type secondary battery of FIG. 1. FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는, 전극 조립체(100), 전극 조립체(100)로부터 연장되어 형성되는 전극 탭(200), 전극 조립체(100)를 수용하는 파우치(300), 파우치(300)와 전극 탭(200)을 실링하고, 실링 강도가 다른 복수개의 면을 갖는 실링부(400)를 포함한다.
1 and 2, a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 100, an electrode tab 200 extending from the electrode assembly 100, an electrode assembly 100, And a sealing part 400 sealing the pouch 300 and the electrode tab 200 and having a plurality of surfaces having different sealing intensities.

전극 조립체(100)는 양극판(110), 음극판(130) 및 세퍼레이터(150)를 포함한다. 본 발명의 일 측에 따른 이차전지에서, 전극 조립체(100)는 스택형(적층형) 구조, 젤리-롤(권취형) 구조 등 다양한 구조일 수 있다.The electrode assembly 100 includes a positive electrode plate 110, a negative electrode plate 130, and a separator 150. In the secondary battery according to one aspect of the present invention, the electrode assembly 100 may have a variety of structures such as a stacked (laminated) structure, a jelly-roll (wound) structure, and the like.

양극판(110)은 양극 집전체와 상기 양극 집전체 상에 형성된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 양극 집전체의 단부에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 부분에 양극 무지부가 형성된다. 양극 무지부에는 양극 집전체에 모인 전자들이 외부회로로 흘러갈 수 있도록 외부 회로와 전기적으로 연결되는 양극 탭(210)이 형성될 수 있다. 양극 집전체는 전기 전도도가 우수한 알루미늄 등으로 형성되고, 양극 탭(210) 역시 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. 양극 탭(210)은 초음파 용접을 사용하여 양극 무지부에 용접될 수 있다. The positive electrode plate 110 may include a positive electrode collector and a positive electrode active material layer formed on the positive electrode collector. At the end of the positive electrode current collector, a positive electrode uncoated portion is formed at a portion where the positive electrode active material layer is not formed. In the anode uncoated portion, a positive electrode tab 210 electrically connected to an external circuit may be formed to allow electrons collected in the positive electrode current collector to flow to an external circuit. The positive electrode collector may be formed of aluminum or the like having excellent electrical conductivity, and the positive electrode tab 210 may be formed of aluminum or the like. The anode tab 210 may be welded to the anode uncoated portion using ultrasonic welding.

양극 활물질층은 리튬 이온이 흡장 또는 탈리할 수 있도록 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용될 수 있으며, 일 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들을 사용하여 형성될 수 있다. 즉, 양극 활물질층은 코발트산리튬(LiCoO2)과 같은 리튬 금속 산화물에 도전재와 바인더를 혼합하여 형성될 수 있다.
The cathode active material layer may be a chalcogenide compound such that lithium ions can be occluded or desorbed. For example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x &Lt; 1), LiMnO 2, or the like. That is, the cathode active material layer can be formed by mixing a conductive material and a binder in a lithium metal oxide such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2).

음극판(130)은 화학 반응에 의해 발생한 전자를 모으는 음극 집전체, 상기 음극 집전체의 상부에 형성된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 음극 집전체의 단부에는 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 무지부가 형성될 수 있다. 음극 무지부에는 음극 집전체에 모인 전자들이 외부 회로로 흘러갈 수 있도록 외부 회로와 전지적으로 연결되는 음극 탭(230)이 부착되어 있다. 음극 집전체는 전기전도도가 우수한 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 형성되며, 음극 탭(230)은 니켈로 형성될 수 있다. The negative electrode plate 130 may include a negative electrode collector for collecting electrons generated by a chemical reaction, and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode collector. A negative electrode uncoated portion having no negative active material layer may be formed at an end of the negative electrode current collector. The negative electrode tab portion 230 is attached with an anode tab 230 connected to an external circuit so as to allow electrons collected in the negative electrode collector to flow to an external circuit. The negative electrode collector may be formed of copper (Cu) or nickel (Ni) having high electrical conductivity, and the negative electrode tab 230 may be formed of nickel.

음극 활물질층도 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있도록 탄소(C) 계열의 물질, 규소(Si), 주석(Sn), 주석 산화물(Tin Oxide), 주석 합금 복합체(Tin Alloy Composite), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등의 물질로 형성될 수 있다. 즉, 음극 활물질층은 탄소 재료 등에 도전재, 및 바인더를 혼합하여 형성될 수 있다.
The anode active material layer may be formed of a material of carbon (C), silicon (Si), tin (Sn), tin oxide (Tin Oxide), tin alloy composite (Tin Alloy Composite), transition metal oxide , Lithium metal nitride, or lithium metal oxide. That is, the negative electrode active material layer may be formed by mixing a conductive material and a binder with a carbon material or the like.

세퍼레이터(150)는 양극판(110)과 음극판(130) 사이에 개재되어 양극판(110)과 음극판(130) 사이에 발생할 수 있는 쇼트를 차단시킬 수 있으며, 세퍼레이터(150)로 인해 리튬 이온의 이동만이 가능하다. 세퍼레이터(150)는 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 또는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 등의 열가소성 수지로 형성될 수 있으며, 그 표면은 다공막 구조일 수 있다. 이러한 다공막 구조는, 전지 내부의 온도 상승으로 상기 열가소성 수지의 융점 근처가 되면 세퍼레이터(150)가 용융하여 동공이 막힘으로써 절연 필름이 된다. 이러한 현상을 세퍼레이터의 봉공 또는 셧다운(shut down) 현상이라고 한다. 이렇게 세퍼레이터(150)가 절연 필름으로 바뀜으로써 양극판(110)과 음극판(130) 간의 리튬 이온의 이동이 차단되고, 더 이상의 전류가 흐르지 못하게 됨으로써 전지 내부의 온도 상승이 중단된다.
The separator 150 is interposed between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 to prevent a short circuit between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130. The separator 150 prevents migration This is possible. The separator 150 may be formed of a thermoplastic resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), and the surface of the separator 150 may be a porous film structure. When the temperature of the inside of the battery rises near the melting point of the thermoplastic resin, the separator 150 is melted and the pores are clogged to form an insulating film. This phenomenon is referred to as septation of the separator or shutdown phenomenon. As the separator 150 is replaced with an insulating film, the movement of lithium ions between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 is blocked, and no further current flows, thereby stopping the temperature rise inside the battery.

상기에서 간단히 설명한 바와 같이, 전극 탭(200)은 전극 조립체(100)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 전극 탭(200)은, 양극판(110)으로부터 일정 길이가 돌출되어 접합된 양극 탭(210) 및 음극판(130)으로부터 일정 길이가 돌출되어 접합된 음극 탭(230)으로 이루어진다. 또한, 도 1에서는 전극 탭(200)이 한 방향으로 돌출된 구조만을 예시하고 있으나, 이와 달리 양 방향으로 돌출된 구조에 대해서도 하기의 실링부 관련 내용이 동일하게 적용된다.
As described briefly above, the electrode tab 200 may extend from the electrode assembly 100. The electrode tab 200 includes a positive electrode tab 210 protruding from the positive electrode plate 110 and a negative electrode tab 230 protruding from the negative electrode plate 130 by a predetermined length. 1 illustrates only the structure in which the electrode tab 200 protrudes in one direction, but the sealing portion is also applied to the structure protruding in both directions.

파우치(300)는 전극 조립체(100)를 수용하며, 상부(310) 및 하부(320)를 포함한다. 또한, 파우치(300)의 하부(320)에는 전극 조립체(100)를 수용할 수 있는 수용부(325)가 형성되어 있다. 따라서, 전극 조립체(100)가 수용부(325)에 수용되고, 전극 탭(200)의 일 부분이 파우치(300)의 외부로 돌출된 후, 파우치(300)의 상부(310) 및 하부(320)가 접착함으로써 실링될 수 있다.The pouch 300 receives the electrode assembly 100 and includes an upper portion 310 and a lower portion 320. In the lower portion 320 of the pouch 300, a receiving portion 325 capable of receiving the electrode assembly 100 is formed. The electrode assembly 100 is received in the receiving portion 325 and a portion of the electrode tab 200 is protruded to the outside of the pouch 300 and then the upper portion 310 and the lower portion 320 of the pouch 300 Can be sealed by adhesion.

결국, 파우치(300)의 상부(310) 및 하부(320)는 다층막 구조일 수 있으며, 상기 다층막 구조는 적어도 3개의 층이 적층된 형태일 수 있다. 상기 3개의 층은 외부층(311), 금속층(313) 및 내부층(315)을 포함한다.As a result, the upper portion 310 and the lower portion 320 of the pouch 300 may have a multi-layer structure, and the multi-layer structure may have a stacked structure of at least three layers. The three layers include an outer layer 311, a metal layer 313 and an inner layer 315.

외부층(311)은 기재 및 보호층의 역할을 할 수 있으며, 즉 수용부(325)에 수용된 전극 조립체(100)를 외부의 충격 등으로부터 1차적으로 보호하는 역할을 할 수 있다. 외부층(311)은 나일론, 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)와 같은 수지재로 형성될 수 있으나, 이와 같은 물질에 한정되는 것은 아니다.The outer layer 311 may serve as a substrate and a protective layer. In other words, the outer layer 311 may serve to protect the electrode assembly 100 accommodated in the accommodating portion 325 from an external impact or the like. The outer layer 311 may be formed of a resin material such as nylon or polyethylene terephthalate (PET), but is not limited thereto.

금속층(313)은 기계적 강도를 유지하는 기재 및 수분과 산소의 침투를 방지하는 배리어층의 역할을 할 수 있다. 금속층(313)은 알루미늄과 같은 물질로 형성될 수 있으나, 이와 같은 물질에 한정되는 것은 아니다.The metal layer 313 can serve as a base layer for maintaining mechanical strength and a barrier layer for preventing penetration of moisture and oxygen. The metal layer 313 may be formed of a material such as aluminum, but is not limited thereto.

내부층(315)은 열융착층이라고도 하며, 열접착성을 가져 실링제 역할을 할 수 있다. 내부층(315)은 폴리올레핀(Polyolepin) 계열의 수지 물질로 형성될 수 있다. 내부층(315)은 변성 폴리프로필렌인 CPP(Casted Polypropylene)를 사용하여 접착층으로 작용할 수 있다. 또한, 내부층(315)은 폴리올레핀계 수지인 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체, 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질로 형성될 수 있으나, 이와 같은 물질에 한정되는 것은 아니다.
The inner layer 315 is also referred to as a heat-sealable layer, and has thermal adhesiveness and can serve as a sealing agent. The inner layer 315 may be formed of a polyolefin resin material. The inner layer 315 may act as an adhesive layer using a modified polypropylene, CPP (Casted Polypropylene). The inner layer 315 may be formed of a material selected from the group consisting of polyolefin-based resins such as chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and copolymers of polypropylene and acrylic acid, It is not limited to such a material.

실링부(400)는 파우치(300)의 상부(310) 및 하부(320) 사이에 개재되어, 파우치(300)의 상부(310)와 하부(320), 및 전극 탭(200)을 실링한다. 이때, 실링부(400)는 실링 강도(sealing strength)가 다른 복수개의 면을 가질 수 있다. 실링부는 3개 또는 4개의 실링면을 가질 수 있다.The sealing portion 400 is interposed between the upper portion 310 and the lower portion 320 of the pouch 300 to seal the upper portion 310 and the lower portion 320 of the pouch 300 and the electrode tab 200. At this time, the sealing part 400 may have a plurality of surfaces having different sealing strengths. The sealing portion may have three or four sealing surfaces.

본 발명의 일 측에 따른 실링부(400)에서, 하나의 실링면에서는 이차전지 내부에서 발생한 가스가 배출될 수 있도록 실링 강도가 가장 약하게 형성될 수 있다. 이차전지 내부에서 가스가 발생하여 전지 내부의 압력이 높아지는 경우, 실링 강도가 가장 약한 영역(예를 들어, 도 2에서의 제1 실링면)을 통해 가스가 배출될 수 있다.In the sealing part 400 according to one aspect of the present invention, the sealing strength can be minimized so that gas generated inside the secondary battery can be discharged from one sealing surface. When gas is generated inside the secondary battery to increase the pressure inside the battery, the gas can be discharged through the region where the sealing strength is weakest (for example, the first sealing surface in Fig. 2).

즉, 이차전지 내부의 압력이 높아지는 경우 복수개의 면으로 이루어진 실링부에서 상대적으로 접착력이 낮은 면인 실링 강도가 가장 약한 1개의 면을 형성하여, 전지 내부에 압이 차게 될 경우 그 면을 통해 쉽게 가스를 배출할 수 있으며, 이와 같이 미리 설정된 면을 통해 가스의 배출을 용이하게 함으로써 이차전지의 안정성을 확보할 수 있다.That is, when the pressure inside the secondary battery is increased, one surface having the lowest sealing strength, that is, a surface having a relatively low adhesive force, is formed at the sealing portion composed of a plurality of surfaces. When the pressure inside the battery becomes cold, So that the stability of the secondary battery can be secured by facilitating the discharge of the gas through the predetermined surface.

따라서, 이차전지 내부에서 발생한 가스의 배출 방향을 한 방향 또는 특정 방향으로 배출되도록 설계하여 가스의 배출을 용이하게 함으로써, 더 우수한 안정성이 확보된 이차전지를 제공할 수 있다. 결국, 접착면에 따라 실링 강도를 상이하게 하여 특정 방향으로 가스가 배출될 수 있도록 미리 설정함으로써 이차전지의 안정성을 확보할 수 있다.Accordingly, it is possible to provide the secondary battery with better stability by designing the discharging direction of the gas generated in the secondary battery to be discharged in one direction or in a specific direction, thereby facilitating the discharge of the gas. As a result, the stability of the secondary battery can be secured by presetting the gas to be discharged in a specific direction by varying the sealing strength depending on the bonding surface.

예를 들어 설명하면, 실링 강도가 다른 복수개의 실링부는 도 2 (a) 에서와 같이 제1 실링면(410), 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)으로 이루어진 3개의 실링면을 포함할 수 있다. 이때, 전극 탭(200)과 접촉하는 제1 실링면(410)의 실링 강도가 가장 약하게 설계될 수 있다. 즉, 도 2 (a)에서 표시한 바와 같이 제1 실링면(410)의 실링 강도가 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)의 실링 강도보다 작게 제조될 수 있다. 이 경우 실링강도가 강한 면의 강도는 80~150N/15mm 를 만족하는 것이 바람직하며, 상대적으로 약한 실링면의 강도는 30~79N/15mm 를 만족하도록 구현함이 바람직하다. 실링의 강도 부분에서는 실링을 위한 압력, 온도, 시간이 파라미터를 조절하여 상대적으로 실링 강도를 차별화를 두는 구조로 실링부를 형성하는 점이 본 발명의 요지라 할 것이다.For example, a plurality of sealing portions having different sealing intensities may be formed as shown in FIG. 2 (a), such as three sealing surfaces (first sealing surface) 410, a second sealing surface 420 and a third sealing surface 430 Plane. At this time, the sealing strength of the first sealing surface 410 contacting the electrode tab 200 can be designed to be the weakest. That is, as shown in FIG. 2 (a), the sealing strength of the first sealing surface 410 can be made smaller than the sealing strength of the second sealing surface 420 and the third sealing surface 430. In this case, it is preferable that the strength of the surface having a strong sealing strength is 80 to 150 N / 15 mm, and the strength of the relatively weak sealing surface is 30 to 79 N / 15 mm. In the strength portion of the sealing, it is a matter of the present invention that the sealing portion is formed by a structure in which the pressure, temperature, and time for sealing are adjusted to differentiate the sealing strength relatively.

특히, 상술한 수치 범위에서 실링강도의 강, 약을 조절하여 형성하게 하는 것은, 결국, 실링 강도가 가장 약한 제1 실링면(410)을 통해 이차전지 내부에서 발생한 가스가 용이하게 배출될 수 있도록 가스의 배출을 조절함으로써, 가스로 인한 폭발 등을 미연에 방지함으로써 이차전지의 안정성을 개선시킬 수 있다. Particularly, by controlling the strength and the strength of the sealing strength in the above-mentioned numerical range, it is possible to easily form the gas generated inside the secondary battery through the first sealing surface 410 having the lowest sealing strength By controlling the discharge of the gas, the stability of the secondary battery can be improved by preventing the explosion due to the gas in advance.

또한, 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이, 실링부가 4개인 구조, 즉 제4실링부(440)을 더 포함하는 구조로 본 발명에 따른 파우치를 구현하는 것도 가능하며, 이 경우에는 전극탭(210, 230)이 양방향으로 배치되는 구조로 구현될 수 있으며, 이 경우에는 제1실링면(410)과 제4실링면(440)의 강도를 제2 및 제3 실링면(420, 430) 보다 약하게 형성하게 함이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 2B, it is also possible to implement the pouch according to the present invention with the structure including four sealing portions 440, that is, the fourth sealing portion 440. In this case, The tabs 210 and 230 may be disposed in both directions so that the strength of the first sealing surface 410 and the fourth sealing surface 440 can be adjusted by the second and third sealing surfaces 420 and 430 ). &Lt; / RTI &gt;

본 발명의 일 측에서는 실링 강도를 다르게 형성하기 위해 다양한 방법이 제안될 수 있으나, 하기의 예시에 제한되지 않는다.In one aspect of the present invention, various methods for forming the sealing strength differently can be proposed, but the present invention is not limited to the following examples.

이를 테면, 도 3a에 도시된 구조와 같이, 본 발명의 일 측에서, 제1 실링면(410)에 대응되는 내부층(315)에서는 실링 강도가 상대적으로 약한 물질을 사용하거나, 이와 반대로 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)에 대응되는 내부층(315)에서는 실링 강도가 상대적으로 강한 물질을 사용할 수 있다. 즉, 도 3a에서와 같이 제1 실링면(410), 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)이 모두 3개의 층으로 이루어져 있으며, 이에 대응한 내부층(315)을 형성하는 물질이 제1 실링면(410), 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)에서 상기와 같이 다르게 설계될 수 있다. 이를 통해, 이차전지 내부에서 압력이 상승하는 경우, 상대적으로 실링 강도가 약한 제1 실링면(410)을 통해 가스가 외부로 배출될 수 있다.For example, as in the structure shown in FIG. 3A, in one side of the present invention, a material with a relatively low sealing strength may be used for the inner layer 315 corresponding to the first sealing surface 410, A material having a relatively high sealing strength may be used for the inner layer 315 corresponding to the sealing surface 420 and the third sealing surface 430. That is, as shown in FIG. 3A, the first sealing surface 410, the second sealing surface 420, and the third sealing surface 430 are all formed of three layers, and the corresponding inner layer 315 is formed The material may be designed differently as described above for the first sealing surface 410, the second sealing surface 420 and the third sealing surface 430. Accordingly, when the pressure inside the secondary battery rises, the gas can be discharged to the outside through the first sealing surface 410 having a relatively low sealing strength.

또한, 도 3b에서와 같이, 제1 실링면(410)을 제외한 제2 실링면(420) 및 제3 실링면(430)에 실링 강도를 강하게 하는 물질을 포함하는 1개의 보강 접착층(317)을 추가적으로 코팅할 수 있다. 이로 인해, 상기와 같이 제1 실링면(410)의 실링 강도를 상대적으로 약하게 할 수 있기 때문에 상기와 동일한 효과를 달성할 수 있다. 상기 보강 접착층은 상술한 다양한 공지의 접착물질층이 적용될 수 있음은 물론이며, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체, 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 적용하여 구현할 수 있다.3B, one reinforcing adhesive layer 317 including a material for increasing the sealing strength may be applied to the second sealing surface 420 and the third sealing surface 430 except for the first sealing surface 410, Additional coatings are possible. Thus, since the sealing strength of the first sealing surface 410 can be made relatively low, the same effect as described above can be achieved. The reinforcing adhesive layer may be selected from the group consisting of chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and a copolymer of polypropylene and acrylic acid, as well as various known adhesive material layers as described above. And the like.

결국, 실링면에 따라 실링 강도를 다르게 형성하는 방법은, 공정조건을 조절하여 압력, 열, 온도의 제어를 통해 상대적으로 압착력이 약한 부분을 형성하거나, 또는 가스 배출 부위를 제외한 다른 실링면을 상기와 같이 실링 강도를 강화시킬 수 있는 물질로 형성하거나, 그러한 물질을 포함하는 층을 코팅할 수 있다.
As a result, a method of forming the sealing strength differently depending on the sealing surface may be a method of forming a portion having a relatively weak compression force through control of pressure, heat, and temperature by adjusting process conditions, Or may be coated with a layer containing such a material.

이차전지는 전극 조립체의 구조, 전해질의 구성 등에 따라 분류되며, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류될 수 있다. 본 발명의 일 측에 따른 파우치형 이차전지에서는, 제조비가 상대적으로 저렴하고, 전해질의 누액 가능성이 적으며, 전지 조립 공정이 간편한 리튬 이온 폴리머 전지를 사용할 수 있다.
The secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly, the configuration of the electrolyte, and the like, and can be classified into, for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery. In the pouch type secondary battery according to one aspect of the present invention, a lithium ion polymer battery having a relatively low manufacturing ratio, a low possibility of leakage of electrolyte, and a simple battery assembling process can be used.

따라서, 본 발명의 일 측에서는, 리튬 이차전지 제조에 있어 리튬 이차전지의 과부하(overcharge), 고온 등에 의한 문제가 발생하는 경우, 이차전지 내의 가스 흐름을 특정 방향으로 유도함으로써 모듈, 팩, 및 전기차 설계시 가스 배출을 효율적으로 하여 우수한 안정성이 확보된 이차전지를 제공할 수 있다.Therefore, in one aspect of the present invention, when a problem occurs due to an overcharge or a high temperature of a lithium secondary battery in the manufacture of a lithium secondary battery, the flow of gas in the secondary battery is induced in a specific direction, It is possible to provide a secondary battery in which excellent discharge stability is ensured by effectively discharging the gas.

또한, 실링부를 2중으로 하거나, 추가적인 실링부를 배치함으써 야기되는 제조비용을 줄일 수 있으며, 별도의 공정을 필요로 하지 않기 때문에 공정의 간소화도 달성할 수 있다.
Further, the manufacturing cost can be reduced by doubling the sealing portion or by disposing an additional sealing portion, and since the separate process is not required, simplification of the process can be achieved.

또한, 본 발명의 다른 측에 따른 중대형 전지모듈 또는 전지팩에서, 상기 파우치형 이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함할 수 있다. 상기 상기 중대형 전지팩은 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; 전기 트럭; 전기 상용차; 또는 전력 저장용 시스템 중 어느 하나 이상의 중대형 디바이스 전원으로 이용될 수 있다.
In the middle or large battery module or the battery pack according to another aspect of the present invention, a plurality of the pouch type secondary batteries may be electrically connected. The middle- or large-sized battery pack may be an electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). Electric truck; Electric commercial vehicle; Or a power storage system, as shown in FIG.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100 : 전극 조립체 200 : 전극 탭
300 : 파우치 310 : 파우치의 상부
320 : 파우치의 하부 325 : 파우치의 수용부
400 : 실링부 410 : 제1 실링면
420 : 제2 실링면 430 : 제3 실링면100: electrode assembly 200: electrode tab
300: pouch 310: top of pouch
320: lower portion of pouch 325: receiving portion of pouch
400: sealing part 410: first sealing surface
420: second sealing surface 430: third sealing surface

Claims (12)

전극 조립체;
상기 전극 조립체로부터 연장되어 형성되는 전극 탭;
상기 전극 조립체를 수용하는 파우치; 및
상기 파우치와 상기 전극 탭을 실링하고, 실링 강도가 다른 복수개의 실링면을 갖는 실링부를 포함하며,
상기 실링부의 복수개의 실링면은 제1 실링면 내지 제3 실링면으로 이루어지고,
상기 제1 실링면의 실링 강도가 상기 제2 실링면과 상기 제3 실링면의 실링 강도보다 더 약하며,
상기 실링부의 복수개의 면 중, 실링강도가 강한 면의 강도는 80~150N/15mm 를 만족하고,
상기 실링부의 복수개의 면 중, 실링강도가 약한 면의 강도는 30~79N/15mm 를 만족하며,
상기 실링부의 복수개의 면 중, 실링강도가 강한 면은 보강 접착층을 더 포함하고,
상기 보강 접착층은 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체, 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체 중 어느 하나를 적용하는 파우치형 이차전지.
An electrode assembly;
An electrode tab extending from the electrode assembly;
A pouch for receiving the electrode assembly; And
And a sealing portion sealing the pouch and the electrode tab, the sealing portion having a plurality of sealing surfaces having different sealing intensities,
Wherein the plurality of sealing surfaces of the sealing portion comprise a first sealing surface to a third sealing surface,
The sealing strength of the first sealing surface is weaker than the sealing strength of the second sealing surface and the third sealing surface,
The strength of a surface having a strong sealing strength among a plurality of surfaces of the sealing portion satisfies 80 to 150 N / 15 mm,
The strength of the surface having a weak sealing strength among the plurality of surfaces of the sealing portion satisfies 30 to 79 N / 15 mm,
The surface having a strong sealing strength among the plurality of surfaces of the sealing portion may further include a reinforcing adhesive layer,
Wherein the reinforcing adhesive layer is one of chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and a copolymer of polypropylene and acrylic acid.
청구항 1에 있어서,
상기 파우치는,
상기 전극 조립체를 수용하는 수용부가 형성된 하부 및 상기 하부를 덮는 상부를 포함하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the pouch comprises:
A lower portion having a receiving portion for receiving the electrode assembly, and an upper portion covering the lower portion.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 실링면은 상기 전극 탭과 접촉하는 면이며,
상기 전극 탭은 상기 제1실링면이 배치된 한 방향으로 배치되는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the first sealing surface is a surface in contact with the electrode tab,
Wherein the electrode tab is disposed in one direction in which the first sealing surface is disposed.
청구항 1에 있어서,
상기 실링부는,
상기 제1실링면에 대향하는 제4실링면을 더 포함하며,
상기 제4실링면의 강도는 상기 제2 및 제3 실링면이 강도보다 약한 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
The sealing portion
Further comprising a fourth sealing surface opposite the first sealing surface,
And the strength of the fourth sealing surface is weaker than the strength of the second and third sealing surfaces.
청구항 6에 있어서,
상기 제1실링면 및 제4실링면은 상기 전극 탭과 접촉하는 면이며,
상기 전극탭은 상기 제1 및 제4실링면이 배치되는 양 방향으로 배치되는 파우치형 이차전지.
The method of claim 6,
Wherein the first sealing surface and the fourth sealing surface are in contact with the electrode tab,
Wherein the electrode tabs are disposed in both directions in which the first and fourth sealing surfaces are disposed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 파우치형 이차전지는 리튬 이차전지인 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
The pouch type secondary battery is a lithium secondary battery.
청구항 1에 따른 파우치형 이차전지 다수를 전기적으로 연결하여 포함하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
And a plurality of pouch-type secondary batteries according to claim 1 electrically connected to each other.
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