KR101574546B1 - Battery cell having a reference electrode and Reference electrode applied for the same - Google Patents

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Abstract

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액; 및 일측이 상기 파우치 케이스의 내부 공간에 위치하며 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.
본 발명에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업(예를 들어, 퇴화된 전극을 이용한 하프 셀의 제작과 같은 작업)을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있고, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하며, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly; A pair of electrode leads connected to the electrode assembly; A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside; An electrolyte filled in the pouch case; And a reference electrode assembly having one side positioned in the inner space of the pouch case and the other side drawn out to the outside of the pouch case.
According to the present invention, it is possible to easily analyze characteristics of a secondary battery without performing additional operations (for example, operations such as production of a half cell using degraded electrodes) through decomposition of the secondary battery, And the cathode can be analyzed separately, and the risk of degradation of the sealability due to the installation of the reference electrode assembly can be reduced or eliminated.

Description

기준전극을 구비하는 이차전지 및 이에 적용되는 기준전극 어셈블리{Battery cell having a reference electrode and Reference electrode applied for the same}[0001] The present invention relates to a secondary battery having a reference electrode and a reference electrode assembly applied thereto,

본 발명은 기준전극을 구비하는 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 이차전지에 대한 특성 평가가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있도록 파우치의 모서리를 통해 삽입된 기준전극을 구비하는 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery having a reference electrode, and more particularly, to a secondary battery having a reference electrode inserted through an edge of a pouch so that characteristics of the secondary battery can be accurately and easily evaluated.

파우치 타입(pouch type)의 리튬 이온 이차전지는 일반적으로 양극, 분리막, 음극이 반복적으로 적층된 전극조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용시킨 후 전극조립체에 연결된 전극리드가 파우치 케이스의 외부로 인출된 상태로 파우치 케이스의 테두리를 열융착하여 밀봉함으로써 제조된다.In a pouch type lithium ion secondary battery, an electrode assembly in which an anode, a separator, and a cathode are repeatedly stacked is accommodated together with an electrolyte solution in a pouch case, and an electrode lead connected to the electrode assembly is drawn out to the outside of the pouch case And sealing the edges of the pouch case by heat sealing.

상기한 이차전지의 여러 가지 구성요소는 최종적으로 완성된 이차전지의 성능에 영향을 미치는 인자로 작용한다.The various components of the secondary battery serve as factors influencing the performance of the finished secondary battery.

이차전지에 대한 성능 평가는, 이차전지의 방전 용량, 충방전특성, 고온방전특성, 저온방전특성, 안전성 등의 여러 가지 평가 항목에 의해 이루어질 수 있으며, 아직까지 성능을 표준화하여 나타내는 규정은 없다.The performance evaluation of the secondary battery can be performed by various evaluation items such as the discharge capacity, charge / discharge characteristics, high temperature discharge characteristics, low temperature discharge characteristics, and safety of the secondary battery.

이차전지는 사용도중이나 제작 직후에 불량품으로 판명될 수 있으며, 전지 불량의 원인을 밝히지 않고는 다음의 전지에서의 불량품 발생을 억제할 수 없다.The secondary battery can be proved to be a defective product during use or immediately after its production and the occurrence of defective products in the next battery can not be suppressed without revealing the cause of the battery defect.

현재 전지의 불량품의 추출은 전수검사를 통한 용량의 미달, 단락발생 등의 불량 사유를 갖는 이차전지를 X-선 등으로 촬영하여 골라내는 형식을 취하고 있다.The extraction of the defective product of the present battery takes a form in which a secondary battery having defective reasons such as under-capacity or short-circuiting through full inspection is photographed by X-ray or the like and picked out.

그러나 이차전지의 성능에 영향을 미칠 수 있는 요소는 매우 다양하다. 전극의 불량여부를 검사하기 위한 한 방법으로 전지를 분해하는 경우가 있는데, 전극의 전해액이나 리튬 이온은 대기중에 포함된 수분에 의해서 쉽게 반응을 하기 때문에 이러한 방법을 통해 불량 발생의 원인을 규명하기란 쉬운 일이 아니다. However, there are many factors that can affect the performance of a secondary battery. One of the methods for inspecting whether or not an electrode is defective is to decompose the battery. Since the electrolyte or lithium ion of the electrode easily reacts with moisture contained in the air, It is not easy.

전극의 불량여부를 검사하기 위해 전극의 활물질 용량과 전기화학 반응 등의 특성을 평가하고 전해액을 연구하는 것은 매우 유익한 방법이다.It is very beneficial to evaluate the properties of the electrode, such as the active material capacity and the electrochemical reaction, and to study the electrolyte to check whether the electrode is defective.

예를 들어, 지름이 15mm 내지 16mm 인 하프 셀(half cell)을 제작하여 이차전지의 특성을 평가하는 방식이 이용될 수 있는데, 이러한 방식은 변수를 최대한 줄이는 것에는 매우 효과적이지만 실제 이차전지와는 매우 다른 환경에서 나타나는 특성을 평가하는 결과를 가져온다.For example, a half cell having a diameter of 15 mm to 16 mm may be fabricated to evaluate the characteristics of the secondary battery. This method is very effective for minimizing the variable. However, Results in evaluating properties that appear in very different environments.

실제 이전지에서 발생하는 미세한 전기화학적 반응은 변수를 최소화한 하프 셀에서의 전기화학 반응과 매우 상이하고 복잡한 것이기 때문이다.The microscopic electrochemical reactions occurring in the actual transfer sites are very different and complex from the electrochemical reactions in the half-cells minimizing the parameters.

이차전지에 이상현상이 발생하였을 때 전지의 불량의 원인을 직접 규명하는 것이 매우 어렵고, 각각의 전극에 대해서 개별적으로 조사하는 방법은 현재까지 없었으며 단순히 양품을 골라내는 수준이었다. 따라서 전지가 불량이 되었을 경우 정확한 원인 규명이 불가능하였다.It is very difficult to directly identify the cause of defective battery when an abnormal phenomenon occurs in the secondary battery, and there has been no method of individually irradiating each electrode, and it was a level of simply selecting good products. Therefore, if the battery is defective, it is impossible to determine the exact cause.

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 이차전지에 대한 특성 평가가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 그 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to accurately and easily evaluate characteristics of a secondary battery.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 한 쌍의 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액; 및 일측이 상기 파우치 케이스의 내부 공간에 위치하며 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly; A pair of electrode leads connected to the electrode assembly; A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside; An electrolyte filled in the pouch case; And a reference electrode assembly having one side positioned in the inner space of the pouch case and the other side drawn out to the outside of the pouch case.

상기 기준전극 어셈블리의 일측은, 상기 전극 조립체와 상기 파우치 케이스의 테두리 영역 사이에 형성되는 공간 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 형성되는 공간 내에 위치할 수 있다.One side of the reference electrode assembly may be located in a space formed between the electrode assembly and the edge region of the pouch case in a direction in which the electrode leads are drawn out.

상기 기준전극 어셈블리는, 기준전극 리드; 및 상기 파우치 케이스의 내부 공간에서 상기 기준전극 리드와 결합되는 리튬 금속을 포함할 수 있다.The reference electrode assembly includes: a reference electrode lead; And lithium metal that is coupled to the reference electrode lead in the inner space of the pouch case.

상기 리튬 금속은, 상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감쌀 수 있다.The lithium metal may cover one end of the reference electrode lead.

상기 기준전극 어셈블리는, 상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함할 수 있다.The reference electrode assembly may further include an insulating layer surrounding the lithium metal.

상기 절연 막은, 다공성 분리 막으로 이루어질 수 있다.The insulating film may be a porous separator.

상기 기준전극 리드는, 상기 파우치 케이스의 모서리를 통해 인출될 수 있다.The reference electrode lead may be drawn through an edge of the pouch case.

상기 이차전지는, 상기 기준전극 리드와 상기 파우치 케이스의 내측면 사이에 개재되는 실란트를 더 포함할 수 있다.The secondary battery may further include a sealant interposed between the reference electrode lead and the inner surface of the pouch case.

한편, 상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전극 어셈블리는, 한 쌍의 전극 리드를 구비하는 파우치 타입 이차전지의 양극 및 음극 각각의 전위를 개별적으로 측정하기 위해 상기 이차전지에 삽입되는 것으로서, 상기 이차전지의 내부로부터 외부로 인출되는 기준전극 리드; 상기 이차전지의 내부 공간에서 상기 기준전극 리드에 결합되는 리튬 금속을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a reference electrode assembly for a pouch type secondary battery including a pair of electrode leads, A reference electrode lead inserted from the inside of the secondary battery to the outside; And a lithium metal that is coupled to the reference electrode lead in an inner space of the secondary battery.

상기 리튬 금속은, 상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감쌀 수 있다.The lithium metal may cover one end of the reference electrode lead.

상기 기준전극 어셈블리는, 상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함할 수 있다.The reference electrode assembly may further include an insulating layer surrounding the lithium metal.

상기 절연 막은, 다공성 분리 막으로 이루어질 수 있다.The insulating film may be a porous separator.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업(예를 들어, 퇴화된 전극을 이용한 하프 셀의 제작과 같은 작업)을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to easily analyze the characteristics of the secondary battery without performing additional operations (for example, operations such as production of a half cell using degraded electrodes) through decomposition of the secondary battery.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하다.According to another aspect of the present invention, it is possible to separately analyze the characteristics of the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 수 있다.According to another aspect of the present invention, the risk of degradation of the sealability due to the installation of the reference electrode assembly can be reduced or eliminated.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 일부를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이차전지에 적용되는 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 일부를 나타내는 부분 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 이차전지에 적용되는 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a plan view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial perspective view showing a part of the secondary battery shown in Fig.
3 is a perspective view showing a reference electrode assembly applied to the secondary battery shown in FIG.
4 is a partial perspective view illustrating a portion of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a reference electrode assembly applied to the secondary battery shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)를 설명하기로 한다.First, referring to FIGS. 1 to 3, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 일부를 나타내는 부분 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 이차전지에 적용되는 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.FIG. 1 is a plan view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial perspective view showing a part of the secondary battery shown in FIG. 1, Fig.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 리튬 이차전지에 해당하는 것으로서, 전극 조립체(11), 한 쌍의 전극 리드(12), 제1 실란트(13), 파우치 케이스(14) 및 기준전극 어셈블리(15)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention corresponds to a lithium secondary battery, and includes an electrode assembly 11, a pair of electrode leads 12, A sealant 13, a pouch case 14, and a reference electrode assembly 15.

상기 전극 조립체(11)는 양극 판(미도시), 음극 판(미도시), 분리 막(미도시) 및 전극 탭(T)을 포함한다. 상기 전극 조립체(11)는 적층된 양극 판 및 음극 판 사이에 분리 막을 개재하여 형성된 적층형 전극 조립체일 수 있다. 본 발명의 도면에서는 상기 전극 조립체(11)가 적층형인 경우만을 도시하고 있으나, 젤리롤(jelly-roll)형으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.The electrode assembly 11 includes a positive electrode plate (not shown), a negative electrode plate (not shown), a separation membrane (not shown), and an electrode tab T. The electrode assembly 11 may be a stacked type electrode assembly formed by interposing a separating film between the laminated anode and cathode plates. In the drawings of the present invention, the electrode assembly 11 is of a laminated type, but it is also possible to use a jelly-roll type.

상기 양극 판은, 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질의 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 음극 판은, 예를 들어, 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다.The positive electrode plate may be formed, for example, by applying a positive electrode active material to a collector plate made of aluminum (Al). The negative electrode plate may be formed, for example, by applying a negative electrode active material to a collector plate made of copper (Cu).

상기 양극 활물질로는, 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiNi1 -yCoyO2(0<y<1), LiMO2(M=Mn, Fe 등), Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi1 -yMnyO2(O≤y<1) 등의 층상형 양극 활물질; LiMn2O4, LiMn2 -zCozO4(0<z<2), LiMn2 -zNizO4(0<z<2), Li(NiaCobMnc)O4(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2) 등의 스피넬형 양극 활물질; LiCoPO4, LiFePO4 등의 올리빈형 양극 활물질 등이 이용될 수 있다.LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 1 -y Co y O 2 (0 <y <1), LiMO 2 (M = Mn, Fe and the like), Li (Ni a Co b Mn c ) a layer such as O 2 (0 <a <1, 0 <b <1, 0 <c <1, a + b + c = 1), LiNi 1 -y Mn y O 2 Hip type cathode active material; LiMn 2 O 4 , LiMn 2 -z Co z O 4 (0 <z <2), LiMn 2 -z Ni z O 4 (0 <z <2), Li (Ni a Co b Mn c ) O 4 a <b <2, 0 <b <2, 0 <c <2, a + b + c = 2); LiCoPO 4, LiFePO 4 Or an olivine-type cathode active material.

또한, 상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그라파이트(graphite), 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소계 물질; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 -xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8)의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등이 이용될 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials such as petroleum coke, activated carbon, graphite, non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0? X? 1), Li x WO 2 (0? X? 1), Sn x Me 1 -x Me y O z (Me: Mn, Fe, Pb, : Metal complex oxides of Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 전극 탭(T)은 전극 판, 즉 양극 판 또는 음극 판과 일체로 형성되는 것으로서, 전극 판 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(T)은 양극 판 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭 및 음극 판 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.The electrode tab T is formed integrally with an electrode plate, that is, a bipolar plate or a cathode plate, and corresponds to an uncoated region in which the electrode active material is not applied. That is, the electrode tab T includes a positive electrode tab corresponding to a region of the positive electrode plate not coated with the positive electrode active material, and a negative electrode tab corresponding to a region of the negative electrode plate not coated with the negative electrode active material.

상기 전극 리드(12)는 얇은 판상의 금속으로서 전극 탭(T)에 부착되어 전극 조립체(11)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(12)는 양극 탭에 부착되는 양극 리드 및 음극 탭에 부착되는 음극 리드를 포함한다. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고, 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다.The electrode lead 12 is attached to the electrode tab T as a thin plate-like metal and extends in the outer direction of the electrode assembly 11. The electrode lead 12 includes a positive electrode lead attached to the positive electrode tab and a negative electrode lead attached to the negative electrode tab. The positive electrode lead and the negative electrode lead may extend in the same direction or in opposite directions depending on the positions of the positive electrode tab and the negative electrode tab.

상기 양극 리드 및 음극 리드는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 상기 양극 리드는 양극 판과 동일한 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고, 음극 리드는 음극 판과 동일한 구리 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질로 이루어질 수 있다.The positive electrode lead and the negative electrode lead may have different materials from each other. That is, the positive electrode lead may be made of the same aluminum material as the positive electrode plate, and the negative electrode lead may be made of the same copper material as the negative electrode plate or a copper material coated with nickel (Ni).

상기 제1 실라트(13)는 전극 리드(12)의 폭 방향 둘레에 부착되어 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 것으로서 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 상기 제1 실란트(13)는, 예를 들어, 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다. The first sealant 13 is disposed around the electrode lead 12 in the width direction and is interposed between the electrode lead 12 and the inner surface of the pouch case 14 and is made of a film having insulation and heat sealability . The first sealant 13 may be formed of any one selected from polyimide (PI), polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyethylene terephthalate (PET) (Single layer or multilayer) of the above-mentioned materials.

상기 제1 실란트(13)는 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 금속 층 사이에서 단락이 발생되는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 제1 실란트(13)는 전극 리드(12)가 인출되는 영역에서 파우치 케이스(14)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.The first sealant 13 prevents a short circuit between the electrode lead 12 and the metal layer of the pouch case 14. In addition, the first sealant 13 enhances the sealing force of the pouch case 14 in the region where the electrode lead 12 is drawn out.

즉, 금속 플레이트로 이루어진 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이는 접착이 잘 이루어지지 않으므로 파우치 케이스(14)의 테두리 영역(B)을 열융착하여 실링하더라도 전극 리드(12)가 인출된 영역에서의 밀봉성이 떨어질 수 있다. 또한, 이러한 밀봉성 저하 현상은 전극 리드(12)의 표면에 니켈이 코팅된 경우 더욱 두드러지게 나타난다.That is, since the electrode lead 12 made of the metal plate and the inner surface of the pouch case 14 are not well adhered, the electrode lead 12 can be sealed even when the edge region B of the pouch case 14 is thermally fused and sealed. The sealing property in the region where the film is drawn out may be deteriorated. This phenomenon of lowering the sealing property is more prominent when the surface of the electrode lead 12 is coated with nickel.

따라서, 상기 제1 실란트(13)를 전극 리드(12) 및 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재시킴으로써 이차전지(10)의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, the sealability of the secondary battery 10 can be improved by interposing the first sealant 13 between the inner leads of the electrode lead 12 and the pouch case 14.

상기 파우치 케이스(14)는 내측 면에 열 접착 층이 형성된 알루미늄 파우치 필름으로 이루어진다. 상기 파우치 케이스(14)는 전극 리드(12)가 외부로 인출되도록 전극 조립체(11)를 수용한 채로 상부 케이스(14a)와 하부 케이스(14b)가 맞닿는 테두리 영역(B)이 열 융착됨으로써 밀봉된다.The pouch case 14 is made of an aluminum pouch film having a thermally adhesive layer formed on its inner surface. The pouch case 14 is sealed by thermally welding an edge region B where the upper case 14a and the lower case 14b abut each other while holding the electrode assembly 11 such that the electrode lead 12 is drawn out .

한편, 밀봉된 상기 파우치 케이스(14) 내에는 전해액이 충진됨으로써 이차전지의 화학반응에 의해 생성되는 이온의 이동을 가능하게 한다. 이러한 전해액으로는, 예를 들어, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 2-메틸 테트라하이드로퓨란 등의 유기용매가 사용될 수 있다.Meanwhile, the sealed pouch case 14 is filled with an electrolyte to enable movement of ions generated by the chemical reaction of the secondary battery. As such an electrolytic solution, for example, an organic solvent such as ethylene carbonate, diethyl carbonate, 2-methyltetrahydrofuran and the like can be used.

상기 기준전극 어셈블리(15)는 이차전지(10)의 양극과 음극 각각이 갖는 전위를 독립적으로 측정하기 위해 설치되는 것으로서, 일측은 파우치 케이스(14)의 내부 공간에 위치하며, 타측은 파우치 케이스(14)의 모서리를 통해 외부로 인출된다. 좀 더 구체적으로, 상기 기준전극 어셈블리(15)의 일측은 전극 조립체(11)와 파우치 케이스(14)의 테두리 영역(B) 사이에 형성되는 공간 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 형성되는 공간(S) 내에 위치한다.The reference electrode assembly 15 is installed to independently measure the potentials of the positive and negative electrodes of the secondary battery 10, and one side of the reference electrode assembly 15 is located in the inner space of the pouch case 14, 14). &Lt; / RTI &gt; One side of the reference electrode assembly 15 is formed in a space formed between the electrode assembly 11 and the rim region B of the pouch case 14 in a direction in which the electrode leads are drawn out S).

도 3을 참조하면, 상기 기준전극 어셈블리(15)는 기준전극 리드(15a) 및 파우치 케이스(14)의 내부 공간에서 기준전극 리드(15a)와 결합되는 리튬 금속(15b)를 포함하며, 리튬 금속(15b)을 감싸는 절연 막(15c)를 더 포함할 수도 있다.3, the reference electrode assembly 15 includes a reference electrode lead 15a and a lithium metal 15b coupled to the reference electrode lead 15a in an inner space of the pouch case 14, And an insulating film 15c surrounding the insulating film 15b.

상기 기준전극 리드(15a)는 길쭉하고 얇은 금속 플레이트로 이루어지는 것으로서, 파우치 케이스(14)의 내부 공간으로부터 연장되어 파우치 케이스(14)의 모서리를 통해 외부로 인출된다.The reference electrode lead 15a is made of a long and thin metal plate and extends from the inner space of the pouch case 14 and is drawn out to the outside through the edge of the pouch case 14. [

상기 기준전극 리드(15a)의 재료로는 전도성이 우수한 금속 재질이면 제한 없이 적용이 가능하며, 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리가 적용될 수 있다. 상기 기준전극 리드(15a)의 재료로서 니켈이 코팅된 구리가 적용되는 경우, 구리로 인한 우수한 전도성 뿐만 아니라, 구리의 표면에 코팅된 니켈로 인한 우수한 내부식성 또한 갖출 수 있게 된다. As the material of the reference electrode lead 15a, any material may be used as long as it is a metal having excellent conductivity. For example, copper coated with copper or nickel can be applied. When nickel-coated copper is applied as the material of the reference electrode lead 15a, not only excellent conductivity due to copper but also excellent corrosion resistance due to nickel coated on the surface of copper can be provided.

상기 리튬 금속(15b)은, 예를 들어, 기준전극 리드(15a)의 길이 방향 일측 단부를 감싸는 형태로 기준전극 리드(15a)에 결합될 수 있다. 상기 리튬 금속(15b)으로부터 생성되는 리튬 이온은 파우치 케이스(14) 내에 충진된 전해액을 통해 이동하게 되며, 이로써 양극 또는 음극의 전위(리튬 금속을 기준으로 하는 상대적 전위)를 개별적으로 측정할 수 있도록 한다.The lithium metal 15b may be coupled to the reference electrode lead 15a in such a manner as to surround one longitudinal end of the reference electrode lead 15a. The lithium ions generated from the lithium metal 15b move through the electrolyte filled in the pouch case 14 so that the potential of the anode or the cathode (the relative potential based on the lithium metal) can be measured individually do.

상기 절연 막(15c)은 기준전극 리드(15a) 및 리튬 금속(15b)이 전극 조립체(11)와 접촉하여 단락이 발생되지 않도록 하는 것으로서, 리튬 금속(15b)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 절연 막(15c)으로는 다공성 분리 막이 사용될 수 있는데, 이는 리튬 금속(15b)으로부터 생성된 리튬 이온의 자유로운 이동을 위함이며, 이러한 다공성 분리 막(15c)은 전극 조립체(11)에 구비된 분리 막과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.The insulating film 15c prevents the reference electrode lead 15a and the lithium metal 15b from contacting with the electrode assembly 11 and prevents the short circuit from occurring. The insulating film 15c may be formed to surround the lithium metal 15b. Here, the insulating layer 15c may be a porous separating layer for free movement of lithium ions generated from the lithium metal 15b. The porous separating layer 15c may be provided on the electrode assembly 11 The separation membrane may be made of the same material as the separation membrane.

이러한 다공성 분리막(11c)은, 예를 들어, 평면상의 다공성 기재, 바인더에 의해 상기 평면상의 다공성 기재의 적어도 일면에 결착된 무기입자 및 계면활성제를 포함할 수 있다.The porous separator 11c may include, for example, a planar porous substrate, inorganic particles bound to at least one surface of the planar porous substrate by a binder, and a surfactant.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 절연 막(15c)이 기준전극 리드(15a) 중 리튬 금속(15b)이 형성된 부분만을 감싸는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 절연 막(15c)은, 전극 조립체(11)와 기준전극 어셈블리(15) 사이의 단락의 위험을 완전히 차단할 수 있도록, 파우치 케이스(14)의 내부 공간에서 기준전극 리드(15a) 중 절연 막(15c)이 형성되지 않은 부분까지 감싸도록 형성될 수 있는 것이다.In the drawings of the present invention, the insulating film 15c covers only the portion of the reference electrode lead 15a where the lithium metal 15b is formed, but the present invention is not limited thereto. That is, the insulation layer 15c is formed in the inner space of the pouch case 14 so as to completely block the risk of short circuit between the electrode assembly 11 and the reference electrode assembly 15, It may be formed so as to surround the portion where the film 15c is not formed.

다음은, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)를 설명하기로 한다.Next, a secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 일부를 나타내는 부분 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 이차전지에 적용되는 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.FIG. 4 is a partial perspective view showing a part of a secondary battery according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a reference electrode assembly applied to the secondary battery shown in FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는 앞선 실시예에 따른 이차전지(10)와 비교하여 제2 실란트(15d)를 더 구비한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)를 설명함에 있어서는, 상기 제2 실란트(15d)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예에서와 중복되는 사항에 대해서는 반복되는 설명을 생략하기로 한다.The secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention differs from the secondary battery 10 according to the previous embodiment in that it further includes a second sealant 15d, same. Therefore, in describing the secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention, the second sealant 15d will be mainly described. It will be omitted.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는, 기준전극 리드(15a)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 제2 실란트(15d)를 더 포함한다. 즉, 상기 기준전극 어셈블리(15)는, 기준전극 리드(15a) 중 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 위치하는 부분에 부착된 제2 실란트(15d)를 더 포함한다.4 and 5, a secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention includes a reference electrode lead 15a and a second sealant 15d interposed between the inner surfaces of the pouch case 14 . That is, the reference electrode assembly 15 further includes a second sealant 15d attached to a portion of the reference electrode lead 15a located between the inner surfaces of the pouch case 14.

상기 제2 실란트(15d)는, 기준전극 어셈블리(15)의 설치에 따른 이차전지(20)의 밀봉성 저하를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 앞서 설명한 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 역할을 하는 것이며, 재질 역시 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 것이 사용될 수 있다.The second sealant 15d serves to prevent degradation of the sealability of the secondary battery 20 due to the installation of the reference electrode assembly 15 and substantially plays the same role as the first sealant 13 described above And a material substantially the same as the first sealant 13 may also be used.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10,20)의 구조에 따르면, 기준전극 어셈블리(15)를 구비함으로써 양극과 음극 사이의 전위 뿐만 아니라, 양극과 기준전극 사이 및 음극과 기준전극 사이의 전위 또한 측정할 수 있다.According to the structure of the secondary battery 10 or 20 according to the embodiment of the present invention as described above, not only the potential between the positive electrode and the negative electrode but also the potential between the positive electrode and the reference electrode, The potential between the electrodes can also be measured.

즉, 상기 이차전지(10,20)는 충방전 테스트 과정에서 양극과 음극의 전압과 전류의 변화를 독립적으로 측정함으로써 전지의 성능에 제한 요소로 작용하는 것이 양극인지, 음극인지 또는 제3의 요소인지를 쉽게 판별할 수 있는 구조를 갖는다.That is, the secondary batteries 10 and 20 independently measure changes in voltage and current between the anode and the cathode during the charging / discharging test process, thereby determining whether the anode, cathode, or third element And has a structure that can easily recognize the recognition.

또한, 상기 이차전지(20)의 구조에 따르면, 파우치 케이스(14) 중 기준전극 리드(15a)가 삽입되는 영역에 개재된 실란트(15d)를 구비함으로써 밀봉성 저하를 방지할 수 있다.According to the structure of the secondary battery 20, the sealant 15d interposed in the region where the reference electrode lead 15a is inserted in the pouch case 14 can be prevented from lowering the sealing property.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.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 to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10,20: 이차전지
11: 전극 조립체 T: 전극 탭
12: 전극 리드 13: 제1 실란트
14: 파우치 케이스 B: 테두리 영역(실링 영역)
15: 기준전극 어셈블리 15a: 기준전극 리드
15b: 리튬 금속 15c: 절연 막
15d: 제2 실란트10, 20: Secondary battery
11: electrode assembly T: electrode tab
12: electrode lead 13: first sealant
14: Pouch case B: Rim area (sealing area)
15: Reference electrode assembly 15a: Reference electrode lead
15b: lithium metal 15c: insulating film
15d: second sealant

Claims (12)

전극 조립체;
상기 전극 조립체와 연결되는 한 쌍의 전극 리드;
상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스;
상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액; 및
일측이 상기 파우치 케이스의 내부 공간에 위치하며 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함하며,
상기 기준전극 어셈블리는,
기준전극 리드; 및
상기 파우치 케이스의 내부 공간에서 상기 기준전극 리드와 결합되는 리튬 금속을 포함하는 이차전지.An electrode assembly;
A pair of electrode leads connected to the electrode assembly;
A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside;
An electrolyte filled in the pouch case; And
And a reference electrode assembly having one side positioned in the inner space of the pouch case and the other side drawn out to the outside of the pouch case,
The reference electrode assembly includes:
A reference electrode lead; And
And a lithium metal coupled to the reference electrode lead in an inner space of the pouch case. 제1항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리의 일측은,
상기 전극 조립체와 상기 파우치 케이스의 테두리 영역 사이에 형성되는 공간 중 상기 전극 리드가 인출되는 방향에 형성되는 공간 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
One side of the reference electrode assembly may include:
Wherein the electrode assembly is located in a space formed between the electrode assembly and the edge region of the pouch case in a direction in which the electrode lead is drawn out. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The lithium metal,
Wherein one end of the reference electrode lead is wrapped around the other end of the reference electrode lead. 제1항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리는,
상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The reference electrode assembly includes:
And an insulating film surrounding the lithium metal. 제5항에 있어서,
상기 절연 막은,
다공성 분리 막인 것을 특징으로 하는 이차전지.6. The method of claim 5,
The above-
Wherein the porous separator is a porous separator. 제1항에 있어서,
상기 기준전극 리드는,
상기 파우치 케이스의 모서리를 통해 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The reference electrode lead may include:
And is drawn out through an edge of the pouch case. 제1항에 있어서,
상기 기준전극 리드와 상기 파우치 케이스의 내측면 사이에 개재되는 실란트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
And a sealant interposed between the reference electrode lead and the inner surface of the pouch case. 한 쌍의 전극 리드를 구비하는 파우치 타입 이차전지의 양극 및 음극 각각의 전위를 개별적으로 측정하기 위해 상기 이차전지에 삽입되는 기준전극 어셈블리로서,
상기 이차전지의 내부로부터 외부로 인출되는 기준전극 리드;
상기 이차전지의 내부 공간에서 상기 기준전극 리드에 결합되는 리튬 금속을 포함하는 기준전극 어셈블리.A reference electrode assembly inserted in the secondary battery for individually measuring potentials of a positive electrode and a negative electrode of a pouch type secondary battery having a pair of electrode leads,
A reference electrode lead extended from the inside of the secondary battery to the outside;
And a lithium metal coupled to the reference electrode lead in an inner space of the secondary battery. 제9항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 것을 특징으로 하는 기준전극 어셈블리.10. The method of claim 9,
The lithium metal,
Wherein the reference electrode assembly surrounds one end of the reference electrode lead. 제9항에 있어서,
상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기준전극 어셈블리.10. The method of claim 9,
And an insulating layer surrounding the lithium metal. 제11항에 있어서,
상기 절연 막은,
다공성 분리 막인 것을 특징으로 하는 기준전극 어셈블리.12. The method of claim 11,
The above-
Wherein the porous separating membrane is a porous separating membrane.
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