KR101578794B1 - Battery Cell Having Lead-Tap Joint of Improved Coupling Force - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결합력이 높아진 전극리드-전극 탭 결합부를 포함하는 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 둘 이상의 양극들을 양극리드에 연결하여 양극 단자를 형성하고, 둘 이상의 음극들을 음극리드에 연결하여 음극 단자를 형성하는 전지셀로서, 양극들 및 음극들에는 각각 집전체에 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭들 및 음극 탭들이 돌출되어 있고, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 각각 양극리드 및 음극리드에 결합되어 전극리드-전극 탭 결합부를 형성하며, 상기 전극리드-전극 탭 결합부에서, 양극과 음극 중의 적어도 하나는, 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드가 전극 탭들에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode lead-electrode tab joint having a high coupling strength, and more particularly, to a battery cell having two or more anodes connected to a cathode lead to form a cathode terminal, The positive electrode taps and the negative electrode taps protrude from the positive electrode and the negative electrode, respectively. The positive electrode taps and the negative electrode taps are formed on the positive electrode lead and the negative electrode lead, respectively. Wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode of the electrode lead-electrode tab connection portion is formed to have an electrode lead- And a battery cell.

Description

우수한 결합력의 전극리드-전극 탭 결합부를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Having Lead-Tap Joint of Improved Coupling Force}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell having an electrode lead-

본 발명은 결합력이 우수한 전극리드-전극 탭 결합부를 포함하는 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 둘 이상의 양극들을 양극리드에 연결하여 양극 단자를 형성하고, 둘 이상의 음극들을 음극리드에 연결하여 음극 단자를 형성하는 전지셀로서, 양극들 및 음극들에는 각각 집전체에 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭들 및 음극 탭들이 돌출되어 있고, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 각각 양극리드 및 음극리드에 결합되어 전극리드-전극 탭 결합부를 형성하며, 상기 전극리드-전극 탭 결합부에서, 양극과 음극 중의 적어도 하나는, 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드가 전극 탭들에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode lead-electrode tab joint having a strong coupling force, and more particularly, to a battery cell having two or more anodes connected to a cathode lead to form a cathode terminal, The positive electrode taps and the negative electrode taps protrude from the positive electrode and the negative electrode, respectively. The positive electrode taps and the negative electrode taps are formed on the positive electrode lead and the negative electrode lead, respectively. Wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode of the electrode lead-electrode tab connection portion is formed to have an electrode lead- And a battery cell.

이차전지는, 전지의 형상 면에서 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지셀과 파우치형 전지셀에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지셀에 대한 수요가 높다.The secondary battery has a high demand for prismatic battery cells and pouch-shaped battery cells that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of the shape of the battery. In terms of material, the lithium secondary battery has high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary battery cells such as batteries, lithium ion polymer batteries and the like.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Also, the secondary battery is classified according to how the electrode assembly having the anode / separator / cathode structure is formed. Typically, the long battery-shaped anodes and cathodes are jelly- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked, A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bi-cell or a full cell stacked in a single state is wound is exemplified.

최근에는, 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.In recent years, a pouch-shaped battery having a structure in which an electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet has been attracting much attention due to low manufacturing cost, small weight, easy shape deformation, etc., .

전술한 바와 같이 파우치형 이차전지는 전극조립체를 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 장착한 구조로 이루어져 있고, 상기 전극조립체의 전극 탭들에 연결되어 있는 전극리드는 전극 탭들과의 연결부에 대한 대향 단부(반대쪽 단부)가 전지케이스의 외부로 노출된 상태에서 전지케이스와 함께 열융착되고, 외부로 노출된 전극리드의 단부는 전극단자를 형성하게 된다.As described above, the pouch type secondary battery has a structure in which the electrode assembly is mounted on the pouch-shaped case of the laminate sheet, and the electrode leads connected to the electrode tabs of the electrode assembly have opposite ends to the connection portions with the electrode tabs End portion of the electrode lead is thermally fused together with the battery case in a state of being exposed to the outside of the battery case, and the end of the electrode lead exposed to the outside forms an electrode terminal.

이러한 구조의 이차전지에서 다수의 전극 탭들은 전극리드에 결합되며, 전극 탭들의 폭은 전극리드의 폭과 대략 유사한 크기로 제조되어 융착 등의 방법으로 결합된다.In the secondary battery having such a structure, a plurality of electrode tabs are coupled to the electrode leads, and the widths of the electrode tabs are made to be approximately the same as the widths of the electrode leads and bonded by a method such as fusion.

한편, 상기와 같은 이차전지는, 점차 용량이 증가되는 추세에 따라, 결합되는 단전지의 수가 늘어나고, 그에 맞춰 전류의 양도 증가하게 되며, 전극 탭 및 전극리드의 두께와 길이가 커지게 되어, 단전지의 전극 탭과 전극리드 간에 더욱 큰 결합력이 요구되고 있다.In the secondary battery, the number of the unit cells to be coupled increases, the amount of current increases, and the thickness and length of the electrode tab and the electrode lead are increased. As a result, A larger coupling force between the electrode tab of the battery and the electrode lead is required.

이와 관련하여, 종래에는 전극리드와 전극 탭의 결합력을 높이기 위하여, 전극리드 및 전극 탭의 소재를 용접성이 우수한 소재로 변경하거나, 결합부재를 추가하는 등의 기술이 이용되었다.In this regard, in the related art, techniques for changing the material of the electrode leads and the electrode tabs to materials having excellent weldability, adding coupling members, or the like have been used in order to increase the coupling strength between the electrode leads and the electrode tabs.

그러나, 이러한 기술은 소재 변경 및 추가된 부재에 따른 제조비용이 발생하고, 공정이 복잡해지는 등의 문제가 발생하며, 전지의 소형화에 따른 내부 공간의 축소로 인해, 근본적으로 부착 강도를 증가시키는데 한계가 있었다.However, such a technique has a problem in that manufacturing costs are incurred due to material changes and additional members, and the process becomes complicated. In addition, since the internal space is reduced due to the miniaturization of the battery, .

특히, 이차전지를 사용하는 디바이스에 관한 기술 개발이 가속화되고, 새로운 구조의 다양한 디바이스가 출시되고 있는 근래에 있어서, 상기와 문제점은 더욱 크게 대두되고 있다.Particularly, the development of technology related to a device using a secondary battery is accelerated, and various devices with a new structure are being released.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a technique capable of solving the above problems.

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

구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀의 내부 구조를 최대한 유지하면서 일부 구성의 설계 변경으로 전극리드-전극 탭 결합부의 결합력을 향상시킴으로써, 신뢰성이 우수한 전지셀을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery cell having excellent reliability by improving the bonding force of the electrode lead-electrode tab coupling portion by changing the design of a part of the structure while maintaining the internal structure of the battery cell as much as possible.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:

둘 이상의 양극들을 양극리드에 연결하여 양극 단자를 형성하고, 둘 이상의 음극들을 음극리드에 연결하여 음극 단자를 형성하는 전지셀로서, 양극들 및 음극들에는 각각 집전체에 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭들 및 음극 탭들이 돌출되어 있고, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 각각 양극리드 및 음극리드에 결합되어 전극리드-전극 탭 결합부를 형성하며, 상기 전극리드-전극 탭 결합부에서, 양극과 음극 중의 적어도 하나는, 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드가 전극 탭들에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.A battery cell comprising at least two positive electrodes connected to a positive electrode lead to form a positive electrode terminal, and at least two negative electrodes connected to a negative electrode lead to form a negative electrode terminal, wherein each of the positive electrodes and the negative electrodes includes a positive electrode Wherein the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are respectively coupled to the positive electrode lead and the negative electrode lead to form an electrode lead-electrode tab coupling portion, and at least the positive electrode and the negative electrode in the electrode lead- One is characterized in that the electrode leads are coupled to the electrode tabs under the condition that the contact area of the electrode leads and the electrode taps is maximized.

즉, 본 발명에서와 같이, 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드-전극 탭 결합부를 형성할 경우, 높은 결합력의 전극리드-전극 탭 결합부를 제공할 수 있으므로, 고전류에 의한 저항 상승을 최소화할 수 있고, 외부 충격으로 인한 전극리드의 분리를 방지할 수 있어서 신뢰성이 향상된 전지셀을 제조할 수 있다.That is, when the electrode lead-electrode tab coupling portion is formed under the condition that the contact area between the electrode lead and the electrode tab is maximized as in the present invention, the electrode lead-electrode tab coupling portion with a high coupling force can be provided, It is possible to prevent the electrode lead from being separated due to the external impact and to manufacture the battery cell with improved reliability.

전극 탭들이 전극리드와 결합되는 구조의 양극들과 음극들을 포함하는 전극조립체는, 예를 들어, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태로 적층한 스택형 구조와 스택/폴딩형 구조일 수 있지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 긴 분리필름에 단일 극판들을 배열한 상태에서 권취하거나 지그재그 형태로 절곡한 구조 등도 가능하다. 결과적으로, 다수의 전극 탭들이 하나의 전극리드에 결합되는 구조의 전극조립체라면 그것의 종류에 관계없이 본 발명이 적용될 수 있다.The electrode assembly including the anodes and the cathodes having the structure in which the electrode tabs are coupled to the electrode leads can be formed by stacking a stacked structure in which a plurality of anodes and cathodes are stacked with a separator interposed therebetween, However, the present invention is not limited to these. For example, a structure in which a single separator is arranged on a long separation film and is wound or zigzag-shaped is also possible. As a result, the present invention can be applied to any electrode assembly having a structure in which a plurality of electrode tabs are coupled to one electrode lead.

하나의 구체적인 예에서, “전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건”은 전지셀 중에서 전극 탭들과 전극리드가 결합되는 면적이 최대가 되는 조건일 수 있다.In one specific example, " a condition in which the contact area of the electrode leads and the electrode tabs become maximum " may be a condition that maximizes an area where the electrode tabs and the electrode leads are coupled in the battery cell.

상기 양극들 및 음극들에 돌출되어 있는 양극 탭들 및 음극 탭들은 결합 면적을 넓히고 전지셀 내부 공간을 효율적으로 사용하기 위해 평면상으로 사각형 형상일 수 있지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다.The positive and negative electrode taps protruding from the anodes and the cathodes may have a rectangular shape in plan view to widen the coupling area and efficiently use the space inside the battery cell, but are not limited thereto.

하나의 구체적인 예에서, 양극 탭들 및/또는 음극 탭들은, 집전체로부터 돌출된 방향에서, 전극 탭들의 높이가 상기 전극 탭들의 높이에 수직인 전극 탭들의 폭보다 작게 형성되어 있는 구조일 수 있고, 구체적으로, 전극 탭들의 높이는 전극 탭들의 폭을 기준으로 20 내지 90% 크기로 형성될 수 있다.In one specific example, the positive electrode tabs and / or negative electrode tabs may have a structure in which, in a direction protruding from the current collector, the height of the electrode tabs is formed to be smaller than the width of the electrode tabs perpendicular to the height of the electrode tabs, Specifically, the height of the electrode tabs may be 20 to 90% of the width of the electrode tabs.

따라서, 전극 탭들의 높이를 전극 탭들의 폭보다 작게 형성할 경우, 전극리드가 부착될 수 있는 접촉 면적을 최대가 되는 조건으로 결합 면적을 확보할 수 있다.Therefore, when the height of the electrode tabs is made smaller than the width of the electrode tabs, the coupling area can be secured under the condition that the contact area where the electrode leads can be attached is maximized.

이러한 구조는 종래의 전지셀들과 구별된다. 도 2에는 종래기술에 따른 전지셀의 예가 도시되어 있다.This structure is distinguished from conventional battery cells. 2 shows an example of a battery cell according to the prior art.

도 2를 참조하면, 통상의 전극 탭들(122, 124)은 그것의 돌출 방향으로 길게 연장되어 있었고, 또한 이러한 전극 탭들(122, 124)의 돌출 방향으로 전극리드(132, 134)가 결합되었다. 이러한 구조에서 결합 면적을 최대화하기 위해서는 전극리드(132, 134)를 최대한 전극조립체(120) 쪽으로 근접하도록 위치시킨 상태에서 전극 탭들(122, 124)에 결합하여야 하지만, 이 경우, 전극 탭들(122, 124)이 전극조립체(120)에 접촉하면서 단락의 위험성이 높아지는 문제점이 발생한다.2, the conventional electrode tabs 122 and 124 are elongated in the protruding direction thereof and the electrode leads 132 and 134 are joined to the protruding direction of the electrode tabs 122 and 124. In this structure, in order to maximize the bonding area, the electrode leads 132 and 134 should be coupled to the electrode tabs 122 and 124 in a state of being positioned as close to the electrode assembly 120 as possible. In this case, 124 are brought into contact with the electrode assembly 120, there is a problem that the risk of short-circuiting increases.

반면에, 본 발명에 따르면, 전극리드-전극 탭 결합부의 결합 면적이 최대가 되는 조건을 충족시키기 위해, 상기 전극 탭들의 폭 방향으로 전극리드의 폭이 위치하도록, 전극 탭들에 전극리드가 결합될 수 있다.On the other hand, according to the present invention, an electrode lead is coupled to the electrode tabs so that the width of the electrode leads is positioned in the width direction of the electrode tabs in order to satisfy the condition that the coupling area of the electrode lead- .

즉, 상기와 같은 구조에 의해, 종래기술에서의 문제점을 유발하지 않으면서, 전극리드의 보다 넓은 면적을 전극 탭들과 결합시킬 수 있으므로, 전극리드-전극 탭 결합부의 결합력을 효과적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 구성에서 부재 또는 공정이 더 포함되지 않아, 추가 제조비용이 발생되지 않는다.In other words, with the above-described structure, since a larger area of the electrode leads can be coupled with the electrode tabs without causing problems in the prior art, it is possible to effectively increase the bonding force of the electrode lead- , No further manufacturing costs are incurred because no further elements or processes are included in the existing configuration.

하나의 구체적인 예에서, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 동일한 방향으로 돌출되어 있는 구조일 수 있다. 예를 들어, 장방형의 판상형 전지셀의 경우, 일측면에 양극 탭들과 음극 탭들이 함께 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있다.In one specific example, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs may have a structure protruding in the same direction. For example, in the case of a rectangular plate-shaped battery cell, the positive electrode tab and the negative electrode tab may protrude from one side surface.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 서로 다른 방향으로 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 양극 탭들이 일측에 돌출되어 있고, 음극 탭들은 상기 양극 탭들의 대향 측에 돌출되어 있거나, 또는 양극 탭들이 돌출되어 있는 방향의 측면 방향에 음극 탭들이 돌출되어 있는 구조로 형성될 수 있다.In another specific example, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs may be formed to protrude in different directions. Specifically, the positive electrode tabs protrude to one side, the negative electrode tabs protrude on the opposite sides of the positive electrode tabs, or the negative electrode tabs protrude in the lateral direction of the direction in which the positive electrode tabs protrude .

즉, 상기 양극 탭들과 음극 탭들이 동일 방향에 돌출되어 있는 구조에 한정되지 않고, 서로 다른 방향으로 다양하게 돌출될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.That is, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are not limited to a structure protruding in the same direction, but may be formed in a structure that can protrude variously in different directions.

본 발명에서 상기 전극리드는 전극 탭들을 전기적으로 연결할 수 있는 소재로 이루어진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 상세하게는 금속 플레이트일 수 있다.In the present invention, the electrode lead is not particularly limited as long as it is made of a material capable of electrically connecting the electrode tabs, and may be a metal plate in detail.

상기 금속 플레이트는 예를 들면, 니켈 플레이트, 니켈이 도금된 구리 플레이트, 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 및 SUS 플레이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the metal plate include, but are not limited to, a nickel plate, a nickel-plated copper plate, an aluminum plate, a copper plate, and an SUS plate.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극리드와 전극 탭들은 초음파 용접, 또는 레이저 용접, 또는 기계적 체결로 결합될 수 있는 바, 그 중에서도 용접에 의해 더욱 안정적으로 결합될 수 있으며, 상세하게는 상기 초음파 용접에 의해 수행되는 것이 바람직할 수 있다.In one specific example, the electrode leads and the electrode tabs may be joined by ultrasonic welding, laser welding, or mechanical fastening. Among them, the electrode leads and the electrode taps may be more stably bonded by welding. More specifically, Lt; / RTI >

상기 전지셀은 고전압 및 고전류를 제공할 수 있는 전지이면 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.The battery cell is not particularly limited as long as it can provide high voltage and high current. For example, it may be a lithium secondary battery having a large energy storage amount per volume.

또한, 상기 전지셀은, 예를 들어, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 밀봉된 상태로 내장되어 있는 구조의 파우치형 전지셀일 수 있다.The battery cell may be, for example, a pouch-shaped battery cell having a structure in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer in a sealed state.

구체적으로, 상기 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 파우치형 전지셀로서, 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 대략 직육면체 구조인 판상형으로 이루어져 있다. 이러한 파우치형 전지셀은 일반적으로 파우치형의 전지케이스로 이루어져 있으며, 상기 전지케이스는 내구성이 우수한 고분자 수지로 이루어진 외부 피복층; 수분, 공기 등에 대해 차단성을 발휘하는 금속 소재로 이루어진 차단층; 및 열융착될 수 있는 고분자 수지로 이루어진 내부 실란트층;이 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트 구조로 구성되어 있다.Specifically, the battery cell is a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a battery case together with an electrolytic solution, and is formed as a plate-like battery cell having a substantially rectangular parallelepiped structure. Such a pouch-shaped battery cell is generally composed of a battery case of a pouch type, and the battery case is composed of an outer coating layer made of a polymer resin having excellent durability; A barrier layer made of a metal material exhibiting barrier properties against moisture, air, and the like; And an inner sealant layer composed of a polymer resin that can be heat-sealed, are laminated in this order.

상기 파우치형 전지셀에서 케이스는 다양한 구조로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 2 단위의 부재로서 상부 및/또는 하부 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체를 수납한 후, 케이스 외주면의 상하부 접촉부위를 열융착하여 밀봉하는 구조 등을 들 수 있다. 상기와 같은 구조의 파우치형 전지셀은 본 출원인의 PCT 국제출원 제PCT/KR2004/003312호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다. 그러나, 도 2에서와 같이, 전지케이스가 1 단위의 부재로서 상부 및/또는 하부 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체를 수납한 후 케이스 외주면의 상하부 접촉부위를 열융착하여 밀봉하는 구조일 수도 있음은 물론이다.The case of the pouch type battery cell may have a variety of structures. For example, the electrode assembly may be housed in a housing portion formed on the upper and / or lower inner surfaces of the housing, And a structure in which a portion is thermally fused and sealed. A pouch-shaped battery cell having such a structure is disclosed in PCT International Application No. PCT / KR2004 / 003312 of the present applicant, which application is incorporated herein by reference. However, as shown in FIG. 2, the battery case may be a structure in which the electrode assembly is housed in a housing portion formed as one unit member on the upper and / or lower inner surface, and the upper and lower contact portions of the outer circumferential surface of the case are thermally fused and sealed Of course it is.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다. The present invention also provides a device comprising the battery cell as a power source, wherein the device is used in a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle) A hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드-전극 탭 결합부가 형성되어 있어서, 전지 내부의 집적도를 그래도 유지하면서, 높은 결합력의 전극리드-전극 탭 결합부를 제공할 수 있고, 외부 충격으로 인한 전극리드의 분리를 방지할 수 있으며, 신뢰성이 향상된 전지셀을 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the battery cell according to the present invention, the electrode lead-electrode tab connecting portion is formed under the condition that the contact area between the electrode lead and the electrode taps is maximized, It is possible to provide an electrode lead-electrode tab coupling portion, prevent separation of the electrode lead due to an external impact, and manufacture the battery cell with improved reliability.

도 1은 종래기술에 따른 예시적인 전지셀의 사시도이다;
도 2는 도 1의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도이다.
1 is a perspective view of an exemplary battery cell according to the prior art;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is a schematic view of a structure in which electrode leads are coupled to the positive electrode and the negative electrode of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic view illustrating a structure in which an electrode lead is coupled to a positive electrode and a negative electrode of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
5 is a schematic view illustrating a structure in which an electrode lead is coupled to a positive electrode and a negative electrode of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
6 is a schematic view illustrating a structure in which an electrode lead is coupled to a positive electrode and a negative electrode of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
7 is a schematic view of a structure in which electrode leads are coupled to the positive electrode and the negative electrode of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 예시적인 전지셀의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해 사시도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view of an exemplary battery cell according to the prior art, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.

이들 도면을 참조하면, 파우치형 전지셀(100)은, 파우치형 전지케이스(110) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(120)가 그것의 양극 탭들(122) 및 음극 탭들(124)과 각각 전기적으로 연결되는 2개의 전극리드(132, 134)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to these drawings, a pouch-shaped battery cell 100 includes a pouch-shaped battery case 110 in which an electrode assembly 120 composed of an anode, a cathode, And two electrode leads 132 and 134, which are electrically connected to the negative electrode tabs 124, respectively, are sealed to be exposed to the outside.

전지케이스(110)는 전극조립체(120)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(112)를 포함하는 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)로 이루어져 있다.The battery case 110 includes an upper case 114 and a lower case 116 including a concave shaped storage portion 112 into which the electrode assembly 120 can be seated.

예를 들어 스택형 또는 스택/폴딩형의 구조를 가진 전극조립체(120)는 다수의 양극 탭들(122)과 다수의 음극 탭들(124)이 각각 융착되어 전극리드(132, 134)에 함께 결합되어 있다. 또한, 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)의 외주면이 열융착기(도시하지 않음)에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극단자(132, 134) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극단자(132, 134)와 전지케이스(110)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극단자(132, 134)의 상하면에 절연필름(140)이 부착된다.For example, the electrode assembly 120 having a stacked or stacked / folded structure has a structure in which a plurality of positive electrode taps 122 and a plurality of negative electrode taps 124 are fused to each other and coupled together to the electrode leads 132 and 134 have. When the outer circumferential surfaces of the upper case 114 and the lower case 116 are thermally fused by a heat fusion machine (not shown), a short circuit is prevented from occurring between the heat fusion machine and the electrode terminals 132 and 134, An insulation film 140 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode terminals 132 and 134 in order to ensure the sealing property between the battery case 110 and the battery case 110. [

전해액이 함침된 전극조립체(110)를 수납부(112)에 안착한 상태에서 상부 케이스(114) 및 하부 케이스(116)의 외주면 접촉부위를 열융착 시키면 실링부가 형성된다.When the electrode assembly 110 impregnated with the electrolytic solution is mounted on the housing part 112 and the outer circumferential surface contact portions of the upper case 114 and the lower case 116 are thermally fused, a sealing part is formed.

하기 도면들은 양극 및 음극들에 각각 돌출된 전극 탭들에 전극리드가 결합되어 있는 구조에 관한 모식도들로서, 설명의 편의를 위하여 다수의 양극 및 음극들이 교번 적층되어 있는 구조를 평면도로 도시하였다.The following drawings are schematic diagrams of a structure in which electrode leads are coupled to electrode tabs protruding from an anode and a cathode, respectively, and a plan view showing a structure in which a plurality of anodes and cathodes are stacked alternately for convenience of explanation.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도가 도시되어 있다.3 is a schematic view illustrating a structure in which electrode leads are coupled to the positive electrode and the negative electrode of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 양극들(220) 및 음극들(240)에는 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)이 돌출되어 있고, 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)에는 각각 양극리드(250) 및 음극리드(260)가 결합되어 전극리드-전극 탭 결합부(255, 265)를 형성하고 있다.3, positive electrodes tabs 222 and negative electrode tabs 242 which are not coated with active material are protruded from the anodes 220 and the cathodes 240, and the positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242 The positive electrode lead 250 and the negative electrode lead 260 are combined to form the electrode lead-electrode tab joint portions 255 and 265, respectively.

양극들(220) 및 음극들(240)은 교번 적층되어 있고, 이들로부터 돌출된 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)은 각각 적층되어 양극리드(250) 및 음극리드(260)와 함께 초음파 용접으로 결합되어 있다.Anodes 220 and cathodes 240 are stacked alternately and the protruded anode tabs 222 and cathode tabs 242 are stacked to form an anode lead 250 and a cathode lead 260, Welded.

양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)은 결합 면적을 증대시키고 전지셀 내부 공간을 효율적으로 사용하기 위하여 평면상으로 사각형 형상으로 형성되어 있고, 양극들(220) 및 음극들(240)의 적층된 구조의 일측면에 돌출되어 있다.The positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242 are formed in a rectangular shape in a plan view to increase the coupling area and efficiently use the space inside the battery cell and to form a laminate of the anodes 220 and the cathodes 240 Protruding on one side of the structure.

또한, 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)은 집전체로부터 돌출된 방향에서 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)의 높이(H1, H2)가 전극 탭들의 높이에 수직인 전극 탭들의 폭(Cd, Ad)보다 작게 형성되어 있다. 또한, 양극리드(250)가 양극 탭들(222)의 폭 방향으로 양극리드(250)의 폭(A1)이 위치하도록, 양극 탭들(222)에 결합되어 있다. 즉, 전극리드-전극 탭 결합부(255)는 우수한 결합력을 확보하기 위해 결합 면적이 최대가 되는 조건으로 형성되어 있다.The positive electrode tabs 222 and negative electrode tabs 242 are formed such that the heights H 1 and H 2 of the positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242 in the direction protruding from the current collector are perpendicular to the height of the electrode tabs Is smaller than the widths (Cd, Ad) of the taps. The positive electrode lead 250 is coupled to the positive electrode taps 222 such that the width A 1 of the positive electrode lead 250 is located in the width direction of the positive electrode tabs 222. That is, the electrode lead-electrode tab coupling portion 255 is formed under the condition that the coupling area is maximized in order to secure a good coupling force.

한편, 음극리드(260)는 음극 탭들의 음극들(240)로부터 돌출된 방향과 동일한 방향으로 돌출되어 있어, 이러한 음극 탭들(242)의 폭(Ad) 범위 내에서 음극리드(260)는 위치 자유도를 가지게 된다.The negative electrode lead 260 protrudes in the same direction as the direction protruding from the negative electrodes 240 of the negative electrode taps 240. Within the range of the width Ad of the negative electrode tabs 242, .

그러나, 음극 탭들(242)의 폭 방향으로 음극리드(260)의 폭(A2)이 위치하도록, 음극리드(260)가 음극 탭들(242)에 결합될 경우, 음극리드-음극 탭 결합부 역시 결합 면적이 최대가 되는 조건으로 형성될 수 있다.However, when the negative electrode lead 260 is coupled to the negative electrode tabs 242 such that the width A 2 of the negative electrode lead 260 is in the width direction of the negative electrode tabs 242, the negative electrode lead- Can be formed under the condition that the bonding area is maximized.

이러한 구조는, 도 4에서 확인할 수 있다.This structure can be confirmed in Fig.

도 4를 참조하면, 양극리드(250) 및 음극리드(261)는 전극 탭들의 폭 방향으로 전극리드의 폭이 위치하도록, 각각의 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)에 양극리드(250) 및 음극리드(261)가 각각 결합되어 있다.4, the positive electrode lead 250 and the negative electrode lead 261 are connected to the positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242 such that the width of the electrode leads is positioned in the width direction of the electrode tabs. And the negative electrode lead 261 are coupled to each other.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전지셀들의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도가 도시되어 있다.5 and 6 are schematic views illustrating a structure in which electrode leads are coupled to the positive electrode and the negative electrode of the battery cells according to still another embodiment of the present invention.

먼저 도 5을 참조하면, 양극들(220) 및 음극들(240)에서 돌출된 양극 탭들(223) 및 음극 탭들(243)이 서로 대향하도록 양극들(220) 및 음극들(240)이 적층되어 있으며, 양극 탭들(223) 및 음극 탭들(243)에는 각각 양극리드(253) 및 음극리드(263)가 결합되어 있다. 5, the anodes 220 and the cathodes 240 are stacked so that the anode tabs 223 and the anode tabs 243 protruding from the anodes 220 and the cathodes 240 are opposed to each other The positive electrode lead 253 and the negative electrode lead 263 are coupled to the positive electrode tabs 223 and the negative electrode tabs 243, respectively.

도 6을 참조하면, 음극 탭들(244)은 양극들(220)에 돌출되어 있는 양극 탭들(224)로부터 평면상 수직 방향에서 음극들(240)로부터 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다.6, the negative electrode tabs 244 are protruded from the negative electrodes 240 in a direction perpendicular to the plane from the positive electrode tabs 224 protruding from the positive electrodes 220.

도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 양극 및 음극에 전극리드가 결합된 구조의 모식도가 도시되어 있다.7 is a schematic view illustrating a structure in which electrode leads are coupled to the positive electrode and the negative electrode of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 양극리드(254) 및 음극리드(264)의 형상은 ‘L’자형으로 형성되어 각각의 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)과 결합되어 있다.7, the positive electrode lead 254 and the negative electrode lead 264 are formed in an L shape and are coupled to the respective positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242, respectively.

즉, 양극리드(254) 및 음극리드(264)는 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)과의 결합 면적이 최대가 되는 조건을 충족시키면서, 양극리드(254) 및 음극리드(264)의 돌출방향이 각각의 양극 탭들(222) 및 음극 탭들(242)의 돌출방향과 동일하게 구성되어 있다.That is, the positive electrode lead 254 and the negative electrode lead 264 are connected to the positive electrode lead 254 and the negative electrode lead 264 while satisfying the condition that the coupling area between the positive electrode tabs 222 and the negative electrode tabs 242 is maximized. And the projecting direction is the same as the projecting direction of each of the positive electrode taps 222 and negative electrode tabs 242. [

따라서, 도면들에서 설명하는 바와 같이, 양극 탭들 및 음극 탭들의 위치 또는 방향은 한정되지 않으며, 이들의 폭도 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 양극리드 및 음극리드도 양극 탭들 및 음극 탭들과 함께 필요한 위치에 결합될 수 있다.
Therefore, as described in the drawings, the position or orientation of the positive electrode taps and the negative electrode tabs is not limited, and their width can be variously configured. Also, the positive lead and the negative lead may be joined together at the required location with the positive and negative taps.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (14)

둘 이상의 양극들을 양극리드에 연결하여 양극 단자를 형성하고, 둘 이상의 음극들을 음극리드에 연결하여 음극 단자를 형성하는 전지셀로서,
양극들 및 음극들에는 각각 집전체에 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 탭들 및 음극 탭들이 돌출되어 있고,
상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 각각 양극리드 및 음극리드에 결합되어 전극리드-전극 탭 결합부를 형성하며,
상기 전극리드-전극 탭 결합부에서, 양극과 음극 중의 적어도 하나는, 전극리드와 전극 탭들의 접촉 면적이 최대가 되는 조건으로 전극리드가 전극 탭들에 결합되어 있고,
상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 평면상으로 각각 사각형 형상이며,
상기 양극 탭들, 또는 음극 탭들, 또는 양극 탭들 및 음극 탭들은 집전체로부터 돌출된 방향에서, 전극 탭들의 높이가 상기 전극 탭들의 높이에 수직인 전극 탭들의 폭보다 작고, 및
상기 전극 탭들의 폭 방향으로 전극리드의 폭이 위치하도록, 전극 탭들에 전극리드가 결합되어 있으며,
상기 양극리드는 양극 탭들의 양극들로부터 돌출된 방향과 수직한 방향으로 돌출되어 있고, 상기 음극리드는 음극 탭들의 음극들로부터 돌출된 방향과 수직한 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
A battery cell in which two or more positive electrodes are connected to a positive electrode lead to form a positive electrode terminal, and two or more negative electrodes are connected to a negative electrode lead to form a negative electrode terminal,
The positive electrodes and the negative electrodes are each provided with positive electrode taps and negative electrode taps which are not coated with an active material,
The positive electrode tabs and the negative electrode tabs are respectively coupled to the positive electrode lead and the negative electrode lead to form an electrode lead-electrode tab joint,
At least one of the positive electrode and the negative electrode in the electrode lead-electrode tab joint is coupled to the electrode tabs under the condition that the contact area between the electrode lead and the electrode tab is maximized,
The positive electrode tabs and the negative electrode tabs are each rectangular in plan view,
The positive electrode tabs or the negative electrode tabs or the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are formed such that the height of the electrode tabs in the direction protruding from the current collector is smaller than the width of the electrode tabs perpendicular to the height of the electrode tabs,
An electrode lead is coupled to the electrode tabs such that a width of the electrode leads is positioned in a width direction of the electrode tabs,
Wherein the positive electrode lead protrudes in a direction perpendicular to the direction protruding from the positive electrodes of the positive electrode tabs and the negative electrode leads protrude in a direction perpendicular to the direction protruding from the negative electrodes of the negative electrode tabs.
제 1 항에 있어서, 상기 양극들과 음극들은 스택형 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the anodes and the cathodes are stacked or stacked / folded. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭들의 높이는 전극 탭들의 폭을 기준으로 20 내지 90% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the height of the electrode tabs is 20 to 90% of the width of the electrode tabs. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 동일한 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the positive electrode tabs and the negative electrode tabs protrude in the same direction. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들은 서로 다른 방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the positive electrode tabs and the negative electrode tabs protrude in different directions. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 니켈 플레이트, 니켈이 도금된 구리 플레이트, 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 및 SUS 플레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode lead is selected from the group consisting of a nickel plate, a nickel plated copper plate, an aluminum plate, a copper plate, and an SUS plate. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드와 전극 탭들은 초음파 용접, 또는 레이저 용접, 또는 기계적 체결로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode leads and the electrode tabs are coupled by ultrasonic welding, laser welding, or mechanical fastening. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 밀봉된 상태로 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is embedded in a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer in a sealed state. 제 1 항에 따른 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.A device comprising the battery cell according to claim 1 as a power source. 제 13 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.14. The method of claim 13, wherein the device is selected from the group consisting of a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, Device. ≪ / RTI >
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