KR101655275B1 - Secondary battery including layered welding zone having PTC-characteristics and Manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지는, 양극 탭이 구비된 양극 판, 음극 탭이 구비된 음극 판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 및 음극 탭에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드;를 포함하되, 상기 양극 및 음극 탭과, 상기 양극 및 음극 리드가 용접 접합되는 용접부는, 상기 양극 탭, 음극 탭, 양극 리드 및 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위에 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅층을 사전에 코팅한 후, 용접하여 접합한 것임을 특징으로 한다.The present invention discloses a secondary battery having a welded portion having PTC characteristics and a method of manufacturing the same. A secondary battery according to the present invention includes: an electrode assembly in which a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator are stacked alternately; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a positive electrode and a negative electrode lead which are respectively welded and electrically bonded to the positive and negative electrode tabs, wherein the positive electrode and the negative electrode tab and the welded portion welded to the positive electrode and the negative electrode lead, A PTC coating layer having a PTC material whose electrical resistance increases as temperature rises in at least one of the welds of the lead and the negative electrode lead is pre-coated and welded.

Description

ＰＴＣ 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지 및 그 제조방법{Secondary battery including layered welding zone having PTC-characteristics and Manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery including a welded portion having a PTC characteristic,

본 발명은 이차 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드가 용접 결합되는 용접부에 PTC 특성을 부여하여 과도한 온도 상승에 대비한 안전성을 가지는 이차 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a secondary battery having a safety against an excessive temperature rise by providing a PTC characteristic to a welded portion where an electrode tab and an electrode lead of a secondary battery are weld- And a manufacturing method thereof.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Are being studied actively.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있은데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Among the rechargeable batteries currently available, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries are available. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- , Self-discharge rate is very low, and energy density is high.

이러한 리튬 이차 전지는 외형의 형상에 따라 각형, 원통형 및 파우치형으로 분류되며, 최근에는 원통형 또는 각형 리튬 이차 전지보다 전지의 제조비가 저렴하고, 무게를 현저히 줄일 수 있고, 용이한 형태 변형 등으로 파우치형 리튬 이차 전지가 많은 관심을 받고 있고, 사용량이 증가되고 있는 추세이다.Such a lithium secondary battery is classified into a square type, a cylindrical type, and a pouch type according to the shape of the outer shape. In recent years, the manufacturing cost of the battery is lower than that of the cylindrical or prismatic lithium secondary battery and the weight can be remarkably reduced, Type lithium secondary batteries have attracted a great deal of attention and their usage is increasing.

도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional pouch type lithium secondary battery.

도 1을 참조하면, 종래의 파우치형 리튬 이차 전지(10)는 전극 조립체(30)와, 전극 조립체(30)로부터 연장되어 있는 복수의 전극 탭들(40, 50)과, 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 결합된 전극 리드(60, 70)와, 전극 조립체(30)를 수용하는 파우치 외장재(20)를 포함하여 구성된다.1, a conventional pouch type lithium secondary battery 10 includes an electrode assembly 30, a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from the electrode assembly 30, electrode tabs 40 and 50 And a pouch outer sheath 20 for accommodating the electrode assembly 30. The electrode assembly 60 includes an electrode assembly 60,

상기 전극 조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형, 젤리-롤형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진다.The electrode assembly 30 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked in a state where a separation membrane is interposed therebetween, and is a stacked structure, a jelly-roll structure, or a stack / folding structure.

상기 전극 탭들(40, 50)은 전극 조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되고, 전극 리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되며, 파우치 외장재(20)의 외부로 일부 노출된 형태로 결합된다. 또한, 전극 리드(60, 70)의 일부에는 파우치 외장재(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착될 수 있다.The electrode tabs 40 and 50 extend from the respective electrode plates of the electrode assembly 30 and the electrode leads 60 and 70 are electrically connected to a plurality of electrode tabs 40 and 50 extending from the respective electrode plates, And is partially exposed to the outside of the pouch exterior member 20. [ An insulating film 80 may be attached to a portion of the electrode leads 60 and 70 in order to increase the degree of sealing with the pouch case 20 and at the same time to secure an electrically insulated state.

상기 파우치 외장재(20)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 이루어지며, 전극 조립체(30)를 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 전체적으로 파우치 형상을 갖는다.The pouch case 20 is made of a soft packaging material such as an aluminum laminate sheet and has a space for accommodating the electrode assembly 30 and has a pouch shape as a whole.

그런데, 이러한 리튬 이차 전지는 고온에 노출되거나, 과충전, 외부단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 폭발이 일어날 위험성이 있다. 즉, 전지의 온도가 상승하면 전해액과 전극 사이의 반응이 촉진된다. 그 결과, 반응열이 발생하여 전지의 온도는 추가적으로 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 이에 따라, 전지의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 이러한 악순환에 의해, 전지의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어나게 되고 온도가 일정 이상까지 상승하면 전지의 발화가 일어날 수 있다. 또한, 전해액과 전극 사이의 반응 결과, 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되며, 일정 압력 이상에서 리튬 이차 전지는 폭발하게 된다. 이와 같이 폭발의 위험성은 리튬 이차 전지가 가지고 있는 가장 치명적인 단점이라 할 수 있다.However, when such a lithium secondary battery is exposed to a high temperature or a large current flows in a short time due to overcharge, external short circuit, nail penetration, local crush, etc., the battery is heated by IR heat, There is a risk of this happening. That is, when the temperature of the battery rises, the reaction between the electrolyte and the electrode is promoted. As a result, a reaction heat is generated and the temperature of the battery further rises, which again accelerates the reaction between the electrolyte and the electrode. As a result, the temperature of the battery rapidly rises, which again accelerates the reaction between the electrolyte and the electrode. Such a vicious circle causes a thermal runaway phenomenon in which the temperature of the battery rises sharply, and when the temperature rises to a certain level or higher, the battery may ignite. Further, as a result of the reaction between the electrolyte and the electrode, gas is generated and the internal pressure of the battery is increased, and the lithium secondary battery explodes at a certain pressure or higher. Thus, the risk of explosion is the most fatal disadvantage of lithium secondary batteries.

따라서, 리튬 이차 전지의 개발에 필수적으로 고려해야 할 사항은 안전성을 확보하는 것이다. 이러한 안전성을 확보하기 위한 노력의 일환으로서, 셀 바깥쪽에 소자를 장착하는 방법과, 셀 내부의 물질을 이용하는 방법이 있다. 온도의 변화를 이용하는 PTC 소자, CID 소자, 전압 및 전류를 제어하는 보호회로, 전지 내압의 변화를 이용하는 안전 벤트(safety vent) 등이 전자에 해당하고, 전지 내부의 온도나 전압, 전류 등의 변화에 따라 물리적, 화학적, 전기화학적으로 변화할 수 있는 물질을 첨가하는 것이 후자에 속한다.Therefore, it is necessary to secure safety for the development of lithium secondary batteries. As an effort to secure such safety, there are a method of mounting an element on the outside of the cell and a method of using a material inside the cell. PTC devices, CID devices, protection circuits for controlling voltage and current, safety vents using changes in the internal pressure of the battery, and the like are used for the change of temperature, voltage, and current inside the battery. The latter is the addition of substances that can change physically, chemically, or electrochemically according to the nature of the material.

셀 바깥쪽에 장착하는 소자들은 온도, 전압, 전류, 전지 내압 등을 이용하기 때문에 확실한 차단을 가져올 수 있는 반면에, 추가적인 설치공정 및 설치공간이 요구되며, PTC 소자의 경우 별도의 보호회로모듈(PCM)로서 용접 등을 통해 전극 단자에 결합되어야 한다는 단점이 있다.The devices mounted on the outside of the cell can be surely shut off because of the use of temperature, voltage, current, and internal voltage of the cell. On the other hand, additional installation process and installation space are required. In case of PTC device, Which is connected to the electrode terminal through welding or the like.

또한, 셀 내부의 물질을 이용하는 방법의 하나로 전해액이나 전극에 안전성을 향상시키는 첨가제를 부가하는 방법이 있다. 예를 들어, 과충전시 과전압 등의 조건에서 전기화학적 중합 반응을 일으키는 물질을 전해액에 첨가하여, 과충전시 이러한 물질의 중합 생성물이 전극에 부동막을 형성하거나 전해액을 고화시켜 전지의 비저상적인 작동을 억제하는 방법, 고온 또는 과충전시 첨가제의 부피가 팽창하여 전극의 저항을 증가시킴으로써 전지의 비정상적인 작동을 억제하는 방법 등이 알려져 있다. 이러한 화학적 안전장치는 추가공정 및 공간을 필요로 하지 않으며 모든 종류의 전지에 적용이 가능하다는 장점이 있으나, 신뢰성 있는 작동을 제공하지 못하며 물질의 첨가로 인해 고온 저장 특성, 사이클링 특성, 레이트 특성 등 전지의 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다.As a method of using a substance inside a cell, there is a method of adding an additive for improving safety to an electrolyte or an electrode. For example, a substance that causes an electrochemical polymerization reaction under overcharge conditions such as an overcharge condition may be added to an electrolyte to cause a polymerization product of such a substance to form a floating film on the electrode or to solidify the electrolyte to overcome the non- A method of suppressing abnormal operation of the battery by increasing the resistance of the electrode by expanding the volume of the additive at high temperature or overcharging, and the like. These chemical safety devices do not require additional process and space and can be applied to all kinds of batteries. However, they do not provide reliable operation, and because of the addition of materials, the high temperature storage characteristics, cycling characteristics, There is a problem in that the performance of the display device is deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 별도의 소자나 장치의 추가없이 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드가 용접 접합되는 용접부에 PTC 특성을 부여하여 제조 공정의 간소화와 함께 내부적 또는 외부적 요인으로 전지의 온도가 상승하였을 때 전류의 흐름을 제한하여 전지의 발화나 폭발을 방지할 수 있는 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a PTC characteristic to a welded portion where an electrode tab and an electrode lead of a secondary battery are welded to each other without adding additional elements or devices, A secondary battery having a PTC characteristic capable of preventing ignition or explosion of a battery by limiting current flow when the temperature of the battery rises due to internal or external factors, and a manufacturing method thereof have.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는, 양극 탭이 구비된 양극 판, 음극 탭이 구비된 음극 판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 및 음극 탭에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드;를 포함하되, 상기 양극 및 음극 탭과, 상기 양극 및 음극 리드가 용접 접합되는 용접부는, 상기 양극 탭, 음극 탭, 양극 리드 및 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위에 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅층을 사전에 코팅한 후, 용접하여 접합한 것임을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery comprising: an electrode assembly including a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator layer alternately laminated; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a positive electrode and a negative electrode lead which are respectively welded and electrically bonded to the positive and negative electrode tabs, wherein the positive electrode and the negative electrode tab and the welded portion welded to the positive electrode and the negative electrode lead, A PTC coating layer having a PTC material whose electrical resistance increases as temperature rises in at least one of the welds of the lead and the negative electrode lead is pre-coated and welded.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지는, 양극 탭이 구비된 양극 판, 음극 탭이 구비된 음극 판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 및 음극 탭에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드;를 포함하되, 상기 양극 및 음극 탭과, 상기 양극 및 음극 리드가 용접 결합되는 용접부는, 상기 양극 탭과 양극 리드 및 상기 음극 탭과 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위 사이에 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 개재물을 사전에 개재한 후, 용접하여 접합한 것임을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery comprising: an electrode assembly including a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator stacked alternately; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a positive electrode and a negative electrode lead which are respectively welded and electrically bonded to the positive and negative electrode tabs, wherein the positive electrode and the negative electrode tab and the welded portion welded to the positive electrode and the negative electrode lead, The PTC inclusions having the PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises between at least one of the welded portions of the negative electrode tab and the negative electrode lead are preliminarily interposed and welded to each other.

바람직하게, 상기 PTC 물질은, BaTiO3이 도핑된 세라믹 수지로 이루어진다.Preferably, the PTC material is made of a ceramic resin doped with BaTiO 3 .

바람직하게, 상기 PTC 물질은, BaTiO3에 미량의 라탄(La), 이트륨(Y), 비스무트(Bi) 및 토륨(Th) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가된다.Preferably, the PTC material is added to BaTiO 3 with any one selected from trace amounts of ruthene (La), yttrium (Y), bismuth (Bi), and thorium (Th), or a mixture thereof.

바람직하게, 상기 PTC 코팅층은, 상기 양극 및 음극 탭과, 상기 양극 및 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 끝단부터 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 코팅된다.Preferably, the PTC coating layer is coated from the ends of at least one of the positive electrode and the negative electrode tabs to at least a portion including at least the entire welded portion.

바람직하게, 상기 PTC 코팅층은, 슬러리 형태의 PTC 물질을 코팅 후 가열 건조하여 형성된다.Preferably, the PTC coating layer is formed by coating and drying the PTC material in the form of a slurry.

바람직하게, 상기 PTC 개재물은, 상기 양극 탭과 양극 리드 및 상기 음극 탭과 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 사이에 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 개재된다.Preferably, the PTC inclusions are interposed between the positive electrode tab and at least one of the positive electrode lead and the negative electrode tab and a portion including at least the entire welded portion.

바람직하게, 상기 PTC 개재물은, 필름의 형태로 이루어진다.Preferably, the PTC inclusions are in the form of a film.

바람직하게, 상기 용접부는, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 선택된 어느 하나의 방법으로 용접된다.Preferably, the welded portion is welded by any one of ultrasonic welding, resistance welding, and laser welding.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지의 제조방법은, 양극 탭이 구비된 양극 판, 음극 탭이 구비된 음극 판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 및 음극 탭에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드;를 포함하는 이차 전지의 제조방법에 있어서, 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅 슬러리를 마련하는 단계; 상기 PTC 코팅 슬러리를 상기 양극 탭, 음극 탭, 양극 리드 및 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위에 코팅하고 가열 건조하여 PTC 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 양극 탭과 양극 리드 및 상기 음극 탭과 음극 리드의 용접 부위를 용접 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a secondary battery including an electrode assembly in which a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator are stacked alternately; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a positive electrode and a negative electrode lead which are respectively welded and electrically bonded to the positive and negative electrode tabs, the method comprising: providing a PTC coating slurry having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises; step; Coating the PTC coating slurry on a welded portion of at least one of the positive electrode tab, the negative electrode tab, the positive electrode lead, and the negative electrode lead, followed by heating and drying to form a PTC coating layer; And welding the positive electrode tab, the positive electrode lead, and the welded portion of the negative electrode tab and the negative electrode lead.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지의 제조방법은, 양극 탭이 구비된 양극 판, 음극 탭이 구비된 음극 판 및 분리막이 교호 적층되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 및 음극 탭에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드;를 포함하는 이차 전지의 제조방법에 있어서, 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 필름 형태의 PTC 개재물을 마련하는 단계; 상기 PTC 개재물을 상기 양극 탭과 양극 리드 및 상기 음극 탭과 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위 사이에 개재하는 단계; 및 상기 양극 탭과 양극 리드 및 상기 음극 탭과 음극 리드의 용접 부위를 용접 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a secondary battery including: an electrode assembly including a positive electrode plate having a positive electrode tab, a negative electrode plate having a negative electrode tab, and a separator laminated alternately; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a cathode and an anode lead welded to the anode and the cathode taps, respectively, and electrically connected to each other, the PTC inclusion having a PTC material having an increased electrical resistance as the temperature rises ; Interposing the PTC inclusion between the positive electrode tab and the positive electrode lead and between the negative electrode tab and the negative electrode lead; And welding the positive electrode tab, the positive electrode lead, and the welded portion of the negative electrode tab and the negative electrode lead.

본 발명에 따르면, 이차 전지의 전극 탭과 전극 리드가 용접 접합되는 용접부에 PTC 특성을 부여함으로써, 전지의 과충전 등에 의해 전지가 과열되는 경우 저항이 급격하게 증가하여 전류를 제한하여 더 이상의 온도 상승이나 전지의 발화 및 폭발을 막을 수 있다. 또한, 별도의 소자나 장치의 추가없이 간단한 제조 공정으로 전극 탭과 전극 리드의 용접부에 PTC 특성을 부여할 수 있어 공간 효율성이 높고 제조 비용 상승에 대한 부담이 없는 장점이 있다.According to the present invention, by providing the PTC characteristic to the welded portion where the electrode tab and the electrode lead of the secondary battery are welded to each other, when the battery is overheated due to overcharging or the like of the battery, the resistance is abruptly increased, The ignition and explosion of the battery can be prevented. In addition, the PTC characteristic can be imparted to the welded portion of the electrode tab and the electrode lead by a simple manufacturing process without addition of a separate element or device, which is advantageous in that the space efficiency is high and the manufacturing cost is not burdened.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지를 조립한 상태의 정면 투시도이다.
도 3은 도 2의 A 부분에서 양극 탭들이 밀집된 형태로 결합되어 양극 리드에 연결되어 있는 파우치 외장재 내부를 확대 도시한 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용접부를 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 용접부를 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional pouch type lithium secondary battery.
2 is a front perspective view of a secondary battery with a welded portion having PTC characteristics according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of an enlarged view of the inside of the pouch case, which is connected to the cathode lead in a densely packed form of cathode tabs in part A of FIG.
4 is a view illustrating a process of forming a weld according to the first embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a process of forming a weld according to a second embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 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 일 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 construed 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 this specification and the configurations shown in the drawings are merely 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.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지를 조립한 상태의 정면 투시도이고, 도 3은 도 2의 A 부분에서 양극 탭들이 밀집된 형태로 결합되어 양극 리드에 연결되어 있는 파우치 외장재 내부를 확대 도시한 부분 확대도이다.FIG. 2 is a front perspective view of a secondary battery with a welded portion having a PTC characteristic according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross- Fig. 2 is an enlarged view of the inside of the pouch exterior member.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지(100)는 양극 및 음극 탭(400, 500)이 구비된 전극 조립체(300), 상기 전극 조립체(300)의 양극 및 음극 탭(400, 500)에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 및 음극 리드(600, 700), 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 상기 음극 탭(500)과 음극 리드(700)가 상호 용접 결합되는 용접부(900) 및 상기 전극 조립체(300)를 수용하는 파우치 외장재(200)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, a secondary battery 100 having a welded portion having a PTC characteristic according to the present invention includes an electrode assembly 300 having positive and negative tabs 400 and 500, The positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 and the negative electrode tab 500 and the negative electrode tab 600 and 700 which are welded and electrically connected to the positive and negative electrode tabs 400 and 500, A welding portion 900 where the leads 700 are welded to each other, and a pouch exterior member 200 that receives the electrode assembly 300.

상기 전극 조립체(300)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형, 젤리-롤형 또는 스택/폴딩형 구조 등을 가진다. 그리고, 전극 조립체(300) 상부에는 각 극판으로부터 연장된 양극 및 음극 탭(400, 500)이 구비된다.The electrode assembly 300 has a stacked structure, a jelly-roll structure, a stack / folding structure, or the like, in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween. On the upper part of the electrode assembly 300, positive and negative electrode tabs 400 and 500 extending from the respective electrode plates are provided.

상기 양극 및 음극 탭(400, 500)은 각 극성마다 하나 이상으로 구성되며, 이들 양극 및 음극 탭(400, 500)들을 용접에 의해 일체로 결합한 후, 각각에 해당하는 리드인 양극 리드(600) 및 음극 리드(700)와 각각 용접되어 전기적으로 연결된다.The positive electrode tab 400 and the negative electrode tab 400 are formed integrally with each other by welding. The positive electrode tab 400 and the negative electrode tab 400 are connected to each other, And the cathode lead 700, respectively.

즉, 상기 양극 리드(600)와 음극 리드(700)의 일단은 상기 양극 탭(400) 및 음극 탭(500)과 용접 결합되는 용접부(900)를 통해 접합되며, 타단은 상기 파우치 외장재(200)의 외부로 노출되는 형태로 구성되어, 상기 양극 및 음극 리드(600, 700)는 해당 이차 전지의 전지 단자로서 기능하게 된다. 또한, 상기 양극 및 음극 리드(600, 700)의 일부에는 파우치 외장재(200)와의 절연을 확보하고 접착성을 향상시키기 위해 절연필름(800)이 부착되어 있을 수 있다.One end of the positive electrode lead 600 and the negative electrode lead 700 are bonded to each other through a weld 900 welded to the positive electrode tab 400 and the negative electrode tab 500 and the other end is bonded to the pouch outer case 200, And the positive and negative leads 600 and 700 function as battery terminals of the corresponding secondary battery. In addition, an insulating film 800 may be attached to a part of the anode lead 600 and the anode lead 600 in order to ensure insulation with the pouch case 200 and to improve the adhesion.

상기 파우치 외장재(200)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 이루어져 있고, 상기 전극 조립체(300)를 수용할 수 있는 내부 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 갖는다.The pouch exterior member 200 is made of a soft packaging material such as an aluminum laminate sheet, provides an internal space for accommodating the electrode assembly 300, and has a pouch shape as a whole.

본 발명에서는 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 음극 탭(500)과 음극 리드(700)가 각각 용접 결합되는 용접부(900) 중 적어도 어느 하나가 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 특성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이는 본 발명에 따른 이차 전지(100)가 과충전 또는 전지의 단락 등에 의한 과전류에 의해 전지의 온도가 상승하면 상기 PTC 특성을 갖는 용접부(900)의 전기 저항이 급격히 증가하면서 전류의 흐름을 제한함으로써 이차 전지의 폭발을 방지하게 된다.In the present invention, at least one of the positive electrode tab 400, the positive electrode lead 600, the negative electrode tab 500 and the welded portion 900 to which the negative electrode lead 700 is welded is increased in electrical resistance And a PTC characteristic. This is because when the secondary battery 100 according to the present invention is overcharged due to overcharge or overcurrent due to short-circuiting of the battery or the like, the electric resistance of the welded portion 900 having the PTC characteristic sharply increases, The explosion of the battery is prevented.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용접부를 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 용접부를 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a process of forming a weld according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view illustrating a process of forming a weld according to a second embodiment of the present invention. to be.

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지(100)의 용접부(900)를 형성하는 다양한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, various embodiments for forming the welded portion 900 of the secondary battery 100 having the welded portion having the PTC characteristic according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

양극 탭(400)과 양극 리드(600)에 대한 구성과 음극 탭(500)과 음극 리드(700)에 대한 구성은 상호 동일 내지 유사하게 적용될 수 있으므로 이하 설명에서는 양극 탭(400) 및 양극 리드(600)를 기준으로 설명하기로 한다. The configuration of the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 and the configuration of the negative electrode tab 500 and the negative electrode lead 700 may be the same or similar to each other, 600).

본 발명의 제1실시예에 따른 용접부(900)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 양극 탭(400) 및 양극 리드(600)의 용접 부위(T)에 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅층(940, 960)이 각각 사전에 코팅된 후, 해당 용접 부위(T)를 용접함으로써 형성된다. 이 때, 상기 용접부(900)는 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 방법으로 용접될 수 있다.The welding portion 900 according to the first embodiment of the present invention has an increased electrical resistance as the temperature rises in the welding portion T of the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600, PTC coating layers 940 and 960 having a PTC material are pre-coated and then welded to the welded portion T. At this time, the welding portion 900 can be welded by ultrasonic welding, resistance welding, laser welding, or the like.

한편, 도 4에는 양극 탭(400) 및 양극 리드(600) 모두에 PTC 코팅층(940, 960)이 코팅되는 것으로 도시되었다. 하지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 양극 탭(400) 또는 양극 리드(600) 중 선택된 어느 하나의 용접 부위(T)에만 상기 PTC 코팅층(940, 960)이 코팅되어도 무방하며, 나아가 음극 탭(500) 및 음극 리드(700)를 포함하여 이들 중 적어도 어느 하나의 용접 부위(T)에 PTC 코팅층(940, 960)이 코팅될 수 있음은 물론이다.4, PTC coating layers 940 and 960 are coated on both the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600. However, the present invention is not limited to this, and the PTC coating layers 940 and 960 may be coated only on the welded portion T of the selected one of the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600, The PTC coating layers 940 and 960 can be coated on at least one of the welding sites T including the cathode lead 500 and the cathode lead 700. [

상기 PTC 코팅층(940, 960)은 디핑법에 의해 형성될 수 있다. 즉, PTC 물질을 갖는 PTC 코팅 슬러리가 담긴 용기에 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600)을 디핑시킨 후 인출하여 가열 건조함으로써 PTC 코팅층(940, 960)을 형성한다. PTC 코팅층(940, 960)의 형성을 위한 디핑 시에는 상기 양극 탭(400) 및 양극 리드(600)의 끝단부터 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 디핑시켜 상기 PTC 코팅층(940, 960)이 용접 부위(T)보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명이 PTC 코팅층(940, 960)을 형성하는 방법에 의해 한정되는 것은 아니며 다양한 공지의 코팅법이 적용될 수 있음은 물론이다.The PTC coating layers 940 and 960 may be formed by a dipping method. That is, the cathode tab 400 and the cathode lead 600 are dipped in a container containing the PTC coating slurry having the PTC material, and drawn out and dried to form the PTC coating layers 940 and 960. At the time of dipping for forming the PTC coating layers 940 and 960, the PTC coating layers 940 and 960 are dipped into a region including at least the entire weld region from the ends of the cathode tab 400 and the cathode lead 600, It is preferable that the region T is formed to be wider than the region T. However, the present invention is not limited to the method of forming the PTC coating layers 940 and 960, and it is needless to say that various known coating methods can be applied.

상기 PTC 코팅층(940, 960)은 BaTiO3이 도핑된 세라믹 수지로 이루어질 수 있으며, BaTiO3에 미량의 라탄(La), 이트륨(Y), 비스무트(Bi) 및 토륨(Th) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가되어 이루어질 수도 있다. 하지만, 본 발명이 PTC 코팅층(940, 960)의 성분에 한정되는 것은 아니며 PTC 특성을 갖는 다양한 공지의 혼합물이 사용될 수 있음은 물론이다.The PTC coating layer (940, 960) is BaTiO 3 a may be made to a doped ceramic resin, BaTiO 3 traces of rattan (La), yttrium (Y), bismuth (Bi), and thorium (Th) of any selected one, or a Or a mixture thereof may be added. However, it should be understood that the present invention is not limited to the components of the PTC coating layers 940 and 960, and various known mixtures having PTC characteristics can be used.

이와 같은 방식으로 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600)에 PTC 코팅층(940, 960)을 코팅한 후, 해당 용접 부위(T)를 용접시키게 되면, 도 3에 도시된 바와 같은 용접부(900)가 형성되며, 이 용접부(900)는 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600)가 상기 PTC 코팅층(940, 960)과 함께 열 융합되면서 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 특성을 갖는 접합면을 이루게 되는 것이다.When the PTC coating layers 940 and 960 are coated on the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 and then the welded portion T is welded in this manner, The cathode 900 and the cathode lead 600 are thermally fused together with the PTC coating layers 940 and 960 and the PTC characteristics in which the electrical resistance increases as the temperature rises Thereby forming a joining surface.

본 발명의 제2실시예에 따른 용접부(900)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 양극 탭(400) 및 양극 리드(600)의 용접 부위(T) 사이에 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 개재물(950)을 사전에 개재한 후, 해당 용접 부위(T)를 용접함으로써 형성된다. 이 때, 상기 용접부(900)는 초음파 용접, 저항 용접, 레이터 용접 등의 방법으로 용접될 수 있다.The welding portion 900 according to the second embodiment of the present invention has an electrical resistance as the temperature rises between the welding portion T of the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600, By interposing the PTC inclusions 950 having an increasing PTC material in advance, and welding the corresponding welded portions T. At this time, the welding portion 900 can be welded by ultrasonic welding, resistance welding, or laser welding.

한편, 도 5에는 양극 탭(400) 및 양극 리드(600) 사이에 PTC 개재물(950)이 개재되는 것으로 도시되었다. 하지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 음극 탭(500) 및 음극 리드(700)를 포함하여 이들 중 적어도 어느 하나의 용접 부위(T) 사이에 PTC 개재물(950)이 개재될 수 있음은 물론이다.5, PTC inclusions 950 are shown interposed between the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600. [ However, the present invention is not limited to this, and the PTC inclusions 950 may be interposed between at least one of the welded portions T including the negative electrode tab 500 and the negative electrode lead 700 to be.

상기 PTC 개재물(950)은 필름 형태로 이루어질 수 있다. 즉, PTC 특징을 갖는 PTC 물질을 소성 가공하여 필름 형태의 PTC 개재물(950)을 형성한다. 상기 PTC 개재물(950)은 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 사이에 적어도 용접 부위(T) 전체를 포함하는 부위까지 개재될 수 있는 크기로 제조하여 상기 PTC 개재물(950)이 용접 부위(T)보다 넓게 개재되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명이 PTC 개재물(950)을 제조하는 방법에 의해 한정되는 것은 아니며 다양한 공지의 제조법이 적용될 수 있음은 물론이다.The PTC inclusions 950 may be in the form of a film. That is, the PTC material having the PTC characteristics is subjected to the plastic working to form the PTC inclusions 950 in the form of a film. The PTC inclusions 950 are formed to be at least as large as a portion including the entire weld region T between the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 so that the PTC inclusions 950 are welded (T). However, the present invention is not limited to the method of manufacturing the PTC inclusion 950, and various known manufacturing methods may be applied.

상기 PTC 개재물(950)은 BaTiO3이 도핑된 세라믹 수지로 이루어질 수 있으며, BaTiO3에 미량의 라탄(La), 이트륨(Y), 비스무트(Bi) 및 토륨(Th) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가되어 이루어질 수도 있다. 하지만, 본 발명이 PTC 개재물(950)의 성분에 한정되는 것은 아니며 PTC 특성을 갖는 다양한 공지의 혼합물이 사용될 수 있음은 물론이다.The PTC inclusions 950 BaTiO 3 a may be made to a doped ceramic resin, BaTiO 3 in a very small amount of rattan (La), yttrium (Y), bismuth (Bi), and thorium (Th) of any one or combinations selected from The mixture may be added. However, it should be understood that the present invention is not limited to the components of the PTC inclusion 950, and various known mixtures having PTC characteristics can be used.

이와 같은 방식으로 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600)의 용접 부위 사이에 PTC 개재물(950)을 개재한 후, 해당 용접 부위(T)를 용접시키게 되면, 도 3에 도시된 바와 같은 용접부(900)가 형성되며, 이 용접부(900)는 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600)가 상기 PTC 개재물(950)과 함께 열 융합되면서 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 특성을 갖는 접합면을 이루게 되는 것이다.When the PTC inclusion 950 is interposed between the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 in the above manner and then the corresponding welded portion T is welded, The positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600 are thermally fused together with the PTC inclusion 950 and the PTC characteristic in which the electrical resistance increases as the temperature rises Thereby forming a joining surface.

이와 같이 본 발명에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지(100)는 과충전 또는 전지의 단락 등에 의한 과전류에 의해 전지의 온도가 상승하면 상술한 제1 및 제2실시예에 의해 형성된 용접부(900)의 전기 저항이 급격히 증가하면서 전류의 흐름을 제한하게 된다. 이는 상기 용접부(900)의 전극 탭(400, 500) 및 전극 리드(600, 700)와 함께 융합된 PTC 물질이 이차 전지의 온도가 상승하면 저항값이 높아져 전류의 흐름을 제한하게 되는 것이다. 한편, 전지의 정상적인 동작시에는 전기 저항이 낮아져 전류의 흐름이 보장되므로, PTC 물질의 추가에 따른 정상 동작시의 전지의 성능이 열화되는 일이 없다.As described above, when the temperature of the battery rises due to overcharge due to overcharging or short-circuiting of the battery, the secondary battery 100 having the welded portion having the PTC characteristic according to the present invention has a welded portion formed by the first and second embodiments 900 is rapidly increased to limit the current flow. This is because when the PTC material fused together with the electrode tabs 400 and 500 and the electrode leads 600 and 700 of the welded part 900 rises in temperature of the secondary battery, the resistance increases and the current flow is limited. On the other hand, during the normal operation of the battery, the electric resistance is lowered and the flow of current is ensured, so that the performance of the battery during normal operation due to the addition of the PTC material is not deteriorated.

그러면, 이하에서는 본 발명에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지(100)의 용접부(900)를 형성하는 다양한 실시예에 따라 이차 전지의 제조방법을 설명하도록 한다.A method of manufacturing a secondary battery according to various embodiments of the present invention will now be described with reference to FIGS.

먼저 제1실시예에 따른 용접부(900)의 형성 방법이 채용된 이차 전지의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.First, a method of manufacturing a secondary battery employing the method of forming the welded portion 900 according to the first embodiment will be described.

PTC 코팅층(940, 960)의 형성을 위해 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅 슬러리가 담긴 코팅 용기를 준비한다.A coating vessel containing a PTC coating slurry having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises for forming the PTC coating layers 940 and 960 is prepared.

그런 다음, 상기 PTC 코팅 슬러리를 상기 양극 탭(400), 음극 탭(500), 양극 리드(600) 및 음극 리드(700) 중 적어도 어느 하나의 용접 부위에 코팅하고 가열 건조하여 PTC 코팅층(940, 960)을 형성한다. 이 때, PTC 코팅층(940, 960)의 형성은 디핑법을 통해 형성될 수 있으며, 이 경우, PTC 코팅층(940, 960)의 형성을 위한 디핑 시에는 상기 양극 탭(400), 음극 탭(500), 양극 리드(600) 및 음극 리드(700) 중 적어도 어느 하나의 끝단부터 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 디핑시켜 상기 PTC 코팅층(940, 960)이 용접 부위(T)보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명이 PTC 코팅층(940, 960)을 형성하는 방법에 의해 한정되는 것은 아니며 다양한 공지의 코팅법이 적용될 수 있음은 물론이다.The PTC coating slurry is then coated on the welded portion of at least one of the positive electrode tab 400, the negative electrode tab 500, the positive electrode lead 600 and the negative electrode lead 700 and heated and dried to form the PTC coating layers 940, 960). At this time, the PTC coating layers 940 and 960 may be formed by dipping. In this case, when dipping for forming the PTC coating layers 940 and 960, the positive electrode tab 400, the negative electrode tab 500 The PTC coating layers 940 and 960 are formed to be wider than the welded portion T by dipping at least one end of at least one of the anode lead 600 and the anode lead 700 to a portion including at least the entire welded portion desirable. However, the present invention is not limited to the method of forming the PTC coating layers 940 and 960, and it is needless to say that various known coating methods can be applied.

그리고 나서, 상기 PTC 코팅층(940, 960)의 코팅이 완료되면, 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 음극 탭(500)과 음극 리드(700)의 용접 부위를 용접 결합하여 용접부(900)를 형성한다.After the coating of the PTC coating layers 940 and 960 is completed, the positive electrode tab 400, the positive electrode lead 600, the negative electrode tab 500, and the negative electrode lead 700 are welded together to form a welded portion 900 are formed.

또한, 제2실시예에 따른 용접부(900)의 형성 방법이 채용된 이차 전지의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing the secondary battery employing the method of forming the welded portion 900 according to the second embodiment will now be described.

PTC 개재물(950)의 제조를 위해 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 특징을 갖는 PTC 물질을 소성 가공하여 필름 형태의 PTC 개재물(950)을 준비한다.A PTC material having a PTC characteristic whose electrical resistance increases as the temperature rises for manufacturing the PTC inclusion 950 is subjected to plastic working to prepare a PTC inclusion 950 in the form of a film.

그런 다음, 상기 PTC 개재물(950)을 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 음극 탭(500)과 음극 리드(700) 중 적어도 어느 하나의 용접 부위 사이에 개재한다. 이 때, 상기 PTC 개재물(950)은 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 음극 탭(500)과 음극 리드(700) 중 적어도 어느 하나의 사이에 적어도 용접 부위(T) 전체를 포함하는 부위까지 개재될 수 있는 크기로 제조하여 상기 PTC 개재물(950)이 용접 부위(T)보다 넓게 개재되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명이 PTC 개재물(950)을 제조하는 방법에 의해 한정되는 것은 아니며 다양한 공지의 제조법이 적용될 수 있음은 물론이다.The PTC inclusions 950 are interposed between the positive electrode tab 400 and the welded portions of at least one of the positive electrode lead 600 and the negative electrode tab 500 and the negative electrode lead 700. At this time, the PTC inclusions 950 include at least the entire weld region T between the positive electrode tab 400 and the positive electrode lead 600, and between the negative electrode tab 500 and the negative electrode lead 700 And the PTC inclusions 950 are preferably formed so as to be wider than the welded portion T. As shown in FIG. However, the present invention is not limited to the method of manufacturing the PTC inclusion 950, and various known manufacturing methods may be applied.

그리고 나서, 상기 PTC 개재물(950)의 개재가 완료되면, 상기 양극 탭(400)과 양극 리드(600) 및 음극 탭(500)과 음극 리드(700)의 용접 부위를 용접 결합하여 용접부(900)를 형성한다.When the PTC inclusion 950 is completed, the positive electrode tab 400, the positive electrode lead 600, the negative electrode tab 500, and the negative electrode lead 700 are welded together to form a weld 900, .

상술한 본 발명에 따른 PTC 특성을 갖는 용접부가 구비된 이차 전지 및 그 제조방법은 파우치형 이차 전지인 경우를 들어 설명하였다. 하지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 캔과 그 캔의 상측 개구에 용접 접합되는 캡 플레이트로 구성되는 각형 이차 전지 등과 같이 다양한 형태의 이차 전지에 적용이 가능하다.The secondary battery provided with the welded portion having the PTC characteristic according to the present invention and the method of manufacturing the same are described in the case of the pouch type secondary battery. However, the present invention is not limited to this, but can be applied to various types of secondary batteries such as a can and a prismatic secondary battery including a cap plate welded to the upper opening of the can.

이상과 같이, 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 limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

이차 전지 : 100 파우치 외장재 : 200
전극 조립체 : 300 양극 및 음극 탭 : 400, 500
양극 및 음극 리드 : 600, 700 절연 필름 : 800
용접부 : 900Secondary battery: 100 pouch Exterior material: 200
Electrode assembly: 300 positive and negative tabs: 400, 500
Anode and cathode leads: 600, 700 Insulation film: 800
Welding area: 900

Claims (16)

일체로 결합된 양극 탭들과 일체로 결합된 음극 탭들이 구비된 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및
상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드 및 음극 리드;를 포함하되,
상기 양극 탭들 및 상기 양극 리드 사이의 용접 계면과 상기 음극 탭들 및 상기 음극 리드 사이의 용접 계면 중 적어도 어느 하나에는 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅층이 구비되고, 상기 PTC 코팅층은 용접시 마주보는 용접 부위 중 적어도 어느 한 쪽의 표면에 사전에 표면 코팅된 것임을 특징으로 하는 이차 전지.
An electrode assembly having negative electrode tabs integrally joined to positive electrode tabs integrally bonded thereto;
A pouch exterior member housing the electrode assembly; And
And a cathode lead and a cathode lead which are welded and electrically connected to the cathode taps and the anode taps, respectively,
A PTC coating layer having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises is provided on at least one of a weld interface between the positive electrode tabs and the positive electrode lead and a weld interface between the negative electrode tabs and the negative electrode lead, Wherein the coating layer is previously coated on the surface of at least one of the facing welding sites during welding.
일체로 결합된 양극 탭들과 일체로 결합된 음극 탭들이 구비된 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및
상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드 및 음극 리드;를 포함하되,
상기 양극 탭들 및 상기 양극 리드 사이의 용접 계면과 상기 음극 탭들 및 상기 음극 리드 사이의 용접 계면 중 적어도 어느 하나에는 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 개재물이 구비되고, 상기 PTC 개재물은 용접시 마주 보는 용접 부위에 면접촉을 하도록 개재된 상태에서 마주 보는 용접 부위와 함께 용접된 것임을 특징으로 하는 이차 전지.
An electrode assembly having negative electrode tabs integrally joined to positive electrode tabs integrally bonded thereto;
A pouch exterior member housing the electrode assembly; And
And a cathode lead and a cathode lead which are welded and electrically connected to the cathode taps and the anode taps, respectively,
A PTC inclusion having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises is provided on at least one of a weld interface between the positive electrode tabs and the positive electrode lead and a weld interface between the negative electrode tabs and the negative electrode lead, Wherein the inclusions are welded together with the opposite welding portions while being interposed so as to be in surface contact with the facing welding portions in welding.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 PTC 물질은, BaTiO3이 도핑된 세라믹 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the PTC material is made of a ceramic resin doped with BaTiO 3 . 제3항에 있어서,
상기 PTC 물질은, BaTiO3에 미량의 라탄(La), 이트륨(Y), 비스무트(Bi) 및 토륨(Th) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 3,
Wherein the PTC material is any one selected from the group consisting of La, Y, Bi and Th, or a mixture thereof, in a small amount of BaTiO 3 . 제1항에 있어서,
상기 PTC 코팅층은, 상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들과 상기 양극 리드 및 상기 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 끝단부터 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 코팅되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to claim 1,
Wherein the PTC coating layer is coated from an end of at least one of the positive electrode tabs and the negative electrode tabs to at least a portion including at least the entire welding area. 제5항에 있어서,
상기 PTC 코팅층은, 슬러리 형태의 PTC 물질을 코팅 후 가열 건조하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.6. The method of claim 5,
Wherein the PTC coating layer is formed by coating a PTC material in the form of a slurry, followed by heating and drying. 제2항에 있어서,
상기 PTC 개재물은, 상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 사이 또는 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드 사이에 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 개재되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the PTC inclusions are interposed between the positive electrode tabs and the positive electrode lead or between the negative electrode tabs and the negative electrode lead at least up to a portion including the entire welded portion. 제7항에 있어서,
상기 PTC 개재물은, 필름의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.8. The method of claim 7,
Wherein the PTC inclusion is in the form of a film. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용접부는, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 선택된 어느 하나의 방법으로 용접되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the welding portion is welded by any one of ultrasonic welding, resistance welding, and laser welding. 일체로 결합된 양극 탭들과 일체로 결합된 음극 탭들이 구비된 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드 및 음극 리드;를 포함하는 이차 전지의 제조 방법에 있어서,
온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 PTC 코팅 슬러리를 마련하는 단계;
상기 PTC 코팅 슬러리를 상기 양극 탭들, 상기 음극 탭들, 상기 양극 리드 및 상기 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 용접 부위에 표면 코팅하고 가열 건조하여 PTC 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드의 용접 부위를 용접하여 상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 사이의 용접 계면 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드 사이의 용접 계면 중 적어도 하나에 상기 PTC 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.An electrode assembly having negative electrode tabs integrally joined to positive electrode tabs integrally bonded thereto; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a cathode lead and a cathode lead which are respectively welded and electrically connected to the cathode tabs and the anode tabs,
Providing a PTC coating slurry having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises;
Coating the PTC coating slurry on a welded portion of at least one of the positive electrode tabs, the negative electrode tabs, the positive electrode lead, and the negative electrode lead, followed by heat drying to form a PTC coating layer; And
And welding the positive electrode tabs, the positive electrode leads, the negative electrode tabs, and the negative electrode leads to weld at least one of the weld interface between the positive electrode tabs and the positive electrode lead and the weld interface between the negative electrode tabs and the negative electrode lead, And forming a coating layer on the surface of the secondary battery. 일체로 결합된 양극 탭들과 일체로 결합된 음극 탭들이 구비된 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재; 및 상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들에 각각 용접되어 전기적으로 접합되는 양극 리드 및 음극 리드;를 포함하는 이차 전지의 제조방법에 있어서,
온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 PTC 물질을 갖는 필름 형태의 PTC 개재물을 마련하는 단계;
상기 PTC 개재물을 상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 사이의 용접 부위 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드 사이의 용접 부위 중 적어도 어느 하나의 용접 부위 사이에 면접촉을 하도록 개재하는 단계; 및
상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드의 용접 부위를 용접 결합하여 상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 사이의 용접 계면 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드 사이의 용접 계면 중 적어도 하나에 상기 PTC 개재물을 개재시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.An electrode assembly having negative electrode tabs integrally joined to positive electrode tabs integrally bonded thereto; A pouch exterior member housing the electrode assembly; And a cathode lead and a cathode lead which are respectively welded and electrically connected to the cathode tabs and the anode tabs,
Providing a PTC inclusion in the form of a film having a PTC material whose electrical resistance increases as the temperature rises;
Interposing the PTC inclusions so that the PTC inclusions are in surface contact between a welding portion between the cathode tabs and the cathode lead and a welding portion between the cathode tabs and the cathode lead; And
And welding the positive electrode tabs, the positive electrode leads, the negative electrode tabs and the welded portions of the negative electrode leads to at least one of a weld interface between the positive electrode tabs and the positive electrode leads, and a weld interface between the negative electrode tabs and the negative electrode leads. And interposing the PTC inclusions in the second insulating layer. 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 PTC 물질은, BaTiO3이 도핑된 세라믹 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.The method according to claim 10 or 11,
Wherein the PTC material is made of a ceramic resin doped with BaTiO 3 . 제12항에 있어서,
상기 PTC 물질은, BaTiO3에 미량의 라탄(La), 이트륨(Y), 비스무트(Bi) 및 토륨(Th) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Wherein the PTC material is added with any one selected from the group consisting of La, Y, Bi and Th in a small amount of BaTiO 3 or a mixture thereof. 제10항에 있어서,
상기 PTC 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 양극 탭들 및 상기 음극 탭들과 상기 양극 리드 및 상기 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 끝단부터 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 코팅하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of forming the PTC coating layer comprises coating at least one end of at least one of the positive electrode tabs and the negative electrode tabs and the negative electrode lead to at least a portion including at least the entire welded portion. Way. 제11항에 있어서,
상기 PTC 개재물을 개재하는 단계는, 상기 양극 탭들과 상기 양극 리드 및 상기 음극 탭들과 상기 음극 리드 중 적어도 어느 하나의 사이에 적어도 용접 부위 전체를 포함하는 부위까지 개재하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of interposing the PTC inclusions comprises interposing at least a portion including at least the entire welded portion between the positive electrode tabs and the positive electrode leads and at least one of the negative electrode tabs and the negative electrode leads. Way. 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 용접 결합 단계는, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 선택된 어느 하나의 방법으로 용접하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.The method according to claim 10 or 11,
Wherein the welding is performed by any one of ultrasonic welding, resistance welding, and laser welding.
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