KR101699846B1 - Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly - Google Patents
Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly Download PDFInfo
- Publication number
- KR101699846B1 KR101699846B1 KR1020140017225A KR20140017225A KR101699846B1 KR 101699846 B1 KR101699846 B1 KR 101699846B1 KR 1020140017225 A KR1020140017225 A KR 1020140017225A KR 20140017225 A KR20140017225 A KR 20140017225A KR 101699846 B1 KR101699846 B1 KR 101699846B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode assembly
- battery cell
- cell
- case
- preventing member
- Prior art date
Links
- 230000001153 anti-wrinkle effect Effects 0.000 title claims description 9
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 claims abstract description 56
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 3
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical group Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCOC(N)=O UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006284 nylon film Polymers 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000037330 wrinkle prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 적층된 구조를 포함하고 있는 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 셀 케이스에 내장되어 있고, 상기 전극조립체와 셀 케이스는 각각 전지셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가지며, 상기 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에는 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재가 부가되어 있는 것을 특징을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention is characterized in that an electrode assembly including a structure in which a separator is sandwiched between anodes and cathodes is embedded in a cell case in a state that the electrode assembly is impregnated with an electrolyte solution, Wherein at least a part of the outer surface of the electrode assembly is provided with a wrinkle preventing member for preventing wrinkles when the cell case is deformed, .
Description
본 발명은 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀로서, 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에는 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재가 부가되어 있는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell that can be flexibly deformed according to the shape of a device, and at least a part of the outer surface of the electrode assembly is provided with a wrinkle preventing member for preventing wrinkles at the time of deformation of the cell case.
최근 사용량이 증가하고 있는 이차전지는, 전지의 형상 면에서 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.The secondary battery, which has recently been used in an increasing amount, has a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of the shape of the battery. , Lithium secondary batteries, lithium ion batteries, and the like, which have advantages such as high output stability and output stability.
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 분리필름으로 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 in which a Bi-cell or a full cell stacked in a single state is wound up as a separation film can be given.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.Recently, a pouch-shaped battery having a structure in which a stacked or stacked / folded electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet is attracting much attention due to low manufacturing cost, small weight, Its usage is also gradually increasing.
도 1 및 도 2에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIGS. 1 and 2 schematically show a general structure of a typical pouch-type secondary battery of the related art as an exploded perspective view.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 스택형 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.1, a pouch type
전지케이스(40)는 스택형 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 스택형 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스(43)로 이루어져 있다. 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)는 스택형 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 열융착되어, 상단 실링부(44)와 측면 실링부(45, 46), 및 하단 실링부(47)를 형성한다.The
도 1에서는 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)가 각각 별도의 부재로서 표시되어 있지만, 도 2에서와 같이 일측 단부가 일체되어 연속되어 있는 경첩식 구조도 가능하다.Although the
또한, 도 1 및 도 2는, 전극 탭과 전극 리드가 연결된 구조의 전극 단자가 일단에 함께 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 전극 단자가 일단과 타단에 각각 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀 등도 상기와 같은 방법으로 제작할 수 있음은 물론이다.1 and 2 show a pouch-shaped battery cell having a structure in which electrode terminals having a structure in which an electrode tab and an electrode lead are connected together at one end, a structure in which electrode terminals are formed at one end and at the other end, respectively The pouch-shaped battery cell of the present invention can also be manufactured in the same manner as described above.
또한, 도 1 및 도 2는, 스택형 전극조립체를 사용한 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 권취형 또는 젤리-롤형 전극조립체를 사용하는 경우에도 상기와 같은 방법으로 제조될 수 있음은 물론이다.1 and 2 illustrate a pouch-type battery cell using a stacked electrode assembly. However, it is needless to say that the present invention can also be applied to the case where a wound-up type or jelly-roll type electrode assembly is used.
도 1 및 도 2에서와 같이, 파우치형 전지셀은, 대략 직육면체의 형상으로 제조되는 것이 일반적이다. As shown in Figs. 1 and 2, the pouch-shaped battery cell is generally manufactured in a substantially rectangular parallelepiped shape.
그러나, 디바이스의 디자인은 직육면체 형상으로만 이루어지지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 휘어질 수 있는 형상일 수도 있다. 예를 들어, 스마트 폰의 경우에는, 파지감의 향상을 위하여, 측면을 곡선 처리할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 같은 경우에는 휘거나 굽힐 수 있으며, 다양한 형태로 제작이 가능하다.However, the design of the device may not only be formed in a rectangular parallelepiped shape, but may also be a shape that can be bent. For example, in the case of a smart phone, curved side processing can be performed to improve gripping feeling. In the case of a flexible display, it can be bent or bent, and can be manufactured in various forms.
이렇게 곡선 처리된 부분을 가지도록 디자인된 디바이스 또는 휘어질 수 있는 디바이스의 경우, 직육면체 형상의 전지셀 또는 전지팩을 디바이스 내부의 공간에 내장하는 것에 한계가 있다는 문제가 있는 바, 최근에는 다양한 디자인의 디바이스 내에 쉽게 장착할 수 있는 전지의 유연한 특성이 요구되고 있다. In the case of a device designed to have such a curved portion or a device capable of being bent, there is a problem in that it is difficult to embed a rectangular parallelepiped-shaped battery cell or a battery pack in a space inside the device. Recently, Flexible characteristics of a battery that can be easily mounted in a device are required.
그러나, 곡선 처리된 부분을 가지도록 디자인된 디바이스 또는 휘거나 굽힐 수 있는 가변적인 형태의 디바이스인 경우, 수납되어 있는 전지셀의 형태가 가변 되면서 셀 케이스의 손상이 발생하고, 그로 인해 금속층의 노출로 절연 파괴 또는 전해액 누출 현상 등이 발생하는 문제가 있었다.However, in the case of a device designed to have a curved portion or a flexible or bendable device of variable shape, the shape of the stored battery cell varies and damage to the cell case occurs, There is a problem that insulation breakdown or electrolytic solution leakage occurs.
따라서, 상기 문제를 해결하고, 전지의 형상의 변형에도 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique that solves the above problem and secures safety against deformation of the shape of the battery.
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.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가지는 전극조립체의 외면 중 적어도 일부에 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재를 부가하는 경우, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 셀 케이스의 주름을 효과적으로 방지하는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that, as will be described later, at least a part of the outer surface of the electrode assembly, which has flexibility that can be deformed according to the shape of the device on which the battery cell is mounted, It has been confirmed that the wrinkle of the cell case can be effectively prevented even when the shape of the battery is modified corresponding to devices of various designs in the case of adding a wrinkle preventing member for preventing wrinkling at the time of deformation.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:
양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 적층된 구조를 포함하고 있는 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 셀 케이스에 내장되어 있고,An electrode assembly including a structure in which anodes and cathodes are stacked with a separator interposed is embedded in a cell case in a state impregnated with an electrolyte,
상기 전극조립체와 셀 케이스는 각각 전지셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가지며,The electrode assembly and the cell case each have a variability that can be changed according to the shape of a device on which the battery cell is mounted,
상기 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에는 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재가 부가되어 있는 것을 특징으로 한다.And at least a part of the outer surface of the electrode assembly is provided with a wrinkle preventing member for preventing wrinkles when the cell case is deformed.
이때, 상기 셀 케이스는, 전극조립체의 외면에 부가된 주름 방지용 부재에 의해 굴곡 형상을 가질 수 있다.At this time, the cell case may have a bent shape by a wrinkle preventing member attached to the outer surface of the electrode assembly.
하나의 구체적인 예에서, 상기 주름 방지용 부재는 망상(網狀) 구조로 이루어질 수 있으며, 상세하게는, 복수의 섬유들이 직포 또는 부직포를 형성하고 있는 구조를 가질 수 있고, 이때, 상기 전지셀의 전극조립체 외면에 부가된 주름 방지용 부재에 의해 표면에 울퉁불퉁한 굴곡 형상을 가질 수 있다.In one specific example, the anti-wrinkle member may have a net-like structure. Specifically, the anti-wrinkle member may have a structure in which a plurality of fibers form a woven fabric or a nonwoven fabric. At this time, It is possible to have a bumpy curved shape on the surface by the wrinkle preventing member attached to the outer surface of the assembly.
본 출원의 발명자들은, 전지셀의 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에 다수의 섬유들이 서로 그물 모양으로 엮어진 망상(網狀) 구조의 주름 방지용 부재를 부가할 경우, 전지셀의 제조 공정시, 주름 방지용 부재 다수의 섬유들이 규칙적, 또는 불규칙적으로 배열된 형상에 따라 셀 케이스 내면을 가압하게 되어 울퉁불퉁한 굴곡 형상이 셀 케이스 표면에 형성되고, 전지셀의 변형에 의해 발생되는 셀 케이스의 응력을 이러한 굴곡 형상들의 골 사이로 풀어지도록(release) 유도함으로써, 셀 케이스의 주름 발생을 효과적으로 최소화하는 것을 확인하였다.The inventors of the present application have found that when a wrinkle preventing member having a net-like structure in which a plurality of fibers are net-woven together in at least a part of the outer surface of an electrode assembly of a battery cell is added, Preventive member The plurality of fibers are pressed regularly or irregularly on the inner surface of the cell case to form a rugged bending shape on the surface of the cell case, It is confirmed that the occurrence of wrinkles in the cell case is effectively minimized by inducing release between the ribs of the shapes.
이와 같이, 본 발명은 셀 케이스 의도하지 않은 주름 발생을 최소함에 따라, 셀 케이스의 손상으로 인해 나타나는 셀 케이스의 금속층 노출 또는 전해액 누출 현상을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 전지의 안전성을 크게 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the metal layer from being exposed to the metal layer or the electrolyte leakage phenomenon caused by the damage of the cell case as the occurrence of unintended wrinkles in the cell case is minimized.
또한, 상기 주름 방지용 부재는 전극조립체의 외면에 부착된 형태로 부가될 수 있으며, 상세하게는 상기 망상 구조 내로 전극조립체의 합제가 부분적으로 도입되어 전극조립체와 일체화되어 있는 구조일 수 있다.The wrinkle preventing member may be attached to the outer surface of the electrode assembly. Specifically, the wrinkle preventing member may be partially integrated with the electrode assembly by partially introducing the electrode assembly into the network structure.
상기 망상 구조의 형상은, 예를 들면, 평면 상으로 허니콤(honey comb) 구조, 또는 격자 구조, 또는 마름모꼴 구조 등이 연속적인 패턴으로 이루어진 구조일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The shape of the network structure may be, for example, a structure in which a honeycomb structure, a lattice structure, a rhombic structure, or the like is formed in a continuous pattern in a plane, but is not limited thereto.
이때, 상기 망상 구조의 선의 굵기는 100 나노미터 미터 이상 내지 100 마이크로 미터 이하일 수 있다. 선의 굵기가 100 나노미터 미만인 경우, 주름을 방지할 수 있는 적절한 크기의 굴곡 형상을 셀 케이스에 형성시키기 어려울 뿐만 아니라, 셀 케이스 표면을 지지하기에 충분한 인장강도를 발휘하기 어려워 작은 변형에도 주름 방지용 부재가 손상될 수 있고, 100 마이크로 미터를 초과하는 경우에는, 주름 방지용 부재의 두께가 과도하게 늘어나 전지셀의 부피를 증가시킬 수 있다.At this time, the thickness of the line of the network structure may be 100 nanometers or more and 100 micrometers or less. When the thickness of the wire is less than 100 nanometers, it is difficult to form a bending shape of an appropriate size to prevent wrinkles from being formed in the cell case, and it is difficult to exhibit sufficient tensile strength to support the cell case surface. If the thickness exceeds 100 micrometers, the thickness of the anti-creasing member excessively increases, and the volume of the battery cell can be increased.
이러한 본 발명의 주름 방지용 부재는 전지셀의 부피 증가를 최소화할 수 있는 얇은 두께의 판상형 부재일 수 있고, 예를 들어, 시트형 부재일 수 있다. The wrinkle preventing member of the present invention may be a thin plate-like member capable of minimizing an increase in the volume of the battery cell, and may be, for example, a sheet-like member.
시트형 부재인 경우, 상기 주름 방지용 부재는, 구체적으로, 셀 케이스 표면에 굴곡 형상이 형성될 수 있도록 시트 부재에 복수의 기공들이 천공되어 있는 구조로 이루어 질 수 있고, 이때, 상기 기공은 직경의 크기가 0.1 밀리미터 내지 1 밀리미터일 수 있으며, 기공들의 간격은 기공의 직경 대비 300% 내지 1000%일 수 있다.In the case of a sheet-like member, the wrinkle preventing member may be structured such that a plurality of pores are formed in the sheet member so that a curved shape may be formed on the surface of the cell case. At this time, May be from 0.1 millimeter to 1 millimeter, and the spacing of the pores may be between 300% and 1000% of the diameter of the pores.
한편, 상기 주름 방지용 부재의 소재는 전기 절연성 특성을 가지고, 다양한 형태로 성형이 용이한 소재라면 한정되지 아니하나, 하나의 구체적인 예에서, 상기 주름 방지용 부재는 고분자 소재로 이루어질 수 있고, 상기 고분자 소재는, 예를 들어, PE(polyethylene), PP(polypropylene), PS(polystyrene), PET(polyethylene-terephthalate), PMMA(Polymethylmethacrylate), PAN(polyacrylonitrile), 실리콘 수지 및 천연 또는 합성 고무 등일 수 있다.The wrinkle preventing member may be made of a polymeric material, and the wrinkle preventing member may be made of a polymeric material. The wrinkle preventing member may be made of a polymeric material, For example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylonitrile (PAN), silicone resin and natural or synthetic rubber.
또는, 하나의 구체적인 예에서, 상기 주름 방지용 부재는 절연성 물질로 코팅된 금속 소재일 수 있고, 상기 금속 소재는 예를 들면, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 및 은 등일 수 있으며, 절연성 물질은, 예를 들면, 폴리올레핀 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 및 고무 수지 등일 수 있다.Alternatively, in one specific example, the anti-wrinkle member may be a metal material coated with an insulating material, and the metal material may be, for example, aluminum, copper, iron, nickel, silver, For example, a polyolefin resin, a fluororesin, a silicone resin, a rubber resin, or the like.
한편, 본 발명의 주름 방지용 부재의 부가 형태와 관련하여, 상기 주름 방지용 부재는, 셀 케이스의 주름을 효과적으로 방지할 수 있도록, 전극조립체의 외면에 밀착되어 부착된 형태일 수 있으며, 더욱 상세하게는 열융착 되거나, 접착되는 형태로 부착될 수 있고, 상기 주름 방지용 부재를 접착하는 접착제의 소재로, 불포화 폴리에스테르계 물질이나, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 등의 폴리아크릴레이트계 물질, 또는 실리콘계 물질 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The wrinkle preventing member may be attached to the outer surface of the electrode assembly so as to effectively prevent the wrinkles of the cell case from being adhered to the outer surface of the electrode assembly. And may be adhered in the form of a heat-sealable or adhesive, and as the material of the adhesive for adhering the anti-wrinkle member, an unsaturated polyester-based material or a polyacrylate-based material such as polyester acrylate, epoxy acrylate and urethane acrylate Materials, and silicon-based materials. However, the present invention is not limited to these materials.
즉, 본 발명의 전지셀은, 주름 방지용 부재를 전극조립체의 외면에 열융착하거나, 접착하는 형태로 부착시킴으로써, 상기 주름 방지용 부재가 전극조립체의 외면과 일체화되어 셀 케이스가 왜곡되지 않도록 지지할 수 있는 바, 셀 케이스의 주름을 효과적으로 방지할 수 있다.That is, in the battery cell of the present invention, the anti-creasing member is attached to the outer surface of the electrode assembly by heat fusion or adhesion so that the anti-crease member is integrated with the outer surface of the electrode assembly to prevent the cell case from being distorted As a result, the wrinkles of the cell case can be effectively prevented.
하나의 구체적인 예에서, 상기 주름 방지용 부재의 부가 위치는 한정되지 아니하나, 주름의 발생이 많은 굽어지는 부분에 형성됨이 바람직하고, 상세하게는, 본 발명의 주름 방지용 부재는 셀 케이스의 상부 내면과 대면하는 전극조립체의 상단 최외곽 전극과 셀 케이스의 하부 내면과 대면하는 전극조립체의 하단 최외곽 전극에 각각 부가될 수 있다.In one specific example, the additional position of the anti-crease member is not limited, but is preferably formed in a bent portion where a lot of creases are generated. More specifically, the anti-crease member of the present invention comprises: The uppermost outermost electrode of the facing electrode assembly and the lower most outermost electrode of the electrode assembly facing the lower inner surface of the cell case, respectively.
이는, 일반적으로 전지셀이 곡선을 가진 디바이스의 형상에 따라 휘어지는 경우, 전지의 형상을 변형하기 위한 압력이, 전극의 적층 방향으로 작용하기 때문에, 굽어지는 방향의 내측에 위치하는 면, 즉 셀 케이스의 상면 또는 하면에 주름의 발생이 많기 때문이다.This is because, in general, when the battery cell is bent in accordance with the shape of the device having the curved line, the pressure for deforming the shape of the cell acts in the direction of stacking the electrodes, The wrinkles are generated on the upper surface or the lower surface.
특히, 축 방향의 수직단면 상으로 중심부에 대해 양측 단부가 동일한 방향으로 함께 휘어 있어서 곡면을 형성하는 구조의 디바이스에 전지셀을 적용할 경우에도, 전지셀의 중심부에 응력이 집중될 수 있으므로, 상기 주름 방지용 부재는 전극조립체의 외면의 중심 부위에 부가될 수 있다.Particularly, even when a battery cell is applied to a device having a curved surface formed by curving both side ends in the same direction with respect to the central portion on the vertical section in the axial direction to form a curved surface, stress can be concentrated at the center of the battery cell, The wrinkle preventing member may be added to the central portion of the outer surface of the electrode assembly.
구체적으로, 상기 주름 방지용 부재는, 그것의 중심이 전극조립체의 중심을 관통하는 수직 축에 위치하고 있고, 전극조립체의 전체 면적을 기준으로 20% 내지 100%의 크기로 전극조립체의 외면 부위에 부가될 수 있다.Specifically, the anti-creasing member is located on a vertical axis passing through the center of the electrode assembly and is added to the outer surface portion of the electrode assembly in a size of 20% to 100% based on the total area of the electrode assembly .
또한, 본 발명의 주름 방지용 부재는, 전지셀의 부피를 최소화할 수 있도록 얇은 두께로 형성될 수 있고, 상세하게는, 0.1 마이크로미터 내지 150 마이크로미터일 수 있다.The wrinkle preventing member of the present invention may be formed to have a small thickness so as to minimize the volume of the battery cell, and more specifically, may be 0.1 to 150 micrometers.
상기 주름 방지용 부재의 두께가 0.1 마이크로미터 미만인 경우, 주름을 방지할 수 있을 정도의 굴곡을 형성시키기 어렵고, 150 마이크로미터를 초과하는 경우에는, 필요이상으로 재료가 사용되어 비경제적일 뿐만 아니라, 부재가 차지하는 부피가 커지므로 전지의 전체적인 크기가 커져 효과 대비 공간 효율성이 떨어지는 바, 바람직하지 않다. When the thickness of the anti-wrinkle member is less than 0.1 micrometer, it is difficult to form a bend to prevent wrinkles. When the thickness exceeds 150 micrometers, the material is used more than necessary and is not economical, The total size of the battery becomes large and the space efficiency with respect to the effect becomes poor, which is not preferable.
한편, 본 발명의 셀 케이스는 다양한 디자인의 디바이스 내에 쉽게 장착될 수 있는 전지의 유연한 특성을 가지고 수지층과 금속층을 포함하고 있는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스일 수 있다.Meanwhile, the cell case of the present invention may be a pouch-type case made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, having flexibility characteristics of a battery, which can be easily mounted in devices of various designs.
이때, 상기 라미네이트 시트는, 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있고, 상세하게는 금속 차단층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지 외곽층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지 실란트층이 부가되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. In this case, the laminate sheet may be an aluminum laminate sheet. Specifically, a resin outer layer having excellent durability is added to one surface (outer surface) of the metal barrier layer, and a thermally fusible resin sealant layer is provided on the other surface Or the like.
상기 수지 외곽층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 수지 외곽층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. Since the resin outer layer has excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a tensile strength and weather resistance of a predetermined level or higher. In this respect, polyethylene terephthalate (PET) and stretched nylon film can be preferably used as the polymer resin of the resin outer layer.
상기 금속 차단층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 셀 케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. The metal barrier layer may be made of aluminum in order to exhibit the function of improving the strength of the cell case, in addition to the function of preventing the inflow or outflow of foreign substances such as gas, moisture and the like.
상기 수지 실란트층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.As the polymer resin of the resin sealant layer, a polyolefin resin having a low heat absorbing property (heat adhesion property) and low hygroscopicity in order to suppress penetration of an electrolyte solution and not being swollen or eroded by an electrolytic solution is preferably used And more particularly, lead-free polypropylene (CPP) may be used.
일반적으로 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 금속과의 접착력이 낮으므로, 상기 금속 차단층과의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로서, 상세하게는 상기 금속층과 수지 실란트층 사이에 접착층을 추가로 포함하여 접착력 및 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착층의 소재로는, 예를 들어, 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 일래스토머(elastomer)를 함유하는 조성물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In general, a polyolefin resin such as polypropylene has a low adhesive force with a metal. Therefore, as a method for improving the adhesion with the metal barrier layer, more specifically, an adhesive layer is additionally provided between the metal layer and the resin sealant layer, And blocking characteristics can be improved. Examples of the material of the adhesive layer include a urethane-based material, an acryl-based material, a composition containing a thermoplastic elastomer, and the like, but are not limited thereto.
또한, 전해액에 함침된 상태로 가변적인 셀 케이스에 내장되는 상기 전극조립체는, 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 판상형 구조라면 특별히 한정되는 것은 아니하나, 상세하게는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 적층한 구조의 스택형 전극조립체, 또는 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체, 또는 상기 바이셀 또는 풀셀들을 분리막이 개재된 상태로 적층한 구조의 라미네이트/스택형 전극조립체일 수 있다.The electrode assembly embedded in the cell case, which is embedded in the electrolyte solution in a state of being impregnated with the electrolytic solution, is not particularly limited as long as it is a plate-like structure in which a plurality of electrode tabs are connected to form an anode and a cathode. A stacked electrode assembly having a structure in which a cathode and a cathode are stacked with a separator interposed therebetween, or a bi-cell or a full cell stacked with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode of a predetermined unit A stacked / folded electrode assembly having a structure that is wound in a film, or a laminated / stacked electrode assembly having a structure in which the bi-cell or pull-cell is stacked with a separator interposed therebetween.
이때, 상기 바이셀은 같은 종류의 전극이 셀이 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극-분리막-양극 또는 음극-분리막-양극-분리막-음극으로 이루어진 셀이다. 상기 풀셀은 다른 종류의 전극이 셀의 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극으로 이루어진 셀이다.At this time, the bi-cell has a stacked structure in which the cells of the same kind are located on both sides, for example, a cell having a stack structure such as a cell comprising a cathode-separator-cathode- separator- anode or cathode- separator- anode- to be. The pull cells have a stacked structure in which different types of electrodes are located on both sides of the cell, and are, for example, cells made of a cathode-separator-cathode.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 둘 이상 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery module including at least two battery cells, and a battery pack including the battery module.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 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 including the battery pack 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.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가진 전극조립체 및 셀 케이스를 포함하고 있는 전지셀로서, 이러한 전극조립체의 외면 중 적어도 일부에 주름 방지용 부재를 부가시킴으로써, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지셀 형상이 변형되는 경우에 발생되는 주름을 최소화할 수 있는 바, 셀 케이스의 주름으로 인한 손상으로 발생되는 셀 케이스의 금속층의 노출 또는 전해액 누출 현상을 효과적으로 방지할 수 있어 전지의 안전성을 높일 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the battery cell according to the present invention is a battery cell including an electrode assembly and a cell case having flexibility that can be modified according to the shape of the device, and at least a part of the outer surface of the electrode assembly is prevented from being wrinkled By adding a member, it is possible to minimize the wrinkles generated when the shape of the battery cell is deformed corresponding to devices of various designs. As a result, the metal layer of the cell case or the electrolyte leakage phenomenon Can be effectively prevented and the safety of the battery can be enhanced.
도 1 및 도 2는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 3은 하나의 실시예에 따른 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 단면 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른, 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 단면 모식도이다;
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전지셀의 평면도들이다.1 and 2 are exploded perspective views of a conventional pouch type secondary battery of the related art;
3 is a cross-sectional schematic diagram of a battery cell showing an internal structure of a battery cell according to one embodiment;
4 is a schematic cross-sectional view of a battery cell showing an internal structure of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
5 to 7 are plan views of a battery cell according to various embodiments 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 3에는 하나의 실시예에 따른 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a cross-sectional view of a battery cell showing an internal structure of a battery cell according to one embodiment.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀(100)은, 시트형의 양극(112)과 음극(114)을 분리막(113)이 개재된 상태에서 적층한 구조의 스택형 전극조립체(110)가 전해액(도시하지 않음)에 함침된 상태로 파우치형 케이스(120)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있고, 전극 탭(140)과 전극 리드(142)가 전지셀(100)의 일측에 형성되어 있다.3, a
이러한 전극조립체(110)와 파우치형 케이스(120)는 각각 전지셀(100)이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가진다.Each of the
한편, 일반적으로 전지셀이 곡선을 가진 디바이스의 형상에 따라 휘어지는 경우, 파우치형 케이스의 상면 또는 하면에 주름의 발생하기 때문에, 본 발명의 전지셀(100)은, 이러한 주름을 방지하기 위해 파우치형 케이스(120)의 상부 내면(121)과 대면하는 전극조립체(110)의 상단 최외곽 전극(115)과 파우치형 케이스(120)의 하부 내면(122)과 대면하는 전극조립체의 하단 최외곽 전극(116)에 주름 방지용 부재들(150, 151)이 접착된 형태로 부가되어 있다.On the other hand, in general, when the battery cell is bent according to the shape of the device having a curved shape, wrinkles are generated on the upper or lower surface of the pouch-shaped case. Therefore, the
이러한 주름 방지용 부재들(150, 151)은 망상(網狀) 구조로서, PET(polyethylene-terephthalate) 등과 같은 플라스틱 소재로 이루어지거나, 알루미늄 등과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있고, 이때, 주름 방지용 부재들(150, 151)이 금속 소재인 경우에는 표면에 절연성 물질인 불소 수지를 코팅하여 제조하게 된다.The
여기서 망상 구조는 다수의 섬유들이 서로 그물 모양으로 엮어진 형상으로, 도 3의 일부 확대도에서는 망상 구조의 주름 방지용 부재(150)를 다수의 섬유들(155)의 단면으로 표현하였다.3 is a cross-sectional view of a plurality of
이러한 주름 방지용 부재(150)는, 그것의 망상 구조 내로 전극조립체(110)의 합제가 부분적으로 도입되어 전극조립체(110)와 일체화되어 있는 구조로 형성된다.The
한편, 도 4에는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른, 전지셀(200)의 내부 구조를 나타낸 전지셀(200)의 단면도가 모식도적으로 도시되어 있다.4 is a schematic cross-sectional view of a
도 4를 참조하면, 또 하나의 실시예에 따른 주름 방지용 부재들(250,251)은, 도 3과 달리, 전극조립체(210)의 중심을 관통하는 수직 축(C)에 대응하는 전극조립체(210)의 외면 중심 부위에 부가되어 있다.4, the
이는, 일반적으로 축 방향의 수직단면 상의 중심부에 대해 양측 단부가 동일한 방향으로 함께 휘어져 곡면이 형성된 디바이스에 전지셀을 적용할 경우에는, 전지셀의 중심부에 응력이 집중될 수 있기 때문에 주름 방지용 부재들(251, 252)을 전극조립체(210)의 중심을 관통하는 수직 축(C)에 대응하는 전극조립체(210)의 외면에 부가하는 것이다.This is because, when a battery cell is applied to a device in which curved surfaces are formed by bending the both ends in the same direction with respect to the central portion on the vertical section in the axial direction in general, stress can be concentrated at the center of the battery cell, (251, 252) to the outer surface of the electrode assembly (210) corresponding to the vertical axis (C) passing through the center of the electrode assembly (210).
도 3 또는 도 4에서와 같이, 파우치형 케이스(120)와 일체화된 주름 방지용 부재(131)는 전극조립체(110) 외면에 다수의 섬유들이 규칙적, 또는 불규칙적으로 배열되어 부착되어 있는 바, 전극조립체(110)를 파우치형 케이스(120)에 장착한 후, 파우치형 케이스(120)를 가압하여 전극조립체(110)에 밀착시키게 되면, 주름 방지용 부재(151)가 파우치형 케이스(120) 내면을 가압하게 되어 파우치형 케이스(120)의 표면에 굴곡 형상(162)이 그대로 드러나게 된다.3 and 4, the anti-creasing member 131 integrated with the
한편, 도 5 내지 도 7에는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 파우치형 케이스의 굴곡 형상이 드러나 있는 전지셀의 평면도들을 모식적으로 도시되어 있다.5 to 7 schematically show plan views of a battery cell in which a bent shape of a pouch-shaped case according to various embodiments of the present invention is revealed.
도 5 내지 도 7을 함께 참조하면, 도 5의 전지셀(300)의 주름 방지용 부재(351)의 망상 구조는 평면 상으로 허니콤(honey comb) 구조의 연속적인 패턴으로 이루어져 있고 이러한 형상이 파우치형 케이스(320) 상에 굴곡형상으로 드러나 있고, 도 6의 전지셀(400)의 주름 방지용 부재(451)는 평면 상으로 격자 구조의 연속적인 패턴으로 이루어져 있으며, 이러한 형상이 파우치형 케이스(420) 상에 굴곡형상으로 드러나 있다. 도 7의 전지셀(500)의 주름 방지용 부재(551)는 평면 상으로 마름모꼴 구조의 연속적인 패턴으로 이루어져 있고, 이러한 형상이 파우치형 케이스(520) 상에 굴곡형상으로 드러나 있다.5 to 7, the network structure of the
다만, 도 5 내지 도 7에서와 같이, 본 발명의 전지셀은, 주름 방지용 부재가 파우치형 케이스 일면 전체와 대등한 크기로 부가되어 있는 실시예로만 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라서, 도 4의 실시예와 같이 전극조립체의 외면의 중심 부위에 주름 방지용 부재가 부가된 형태로 제조될 수 있다.However, as shown in Figs. 5 to 7, the battery cell of the present invention is not limited to the embodiment in which the anti-creasing member is added to the entire size of the pouch-type case as a whole, A wrinkle preventing member may be added to the center of the outer surface of the electrode assembly as in the embodiment.
또한, 본 발명의 전지셀은, 다양한 패턴의 주름 방지용 부재를 적용할 수 있으나, 다만, 패턴 구조의 선의 굵기에 따라 굴곡 형상의 크기가 결정되고, 패턴의 간격 또는 조밀한 정도에 따라 굴곡의 밀집도가 결정되는 바, 적용되는 디바이스의 휘어지는 정도나 크기에 따라 패턴의 형상을 적절하게 설정하는 것이 필요하다.In the battery cell of the present invention, the wrinkle preventing member having various patterns can be applied. However, the size of the bending shape is determined according to the thickness of the line of the pattern structure, and depending on the interval or the degree of the pattern, It is necessary to appropriately set the shape of the pattern according to the degree of warpage or the size of the device to be applied.
도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 외면에 주름 방지용 부재들이 부가되어 파우치형 케이스 표면에 울퉁불퉁한 굴곡 형상을 형성시킴에 따라, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 파우치형 케이스의 변형에 의해 발생된 응력을 울퉁불퉁한 굴곡 형상들의 골 사이로 풀어(release) 주게 되어 파우치형 케이스 상에 의도하지 않은 주름 발생을 최소화할 수 있는 바, 파우치형 케이스의 주름으로 인한 손상으로 발생되는 파우치형 케이스의 금속층 노출 또는 전해액 누출 현상을 방지할 수 있고 전지의 안전성을 확보할 수 있다.
As described with reference to the drawings, the battery cell according to the present invention has wrinkle preventing members on the outer surface of the electrode assembly to form a rugged curved shape on the surface of the pouch type case, Even when the shape is deformed, the stress generated by the deformation of the pouch-shaped case is released between the ridges of the ruggedly curved shapes, so that the occurrence of unintended wrinkles on the pouch-shaped case can be minimized. It is possible to prevent the metal layer from being exposed to the pouch-shaped case or leakage of the electrolytic solution caused by the damage caused by the wrinkles of the battery.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (29)
상기 전극조립체와 셀 케이스는 각각 전지셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가지며,
상기 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에는 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재가 부가되어 있고,
상기 주름 방지용 부재는 망상 구조를 가지고 있으며,
상기 주름 방지용 부재는 전기 절연성을 가진 고분자 소재로 이루어져 있고,
상기 셀 케이스는 전극조립체의 외면에 부가된 주름 방지용 부재에 의해 표면에 울퉁불퉁한 굴곡 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.An electrode assembly including a structure in which anodes and cathodes are stacked with a separator interposed is embedded in a cell case in a state impregnated with an electrolyte,
The electrode assembly and the cell case each have a variability that can be changed according to the shape of a device on which the battery cell is mounted,
At least a part of the outer surface of the electrode assembly is provided with a wrinkle preventing member for preventing wrinkles when the cell case is deformed,
The wrinkle preventing member has a network structure,
The wrinkle preventing member is made of a polymer material having electrical insulation,
Wherein the cell case has a bumpy shape on a surface thereof by a wrinkle preventing member attached to the outer surface of the electrode assembly.
상기 전극조립체와 셀 케이스는 각각 전지셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 변형될 수 있는 가변성을 가지며,
상기 전극조립체의 외면 중의 적어도 일부에는 셀 케이스의 변형시에 주름을 방지하는 주름 방지용 부재가 부가되어 있고,
상기 주름 방지용 부재는 망상 구조를 가지고 있으며,
상기 주름 방지용 부재는 절연성 물질로 코팅된 금속 소재로 이루어져 있고,
상기 셀 케이스는 전극조립체의 외면에 부가된 주름 방지용 부재에 의해 표면에 울퉁불퉁한 굴곡 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.An electrode assembly including a structure in which anodes and cathodes are stacked with a separator interposed is embedded in a cell case in a state impregnated with an electrolyte,
The electrode assembly and the cell case each have a variability that can be changed according to the shape of a device on which the battery cell is mounted,
At least a part of the outer surface of the electrode assembly is provided with a wrinkle preventing member for preventing wrinkles when the cell case is deformed,
The wrinkle preventing member has a network structure,
Wherein the wrinkle preventing member is made of a metal material coated with an insulating material,
Wherein the cell case has a bumpy shape on a surface thereof by a wrinkle preventing member attached to the outer surface of the electrode assembly.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140017225A KR101699846B1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly |
| JP2016550648A JP6336607B2 (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell including wrinkle prevention member |
| PCT/KR2014/010324 WO2015122594A1 (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell comprising wrinkle preventing member |
| CN201480075489.7A CN105981194B (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell with wrinkle resistant component |
| US15/117,341 US10483502B2 (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell having anti-wrinkle member |
| PL14882221T PL3091590T3 (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell comprising wrinkle preventing member |
| EP14882221.6A EP3091590B1 (en) | 2014-02-14 | 2014-10-31 | Battery cell comprising wrinkle preventing member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140017225A KR101699846B1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150096146A KR20150096146A (en) | 2015-08-24 |
| KR101699846B1 true KR101699846B1 (en) | 2017-01-25 |
Family
ID=54058720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140017225A KR101699846B1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101699846B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10734615B2 (en) | 2017-09-26 | 2020-08-04 | Apple Inc. | Battery pack assembly using an ultraviolet responsive adhesive |
| US11942649B2 (en) | 2017-09-11 | 2024-03-26 | Apple Inc. | Battery mounting using a heat treated adhesive |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101930952B1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-03-11 | 윤영훈 | Micro Current Generating Fabric and Manufacturing Method thereof |
| WO2020059910A1 (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 주식회사 리베스트 | Sheath material for battery |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173559A (en) * | 1998-12-03 | 2000-06-23 | Tokai Rubber Ind Ltd | Thin battery bag body |
| JP2000306611A (en) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Mitsubishi Materials Corp | Sheet like battery |
| JP5063895B2 (en) * | 2003-11-05 | 2012-10-31 | 株式会社Ｇｓユアサ | battery |
-
2014
- 2014-02-14 KR KR1020140017225A patent/KR101699846B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173559A (en) * | 1998-12-03 | 2000-06-23 | Tokai Rubber Ind Ltd | Thin battery bag body |
| JP2000306611A (en) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Mitsubishi Materials Corp | Sheet like battery |
| JP5063895B2 (en) * | 2003-11-05 | 2012-10-31 | 株式会社Ｇｓユアサ | battery |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11942649B2 (en) | 2017-09-11 | 2024-03-26 | Apple Inc. | Battery mounting using a heat treated adhesive |
| US10734615B2 (en) | 2017-09-26 | 2020-08-04 | Apple Inc. | Battery pack assembly using an ultraviolet responsive adhesive |
| US11489220B2 (en) | 2017-09-26 | 2022-11-01 | Apple Inc. | Battery pack assembly using an ultraviolet responsive adhesive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150096146A (en) | 2015-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6336607B2 (en) | Battery cell including wrinkle prevention member | |
| KR101762669B1 (en) | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member | |
| KR101675950B1 (en) | Electrode Assembly Having Alternatively-arranged Noncoating Parts and Coating Parts and Flexible Battery Cell Comprising the Same | |
| KR101623723B1 (en) | Flexible Battery Cell | |
| KR101699846B1 (en) | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on External Surface of Electrode Assembly | |
| KR102250633B1 (en) | Electrochemical cell | |
| KR101717197B1 (en) | Flexible Battery Employed with a Plurality of Unit Cells | |
| JP6238390B2 (en) | Battery cells using inert particles to improve battery safety | |
| KR101671421B1 (en) | Flexible Electrode Assembly Comprising Electrode Pattern-Coated | |
| EP3096386B1 (en) | Battery cell comprising electrode assembly coated with inert particles | |
| KR101767671B1 (en) | Battery Cell Having Anti-wrinkle Member Applied on Internal Surface of Cell Case | |
| JP2016039094A (en) | Laminated battery and battery module | |
| KR101786908B1 (en) | Battery Case Having Pattern For Anti-wrinkle | |
| JP7331306B2 (en) | PRESSURE JIG FOR REMOVING GAS TRAP AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY USING IT | |
| KR101812753B1 (en) | Battery pack | |
| KR101675988B1 (en) | Battery Cell Comprising Electrode Including Inactive Particles | |
| KR101709546B1 (en) | Battery Cell Comprising Flexible current collector | |
| KR101675985B1 (en) | Battery Cell Comprising Electrode Coated with Inactive Particles | |
| KR20200041710A (en) | Pouch type secondary battery and manufacturing method thereof | |
| KR20150084139A (en) | Flexible Battery Cell with Improved Safety | |
| KR20160021519A (en) | Battery Pack Comprising Pack Case with Air-venting Grove on Outer Surface thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200116 Year of fee payment: 4 |