KR101710655B1 - Battery cell having a reference electrode - Google Patents

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Abstract

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및 일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이차전지의 분해를 통한 추가적인 작업을 하지 않더라도 이차전지의 특성을 용이하게 분석할 수 있고, 이차전지의 양극 및 음극에 대한 특성을 각각 별도로 분석하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 양극으로부터 기준전극에 이르는 거리 및 음극으로부터 기준전극에 이르는 거리가 서로 달라 발생될 수 있는 측정 편차를 제거함으로써 이차전지의 특성 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있으며, 기준전극 어셈블리의 설치로 인한 밀봉성 저하의 위험을 줄이거나 없앨 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly; A first electrode lead and a second electrode lead connected to the electrode assembly; A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside; And a reference electrode assembly having one side inserted into the electrode assembly and the other side drawn out of the pouch case.
According to one aspect of the present invention, the characteristics of the secondary battery can be easily analyzed without further operation through decomposition of the secondary battery, and characteristics of the anode and the cathode of the secondary battery can be separately analyzed It is possible. In addition, according to the present invention, it is possible to more accurately analyze the characteristics of the secondary battery by eliminating measurement deviations that may cause different distances from the anode to the reference electrode and from the cathode to the reference electrode, Thereby reducing or eliminating the risk of reduced sealability due to the installation of the assembly.

Description

기준전극을 구비하는 이차전지{Battery cell having a reference electrode}[0001] The present invention relates to a secondary battery having a reference electrode,

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및 일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly; A first electrode lead and a second electrode lead connected to the electrode assembly; A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside; And a reference electrode assembly having one side inserted into the electrode assembly and the other side drawn out of the pouch case.

상기 이차전지는, 상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액을 포함할 수 있다.The secondary battery may include an electrolyte filled in the pouch case.

상기 기준전극 어셈블리는, 기준전극 리드; 및 상기 기준전극 리드의 일측에 결합되어 상기 전극 조립체의 내측에 삽입되는 리튬 금속을 포함할 수 있다.The reference electrode assembly includes: a reference electrode lead; And a lithium metal coupled to one side of the reference electrode lead and inserted into the electrode assembly.

상기 리튬 금속은, 상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 형태로 형성될 수 있다.The lithium metal may be formed to surround one end of the reference electrode lead.

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

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

상기 리튬 금속은, 상기 전극 조립체의 중심부에 위치할 수 있다.The lithium metal may be located at the center of the electrode assembly.

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

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

상기 이차전지에 있어서, 상기 전극 조립체는 순차적으로 적층된 양극, 분리막 및 음극을 구비하고, 상기 기준전극 어셈블리의 일측 단부는 상기 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 개재될 수 있다.In the secondary battery, the electrode assembly may include an anode, a separator, and a cathode sequentially stacked, and one end of the reference electrode assembly may be interposed between the anode and the separator or between the cathode and the separator.

상기 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드는, 서로 동일한 방향 또는 반대방향으로 인출될 수 있다.The first electrode lead and the second electrode lead may be drawn in the same direction or in opposite directions.

상기 전극 조립체의 형상은 삼각형일 수 있다.The shape of the electrode assembly may be triangular.

상기 삼각형의 각 변의 길이는 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.The length of each side of the triangle may be substantially the same.

상기 이차전지에 있어서, 상기 제1 전극 리드는 상기 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고, 상기 제2 전극 리드는 상기 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결되며, 상기 기준전극 어셈블리는 상기 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입될 수 있다.In the secondary battery, the first electrode lead is connected to the center of the first side of the triangle, the second electrode lead is connected to the center of the second side of the triangle, and the reference electrode assembly is connected to the third Can be inserted into the electrode assembly through the center of the sides.

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

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

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 양극으로부터 기준전극에 이르는 거리 및 음극으로부터 기준전극에 이르는 거리가 서로 달라 발생될 수 있는 측정 편차를 제거함으로써 이차전지의 특성 분석을 좀 더 정확하게 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to more accurately analyze the characteristics of the secondary battery by eliminating measurement deviations that may cause different distances from the anode to the reference electrode and from the cathode to the reference electrode.

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

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극 조립체에 기준전극 어셈블리가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a plan view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a reference electrode assembly inserted into an electrode assembly employed in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a reference electrode assembly employed in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a partial perspective view illustrating a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

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

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)를 설명하기로 한다.First, referring to FIGS. 1 to 4, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극 조립체에 기준전극 어셈블리가 삽입된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 기준전극 어셈블리를 나타내는 사시도이다.FIG. 1 is a plan view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view illustrating a reference electrode assembly inserted into an electrode assembly employed in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross- Fig.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 리튬 이차전지에 해당하는 것으로서, 전극 조립체(11), 한 쌍의 전극 리드(12), 제1 실란트(13), 파우치 케이스(14) 및 기준전극 어셈블리(15)를 포함한다.1 to 4, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention corresponds to a lithium secondary battery and includes an electrode assembly 11, a pair of electrode leads 12, a first sealant 13, a pouch case 14, and a reference electrode assembly 15.

상기 전극 조립체(11)는 양극(11a) 및 음극(11b) 사이에 분리막(11c)을 개재하여 형성된 단위 적층체를 적어도 하나 이상 포함하는 적층형 전극 조립체일 수 있다. 다만, 이로써 본 발명에 채용된 전극 조립체의 종류를 한정하는 것은 아니며, 젤리롤(jelly-roll)형의 전극 조립체가 적용될 수도 있음은 물론이다.The electrode assembly 11 may be a stacked type electrode assembly including at least one unit stack formed between the anode 11a and the cathode 11b with a separator 11c interposed therebetween. However, the present invention is not limited to the electrode assembly employed in the present invention, and it is needless to say that a jelly-roll type electrode assembly may be applied.

상기 양극(11a)은, 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질의 양극 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성될수 있다. 마찬가지로, 상기 음극(11b)은, 예를 들어, 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성될 수 있다.The anode 11a may be formed, for example, by coating a cathode active material on a cathode current collector made of aluminum (Al). Similarly, the cathode 11b may be formed by applying a negative electrode active material to a collector plate made of, for example, copper (Cu).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

상기 기준전극 어셈블리(15)는 이차전지(10)의 양극과 음극 각각이 갖는 전위를 독립적으로 측정하기 위해 설치되는 것이다. 이러한 기준전극 어셈블리(15)의 일측은 파우치 케이스(14) 내에서 전극 조립체(11)의 내측으로 삽입되고, 그 타측은 파우치 케이스(14)의 모서리 부분을 통해 외측으로 인출된다.The reference electrode assembly 15 is installed to independently measure the potentials of the positive and negative electrodes of the secondary battery 10. One side of the reference electrode assembly 15 is inserted into the electrode assembly 11 in the pouch case 14 and the other side is pulled out through the edge portion of the pouch case 14.

이처럼, 상기 기준전극 어셈블리(15)의 일측이 전극 조립체(11)의 내측으로 삽입되는 경우, 양극(11a) 및 음극(11b) 각각과 기준전극 어셈블리(15) 사이의 거리 편차가 없어지게 된다. 따라서, 이차전지의 양극과 음극의 전위를 별도로 측정함에 있어서 좀 더 정확한 측정이 가능하게 되며, 이로써 이차전지의 특성 평가에 있어서 정확도를 향상시킬 수 있다.When one side of the reference electrode assembly 15 is inserted to the inside of the electrode assembly 11, the distance between the positive electrode 11a and the negative electrode 11b and the reference electrode assembly 15 is eliminated. Therefore, it is possible to more accurately measure the potentials of the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery separately, thereby improving the accuracy in the evaluation of the characteristics of the secondary battery.

아울러, 상기 기준전극 어셈블리(15)의 일측은 바람직하게 전극 조립체(11)의 중심부에 위치할 수 있다. 이처럼 기준전극 어셈블리(15)의 일측이 전극 조립체(11)의 중심부에 위치하는 경우, 한쌍의 전극 리드(12) 각각과 기준전극 어셈블리(15) 사이의 거리 편차 역시 없어지게 됨으로써 이차전지의 특성 평가의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.In addition, one side of the reference electrode assembly 15 may be located at the center of the electrode assembly 11. When the one side of the reference electrode assembly 15 is positioned at the center of the electrode assembly 11, the distance between the pair of electrode leads 12 and the reference electrode assembly 15 is also eliminated, Thereby further improving the accuracy of the signal.

상기 기준전극 어셈블리(15)는 기준전극 리드(15a) 및 기준전극 리드(15a)의 일측에 결합되는 리튬 금속(15b)을 포함하며, 리튬 금속(15b)을 감싸는 절연막(15c)를 더 포함할 수도 있다.The reference electrode assembly 15 includes a reference electrode lead 15a and a lithium metal 15b coupled to one side of the reference electrode lead 15a and further includes an insulating film 15c surrounding the lithium metal 15b It is possible.

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

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

상기 리튬 금속(15b)은, 예를 들어, 기준전극 리드(15a)의 길이 방향 일측 단부를 감싸는 형태로 기준전극 리드(15a)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 리튬 금속(15b)은 전극 조립체(11)를 이루는 양극(11a)과 분리막(11c) 사이 또는 음극(11b)과 분리막(11c) 사이에 삽입/개재되며, 전극 조립체(11)의 중심부에 위치할 수 있다.The lithium metal 15b may be coupled to the reference electrode lead 15a in such a manner as to surround one longitudinal end of the reference electrode lead 15a. The lithium metal 15b is interposed between the anode 11a and the separator 11c or between the cathode 11b and the separator 11c and forms a gap between the cathode 11b and the separator 11c, Lt; / RTI &gt;

이러한 리튬 금속(15b)으로부터 생성되는 리튬 이온은 파우치 케이스(14) 내에 충진된 전해액을 통해 이동하게 되며, 이로써 양극 또는 음극의 전위(리튬 금속을 기준으로 하는 상대적인 전위)를 개별적으로 측정할 수 있도록 한다.The lithium ions generated from the lithium metal 15b move through the electrolyte filled in the pouch case 14 so that the potential of the anode or the cathode (the relative potential based on the lithium metal) can be measured individually do.

상기 절연막(15c)은 기준전극 리드(15a) 및 리튬 금속(15b)이 전극 조립체(11)와 접촉하여 단락이 발생되는 것을 방지하는 것으로서, 리튬 금속(15c)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 절연 막(15c)으로는 다공성 분리막이 사용될 수 있는데, 이는 리튬 금속(15b)으로부터 생성된 리튬 이온의 자유로운 이동을 위함이며, 이러한 다공성 분리막(15c)은 전극 조립체(11)에 구비된 분리막과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.The insulating layer 15c prevents the reference electrode lead 15a and the lithium metal 15b from coming into contact with the electrode assembly 11 and may be formed to surround the lithium metal 15c. Here, the insulating layer 15c may be formed of a porous separator for free movement of lithium ions generated from the lithium metal 15b, And may be made of the same material as the separator.

이러한 다공성 분리막(15c)은, 예를 들어, 평면상의 다공성 기재, 바인더에 의해 상기 평면상의 다공성 기재의 적어도 일면에 결착된 무기입자 및 계면활성제를 포함할 수 있다.Such a porous separation membrane 15c may comprise, for example, a planar porous base, an inorganic particle bound to at least one surface of the planar porous base by a binder, and a surfactant.

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

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

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 부분 사시도이다.5 is a partial perspective view illustrating a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는 앞선 실시예에 따른 이차전지(10)와 비교하여 제2 실란트(16)를 더 구비한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)를 설명함에 있어서는, 상기 제2 실란트(16)에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예에서와 중복되는 사항에 대해서는 반복되는 설명을 생략하기로 한다.The secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention differs from the secondary battery 10 according to the previous embodiment in that the secondary battery 20 further includes a second sealant 16, same. Therefore, in describing the secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention, the second sealant 16 will be mainly described. It will be omitted.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(20)는, 기준전극 리드(15)와 파우치 케이스(14)의 내측면 사이에 개재되는 제2 실란트(16)를 더 포함한다.Referring to FIG. 5, the secondary battery 20 according to another embodiment of the present invention further includes a second sealant 16 interposed between the reference electrode lead 15 and the inner surface of the pouch case 14 .

상기 제2 실란트(16)는, 기준전극 어셈블리(15)의 설치에 따른 이차전지(20)의 밀봉성 저하를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 앞서 설명한 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 역할을 하는 것이며, 재질 역시 제1 실란트(13)와 실질적으로 동일한 것이 사용될 수 있다.The second sealant 16 serves to prevent degradation of the sealability of the secondary battery 20 due to the installation of the reference electrode assembly 15 and substantially plays the same role as the first sealant 13 described above And a material substantially the same as the first sealant 13 may also be used.

다음은, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)를 설명하기로 한다.Next, a secondary battery 30 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 평면도이다.6 is a plan view of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)는 앞선 실시예에 따른 이차전지(10,20)와 비교하여 전극 조립체(11')의 형상에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)를 설명함에 있어서는, 상기 전극 조립체(11')의 형상에 대해서 중점적으로 설명하기로 하며, 앞선 실시예에서와 중복되는 사항에 대해서는 반복되는 설명을 생략하기로 한다.The secondary battery 30 according to another embodiment of the present invention is different from the secondary batteries 10 and 20 according to the previous embodiments in that the shape of the electrode assembly 11 ' . Therefore, in describing the secondary battery 30 according to still another embodiment of the present invention, the shape of the electrode assembly 11 'will be mainly described. Description will be omitted.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(30)에 채용된 전극 조립체(11')는 각 변의 길이가 실질적으로 동일한 삼각형, 즉 정삼각형 형상을 갖는다. Referring to FIG. 6, the electrode assembly 11 'employed in the secondary battery 30 according to another embodiment of the present invention has a triangle having substantially the same length, that is, an equilateral triangle.

여기서, 상기 한 쌍의 전극 리드(12) 중 제1 전극 리드는 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고, 제2 전극 리드는 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결될 수 있으며, 기준전극 리드(15)는 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 전극 조립체(11')의 내측으로 삽입될 수 있다.Here, the first electrode lead of the pair of electrode leads 12 may be connected to the center of the first side of the triangle, the second electrode lead may be connected to the center of the second side of the triangle, Can be inserted into the interior of the electrode assembly 11 'through the center of the third side of the triangle.

이처럼, 한 쌍의 전극 리드(12) 및 기준전극 리드(15)가 각각 삼각형의 서로 다른 세 변의 중심부와 연결되어 연장되는 경우, 한 쌍의 전극(또는 한 쌍의 전극 리드)으로부터 기준전극 리드(15)에 이르는 거리가 실질적으로 동일해짐으로써 이차전지의 특성 평가에 있어서 정확도가 크게 향상될 수 있다.When the pair of electrode leads 12 and the reference electrode leads 15 extend in connection with the center portions of three different sides of the triangle, a pair of electrodes (or a pair of electrode leads) 15 are substantially equal to each other, the accuracy of evaluation of the characteristics of the secondary battery can be greatly improved.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(10,20,30)는 양극(또는 양극 리드) 및 음극(또는 음극 리드) 각각으로부터 기준전극 리드(15)에 이르는 거리의 편차를 최소화하거나 제거함으로써 각 전극의 독립적인 전위 측정이 더욱 정확하게 이루어질 수 있도록 하며, 이로써 전지의 특성평가의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the secondary batteries 10, 20, and 30 according to the present invention minimize or eliminate the variation in the distance from the anode (or anode lead) and the cathode (or anode lead) The independent potential measurement of each electrode can be performed more accurately, thereby greatly improving the accuracy of evaluation of the characteristics of the battery.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10, 20, 30, 40: 이차전지
11, 11': 전극 조립체 11a: 양극
11b: 음극 11c: 분리막
T: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 제1 실란트 14: 파우치 케이스
14a: 상부 케이스 14b: 하부 케이스
B: 테두리 영역 15: 기준전극 어셈블리
15a: 기준전극 리드 15b: 리튬 금속
15c: 절연막 16: 제2 실란트10, 20, 30, 40: secondary battery
11, 11 ': electrode assembly 11a: positive electrode
11b: cathode 11c: separator
T: electrode tab 12: electrode lead
13: first sealant 14: pouch case
14a: upper case 14b: lower case
B: Border region 15: Reference electrode assembly
15a: Reference electrode lead 15b: Lithium metal
15c: insulating film 16: second sealant

Claims (14)

전극 조립체;
상기 전극 조립체와 연결되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드;
상기 전극 조립체를 수용하며 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 밀봉되는 파우치 케이스; 및
일측이 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되고 타측이 상기 파우치 케이스의 외측으로 인출되는 기준전극 어셈블리를 포함하되,
상기 전극 조립체의 형상은 삼각형으로 제공되며,
상기 제1 전극 리드는 상기 삼각형의 제1 변의 중심부와 연결되고,
상기 제2 전극 리드는 상기 삼각형의 제2 변의 중심부와 연결되며,
상기 기준전극 어셈블리는 상기 삼각형의 제3 변의 중심부를 통해 상기 전극 조립체의 내측으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지.An electrode assembly;
A first electrode lead and a second electrode lead connected to the electrode assembly;
A pouch case accommodating the electrode assembly and being sealed so that the electrode lead is drawn out to the outside; And
And a reference electrode assembly having one side inserted into the electrode assembly and the other side drawn out of the pouch case,
The shape of the electrode assembly is provided in a triangle,
The first electrode lead is connected to the center of the first side of the triangle,
The second electrode lead is connected to the center of the second side of the triangle,
Wherein the reference electrode assembly is inserted into the electrode assembly through the center of the third side of the triangle. 제1항에 있어서,
상기 파우치 케이스 내에 충진되는 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
And an electrolyte filled in the pouch case. 제1항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리는,
기준전극 리드; 및
상기 기준전극 리드의 일측에 결합되어 상기 전극 조립체의 내측에 삽입되는 리튬 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The reference electrode assembly includes:
A reference electrode lead; And
And a lithium metal coupled to one side of the reference electrode lead and inserted into the electrode assembly. 제3항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 기준전극 리드의 일측 단부를 감싸는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3,
The lithium metal,
Wherein one end of the reference electrode lead is wrapped around the other end of the reference electrode lead. 제3항에 있어서,
상기 기준전극 어셈블리는,
상기 리튬 금속을 감싸는 절연 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3,
The reference electrode assembly includes:
And an insulating film surrounding the lithium metal. 제5항에 있어서,
상기 절연 막은,
다공성 분리 막인 것을 특징으로 하는 이차전지.6. The method of claim 5,
The above-
Wherein the porous separator is a porous separator. 제3항에 있어서,
상기 리튬 금속은,
상기 전극 조립체의 중심부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3,
The lithium metal,
Wherein the electrode assembly is located at the center of the electrode assembly. 제3항에 있어서,
상기 기준전극 리드는,
상기 파우치 케이스의 모서리를 통해 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3,
The reference electrode lead may include:
And is drawn out through an edge of the pouch case. 제3항에 있어서,
상기 기준전극 리드와 상기 파우치 케이스의 내측면 사이에 개재되는 실란트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 3,
And a sealant interposed between the reference electrode lead and the inner surface of the pouch case. 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체는 순차적으로 적층된 양극, 분리막 및 음극을 구비하고,
상기 기준전극 어셈블리의 일측 단부는 상기 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The electrode assembly includes a positive electrode, a separator, and a negative electrode sequentially stacked,
Wherein one end of the reference electrode assembly is interposed between the anode and the separator or between the cathode and the separator. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 삼각형의 각 변의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the length of each side of the triangle is the same.
삭제delete
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