KR101897223B1 - Pouch type secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극체의 일측으로 전극탭이 돌출 형성되는 전지 셀과, 전극체에 밀착되고 그 일면에 다수개의 리브가 돌출 형성되는 보강부재 및 전극체와 보강부재를 감싸 밀봉하며 전극탭이 외부로 인출되도록 형성되는 파우치를 포함하여 이루어져, 과충전 시 전극체의 변형을 방지하여 전극체를 구성하는 양극 및 음극의 단락을 방지하고, 이에 따라 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch type secondary battery, and more particularly, to a pouch type secondary battery comprising a battery cell in which an electrode tab protrudes from one side of an electrode body, a reinforcing member which is in close contact with the electrode body and has a plurality of ribs protruded from one side thereof, And a pouch formed by wrapping the reinforcing member and sealing the electrode tab to be led out to the outside. Thus, it is possible to prevent deformation of the electrode body during overcharging to prevent shorting of the positive and negative electrodes constituting the electrode body, And more particularly to a pouch-

Description

파우치형 이차전지{Pouch type secondary battery}[0001] The present invention relates to a pouch type secondary battery,

본 발명은 파우치 내부에 전극체가 구비되는 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극체의 변형을 방지함으로써 파우치형 이차전지의 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch type secondary battery having an electrode body inside a pouch, and more particularly, to a pouch type secondary battery capable of preventing explosion and ignition of a pouch type secondary battery by preventing deformation of an electrode body.

일반적으로, 이차전지는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하여 디지털 카메라, 휴대폰, 노트북, 하이브리드카와 같은 다양한 분야에 적용되며 활발한 연구가 진행중이다. 이차전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지를 들 수 있다.Generally, unlike a primary battery, a secondary battery can be charged and discharged and is being applied in various fields such as a digital camera, a mobile phone, a notebook, and a hybrid car, and active research is underway. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery.

이러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.Among such secondary batteries, many studies have been made on lithium secondary batteries having a high energy density and a discharge voltage, and they have been commercialized and widely used.

리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있으며, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.Lithium secondary batteries can be manufactured in various forms. Typical examples of the lithium secondary batteries include a cylinder type and a prismatic type, which are mainly used in lithium ion batteries. Recently, a lithium polymer battery that is widely used is a flexible pouch type (pouched type), and its shape is relatively free.

이러한 파우치형 이차전지는 전극체의 일측에 전극탭이 형성되는 전지 셀 및 전극탭이 외부로 인출되도록 전극체를 감싸 밀봉하는 파우치로 이루어진다. 이때, 파우치는 유연한 재질로 이루어지므로 전지 셀의 변형에 대해 취약하다. 또한, 과충전 시 파우치 내부에서 가스가 발생하여 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생하며, 과충전 시 전극체의 변형이 발생하여 전극체를 구성하는 양극 및 음극이 단락되어 폭발 및 발화의 위험성이 존재하는 문제점이 있다.The pouch type secondary battery includes a battery cell having an electrode tab formed on one side of the electrode body, and a pouch sealingly enclosing the electrode body so that the electrode tab is drawn out to the outside. At this time, since the pouch is made of a flexible material, it is vulnerable to deformation of the battery cell. In addition, when the battery is overcharged, a swelling phenomenon occurs due to the gas being generated inside the pouch, and when the battery is overcharged, deformation of the electrode body occurs, shorting the positive and negative electrodes constituting the electrode body, have.

이와 관련된 종래 기술로는 한국공개특허(10-2010-0097820)인 "파우치형 이차전지" 가 개시되어 있다.
A related art related to this is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0097820 entitled "Pouch-type secondary battery ".

KR 10-2010-0097820 A (2010.09.06.)KR 10-2010-0097820 A (2010.09.06.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이차전지의 과충전 시 전극체의 휨을 방지할 수 있으며, 이에 따라 전극체를 구성하는 양극과 음극의 변형으로 인한 단락, 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a secondary battery which can prevent the electrode body from being warped during overcharge of the secondary battery, And to provide a pouch-type secondary battery capable of preventing explosion and ignition.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 이차전지는, 전극체; 상기 전극체의 일측으로 돌출 형성되는 전극탭; 상기 전극체에 밀착되고 그 일면에 다수개의 리브가 돌출 형성되는 보강부재; 및 상기 전극체 및 상기 보강부재를 감싸 밀봉하며, 상기 전극탭이 외부로 인출되도록 형성되는 파우치; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pouch type secondary battery comprising: an electrode body; An electrode tab protruding from one side of the electrode body; A reinforcing member which is in close contact with the electrode body and has a plurality of ribs protruding from one surface thereof; And a pouch formed by wrapping and sealing the electrode assembly and the reinforcing member, the electrode tab being drawn out to the outside; .

또한, 상기 보강부재는 상기 전극체의 전극탭측 일부를 제외한 나머지 부분만을 덮도록 형성된다.Further, the reinforcing member is formed so as to cover only the remaining part of the electrode body except for a part of the electrode tab side.

또한, 상기 보강부재는 상기 리브가 형성되는 면이 상기 전극체에 밀착된다.Further, the surface of the reinforcing member on which the ribs are formed is in close contact with the electrode body.

또한, 상기 리브는 가로방향 또는 세로방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성된다.In addition, the ribs are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the lateral direction or the longitudinal direction.

또한, 상기 리브는 격자형으로 형성된다.
Further, the ribs are formed in a lattice shape.

본 발명의 파우치형 이차전지는, 전극체의 일면에 밀착 결합되는 보강부재의 일면에 돌출되도록 다수개의 리브가 형성되어 전지의 과충전 시 전극체의 휨을 방지함으로써, 전극체를 구성하는 양극과 음극의 변형에 따른 단락 및 이에 따른 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 장점이 있다.The pouch type secondary battery of the present invention is characterized in that a plurality of ribs are formed so as to protrude from one surface of a reinforcing member closely fitted to one surface of the electrode body to prevent warpage of the electrode body during overcharging of the battery, And it is possible to prevent explosion and ignition.

또한, 보강부재의 일면에 리브가 형성됨으로써, 보강부재를 얇게 형성하더라도 리브에 의해 보강부재의 강성이 저하되지 않으며 또한 리브 사이의 공간에 전해액이 저장될 수 있는 공간이 형성되어 파우치 내부에 저장되는 전해액의 양이 증가되어 전지의 수명을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
Further, since the ribs are formed on one surface of the reinforcing member, the rigidity of the reinforcing member is not lowered by the ribs even if the reinforcing member is formed thin, and a space in which the electrolyte can be stored in the space between the ribs is formed, The life of the battery can be increased.

도 1은 본 발명의 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 AA'방향 단면도.
도 3은 도 2의 다른 실시 예를 나타낸 단면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 보강부재 및 리브의 실시 예를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention;
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'in Fig. 1; Fig.
3 is a sectional view showing another embodiment of Fig.
4 to 6 are perspective views showing embodiments of a reinforcing member and a rib according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 파우치형 이차전지를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the pouch type secondary battery of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a pouch type secondary battery of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1. FIG.

도시된 바와 같이 본 발명의 파우치형 이차전지는(1000) 전극체, 전극체의 일측으로 돌출 형성되는 전극탭, 그 일면이 밀착되고 타면에는 다수개의 리브가 형성되는 보강부재 및 전극체와 보강부재를 감싸 밀봉하며 전극탭이 외부로 인출되도록 형성되는 파우치를 포함한다.As shown in the drawing, the pouch type secondary battery of the present invention includes: (1000) an electrode body; an electrode tab protruding from one side of the electrode body; a reinforcing member having one side thereof closely fitted and a plurality of ribs formed on the other side; And a pouch which is wrapped and sealed and formed so that the electrode tab is drawn out to the outside.

우선, 전극체(110)는 전기를 충전 또는 방전할 수 있는 부분으로 양극판, 음극판, 분리막 및 전해질 등을 포함한다. 전극탭(120)은 전극체(110)의 양극판과 음극판에 각각 연결되도록 돌출 형성되는 양극탭(121) 및 음극탭(122)을 포함한다. 이때, 이차전지(100)는 한 장으로 구성되는 것을 도시하였으나, 여러 장의 이차전지(100)가 적층되어 양극탭(121)들과 및 음극탭(122)들이 각각 결합된 전극조립체로 구성될 수도 있다.First, the electrode assembly 110 includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and an electrolyte, which are capable of charging or discharging electricity. The electrode tab 120 includes a positive electrode tab 121 and a negative electrode tab 122 protruding from the positive electrode plate and negative electrode plate of the electrode assembly 110, respectively. In this case, although the secondary battery 100 is composed of a single sheet, it is also possible to form an electrode assembly in which a plurality of secondary batteries 100 are stacked and the positive electrode tabs 121 and the negative electrode tabs 122 are coupled to each other have.

그리고 도 1 및 도 2와 같이 보강부재(300)는 판형으로 형성되어 일면에 리브(310)가 돌출 형성되고, 리브(310)가 형성되는 반대쪽 면이 전극체(110)에 밀착되도록 결합된다. 이때, 보강부재(300)는 금속 재질 또는 강화 플라스틱 재질 등으로 이루어져 충분한 강성을 유지할 수 있도록 구성되며, 리브(310)는 보강부재(300)의 일면에 막대 또는 뼈대 형태로 돌출 형성되어 단면2차모멘트를 증가시킴으로써 보강부재(300)의 강성을 보강하는 역할을 한다. 그리하여 보강부재(300)의 두께를 얇게 형성하더라도 리브(310)에 의해 충분한 강성을 유지할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the reinforcing member 300 is formed in a plate shape, and ribs 310 are protruded on one surface thereof. The opposite surface of the ribs 310 is coupled to the electrode body 110. The reinforcing member 300 may be formed of metal or reinforced plastic to maintain sufficient rigidity. The rib 310 may protrude from one side of the reinforcing member 300 in the form of a rod or a skeleton, And enhances the rigidity of the reinforcing member 300 by increasing the moment. Thus, even if the thickness of the reinforcing member 300 is reduced, sufficient rigidity can be maintained by the rib 310. [

또한, 리브(310)는 도시된 바와 같이 반원 형상의 단면으로 길게 직선 형태로 형성될 수 있으며, 사각 단면 또는 다양한 단면 형상으로 형성될 수도 있고 길이방향으로 구부러지거나 꺾여진 형태 등 다양하게 형성될 수 있으며, 보강부재(300)의 강성을 증가시키는 형태로 다양하게 형성될 수 있다.The rib 310 may have a semicircular cross section and may have a long straight line shape. The rib 310 may have a rectangular cross section or various cross-sectional shapes, and may be bent or bent in a longitudinal direction. And may be variously formed to increase the rigidity of the reinforcing member 300.

그리고 이차전지(100)의 전극체(110) 및 보강부재(300)는 파우치(200)에 의해 밀봉되며, 파우치(200)가 전극체(110) 및 보강부재(300)의 외면을 둘러싸는 형태로 형성된다.The electrode body 110 and the reinforcing member 300 of the secondary battery 100 are sealed by the pouch 200 and the shape of the pouch 200 surrounding the electrode body 110 and the outer surface of the reinforcing member 300 .

이때, 파우치(200)는 전극체(110)의 일측으로 연장 형성되는 전극탭(120)이 파우치(200)의 외부로 인출되도록 형성된다.At this time, the pouch 200 is formed such that the electrode tab 120 extending to one side of the electrode body 110 is drawn out to the outside of the pouch 200.

즉, 이차전지(100)는 전극체(110)에 그 일측으로 양극탭(121) 및 음극탭(122)이 연장 형성되어 이루어지며, 파우치(200)가 양극탭(121)과 음극탭(122)을 제외한 전극체(110)와 전극체(110)의 일면에 밀착되는 보강부재(300)를 밀봉하도록 감싸는 형태로 이루어진다.That is, the secondary battery 100 includes a positive electrode tab 121 and a negative electrode tab 122 extended from one side of the electrode assembly 110, and the pouch 200 is connected to the positive electrode tab 121 and the negative electrode tab 122 And the reinforcing member 300 tightly adhered to one surface of the electrode body 110 is hermetically sealed.

또한, 파우치(200)는 전극체(110)를 밀봉하도록 형성되는데, 파우치(200) 내부에 이차전지(100)를 넣은 상태에서 파우치(200)의 가장자리를 열 융착하여 밀봉되도록 형성될 수 있다.The pouch 200 is formed to seal the electrode body 110. The pouch 200 may be formed to seal the edge of the pouch 200 by thermally fusing the secondary battery 100 in the pouch 200. [

이때, 파우치(200)는 알루미늄 라미네이트 포장재로 이루어질 수 있으며, 알루미늄 라미네이트 포장재는 얇은 알루미늄(Al) 판에 폴리에틸렌(PE)과 같은 플라스틱 박막을 증착하여 얇고 유연한 형태로 만든 포장재로서, 이차전지(100)와의 절연을 확보할 수 있고, 열융착을 통해 전극탭(120)이 외부로 인출되도록 하여 밀봉이 용이하다.At this time, the pouch 200 may be made of an aluminum laminate packing material, and the aluminum laminate packing material is a packaging material which is formed into a thin and flexible form by depositing a plastic thin film such as polyethylene (PE) on a thin aluminum (Al) And the electrode tabs 120 are pulled out to the outside through thermal fusion to facilitate sealing.

이와 같이 파우치(200)의 내부에 이차전지(100)의 전극체(110)와 일면에 리브(310)가 형성되는 보강부재(300)가 밀착된 상태로 실링되므로, 유연하게 형성되는 파우치(200)를 대신하여 보강부재(300)가 강성을 유지시킬 수 있도록 구성된다.Since the electrode member 110 of the secondary battery 100 and the reinforcing member 300 on which the ribs 310 are formed are tightly sealed in the pouch 200, The reinforcing member 300 can be made rigid.

그리하여 파우치형 이차전지의 과충전 시 전극체(110)의 일면에 리브(310)가 형성된 보강부재(300)가 결합되어 전극체(110)가 변형되는 것을 방지할 수 있으므로, 전극체(110)를 구성하는 양극과 음극의 변형에 따른 단락 및 이에 따른 폭발 및 발화를 방지할 수 있다. 이때, 보강부재(300)는 외부에서 작용하는 힘 또는 충격에 저항하는 역할을 할 수 있으며, 전극체(110)의 양면에 형성되어 강성을 더욱 증가시킬 수도 있다.As a result, when the pouch-type secondary battery is overcharged, the reinforcing member 300 having the ribs 310 formed on one surface of the electrode body 110 is coupled to prevent the electrode body 110 from being deformed, It is possible to prevent a short circuit due to the deformation of the constituent anode and cathode, and hence the explosion and ignition. At this time, the reinforcing member 300 may act to resist external force or impact, and may be formed on both sides of the electrode body 110 to further increase the rigidity.

보강부재(300)는 전극체(110)의 일면 전체가 아닌 일부만을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 전극체(110)에서 전극탭(120)이 형성되는 부분은 파우치(200)가 실링되면서 전극탭(120)이 파우치(200)에 고정되므로 전극체(110)의 변형이 일부 방지되며, 실질적으로도 과충전으로 인해 전극체(110)가 변형되어 단락이 발생하는 부분은 전극체(110)의 중간 부분 측면 또는 하측이므로 도 1에 도시한 바와 같이, 보강부재(300)는 전극탭(120)이 형성되는 전극체(110)의 상측을 제외한 중간 및 하측 부분만을 덮도록 형성될 수 있다.The reinforcing member 300 may be formed to cover only a part of the electrode body 110, not the entire surface. That is, the portion where the electrode tab 120 is formed on the electrode body 110 is sealed by the pouch 200, and the electrode tab 120 is fixed to the pouch 200, so that the deformation of the electrode body 110 is partially prevented, 1, the reinforcing member 300 is disposed on the side of the electrode tab 120 (see FIG. 1) since the electrode body 110 is deformed and short- May be formed so as to cover only the middle and lower portions except the upper side of the electrode body 110 where the electrode body 110 is formed.

도 3에 도시한 바와 같이, 보강부재(300)는 리브(310)가 형성되는 면이 전극체(110)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 이는 보강부재(300)의 평평한 면이 파우치(200)와 밀착되므로 파우치(200)의 외면이 매끈하게 형성될 수 있으며, 또한 리브(310)들 사이에 형성되는 공간에 전해액이 채워질 수 있어 전극체(110)가 전해액과 접촉되는 면적이 증가하므로 전극체(110)의 충전 및 방전 시 화학반응이 더욱 원활하게 일어날 수 있는 장점이 있다.As shown in FIG. 3, the reinforcing member 300 may be configured such that the surface on which the ribs 310 are formed is in close contact with the electrode body 110. Since the flat surface of the reinforcing member 300 is in close contact with the pouch 200, the outer surface of the pouch 200 can be smoothly formed, and the space formed between the ribs 310 can be filled with the electrolyte, The area of contact of the electrode 110 with the electrolyte increases, so that the chemical reaction can be performed more smoothly when the electrode body 110 is charged and discharged.

또한, 도 4 및 도 5와 같이 상기 리브는 가로방향 또는 세로방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성될 수 있다. 이는 파우치형 이차전지(1000)의 특성 및 구조 등에 따라서 리브(310)의 방향이 다양하게 형성되는 것이며, 전극체(110)의 양면에 보강부재(300)가 결합되도록 형성하고 하나의 보강부재(300)는 가로방향으로 리브(310)를 형성하고 다른 하나의 보강부재(300)는 세로방향으로 리브(310)를 형성하여 가로 및 세로방향의 강성을 모두 증가시키도록 구성될 수 있다.Also, as shown in FIGS. 4 and 5, the ribs may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the lateral direction or the longitudinal direction. The rib 310 is formed in various directions according to the characteristics and structure of the pouch type secondary battery 1000. The reinforcing member 300 is formed on both surfaces of the electrode body 110 so that the reinforcing member 300 300 may be configured to form the ribs 310 in the transverse direction and the other reinforcement member 300 may form the ribs 310 in the longitudinal direction to increase both the lateral and longitudinal stiffness.

또한, 도 6과 같이 상기 리브는 격자형으로 형성될 수 있다. 즉, 가로방향과 세로방향이 조합된 형태로 리브(310)가 형성되어 가로 및 세로방향의 강성을 모두 증가시킬 수 있으며, 대각선 방향으로 리브(310)가 형성될 수도 있다.Further, as shown in FIG. 6, the ribs may be formed in a lattice shape. That is, the ribs 310 may be formed in a combination of the horizontal direction and the vertical direction to increase the rigidity in both the horizontal and vertical directions, and the ribs 310 may be formed diagonally.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000 : (본 발명의) 파우치형 이차전지
100 : 이차전지 110 : 전극체
120 : 전극탭
121 : 양극탭 122 : 음극탭
200 : 파우치
300 : 보강부재
310 : 리브1000: Pouch type secondary battery (of the present invention)
100: secondary battery 110: electrode body
120: Electrode tab
121: positive electrode tab 122: negative electrode tab
200: Pouch
300: reinforcing member
310: rib

Claims (5)

전극체;
상기 전극체의 일측으로 돌출 형성되는 전극탭;
상기 전극체에 밀착되고 그 일면에 다수개의 리브가 돌출 형성되는 보강부재; 및
상기 전극체 및 상기 보강부재를 감싸 밀봉하며, 상기 전극탭이 외부로 인출되도록 형성되는 파우치; 를 포함하고,
상기 보강부재는 상기 리브가 형성되는 면이 상기 전극체에 밀착되며,
상기 리브들 사이에 형성되는 공간에 전해액이 채워진 파우치형 이차전지.
An electrode body;
An electrode tab protruding from one side of the electrode body;
A reinforcing member which is in close contact with the electrode body and has a plurality of ribs protruding from one surface thereof; And
A pouch formed by wrapping the electrode assembly and the reinforcing member and sealing the electrode tab to the outside; Lt; / RTI >
Wherein a surface of the reinforcing member on which the rib is formed is in close contact with the electrode body,
And a space formed between the ribs is filled with an electrolyte.
제1항에 있어서,
상기 보강부재는 상기 전극체의 전극탭측 일부를 제외한 나머지 부분만을 덮도록 형성되는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing member is formed so as to cover only the remaining part of the electrode body excluding a part of the electrode tab side.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리브는 가로방향 또는 세로방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the ribs are spaced apart from each other by a predetermined distance in a lateral direction or a longitudinal direction.
제1항에 있어서,
상기 리브는 격자형으로 형성되는 파우치형 이차전지.The method according to claim 1,
And the ribs are formed in a lattice shape.
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