KR102006227B1 - Assembly Having Safety Element for Protection against Overcurrent and Overheating and Battery Cell Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전극조립체의 실링을 위한 밀봉 잉여부를 포함하는 전지케이스의 일측 단부에 양극리드와 음극리드가 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀로서, 과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리를 포함하고 있고, 전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에는, 양극리드와 음극리드 사이에 대응하는 위치 상에, 안전 소자를 수용하기 위한 안착부가 형성되어 있으며, 상기 안착부는, 소자 어셈블리가 전지셀의 외면에 정위치 고정되도록, 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention relates to a plate-shaped battery cell in which a positive electrode lead and a negative electrode lead are respectively formed at one end of a battery case including a sealing surplus for sealing an electrode assembly, wherein the device has one or more safety elements to prevent overcurrent and overheating. In one side wall portion of the battery case accommodating portion including the assembly, the electrode assembly is mounted, a seating portion for accommodating the safety element is formed on a position corresponding to the anode lead and the cathode lead, the seating portion, It provides a battery cell, characterized in that the device assembly has a structure that is indented downward to at least the size to accommodate the safety element of the device assembly so that the device assembly is fixed in place on the outer surface of the battery cell.

Description

과전류 및 과열을 방지하는 안전 소자를 포함하는 어셈블리 및 이를 포함하는 전지셀 {Assembly Having Safety Element for Protection against Overcurrent and Overheating and Battery Cell Comprising the Same}Assembly Having Safety Element for Protection against Overcurrent and Overheating and Battery Cell Comprising the Same}

본 발명은 과전류 및 과열을 방지하는 안전 소자를 포함하는 어셈블리 및 이를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly including a safety device that prevents overcurrent and overheating, and a battery cell including the same.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.Recently, the increase in the price of energy sources due to the depletion of fossil fuels, interest in environmental pollution is amplified, and the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for future life. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서 이차전지의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용영역이 확대되고 있어, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.In particular, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and in recent years, the use of secondary batteries as power sources for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) has been realized. In addition, the field of use has also been extended to applications such as a power auxiliary power supply through gridization, and thus, many studies on batteries capable of meeting various needs have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 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.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

이중, 파우치형 전지는 알루미늄 라미네이트 시트 등을 외장부재로 사용하기 때문에 중량이 작고 제조비용이 낮으며 형태 변형이 용이하다는 등의 이점으로 인해 최근 많은 관심을 모으고 있다.Among these, pouch-type batteries have recently attracted a lot of attention due to their advantages such as low weight, low manufacturing cost, and easy shape deformation because they use an aluminum laminate sheet as an exterior member.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조를 나타낸 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view schematically showing a general structure of a conventional representative pouch type secondary battery.

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.Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 10 includes two stacked electrode assemblies 20 having a plurality of electrode tabs 21 and 22 protruding therefrom, and two electrode tabs 21 and 22 respectively connected to the electrode tabs 21 and 22. It comprises a battery case 40 having a structure for accommodating and sealing the electrode lead (30, 31) and the stacked electrode assembly 20 so that a part of the electrode lead (30, 31) is exposed to the outside.

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 전지케이스 외주면을 따라 실링부(도시되지 않음)를 형성한다.The battery case 40 includes a lower case 42 including a concave shaped storage portion 41 on which the stacked electrode assembly 20 can be placed and a stacked electrode assembly 20 And an upper case 43 for sealing the upper case 43. The upper case 43 and the lower case 42 are heat-sealed in a state where the stacked electrode assembly 20 is embedded to form a sealing part (not shown) along the outer circumferential surface of the battery case.

한편, 이러한 파우치형 이차전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다. 특히, 전지모듈에 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.On the other hand, such a pouch-type secondary battery generates a large amount of heat during the charge and discharge process. In particular, the laminate sheet of the pouch-type battery widely used in the battery module is coated with a low thermal conductivity polymer material, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.

다시 말해, 충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다.In other words, if the heat of the battery module generated in the charging and discharging process is not effectively removed, thermal accumulation occurs and consequently promotes deterioration of the battery module, and in some cases may cause fire or explosion.

따라서, 종래 기술의 파우치형 이차전지에서는 과충전, 과방전, 과전류 등을 방지하기 위해 보호회로 모듈을 이용하였다. 또한, 이차전지의 온도검출성능을 높이기 위해 별도로 양성 온도 계수(Positive Temperature Coefficient)를 포함한 저항체 소자가 전지케이스에 설치되는 기술이 사용되었다.Therefore, in the pouch type secondary battery of the prior art, a protection circuit module is used to prevent overcharge, overdischarge, overcurrent, and the like. In addition, in order to increase the temperature detection performance of the secondary battery, a technique in which a resistor element including a positive temperature coefficient is installed in the battery case is used.

여기서, 저항체 소자는 이차전지의 온도가 설정값에 이르면 전극리드와 보호회로 모듈 간의 전기적 연결을 차단하고, 이차전지의 온도가 설정 값 이하로 떨어지면, 양극리드와 보호회로 모듈 간의 전기적 연결을 복원하는 기능을 수행한다.Here, the resistor element blocks the electrical connection between the electrode lead and the protection circuit module when the temperature of the secondary battery reaches the set value, and restores the electrical connection between the positive lead and the protection circuit module when the temperature of the secondary battery falls below the set value. Perform the function.

또한, 종래 기술에서는 전지팩을 전원으로 사용하는 소형 기기들의 경량화를 위해 제품의 부피와 무게를 줄이는 기술에 대한 요구가 높았고, 이를 위해 부품 개수를 줄이고, 경량의 부품을 사용하는 등의 시도가 이루어졌다. 예를 들면, 기기의 많은 공간과 무게를 차지하는 전지팩에 경우, 협소한 공간에 이를 내장하기 때문에 전지팩 형상 설계의 제약이 많았으며, 전지팩의 적정 수준의 전지 용량을 확보하면서 제품의 소형화를 이루는 데는 많은 어려움이 있었다.In addition, the prior art has a high demand for the technology to reduce the volume and weight of the product in order to reduce the weight of small devices that use the battery pack as a power source, for this purpose attempts to reduce the number of parts, use lightweight components, etc. lost. For example, a battery pack that occupies a lot of space and weight of a device has a limitation in designing a battery pack shape because it is embedded in a narrow space, and miniaturization of a product while ensuring an appropriate battery capacity of the battery pack is possible. There were many difficulties in achieving.

특히, 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩인 경우, 밀봉 잉여부의 폭의 공간은 전극리드의 실링부가 차지하는 부피를 제외한 나머지 부분이 쓸 수 없는 사공간(死空間)이 될 수 있어, 전지의 에너지 밀도가 낮아지는 문제가 있었다.In particular, in the case of a battery pack including a pouch-type secondary battery, the space of the width of the excess surplus portion may be a dead space which cannot be used except for the volume occupied by the sealing portion of the electrode lead, and thus the energy of the battery. There was a problem of low density.

따라서, 종래기술에서는 파우치형 이차전지의 밀봉 잉여부 상에 안전 소자를 장착하여 공간을 활용하는 등의 기술이 적용된 바 있다. 그러나, 밀봉 잉여부 상에 위치한 안전 소자가 차지하는 부피로 인해 전지의 에너지 밀도가 낮아지는 문제를 발생시켰다.Therefore, in the prior art, a technique such as utilizing a space by mounting a safety element on the sealing excess of the pouch type secondary battery has been applied. However, the volume occupied by safety elements located on the sealing surplus has caused a problem of low energy density of the battery.

또한, 안전 소자는 전극리드 및 보호회로 모듈과 전기적으로 연결돼야 하므로, 구성간의 접속 불량으로 인해 내부 단락이 발생을 방지하기 위해서는 양 구성간의 정밀한 치수 설계 및 정확한 위치에 구성들을 설치하는 것이 요구되었다. 그러나, 안전 소자를 파우치형 이차전지의 밀봉 잉여부 상에 결착할 경우, 정확한 위치에 결착되기가 매우 까다로워 조립과정이 어려워지고 공정효율이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, since the safety device must be electrically connected to the electrode lead and the protection circuit module, it is required to install the components at precise positions and precise positions between the two components in order to prevent the occurrence of an internal short circuit due to a poor connection between the components. However, when the safety element is bound on the sealing excess of the pouch type secondary battery, it is very difficult to bind the correct position, which makes the assembly process difficult and the process efficiency deteriorates.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described 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, 전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가진 안착부가 형성되어 있을 경우, 소자 어셈블리를 전지케이스 외면에 정위치 고정할 수 있게 되어 전극 리드 및 보호회로 모듈 간의 거리 편차가 줄어들고, 제조공정의 효율을 높이고 불량률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한, 전지셀 상단의 밀봉 잉여부에 설치되는 안전 소자의 두께로 인해 발생될 수 있는 사공간(死空間)을 줄어들어, 기존 부피 대비 더 큰 용량의 전지 설계가 가능하여 에너지 밀도를 높일 수 있고, 또한, 안전 소자가 밀봉 잉여부 상에 위치한 경우에 비해 전지케이스에 보다 근접하여 위치할 수 있으며, 보호 테이프의 완벽한 결착이 가능하게 되므로, 과전류 또는 과열 발생시 안전 소자가 신속하게 반응하여 전류를 차단할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After repeated studies and various experiments, the inventors of the present application, as will be described later, is indented downward to at least the safety element of the device assembly at one side wall portion of the battery case housing in which the electrode assembly is mounted. When the mounting part with the structure is formed, the device assembly can be fixed on the outer surface of the battery case in place, thereby reducing the distance deviation between the electrode lead and the protection circuit module, increasing the efficiency of the manufacturing process and dramatically reducing the defective rate. In addition, by reducing the dead space that can be generated due to the thickness of the safety element installed in the sealing surplus portion of the top of the battery cell, it is possible to design a battery of a larger capacity compared to the existing volume to increase the energy density Also, position closer to the battery case than when the safety element is located on the sealing surplus Number and, since the perfect binder of the protective tape to enable, leading to the over-current or overheating occurs, safety devices respond quickly confirmed that the current block, and completed the present invention.

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

전극조립체의 실링을 위한 밀봉 잉여부를 포함하는 전지케이스의 일측 단부에 양극리드와 음극리드가 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀로서,A plate-type battery cell in which a positive electrode lead and a negative electrode lead are formed at one end of a battery case including a sealing surplus for sealing an electrode assembly, respectively.

과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리를 포함하고 있고,Includes a device assembly with one or more safety devices to prevent overcurrent and overheating,

전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에는, 양극리드와 음극리드 사이에 대응하는 위치 상에, 안전 소자를 수용하기 위한 안착부가 형성되어 있으며,At one side wall portion of the battery case accommodating portion in which the electrode assembly is mounted, a seating portion for accommodating the safety element is formed on a position corresponding to the anode lead and the cathode lead.

상기 안착부는, 소자 어셈블리가 전지셀의 외면에 정위치 고정되도록, 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The seating portion has a structure in which the device assembly is indented downwardly to at least a size to accommodate the safety device of the device assembly so that the device assembly is fixed in place on the outer surface of the battery cell.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가진 안착부가 형성되어 있을 경우, 소자 어셈블리를 전지케이스 외면에 정위치 고정할 수 있는 바, 전극 리드 및 보호회로 모듈 간의 거리 편차가 줄어들어, 제조공정의 효율을 높이고 불량률을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.Therefore, the battery cell according to the present invention, when the seating portion having a structure that is indented downward to at least the size to accommodate the safety element of the device assembly is formed on one side wall portion of the battery case accommodating portion in which the electrode assembly is mounted, The assembly can be fixed in place on the outer surface of the battery case, the distance deviation between the electrode lead and the protective circuit module is reduced, thereby increasing the efficiency of the manufacturing process and significantly reduce the defective rate.

또한, 전지셀 상단의 밀봉 잉여부에 설치되는 안전 소자의 두께로 인해 발생될 수 있는 사공간(死空間)을 줄여, 기존 부피 대비 더 큰 용량의 전지 설계가 가능하여 에너지 밀도를 높일 수 있다.In addition, by reducing the dead space (死 空間) that can be generated due to the thickness of the safety element is installed in the sealing surplus portion of the top of the battery cell, it is possible to design a battery of a larger capacity than the existing volume can increase the energy density.

또한, 안전 소자가 밀봉 잉여부 상에 위치한 경우에 비해 전지케이스에 보다 근접하여 위치할 수 있고, 보호 테이프의 완벽한 결착이 가능하게 되므로, 과전류 또는 과열 발생시 안전 소자가 신속하게 반응하여 전류를 차단할 수 있는 효과를 발휘한다.In addition, the safety device can be located closer to the battery case than when the safety device is located on the sealing surplus, and the fastening of the protection tape is possible, so that the safety device can react quickly to cut off the current in the event of overcurrent or overheating. It has an effect.

하나의 구체적인 예에서, 상기 판상형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조로 이루어질 수 있고, 상기 전극조립체는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조이며, 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있을 수 있다.In one specific example, the plate-shaped battery cell may be made of a structure in which the electrode assembly is sealed in a pouch type battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the electrode assembly is a positive electrode, a negative electrode, and a positive electrode and a negative electrode It is a separator structure interposed therebetween, and may be sealed inside the battery case together with the electrolyte.

또한, 상기 밀봉 잉여부는 구체적으로 전지케이스의 열융착 밀봉에 의해 형성된 상단 실링부(sealing part)일 수 있다.In addition, the sealing surplus portion may be an upper sealing part formed by heat-sealing sealing of the battery case.

하나의 구체적인 예에서, 상기 소자 어셈블리는, 전극리드와 안전 소자를 전기적으로 연결하기 위한 리드 연결부, 안전 소자를 포함하고 있는 안전 소자부, 및 보호회로 모듈과 전극리드를 전기적으로 연결하기 위한 단자부를 포함하고 있을 수 있다.In one specific example, the device assembly includes a lead connecting portion for electrically connecting the electrode lead and the safety element, a safety element portion including the safety element, and a terminal portion for electrically connecting the protection circuit module and the electrode lead. It may be included.

상세하게는, 상기 안전 소자는 예를 들어, PTC 소자(positive temperature coefficient element), 퓨즈(fuse) 및 TCO 소자(thermal cutoff element)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 더욱 상세하게는 안전 소자는 TCO 소자 및 PTC 소자로 이루어져 있을 수 있다.Specifically, the safety element may be at least one selected from the group consisting of, for example, a positive temperature coefficient element, a fuse, and a thermal cutoff element, and more particularly, the safety element. May consist of a TCO device and a PTC device.

하나의 구체적인 예에서, 상기 소자 어셈블리의 안전 소자부는 박형 직육면체 구조의 본체를 포함하고 있을 수 있고, 본체의 일측 단부에는 스트립 형태의 리드 연결부가 연장되어 형성될 수 있으며, 본체의 타측 단부에는 스트립 형태의 양극 단자부가 연장되어 형성되어 있을 수 있다.In one specific example, the safety device portion of the device assembly may include a body of a thin rectangular parallelepiped structure, one end of the body may be formed by extending the lead connection of the strip form, the other end of the body in the form of a strip The positive terminal portion of the may be formed to extend.

또한, 상기 리드 연결부 및/또는 양극 단자부는 평면상으로 안전 소자부에 수직으로 연장되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 소자 어셈블리는 전체적인 형상이 ‘L’자 또는 ‘C’자 형태 등을 가질 수 있으나, 반드시 이러한 형상으로만 한정되는 것은 아니고, 전극리드와 보호회로 모듈의 위치에 따라 다양한 형상으로 제조가 가능하다.In addition, the lead connecting portion and / or the positive terminal portion may be formed in a structure extending perpendicular to the safety element portion in a plane. That is, the device assembly may have an 'L' or 'C' shape as a whole shape, but is not necessarily limited to such a shape, and is manufactured in various shapes according to the positions of the electrode lead and the protection circuit module. It is possible.

또한, 상기 소자 어셈블리는 전극리드 및 보호회로 모듈의 위치에 맞게 적절히 절곡하여 형태를 변형할 수 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 소자 어셈블리의 일부위를 변형할 경우, 상기 리드 연결부 및/또는 양극 단자부가 안전 소자부의 본체에 대해 수직으로 절곡되어 있는 구조일 수 있다.In addition, the device assembly may be made of a material that can be deformed by appropriately bent in accordance with the position of the electrode lead and the protective circuit module, for example, when changing a part of the device assembly, the lead connecting portion and And / or the anode terminal portion may be bent vertically with respect to the main body of the safety element portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 안착부의 만입 깊이는 안전 소자부의 안착되는 방향의 두께에 대응하는 크기일 수 있고, 상세하게는, 상기 안착부의 만입 깊이는 1 mm 내지 10 mm일 수 있다. 또한, 상기 안착부의 너비는 전극조립체 수납부의 일 측벽의 너비를 기준으로 1% 내지 20% 크기일 수 있다.In one specific example, the indentation depth of the seating portion may be a size corresponding to the thickness of the seating direction of the safety element portion, in detail, the indentation depth of the seating portion may be 1 mm to 10 mm. In addition, the width of the seating portion may be 1% to 20% in size based on the width of one side wall of the electrode assembly accommodating portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극리드는 양극리드이고, 상기 리드 연결부가 연결된 상태로 적어도 1회 이상 절곡되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the electrode lead may be a positive electrode lead, and may have a structure bent at least one or more times in a state in which the lead connecting portion is connected.

또한, 상기 리드 연결부는 용접에 의해 전극리드에 연결될 수 있고, 구체적으로, 상기 용접은 예를 들어, 스폿 용접(spot welding), 레이저 용접(laser welding) 또는 초음파 용접(ultrasonic welding)일 수 있다.In addition, the lead connection may be connected to the electrode lead by welding, in particular, the welding may be, for example, spot welding, laser welding or ultrasonic welding.

한편, 종래기술의 전지셀은, 보호 테이프 부착 공정시 공정 오차에 따라 쉽게 안전 소자의 위치가 변경되어, 불량이 발생되었고, 또한, 안전 소자는 소정의 두께를 가지고 있어, 전지케이스 외면으로부터 돌출된 형상을 갖게 되므로, 보호 테이프와 전지케이스 외면 간의 빈 공간이 발생하여 안전 소자의 완전한 밀폐를 이루기 어려웠다.On the other hand, the battery cell of the prior art, the position of the safety element is easily changed according to the process error during the protective tape attaching process, the defect occurred, and the safety element has a predetermined thickness, protruding from the outer surface of the battery case Because of the shape, an empty space between the protection tape and the outer surface of the battery case was generated, making it difficult to completely seal the safety device.

따라서, 본 발명의 소자 어셈블리는, 전지케이스 외면에 보다 견고히 고정되고 외부와의 완전한 밀폐를 이루기 위해, 상기 소자 어셈블리의 안전 소자부가 안착부에 수용된 상태에서 보호 테이프에 의해 전지케이스의 외면에 부착되어 있을 수 있다.Therefore, the device assembly of the present invention is attached to the outer surface of the battery case by a protective tape in a state in which the safety element portion of the device assembly is accommodated in the seating portion to be more firmly fixed to the outer surface of the battery case and to achieve a complete sealing with the outside. There may be.

또 다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 밀봉 잉여부의 단부는 안전 소자부가 안착부에 부착된 상태에서 전극조립체 수납부의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡되어 있는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 구조는, 상기 밀봉 잉여부가 전지셀의 상단 방향으로 돌출되어 발생되는 사공간을 최대한 줄 일 수 있어, 전지의 에너지 밀도를 높일 수 있는 설계가 가능하고, 전지팩 내부 공간을 보다 활용할 수 있다.In another specific example, the end of the sealing surplus portion may be formed in a structure that is vertically bent to face one side wall of the electrode assembly accommodating portion in a state where the safety element is attached to the seating portion. Such a structure can reduce the dead space generated by the sealing surplus protruding toward the upper end of the battery cell to the maximum, thereby enabling the design to increase the energy density of the battery, and further utilizing the internal space of the battery pack.

본 발명은, 또한 전지셀을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a battery cell.

구체적으로, 본 발명에 따른 전지셀을 제조하는 방법은,Specifically, the method for manufacturing a battery cell according to the present invention,

(a) 과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리의 안전 소자부를 전지케이스 수납부의 일 측벽 부위에 형성되어 있는 안착부에 수용하여, 전지셀의 외면에 정위치 고정하는 과정;(A) a process of fixing the safety element portion of the device assembly having one or more safety elements to prevent overcurrent and overheating to be fixed to the outer surface of the battery cell by receiving the seating portion formed on one side wall portion of the battery case accommodating portion ;

(b) 상기 소자 어셈블리의 리드 연결부를 전극리드에 전기적으로 연결시키는 과정; 및(b) electrically connecting a lead connection of the device assembly to an electrode lead; And

(c) 보호 테이프를 이용하여 소자 어셈블리의 안전 소자부를 전지케이스 외면에 부착시키는 과정;(c) attaching the safety element of the device assembly to the outer surface of the battery case using a protective tape;

을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. And is characterized by comprising:

그러나, 반드시 상기 과정(a) 내지 과정(c)의 순차적으로 수행하는 것만으로 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 상기 과정(b)가 과정(a)보다 먼저 수행될 수 있고, 이러한 제조방법 역시 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited to the sequential steps of the processes (a) to (c), and the process (b) may be performed before the process (a). It may be included in the scope of the invention.

하나의 구체적인 예에서, 상기 리드 연결부가 전극리드에 연결된 상태에서 전극리드를 적어도 1회 이상 절곡하는 과정을 더 포함하고 있을 수 있다.In one specific example, the method may further include bending the electrode lead at least once in a state in which the lead connection part is connected to the electrode lead.

또한, 상기 과정(c) 이후에, 안전 소자부가 전지케이스 외면에 부착된 상태에서, 밀봉 잉여부의 단부를 전극조립체 수납부의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡하는 과정을 더 포함할 수 있다.In addition, after the step (c), in a state where the safety element is attached to the outer surface of the battery case, the step of vertically bending the end of the sealing surplus portion to face one side of the electrode assembly receiving portion may be further included.

본 발명은, 또한 상기 전지셀을 하나 이상 포함하고 있는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including one or more of the battery cells.

본 발명은, 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다. 구체적으로, 상기 디바이스는 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source. Specifically, the device may include, for example, a mobile phone, a portable computer, a wearable electronic device, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a light electronic vehicle (LEV), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and It may be selected from the group consisting of a power storage device.

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

이상의 설명과 같이, 본 발명의 전지셀은, 전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가진 안착부가 형성됨으로써, 소자 어셈블리를 전지케이스 외면에 정위치 고정할 수 있게 되어 전극 리드 및 보호회로 모듈 간의 거리 편차가 줄어두므로, 제조공정의 효율을 높일 수 있고 불량률을 획기적으로 줄일 수 있다.As described above, the battery cell of the present invention, by forming a seating portion having a structure that is indented downward in at least a size to accommodate the safety element of the device assembly at one side wall portion of the battery case receiving portion to which the electrode assembly is mounted, Since the assembly can be fixed in place on the outer surface of the battery case to reduce the distance deviation between the electrode lead and the protective circuit module, it is possible to increase the efficiency of the manufacturing process and significantly reduce the defective rate.

또한, 전지셀 상단의 밀봉 잉여부에 설치되는 안전 소자의 두께로 인해 발생될 수 있는 사공간(死空間)을 줄여, 기존 부피 대비 더 큰 용량의 전지 설계가 가능하여 에너지 밀도를 높일 수 있다.In addition, by reducing the dead space (死 空間) that can be generated due to the thickness of the safety element is installed in the sealing surplus portion of the top of the battery cell, it is possible to design a battery of a larger capacity than the existing volume can increase the energy density.

또한, 안전 소자가 밀봉 잉여부 상에 위치한 경우에 비해 전지케이스에 보다 근접하여 위치할 수 있고, 보호 테이프의 완벽한 결착이 가능하게 되므로, 과전류 또는 과열 발생시 안전 소자가 신속하게 반응하여 전류를 차단할 수 있는 바, 전지의 안전성을 높일 수 있는 효과를 발휘한다.In addition, the safety device can be located closer to the battery case than when the safety device is located on the sealing surplus, and the fastening of the protection tape is possible, so that the safety device can react quickly to cut off the current in the event of overcurrent or overheating. As a result, it has an effect of increasing the safety of the battery.

도 1은 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조를 나타낸 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 안착부가 형성되어 있는 전지셀을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 소자 어셈블리가 설치되어 있는 전지셀을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 보호 테이프를 이용하여 소자 어셈블리를 고정시킨 전지셀을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 5는 도 4의 전지셀을 나타낸 모시적인 평면도이다;
도 6은 도 4의 전지셀을 나타낸 모시적인 측면도들이다;
도 7은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 8 내지 도 11는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 소자 어셈블리들을 나타낸 모식적인 평면도들이다;
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is an exploded perspective view showing a general structure of a typical representative pouch type secondary battery;
2 is a schematic perspective view showing a battery cell in which a seating portion is formed in one side wall portion of a battery case accommodating portion according to an exemplary embodiment of the present invention;
3 is a schematic perspective view showing a battery cell in which a device assembly according to an embodiment of the present invention is installed;
4 is a schematic perspective view of a battery cell in which a device assembly is fixed using a protective tape according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a schematic plan view of the battery cell of FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is a schematic side view of the battery cell of FIG. 4; FIG.
7 is a schematic side view showing a battery cell according to another embodiment of the present invention;
8 through 11 are schematic plan views illustrating device assemblies according to various embodiments of the present disclosure;
12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.

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

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 안착부가 형성되어 있는 전지셀을 나타낸 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 소자 어셈블리가 설치되어 있는 전지셀을 나타낸 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a battery cell in which a seating portion is formed in one side wall portion of a battery case accommodating portion according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates one embodiment of the present invention. A perspective view of a battery cell in which the device assembly is installed is schematically shown.

도 2와 도 3을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀(100)은 판상형 전지셀로서, 전극조립체(도시하지 않음)의 실링을 위한 밀봉 잉여부(112)를 포함하는 전지케이스(110)의 일측 단부에 양극리드(130)와 음극리드(131)가 각각 형성되어 있다.2 and 3 together, the battery cell 100 according to the present invention is a plate-shaped battery cell, the battery case 110 including a sealing surplus 112 for sealing the electrode assembly (not shown) One end of the positive lead 130 and the negative lead 131 is formed, respectively.

여기서 밀봉 잉여부(112)는 전지케이스(110)의 열융착 밀봉에 의해 형성된 상단 실링부이다.Here, the sealing surplus portion 112 is an upper sealing portion formed by heat sealing of the battery case 110.

또한, 전극조립체(도시하지 않음)가 장착되는 전지케이스 수납부(114)의 일측벽 부위(115)에는, 양극리드(130)와 음극리드(131) 사이에 대응하는 위치 상에, 안전 소자(도시하지 않음)를 수용하기 위한 안착부(150)가 형성되어 있다.In addition, one side wall portion 115 of the battery case accommodating portion 114 to which the electrode assembly (not shown) is mounted, is positioned on the position corresponding to the positive lead 130 and the negative lead 131. A seating part 150 for accommodating the same) is formed.

이러한 안착부(150)는, 소자 어셈블리(200)가 전지셀(100)의 외면에 정위치 고정되도록, 적어도 소자 어셈블리(200)의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가지고 있다.The seating part 150 has a structure in which the device assembly 200 is indented downward to at least accommodate the safety device of the device assembly 200 so that the device assembly 200 is fixed in place on the outer surface of the battery cell 100.

도 3의 전지셀(100)에는 과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자(도시하지 않음)를 가지고 있는 소자 어셈블리(200)가 안착부(150)에 수용되어 있다.In the battery cell 100 of FIG. 3, a device assembly 200 having one or more safety devices (not shown) for preventing overcurrent and overheating is accommodated in the seating part 150.

또한, 소자 어셈블리(200)는 전극리드와 안전 소자를 전기적으로 연결하기 위한 리드 연결부(220), 안전 소자를 포함하고 있는 안전 소자부(210), 및 보호회로 모듈과 전극리드를 전기적으로 연결하기 위한 단자부(230)를 포함하고 있다.In addition, the device assembly 200 may include a lead connecting portion 220 for electrically connecting the electrode lead and the safety element, a safety element portion 210 including the safety element, and an electrical connection between the protection circuit module and the electrode lead. It includes a terminal 230 for.

여기서 안전 소자(도시하지 않음)는 TCO 소자 및 PTC 소자로 이루어져 있다.The safety element (not shown) here consists of a TCO element and a PTC element.

또한, 소자 어셈블리(200)의 안전 소자부(210)는 박형 직육면체 구조의 본체(212)를 포함하고 있고, 본체(212)의 일측 단부에는 스트립 형태의 리드 연결부(220)가 연장되어 형성되어 있으며, 본체(212)의 타측 단부에는 스트립 형태의 양극 단자부(230)가 연장되어 형성되어 있다.In addition, the safety device unit 210 of the device assembly 200 includes a main body 212 of a thin rectangular parallelepiped structure, and one side end of the main body 212 is formed by extending the lead connection portion 220 in the form of a strip. At the other end of the main body 212, a strip-shaped positive terminal portion 230 is formed to extend.

또한, 이러한 리드 연결부(220) 및 양극 단자부(230)는 전지셀(100)에 탑재하기 전에는 평면상으로 안전 소자부(210)에 수직으로 연장되어 있는 구조로 이루어져 있으나, 도 3에서는 보호회로 모듈(도시하지 않음)과 전극리드에 전기적으로 연결되기 위한 리드 연결부(220) 및 양극 단자부(230)가 안전 소자부(210)의 본체(212)에 대해 수직으로 절곡되어 있는 구조이다.In addition, the lead connecting portion 220 and the positive electrode terminal 230 is formed in a structure extending perpendicular to the safety element 210 in a plane before mounting on the battery cell 100, in Figure 3 the protection circuit module (Not shown) and the lead connecting portion 220 and the positive terminal portion 230 to be electrically connected to the electrode lead are bent perpendicularly to the main body 212 of the safety element portion 210.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 보호 테이프를 이용하여 소자 어셈블리를 고정시킨 전지셀을 나타낸 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 전지셀을 나타낸 평면도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 6에는 도 4의 전지셀을 나타낸 모시적인 측면도들이 모식적으로 도시되어 있다.4 is a perspective view schematically showing a battery cell fixed to the device assembly using a protective tape according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a plan view schematically showing the battery cell of Figure 4 FIG. 6 is a schematic side view showing the battery cell of FIG. 4.

먼저 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 소자 어셈블리(200)는 전지케이스(110) 외면에 보다 견고히 고정시키고 외부와의 완전한 밀폐를 이루기 위해, 소자 어셈블리(200)의 안전 소자부(210)는 안착부(150)에 수용된 상태에서 보호 테이프(300)에 의해 전지케이스(110)의 외면에 부착되어 있다.First, referring to FIG. 4 and FIG. 5, the device assembly 200 of the present invention is more securely fixed to the outer surface of the battery case 110 and to achieve a complete hermetic sealing with the outside. 210 is attached to the outer surface of the battery case 110 by the protective tape 300 in the state accommodated in the seating portion 150.

다시 도 5를 참조하면, 안착부(150)의 만입 깊이(D)는 안전 소자부(210)의 안착되는 방향의 두께에 대응하는 크기이고, 안착부(150)의 만입 깊이(D)는 1 mm 내지 10 mm이다. 또한, 안착부의 너비(W)는 전극조립체 수납부의 일 측벽의 너비를 기준으로 1% 내지 20% 크기이다.Referring again to FIG. 5, the indentation depth D of the seating part 150 is a size corresponding to the thickness of the seating direction of the safety element part 210, and the indentation depth D of the seating part 150 is 1. mm to 10 mm. In addition, the width W of the seating portion is 1% to 20% in size based on the width of one side wall of the electrode assembly accommodating portion.

또, 도 6을 참조하면, 측면도A에는 리드 연결부(220)가 양극리드(130)에 전기적으로 연결되어 있고, 측면도B에는 리드 연결부(220)가 양극리드(130)에 연결된 상태에서 1회 절곡되어 있다. 여기서 리드 연결부(220)는 레이저 용접(laser welding)에 의해 전극리드에 연결되었다.In addition, referring to FIG. 6, in the side view A, the lead connecting portion 220 is electrically connected to the positive lead 130, and in the side view B, the lead connecting portion 220 is bent once in a state where the lead connecting portion 220 is connected to the positive lead 130. It is. Here, the lead connecting portion 220 is connected to the electrode lead by laser welding (laser welding).

도 7에는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀을 나타낸 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.7 is a side view schematically showing a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀(100B)은 안전 소자부(210)가 안착부(도시하지 않음)에 보호 테이프(도시하지 않음)에 의해 결착된 상태에서 밀봉 잉여부(112)의 단부가 전극조립체 수납부(114)의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡되어 있다. 또한, 양극 단자부(230)는 음극리드(131)와 마찬가지로 전방을 향하도록 절곡되어 있다. 반면에, 양극리드(130)는 밀봉 잉여부(112)와 전지케이스 수납부(114)의 일측면 사이에 절곡되어 위치되어 있다.Referring to FIG. 7, in the battery cell 100B according to another exemplary embodiment of the present invention, the safety device 210 is attached to a seating portion (not shown) by a protective tape (not shown). An end of the sealing surplus portion 112 is vertically bent to face one sidewall of the electrode assembly accommodating portion 114. In addition, the positive electrode terminal 230 is bent to face forward like the negative lead 131. On the other hand, the anode lead 130 is bent and positioned between the sealing surplus portion 112 and one side of the battery case accommodating portion 114.

도 8 내지 도 11에는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 소자 어셈블리들을 나타낸 평면도들이 모식적으로 도시되어 있다.8 to 11 are plan views illustrating device assemblies according to various embodiments of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 7의 소자 어셈블리(200A)는 플레이트 형상의 평판의 중앙에 안전 소자부(210A)가 형성되어 있고, 일단부에는 리드 연결부(220A)가 형성되어 있으며, 이러한 리드 연결부(220A)에는 점선(224A)을 따라 절곡하기 위한 홈부(222A)가 형성되어 있고, 플레이트 형상의 평판의 타측 단부에는 단자부(230A)가 형성되어 있으며, 단자부(230A)는 양극 소자부(210A)에 수직으로 연장되어 있어, 전체적으로 ‘L’자 형상으로 이루어져 있다.Referring to FIG. 7, in the device assembly 200A of FIG. 7, a safety element 210A is formed at the center of a plate-shaped flat plate, and a lead connection part 220A is formed at one end thereof. A groove portion 222A for bending along the dotted line 224A is formed in 220A, and a terminal portion 230A is formed at the other end of the plate-shaped flat plate, and the terminal portion 230A is formed in the anode element portion 210A. It extends vertically and consists of an 'L' shape as a whole.

도 9를 참조하면, 도 9의 소자 어셈블리(200B)는 플레이트 형상의 평판의 중앙에 안전 소자부(210B)가 형성되어 있으며, 이러한 리드 연결부(220B)에는 점선(224B)을 따라 절곡하기 위한 홈부(222B)가 형성되어 있고, 플레이트 형상의 평판의 타측 단부에는 단자부(230B)가 형성되어 있으며, 리드 연결부(220B) 및 단자부(230B)는 양극 소자부(210B)에 수직하여 서로 양방향으로 연장되어 있다.Referring to FIG. 9, in the device assembly 200B of FIG. 9, a safety element 210B is formed at the center of a plate-shaped flat plate, and the lead connection portion 220B has a groove for bending along a dotted line 224B. 222B is formed, and the terminal portion 230B is formed at the other end of the plate-like flat plate, and the lead connecting portion 220B and the terminal portion 230B extend in both directions perpendicular to the anode element portion 210B. have.

도 10을 참조하면, 도 10의 소자 어셈블리(200C)는 플레이트 형상의 평판의 중앙에 안전 소자부(210C)가 형성되어 있고, 일단부에는 리드 연결부(220C)가 형성되어 있으며, 이러한 리드 연결부(220C)에는 점선(224C)을 따라 절곡하기 위한 홈부(222C)가 형성되어 있고, 플레이트 형상의 평판의 타측 단부에는 단자부(230C)가 형성되어 있으며, 리드 연결부(220C) 및 단자부(230C)는 양극 소자부(210C)에 수직으로 연장되어 있어, 전체적으로 ‘C’자 형상으로 이루어져 있다.Referring to FIG. 10, in the device assembly 200C of FIG. 10, a safety device portion 210C is formed at the center of a plate-shaped flat plate, and a lead connection portion 220C is formed at one end thereof. The groove portion 222C for bending along the dotted line 224C is formed at 220C, and the terminal portion 230C is formed at the other end of the plate-shaped flat plate, and the lead connection portion 220C and the terminal portion 230C are anodes. It extends perpendicularly to the element portion 210C, and has an overall 'C' shape.

도 11를 참조하면, 도 11의 소자 어셈블리(200D)는 플레이트 형상의 평판의 중앙에 안전 소자부(210D)가 형성되어 있고, 일단부에는 뒤집어진 ‘L”자 형상의 리드 연결부(220D)가 형성되어 있으며, 이러한 리드 연결부(220D)에는 점선(224D)을 따라 절곡하기 위한 홈부(222D)가 형성되어 있고, 플레이트 형상의 평판의 타측 단부에는 단자부(230D)가 형성되어 있으며, 리드 연결부(220D) 및 단자부(230D)는 양극 소자부(210D)에 수직으로 연장되어 있다.
Referring to FIG. 11, in the device assembly 200D of FIG. 11, a safety device part 210D is formed at the center of a plate-shaped flat plate, and one end portion of the lead connecting part 220D having an inverted 'L' shape is formed. The lead connecting portion 220D is formed with a groove portion 222D for bending along the dotted line 224D, and a terminal portion 230D is formed at the other end of the plate-shaped flat plate and the lead connecting portion 220D. ) And the terminal portion 230D extend perpendicular to the anode element portion 210D.

이하에서는 본 발명에 따른 전지셀을 제조하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a battery cell according to the present invention will be described.

도 12에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하는 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀을 제조하는 방법(500)은,Referring to Figure 12, the method 500 for manufacturing a battery cell according to the present invention,

과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리(200)의 안전 소자부(210)를 전지케이스 수납부(114)의 일 측벽 부위에 형성되어 있는 안착부(150)에 수용하여, 전지셀(100)의 외면에 정위치 고정하는 과정(510);The safety device 210 of the device assembly 200 having one or more safety devices to prevent overcurrent and overheating is accommodated in the seating portion 150 formed on one side wall portion of the battery case accommodating portion 114, Fixing the position in place on the outer surface of the battery cell 100 (510);

소자 어셈블리(200)의 리드 연결부(220)를 양극리드(130)에 전기적으로 연결시키는 과정(520); Electrically connecting the lead connector 220 of the device assembly 200 to the anode lead 130 (520);

보호 테이프(300)를 이용하여 소자 어셈블리(200)의 안전 소자부(210)를 전지케이스(110) 외면에 부착시키는 과정(530);Attaching the safety device unit 210 of the device assembly 200 to the outer surface of the battery case 110 using the protection tape 300 (530);

리드 연결부(220)가 양극리드(130)에 연결된 상태에서 양극리드(130)를 적어도 1회 이상 절곡하는 과정(540);Bending the positive lead 130 at least once in a state in which the lead connecting portion 220 is connected to the positive lead 130 (540);

을 포함하고 있다.It includes.

또한, NTP(Non-terrace phase) 타입의 전지셀(100B)일 경우, 안전 소자부(210)가 전지케이스(110) 외면에 부착된 상태에서, 밀봉 잉여부(112)의 단부를 전극조립체 수납부(114)의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡하는 과정(550)을 더 수행하게 된다.In addition, in the case of a non-terrace phase (NTP) type battery cell 100B, the end of the sealing surplus portion 112 is attached to the electrode assembly while the safety element 210 is attached to the outer surface of the battery case 110. The vertical bending process 550 to face one sidewall of the payment part 114 is further performed.

앞서 도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 하향 만입되어 있는 구조를 가진 안착부가 형성되어 있을 경우, 소자 어셈블리를 전지케이스 외면에 정위치 고정할 수 있게 되어 전극 리드 및 보호회로 모듈 간의 거리 편차가 줄어들고, 제조공정의 효율을 높이고 불량률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 전지셀 상단의 밀봉 잉여부에 설치되는 안전 소자의 두께로 인해 발생될 수 있는 사공간(死空間)을 줄일 수 있어, 기존 부피 대비 더 큰 용량의 전지 설계가 가능하여 에너지 밀도를 높일 수 있으며, 안전 소자가 밀봉 잉여부 상에 위치한 경우에 비해 전지케이스에 보다 근접하게 위치할 수 있고, 보호 테이프로 완벽한 결착이 가능하게 되므로, 과전류 또는 과열 발생시 안전 소자가 신속하게 반응하여 전류를 차단할 수 있는 효과를 발휘한다.
As described above with reference to the drawings, the battery cell according to the present invention, the seating portion having a structure that is indented downward to at least a size to accommodate the safety element of the device assembly at one side wall portion of the battery case accommodating portion in which the electrode assembly is mounted When formed, the device assembly can be fixed in place on the outer surface of the battery case, thereby reducing the distance deviation between the electrode lead and the protection circuit module, increasing the efficiency of the manufacturing process and significantly reducing the defective rate, and sealing the top of the battery cell. The dead space that can be generated due to the thickness of the safety element installed in the surplus part can be reduced, so that the battery can be designed with a larger capacity than the existing volume, and the energy density can be increased. It can be placed closer to the battery case than when it is placed on the board, and the tape Since this enables, there is the effect that can prevent the over-current or overheating occurs, the safety element is in quick current response.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the contents.

Claims (22)

전극조립체의 실링을 위한 밀봉 잉여부를 포함하는 전지케이스의 일측 단부에 양극리드와 음극리드가 각각 형성되어 있는 판상형 전지셀로서,
과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리를 포함하고 있고,
전극조립체가 장착되는 전지케이스 수납부의 일측벽 부위에는, 양극리드와 음극리드 사이에 대응하는 위치 상에, 안전 소자를 수용하기 위한 안착부가 형성되어 있으며,
상기 안착부는, 소자 어셈블리가 전지셀의 외면에 정위치 고정되도록, 적어도 소자 어셈블리의 안전 소자를 수용하는 크기로 수납부 내측 방향으로 만입되어 있는 구조를 가지며,
상기 판상형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 전극조립체가 밀봉되어 있는 구조이고,
상기 소자 어셈블리는, 전극리드와 안전 소자를 전기적으로 연결하기 위한 리드 연결부, 상기 안전 소자를 포함하고 있는 안전 소자부, 및 보호회로 모듈과 전극리드를 전기적으로 연결하기 위한 단자부를 포함하며,
상기 리드 연결부는 전극리드와 전지케이스 외부에서 연결되고,
상기 소자 어셈블리의 안전 소자부는 안착부에 수용된 상태에서 보호 테이프에 의해 전지케이스의 외면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.A plate-type battery cell in which a positive electrode lead and a negative electrode lead are formed at one end of a battery case including a sealing surplus for sealing an electrode assembly, respectively.
Includes a device assembly with one or more safety devices to prevent overcurrent and overheating,
At one side wall portion of the battery case accommodating portion in which the electrode assembly is mounted, a seating portion for accommodating the safety element is formed on a position corresponding to the anode lead and the cathode lead.
The seating portion has a structure in which the device assembly is indented inwardly in the storage part to at least a size to accommodate the safety device of the device assembly so that the device assembly is fixed in place on the outer surface of the battery cell,
The plate-shaped battery cell has a structure in which an electrode assembly is sealed in a pouch-type battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer,
The device assembly includes a lead connecting portion for electrically connecting the electrode lead and the safety element, a safety element portion including the safety element, and a terminal portion for electrically connecting the protection circuit module and the electrode lead.
The lead connection portion is connected to the outside of the electrode lead and the battery case,
The safety device of the device assembly is a battery cell, characterized in that attached to the outer surface of the battery case by a protective tape in the state accommodated in the seating portion. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조이고, 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the electrode assembly has a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode, and is sealed inside the battery case together with an electrolyte. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 잉여부는 전지케이스의 열융착 밀봉에 의해 형성된 상단 실링부인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the sealing surplus portion is an upper sealing portion formed by heat sealing of the battery case. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 안전 소자는 PTC 소자(positive temperature coefficient element), 퓨즈(fuse) 및 TCO 소자(thermal cutoff element)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the safety element is at least one selected from the group consisting of a PTC element, a fuse, and a thermal cutoff element. 제 1 항에 있어서, 상기 안전 소자는 TCO 소자 및 PTC 소자로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the safety device comprises a TCO device and a PTC device. 제 1 항에 있어서, 상기 소자 어셈블리의 안전 소자부는 박형 직육면체 구조의 본체를 포함하고 있고, 상기 본체의 일측 단부에는 스트립 형태의 리드 연결부가 연장되어 형성되어 있으며, 상기 본체의 타측 단부에는 스트립 형태의 양극 단자부가 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.According to claim 1, wherein the safety device of the device assembly includes a body of a thin rectangular parallelepiped structure, one end of the main body is formed by extending the lead connection portion of the strip form, the other end of the main body of the strip form A battery cell, characterized in that the positive terminal portion is formed extending. 제 8 항에 있어서, 상기 리드 연결부 및/또는 양극 단자부는 평면상으로 안전 소자부에 수직으로 연장되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 8, wherein the lead connecting portion and / or the positive terminal portion extend in a plane perpendicular to the safety element portion. 제 8 항에 있어서, 상기 리드 연결부 및/또는 양극 단자부는 안전 소자부의 본체에 대해 수직으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 8, wherein the lead connecting portion and / or the positive terminal portion is bent perpendicularly to the main body of the safety element portion. 제 1 항에 있어서, 상기 안착부의 만입 깊이는 안전 소자부의 안착되는 방향의 두께에 대응하는 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the indentation depth of the seating portion is a size corresponding to the thickness of the seating direction of the safety element portion. 제 1 항에 있어서, 상기 안착부의 만입 깊이는 1 mm 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the indentation depth of the seating portion is 1 mm to 10 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 안착부의 너비는 전극조립체 수납부의 일 측벽의 너비를 기준으로 1% 내지 20% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell of claim 1, wherein the seating portion has a width of 1% to 20% based on a width of one sidewall of the electrode assembly accommodating portion. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 양극리드이고, 리드 연결부가 연결된 상태로 적어도 1회 이상 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode lead is an anode lead and is bent at least one or more times in a state in which a lead connection part is connected. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 연결부는 용접에 의해 전극리드에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the lead connection part is connected to the electrode lead by welding. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 잉여부의 단부는 안전 소자부가 안착부에 부착된 상태에서 전극조립체 수납부의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein an end portion of the sealing surplus portion is vertically bent to face one side wall of the electrode assembly accommodating portion in a state where the safety element portion is attached to the seating portion. 제 1 항에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 과전류 및 과열을 방지하는 하나 이상의 안전 소자를 가지고 있는 소자 어셈블리의 안전 소자부를 전지케이스 수납부의 일 측벽 부위에 수납부 내측 방향으로 만입되어 형성되어 있는 안착부에 수용하여, 전지셀의 외면에 정위치 고정하는 과정;
(b) 상기 소자 어셈블리의 리드 연결부를 전극리드에 전기적으로 연결시키는 과정; 및
(c) 보호 테이프를 이용하여 소자 어셈블리의 안전 소자부를 전지케이스 외면에 부착시키는 과정;
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.A method of manufacturing a battery cell according to claim 1,
(a) The safety element portion of the device assembly having one or more safety elements to prevent overcurrent and overheating is accommodated in a seating portion formed by indenting the inner side of the battery case accommodating portion in one side wall portion of the battery case accommodating portion, Fixing in place on the outer surface;
(b) electrically connecting a lead connection of the device assembly to an electrode lead; And
(c) attaching the safety element of the device assembly to the outer surface of the battery case using a protective tape;
Battery cell manufacturing method comprising a. 제 18 항에서, 상기 리드 연결부가 전극리드에 연결된 상태에서 전극리드를 적어도 1회 이상 절곡하는 과정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.19. The method of claim 18, further comprising bending the electrode lead at least once in a state in which the lead connection part is connected to the electrode lead. 제 19 항에서, 상기 과정(c) 이후에, 안전 소자부가 전지케이스 외면에 부착된 상태에서, 밀봉 잉여부의 단부를 전극조립체 수납부의 일 측벽에 대면하도록 수직 절곡하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.The method of claim 19, further comprising, after the step (c), bending the end of the sealing surplus portion to face one side wall of the electrode assembly accommodating portion in a state where the safety element portion is attached to the outer surface of the battery case. Battery cell manufacturing method. 제 1 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising at least one battery cell according to claim 1. 제 21 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.A device comprising the battery pack according to claim 21 as a power source.
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