KR102157892B1 - Pouch type secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 전극조립체와 전기적으로 연결되어 전지케이스의 외부로 돌출되는 전극 리드를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 전극 리드의 내부에는 통로가 구비되어 있으며, 상기 통로의 일 단부는 전지케이스 내부와 연통되도록 연결되어 있고, 상기 통로의 다른 단부는 전지 케이스 외부를 향해 있으나 밀봉되어 있어서 외부로부터 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지가 제공된다.The present invention is an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; A battery case accommodating the electrode assembly; In a pouch-type secondary battery comprising an electrode lead that is electrically connected to the electrode assembly and protrudes to the outside of a battery case, a passage is provided inside the electrode lead, and one end of the passage communicates with the inside of the battery case. The pouch-type secondary battery is provided, and the other end of the passage faces the outside of the battery case, but is sealed and blocked from the outside.

Description

파우치형 이차전지{POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}Pouch type secondary battery {POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}

본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch-type secondary battery.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, many studies on batteries that can meet various demands are being conducted.

대표적으로 전지는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 캔형 이차전지와 파우치형 이차전지를 사용한다. 이러한 파우치형 전지는 과충전되거나, 고온에의 노출, 내부 단락 등이 유발되었을 때, 전해액의 분해로 인한 다량의 가스가 발생하면서 케이스가 부풀어오르는 이른바 스웰링 현상이 나타나는데, 이러한 스웰링 현상은 밀봉된 케이스 내부에 고압을 유발하면서, 전해액 분해를 더욱 촉진하여 폭발을 초래할 수 있다. 또한, 발생한 가스로 인해 전지케이스의 중앙 부위가 부풀어 오르면서 전지의 변형을 유발하고, 그로 인해 단락이 발생하는 문제점을 가지고 있다.Typically, the battery uses a can-type secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness. Such a pouch-type battery has a so-called swelling phenomenon in which a large amount of gas is generated due to the decomposition of the electrolyte and the case swells when overcharged, exposure to high temperatures, or internal short circuits are caused. By inducing a high pressure inside the case, it can further accelerate the electrolyte decomposition and cause an explosion. In addition, due to the generated gas, the central portion of the battery case swells, causing the battery to be deformed, thereby causing a short circuit.

또한, 전지의 사용에 따라, 전해액이 고갈되는 경우 추가적으로 전해액을 충전할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, depending on the use of the battery, when the electrolyte is depleted, there is a problem that the electrolyte cannot be additionally charged.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충방전시 발생하는 가스를 배출하고 전해액을 추가 주입할 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and provides a pouch-type secondary battery capable of discharging gas generated during charging and discharging and additionally injecting an electrolyte.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 전극조립체와 전기적으로 연결되어 전지케이스의 외부로 돌출되는 전극 리드를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 전극 리드의 내부에는 통로가 구비되어 있으며, 상기 통로의 일 단부는 전지케이스 내부와 연통되도록 연결되어 있고, 상기 통로의 다른 단부는 전지 케이스 외부를 향해 있으나 밀봉되어 있어서 외부로부터 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지가 제공된다.In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; A battery case accommodating the electrode assembly; In a pouch-type secondary battery comprising an electrode lead that is electrically connected to the electrode assembly and protrudes to the outside of a battery case, a passage is provided inside the electrode lead, and one end of the passage communicates with the inside of the battery case. The pouch-type secondary battery is provided, and the other end of the passage faces the outside of the battery case, but is sealed and blocked from the outside.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 제1 양태에서 상기 통로는 전해액 주액 혹은 전해액 배출 혹은 전지케이스 내에 있는 가스 배출을 위한 통로로 사용될 수 있다. According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the passage may be used as a passage for injecting an electrolyte solution or discharging an electrolyte solution or discharging a gas in a battery case.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 상기 제1 양태 또는 제2 양태에서 상기 통로의 밀봉은 심 용접에 의해 이루어질 수 있다. According to the third aspect of the present invention, the sealing of the passage in the first aspect or the second aspect may be performed by seam welding.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제3 양태중 임의의 양태에서 상기 리드가 2장의 금속이 적층되고 외주부가 접합되어 형성된 것이고, 상기 금속 중 적어도 1장에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈이 통로를 형성하도록 금속이 적층되어 있을 수 있다.According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the lead is formed by stacking two metals and bonding the outer circumferential portion, and at least one of the metals has a groove, Metal may be stacked so that the groove forms a passage.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제4 양태중 임의의 양태에서 상기 리드가 3장의 금속이 적층되고 외주부가 접합되어 형성된 것이고, 2장의 금속 사이에 샌드위치된 금속에는 통로로 작용할 부분이 제거된 상태로 접합되어 있을 수 있다. According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the lead is formed by stacking three metal sheets and bonding the outer circumferential portion, and a part that acts as a passage in the metal sandwiched between the two metal sheets. It may be bonded in the removed state.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제5 양태중 임의의 양태에서 상기 리드가 클래드 금속 한쌍이 접합되어 이루어지되, 용접이 용이한 금속이 리드 내부를 구성하고, 리드 내부를 구성하는 금속에는 통로로 작용할 부분이 제거된 상태로 있을 수 있다.According to a sixth aspect of the present invention, in any of the first to fifth aspects, the lead is formed by bonding a pair of clad metals, but a metal easily welded constitutes the inside of the lead, The metal can be left with the part that will act as a passage removed.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제6 양태중 임의의 양태에서 상기 리드가 음극 리드이고, 용접이 용이한 금속이 구리이고, 니켈이 리드 외부를 구성할 수 있다.According to the seventh aspect of the present invention, in any of the first to sixth aspects, the lead may be a negative electrode lead, a metal easily welded may be copper, and nickel may constitute the outside of the lead.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제7 양태중 임의의 양태에서 상기 파우치형 전지는 양 방향으로 양극 리드와 음극 리드가 형성되어 있고, 상기 리드 중 하나를 통해 전해액이 주액되고, 다른 리드를 통해 폐전해액이 배출될 수 있다.According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, in the pouch-type battery, a positive electrode lead and a negative electrode lead are formed in both directions, and an electrolyte solution is injected through one of the leads, Waste electrolyte may be discharged through other leads.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 상기 제1 양태 내지 제8 양태중 임의의 양태에서 상기 통로가 리드에 매몰되어 있는 관을 통해 형성되고, 상기 관이 폴리머 수지로부터 형성될 수 있다.According to the ninth aspect of the present invention, in any of the first to eighth aspects, the passage is formed through a tube buried in a lid, and the tube may be formed from a polymer resin.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 충방전시 발생하는 가스를 제거할 수 있으며, 전지가 노화되어 전해액이 고갈되어도, 전해액을 충전할 수 있어, 전지의 안전성 및 수명을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, gas generated during charging and discharging can be removed, and even if the electrolyte is depleted due to aging of the battery, the electrolyte can be charged, thereby improving the safety and life of the battery.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 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 파우치형 이차전지의 사시도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드의 부분 확대도이다.
도 3a는 본 발명의 일 양태에 따른 전극 리드가 구비되어 있는 파우치형 전지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3b는 도 3a의 전극 리드를 위, 아래의 중간에서 분해하여 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 전극 리드로 사용될 수 있는 클래드 금속의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 전지셀의 반대 방향으로 2개의 전극 리드가 형성되어 있는, 본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 전지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 복수개의 홈이 형성되어 있는 전극 리드를 구비한, 본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 전지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 복수개의 관이 매몰되어 있는 전극 리드를 구비한, 본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 전지를 개략적으로 나타낸 것이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the content of the above-described invention, so the present invention is limited to the matters described in such drawings. It is limited and should not be interpreted.
1 is a perspective view of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are partially enlarged views of an electrode lead according to an embodiment of the present invention.
3A schematically shows a pouch-type battery provided with an electrode lead according to an aspect of the present invention.
3B is an exploded view of the electrode lead of FIG. 3A from the middle of the top and bottom.
4A to 4C schematically show a cross section of a clad metal that can be used as an electrode lead.
5 schematically shows a pouch-type battery according to an aspect of the present invention, in which two electrode leads are formed in the opposite direction of the battery cell.
6 schematically shows a pouch-type battery according to an aspect of the present invention having an electrode lead in which a plurality of grooves are formed.
7 schematically shows a pouch-type battery according to an aspect of the present invention having an electrode lead in which a plurality of tubes are buried.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations described in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명의 일 양태에 따르면, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 전극조립체와 전기적으로 연결되어 전지케이스의 외부로 돌출되는 전극 리드를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 전극 리드 내부에는 통로가 구비되어 있어서, 상기 통로의 일 단부는 전지케이스 내부와 연통되도록 연결되어 있고, 상기 통로의 다른 단부는 전지 케이스 외부를 향해 있으나 밀봉되어 있어서 외부로부터 차단되어 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; A battery case accommodating the electrode assembly; In the pouch-type secondary battery comprising an electrode lead that is electrically connected to the electrode assembly and protrudes to the outside of the battery case, a passage is provided inside the electrode lead, so that one end of the passage communicates with the inside of the battery case. It is connected, and the other end of the passage faces the outside of the battery case, but is sealed and blocked from the outside.

상기 전지셀은 파우치형 전지에 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 원통형 혹은 각형 전지에 사용되는 권취형(wound type) 전지셀이거나 혹은 하나 이상의 전지셀이 스택형(stacked type)으로 구성되어 이루어진 스택형 전지이거나 혹은 하나 이상의 전지셀이 폴딩되어 스택형으로 구성된 스택-폴딩형(stacked and folded type) 전지일 수 있다. 상기 통로는 전해액 주액 혹은 전해액 배출 혹은 전지케이스 내에 있는 가스를 외부로 배출하기 위한 통로로 사용될 수 있다.The battery cell is not particularly limited as long as it can be used for a pouch-type battery.For example, it is a wound type battery cell used for a cylindrical or prismatic battery, or one or more battery cells are configured in a stacked type. It may be a stacked battery formed or a stacked and folded type battery configured in a stacked form by folding one or more battery cells. The passage may be used as a passage for injecting an electrolyte solution, discharging the electrolyte solution, or discharging gas in the battery case to the outside.

상기 통로에서 전지케이스 외부 쪽에 형성되어 있는 통로 단부는 밀봉되어 있다. 즉, 용접에 의해 외부로부터 차단되어 있거나 혹은 리드 성형시에 외부로부터 차단되도록 제작될 수 있다. 상기 밀봉은 말단 절단시 통로가 외부에 개방되어 외부와 연통될 수 있는 정도로 수행되는 것이 바람직하다.In the passage, an end of the passage formed on the outside of the battery case is sealed. That is, it may be blocked from the outside by welding or may be manufactured to be blocked from the outside during lead molding. The sealing is preferably performed to the extent that the passage can be opened to the outside and communicated with the outside when the end is cut.

상기 용접으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 심 용점(seam welding), 레이저 용접 등이 이용될 수 있다.The welding is not particularly limited as long as it is a method commonly used in the art, and for example, seam welding, laser welding, or the like may be used.

밀봉된 통로 단부는 전해액 주액, 전해액 배출 혹은 가스 배출이 필요한 시점에 절단되어 상기 통로에 의해 전지케이스 외부와 내부가 연통되도록 할 수 있다. 이 때, 상기 절단에 사용되는 방법은, 리드에 형성된 통로 입구가 찌그러지지 않도록 하는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 레이저 커팅(laser cutting)에 의해 절단될 수 있다.The sealed passage end may be cut when an electrolyte solution injection, electrolyte discharge, or gas discharge is required, so that the outside and the inside of the battery case communicate with each other by the passage. At this time, the method used for the cutting is not particularly limited as long as it is a method of preventing the passage inlet formed in the lead from being crushed. For example, it can be cut by laser cutting.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 사시도이다. 파우치형 이차전지(10)는 양극, 음극, 및 이들 사이에 개재되는 분리막을 포함하며, 전극탭(120)을 구비하는 전극조립체(100); 상기 전극조립체(100)를 수용하는 전지케이스(200); 상기 전극탭(120)과 전기적으로 연결되어 전지케이스 외부로 돌출되는 전극 리드(110)을 포함한다.1 is a perspective view of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention. The pouch type secondary battery 10 includes an electrode assembly 100 including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed therebetween, and including an electrode tab 120; A battery case 200 accommodating the electrode assembly 100; And an electrode lead 110 that is electrically connected to the electrode tab 120 and protrudes outside the battery case.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드(110)는 전지케이스 외부로 향해있는 단부 절단시 전지케이스의 내부와 외부를 연통하여 전해액이 유입 혹은 배출될 수 있고 또한 가스가 배출될 수 있도록 설계된 통로(111)를 구비한다. 상기 통로(111) 중 전지케이스 외부로 향해있는 단부는 용접부(111)에 의해 밀봉되어 전해액이 누액되지 않도록 되어 있으나, 전해액 추가 주입 혹은 가스 배출이 필요한 시점에 절단될 수 있다. 이와 같이 통로(111)를 구비함으로써, 전지케이스 외부로 향해있는 통로 단부를 절단한 후 충방전시 발생하는 가스를 제거할 수 있으며, 전해액의 추가적인 주액이 가능하여, 전지의 안전성 및 수명을 향상시킬 수 있다.1, the electrode lead 110 according to an embodiment of the present invention communicates the inside and the outside of the battery case when cutting the end facing the outside of the battery case, so that the electrolyte may flow in or discharge, and gas is discharged. It has a passage 111 designed to be. The end of the passage 111 toward the outside of the battery case is sealed by the welding part 111 so that the electrolyte does not leak, but may be cut at a time when additional electrolyte injection or gas discharge is required. By providing the passage 111 as described above, gas generated during charging and discharging can be removed after cutting the end of the passage toward the outside of the battery case, and additional injection of electrolyte is possible, thereby improving the safety and life of the battery. I can.

전극 리드의 두께는 당업계에서 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 전지 용도에 따라 혹은 다른 필요에 따라 상이한 두께를 가질 수 있는데, 일례로 0.1 mm 내지 1 mm 의 두께 또는 0.5 mm 내지 1 mm 의 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 모바일 폰에 사용되는 전지의 구성부품 리드에 비해 차량에 사용되는 전지의 구성부품 리드가 더 두껍게 설계될 수 있다. The thickness of the electrode lead is not particularly limited as long as it is generally used in the art, and may have different thicknesses depending on the use of the battery or according to other needs, for example, 0.1 mm to 1 mm or 0.5 mm to 1 mm. It can have a thickness. For example, a component lead of a battery used in a vehicle may be designed to be thicker than a component lead of a battery used in a mobile phone.

상기 전극 리드는 양극 리드 또는 음극 리드일 수 있다. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 전극탭들과 용접 등의 방법으로 전기적으로 연결되어 있고, 리드 일부가 전지케이스의 외부로 노출될 수 있다. 양극 리드와 음극 리드는 전지케이스에서 서로 반대 방향에 위치할 수 있고, 또는, 동일한 방향에 나란히 위치할 수도 있다.The electrode lead may be an anode lead or a cathode lead. The positive electrode lead and the negative electrode lead are electrically connected to electrode tabs by welding or the like, and a part of the lead may be exposed to the outside of the battery case. The positive electrode lead and the negative electrode lead may be positioned in opposite directions in the battery case, or may be positioned side by side in the same direction.

상기 양극 리드는 알루미늄 재질의 도전성 부재를 사용할 수 있으며, 상기 음극 리드는 구리 재질 또는 니켈이 코팅된 구리 재질의 부재를 사용할 수 있다.The anode lead may be made of a conductive member made of aluminum, and the negative lead may be made of a copper material or nickel-coated copper material.

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드의 부분 확대도이다. 2A and 2B are partially enlarged views of an electrode lead according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드(110)는 복수개의 의 통로(111)를 구비할 수 있으며, 상기 통로 내부를 통해 전해액이나 가스가 이동할 수 있다. Referring to FIG. 2A, the electrode lead 110 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of passages 111, and an electrolyte or gas may move through the passage.

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 리드(110)는 하나의 통로를 구비할 수 있으며, 이 경우에도 상기 통로 내부를 통해 전해액이나 가스가 이동할 수 있도게 된다. 또한, 통로의 일 단부에는 통로(111)를 밀봉하는 밀봉부(112)가 구비되어, 외부 수분, 공기 또는 기타 물질이 전지 내부에 유입되는 것을 차단하고, 전해액의 추가 주액이나 전해액 배출 또는 가스 배출이 필요한 시점에 리드 단부가 절단됨에 따라 함께 제거된다.Referring to FIG. 2B, the electrode lead 110 according to an exemplary embodiment of the present invention may have one passage, and even in this case, an electrolyte solution or gas may move through the passage. In addition, at one end of the passage, a sealing portion 112 that seals the passage 111 is provided to block the inflow of external moisture, air, or other substances into the battery, and additional injection of electrolyte or discharge of electrolyte or discharge of gas At this necessary point, the ends of the leads are removed together as they are cut.

상기 통로는 리드 기능에 영향을 주지 않으면서 전해액 주액 혹은 전해액 배출 혹은 가스 배출이 원활하게 이루어질 수 있다면 그 형상 측면에서 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 통로는 도 2a에 도시된 바와 같이 원 형상의 단면을 가질 수 있다. 또는, 통로의 단면은 타원형이거나 사각형일 수 있다. 이러한 통로는 0.1 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 최장 직경을 가질 수 있다. The passage is not particularly limited in terms of its shape as long as it can smoothly inject the electrolyte, discharge the electrolyte, or discharge the gas without affecting the lead function. For example, the passage may have a circular cross section as shown in FIG. 2A. Alternatively, the cross section of the passage may be oval or square. Such passages may have a longest diameter of 0.1 mm to 0.5 mm.

또한, 상기 통로는 리드 기능에 영향을 주지 않으면서 전해액 주액 혹은 배출이 원활하게 이루어지고 가스 배출이 원활하게 이루어질 수 있다면 제조방법 측면에서도 특별히 제한되지 않는다. In addition, the passage is not particularly limited in terms of the manufacturing method as long as the electrolyte solution injection or discharge is smoothly performed and gas discharge is smoothly performed without affecting the lead function.

본 발명의 일 실시예인 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이, 리드 제조시 리드(110) 내부에 통로(111)가 구비되도록 성형될 수 있다. As illustrated in FIGS. 2A and 2B, which is an exemplary embodiment of the present invention, a passage 111 may be formed in the lead 110 when manufacturing the lead.

본 발명의 다른 실시예에서, 리드는 리드로 사용가능한 동일한 종류의 금속 2장 이상을 준비하되, 상기 금속 중 하나 이상에 넓은 홈 혹은 좁은 홈이 형성되도록 성형하여 준비하는 단계; 및 상기 홈이 내부가 되도록 금속 2장을 맞대고 리드 외주부를 용접하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다. 이 경우에도 리드 말단부는 용접이나 성형 단계에서 밀봉되어 있어야 하며, 리드 단부가 절단됨에 따라 전해액 혹은 가스의 유입 또는 배출이 가능하게 된다. In another embodiment of the present invention, the lead is prepared by preparing two or more sheets of metal of the same type usable as a lead, and forming a wide groove or a narrow groove to be formed in at least one of the metals; And butting two metal sheets so that the groove is inside and welding the outer circumference of the lead. Even in this case, the end of the lead must be sealed in the welding or forming step, and the introduction or discharge of the electrolyte or gas is possible as the end of the lead is cut.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 리드로 사용가능한 금속 3장 이상을 준비하되, 금속들 사이에 샌드위치되는 금속에는 통로로 작용할 부분이 제거된 상태로 준비하는 단계; 및 상기 샌드위치되는 금속을 사이에 두고 위, 아래로 금속을 적층하고 외주부를 용접하는 단계;를 포함하여 리드가 준비된다.In another embodiment of the present invention, preparing three or more sheets of metal usable as a lead, but preparing a metal sandwiched between the metals in a state in which a portion to act as a passage is removed; And laminating the metal up and down and welding the outer circumferential portion with the sandwiched metal interposed therebetween.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 3a에 도시되어 있는데, 편의를 위해 여기에서는 하나의 전극 리드만을 나타내었다. 도 3a를 참조하여 살펴보면, 전지셀의 리드(110)가 전지케이스(200) 외부로 돌출되어 있되, 상기 리드(110)가 2종의 금속(110a, 110b)으로 형성되어 있다. Another embodiment of the present invention is shown in Fig. 3A, but only one electrode lead is shown here for convenience. Referring to FIG. 3A, the lead 110 of the battery cell protrudes out of the battery case 200, but the lead 110 is formed of two types of metals 110a and 110b.

이러한 도 3a의 전극 리드(110)를 위, 아래로 중간에서 분해하여 도 3b에 도시하였다. 도 3b에서는 리드로 사용가능한 2종의 금속을 준비하되, 용접이 비교적 용이하게 이루어지는 금속(110b)은 내부에 위치하되, 통로로 될 부분이 제거된 상태로 제작되고 다른 종류의 금속(110a)이 외부에 클래드된다. 내부에 사용되는 금속(110b)에는 전해액의 유입과 배출 또는 가스 배출이 이루어질 통로로 작용할 영역을 제거되거나 혹은 주변보다 얇은 두께를 갖도록 준비될 수 있다. 이어서, 내부로 사용되는 금속(110b)은 외부로 사용되는 금속(110a)과 클래딩된다. 이와 같이 클래드 금속 한 쌍을 준비하고 금속(110b)이 마주보도록 적층한 후에 금속(110b) 외주부를 용접한다. 이 경우에도 전지케이스 외부쪽을 향해 있는 리드 단부는 외부와 차단된 상태로 있다. 제조된 리드(110)는 추후 전해액 주입 또는 배출이나 가스 배출시에 'C' 부분 절단에 의해 통로가 외부와 연통하게 된다. 리드는 클래드 금속으로 인해 고 강도를 가지면서도, 내부에 사용되는 금속(100b)으로 인해 용접이 보다 용이하게 이루어지는 효과를 가질 수 있다.The electrode lead 110 of FIG. 3A is disassembled in the middle of the top and bottom and is shown in FIG. 3B. In FIG. 3B, two types of metals that can be used as leads are prepared, but the metal 110b, which is relatively easily welded, is located inside, but the part that will become the passage is removed, and another type of metal 110a is It is clad on the outside. The metal 110b used therein may be prepared to have a thickness thinner than the surrounding area or a region that will act as a passage through which the electrolyte is introduced and discharged or gas is discharged. Subsequently, the metal 110b used as the interior is clad with the metal 110a used as the exterior. In this way, a pair of clad metals is prepared and the metal 110b is laminated to face each other, and then the outer periphery of the metal 110b is welded. Even in this case, the end of the lead facing the outside of the battery case remains blocked from the outside. In the manufactured lead 110, the passage communicates with the outside by cutting the'C' portion when the electrolyte is injected or discharged or gas is discharged later. The lead may have a high strength due to the clad metal, and may have an effect that welding is made easier due to the metal 100b used therein.

클래드 금속 형태로 제조된 전극 리드는 도 4a에 도시된 바와 같이 3개층으로 형성되어 있되, a와 c에 동일한 종류의 금속이 사용되는 구성을 가질 수 있다. 예컨대, a-b-c 순으로, 스테인레스 강-알루미늄-스테인레스 강, 구리-스테인레스 강-구리, 스테인레스 강-구리-스테인레스 강, 니켈-스테인레스 강-니켈, 니켈-구리-니켈의 구성을 가질 수 있다. The electrode lead manufactured in the form of a clad metal is formed in three layers as shown in FIG. 4A, but may have a configuration in which the same type of metal is used for a and c. For example, in the order of a-b-c, stainless steel-aluminum-stainless steel, copper-stainless steel-copper, stainless steel-copper-stainless steel, nickel-stainless steel-nickel, nickel-copper-nickel.

또는, 클래드 금속 형태로 제조된 리드는 도 4b에 도시된 바와 같이 2개층으로 형성될 수 있다. 이 경우, a'-b' 순으로, 스테인레스 강-알루미늄, 강-알루미늄, 구리-스테인레스 강, 니켈-스테인레스 강, 니켈-구리의 구성을 가질 수 있다.Alternatively, the lead manufactured in the form of a clad metal may be formed in two layers as shown in FIG. 4B. In this case, in the order of a'-b', it may have a configuration of stainless steel-aluminum, steel-aluminum, copper-stainless steel, nickel-stainless steel, and nickel-copper.

또는, 클래드 금속 형태로 제조된 리드는 도 4c에 도시된 바와 같이 2개층으로 형성될 수 있다. 이 경우, a"-b"-c" 순으로, 구리-스테인레스 강-니켈의 구성을 가질 수 있다.Alternatively, the lead manufactured in the form of a clad metal may be formed in two layers as shown in FIG. 4C. In this case, in the order of a"-b"-c", it may have a configuration of copper-stainless steel-nickel.

전극 리드는 도 1에 도시된 바와 같이 전지셀의 일 방향으로 2개의 전극 리드가 형성되거나, 혹은, 도 5에 도시된 바와 같이 전지셀의 반대 방향으로 2개의 전극 리드가 형성될 수 있다. The electrode lead may have two electrode leads formed in one direction of the battery cell as shown in FIG. 1, or two electrode leads may be formed in the opposite direction of the battery cell as shown in FIG. 5.

전지 종류에 따라, 전해액에 있는 LiPF6와 같은 리튬염이 열화되어 열적 안정성이 떨어지고 공기중 수분이 전지내로 들어가 리튬염과 반응하여 HF를 생성하여 전해액 기능이 저하될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 전극 리드가 형성되는 경우에는 파우치형 전지를 수직으로 세우고, 적절한 시점에 리드 말단부를 절단하여, 위쪽 전극 리드를 통해 새 전해액을 주액하고, 아래쪽 전극 리드를 통해 폐전해액을 배출함으로써 전지의 폐전해액을 새 전해액으로 용이하게 교체할 수 있으며, 그 결과 전지 수명이 연장될 수 있다.Depending on the type of battery, the lithium salt such as LiPF 6 in the electrolyte is deteriorated, resulting in poor thermal stability, and moisture in the air enters the battery and reacts with the lithium salt to generate HF, which may degrade the electrolyte function. As shown in FIG. 5, when two electrode leads are formed, the pouch-type battery is vertically placed, the end of the lead is cut at an appropriate time, and a new electrolyte is injected through the upper electrode lead, and the waste electrode is closed through the lower electrode lead. By discharging the electrolyte, the waste electrolyte of the battery can be easily replaced with a new electrolyte, and as a result, the battery life can be extended.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 도 6에 예시된 전극 리드에는 복수개의 홈이 리드에 형성되어 통로(111)가 구비되어 있다. 상기 통로(111)는 필요에 따라 여러 형태를 가질 수 있으며, 예컨대, 전지셀에 인접할수록 넓어지도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 통로(111)는 직선뿐만 아니라 예컨대, 종 형상(bell-shaped)과 같은 곡선으로도 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, in the electrode lead illustrated in FIG. 6, a plurality of grooves are formed in the lead and a passage 111 is provided. The passage 111 may have various shapes as needed, and for example, may be designed to be wider as it is adjacent to the battery cell. In addition, the passage 111 may be formed not only in a straight line but also in a curved line such as a bell-shaped shape.

또는, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 전극 리드(110)에 하나 이상의 관(140)이 매몰될 수 있다. 상기 관(140)은 빨대처럼 속이 비어 있어서 가스 혹은 전해액이 이동할 수 있도록 제작된다. 상기 관(140)은 리드 성형 단계에서 매몰되거나 혹은 2장 이상의 리드 접합시에 관을 사이에 두고 리드를 접합할 수 있다. 상기 관은 폴리올레핀계 수지와 같은 폴리머 수지, 내열성 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 및 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합에 의해 형성될 수 있다. 리드 내부에 상기 관을 위한 공간이 마련될 필요가 있을 수 있으며, 특히 폴리올레핀계 수지로부터 관을 형성하는 경우에는 전해액이나 가스의 원활한 이동을 위해 상기 관을 위한 공간이 리드내에 마련되는 것이 바람직하다. 상기 관은 리드와 동일한 길이로 형성되거나 혹은 리드보다 길게 형성되어 전지셀과 파우치 사이에 위치하거나 혹은 전지셀 내부에 삽입될 수 있다. 예컨대, 권취형 전지의 경우에는 권심에 근접하게 상기 관이 배치 혹은 삽입될 수 있다, 또는, 상기 관이 복수개로 이루어진 경우, 상기 관의 일부 혹은 전부가 리드보다 더 길게 형성될 수 있다. Alternatively, in another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, one or more tubes 140 may be buried in the electrode lead 110. Since the tube 140 is hollow like a straw, it is manufactured so that gas or electrolyte can move. The tube 140 may be buried in the lead forming step or may be bonded with a lead through a tube when bonding two or more leads. The tube may be formed by one or a combination of two or more selected from the group consisting of polymer resins such as polyolefin resins, heat-resistant plastics, engineering plastics, and metals. A space for the pipe may need to be provided inside the lid. In particular, when a pipe is formed from a polyolefin resin, it is preferable that a space for the pipe is provided in the lid for smooth movement of an electrolyte or gas. The tube may be formed to have the same length as the lead or longer than the lead to be positioned between the battery cell and the pouch or inserted into the battery cell. For example, in the case of a wound-type battery, the tube may be disposed or inserted close to the core of the winding, or, when the tube is formed of a plurality, part or all of the tube may be formed longer than the lead.

상기 리드에 형성된 통로에는 내식 혹은 표면 처리가 되어 전해액에 의한 부식을 방지할 수 있다.Corrosion resistance or surface treatment is applied to the passage formed in the lead to prevent corrosion by the electrolyte.

상기 전지케이스는 파우치 외장재일 수 있다. 상기 파우치 외장재는 상부 파우치와 하부 파우치로 형성될 수 있으며, 내부에 빈 공간을 가져, 이러한 내부 공간에 전극조립체를 수납하도록 형성될 수 있다. 이때, 파우치 외장재는 각각의 테두리에 실링부를 구비하여, 전극조립체, 전극탭 및 전해액 등을 수납한 후, 상부 파우치와 하부 파우치의 실링부가 서로 접착된다. 또한, 파우치 외장재는 육면체 또는 각형 형상으로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 파우치 외장재의 형상을 특정 형상으로 한정하는 것은 아니다.The battery case may be a pouch exterior material. The pouch exterior material may be formed of an upper pouch and a lower pouch, and may have an empty space therein, and may be formed to accommodate the electrode assembly in the inner space. At this time, the pouch exterior material includes a sealing part on each rim to accommodate an electrode assembly, an electrode tab, and an electrolyte, and then the sealing parts of the upper pouch and the lower pouch are adhered to each other. In addition, the pouch exterior material may be formed in a hexahedral or rectangular shape, but the shape of the pouch exterior material is not limited to a specific shape in the present invention.

상기 전극조립체는 전지케이스의 내부에 수용되며, 양극, 음극 및 분리막을 포함한다. 전극조립체는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층 되어 서로 절연된 상태로 구성될 수 있다. 전극조립체는 실시형태에 따라 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 등으로 다양한 구조로 형성될 수 있다. The electrode assembly is accommodated in the battery case, and includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. The electrode assembly may be configured in a state in which a positive electrode and a negative electrode are sequentially stacked in a state in which the separator is interposed to be insulated from each other. The electrode assembly may be formed in various structures such as a wound type, a stack type, or a stack/folding type, depending on the embodiment.

상기 양극은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하여 형성된다. 양극은 양 면에 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성될 수 있다. 그리고, 양극은 양극 무지부의 일측단에 금속 재질 이를 테면 알루미늄(Al) 재질로 형성되는 양극탭이 접합될 수 있다.The positive electrode is formed by including a positive electrode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, for example, an aluminum (Al) foil, and a positive electrode active material layer coated on both surfaces thereof. The positive electrode may have a positive electrode current collector region in which a positive electrode active material layer is not formed on both surfaces, that is, a positive electrode uncoated region. In addition, a positive electrode tab formed of a metal material such as aluminum (Al) may be bonded to one end of the positive electrode uncoated portion.

상기 음극은 전도성 금속 박판, 예를 들면 구리(Cu) 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극은 양 측부에 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 그리고, 음극은 일측단에 금속 재질, 이를테면 니켈(Ni) 재질로 형성되는 음극탭이 접합될 수 있다.The negative electrode includes a negative electrode current collector made of a thin conductive metal plate, for example, a copper (Cu) foil, and a negative electrode active material layer coated on both surfaces thereof. The negative electrode has a negative electrode current collector region in which a negative electrode active material layer is not formed on both sides thereof, that is, a negative negative electrode uncoated region. In addition, a cathode tab formed of a metal material, such as nickel (Ni) material, may be bonded to one end of the cathode.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 위치하여, 양극과 음극을 서로 전기적으로 절연시키며, 양극과 음극 사이에서 리튬 이온 등이 서로 통과할 수 있도록 다공성막 형태로 형성될 수 있다. 이러한 분리막은, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 또는 이들의 복합필름을 사용한 다공성막으로 이루어질 수 있다.The separator is positioned between the anode and the cathode, electrically insulates the anode and the cathode from each other, and may be formed in the form of a porous membrane so that lithium ions or the like can pass through each other between the anode and the cathode. Such a separator may be formed of, for example, a porous membrane using polyethylene (PE) or polypropylene (PP) or a composite film thereof.

상기 전극탭은 전극조립체로부터 연장된다. 이러한 전극탭은 외부 단자 또는 장치와의 전기적 연결 등을 위하여, 전극탭의 일부나 전체가 전극리드에 연결될 수 있다.The electrode tab extends from the electrode assembly. In such an electrode tab, part or all of the electrode tabs may be connected to the electrode leads for electrical connection with external terminals or devices.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified into various different forms, and those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It will be understood that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

Claims (9)

양극, 음극, 분리막을 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스; 상기 전극조립체와 전기적으로 연결되어 전지케이스의 외부로 돌출되는 전극 리드를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서,
상기 전극 리드의 내부에는 통로가 구비되어 있으며, 상기 통로의 일 단부는 전지케이스 내부와 연통되도록 연결되어 있고, 상기 통로의 다른 단부는 전지 케이스 외부를 향해 있으나 밀봉되어 있어서 외부로부터 차단되어 있는 것이며,
상기 리드가 2장의 금속이 적층되고 외주부가 접합되어 형성된 것이고, 상기 금속 중 적어도 1장에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈이 통로를 형성하도록 금속이 적층되어 있는 것이며,
상기 리드가 클래드 금속 한쌍이 접합되어 이루어지되, 용접이 용이한 금속이 리드 내부를 구성하고, 리드 내부를 구성하는 금속에는 통로로 작용할 부분이 제거된 상태이며,
상기 전극 리드의 두께는 0.1 mm 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator; A battery case accommodating the electrode assembly; In the pouch-type secondary battery comprising an electrode lead that is electrically connected to the electrode assembly and protrudes to the outside of the battery case,
A passage is provided inside the electrode lead, and one end of the passage is connected to communicate with the inside of the battery case, and the other end of the passage faces the outside of the battery case, but is sealed and blocked from the outside,
The lead is formed by stacking two metals and joining the outer circumferential portion, and at least one of the metals has a groove, and metal is stacked so that the groove forms a passage,
The lead is formed by joining a pair of clad metals, but the metal that is easy to weld constitutes the inside of the lead, and the metal constituting the inside of the lead is in a state in which a portion to act as a passage is removed,
The pouch-type secondary battery, characterized in that the thickness of the electrode lead is 0.1 mm to 1 mm.
제1항에 있어서,
상기 통로는 전해액 주액 혹은 전해액 배출 혹은 전지케이스 내에 있는 가스 배출을 위한 통로로 사용되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The passage is a pouch-type secondary battery, characterized in that used as a passage for injecting an electrolyte solution or discharging the electrolyte solution or discharging gas in the battery case.
제1항에 있어서,
상기 통로의 밀봉은 심 용접에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The pouch-type secondary battery, wherein the passage is sealed by seam welding.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 리드가 음극 리드이고, 용접이 용이한 금속이 구리이고, 니켈이 리드 외부를 구성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The pouch-type secondary battery, wherein the lead is a negative electrode lead, a metal easily welded is copper, and nickel constitutes the outside of the lead.
제1항에 있어서,
상기 파우치형 이차전지는 양 방향으로 양극 리드와 음극 리드가 형성되어 있고, 상기 리드 중 하나를 통해 전해액이 주액되고, 다른 리드를 통해 폐전해액이 배출되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The pouch-type secondary battery is characterized in that a positive lead and a negative lead are formed in both directions, an electrolyte is injected through one of the leads, and a waste electrolyte is discharged through the other lead.
삭제delete
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