KR102186737B1 - Battery Cell Comprising Protection Member - Google Patents

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KR102186737B1
KR102186737B1 KR1020160168920A KR20160168920A KR102186737B1 KR 102186737 B1 KR102186737 B1 KR 102186737B1 KR 1020160168920 A KR1020160168920 A KR 1020160168920A KR 20160168920 A KR20160168920 A KR 20160168920A KR 102186737 B1 KR102186737 B1 KR 102186737B1
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정현석
류상백
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은, 평면상 사각형 구조로 이루어져 있고, 일측 외주변으로 돌출된 양극 단자 및 음극 단자를 포함하는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수납하는 수납부를 포함하고 있고, 상기 전극조립체를 전해액과 함께 수납한 상태에서 밀봉하는 전지케이스; 및 상기 수납부 내에서, 전극조립체의 외면과 전지케이스의 내면 사이에 위치해 있으며, 평면상으로 상기 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변을 감싸는 구조로 이루어진 보호 부재;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention is made of a planar square structure, the electrode assembly including a positive terminal and a negative terminal protruding to the outer periphery of one side; A battery case including a storage unit for accommodating the electrode assembly, and sealing the electrode assembly in a state of being accommodated with an electrolyte; And a protective member located between the outer surface of the electrode assembly and the inner surface of the battery case in the receiving part, and having a structure surrounding the rest of the outer periphery except for the outer periphery where the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude in a plan view. It provides a battery cell comprising;

Description

보호 부재를 포함하고 있는 전지셀 {Battery Cell Comprising Protection Member}Battery Cell Comprising Protection Member {Battery Cell Comprising Protection Member}

본 발명은 보호 부재를 포함하고 있는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a protective member.

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.In recent years, interest in environmental pollution and rising prices of energy sources due to depletion of fossil fuels are amplified, and the demand for eco-friendly alternative energy sources is becoming an indispensable factor for future life. Accordingly, research on various power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power is continuing, and power storage devices for more efficient use of the energy produced in this way are also receiving great interest.

특히, 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.In particular, 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 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 the battery, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness, and in terms of materials, it has advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability. There is high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.In addition, secondary batteries are classified according to the structure of an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are stacked. Typically, long sheet-shaped positive electrodes and negative electrodes are used. A jelly-roll type (wound type) electrode assembly wound with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of anodes and cathodes cut into units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween In recent years, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, as an electrode assembly having an advanced structure, which is a mixture of the jelly-roll type and the stack type, A stack/folding electrode assembly having a structure in which the unit cells stacked with the anode and the cathode interposed between the separator and the unit cells stacked on the separation film were sequentially wound up was developed.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.In addition, secondary batteries are cylindrical and prismatic batteries in which an electrode assembly is built into a cylindrical or square metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is built into a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case. Classified.

특히, 최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.In particular, in recent years, a pouch-type battery having a structure in which a stack-type or stack/folding-type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case of an aluminum laminate sheet has attracted a lot of attention due to low manufacturing cost, small weight, and easy shape transformation. And also its usage is gradually increasing.

도 1에는 종래의 파우치형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도가 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a conventional pouch-type battery cell.

도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(100)은, 전극조립체(130), 전극조립체(130)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(131, 132), 전극 탭들(131, 132)에 용접되어 있는 전극리드들(140, 141), 및 전극조립체(130)를 수용하는 전지케이스(120)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, a pouch-type battery cell 100 includes an electrode assembly 130, electrode tabs 131 and 132 extending from the electrode assembly 130, and electrodes welded to the electrode tabs 131 and 132. It is configured to include a battery case 120 accommodating the leads 140 and 141 and the electrode assembly 130.

전극조립체(130)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(131, 132)은 전극조립체(130)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드들(140, 141)은 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(131, 132)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(120)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극 리드들(140, 141)의 상하면 일부에는 전지케이스(120)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(150)이 부착되어 있다.The electrode assembly 130 is a power plant in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and has a stacked or stacked/folded structure. The electrode tabs 131 and 132 extend from each electrode plate of the electrode assembly 130, and the electrode leads 140 and 141 include a plurality of electrode tabs 131 and 132 extending from each electrode plate, for example, Each is electrically connected by welding, and a part of the battery case 120 is exposed to the outside. In addition, an insulating film 150 is attached to a portion of the upper and lower surfaces of the electrode leads 140 and 141 to increase sealing degree with the battery case 120 and at the same time secure an electrical insulation state.

전지케이스(120)는 전극조립체(130)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(123)를 포함하는 케이스 본체(122)와 그러한 본체(122)에 일체로 연결되어 있는 덮개(121)로 이루어져 있고, 수납부(123)에 전극조립체(130)을 수납한 상태로 접촉부위인 양측부(124)와 상단부(125)를 결합시킴으로써 전지를 완성한다. 전지케이스(120)는 수지 외층/차단성의 금속층/열용융성 수지 실란트층의 알루미늄 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 덮개(121)와 본체(122)의 양측부(124) 및 상단부(125) 부위에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 결합시킨 밀봉 잉여부를 형성한다. 양측부(124)는 상하 전지케이스(120)의 동일한 수지층들이 직접 접하므로 용융에 의해 균일한 밀봉이 가능하다. 반면에, 상단부(125)에는 전극 리드들(140, 141)이 돌출되어 있으므로 전극 리드들(140, 141)의 두께 및 전지케이스(120) 소재와의 이질성을 고려하여 밀봉성을 높일 수 있도록 전극 리드들(140, 141)과의 사이에 절연필름(150)을 개재한 상태에서 열융착시킨다.The battery case 120 is composed of a case body 122 including a concave storage unit 123 in which the electrode assembly 130 can be seated and a cover 121 integrally connected to the body 122 In addition, a battery is completed by combining the both side portions 124 and the upper end 125, which are contact portions, in a state in which the electrode assembly 130 is accommodated in the storage unit 123. The battery case 120 is made of an aluminum laminate structure of a resin outer layer/barrier metal layer/thermal meltable resin sealant layer, so that the cover 121 and both sides 124 and upper end 125 of the cover 121 and the main body 122 are in contact with each other. Heat and pressure are applied to the resin layers to form a bonded sealing surplus by fusing each other. Both sides 124 can be uniformly sealed by melting because the same resin layers of the upper and lower battery cases 120 are in direct contact. On the other hand, since the electrode leads 140 and 141 protrude from the upper end 125, the electrode leads 140 and 141 are protruded in order to increase the sealing property in consideration of the thickness of the electrode leads 140 and 141 and the heterogeneity of the material Thermal bonding is performed with the insulating film 150 interposed between the leads 140 and 141.

일반적으로, 이러한 구조의 파우치형 전지셀은 충방전을 통한 활성화 과정 이후에, 상기 활성화 과정에서 발생한 가스를 전지케이스의 외부로 배출함으로써 제거하는 과정을 거쳐 제조된다.In general, a pouch-type battery cell having such a structure is manufactured through a process of removing the gas generated in the activation process by discharging it to the outside of the battery case after the activation process through charging and discharging.

이때, 상기 가스의 제거 과정에서는 전지케이스의 외면에 홀을 천공하고, 진공을 이용해 가스를 배출하게 되며, 이러한 과정에서, 상기 파우치형 전지케이스는 상대적으로 약한 강성으로 인해, 외면의 적어도 일 부위에서 형상의 변형이 발생함으로써 제품의 불량이 증가할 수 있다.At this time, in the process of removing the gas, a hole is drilled in the outer surface of the battery case and the gas is discharged using a vacuum. In this process, the pouch-type battery case is relatively weak due to its relatively weak stiffness, so that at least one part of the outer surface Deformation of the shape may increase product defects.

특히, 이러한 파우치형 전지케이스의 약한 강성으로 인해, 상기 전지셀은 침상 도체에 의한 충격과 같이, 외부로부터 인가되는 물리적 자극에 상대적으로 약할 수 밖에 없으며, 이에 따라, 상기 전지케이스가 내부의 전극조립체를 안전하게 보호할 수 없는 문제점이 있다.In particular, due to the weak stiffness of the pouch-type battery case, the battery cell is inevitably relatively weak to physical stimulation applied from the outside, such as an impact by a needle-shaped conductor, and accordingly, the battery case is an internal electrode assembly. There is a problem that cannot be safely protected.

즉, 파우치형 전지셀은 전지케이스 소재의 특성으로 인해, 형상의 변형이 용이하고, 무게가 가벼우며, 얇은 두께로 구성됨으로써 전지셀을 보다 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있는 반면에, 상기 전지셀의 제조 과정에서 발생하는 외면 형상의 변형으로 인해 불량이 발생하기 쉬우며, 외부로부터 인가되는 물리적 자극에 대해 전극조립체를 안전하게 보호할 수 없어, 구조적 안정성 및 안전성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.That is, the pouch-type battery cell has the advantage of being able to configure the battery cell more compactly by being easily deformed in shape, light in weight, and thin thickness due to the characteristics of the battery case material. There is a problem in that defects are likely to occur due to deformation of the outer surface shape occurring in the manufacturing process of the cell, and the electrode assembly cannot be safely protected against physical stimuli applied from the outside, thereby deteriorating structural stability and safety.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve this problem.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and technical problems that have been requested from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극조립체의 외주변을 감싸는 보호 부재를 포함하도록 구성됨으로써, 전지셀의 제조 과정, 보다 상세하게는, 가스 배출 과정에서 인가되는 진공으로 인해 발생하는 전지셀 외면 형상의 변형을 방지하고, 이에 따라 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 인가되는 물리적 자극에 대해, 전극조립체를 보다 안전하게 보호함으로써, 구조적 안정성을 향상시키는 동시에, 전극조립체의 손상에 따른 안전성 저하의 문제점을 효과적으로 예방할 수 있고, 상기 보호 부재의 특수한 구조에 따라, 전해액을 보유할 수 있는 공간을 확보함으로써, 상기 전해액 감소에 따른 성능 저하의 문제점을 예방할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application, after in-depth research and various experiments, are configured to include a protective member surrounding the outer periphery of the electrode assembly, as described later, so that the manufacturing process of the battery cell, more specifically, gas discharge. It prevents the deformation of the shape of the outer surface of the battery cell caused by the vacuum applied during the process, thereby reducing the defect rate of the product, and safeguards the electrode assembly against physical stimulation applied from the outside, thereby improving structural stability. At the same time, it is possible to effectively prevent the problem of safety deterioration due to damage to the electrode assembly, and by securing a space to hold the electrolyte according to the special structure of the protective member, the problem of performance degradation due to the reduction of the electrolyte solution It was confirmed that it could be prevented, and the present invention was completed.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,The battery cell according to the present invention for achieving this purpose,

평면상 사각형 구조로 이루어져 있고, 일측 외주변으로 돌출된 양극 단자 및 음극 단자를 포함하는 전극조립체;An electrode assembly consisting of a planar square structure and including a positive terminal and a negative terminal protruding toward an outer periphery of one side;

상기 전극조립체를 수납하는 수납부를 포함하고 있고, 상기 전극조립체를 전해액과 함께 수납한 상태에서 밀봉하는 전지케이스; 및A battery case including a storage unit for accommodating the electrode assembly, and sealing the electrode assembly in a state of being accommodated with an electrolyte; And

상기 수납부 내에서, 전극조립체의 외면과 전지케이스의 내면 사이에 위치해 있으며, 평면상으로 상기 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변을 감싸는 구조로 이루어진 보호 부재;A protection member disposed between the outer surface of the electrode assembly and the inner surface of the battery case in the receiving portion, and having a structure surrounding the rest of the outer periphery except for the outer periphery where the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude in a plan view;

를 포함하고 있는 구조일 수 있다.It may be a structure that includes.

따라서, 전지셀의 제조 과정, 보다 상세하게는, 가스 배출 과정에서 인가되는 진공으로 인해 발생하는 전지셀 외면 형상의 변형을 방지하고, 이에 따라 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 인가되는 물리적 자극에 대해, 전극조립체를 보다 안전하게 보호함으로써, 구조적 안정성을 향상시키는 동시에, 전극조립체의 손상에 따른 안전성 저하의 문제점을 효과적으로 예방할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent deformation of the shape of the outer surface of the battery cell caused by the vacuum applied during the manufacturing process of the battery cell, and more specifically, the gas discharge process, thereby reducing the defect rate of the product, and By more safely protecting the electrode assembly against stimulation, structural stability can be improved, and at the same time, the problem of safety deterioration due to damage to the electrode assembly can be effectively prevented.

하나의 구체적인 예에서, 상기 보호 부재는 전해액과의 반응성이 없는 금속 또는 고강도 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 보다 상세하게는, 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다.In one specific example, the protection member may be made of a metal or high-strength plastic not reactive with an electrolyte, and more specifically, may be made of stainless steel.

그러나, 상기 보호 부재의 소재가 이에 한정되는 것은 아니며, 상세하게는, 상기 전지케이스의 수납부 내에서 전극조립체의 외주변을 보호할 수 있는 충분한 강도를 발휘하는 동시에, 전해액과의 반응성이 없어, 전지셀의 성능을 변화시키지 않는 것이라면, 취급의 용이성, 경제성, 무게와 같은 다양한 요소를 고려하여 적절히 선택될 수 있다.However, the material of the protection member is not limited thereto, and in detail, it exhibits sufficient strength to protect the outer periphery of the electrode assembly within the storage part of the battery case, and is not reactive with the electrolyte, If it does not change the performance of the battery cell, it can be appropriately selected in consideration of various factors such as ease of handling, economy, and weight.

또한, 상기 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 파우치형 케이스일 수 있다.In addition, the battery case may be a pouch-shaped case including a metal layer and a resin layer.

즉, 상기 보호 부재는 파우치형 케이스와 같이 상대적으로 강성이 약한 전지케이스를 포함하는 전지셀에서, 보다 우수한 효과를 발휘할 수 있다.That is, the protective member may exhibit a more excellent effect in a battery cell including a battery case having relatively weak rigidity, such as a pouch-type case.

한편, 상기 보호 부재는 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자에 대향하는 방향의 모서리 부위가 라운드(round) 구조로 이루어진 구조일 수 있다.Meanwhile, the protection member may have a structure in which corner portions of the electrode assembly in a direction opposite to the positive terminal and the negative terminal have a round structure.

더욱 구체적으로, 상기 전극조립체는 평면상 사각형 구조로 이루어져 있는 반면에, 상기 보호 부재는 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자에 대향하는 방향의 모서리 부위가 라운드 구조로 이루어짐으로써, 상기 보호 부재는 라운드 구조로 이루어진 모서리 부위에서 전극조립체의 모서리 부위와 대면한 상태에서, 상기 전극조립체의 외주변으로부터 소정의 간격으로 이격된 구조로 위치할 수 있다.More specifically, the electrode assembly has a rectangular structure in plan, whereas the protective member has a round structure in which corners of the electrode assembly in a direction opposite to the positive terminal and the negative terminal are formed, so that the protective member has a round structure. In a state of facing the edge portion of the electrode assembly at the edge portion consisting of, it may be positioned in a structure spaced apart from the outer periphery of the electrode assembly at a predetermined interval.

따라서, 상기 전극조립체의 외주변과 보호 부재 사이의 이격된 공간은 전해액이 추가로 위치할 수 있는 공간을 제공함으로써, 상기 전해액의 감소에 따른 전지셀 성능 저하의 문제점을 효과적으로 예방할 수 있다.Accordingly, the spaced apart space between the outer periphery of the electrode assembly and the protection member provides a space in which an electrolyte solution can be additionally located, thereby effectively preventing a problem of battery cell performance degradation due to a decrease in the electrolyte solution.

이때, 상기 라운드 구조의 곡률 반경은, 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변 중에서, 서로 대향하는 양측 외주변들 사이의 거리인 전극조립체의 폭을 기준으로, 5% 내지 30%의 크기일 수 있다.At this time, the radius of curvature of the round structure is, based on the width of the electrode assembly, which is the distance between the outer peripheries of both sides opposite to each other, among the rest of the outer peripheries excluding the outer peripheries where the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude, 5 % To 30% of the size.

만일, 상기 라운드 구조의 곡률 반경이 상기 범위를 벗어나, 지나치게 작을 경우에는, 상기 보호 부재 모서리 부위의 라운드 구조에도 불구하고, 전극조립체의 외주변과 보호 부재 사이에 전해액이 추가로 위치할 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 없어, 상기 라운드 구조에 따른 효과를 발휘하지 못할 수 있다.If the radius of curvature of the round structure is out of the above range and is too small, despite the round structure at the corner of the protection member, sufficient electrolyte can be additionally located between the outer periphery of the electrode assembly and the protection member. Since space cannot be provided, the effect of the round structure may not be exhibited.

이와 반대로, 상기 라운드 구조의 곡률 반경이 상기 범위를 벗어나, 지나치게 클 경우에는, 상기 전극조립체의 외주변과 보호 부재 사이의 이격된 공간이 불필요하게 커질 수 있고, 결과적으로 상기 보호 부재의 크기가 증가함으로써, 동일한 크기의 전지셀에 비해 용량이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.Conversely, when the radius of curvature of the round structure is out of the above range and is too large, the spaced apart space between the outer periphery of the electrode assembly and the protective member may unnecessarily increase, and as a result, the size of the protective member increases. As a result, there may be a problem in that the capacity is decreased compared to the battery cells of the same size.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변에 인접한 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 상기 전극조립체 방향으로 절곡 및 연장되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, both end portions of the protective member adjacent to the outer periphery from which the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude may have a structure that is bent and extended in the direction of the electrode assembly on a plane.

따라서, 상기 전극조립체는 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변에 인접한 보호 부재의 양측 단부 부위들에 의해, 전지케이스 내에서의 유동이 최소화될 수 있으며, 이에 따라, 상기 전극조립체의 유동 과정에서 발생하는 양극 단자 및 음극 단자의 손상 및 이로 인한 내부 단락의 문제점을 예방할 수 있다. Accordingly, the electrode assembly can minimize the flow in the battery case by the end portions of both sides of the protective member adjacent to the outer periphery where the positive terminal and the negative terminal protrude, and thus, in the flow process of the electrode assembly. It is possible to prevent damage to the positive and negative terminals and the resulting internal short circuit.

이러한 경우에, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은 양극 단자 및 음극 단자의 돌출 방향에 평행인 직선에 대해, 1도 내지 90도의 각도로 절곡 및 연장되어 있는 구조일 수 있다.In this case, both end portions of the protection member may have a structure that is bent and extended at an angle of 1° to 90° with respect to a straight line parallel to the protruding direction of the positive terminal and the negative terminal.

만일, 상기 보호 부재의 양측 단부들이 양극 단자 및 음극 단자의 돌출 방향에 평행인 직선에 대해, 1도 미만의 각도로 절곡 및 연장되어 있는 경우에는, 상기 절곡 및 연장된 구조를 통해 소망하는 전극조립체 유동 방지의 효과를 발휘하지 못할 수 있다.If both ends of the protection member are bent and extended at an angle of less than 1 degree with respect to a straight line parallel to the protruding directions of the positive and negative terminals, the desired electrode assembly through the bent and extended structure It may not be effective in preventing flow.

이와 반대로, 상기 보호 부재의 양측 단부들이 양극 단자 및 음극 단자의 돌출 방향에 평행인 직선에 대해, 90도를 초과하는 각도로 절곡 및 연장되어 있는 경우에는, 상기 절곡 연장된 보호 부재의 양측 단부 부위들이, 전극조립체의 외주변에 직접 접촉함으로써, 내부 단락을 발생시키거나, 전극조립체를 손상시킬 수 있는 문제점이 있다.Conversely, when both ends of the protective member are bent and extended at an angle exceeding 90 degrees with respect to a straight line parallel to the protruding directions of the positive terminal and the negative terminal, both end portions of the bent-extended protective member By directly contacting the outer periphery of the electrode assembly, there is a problem in that an internal short circuit may occur or the electrode assembly may be damaged.

하나의 구체적인 예에서, 상기 절곡 및 연장된 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체의 외주변에 비해, 상대적으로 외측에 위치해 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the end portions of both sides of the bent and extended protection member may have a structure that is located relatively outward compared to the outer circumference of the electrode assembly in which the positive and negative terminals protrude in a plane.

따라서, 상기 전극조립체는 절곡 및 연장된 보호 부재의 양측 단부 부위들에 의해 전극 단자들의 돌출 방향 및/또는 상기 전극단자들의 돌출 방향에 수직인 양측 방향으로의 유동이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.Accordingly, the electrode assembly may more effectively suppress the protrusion direction of the electrode terminals and/or the flow in both directions perpendicular to the protrusion direction of the electrode terminals by the end portions of both ends of the bent and extended protection member.

이때, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체 외주변의 양측 모서리들을 감싸도록, 2회 이상 절곡되어 있는 구조일 수 있다.In this case, both end portions of the protection member may have a structure that is bent two or more times so as to surround both edges of the outer periphery of the electrode assembly in which the positive and negative terminals protrude in a plane.

따라서, 상기 전극조립체는 2회 이상 절곡되어 있는 보호 부재의 양측 단부 부위들에 의해 전지케이스 내에서 보다 안정적으로 고정 및 지지되어, 유동이 방지되므로, 상기 전극조립체의 유동에 따른 문제점을 예방할 수 있다.Therefore, since the electrode assembly is more stably fixed and supported in the battery case by the end portions of both sides of the protective member that are bent two or more times, the flow is prevented, so that problems caused by the flow of the electrode assembly can be prevented. .

또 다른 구체적인 예에서, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체 외주변의 양측 모서리들에 대응되는 길이로 절곡 및 연장되어 있는 구조일 수 있다.In another specific example, both end portions of the protection member may have a structure in which the positive terminal and the negative terminal protrude in a plan view, and may be bent and extended to a length corresponding to both corners of the outer periphery of the electrode assembly.

따라서, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들이, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체 외주변의 양측 모서리들에 비해 내측에 위치하는 경우, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들이 전극조립체의 외주변에 직접 접촉함으로써 발생할 수 있는 내부 단락 및 손상의 문제점을 방지할 수 있다.Therefore, when both end portions of the protection member are located inside compared to both corners of the outer periphery of the electrode assembly in which the positive terminal and the negative terminal protrude in a plan view, both end portions of the protective member are outside the electrode assembly. It is possible to prevent problems of internal short circuit and damage that may occur by direct contact with the surroundings.

한편, 상기 보호 부재의 수직 단면상 높이는 이에 대응되는 전극조립체의 두께에 대해, 50% 내지 99%의 크기로 이루어진 구조일 수 있다.On the other hand, the height of the protective member in the vertical section may be a structure consisting of a size of 50% to 99% of the thickness of the electrode assembly corresponding thereto.

만일, 상기 보호 부재의 수직 단면상 높이가 이에 대응되는 전극조립체의 두께에 대해, 50% 미만의 크기로 이루어질 경우에는, 상기 보호 부재를 포함함에도 불구하고, 노출되는 전극조립체 외주변의 넓이가 넓어져, 상기 보호 부재를 통해 침상 도체에 의한 관통과 같은 외부의 물리적 자극으로부터 상기 전극조립체를 안전하게 보호하지 못할 수 있다.If the height on the vertical cross-section of the protection member is less than 50% of the thickness of the electrode assembly corresponding thereto, the width of the outer periphery of the electrode assembly exposed despite the protection member is widened. , It may not be possible to safely protect the electrode assembly from external physical stimuli such as penetration by a needle-shaped conductor through the protection member.

이와 반대로, 상기 보호 부재의 수직 단면상 높이가 이에 대응되는 전극조립체의 두께에 대해, 99%를 초과하는 크기로 이루어질 경우에는, 상기 보호 부재의 수직 단면상 높이가 이에 대응되는 전극조립체의 두께에 비해 커짐으로써, 전지케이스의 수납부 내에서 상기 전극조립체의 두께 방향에 불필요한 공간이 발생할 수 있고, 이로 인해 전지셀의 크기가 불필요하게 증가하거나, 동일한 크기의 전지셀에 비해, 전지셀의 용량이 감소할 수 있다.Conversely, when the height in the vertical section of the protection member exceeds 99% of the thickness of the corresponding electrode assembly, the height in the vertical section of the protection member becomes larger than the thickness of the corresponding electrode assembly. As a result, unnecessary space may be generated in the thickness direction of the electrode assembly in the receiving part of the battery case, and thus the size of the battery cell may be unnecessarily increased, or the capacity of the battery cell may decrease compared to the battery cell of the same size. I can.

또한, 상기 보호 부재의 폭 및 길이는 전극조립체의 폭 및 길이에 대해, 101% 내지 130%의 크기일 수 있다.Further, the width and length of the protection member may be 101% to 130% of the width and length of the electrode assembly.

여기서, 상기 폭 및 길이의 용어는 평면상 전극 단자들의 돌출 방향에 수직 및 평행인 방향에서, 전극조립체의 서로 대향하는 외주변 사이의 거리를 나타낸다.Here, the terms of the width and length refer to the distance between the outer peripheries of the electrode assembly facing each other in a direction perpendicular and parallel to the protruding direction of the electrode terminals on a plane.

만일, 상기 보호 부재의 폭 및 길이가 전극조립체의 폭 및 길이에 대해, 101% 미만의 크기일 경우에는, 상기 보호 부재와 전극조립체의 외주변 사이의 공간이 좁아져, 전해액이 추가로 위치할 수 있는 충분한 공간이 발생하지 않으며, 이와 반대로, 상기 보호 부재의 폭 및 길이가 전극조립체의 폭 및 길이에 대해, 130%를 초과하는 크기일 경우에는, 상기 보호 부재의 크기가 지나치게 증가함으로써, 전지셀의 크기가 불필요하게 증가하거나, 동일한 크기의 전지셀에 비해, 전지셀의 용량이 감소할 수 있다.If the width and length of the protective member is less than 101% of the width and length of the electrode assembly, the space between the protective member and the outer periphery of the electrode assembly is narrowed, so that an additional electrolyte is located. In contrast, when the width and length of the protection member exceeds 130% of the width and length of the electrode assembly, the size of the protection member is excessively increased, and thus the battery The size of the cell may increase unnecessarily, or the capacity of the battery cell may decrease compared to a battery cell of the same size.

하나의 구체적인 예에서, 상기 보호 부재의 두께는 500 마이크로미터 내지 2000 마이크로미터일 수 있다.In one specific example, the thickness of the protective member may be 500 micrometers to 2000 micrometers.

만일, 상기 보호 부재의 두께가 상기 범위를 벗어나, 지나치게 얇을 경우에는, 안정적인 강도를 발휘할 수 없으므로, 침상 부재에 의한 관통과 같은 외부의 물리적 자극으로부터 전극조립체를 안전하게 보호하지 못할 수 있다.If the thickness of the protective member is out of the above range and is too thin, stable strength cannot be exhibited, and thus the electrode assembly may not be safely protected from external physical stimulation such as penetration by a needle-shaped member.

이와 반대로, 보호 부재의 두께가 상기 범위를 벗어나, 지나치게 두꺼울 경우에는, 소망하는 구조적 안정성에 비해, 상기 보호 부재의 두께가 불필요하게 두꺼운 경우로서, 전지셀의 크기가 불필요하게 증가하거나, 동일한 크기의 전지셀에 비해, 전지셀의 용량이 감소할 수 있다.Conversely, when the thickness of the protective member is out of the above range and is too thick, the thickness of the protective member is unnecessarily thick compared to the desired structural stability, and the size of the battery cell is unnecessarily increased or the same size Compared to the battery cell, the capacity of the battery cell may be reduced.

또한, 적어도 상기 전극조립체의 외면과 대면하는 보호 부재의 일면에는 전극조립체와의 접촉에 의한 단락을 방지하도록, 절연성 코팅층이 형성된 구조일 수 있다.In addition, at least one surface of the protective member facing the outer surface of the electrode assembly may have a structure in which an insulating coating layer is formed to prevent short circuit due to contact with the electrode assembly.

따라서, 상기 전극조립체가 보호 부재와 직접 접촉함으로써 발생할 수 있는 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to effectively prevent a short circuit that may occur when the electrode assembly directly contacts the protection member.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 양극 시트, 음극 시트 및 상기 양극 시트와 음극 시트 사이에 개재되어 있는 분리막 시트가 적층된 상태에서, 일 방향으로 권취된 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the electrode assembly may have a structure wound in one direction while a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator sheet interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are stacked.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.In another specific example, the electrode assembly may have a structure in which an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode are stacked.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 적층된 구조로 이루어진 둘 이상의 단위셀이 분리막 시트 상에 위치한 상태에서, 일 방향으로 권취된 구조로 이루어질 수 있다.In another specific example, the electrode assembly has a structure wound in one direction while two or more unit cells having a structure in which an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode are stacked are positioned on the separator sheet. Can be done.

즉, 상기 전지셀을 구성하는 전극조립체는 평면상 사각형 구조로 이루어져 있고, 양극 단자 및 음극 단자가 일측 외주변으로 돌출된 구조로 이루어질 수 있다면, 그 구조가 크게 제한되지 않으며, 상세하게는, 권취형 구조, 스택형 구조, 또는 스택&폴딩형 구조로 이루어질 수 있다.That is, the electrode assembly constituting the battery cell has a rectangular structure in a plane, and if the positive terminal and the negative terminal can be formed in a structure protruding to one outer periphery, the structure is not greatly limited, and in detail, the winding It may be of a type structure, a stack type structure, or a stack & folding type structure.

상기 구성 내지 구조를 제외한 전지셀의 나머지 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Since the remaining structures of the battery cells except for the above configurations and structures are known in the art, detailed descriptions thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 외주변을 감싸는 보호 부재를 포함하도록 구성됨으로써, 전지셀의 제조 과정, 보다 상세하게는, 가스 배출 과정에서 인가되는 진공으로 인해 발생하는 전지셀 외면 형상의 변형을 방지하고, 이에 따라 제품의 불량률을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 인가되는 물리적 자극에 대해, 전극조립체를 보다 안전하게 보호함으로써, 구조적 안정성을 향상시키는 동시에, 전극조립체의 손상에 따른 안전성 저하의 문제점을 효과적으로 예방할 수 있고, 상기 보호 부재의 특수한 구조에 따라, 전해액을 보유할 수 있는 공간을 확보함으로써, 상기 전해액 감소에 따른 성능 저하의 문제점을 예방할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery cell according to the present invention is configured to include a protective member surrounding the outer periphery of the electrode assembly, so that it occurs due to the vacuum applied during the manufacturing process of the battery cell, and more specifically, the gas discharge process. It prevents the deformation of the shape of the outer surface of the battery cell, thereby reducing the defect rate of the product, and protecting the electrode assembly more safely against physical stimulation applied from the outside, thereby improving structural stability and damaging the electrode assembly. It is possible to effectively prevent the problem of deterioration in safety according to the protection member, and by securing a space to hold the electrolyte according to the special structure of the protection member, there is an effect of preventing the problem of performance degradation due to the decrease in the electrolyte solution.

도 1은 종래의 파우치형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 도 2의 A-A'에 따른 전지셀의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 다양한 보호 부재 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a conventional pouch-type battery cell;
2 is a schematic diagram schematically showing the structure of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram schematically showing a vertical cross-sectional structure of a battery cell according to A-A' of FIG. 2;
4 is a schematic diagram schematically showing the structure of various protective members of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic diagram schematically showing the structure of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전지셀(200)은 전극조립체(210) 및 보호 부재(220)가 전지케이스(230)의 수납부(231) 내에 위치한 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 2, the battery cell 200 has a structure in which the electrode assembly 210 and the protection member 220 are located in the receiving part 231 of the battery case 230.

전극조립체(210)는 평면상 사각형 구조로 이루어져 있고, 상측 외주변(S1)으로 돌출된 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)를 포함하고 있다.The electrode assembly 210 has a rectangular structure in plan view and includes a positive terminal 211 and a negative terminal 212 protruding toward the upper outer periphery S1.

전지케이스(230)는 전극조립체(210)를 수납하는 수납부(231)를 포함하고 있고, 전극조립체(210)를 전해액과 함께 수납한 상태에서 외주변(232)이 열융착에 의해 밀봉되어 있다.The battery case 230 includes an accommodating part 231 for accommodating the electrode assembly 210, and the outer periphery 232 is sealed by thermal fusion in a state in which the electrode assembly 210 is accommodated together with an electrolyte. .

전지케이스(230)의 열융착된 외주변(232)에 대응하는 양극 단자(211)와 음극 단자(212)의 상하면에는 밀봉성을 향상시킬 수 있도록, 보호 필름(213)이 부착되어 있다.A protective film 213 is attached to the upper and lower surfaces of the positive terminal 211 and the negative terminal 212 corresponding to the heat-sealed outer periphery 232 of the battery case 230 to improve sealing properties.

보호 부재(220)는 수납부(231) 내에서, 전극조립체(210)의 외면과 전지케이스(230)의 내면 사이에 위치해 있으며, 평면상으로 전극조립체(210)의 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)가 돌출된 상측 외주변(S1)을 제외한 나머지 외주변들(S2, S3, S4)을 감싸는 구조로 이루어져 있다.The protection member 220 is located between the outer surface of the electrode assembly 210 and the inner surface of the battery case 230 in the receiving part 231, and the positive terminal 211 and the negative electrode of the electrode assembly 210 in a plan view. The terminal 212 has a structure surrounding the remaining outer peripheries S2, S3, and S4 except for the protruding upper outer periphery S1.

보호 부재(220)는 전극조립체(210)의 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)에 대향하는 하측 외주변(S3) 방향의 양측 모서리 부위들(221, 222)이 라운드 구조로 이루어져 있다.The protection member 220 has a round structure in which both corner portions 221 and 222 of the electrode assembly 210 in the direction of the lower outer periphery (S3) facing the positive terminal 211 and the negative terminal 212 are round.

라운드 구조로 이루어진 보호 부재(220)의 모서리 부위들(221, 222)에 대응되는 전극조립체(210)의 모서리는 보호 부재(220)의 모서리 부위들(221, 222)에 각각 접해 있으며, 이에 따라, 전극조립체(210)의 외주변들(S2, S3, S4)과 보호 부재(220) 사이에는 전해액이 추가로 위치할 수 있는 공간이 형성된다.The corners of the electrode assembly 210 corresponding to the corner portions 221 and 222 of the protection member 220 having a round structure are in contact with the corner portions 221 and 222 of the protection member 220, respectively, and accordingly , Between the outer peripheries S2, S3, S4 of the electrode assembly 210 and the protective member 220, a space in which an electrolyte may be additionally located is formed.

전극조립체(210)의 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)가 돌출된 상측 외주변(S1)에 인접한 보호 부재(220)의 양측 단부 부위들(223, 224)은, 전극조립체(210)의 상측 외주변(S1)에 비해, 상대적으로 외측에 위치해 있으며, 평면상으로 전극조립체(210)가 위치한 내측 방향으로 절곡 및 연장되어 있다.Both end portions 223 and 224 of the protective member 220 adjacent to the upper outer periphery S1 from which the positive terminal 211 and the negative terminal 212 of the electrode assembly 210 protrude are, the electrode assembly 210 Compared to the upper outer periphery (S1) of the, it is located relatively outward, and is bent and extended in the inner direction where the electrode assembly 210 is located in a plane.

따라서, 전극조립체(210)는 전지케이스(230)의 수납부(231) 내에서 보호 부재(220)의 라운드 구조로 이루어진 모서리 부위들(221, 222) 및 절곡 연장된 양측 단부 부위들(223, 224)에 의해 유동이 방지되므로, 전극조립체(210)의 유동에 의한 양극 단자(211) 및 음극 단자(212)의 손상을 방지할 수 있다.Accordingly, the electrode assembly 210 includes corner portions 221 and 222 formed in a round structure of the protection member 220 and both end portions 223 bent and extended in the receiving portion 231 of the battery case 230. Since the flow is prevented by the 224, it is possible to prevent damage to the positive terminal 211 and the negative terminal 212 due to the flow of the electrode assembly 210.

도 3에는 도 2의 A-A'에 따른 전지셀의 수직 단면 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a vertical cross-sectional structure of a battery cell according to A-A' of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 보호 부재(220)의 수직 단면상 높이(T1)는 이에 대응되는 전극조립체(210)의 두께(T2)에 대해, 약 80%의 크기로 이루어져 있다.Referring to FIG. 3, the height T1 of the protection member 220 in the vertical section is about 80% of the thickness T2 of the electrode assembly 210 corresponding thereto.

보호 부재(220)의 폭(W1)은 전극조립체(210)의 폭(W2)에 대해, 약 108%의 크기로 이루어져 있다.The width W1 of the protection member 220 is about 108% of the width W2 of the electrode assembly 210.

전극조립체(210)의 외면과 대면하는 보호 부재(220)의 내면에는 전극조립체(210)와의 접촉에 의한 단락을 방지하도록, 절연성 코팅층(240)이 형성되어 있다.An insulating coating layer 240 is formed on the inner surface of the protective member 220 facing the outer surface of the electrode assembly 210 to prevent a short circuit due to contact with the electrode assembly 210.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 다양한 보호 부재 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic diagram schematically showing the structure of various protective members of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 보호 부재(520)의 단부 부위(523)는, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체(510)의 외주변(S5)에 비해, 상대적으로 외측에 위치한 상태에서, 전극조립체(510) 방향으로 90도의 각도로 절곡 및 연장(A)되어 있거나, 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체(510)의 외주변(S5)의 모서리(511)를 감싸도록, 2회 이상 절곡(B)되어 있거나, 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체(510)의 외주변(S5)의 모서리(511)에 대응되는 길이로 절곡 및 연장(C)되어 있다.Referring to FIG. 4, the end portion 523 of the protective member 520 is located relatively outside the outer periphery (S5) of the electrode assembly 510 in which the positive and negative terminals protrude in a plane. In, so as to surround the edge 511 of the outer periphery (S5) of the electrode assembly 510, which is bent and extended (A) at an angle of 90 degrees in the direction of the electrode assembly 510, or the positive and negative terminals protrude, It is bent two or more times (B), or is bent and extended (C) to a length corresponding to the edge 511 of the outer periphery (S5) of the electrode assembly 510 from which the positive and negative terminals protrude.

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

전지셀 제조Battery cell manufacturing

<실시예 1><Example 1>

양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있고, 일측 외주변으로 양극 단자와 음극 단자가 돌출된 구조의 전극조립체를 전지케이스의 수납부에 장착하고, 상기 전극조립체의 양극 단자와 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변을 감싸도록, 스테인리스 스틸로 이루어진 보호 부재를 상기 전극조립체와 수납부 사이에 위치시켰다. 상기 전극조립체를 전해액에 함침시킨 상태로 전지케이스의 외주변을 밀봉해 1차 전지셀을 제조하고, 상기 1차 전지셀에 대한 충방전을 실시함으로써, 활성화 과정을 수행하였다. 상기 활성화 과정이 완료된 1차 전지셀의 전지케이스에 홀을 천공하여, 진공에 의해 내부에서 발생한 가스를 제거한 후, 상기 홀이 천공된 부위를 제거함으로써, 전지셀을 제조하였다.An electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between the positive and negative electrodes, and the positive and negative terminals protrude from one outer periphery of the battery case, and the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude. A protective member made of stainless steel was positioned between the electrode assembly and the receiving portion so as to surround the outer periphery except for the periphery. A primary battery cell was manufactured by sealing the outer periphery of the battery case in a state in which the electrode assembly was impregnated with an electrolyte, and the activation process was performed by charging and discharging the primary battery cell. A battery cell was manufactured by drilling a hole in the battery case of the primary battery cell in which the activation process was completed to remove gas generated therein by vacuum, and then removing the portion where the hole was punctured.

<비교예 1><Comparative Example 1>

보호 부재를 포함하지 않는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 전지셀을 제조하였다.The same battery cell as in Example 1 was manufactured, except that the protective member was not included.

<실험예 1><Experimental Example 1>

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전지셀의 외면 중에서, 전극 단자들이 돌출된 부위를 제외한 나머지 부위에 대해, 상기 가스 제거 과정에서 인가되는 진공으로 인해 형상의 변형이 발생했는지 여부를 육안으로 확인하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.Of the outer surfaces of the battery cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1, visually confirming whether or not the shape deformation occurred due to the vacuum applied during the gas removal process, except for the protruding portion of the electrode terminals. And the results are shown in Table 1.

형상 변형 발생 유무Whether or not shape deformation occurs 실시예 1Example 1 XX 비교예 1Comparative Example 1 OO

표 1에서 보이는 바와 같이, 보호 부재를 포함하는 실시예 1의 경우, 전극 단자들이 돌출된 부위를 제외한 전지셀의 나머지 부위에서 전지케이스의 외면 형상 변형이 발생하지 않은 반면에, 상기 보호 부재를 포함하지 않는 비교예 1의 경우, 전극 단자들이 돌출된 부위를 제외한 전극조립체의 나머지 부위에서 전지케이스의 외면 형상 변형이 발생하였음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, in the case of Example 1 including the protective member, the shape of the outer surface of the battery case did not change in the rest of the battery cell except for the protruding portions of the electrode terminals, whereas the protective member was included. In the case of Comparative Example 1 in which the electrode terminals are not protruded, it can be seen that the shape of the outer surface of the battery case is deformed in the rest of the electrode assembly except for the protruding portions.

따라서, 상기 전지셀의 제조 과정 중에서, 가스 제거 과정에서 진공이 인가되는 경우, 전극조립체의 외주변을 감싸는 보호 부재가 전지케이스의 수축 내지 변형을 방지함으로써, 제품의 불량률을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.Therefore, in the manufacturing process of the battery cell, when vacuum is applied during the degassing process, it is known that the protective member surrounding the outer periphery of the electrode assembly prevents shrinkage or deformation of the battery case, thereby reducing the defect rate of the product. I can.

<실험예 2><Experimental Example 2>

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전지셀의 양극 단자 및 음극 단자를 외부 디바이스와 전기적으로 각각 연결한 상태에서, 상기 전지셀의 외면 중에서, 평면상으로 전극 단자들이 돌출된 외주변의 우측에 위치한 외주변에 대해, 침상 부재를 관통시킨 후, 내부 단락이 발생하는지 여부를 확인하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.In the state in which the positive and negative terminals of the battery cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were electrically connected to an external device, respectively, on the outer surface of the battery cell, on the right side of the outer periphery where the electrode terminals protruded in a plane shape. For the outer periphery located, it was checked whether or not an internal short circuit occurred after passing through the acicular member, and the results are shown in Table 2.

내부 단락 발생 여부Whether there is an internal short circuit 실시예 1Example 1 XX 비교예 1Comparative Example 1 OO

표 1에서 보이는 바와 같이, 보호 부재를 포함하는 실시예 1의 경우, 침상 부재에 의한 관통 시, 내부 단락이 발생하지 않은 반면에, 상기 보호 부재를 포함하지 않는 비교예 1의 경우, 침상 부재에 의한 관통 시, 상기 침상 부재가 전극조립체와 직접 접촉함으로써, 내부 단락이 발생하였음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, in the case of Example 1 including the protective member, when penetrating by the needle-shaped member, no internal short circuit occurred, whereas in the case of Comparative Example 1 not including the protective member, the needle-shaped member When penetrating by the needle-shaped member, it can be confirmed that an internal short circuit has occurred because the needle-shaped member directly contacts the electrode assembly.

따라서, 전지셀의 외주변에 대해, 침상 부재가 관통하는 경우, 전극조립체의 외주변을 감싸는 보호 부재가 상기 침상 부재와 전극조립체의 직접적인 접촉을 방지함으로써, 전지셀의 내부 단락 및 이로 인한 발화 내지 폭발의 위험을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 전지셀의 구조적 안정성 및 안전성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when the needle-shaped member passes through the outer periphery of the battery cell, the protective member surrounding the outer periphery of the electrode assembly prevents direct contact between the needle-shaped member and the electrode assembly, thereby preventing the internal short circuit of the battery cell and the resulting ignition. It can be seen that the risk of explosion can be prevented, and accordingly, structural stability and safety of the battery cell can be improved.

이상 본 발명의 실시예 및 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although it has been described above with reference to the embodiments of the present invention and the drawings according to the embodiments, those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs, it is possible to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents. It will be possible.

Claims (15)

평면상 사각형 구조로 이루어져 있고, 일측 외주변으로 돌출된 양극 단자 및 음극 단자를 포함하는 전극조립체;
상기 전극조립체를 수납하는 수납부를 포함하고 있고, 상기 전극조립체를 전해액과 함께 수납한 상태에서 밀봉하는 전지케이스; 및
상기 수납부 내에서, 전극조립체의 외면과 전지케이스의 내면 사이에 위치해 있으며, 평면상으로 상기 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변을 감싸는 구조로 이루어진 보호 부재;
를 포함하고,
상기 보호 부재는 전해액과의 반응성이 없는 금속 또는 고강도 플라스틱으로 이루어지며,
상기 보호 부재는 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자에 대향하는 방향의 모서리 부위가 라운드(round) 구조로 이루어지고,
상기 라운드 구조의 곡률 반경은, 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변을 제외한 나머지 외주변 중에서, 서로 대향하는 양측 외주변들 사이의 거리인 전극조립체의 폭을 기준으로, 5% 내지 30%의 크기이며,
상기 전극조립체의 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 외주변에 인접한 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 상기 전극조립체 방향으로 절곡 및 연장되어 있고,
상기 절곡 및 연장된 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체의 외주변에 비해, 상대적으로 외측에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
An electrode assembly consisting of a planar square structure and including a positive terminal and a negative terminal protruding toward an outer periphery of one side;
A battery case including a storage unit for accommodating the electrode assembly, and sealing the electrode assembly in a state in which the electrode assembly is received together with an electrolyte solution; And
A protection member disposed between the outer surface of the electrode assembly and the inner surface of the battery case in the receiving portion, and having a structure surrounding the rest of the outer periphery except for the outer periphery where the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude in a plan view;
Including ,
The protection member is made of a metal or high strength plastic that is not reactive with an electrolyte,
The protection member has a round structure in which corner portions of the electrode assembly in a direction opposite to the positive terminal and the negative terminal are formed,
The radius of curvature of the round structure is from 5% to 5% based on the width of the electrode assembly, which is the distance between the outer peripheries of opposite sides of the electrode assembly, except for the outer periphery where the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude. 30% of the size,
Both end portions of the protective member adjacent to the outer periphery from which the positive and negative terminals of the electrode assembly protrude are bent and extended in the direction of the electrode assembly on a plane,
The battery cell, characterized in that the end portions of both sides of the bent and extended protection member are located relatively outside the electrode assembly, in which the positive terminal and the negative terminal protrude in a plane.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재는 스테인리스 스틸로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the protection member is made of stainless steel. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case is a pouch-shaped case comprising a metal layer and a resin layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은 양극 단자 및 음극 단자의 돌출 방향에 평행인 직선에 대해, 1도 내지 90도의 각도로 절곡 및 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein both end portions of the protection member are bent and extended at an angle of 1 to 90 degrees with respect to a straight line parallel to the protruding directions of the positive and negative terminals. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체 외주변의 양측 모서리들을 감싸도록, 2회 이상 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein both end portions of the protection member are bent two or more times so as to surround both side edges of the outer periphery of the electrode assembly in which the positive and negative terminals protrude in a plane. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 양측 단부 부위들은, 평면상으로 양극 단자 및 음극 단자가 돌출된 전극조립체 외주변의 양측 모서리들에 대응되는 길이로 절곡 및 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein both end portions of the protection member are bent and extended to a length corresponding to both corners of the outer periphery of the electrode assembly in which the positive and negative terminals protrude in a plane. . 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 수직 단면상 높이는 이에 대응되는 전극조립체의 두께에 대해, 50% 내지 99%의 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the height of the protective member in the vertical section is 50% to 99% of the thickness of the electrode assembly corresponding thereto. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 폭 및 길이는 전극조립체의 폭 및 길이에 대해, 101% 내지 130%의 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the width and length of the protection member are 101% to 130% of the width and length of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 부재의 두께는 500 마이크로미터 내지 2000 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the thickness of the protective member is 500 micrometers to 2000 micrometers. 제 1 항에 있어서, 적어도 상기 전극조립체의 외면과 대면하는 보호 부재의 일면에는 전극조립체와의 접촉에 의한 단락을 방지하도록, 절연성 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein an insulating coating layer is formed on at least one surface of the protective member facing the outer surface of the electrode assembly to prevent short circuit due to contact with the electrode assembly.
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