KR102232115B1 - Battery cell with bus bar - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리막이 사이에 개제된 양극판과 음극판을 포함하는 전극조립체, 상기 양극판에 연결되며 상기 양극판의 길이방향으로 양단에 돌출 신장되며 제1 양극탭 및 제2 양극탭, 상기 음극판에 연결되며 상기 음극판의 길이방향으로 양단에 돌출 신장되며 제1 음극탭 및 제2 음극탭, 제1, 제2 양극탭 및 제1, 제2 음극탭의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 상기 전극조립체를 감싸는 셀커버, 길이방향의 양단에 돌출부가 형성되고 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭과 연결되어 상기 양극판과 병렬로 연결되는 판형의 제1 버스바, 길이방향의 양단에 돌출부가 형성되고 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭과 연결되어 상기 음극판과 병렬로 연결되는 판형의 제2 버스바, 상기 제1 버스바의 돌출부와 연결된 제1 양극탭 또는 제2 양극탭 중 어느 하나에 연결되는 양극 리드, 상기 제2 버스바의 돌출부와 연결된 제1 음극탭 또는 제2 음극탭 중 어느 하나에 연결되는 음극 리드 및 상기 양극 리드 및 음극 리드의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 상기 전극조립체 및 제1, 제2 버스바를 수용하는 파우치 케이스를 포함하여 구성되는 버스바를 적용한 배터리 셀 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is an electrode assembly comprising a positive electrode plate and a negative electrode plate interposed between a separator, connected to the positive electrode plate, protruding and extending at both ends in the longitudinal direction of the positive electrode plate, and connected to the first positive electrode tab and the second positive electrode tab, and the negative electrode plate. A cell cover protruding and extending from both ends of the negative electrode plate and surrounding the electrode assembly so that at least a portion of the first negative electrode tab, the second negative electrode tab, the first and second positive electrode tabs, and the first and second negative electrode tabs are exposed to the outside. , Protrusions are formed at both ends in the longitudinal direction, a plate-shaped first bus bar connected to the first positive electrode tab and the second positive electrode tab and connected in parallel with the positive electrode plate, and the protrusions are formed at both ends in the longitudinal direction, and the first negative electrode A plate-shaped second busbar connected to a tab and a second negative electrode tab and connected in parallel with the negative electrode plate, a positive electrode lead connected to any one of a first positive electrode tab or a second positive electrode tab connected to the protrusion of the first bus bar, The electrode assembly and the first and second electrode assemblies so that at least a portion of the cathode lead and the anode lead and the cathode lead are exposed to the outside, and a cathode lead connected to any one of the first cathode tab or the second cathode tab connected to the protrusion of the second bus bar. It relates to a battery cell to which a bus bar is applied, including a pouch case for accommodating a bus bar, and a manufacturing method thereof.

Description

버스바를 적용한 배터리 셀{BATTERY CELL WITH BUS BAR}Battery cell with bus bar {BATTERY CELL WITH BUS BAR}

본 발명은 배터리 셀 내부에 버스바 기능의 포일(foil)을 적용하여 배터리 셀 저항을 감소시켜 배터리 셀의 출력을 증가 시키는 버스바를 적용한 배터리 셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell to which a bus bar is applied to increase the output of the battery cell by reducing the battery cell resistance by applying a foil having a bus bar function inside the battery cell.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자기기의 에너지 원으로 널리 사용되고 있다.With the development of technology and the increase in demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries with high energy density and operating voltage and excellent storage and lifespan characteristics are used for various mobile devices as well as various electronic devices. It is widely used as an energy source.

이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되는데, 그 중에서도 높은 집적도로 적층 될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가지는 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목 받고 있는 실정이다.Secondary batteries are roughly classified into cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to external and internal structural features, and among them, prismatic batteries and pouch-type batteries that can be stacked with a high degree of integration and have a smaller width compared to their length are particularly noteworthy. It is being received.

이차전지는 양극판, 분리막, 음극판으로 구성되는 전극조립체를 가지게 되며, 상기 전극조립체에 외부 연결단자가 연결되어 사용된다. 이때, 외부 연결단자는 단 방향 또는 양방향으로 연결될 수 있으며, 각각 1개씩의 양극 단자 및 음극 단자를 갖게 된다. 또한, 이차전지가 길이방향으로 길어지게 되는 경우에는 양극판 및 음극판을 구성하는 포일(foil)에 저항에 의해 배터리 셀의 내부저항이 증가하게 되어 배터리 셀의 출력이 저하되는 문제가 있어왔다.The secondary battery has an electrode assembly composed of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate, and an external connection terminal is connected to the electrode assembly to be used. In this case, the external connection terminals may be connected in one direction or in both directions, and each has one positive terminal and one negative terminal. In addition, when the secondary battery is elongated in the longitudinal direction, the internal resistance of the battery cell increases due to resistance to the foils constituting the positive and negative plates, thereby reducing the output of the battery cell.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 배터리 셀은 배터리 셀을 구성하는 전극조립체의 양극판 및 음극판에서 단 방향 또는 양방향으로 1개의 전극탭을 형성하고, 상기 전극탭에 전극 리드를 연결하여 제작된다. 이렇게 제작된 배터리는 소용량 용도의 배터리에 사용하는 경우 문제가 없으나, 대전류를 사용하는 중대형 배터리 용도로 사용하는 경우에는 문제가 있을 수 있다. 즉 자동차 등 고 에너지 특성이 요구되는 곳에 사용하는 전지의 경우, 리드를 통한 전류의 크기가 커짐에 따라 배터리 셀을 구성하는 전극조립체 내의 양극판 및 음극판의 저항이 증가하게 되어 배터리 셀의 출력이 저하된다.As shown in FIG. 1, a conventional battery cell is manufactured by forming one electrode tab in one direction or in both directions on a positive plate and a negative plate of an electrode assembly constituting the battery cell, and connecting electrode leads to the electrode tabs. The produced battery does not have a problem when it is used for a battery for a small capacity, but there may be a problem when it is used for a medium or large battery that uses a large current. In other words, in the case of batteries used in places requiring high energy characteristics such as automobiles, as the magnitude of the current through the leads increases, the resistance of the positive and negative plates in the electrode assembly constituting the battery cell increases, resulting in a decrease in the output of the battery cell. .

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전극조립체의 양극판 및 음극판에서 각각 두 개의 전극탭을 형성하고, 전극탭과 버스바를 병렬로 연결하여 전극 리드를 통한 전류를 분산시킴으로써 전극조립체를 구성하는 양극판 및 음극판의 저항을 낮추어 배터리 셀의 출력저하를 방지하는 배터리 셀과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-described problem, by forming two electrode tabs in each of the positive plate and the negative plate of the electrode assembly, and dispersing the current through the electrode lead by connecting the electrode tab and the bus bar in parallel to form an electrode assembly. An object thereof is to provide a battery cell and a method of manufacturing the same, which prevents the output of the battery cell from deteriorating by lowering the resistance of the positive plate and the negative plate constituting it.

분리막이 사이에 개제된 양극판과 음극판을 포함하는 전극조립체, 상기 양극판에 연결되며 상기 양극판의 대향되는 양단에 돌출 신장되어 형성되는 제1 양극탭 및 제2 양극탭, 상기 음극판에 연결되며 상기 음극판의 대향되는 양단에 돌출 신장되어 형성되는 제1 음극탭 및 제2 음극탭, 제1, 제2 양극탭 및 제1, 제2 음극탭의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 상기 전극조립체를 감싸는 셀커버, 상기 양극판의 외부 면에 대응하며, 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭 각각에 대응되는 위치에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 각각 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭과 연결되는 제1 버스바, 상기 음극판의 외부 면에 대응하며, 상기 제1음극탭 및 제2 음극탭 각각에 대응되는 위치에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 각각 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭과 연결되는 제2 버스바, 상기 제1 버스바의 돌출부와 연결된 제1 양극탭 또는 제2 양극탭 중 어느 하나에 연결되는 양극 리드, 상기 제2 버스바의 돌출부와 연결된 제1 음극탭 또는 제2 음극탭 중 어느 하나에 연결되는 음극 리드 및 상기 양극 리드 및 음극 리드의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 상기 전극조립체 및 제1, 제2 버스바를 수용하는 파우치 케이스를 포함하여 구성될 수 있다.An electrode assembly comprising a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween, a first positive electrode tab and a second positive electrode tab connected to the positive electrode plate and protruding and extending from opposite ends of the positive electrode plate, and connected to the negative electrode plate and of the negative electrode plate. A cell cover surrounding the electrode assembly so that at least a portion of the first and second negative electrode tabs, the first and second positive electrode tabs, and the first and second negative electrode tabs are exposed to the outside, formed by protruding and extending from opposite ends, A first bus corresponding to the outer surface of the positive electrode plate and having a protrusion formed at a position corresponding to each of the first positive electrode tab and the second positive electrode tab, and the protrusion part respectively connected to the first positive electrode tab and the second positive electrode tab Bar, corresponding to the outer surface of the negative electrode plate, a protrusion formed at a position corresponding to each of the first and second negative electrode tabs, and the protrusions are respectively connected to the first negative electrode tab and the second negative electrode tab. 2 Among the busbar, a positive lead connected to any one of the first positive electrode tab or the second positive electrode tab connected to the protrusion of the first bus bar, the first negative electrode tab or the second negative electrode tab connected to the protrusion of the second bus bar It may be configured to include a negative electrode connected to any one and a pouch case accommodating the electrode assembly and the first and second busbars so that at least a portion of the positive and negative leads are exposed to the outside.

상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭은 상기 양극판의 임의의 한 변과 평행한 양극판 축의 양쪽 단부에 형성될 수 있다.The first positive electrode tab and the second positive electrode tab may be formed at both ends of the axis of the positive electrode plate parallel to any one side of the positive electrode plate.

상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭은 상기 음극판의 임의의 한 변과 평행한 음극판 축의 양쪽 단부에 형성되되, 상기 음극판 축은 상기 양극판 축과 다르게 설정되어 상기 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치되는 형성되는 것이 바람직하다.The first negative electrode tab and the second negative electrode tab are formed at both ends of the negative electrode plate axis parallel to any one side of the negative electrode plate, and the negative electrode plate axis is set differently from the positive electrode plate axis so that the positive electrode tab and the negative electrode tab do not overlap each other. It is desirable to be formed.

상기 제1 버스바 및 제2 버스바는 상기 전극조립체를 사이에 두고 맞대어지도록 배치되는 얇은 판형인 것을 특징으로 한다.The first bus bar and the second bus bar are in the shape of a thin plate disposed so as to be butted with the electrode assembly therebetween.

상기 제1 버스바의 재질은 알루미늄인 것이 바람직하다.It is preferable that the material of the first busbar is aluminum.

상기 제2 버스바의 재질은 구리인 것이 바람직하다.It is preferable that the material of the second busbar is copper.

상기 제1 버스바 및 상기 제2 버스바의 면적은 상기 전극조립체의 면적보다 크지 않은 것이 바람직하다.It is preferable that the area of the first bus bar and the second bus bar is not larger than the area of the electrode assembly.

상기 양극 리드 및 상기 음극 리드는 상기 전극조립체의 길이방향으로 서로 반대 방향에 형성될 수 있다.The positive electrode lead and the negative electrode lead may be formed in opposite directions to each other in a longitudinal direction of the electrode assembly.

버스바를 적용한 배터리 셀의 제조 방법에 있어서, 길이 방향으로 양단에 제1 양극탭 및 제2 양극탭이 형성된 양극판과 길이방향으로 양단에 제1 음극탭 및 제2 음극탭이 형성된 음극판 사이에 분리막이 개재되어 셀커버로 감싸진 전극조립체를 준비하는 전극조립체 준비단계; 상기 양극판과 제1 버스바를 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭을 통해 병렬로 연결하고, 상기 음극판과 제2 버스바를 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭을 통해 병렬로 연결하는 버스바 연결단계; 상기 제1 버스바에 연결된 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭 중 어느 하나에 양극 리드를 연결하고, 상기 제2 버스바에 연결된 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭 중 어느 하나에 음극 리드를 연결하는 리드 연결 단계; 및 상기 양극 리드 및 음극 리드가 연결된 전극조립체를 파우치 케이스에 수납하는 케이스 조립단계;를 포함하여 구성될 수 있다.In the method of manufacturing a battery cell using a bus bar, a separator is formed between a positive plate having first positive electrode tabs and second positive electrode tabs formed at both ends in a length direction and a negative electrode plate having first negative electrode tabs and second negative electrode tabs formed at both ends in the lengthwise direction. An electrode assembly preparation step of preparing an electrode assembly interposed and wrapped with a cell cover; Busbar connection connecting the positive plate and the first busbar in parallel through the first positive electrode tab and the second positive electrode tab, and connecting the negative electrode plate and the second busbar in parallel through the first negative electrode tab and the second negative electrode tab step; A positive lead is connected to any one of the first positive electrode tab and the second positive electrode tab connected to the first bus bar, and the negative lead is connected to any one of the first negative electrode tab and the second negative electrode tab connected to the second bus bar. A lead connection step; And a case assembly step of accommodating the electrode assembly to which the anode lead and the cathode lead are connected in a pouch case.

전극조립체 준비 단계는, 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭이 상기 양극판의 임의의 한 변과 평행한 양극판 축의 양쪽 단부에 형성하고, 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭은 상기 음극판의 임의의 한 변과 평행한 음극판 축의 양쪽 단부에 형성되되, 상기 음극판 축은 상기 양극판 축과 다르게 설정되어 상기 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치되어 준비될 수 있다.In the preparing of the electrode assembly, the first positive electrode tab and the second positive electrode tab are formed on both ends of the positive electrode plate axis parallel to any one side of the positive electrode plate, and the first negative electrode tab and the second negative electrode tab are selected from the negative electrode plate. It is formed at both ends of the axis of the negative electrode plate parallel to one side of the negative electrode plate axis is set differently from the axis of the positive electrode plate, the positive electrode tab and the negative electrode tab may be arranged and prepared so as not to overlap each other.

버스바 연결단계는, 상기 제1 버스바와 제2 버스바는 상기 전극조립체를 사이에 두고 배치되는 얇은 금속판인 것이 바람직하다.In the busbar connection step, it is preferable that the first busbar and the second busbar be a thin metal plate disposed with the electrode assembly interposed therebetween.

상기 제1 버스바와 제2 버스바의 면적은 상기 전극조립체의 면적보다 크지 않도록 형성될 수 있다.Areas of the first busbar and the second busbar may be formed so as not to be larger than the area of the electrode assembly.

본 발명에 따른 배터리 셀은 종래의 모듈 또는 팩구조의 변경 없이 사용하면서 배터리 셀의 출력 감소를 방지할 수 있다.The battery cell according to the present invention can be used without changing the conventional module or pack structure, while preventing a decrease in the output of the battery cell.

도 1은 종래의 전극조립체의 전극탭을 개략적으로 나타낸 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 셀에서 전극조립체에서 전극탭이 형성된 것을 대략적으로 나타낸 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 의한 배터리 셀에서 버스바의 연결을 나타낸 사시도 이다.
도 4는 본 발명에 의한 배터리 셀에서 전극 리드의 접합을 나타낸 사시도 이다.
도 5는 본 발명에 의한 파우치 케이스가 적용된 배터리 셀의 사시도 이다.
도 6는 본 발명에 의한 배터리 셀의 제조 방법을 나타낸 순서도 이다.
※ 첨부된 도면은 본 도안의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로써 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a perspective view schematically showing an electrode tab of a conventional electrode assembly.
2 is a perspective view schematically showing that an electrode tab is formed in an electrode assembly in a battery cell according to the present invention.
3 is a perspective view showing a connection of a bus bar in a battery cell according to the present invention.
4 is a perspective view showing the bonding of electrode leads in a battery cell according to the present invention.
5 is a perspective view of a battery cell to which a pouch case according to the present invention is applied.
6 is a flow chart showing a method of manufacturing a battery cell according to the present invention.
※ The accompanying drawings are exemplified by reference for an understanding of the technical idea of this design, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 명세서 및 특허청구범위에 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.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. Based on the principle that it can be, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so that they can be replaced at the time of application. It should be understood that there may be various equivalents and variations. In addition, in describing the present invention, when it is determined that related known technologies or the like may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명에 의한 배터리 셀에서 전극조립체에서 전극탭이 형성된 것을 대략적으로 나타낸 사시도 이고, 도 3은 발명에 의한 배터리 셀에서 버스바의 연결을 나타낸 사시도 이며, 도 4는 본 발명에 의한 배터리 셀에서 전극 리드의 접합을 나타낸 사시도 이다.Figure 2 is a perspective view schematically showing the electrode tab is formed in the electrode assembly in the battery cell according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the connection of the bus bar in the battery cell according to the present invention, Figure 4 is a battery according to the present invention It is a perspective view showing the bonding of electrode leads in a cell.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스바를 적용한 배터리 셀은, 분리막이 사이에 개제된 양극판과 음극판을 포함하는 전극조립체, 상기 양극판에 연결된 제1 양극탭 및 제2 양극탭, 상기 음극판에 연결된 제1 음극탭 및 제2 음극탭, 셀커버, 양극판과 병렬로 연결되는 제1 버스바, 음극판과 병렬로 연결되는 제2 버스바, 양극 리드 및 음극리드, 파우치 케이스를 포함하여 구성될 수 있다.2 to 4, a battery cell to which a bus bar according to an embodiment of the present invention is applied includes an electrode assembly including a positive electrode plate and a negative electrode plate interposed between a separator, a first positive electrode tab and a second electrode connected to the positive plate. A positive electrode tab, a first negative electrode tab and a second negative electrode tab connected to the negative electrode plate, a cell cover, a first bus bar connected in parallel with the positive plate, a second bus bar connected in parallel with the negative plate, a positive electrode lead and a negative electrode lead, and a pouch case It can be configured to include.

도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전극조립체(100)는, 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 분리막(130)을 개제하여 형성된다. 상기 양극판(110) 및 음극판(120)의 일면에는 전극활물질이 도포되어 있다. As shown in FIG. 2, the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention is formed by interposing a separator 130 between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 120. An electrode active material is coated on one surface of the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 120.

제1 양극탭(111) 및 제2 양극탭(112)은 상기 양극판(110)에 연결되며, 상기 양극판(110)의 대향되는 양단에 돌출 신장되어 형성된다.The first positive electrode tab 111 and the second positive electrode tab 112 are connected to the positive electrode plate 110 and are formed to protrude and extend from opposite ends of the positive electrode plate 110.

또한, 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭은 상기 양극판의 임의의 한 변과 평행한 양극판 축(A-A')의 양쪽 단부에 형성된다. In addition, the first positive electrode tab and the second positive electrode tab are formed at both ends of the positive electrode plate axis A-A' parallel to any one side of the positive electrode plate.

제1 음극탭(121) 및 제2 음극탭(122)은 상기 음극판(120)에 연결되며, 상기 음극판(120)의 대향되는 양단에 돌출 신장되어 형성된다.The first negative electrode tab 121 and the second negative electrode tab 122 are connected to the negative electrode plate 120 and are formed to protrude and extend from opposite ends of the negative electrode plate 120.

또한, 상기 제1 음극탭(121) 및 제2 음극탭(122)은 상기 음극판(120)의 임의의 한 변과 평행한 음극판 축(B-B')의 양쪽 단부에 형성되되, 상기 음극판 축(B-B')은 상기 양극판 축(A-A')과 다르게 설정되어 상기 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치된다.In addition, the first negative electrode tab 121 and the second negative electrode tab 122 are formed at both ends of the negative electrode plate axis (B-B') parallel to any one side of the negative electrode plate 120, the negative electrode plate axis (B-B') is set differently from the axis of the positive plate (A-A') so that the positive electrode tab and the negative electrode tab do not overlap each other.

상기 양극판 축(A-A')과 음극판 축(B-B')는 서로 평행하게 되는 것이 바람직하다.It is preferable that the positive electrode plate axis (A-A') and the negative electrode plate axis (B-B') be parallel to each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는 단순히 하나의 양극판(110)과 하나의 음극판(120) 사이에 개재된 하나의 분리막(130)으로 구성된 전극조립체(100)를 설명하지만, 이에 한정되는 젓은 아니다.The electrode assembly according to an embodiment of the present invention simply describes an electrode assembly 100 composed of one separator 130 interposed between one positive electrode plate 110 and one negative electrode plate 120, but is limited thereto. Is not.

예를 들어, 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, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태로 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위 셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체에 적용될 수 있다.For example, a jelly-roll type (wound type) electrode assembly in which long sheet-shaped anodes and cathodes are wound with a separator interposed therebetween, a state in which a plurality of anodes and cathodes cut in units of a predetermined size are interposed with the separator. A stacked (stacked) electrode assembly sequentially stacked with a mixture of the jelly-roll type and the stacked type, in which a predetermined unit of anodes and cathodes are stacked with a separator interposed therebetween, and unit cells are placed on a separation film. It can be applied to a stack/folding type electrode assembly having a structure that is sequentially wound.

상기 권취형 전극조립체, 스택형 전극조립체, 스택/폴딩형 전극조립체의 양극판 및 음극판에 전극탭을 대향되는 방향으로 형성하고, 양극판 축과 음극판 축을 서로 다르게 설정하여 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치할 수 있는 것이다.Electrode tabs are formed on the positive and negative plates of the wound electrode assembly, stacked electrode assembly, and stacked/folded electrode assembly in opposite directions, and the axes of the positive and negative plates are set differently so that the positive and negative tabs do not overlap each other. It can be deployed.

본 발명에 의한 배터리 셀은 상기 전극조립체(100)의 외부를 감싸며 상기 제1, 제2 양극탭 및 제1, 제2 음극탭의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 형성되는 셀커버(140)를 더 포함할 수 있다.The battery cell according to the present invention further includes a cell cover 140 formed to surround the outside of the electrode assembly 100 and expose at least a portion of the first and second positive electrode tabs and the first and second negative electrode tabs to the outside. Can include.

또한, 상기 셀커버(140)는 상기 전극조립체(100)의 둘레를 감싸도록 형성되어 절연 기능을 수행할 수 있다.In addition, the cell cover 140 may be formed to surround the electrode assembly 100 to perform an insulating function.

도 3을 참조하면, 제1 버스바(200)는 양극탭(110)의 외부면에 대응하며, 상기 제1 양극탭(111) 및 제2 양극탭(112) 각각에 대응되는 위치에 돌출부(200a, 200b)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the first bus bar 200 corresponds to the outer surface of the positive electrode tab 110, and a protrusion ( 200a, 200b) are formed.

또한, 상기 돌출부(200a, 200b)는 각각 상기 제1 양극탭(111) 및 제2 양극탭(112)과 연결된다.In addition, the protrusions 200a and 200b are connected to the first positive electrode tab 111 and the second positive electrode tab 112, respectively.

상기 연결은 초음파 용접 등 일반적인 전극탭을 용접하는 용접법에 의해서 용접되는 것이 바람직하다.The connection is preferably welded by a welding method of welding general electrode tabs such as ultrasonic welding.

상기 양극판(110)은 상기 제1 버스바(200)를 구비함으로써, 상기 양극판(110)에 흐르는 전류가 상기 양극판(110)과 상기 제1 버스바(200)로 분산하게 되어 전류에 의해 발생하는 저항이 감소하게 된다.The positive electrode plate 110 includes the first bus bar 200, so that the current flowing through the positive electrode plate 110 is distributed to the positive electrode plate 110 and the first bus bar 200, which is generated by the current. The resistance decreases.

제2 버스바(300)는 음극탭(120)의 외부면에 대응하며, 상기 제1 음극탭(121) 및 제2 음극탭(122) 각각에 대응되는 위치에 돌출부(300a, 300b)가 형성되어 있다.The second bus bar 300 corresponds to the outer surface of the negative electrode tab 120, and protrusions 300a and 300b are formed at positions corresponding to each of the first negative electrode tab 121 and the second negative electrode tab 122 Has been.

또한, 상기 돌출부(300a, 300b)는 각각 상기 제1 음극탭(121) 및 제2 음극탭(122)과 연결된다.In addition, the protrusions 300a and 300b are connected to the first negative electrode tab 121 and the second negative electrode tab 122, respectively.

상기 연결은 초음파 용접 등 일반적인 전극탭을 용접하는 용접법에 의해서 용접되는 것이 바람직하다.The connection is preferably welded by a welding method of welding general electrode tabs such as ultrasonic welding.

상기 음극판(120)은 상기 제2 버스바(300)를 구비함으로써, 상기 음극판(120)에 흐르는 전류가 상기 음극판(120)과 상기 제2 버스바(300)로 분산하게 되어 전류에 의해 발생하는 저항이 감소하게 된다.Since the negative electrode plate 120 includes the second bus bar 300, the current flowing through the negative electrode plate 120 is distributed to the negative electrode plate 120 and the second bus bar 300, which is generated by the current. The resistance will decrease.

또한, 상기 제1 버스바(200)와 제2 버스바(300)은 상기 전극조립체(100)을 사이에 두고 맞대어지도록 배치되는 얇은 판형으로 형성되며, 각각의 면적은 상기 전극조립체(100)의 면적보다 크지 않는 것이 바람직하다.In addition, the first bus bar 200 and the second bus bar 300 are formed in a thin plate shape arranged to be butted with the electrode assembly 100 interposed therebetween, and each area of the electrode assembly 100 is It is preferable not to be larger than the area.

상기 제1 버스바(200)의 재질은 상기 양극판(110)의 재질과 동일한 재질인 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제2 버스바(300)의 재질은 상기 음극판(120)의 재질과 동일한 재질인 구리를 사용하는 것이 바람직하다.The material of the first bus bar 200 is preferably aluminum, which is the same material as the material of the positive plate 110, and the material of the second bus bar 300 is the same as the material of the negative plate 120. It is preferable to use copper as a material.

상기 양극 리드(410)은 상기 제1 버스바(200)의 돌출부(200a, 200b)와 연결되는 제1 양극탭(111) 및 제2 양극탭(112) 중 어느 하나에 연결되어 외부 장치와 연결된다.The positive electrode lead 410 is connected to any one of the first positive electrode tab 111 and the second positive electrode tab 112 connected to the protrusions 200a and 200b of the first bus bar 200 to connect to an external device. do.

또한, 상기 음극 리드(420)은 상기 제2 버스바(300)의 돌출부(300a, 300b)와 연결되는 제2 음극탭(121) 및 제2 음극탭(122) 중 어느 하나에 연결되어 외부 장치와 연결된다.In addition, the negative electrode lead 420 is connected to any one of the second negative electrode tab 121 and the second negative electrode tab 122 connected to the protrusions 300a and 300b of the second bus bar 300 to provide an external device. Is connected with.

여기서, 상기 양극 리드(410)과 음극 리드(420)는 상기 전극조립체(100)의 길이방향으로 서로 반대 방향에 형성되도록 한다.Here, the anode lead 410 and the cathode lead 420 are formed in opposite directions to each other in the longitudinal direction of the electrode assembly 100.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에따른 파우치 케이스가 적용된 배터리 셀의 사시도 이다.5 is a perspective view of a battery cell to which a pouch case according to an embodiment of the present invention is applied.

도 5를 참조하면, 파우치 케이스는(500)는, 상기 양극 리드(410) 및 음극 리드(420)의 적어도 일부분이 노출되도록 하고, 상기 제1 버스바 및 제2 버스바와 셀 커버로 싸여있는 전극조립체를 수납하여 배터리 셀을 완성할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 5, the pouch case 500 includes at least a portion of the positive electrode lead 410 and the negative electrode lead 420 exposed, and an electrode wrapped with the first and second bus bars and a cell cover. The assembly is housed so that the battery cell can be completed.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 버스바가 적용된 배터리 셀은, 종래에 사용하던 모듈 또는 팩구조의 변경 없이 적용이 가능하며, 양극판 및 음극판에 발생하는 저항을 감소시켜 배터리 셀의 출력이 감소하는 것을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, the battery cell to which the bus bar according to an embodiment of the present invention is applied can be applied without changing the conventional module or pack structure, and the output of the battery cell is reduced by reducing the resistance generated in the positive plate and the negative plate. It can be prevented.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 버스바가 적용된 배터리 셀의 제조 방법을 나타낸 순서도 이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a battery cell to which a bus bar is applied according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀의 제조 방법은, 길이 방향으로 양단에 제1 양극탭 및 제2 양극탭이 형성된 양극판과 길이방향으로 양단에 제1 음극탭 및 제2 음극탭이 형성된 음극판 사이에 분리막이 개재되어 셀커버로 감싸진 전극조립체를 준비하는 전극조립체 준비단계; 상기 양극판과 제1 버스바를 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭을 통해 연결하고, 상기 음극판과 제2 버스바를 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭을 통해 연결하는 버스바 연결단계; 상기 제1 버스바에 연결된 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭 중 어느 하나에 양극 리드를 연결하고, 상기 제2 버스바에 연결된 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭 중 어느 하나에 음극 리드를 연결하는 리드 연결 단계; 상기 양극 리드 및 음극 리드가 연결된 전극조립체를 파우치 케이스에 수납하는 케이스 조립단계;를 포함하여 구성될 수 있다.6, a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode plate having first positive electrode tabs and second positive electrode tabs formed at both ends in a longitudinal direction, and a first negative electrode tab and a first negative electrode tab at both ends in the longitudinal direction. 2 An electrode assembly preparation step of preparing an electrode assembly wrapped with a cell cover by interposing a separator between the negative electrode plates on which the negative electrode tabs are formed; A busbar connecting step of connecting the positive plate and the first bus bar through the first positive electrode tab and the second positive electrode tab, and connecting the negative electrode plate and the second bus bar through the first negative electrode tab and the second negative electrode tab; A positive lead is connected to any one of the first positive electrode tab and the second positive electrode tab connected to the first bus bar, and the negative lead is connected to any one of the first negative electrode tab and the second negative electrode tab connected to the second bus bar. A lead connection step; It may include a case assembly step of accommodating the electrode assembly to which the positive electrode lead and the negative electrode lead are connected in a pouch case.

전극조립체 준비단계는(S100), 전극조립체는 양극판, 음극판, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되는 분리막으로 구성된다.In the electrode assembly preparation step (S100), the electrode assembly includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

또한, 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭이 상기 양극판의 임의의 한 변과 평행한 양극판 축의 양쪽 단부에 형성하고, 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭은 상기 음극판의 임의의 한 변과 평행한 음극판 축의 양쪽 단부에 형성되되, 상기 음극판 축은 상기 양극판 축과 다르게 설정되어 상기 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치되도록 준비 한다.In addition, the first positive electrode tab and the second positive electrode tab are formed at both ends of the axis of the positive electrode plate parallel to any one side of the positive electrode plate, and the first negative electrode tab and the second negative electrode tab It is formed at both ends of a parallel negative electrode plate shaft, and the negative electrode plate axis is set differently from the positive electrode plate axis, so that the positive electrode tab and the negative electrode tab are arranged so as not to overlap each other.

상기 양극판 축과 음극판 축은 서로 평행하도록 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the axis of the positive plate and the axis of the negative plate are set to be parallel to each other.

또한, 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭 그리고 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭의 일부분이 적어도 일부분이 외부에 노출되도록 셀커버를 상기 전극조립체에 둘러싸도록 하는 셀커버 형성 단계를 더 포함한다.In addition, a cell cover forming step of surrounding the cell cover around the electrode assembly so that at least a portion of the first positive electrode tab and the second positive electrode tab and the first negative electrode tab and the second negative electrode tab are exposed to the outside may be further included. do.

버스바 연결단계에서(S200), 상기 셀커버에 둘러싸인 전극조립체를 사이에 두고 제1 버스바 및 제2 버스바를 연결한다.In the bus bar connection step (S200), the first bus bar and the second bus bar are connected with the electrode assembly surrounded by the cell cover therebetween.

또한, 상기 제1 버스바는 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭과 연결하고, 상기 제2 버스바는 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭과 연결한다.In addition, the first bus bar is connected to the first positive electrode tab and the second positive electrode tab, and the second bus bar is connected to the first negative electrode tab and the second negative electrode tab.

상기 제1 버스바 및 제2 버스바는 얇은 금속재질의 판형인 것으로 한다.It is assumed that the first busbar and the second busbar have a plate shape made of a thin metal material.

상기 제1 버스바 및 제2 버스바의 면적은 상기 셀 커버가 둘러싸인 전극조립체의 면적보다 크지 않도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the area of the first busbar and the second busbar is not larger than the area of the electrode assembly enclosed by the cell cover.

리드 연결 단계는(S300), 상기 제1 버스바와 연결된 상기 제1 양극탭 또는 제2 양극탭 중 어느 하나에 양극 리드를 연결하고, 상기 제2 버스바와 연결된 상기 제1 음극탭 또는 제2 음극탭 중 어느 하나에 음극 리드를 연결한다.In the lead connection step (S300), a positive lead is connected to either the first positive electrode tab or the second positive electrode tab connected to the first bus bar, and the first negative electrode tab or the second negative electrode tab connected to the second bus bar. Connect the negative lead to either one.

다만, 상기 양극 리드와 음극 리드가 형성되는 위치는 길이방향에서 서로 대향 하는 방향에 위치되도록 한다.However, the positive lead and the negative lead are formed in a direction opposite to each other in the longitudinal direction.

케이스 조립단계는(S400), 상기 리드 연결 단계를 통해서 완성된 양극 리드 및 음극 리드의 적어도 일부분이 노출되도록 하고, 상기 제1 버스바 및 제2 버스바 그리고 셀 커버로 감싸진 전극조립체를 수납하도록 하여 배터리 셀을 완성할 수 있다. In the case assembling step (S400), at least a portion of the anode lead and the cathode lead completed through the lead connection step are exposed, and the electrode assembly wrapped with the first bus bar and the second bus bar and the cell cover is accommodated. Thus, the battery cell can be completed.

1, 100 전극조립체
10, 110 양극판
11 양극탭
20, 120 음극판
21 음극탭
30, 130 분리막
111 제1 양극탭
112 제2 양극탭
121 제1 음극탭
122 제2 음극탭
140 셀커버
200 제1 버스바
200a, 200b, 제1 버스바 돌출부
300 제2 버스바
300a, 300b 제2 버스바 돌출부
410 양극 리드
420 음극 리드
500 파우치 케이스1, 100 electrode assembly
10, 110 positive plate
11 Positive tab
20, 120 negative plate
21 Cathode tab
30, 130 separator
111 1st positive electrode tab
112 Second positive electrode tab
121 first negative electrode tab
122 second negative electrode tab
140 Cell Cover
200 No. 1 Busbar
200a, 200b, first busbar protrusion
300 2nd busbar
300a, 300b 2nd busbar protrusion
410 positive lead
420 negative lead
500 pouch case

Claims (4)

버스바를 적용한 배터리 셀의 제조 방법에 있어서,
길이 방향으로 대향되는 양단에 제1 양극탭 및 제2 양극탭을 돌출 신장하여 양극판을 형성하고, 길이방향으로 대향되는 양단에 제1 음극탭 및 제2 음극탭을 돌출 신장하여 음극판을 형성하며, 상기 양극판과 음극판 사이에 분리막을 개재하고 이를 셀 커버로 감싸 전극조립체를 형성하는 전극조립체 형성단계;
상기 양극판의 외부 평면에 대응하는 제1 버스바 및 상기 음극판의 외부 평면에 대응하는 제2 버스바를 형성한 후, 상기 제1 버스바를 상기 양극판의 외부 평면에 대응하도록 배치하고 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭을 통해 상기 양극판에 연결하고, 상기 제2 버스바를 상기 음극판의 외부 평면에 대응하도록 배치하고 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭을 통해 음극판에 연결하여, 상기 전극조립체의 양측 외부면에 각각 제1 버스바 및 제2 버스바를 상호 대향하도록 형성하는 버스바 연결단계;
상기 제1 버스바에 연결된 상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭 중 어느 하나에 양극 리드를 형성하여 연결하고, 및 상기 제2 버스바에 연결된 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭 중 어느 하나에 음극 리드를 형성하여 연결하는 리드 연결단계;
상기 양극 리드 및 음극 리드의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 상기 전극조립체를 파우치 케이스에 수납하는 케이스 조립단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바를 적용한 배터리 셀 제조 방법
In the method of manufacturing a battery cell to which a bus bar is applied,
A positive electrode plate is formed by protruding and extending the first positive electrode tab and the second positive electrode tab at both ends facing in the longitudinal direction, and forming a negative electrode plate by protruding and extending the first negative electrode tab and the second negative electrode tab at both ends opposite in the longitudinal direction, An electrode assembly forming step of interposing a separator between the positive electrode plate and the negative electrode plate and wrapping it with a cell cover to form an electrode assembly;
After forming a first bus bar corresponding to the outer plane of the positive electrode plate and a second bus bar corresponding to the outer plane of the negative electrode plate, the first bus bar is disposed so as to correspond to the outer plane of the positive electrode plate, and the first positive electrode tab and It is connected to the positive electrode plate through a second positive electrode tab, and the second bus bar is disposed so as to correspond to the outer plane of the negative electrode plate, and connected to the negative electrode plate through the first negative electrode tab and the second negative electrode tab. Bus bar connection step of forming the first bus bar and the second bus bar to face each other on the surface;
A positive lead is formed and connected to any one of the first positive electrode tab and the second positive electrode tab connected to the first bus bar, and a negative electrode is connected to any one of the first negative electrode tab and the second negative electrode tab connected to the second bus bar. A lead connecting step of forming and connecting a lead;
A case assembling step of accommodating the electrode assembly in a pouch case such that at least a portion of the anode lead and the cathode lead is exposed to the outside;
Battery cell manufacturing method applying a bus bar, characterized in that it comprises a
 제1항에 있어서,
전극조립체 준비 단계는,
상기 제1 양극탭 및 제2 양극탭이 상기 양극판의 임의의 한 변과 평행한 양극판 축의 양쪽 단부에 형성되고, 상기 제1 음극탭 및 제2 음극탭은 상기 음극판의 임의의 한 변과 평행한 음극판 축의 양쪽 단부에 형성되되, 상기 음극판 축은 상기 양극판 축과 다르게 설정되어 상기 양극탭과 음극탭이 상호 겹치지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 버스바를 적용한 배터리 셀 제조 방법
The method of claim 1,
The electrode assembly preparation step,
The first positive electrode tab and the second positive electrode tab are formed at both ends of the positive electrode plate axis parallel to any one side of the positive electrode plate, and the first negative electrode tab and the second negative electrode tab are parallel to any one side of the negative electrode plate. A battery cell manufacturing method using a bus bar, which is formed at both ends of the negative electrode plate shaft, wherein the negative plate shaft is set differently from the positive plate shaft so that the positive electrode tab and the negative electrode tab do not overlap each other.
 제1항에 있어서,
버스바 연결단계는,
상기 제1 버스바와 제2 버스바는 상기 전극조립체를 사이에 두고 배치되는 얇은 금속판인 것을 특징으로 하는 버스바를 적용한 배터리 셀 제조 방법
The method of claim 1,
The steps to connect the busbar are:
The first bus bar and the second bus bar are thin metal plates disposed with the electrode assembly interposed therebetween.
 제3항에 있어서,
상기 제1 버스바와 제2 버스바의 면적은 상기 전극조립체의 면적보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 버스바를 적용한 배터리 셀 제조 방법The method of claim 3,
The battery cell manufacturing method using the bus bar, characterized in that the area of the first bus bar and the second bus bar is not larger than the area of the electrode assembly
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