KR102255525B1 - 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법 - Google Patents

2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102255525B1
KR102255525B1 KR1020160130069A KR20160130069A KR102255525B1 KR 102255525 B1 KR102255525 B1 KR 102255525B1 KR 1020160130069 A KR1020160130069 A KR 1020160130069A KR 20160130069 A KR20160130069 A KR 20160130069A KR 102255525 B1 KR102255525 B1 KR 102255525B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
protrusion
communication path
secondary battery
outside
Prior art date
Application number
KR1020160130069A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180038880A (ko
Inventor
한형석
유형균
팽기훈
문재원
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020160130069A priority Critical patent/KR102255525B1/ko
Publication of KR20180038880A publication Critical patent/KR20180038880A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102255525B1 publication Critical patent/KR102255525B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4214—Arrangements for moving electrodes or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 장기 사이클 특성을 향상시킬 수 있는 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 내부에 전해액과 전극조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 일측에 상기 케이스와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부 및 상기 돌출부의 내부에 형성되며, 상기 케이스의 내부와 연통하는 연통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법{SECONDARY BATTERY AND IMPROVEMENT METHOD FOR CYCLE LIFE OF THE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 장기 사이클 특성을 향상시킬 수 있는 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법에 관한 것이다.
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류 전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.
한편, 이차 전지 중 리튬이온 전지는 양극 도전 포일과 음극 도전 포일에 각각 활물질을 일정한 두께로 코팅하고, 상기 양 도전 포일 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 대략 젤리 롤(jelly roll) 내지는 원통 형태로 다수 회 권취하여 제작한 전극 조립체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 제작된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0087340호에는 폴리머 전해질 전지 및 그 형성 방법이 개시되어 있다.
도 1은 종래의 2차 전지를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 2차 전지는 케이스(3) 내부에 전극조립체와 전해액을 수용한 형상으로 전해액이 외부로 누출되지 않도록 케이스(3) 내부가 실링된다.
그런데 양극에서 높은 전압이 인가되면 대부분 활물질 계면에서 산화반응이 일어나고 이러한 산화반응에 의해 전해액의 분해반응이 일어나게 된다.
그리고 전해액은 분해 시에 많은 가스를 방출하게 되고, 케이스(3) 내부에서 발생하는 가스는 케이스(3) 내부가 실링 처리되어 케이스(3)의 외부로 배출되지 못함에 따라 케이스(3)에 스웰링(swelling) 현상을 초래하는 문제점이 있었다.
또한, 케이스(3) 내부에서 분해된 전해액을 보충할 수 없어 2차 전지의 용량이 감소되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 사이클 진행 중 내부 가스 발생 및 사이클 특성 저하 시 사이클 수명 특성을 개선할 수 있는 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지는 내부에 전해액과 전극조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 일측에 상기 케이스와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부 및 상기 돌출부의 내부에 형성되며, 상기 케이스의 내부와 연통하는 연통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 돌출부는 상기 케이스에서 전극 리드가 형성된 측에 형성될 수 있다.
상기 연통로는 상기 케이스의 외부와 소통하지 못하도록 밀봉되되, 상기 돌출부를 절개 또는 관통하면 상기 연통로를 외부와 소통 가능하게 하는 개구부가 형성될 수 있다.
상기 개구부와 상기 연통로는 상호 연통하며, 상기 연통로를 통해 상기 케이스의 외부에서 상기 케이스의 내부로 전해액이 주입될 수 있다.
상기 개구부와 상기 연통로는 상호 연통하며, 상기 연통로를 통해 상기 케이스의 내부에서 상기 케이스의 외부로 가스가 배출될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 케이스와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법은 내부에 전해액과 전극조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 일측에 상기 케이스와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부 및 상기 돌출부의 내부에 형성되며 상기 케이스의 내부와 연통하는 연통로를 포함하는 2차 전지를 준비하는 준비 단계, 상기 2차 전지의 충방전이 진행된 후, 상기 돌출부의 일부를 절단 또는 관통하여 상기 연통로가 외부와 소통하게 하는 개구 단계 및 상기 연통로를 통해 상기 케이스의 내부로 전해액을 주입하거나, 상기 케이스 내부의 가스를 외부로 배출하는 개선 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돌출부를 실링하여 상기 연통로가 외부와 소통하지 못하도록 차단하는 차단 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차단 단계는 상기 돌출부를 열융착하여 실링할 수 있다.
상기 차단 단계는 상기 돌출부에 고무, 수지, 실리콘, 테이프 중 어느 하나 이상의 실링부재를 도포하여 실링할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하여 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생하는 가스를 배출하여 저항을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 전해액 소실 시점에 따라 전지 운영중 전해액을 보충하여 장기 사이클 특성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 2차 전지를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2에서 돌출부를 절단하기 위한 절단선을 점선으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 절단선으로 따라 돌출부를 절단한 상태를 도시한 사용상태도이다.
도 5는 도 4의 우측면도이다.
도 6은 도 5의 A-A선에 따라 케이스를 절단한 단면도로, 내부로 전해액을 주입하는 것을 화살표로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 A-A선에 따라 케이스를 절단한 단면도로, 내부의 가스가 배출되는 것을 화살표로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 도 7의 개구부를 열융착하여 실링한 것을 도시한 사용상태도이다.
도 10은 도 7의 개구부에 실링부재를 도포하여 실링한 것을 도시한 사용상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법에 대하여 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2에서 돌출부를 절단하기 위한 절단선을 점선으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 절단선으로 따라 돌출부를 절단한 상태를 도시한 사용상태도이고, 도 5는 도 4의 우측면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선에 따라 케이스를 절단한 단면도로, 내부로 전해액을 주입하는 것을 화살표로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 A-A선에 따라 케이스를 절단한 단면도로, 내부의 가스가 배출되는 것을 화살표로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지는 내부에 전해액과 전극조립체(10)를 수용하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 일측에 상기 케이스(100)와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부(200) 및 상기 돌출부(200)의 내부에 형성되며, 상기 케이스(100)의 내부와 연통하는 연통로(210)를 포함한다.
전극조립체(10)는 양극 활물질이 도포된 양극과 음극 활물질이 도포된 음극과 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 복수 회 적층하여 제작할 수 있다.
그리고 전극조립체(10)는 양극과 분리막 및 음극을 적층한 적층체를 젤리 롤 형태로 권취하여 제작할 수도 있다.
양극은 알루미늄 판일 수 있으며, 양극 활물질이 도포된 양극 유지부와, 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 무지부를 포함할 수 있다.
양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMnO4와 같은 리튬 함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물일 수 있다.
양극 유지부는 예를 들어, 알루미늄판의 적어도 어느 한 면의 일부에 양극 활물질을 도포하여 형성하며, 양극 활물질이 미 도포된 알루미늄판의 나머지 부분이 양극 무지부가 될 수 있다.
양극 무지부에는 양극 전극 탭이 부착될 수 있다.
음극은 구리 판일 수 있으며, 음극 활물질이 도포된 음극 유지부와 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부를 포함할 수 있다.
음극 무지부에는 음극 전극 탭이 부착될 수 있다.
음극 활물질은, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유와 같은 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금 등일 수 있다.
음극 유지부는 예를 들어, 구리판의 적어도 어느 한 면의 일부에 음극 활물질을 도포하여 형성하며, 음극 활물질이 미 도포된 구리판의 나머지 부분이 음극 무지부가 될 수 있다.
분리막은 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 기재에 폴리비닐리덴 플로우라이드-헥사플로로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP co-polymer)를 코팅함으로써 제조될 수 있다.
전해액은 전극조립체에서 리튬 이온의 이동을 원활하게 하는데, 예를 들면, 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다.
리튬염은 유기 용매에 용해되어, 이차전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진 시킬 수 있다.
리튬염의 예로는, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수), LiCl, LiI, 및 리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bisoxalate borate) 등의 일종 또는 이종 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함하는 것을 들 수 있다.
전해액에서 리튬염의 농도는, 용도에 따라 변화될 수 있는 것으로, 통상적으로는 0.1M 내지 2.0M 범위 내에서 사용할 수 있다.
또한, 유기 용매는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질의 역할을 하는 것으로서, 그 예로는, 벤젠, 톨루엔, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠(iodobenzene), 1,2-디이오도벤젠, 1,3-디이오도벤젠, 1,4-디이오도벤젠, 1,2,3-트리이오도벤젠, 1,2,4-트리이오도벤젠, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디이오도톨루엔, 1,3-디이오도톨루엔, 1,4-디이오도톨루엔, 1,2,3-트리이오도톨루엔, 1,2,4-트리이오도톨루엔, R-CN(여기에서, R은 탄소수 2 내지 50의 직쇄상, 분지상 또는 고리상 구조의 탄화 수소기로서, 상기 탄화수소기는 이중결합, 방향족 고리 또는 에테르 결합 등을 포함할 수 있다), 디메틸포름아마이드, 디메틸아세테이트, 크실렌, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로헥사논, 에탄올, 이소프로필 알콜, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 디메톡시에탄, 1,3-디옥솔란, 디글라임, 테트라글라임, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 감마-부티로락톤, 설포란(sulfolane), 발레로락톤, 데카놀라이드 또는 메발로락톤의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
케이스(100)는 캔(can), 파우치(pouch) 등 중 어느 하나일 수 있다.
케이스(100)는 외부 환경으로부터 내부에 수용된 전해액과 전극조립체(10)를 보호하며 내부에 수용된 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 밀봉된다.
돌출부(200)는 케이스(100)의 일측에 돌출되게 형성되는데, 돌출부(200)는 2차 전지를 배터리 팩, 전자장치 등에 설치할 시 간섭되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 돌출부(200)는 케이스(100)에서 전극 리드(11)가 형성된 측에 형성되어 2차 전지를 배터리 팩, 전자장치 등에 설치하더라도 간섭의 가능성을 극소화할 수 있다.
그리고 돌출부(200)는 케이스(100)와 일체형으로 형성되며, 케이스(100)와 동일한 재질로 형성되어 케이스(100)의 실링 특성을 유지할 수 있고, 제조를 쉽게 할 수 있다.
연통로(210)는 돌출부(200)의 내부에 형성되어 케이스(100)의 내부와 돌출부(200)의 내부를 연통시킨다.
하지만, 연통로(210)는 돌출부(200)에 의해 밀봉되어 케이스의 외부로부터 차단된다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 연통로(210)를 개방하기 위해서는 돌출부(200)의 일부를 절개 또는 관통할 수 있다.
도 3과 같이 절단선(D)을 따라 돌출부(200)의 단부측을 절개하면 도 4와 같이 돌출부(200)에 개구부(220)가 형성될 수 있다.
그리고 연통로(210)는 개구부(220)에 의해 개구되어 외부와 소통하고, 이러한 연통로(210)는 케이스(100)의 내부와 외부의 소통 통로 역할을 할 수 있다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 개구부(220)와 연통로(210)는 상호 연통하며, 케이스(100) 내부에 수용된 전해액이 분해되어 전해액의 양이 줄어들게 되면 도 6의 화살표와 같이 개구부(220)에 의해 개구된 연통로(210)를 통해 케이스(100)의 외부에서 케이스(100)의 내부로 전해액을 주입할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(100) 내부의 전해액이 분해되어 가스가 발생하면 도 7의 화살표와 같이 개구부(220)에 의해 개구된 연통로(210)를 통해 케이스(100)의 내부에서 케이스(100)의 외부로 전해액을 배출할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법을 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법은 준비 단계(S1), 개구 단계(S2) 및 개선 단계(S3)를 포함한다.
상기 준비 단계(S1)는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같은 내부에 전해액과 전극조립체(10)를 수용하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 일측에 상기 케이스(100)와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부(200) 및 상기 돌출부(200)의 내부에 형성되며 상기 케이스(100)의 내부와 연통하는 연통로(210)를 포함하는 2차 전지를 준비하는 단계이다.
상기 개구 단계(S2)는 충방전 등과 같은 사이클(cycle)이 진행된 후, 전해액의 분해 반응으로 인해 케이스(100) 내부에 가스가 발생하면 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 돌출부(200)의 일부를 절단하거나 관통하여 돌출부(200) 내부의 연통로(210)를 케이스(100)의 외부와 소통할 수 있게 하는 단계이다.
상기 개선 단계(S3)는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 개구된 연통로(210)를 통해 케이스(100) 내부에서 분해되어 부족해진 전해액을 보충하거나 케이스(100)의 내부에서 발생한 가스를 외부로 배출함에 따라 2차 전지의 사이클 수명 특성을 개선하는 단계이다.
도 9는 도 7의 개구부를 열융착하여 실링한 것을 도시한 사용상태도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법은 상기 개선 단계(S3)의 다음 단계로 개구된 상기 돌출부(200)를 실링하여 상기 연통로(210)가 외부와 소통하지 못하도록 차단하는 차단 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.
차단 단계(S4)는 상기 연통로(210)를 통해 상기 케이스(100) 내부의 전해액이 외부로 누출되거나 외부의 이물질이 상기 케이스(100) 내부로 침투하지 못하게 차단할 수 있다.
차단 단계(S4)는 돌출부(200)의 개구부(220)를 열융착하여 실링 할 수 있다.
도 10은 도 7의 개구부에 실링부재를 도포하여 실링한 것을 도시한 사용상태도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법은 돌출부(200)의 개구부(220)에 고무, 수지, 실리콘, 테이프 중 어느 하나 이상의 실링부재(300)를 도포하여 상기 돌출부(200)를 실링할 수 있다. 실링부재(300)는 ㄷ자 형상을 가지고 상기 개구부(220)를 외측에서 덮는 형태를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생한 가스를 배출하여 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생하는 가스를 배출하여 저항을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 전해액 소실 시점에 따라 전지 운영중 전해액을 보충하여 장기 사이클 특성을 향상시키는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.
10: 전극조립체
11: 전극리드
100: 케이스
200: 돌출부
210: 연통로
220: 개구부
300: 실링부재

Claims (10)

  1. 내부에 전해액과 전극조립체(10)를 수용하는 케이스(100);
    상기 케이스(100)의 일측에 상기 케이스(100)와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부(200); 및
    상기 돌출부(200)의 내부에 형성되며, 상기 케이스(100)의 내부와 연통하는 연통로(210); 를 포함하고,
    상기 돌출부(200)는 상기 케이스(100)에서 한 쌍의 전극 리드(11)가 형성된 측에 형성되되, 상기 한 쌍의 전극 리드의 사이 영역이 아닌 바깥쪽 영역에서 최외각 끝부에 형성되고,
    상기 연통로(210)는 상기 케이스(100)의 외부와 소통하지 못하도록 밀봉되되,
    상기 돌출부(200)를 절개 또는 관통하면 상기 연통로(210)를 외부와 소통 가능하게 하는 개구부(220)가 형성되며,
    상기 개구부(220)와 상기 연통로(210)는 상호 연통하고, 상기 연통로(210)를 통해 상기 케이스(100)의 외부에서 상기 케이스(100)의 내부로 전해액이 주입되며,
    상기 개구부(220)와 상기 연통로(210)는 상호 연통하고, 상기 연통로(210)를 통해 상기 케이스(100)의 내부에서 상기 케이스(100)의 외부로 가스가 배출되고,
    상기 돌출부(200)를 실링하기 위한 실링부재(300)를 더 포함하고,
    상기 실링부재(300)는 고무, 수지, 실리콘, 테이프 중 어느 하나 이상이며,
    상기 실링부재(300)는 ㄷ자 형상을 가지고 상기 개구부(220)를 외측에서 덮는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출부(200)는 상기 케이스(100)와 동일한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
  7. 내부에 전해액과 전극조립체(10)를 수용하는 케이스(100), 상기 케이스(100)의 일측에 상기 케이스(100)와 일체로 형성되고 돌출되는 돌출부(200) 및 상기 돌출부(200)의 내부에 형성되며 상기 케이스(100)의 내부와 연통하는 연통로(210)를 포함하는 2차 전지를 준비하는 준비 단계(S1);
    상기 2차 전지의 충방전이 진행된 후, 상기 돌출부(200)의 일부를 절단 또는 관통하여 상기 연통로(210)가 외부와 소통하게 하는 개구 단계(S2); 및
    상기 연통로(210)를 통해 상기 케이스(100)의 내부로 전해액을 주입하거나, 상기 케이스(100) 내부의 가스를 외부로 배출하는 개선 단계(S3); 를 포함하고,
    상기 준비 단계에서,
    상기 돌출부(200)는 상기 케이스(100)에서 한 쌍의 전극 리드(11)가 형성된 측에 형성되되, 상기 한 쌍의 전극 리드의 사이 영역이 아닌 바깥쪽 영역에서 최외각 끝부에 형성되며,
    상기 돌출부(200)를 실링하여 상기 연통로(210)가 외부와 소통하지 못하도록 차단하는 차단 단계(S4)를 더 포함하고,
    상기 차단 단계(S4)는 상기 돌출부(200)에 고무, 수지, 실리콘, 테이프 중 어느 하나 이상의 실링부재(300)를 도포하여 실링하며,
    상기 실링부재(300)는 ㄷ자 형상을 가지고 상기 돌출부(200)의 개구부(220)를 외측에서 덮는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 차단 단계(S4)는 상기 돌출부(200)를 열융착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법.
  10. 삭제
KR1020160130069A 2016-10-07 2016-10-07 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법 KR102255525B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160130069A KR102255525B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160130069A KR102255525B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180038880A KR20180038880A (ko) 2018-04-17
KR102255525B1 true KR102255525B1 (ko) 2021-05-25

Family

ID=62083339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160130069A KR102255525B1 (ko) 2016-10-07 2016-10-07 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102255525B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210075476A (ko) 2019-12-13 2021-06-23 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅부가 부착된 파우치형 전지셀 및 이의 제조방법
US11955666B2 (en) * 2021-01-25 2024-04-09 GM Global Technology Operations LLC Battery system, battery pack handling system and electrolyte evacuation and refill station
JP2023542849A (ja) * 2021-05-24 2023-10-12 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池セル及びそれを含む電池モジュール
CN117134044A (zh) * 2023-08-23 2023-11-28 东阳利维能新能源科技有限公司 一种锂离子电池结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253797A (ja) 2010-06-03 2011-12-15 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池及び二次電池の電解液注入方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3717632B2 (ja) * 1997-05-09 2005-11-16 三洋電機株式会社 電池の製造方法
KR101234243B1 (ko) * 2011-07-15 2013-02-18 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 전지 및 그 이용 방법
JP6119137B2 (ja) * 2012-07-26 2017-04-26 日産自動車株式会社 二次電池、二次電池のガス排出装置及びガス排出方法
KR20160059165A (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 엘지화학 절연 및 열용융성 수지 부재를 포함하는 전지팩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253797A (ja) 2010-06-03 2011-12-15 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池及び二次電池の電解液注入方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180038880A (ko) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110293990A1 (en) Rechargeable lithium battery
KR102255525B1 (ko) 2차 전지 및 그 2차 전지의 사이클 수명 특성 개선 방법
JP2016519401A (ja) 熱の放散を向上させたケーシングを有するリチウム電気化学的蓄電池及び関連バッテリパック並びに製造方法
EP2814086B1 (en) Rechargeable lithium battery
KR102035125B1 (ko) 2차 전지용 파우치
KR20140024600A (ko) 상변화 물질을 포함하는 리튬이온 이차전지 셀 및 모듈
US11024909B2 (en) Secondary battery having a case including a liquid-phase short-circuit prevention layer
KR102227803B1 (ko) 2차 전지
KR102366848B1 (ko) 전극 및 전극 조립체
US10741881B2 (en) Secondary battery
KR102147416B1 (ko) 2차 전지
KR102087752B1 (ko) 트레이
KR20180031160A (ko) 2차 전지
KR102316337B1 (ko) 2차 전지 및 그 2차 전지의 제조 방법
KR102043865B1 (ko) 2차 전지
KR102104491B1 (ko) 전해액 주액 장치
KR102264631B1 (ko) 2차 전지
US20220059815A1 (en) Lithium metal battery
KR20170107740A (ko) 2차 전지 및 2차 전지 제조 방법
KR20230125041A (ko) 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법, 전지 모듈, 전지팩 및 전기 장치
KR20230128358A (ko) 이차 전지, 이차 전지의 제조 방법, 전지 모듈, 전지팩 및 전기 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant