KR102261691B1 - Irregular Battery Cell with Transformable Structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극과 음극 및 분리막을 각각 포함하는 둘 이상의 전극조립체들, 비수계 전해액, 및 상기 전극조립체들을 전해액과 함께 내부에 수용하는 전지케이스를 포함하고 있고; 상기 전지케이스에 전극조립체들이 전해액과 함께 서로 독립적으로 수용 및 밀봉되어 있는 구조의 둘 이상의 단위셀들과, 전지케이스가 연장된 상태로 상기 단위셀들 사이에 위치하며 피벗 회전 및/또는 절곡될 수 있는 구조의 가변형부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention includes two or more electrode assemblies each including a positive electrode, a negative electrode, and a separator, a non-aqueous electrolyte, and a battery case accommodating the electrode assemblies together with the electrolyte; Two or more unit cells having a structure in which electrode assemblies are independently accommodated and sealed together with an electrolyte in the battery case, and the battery case are positioned between the unit cells in an extended state and pivotally rotated and/or bent It provides a battery cell, characterized in that it is composed of a variable-type part of the structure.

Description

형태 변형이 가능한 구조의 비정형 전지셀 {Irregular Battery Cell with Transformable Structure}Irregular Battery Cell with Transformable Structure

본 발명은 형태 변형이 가능한 구조의 비정형 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to an amorphous battery cell having a structure that can be deformed.

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

리튬 이차전지셀은 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지셀, 리튬이온 폴리머 전지셀, 리튬 폴리머 전지셀 등으로 분류되기도 한다.Lithium secondary battery cells are largely classified into cylindrical battery cells, prismatic battery cells, pouch-type battery cells, etc. according to their appearance, and can be classified into lithium ion battery cells, lithium ion polymer battery cells, lithium polymer battery cells, etc. according to the type of electrolyte. also classified.

모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지셀에 대한 수요가 증가하고 있다.Due to the recent trend toward miniaturization of mobile devices, the demand for thin prismatic batteries and pouch-type battery cells is increasing.

일반적으로, 파우치형 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 칭한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어져 있다.In general, a pouch-type battery cell refers to a battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed inside a pouch-type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. The electrode assembly accommodated in the battery case has a structure of a jelly-roll type (winding type), a stack type (stacking type), or a complex type (stacking/folding type).

도 1에는 젤리롤-형 전극조립체를 포함하고 있는 전지셀의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically shows the structure of a battery cell including a jelly roll-type electrode assembly.

도 1을 참조하면, 전지셀(11)은, 전극조립체(2), 전극조립체(2)의 일측 단부로부터 돌출되어 있는 전극리드(4, 5), 및 전극조립체(3)를 수용하는 전지케이스(3)를 포함한다. 이러한 전지셀(1)은, 전극조립체(2)가 전해액과 함께 전지케이스(3)에 내장된 상태로 전지케이스(3)가 밀봉되어 전반적으로 판상형(plate-shaped) 구조를 가지게 된다.Referring to FIG. 1 , the battery cell 11 includes an electrode assembly 2 , electrode leads 4 and 5 protruding from one end of the electrode assembly 2 , and a battery case accommodating the electrode assembly 3 . (3) is included. In such a battery cell 1, the battery case 3 is sealed in a state in which the electrode assembly 2 is embedded in the battery case 3 together with the electrolyte, and thus has a plate-shaped structure as a whole.

그러나, 최근 슬림한 타입 또는 다양한 디자인의 추세 변화(trend change)와 전지셀을 이용하여 최대의 가용시간을 확보하기 위하여 고용량의 이차전지 시스템이 요구되고 있다. However, recently, a high-capacity secondary battery system is required in order to secure the maximum available time by using a battery cell and a trend change of a slim type or various designs.

이에, 다수의 전지셀들을 조합 및 배열하여 고용량이고, 특정한 형태로 전지팩을 구성하기도 한다. Accordingly, by combining and arranging a plurality of battery cells, a battery pack having a high capacity and a specific shape may be configured.

그러나, 전지팩은 다수의 전지셀들이 필요한 반면에, 전극조립체를 전지케이스에 수납하고 전해액을 주액하는 일련의 제조 공정이 다수의 전지셀들 각각에 적용되어야 하므로, 다수의 전지셀들을 이용하여 전지팩을 제조하기까지 장시간이 소요되고, 그 제조 비용 또한 매우 높은 단점이 있다.However, while a battery pack requires a plurality of battery cells, since a series of manufacturing processes of accommodating the electrode assembly in the battery case and injecting the electrolyte solution must be applied to each of the plurality of battery cells, a battery using a plurality of battery cells It takes a long time to manufacture the pack, and the manufacturing cost is also very high.

더욱이, 전지팩은 다수의 전지셀들을 배열하고 적층하는 구조이므로, 전지셀들의 전지케이스 및 별도의 체결 부재들로 인하여 체적이 크기 때문에 협소한 공간 또는 굴곡과 곡선이 형성된 공간에 배치되기 용이하지 않고, 전지셀들간 전기적 연결이 매우 복잡하다.Moreover, since the battery pack has a structure in which a plurality of battery cells are arranged and stacked, it is not easy to be disposed in a narrow space or a space in which curves and curves are formed because of the large volume due to the battery case and separate fastening members of the battery cells , the electrical connection between the battery cells is very complicated.

따라서, 제조 공정이 간편하면서도 고용량이며, 다양한 디자인의 디바이스에 장착될 수 있는 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery cell that has a simple manufacturing process and a high capacity, and can be installed in devices of various designs.

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 as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 둘 이상의 전극조립체들을 전해액과 함께 전지케이스에 내장하여, 고용량을 구현함과 동시에 제조 시간과 비용을 크게 단축할 수 있고, 형태를 변형하여 다양한 디바이스의 형상에 대응할 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to embed two or more electrode assemblies together with an electrolyte in a battery case to realize high capacity and to greatly reduce manufacturing time and cost, and to change the shape to correspond to the shape of various devices. It is to provide a battery cell capable of

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극과 음극 및 분리막을 각각 포함하는 둘 이상의 전극조립체들, 비수계 전해액, 및 상기 전극조립체들을 전해액과 함께 내부에 수용하는 전지케이스를 포함하고 있고;The battery cell according to the present invention for achieving this object includes two or more electrode assemblies each including a positive electrode and a negative electrode and a separator, a non-aqueous electrolyte, and a battery case accommodating the electrode assemblies together with the electrolyte therein. there is;

상기 전지케이스에 전극조립체들이 전해액과 함께 서로 독립적으로 수용 및 밀봉되어 있는 구조의 둘 이상의 단위셀들과, 전지케이스가 연장된 상태로 상기 단위셀들 사이에 위치하며 피벗 회전 및/또는 절곡될 수 있는 구조의 가변형부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.Two or more unit cells having a structure in which electrode assemblies are independently accommodated and sealed together with an electrolyte in the battery case, and the battery case are positioned between the unit cells in an extended state and pivotally rotated and/or bent It is characterized in that it is composed of a variable-type part of the structure.

즉, 본 발명에 따른 전지셀은 하나의 전지케이스에 둘 이상의 전극조립체들이 각각 독립적으로 수용되어 있는 구조이므로 고용량이 가능할 뿐만 아니라, 용량 대비 전지셀의 제조 비용과 제조에 소요되는 시간을 크게 절감할 수 있다. That is, since the battery cell according to the present invention has a structure in which two or more electrode assemblies are each independently accommodated in one battery case, high capacity is possible, and the manufacturing cost and manufacturing time of the battery cell compared to the capacity can be greatly reduced. can

또한, 상기 전지셀은 가변형부를 통해 디바이스의 내부 구조에 대응하여 형상이 변형될 수 있는 바, 디바이스 내부 공간 활용을 극대화 할 수 있다.In addition, since the battery cell can be deformed in shape to correspond to the internal structure of the device through the deformable part, it is possible to maximize the use of the internal space of the device.

따라서, 상기 전지케이스는 변형이 용이한 파우치형 전지케이스일 수 있고, 더욱 상세하게는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.Accordingly, the battery case may be a pouch-type battery case that is easily deformable, and more specifically, may be formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.

상기 전지케이스는, 전극조립체들 각각이 수용되는 둘 이상의 장착부들이 형성되어 있는 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 일측 단부로부터 연장되어 있거나 케이스 본체에 대해 독립적인 부재로 이루어진 커버로 구성되어 있고, 상기 전지케이스는, 케이스 본체 상에 커버가 밀착된 상태에서, 케이스 본체와 커버의 적어도 일부가 열융착되어 상호 결합되는 구조일 수 있다.The battery case is composed of a case body having two or more mounting parts in which each of the electrode assemblies are accommodated, and a cover extending from one end of the case body or made of an independent member with respect to the case body, and the battery The case may have a structure in which the case body and at least a portion of the cover are heat-sealed and coupled to each other while the cover is in close contact with the case body.

상기 장착부의 구체적인 구조는 전극조립체와 대응되는 형상으로 케이스 본체로부터 하향 또는 상향 만입되어 있는 구조일 수 있다. 즉, 장착부는 전극조립체가 장착된 상태에서, 전극조립체의 상부 면을 제외한 나머지 면을 감싸는 구조로 이루어져 있으며, 전극조립체가 장착된 상태에서 케이스 본체에 커버가 열융착되어 밀봉될 수 있다.The specific structure of the mounting part may be a structure that is depressed downward or upward from the case body in a shape corresponding to the electrode assembly. That is, the mounting part has a structure that covers the remaining surfaces except for the upper surface of the electrode assembly in a state in which the electrode assembly is mounted, and the cover may be heat-sealed and sealed to the case body in the state in which the electrode assembly is mounted.

상기 케이스 본체는, 장착부들 사이에서 연장되어 있는 제 1 융착부; 및 상기 제 1 융착부를 제외한 장착부들 각각의 단부들로부터 외향으로 연장되어 있는 제 2 융착부들;을 포함할 수 있다. The case body may include a first fusion part extending between the mounting parts; and second fusion parts extending outwardly from the ends of each of the mounting parts except for the first fusion part.

커버는 케이스 본체의 상부 전면을 감싸도록 구성되어 있으며, 케이스 본체의 상부 전면에는 만입된 장착부 및 만입되지 않은 나머지 영역인 제 1 융착부와 제 2 융착부가 형성되어 있고, 커버가 케이스 본체의 상부 전면에 위치하면, 장착부를 제외한 제 1 융착부와 제 2 융착부가 커버와 밀착되고, 그에 따라 이들의 밀착 면들이 각각 열융착되어 밀봉될 수 있다.The cover is configured to cover the upper front surface of the case body, and a recessed mounting part and a first fusion part and a second fusion part which are the remaining areas that are not recessed are formed on the upper front surface of the case body, and the cover is the upper front surface of the case body When positioned in the, the first fusion portion and the second fusion portion except for the mounting portion are in close contact with the cover, and accordingly, their contact surfaces may be heat-sealed and sealed, respectively.

이때, 상기 제 1 융착부는 케이스 본체와 커버가 밀착한 상태에서 열융착되면 전지셀의 가변형부를 형성한다.In this case, when the first fusion part is thermally fused while the case body and the cover are in close contact, the deformable part of the battery cell is formed.

이와 같이 열융착된 가변형부는, 각각의 장착부에 전극조립체가 내장된 상태로 커버에 의해 밀봉된 단위셀들 사이에 형성되어 있고, 단위셀들은 가변형부를 중심으로 회전 또는 절곡되어 전지셀의 전반적인 형상이 변형될 수 있다.As such, the heat-sealed deformable part is formed between unit cells sealed by a cover with an electrode assembly embedded in each mounting part, and the unit cells are rotated or bent around the deformable part to change the overall shape of the battery cell. can be deformed.

상기 제 1 융착부는 커버와 열융착되어 가변형부를 형성한 후, 가변형 부의 변형이 용이하도록 상대적으로 얇은 두께로 구성될 수 있으며, 상세하게는 제 2 융착부의 두께 대비 50% 내지 90%의 두께로 이루어질 수 있다.After the first fusion part is heat-sealed with the cover to form a deformable part, the first fusion part may be configured to have a relatively thin thickness so that the deformable part is easily deformed, and in detail, to have a thickness of 50% to 90% compared to the thickness of the second fusion part. can

상기 제 1 융착부의 두께가 제 2 융착부의 두께 대비 50% 미만으로 이루어지는 경우, 열융착 과정에서 제 1 융착부가 제 2 융착부로부터 파단될 수 있을 뿐만 아니라, 너울 또는 주름과 같은 불량이 발생할 수 있고, 제 1 융착부와 커버의 열융착이 완료된 가변형부의 기계적 강성 또한 크게 취약하여 회전 또는 절곡과 같은 운동시, 가변형부에 형성된 너울 또는 주름으로부터 유래되는 크랙(crack)에 의해 전지케이스가 손상될 수 있으므로 바람직하지 않다.When the thickness of the first fusion part is less than 50% of the thickness of the second fusion part, the first fusion part may be broken from the second fusion part in the thermal fusion process, and defects such as swells or wrinkles may occur, and , the mechanical rigidity of the variable type part, on which the heat bonding of the first fusion part and the cover has been completed, is also very weak, so that the battery case may be damaged by cracks originating from the swells or wrinkles formed in the deformable part during movement such as rotation or bending. Therefore, it is not advisable

반면에, 상기 제 1 융착부의 두께가 제 2 융착부의 두께 대비 90%를 초과하는 경우, 제 1 융착부와 커버가 열에 의해 과도하게 경화되어, 가변형부의 회전 또는 절곡 운동이 용이하지 않은 바, 바람직하지 않다.On the other hand, when the thickness of the first fusion part exceeds 90% of the thickness of the second fusion part, the first fusion part and the cover are excessively hardened by heat, and rotation or bending of the deformable part is not easy. don't

상기 제 1 융착부의 폭은 소망하는 전지셀의 크기와 형태 변형에 대응하여 탄력적으로 구성될 수 있으나, 가변형부의 회전 또는 절곡이 가능할 뿐만 아니라, 전지셀의 전반적인 체적이 크게 증가하지 않는 범위에서 선택되는 것이 바람직하며, 상세하게는 장착부 하나의 폭 대비 10% 내지 100%일 수 있다.The width of the first fusion part may be configured flexibly in response to a desired size and shape change of the battery cell, but it is not only possible to rotate or bend the deformable part, but is also selected within a range that does not significantly increase the overall volume of the battery cell. Preferably, it may be 10% to 100% of the width of one mounting part in detail.

상기 가변형부는 또한 커버와 대면하는 제 1 융착부의 일면 상에 형성되어 있고, 장착부와 인접한 제 1 융착부의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 둘 이상의 보강 부재(reinforcement)를 포함할 수 있다.The deformable part also includes two or more reinforcement members formed on one surface of the first fusion part facing the cover and extending from an end of the first fusion part adjacent to the mounting part to the other end adjacent to another mounting part. can

상기 보강 부재는 가변형부의 변형 시, 가변형부에 저항을 제공하고 변형 후, 가변형부 형태를 유지시키는 부재로서, 기계적 강성이 낮은 가변형부에 강성을 제공하여, 외력에 의해 가변형부가 소망하지 않는 형상으로 변형되거나, 변형된 상태의 가변형부가 다시 복원되는 것을 방지할 수 있다.The reinforcing member is a member that provides resistance to the deformable part when the deformable part is deformed and maintains the shape of the deformable part after deformation. It is possible to prevent the deformable or deformable part from being restored again.

하나의 구체적인 예에서, 상기 보강 부재는 판상형의 플레이트 또는 허니콤(honeycomb) 구조의 금속 플레이트일 수 있고, 그것의 표면에는 전기절연 필름이 부착된 구조일 수 있다.In one specific example, the reinforcing member may be a plate-shaped plate or a metal plate having a honeycomb structure, and an electrically insulating film may be attached to a surface thereof.

또 다른 예에서, 상기 보강 부재는 금속 플레이트이고, 그것의 표면에는 전기절연 필름이 부착되어 있으며,In another example, the reinforcing member is a metal plate, and an electrically insulating film is attached to a surface thereof,

사선으로의 절곡에 강성을 가지도록, 평면상으로 'X'자 형태로 제 1 융착부의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장된 구조일 수 있다.In order to have rigidity in oblique bending, it may have a structure extending from the end of the first fusion part in an 'X' shape on a plane to the other end direction adjacent to another mounting part.

이러한 구조는, 보강 부재가 사선으로 휘어질 때, 일부는 그 형태를 유지하면서 상기 가변형부의 절곡된 형태를 유지시키기 용이한 이점을 제공한다.This structure provides an advantage of easily maintaining the bent shape of the deformable part while maintaining a portion thereof when the reinforcing member is bent obliquely.

이와는 달리, 상기 보강 부재는 금속 플레이트이고, 그것의 표면에는 전기절연 필름이 부착되어 있으며, 수직 절곡이 용이하도록, 중심부를 가로지르는 형태로 만입된 요철 구조가 형성되어 있는 구조일 수 있다.Alternatively, the reinforcing member may be a metal plate, an electrically insulating film is attached to its surface, and may have a structure in which a concave-convex structure recessed across a central portion is formed to facilitate vertical bending.

따라서, 두께가 상대적으로 얇은 요철 부위를 통해 보강 부재는 상대적으로 변형이 용이할 수 있으며, 그만큼 가변형부에 인가되는 응력은 완화될 수 있다.Accordingly, the reinforcing member may be relatively easily deformed through the concave-convex portion having a relatively thin thickness, and the stress applied to the deformable portion may be relieved by that amount.

상기 보강 부재의 두께는 제 1 융착부의 두께 대비 100% 내지 1000%일 수 있다.The thickness of the reinforcing member may be 100% to 1000% of the thickness of the first fusion part.

상기 보강 부재의 두께가 제 1 융착부 두께 대비 100% 미만인 경우에는, 가변형부에 충분한 강성과 변형에 따른 저항을 제공할 수 없는 바, 소망하는 효과를 기대하기 어렵고, 제 1 융착부 두께 대비 1000%를 초과하는 경우에는 제 3 실링 예정부의 열융착이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 전지셀 외면에 단차와 같은 결함을 유발할 수 있는 바, 바람직하지 않다.When the thickness of the reinforcing member is less than 100% of the thickness of the first fusion part, sufficient rigidity and resistance to deformation cannot be provided to the deformable part, so it is difficult to expect a desired effect, and 1000% compared to the thickness of the first fusion part %, not only is it not easy to heat-seal the third sealing scheduled part, but also may cause defects such as a step difference on the outer surface of the battery cell, which is not preferable.

상기 보강부재를 이루는 금속 플레이트의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니나, 연성이 뛰어난 납, 구리 또는 알루미늄에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. The material of the metal plate constituting the reinforcing member is not particularly limited, but may be one or more selected from lead, copper, and aluminum having excellent ductility.

상기 제 2 융착부들은 케이스 본체가 커버와 밀착한 상태에서 열융착 되어 전지셀의 외주변인 외주 실링부들을 형성할 수 있다.The second fusion parts may be heat-sealed while the case body is in close contact with the cover to form outer periphery sealing parts of the battery cell.

여기서, 상기 전극조립체들 각각은, 외주 실링부들 중 적어도 하나의 외주 실링부를 통해, 전극 리드들이 전지케이스의 외측으로 돌출될 수 있다.Here, in each of the electrode assemblies, electrode leads may protrude to the outside of the battery case through at least one of the outer circumferential sealing parts.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체들은 이들의 전극 리드들이 각각 다른 외주 실링부를 통해 돌출될 수 있다. In one specific example, in the electrode assemblies, their electrode leads may protrude through different outer circumferential sealing parts.

따라서, 상기 구조의 전지셀은 전극조립체들 각각의 전극 리드들이 서로 다른 방향으로 돌출될 수 있으며, 전극조립체들 각각의 전기적 연결 구조를 독립적으로 구성할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, in the battery cell having the above structure, the electrode leads of each of the electrode assemblies can protrude in different directions, and the electrical connection structure of each of the electrode assemblies can be independently configured.

예를 들어, 하나의 전극조립체는 전지셀의 일측에서 전기 장치와 전기적으로 연결될 수 있고, 또 다른 전극조립체는 전지셀의 타측에서 또 다른 전기 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.For example, one electrode assembly may be electrically connected to an electric device at one side of the battery cell, and another electrode assembly may be electrically connected to another electric device at the other side of the battery cell.

이러한 전극조립체들 각각은 한 쌍의 전극 리드들, 즉, 양극 리드 및 음극 리드를 포함하며, 이들 전극 리드가 전극조립체의 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 구조일 수 있다.Each of these electrode assemblies may include a pair of electrode leads, that is, a positive electrode lead and a negative electrode lead, and these electrode leads may have a structure in which they protrude side by side from one end of the electrode assembly.

이와는 달리, 상기 전극조립체들은 이들의 전극 리드들이 각각 동일한 외주 실링부를 통해 돌출된 구조일 수도 있다.Alternatively, the electrode assemblies may have a structure in which their electrode leads each protrude through the same outer circumferential sealing part.

상기 구조의 전지셀은 전극조립체들 각각의 전극 리드들이 서로 동일한 방향으로 돌출되어 있는 바, 전극조립체들을 서로 전기적으로 연결하기 용이한 장점을 가진다.The battery cell having the above structure has an advantage in that it is easy to electrically connect the electrode assemblies to each other since the electrode leads of each of the electrode assemblies protrude in the same direction.

이때, 전극조립체들 각각은 한 쌍의 전극 리드들, 즉, 양극 리드 및 음극 리드를 포함하며, 이들 전극 리드가 전극조립체의 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있는 구조 또는 전극 리드들이 전극조립체의 양측 단부에서 각각 돌출된 구조일 수 있다.At this time, each of the electrode assemblies includes a pair of electrode leads, that is, a positive electrode lead and a negative electrode lead, and the structure or electrode leads in which these electrode leads protrude side by side from one end of the electrode assembly are formed at both ends of the electrode assembly. Each may have a protruding structure.

또 다른 구체적인 예에서, 하나의 전극조립체의 전극 리드 및 상기 전극조립체에 인접한 또 다른 전극조립체의 전극 리드가 전기적으로 연결된 부위는, 가변형부의 내부인 커버와 제 1 융착부 사이에 위치할 수 있다. In another specific example, a portion where the electrode lead of one electrode assembly and the electrode lead of another electrode assembly adjacent to the electrode assembly are electrically connected may be located between the cover inside the deformable part and the first fusion part.

이러한 구조는 전극조립체의 전극 리드들이 제 1 융착부와 커버 사이에서 연결되어 있으므로, 가변형부가 회전 또는 절곡될 때, 결합된 전극 리드들도 함께 회전 또는 절곡될 수 있으며, 전극조립체간 전기적 연결구조가 전지셀 외부에 형성되어 있지 않아 전지셀은 더욱 콤팩트한 구조를 가질 수 있다.In this structure, since the electrode leads of the electrode assembly are connected between the first fusion part and the cover, when the deformable part is rotated or bent, the combined electrode leads can also be rotated or bent together, and the electrical connection structure between the electrode assemblies is Since it is not formed outside the battery cell, the battery cell may have a more compact structure.

상기 외주 실링부들 중에서, 전극 리드들이 돌출되어 있지 않은 나머지 외주 실링부들은 장착부 방향으로 절곡될 수 있다.Among the outer peripheral sealing parts, the remaining outer peripheral sealing parts to which the electrode leads do not protrude may be bent in the direction of the mounting part.

한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은, On the other hand, in one specific example, the battery cell,

n개(n≥2)의 전극조립체들이 가변형부들에 의해 서로 연결되어 있는 n개의 단위셀들을 포함하고, n (n≥2) electrode assemblies include n unit cells connected to each other by deformable parts,

제 1 단위셀을 기준으로, 제 2 단위셀 내지 제 n 단위셀 각각은 가변형부들에 의해 0도 내지 180도로 회전되어 있는 구조, 및/또는 제 1 단위셀을 기준으로, 제 n 단위셀 방향으로 절곡되어 있는 구조를 이룰 수 있다.Based on the first unit cell, each of the second to nth unit cells is rotated by 0 degrees to 180 degrees by the deformable parts, and/or in the nth unit cell direction with respect to the first unit cell. A bent structure can be achieved.

즉, 본 발명에 따른 전지셀은 하나의 전지케이스에 다수의 전극조립체들이 수용된 구조로서, 단일 전지셀에 독립적인 전력원으로 사용될 수 있는 다수의 단위셀들을 포함할 수 있고, 그에 따라 대용량의 전지셀 제조가 매우 간소화될 수 있다. That is, the battery cell according to the present invention has a structure in which a plurality of electrode assemblies are accommodated in one battery case, and may include a plurality of unit cells that can be used as an independent power source in a single battery cell, and thus a large-capacity battery Cell manufacturing can be greatly simplified.

또한, 전지셀은 단위셀들 사이에 형성되어 있는 가변형부를 변형시켜 전지셀의 전반적인 형상을 다변화 할 수 있고, 그에 따라 다양한 구조의 공간에 대응하여 전지셀을 배치할 수 있다.In addition, the battery cell can diversify the overall shape of the battery cell by deforming the deformable part formed between the unit cells, and accordingly, the battery cell can be arranged to correspond to spaces of various structures.

예를 들어, 전지셀이 배치되기 위한 공간에 수직 구조물이 형성되어 있는 경우, 단위셀들 사이의 가변형부가 수직으로 절곡되어, 하나의 단위셀과 또 다른 단위셀이 서로 수직을 이루며 상기 공간에 배치될 수 있는 것이다. For example, when a vertical structure is formed in a space for battery cells to be disposed, the deformable part between the unit cells is vertically bent, so that one unit cell and another unit cell are perpendicular to each other and disposed in the space. it can be

뿐만 아니라, 본 발명의 전지셀은 상기 제 n 개의 단위셀들은 각각 다른 전기 장치에 독립적으로 전원을 공급할 수 있는 바, 하나의 전지셀을 통해 다수의 전기 장치에 전력을 공급할 수도 있으며, 이러한 전기 연결을 통해, 전지셀의 활용을 다양화할 수 있는 장점을 가진다.In addition, in the battery cell of the present invention, since the n-th unit cells can independently supply power to different electrical devices, power can be supplied to a plurality of electrical devices through one battery cell, and such electrical connection Through this, it has the advantage of being able to diversify the utilization of the battery cell.

예를 들어, 전지셀에서 하나의 단위셀은 전기 장치의 메인 전원으로 이용되고, 또 다른 단위셀은 메인 전원이 단전되는 경우, 보조 전원으로 사용되어 전기 장치의 가용 시간을 연장하거나, 또는 하나의 단위셀은 전기 장치에 내장된 시스템에 전원을 공급하고 또 다른 단위셀은 전기 장치 자체에 전원을 공급하는 형태로 활용될 수도 있다.For example, in a battery cell, one unit cell is used as a main power source of an electric device, and another unit cell is used as an auxiliary power source when the main power is cut off to extend the available time of the electric device, or A unit cell supplies power to a system built in an electric device, and another unit cell may be utilized in a form of supplying power to the electric device itself.

상기 제 n 개의 단위셀들은 또한, 제 1 단위셀로부터 제 n 단위셀 까지 인접한 단위셀들이 서로 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다.In the n-th unit cells, adjacent unit cells from the first unit cell to the n-th unit cell may be connected in series and/or in parallel to each other.

이러한 전지셀에서, 상기 전극조립체는 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리 시트를 개제한 상태로 권취한 구조의 젤리-롤 형(jelly-roll type) 전극조립체이고, 상기 단위셀은 판상형(plate-shaped) 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 전극조립체의 양극 리드와 음극 리드는 전극조립체의 일측 단부로부터 나란히 돌출된 구조, 또는 양측 단부로부터 각각 돌출된 구조일 수 있다.In such a battery cell, the electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly having a structure in which a separation sheet is interposed between a positive electrode sheet and a negative electrode sheet, and the unit cell is a plate-shaped ) structure, and the anode lead and the cathode lead of the electrode assembly may have a structure protruding side by side from one end of the electrode assembly, or a structure protruding from both ends of the electrode assembly, respectively.

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

상기 방법은 구체적으로, The method is specifically,

(a) 전극조립체들 각각을 전지케이스의 장착부들에 장착하는 과정;(a) the process of mounting each of the electrode assemblies to the mounting parts of the battery case;

(b) 각각의 장착부에 전해액을 주액하는 과정;(b) injecting an electrolyte into each mounting part;

(c) 전지케이스의 케이스 본체와 커버를 밀착시키고, 제 2 융착부들을 열융착시켜 외주 실링부를 형성하는 과정; 및(c) forming an outer periphery sealing part by attaching the case body and the cover of the battery case and heat-sealing the second fusion parts; and

(d) 제 1 융착부를 열융착시켜 가변형부를 형성하는 과정;(d) forming a deformable part by heat-sealing the first fusion part;

을 포함한다.includes

상기 전해액을 주액하는 과정은 동시에 이루어질 수 있고, 경우에 따라서는 하나의 장착부를 통해 전해액을 주액하고, 제 1 융착부를 통해 전해액이 또 다른 장착부로 유입되도록 주액하는 방법을 이용할 수 있다.The process of injecting the electrolyte may be performed simultaneously, and in some cases, a method of injecting the electrolyte through one mounting part and injecting the electrolyte into another mounting part through the first fusion part may be used.

본 발명에 따른 방법은 다수의 전극조립체를 하나의 전지케이스에 장착한 후, 이를 밀봉하는 간단한 과정으로 이루어져 있어, 전지셀의 제조 시간과 비용이 상당히 절감될 수 있다.The method according to the present invention consists of a simple process of mounting a plurality of electrode assemblies in one battery case and then sealing them, so that the manufacturing time and cost of the battery cell can be significantly reduced.

본 발명에서 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.In the present invention, the type of the battery cell is not particularly limited, but as a specific example, a lithium ion (Li-ion) secondary battery, lithium polymer (Li-polymer) having advantages such as high energy density, discharge voltage, output stability, etc. ) may be a secondary battery, or a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer (Li-ion polymer) secondary battery.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. In general, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode, for example, is prepared by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder on a positive electrode current collector and/or an extended current collector and then drying, and, if necessary, further adding a filler to the mixture do.

상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The positive electrode current collector and/or the extended current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 micrometers. The positive electrode current collector and the extended current collector are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing a chemical change in the battery, and for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or aluminum. A stainless steel surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like may be used. The positive electrode current collector and the extended current collector may form fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the positive electrode active material, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwovens are possible.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The positive active material may include a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Formula Li 1+x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , and LiMnO 2 ; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 (wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 (where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where M = Fe, Co, lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu or Zn; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; And the like Fe 2 (MoO 4) 3, but is not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black, such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; A conductive material such as a polyphenylene derivative may be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding between the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluororubber, various copolymers, and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for inhibiting the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. For example, an olipine-based polymer such as polyethylene or polypropylene; A fibrous material such as glass fiber or carbon fiber is used.

상기 음극은 음극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by coating and drying the negative electrode active material on the negative electrode current collector and/or the extended current collector, and if necessary, the above-described components may be optionally further included.

상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative current collector and/or the extended current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 micrometers. Such a negative current collector and/or extended current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, Copper or stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding force of the negative electrode active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a non-woven body.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitizable carbon and graphitic carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : metal composite oxides such as Al, B, P, Si, elements of Groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0 < x ≤ 1; 1 ≤ y ≤ 3; 1 ≤ z ≤ 8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloys; tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; conductive polymers such as polyacetylene; A Li-Co-Ni-based material or the like can be used.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separator is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 to 300 micrometers. As such a separation membrane, For example, olefin polymers, such as chemical-resistant and hydrophobic polypropylene; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber or polyethylene is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolyte may be a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, and includes a non-aqueous electrolyte and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, etc. are used, but are not limited thereto.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyl lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbo An aprotic organic solvent such as a nate derivative, a tetrahydrofuran derivative, ether, methyl pyropionate, or ethyl propionate may be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphoric acid ester polymers, poly agitation lysine, polyester sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group or the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, etc. of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 and the like may be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material easily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.In addition, for the purpose of improving charge/discharge characteristics, flame retardancy, etc. in the nonaqueous electrolyte, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphate triamide, Nitrobenzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N,N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. may be added. have. In some cases, in order to impart incombustibility, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high temperature storage characteristics, and FEC (Fluoro-Ethylene) Carbonate), PRS (Propene Sultone), etc. may be further included.

하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 Lithium salt such as a cyclic carbonate of EC or PC and a low-viscosity solvent of DEC, DMC or EMC A lithium salt-containing non-aqueous electrolyte may be prepared by adding it to a mixed solvent of linear carbonate.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 동력원으로 사용하는 하나 이상의 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery pack including one or more battery cells and one or more devices using the battery pack as a power source.

상기 디바이스는 예를 들어, 모바일 전자기기, 웨어러블 전자기기, 무인항공기, 또는 전기자전거일 수 있으나 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The device may be, for example, a mobile electronic device, a wearable electronic device, an unmanned aerial vehicle, or an electric bicycle, but is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 단일 전지케이스에 둘 이상의 전극조립체들이 각각 독립적으로 수용되어 있는 구조로서, 고용량이 가능할 뿐만 아니라, 제조 비용과 제조에 소요되는 시간을 크게 절감할 수 있다. As described above, the battery cell according to the present invention has a structure in which two or more electrode assemblies are each independently accommodated in a single battery case, and thus not only high capacity, but also manufacturing cost and manufacturing time can be greatly reduced. have.

또한, 전지셀은 가변형부를 통해 디바이스의 내부 구조에 대응하여 형태가 변경될 수 있는 바, 다양한 디바이스의 디자인에 대응하여 사용될 수 있다.In addition, since the shape of the battery cell can be changed in response to the internal structure of the device through the deformable part, it can be used in response to the design of various devices.

도 1은 종래 기술에 따른 전지셀의 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 분해 사시도이다;
도 3은 케이스 본체의 평면 모식도이다;
도 4는 전지셀의 평면 모식도이다;
도 5는 전지셀의 형상 변형 과정을 나타낸 모식도이다;
도 6은 형상이 변형된 전지셀의 구조들을 나타낸 모식도이다;
도 7은 형상이 변형된 전지셀의 다른 구조들을 나타낸 모식도이다;
도 8은 형상이 변형된 전지셀의 또 다른 구조들을 나타낸 모식도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 평면 모식도이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 평면 모식도이다;
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 평면 모식도이다;
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀을 구성하는 케이스 본체에 대한 평면 모식도이다;
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀을 구성하는 케이스 본체에 대한 평면 모식도이다.
1 is an exploded perspective view of a battery cell according to the prior art;
2 is an exploded perspective view of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a schematic plan view of the case body;
4 is a schematic plan view of a battery cell;
5 is a schematic diagram showing a shape deformation process of a battery cell;
6 is a schematic diagram showing the structures of a battery cell with a deformed shape;
7 is a schematic diagram showing other structures of a battery cell with a deformed shape;
8 is a schematic diagram showing other structures of a battery cell with a deformed shape;
9 is a schematic plan view of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
10 is a schematic plan view of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
11 is a schematic plan view of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
12 is a schematic plan view of a case body constituting a battery cell according to another embodiment of the present invention;
13 is a schematic plan view of a case body constituting a battery cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to the embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 케이스 본체의 평면 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 케이스 본체와 커버가 결합된 평면 모식도가 도시되어 있다. 2 is an exploded perspective view of a battery cell according to an embodiment of the present invention is schematically shown, FIG. 3 is a schematic plan view of the case body, and FIG. 3 is a schematic plan view in which the case body and the cover are combined. is shown.

이들 도면을 함께 참조하면, 전지셀(100)은 제 1 전극조립체(120), 제 2 전극조립체(122), 전해액(도시하지 않음) 및 전지케이스(110)를 포함한다. Referring to these drawings together, the battery cell 100 includes a first electrode assembly 120 , a second electrode assembly 122 , an electrolyte (not shown), and a battery case 110 .

제 1 전극조립체(120)와 제 2 전극조립체(122)는 각각 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리 시트를 개제한 상태로 권취한 구조의 젤리-롤 형(jelly-roll type) 전극조립체이다. Each of the first electrode assembly 120 and the second electrode assembly 122 is a jelly-roll type electrode assembly having a structure in which a separation sheet is interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.

제 1 전극조립체(120)는 양극 리드(120a) 및 음극 리드(120b)를 포함하고, 제 2 전극조립체(122)는 양극 리드(122a) 및 음극 리드(122b)를 포함하며, 이들 전극 리드들(120a, 120b, 122a, 122b)은 제 1 전극조립체(120) 및 제 2 전극조립체(122)의 일측 단부에서 나란히 돌출되어 있다.The first electrode assembly 120 includes a positive electrode lead 120a and a negative electrode lead 120b, and the second electrode assembly 122 includes a positive electrode lead 122a and a negative electrode lead 122b, and these electrode leads Reference numerals 120a, 120b, 122a, and 122b protrude side by side from one end of the first electrode assembly 120 and the second electrode assembly 122 .

전지케이스(110)는 제 1 전극조립체(120)와 제 2 전극조립체(122)가 수용되는 케이스 본체(112)와 케이스 본체(112)의 일측 단부로부터 연장되어 있고, 케이스 본체(112)의 상부 면적과 대응되는 크기로 이루어진 커버(114)를 포함한다. 여기서, 도 2에는 커버(114)가 케이스 본체(112)의 일측 단부로부터 연장되어 있는 구조가 도시되어 있으나, 케이스 본체(112)에 대해 독립적인 부재로 이루어진 커버(114) 또한 본 발명의 범주에 포함됨은 물론이다.The battery case 110 extends from one end of the case body 112 and the case body 112 in which the first electrode assembly 120 and the second electrode assembly 122 are accommodated, and the upper part of the case body 112 . A cover 114 having a size corresponding to the area is included. Here, although the structure in which the cover 114 extends from one end of the case body 112 is shown in FIG. 2 , the cover 114 made of an independent member with respect to the case body 112 is also within the scope of the present invention. included, of course.

케이스 본체(112)에는 제 1 전극조립체(120)가 수용되는 제 1 장착부(140) 및 제 2 전극조립체(122)가 장착되는 제 2 장착부(142)가 형성되어 있다. The case body 112 is formed with a first mounting part 140 in which the first electrode assembly 120 is accommodated and a second mounting part 142 in which the second electrode assembly 122 is mounted.

제 1 장착부(140)는 제 1 전극조립체(120)와 대응되는 형상으로 케이스 본체(112)의 일부로부터 하향으로 만입되어 있고, 제 2 장착부(142)는 제 1 장착부(140)의 일측에서 제 2 전극조립체(122)와 대응되는 형상으로 케이스 본체(112)의 일부로부터 하향으로 만입되어 있다.The first mounting part 140 is recessed downward from a part of the case body 112 in a shape corresponding to the first electrode assembly 120 , and the second mounting part 142 is the first mounting part 140 from one side of the first mounting part 140 . In a shape corresponding to the second electrode assembly 122 , it is recessed downward from a portion of the case body 112 .

케이스 본체(112)는 제 1 장착부(140) 및 제 2 장착부(142) 사이에서 연장되어 있는 제 1 융착부(132) 및 제 1 융착부(132)를 제외한 장착부들 각각의 단부들로부터 외향으로 연장되어 있는 제 2 융착부들(134a, 134b, 134c, 134d)을 포함한다.The case body 112 is outwardly formed from the ends of each of the mounting parts except for the first fusion part 132 and the first fusion part 132 extending between the first mounting part 140 and the second mounting part 142 . It includes extended second fusion portions 134a, 134b, 134c, and 134d.

제 1 융착부(132)에는 제 1 장착부(140)와 인접한 제 1 융착부(132)의 단부로부터 또 제 2 장착부(142)와 인접한 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 보강 부재들(132a, 132b)이 장착되어 있다. Reinforcing members (132a, 132b) extending from the end of the first fusion part 132 adjacent to the first fusion part 132 to the second mount part 142 and from the end of the first fusion part 132 to the other end direction adjacent to the first fusion part 132. this is fitted

보강 부재들(132a, 132b)은 절연 필름으로 외면이 감싸져 있고, 열융착시, 보강 부재들(132a, 132b)의 표면에 부착된 절연 필름이 제 1 융착부(132)와 커버(114) 사이에서 열융착될 수 있다. The reinforcing members 132a and 132b have an outer surface surrounded by an insulating film, and during thermal fusion, the insulating film attached to the surface of the reinforcing members 132a and 132b is formed by the first fusion bonding portion 132 and the cover 114 . It can be heat-sealed between them.

커버(114)는 케이스 본체(112)의 상부에 형성된 제 1 융착부(132)와 제 2 융착부들(134a, 134b, 134c, 134d)에 밀착된 상태에서 열융착되며, 전지셀(100)은 제 1 융착부(132)와 커버(114)가 열융착된 부위에 가변형부(200)가 형성되고, 제 2 융착부들(134a, 134b, 134c, 134d)과 커버(114)가 열융착된 부위에 외주 실링부들(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)이 형성된다. The cover 114 is heat-sealed while in close contact with the first fusion part 132 and the second fusion parts 134a, 134b, 134c, and 134d formed on the upper portion of the case body 112, and the battery cell 100 is The deformable part 200 is formed in a region where the first fusion part 132 and the cover 114 are thermally fused, and the second fusion parts 134a, 134b, 134c, 134d and the cover 114 are thermally fused. The outer peripheral sealing portions (210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b) are formed.

따라서, 전지셀(100)은 전지케이스(110) 내부에 제 1 전극조립체(120)와 제 2 전극조립체(122)가 전해액과 함께 서로 독립적으로 수용 및 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있고, 가변형부(200)를 기준으로, 제 1 전극조립체(120)가 수용되어 있는 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20)을 포함하며, 제 2 단위셀(20)과 제 1 단위셀(10)의 사이에 가변형부(200)가 형성되어 있다.Accordingly, the battery cell 100 has a structure in which the first electrode assembly 120 and the second electrode assembly 122 are accommodated and sealed independently of each other together with the electrolyte in the battery case 110, and the variable type part ( 200), including the first unit cell 10 and the second unit cell 20 in which the first electrode assembly 120 is accommodated, and the second unit cell 20 and the first unit cell 10 ) between the deformable portion 200 is formed.

보강 부재(132a, 132b)는 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(10) 사이에서 가변형부(200)의 뼈대를 구성하여, 가변형부(200)가 중력이나 기타 외력에 의해 소망하는 형상으로 변형되는 것을 방지한다.The reinforcing members 132a and 132b constitute a skeleton of the deformable part 200 between the first unit cell 10 and the second unit cell 10, so that the deformable part 200 is desired by gravity or other external force. to prevent deformation into shape.

즉, 보강 부재(132a, 132b)는 가변형부(132a, 132b)에 저항을 제공하고 변형 후, 가변형부(132a, 132b) 형태를 유지시키는 역할을 한다. That is, the reinforcing members 132a and 132b serve to provide resistance to the deformable parts 132a and 132b and maintain the shape of the deformable parts 132a and 132b after deformation.

외주 실링부들(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)은 전면 실링부들(210a, 210b), 전면 실링부들(210a, 210b)과 각각 연장되어 있고 전지셀(100)의 측부에 형성되어 있는 측부 실링부들(230a, 230b) 및 전면 실링부(210a, 210b)와 대향하는 위치에 형성되어 있고, 측부 실링부(230a, 230b)들 사이에서 연장되어 있는 후면 실링부(220a, 220b)를 포함한다. The outer peripheral sealing parts (210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b) are respectively extended from the front sealing parts (210a, 210b), the front sealing parts (210a, 210b) and formed on the side of the battery cell (100) It is formed at a position opposite to the side sealing parts 230a and 230b and the front sealing parts 210a and 210b, and includes rear sealing parts 220a and 220b extending between the side sealing parts 230a and 230b. do.

제 1 단위셀(10)은 제 1 전극조립체(120)의 양극 리드(120a)와 음극 리드(120b)가 전면 실링부(210a)를 통해 나란히 돌출되어 있고, 제 2 단위셀(20)은 제 2 전극조립체(122)의 양극 리드(122a)와 음극 리드(122b)가 또 다른 전면 실링부(210b)를 통해 나란히 돌출되어 있다.In the first unit cell 10, the anode lead 120a and the cathode lead 120b of the first electrode assembly 120 protrude side by side through the front sealing part 210a, and the second unit cell 20 is The anode lead 122a and the cathode lead 122b of the second electrode assembly 122 protrude side by side through another front sealing part 210b.

따라서, 도 4에 도시된 전지셀(100)에서, 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20)의 전극 리드들(120a, 120b, 122a, 122b)은 서로 동일한 방향으로 나란히 돌출된 구조로 이루어져 있다.Accordingly, in the battery cell 100 shown in FIG. 4 , the electrode leads 120a, 120b, 122a, and 122b of the first unit cell 10 and the second unit cell 20 protrude side by side in the same direction. consists of structure.

측면 실링부들(230a, 230b)은 기준선들(A, A')을 기준으로 제 1 장착부(140)와 제 2 장착부(142)의 만입 방향으로 각각 절곡된다.The side sealing parts 230a and 230b are respectively bent in the indentation direction of the first mounting part 140 and the second mounting part 142 based on the reference lines A and A'.

본 발명에 따른 전지셀(100)은 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20) 사이에 형성되어 있는 가변형부(200)를 통해 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 전지셀(100)은 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20) 및 가변형부(200)가 서로 수평을 이루는 기본 형태(a)에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. As shown in FIGS. 5 to 8 , the battery cell 100 according to the present invention is a battery cell through the deformable part 200 formed between the first unit cell 10 and the second unit cell 20 . (100) may be transformed into various shapes from the basic shape (a) in which the first unit cell 10, the second unit cell 20, and the deformable part 200 are horizontal to each other.

먼저 도 5 및 도6을 참조하면, 전지셀(100)은 기본 형태(a)에서 가변형부(200)가 제 1 단위셀(10)을 기준으로 제 2 단위셀(20) 방향으로 그것의 일부가 하향 절곡되어 경사를 포함하는 구조(b)로 변형될 수 있다. First, referring to FIGS. 5 and 6 , in the battery cell 100 , in the basic form (a), the deformable part 200 is a part thereof in the direction of the second unit cell 20 with respect to the first unit cell 10 . may be bent downward to be transformed into a structure (b) including a slope.

구조(b)로부터 가변형부(200)가 더 절곡 되는 경우, 구조(c)와 같이, 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20)이 서로 직각을 이루는 형태로 변형이 가능하다. 또한, 구조(c)로부터 가변형부(200)가 제 1 단위셀(10)에 대해 수직으로 변형되어 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20)이 서로 단차를 이루는 구조(d)로 변형될 수도 있다.When the deformable portion 200 is further bent from the structure (b), as in the structure (c), the first unit cell 10 and the second unit cell 20 are deformable to form a right angle to each other. In addition, from the structure (c), the deformable part 200 is vertically deformed with respect to the first unit cell 10 so that the first unit cell 10 and the second unit cell 20 form a step difference with each other (d) may be transformed into

여기서, 본 발명에 따른 전지셀(100)은 보강 부재(132a, 132b)는 가변형부(132a, 132b)에 부하를 제공하여, 변형된 가변형부(132a, 132b) 형태를 유지키는 점에 주목해야 한다.Here, it should be noted that, in the battery cell 100 according to the present invention, the reinforcing members 132a and 132b provide a load to the deformable parts 132a and 132b to maintain the shape of the deformable deformable parts 132a and 132b. do.

도 7을 참조하면 전지셀(100)은 기본 형태(a)에서 가변형부(200)가 제 1 단위셀(10)을 기준으로 제 2 단위셀(20) 방향으로 그것의 일부가 상향 절곡되어 제 1 단위셀(10)과 제 2 단위셀(20)이 서로 직각을 이루는 구조(e)로 변형될 수 있고, 구조(d)로부터 가변형부(200)가 더 절곡 되는 경우, 구조(f)와 같이, 제 1 단위셀(10)의 상면과 제 2 단위셀(20)의 상면이 서로 밀착되어 있는 형태로 변형이 가능하다. Referring to FIG. 7 , in the battery cell 100 , in the basic form (a), the deformable part 200 is partially bent upward in the direction of the second unit cell 20 with respect to the first unit cell 10 to make the first battery cell 100 . When the first unit cell 10 and the second unit cell 20 can be transformed into a structure (e) at right angles to each other, and the deformable part 200 is further bent from the structure (d), the structure (f) and Similarly, the upper surface of the first unit cell 10 and the upper surface of the second unit cell 20 are in close contact with each other, it is possible to deform.

전지셀(100)은 상기 구조(a)로부터 상기 구조(f)까지의 가변형부(200)의 절곡 각도 내에서라면 어떤 각도로든 절곡되어 전지셀(100)의 형태를 변형시킬 수 있음은 물론이다.Of course, the battery cell 100 can be bent at any angle within the bending angle of the deformable part 200 from the structure (a) to the structure (f) to change the shape of the battery cell 100 , of course. .

도 8에는 세 개의 단위셀을 포함하는 전지셀에서 가변형부가 변형된 구조가 모식적으로 도시되어 있다.8 schematically shows a structure in which the deformable part is deformed in a battery cell including three unit cells.

도 8을 참조하면, 전지셀(100a)은 원통형 구조물(1000) 내측에 내장되기 용이하도록 제 1 단위셀(10a)을 기준으로, 제 2 단위셀(20a) 및 제 3 단위셀(30a) 각각이 가변형부들(200a, 200b)에 의해 회전되어 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전지셀(100a)은 가변형부(200a, 200b)를 통해 변형되어, 공간이 협소하면서도 평판형이 아닌 곡선을 포함하는 공간에 장착되기 용이한 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 8 , the battery cell 100a is each of the second unit cell 20a and the third unit cell 30a with respect to the first unit cell 10a so as to be easily embedded inside the cylindrical structure 1000 . It is rotated by these deformable parts 200a and 200b. Therefore, the battery cell 100a according to the present invention is deformed through the deformable parts 200a and 200b, and has a structure in which the space is narrow and is easily mounted in a space including a curved line rather than a flat plate type.

한편, 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀이 모식적으로 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 9 schematically shows a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 제 1 전극조립체(410) 및 제 2 전극조립체(420) 각각은 양극 리드들(412, 422) 및 음극 리드들(414, 424)을 포함하며, 양극 리드(412, 422)와 음극 리드들(414, 424)이 이들 전극조립체(410, 420)의 양측 단부에서 각각 돌출된 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 9 , each of the first electrode assembly 410 and the second electrode assembly 420 includes positive leads 412 and 422 and negative leads 414 and 424 , and positive leads 412 and 422 . ) and the negative leads 414 and 424 have a structure protruding from both ends of the electrode assemblies 410 and 420, respectively.

여기서, 제 1 전극조립체(410)의 양극 리드(412) 및 제 2 전극조립체(420)의 음극 리드(424)는 가변형부(402)의 내부인 커버와 제 1 융착부 사이에 전기적으로 연결된 상태로 보강 부재(도시하지 않음)와 함께 위치하고 있고, 제 1 전극조립체(410)의 음극 리드(414)는 측부 실링부(404)를 통해 전지셀(400) 외부로 돌출되어 있고, 제 2 전극조립체(420)의 양극 리드(422)는 또 다른 측부 실링부(406)를 통해 전지셀(400) 외부로 돌출되어 있다.Here, the anode lead 412 of the first electrode assembly 410 and the cathode lead 424 of the second electrode assembly 420 are electrically connected between the cover that is inside the deformable part 402 and the first fusion part. The furnace is positioned together with a reinforcing member (not shown), and the negative lead 414 of the first electrode assembly 410 protrudes to the outside of the battery cell 400 through the side sealing part 404, and the second electrode assembly The positive lead 422 of 420 protrudes to the outside of the battery cell 400 through another side sealing part 406 .

이러한 구조의 전지셀은 전극조립체의 전극 리드들이 제 1 융착부와 커버 사이에서 연결되어 있으므로, 가변형부가 회전 또는 절곡될 때, 결합된 전극 리드들도 함께 회전 또는 절곡되면서 보강 부재의 역할을 수행할 수 있으며, 전극조립체간 전기적 연결구조가 전지셀 외부에 형성되어 있지 않아 더욱 콤팩트한 구조를 가질 수 있다.In the battery cell of this structure, since the electrode leads of the electrode assembly are connected between the first fusion part and the cover, when the deformable part is rotated or bent, the combined electrode leads are also rotated or bent together to serve as a reinforcing member. Also, since the electrical connection structure between the electrode assemblies is not formed outside the battery cell, it can have a more compact structure.

이와는 달리, 도 10에는 전극 리드들이 각각 다른 외주 실링부를 통해 돌출되어 있는 전지셀의 구조가 모식적을 도시되어 있다.Unlike this, FIG. 10 schematically shows a structure of a battery cell in which electrode leads protrude through different outer circumferential sealing parts.

도 10을 참조하면, 제 1 전극조립체(510) 및 제 2 전극조립체(520) 각각은 양극 리드(512, 522) 및 음극 리드(514, 524)를 포함하며, 양극 리드(512, 522)와 음극 리드들(512, 522)이 이들 전극조립체(510, 520)의 양측 단부에서 각각 돌출된 구조로 이루어져 있다. Referring to FIG. 10 , each of the first electrode assembly 510 and the second electrode assembly 520 includes positive electrode leads 512 and 522 and negative electrode leads 514 and 524 , and positive electrode leads 512 and 522 and The negative leads 512 and 522 have a structure protruding from both ends of the electrode assemblies 510 and 520 , respectively.

여기서, 제 1 전극조립체(510)의 양극 리드(512)는 제 1 전면 실링부(504a)를 통해 외부로 돌출되어 있고, 음극 리드(514)는 제 1 후면 실링부(504b)를 통해 외부로 돌출되어 있으며, 제 2 전극조립체(520)의 양극 리드(522)는 제 2 전면 실링부(506a)를 통해 외부로 돌출되어 있고, 제 2 전극조립체(520)의 음극 리드(524)는 제 2 후면 실링부(506a)를 통해 외부로 돌출되어 있다.Here, the positive lead 512 of the first electrode assembly 510 protrudes to the outside through the first front sealing part 504a, and the negative lead 514 is externally through the first rear sealing part 504b. The anode lead 522 of the second electrode assembly 520 protrudes to the outside through the second front sealing part 506a, and the cathode lead 524 of the second electrode assembly 520 is the second It protrudes to the outside through the rear sealing part 506a.

이러한 구조에서는 커버와 케이스 본체가 서로 독립적인 부재로 이루어져 있으며, 그에 따라 모든 외주 실링부들을 통해 전극 리드들이 돌출될 수 있다.In this structure, the cover and the case body are formed of independent members, and thus the electrode leads may protrude through all the outer circumferential sealing parts.

이와 유사하게, 도 11에는 전극 리드들이 각각 다른 외주 실링부를 통해 돌출되어 있는 전지셀의 또 다른 구조가 모식적으로 도시되어 있다.Similarly, FIG. 11 schematically shows another structure of a battery cell in which electrode leads protrude through different outer circumferential sealing parts.

도 11을 참조하면, 제 1 전극조립체(610) 및 제 2 전극조립체(620) 각각은 양극 리드(612, 622) 및 음극 리드(614, 724)를 포함하며, 양극 리드(612, 622)와 음극 리드들(612, 622)이 이들 전극조립체(610, 620)의 일측 단부에서 각각 나란히 돌출된 구조로 이루어져 있다. Referring to FIG. 11 , each of the first electrode assembly 610 and the second electrode assembly 620 includes positive electrode leads 612 and 622 and negative electrode leads 614 and 724 , and positive electrode leads 612 and 622 and The negative leads 612 and 622 have a structure that protrudes side by side from one end of the electrode assemblies 610 and 620, respectively.

여기서, 제 1 전극조립체(610)의 양극 리드(612) 및 음극 리드(614)는 후면 실링부(604)를 통해 나란히 외부로 돌출되어 있고, 제 2 전극조립체(620)의 양극 리드(622) 및 음극 리드(624)는 전면 실링부(606)를 통해 나란히 외부로 돌출되어 있다.Here, the positive lead 612 and the negative lead 614 of the first electrode assembly 610 protrude side by side through the rear sealing part 604, and the positive lead 622 of the second electrode assembly 620. and the negative lead 624 protrude side by side through the front sealing part 606 to the outside.

도 12과 도 13에는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전지셀을 구성하는 케이스 본체들에 대한 평면 모식도들이 도시되어 있다.12 and 13 are schematic plan views of case bodies constituting a battery cell according to still other embodiments of the present invention.

먼저 도 12를 참조하면, 케이스 본체(700)의 기본 구조는 도 3에 도시된 케이스 본체(112)와 동일하나, 제 1 융착부(702)에는 평면상으로 'X'자 형태로 제 1 융착부(702)의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장된 구조의 보강 부재들(710, 712)이 장착되어 있다.First, referring to FIG. 12 , the basic structure of the case body 700 is the same as that of the case body 112 shown in FIG. 3 , but the first fusion part 702 is first fused in the shape of an 'X' in plan view. Reinforcing members 710 and 712 having a structure extending from an end of the portion 702 toward the other end adjacent to another mounting portion are mounted.

이러한 보강 부재들(710, 712)은 금속 플레이트 및 상기 금속 플레이트의 표면에 부착되는 전기절연 필름을 포함하며, 절연 필름이 제 1 융착부(702)와 커버 사이에서 열융착될 수 있다.The reinforcing members 710 and 712 include a metal plate and an electrical insulating film attached to the surface of the metal plate, and the insulating film may be thermally fused between the first fusion part 702 and the cover.

도 13에는 이와 다른 구조의 보강 부재가 도시되어 있다. 도10을 참조하면, 보강 부재(810)는 수직 절곡이 용이하도록, 중심부를 가로지르는 형태로 만입된 요철 구조(812)가 형성되어 있다.13 shows a reinforcing member having a different structure from this. Referring to FIG. 10 , the reinforcing member 810 has a concave-convex structure 812 that is recessed in a shape crossing the center to facilitate vertical bending.

이러한 구조는 두께가 상대적으로 얇은 요철 구조(812)를 중심으로 보강 부재(810)가 용이하게 변형되면서 전지케이스의 가변형부에 인가되는 응력은 완화될 수 있다.In this structure, the stress applied to the deformable part of the battery case may be relieved while the reinforcing member 810 is easily deformed around the concave-convex structure 812 having a relatively thin thickness.

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

Claims (27)

전극조립체들을 전해액과 함께 내부에 수용하는 전지케이스를 포함하고 있고;
상기 전지케이스에 전극조립체들이 전해액과 함께 서로 독립적으로 수용 및 밀봉되어 있는 구조의 둘 이상의 단위셀들과, 전지케이스가 연장된 상태로 상기 단위셀들 사이에 위치하며 피벗 회전 및/또는 절곡될 수 있는 구조의 가변형부로 구성되어 있으며;
상기 전지케이스는 상기 전극조립체들 각각이 수용되는 둘 이상의 장착부들이 형성되어 있는 케이스 본체와 상기 케이스 본체의 일측 단부로부터 연장되어 있거나 상기 케이스 본체에 대해 독립적인 부재로 이루어진 커버로 구성되어 있으며, 상기 케이스 본체 상에 상기 커버가 밀착된 상태에서 상기 케이스 본체와 상기 커버의 적어도 일부가 열융착되어 상호 결합되고;
상기 케이스 본체는 상기 장착부들 사이에서 연장되어 있는 제 1 융착부 및 상기 제 1 융착부를 제외한 상기 장착부들 각각의 단부들로부터 외향으로 연장되어 있는 제 2 융착부들을 포함하며,
상기 제 1 융착부는 상기 케이스 본체가 상기 커버와 밀착한 상태에서 열융착 되어 가변형부를 형성하고;
상기 가변형부는 상기 커버와 대면하는 상기 제 1 융착부의 일면 상에 형성되어 있고, 상기 장착부와 인접한 상기 제 1 융착부의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 둘 이상의 보강 부재(reinforcement)를 포함하고; 상기 보강 부재는 가변형부의 변형 시, 가변형부에 저항을 제공하고 변형 후, 가변형부 형태를 유지시키는 부재이고,
상기 보강 부재는 금속 플레이트이고, 그것의 표면에는 전기절연 필름이 부착되어 있으며, 사선으로의 절곡에 강성을 가지도록, 평면상으로 'X'자 형태로 제 1 융착부의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장된 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.
and a battery case accommodating the electrode assemblies together with the electrolyte therein;
Two or more unit cells having a structure in which electrode assemblies are independently accommodated and sealed together with an electrolyte in the battery case, and the battery case are positioned between the unit cells in an extended state and pivotally rotated and/or bent It consists of a deformable part of the structure ;
The battery case is composed of a case body in which two or more mounting parts in which each of the electrode assemblies are accommodated, and a cover extending from one end of the case body or made of an independent member with respect to the case body, the case In a state in which the cover is in close contact with the body, at least a portion of the case body and the cover are heat-sealed and coupled to each other;
The case body includes a first fusion part extending between the mounting parts and second fusion parts extending outwardly from the ends of each of the mounting parts except for the first fusion part,
The first fusion part is thermally fused while the case body is in close contact with the cover to form a deformable part;
The deformable part is formed on one surface of the first fusion part facing the cover, and extends from an end of the first fusion part adjacent to the mounting part to the other end adjacent to another mounting part. At least two reinforcement members (reinforcement) comprising; The reinforcing member is a member that provides resistance to the deformable part when the deformable part is deformed and maintains the shape of the deformable part after deformation,
The reinforcing member is a metal plate, an electrically insulating film is attached to its surface, and adjacent to another mounting part from the end of the first fusion part in an 'X' shape on a plane so as to have rigidity in oblique bending. A battery cell, characterized in that it has a structure extending in the direction of the other end.
양극과 음극 및 분리막을 각각 포함하는 둘 이상의 전극조립체들, 비수계 전해액, 및 상기 전극조립체들을 전해액과 함께 내부에 수용하는 전지케이스를 포함하고 있고;at least two electrode assemblies each including a positive electrode, a negative electrode, and a separator, a non-aqueous electrolyte, and a battery case accommodating the electrode assemblies together with the electrolyte;
상기 전지케이스에 전극조립체들이 전해액과 함께 서로 독립적으로 수용 및 밀봉되어 있는 구조의 둘 이상의 단위셀들과, 전지케이스가 연장된 상태로 상기 단위셀들 사이에 위치하며 피벗 회전 및/또는 절곡될 수 있는 구조의 가변형부로 구성되어 있으며;Two or more unit cells having a structure in which electrode assemblies are independently accommodated and sealed together with an electrolyte in the battery case, and the battery case are positioned between the unit cells in an extended state and pivotally rotated and/or bent It consists of a deformable part of the structure;
상기 전지케이스는 상기 전극조립체들 각각이 수용되는 둘 이상의 장착부들이 형성되어 있는 케이스 본체와 상기 케이스 본체의 일측 단부로부터 연장되어 있거나 상기 케이스 본체에 대해 독립적인 부재로 이루어진 커버로 구성되어 있으며, 상기 케이스 본체 상에 상기 커버가 밀착된 상태에서 상기 케이스 본체와 상기 커버의 적어도 일부가 열융착되어 상호 결합되고;The battery case is composed of a case body in which two or more mounting parts in which each of the electrode assemblies are accommodated, and a cover extending from one end of the case body or made of an independent member with respect to the case body, the case In a state in which the cover is in close contact with the body, at least a portion of the case body and the cover are heat-sealed and coupled to each other;
상기 케이스 본체는 상기 장착부들 사이에서 연장되어 있는 제 1 융착부 및 상기 제 1 융착부를 제외한 상기 장착부들 각각의 단부들로부터 외향으로 연장되어 있는 제 2 융착부들을 포함하며,The case body includes a first fusion part extending between the mounting parts and second fusion parts extending outwardly from the ends of each of the mounting parts except for the first fusion part,
상기 제 1 융착부는 상기 케이스 본체가 상기 커버와 밀착한 상태에서 열융착 되어 가변형부를 형성하고;The first fusion part is thermally fused while the case body is in close contact with the cover to form a deformable part;
상기 가변형부는 상기 커버와 대면하는 상기 제 1 융착부의 일면 상에 형성되어 있고, 상기 장착부와 인접한 상기 제 1 융착부의 단부로부터 또 다른 장착부와 인접한 타측 단부 방향으로 연장되어 있는 둘 이상의 보강 부재(reinforcement)를 포함하고; 상기 보강 부재는 가변형부의 변형 시, 가변형부에 저항을 제공하고 변형 후, 가변형부 형태를 유지시키는 부재이고,The deformable part is formed on one surface of the first fusion part facing the cover, and extends from an end of the first fusion part adjacent to the mounting part to the other end adjacent to another mounting part. At least two reinforcement members (reinforcement) comprising; The reinforcing member is a member that provides resistance to the deformable part when the deformable part is deformed and maintains the shape of the deformable part after deformation,
상기 보강 부재는 금속 플레이트이고, 그것의 표면에는 전기절연 필름이 부착되어 있으며, 수직 절곡이 용이하도록, 중심부를 가로지르는 형태로 만입된 요철 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The reinforcing member is a metal plate, and an electrical insulation film is attached to its surface, and a concave-convex structure recessed in a shape crossing the center is formed to facilitate vertical bending.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1 or 2, wherein the battery case is made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 장착부는 전극조립체와 대응되는 형상으로 케이스 본체로부터 하향 또는 상향 만입되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1 or 2, wherein the mounting part has a structure that is depressed downward or upward from the case body in a shape corresponding to the electrode assembly. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보강 부재는 허니콤(honeycomb) 구조의 금속 플레이트인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1 or 2, wherein the reinforcing member is a metal plate having a honeycomb structure. 삭제delete 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보강 부재의 두께는 제 1 융착부의 두께 대비 100% 내지 1000%인 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the reinforcing member is 100% to 1000% of the thickness of the first fusion part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 융착부들은 케이스 본체가 커버와 밀착한 상태에서 열융착 되어 전지셀의 외주변인 외주 실링부들을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1 or 2 , wherein the second fusion parts are thermally fused while the case body is in close contact with the cover to form outer periphery sealing parts of the battery cell. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나의 전극조립체의 전극 리드 및 상기 전극조립체에 인접한 또 다른 전극조립체의 전극 리드가 전기적으로 연결된 부위는, 가변형부의 내부인 커버와 제 1 융착부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀. The method according to claim 1 or 2, wherein the portion where the electrode lead of one electrode assembly and the electrode lead of another electrode assembly adjacent to the electrode assembly are electrically connected is located between the cover inside the deformable part and the first fusion part. A battery cell, characterized in that. 제 12 항에 있어서, 상기 전극조립체들 각각은, 외주 실링부들 중 적어도 하나의 외주 실링부를 통해, 전극 리드들이 전지케이스의 외측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 12, wherein each of the electrode assemblies has electrode leads projecting to the outside of the battery case through at least one of the outer circumferential sealing parts. 제 14 항에 있어서, 상기 전극조립체들은 이들의 전극 리드들이 각각 동일한 외주 실링부를 통해 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. 15. The battery cell according to claim 14, wherein in the electrode assemblies, their electrode leads each protrude through the same outer circumferential sealing part. 제 14 항에 있어서, 상기 전극조립체들은 이들의 전극 리드들이 각각 다른 외주 실링부를 통해 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.15. The battery cell according to claim 14, wherein in the electrode assemblies, their electrode leads protrude through different outer circumferential sealing parts. 제 14 항에 있어서, 상기 실링부들 중에서, 전극 리드들이 돌출되어 있지 않은 나머지 외주 실링부들은 장착부 방향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 14, wherein, among the sealing parts, the remaining outer peripheral sealing parts from which the electrode leads do not protrude are bent in the direction of the mounting part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 융착부는 제 2 융착부의 두께 대비 50% 내지 90%의 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1 or 2 , wherein the first fusion part has a thickness of 50% to 90% compared to the thickness of the second fusion part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 융착부의 폭은 내측 장착부 하나의 폭 대비 10% 내지 100%인 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1 or 2 , wherein the width of the first fusion part is 10% to 100% of the width of one of the inner mounting parts. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀은,
n개(n≥2)의 전극조립체들이 가변형부들에 의해 서로 연결되어 있는 n개의 단위셀들을 포함하고,
제 1 단위셀을 기준으로, 제 2 단위셀 내지 제 n 단위셀 각각은 가변형부들에 의해 0도 내지 180도로 회전되어 있는 구조, 및/또는 제 1 단위셀을 기준으로, 제 n 단위셀 방향으로 절곡되어 있는 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
According to claim 1 or 2 , The battery cell,
n (n≥2) electrode assemblies include n unit cells connected to each other by deformable parts,
Based on the first unit cell, each of the second to nth unit cells is rotated by 0 degrees to 180 degrees by the deformable parts, and/or in the nth unit cell direction with respect to the first unit cell. A battery cell, characterized in that it has a bent structure.
제 20 항에 있어서, 상기 제 n 개의 단위셀들은 각각 다른 전기 장치에 독립적으로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 20, wherein the n-th unit cells independently supply power to different electric devices. 제 20 항에 있어서, 상기 제 n 개의 단위셀들은 제 1 단위셀로부터 제 n 단위셀 까지 인접한 단위셀들이 서로 직렬 및/또는 병렬 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 20, wherein the n-th unit cells are connected in series and/or in parallel with adjacent unit cells from the first unit cell to the n-th unit cell. 제 20 항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리 시트를 개제한 상태로 권취한 구조의 젤리-롤 형(jelly-roll type) 전극조립체이고, 상기 단위셀은 판상형(plate-shaped) 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.The method of claim 20, wherein the electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly of a structure wound with a separation sheet interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, and the unit cell is a plate-shaped (plate-) shaped) battery cell, characterized in that it has a structure. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 전극조립체들 각각을 전지케이스의 장착부들에 장착하는 과정;
(b) 각각의 장착부에 전해액을 주액하는 과정;
(c) 전지케이스의 케이스 본체와 커버를 밀착시키고, 제 2 융착부들을 열융착시켜 외주 실링부를 형성하는 과정; 및
(d) 제 1 융착부를 열융착시켜 가변형부를 형성하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
As a method for manufacturing the battery cell according to claim 1 or 2,
(a) the process of mounting each of the electrode assemblies to the mounting parts of the battery case;
(b) injecting an electrolyte into each mounting part;
(c) forming an outer periphery sealing part by attaching the case body and the cover of the battery case to close contact, and heat-sealing the second fusion parts; and
(d) forming a deformable part by heat-sealing the first fusion part;
A method comprising a.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩.A battery pack comprising at least one battery cell according to claim 1 or 2 . 제 25 항에 따른 전지팩을 동력원으로 사용하는 하나 이상의 디바이스.One or more devices using the battery pack according to claim 25 as a power source. 제 26 항에 있어서, 상기 디바이스는 모바일 전자기기, 웨어러블 전자기기, 무인항공기, 또는 전기자전거인 것을 특징으로 하는 디바이스.The device of claim 26, wherein the device is a mobile electronic device, a wearable electronic device, an unmanned aerial vehicle, or an electric bicycle.
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