KR102263457B1 - Battery Cell of Improved Cooling Efficiency - Google Patents

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KR102263457B1
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Abstract

본 발명은, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스 내부에 장착되어 있고, 충방전 또는 단락 발생시 전극조립체의 내부에서 발생하는 열을 방열하기 위한 하나 이상의 제 1 방열부재가 상기 전극조립체의 내부 및 전극조립체의 외면 중 적어도 하나에 접촉된 상태로 장착되어 있으며;
상기 전지케이스 외부에는 제 2 방열부재가 위치하고;
상기 제 1 방열부재와 제 2 방열부재는, 제 1 방열부재의 일측 단부에서 전지케이스의 외부로 연장되어 있는 하나 이상의 커넥팅(connecting) 부재에 의해 열적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.
According to the present invention, an electrode assembly having a positive electrode/separator/negative electrode structure is mounted inside a battery case made of a laminate sheet, and at least one first heat dissipation member for dissipating heat generated inside the electrode assembly when charging/discharging or short circuit occurs. mounted in contact with at least one of an inner surface of the electrode assembly and an outer surface of the electrode assembly;
a second heat dissipation member is positioned outside the battery case;
The first heat dissipating member and the second heat dissipating member are thermally connected by one or more connecting members extending from one end of the first heat dissipating member to the outside of the battery case. do.

Description

냉각 효율성이 향상된 전지셀 {Battery Cell of Improved Cooling Efficiency}Battery Cell of Improved Cooling Efficiency}

본 발명은, 냉각 효율성이 향상된 전지셀에 관한 것으로, 상세하게는, 전지케이스의 내부에 위치하는 제 1 방열부재와 전지케이스의 외부에 위치하는 제 2 방열부재가 커넥팅 부재에 의해 열적으로 연결되어 있어 냉각 효율성을 현저히 향상시킨 전지셀에 관한 것이다. The present invention relates to a battery cell with improved cooling efficiency, and in particular, a first heat dissipation member located inside the battery case and a second heat dissipation member located outside the battery case are thermally connected by a connecting member. It relates to a battery cell with significantly improved cooling efficiency.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries exhibiting high energy density and operating potential, long cycle life, and low self-discharge rate. has been commercialized and widely used.

또한, 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.In addition, as interest in environmental issues grows, research on electric vehicles and hybrid electric vehicles that can replace vehicles using fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, is being conducted. . Although nickel-metal hydride secondary batteries are mainly used as power sources for such electric vehicles and hybrid electric vehicles, research using lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage is being actively conducted, and some are in the commercialization stage.

소형 모바일 기기들에는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지모듈이 사용된다.While one or two or three battery cells are used per device in small mobile devices, medium-to-large battery modules electrically connecting a plurality of battery cells are used in mid-to-large devices such as automobiles due to the need for high output and large capacity.

이러한 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로 구성되어 있으며, 충방전 과정에서 전지의 내부 저항에 의한 발열로 전지 온도가 상승하게 된다. 특히, 방전시에는 전지 내부에서의 발열 반응열까지 더해지므로, 발열의 정도가 더욱 크고, 그에 따른 온도 상승은 더욱 커지게 된다. 전지의 온도가 상승하게 되면, 전지의 수명 특성이 나빠지고 부반응에 의한 가스 발생 등의 문제가 발생하게 되므로, 전지를 냉각하는 것이 중요한 요소로 작용하게 된다.These battery cells are composed of secondary batteries capable of charging and discharging, and during the charging and discharging process, the battery temperature rises due to heat generated by the internal resistance of the battery. In particular, since the heat of exothermic reaction inside the battery is added during discharging, the degree of heat generation is greater, and the temperature rises accordingly. When the temperature of the battery rises, the lifespan characteristics of the battery deteriorate and problems such as gas generation due to side reactions occur, so cooling the battery acts as an important factor.

더욱이, 최근 널리 사용되는 파우치형 전지의 라미네이트 시트는 열전도성이 낮은 고분자 물질로 표면이 코팅되어 있으므로, 전지셀 전체의 온도를 효과적으로 냉각시키기 어려운 실정이다.Furthermore, since the laminate sheet of the pouch-type battery, which is widely used recently, is coated with a polymer material having low thermal conductivity, it is difficult to effectively cool the temperature of the entire battery cell.

특히, 전기자동차의 경우와 같이, 고출력을 내기 위하여 큰 전류를 사용하는 경우에는 전지의 발열이 더욱 크며, 충방전 과정에서 발생한 전지모듈의 열이 효과적으로 제거되지 못하면 열 축적이 발생하므로, 결과적으로 전지모듈의 열화를 촉진하며, 경우에 따라서는 발화 또는 폭발을 유발할 수 있다. 따라서, 고출력 대용량의 전지인 전지팩은 그것에 내장되어 있는 전지셀들을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.In particular, as in the case of an electric vehicle, when a large current is used to generate a high output, the heat of the battery is greater, and if the heat of the battery module generated during the charging and discharging process is not effectively removed, heat accumulation occurs, as a result, the battery It accelerates the deterioration of the module, and in some cases may cause fire or explosion. Accordingly, the battery pack, which is a high-output, large-capacity battery, requires a cooling system for cooling the battery cells contained therein.

또한, 최근 전지의 용량을 크게 하고 가격을 낮추기 위해서, 개별 전지의 용량이 커지고 있으며, 이에 따라 전지 발열의 문제도 심각해지고 있다.In addition, in order to increase the capacity of the battery and lower the price in recent years, the capacity of the individual battery is increasing, and accordingly, the problem of heat generation of the battery is also serious.

또한, 침상 도체의 관통 등에 대한 내부 단락이 발생시, 온도 상승을 균일하게 억제할 수 없고, 외부 충격에 대한 전지의 강도도 낮으므로, 전지의 안전성 확보 측면에서도 한계가 있다.In addition, when an internal short circuit occurs due to penetration of the needle-shaped conductor, etc., the temperature rise cannot be uniformly suppressed, and the strength of the battery against external impact is also low, so there is a limit in terms of securing the safety of the battery.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 비효율적인 직접 공냉 방식, 효율성은 향상되지만 비용이 많이 드는 방열판을 사용하는 간접 공냉 방식, 방열판 내에 수로를 만들어 냉각수를 흘려서 냉각하는 수냉 방식 등이 사용되어 왔다.In order to solve the above problems, an inefficient direct air cooling method, an indirect air cooling method using a heat sink that improves efficiency but is expensive, and a water cooling method in which a water channel is made in the heat sink and cooled by flowing cooling water has been used.

그러나, 전지셀 외부 냉각에 의존하는 방식은, 전지의 두께가 두꺼워지는 경우, 전지셀 내부의 중심에서 상승한 온도가 전지셀 외부에 있는 방열판으로의 온도 전달이 쉽지 않기 때문에, 전지셀 전체의 온도를 균일하게 냉각시킬 수 없다.However, in the method that relies on external cooling of the battery cell, when the thickness of the battery is increased, the temperature of the entire battery cell is lowered because the temperature increased from the center of the battery cell is not easily transferred to the heat sink outside the battery cell. It cannot be cooled uniformly.

이에, 전지 내부에 방열판을 장착하고, 이를 전지 외부로 꺼내는 형식으로 전도에 의한 열전달 방식도 개발되었으나, 이 역시 소망하는 정도의 충분한 냉각이 이루어지지 못하며, 전지셀이 두꺼울수록, 전지셀의 개수가 많을 수록 전지셀들로부터 방출되는 열에 비해 냉각 효과가 현저히 저하되는 문제가 있었다. Accordingly, a heat transfer method by conduction has been developed in the form of mounting a heat sink inside the battery and taking it out of the battery, but this also does not achieve sufficient cooling to a desired degree, and the thicker the battery cell, the greater the number of battery cells. As the number increases, there is a problem that the cooling effect is significantly lowered compared to the heat emitted from the battery cells.

따라서, 충방전 과정에서 생기는 발열, 및 외부 충격, 침상 도체의 관통 등에 의한 내부 단락시, 보다 효율적인 냉각이 가능하여 안전성이 향상된 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a battery cell with improved safety by enabling more efficient cooling during internal short circuits caused by heat generated during charging and discharging, external shocks, penetration of needle-shaped conductors, and the like.

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.

본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도있는 연구를 거듭한 끝에, 제 1 방열부재는 전극조립체의 내부 및 전극조립체의 외면 중 적어도 하나에 접촉된 상태로 장착하고, 제 2 방열부재는 전지케이스의 외부에 위치하게 하며, 이들을 열전도 소재인 커넥팅 부재로 열적 연결하는 경우, 충방전 과정에서 생기는 발열, 및 외부 충격, 침상 도체의 관통 등에 의한 내부 단락시, 전극조립체 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있으며, 전지셀의 두께 및 전지셀들의 개수가 증가하여도 냉각효과가 우수하므로, 전지 안전성 확보가 용이한 것을 확인하고 본 발명에 이르렀다. After the inventors of the present application repeated various experiments and in-depth research, the first heat dissipation member is mounted in contact with at least one of the inside of the electrode assembly and the outer surface of the electrode assembly, and the second heat dissipation member is the outside of the battery case. When thermally connecting them with a connecting member, which is a heat-conducting material, heat generated in the charging/discharging process, external shock, or internal short-circuit due to needle-shaped conductor penetration, etc., effectively dissipates heat generated inside the electrode assembly to the outside Since the cooling effect is excellent even when the thickness of the battery cells and the number of battery cells are increased, it was confirmed that it is easy to secure battery safety, and the present invention was reached.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스 내부에 장착되어 있고, 충방전 또는 단락 발생시 전극조립체의 내부에서 발생하는 열을 방열하기 위한 하나 이상의 제 1 방열부재가 상기 전극조립체의 내부 및 전극조립체의 외면 중 적어도 하나에 접촉된 상태로 장착되어 있으며;In the battery cell according to the present invention for achieving this object, an electrode assembly having a positive electrode/separator/negative electrode structure is mounted inside a battery case made of a laminate sheet, and heat generated inside the electrode assembly when charging/discharging or short circuit occurs one or more first heat dissipating members for dissipating heat are mounted in contact with at least one of an inner surface of the electrode assembly and an outer surface of the electrode assembly;

상기 전지케이스 외부에는 제 2 방열부재가 위치하고; a second heat dissipation member is positioned outside the battery case;

상기 제 1 방열부재와 제 2 방열부재는, 제 1 방열부재의 일측 단부에서 전지케이스의 외부로 연장되어 있는 하나 이상의 커넥팅(connecting) 부재에 의해 열적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.The first heat dissipating member and the second heat dissipating member are thermally connected by one or more connecting members extending from one end of the first heat dissipating member to the outside of the battery case.

앞서 설명한 바와 같이, 방열부재를 전지셀 내부에 포함시키는 것만으로는 전지 내부에서 외부로 직접 열전도가 가능하기는 하나, 외부에서의 열 냉각에 한계가 있고, 외부로 방열부재를 노출시킨다고 하더라도, 그 노출된 부분은 극히 적어서, 외부에서의 냉각이 비효율적인 바, 전지셀이 두꺼울 수록, 전지셀들의 개수가 많을수록 비효율적이다.As described above, direct heat conduction from the inside of the battery to the outside is possible only by including the heat dissipation member inside the battery cell, but there is a limit to thermal cooling from the outside, and even if the heat dissipation member is exposed to the outside, the Since the exposed portion is extremely small, cooling from the outside is inefficient, and the thicker the battery cell, the more inefficient the battery cell is.

반면에, 본원발명의 전지셀은 전지셀 내부에, 구체적으로, 전극조립체의 내부 및 전극조립체에 외면에 직접 접촉하여 위치하는 제 1 방열부재와, 이들 제 1 방열부재와 커넥팅 부재에 의해 열적으로 연결되어 전지셀 외부에 위치하는 제 2 방열부재를 함께 포함함으로써 제 1 방열부재로부터 열전도된 열을 제 2 방열부재에 의해 외부에서 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 충방전에 따른 열발생 및 침상 도체의 관통에 따른 내부 단락의 발생시, 온도 상승을 최대한 억제하여 전지의 안정성을 현저하게 향상시킬 수 있다.On the other hand, the battery cell of the present invention has a first heat dissipation member located inside the battery cell, specifically, in direct contact with the inside of the electrode assembly and the outer surface of the electrode assembly, and the first heat dissipation member and the connecting member thermally by the connecting member. By including the second heat dissipating member connected and located outside the battery cell, heat conducted from the first heat dissipating member can be efficiently cooled from the outside by the second heat dissipating member, and heat generation according to charging and discharging and the acicular conductor When an internal short circuit occurs due to penetration, it is possible to significantly improve the stability of the battery by suppressing the temperature rise as much as possible.

따라서, 이러한 상기 냉각 효과를 극대화 시키기 위한 상기 제 1 방열부재, 제 2 방열부재, 및 커넥팅 부재는 열전도성 소재, 상세하게는 금속 소재로 이루어질 수 있다.Accordingly, the first heat dissipation member, the second heat dissipation member, and the connecting member for maximizing the cooling effect may be formed of a thermally conductive material, specifically, a metal material.

상기 금속 소재는, 금속이라면 한정되지는 아니하나, 우수한 열전도성을 나타내면서도 비용적인 측면에서 크게 부담되지 않도록, 상세하게는, 알루미늄, 또는 구리일 수 있다.The metal material is not limited as long as it is a metal, but may be, in detail, aluminum or copper so as not to be greatly burdened in terms of cost while exhibiting excellent thermal conductivity.

한편, 상기 냉각 효과를 극대화하면서도, 상기 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재에 의해 전지셀의 부피가 많이 증가하는 것은 바람직하지 않은 바, 부피 증가는 최소화 할 수 있도록, 상기 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재는 판상형 구조로 이루어질 수 있고, 이때, 방열부재의 효과를 최대로 높이기 위해서는 두께를 증가시키는데 한계가 있는 바, 면적을 넓히는 것이 바람직하며, 양극 및 음극 전체에서 방열 효과와 단락시 발생하는 안전성 문제를 해결하기 위해 이들의 크기는 양극 또는 음극의 크기와 동일할 수 있다.On the other hand, while maximizing the cooling effect, it is undesirable to increase the volume of the battery cell by the first heat dissipating member and the second heat dissipating member. In order to minimize the increase in volume, the first heat dissipating member and the second heat dissipating member 2 The heat dissipation member may have a plate-like structure, and at this time, there is a limit to increasing the thickness in order to maximize the effect of the heat dissipation member. To solve the safety problem, their size may be the same as that of the anode or cathode.

구체적으로, 상기 방열부재들의 두께는 전극조립체 전체 두께에 대해 약 0.1 내지 10%일 수 있고, 상세하게는 1 내지 10%일 수 있다. 상기 범위를 벗어나 너무 얇은 경우에는 강성이 약해 파손될 수 있고, 파손에 의해 오히려 전극들과의 단락이 일어날 수 있는 바 바람직하지 않고, 너무 두꺼운 경우에는 전지셀 자체의 부피가 대폭 증가하게 되므로 바람직하지 않다.Specifically, the thickness of the heat dissipation members may be about 0.1 to 10% of the total thickness of the electrode assembly, and specifically 1 to 10%. If it is too thin out of the above range, it may be damaged due to weak rigidity, and it is not preferable that a short circuit with the electrodes may occur due to the breakage. If it is too thick, it is not preferable because the volume of the battery cell itself is greatly increased. .

이와 함께 상기 방열부재들의 크기는 최소 양극 또는 음극 크기의 50% 이상일 수 있고, 상기 범위를 벗어나, 너무 작은 경우에는 전지셀들의 열을 용이하게 전달하기 어려우므로 바람직하지 않다.In addition, the size of the heat dissipation members may be 50% or more of the minimum size of the positive or negative electrode, and when it is too small, it is not preferable because it is difficult to easily transfer the heat of the battery cells.

상기 제 1 방열부재가 전극조립체의 내부에 위치하는 경우, 그 위치는 한정되지 아니하나, 양극과 분리막 사이 또는, 음극과 분리막 사이에 개재되어 있을 수 있고, 양극, 분리막, 및 음극이 둘 이상인 경우에는, 두께 방향으로 냉각 효율을 극대화시키기 위해 상기 제 1 방열부재는 중심부의 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 개재되어 있을 수 있다.When the first heat dissipation member is located inside the electrode assembly, the position is not limited, but may be interposed between the positive electrode and the separator or between the negative electrode and the separator, and the positive electrode, the separator, and the negative electrode are two or more In an embodiment, in order to maximize cooling efficiency in the thickness direction, the first heat dissipation member may be interposed between the central anode and the separator or between the cathode and the separator.

또한, 상기 제 1 방열부재가 전극조립체의 외면에 위치하는 경우, 상기 전극조립체의 외면은, 방열에 가장 효과적일 수 있도록, 상세하게는, 적층방향에서 전극과 만나는 외면일 수 있다. In addition, when the first heat dissipation member is located on the outer surface of the electrode assembly, the outer surface of the electrode assembly may be the most effective for heat dissipation, specifically, the outer surface meeting the electrodes in the stacking direction.

또한, 상기 제 1 방열부재는 전지케이스 외부에 위치하는 제 2 방열부재와 커넥팅 부재에 의해 열적으로 연결되어 있는데, 이때, 상기 커넥팅 부재는 방열부재들에 용접에 의해 부착되어 있을 수 있고, 상기 커넥팅 부재가 형성되어 있는 제 1 방열부재의 일측 단부는 전극 탭이 형성되어 있지 않은 변일 수 있다.In addition, the first heat dissipation member is thermally connected to the second heat dissipation member located outside the battery case by a connecting member. In this case, the connecting member may be attached to the heat dissipation members by welding, and the connecting member One end of the first heat dissipation member on which the member is formed may be a side on which the electrode tab is not formed.

전극 탭과 같은 방향에 위치하는 경우, 전극 탭과의 사이에서 조그만 흔들림에도 단락이 일어날 가능성이 크고, 전극 탭 및 커넥팅 부재의 크기를 조절하는데 한계가 있는 바, 전극 탭이 형성되어 있지 않는 방향에 커넥팅 부재가 위치하는 것이 보다 바람직하다.When positioned in the same direction as the electrode tab, there is a high possibility that a short circuit may occur even with a slight vibration between the electrode tab and the electrode tab, and there is a limit to adjusting the size of the electrode tab and the connecting member. It is more preferable for the connecting member to be located.

이러한 상기 제 1 방열부재로부터 연장된 커넥팅 부재는 하나 이상 형성되어 있을 수 있으며, 전지케이스의 내부 및 외부에 있는 방열부재를 연결해야 하므로, 전지케이스의 상부 및 하부 케이스 사이에서, 상기 전지케이스가 전극조립체가 수납되는 수납부의 외주변에 개재된 상태에서 열융착 되어 있을 수 있다 One or more connecting members extending from the first heat dissipation member may be formed, and since the heat dissipation members inside and outside the battery case must be connected, between the upper and lower cases of the battery case, the battery case is an electrode The assembly may be heat-sealed in a state interposed around the outer periphery of the receiving unit in which the assembly is accommodated.

이때, 상기 전지케이스의 열융착 부위와 만나는 커넥팅 부재의 일면 또는 양면에는 절연성 테이프가 부착되어 있을 수 있다.In this case, an insulating tape may be attached to one or both surfaces of the connecting member that meets the heat-sealed portion of the battery case.

또한, 상기 커넥팅 부재의 구조에는 한정이 없으나, 상기에서와 같이, 전지케이스의 외주변에 개재되어야 하므로, 상세하게는, 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재보다 작은 판상형 구조일 수 있다.In addition, the structure of the connecting member is not limited, but as described above, since it should be interposed on the outer periphery of the battery case, in detail, it may be a plate-shaped structure smaller than that of the first heat dissipation member and the second heat dissipation member.

구체적으로, 이러한 커넥팅 부재의 폭은 상세하게는 전지셀 길이 방향을 기준으로 전지셀 길이의 10 내지 50%일 수 있고, 상세하게는 15 내지 30%일 수 있다.Specifically, the width of the connecting member may be 10 to 50% of the length of the battery cell based on the length direction of the battery cell, specifically, may be 15 to 30%.

상기 커넥팅 부재의 폭은 너무 크면, 이후 설명하는 전지셀 구조를 형성하기 위한 절곡이 용이하지 않고, 너무 작으면 작은 충격에도 절단되고 열전달이 용이하지 않는 바 바람직하지 않다.If the width of the connecting member is too large, bending for forming a battery cell structure to be described later is not easy, and if it is too small, it is not preferable because it is cut even with a small impact and heat transfer is not easy.

더욱 상세하게는, 절곡 및 열전달의 용이성을 모두 확보하기 위해서는 상기 커넥팅 부재가 2개 이상으로 이루어져, 하나의 커넥팅 부재의 폭이 10 내지 30%의 범위를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.More specifically, in order to secure both the ease of bending and heat transfer, it is more preferable that the connecting member is made of two or more, and the width of one connecting member satisfies the range of 10 to 30%.

또 하나의 구체적인 예에서, 상기 커넥팅 부재는 상기에서 언급한 바와 같이, 절곡 가능한 구조일 수 있다.In another specific example, the connecting member may have a bendable structure as described above.

따라서, 상기 커넥팅 부재의 절곡에 의해, 제 2 방열부재가 전지케이스의 외부에서 전지셀의 두께 방향, 즉 전극들이 적층된 방향에 위치할 수 있고, 더욱 상세하게는 전지셀 두께 방향에서 전지케이스의 외면에 면접촉되어 있을 수 있다. 따라서, 전지셀의 내부에서뿐 아니라, 외부에서도 냉각 효과가 있을 수 있고, 내부에서 커넥팅 부재를 통해 전도된 열이 외부의 제 2 방열부재를 통해서도 냉각될 수 있는 바, 더욱 효율적인 냉각이 가능하다.Therefore, by bending the connecting member, the second heat dissipation member can be positioned in the thickness direction of the battery cell, that is, in the direction in which the electrodes are stacked, from the outside of the battery case, and more specifically, in the battery cell thickness direction. You may be interviewed on the outside. Accordingly, there may be a cooling effect not only from the inside of the battery cell but also from the outside, and heat conducted through the connecting member from the inside may be cooled through the second heat dissipating member outside, so that more efficient cooling is possible.

한편, 상기 전지케이스 내부에 장착되는 전극조립체는, 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극 및 그 사이에 개재되어 있는 분리막으로 이루어진 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 권취형(젤리-롤), 스택형 또는 스택/폴딩형으로 이루어진 구조를 들 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.On the other hand, the electrode assembly mounted inside the battery case is not particularly limited as long as it has a structure consisting of a positive electrode and a negative electrode and a separator interposed therebetween by connecting a plurality of electrode tabs, preferably a winding type (jelly-roll). ), a stacked or stacked/folded structure. Detailed information on the electrode assembly of the stack/folding structure is disclosed in Korean Patent Application Publication Nos. 2001-0082058, 2001-0082059, and 2001-0082060 of the present applicant, and the application is in the context of the present invention. incorporated by reference.

젤리-롤의 경우, 상세하게는, 그것의 권취 중심에 방열부재가 장착되어 있는 구조이거나, 젤리-롤의 외면에 부착된 구조일 수 있다. 상기 권취 중심에 대한 방열부재의 장착은 권취 과정에서 도입될 수도 있고, 맨드렐에 의한 권취 후, 상기 맨드렐을 제거한 뒤 방열부재를 대신 삽입할 수도 있다.In the case of the jelly-roll, specifically, it may have a structure in which a heat dissipation member is mounted in the center of its winding, or a structure attached to the outer surface of the jelly-roll. The mounting of the heat dissipation member to the winding center may be introduced during the winding process, or after winding by the mandrel, the mandrel may be removed and then the heat dissipation member may be inserted instead.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 둘 이상 포함하는 전지모듈을 제공한다. The present invention also provides a battery module including two or more of the battery cells.

상기 전지셀들로 구성되는 전지모듈은, n개(3≤n≤50)의 전지셀들을 포함할 때, 제 1 전지셀 내지 제 n-1 전지셀의 제 2 방열부재는, 커넥팅 부재의 절곡에 의해, 전지케이스의 외부에서 전지셀의 두께 방향에 위치하여 인접 전지셀들 사이에 개재되고, 일측의 최외곽에 위치하는 제 n 전지셀의 제 2 방열부재는 전지셀의 외면에 위치하는 구조로 이루어질 수 있고, 이러한 구조를 가지는 경우, 콤팩트하면서도 내부의 제 1 방열부재와 외부의 제 2 방열부재 양면에서 열전도에 의한 냉각이 가능하고, 전지모듈의 배열 내측에 위치하는 전지셀들은 방열부재는 양면으로 포함할 수 있는 바, 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.When the battery module composed of the battery cells includes n (3≤n≤50) battery cells, the second heat dissipation member of the first to n-1th battery cells is bent of the connecting member. A structure in which the second heat dissipation member of the n-th battery cell positioned at the outermost side of the battery cell is positioned in the thickness direction of the battery cell from the outside of the battery case and interposed between the adjacent battery cells, and is positioned on the outer surface of the battery cell In the case of having such a structure, cooling by heat conduction is possible from both sides of the first heat dissipation member inside and the second heat dissipation member outside while being compact, and the battery cells located inside the arrangement of the battery modules are heat dissipating members. Since the bar may be included on both sides, the cooling efficiency may be further improved.

더 나아가, 상기 전지모듈은 열교환 부재를 추가로 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 절곡된 커넥팅 부재는 상기 열교환 부재에 열적으로 접촉되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 방열부재와 열교환 부재의 조합은 효율적인 열 전달을 가능하게 하며, 상기 접촉 방법은 용접이나, 기계적 체결 등으로 다양하게 이루어질 수 있다.Furthermore, the battery module may further include a heat exchange member, and in this case, the bent connecting member may be in thermal contact with the heat exchange member. The combination of the heat dissipating member and the heat exchanging member enables efficient heat transfer, and the contact method may be variously performed by welding, mechanical fastening, or the like.

여기서, 상기 열교환 부재의 구조는 특별히 제한되지 않으며, 상세하게는, 공냉식일 수도 있으나, 냉매의 유동을 위한 하나 또는 둘 이상의 유로가 형성되어 있는 구조일 수 있다. 예를 들어, 열교환 부재에 물 등과 같은 액상 냉매의 유동을 위한 냉매 유로를 형성함으로써, 종래의 공냉식 구조에 비해 높은 신뢰성으로 우수한 냉각 효과를 발휘할 수 있다.Here, the structure of the heat exchange member is not particularly limited, and specifically, it may be an air cooling type, but may have a structure in which one or two or more flow paths for the flow of the refrigerant are formed. For example, by forming a refrigerant flow path for the flow of a liquid refrigerant such as water in the heat exchange member, it is possible to exhibit an excellent cooling effect with high reliability compared to a conventional air-cooling structure.

따라서, 전지셀 내부 및 외부에서 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재에 전달된 열이, 커넥팅 부재를 통해 열교환 부재에 접촉하고, 열교환 부재는, 냉매 유로를 통한 수냉 또는 공냉에 의해 추가적으로 방열을 가능하게 함으로써, 전지셀의 방열을 효과적으로 수행할 수 있다.Therefore, the heat transferred to the first heat dissipating member and the second heat dissipating member from inside and outside the battery cell comes into contact with the heat exchange member through the connecting member, and the heat exchange member can additionally dissipate heat by water cooling or air cooling through the refrigerant passage. By doing so, the heat dissipation of the battery cell can be effectively performed.

또한, 본 발명은 소망하는 출력 및 용량에 따라 하나 이상의 전지모듈을 조합하여 제조되는 전지팩과, 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.In addition, the present invention provides a battery pack manufactured by combining one or more battery modules according to a desired output and capacity, and a device including the battery pack.

본 발명에 따른 디바이스는 고출력 대용량의 달성을 위해 다수의 전지팩을 포함함으로써, 충방전시 발생하는 고열의 안전성 측면에서 심각하게 대두되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장장치 등의 전원에 바람직하게 사용될 수 있다.The device according to the present invention includes a plurality of battery packs in order to achieve high output and high capacity, so that electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, or electric power that are seriously emerging in terms of safety of high heat generated during charging and discharging It can be preferably used for power sources such as storage devices.

특히, 장시간에 걸쳐 전지팩을 통한 높은 출력이 요구되는 전기자동차와 플러그-인 하이브리드 전기자동차의 경우, 높은 방열 특성이 요구되는 바, 그러한 측면에서 본 발명에 따른 전지팩은 전기자동차와 플러그-인 하이브리드 전기자동차에 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.In particular, in the case of electric vehicles and plug-in hybrid electric vehicles that require high output through the battery pack over a long period of time, high heat dissipation characteristics are required. It can be used more preferably in a hybrid electric vehicle.

앞서 설명한 전지모듈, 전지팩, 디바이스는 전지셀을 사용하는 당해 분야에서 그것의 구조 및 제작 방법이 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and manufacturing method of the battery module, battery pack, and device described above are known in the art using battery cells, detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 전지의 방열을 촉진하기 위한 방열부재가 전극조립체 내부 및/또는 전극조립체의 외면에 접촉된 상태로 전극조립체 외부로 노출되어 있으므로, 전지셀 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있으며, 그에 따라 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the battery cell according to the present invention, the heat dissipation member for facilitating heat dissipation of the battery is exposed to the outside of the electrode assembly while in contact with the inside of the electrode assembly and/or the outer surface of the electrode assembly. The generated heat can be effectively dissipated to the outside, thereby improving the lifespan characteristics of the battery.

더욱이, 전지모듈에 있어서는, 전지셀의 외부로 돌출된 방열부재가 인접하는 전지셀과의 사이에 개재되어 냉각효율을 높이고, 방열부재들을 잇는 커넥팅 부재가 추가적인 열교환 부재에 접촉되어 있음으로써, 단순한 구조로 냉각 효율을 극대화할 수 있으며, 전지모듈 내지 전지팩의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.Furthermore, in the battery module, the heat dissipation member protruding to the outside of the battery cell is interposed between the battery cell and the adjacent battery cell to increase the cooling efficiency, and the connecting member connecting the heat dissipation members is in contact with the additional heat exchange member, so that the structure is simple. cooling efficiency can be maximized, and the safety of the battery module or battery pack can be further improved.

도 1는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 평면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈을 위한 다수의 전지셀들을 배열한 정면도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지모듈 구조의 사시도이다.
1 is a cross-sectional view of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
3 is a front view in which a plurality of battery cells are arranged for a battery module according to an embodiment of the present invention;
4 is a perspective view of a battery module structure according to an embodiment of the present invention.

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

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 내부를 볼 수 있는 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing the inside of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전지셀(100)은 양극(111)/분리막(112)/음극(112) 구조의 전극조립체(110)가 라미네이트 시트의 전지케이스(120) 내부에 장착되어 있고, 이들 전극조립체 내부, 구체적으로는 분리막과 음극 사이에 전극조립체의 내부에서 발생하는 열을 방열하기 위한 제 1 방열부재(131)가 장착되어 있으며, 이러한 전지케이스의 외부에는 제 2 방열 부재가 위치하고 있다.Referring to FIG. 1 , in the battery cell 100 , the electrode assembly 110 of the positive electrode 111 / separator 112 / negative electrode 112 structure is mounted inside the battery case 120 of a laminate sheet, and these electrodes A first heat dissipating member 131 for dissipating heat generated inside the electrode assembly is mounted inside the assembly, specifically, between the separator and the negative electrode, and a second heat dissipating member is positioned outside the battery case.

한편, 도 2에는 제 1 방열부재(131)와 제 2 방열부재(132)의 연결관계를 더욱 명확히 하기 위해 양극과 음극 등의 전극조립체의 기타 구성들을 제외하여 전지셀의 평면도를 투시도로 나타내었다.Meanwhile, in FIG. 2, in order to further clarify the connection relationship between the first heat dissipation member 131 and the second heat dissipation member 132, a plan view of the battery cell is shown in perspective view except for other components of the electrode assembly such as the positive electrode and the negative electrode. .

도 2를 참조하면, 전지셀(100)의 제 1 방열부재(131)와 제 2 방열부재(132)는 제 1 방열부재(131)의 일측 단부로부터 전지케이스(120)의 외부로 연장되어 있는 두 개의 커넥팅 부재(133)에 의해 연결되어 있고, 이때, 상기 일측 단부는 전극조립체로부터 외부로 연장된 전극 탭들(114)이 형성되어 있지 않은 변을 의미한다.Referring to FIG. 2 , the first heat dissipation member 131 and the second heat dissipation member 132 of the battery cell 100 extend to the outside of the battery case 120 from one end of the first heat dissipation member 131 . It is connected by two connecting members 133 , and in this case, the one end means a side on which the electrode tabs 114 extending outward from the electrode assembly are not formed.

또한, 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 제 1 방열부재(131)와 제 2 방열부재(132)는 전극조립체의 양극(111) 및 음극(112)과 유사한 크기의 판상형 구조를 가지고 있고, 커넥팅 부재(133)은 제 1 방열부재(131) 및 제 2 방열부재(132)보다 작은 판상형 구조로 이루어져 있다.In addition, referring to FIGS. 1 and 2 together, the first heat dissipation member 131 and the second heat dissipation member 132 have a plate-shaped structure of a similar size to the anode 111 and the cathode 112 of the electrode assembly, The connecting member 133 has a plate-shaped structure smaller than the first heat dissipation member 131 and the second heat dissipation member 132 .

커넥팅 부재(133)는 전지케이스(120) 내부에 위치하는 제 1 방열부재(131)와 전지케이스(120) 외부에 위치하는 제 2 방열부재(132)를 연결하기 위해서 전지케이스(120)의 외주변에 형성되는 융착부에 위치할 수 밖에 없고, 따라서, 명확히 도시하지는 않았으나, 커넥팅 부재(133)은 전지케이스(120)의 외주변에서 개재된 상태로 함께 열융착되어 있고, 이때, 절연성을 확보하기 위해 전지케이스(120)의 열융착 부위가 만나는 커넥팅 부재(133)의 일면 또는 양면에는 전극 탭들(114)에 부착된 절연성 테이프(115)와 같이, 절연성 테이프(134)가 부착되어 있다.The connecting member 133 is provided outside the battery case 120 to connect the first heat dissipation member 131 located inside the battery case 120 and the second heat dissipation member 132 located outside the battery case 120 . It has to be located in the fusion part formed around it, and therefore, although not clearly shown, the connecting member 133 is thermally fused together in a state interposed at the outer periphery of the battery case 120 , and at this time, insulation is secured In order to do this, an insulating tape 134 is attached to one or both sides of the connecting member 133 where the heat-sealed portion of the battery case 120 meets, like the insulating tape 115 attached to the electrode tabs 114 .

이러한 커넥팅 부재(133)는 또한 절곡 가능(화살표 표시)하고, 이에 제 2 방열부재(132)가 전지케이스 외부에서 전지셀의 두께 방향에 위치하게 된다.The connecting member 133 is also bendable (indicated by an arrow), so that the second heat dissipation member 132 is positioned in the thickness direction of the battery cell from the outside of the battery case.

이러한 커넥팅 부재(133)가 절곡 가능함에 따른 하나의 구체적인 예와 그에 따른 효과를 보여주기 위해, 전지셀들(100, 200, 300, 400)이 배열되어 있는 구조의 전지모듈을 도 3에 도시하고 있다.In order to show one specific example and the effect according to which the connecting member 133 is bendable, a battery module having a structure in which the battery cells 100, 200, 300, 400 are arranged is shown in FIG. have.

도 3을 참조하면, 먼저, 4개의 전지셀들(100, 200, 300, 400)이 나란히 배열되어 있고, 커넥팅 부재(133)는 전지셀들(100, 200, 300, 400)의 전지케이스 내부에 장착되어 있는 제 1 방열부재(131)로부터 전지케이스 외부로 연장되어 있으며, 이는 'ㄷ'와 같은 형태로 절곡되어 제 2 방열부재(132)가 전지셀(100)의 두께 방향에 위치하도록 구성되어 있다. 전지셀들(100, 200, 300, 400) 각각은 모두 상기 전지셀(100)과 같은 구조를 가지고 나란히 배열되어 있는 바, 전지셀(100)의 제 2 방열부재(132)는 전지셀(100)과 전지셀(200) 사이에 개재되어 있고, 이러한 구조는 그 밖의 전지셀들(100, 200, 300, 400)에서도 마찬가지이다.Referring to FIG. 3 , first, four battery cells 100 , 200 , 300 , 400 are arranged side by side, and the connecting member 133 is disposed inside the battery case of the battery cells 100 , 200 , 300 , 400 . It extends from the first heat dissipation member 131 mounted to the outside of the battery case, which is bent in the shape of 'C' so that the second heat dissipation member 132 is positioned in the thickness direction of the battery cell 100 . has been Each of the battery cells 100 , 200 , 300 , 400 has the same structure as the battery cell 100 and is arranged side by side, and the second heat dissipation member 132 of the battery cell 100 is the battery cell 100 . ) and the battery cell 200 , and this structure is the same for the other battery cells 100 , 200 , 300 , and 400 .

따라서, 전지셀들(100, 200, 300, 400)의 내부에서뿐 아니라, 외부에서도 냉각 효과가 있을 수 있고, 내부에서 커넥팅 부재(133)을 통해 전도된 열이 커넥팅 부재(133)뿐 아니라, 외부의 제 2 방열부재(132)를 통해서도 냉각될 수 있는 바, 더욱 효율적인 냉각이 가능하며, 전지모듈의 배열 내측에 위치하는 전지셀들(200, 300)과 일단의 전지셀(400)은 방열부재가 전지셀들(200, 300)의 양면에 위치하는 바, 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, there may be a cooling effect not only from the inside of the battery cells 100, 200, 300, and 400, but also from the outside, and the heat conducted through the connecting member 133 from the inside is not only the connecting member 133, Since it can be cooled through the external second heat dissipation member 132, more efficient cooling is possible, and the battery cells 200 and 300 and one end of the battery cell 400 located inside the arrangement of the battery module are heat-dissipating. Since the member is positioned on both sides of the battery cells 200 and 300 , cooling efficiency may be further improved.

더욱이, 이러한 전지셀들의 배열체(100, 200, 300, 400)에서 더욱 냉각효과를 향상시키기 위한 하나의 구체적인 예를 도 4에 도시하였다.Furthermore, one specific example for further improving the cooling effect in the arrangement 100, 200, 300, 400 of such battery cells is shown in FIG.

도 4를 참조하면, 전지셀들(100, 200, 300, 400)이 나란히 배열된 전지모듈의 하단에는, 외부로 노출된 커넥팅 부재(133)가 절곡된 면에 열교환 부재(500)이 접촉된 상태로 위치하고 있다.Referring to FIG. 4 , at the lower end of the battery module in which the battery cells 100 , 200 , 300 , and 400 are arranged side by side, the heat exchange member 500 is in contact with the surface where the connecting member 133 exposed to the outside is bent. located in state.

따라서, 열교환 부재(500)를 단순히 판상형으로 형성하여 넓은 면적의 열전도 등의 방법으로 냉각을 이루거나, 냉매의 유동을 위한 냉매 유로를 형성하거나, 공기가 유통될 수 있는 공기유로 등을 형성하여 한층더 우수한 냉각 효율을 나타낼 수도 있다. Therefore, the heat exchange member 500 is simply formed in a plate shape to achieve cooling by a method such as heat conduction over a large area, to form a refrigerant flow path for the flow of refrigerant, or to form an air flow path through which air can flow. It may exhibit better cooling efficiency.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, but the following examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1 ><Example 1>

양극의 제조Preparation of anode

양극 활물질로 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2를 사용하였고, LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 96.25 중량%, 및 Fx35(도전제) 1.5 중량%, PVdF(결합제) 2.25 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다. LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 was used as a cathode active material , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 96.25 wt%, Fx35 (conductive agent) 1.5 wt%, PVdF (binder) 2.25 wt% NMP (N) as a solvent -methyl-2-pyrrolidone) to prepare a positive electrode mixture slurry, and then coating, drying and pressing on aluminum foil to prepare a positive electrode.

음극의 제조Preparation of the cathode

음극 활물질로는 인조흑연과 천연흑연을 혼합하여 사용하였고, 음극 활물질 95.6 중량%, 및 Super-C (도전제) 1.0 중량%, SBR (결합제) 2.3 중량%와 CMC (증점제) 1.1 중량%를 용제인 물에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 음극을 제조하였다.As the negative electrode active material, artificial graphite and natural graphite were mixed and used, and the negative electrode active material 95.6% by weight, Super-C (conductive agent) 1.0% by weight, SBR (binder) 2.3% by weight and CMC (thickener) 1.1% by weight as a solvent It was added to phosphorus water to prepare a negative electrode mixture slurry, and then coated, dried and compressed on copper foil to prepare an anode.

이차전지의 제조Manufacturing of secondary batteries

상기 양극과 음극 사이에 PE 분리막을 개재한 구조의 전극조립체의 중간 부분에 Al 소재의 방열부재(두께 0.4 mm)를 개재하고 커넥팅 부재로 연결된 또 하나의 동일한 형태의 방열부재를 하기 도 2와 같이 형성하였다 전극조립체는 파우치형 전지케이스에 내장한 후 EC : EMC = 3 : 7 인 용매에 VC를 포함한 첨가제와 0.7M LiPF6 + 0.3M LiFSI의 염이 들어있는 전해액을 주입하여 이차전지를 완성하였다.Another heat dissipation member of the same type connected by a connecting member with an Al heat dissipation member (thickness 0.4 mm) interposed in the middle of the electrode assembly having a structure in which a PE separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode as shown in FIG. After the electrode assembly was embedded in a pouch-type battery case, an electrolyte containing VC and 0.7M LiPF6 + 0.3M LiFSI salt was injected into a solvent having EC: EMC = 3:7 to complete a secondary battery.

<비교예 1><Comparative Example 1>

실시예 1에서 방열부재를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차전지를 제조하였다. A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a heat dissipation member was not used in Example 1.

<비교예 2> <Comparative Example 2>

실시예 1에서 전극조립체 중간 부분에만 Al 소재의 방열부재를 개재하고 이의 일단을 5 mm 가량 전지케이스 외부로 노출시킨 것(외부 방열부재는 없음)을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 이차전지를 제조하였다.Secondary in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, a heat dissipation member made of Al was interposed only in the middle portion of the electrode assembly and one end of the heat dissipation member was exposed to the outside of the battery case by about 5 mm (there was no external heat dissipation member). A battery was prepared.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1과 비교예 1 내지 2에서 각각 제조된 10 개의 이차전지들을 4.25V의 완전 충전된 상태로 준비하였다. 못 관통 시험기를 이용하여 철로 만들어진 직경 3mm의 못을 위에서 만들어진 전지의 중앙에 관통시켜 발화여부를 측정하였다.Ten secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, were prepared in a fully charged state of 4.25V. Using a nail penetrating tester, a nail with a diameter of 3 mm made of iron was passed through the center of the battery made above, and the ignition was measured.

이때, 못의 관통 속도는 25mm/sec으로 일정하게 하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다. At this time, the penetration speed of the nail was constant at 25 mm/sec, and the results are summarized in Table 1 below.

발화여부ignition or not 최고온도(℃)Maximum temperature (℃) 실시예 1 Example 1 발화없음no ignition 50.250.2 비교예 1Comparative Example 1 발화utterance -- 비교예 2Comparative Example 2 발화없음no ignition 82.282.2

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지들은 10 개 전지 모두에서 발화가 일어나지 않고, 온도 상승이 크지 않은 반면, 비교예 1은 냉각 효과가 없어 발화가 일어나며, 비교예 2는 일부 냉각 효과로 인해 발화는 일어나지 않았으나, 온도 상승이 큰 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, in the secondary batteries according to the present invention, ignition does not occur in all ten batteries and the temperature rise is not large, whereas Comparative Example 1 does not have a cooling effect, so ignition occurs, and Comparative Example 2 is partially cooled Although ignition did not occur due to the effect, it can be confirmed that the temperature rise is large.

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 (16)

양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스 내부에 장착되어 있고,
충방전 또는 단락 발생시 전극조립체의 내부에서 발생하는 열을 방열하기 위한 하나 이상의 제 1방열부재가 전극조립체의 내부 및 전극조립체의 외면 중 적어도 하나에 접촉된 상태로 장착되어 있으며;
전지케이스 외부에는 제 2 방열부재가 위치하고; 제 1 방열부재와 제 2 방열부재는, 제 1 방열부재의 일측 단부에서 전지케이스의 외부로 연장되어 있는 하나 이상의 커넥팅 부재에 의해 열적으로 연결되어 있으며,
분리막과 음극 사이에 전극조립체의 내부에서 발생하는 열을 방열하기 위한 제1 방열부재(131)가 장착하고,
상기 커넥팅 부재는 “ㄷ”자로 절곡 가능하며,
상기 제 2 방열부재는, 커넥팅 부재의 절곡에 의해, 전지 케이스의 외부에서 전지셀의 두께 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
An electrode assembly of a positive electrode/separator/negative electrode structure is mounted inside a battery case made of a laminate sheet,
one or more first heat dissipating members for dissipating heat generated inside the electrode assembly when charging/discharging or short circuit occurs are mounted in contact with at least one of the inside of the electrode assembly and the outer surface of the electrode assembly;
A second heat dissipation member is positioned outside the battery case; The first heat dissipating member and the second heat dissipating member are thermally connected by one or more connecting members extending from one end of the first heat dissipating member to the outside of the battery case,
A first heat dissipation member 131 for dissipating heat generated inside the electrode assembly is mounted between the separator and the cathode,
The connecting member is bendable in a “C” shape,
The second heat dissipation member is a battery cell, characterized in that it is located in the thickness direction of the battery cell from the outside of the battery case by bending the connecting member.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방열부재, 제 2 방열부재, 및 커넥팅 부재는 열전도성 소재로 이루어지는 것 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first heat dissipation member, the second heat dissipation member, and the connecting member are made of a thermally conductive material. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방열부재, 제 2 방열부재, 및 커넥팅 부재는 금속 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 2, wherein the first heat dissipation member, the second heat dissipation member, and the connecting member are made of a metal material. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재는 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first heat dissipation member and the second heat dissipation member have a plate-like structure. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재의 크기는 양극 또는 음극의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 4, wherein the size of the first heat dissipating member and the second heat dissipating member is the same as the size of the positive electrode or the negative electrode. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅 부재가 형성되어 있는 제 1 방열부재의 일측 단부는 전극 탭이 형성되어 있지 않은 변인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein one end of the first heat dissipation member on which the connecting member is formed is a side on which the electrode tab is not formed. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅 부재는 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재보다 작은 판상형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the connecting member has a plate-shaped structure smaller than that of the first heat dissipation member and the second heat dissipation member. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 전극조립체가 수납되는 수납부의 외주변에 제 1 방열부재로부터 연장된 하나 이상의 커넥팅 부재가 개재된 상태에서 열융착 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the battery case is heat-sealed in a state in which one or more connecting members extending from the first heat dissipation member are interposed on the outer periphery of the housing portion in which the electrode assembly is accommodated. 제 9 항에 있어서, 상기 전지케이스의 열융착 부위와 만나는 커넥팅 부재의 일면 또는 양면에는 절연성 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 9, wherein an insulating tape is attached to one or both surfaces of the connecting member that meets the heat-sealed portion of the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅 부재는 제 1 방열부재 및 제 2 방열부재에 용접에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the connecting member is attached to the first heat dissipation member and the second heat dissipation member by welding. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 방열부재는 전지셀의 두께 방향에서 전지케이스의 외면에 면접촉 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the second heat dissipation member is in surface contact with the outer surface of the battery case in the thickness direction of the battery cell. 제 1 항, 제 2 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 중 어느 하나에 따른 전지셀이 둘 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising two or more battery cells according to any one of claims 1, 2 to 5 and 7 to 11 and 14. 제 15 항에 있어서, 상기 전지모듈은 열교환 부재를 포함하고 있고, 상기 전지모듈이 n개(3≤n≤50)의 전지셀들을 포함할 때, 제 1 전지셀 내지 제 n-1 전지셀의 제 2 방열부재는, 커넥팅 부재의 절곡에 의해, 전지케이스의 외부에서 전지셀의 두께 방향에 위치하여 인접 전지셀들 사이에 개재되고, 일측의 최외곽에 위치하는 제 n 전지셀의 제 2 방열부재는 전지셀의 외면에 위치하며, 상기 절곡된 커넥팅 부재는 상기 열교환 부재에 열적으로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.The method according to claim 15, wherein the battery module includes a heat exchange member, and when the battery module includes n (3≤n≤50) battery cells, The second heat dissipation member is positioned in the thickness direction of the battery cell from the outside of the battery case by bending the connecting member and is interposed between adjacent battery cells, and the second heat dissipation of the n-th battery cell located at the outermost side The member is positioned on the outer surface of the battery cell, and the bent connecting member is in thermal contact with the heat exchange member.
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