KR102263470B1 - Battery Cell Comprising Hot-melting Adhesive Part - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,
상기 전극조립체와 전지케이스 사이에는 핫-멜팅 접착부가 개재되어 있고;
상기 핫-멜팅 접착부는, 침상 도체의 관통에 의한 단락으로 유발된 고온 환경에서 적어도 부분적으로 용융되어, 침상 도체와 전극조립체의 접촉을 최소화하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention is a battery cell in which an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode is embedded in a battery case together with an electrolyte,
A hot-melting adhesive is interposed between the electrode assembly and the battery case;
The hot-melting adhesive part is at least partially melted in a high-temperature environment caused by a short circuit by penetrating the needle-shaped conductor, and relates to a battery cell, characterized in that it functions to minimize contact between the needle-shaped conductor and the electrode assembly.
Description
본 발명은 핫 멜팅 접착부를 포함하는 전지셀에 대한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a hot-melting adhesive.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of research on secondary batteries capable of meeting various needs is being conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with thin thickness, and in terms of materials, they have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability. Demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries is high.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 내부 쇼트, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 등에 의한 충격과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발을 초래할 수 있다.One of the main research tasks in such a secondary battery is to improve safety. In general, lithium secondary batteries are subject to high temperature and high pressure inside the battery that may be caused by abnormal operating conditions of the battery, such as internal short circuit, overcharge state exceeding the allowed current and voltage, exposure to high temperature, and shock caused by dropping. may cause the battery to explode.
또한, 전극조립체는 못과 같이 전기 전도성을 가지는 날카로운 침상 도체로 관통될 경우에, 양극과 음극이 침상 도체에 의해 전기적으로 연결되면서 전류가 저항이 낮은 침상 도체로 흐르게 된다. 이 때, 관통된 전극의 변형이 발생하고, 양극 활물질과 음극 활물질간의 접촉 저항부에 통전되는 전류에 의해 높은 저항열이 발생하게 된다. 상기 열로 인하여 전극조립체의 온도가 임계치 이상으로 상승하게 되면, 양극 활물질의 산화물 구조가 붕괴되어 열폭주 현상이 발생하게 되며 이는 전극조립체 및 이차전지를 발화 또는 폭발시키는 주요한 원인으로 작용할 수 있다. In addition, when the electrode assembly is penetrated by a sharp needle-shaped conductor having electrical conductivity such as a nail, the anode and the negative electrode are electrically connected by the needle-shaped conductor, and current flows to the needle-shaped conductor having low resistance. At this time, the penetrating electrode is deformed, and high resistance heat is generated by the current flowing through the contact resistance portion between the positive electrode active material and the negative electrode active material. When the temperature of the electrode assembly rises above the critical value due to the heat, the oxide structure of the positive electrode active material collapses and thermal runaway occurs, which may act as a major cause of ignition or explosion of the electrode assembly and the secondary battery.
또한, 침상 도체에 의해 휘어진 전극이 상호 대면하는 반대극과 접촉하는 경우에는 저항열 보다 높은 발열이 발생하는 바, 전술한 열폭주 현상을 더욱 가속화 시킬 수 있으며, 이러한 문제점은 다수의 전극들이 포함된 바이셀 및 이를 포함하는 전극조립체에서 더욱 심각하게 발생할 수 있다.In addition, when the electrodes bent by the needle-shaped conductor come into contact with opposite poles facing each other, heat higher than the resistance heat is generated, and the aforementioned thermal runaway phenomenon can be further accelerated. It may occur more seriously in a bicell and an electrode assembly including the same.
따라서, 보다 안전하고 효율적인 방법으로 이차전지의 안전성을 담보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can ensure the safety of the secondary battery in a safer and more efficient way.
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 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극조립체와 전지케이스 사이에 핫-멜팅 접착부가 형성되는 전지셀의 경우, 침상 관통시 핫-멜팅 접착부가 침상 도체를 감싸면서 관통이 이루어지기 때문에 추가적인 쇼트가 발생하더라도 발화로 이어지는 것을 방지할 수 있으므로 전지셀의 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After repeated in-depth research and various experiments, the inventors of the present application have, as will be described later, in the case of a battery cell in which a hot-melting adhesive is formed between the electrode assembly and the battery case, the hot-melting adhesive part is needle-shaped when penetrating the needle. Since the penetration is made while wrapping the conductor, it is possible to prevent ignition even when an additional short circuit occurs, so it was confirmed that the safety of the battery cell can be greatly improved, and the present invention was completed.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,The battery cell according to the present invention for achieving this object,
양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,A battery cell in which an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode is embedded in a battery case together with an electrolyte,
상기 전극조립체와 전지케이스 사이에는 핫-멜팅 접착부가 개재되어 있고;A hot-melting adhesive is interposed between the electrode assembly and the battery case;
상기 핫-멜팅 접착부는, 침상 도체의 관통에 의한 단락으로 유발된 고온 환경에서 적어도 부분적으로 용융되어, 침상 도체와 전극조립체의 접촉을 최소화하는 작용을 할 수 있다.The hot-melting adhesive portion is at least partially melted in a high-temperature environment caused by a short circuit caused by penetrating the needle-shaped conductor, thereby minimizing the contact between the needle-shaped conductor and the electrode assembly.
침상도체와 같은 전지의 안전성 평가 실험시 전지가 폭발 또는 발화하는 주된 원인은, 관통된 전극이 변형되어 양극과 음극이 접촉하게 되면 통전되는 전류에 의해 높은 저항열이 발생하는데, 전지셀 내부의 온도가 임계치 이상으로 증가하게 됨에 따라 전극 활물질의 구조가 붕괴되면서 열폭주 현상이 발생하기 때문이다.The main cause of battery explosion or ignition in the safety evaluation experiment of batteries such as needle-shaped conductors is that when the penetrating electrode is deformed and the positive and negative electrodes come into contact, high resistance heat is generated by the current flowing through them. This is because the thermal runaway phenomenon occurs as the structure of the electrode active material collapses as α increases above the critical value.
따라서, 침상도체 관통시 서로 다른 전극 간의 접촉이 일어나는 것을 방지할 필요가 있다. 이에, 핫-멜팅 접착부를 전극조립체와 전지케이스 사이에 개재시킴으로써, 비정상적인 사용에 의한 전지셀의 고온 환경하에서 용융된 핫-멜팅 접착부가 침상도체의 외주면을 감싸게 되기 때문에, 침상도체와 전극의 직접 접촉을 막을 수 있다.Therefore, it is necessary to prevent contact between different electrodes when penetrating the needle conductor. Therefore, by interposing the hot-melting adhesive part between the electrode assembly and the battery case, the hot-melting adhesive part melted under the high-temperature environment of the battery cell due to abnormal use wraps around the outer peripheral surface of the needle-shaped conductor, so that the needle-shaped conductor and the electrode are in direct contact can prevent
따라서, 종래에 네일 테스트(nail test)와 같은 전지의 안전성 평가시, 관통된 네일을 통해 서로 다른 전극 간의 접촉이 발생, 및 이로 인한 폭발 발화가 야기되는 문제를 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent a problem in which contact between different electrodes occurs through a pierced nail and an explosion or ignition is caused due to the conventional nail test when safety evaluation of the battery is performed.
하나의 구체적인 예에서, 상기 핫-멜팅 접착부는 전극조립체와 전지케이스 사이에 개재되는 구조인 점을 고려할 때, 전지케이스의 내면에 형성될 수 있는 바, 전지케이스의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 상기 전지케이스는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 또는 금속 캔형 케이스일 수 있다. 상기 금속 캔형 케이스는 원통형 금속 케이스 및 각형 금속 케이스를 모두 포함할 수 있다.In one specific example, considering that the hot-melting adhesive part has a structure interposed between the electrode assembly and the battery case, the bar may be formed on the inner surface of the battery case, and the type of the battery case is not particularly limited. For example, the battery case may be a pouch-type case made of an aluminum laminate sheet or a metal can-type case. The metal can-shaped case may include both a cylindrical metal case and a prismatic metal case.
또한, 상기 핫-멜팅 접착부가 전극조립체의 외면에 형성되는 구조일 수 있는 바, 예를 들어, 상기 전극조립체는, 분리막이 개재된 상태로 하나 이상의 양극판과 하나 이상의 음극판이 적층되어 있는 스택형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트에 위해 권취되어 있는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션-스택형 전극조립체; 또는 하나의 양극판과 하나의 음극판이 분리막이 개재된 상태로 권취되어 있는 권취형 전극조립체일 수 있다.In addition, the hot-melting adhesive portion may have a structure formed on the outer surface of the electrode assembly, for example, the electrode assembly is a stacked electrode in which one or more positive plates and one or more negative plates are stacked with a separator interposed therebetween. Assembly, or stack-folding electrode assembly in which stacked unit cells including positive and negative plates are wound on a separation sheet, or lamination-stack in which stacked unit cells including positive and negative plates are stacked with a separator interposed therebetween type electrode assembly; Alternatively, it may be a wound-up electrode assembly in which one positive plate and one negative plate are wound with a separator interposed therebetween.
상기 핫-멜팅 접착부는 용융 상태에서 전극조립체의 적어도 일부 외면에 코팅된 핫-멜팅 접착층일 수 있다.The hot-melting adhesive portion may be a hot-melting adhesive layer coated on at least a portion of the outer surface of the electrode assembly in a molten state.
상기 핫-멜팅 접착층은 침상도체의 충격을 완화하기 위한 것이 바람직한 바, 다공성 구조로 이루어질 수 있다.The hot-melting adhesive layer is preferably for alleviating the impact of the needle-shaped conductor, and may have a porous structure.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체가 평면상 장방형의 외면을 갖는 구조의 단위셀들로 이루어진 경우로서, 예를 들어, 스택형 전극조립체, 스택-폴딩형 전극조립체 또는 라미네이션-스택형 전극조립체인 경우, 안전성 테스트가 평면상 상면에서 하면 방향으로 이루어지는 점을 고려할 때, 전극조립체의 상면 및/또는 하면에 핫-멜팅 접착층이 코팅된 구조일 수 있다.In one specific example, when the electrode assembly is made of unit cells having a structure having a rectangular outer surface on a plane, for example, a stack-type electrode assembly, a stack-folding-type electrode assembly, or a lamination-stack-type electrode assembly. In this case, considering that the safety test is performed in the direction from the top to the bottom on a plane, the electrode assembly may have a structure in which a hot-melting adhesive layer is coated on the top and/or bottom surfaces.
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체가 권취형 전극조립체인 경우, 전극조립체의 외면 전체에 핫-멜팅 접착층이 코팅된 구조일 수 있다.In another specific example, when the electrode assembly is a wound type electrode assembly, it may have a structure in which a hot-melting adhesive layer is coated on the entire outer surface of the electrode assembly.
한편, 핫-멜팅 접착부가 전지케이스에 형성되는 경우로서, 상기 핫-멜팅 접착부는 용융 상태에서 전극조립체에 대면하는 전지케이스 내면의 적어도 일부에 코팅된 핫-멜팅 접착층일 수 있다.Meanwhile, when the hot-melting adhesive part is formed on the battery case, the hot-melting adhesive part may be a hot-melting adhesive layer coated on at least a portion of the inner surface of the battery case facing the electrode assembly in a molten state.
또는, 안전성을 더욱 향상시키기 위하여, 상기 핫-멜팅 접착부는 용융 상태에서 전극조립체에 대면하는 전지케이스의 내면 전체에 코팅된 핫-멜팅 접착층일 수 있다.Alternatively, in order to further improve safety, the hot-melting adhesive part may be a hot-melting adhesive layer coated on the entire inner surface of the battery case facing the electrode assembly in a molten state.
상기 핫-멜팅 접착부의 소재는 상온에서 경화 상태이나 고온 상태 도달시 용융되어 침상도체의 외면을 감쌀 수 있는 성질을 갖는 열가소성 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 핫-멜팅 접착부는 폴리올레핀계(polyolefin-based) 수지, 폴리염화비닐계(polyvinylchloride-based) 수지, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer-based)계 수지, 폴리아마이드계(polyamide-based) 수지, 폴리에스테르계(polyester-based) 수지, 실리콘 고무, 및 이들을 포함하는 공중합체; 및 아이오노머(ionically crosslinked 구조를 가지는 열가소성 수지)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다. The material of the hot-melting adhesive part is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin having a property of being cured at room temperature, but melted upon reaching a high temperature state to wrap the outer surface of the needle-shaped conductor. For example, the hot-melting adhesive part is polyolefin-based. (polyolefin-based) resin, polyvinylchloride-based resin, EVA (Ethylene-Vinyl Acetate copolymer-based) resin, polyamide-based resin, polyester-based resin , silicone rubber, and copolymers containing them; and ionomers (thermoplastic resins having an ionically crosslinked structure).
상기 핫-멜팅 접착부는, 전극조립체를 관통하는 침상도체의 외면을 완전히 감싸면서 전극과의 접촉을 방지하기 위하여, 고연신 특성을 갖는 화합물이 포함되는 것이 바람직한 바, 열가소성 수지와 함께 고연신 특성의 화합물을 포함할 수 있으며, 상기 고연신 특성의 화합물은 핫-멜팅 접착부의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.The hot-melting adhesive part preferably includes a compound having high elongation properties to completely surround the outer surface of the needle-shaped conductor penetrating through the electrode assembly and prevent contact with the electrode. The compound may be included, and the compound having a high elongation property may be included in an amount of 5 wt% to 30 wt% based on the total weight of the hot-melting adhesive part.
상기 고연신 특성의 화합물이 5 중량% 보다 적은 경우에는 높은 고연신 특성을 기대하기 어렵고, 30 중량% 보다 많은 경우에는 상대적으로 열가소성 수지의 함량이 줄어들기 때문에 고온에서 용융이 잘 일어나지 않을 수 있으므로 바람직하지 않다.When the compound of the high elongation property is less than 5% by weight, it is difficult to expect a high high elongation property, and when it is more than 30% by weight, it is preferable because the content of the thermoplastic resin is relatively reduced, so melting may not occur well at high temperature. don't
하나의 구체적인 예에서, 상기 핫-멜팅 접착부는 필름 부재로 이루어질 수 있는 바, 필름 부재를 전극조립체의 외면과 전지케이스의 내면 사이에 개재하는 경우, 별도의 코팅 과정이나 접착 과정 없이 간단한 방법으로 핫-멜팅 접착부를 형성할 수 있다.In one specific example, the hot-melting adhesive part may be made of a film member. When the film member is interposed between the outer surface of the electrode assembly and the inner surface of the battery case, it is hot in a simple way without a separate coating process or adhesion process. -Able to form a melting adhesive part.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 단위 전지로 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery module including the battery cell as a unit cell, and provides a battery pack including the battery module.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다. The present invention also provides a device including the battery pack as a power source.
구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 상세한 예로는 스마트 폰, 휴대폰, 노트북, 테블릿 PC, 시계 또는 안경에서 선택되는 모바일 디바이스, 또는 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the battery pack can be used as a power source for devices that require high temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics, and specific examples of such devices include smart phones, mobile phones, notebook computers, tablet PCs, watches, or glasses. a power tool powered by a selected mobile device, or battery-based motor; electric vehicles, including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bike) and electric scooters (E-scooter); electric golf carts; It may be selected from a system for power storage, but is not limited thereto.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.Since the structures of these devices and their manufacturing methods are known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체와 전지케이스 사이에 핫-멜팅 접착부가 개재되어 있는 구조로 이루어지는 바, 침상 도체의 관통에 의한 단락으로 유발된 고온 환경에서 핫-멜팅 접착부가 부분적으로 용융되면서, 침상 도체와 전극조립체의 접촉을 최소화할 수 있다.As described above, the battery cell according to the present invention has a structure in which a hot-melting adhesive portion is interposed between the electrode assembly and the battery case, and hot-melting in a high-temperature environment induced by a short circuit due to penetration of the needle-shaped conductor. As the adhesive part is partially melted, the contact between the needle-shaped conductor and the electrode assembly can be minimized.
따라서, 비상정상적인 사용에 의해 유발된 열폭주 현상으로 인한 전지셀의 발화 내지 폭발을 방지할 수 있으므로, 안전성이 향상된 전지셀을 제공할 수 있다.Accordingly, since it is possible to prevent ignition or explosion of the battery cell due to the thermal runaway phenomenon caused by the abnormal use, it is possible to provide a battery cell with improved safety.
도 1은 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀의 수직 단면도이다;
도 2는 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지케이스의 사시도이다;
도 3은 하나의 실시예에 따른 권취형 전극조립체의 사시도이다; 및
도 4는 하나의 실시예에 따른 원통형 전지캔의 사시도이다.1 is a vertical cross-sectional view of a pouch-type battery cell according to an embodiment;
2 is a perspective view of a pouch-type battery case according to an embodiment;
3 is a perspective view of a wound-up electrode assembly according to an embodiment; and
4 is a perspective view of a cylindrical battery can according to an embodiment.
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 1은 하나의 실시예에 다른 파우치형 전지셀의 수직 단면을 모식적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a vertical cross-section of a pouch-type battery cell according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(100)은 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)로 이루어진 전지케이스 내부에 양극 및 음극이 교대로 적층 배열된 전극조립체(130)가 수납되어 있고, 전극조립체(130)의 상면과 상부 케이스(110)의 하면 사이에 핫-멜팅 접착부(140)가 형성되어 있으며, 전극조립체(130)의 하면과 하부 케이스(120)에서 전극조립체가 수납된 수납부 내면 사이에는 핫-멜팅 접착부(140)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, the pouch-
상기 전극조립립체(130)는 스택형 전극조립체, 스택-폴딩형 전극조립체 또는 라미네이션-스택형 전극조립체일 수 있고, 전극조립체의 상면 및 하면에 핫-멜팅 접착부가 형성된 구조일 수 있으며, 전극조립체의 상면 또는 하면 각각의 일부 또는 전부에 핫-멜팅 접착부가 형성된 구조일 수 있다.The
핫-멜팅 접착부(140)는 열가소성 수지로 이루어진 핫-멜팅 접착층이 코팅된 구조일 수 있고, 필름 부재가 개재된 구조일 수 있다.The hot-melting
또한, 핫-멜팅 접착층은 다공성 구조로 이루어질 수도 있다.In addition, the hot-melting adhesive layer may have a porous structure.
도 2는 파우치형 전지케이스의 상부 케이스 및 하부 케이스가 융착되기 전의 전지 케이스의 사시도를 모식적으로 도시하고 있다.2 schematically shows a perspective view of the battery case before the upper case and the lower case of the pouch-type battery case are fused.
도 2를 참조하면, 전지 케이스(200)는 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220)의 일측 단부가 연결된 상태로 절곡된 구조로 이루어져 있다. Referring to FIG. 2 , the
상부 케이스(210)의 하부 케이스의 대향면과 하부 케이스(220)의 수납부 저면에는 핫-멜팅 접착부(240)가 형성되어 있으나, 핫-멜팅 접착부(240)는 상부 케이스 또는 하부 케이스 중 어느 하나에만 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 전지 케이스(200)에는 수납부 측면(221)에 핫-멜팅 접착부가 형성되지 않은 상태를 도시하고 있으나, 수납부 측면(221)의 일부 또는 전체에도 핫-멜팅 접착부가 형성될 수 있음은 물론이다.Although the hot-melting
한편, 상부 케이스(210) 및 하부 케이스(220)의 외주변은 열융착에 의한 실링이 이루어지는 바, 전지케이스의 밀봉력을 담보하기 위하여, 외주변 열융착부에는 핫-멜팅 접착부가 형성되지 않는 것이 바람직하다. On the other hand, since the outer periphery of the upper case 210 and the
도 3은 하나의 실시예에 따른 권취형 전극조립체의 사시도를 모식적으로 도시하고 있다.3 schematically illustrates a perspective view of a wound-up electrode assembly according to an embodiment.
권취형 전극조립체(300)는 전극 단자가 돌출된 방향인 상면(302) 및 상면에 반대 방향인 하면(303)을 제외한 측면(301) 전체에 핫-멜팅 접착부(340)가 형성되어 있다. 핫-멜팅 접착부(340)는 열가소성 수지를 포함하는 핫-멜팅 접착층이 코팅된 것일 수 있다.The wound-
핫-멜팅 접착부(340)의 두께는 전 부분에서 일정하게 형성될 수 있고, 또는, 권취형 전극조립체의 경우 길이 방향으로 중심부에서 스웰링에 의한 부피 팽창이 가장 크게 일어나는 점을 고려할 때, 길이 방향으로 중심부의 핫-멜팅 접착부의 두께는 얇고 상부 및 하부의 두께는 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다.The thickness of the hot-melting adhesive part 340 may be uniformly formed in all parts, or in the case of a wound electrode assembly, considering that the volume expansion due to swelling occurs most at the center in the longitudinal direction in the longitudinal direction Therefore, the thickness of the hot-melting adhesive portion at the center may be thin and the thicknesses of the upper and lower portions may be relatively thick.
도 4는 하나의 실시예에 따른 권취형 전지셀의 원통형 금속캔의 전지케이스의 사시도를 모식적으로 도시하고 있다.4 schematically shows a perspective view of a battery case of a cylindrical metal can of a wound type battery cell according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 전지케이스(400)는 탑 어셈블리는 생략되었으며, 권취형 전극조립체가 수납되는 하부 케이스(410) 부분만을 도시하고 있다.Referring to FIG. 4 , in the
하부 케이스(410)의 내측면에는 핫-멜팅 접착부가 형성되어 있다. 다만, 하부 케이스(410)는 내측면 전체에 핫-멜팅 접착부가 형성되는 구조를 도시하고 있으나, 하부 케이스의 내측면의 일부에만 형성될 수 있음은 물론이다.A hot-melting adhesive portion is formed on the inner surface of the
핫-멜팅 접착부(440)는 열가소성 수지로 이루어진 핫-멜팅 접착층이 코팅된 구조일 수 있고, 필름 부재가 개재된 구조일 수 있다.The hot-melting adhesive part 440 may have a structure in which a hot-melting adhesive layer made of a thermoplastic resin is coated, or a structure in which a film member is interposed.
또한, 핫-멜팅 접착층은 다공성 구조로 이루어질 수도 있다.In addition, the hot-melting adhesive layer may have a porous structure.
핫-멜팅 접착부(440)의 두께는 전 부분에서 일정하게 형성될 수 있고, 또는, 전지 케이스(400)에 수납되는 권취형 전극조립체의 경우 길이 방향으로 중심부에서 스웰링에 의한 부피 팽창이 가장 크게 일어나는 점을 고려할 때, 하부 케이스(410)의 길이 방향으로 중심부의 핫-멜팅 접착부의 두께는 얇고 하부 케이스(410)의 상부 및 하부에 형성되는 핫-멜팅 접착부의 두께는 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다.The thickness of the hot-melting adhesive part 440 may be uniformly formed in all parts, or in the case of the wound-up electrode assembly accommodated in the
이와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체와 전지케이스 사이에 핫-멜팅 접착부가 개재된 구조인 바, 침상 도체의 관통에 의한 단락으로 유발된 고온 환경이 형성되더라도, 핫-멜팅 접착부가 적어도 부분적으로 용융되어, 침상 도체와 전극조립체의 접촉을 최소화 하여, 전지셀의 폭발 내지 발화를 방지할 수 있다.As such, the battery cell according to the present invention has a structure in which a hot-melting adhesive part is interposed between the electrode assembly and the battery case, and even if a high-temperature environment induced by a short circuit due to penetration of the needle-shaped conductor is formed, the hot-melting adhesive part is formed. It is at least partially melted, thereby minimizing the contact between the needle-shaped conductor and the electrode assembly, thereby preventing explosion or ignition of the battery cell.
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 (13)
상기 전극조립체와 전지케이스 사이에는 핫-멜팅 접착부가 개재되어 있고;
상기 핫-멜팅 접착부는, 침상 도체의 관통에 의한 단락으로 유발된 고온 환경에서 적어도 부분적으로 용융되어, 침상 도체와 전극조립체의 접촉을 최소화하는 작용을 하고, 는 것을 특징으로 하는 전지셀
상기 핫-멜팅 접착부는 용융 상태에서 전극조립체의 적어도 일부 외면에 코팅하며,
핫-멜팅 접착부(440)의 두께는 전 부분에서 일정하게 형성될 수 있고, 또는, 전지 케이스(400)에 수납되는 권취형 전극조립체의 경우 길이 방향으로 중심부에서 스웰링에 의한 부피 팽창이 가장 크게 일어나는 점을 고려할 때, 하부 케이스(410)의 길이 방향으로 중심부의 핫-멜팅 접착부의 두께는 얇고 하부 케이스(410)의 상부 및 하부에 형성되는 핫-멜팅 접착부의 두께는 상대적으로 두껍게 형성한 것을 특징으로 하는 전지셀.A battery cell in which an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode is embedded in a battery case together with an electrolyte,
A hot-melting adhesive is interposed between the electrode assembly and the battery case;
The hot-melting adhesive portion is at least partially melted in a high-temperature environment caused by a short circuit by penetrating the needle-shaped conductor, and serves to minimize the contact between the needle-shaped conductor and the electrode assembly.
The hot-melting adhesive portion is coated on at least a portion of the outer surface of the electrode assembly in a molten state,
The thickness of the hot-melting adhesive part 440 may be uniformly formed in all parts, or in the case of the wound-up electrode assembly accommodated in the battery case 400, volume expansion due to swelling at the center in the longitudinal direction is the largest. Considering what happens, the thickness of the hot-melting adhesive part at the center in the longitudinal direction of the lower case 410 is thin and the thickness of the hot-melting adhesive part formed on the upper and lower parts of the lower case 410 is relatively thick. Battery cell characterized in that.
The battery cell according to claim 1, wherein the hot-melting adhesive part is made of a film member.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659866B1 (en) * | 2005-11-02 | 2006-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium rechargeable battery and method of making the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102342047B1 (en) * | 2021-09-16 | 2021-12-24 | 주식회사 질경이 | Cosmetic composition with skin moisturizing and elasticity that contains vaginal extract as active ingredient |
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