KR102288097B1 - Pouch-typed Battery Cell Comprising Electrode Tab and Lead Having Current Breaking Function - Google Patents

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Abstract

양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체; 및 상기 전극조립체의 일부가 내장되는 제 1 전극조립체 수납부와 상기 전극조립체의 나머지 일부가 내장되는 제 2 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;를 포함하고 있고, 상기 전극조립체의 극판들로부터 연장되어 있는 전극 탭들은, 일측 단부 부위가 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 전극리드의 타측 단부 부위에 결합되어 있으며, 전지셀의 내압 상승 시 전지케이스의 팽창 변형에 의해, 전극 탭들과 전극리드 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전될 수 있도록, (i) 전극리드에 대향하는 전극 탭들의 일면 및/또는 (ii) 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면은 전지케이스의 내면에 융착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between the positive electrode, the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode; and a battery case in which a first electrode assembly accommodating part in which a part of the electrode assembly is embedded and a second electrode assembly accommodating part in which the remaining part of the electrode assembly is embedded are formed; including, and extending from the electrode plates of the electrode assembly In the electrode tabs, one end portion is coupled to the other end portion of the electrode lead protruding to the outside of the battery case, and due to expansion and deformation of the battery case when the internal pressure of the battery cell rises, at least one of the electrode tabs and the electrode lead One or the electrode tabs and the connection part of the electrode lead can be disconnected, (i) one surface of the electrode tabs facing the electrode lead and/or (ii) one surface of the electrode lead facing the electrode tabs is fused to the inner surface of the battery case It provides a battery cell, characterized in that the.

Description

전류 차단 기능의 전극 탭 및 리드를 포함하는 파우치형 전지셀 {Pouch-typed Battery Cell Comprising Electrode Tab and Lead Having Current Breaking Function}{Pouch-typed Battery Cell Comprising Electrode Tab and Lead Having Current Breaking Function}

본 발명은 전류 차단 기능의 전극 탭 및 리드를 포함하는 파우치형 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch-type battery cell including an electrode tab and a lead having a current blocking function.

IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 '유비쿼터스 사회'로 발전되고 있다. With the dazzling development of IT (Information Technology) technology, the spread of various portable information and communication devices is taking place, and the 21st century is developing into a 'ubiquitous society' where high-quality information services are possible regardless of time and place.

이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다. A lithium secondary battery occupies an important position in the development basis for such a ubiquitous society. Specifically, a rechargeable lithium battery that can be charged and discharged is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and it is proposed as a method to solve the air pollution of existing gasoline and diesel vehicles using fossil fuels. It is also used as an energy source for electric vehicles and hybrid electric vehicles.

상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다. As described above, as devices to which lithium secondary batteries are applied are diversified, lithium secondary batteries are being diversified to provide output and capacity suitable for the devices to which they are applied. In addition, there is a strong demand for miniaturization and thinning.

상기한 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.The above-described lithium secondary battery may be classified into a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, a pouch-type battery cell, and the like according to its shape. Among them, a pouch-type battery cell that can be stacked with a high degree of integration, has a high energy density per weight, is inexpensive, and is easy to deform, is attracting a lot of attention.

파우치형 전지셀은 양극, 음극 및 분리막 구조의 전극조립체가 라미네이트 시트의 전지케이스에 전해액과 함께 내장되고, 전지케이스의 외주변을 열융착하여 밀봉하는 구조로 이루어져 있다.The pouch-type battery cell has a structure in which an electrode assembly having a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure is embedded together with an electrolyte in a battery case of a laminate sheet, and the outer periphery of the battery case is heat-sealed and sealed.

종래의 파우치형 전지셀은 충방전 시 과전류 및 과전압에 의해 전지셀 내부에 가스가 지속적으로 발생하는 경우, 전지케이스의 일측 밀봉부가 개방되어 가스가 배출되더라도, 전류가 흐르는 전극조립체에는 아무런 영향이 없기 때문에 충방전 전류가 지속적으로 전극조립체에 흐르게 되어 계속적인 가스발생을 일으키고, 가스가 외부로 유출되어 인체에 유해한 영향을 끼치고, 전지의 온도 상승에 의한 발화 및 폭발을 유발할 수 있다.In the case of a conventional pouch-type battery cell, when gas is continuously generated inside the battery cell due to overcurrent and overvoltage during charging and discharging, even if the sealing part on one side of the battery case is opened and the gas is discharged, there is no effect on the electrode assembly through which current flows. Therefore, charging and discharging current continuously flows through the electrode assembly, causing continuous gas generation, and the gas leaks to the outside and has a harmful effect on the human body, and may cause ignition and explosion due to the temperature increase of the battery.

따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지셀이 매우 필요한 실정이다. Therefore, there is a great need for a battery cell capable of solving the above problems.

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 발명의 목적은, 전지의 이상 작동 시 내부에서 발생하는 가스가 지속적으로 배출되는 것을 방지할 수 있도록, 전지에 흐르는 전류를 차단하여 안전성을 담보할 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery cell capable of ensuring safety by blocking the current flowing through the battery so as to prevent the gas generated inside the battery from being continuously discharged during abnormal operation of the battery.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,The battery cell according to the present invention for achieving this object,

양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체; 및an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between the positive electrode, the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode; and

상기 전극조립체의 일부가 내장되는 제 1 전극조립체 수납부와 상기 전극조립체의 나머지 일부가 내장되는 제 2 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;a battery case in which a first electrode assembly accommodating part in which a part of the electrode assembly is embedded and a second electrode assembly accommodating part in which the remaining part of the electrode assembly is embedded;

를 포함하고 있고,contains,

상기 전극조립체의 극판들로부터 연장되어 있는 전극 탭들은, 일측 단부 부위가 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 전극리드의 타측 단부 부위에 결합되어 있으며,The electrode tabs extending from the electrode plates of the electrode assembly are coupled to the other end portion of the electrode lead from which one end portion protrudes to the outside of the battery case,

전지셀의 내압 상승 시 전지케이스의 팽창 변형에 의해, 전극 탭들과 전극리드 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전될 수 있도록, (i) 전극리드에 대향하는 전극 탭들의 일면 및/또는 (ii) 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면은 전지케이스의 내면에 융착되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.At least one of the electrode tabs and the electrode lead, or the connection portion of the electrode tabs and the electrode lead, by the expansion deformation of the battery case when the internal pressure of the battery cell rises, (i) one surface of the electrode tabs facing the electrode lead and / or (ii) one surface of the electrode lead facing the electrode tabs may have a structure that is fused to the inner surface of the battery case.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극리드에 대향하는 전극 탭들의 일면 및/또는 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면이 전지케이스의 내면에 융착되어 있는 구조로 이루어져 있으므로, 전지셀의 내압 상승 시 전지케이스의 팽창 변형에 의해, 전극 탭들과 전극리드 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 지속적인 가스 발생을 방지함으로써 안전성을 담보할 수 있다.Therefore, since the battery cell according to the present invention has a structure in which one surface of the electrode tabs facing the electrode leads and/or one surface of the electrode lead facing the electrode tabs is fused to the inner surface of the battery case, the internal pressure of the battery cell increases Due to the expansion deformation of the battery case, at least one of the electrode tabs and the electrode lead, or the connection portion between the electrode tabs and the electrode lead is cut off to prevent continuous gas generation, thereby ensuring safety.

본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전극 탭 및 전극리드의 연결부는 전극조립체 수납부와 전극조립체 수납부의 외주변에 형성되어 있는 실링부 사이의 미실링부 상에 위치해 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the connection part of the electrode tab and the electrode lead may have a structure located on the unsealed part between the electrode assembly accommodating part and the sealing part formed on the outer periphery of the electrode assembly accommodating part. there is.

본 발명의 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 제 1 케이스 부재 및 제 2 케이스 부재로 이루어져 있고;In one specific example of the present invention, the battery case consists of a first case member and a second case member;

상기 제 1 전극조립체 수납부는 제 1 케이스 부재 상에 형성되어 있고, 상기 제 2 전극조립체 수납부는 제 2 케이스 부재 상에 형성되어 있으며;the first electrode assembly accommodating part is formed on a first case member, and the second electrode assembly accommodating part is formed on a second case member;

상기 전극리드에 대향하는 일 전극 탭들의 면은 제 1 케이스 부재의 내면에 융착되어 있고;surfaces of the electrode tabs facing the electrode lead are fused to the inner surface of the first case member;

상기 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면은 제 2 케이스 부재의 내면에 융착되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.One surface of the electrode lead facing the electrode tabs may have a structure that is fused to the inner surface of the second case member.

또한, 상기 연결부에서 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작을 수 있다. 그에 따라, 전지케이스의 팽창 변형 시 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이보다 먼저 떨어져 단전될 수 있다.In addition, the bonding strength between the electrode tabs and the electrode lead in the connection part may be relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or the fusion strength between the electrode lead and the battery case. Accordingly, when the battery case is expanded and deformed, the connection portion between the electrode tabs and the electrode lead may be disconnected prior to being disconnected between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case.

구체적으로, 상기 연결부에서 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도의 50% 내지 99% 크기로 이루어져 있을 수 있다. 상기 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도가 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도의 50% 미만일 경우에는, 전지케이스의 팽창 변형 시뿐만 아니라 외부 충격 및 진동에도 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되는 문제가 있을 수 있다.Specifically, the bonding strength between the electrode tabs and the electrode lead in the connection part may be 50% to 99% of the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case. When the bonding strength between the electrode tabs and the electrode lead is less than 50% of the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case, the electrode is not only subjected to expansion and deformation of the battery case, but also to external shocks and vibrations. There may be a problem in that the connection between the tabs and the electrode lead is cut off.

반면에, 상기 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도가 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도의 90% 를 초과하는 경우에는, 전지케이스의 팽창 변형에도 불구하고, 전극 탭들과 전극리드 사이의 연결이 단전되지 않는 문제가 발생할 수도 있다.On the other hand, when the bonding strength of the electrode tabs and the electrode lead exceeds 90% of the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case, despite the expansion deformation of the battery case, There may be a problem that the connection between the electrode tabs and the electrode lead is not disconnected.

또한, 상기 전극 탭들의 파열 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도, 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작을 수 있다. 그에 따라, 전지케이스의 팽창 변형 시 전극 탭의 일부가 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이보다 먼저 파열되어 단전될 수 있다.In addition, the rupture strength of the electrode tabs may be relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or the fusion strength between the electrode lead and the battery case. Accordingly, during the expansion deformation of the battery case, a portion of the electrode tab may be ruptured prior to between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case, thereby causing power failure.

또한, 상기 전극리드의 파열 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도, 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작을 수 있다. 그에 따라, 전지케이스의 팽창 변형 시 전극 탭의 일부가 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이보다 먼저 파열되어 단전될 수 있다.In addition, the rupture strength of the electrode lead may be relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or the fusion strength between the electrode lead and the battery case. Accordingly, during the expansion deformation of the battery case, a portion of the electrode tab may be ruptured prior to between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case, thereby causing power failure.

본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전극 탭들과 전극리드는 초음파 용접에 의해 결합되어 있을 수 있다. 초음파 용접은 용접면에 소정의 패턴을 형성하여, 하기 열융착성 필름이 전극 탭 또는 전극리드에 융착 시 융착 강도를 높이는 효과를 발휘할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode tabs and the electrode lead may be coupled by ultrasonic welding. Ultrasonic welding forms a predetermined pattern on a welding surface, so that when the following heat-sealable film is fused to an electrode tab or an electrode lead, the effect of increasing the fusion strength can be exerted.

구체적으로, 상기 전극 탭들 및 전극리드 중의 적어도 하나에는 초음파 용접이 가해진 일면에 피치 패턴(pitch pattern)이 형성되어 있을 수 있다.Specifically, at least one of the electrode tabs and the electrode lead may have a pitch pattern formed on one surface to which ultrasonic welding is applied.

상기 피치 패턴은 수직단면 상 복수의 돌출부 및 그루브들에 의해 형성되는 요철 구조로 이루어져 있는 패턴일 수 있다.The pitch pattern may be a pattern having a concave-convex structure formed by a plurality of protrusions and grooves on a vertical cross-section.

본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 접착 강도를 높일 수 있도록, 상기 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이에는 열융착성 필름이 개재되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, a heat-sealable film between the electrode tabs and the battery case or between the electrode tabs and the battery case or between the electrode leads and the battery case to increase the adhesive strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case This may be intervening.

구체적으로, 상기 열융착성 필름은 폴리프로필렌 필름일 수 있지만, 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 접착 강도를 높일 수 있는 소재라면 이에 한정되지 않는다.Specifically, the heat-sealable film may be a polypropylene film, but is not limited thereto as long as it is a material capable of increasing the adhesive strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case.

본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 양극 탭들과 음극 탭들은 동일한 방향으로 형성되어 있을 수 있다. 상기 양극 탭들과 음극 탭들은 동일한 방향으로 형성되어 있는 경우에는, 전극 탭들이 형성되어 있는 일 방향으로만 전지케이스가 팽창 변형하는 것 만으로도 양 전극 탭들을 단전시킬 수 있으므로 전지셀의 전류의 흐름을 빠르게 차단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs may be formed in the same direction. When the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are formed in the same direction, the positive electrode tabs can be cut off simply by expansion and deformation of the battery case in only one direction in which the electrode tabs are formed, so that the flow of current in the battery cell can be rapidly increased. can be blocked

본 발명의 또 하나의 실시예에서, 상기 양극 탭들과 음극 탭들은 서로 대향 방향으로 형성되어 있을 수 있다. 상기 양극 탭들과 음극 탭들이 서로 대향하는 방향으로 형성되어 있는 경우에는, 양극 탭들 및 음극 탭들이 형성되어 있는 양방향 중 어느 방향 하나에서만 전지케이스가 팽창 변형하더라도 전지셀의 전류의 흐름을 차단할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs may be formed to face each other. When the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are formed in opposite directions, the flow of current in the battery cell may be blocked even if the battery case expands and deforms in only one of the directions in which the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are formed.

상기 전지케이스는, 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery case is a battery cell, characterized in that it consists of a laminate sheet comprising a resin outer layer, a barrier metal layer, and a heat-melting resin sealant layer.

상기 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 구조의 파우치형 케이스로 이루어져 있을 수 있다. The battery case may be made of a pouch-type case having a laminate structure including a metal layer and a resin layer.

상기 전지케이스의 하나의 구체적인 예로서, 상기 전지케이스는 우수한 내구성의 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상기 수지 실란트층이 상호 열융착되는 것일 수 있다.As a specific example of the battery case, the battery case is composed of a laminate sheet including an excellent durable resin outer layer, a barrier metal layer, and a heat meltable resin sealant layer, and the resin sealant layers are thermally fused to each other. can

상기 수지 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외측 수지층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다.Since the resin outer layer has to have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a tensile strength and weather resistance of at least a predetermined level. In this aspect, polyethylene terephthalate (PET) and a stretched nylon film may be preferably used as the polymer resin of the outer resin layer.

상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 바람직하게는 알루미늄이 사용될 수 있다.Preferably, aluminum may be used for the barrier metal layer to exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of foreign substances such as gas and moisture.

상기 수지 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.The resin sealant layer has heat-sealing properties (thermal adhesive properties), low hygroscopicity to suppress the penetration of the electrolyte, and a polyolefin-based resin that is not expanded or eroded by the electrolyte may be preferably used, and more Preferably, unstretched polypropylene (CPP) may be used.

상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있고, 구체적으로 리튬 이온 전지 또는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.The battery cell may be a lithium secondary battery, specifically, a lithium ion battery or a lithium ion polymer 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 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 then drying, and, if necessary, further adding a filler to the mixture.

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 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 if necessary, the above-described components may be optionally further included.

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; 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 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 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 μm, and the thickness is generally 5 to 300 μm. 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.

리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte consists of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolyte, a non-aqueous liquid electrolyte, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, and the like are used.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 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 liquid electrolyte 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, trimethoxy methane, dioxolane derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbo An aprotic organic solvent such as a nate derivative, a tetrahydrofuran derivative, an 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 there is.

또한, 비수계 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 있다.In addition, for the purpose of improving charge/discharge characteristics, flame retardancy, etc. in the non-aqueous electrolyte, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, hexaphosphoric acid 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. may be In some cases, in order to impart incombustibility, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further included, and carbon dioxide gas may be further included to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명은 또한 상기 전지셀을 하나 이상 포함하고 있는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including one or more of the battery cells.

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.

상기 디바이스는 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 휴대용 컴퓨터, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것일 수 있다.The device may be selected from a mobile phone, a wearable electronic device, a portable computer, a smart pad, a netbook, a light electronic vehicle (LEV), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

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, 전극리드에 대향하는 전극 탭들의 일면 및/또는 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면이 전지케이스의 내면에 융착되어 있는 구조로 이루어져 있으므로, 전지셀의 내압 상승 시 전지케이스의 팽창 변형에 의해, 전극 탭들과 전극리드 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 지속적인 가스 발생을 방지함으로써 안전성을 담보할 수 있다.As described above, the battery cell according to the present invention has a structure in which one surface of the electrode tabs facing the electrode lead and/or one surface of the electrode lead facing the electrode tabs is fused to the inner surface of the battery case, so the battery When the internal pressure of the cell is increased, due to the expansion and deformation of the battery case, at least one of the electrode tabs and the electrode lead, or the connection portion between the electrode tabs and the electrode lead is cut off to prevent continuous gas generation, thereby ensuring safety.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 측면 투시도이다;
도 2는 도 1의 전지셀이 내압 상승에 의해 전지케이스가 팽창 변형되어 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 있는 상태의 측면 투시도이다;
도 3에는 본 발명의 도 하나의 실시예에 따른 전지셀이 내압 상승에 의해 전지케이스가 양 방향으로 팽창 변형되어 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 있는 상태의 측면 투시도이다.
1 is a side perspective view of a battery cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side perspective view of the battery cell of FIG. 1 in a state in which the battery case is expanded and deformed due to an increase in internal pressure, so that the connection between the electrode tabs and the electrode lead is disconnected;
3 is a side perspective view of the battery cell according to one embodiment of the present invention in a state in which the battery case is expanded and deformed in both directions due to an increase in internal pressure, so that the connection between the electrode tabs and the electrode lead is disconnected.

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 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 측면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is a schematic side perspective view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전지셀(100)은 전극조립체(110) 및 전지케이스(120)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1 , the battery cell 100 includes an electrode assembly 110 and a battery case 120 .

전극조립체(110)는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조로 이루어져 있다.The electrode assembly 110 has a structure in which an anode, a cathode, and a separator are interposed between the anode and the cathode.

전지케이스(120)는 제 1 케이스 부재(123) 및 제 2 케이스 부재(124)로 이루어져 있고, 제 1 케이스 부재(123)에는 전극조립체(110)의 일부가 내장되는 제 1 전극조립체 수납부(121)가 형성되어 있고, 제 2 케이스 부재(124)에는 전극조립체(110)의 나머지 일부가 내장되는 제 2 전극조립체 수납부(122)가 형성되어 있다.The battery case 120 includes a first case member 123 and a second case member 124, and the first case member 123 includes a first electrode assembly receiving part ( 121) is formed, and the second electrode assembly accommodating part 122 in which the remaining part of the electrode assembly 110 is embedded is formed in the second case member 124 .

전극조립체(110)의 극판(111)들로부터 동일한 방향으로 연장되어 있는 전극 탭(130)들은 일측 단부가 전지케이스(120)의 외부로 돌출되어 있는 전극리드(140)의 타측 단부에 초음파 용접에 의해 결합되어 있다. 전극 탭(130)들 및 전극리드(140)에는 초음파 용접이 가해진 일면에 피치 패턴(pitch pattern)이 형성되어 있다.The electrode tabs 130 extending in the same direction from the electrode plates 111 of the electrode assembly 110 are ultrasonically welded to the other end of the electrode lead 140 with one end protruding to the outside of the battery case 120 . are joined by A pitch pattern is formed on one surface to which ultrasonic welding is applied on the electrode tabs 130 and the electrode lead 140 .

전지셀(100)의 내압 상승 시 전지케이스(120)의 팽창 변형에 의해, 전극 탭(130)들과 전극리드(140) 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭(130)들과 전극리드(140)의 연결부(150)가 단전될 수 있도록, 전극리드(140)에 대향하는 전극 탭(130)들의 하면은 제 1 케이스 부재(123)의 내면에 융착되어 있고, 전극 탭(130)들에 대향하는 전극리드(140)의 상면은 제 2 케이스 부재(124)의 내면에 융착되어 있다.At least one of the electrode tabs 130 and the electrode lead 140, or the electrode tabs 130 and the electrode lead 140 due to the expansion deformation of the battery case 120 when the internal pressure of the battery cell 100 is increased. The lower surfaces of the electrode tabs 130 facing the electrode lead 140 are fused to the inner surface of the first case member 123 so that the connection part 150 can be disconnected, and the electrodes facing the electrode tabs 130 are fused to the inner surface of the first case member 123 . The upper surface of the lead 140 is fused to the inner surface of the second case member 124 .

전극 탭(130) 및 전극리드(140)의 연결부(150)는 전극조립체 수납부(121, 122)와 전극조립체 수납부(121, 122)의 외주변에 형성되어 있는 실링부(125) 사이의 미실링부 상에 위치해 있다.The connection part 150 of the electrode tab 130 and the electrode lead 140 is between the electrode assembly accommodating parts 121 and 122 and the sealing part 125 formed on the outer periphery of the electrode assembly accommodating parts 121 and 122 . It is located on the unsealed part.

연결부(150)에서 전극 탭(130)들과 전극리드(140)의 결합 강도는, 전극 탭(130)들과 전지케이스(120) 사이의 융착 강도 또는 전극리드(140)와 전지케이스(120) 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작다.The bonding strength between the electrode tabs 130 and the electrode lead 140 in the connection part 150 is the fusion strength between the electrode tabs 130 and the battery case 120 or the electrode lead 140 and the battery case 120 . It is relatively smaller than the strength of the fusion between them.

전극 탭(130)들과 전지케이스(120) 사이 또는 전극리드(140)와 전지케이스(!20) 사이에는 융착 강도를 높일 수 있도록 열융착성 필름(160)이 개재되어 있다.A heat-sealable film 160 is interposed between the electrode tabs 130 and the battery case 120 or between the electrode lead 140 and the battery case (!20) to increase fusion strength.

도 2에는 도 1의 전지셀이 내압 상승에 의해 전지케이스가 팽창 변형되어 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 있는 상태의 측면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 2 schematically shows a side perspective view of the battery cell of FIG. 1 in a state in which the battery case is expanded and deformed due to an increase in internal pressure, and the connection portion between the electrode tabs and the electrode lead is disconnected.

도 2를 도 1과 함께 참조하면, 전지셀(100)의 내압 상승 시 전지케이스(120) 중 제 1 케이스 부재(123)의 팽창 변형에 의해, 제 1 케이스 부재(123)에 융착되어 있는 전극 탭(130)들이 제 1 케이스 부재(123) 부재와 함께 아래 방향(화살표 방향)으로 절단되어 전극 탭(130)과 전극리드(140)의 연결부(150)가 단전된다.Referring to FIG. 2 together with FIG. 1 , when the internal pressure of the battery cell 100 increases, the electrode fused to the first case member 123 by the expansion and deformation of the first case member 123 of the battery case 120 . The tabs 130 are cut in the downward direction (arrow direction) together with the first case member 123 member, so that the connection part 150 of the electrode tab 130 and the electrode lead 140 is cut off.

도 3에는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 전지셀이 내압 상승에 의해 전지케이스가 양 방향으로 팽창 변형되어 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전되어 있는 상태의 측면 투시도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a schematic side perspective view of a battery cell according to another embodiment of the present invention in which the battery case is expanded and deformed in both directions due to an increase in internal pressure and the connection between the electrode tabs and the electrode lead is disconnected. there is.

도 3을 참조하면, 전지셀(200)의 내압 상승 시 전지케이스(220) 중 제 1 케이스 부재(223) 및 제 2 케이스 부재((224) 양 방향에서의 팽창 변형에 의해, 제 1 케이스 부재(223)에 융착되어 있는 전극 탭(230)들이 제 1 케이스 부재(223) 부재와 함께 아래 방향(화살표 방향)으로 절단되고, 제 2 케이스 부재(224)의 팽창 변형에 의해, 제 2 케이스 부재(224)에 융착되어 있는 전극리드(140)가 제 2 케이스 부재(224) 부재와 함께 위 방향(화살표 방향)으로 절단된다. 그에 따라, 전극 탭(230)과 전극리드(240)의 연결부가 단전된다.Referring to FIG. 3 , when the internal pressure of the battery cell 200 increases, the first case member 223 and the second case member 224 of the battery case 220 undergo expansion and deformation in both directions, the first case member The electrode tabs 230 fused to the 223 are cut in the downward direction (arrow direction) together with the first case member 223 member, and by the expansion deformation of the second case member 224 , the second case member The electrode lead 140 fused to the 224 is cut in the upward direction (arrow direction) together with the second case member 224. Accordingly, the connection between the electrode tab 230 and the electrode lead 240 is cut off

전극 탭 및 전극리드가 연결부로부터 절단되어 단전되는 구조를 제외한 나머지 구조는 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Except for the structure in which the electrode tab and the electrode lead are cut off from the connection part, the remaining structures are the same as those of the embodiment of FIG. 1 , and thus a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 양방향으로 단전되는 경우가, 일방향으로 단전이 이루어지는 경우에 비해, 단선의 예측 가능성이 높고, 더욱 단선의 정확성을 높일 수 있다. 일방향으로 단전이 이루어지는 경우에는 리드 또는 탭이 그 방향으로 따라서 움직일 수 있어, 단전이 정확하게 이루어지지 않을 수 있고, 이 경우, 전지의 안전성을 효과적으로 확보하기 어렵기 때문이다.In the case where the power is disconnected in both directions as described above, the predictability of the disconnection is higher and the accuracy of the disconnection can be further increased compared to the case where the power is disconnected in one direction. This is because, when power is disconnected in one direction, the lead or tab may move along the direction, so that power disconnection may not be performed accurately, and in this case, it is difficult to effectively secure the safety of the battery.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings according to the embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above content.

Claims (14)

양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체; 및
상기 전극조립체의 일부가 내장되는 제 1 전극조립체 수납부와 상기 전극조립체의 나머지 일부가 내장되는 제 2 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;
를 포함하고 있고,
상기 전극조립체의 극판들로부터 연장되어 있는 전극 탭들은, 일측 단부 부위가 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 전극리드의 타측 단부 부위에 결합되어 있으며,
전지셀의 내압 상승 시 전지케이스의 팽창 변형에 의해, 전극 탭들과 전극리드 중의 적어도 하나, 또는 전극 탭들과 전극리드의 연결부가 단전될 수 있도록,
(i) 전극리드에 대향하는 전극 탭들의 일면 및/또는 (ii) 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면은 전지케이스의 내면에 융착되어 있으며,
상기 연결부에서 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도는,
전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작고,
상기 연결부에서 전극 탭들과 전극리드의 결합 강도는,
전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도의 50% 내지 99% 크기이고,
상기 전극 탭들과 전극리드는 초음파 용접에 의해 결합되어 있으며,
상기 전극 탭들 및 전극리드 중의 적어도 하나에는 초음파 용접이 가해진 일면에 피치 패턴(pitch pattern)이 형성되어 있고,
상기 양극 탭들과 음극 탭들은 서로 대향 방향으로 형성되며,
상기 전지케이스는, 수지 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고,
상기 전지케이스의 수지 외층의 고분자수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 사용되며,
상기 전극 탭들의 파열 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도, 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작고,
전지케이스의 팽창 변형 시 전극 탭의 일부가 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이보다 먼저 파열되는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.
an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between the positive electrode, the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode; and
a battery case in which a first electrode assembly accommodating part in which a part of the electrode assembly is embedded and a second electrode assembly accommodating part in which the remaining part of the electrode assembly is embedded;
contains,
The electrode tabs extending from the electrode plates of the electrode assembly are coupled to the other end portion of the electrode lead from which one end portion protrudes to the outside of the battery case,
so that at least one of the electrode tabs and the electrode lead, or the connection portion between the electrode tabs and the electrode lead, may be cut off due to the expansion deformation of the battery case when the internal pressure of the battery cell rises,
(i) one surface of the electrode tabs facing the electrode lead and/or (ii) one surface of the electrode lead facing the electrode tabs is fused to the inner surface of the battery case,
The bonding strength of the electrode tabs and the electrode lead in the connection part is,
Relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or the fusion strength between the electrode lead and the battery case,
The bonding strength of the electrode tabs and the electrode lead in the connection part is,
50% to 99% of the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case,
The electrode tabs and the electrode lead are coupled by ultrasonic welding,
At least one of the electrode tabs and the electrode lead has a pitch pattern formed on one surface to which ultrasonic welding is applied,
The positive tabs and the negative tabs are formed in opposite directions to each other,
The battery case is composed of a laminate sheet including a resin outer layer, a barrier metal layer, and a heat meltable resin sealant layer,
Polyethylene terephthalate (PET) and stretched nylon film are used for the polymer resin of the resin outer layer of the battery case ,
The rupture strength of the electrode tabs is relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case, or the fusion strength between the electrode lead and the battery case,
A battery cell used in an electric vehicle or hybrid electric vehicle in which a part of the electrode tab ruptures earlier than between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case when the battery case is expanded and deformed.
제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭 및 전극리드의 연결부는 전극조립체 수납부와 전극조립체 수납부의 외주변에 형성되어 있는 실링부 사이의 미실링부 상에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.The electric vehicle or hybrid according to claim 1, wherein the connection part between the electrode tab and the electrode lead is located on an unsealed part between the electrode assembly accommodating part and the sealing part formed on the outer periphery of the electrode assembly accommodating part. used in electric vehicles battery cell. 제 1 항에 있어서,
상기 전지케이스는 제 1 케이스 부재 및 제 2 케이스 부재로 이루어져 있고;
상기 제 1 전극조립체 수납부는 제 1 케이스 부재 상에 형성되어 있고, 상기 제 2 전극조립체 수납부는 제 2 케이스 부재 상에 형성되어 있으며;
상기 전극리드에 대향하는 일 전극 탭들의 면은 제 1 케이스 부재의 내면에 융착되어 있고;
상기 전극 탭들에 대향하는 전극리드의 일면은 제 2 케이스 부재의 내면에 융착되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.
The method of claim 1,
the battery case includes a first case member and a second case member;
the first electrode assembly accommodating part is formed on a first case member, and the second electrode assembly accommodating part is formed on a second case member;
a surface of one electrode tab facing the electrode lead is fused to an inner surface of the first case member;
A battery cell used in an electric vehicle or hybrid electric vehicle, characterized in that one surface of the electrode lead facing the electrode tabs is fused to the inner surface of the second case member.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드의 파열 강도는, 전극 탭들과 전지케이스 사이의 융착 강도, 또는 전극리드와 전지케이스 사이의 융착 강도보다 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.The electric vehicle or hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the rupture strength of the electrode lead is relatively smaller than the fusion strength between the electrode tabs and the battery case or the fusion strength between the electrode lead and the battery case. battery cell. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭들과 전지케이스 사이 또는 전극리드와 전지케이스 사이에는 열융착성 필름이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein a heat-sealable film is interposed between the electrode tabs and the battery case or between the electrode lead and the battery case. 제 10 항에 있어서, 상기 열융착성 필름은 폴리프로필렌 필름인 것을 특징으로 하는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 사용되는 전지셀.The battery cell according to claim 10, wherein the heat-sealable film is a polypropylene film. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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