KR102335202B1 - 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 전지셀을 포함하는 전지 팩에서 있어서, 충전 및 방전 과정에서 발생하는 열 및 이로 인해서 발생된 내부가스를 파우치형 전지셀의 접합부에 열팽창층을 적용하여 전지셀 외부로 효과적으로 배출하는 것을 특징으로 하는 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로 파우치형 이차전지의 내부에서 발생한 가스를 배출시켜 파우치형 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과 및 이차전지의 내부에서 발생한 가스의 온도를 이용하므로 별도의 장치 및 외부 동력원 없이 작동이 가능한 효과가 있다.

Description

열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법 {Secondary Battery with improved Stability having Heat Expandable layer and Method thereof}
본 발명은 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 본 발명은 복수의 전지셀을 포함하는 전지 팩에서 있어서, 충전 및 방전 과정에서 발생하는 열 및 이로 인해서 발생된 내부가스를 파우치형 전지셀의 접합부에 열팽창층을 적용하여 전지셀 외부로 효과적으로 배출하는 것을 특징으로 하는 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
한편, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차 또는 전력 저장 장치에 사용되는 대용량 배터리는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 단위 셀 집합체를 포함한다. 다수의 단위 셀이 연결된 배터리는 배터리팩의 형태로 충방전이 반복됨에 따라 각 단위 셀 및 배터리팩의 상태를 제어해야 하는 문제가 발생하게 된다.
이러한 리튬 이차전지의 형상에 따라 원통형 (cylinder type), 각형(prismatic type) 및 파우치형(pouched type) 등으로 분류된다. 특히, 파우치형 이차전지는 유연성을 가진 케이스로 제작되어 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한, 제조 공정이 비교적 쉽고, 제조 비용이 낮아서 이차전지 업계에서 널리 사용되고 있다.
그러나, 이러한 파우치형 이차전지는 출력 또는 용량 특성을 향상시키기 위해 유기 용매 및 가소제들이 첨가되어 제조된다. 그리고 파우치형 이차전지는 충방전 과정에서 과충전이 발생하거나 고장으로 인한 내부 쇼트 발생 등에 의해 순식간에 셀 내부의 온도가 상승하고, 이로 인한 발화성 가스 발생으로 파우치가 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 스웰링 현상을 방지하기 위해서는, 파우치 케이스 내부의 가스를 적절하게 이동 또는 방출시켜주어야 한다.
또한, 전지셀의 안전성 테스트 중 하나인 핫박스의 경우, 고온으로 인해 분리막이 손상되어 전극간의 쇼트가 발생되고 이로 인해 발화 발생 및 리튬 이온 전지의 안전성을 저하되는 현상이 발생한다. 핫 박스와 같이 전지셀의 고온에 노출될 경우, 열팽창성 층에서 받은 열로 인하여 팽창되어 파우치의 접합부 또는 탭부가 벌어지게 되며 내부 발생가스가 외부로 벤트됨으로써 전지셀의 안전성에 유리할 수 있다. 특히, 기존의 전지 팩의 구성요소에 추가적인 가스 배출을 위한 구성요소 없이 이러한 문제점을 달성하기 위한 연구가 진행 중이다.
한국 특허공개공보 2012-0124704호(2012.11.14)에서는 차단층 및 접착층을 포함하고, 상기 접착층은, 실링 수지; 및 열에 의해 팽창되어 기공을 형성시키는 열팽창성 마이크로캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치가 개시되어 있다. 그러나, 이차전지 탭 접합부에 열팽창층을 포함하는 구성은 개시되어 있지 않다.
한국 특허공개공보 2015-0134112호(2015.12.01)에서는 각각의 외곽부가 상호 접합되는 케이스 본체 및 덮개를 포함하고, 상기 접합되는 외곽부 중 적어도 한 부분에, 웹(web) 형상의 구조체 및 상기 구조체를 둘러싸는 열가소성 수지 매트릭스를 포함하는 안전벤트부를 더 포함하는, 이차 전지용 파우치가 개시되어 있다. 다만, 파우치 셀의 벤트를 위한 접합부를 제외한 구성요소 및 적용된 열팽창 입자 구성은 개시되지 않았습니다.
일본 특허공개공보 1995-138538호(1995.05.30)에서는 복수의 층으로 구성된 접착성 필름으로서, 이 필름의 한쪽의 표층이 접착성 폴리머층으로 구성되고 다른 한쪽의 표층이 열팽창성 마이크로캡슐과 열접착성 수지를 포함한 열 박리층으로 구성되어 있는 열 박리성 필름을 개시하고 있다. 그러나, 온도 상승시 열팽창 하는 파우치 셀의 벤트를 위한 구성요소에 적용된 이차전지에 적용된 열팽창 입자 구성은 개시되지 않았습니다.
한국 특허공개공보 2013-0117637호(2013.10.28)에서는 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭에 부착되며 적어도 하나의 리드 홀을 구비하는 전극 리드; 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스; 및 상기 리드 홀과 대응되는 영역에 형성되는 벤팅 패턴부를 구비하는 것으로서 상기 전극 리드 및 상기 파우치 케이스의 내측 면 사이에 개재되는 실링 테이프(13)를 포함하는 이차전지가 개시되어 있다. 다만, 셀 온도가 상승시 발생하는 가스를 배출하기 위한 구성요소에 부가된 열팽창성 입자 구성은 개시되지 않았습니다.
따라서, 전지셀의 안정성 테스트 중 하나인 핫박스(Hot box) 테스트의 경우와 같이 고온 조건으로 인해 전극집전체의 분리막이 손상되어 전극간의 쇼트가 발생되고 이로 인해 발화발생 및 리튬 이온 전지의 안전성이 저하되는 현상을 방지하기 위하여 이차전지의 접합부에 형성된 열팽창층에서 상기 조건의 고온 열로 인한 팽창 특성이 발현되어 파우치의 접합부 또는 전극탭부가 벌어져서 내부 가스가 벤트됨으로써 전지셀의 안정성을 확보할 수 있는 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법 기술은 제시된 바가 없다.
한국 특허공개공보 2012-0124704호(2012.11.14) 한국 특허공개공보 2015-0134112호(2015.12.01) 일본 특허공개공보 1995-138538호(1995.05.30) 한국 특허공개공보 2013-0117637호(2013.10.28)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 파우치형 이차전지의 내부에서 발생한 가스를 배출할 수 있는 열팽창성 층을 제공 하는 것에 특징이 있는 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 리튬 이차전지 팩을 제조하는 공정에서 추가적인 구성요소 없이 전지셀의 내부 가스를 배출하는 제조방법을 제공하는 것에 추가적인 목적이 있다.
또한, 파우치형 리튬 이차전지의 충전 및 방전 특성에 따른 전지팩의 온도 제어 및 내부 발생가스의 배출에 물리 화학적 안정성을 갖는 열팽창 층을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체; 상기 전극집전체를 감싸는 파우치; 상기 파우치 및/또는 탭의 접합부에 형성된 열팽창층;을 포함하는 파우치형 이차 전지를 제공한다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 수지일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상 층상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 입자를 포함될 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 5 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 열팽창성 입자는 PE, PP, PS, PVC, 아크릴, 부틸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 열팽창성 입자는 상기 파우치 내부 가스 배출 기능은 상기 전지셀의 온도가 80℃이상에서 기능할 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 고분자 및 금속의 복합구조로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 열팽창층 중량에 대한 고분자 대비 금속의 중량비는 0.99 : 0.01 내지 0.1 내지 0.9일 수 있다.
또한, 상기 파우치형 이차전지를 포함하는 디바이스 일 수 있다.
또한, 상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체를 조립하는 단계; 양극탭과 양극리드 및 음극탭과 음극리드를 각각 용접하는 탭용접단계; 탭 용접부를 보호필름으로 감싸는 단계; 파우치 케이스를 실링하는 단계; 상기 탭 용접부 및/또는 상기 파우치 케이스 씰링이 되는 부분에 80℃ 이상에서 팽창하는 열팽창층을 형성하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 이차전지의 온도 상승시 파우치 케이스 내부 가스를 배출하는 기능을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 입자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법에 의하면, 파우치형 이차전지의 내부에서 발생한 가스를 배출시켜 파우치형 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이차전지의 내부에서 발생한 가스의 온도를 이용하므로 별도의 장치 및 외부 동력원 없이 작동이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈의 고정 유닛을 포함하여 이루어져, 상기 파우치형 셀의 내부 쇼트나 과충전시 발화성 가스가 발생하여 상기 파우치의 일부가 터지면서 배출되는 많은 양의 발화성 가스를 빠르게 배출할 수 있도록 하고, 상기 파우치형 셀모듈의 온도와 전압을 안정화 시켜 복수의 파우치형 전지셀로 구성된 배터리 모듈의 발화 또는 폭발 가능성을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 예시적인 파우치형 전지셀을 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 파우치형 전지셀의 내부 가스 발생에 따른 팽윤상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창층을 포함하는 파우치형 전지셀의 가온전 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창층을 포함하는 파우치형 전지셀의 가온후 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열팽창층을 포함하는 파우치형 전지셀의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
파우치에 의해 전극조립체 및 전해액이 밀폐되고 상기 파우치의 일측 외부로 양극탭과 음극탭이 인출되도록 형성되는 파우치형 전지셀이 형성되는 제1단계; 상기 제1단계로 형성된 복수의 상기 파우치형 전지셀을 스태킹(Staking)하는 제2단계; 상기 제2단계의 복수의 파우치형 전지셀을 고정유닛으로 고정하여 단위모듈을 형성하는 제3단계; 상기 제3단계에서 형성된 복수의 단위모듈을 모듈케이스에 배열하는 제4단계;를 포함하며, 상기 전지셀이 형성되는 단계에서 파우치형 전지셀의 접합부에는 전지셀의 온도 상승시 전지셀 내부 가스를 배출하는 기능을 포함하는 열팽창층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지 팩의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법은, 파우치에 의해 전극체가 밀폐되고 상기 파우치의 상측 외부로 양극탭과 음극탭이 인출되도록 형성되며 나란히 적층되는 한 쌍의 파우치형 셀, 및 상기 파우치형 셀들의 파우치가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스를 포함하며 나란히 적층 배열되는 수개의 파우치형 셀모듈; 을 포함하여 이루어진다.
상기 파우치형 셀모듈은 상기 파우치형 셀의 전극체가 상기 파우치에 의해 밀폐되도록 상기 파우치가 상기 전극체의 외면을 둘러싸는 형태로 형성된다. 그리고 상기 전극체의 일측으로 연장 형성되는 상기 양극탭과 음극탭이 상기 파우치의 외부로 인출되도록 형성된다. 즉, 상기 파우치형 셀은 상기 전극체에 그 일측으로 양극탭 및 음극탭이 연장 형성되어 이루어지며, 상기 파우치가 상기 양극탭과 음극탭을 제외한 상기 전극체만을 밀폐하도록 감싸는 형태로 이루어진다. 그리고 이와 같이 형성되는 상기 파우치형 셀은 한 쌍으로 이루어져 나란히 적층되며, 상기 파우치형 셀들은 파우치가 밀폐되도록 결합되는 셀 케이스가 외측면에 결합된다.
즉, 상기 파우치형 셀들의 양극탭 및 음극탭을 제외한 상기 파우치로 감싸있는 부분이 다시 상기 셀 케이스에 의해 둘러싸여 상기 셀 케이스에 의해 밀폐된다. 이때, 상기 셀 케이스는 내부에 일정한 공간이 확보될 수 있도록 상기 파우치에 밀착되지 않게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 파우치형 셀모듈은 일측으로 상기 양극탭 및 음극탭이 상기 셀 케이스의 외부로 인출되도록 형성되고, 상기 전극체는 상기 파우치에 의해 밀폐되며, 상기 파우치의 외측에 셀 케이스의 결합에 의해 다시 밀폐되어 2중으로 밀폐되는 구조를 이룬다.
이때, 상기 파우치형 셀의 전극체는 양극, 음극, 전해질 및 상기 양극과 음극을 분리하는 격리판으로 구성되어 전기가 충전 및 방전되는 부분이며, 상기 양극탭 및 음극탭은 상기 전극체에서 방전시 발생되거나 외부로부터 충전시 유입되는 전류를 전달하는 부분이다.
상기와 같이 형성되는 파우치형 셀모듈은 수개가 나란히 적층되도록 구성되며, 상기 셀 케이스의 외부로 인출되는 양극탭 또는 음극탭은 하나의 파우치형 셀모듈의 한 쌍의 양극탭이 결합되고 음극탭은 서로 이웃하는 파우치형 셀모듈의 음극탭와 결합되어 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
이때, 상기 양극탭 및 음극탭은 커넥터 또는 연결판 등을 이용하여 결합되거나 레이저 또는 초음파용접에 의해 결합될 수 있다. 이와 같이 상기 수개의 파우치형 셀모듈이 구성되고, 각각의 파우치형 셀모듈의 셀 케이스 일측에 상기 가스배출구가 형성 될 수 있다.
파우치형 전지셀의 파우치 접합부 및/또는 탭 접합부는 차단층(barrier layer)과 접착층(sealant layer)을 포함한다. 그리고 차단층 상에 형성된 최외층으로서 보호층을 더 포함하기도 한다.　
상기 차단층은 가스 출입을 차단하기 위한 것으로서, 이는 주로 알루미늄 박막(Al foil)이 사용된다.　 상기 접착층은 최내층에 위치하여 내용물, 즉 전극집전체로 구성된 셀과 접촉된다.　그리고 상기 보호층은 내마모성 및 내열성 등을 고려하여 주로 나일론(Nylon) 수지가 사용된다.
파우치형 전지셀의 파우치는 위와 같은 적층 구조의 필름이 봉지 형태로 가공되어 제조되며 양극, 음극 및 세퍼레이터 등의 셀 구성 요소가 전해액에 함침된 다음 내장된다.　이와 같이 전지셀 구성 요소가 내장된 다음, 전지셀 파우치의 입구에서 접착층끼리 열접착되어 실링된다.　이때, 접착층은 셀 구성 요소와 접촉되므로 절연성과 함께 내전해액성 등을 가져야 하며, 또한 외부와의 밀폐를 위해 높은 실링성을 가져야 한다.　즉, 접착층끼리 열접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다.　일반적으로, 접착층은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지가 사용된다.　특히, 폴리프로필렌(PP)은 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내전해액성 등이 뛰어나 파우치의 접착층으로 주로 사용되고 있다.　　
그러나 종래 기술에 따른 파우치는 폭발 위험성에 대한 안정성이 없는 문제점이 있다.　일반적으로, 전지셀에서는 충전 또는 방전하는 과정에서 열과 압력을 발생하는데, 이때 셀 내부의 이상 반응에 의한 과충전이나 쇼트 등의 이유로 높은 열과 압력을 발생할 수 있다.　이러한 높은 열과 압력으로 폭발할 수 있는데, 종래의 셀 파우치는 위와 같은 폭발 위험성을 방지할 수 있는 기술적 수단을 강구하지 못하여 폭발 위험성에 노출되어 있는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 셀 파우치(P)는 접착층의 열접착 강도가 양호하지 못하고, 층간 부착력이 약한 문제점이 있다.　특히, 차단층은 Al 등의 금속으로 구성되고 있는데, 이러한 금속의 차단층과 접착층간의 층간 부착력이 약한 문제점이 있다.　
상기 열팽창성 금속은 알루미늄, 철, 니켈, 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 스태킹된 전지셀의 접합부에는 열가소성 점접착제가 형성될 수 있다. 상기 열가소성 점접착제는 PE(폴리에틸렌), PP(폴리 프로필렌), PS(폴리스틸렌), PVC(염화비닐), nylon(폴리아미드), PET (폴리에틸렌테레프탈레이트)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 제3단계에서의 단위모듈의 일면에는 보호회로 또는 PTC회로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정유닛의 내부 가스 배출 기능은 상기 전지셀의 온도가 80℃이상에서 기능할 수 있다.
상기 고분자 대비 금속의 중량비 범위을 벗어나면 전지셀을 고정하는 기능을 상실하거나, 가스배출을 용이하게 할 수 없다.
양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체; 상기 전극집전체를 감싸는 파우치; 상기 파우치 및/또는 탭의 접합부에 형성된 열팽창층;을 포함하는 파우치형 이차 전지를 제공한다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 수지일 수 있다.
상기 열팽창성 고분자는 PE, PP, PS, PVC, 아크릴, 부틸 수지중 어느 하나 또는 2 이상의 고분자일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상 층상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 입자를 포함될 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 5 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 열팽창성 입자는 PE, PP, PS, PVC, 아크릴, 부틸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 열팽창성 입자는 상기 파우치 내부 가스 배출 기능은 상기 전지셀의 온도가 80℃이상에서 기능할 수 있다. 바람직하게는 상기 전지셀의 온도가 150℃이상에서 기능할 수 있다. 상기 온도조건보다 낮다면 내부 가스의 배출 가능성이 낮아진다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 고분자 및 금속의 복합구조로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 열팽창층 중량에 대한 고분자 대비 금속의 중량비는 0.99 : 0.01 내지 0.1 내지 0.9일 수 있다.
또한, 상기 파우치형 이차전지를 포함하는 디바이스 일 수 있다.
또한, 상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체를 조립하는 단계; 양극탭과 양극리드 및 음극탭과 음극리드를 각각 용접하는 탭용접단계; 탭 용접부를 보호필름으로 감싸는 단계; 파우치 케이스를 실링하는 단계; 상기 탭 용접부 및/또는 상기 파우치 케이스 씰링이 되는 부분에 80℃ 이상에서 팽창하는 열팽창층을 형성하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법일 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 상기 이차전지의 온도 상승시 파우치 케이스 내부 가스를 배출하는 기능을 포함 할 수 있다.
또한, 상기 열팽창층은 열팽창성 입자를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에 서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
100 : 전지셀
110 : 상부파우치
120 : 전극조립체
121 : 양극탭
122 : 음극탭
123 : 절연테이프
124 : 양극리드
125 : 음극리드
130 : 하부파우치
141 : 양극
142 : 음극
143 : 집전체
144 : 세퍼레이터
145 : 전해액
146 : 실링부
147 : 양극단자플레이트
148 : 음극단자플레이트
200 : 접합부
210 : 접착층
220 : 열팽창층
230 : 차단층
240 : 보호층
250 : 열팽창성 입자

Claims (15)

  1. 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체;
    상기 전극집전체를 감싸는 파우치; 및
    상기 파우치 또는 탭의 접합부에 형성된 열팽창층;을 포함하고,
    상기 열팽창층은 열팽창성 입자를 포함하며,
    상기 열팽창성 입자는 PS, PVC, 부틸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지며,
    상기 열팽창층은 열팽창성 고분자 및 금속의 복합구조로 이루어고,
    상기 열팽창층 중량에 대한 고분자 대비 금속의 중량비는 0.99 : 0.01 내지 0.1 내지 0.9이며,
    상기 금속은 열팽창성 금속으로 알루미늄, 철, 니켈, 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창층은 열팽창성 수지인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상 층상에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창층은 상기 접합부에 형성된 보호층, 차단층, 중간보호층, 접착층 중 어느 하나 또는 2이상인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창층은 5 내지 100㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창성 입자는 상기 파우치 내부 가스 배출 기능은 전지셀의 온도가 80℃이상에서 기능하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른,
    상기 파우치형 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  13. 양극, 음극, 세퍼레이터를 포함하는 전극집전체를 조립하는 단계;
    양극탭과 양극리드 및 음극탭과 음극리드를 각각 용접하는 탭용접단계;
    탭 용접부를 보호필름으로 감싸는 단계;
    파우치 케이스를 실링하는 단계; 및
    상기 탭 용접부 또는 상기 파우치 케이스 씰링이 되는 부분에 열팽창성 입자를 포함하고, 상기 열팽창성 입자는 PS, PVC, 부틸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 80℃ 이상에서 팽창하는 열팽창층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 열팽창층은 열팽창성 고분자 및 금속의 복합구조로 이루어고,
    상기 열팽창층 중량에 대한 고분자 대비 금속의 중량비는 0.99 : 0.01 내지 0.1 내지 0.9이며,
    상기 금속은 열팽창성 금속으로 알루미늄, 철, 니켈, 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열팽창층은 상기 이차전지의 온도 상승시 파우치 케이스 내부 가스를 배출하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  15. 삭제
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