KR102464974B1 - Battery Cell Comprising Battery Case with Laminate Sheet and Metal Plates and Method for Preparing Thereof - Google Patents

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Abstract

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 상기 전지케이스는,
수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상단 및 하단이 각각 개방되어 있으며, 전극조립체가 내장되는 중공 구조를 가진 본체;
상기 본체의 개방 상단에 결합되어 있고, 전극조립체의 제 1 전극이 접속되는 제 1 전극단자와 제 2 전극이 접속되는 제 2 전극단자가 위치하며, 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트; 및
상기 본체의 개방 하단에 결합되어 있고, 금속 소재로 이루어진 하단 플레이트;
를 포함하는 전지셀 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
A battery cell in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is embedded in a battery case together with an electrolyte, the battery case comprising:
a body comprising a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the upper and lower ends of which are open, respectively, and having a hollow structure in which an electrode assembly is embedded;
a top plate coupled to the open upper end of the main body, the first electrode terminal to which the first electrode of the electrode assembly is connected, and the second electrode terminal to which the second electrode is connected, made of a metal material; and
a lower plate coupled to the open lower end of the body and made of a metal material;
It relates to a battery cell comprising a and a method for manufacturing the same.

Description

라미네이트 시트와 금속 플레이트로 이루어진 전지케이스를 포함하는 전지셀 및 이의 제조방법 {Battery Cell Comprising Battery Case with Laminate Sheet and Metal Plates and Method for Preparing Thereof}Battery Cell Comprising Battery Case with Laminate Sheet and Metal Plates and Method for Preparing Thereof

본 출원은 2017년 02월 15일자 한국 특허 출원 제 10-2017-0020496 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2017-0020496 dated February 15, 2017, and all contents disclosed in the documents of the Korean patent application are incorporated as a part of this specification.

본 발명은 라미네이트 시트와 금속 플레이트로 이루어진 전지케이스를 포함하는 전지셀 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 전극조립체가 내장되는 본체는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상기 본체의 개방 상단 및 개방 하단 각각에 결합되는 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 금속 소재로 이루어진 구조의 전지셀 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a battery case made of a laminate sheet and a metal plate, and a method for manufacturing the same, and specifically, a body in which an electrode assembly is embedded is made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and the body The upper plate and the lower plate coupled to each of the open upper end and the open lower end of the battery cell having a structure made of a metal material and a method for manufacturing the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of research on batteries capable of meeting various needs is being conducted.

이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.The secondary battery is a jelly-roll type (winding type) electrode assembly, in which a long sheet-type positive electrode and negative electrode are wound with a separator interposed therebetween, depending on the structure of the electrode assembly of the positive electrode/separator/negative electrode structure. A stacked (stacked) electrode assembly in which a number of positive and negative electrodes cut in units of size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and unit cells in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked with a separator interposed therebetween. and a stack/folding type electrode assembly having a structure.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.In addition, depending on the shape of the battery case, the secondary battery consists of a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. classified.

특히, 최근에는 모바일 전자기기들의 소형 경량화 추세에 따라 상대적으로 폭이 좁은 각형 전지가 개발되었고, 이러한 각형 전지는 종래의 원통형 전지와는 또 다른 적용 분야를 창출하고 있다.In particular, in recent years, a relatively narrow prismatic battery has been developed in accordance with the miniaturization and weight reduction trend of mobile electronic devices, and such a prismatic battery creates another application field from the conventional cylindrical battery.

일반적으로 각형 전지는 하단이 밀봉되어 있는 각형 중공 케이스에 일부 전지요소를 삽입한 후 상단 캡 어셈블리를 용접하고 전해질을 주입한 뒤 주입구를 밀봉하여 제조되고 있다.In general, a prismatic battery is manufactured by inserting some battery elements into a prismatic hollow case with a sealed lower end, welding an upper cap assembly, injecting electrolyte, and sealing an injection hole.

그러나, 각형 전지는 일반적으로 금속 합금의 판재로 구성된 금속캔을 전지케이스로 사용하기 때문에, 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 비해 중량이 많이 나가는 문제점이 있고, 얇은 두께의 금속 판재로 구성된 전지케이스를 제작하는 것에 한계가 있어 결과적으로 전지의 에너지 밀도를 향상시키는데 제약이 있다.However, since a prismatic battery generally uses a metal can made of a metal alloy plate as a battery case, it has a problem in that it weighs a lot compared to a pouch-type case of a laminate sheet, and a battery case composed of a thin metal plate is manufactured. As a result, there is a limit to improving the energy density of the battery.

따라서, 각형 전지의 에너지 밀도 향상을 위해 보다 경량화 및 소형화된 전지케이스를 구현하기 위한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in order to improve the energy density of the prismatic battery, there is an urgent need for a technology for implementing a lighter and smaller battery case.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the above problems.

구체적으로, 본 발명의 목적은 각형 전지셀에서 전지케이스를 라미네이트 시트로 이루어진 중공형의 본체, 본체의 상단에 결합되어 있는 금속 소재의 상단 플레이트, 및 본체의 하단에 결합되어 있는 금속 소재의 하단 플레이트로 구성되어 있어, 각형 전지셀에서 전지케이스가 차지하는 부피 및 무게를 감소시킴으로써 에너지 밀도가 보다 향상된 각형 전지셀을 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to form a battery case in a prismatic battery cell with a hollow body made of a laminate sheet, a metal top plate coupled to the top of the body, and a metal bottom plate coupled to the bottom of the body. To provide a prismatic battery cell with improved energy density by reducing the volume and weight occupied by the battery case in the prismatic battery cell.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전지셀은,In order to achieve the above object, the battery cell of the present invention,

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 상기 전지케이스는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상단 및 하단이 각각 개방되어 있으며, 전극조립체가 내장되는 중공 구조를 가진 본체, 상기 본체의 개방 상단에 결합되어 있고, 전극조립체의 제1전극이 접속되는 제1전극단자와 제2전극이 접속되는 제2전극단자가 위치하며, 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트, 및 상기 본체의 개방 하단에 결합되어 있고, 금속 소재로 이루어진 하단 플레이트를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.A battery cell in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is embedded in a battery case together with an electrolyte, wherein the battery case is made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and the upper and lower ends are open, respectively. , A body having a hollow structure in which an electrode assembly is embedded, coupled to an open upper end of the body, a first electrode terminal to which the first electrode of the electrode assembly is connected, and a second electrode terminal to which the second electrode is connected, It is coupled to the upper plate made of a metal material, and the open lower end of the body, may be made of a structure including a lower plate made of a metal material.

상기 전극조립체는 젤리-롤형 구조 또는 스택/폴딩형 구조 또는 라미네이션/스택형 구조로 이루어질 수 있다.The electrode assembly may have a jelly-roll type structure, a stack/folding type structure, or a lamination/stack type structure.

상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 상기 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.The laminate sheet includes a first resin layer forming an inner surface of the main body, a second resin layer forming an outer surface of the main body, and a metal layer interposed between the first resin layer and the second resin layer can be made with

상기 제1수지층 및 제2수지층은 동일한 소재로 이루어질 수 있다.The first resin layer and the second resin layer may be made of the same material.

상기 본체는 라미네이트 시트를 각형으로 접어서 양측 단부들을 상호 접합한 구조로 이루어지고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.The body may have a structure in which both ends are mutually joined by folding a laminate sheet into a square shape, and the upper plate and the lower plate may be formed in a rectangular shape in plan view.

또는, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트가 각형 형상으로 절곡된 구조로 이루어지고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.Alternatively, the body may have a structure in which a tubular laminate sheet is bent into a square shape, and the upper plate and the lower plate may have a rectangular shape in plan view.

또는, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트로 이루어진 원통형 구조이고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 원형 또는 타원형 형태로 이루어질 수 있다. Alternatively, the body may have a cylindrical structure made of a tubular laminate sheet, and the top plate and the bottom plate may be formed in a circular or oval shape on a plane.

상기 상단 플레이트의 소재와 하단 플레이트의 소재는 서로 독립적으로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.The material of the upper plate and the material of the lower plate may be each independently at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, and stainless steel.

상기 상단 플레이트의 제 1 전극단자는 전극조립체의 음극에 접속되어 있고, 상단 플레이트의 중앙에 상향 돌출된 구조로 형성될 수 있다.The first electrode terminal of the top plate is connected to the negative electrode of the electrode assembly, and may be formed to protrude upward from the center of the top plate.

상기 상단 플레이트의 제 2 전극단자는 전극조립체의 양극에 접속되어 있고, 제 1 전극단자를 제외한 상단 플레이트의 나머지 부위에 형성될 수 있다.The second electrode terminal of the top plate is connected to the positive electrode of the electrode assembly, and may be formed on the remaining portion of the top plate except for the first electrode terminal.

상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 각각 플레이트의 외주변이 본체의 라미네이트 시트에서 금속층의 단부에 용접된 상태로 결합될 수 있다.The upper plate and the lower plate may be coupled in a state in which the outer periphery of the plate is welded to the end of the metal layer in the laminate sheet of the body, respectively.

상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.The laminate sheet may have a structure including a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body.

상기 금속층의 외면에 절연 시트를 더 포함할 수 있다.An insulating sheet may be further included on the outer surface of the metal layer.

상기 본체의 두께는 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 범위일 수 있다.The thickness of the body may be in the range of 50 μm to 150 μm.

상기 본체와 상기 상단 플레이트 및/또는 하단 플레이트의 연결부위에는 수지 소재의 보조 밀봉부재가 부가된 구조일 수 있다.An auxiliary sealing member made of a resin material may be added to a connection portion between the main body and the upper plate and/or the lower plate.

본 발명은 전지셀의 제조방법으로서,The present invention is a method for manufacturing a battery cell,

(a) 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 본체를 준비하는 단계;(a) preparing a body made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer;

(b) 상기 본체와 하단 플레이트를 결합하는 단계;(b) combining the main body and the lower plate;

(c) 상기 본체의 중공 내부에 전극조립체를 수납하는 단계; 및(c) accommodating the electrode assembly in the hollow of the main body; and

(d) 상기 전극조립체가 수납된 본체와 상단 플레이트를 결합하는 단계;(d) coupling the body and the top plate in which the electrode assembly is accommodated;

를 포함하고, 상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 상기 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지고, 상기 단계 (b)에서 상기 하단 플레이트는 상기 본체인 라미네이트 시트 금속층의 하단부에 결합하고, 단계 (d)에서 상기 상단 플레이트는 상기 본체인 라미네이트 시트 금속층의 상단부에 결합되는 전지셀 제조방법을 제공한다.Including, wherein the laminate sheet, a first resin layer forming the inner surface of the main body, a second resin layer forming the outer surface of the main body, and a metal layer interposed between the first resin layer and the second resin layer In the step (b), the lower plate is coupled to the lower end of the laminate sheet metal layer as the main body, and in step (d), the upper plate is coupled to the upper end of the laminate sheet metal layer as the main body. A method for manufacturing a battery cell is provided.

또는, 상기 라미네이트 시트는 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지고, 상기 단계 (d) 이후에, 상기 본체의 금속층 외면에 절연 시트를 부가하는 단계 (e)를 더 포함하는 과정으로 이루어질 수 있다Alternatively, the laminate sheet has a structure including a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body, and after step (d), insulating the outer surface of the metal layer of the main body It may consist of a process further comprising the step (e) of adding a sheet

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 각형 전지셀은 각형 전지케이스의 본체를 라미네이트 시트로 구성하고 각형 전지케이스의 상단과 하단을 금속 소재로 구성함으로써 전지케이스의 두께를 얇게 구현하여 각형 전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, in the prismatic battery cell according to the present invention, the main body of the prismatic battery case is made of a laminate sheet, and the upper and lower ends of the prismatic battery case are made of a metal material, thereby reducing the thickness of the battery case to increase the energy of the prismatic battery. density can be improved.

또한, 전지케이스의 부피를 줄여 에너지 밀도를 향상시키는 동시에 전지의 사용 중 전지에 가해질 수 있는 외부의 물리적인 힘이나 충격에 대해 전지의 안전성을 확보할 수 있도록 전지케이스의 상하단면을 내구성이 강한 금속 소재로 구성함으로써 안전한 전지셀을 제공할 수 있다.In addition, the upper and lower ends of the battery case are made of durable metal to improve the energy density by reducing the volume of the battery case and to secure the safety of the battery against external physical force or impact that may be applied to the battery while the battery is in use. It is possible to provide a safe battery cell by configuring it with a material.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 상부 플레이트와 전극조립체가 결합된 상태를 나타나는 사시도이다.
도 3은 상기 도 1의 라미네이트 시트의 부분 확대도이다.
도 4는 전지셀 제조 과정을 설명하는 사시도이다.
도 5는 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀의 사시도이다.
1 is an exploded perspective view of a battery case according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a state in which the upper plate and the electrode assembly of FIG. 1 are combined.
3 is a partially enlarged view of the laminate sheet of FIG. 1 .
4 is a perspective view illustrating a battery cell manufacturing process.
5 is a perspective view of a battery cell according to another embodiment.

따라서, 본 발명에 따른 각형 전지셀은, Therefore, the prismatic battery cell according to the present invention,

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 상기 전지케이스는, A battery cell in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is embedded in a battery case together with an electrolyte, the battery case comprising:

수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상단 및 하단이 각각 개방되어 있으며, 전극조립체가 내장되는 중공 구조를 가진 본체;a body comprising a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the upper and lower ends of which are open, respectively, and having a hollow structure in which an electrode assembly is embedded;

상기 본체의 개방 상단에 결합되어 있고, 전극조립체의 제1전극이 접속되는 제1전극단자와 제2전극이 접속되는 제2전극단자가 위치하며, 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트; 및 a top plate coupled to the open upper end of the main body, the first electrode terminal to which the first electrode of the electrode assembly is connected, and the second electrode terminal to which the second electrode is connected, made of a metal material; and

상기 본체의 개방 하단에 결합되어 있고, 금속 소재로 이루어진 하단 플레이트를 포함할 수 있다.It is coupled to the open lower end of the main body, and may include a lower plate made of a metal material.

이와 같이, 전극조립체 및 전해액이 내장되는 전지케이스 본체 부분은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어지는 바, 전지케이스의 두께 감소 및 중량 감소의 효과를 얻을 수 있다.As described above, since the battery case body part in which the electrode assembly and the electrolyte are embedded is made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the effect of reducing the thickness and weight of the battery case can be obtained.

다만, 상기 라미네이트 시트가 전지케이스의 전체 외면을 구성하는 경우에는, 전지셀의 낙하 등 충격이 인가되는 경우 안전성이 취약해지는 바, 낙하 충격을 가장 크게 받는 전지셀의 상단 및 하단에는 금속 소재로 이루어진 부재를 적용함으로써, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.However, when the laminate sheet constitutes the entire outer surface of the battery case, safety is weakened when an impact such as a drop of the battery cell is applied. By applying the member, the above problems can be solved.

상기 전극조립체는 그 구조가 특별히 한정되지 않는 바, 예를 들어, 스택형 구조, 젤리-롤형 구조 또는 스택/폴딩형 구조 또는 라미네이션/스택형 구조로 이루어질 수 있다.The structure of the electrode assembly is not particularly limited. For example, it may have a stack-type structure, a jelly-roll-type structure, a stack/folding structure, or a lamination/stack-type structure.

상기 전지케이스를 구성하는 상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.The laminate sheet constituting the battery case includes a first resin layer forming an inner surface of the main body, a second resin layer forming an outer surface of the main body, and interposed between the first resin layer and the second resin layer It may have a structure including a metal layer.

상기 제1수지층은 전극조립체와 전해액이 내장되어 있는 면에 대면하므로, 전지의 작동 중에도 전지케이스와의 절연 상태가 유지될 수 있는 절연성 수지로 구성되어야 하고, 전해액과 반응하거나, 전극조립체와 접촉하더라도 찢어지거나 벗겨지지 않을 정도의 내구성이 요구된다.Since the first resin layer faces the surface where the electrode assembly and the electrolyte are embedded, it must be composed of an insulating resin that can maintain insulation from the battery case even during operation of the battery, and reacts with the electrolyte or comes into contact with the electrode assembly Even if it is, it is required to be durable enough not to tear or peel off.

상기 제2수지층은 외부로부터 전지를 보호하는 역할을 하므로 우수한 인장강도 및 내구성을 가져 외부의 물리적인 힘에 의해서 쉽게 벗겨지거나 찢어져 내부에 위치하는 금속층이 노출되지 않아야 한다.Since the second resin layer serves to protect the battery from the outside, it should have excellent tensile strength and durability so that the metal layer located therein is not easily peeled off or torn by an external physical force.

상기 제1수지층과 제2수지층은 서로 동일한 소재로 이루어질 수 있으며, 또는 서로 상이한 소재로 이루어질 수 있는 바, 구체적으로, 폴리에스테르(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 테프론계 수지, 비닐론계 수지, 및 나일론계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.The first resin layer and the second resin layer may be made of the same material or may be made of different materials, specifically, polyester (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) , may be composed of at least one selected from the group consisting of Teflon-based resins, vinylon-based resins, and nylon-based resins.

일반적으로, 파우치형 전지케이스를 구성하는 라미네이트 시트는 열융착에 의해 밀봉이 이루어지기 때문에 서로 다른 소재로 이루어지는 내부 실란트층 및 외부 수지층을 포함한다. 즉, 상기 내부 실란트층은 고온 가압시 용융되어 융착되는 소재로 이루어진다.In general, since the laminate sheet constituting the pouch-type battery case is sealed by heat sealing, it includes an inner sealant layer and an outer resin layer made of different materials. That is, the inner sealant layer is made of a material that is melted and fused when pressed at a high temperature.

그러나, 본 발명은 전지케이스의 밀봉을 위한 열융착 과정이 이루어지지 않는 바, 상기 라미네이트 시트에는 종래의 파우치형 전지케이스에 포함된 내부 실란트층과 대응되는 층이 적용되지 않을 수 있다.However, in the present invention, since the heat sealing process for sealing the battery case is not performed, a layer corresponding to the internal sealant layer included in the conventional pouch-type battery case may not be applied to the laminate sheet.

따라서, 내전해액성, 절연성 및 내구성을 갖는 소재라면 특별히 제한되지 않으며, 상기 제1수지층 및 제2수지층이 서로 동일한 소재로 이루어질 수 있다.Therefore, it is not particularly limited as long as it is a material having electrolyte resistance, insulation and durability, and the first resin layer and the second resin layer may be made of the same material.

상기 금속층은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 하며, 전지의 사용 내지 이동 중 전지의 내외부에서 발생할 수 있는 물리적인 힘에 대해 전지케이스가 견고하게 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다. 금속층의 소재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금 및 스테인리스 스틸 등의 금속성 소재로 이루어 질 수 있다.The metal layer serves to prevent air, moisture, etc. from entering the inside of the battery, and serves to firmly maintain the battery case against physical forces that may occur inside and outside the battery during use or movement of the battery. do The material of the metal layer may be made of a metallic material such as aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, and stainless steel.

한편, 상기 라미네이트 시트를 구성하는 제1수지층, 금속층 및 제2수지층은 두께가 두꺼울수록 내구성이 증가하고 전지의 안전성을 확보하는데 유리할 수 있으나, 전지에서 전지케이스가 차지하는 부피 및 중량이 증가함에 따라 전지의 에너지 밀도를 크게 감소시킬 우려가 있는 바, 종래 사용되는 금속 판재보다 얇은 두께로 구성되는 것이 바람직하다. 상세하게는, 라미네이트 시트로 구성된 본체의 두께가 50 내지 150 ㎛의 범위인 것이 바람직하다.On the other hand, as the thickness of the first resin layer, the metal layer and the second resin layer constituting the laminate sheet increases, durability increases and it may be advantageous for securing the safety of the battery, but the volume and weight occupied by the battery case in the battery increases. Accordingly, there is a fear of greatly reducing the energy density of the battery, and it is preferable to have a thinner thickness than a conventionally used metal plate. Specifically, it is preferable that the thickness of the body constituted of the laminate sheet is in the range of 50 to 150 µm.

본 발명에 따른 본체는 라미네이트 시트를 각형으로 접어서 양측 단부들을 상호 접합한 구조로 이루어질 수 있고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.The body according to the present invention may have a structure in which both ends are mutually joined by folding a laminate sheet into a square shape, and the upper plate and the lower plate may be formed in a rectangular shape in plan view.

구체적으로, 일단위의 라미네이트 시트를 각형으로 접은 뒤 중공형의 구조로 양측 단부를 서로 연결시켜 제조할 수 있다.Specifically, it can be manufactured by folding the laminate sheet of one unit into a square shape and then connecting both ends to each other in a hollow structure.

또는, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트가 각형 형상으로 절곡된 구조로 이루어지고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.Alternatively, the body may have a structure in which a tubular laminate sheet is bent into a square shape, and the upper plate and the lower plate may have a rectangular shape in plan view.

또는, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트로 이루어진 원통형 구조이고, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 원형 또는 타원형 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우, 외관상 종래의 원통형 전극조립체와 유사한 형태로 이루어질 수 있다.Alternatively, the body may have a cylindrical structure made of a tubular laminate sheet, and the top plate and the bottom plate may be formed in a circular or oval shape on a plane. In this case, it may be formed in a shape similar to that of a conventional cylindrical electrode assembly in appearance.

본 발명에 따른 전지케이스는 중공형의 본체의 상단에 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트를 결합시키고, 본체의 하단에도 금속 소재의 하단 플레이트를 결합시켜 제조될 수 있다. 상단 플레이트에는 일반적인 각형 전지와 같이 전극단자가 형성될 수 있다. 양극 단자 및 음극 단자가 상단 플레이트에 형성될 수 있다. The battery case according to the present invention may be manufactured by coupling a top plate made of a metal material to an upper end of a hollow body, and coupling a bottom plate made of a metal material to the lower end of the body. An electrode terminal may be formed on the top plate like a general prismatic battery. A positive terminal and a negative terminal may be formed on the top plate.

더욱 상세하게는 상단 플레이트에 하나 내지 둘의 전극 단자가 형성 될 수 있으며, 상단 플레이트의 중앙에 상향 돌출된 구조로 형성된 제1전극단자가 형성될 수 있다. 또한, 제1전극 단자를 제외한 상단 플레이트의 나머지 부위에 제2전극단자가 형성될 수 있다. 구체적으로는 제1전극단자는 음극에 접속되고, 제2전극단자는 양극에 접속될 수 있다. 돌출된 형상의 제1전극단자와는 달리 상기 제1전극단자를 제외한 상단 플레이트의 나머지 부위는 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트 부분이 제2전극단자로서 구성될 수 있다.In more detail, one or two electrode terminals may be formed on the top plate, and a first electrode terminal formed in a structure protruding upwardly from the center of the top plate may be formed. In addition, the second electrode terminal may be formed on the remaining portion of the top plate except for the first electrode terminal. Specifically, the first electrode terminal may be connected to the negative electrode, and the second electrode terminal may be connected to the positive electrode. Unlike the protruding shape of the first electrode terminal, the remaining portion of the top plate except for the first electrode terminal may include a top plate portion made of a metal material as the second electrode terminal.

한편, 상단 플레이트와 하단 플레이트는 모두 금속 소재로 구성되나, 반드시 상호 동일한 금속 소재로 이루어질 필요는 없고, 각각 독립적으로 상이한 금속 소재로 구성될 수 있다. 구체적으로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다. 상단 플레이트와 하단 플레이트를 각각 금속 소재로 구성함으로써 전지의 낙하 시 안전성을 확보할 수 있고, 전극 단자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the upper plate and the lower plate are both made of a metal material, but do not necessarily have to be made of the same metal material, and may each be independently made of a different metal material. Specifically, it may be made of at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, and stainless steel. By configuring each of the upper plate and the lower plate with a metal material, it is possible to secure safety when the battery is dropped and to prevent damage to the electrode terminal.

상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 각각 플레이트의 외주변이 본체의 라미네이트 시트에서 금속층의 단부에 용접된 상태로 결합될 수 있고, 상단 플레이트의 형상은 중공형의 본체 단부의 상단부 형상과 일치하는 형상일 수 있다. 하단 플레이트도 마찬가지로 본체의 하단부 형상과 일치하는 형상으로 제조되어 최종 제조된 전지케이스의 형상이 금속캔으로 이루어진 일반적인 각형 케이스의 형상과 동일한 형상으로 제작될 수 있다.The top plate and the bottom plate may be joined in a state in which the outer periphery of the plate is welded to the end of the metal layer in the laminate sheet of the body, respectively, and the shape of the top plate may be a shape that matches the shape of the upper end of the end of the body of the hollow type have. The bottom plate is also manufactured in a shape that matches the shape of the lower end of the body, so that the shape of the finally manufactured battery case may be manufactured in the same shape as the shape of a general prismatic case made of a metal can.

한편, 본체에 상단 플레이트와 하단 플레이트를 연결하기 위해 금속 소재의 플레이트 외주변이 본체의 라미네이트 시트의 금속층 단부에 용접된 상태로 결합될 수 있다. 이를 위해, 본체의 상단부와 하단부의 금속층은 제 1 수지층 및/또는 제 2 수지층에 의해 완전히 커버되지 않고 소정의 두께만큼 노출된 형태로 형성되어 상단 플레이트 및 하단 플레이트와 용접이 가능하도록 제작될 수 있다.On the other hand, in order to connect the upper plate and the lower plate to the body, the outer periphery of the plate made of metal may be welded to the end of the metal layer of the laminate sheet of the body. To this end, the upper and lower metal layers of the main body are not completely covered by the first resin layer and/or the second resin layer, but are formed to be exposed by a predetermined thickness so as to be welded with the upper plate and the lower plate. can

하나의 구체적인 예에서, 상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 외관상 금속층이 전지케이스 본체의 최외층으로 노출되게 된다. 이와 같은 경우, 전지셀의 절연성이 문제될 수 있는 바, 상기 금속층의 외면에 절연 시트를 더 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the laminate sheet may have a structure including a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body. Accordingly, in appearance, the metal layer is exposed as the outermost layer of the battery case body. In this case, since the insulation of the battery cell may be a problem, the structure may further include an insulating sheet on the outer surface of the metal layer.

한편, 본체와 상단 플레이트 또는 하단 플레이트와의 연결부위에서의 완전한 밀폐구조를 형성하기 위해 연결부위에 추가적으로 수지 소재의 보조밀봉부재를 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, in order to form a complete sealing structure at the connection portion between the main body and the upper plate or the lower plate, an auxiliary sealing member made of a resin material may be additionally included in the connection portion.

본 발명은 또한, 상기 전지셀의 제조방법을 제공하는 바, 구체적으로,The present invention also provides a method for manufacturing the battery cell, specifically,

(a) 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 본체를 준비하는 단계;(a) preparing a body made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer;

(b) 상기 본체와 하단 플레이트를 결합하는 단계;(b) combining the main body and the lower plate;

(c) 상기 본체의 중공 내부에 전극조립체를 수납하는 단계; 및(c) accommodating the electrode assembly in the hollow of the main body; and

(d) 상기 전극조립체가 수납된 본체와 상단 플레이트를 결합하는 단계;(d) coupling the body and the top plate in which the electrode assembly is accommodated;

를 포함하고,including,

상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 상기 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지며, The laminate sheet includes a first resin layer forming an inner surface of the main body, a second resin layer forming an outer surface of the main body, and a metal layer interposed between the first resin layer and the second resin layer is made of,

상기 단계 (b)에서 상기 하단 플레이트는 상기 본체인 라미네이트 시트 금속층의 하단부에 결합하고, 상기 단계 (d)에서 상기 상단 플레이트는 상기 본체인 라미네이트 시트 금속층의 상단부에 결합할 수 있다.In step (b), the bottom plate may be coupled to the lower end of the laminate sheet metal layer as the main body, and in step (d), the top plate may be coupled to the upper end of the laminate sheet metal layer as the body.

즉, 본원발명은, 서로 분리되어 독립적으로 이루어진 본체와 하단 플레이트, 및 본체와 상단 플레이트의 결합이 필요한 바, 이들을 결합하는 과정이 반드시 필요하고, 구체적으로, 상기 결합과정은 용접에 의한 방법으로 이루어질 수 있다.That is, in the present invention, it is necessary to combine the main body and the lower plate, and the main body and the upper plate, which are separated from each other, and the process of combining them is absolutely necessary. Specifically, the combining process is made by a method by welding. can

상기 라미네이트 시트로 본체를 준비하는 단계는, 상기 라미네이트 시트를 각형으로 접어서 양측 단부들을 상호 접합하는 방법으로 이루어질 수 있고, 또는, 튜브형의 본체를 각형 형상으로 절곡하는 방법으로 이루어질 수 있으며, 또는, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트로 이루어진 원통형 구조일 수 있다.The step of preparing the body with the laminate sheet may be accomplished by folding the laminate sheet into a prismatic shape and joining both ends to each other, or by bending the tubular body into a prismatic shape, or The body may have a cylindrical structure made of a tubular laminate sheet.

또한, 상기 라미네이트 시트에서 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트와 결합되는 부분은 용접의 편의성을 위하여 금속층이 노출된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a portion of the laminate sheet coupled to the upper plate and the lower plate has a structure in which a metal layer is exposed for convenience of welding.

구체적으로, 상기와 같이 제1수지층, 금속층 및 제2수지층으로 구성되는 라미네이트로 전지케이스 본체를 제조하는 경우에는, 상기 제2수지층의 면적이 상기 금속층의 면적보다 좁게 형성되어 상기 금속층의 상단 및 하단이 일부 노출되고, 상기 노출되는 금속층에 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트가 결합하게 된다.Specifically, in the case of manufacturing the battery case body with a laminate composed of the first resin layer, the metal layer and the second resin layer as described above, the area of the second resin layer is formed to be narrower than the area of the metal layer, The upper and lower portions are partially exposed, and the upper plate and the lower plate are coupled to the exposed metal layer.

상기 라미네이트 시트는 외부에 제2수지층이 형성되어 있기 때문에 별도의 절연 부재를 부가하지 않아도 절연성을 확보할 수 있다.Since the second resin layer is formed on the outside of the laminate sheet, insulation can be secured without adding a separate insulating member.

다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 라미네이트 시트는 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지고, 상기 단계 (d) 이후에, 상기 본체의 금속층 외면에 절연 시트를 부가하는 단계 (e)를 더 포함할 수 있다.In another specific example, the laminate sheet has a structure including a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body, and after step (d), the main body It may further include the step (e) of adding an insulating sheet to the outer surface of the metal layer.

즉, 상기 라미네이트 시트는 금속층이 외표면에 노출되는 구조인 바, 절연성을 확보하기 위하여 상기 금속층의 외면에는 절연 시트를 부가하는 과정이 필요할 수 있다.That is, since the laminate sheet has a structure in which the metal layer is exposed on the outer surface, a process of adding an insulating sheet to the outer surface of the metal layer may be required to secure insulation.

다만, 상기와 같은 경우에는, 상단 플레이트 및 하단 플레이트를 상기 금속층에 결합하기 위하여, 금속층 일부만 노출된 라미네이트 시트를 제조할 필요가 없고, 용접 가능한 부분이 넓어지기 때문에, 용접 과정이 용이하고, 용접열에 의해 금속층 외면의 수지층이 용융될 위험이 없다.However, in the above case, in order to couple the upper plate and the lower plate to the metal layer, it is not necessary to manufacture a laminate sheet in which only a part of the metal layer is exposed, and since the weldable part is widened, the welding process is easy, and the welding heat is not affected. There is no risk of melting the resin layer on the outer surface of the metal layer.

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

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a battery case according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전지케이스(100)는 라미네이트 시트로 이루어진 본체(110), 하단 플레이트(120), 및 상단 플레이트(130)로 구성되고, 상단 플레이트(130)의 중심부에는 음극 단자(131)가 돌출된 구조로 이루어지고, 음극 단자(131)를 제외한 상단 플레이트(130)는 양극 단자 역할을 한다. 음극 단자(131)와 상단 플레이트(130)의 절연을 위하여 절연 부재(132)가 개재되어 있다.Referring to FIG. 1 , the battery case 100 includes a body 110 made of a laminate sheet, a bottom plate 120 , and a top plate 130 , and a negative terminal 131 is located at the center of the top plate 130 . has a protruding structure, and the top plate 130 excluding the negative terminal 131 serves as a positive terminal. An insulating member 132 is interposed to insulate the negative terminal 131 from the top plate 130 .

본체(110)는 튜브 형태의 라미네이트 시트를 각형이 되도록 절곡하여 형성될 수 있고, 또는, 긴 시트형의 라미네이트 시트의 양측 끝단을 연결하여 튜브 형태를 만든 후 각형이 되도록 절곡하여 형성될 수 있다.The body 110 may be formed by bending a tube-shaped laminate sheet to become a square shape, or by connecting both ends of a long sheet-type laminate sheet to form a tube shape and then bending to form a square shape.

다만, 도 1에 도시된 음극 단자(131) 및 절연 부재의 (132)의 크기 및 구조는 특별히 한정되지 않으며, 상단 플레이트(130)와 본체(110) 내에 수납되는 전극조립체(도시하지 않음)의 상부 사이에는 별도의 부재들이 추가될 수 있다.However, the size and structure of the negative terminal 131 and the insulating member 132 shown in FIG. 1 are not particularly limited, and the top plate 130 and the electrode assembly (not shown) accommodated in the body 110 are Separate members may be added between the upper parts.

상단 플레이트(130)의 하부에는 하향 연장부(133)가 형성되어 있고, 하단 플레이트(120)의 상부에는 상향 연장부(123)가 형성되어 있는 바, 하향 연장부(133) 및 상향 연장부(123)가 본체(110)의 내측에 위치하고, 본체의 끝단이 하향 연장부(133) 및 상향 연장부(123)의 외면에 위치한 상태로 결합될 수 있다.A downward extension part 133 is formed in the lower part of the upper plate 130, and an upward extension part 123 is formed in the upper part of the lower plate 120, and the downward extension part 133 and the upward extension part ( 123 may be positioned inside the main body 110 , and the ends of the main body may be coupled in a state where they are positioned on the outer surfaces of the downwardly extending part 133 and the upwardly extending part 123 .

다만, 상단 플레이트(130)와 하단 플레이트(120)의 구조 내지 본체와의 결합부의 형태 및 결합 방법 등은 특별히 한정되지 않는다.However, the structure of the upper plate 130 and the lower plate 120, the shape of the coupling part with the body, and the coupling method are not particularly limited.

도 2는 상기 도 1의 상부 플레이트와 전극조립체가 결합된 상태를 나타나는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which the upper plate and the electrode assembly of FIG. 1 are combined.

도 2를 참조하면, 전극조립체(140)는 젤리-롤형 구조로 이루어지나, 그 구조는 젤리-롤형으로 한정되지 않으며, 스택형, 스택/폴딩형 또는 라미네이션/스택형 전극조립체가 이용될 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 2 , the electrode assembly 140 has a jelly-roll type structure, but the structure is not limited to a jelly-roll type, and a stack type, stack/folding type, or lamination/stack type electrode assembly may be used. is of course

전극조립체(140)의 음극 탭(141)은 상단 플레이트(130)의 음극 단자(131)의 하면에 결합되고, 양극 탭(142)은 음극 단자(131)를 제외한 상단 플레이트의 나머지 평면에 결합된다.The negative electrode tab 141 of the electrode assembly 140 is coupled to the lower surface of the negative terminal 131 of the top plate 130 , and the positive tab 142 is coupled to the remaining plane of the top plate except for the negative terminal 131 . .

도 3은 상기 도 1의 라미네이트 시트의 부분 확대도이다.3 is a partially enlarged view of the laminate sheet of FIG. 1 .

도 3을 참조하면, 라미네이트 시트(210)는 금속층(211)을 중심으로 일측면에는 제1수지층(212)이 위치하고, 타측면에는 제2수지층(213)이 위치하고 있는 3층 구조로 이루어지며, 제1수지층(212)이 전지케이스의 내측면을 구성하고, 제2수지층(213)이 전지케이스의 외측면을 구성한다. 라미네이트 시트(220)는 금속층(221)의 일측면에 제1수지층(222)이 위치하는 2층 구조로 이루어지고, 제1수지층(222)이 전지케이스의 내측면을 구성하고, 금속층(221)이 전지케이스의 외측면을 구성하게 된다.Referring to FIG. 3 , the laminate sheet 210 has a three-layer structure in which the first resin layer 212 is located on one side of the metal layer 211 and the second resin layer 213 is located on the other side. and the first resin layer 212 constitutes the inner surface of the battery case, and the second resin layer 213 constitutes the outer surface of the battery case. The laminate sheet 220 has a two-layer structure in which the first resin layer 222 is positioned on one side of the metal layer 221, and the first resin layer 222 constitutes the inner surface of the battery case, and the metal layer ( 221) constitutes the outer surface of the battery case.

라미네이트 시트(210)는 상단 플레이트 및 하단 플레이트와의 용접 결합을 위하여, 금속층(211)의 끝단이 노출되도록 형성되는 것이 바람직한 바, 라미네이트 시트(210)의 양 끝단 내측면과 상단 및 하단 플레이트의 외측면이 결합되는 경우에는 라미네이트 시트(210)의 내측면인 제1수지층의 양측 끝단에 금속층이 노출될 수 있고, 라미네이트 시트(210)의 양 끝단 외측면과 상단 및 하단 플레이트의 내측면이 결합되는 경우에는 라미네이트 시트(210)의 외측면인 제2수지층의 양측 끝단에 금속층이 노출될 수 있다.The laminate sheet 210 is preferably formed such that the ends of the metal layer 211 are exposed for welding connection with the upper plate and the lower plate, and the inner surfaces of both ends of the laminate sheet 210 and the outer side of the upper and lower plates When the side surfaces are combined, the metal layer may be exposed at both ends of the first resin layer, which is the inner surface of the laminate sheet 210 , and the outer surfaces of both ends of the laminate sheet 210 and the inner surfaces of the upper and lower plates are combined. In this case, the metal layer may be exposed at both ends of the second resin layer, which is the outer surface of the laminate sheet 210 .

도 4는 전지셀 제조 과정을 설명하는 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a battery cell manufacturing process.

도 4를 참조하면, 라미네이트 시트를 절곡하여 각형의 본체(310)를 만들고, 본체(310)의 하부에 하단 플레이트(320)를 결합하여 전극조립체(340) 및 전해액을 수납할 수 있는 수납부를 형성한다.Referring to FIG. 4 , a prismatic body 310 is formed by bending a laminate sheet, and a lower plate 320 is coupled to the lower portion of the body 310 to form a receiving unit capable of accommodating the electrode assembly 340 and the electrolyte. do.

이후 상기 수납부에 전극조립체(340)를 수납하고, 전극조립체(340)의 전극 탭들을 상단 플레이트(330)의 전극 단자들에 결합한 후, 상단 플레이트(330)를 본체(310)의 상부에 결합하여 전지셀을 밀봉한다.Thereafter, the electrode assembly 340 is accommodated in the receiving unit, the electrode tabs of the electrode assembly 340 are coupled to the electrode terminals of the top plate 330 , and the top plate 330 is coupled to the upper portion of the body 310 . to seal the battery cell.

라미네이트 본체(310)가 도 3의 라미네이트 시트(220)와 같이 금속층이 노출되는 구조인 경우에는, 전지셀의 절연성을 확보하기 위하여 본체(310)의 외면에 절연 시트를 부가하는 과정을 추가로 진행할 수 있다.When the laminate body 310 has a structure in which a metal layer is exposed like the laminate sheet 220 of FIG. 3 , a process of adding an insulating sheet to the outer surface of the body 310 is additionally performed in order to secure the insulation of the battery cell. can

도 5는 다른 하나의 실시예에 따른 전지셀의 사시도이다.5 is a perspective view of a battery cell according to another embodiment.

도 5를 참조하면, 전지셀은 외관이 원통형 전지셀의 구조로 이루어지나, 도 1의 전지케이스의 구조와 대응되는 구조로 이루어진다.Referring to FIG. 5 , the battery cell has the structure of a cylindrical battery cell in appearance, but has a structure corresponding to that of the battery case of FIG. 1 .

구체적으로, 라미네이트 시트로 이루어진 본체(410)의 상부에는 상단 플레이트(430)가 결합하고, 본체(410)의 하부에는 하단 플레이트(420)가 결합되는 바, 본체(410)는 도 3의 라미네이트 시트(210, 220)와 같이 3층 구조 또는 2층 구조로 이루어질 수 있고, 상단 플레이트(430)의 돌출된 전극 단자는 일반적인 원통형 전극조립체와 달리 음극 단자의 역할을 할 수 있다.Specifically, the upper plate 430 is coupled to the upper portion of the body 410 made of a laminate sheet, and the lower plate 420 is coupled to the lower portion of the body 410, and the body 410 is the laminate sheet of FIG. 3 . As shown in 210 and 220, it may have a three-layer structure or a two-layer structure, and the protruding electrode terminal of the top plate 430 may serve as a negative terminal unlike a general cylindrical electrode assembly.

상단 플레이트의 구체적인 구성에 관하여, 전극 단자 및 절연 부재를 제외한 나머지 구성 요소들은 도시하지 않았으나, 일반적인 각형 전지셀의 상단 플레이트와 동일 내지는 유사한 형상을 가질 수 있고, 이에 관해서는 해당 분야에 널리 알려진 각형 전지셀의 상단 플레이트의 구조를 참조할 수 있으므로 이에 관한 자세한 설명은 생략한다.With respect to the specific configuration of the top plate, components other than the electrode terminal and the insulating member are not shown, but may have the same or similar shape as the top plate of a general prismatic battery cell, and in this regard, a prismatic battery widely known in the art Since the structure of the upper plate of the cell may be referred to, a detailed description thereof will be omitted.

이상 본 발명은 첨부한 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 the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be possible for those skilled in the art to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

100 : 전지케이스
110, 310, 410 : 본체
120, 320, 420 : 하단 플레이트
123 : 상향 연장부
130, 330, 430 : 상단 플레이트
131 : 음극 단자
132 : 절연 부재
133 : 하향 연장부
140, 340 : 전극조립체
141 : 음극 탭
142 : 양극 탭
210, 220 : 라미네이트 시트
211, 221 : 금속층
212, 222 : 제1수지층
213 : 제2수지층
100: battery case
110, 310, 410: body
120, 320, 420: bottom plate
123: upward extension
130, 330, 430: top plate
131: negative terminal
132: insulation member
133: downward extension
140, 340: electrode assembly
141: negative tab
142: positive tab
210, 220: laminate sheet
211, 221: metal layer
212, 222: first resin layer
213: second resin layer

Claims (17)

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서, 상기 전지케이스는,
수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 상단 및 하단이 각각 개방되어 있으며, 전극조립체가 내장되는 중공 구조를 가진 본체;
상기 본체의 개방 상단에 결합되어 있고, 전극조립체의 제 1 전극이 접속되는 제 1 전극단자와 제 2 전극이 접속되는 제 2 전극단자가 위치하며, 금속 소재로 이루어진 상단 플레이트; 및
상기 본체의 개방 하단에 결합되어 있고, 금속 소재로 이루어진 하단 플레이트;
를 포함하며,
상기 라미네이트 시트는,
i) 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 상기 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지거나,
ii) 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지고,
상기 본체의 두께는 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 범위인 전지셀.
A battery cell in which an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator is embedded in a battery case together with an electrolyte, the battery case comprising:
a body comprising a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the upper and lower ends of which are open, respectively, and having a hollow structure in which an electrode assembly is embedded;
a top plate coupled to the open upper end of the main body, the first electrode terminal to which the first electrode of the electrode assembly is connected, and the second electrode terminal to which the second electrode is connected, made of a metal material; and
a lower plate coupled to the open lower end of the body and made of a metal material;
includes,
The laminate sheet is
i) a first resin layer forming an inner surface of the main body, a second resin layer forming an outer surface of the main body, and a structure including a metal layer interposed between the first resin layer and the second resin layer; ,
ii) a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body;
The thickness of the main body is a battery cell in the range of 50㎛ to 150㎛.
제1항에 있어서, 상기 전극조립체는 젤리-롤형 구조 또는 스택/폴딩형 구조 또는 라미네이션/스택형 구조로 이루어진 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode assembly has a jelly-roll type structure, a stack/folding type structure, or a lamination/stack type structure. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 라미네이트 시트가 i)일 경우,
상기 제1수지층 및 제2수지층은 동일한 소재로 이루어진 전지셀.
The method according to claim 1, wherein when the laminate sheet is i),
The first resin layer and the second resin layer is a battery cell made of the same material.
제1항에 있어서, 상기 본체는 라미네이트 시트를 각형으로 접어서 양측 단부들을 상호 접합한 구조로 이루어지고,
상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어진 전지셀.
According to claim 1, wherein the main body is made of a structure in which both ends of the laminate sheet are folded into a square shape and joined to each other,
The upper plate and the lower plate is a battery cell made of a rectangular shape on a plane.
제1항에 있어서, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트가 각형 형상으로 절곡된 구조로 이루어지고,
상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 직사각형 형태로 이루어진 전지셀.
According to claim 1, wherein the body is made of a structure in which a tubular laminate sheet is bent into a square shape,
The upper plate and the lower plate is a battery cell made of a rectangular shape on a plane.
제1항에 있어서, 상기 본체는 튜브형의 라미네이트 시트로 이루어진 원통형 구조이고,
상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 평면상 원형 또는 타원형 형태로 이루어진 전지셀.
According to claim 1, wherein the main body has a cylindrical structure made of a tubular laminate sheet,
The top plate and the bottom plate are battery cells made of a circular or oval shape on a plane.
제1항에 있어서, 상기 상단 플레이트의 소재와 하단 플레이트의 소재는 서로 독립적으로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the material of the upper plate and the material of the lower plate are each independently selected from the group consisting of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, and stainless steel. 제1항에 있어서, 상기 상단 플레이트의 제 1 전극단자는 전극조립체의 음극에 접속되어 있고, 상단 플레이트의 중앙에 상향 돌출된 구조로 형성되어 있는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode terminal of the top plate is connected to the negative electrode of the electrode assembly, and is formed to protrude upward from the center of the top plate. 제1항에 있어서, 상기 상단 플레이트의 제 2 전극단자는 전극조립체의 양극에 접속되어 있고, 제 1 전극단자를 제외한 상단 플레이트의 나머지 부위에 형성되어 있는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the second electrode terminal of the top plate is connected to the positive electrode of the electrode assembly, and is formed on the remaining portion of the top plate except for the first electrode terminal. 제1항에 있어서, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 각각 플레이트의 외주변이 본체의 라미네이트 시트에서 금속층의 단부에 용접된 상태로 결합되어 있는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the upper plate and the lower plate are welded to an end of the metal layer in the laminate sheet of the main body. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 라미네이트 시트가 ii)일 경우,
상기 금속층의 외면에는 절연 시트를 더 포함하는 전지셀.
The method according to claim 1, wherein when the laminate sheet is ii),
The battery cell further comprising an insulating sheet on the outer surface of the metal layer.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 라미네이트 시트가 ii)일 경우,
상기 본체와 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트의 연결부위 중 하나 이상에는 수지 소재의 보조 밀봉부재가 부가되어 있는 전지셀.
The method according to claim 1, wherein when the laminate sheet is ii),
A battery cell in which an auxiliary sealing member made of a resin material is added to at least one of the connection portions between the main body and the upper plate and the lower plate.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제11항, 제13항, 제15항 중 어느 하나에 따른 전지셀의 제조방법으로서,
(a) 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 본체를 준비하는 단계;
(b) 상기 본체와 하단 플레이트를 결합하는 단계;
(c) 상기 본체의 중공 내부에 전극조립체를 수납하는 단계; 및
(d) 상기 전극조립체가 수납된 본체와 상단 플레이트를 결합하는 단계;
를 포함하고,
상기 라미네이트 시트는, 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 상기 본체의 외면을 형성하는 제2수지층, 및 상기 제1수지층과 제2수지층 사이에 개재되어 있는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지며,
상기 단계 (b) 및 단계 (d)에서, 상기 상단 플레이트 및 하단 플레이트는 상기 라미네이트 시트 금속층의 양측 끝단에 결합되고,
상기 본체의 두께는 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 범위인 전지셀 제조방법.
A method of manufacturing a battery cell according to any one of claims 1, 2, 4 to 11, 13, and 15,
(a) preparing a body made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer;
(b) combining the main body and the lower plate;
(c) accommodating the electrode assembly in the hollow of the main body; and
(d) coupling the body and the top plate in which the electrode assembly is accommodated;
including,
The laminate sheet includes a first resin layer forming an inner surface of the main body, a second resin layer forming an outer surface of the main body, and a metal layer interposed between the first resin layer and the second resin layer is made of,
In the steps (b) and (d), the top plate and the bottom plate are bonded to both ends of the laminate sheet metal layer,
The thickness of the main body is a battery cell manufacturing method in the range of 50㎛ to 150㎛.
제16항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 상기 본체의 내면을 형성하는 제1수지층, 및 상기 본체의 외면을 형성하는 금속층을 포함하는 구조로 이루어지고,
상기 단계 (d) 이후에, 상기 본체의 금속층 외면에 절연 시트를 부가하는 단계 (e)를 더 포함하는 전지셀 제조방법.
The method according to claim 16, wherein the laminate sheet has a structure including a first resin layer forming an inner surface of the main body, and a metal layer forming an outer surface of the main body,
After the step (d), the battery cell manufacturing method further comprising the step (e) of adding an insulating sheet to the outer surface of the metal layer of the body.
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