KR102540149B1 - Secondary Battery - Google Patents

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KR102540149B1
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Abstract

파우치형 이차전지가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 내부에 수용하기 위한 수용부를 구비하는 본체, 상기 본체와 결합되는 커버 및 상기 본체와 커버의 사이를 밀봉하는 실링부를 포함하는 파우치 케이스; 및 상기 전극 조립체와 전기적으로 접속되어 상기 파우치 케이스의 외부로 노출된 전극탭을 포함하며, 상기 실링부의 영역 중 상기 파우치 케이스에서 상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역의 단부에 수분 침투를 방지하는 초소수성층이 형성된다.A pouch type secondary battery is disclosed.
A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly; a pouch case including a main body having an accommodating part for accommodating the electrode assembly therein, a cover coupled to the main body, and a sealing part sealing a gap between the main body and the cover; and an electrode tab electrically connected to the electrode assembly and exposed to the outside of the pouch case, and a super-hydrophobic layer preventing moisture from permeating at an end of a terrace area from which the electrode tab is drawn out of the pouch case, among areas of the sealing part. is formed

Description

이차 전지{Secondary Battery}Secondary Battery {Secondary Battery}

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다. 파우치형 이차전지에서 수분 차단 기능이 향상된 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery. It relates to a secondary battery with improved water blocking function in a pouch-type secondary battery.

이차 전지(Secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. A secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that cannot be recharged. A low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack is used in small portable electronic devices such as mobile phones and camcorders. In the case of a large-capacity battery in units of battery packs connected to dozens of battery packs, it is widely used as a power source for driving motors such as hybrid vehicles.

이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 이 중에서 파우치 전지는 양극판 및 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 내장된 얇은 연성(flexible)의 파우치를 구비한다. 이때 파우치는 가장자리부의 접합에 의해 구비된 내측 공간에 전극 조립체를 수용한다.Secondary batteries are manufactured in various shapes. Among them, a pouch battery includes an electrode assembly formed by interposing a separator, which is an insulator, between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a thin flexible pouch in which the electrode assembly is embedded. do. At this time, the pouch accommodates the electrode assembly in the inner space provided by joining the edge portion.

상기 파우치형 이차전지의 파우치 케이스는 파우치 본체와 파우치 커버 또는 상부 파우치와 하부 파우치가 접합되는 부분 끝단에 수분이 침투될 수 있는 문제점이 있었다.The pouch case of the pouch-type secondary battery has a problem in that moisture can penetrate the end of the portion where the pouch body and the pouch cover or the upper pouch and the lower pouch are joined.

본 발명은 수분 침투에 의한 구조를 갖는 파우치형 이차전지를 제공한다.The present invention provides a pouch type secondary battery having a structure by water permeation.

본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 내부에 수용하기 위한 수용부를 구비하는 본체, 상기 본체와 결합되는 커버 및 상기 본체와 커버의 사이를 밀봉하는 실링부를 포함하는 파우치 케이스; 및 상기 전극 조립체와 전기적으로 접속되어 상기 파우치 케이스의 외부로 노출된 전극탭을 포함하며, 상기 실링부의 영역 중 상기 파우치 케이스에서 상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역의 단부에 수분 침투를 방지하는 초소수성층이 형성될 수 있다.A secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly; a pouch case including a main body having an accommodating part for accommodating the electrode assembly therein, a cover coupled to the main body, and a sealing part sealing a gap between the main body and the cover; and an electrode tab electrically connected to the electrode assembly and exposed to the outside of the pouch case, and a super-hydrophobic layer preventing moisture from permeating at an end of a terrace area from which the electrode tab is drawn out of the pouch case, among areas of the sealing part. can be formed.

여기서, 상기 이차전지는 상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역에 상기 전극탭을 감싸는 절연 필름을 더 포함하며, 상기 절연 필름의 외측 단부에는 초소수성층이 형성될 수 있다.Here, the secondary battery may further include an insulating film surrounding the electrode tab in a terrace area from which the electrode tab is drawn out, and a superhydrophobic layer may be formed on an outer end of the insulating film.

그리고 상기 파우치에서 상기 테라스 영역의 양측 날개부의 단부에는 초소수성층이 형성될 수 있다.In the pouch, a superhydrophobic layer may be formed at end portions of wings on both sides of the terrace area.

또한, 상기 초소수성층은 플라즈마 코팅층일 수 있다.In addition, the superhydrophobic layer may be a plasma coating layer.

또한, 상기 초소수성층은 상기 테라스 영역의 단부에 대해 He, CH4, C4F8 를 포함하는 초소수성 성분의 가스를 이용하여 초소성화 작업을 수행하여 형성된 두께 1㎛ 이하의 층일 수 있다.In addition, the superhydrophobic layer may be a layer having a thickness of 1 μm or less formed by performing a superhydrophobic component gas including He, CH 4 , and C 4 F 8 on an end portion of the terrace region.

더불어, 본 발명에 따른 이차전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 내부에 수용하기 위한 수용부를 구비하는 본체, 상기 본체와 결합되는 커버 및 상기 본체와 커버의 사이를 밀봉하는 실링부를 포함하는 파우치 케이스; 및 상기 전극 조립체와 전기적으로 접속되어 상기 파우치 케이스의 외부로 노출된 전극탭을 포함하며, 상기 실링부의 영역 중 상기 파우치 케이스에서 상기 전극탭이 인출되는 영역의 단부에 대해 수분 침투를 방지하는 초소수성층이 형성될 수 있다.In addition, the secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly; a pouch case including a main body having an accommodating part for accommodating the electrode assembly therein, a cover coupled to the main body, and a sealing part sealing a gap between the main body and the cover; and an electrode tab electrically connected to the electrode assembly and exposed to the outside of the pouch case, and a super-hydrophobic layer preventing moisture from permeating into an end portion of an area of the sealing portion from which the electrode tab is drawn out from the pouch case. can be formed.

여기서, 상기 초소수성층은 상기 전극탭이 인출되는 영역의 단부에만 국부적으로 형성될 수 있다.Here, the superhydrophobic layer may be locally formed only at an end of a region from which the electrode tab is drawn out.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 파우치의 실링 끝단 단부에 플라즈마 초소수성층을 형성하여 수분침투를 억제할 수 있다.In the secondary battery according to an embodiment of the present invention, moisture permeation can be suppressed by forming a plasma superhydrophobic layer at the sealing end of the pouch.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 전지를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 파우치 전지를 다른측에서 본 분해 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 파우치의 단부에 형성된 실링부를 도시한 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 파우치의 벌어진 단부에 형성된 실링부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 테라스 영역을 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 전극탭의 절연 필름 영역을 표시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 파우치의 양측 날개부 영역을 표시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층을 형성하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 7a와 도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층을 포함하는 이차전지에서의 수분침투를 방지하는 효과를 나타내는 비교도면이다.1A is a perspective view illustrating a pouch battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 1b is an exploded perspective view of the pouch battery of Figure 1a viewed from the other side.
2A is a cross-sectional view illustrating a sealing portion formed at an end of a pouch in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2B is a cross-sectional view illustrating a sealing portion formed at an open end of a pouch in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a terrace area where a superhydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an insulating film region of an electrode tab on which a superhydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing wing portions on both sides of a pouch on which a superhydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a method of forming a super-hydrophobic layer according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B are comparative diagrams showing an effect of preventing moisture penetration in a secondary battery including a super-hydrophobic layer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of explanation, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items. In addition, the meaning of "connected" in the present specification means not only when member A and member B are directly connected, but also when member A and member B are indirectly connected by interposing member C between member A and member B. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Terms used in this specification are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, “comprise, include” and/or “comprising, including” refers to a referenced form, number, step, operation, member, element, and/or group thereof. presence, but does not preclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, components, regions, layers and/or portions, but these members, components, regions, layers and/or portions are limited by these terms. It is self-evident that These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described in detail below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Space-related terms such as “beneath,” “below,” “lower,” “above,” and “upper” are associated with an element or feature shown in a drawing. It can be used for easy understanding of other elements or features. Terminology related to this space is for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and is not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is turned over, an element or feature described as "lower" or "below" becomes "above" or "above." Accordingly, "below" is a concept encompassing "upper" or "below".

도 1a를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 전지를 도시한 사시도가 도시되어 있고, 도 1b를 참조하면 도 1a의 파우치 전지를 다른측에서 본 분해 사시도가 도시되어 있다. Referring to FIG. 1A , a perspective view showing a pouch battery according to an embodiment of the present invention is shown, and referring to FIG. 1B , an exploded perspective view of the pouch battery of FIG. 1A viewed from the other side is shown.

도 1a 및 도 1b에서 도시된 바와 같이 파우치 전지(100)는 전극 조립체(110)와 파우치 케이스(120)를 포함하고, 상기 파우치 케이스(120)는 전극 조립체(110)가 수용되는 파우치 본체(121)와 파우치 본체(121)에 결합된 파우치 커버(122)를 포함할 수 있다. 또한 도 1a는 파우치 케이스(120)의 파우치 본체(121)방향에서 본 파우치 전지(100)의 사시도이며, 도 1b는 파우치 본체(121)에서 본 방향과는 반대 방향인 파우치 케이스(120)의 파우치 커버(122)방향에서 본 파우치 전지(100)의 분해사시도이다. 이하에서는 도 1a, 도 1b를 참조하여 파우치 전지(100)의 구성을 설명하고자 한다.As shown in FIGS. 1A and 1B , the pouch battery 100 includes an electrode assembly 110 and a pouch case 120, and the pouch case 120 includes a pouch body 121 in which the electrode assembly 110 is accommodated. ) and a pouch cover 122 coupled to the pouch body 121. 1A is a perspective view of the pouch battery 100 seen from the pouch body 121 direction of the pouch case 120, and FIG. It is an exploded perspective view of the pouch battery 100 seen from the cover 122 direction. Hereinafter, the configuration of the pouch battery 100 will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(111), 제2전극판(112) 및 세퍼레이터(113)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제1전극판(111)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제2전극판(112)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다. 그리고 상기 전극 조립체(110)는 파우치 케이스(120)의 내부에 수용된다. The electrode assembly 110 is formed by winding or overlapping a laminate of the first electrode plate 111, the second electrode plate 112, and the separator 113 formed in a thin plate shape or film shape. Here, the first electrode plate 111 can operate as an anode, and the second electrode plate 112 can operate as a cathode. Of course, the reverse is also possible. And, the electrode assembly 110 is accommodated inside the pouch case 120 .

상기 제1전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일(foil)로 형성된 제1전극 집전판에 전이금속산화물 등의 제1전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 본 발명에서 상기 제1전극판(111)의 재질을 한정하는 것은 아니다. The first electrode plate 111 is formed by applying a first electrode active material such as a transition metal oxide to a first electrode current collector plate formed of a metal foil such as aluminum. In the present invention, the first electrode plate 111 ) is not limited to the material.

상기 제2전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전판에 흑연 또는 탄소 등의 제2전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 본 발명에서 상기 제2전극판(112)의 재질을 한정하는 것은 아니다. The second electrode plate 112 is formed by applying a second electrode active material such as graphite or carbon to a second electrode collector plate formed of a metal foil such as copper or nickel, and in the present invention, the second electrode plate 112 The material of is not limited.

상기 세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 전이 금속 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질을 한정하는 것은 아니다. The separator 113 is positioned between the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 to prevent an electrical short and to enable the movement of transition metal ions. It may be made of a composite film of polyethylene and polypropylene. Meanwhile, in the present invention, the material of the separator 113 is not limited.

상기 전극 조립체(110)의 제1전극판(111)과 제2전극판(112)은 각각 제1전극 탭(114) 및 제2전극 탭(115)에 전기적으로 접속된다. The first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 of the electrode assembly 110 are electrically connected to the first electrode tab 114 and the second electrode tab 115, respectively.

상기 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 상기 파우치 케이스(120)에 수납된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.The electrode assembly 110 is substantially accommodated in the pouch case 120 together with the electrolyte solution. The electrolyte may be formed of a lithium salt such as LiPF6 or LiBF4 in an organic solvent such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), or dimethyl carbonate (DMC). In addition, the electrolyte solution may be liquid, solid or gel.

상기 제1전극 탭(114)은 전극 조립체(110)의 제1전극판(111)과 전기적으로 접속된다. 상기 제1전극 탭(114)은 파우치 케이스(120)에 구비된 평탄부(124)를 통해 외부로 연장 및 돌출된다. 상기 평탄부(124)는 하기에서 자세히 설명하고자 한다. 여기서, 상기 제1전극 탭(114)은 제1전극 탭(114)을 감싸도록 평탄부(124)의 내측에 구비된 제1절연 테이프(114a)를 더 포함한다. 상기 제1절연 테이프(114a)는 파우치 케이스(120)의 금속층과 전기적인 쇼트를 방지하는 역할을 한다. 그리고 제1전극 탭(114)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있다. 그러나 상기 재질로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The first electrode tab 114 is electrically connected to the first electrode plate 111 of the electrode assembly 110 . The first electrode tab 114 extends and protrudes outward through the flat part 124 provided in the pouch case 120 . The flat part 124 will be described in detail below. Here, the first electrode tab 114 further includes a first insulating tape 114a provided inside the flat portion 124 to surround the first electrode tab 114 . The first insulating tape 114a serves to prevent an electrical short with the metal layer of the pouch case 120 . Also, the first electrode tab 114 may be made of aluminum or aluminum alloy. However, the present invention is not limited to the material.

상기 제2전극 탭(115)은 전극 조립체(110)의 제2전극판(112)과 전기적으로 접속된다. 상기 제2전극 탭(115)은 파우치 케이스(120)에 구비된 평탄부(124)를 통해 외부로 연장 및 돌출된다. 상기 제2전극 탭(115)은, 제2전극 탭(115)을 감싸도록 상기 평탄부(124)의 내측에 구비된 제2절연 테이프(115a)를 더 포함한다. 상기 제2절연 테이프(115a)는 파우치 케이스(120)의 금속층과의 전기적인 쇼트를 방지하는 역할을 한다. The second electrode tab 115 is electrically connected to the second electrode plate 112 of the electrode assembly 110 . The second electrode tab 115 extends and protrudes to the outside through the flat part 124 provided in the pouch case 120 . The second electrode tab 115 further includes a second insulating tape 115a provided inside the flat portion 124 to surround the second electrode tab 115 . The second insulating tape 115a serves to prevent an electrical short with the metal layer of the pouch case 120 .

상기 제1전극 탭(114)과 제2전극 탭(115)은 평판 형태로, 파우치 케이스(120)의 전방에 형성된 평탄부(124)를 통해서 파우치 케이스(120)의 외부로 돌출 및 연장되며, 상호간 나란한 형태일 수 있다. 상기 파우치 케이스(120)의 외부로 노출된 제1전극 탭(114)과 제2전극 탭(115)은 파우치 전지(100)의 안전성을 위하여 설치되는 보호회로 소자 및 기판(미도시)과 전기적으로 접속될 수 있다. The first electrode tab 114 and the second electrode tab 115 are in the form of a flat plate and protrude and extend to the outside of the pouch case 120 through the flat portion 124 formed in the front of the pouch case 120, They may be in parallel with each other. The first electrode tab 114 and the second electrode tab 115 exposed to the outside of the pouch case 120 are electrically connected to a protection circuit element and a substrate (not shown) installed for the safety of the pouch battery 100. can be connected.

상기 파우치 케이스(120)는 일반적으로 일체로 형성되는 직방형 파우치 막을 한 변의 길이방향을 기준으로 접철된 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)로 이루어질 수 있다. 이때 상기 파우치 케이스(120)는 일체형이 아닌, 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)의 접철 부분이 분리된 별도의 파우치 막일 수도 있다.The pouch case 120 may include a pouch body 121 and a pouch cover 122 folded in a longitudinal direction of one side of a rectangular pouch film, which is generally integrally formed. In this case, the pouch case 120 may not be integrated, but may be a separate pouch film in which the folded portion of the pouch body 121 and the pouch cover 122 are separated.

상기 파우치 본체(121)는 전극 조립체(110)를 수용할 홈인 수용부(123)를 구비한다. 상기 수용부(123)는 직방형 파우치막에, 상기 수용부(123)의 형상과 대응되는 금형틀이 압력을 가하는 프레스(press)공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 수용부(123)는 평판인 바닥부(123a)와, 바닥부(123a)의 네 모서리로부터 바닥부(123a)와 수직이 되도록 일정 높이로 연장된 일체형 측부(123b)를 포함한다. 즉 상기 수용부(123)는 대략 육면체 형상에서 바닥부(123a)와 대면하는 일측이 개방된 형상을 갖는다. The pouch body 121 has a receiving portion 123 that is a groove for accommodating the electrode assembly 110 . The accommodating portion 123 may be formed by a press process in which a mold mold corresponding to the shape of the accommodating portion 123 applies pressure to the rectangular pouch film. The accommodating part 123 includes a flat bottom part 123a and integral side parts 123b extending from four corners of the bottom part 123a to a certain height so as to be perpendicular to the bottom part 123a. That is, the accommodating part 123 has a substantially hexahedral shape with one side facing the bottom part 123a open.

또한 상기 파우치 본체(121)는 측부(123b)의 끝단에서 절곡되어, 바닥부(123a)와 평행하도록 수용부(123)의 가장자리를 따라 외부 방향으로 연장된 평탄부(124)를 더 포함한다. In addition, the pouch body 121 further includes a flat portion 124 that is bent at the end of the side portion 123b and extends outwardly along the edge of the receiving portion 123 in parallel with the bottom portion 123a.

파우치 케이스(120)는 파우치 본체(121)의 평탄부(124)와 파우치 커버(122)의 가장자리부가 융착되어 실링된다. 이때 상기 파우치 케이스(120)의 내측에는 전해액이 존재한다. 또한 전극 조립체(110)의 제1전극 탭(114)과 제2전극 탭(115)은 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)는 평탄부(124)를 통해, 파우치 케이스(120)의 외부로 연장 및 돌출된다. The pouch case 120 is sealed by fusing the flat portion 124 of the pouch body 121 and the edge portion of the pouch cover 122 . At this time, an electrolyte solution is present inside the pouch case 120 . In addition, the first electrode tab 114 and the second electrode tab 115 of the electrode assembly 110 connect the pouch body 121 and the pouch cover 122 through the flat portion 124 to the outside of the pouch case 120. extends and protrudes into

여기서 평탄부(124)는 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)가 상호간 융착된 부분이며, 일정길이 평탄하게 연장된 부분이다. Here, the flat portion 124 is a portion where the pouch body 121 and the pouch cover 122 are fused to each other and is a portion that is flatly extended to a predetermined length.

또한 파우치 본체(121)의 수용부(123) 내측 꼭지점 부분에 도포된 자외선 경화제(125)는 전극 조립체(110)와 접촉될 수 있다. In addition, the UV curing agent 125 applied to the inner vertex portion of the accommodating portion 123 of the pouch body 121 may come into contact with the electrode assembly 110 .

그리고 파우치 본체(121)는 금속 박막과, 금속 박막의 일면과 타면에 각각 형성된 절연층으로 이루어진 다층 박막이다. 상기 파우치 커버(122) 역시 상술한 파우치 본체(121)와 동일한 다층 구조를 가질 수 있다. Further, the pouch body 121 is a multilayer thin film made of a metal thin film and an insulating layer formed on one surface and the other surface of the metal thin film, respectively. The pouch cover 122 may also have the same multilayer structure as the pouch body 121 described above.

본 발명의 파우치 전지(100)는 프레스 공정시 크랙 발생률이 가장 높은 파우치 본체(121)의 내측 꼭지점을 덮도록 도포된 자외선 경화제(125)에 의해, 파우치 본체(121)의 내측 꼭지점에 크랙이 발생되어도 파우치 케이스(120) 내부를 밀봉시킬 수 있으므로, 전지 내부로 수분이 침투하거나, 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있다. In the pouch battery 100 of the present invention, cracks occur at the inner apex of the pouch body 121 due to the UV curing agent 125 applied to cover the inner apex of the pouch body 121, which has the highest crack rate during the press process. Even if it is, since the inside of the pouch case 120 can be sealed, it is possible to improve safety by preventing moisture from penetrating into the battery or leakage of the electrolyte solution to the outside.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 파우치 끝단에 형성된 실링부를 도시한 단면도이다. 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 파우치의 벌어진 단부에 형성된 실링부를 도시한 단면도이다.2A is a cross-sectional view illustrating a sealing portion formed at an end of a pouch in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 2B is a cross-sectional view illustrating a sealing portion formed at an open end of a pouch in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 도 2a는 본 발명에 따른 이차전지(100)의 파우치 케이스(200)에서 파우치 본체(121)의 평탄부(124)와 파우치 커버(122)의 가장자리부가 융착되어 실링되는 부분(도 1a의 점선 표시 부분)의 단면도이다. More specifically, FIG. 2A is a portion where the flat part 124 of the pouch body 121 and the edge of the pouch cover 122 are fused and sealed in the pouch case 200 of the secondary battery 100 according to the present invention (Fig. It is a cross-sectional view of the part indicated by the dotted line in 1a).

도 2a를 참조하면, 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)는 평탄부(124)에서 실링되고, 그 단면에는 초소수성층(200)이 형성된다. 파우치 본체(121)는 외곽의 알루미늄층(121a)과 그 내측의 무연신 폴리프로필렌층(CPP; 121b)를 포함하며, 파우치 커버(122)도 역시 외곽의 알루미늄층(122a)과 그 내측의 무연신 폴리프로필렌층(CPP; 122b)를 포함한다. 이에 따라 실링되는 단부에는 도 2의 상측으로부터 파우치 커버의 알루미늄층(122a), 파우치 커버의 무연신 폴리프로필렌층(122b), 파우치 본체의 무연신 폴리프로필렌층(121b), 파우치 본체의 알루미늄층(121a)으로 층이 적층되어 형성된다. 그리고 이 단부의 측면에 대해 초소수성층(200)이 형성되게 된다.Referring to FIG. 2A , the pouch body 121 and the pouch cover 122 are sealed by a flat portion 124, and a superhydrophobic layer 200 is formed on the cross section. The pouch body 121 includes an outer aluminum layer 121a and an inner non-stretched polypropylene layer (CPP) 121b, and the pouch cover 122 also includes an outer aluminum layer 122a and an inner non-stretched polypropylene layer 122a. and a new polypropylene layer (CPP; 122b). Accordingly, at the end to be sealed, the aluminum layer 122a of the pouch cover, the non-stretched polypropylene layer 122b of the pouch cover, the non-stretched polypropylene layer 121b of the pouch body, and the aluminum layer of the pouch body ( 121a) is formed by stacking layers. And the super-hydrophobic layer 200 is formed on the side surface of this end.

상기 초소수성층(200)은 플라즈마 코팅층으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 초소수성층(200)은 상기 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)가 결합된 상태에서 결합된 단부에 대해, 통해 He, CH4, C4F8 중 적어도 하나 포함하는 초소수 성분의 가스를 주입하여 표면에 대해 초소성화 작업을 수행함으로써, 코팅 처리를 수행하여 형성될 수 있다.The superhydrophobic layer 200 may be formed of a plasma coating layer. More specifically, the superhydrophobic layer 200 includes at least one of He, CH 4 , and C 4 F 8 through a bonded end of the pouch body 121 and the pouch cover 122 in a coupled state. It may be formed by performing a coating treatment by injecting a water-component gas to perform a super-sintering operation on the surface.

한편, 이러한 초소수성층(200)은 파우치 케이스 실링부의 다양한 영역에 형성될 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 테라스 영역을 표시하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 전극탭의 절연 필름 영역을 표시하며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층이 형성되는 파우치의 양측 날개부 영역을 표시한 도면이다.Meanwhile, the superhydrophobic layer 200 may be formed in various regions of the pouch case sealing unit. 3 shows a terrace area where a super-hydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows an insulating film area of an electrode tab where a super-hydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention. is a view showing the wing regions on both sides of the pouch on which the superhydrophobic layer is formed according to an embodiment of the present invention.

한편, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 파우치의 벌어진 단부에 형성된 실링부를 도시한 단면도이다. 도 2b의 이차전지의 구조는 도 2a의 구조와 유사하나, 실제 제품에서는 도 2b와 같이 파우치 본체(121')와 파우치 커버(122')가 결합된 단부가 벌어질 수 있다. 또한, 이 경우, 벌어진 단부, 특히 알루미늄층(121a', 122a')의 내측에 위치한 무연신 폴리프로필렌층(121b', 122b')의 사이가 벌어져서, 사이의 공간(s)이 발생될 수 있다. 또한, 이러한 공간(s)을 통해 수분이 용이하게 침투할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지는 이러한 공간(s)을 메우도록 초소수성층(200')이 형성될 수 있다. 따라서, 실제 제품에서 파우치의 결합된 단부가 벌어지더라도, 초소수성층(200')으로 인해, 수분 침투를 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.Meanwhile, referring to FIG. 2B , a cross-sectional view illustrating a sealing portion formed at an open end of a pouch in a secondary battery according to another embodiment of the present invention. The structure of the secondary battery of FIG. 2B is similar to that of FIG. 2A , but in an actual product, an end where the pouch body 121' and the pouch cover 122' are coupled may be widened as shown in FIG. 2B. In addition, in this case, the open end, in particular, the gap between the non-stretched polypropylene layers 121b' and 122b' located inside the aluminum layers 121a' and 122a' is widened, and a space (s) between them may be generated. . In addition, moisture can easily penetrate through the space (s). Meanwhile, in a secondary battery according to another embodiment of the present invention, a superhydrophobic layer 200' may be formed to fill the space (s). Therefore, even if the coupled end of the pouch is widened in an actual product, it is possible to effectively prevent moisture penetration due to the superhydrophobic layer 200'.

도 3 및 도 4를 참조하면, 실링부의 영역 중 전극탭(114, 115)이 파우치 케이스(200)의 외부로 돌출되는 테라스 영역(A)에서는 실링이 다른 영역보다 불완전할 수 있기 때문에, 상대적으로 수분이 침투할 가능성이 높다. 따라서 전극탭(114, 115)이 인출되는 테라스 영역(A)의 끝 단부나 전극탭을 감싸는 절연 필름의 외측 단부에 초소수성층(200)을 형성할 수 있다. 물론 도 5에 도시된 실시예와 같이 실링부 중에서 테라스의 양측 날개부의 단부에도 초소수성층(200)을 형성할 수도 있다. 그리고 파우치 본체(121)와 파우치 커버(122)가 실링되는 영역 전체, 즉, 테라스 영역이나 테라스 영역의 양 측면 날개부 모두 그리고 전극탭이 돌출되는 영역의 단면에 모두 초소수성층(200)을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , since the sealing may be more incomplete than other areas in the terrace area (A) where the electrode tabs 114 and 115 protrude outside the pouch case 200 among areas of the sealing part, relatively It is highly likely that moisture will penetrate. Accordingly, the superhydrophobic layer 200 may be formed at the end of the terrace area A from which the electrode tabs 114 and 115 are drawn or at the outer end of the insulating film surrounding the electrode tab. Of course, as in the embodiment shown in FIG. 5 , the superhydrophobic layer 200 may also be formed at the ends of the wings on both sides of the terrace among the sealing parts. In addition, the superhydrophobic layer 200 may be formed on the entire area where the pouch body 121 and the pouch cover 122 are sealed, that is, on the terrace area or both side wings of the terrace area and on the cross section of the area where the electrode tab protrudes. can

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층을 형성하는 방법을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a method of forming a super-hydrophobic layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층(200)은 플라즈마 처리에 초소수성 성분의 가스를 추가하여 실링 단면의 표면을 초소성화 작업을 하여 수행한다. The superhydrophobic layer 200 according to an embodiment of the present invention is performed by adding a gas of a superhydrophobic component to plasma treatment to superplasticize the surface of the sealing end surface.

도 6을 참조하면, 플라즈마 처리기를 통해 He, CH4, C4F8 중 적어도 하나 포함하는 초소수 성분의 가스를 주입하여 파우치 실링부 단면의 표면에 대해 초소성화 작업을 수행하면, 코팅 처리되는 영역의 성분이 변화되지 않으면서, 초소수성 코팅층(200)이 형성되게 된다. 이때 형성되는 초소수성 코팅층(200)의 두께는 1㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게는 플라즈마 처리기는 160W의 전력으로 120초 동안 실링부 단면을 플라즈마에 노출시킴으로써 초소수성층(200)을 형성한다.Referring to FIG. 6, when a super-firing operation is performed on the surface of the end surface of the pouch sealing part by injecting a gas of a very minor component including at least one of He, CH 4 , and C 4 F 8 through a plasma processor, the coating process is performed. The superhydrophobic coating layer 200 is formed without changing the composition of the region. At this time, the thickness of the superhydrophobic coating layer 200 formed may be 1 μm or less. Preferably, the plasma processor forms the super-hydrophobic layer 200 by exposing the end surface of the sealing part to plasma for 120 seconds with a power of 160 W.

도 7a와 도 7b은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성층을 포함하는 이차전지에서의 수분침투를 방지하는 효과를 나타내는 비교도면이다.7A and 7B are comparative diagrams showing an effect of preventing moisture penetration in a secondary battery including a super-hydrophobic layer according to an embodiment of the present invention.

도 7a에 도시된 바와 같이, 종래의 이차전지에서는 파우치 실링부 단면에 폴리프로필렌층(121b, 122b)들의 사이 또는 폴리프로필렌층(121b, 122b)과 알루미늄층(121a, 122a)의 사이를 통해 수분이 침투될 수 있었다.그러나 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 플라즈마 초소수성 처리통해 초소수성층(200)이 파우치 실링부 단면에 형성되기 때문에, 폴리프로필렌층들(121b, 122b)의 사이 또는 폴리프로필렌층(121b, 122b)과 알루미늄층(121a, 122a)의 사이를 차단하여 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.As shown in FIG. 7A, in a conventional secondary battery, moisture is absorbed between the polypropylene layers 121b and 122b or between the polypropylene layers 121b and 122b and the aluminum layers 121a and 122a on the end surface of the pouch sealing part. However, as shown in FIG. 7B, in the secondary battery according to an embodiment of the present invention, since the superhydrophobic layer 200 is formed on the end surface of the pouch sealing part through plasma superhydrophobic treatment, the polypropylene layers It is possible to effectively prevent penetration of moisture by blocking the gaps between (121b and 122b) or between the polypropylene layers (121b and 122b) and the aluminum layers (121a and 122a).

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the secondary battery according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and goes beyond the scope of the present invention as claimed in the following claims. Without this, anyone skilled in the art to which the present invention belongs will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that various changes can be made.

100; 파우치 전지 110; 전극 조립체
120; 파우치 케이스 121; 파우치 본체
122; 파우치 커버 200; 초소수성층100; pouch cell 110; electrode assembly
120; pouch case 121; pouch body
122; pouch cover 200; superhydrophobic layer

Claims (7)

전극 조립체;
상기 전극 조립체를 내부에 수용하기 위한 수용부를 구비하는 본체, 상기 본체와 결합되는 커버 및 상기 본체와 커버의 사이를 밀봉하는 실링부를 포함하는 파우치 케이스; 및
상기 전극 조립체와 전기적으로 접속되어 상기 파우치 케이스의 외부로 노출된 전극탭을 포함하며,
상기 실링부의 영역 중 상기 파우치 케이스에서 상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역의 단부에 수분 침투를 방지하는 초소수성층이 형성되고,
상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역에 상기 전극탭을 감싸는 절연 필름을 더 포함하며,
상기 절연 필름의 외측 단부에는 초소수성층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.electrode assembly;
a pouch case including a main body having an accommodating part for accommodating the electrode assembly therein, a cover coupled to the main body, and a sealing part sealing a gap between the main body and the cover; and
An electrode tab electrically connected to the electrode assembly and exposed to the outside of the pouch case,
A super-hydrophobic layer to prevent moisture permeation is formed at an end of a terrace area from which the electrode tab is withdrawn from the pouch case in an area of the sealing part;
Further comprising an insulating film surrounding the electrode tab in a terrace area from which the electrode tab is drawn out,
A secondary battery, characterized in that a super-hydrophobic layer is formed on the outer end of the insulating film. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 파우치에서 상기 테라스 영역의 양측 날개부의 단부에는 초소수성층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.According to claim 1,
A secondary battery, characterized in that a superhydrophobic layer is formed at the ends of the wing portions on both sides of the terrace area in the pouch. 제 1 항에 있어서,
상기 초소수성층은 플라즈마 코팅층인 것을 특징으로 하는 이차전지.According to claim 1,
The superhydrophobic layer is a secondary battery, characterized in that the plasma coating layer. 제 4 항에 있어서,
상기 초소수성층은 상기 테라스 영역의 단부에 대해 He, CH4, C4F8 를 포함하는 초소수성 성분의 가스를 이용하여 초소성화 작업을 수행하여 형성된 두께 1㎛ 이하의 층인 것을 특징으로 하는 이차전지.According to claim 4,
The superhydrophobic layer is a layer having a thickness of 1 μm or less formed by performing a superhydrophobic component gas containing He, CH 4 , and C 4 F 8 on an end portion of the terrace region to perform a superhydrophobic operation. . 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 내부에 수용하기 위한 수용부를 구비하는 본체, 상기 본체와 결합되는 커버 및 상기 본체와 커버의 사이를 밀봉하는 실링부를 포함하는 파우치 케이스; 및
상기 전극 조립체와 전기적으로 접속되어 상기 파우치 케이스의 외부로 노출된 전극탭을 포함하며,
상기 실링부의 영역 중 상기 파우치 케이스에서 상기 전극탭이 인출되는 영역의 단부에 대해 수분 침투를 방지하는 초소수성층이 형성되고,
상기 전극탭이 인출되는 테라스 영역에 상기 전극탭을 감싸는 절연 필름을 더 포함하며,
상기 절연 필름의 외측 단부에는 초소수성층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.electrode assembly;
a pouch case including a main body having an accommodating part for accommodating the electrode assembly therein, a cover coupled to the main body, and a sealing part sealing a gap between the main body and the cover; and
An electrode tab electrically connected to the electrode assembly and exposed to the outside of the pouch case,
A super-hydrophobic layer is formed at an end of an area of the sealing part from which the electrode tab is withdrawn from the pouch case to prevent moisture penetration,
Further comprising an insulating film surrounding the electrode tab in a terrace area from which the electrode tab is drawn out,
A secondary battery, characterized in that a super-hydrophobic layer is formed on the outer end of the insulating film. 제 6 항에 있어서,
상기 초소수성층은 상기 전극탭이 인출되는 영역의 단부에만 국부적으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.According to claim 6,
The secondary battery, characterized in that the superhydrophobic layer is formed locally only at the end of the region from which the electrode tab is drawn out.
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