KR102551377B1 - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery Download PDF

Info

Publication number
KR102551377B1
KR102551377B1 KR1020180092018A KR20180092018A KR102551377B1 KR 102551377 B1 KR102551377 B1 KR 102551377B1 KR 1020180092018 A KR1020180092018 A KR 1020180092018A KR 20180092018 A KR20180092018 A KR 20180092018A KR 102551377 B1 KR102551377 B1 KR 102551377B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
lead
pouch
secondary battery
relay
Prior art date
Application number
KR1020180092018A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200016662A (en
Inventor
한현규
전호진
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020180092018A priority Critical patent/KR102551377B1/en
Publication of KR20200016662A publication Critical patent/KR20200016662A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102551377B1 publication Critical patent/KR102551377B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은, 파우치 내에 전극조립체가 내장되고 상기 전극조립체의 전극탭이 리드의 일단과 연결되며 상기 리드의 타단은 파우치의 외부로 연장된 이차전지에 있어서, 제1전극과 제2전극 및 분리막이 반복적층되어 구성되되, 상기 제1전극들에서 연장된 제1전극탭과 상기 제2전극들에서 연장된 제2전극탭을 갖는 전극조립체; 상기 전극조립체가 내장되면 둘레를 따라 테두리가 융착되어 융착부가 형성되는 파우치; 일단은 제1전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제1리드; 상기 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되어 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리정해진 기준 이상이 되면 입력되는 전류를 차단시키도록 상기 제1리드에 결합된 제1릴레이; 및 일단은 제2전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제2리드;를 포함한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이차전지는 제1리드에 결합된 제1릴레이를 가지므로 상기 전극조립체의 충전이 완료 상태가 되면 과충전이 차단된다. In the present invention, in a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch, an electrode tab of the electrode assembly is connected to one end of a lead, and the other end of the lead extends to the outside of the pouch, a first electrode, a second electrode, and a separator are an electrode assembly configured by being repeatedly stacked and having first electrode tabs extending from the first electrodes and second electrode tabs extending from the second electrodes; a pouch in which an edge is fused along the circumference to form a fused portion when the electrode assembly is embedded; a first lead having one end connected to the first electrode tab and the other end penetrating the fusing part and protruding out of the pouch; A first relay connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly and coupled to the first lead to cut off the input current when the potential difference between the first electrode and the second electrode exceeds a predetermined standard; and a second lead having one end connected to the second electrode tab and the other end protruding out of the pouch through the fusing part.
Since the secondary battery of the present invention having the configuration described above has a first relay coupled to a first lead, overcharging is blocked when the charging of the electrode assembly is completed.

Description

이차전지{Secondary battery}Secondary battery {Secondary battery}

본 발명은 파우치 내에 전극조립체가 내장되는 이차전지에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 과전류 또는 과전압이 입력되면 전류유입을 차단하거나 내부 가스가 배출되도록 파우치의 일부분을 개방하므로써 폭발 및 화재 등의 발생을 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch, and more particularly, when overcurrent or overvoltage is input, current inflow is blocked or a portion of the pouch is opened to allow internal gas to be discharged, thereby preventing an explosion or fire. It relates to secondary batteries that can be prevented.

개인 휴대단말, 전기 자동차 분야를 포함하여 여러 분야에서 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.Demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing in various fields including personal portable terminals and electric vehicles.

일차전지와는 달리 충방전이 가능한 이차전지는 디지털 기기 뿐만 아니라 전기 자동차 등과 같은 운송수단용으로도 개발이 이뤄지고 있다.Unlike primary batteries, secondary batteries capable of charging and discharging are being developed not only for digital devices but also for vehicles such as electric vehicles.

이차전지는 양극과 음극의 재질 및 외부 형상에 따라 다양하게 분류될 수 있으나, 이 중에서 리튬 화합물 재질을 사용하는 리튬 이차전지는 용량이 크고 자가 방전율이 적어 종래의 니켈-카드뮴 이차전지 등을 대신하여 널리 사용되고 있다.Secondary batteries can be classified in various ways depending on the material and external shape of the cathode and anode, but among them, lithium secondary batteries using lithium compound materials have high capacity and low self-discharge rate, replacing conventional nickel-cadmium secondary batteries. It is widely used.

그리고, 상기 리튬 이차전지는 다양한 형태로 제조 가능한데, 대표적으로 원통형(cylinder type), 각형(prismatic type), 파우치형(pouch type)으로 제조되는 것이 일반적이다.And, the lithium secondary battery can be manufactured in various shapes, and is typically manufactured in a cylindrical type, a prismatic type, or a pouch type.

이중, 파우치형 이차전지(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이 파우치(10)와 상기 파우치(10)에 내장되어 전기 에너지를 충방전하는 전극조립체(20)를 포함한다.Among them, the pouch-type secondary battery 1 includes a pouch 10 and an electrode assembly 20 built in the pouch 10 to charge and discharge electrical energy, as shown in FIG. 1 .

상기 전극조립체(20)는 음극과 양극이 분리막과 함께 교대로 적층되어 구성되며, 상기 음극들에서 돌출된 음극탭(21b)과 상기 양극들에서 돌출된 양극탭(21a) 각각은 상기 파우치(10)의 일측으로 동일한 방향을 향하도록 또는 도 1 에 도시된 바와 같이 서로 반대방향을 향하도록 배치된다.The electrode assembly 20 is configured by alternately stacking negative electrodes and positive electrodes together with separators, and each of the negative electrode tabs 21b protruding from the negative electrodes and the positive electrode tabs 21a protruding from the positive electrodes is the pouch 10 ) are arranged to face the same direction as one side or to face opposite directions as shown in FIG.

그리고, 상기 음극탭(21b)과 양극탭(21a)은 각각이 음극리드(22b)와 양극리드(22a)와 접합된다. 상기 음극리드(22b)와 양극리드(22a)의 끝단은 파우치(10) 외부로 연장되어 외부기기와 전기적으로 연결된다.Also, the negative electrode tab 21b and the positive electrode tab 21a are bonded to the negative electrode lead 22b and the positive electrode lead 22a, respectively. The ends of the negative lead 22b and the positive lead 22a extend outside the pouch 10 and are electrically connected to external devices.

즉, 파우치하부(10a)에 전극조립체(20)가 안착되고 상기 파우치하부(10a)의 테두리(11a)에 음극리드(22b)와 양극리드(22a)가 거치된 상태에서 파우치상부(10b)가 그 위를 덮은 후, 파우치상부(10b)의 테두리(11b)와 파우치하부(10a)의 테두리(11a)에 열과 압력을 가해 융착시키면 파우치(10)의 둘레를 따라 융착부(11)가 형성된다.That is, with the electrode assembly 20 seated on the lower pouch 10a and the negative lead 22b and the positive lead 22a mounted on the rim 11a of the lower pouch 10a, the upper pouch 10b is After covering it, heat and pressure are applied to the rim 11b of the upper part 10b of the pouch and the rim 11a of the lower part 10a of the pouch to fuse them, thereby forming a fused portion 11 along the circumference of the pouch 10. .

이와 같이 구성된 이차전지는, 양극리드(22a)와 음극리드(22b)가 외부기기 또는 충전기 등과 연결되어 반복적인 충방전이 이루어진다.In the secondary battery configured as described above, the positive lead 22a and the negative lead 22b are connected to an external device or a charger to perform repeated charging and discharging.

한편, 상기 이차전지는 한 개만 탑재되어 사용되기도 하나 고출력이 요구되는 경우에는 복수 개가 연결되어 전지모듈, 전지팩을 구성해 사용되기도 한다. On the other hand, only one secondary battery may be mounted and used, but when high output is required, a plurality of secondary batteries may be connected to form a battery module or a battery pack.

하지만, 복수 개의 이차전지가 탑재된 전지모듈 및 복수 개의 전지모듈이 결합된 전지팩은 충전될 때 개별 이차전지들의 사이에 전압 편차가 발생하게 되므로 몇몇은 지속적으로 과충전이 발생될 수 있다. However, when a battery module equipped with a plurality of secondary batteries and a battery pack in which a plurality of battery modules are combined generate a voltage deviation between the individual secondary batteries when they are charged, some of the secondary batteries may be continuously overcharged.

또한, 최근에는 충전시간을 단축시키기 위해 고전압으로 충전이 이루어지는 경우가 많아 과전압 입력 또는 과전류 입력에 의한 안전대책이 요구되는 상황이다. 가령, 과충전이 이뤄지면 파우치(10) 내부에 압력이 상승하거나(즉, 과충전에 의해 파우치 내부에서 전해액의 기화가 발생하여 파우치가 부풀게 되거나), 전극조립체가 발화 온도까지 상승하여 화재 또는 폭발의 위험성이 있었다.In addition, recently, in many cases, charging is performed at a high voltage in order to shorten the charging time, and thus safety measures by overvoltage input or overcurrent input are required. For example, when overcharging is performed, the pressure inside the pouch 10 rises (that is, the electrolyte solution vaporizes inside the pouch due to overcharging, causing the pouch to inflate), or the electrode assembly rises to the ignition temperature, causing a risk of fire or explosion. there was

그러므로, 고용량/고에너지로 갈수록 이차전지의 안전성은 더 취약해지기 때문에 과충전에 대한 안전성을 담보할 수 있는 이차전지의 개발이 요구되었다.Therefore, since the safety of the secondary battery becomes more vulnerable as it goes toward higher capacity/higher energy, the development of a secondary battery capable of securing safety against overcharging has been required.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 개발 요구에 따라 과충전 시에도 발화 및 폭발이 방지될 수 있도록 안정성이 향상된 이차전지를 제공하는 것에 주목적이 있다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a secondary battery with improved stability so that ignition and explosion can be prevented even when overcharged according to the development requirements as described above.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파우치 내에 전극조립체가 내장되고 상기 전극조립체의 전극탭(양극탭, 음극탭)이 리드(음극리드, 양극리드)의 일단과 연결되며 상기 리드의 타단은 파우치의 외부로 연장된 이차전지에 있어서, 제1전극과 제2전극 및 분리막이 반복적층되어 구성되되, 상기 제1전극들에서 연장된 제1전극탭과 상기 제2전극들에서 연장된 제2전극탭을 갖는 전극조립체; 상기 전극조립체가 내장되면 둘레를 따라 테두리가 융착되어 융착부가 형성되는 파우치; 일단은 제1전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제1리드; 상기 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되어 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리정해진 기준 이상이 되면 입력되는 전류를 차단시키도록 상기 제1리드에 결합된 제1릴레이; 및 일단은 제2전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제2리드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object, an electrode assembly is embedded in a pouch, an electrode tab (anode tab, a cathode tab) of the electrode assembly is connected to one end of a lead (cathode lead, cathode lead), and the other end of the lead In a secondary battery extending outside of a silver pouch, a first electrode, a second electrode, and a separator are repeatedly stacked, and a first electrode tab extending from the first electrodes and a second electrode tab extending from the second electrodes an electrode assembly having two electrode tabs; a pouch in which an edge is fused along the circumference to form a fused portion when the electrode assembly is embedded; a first lead having one end connected to the first electrode tab and the other end penetrating the fusing part and protruding out of the pouch; A first relay connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly and coupled to the first lead to cut off the input current when the potential difference between the first electrode and the second electrode exceeds a predetermined standard; and a second lead having one end connected to the second electrode tab and the other end protruding out of the pouch through the fused portion.

상기 제1전극은 양극 또는 음극 중 어느 하나이고 제2전극은 나머지 다른 하나이되, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1전극은 양극이고 제2전극은 음극인 것으로 간주되어 설명될 것이다. The first electrode is either an anode or a cathode, and the second electrode is the other one, but in the embodiment of the present invention, the first electrode is considered to be an anode and the second electrode is a cathode.

그리고, 상기 제1릴레이는 파우치 내부에 위치한다.And, the first relay is located inside the pouch.

아울러, 상기 제2리드에는 융착부를 관통하는 부분이 다른 부분 보다 횡단면의 면적이 작게 형성된 제1발열유도부가 구성되어, 상기 제2리드로 기준 전류량 보다 더 많이 전류가 흐르면 상기 제1발열유도부에서 상기 융착부를 녹이는 열이 발생하고, 상기 열에 의해 용융된 상기 융착부가 개방된다.In addition, in the second lead, a portion passing through the fused portion is formed with a first heat induction portion having a smaller cross-sectional area than other portions, and when a current greater than the reference current flows through the second lead, the first heat induction portion Heat that melts the fused portion is generated, and the melted portion is opened by the heat.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2리드에서 상기 융착부가 위치하는 부분에 복수 개의 홀들이 타공되어 제1발열유도부가 형성된다.In an embodiment of the present invention, a plurality of holes are perforated in a portion of the second lead where the fusion portion is located to form a first heat induction portion.

본 발명에 따른 상기 제1리드가 전류를 차단하는 전위차의 미리 정해진 기준은 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하다.It is preferable that the predetermined criterion of the potential difference at which the first lead blocks current according to the present invention is set within the range of 4.6 to 5.5V.

그리고, 본 발명은 제1서브리드와 제2서브리드를 통해 상기 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되되, 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리 정해진 기준 미만일 때는 제1전극과 제2전극을 분리시키고 미리 정해진 기준 이상이 되면 제1전극과 제2전극을 통전시키는 제2릴레이;를 더 포함하고, 상기 제1서브리드와 제2서브리드 중 적어도 어느 하나 이상은 융착부를 관통하거나 삽입되도록 배치되며 상기 융착부에 위치하는 부분에는 통전 시 열을 발생시키는 제2발열유도부가 구성되고, 상기 제2릴레이가 제1전극과 제2전극을 통전시키면 상기 제2발열유도부에서 융착부를 녹이는 열이 발생하고, 상기 열에 의해 용융된 융착부가 개방된다. 이때, 상기 제2릴레이가 제1전극과 제2전극을 통전시키는 전위차의 미리 정해진 기준 또한 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하다.In addition, the present invention is connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly through a first sub-lead and a second sub-lead, respectively, and when the potential difference between the first electrode and the second electrode is less than a predetermined standard, the first A second relay that separates the electrode and the second electrode and energizes the first electrode and the second electrode when it exceeds a predetermined standard, and at least one of the first sub-lead and the second sub-lead is fused. It is arranged to penetrate or be inserted into the fusion part, and a second heat induction part that generates heat when energized is configured in the part located in the fusion part, and when the second relay energizes the first electrode and the second electrode, the second heat induction part Heat that melts the welded portion is generated, and the melted welded portion is opened by the heat. At this time, it is preferable that the predetermined standard of the potential difference through which the second relay energizes the first electrode and the second electrode is also set within the range of 4.6 to 5.5V.

상기 제2릴레이는 이차전지의 크기와 모양에 따라 제2리드와 동일한 방향으로 나란하게 파우치 외부에 배치되거나 파우치 내부에 배치될 수 있다.The second relay may be disposed outside the pouch or inside the pouch in the same direction as the second lead according to the size and shape of the secondary battery.

한편, 본 발명에 따른 상기 파우치는 130 내지 170 ℃ 범위에서 용융되거나 열변형이 발생하는 폴리프로필렌으로 제조된다.Meanwhile, the pouch according to the present invention is made of polypropylene that melts or undergoes thermal deformation in the range of 130 to 170 °C.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이차전지는 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되어 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리정해진 기준 이상이 되면 입력되는 전류를 차단시키도록 상기 제1리드에 결합된 제1릴레이를 가지므로 상기 전극조립체의 충전이 완료 상태가 되면 과충전이 차단된다. 상기 제1릴레이는 파우치 내부에 장착되므로 파우치의 외부표면을 평탄한 면으로 유지할 수 있다.The secondary battery of the present invention having the configuration as described above is connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly, respectively, and when the potential difference between the first electrode and the second electrode exceeds a predetermined standard, the input current is cut off. Since it has a first relay coupled to the first lead, overcharging is blocked when the charging of the electrode assembly is completed. Since the first relay is mounted inside the pouch, the outer surface of the pouch can be maintained as a flat surface.

그리고, 상기 제2리드에는 제1발열유도부가 구성되어 기준 전류량 보다 더 많이 전류가 흐르면 융착부가 개방되어 가스를 배출할 수 있으므로 내부 가스발생에 따른 폭발을 방지할 수 있다.In addition, a first heating induction unit is formed in the second lead, and when a current greater than a reference amount of current flows, the fused portion is opened to discharge gas, thereby preventing an explosion due to internal gas generation.

아울러, 본 발명에서는 제1릴레이와는 별개로 제2릴레이가 추가적으로 구비되며, 상기 제2릴레이는 고전압이 발생하면 제2발열유도부의 발열을 유도하여 융착부를 개방하므로, 보다 신속히 가스를 배출시킬 수 있다. 아울러, 상기 제2발열유도부는 제1발열유도부와는 별개로 작동하므로 하나가 고장난 경우 다른 하나가 보완하는 기능을 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, a second relay is additionally provided separately from the first relay, and when a high voltage is generated, the second relay induces heat in the second heat induction unit to open the fusion part, so that gas can be discharged more quickly. there is. In addition, since the second heat induction unit operates separately from the first heat induction unit, when one is out of order, the other one can provide a supplementary function.

도 1 은 종래의 파우치형 이차전지에서 전극조립체가 파우치에 내장되기 전의 모습과 파우치에 내장된 후의 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부모습이 보이도록 투시하여 도시한 평면도.
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부모습이 보이도록 투시하여 도시한 것으로써 제2릴레이가 파우치 외부에 배치된 모습이 도시된 평면도.
도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부모습이 보이도록 투시하여 도시한 것으로써 제2릴레이가 파우치 내부에 배치된 모습이 도시된 평면도.1 is a perspective view showing an electrode assembly in a conventional pouch-type secondary battery before and after being embedded in a pouch;
2 is a plan view showing the inside of a pouch-type secondary battery according to a first embodiment of the present invention in perspective;
FIG. 3 is a plan view showing a second relay disposed outside the pouch, as shown through perspective so as to show the inside of a pouch-type secondary battery according to a second embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4 is a plan view illustrating a second relay disposed inside the pouch, as shown through a perspective view so that the inside of a pouch-type secondary battery according to a second embodiment of the present invention can be seen; FIG.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, based on the accompanying drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to best describe his/her invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

본 발명은 파우치(10) 내에 전극조립체(20)가 내장되는 이차전지에 관한 것으로써, 과전류 또는 과전압이 입력되면 전류유입을 차단하고 내부의 가스를 외부로 배출시킴으로써 안전성이 향상되는 이차전지에 관한 것이며, 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명에서 상기 전극조립체(20)는 서로의 반대방향으로 양극탭과 음극탭이 돌출되는 구조를 갖는 것으로 설명되었으나, 동일한 방향에서 나란히 돌출된 구조에서도 적용이 가능하며, 제1전극은 양극 또는 음극 중 어느 하나이고 제2전극은 나머지 다른 하나이되, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1전극은 양극이고 제2전극은 음극인 것으로 간주되어 설명될 것이다. The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly 20 is embedded in a pouch 10, and when an overcurrent or overvoltage is input, current inflow is blocked and internal gas is discharged to the outside, thereby improving safety. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, the electrode assembly 20 has been described as having a structure in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in opposite directions, but it can also be applied in a structure in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude side by side in the same direction, and the first electrode is an anode or a cathode. Any one of them and the second electrode is the other one, but in the embodiment of the present invention, the first electrode is regarded as an anode and the second electrode is a cathode.

제1실시예Example 1

도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부모습이 보이도록 투시하여 도시한 평면도이다. 도 2 를 참조하면, 상기 전극조립체(20)는 제1전극인 양극과 제2전극인 음극 및 분리막이 반복적층되어 구성되며, 복수 개의 양극들에서 연장되어 접합된 양극탭(제1전극탭)과 복수 개의 음극들에서 연정되어 접합된 음극탭(제2전극탭)은 서로 반대쪽으로 돌출되도록 구성된다. 그리고, 제1전극탭(21a)과 제2전극탭(21b) 각각은 파우치(10) 외부와 전기적 연결이 가능하도록 제1리드(22a) 및 제2리드(22b) 각각과 연결된 상태로 파우치(10)에 안착된다.2 is a plan view showing the inside of a pouch-type secondary battery according to a first embodiment of the present invention through perspective. Referring to FIG. 2 , the electrode assembly 20 is formed by repeatedly stacking a positive electrode as a first electrode, a negative electrode as a second electrode, and a separator, and a positive electrode tab (first electrode tab) extended and bonded from a plurality of positive electrodes. The negative electrode tabs (second electrode tabs) coupled and connected to the plurality of negative electrodes are configured to protrude in opposite directions from each other. In addition, each of the first electrode tab 21a and the second electrode tab 21b is connected to the first lead 22a and the second lead 22b so as to be electrically connected to the outside of the pouch 10, and the pouch ( 10) is settled.

상기 파우치(10)는 도 1 에 도시된 종래의 구조와 같이 파우치하부(10a)와 파우치상부(10b)가 분리되는 구조를 갖거나 (전극조립체의 삽입이 가능할 정도로) 개방이 가능하도록 일측변이 접합된 구조를 갖되, 상기 전극조립체(20)가 내장되면 둘레를 따라 파우치하부(10a)와 파우치상부(10b)의 각 테두리들(11a, 11b)이 융착되어 융착부(11)가 형성된다. 상기 테두리들(11a, 11b)이 융착될 때, 제1리드(22a)와 제2리드(22b) 각각은 파우치하부(10a)의 테두리(11a) 위에 안착된 상태에서 그 끝단들은 외부로 돌출된 상태로 융착이 이루어진다. The pouch 10 has a structure in which the lower portion of the pouch 10a and the upper portion of the pouch 10b are separated, as in the conventional structure shown in FIG. However, when the electrode assembly 20 is embedded, the rims 11a and 11b of the lower pouch 10a and the upper pouch 10b are fused along the circumference to form a fused portion 11. When the rims 11a and 11b are fused, the ends of the first lead 22a and the second lead 22b are seated on the rim 11a of the lower portion 10a of the pouch, and their ends protrude outward. Fusion takes place in the state

즉, 상기 제1리드(22a)는 일단이 제1전극탭(21a)과 연결되고 타단은 융착부(11)를 관통하여 파우치(10) 외부로 돌출되며, 상기 제2리드(22b)는 일단은 제2전극탭(21b)과 연결되고 타단은 융착부(11)를 관통하여 제1리드(22a)가 돌출된 방향으로 반대방향을 향하여 파우치(10) 외부로 돌출된다. 그리고, 제1리드(22a)에는 제1릴레이(30)가 추가적으로 결합된다.That is, one end of the first lead 22a is connected to the first electrode tab 21a and the other end protrudes out of the pouch 10 through the fused part 11, and the second lead 22b has one end is connected to the second electrode tab 21b, and the other end protrudes out of the pouch 10 in the opposite direction to the direction in which the first lead 22a protrudes through the fused part 11. And, the first relay 30 is additionally coupled to the first lead 22a.

상기 제1릴레이(30)는 파우치(10) 내에 위치하도록 제1리드(22a)에 결합되며, 서브리드들(31, 32)을 통해 전극조립체(20)의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되어 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리정해진 기준 이상이 되면 제1리드(22a)에서 입력되는 전류를 차단시키도록 구성된다.The first relay 30 is coupled to the first lead 22a so as to be located in the pouch 10, and connects to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly 20 through sub-leads 31 and 32, respectively. It is connected and configured to cut off the current input from the first lead 22a when the potential difference between the first electrode and the second electrode exceeds a predetermined reference level.

상기 제1릴레이(30)는 입력되는 전류 또는 전압에 따라 다른 회로를 개폐시키는 장치로써 공지의 릴레이 구조 중에서 선택될 수 있되 파우치(10) 내에서 제1리드(22a)와 결합될 수 있도록 가급적 간단하고 소형화된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 가령, 움직이는 부품을 포함하지 않음으로써 소형화가 가능하며 인가된 전압에 반응하는 반도체 릴레이(트랜지스터 릴레이)가 사용되는 것이 더 바람직할 것이다.The first relay 30 is a device that opens and closes other circuits according to input current or voltage, and may be selected from known relay structures, but is as simple as possible so that it can be combined with the first lead 22a in the pouch 10. It is desirable to have a miniaturized structure. For example, it is more preferable to use a semiconductor relay (transistor relay) that can be miniaturized by not including moving parts and that responds to an applied voltage.

한편, 상기 제2리드(22b)에는 융착부(11)를 관통하는 부분이 다른 부분 보다 횡단면의 면적이 작게 형성된 제1발열유도부(40)가 구성된다.On the other hand, the second lead 22b is configured with a first heat generating induction part 40 in which the cross section area of the portion passing through the fusion bonding portion 11 is smaller than that of other portions.

상기 제1발열유도부(40)는 제2리드(22b)로 기준 전류량 보다 더 많이 전류가 흐르면 상기 제1발열유도부(40)에서 상기 융착부(11)를 녹이는 열이 발생하고, 상기 열에 의해 용융된 상기 융착부(11) 일부의 개방이 이루어진다. 즉, 고전류가 입력되면 상기 제1발열유도부(40)에서 저항열이 발생하여 제2리드(22b) 주변을 용융시켜 개방시키는 구조로써, 이때 발생하는 열은 파우치(10)의 융착된 부분을 직접 용융시키거나 제2리드(22b)를 감싼 별도의 절연테이프나 필름 등을 용융시켜 파우치(10)를 개방시킬 수 있다.The first heat induction part 40 generates heat to melt the fused part 11 in the first heat induction part 40 when a current greater than the reference amount of current flows through the second lead 22b, and is melted by the heat. A portion of the fused portion 11 is opened. That is, when a high current is input, resistance heat is generated in the first heat induction unit 40 to melt and open the periphery of the second lead 22b. The pouch 10 may be opened by melting or by melting a separate insulating tape or film covering the second lead 22b.

이 실시예에서, 상기 제1발열유도부(40)는 도 2 에 도시된 바와 같이 제2리드(22b)에서 상기 융착부(11)가 위치하는 부분에 복수 개의 홀들(41)이 타공됨으로써 형성될 수 도 있으나, 홀(41)이 타공되지 않고 제2리드(22b)의 일부가 (폭이 좁아지도록) 잘록한 모양을 가짐으로써 또는 두께가 좁아지는 모양을 가짐으로써 형성될 수도 있다. 즉, 전자의 이동을 방해하여 저항열을 발생시킬 수 있는 형상은 모두 가능할 것이다.In this embodiment, the first heat induction part 40 is formed by punching a plurality of holes 41 in the portion of the second lead 22b where the fusion part 11 is located, as shown in FIG. However, the hole 41 may not be perforated and a part of the second lead 22b may be formed by having a constricted shape (to narrow in width) or by having a shape in which the thickness is narrowed. That is, any shape that can generate resistance heat by hindering the movement of electrons will be possible.

제2실시예Example 2

아울러, 본 발명에서는 제1실시예의 구조에서 제2릴레이(50) 및 제2발열유도부(53)가 추가된 제2실시예를 추가적으로 제공한다.In addition, the present invention additionally provides a second embodiment in which the second relay 50 and the second heat induction unit 53 are added to the structure of the first embodiment.

도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지의 내부모습이 보이도록 투시하여 도시한 평면도이고, 도 3 은 제2릴레이가 파우치 외부에 배치된 모습이 도시된 평면도이다. 2 is a plan view showing the inside of a pouch-type secondary battery according to the first embodiment of the present invention through perspective, and FIG. 3 is a plan view showing a second relay disposed outside the pouch.

도 2 와 3 에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서는 제2릴레이(50)와 제2발열유도부(53)가 추가적으로 제공된다. 상기 제2릴레이(50)는 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52)를 통해 상기 전극조립체(20)의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되되, 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리 정해진 기준 미만일 때는(정상적인 충전이 이루어질 때는) 제1전극과 제2전극을 분리시키고 미리 정해진 기준 이상이 되면(과충전이 이루어지면) 제1전극과 제2전극을 통전시키도록 구성된다. 본 발명에서 상기 제2릴레이(50)는 제1릴레이(30)와 마찬가지고 소형화가 가능하고 구성이 비교적 간단한 반도체 릴레이가 사용되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 2 and 3 , in this embodiment, a second relay 50 and a second heat induction unit 53 are additionally provided. The second relay 50 is connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly 20 through the first sub lead 51 and the second sub lead 52, respectively, and the first electrode and the second relay 50 are connected to each other. When the potential difference between the two electrodes is less than a predetermined standard (when normal charging is performed), the first electrode and the second electrode are separated, and when it exceeds a predetermined standard (when overcharging is performed), the first electrode and the second electrode are energized. It consists of In the present invention, the second relay 50 is similar to the first relay 30, and it is preferable to use a semiconductor relay that can be miniaturized and has a relatively simple configuration.

그리고, 상기 제2발열유도부(53)는 제2릴레이(50)와 연결되는 상기 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52) 중 적어도 어느 하나에 형성된다. 상기 제2발열유도부(53)도 위에 설명된 제1발열유도부(40)와 같이, 복수 개의 홀들이 타공되는 모양 또는 홀이 타공되지 않고 폭이 좁아지도록 잘록한 모양 또는 두께가 좁아지는 모양을 가짐으로써 형성될 수 있다. And, the second heat induction unit 53 is formed on at least one of the first sub-lead 51 and the second sub-lead 52 connected to the second relay 50 . Like the first heat induction part 40 described above, the second heat induction part 53 also has a shape in which a plurality of holes are perforated or a shape in which the hole is not perforated and the width is narrowed or the thickness is narrowed. can be formed

상기 제2릴레이(50)는 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52)를 분리시켜 놓다가 고전압이 입력되면 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52)를 통전시킨다. 상기 통전에 의해 제2발열유도부(53)에서 발열이 발생하면 상기 열에 의해 융착부(11)의 개방이 이루어진다. 이때, 제2발열유도부(53)는 제1발열유도부(40)와는 별개로 작동하므로 제1발열유도부(40)와 제2발열유도부(53)는 서로의 페일세이프(fail safe) 기능을 제공한다.The second relay 50 separates the first sub-lead 51 and the second sub-lead 52 and energizes the first sub-lead 51 and the second sub-lead 52 when a high voltage is input. . When heat is generated in the second heat induction part 53 by the energization, the fusion part 11 is opened by the heat. At this time, since the second heat induction unit 53 operates separately from the first heat induction unit 40, the first heat induction unit 40 and the second heat induction unit 53 provide a mutual fail safe function. .

한편, 상기 제2릴레이(50)는 이차전지의 크기와 모양에 따라 도 3 과 같이 제2리드(22b)와 동일한 방향으로 나란하게 파우치(10) 외부에 배치되거나 상기 파우치(10) 내부에 공간의 여유가 있다면 도 4 와 같이 파우치(10) 내부에 배치될 수 있다. 가령, 안전성 향상을 위해 용량 손해를 감수하고 파우치(10) 내부에서 전극조립체(20)의 크기를 축소하여 내부 공간이 확보되면 도 4 와 같이 제2릴레이(50)는 내부에 배치될 것이며, 이차전지가 탑재되는 공간에 제2릴레이(50)가 장착될 수 있다면 상기 제2릴레이는 도 3 과 같이 파우치(10) 외부에 배치될 것이다. 이와 같이 제2발열유도부(53) 및 상기 제2발열유도부(53)의 발열 발생을 촉발시키는 제2릴레이(50)가 제공되는 제2실시예는 제1실시예의 구성과 대비하여 동일 또는 유사한 기능을 갖는 두 개의 발열유도부들(40, 53)이 제공되므로 어느 하나가 고장 나더라도 다른 하나가 작동하여 안전을 보장할 수 있다. 아울러, 상기 제1발열유도부(40)는 지나는 전류량에 비례하여 발열이 증가하는 구성인 반면에 상기 제2발열유도부(53)는 전극조립체(20)의 충전 전압에 따라 발열이 이루어지므로, 파우치(20)의 개방 여부를 전류량에 따라 조절할 수도 있고 전압의 크기에 따라 조절할 수 있으므로 (제1실시예의 구성 보다 상대적으로 더) 다양하게 기준전압 및 기준전류를 설정하여 파우치(20)의 개방 조건을 설계할 수 있다. Meanwhile, according to the size and shape of the secondary battery, the second relay 50 is disposed outside the pouch 10 in the same direction as the second lead 22b, as shown in FIG. 3, or has a space inside the pouch 10. If there is room for, it can be placed inside the pouch 10 as shown in FIG. For example, if the internal space is secured by reducing the size of the electrode assembly 20 inside the pouch 10 at the cost of capacity loss to improve safety, the second relay 50 will be disposed inside, as shown in FIG. If the second relay 50 can be mounted in the space where the battery is mounted, the second relay will be disposed outside the pouch 10 as shown in FIG. 3 . In this way, the second embodiment in which the second heat induction unit 53 and the second relay 50 for triggering heat generation of the second heat induction unit 53 are provided have the same or similar functions as those of the first embodiment Since two heat generating induction units 40 and 53 are provided, even if one fails, the other operates to ensure safety. In addition, since the first heat induction unit 40 has a configuration in which heat is increased in proportion to the amount of current passing through, while the second heat induction unit 53 generates heat according to the charging voltage of the electrode assembly 20, the pouch ( 20) can be adjusted according to the amount of current or according to the magnitude of the voltage (relatively more than the configuration of the first embodiment). Design the opening condition of the pouch 20 by setting the reference voltage and reference current in various ways can do.

참고적으로, 본 발명의 이차전지는 복수 개가 전지팩을 이뤄 전기차에 탑재되는 경우를 기준으로, 상기 제1리드(22a)가 전류를 차단하는 전위차의 미리 정해진 기준은 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지고, 상기 제2릴레이(50)가 제1전극과 제2전극을 통전시키는 전위차의 미리 정해진 기준 또한 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지는 것이 바람직하다. NMC(니켈망칸코발트)계열의 전지는 통상적으로 5.0V 내지 5.3V 범위에서 부터 전해액 기화에 따른 가스가 발생하기 시작하는 것으로 알려져있다. 하지만, 순간적인 출력인가 시 4.2V 에서부터 기화가 발생할 수도 있고, 차량의 탑재되는 전지팩의 경우 탑재되는 각 셀 간의 전압 편차가 필연적으로 발생하므로 이를 고려하면 (4.6V 미만으로 설정되면 폭발 또는 화재에 대한 신뢰성은 향상되나 파우치가 너무 빈번히 개방되어 고장률이 높아질 것이고, 5.5V 초과로 설정되면 파우치의 개방은 최대한 늦출 수 있을 것이나 폭발 또는 화재에 대한 신뢰성이 낮아질 것이므로) 위의 범위에서 정해지는 것이 바람직하다. 그리고, 본 발명에 따른 상기 파우치(10)는 130 내지 170 ℃ 범위에서 용융되거나 열변형이 발생하는 폴리프로필렌으로 제조되는 것이 바람직하다.For reference, based on the case where a plurality of secondary batteries of the present invention are mounted in an electric vehicle in a battery pack, the predetermined criterion for the potential difference at which the first lead 22a blocks current is within the range of 4.6 to 5.5V. It is preferable that the second relay 50 is set within a range of 4.6 to 5.5V as well as a predetermined criterion of a potential difference through which the first electrode and the second electrode are energized. It is known that a NMC (Nickel Manganese Cobalt)-based battery starts to generate gas due to vaporization of the electrolyte from a range of 5.0V to 5.3V. However, vaporization may occur from 4.2V when an instantaneous output is applied, and in the case of a battery pack mounted on a vehicle, voltage deviation between each mounted cell inevitably occurs. Although the reliability of the pouch is improved, the failure rate will increase because the pouch is opened too frequently, and if it is set to more than 5.5V, the opening of the pouch will be delayed as much as possible, but the reliability of explosion or fire will be lowered. . In addition, the pouch 10 according to the present invention is preferably made of polypropylene that melts or undergoes thermal deformation in the range of 130 to 170 °C.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이차전지는 상기 제1리드(22a)에 결합된 제1릴레이(30)를 가지므로 상기 전극조립체(20)의 충전이 완료 상태가 되면 과충전이 차단될 수 있다. 그리고, 상기 제2리드(22b)에는 제1발열유도부(40)가 구성되어 기준 전류량 보다 더 많이 전류가 흐르면 융착부(11)가 개방되어 가스를 배출할 수 있으므로 내부 가스발생에 따른 폭발을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.Since the secondary battery of the present invention having the configuration described above has the first relay 30 coupled to the first lead 22a, overcharging can be prevented when the charging of the electrode assembly 20 is completed. there is. In addition, the first heat induction part 40 is formed in the second lead 22b, and when a current greater than the reference current flows, the fusion part 11 is opened to discharge gas, thereby preventing explosion due to internal gas generation. have an effect that can

아울러, 본 발명에서는 제1릴레이(40)와는 별개로 제2릴레이(50)가 추가적으로 구비되며, 상기 제2릴레이(50)는 고전압이 발생하면 제2발열유도부(53)의 발열을 유도하여 융착부(11)를 개방하므로, 보다 신속히 가스를 배출시킬 수 있다. 아울러, 상기 제2발열유도부(53)는 제1발열유도부(40)와는 별개로 작동하므로 하나가 고장난 경우 다른 하나가 보완하는 기능을 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, a second relay 50 is additionally provided separately from the first relay 40, and when a high voltage is generated, the second relay 50 induces heat in the second heat induction unit 53 to be fused. Since the part 11 is opened, the gas can be discharged more quickly. In addition, since the second heat induction unit 53 operates separately from the first heat induction unit 40, when one is out of order, the other one can provide a supplementary function.

뿐만 아니라, 제2릴레이(50)가 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52)를 통전시키는 경우에는 제1서브리드(51)와 제2서브리드(52)가 전기를 소모하는 저항체 기능을 함으로써 과충전이 진행되는 속도를 늦출 수 있다.In addition, when the second relay 50 energizes the first sub-lead 51 and the second sub-lead 52, the first sub-lead 51 and the second sub-lead 52 consume electricity. By acting as a resistor, the speed at which overcharging proceeds can be slowed down.

또한, 제2발열유도부(53)의 위치 선정 및 제2릴레이(50)의 셋팅에 따라 전해액의 기화로 생성된 가스를 원하는 위치에서 원하는 타이밍에 배출이 가능하므로, 급격한 폭발 및 발화 가능성을 낮출 수 있을 뿐만아니라 이차전지가 탑재되는 기기의 손상을 최소화시킬 수 있다.In addition, since the gas generated by vaporization of the electrolyte can be discharged at a desired location and at a desired timing according to the location selection of the second heat induction unit 53 and the setting of the second relay 50, the possibility of sudden explosion and ignition can be reduced. In addition, damage to the device on which the secondary battery is mounted can be minimized.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and is described below with the technical spirit of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs. Various implementations are possible within the scope of equivalents of the claims to be made.

10 : 파우치
11 : 융착부
20 : 전극조립체
22a : 제1리드
22b : 제2리드
30 : 제1릴레이
40 : 제1발열유도부
50 : 제2릴레이
53 : 제2발열유도부10 : Pouch
11: fusion part
20: electrode assembly
22a: first lead
22b: second lead
30: 1st relay
40: first heat induction unit
50: 2nd relay
53: second heat induction unit

Claims (10)

파우치 내에 전극조립체가 내장되고 상기 전극조립체의 전극탭이 리드의 일단과 연결되며 상기 리드의 타단은 파우치의 외부로 연장된 이차전지에 있어서,
제1전극과 제2전극 및 분리막이 반복적층되어 구성되되, 상기 제1전극들에서 연장된 제1전극탭과 상기 제2전극들에서 연장된 제2전극탭을 갖는 전극조립체;
상기 전극조립체가 내장되면 둘레를 따라 테두리가 융착되어 융착부가 형성되는 파우치;
일단은 제1전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제1리드;
상기 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되어 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리정해진 기준 이상이 되면 입력되는 전류를 차단시키도록 상기 제1리드에 결합된 제1릴레이; 및
일단은 제2전극탭과 연결되고 타단은 융착부를 관통하여 파우치 외부로 돌출되는 제2리드;를 포함하고,
제1서브리드와 제2서브리드를 통해 상기 전극조립체의 제1전극과 제2전극과 각각 연결되되, 상기 제1전극과 제2전극의 전위차가 미리 정해진 기준 미만일 때는 제1전극과 제2전극을 분리시키고 미리 정해진 기준 이상이 되면 제1전극과 제2전극을 통전시키는 제2릴레이;를 더 포함하고,
상기 제1서브리드와 제2서브리드 중 적어도 어느 하나 이상은 융착부를 관통하거나 삽입되도록 배치되며 상기 융착부에 위치하는 부분에는 통전 시 열을 발생시키는 제2발열유도부가 구성되고,
상기 제2릴레이가 제1전극과 제2전극을 통전시키면 상기 제2발열유도부에서 융착부를 녹이는 열이 발생하고, 상기 열에 의해 용융된 융착부가 개방되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
In a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch, an electrode tab of the electrode assembly is connected to one end of a lead, and the other end of the lead extends to the outside of the pouch,
An electrode assembly configured by repeatedly stacking a first electrode, a second electrode, and a separator, and having a first electrode tab extending from the first electrodes and a second electrode tab extending from the second electrodes;
a pouch in which an edge is fused along the circumference to form a fused portion when the electrode assembly is embedded;
a first lead having one end connected to the first electrode tab and the other end penetrating the fusing part and protruding out of the pouch;
A first relay connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly and coupled to the first lead to cut off the input current when the potential difference between the first electrode and the second electrode exceeds a predetermined standard; and
A second lead having one end connected to the second electrode tab and the other end penetrating the fusing part and protruding out of the pouch;
Doedoe connected to the first electrode and the second electrode of the electrode assembly through the first sub-lead and the second sub-lead, respectively, when the potential difference between the first electrode and the second electrode is less than a predetermined standard, the first electrode and the second electrode A second relay that separates and energizes the first electrode and the second electrode when it exceeds a predetermined standard; further comprising,
At least one of the first sub-lead and the second sub-lead is disposed to pass through or be inserted into the fused portion, and a second heat generating induction portion that generates heat when energized is formed at a portion located in the fusion portion,
The secondary battery, characterized in that, when the second relay conducts electricity between the first electrode and the second electrode, heat that melts the fused portion is generated in the second heat induction part, and the fused portion is opened by the heat.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1릴레이는 파우치 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The secondary battery, characterized in that the first relay is located inside the pouch.
 제 1 항에 있어서,
상기 제2리드에는 융착부를 관통하는 부분이 다른 부분 보다 횡단면의 면적이 작게 형성된 제1발열유도부가 구성되어, 상기 제2리드로 기준 전류량 보다 더 많이 전류가 흐르면 상기 제1발열유도부에서 상기 융착부를 녹이는 열이 발생하고, 상기 열에 의해 용융된 상기 융착부가 개방되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
In the second lead, a portion passing through the fusion portion is formed with a first heating induction portion having a smaller cross-sectional area than other portions. A secondary battery, characterized in that melting heat is generated, and the melted portion is opened by the heat.
 제 3 항에 있어서,
상기 제2리드에서 상기 융착부가 위치하는 부분에 복수 개의 홀들이 타공되어 제1발열유도부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 3,
A secondary battery characterized in that a plurality of holes are perforated in a portion of the second lead where the fusion part is located to form a first heat induction part.
 제 1 항에 있어서,
상기 제1리드가 전류를 차단하는 전위차의 미리 정해진 기준은 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The secondary battery, characterized in that the predetermined standard of the potential difference at which the first lead blocks the current is determined within the range of 4.6 to 5.5V.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제2릴레이가 제1전극과 제2전극을 통전시키는 전위차의 미리 정해진 기준은 4.6 내지 5.5V 범위 내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The secondary battery, characterized in that the predetermined standard of the potential difference through which the second relay energizes the first electrode and the second electrode is determined within the range of 4.6 to 5.5V.
 제 1 항에 있어서,
상기 제2릴레이는 제2리드와 동일한 방향으로 나란하게 파우치 외부에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The secondary battery, characterized in that the second relay is disposed outside the pouch side by side in the same direction as the second lead.
 제 1 항에 있어서,
상기 제2릴레이는 파우치 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The secondary battery, characterized in that the second relay is disposed inside the pouch.
 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파우치는 130 내지 170 ℃ 범위에서 용융되거나 열변형이 발생하는 폴리프로필렌으로 제조된 것을 특징으로 하는 이차전지. The method of any one of claims 1 to 5 and 7 to 9,
The secondary battery, characterized in that the pouch is made of polypropylene that melts or thermally deforms in the range of 130 to 170 ° C.
KR1020180092018A 2018-08-07 2018-08-07 Secondary battery KR102551377B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180092018A KR102551377B1 (en) 2018-08-07 2018-08-07 Secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180092018A KR102551377B1 (en) 2018-08-07 2018-08-07 Secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200016662A KR20200016662A (en) 2020-02-17
KR102551377B1 true KR102551377B1 (en) 2023-07-05

Family

ID=69670718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180092018A KR102551377B1 (en) 2018-08-07 2018-08-07 Secondary battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102551377B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497872A (en) * 2022-01-29 2022-05-13 宁德新能源科技有限公司 Electrochemical device and electronic device including the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013137451A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 株式会社 東芝 Lithium-ion rechargeable battery
KR101671486B1 (en) * 2013-11-11 2016-11-01 주식회사 엘지화학 Secondary Battery Including Fuse-equipped Electrode

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102540916B1 (en) * 2016-12-05 2023-06-07 현대자동차주식회사 Overcharge safety device
KR102098070B1 (en) * 2017-01-06 2020-04-07 주식회사 엘지화학 Device for Manufacturing Battery Cell Using Induction Heating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013137451A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 株式会社 東芝 Lithium-ion rechargeable battery
KR101671486B1 (en) * 2013-11-11 2016-11-01 주식회사 엘지화학 Secondary Battery Including Fuse-equipped Electrode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200016662A (en) 2020-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7041810B2 (en) Battery module with a structure that breaks the connector using venting gas
EP2357685B1 (en) Rechargeable battery
JP5906354B2 (en) Secondary battery, secondary battery component applied to the secondary battery, and secondary battery manufacturing method
KR101036070B1 (en) Rechargeable battery
KR100686844B1 (en) Secondary battery with ptc device
US9099732B2 (en) Rechargeable battery having a fuse with an insulating blocking member
JP6195184B2 (en) Secondary battery and electrode lead assembly applied thereto
KR100731462B1 (en) Secondary battery
US20100291426A1 (en) Flexible fusible link, systems, and methods
KR20040017094A (en) Pouch type secondary battery with safty vent
JP2014519153A (en) Battery pack and connecting bar applied to it
CN109285974B (en) Secondary cell top cap subassembly and secondary cell
KR102292159B1 (en) Pouch Type Lithium Secondary Battery comprising Electrode Lead using Electric-Conductive Polymer
CN106654137A (en) Battery cell
KR102561195B1 (en) Enhanced safety electrode lead for secondary battery and secondary battery including the same
US11658369B2 (en) Overcharge protection systems having dual spiral disk features for prismatic lithium ion battery cells
CN106611832A (en) Battery cell
KR102080903B1 (en) Electrode lead and secondary battery including the same
US10644345B2 (en) Short circuiting structure for lithium secondary battery having excellent stability against overcharge and pouch type lithium secondary batter comprising the same
KR100709872B1 (en) Secondary battery
KR102185959B1 (en) Battery cell with improved safety
KR102551377B1 (en) Secondary battery
JP2015513205A (en) Electrode lead and secondary battery including the same
EP3255702B1 (en) Battery pack
KR20130089375A (en) Secondary battery and element used for secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right