KR102657917B1 - Battery cell and battery cell manufacturing device for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극조립체가 수납부에 장착되고, 외주변이 밀봉되어 있는 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 상기 전극조립체에 포함된 전극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및 상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 리드 필름은 상기 전극 리드를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 제1 단차부를 포함하고, 상기 실링부는 상기 제1 단차부의 외면을 감싸는 제2 단차부를 포함하고, 상기 제1 단차부 내에 가스 배출 유도부가 삽입되어 있다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes a battery case including a sealing portion in which an electrode assembly is mounted in a receiving portion and the outer periphery is sealed; an electrode lead electrically connected to the electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward from the battery case via the sealing portion; and a lead film positioned at a portion corresponding to the sealing portion at at least one of an upper and lower portion of the electrode lead, wherein the lead film includes a first step protruding in a direction opposite to the direction toward the electrode lead. The sealing part includes a second step portion surrounding an outer surface of the first step portion, and a gas discharge guide portion is inserted into the first step portion.
Description
본 발명은 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 실링 강도 및 안전성이 높아지면서도, 전지셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상된 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell and a battery cell manufacturing device for manufacturing the same, and more specifically, to a battery cell with improved sealing strength and safety while improving the external emission of gas generated inside the battery cell, and a battery cell manufacturing device for manufacturing the same. It's about devices.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. In particular, secondary batteries are receiving much attention as an energy source for not only mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices, but also power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
이러한 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. 여기서, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. Depending on the shape of the battery case, these secondary batteries are classified into cylindrical batteries and prismatic batteries in which the electrode assembly is built into a cylindrical or square metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is built in a pouch-shaped case of aluminum laminate sheet. do. Here, the electrode assembly built into the battery case is a power generating element capable of charging and discharging consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a separator is formed between the positive electrode and the negative electrode in the form of a long sheet coated with an active material. It is classified into a jelly-roll type in which a plurality of anodes and cathodes are interposed and wound, and a stack type in which multiple anodes and cathodes are sequentially stacked with a separator interposed between them.
이 중에서도, 특히 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조 비용, 작은 중량, 용이한 변형 형태 등을 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. Among these, in particular, the usage of pouch-type batteries, which have a stacked or stacked/folded electrode assembly built into a pouch-type battery case of aluminum laminated sheets, is gradually increasing due to low manufacturing costs, small weight, and easy deformation. It is increasing.
도 1은 종래의 전지셀의 상면도이다. 도 2는 도 1에서 a-a' 축을 따라 자른 단면도이다. Figure 1 is a top view of a conventional battery cell. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the a-a' axis in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전지셀(10)은 전극조립체(11)가 수납부(21)에 장착되고, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부(25)를 포함하는 전지케이스(20)를 포함한다. 또한, 전지셀(10)은 전극조립체(11)에 포함된 전극탭(15)과 전기적으로 연결되고, 실링부(25)를 경유하여 전지케이스(20)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(30)를 포함하며, 전극 리드(30)의 상하부와 실링부(25) 사이에는 리드 필름(40)이 위치한다.Referring to Figures 1 and 2, the
그러나, 최근 전지셀의 에너지 밀도가 증가함에 따라, 전지셀 내부에서 발생하는 가스량 또한 증가되는 문제가 있다. 종래의 전지셀(10)의 경우, 전지셀 내부에서 발생된 가스가 배출될 수 있는 부품이 포함되어 있지 않아, 장기보관시 가스 발생으로 인해 전지케이스(20)가 터지는 벤팅 현상이 발생될 수 있다. 이와 더불어, 벤팅 현상에 의해 손상된 전지셀은 수분이 내부로 침투할 수 있어, 부반응이 발생될 수 있고, 전지 성능 저하 및 추가적인 가스 발생 또한 초래되는 문제가 있다. 이에 따라, 전지셀 내부에서 발생된 가스의 외부 배출량이 향상된 전지셀을 개발할 필요성이 높아지고 있다.However, as the energy density of battery cells increases recently, there is a problem that the amount of gas generated inside the battery cell also increases. In the case of the
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 실링 강도 및 안전성이 높아지면서도, 전지셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상된 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a battery cell with improved sealing strength and safety while improving the external emission of gas generated inside the battery cell, and a battery cell manufacturing device for manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. .
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극조립체가 수납부에 장착되고, 외주변이 밀봉되어 있는 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 상기 전극조립체에 포함된 전극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및 상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 리드 필름은 상기 전극 리드를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 제1 단차부를 포함하고, 상기 실링부는 상기 제1 단차부의 외면을 감싸는 제2 단차부를 포함하고, 상기 제1 단차부 내에 가스 배출 유도부가 삽입되어 있다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes a battery case including a sealing portion in which an electrode assembly is mounted in a receiving portion and the outer periphery is sealed; an electrode lead electrically connected to the electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward from the battery case via the sealing portion; and a lead film positioned at a portion corresponding to the sealing portion at at least one of an upper and lower portion of the electrode lead, wherein the lead film includes a first step protruding in a direction opposite to the direction toward the electrode lead. The sealing part includes a second step portion surrounding an outer surface of the first step portion, and a gas discharge guide portion is inserted into the first step portion.
상기 제1 단차부의 제1 단차 및 상기 제2 단차부의 제2 단차는 각각 상기 가스 배출 유도부의 높이와 대응되는 크기를 가질 수 있다.The first step of the first step portion and the second step of the second step portion may each have a size corresponding to the height of the gas discharge guide portion.
상기 제1 단차와 상기 제2 단차는 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.The first step and the second step may have the same size.
상기 가스 배출 유도부는 상기 리드 필름의 폭 방향을 기준으로 상기 전극 리드의 중심부 상에 위치할 수 있다.The gas discharge guide may be located at the center of the electrode lead based on the width direction of the lead film.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드의 돌출 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 전지케이스의 외측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 리드 필름으로 감싸져 있을 수 있다.The gas discharge guide may extend along the protruding direction of the electrode lead, and an end of the gas discharge guide adjacent to the outside of the battery case may be wrapped with the lead film.
상기 전지케이스의 내측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 전지케이스 내부에 노출되어 있을 수 있다.상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성될 수 있다.An end of the gas discharge guide portion adjacent to the inside of the battery case may be exposed inside the battery case. A gas discharge path may be formed at an interface between the gas discharge guide portion and the lead film.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 리드 필름과 전극 리드 사이의 접착력 및 상기 리드 필름과 상기 실링부 사이의 접착력중 적어도 하나보다 작을 수 있다.The adhesive force between the gas discharge inducing portion and the lead film may be smaller than at least one of an adhesive force between the lead film and an electrode lead and an adhesive force between the lead film and the sealing portion.
상기 가스 배출 유도부는 폴리이미드 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 적어도 하나로 이루어진 필름층일 수 있다.The gas discharge inducing part may be a film layer made of at least one of polyimide and polyethylene terephthalate.
상기 가스 배출 유도부는 액상 레진으로 이루어진 코팅층일 수 있다.The gas discharge inducing part may be a coating layer made of liquid resin.
상기 가스 배출 유도부는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함하는 게터(getter) 소재를 더 포함할 수 있다.The gas discharge inducing part is a getter material containing at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca). It may further include.
상기 제2 단차부의 두께는 균일하게 형성되어 있을 수 있다.The second step portion may have a uniform thickness.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드 상에 위치하고, 상기 가스 배출 유도부와 상기 전극 리드 사이에 접착층이 형성되어 있을 수 있다.The gas discharge guide may be located on the electrode lead, and an adhesive layer may be formed between the gas discharge guide and the electrode lead.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 접착층과 상기 가스 배출 유도부 사이의 접착력 및 상기 접착층과 상기 전극 리드 사이의 접착력보다 작을 수 있다.The adhesive force between the gas discharge inducing portion and the lead film may be smaller than the adhesive force between the adhesive layer and the gas exhaust inducing portion and the adhesive force between the adhesive layer and the electrode lead.
상기 접착층은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어질 수 있다.The adhesive layer may be made of adhesive tape or adhesive binder.
상기 리드 필름의 가스 투과도(permeability)는 60℃에서 20 내지 60 barrer일 수 있다.The gas permeability of the lead film may be 20 to 60 barrer at 60°C.
상기 리드 필름의 수분 침투량은 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g일 수 있다.The moisture penetration amount of the lead film may be 0.02 g to 0.2 g for 10 years at 25°C and 50%RH.
상기 가스 배출 유도부의 가스 투과도는 60℃에서 40 barrer 이상일 수 있다.The gas permeability of the gas discharge inducing portion may be 40 barrer or more at 60°C.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치는 상기에서 설명한 전지셀을 제조하고, 상기 실링부, 상기 전극 리드, 및 상기 리드 필름을 함께 실링하는 실링툴을 포함하고, 상기 실링툴은 상기 실링부와 대면하는 방향의 반대 방향으로 오목하게 형성된 제3 단차부를 포함하고, 상기 제3 단차부는 상기 제1 단차부의 외면을 감싸고, 상기 제3 단차부와 상기 제1 단차부의 외면 사이에 상기 제2 단차부가 위치한다.A battery cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention manufactures the battery cell described above and includes a sealing tool that seals the sealing part, the electrode lead, and the lead film together, and the sealing tool is It includes a third step portion concavely formed in a direction opposite to the direction facing the sealing portion, wherein the third step portion surrounds an outer surface of the first step portion, and the third step portion is positioned between the third step portion and the outer surface of the first step portion. 2 A step is located.
상기 제1 단차부의 제1 단차, 상기 제2 단차부의 제2 단차, 및 상기 제3 단차부의 제3 단차는 각각 상기 가스 배출 유도부의 높이와 대응되는 크기를 가질 수 있다.The first step of the first step portion, the second step of the second step portion, and the third step of the third step portion may each have a size corresponding to the height of the gas discharge guide portion.
상기 제1 단차 내지 상기 제3 단차는 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.The first to third steps may have the same size.
실시예들에 따르면, 본 발명은 리드 필름 및 실링부에 각각 단차부가 형성되어 있는 전지셀 및 이를 제조하는 전지셀 제조 장치를 제공하여, 실링 강도 및 안전성이 높아지면서도, 전지셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상될 수 있다. According to embodiments, the present invention provides a battery cell in which step portions are formed on the lead film and the sealing portion, respectively, and a battery cell manufacturing device for manufacturing the same, thereby increasing sealing strength and safety while reducing the gas generated inside the battery cell. External emissions can be improved.
구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 가스 배출 유도부와 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 상대적으로 제조 공정이 용이하면서도 전지셀 내 가스가 효과적으로 외부를 향해 배출될 수 있다.Specifically, according to one aspect of the present invention, a gas discharge path can be formed at the interface between the gas discharge guide and the lead film, so that the manufacturing process is relatively easy and the gas in the battery cell can be effectively discharged to the outside. .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 리드 필름 상에 제1 단차부가 형성되어 있음에도 불구하고, 실링부 또한 제1 단차부에 대응되는 위치에 제2 단차부가 형성되어 있어, 실링부와 리드 필름 사이의 실링 강도가 향상될 수 있다. 이와 더불어, 실링부와 리드 필름 사이의 높은 실링 강도에 따라, 전지셀 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트(vent) 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다.According to another aspect of the present invention, even though the first step is formed on the lead film, the sealing part also has a second step formed at a position corresponding to the first step, thereby forming a seal between the sealing part and the lead film. Strength can be improved. In addition, depending on the high sealing strength between the sealing part and the lead film, the vent pressure when gas generated in the battery cell is discharged to the outside can also be increased, and safety can also be improved.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가스 배출 유도부의 형상을 조절하여, 가스 배출 유도부의 가스 배출 성능 및 리드 필름의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부의 형상을 달리하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the gas discharge performance of the gas discharge guide portion and the durability and airtightness of the lead film can be controlled by adjusting the shape of the gas discharge guide portion. Additionally, if necessary, the shape of the gas discharge guide can be changed to simplify the manufacturing process and reduce costs.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 리드 필름의 가스 투과도 및 수분 침투량을 소정 범위로 함으로써, 전지셀의 내부에서 발생하는 가스를 배출하면서 외부로부터의 수분 침투를 방지하기에 더욱 효과적일 수 있다.According to another aspect of the present invention, by setting the gas permeability and moisture penetration amount of the lead film to a predetermined range, it can be more effective in preventing moisture penetration from the outside while discharging gas generated inside the battery cell.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 리드 필름 상에 제1 단차부가 형성되어 있고 실링부 또한 제1 단차부에 대응되는 위치에 제2 단차부가 형성되어 있는 전지셀을 제조할 수 있는 전지셀 제조 장치가 제공될 수 있다. 이러한 전지셀 제조 장치에 의하면, 실링부 상에 과실링부를 형성함이 없이 전지셀을 제조할 수 있으므로, 과실링부가 형성될 때 과실링부와 리드 필름과의 사이의 실링 강도가 저하하는 것을 방지할 수 있다. 실링부와 리드 필름 사이의 실링 강도를 높게 유지할 수 있음에 따라, 전지셀 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있는 전지셀을 제조할 수 있게 된다.According to another aspect of the present invention, a battery cell manufacturing apparatus capable of manufacturing a battery cell in which a first step is formed on a lead film and a sealing portion and a second step is formed at a position corresponding to the first step. may be provided. According to this battery cell manufacturing apparatus, a battery cell can be manufactured without forming an over-ring part on the sealing part, thereby preventing a decrease in the sealing strength between the over-ring part and the lead film when the over-ring part is formed. You can. As the sealing strength between the sealing part and the lead film can be maintained high, the vent pressure when the gas generated within the battery cell is discharged to the outside can also be increased, making it possible to manufacture a battery cell with improved safety. do.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings.
도 1은 종래의 전지셀의 상면도이다.
도 2는 도 1에서 a-a' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 상면도이다.
도 4는 도 3의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 가스 배출 유도부의 다양한 형상을 도시한다.
도 8은 도 6의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에서, 도 4의 B-B' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 도 10의 단면을 가지는 전지셀에서, 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 11의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치 및 이를 통해 제조된 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 15는 비교예에 따른 전지셀 제조 장치 및 이를 통해 제조된 전지셀을 나타내는 도면이다. Figure 1 is a top view of a conventional battery cell.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along the aa' axis in Figure 1.
Figure 3 is a top view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of the double-dashed line area of FIG. 3.
Figure 5 is a cross-sectional view taken along the BB' axis of Figure 4.
Figure 6 is a cross-sectional view taken along the AA' axis of Figure 3.
Figure 7 shows various shapes of the gas discharge guide.
FIG. 8 is an enlarged view of the double-dashed line area of FIG. 6.
FIG. 9 is a diagram showing a gas discharge path formed between the lead film of FIG. 8 and the interface of the gas discharge inducing portion.
Figure 10 is a cross-sectional view taken along the BB' axis of Figure 4 in a battery cell according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the AA′ axis of FIG. 3 in the battery cell having the cross-section of FIG. 10.
FIG. 12 is an enlarged view of the double-dashed line area of FIG. 11.
FIG. 13 is a diagram showing a gas discharge path formed between the lead film of FIG. 12 and the interface of the gas discharge inducing portion.
Figure 14 is a diagram showing a battery cell manufacturing apparatus and a battery cell manufactured using the battery cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing a battery cell manufacturing apparatus according to a comparative example and a battery cell manufactured therefrom.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The invention may be implemented 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 explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown. In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. And in the drawing, for convenience of explanation, the thickness of some layers and regions are exaggerated.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to “on a plane,” this means when the target portion is viewed from above, and when referring to “in cross-section,” this means when a cross section of the target portion is cut vertically and viewed from the side.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지셀에 대해 설명하고자 한다. 다만, 여기서 전지셀의 일 단부를 기준으로 설명될 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전지셀의 반대 단부인 경우에도 동일하거나 유사한 내용으로 설명될 수 있다.Below, a battery cell according to an embodiment of the present invention will be described. However, here, the explanation will be based on one end of the battery cell, but it is not necessarily limited to this, and the same or similar content may be explained even in the case of the opposite end of the battery cell.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 상면도이다. 도 4는 도 3의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.Figure 3 is a top view of a battery cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of the double-dashed line area of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은, 전극조립체(110)가 수납부(210)에 장착되고, 외주변이 밀봉되어 있는 구조의 실링부(250)를 포함하는 전지케이스(200); 전극조립체(110)에 포함된 전극 탭(115)과 전기적으로 연결되고, 실링부(250)를 경유하여 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(300); 및 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름(400)을 포함한다. 예를 들어, 전지셀(100)은 X축을 따르는 방향에 장변을 가지고 Y축을 따르는 방향에 단변을 가지며 Z축 방향으로는 X축이나 Y축 길이에 비해 작은 두께를 가짐으로써, 대략 직사각형 판상형 셀일 수 있다. 전지셀(100)의 단변측에 전극 리드(300)가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 전지셀(100)은 Z축 방향으로 집적하여 여러 개의 전지셀(100)을 면대면 적층하여 에너지 밀도를 높이기에 효율적인 구조이다.Referring to Figures 3 and 4, the
전지케이스(200)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트일 수 있다. 보다 구체적으로, 전지케이스(200)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 최외각을 이루는 외측 수지층, 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층, 및 밀봉을 위한 내측 수지층으로 구성될 수 있다. The
전극조립체(110)는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 전극조립체(110)는 양극, 음극, 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어질 수 있다. The
전극 리드(300)는 전극조립체(110)에 포함된 전극 탭(115)과 전기적으로 연결되고, 실링부(250)를 경유하여 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치한다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 실링부(250)와 함께 열 융착 또는 프레스 융착 시 전극 리드(300)에서 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서도, 실링부(250)와 전극 리드(300)의 밀봉성을 향상시킬 수 있다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 리드 필름(400)은 전극 리드(300) 보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 여기서, 리드 필름(400)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향(X축 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향)에서 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미하고, 전극 리드(300)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향과 직교하는 방향에서 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the
리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로 실링부(250)의 길이보다 큰 길이를 가지고, 전극 리드(300)의 길이보다 작은 길이를 가질 수 있다. 여기서, 리드 필름(400)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 실링부(250)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 실링부(250)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 전극 리드(300)의 길이란, 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 전기적 연결을 방해하지 않으면서도, 전극 리드(300)의 측면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.The
도 5는 도 4에서 B-B' 축을 따라 자른 단면도이다. Figure 5 is a cross-sectional view taken along the B-B' axis in Figure 4.
도 4 및 도 5를 참조하면, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 제1 단차부(400p)를 포함하고, 제1 단차부(400p) 내에 가스 배출 유도부(450)가 삽입되어 있다. Referring to Figures 4 and 5, the
여기서, 제1 단차부(400p)는 리드 필름(400)과 실링부(250)가 접하는 면을 기준으로, 전극 리드(300)를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 단차부(400p)는 가스 배출 유도부(450)가 삽입되어 있는 위치 상에서 전극 리드(300)를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 다르게 말하면, 리드 필름(400)에서, 제1 단차부(400p)는 가스 배출 유도부(450)가 삽입되어 있는 부분과 가스 배출 유도부(450)가 삽입되어 있지 않은 부분 사이에 단차가 발생된 부분을 의미할 수 있다.Here, the
또한, 실링부(250)는 제1 단차부(400p)의 외면을 감싸는 제2 단차부(250p)를 포함한다. 여기서, 제2 단차부(250p)는 리드 필름(400)과 실링부(250)가 접하는 면을 기준으로, 제1 단차부(400p)의 돌출 방향을 따라 돌출되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 단차부(250p)는 제1 단차부(400p)가 형성된 위치 상에서 제1 단차부(400p)의 돌출 방향을 따라 돌출되어 있는 부분을 의미할 수 있다. 다르게 말하면, 실링부(250)에서, 제2 단차부(250p)는 제1 단차부(400p)가 형성된 부분과 제1 단차부(400p)가 형성되어 있지 않은 부분 사이에 단차가 발생된 부분을 의미할 수 있다.Additionally, the sealing
이상의 구성에 따라, 본 실시예에서, 리드 필름(400) 상에 제1 단차부(400p)가 형성되어 있음에도 불구하고, 실링부(250) 또한 제1 단차부(400p)에 대응되는 위치에 제2 단차부(250p)가 형성되어 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도가 향상될 수 있다. 이와 더불어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 높은 실링 강도에 따라, 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트(vent) 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다.According to the above configuration, in this embodiment, although the
또한, 리드 필름(400) 및 실링부(250)에서, 제1 단차부(400p)의 제1 단차(d1) 및 제2 단차부(250p)의 제2 단차(d2)는 크기에 제한을 두지는 않으나, 가스 배출 유도부(450)의 두께(D, Z축 방향으로의 높이)와 대응되는 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 단차(d2) 및 제2 단차(d2)는 각각 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 동일하거나 이보다 크거나 작을 수 있다. 일 예로, 제1 단차(d1)와 제2 단차(d2)는 각각 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 동일한 크기를 가질 수 있다. 다른 일 예로, 제1 단차(d1)와 제2 단차(d2)는 가스 배출 유도부(450)의 두께(D) 대비 50% 내지 150%의 크기를 가질 수 있다. Additionally, in the
이에 따라, 본 실시예에서, 리드 필름(400) 상에 제1 단차부(400p)와 실링부(250)의 제2 단차부(250p)는 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 대응되는 크기를 가질 수 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
보다 바람직하게는, 제1 단차부(400p)의 제1 단차(d1) 및 제2 단차부(250p)의 제2 단차(d2)는 서로 동일한 크기를 가지고, 각각 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 동일할 수 있다.More preferably, the first step d1 of the
이에 따라, 본 실시예에서, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 보다 높아질 수 있고, 안전성 또한 보다 향상될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the sealing strength between the sealing
이와 달리, 제2 단차(d2)가 제1 단차(d1)보다 크거나 작은 크기를 가지는 경우, 리드 필름(400)과 실링부(250) 사이에 미실링되는 부분이 발생하거나 과실링되는 부분이 발생되어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력이 낮아질 수 있고, 안전성 또한 저하될 수 있다.On the other hand, when the second step d2 has a size larger or smaller than the first step d1, an unsealed portion or an oversealed portion occurs between the
또한, 실링부(250)에서, 제2 단차부(250p)의 두께는 균일하게 형성되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 실링부(250)에서, 제2 단차부(250p)의 두께는 동일한 두께로 리드 필름(400)의 외면을 감쌀 수 있다. 다르게 말하면, 실링부(250)에서, 제2 단차부(250p)의 두께는 동일한 두께로 제1 단차부(400p)의 외면을 감쌀 수 있다. Additionally, in the sealing
이에 따라, 본 실시예에서, 리드 필름(400) 상에 제1 단차부(400p)가 형성되어 있음에도 불구하고, 실링부(250)는 리드 필름(400)의 외면을 균일한 두께로 감쌀 수 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 실링부(250)의 실링 전후의 두께 변화율이 균일하게 유지될 수 있다. 즉, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이에 실링 강도가 상대적으로 약한 부분을 최소화할 수 있어, 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다. Accordingly, in this embodiment, despite the
가스 배출 유도부(450)의 두께(D)는 50 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 상기 가스 배출 유도부(450)의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부의 가스가 외부로 배출되기 더욱 용이할 수 있다.The thickness D of the gas
도 4 및 도 5를 참조하면, 가스 배출 유도부(450)는 전극 리드(300) 상에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450)는 리드 필름(400)의 폭 방향을 기준으로 전극 리드(300)의 중심부 상에 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 제1 단차부(400p) 및 제2 단차부(250p)는 리드 필름(400)의 폭 방향을 기준으로 전극 리드(300)의 중심부 상에 위치하고, 가스 배출 유도부(450)는 제1 단차부(400p) 내에 삽입되어 있을 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the
이에 따라, 리드 필름(400)에서, 가스 배출 유도부(450)는 전극 리드(300) 상에 위치함에 따라, 가스 배출 유도부(450)는 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있고, 가스 배출 유도부(450)에 의해 배출되는 가스의 배출량 또한 효과적으로 높일 수 있다. Accordingly, in the
도 6은 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the A-A' axis of FIG. 3.
도 4 및 도 6을 참조하면, 가스 배출 유도부(450)는 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450)에서, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 리드 필름(400)으로 감싸져 있을 수 있다. 다르게 말하면, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 전지케이스(200) 외부로 노출되어 있지 않을 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 6 , the gas
또한, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 전지케이스(200) 내부에 노출되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 리드 필름(400)의 단부와 동일한 수직선 상에 위치하거나, 리드 필름(400)의 단부에 비해 전지케이스(200) 내측에 위치할 수 있다.Additionally, the end of the gas
이에 따라, 리드 필름(400)에서, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 일 단부는 전지케이스(200)의 외측에 노출되어 있지 않아, 리드 필름(400)과 실링부(250)에 의한 전지케이스(200)의 밀봉력이 향상될 수 있다. 이와 더불어, 리드 필름(400)에서, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부가 전지케이스(200) 내측에 노출되어 있어, 가스 배출 유도부(450)에 의해 형성된 가스 배출 경로는 전지셀(100) 내에서 발생된 가스가 용이하게 유입되고, 외부를 향해 효과적으로 배출될 수 있다. Accordingly, in the
도 6을 더 참조하면, 가스 배출 유도부(450)의 상면에 있는 리드 필름(400)의 두께(H, Z축 방향으로의 높이)는 100 ㎛ 내지 300 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 리드 필름(400)의 두께(H)가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부의 가스가 외부로 배출되기 더욱 용이할 수 있다.Referring further to FIG. 6, the thickness (height in the H and Z-axis directions) of the
또한 도 6을 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 전면을 감싸는 리드 필름(400)의 폭(W)은 2 mm 이상, 또는 2 mm 내지 3 mm일 수 있다. 리드 필름(400)의 폭(W)이 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부에서 발생한 가스가 외부로 배출되는 과정에서 리드 필름(400)이 되도록이면 찢어지지 않도록 할 수 있다.Also, referring to FIG. 6, based on the protrusion direction of the
또한, 도 7은 가스 배출 유도부의 다양한 형상을 도시한다. 가스 배출 유도부(450)는 전지케이스(200) 내부의 가스를 배출하기 위하여 소정 패턴으로 형성될 수 있다. Additionally, Figure 7 shows various shapes of the gas discharge guide portion. The gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 4와 같이, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450)는 도 7의 (a)와 같이 원형, 도 7의 (b)와 같이 타원형, 그밖에 선형, 곡선형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.As an example, the gas
다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 7의 (c)와 같이 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있는 제1 가스 배출 유도부(450a)와 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있는 제2 가스 배출 유도부(450b)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제1 가스 배출 유도부(450a)와 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 서로 연결되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 도 7의 (c)와 같이 실링부(250)를 기준으로 실링부(250)의 외측으로 리드 필름(400)의 내측에 위치하거나, 도 7의 (d)와 같이 실링부(250)를 기준으로 실링부(250)의 내측으로 리드 필름(400)의 외측에 위치할 수 있다. 또는, 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 도 7의 (e)와 같이 실링부(250)를 기준으로 리드 필름(400)의 외측과 리드 필름(400)의 내측에 모두 위치할 수 있다. 다만, 가스 배출 유도부(450)의 형상은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 리드 필름(400)에 적절한 형상으로 삽입되어 있을 수 있다. As another example, the gas
이에 따라, 리드 필름(400)에 삽입되어 있는 가스 배출 유도부(450)의 형상을 조절하여, 가스 배출 유도부(450)의 가스 배출 성능 및 리드 필름(400)의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부(450)의 형상을 달리하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. Accordingly, by adjusting the shape of the gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 4와 같이 리드 필름(400)에 하나만 포함되어 있을 수 있다. 다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 리드 필름(400) 내에 복수 개 삽입되어 있고, 서로 이격되어 위치할 수도 있다.For example, only one
이에 따라, 리드 필름(400)에 삽입되어 있는 가스 배출 유도부(450)의 개수를 조절하여, 가스 배출 유도부(450)의 가스 배출 성능 및 리드 필름(400)의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부(450)의 개수를 최소화하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. Accordingly, by adjusting the number of gas
도 8은 도 6의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다. 도 9에서 가스의 이동 경로는 점선 화살표로 나타내었다.FIG. 8 is an enlarged view of the double-dashed line area of FIG. 6. FIG. 9 is a diagram showing a gas discharge path formed between the lead film of FIG. 8 and the interface of the gas discharge inducing portion. In Figure 9, the gas movement path is indicated by a dotted arrow.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 9와 같이, 상기 가스 배출 경로는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면 중 적어도 일부가 전지케이스(200)에서 발생된 가스의 압력에 의해 서로 이격되어 있는 공간을 의미할 수 있다. 즉, 도 9의 점선 화살표 방향과 같이, 상기 가스 배출 경로는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에서 서로 이격되어 있는 공간으로 가스가 유입 및 외부로 배출되는 경로를 의미할 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9 , in this embodiment, a gas discharge path may be formed at the interface between the
여기서, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 접착력은 리드 필름(400)과 전극 리드(300) 사이의 접착력 및/또는 리드 필름(400)과 실링부(250) 사이의 접착력보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 전지셀(100) 내에서 발생된 가스에 의해 전지케이스(200) 내부의 압력이 상승하는 경우, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면의 접착력은 리드 필름(400)과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 작아, 도 9와 같이 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면 중 적어도 일부는 전지셀(100)에서 발생된 가스의 압력에 의해 서로 이격될 수 있다.Here, the adhesive force between the gas
즉, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 상대적으로 낮은 접착력으로 인해, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이가 박리되면서 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 형성된 상기 가스 배출 통로에 전지셀(100) 내부의 가스가 유입될 수 있고, 이러한 가스 배출 통로를 따라 가스가 이동하여 최종적으로는 리드 필름(400)을 거쳐 배출될 수 있다. 상기 가스 배출 통로에 유입된 가스는 외부와의 압력 차이에 따라 외부를 향해 배출될 수 있다. That is, in this embodiment, due to the relatively low adhesive force between the gas
다만, 상기 가스 배출 경로는 도 9와 같이 가스 배출 유도부(450)의 상면과 리드 필름(400) 사이의 계면 및 가스 배출 유도부(450)의 하면과 리드 필름(400) 사이의 계면이 모두가 이격되어 있는 경우뿐 아니라, 가스 배출 유도부(450)의 상면과 리드 필름(400) 사이의 계면 또는 가스 배출 유도부(450)의 하면과 리드 필름(400) 사이의 계면이 이격되어 있는 경우 또한 포함할 수 있다.However, in the gas discharge path, as shown in FIG. 9, the interface between the upper surface of the gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 폴리이미드(PI) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 적어도 하나로 이루어진 필름층일 수 있다. 다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 액상 레진으로 이루어진 코팅층일 수 있다. 다만, 가스 배출 유도부(450)의 형태 혹은 이를 구성하는 물질은 이에 한정된 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면의 접착력이 리드 필름(400)과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 낮게 할 수 있는 형태 혹은 물질이라면 본 실시예에 포함될 수 있다. As an example, the
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀은, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 상대적으로 낮은 접착력을 통해 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 상대적으로 제조 공정이 용이하면서도 전지셀(100) 내 가스가 효과적으로 외부를 향해 배출될 수 있다.Accordingly, the battery cell according to this embodiment discharges gas at the interface between the gas
또한 도 4와 도 6을 다시 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 일단부는 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 실링부(250)의 내측면이란, 전지케이스(200)의 내부와 인접한 실링부(250)의 단부를 의미하고, 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치한다는 것은 실링부(250)의 내측면보다 전지케이스(200) 내부 방향에 위치한다는 것을 의미한다. 가스 배출 유도부(450)의 일단부가 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치하는 경우, 실링부(250)에 의해 간섭받지 않아, 가스 배출 유도부(450)에 가스가 유입되기 보다 용이할 수 있다.Also, referring again to FIGS. 4 and 6 , based on the protruding direction of the
또한, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 타단부는 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 실링부(250)의 외측면이란, 전지케이스(200)의 외부와 인접한 실링부(250)의 단부를 의미하고, 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치한다는 것은 실링부(250)의 외측면보다 전지케이스(200) 외부 방향에 위치한다는 것을 의미한다. 예를 들면, 실링부(250)의 외측면과 가스 배출 유도부(450)의 타단부 사이에 간격(P)을 두는 것이다. 이와 같이 가스 배출 유도부(450)의 타단부가 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하는 경우, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스가 외부로 배출되기 보다 용이할 수 있다. 예컨대, 가스 배출 유도부(450)의 타단부가 실링부(250)에 의해 간섭받지 않아, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스가 외부로 배출되기 보다 용이할 수 있다.Additionally, based on the protruding direction of the
이에 따라, 전지셀(100) 내부에서 발생된 가스는 가스 배출 유도부(450)를 향해 배출되고, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 도 9에 도시한 바와 같이 외부를 향해 용이하게 배출될 수 있다. 또한, 전지셀(100) 내부에서 발생된 가스의 외부 배출량 또한 증가될 수 있다. 이와 같이 하여, 전지케이스(200) 내부에서 발생된 가스가 가스 배출 유도부(450) 내로 용이하게 유입되면서도 가스 배출 유도부(450) 외부로 더욱 용이하게 배출될 수 있다. Accordingly, the gas generated inside the
뿐만 아니라, 도 9에 도시한 바와 같이, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 가스 배출 유도부(450) 상의 리드 필름(400)을 거쳐 Z축 방향을 따라 배출되기가 특히 용이할 수 있다. 예컨대, 가스 배출 유도부(450)의 타단부는 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하는 경우, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 가스 배출 유도부(450)의 타단부와 실링부(250)의 외측면 사이의 리드 필름(400) 부분에서 Z축 방향을 따라 배출될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 가스 배출 유도부(450)의 상면에 있는 리드 필름(400)의 두께(H)는 100 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있고, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 전면을 감싸는 리드 필름(400)의 폭(W)은 2 mm 이상, 또는 2 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기와 같이 가스 배출 유도부(450)의 타단부를 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하게 하는 경우 가스는 리드 필름(400) 중에서도 상대적으로 얇은 부분인 Z축 방향에 놓인 부분을 통해 배출될 수 있는 것이다. 따라서, 가스 배출이 더욱 용이하다. 뿐만 아니라, 가스 배출이 일어날 때 가스 배출 경로를 실링부(250)가 전부 막게 되면 가스 배출이 원활하지 않으므로, 예로 든 바와 같이 실링부(250)의 외측면과 가스 배출 유도부(450)의 타단부 사이에 간격(P)을 둠으로써 가스 배출을 원활하게 하는 효과가 있다. In addition, as shown in FIG. 9 , the gas flowing into the gas
또한, 가스 배출 유도부(450)는 외부에서 유입되는 수분 또는 내부에서 발생된 불산을 흡수 또는 흡착 기능을 가지는 물질을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450)는 게터(getter) 소재를 더 포함할 수 있다. 여기서, 게터(Getter) 소재란 화학적으로 활성화된 금속막에 의하여 기체가 흡착되는 작용을 이용하여 진공배기를 할 수 있는 소재를 의미할 수 있다. 일 예로, 상기 게터 소재는, 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 상기 게터 소재는 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)의 구조를 가질 수 있다. 다만, 상기 게터 소재는 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 게터 소재로 분류되는 모든 종류의 소재가 포함할 수 있다. In addition, the gas
이에 따라, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450)는 수분 또는 불산을 흡수 또는 흡착 가능한 물질을 더 포함하여, 가스 배출 유도부(450)는 전지셀(100) 외부에서 전지셀(100) 내부로 유입되는 수분 또는 불산의 침투도를 보다 최소화할 수 있다.본 발명의 일 실시양태에서, 상기 가스 배출 유도부(450)의 가스 투과도(permeability)가 60℃에서 40 barrer 이상일 수 있다. 예컨대, 상기 가스 배출 유도부(450)의 이산화탄소 투과도가 전술한 범위를 만족할 수 있다. Accordingly, in this embodiment, the gas
예를 들어, 가스 배출 유도부(450)는 전술한 가스 투과도 값을 만족하도록 하는 폴리올레핀 계열, 불소 계열, 및 다공성 세라믹 계열 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 계열 물질은, 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리비닐디플로라이드(Polyvinyldifluoride, PVDF)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. 상기 불소 계열 물질은 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene) 및 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. For example, the gas
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도가 60℃에서 20 내지 60 barrer, 또는 30 내지 40 barrer일 수 있다. 예컨대, 상기 리드 필름(400)의 이산화탄소 투과도가 전술한 범위를 만족할 수 있다. 또한, 리드 필름(400)의 두께(H) 200 ㎛ 기준으로 가스 투과도가 60℃에서 전술한 범위를 만족할 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀의 내부에서 발생하는 가스가 배출되기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas permeability of the
본 명세서에서, 가스 투과도는 ASTM F2476-20으로 측정할 수 있다. In this specification, gas permeability can be measured by ASTM F2476-20.
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)의 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g, 또는 0.02 g 내지 0.04 g, 또는 0.06 g 또는 0.15 g일 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 수분 침투량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 리드 필름(400)으로부터 유입되는 수분의 침투를 방지하기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the moisture permeation amount of the
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)이 가스 투과도가 60℃에서 20 내지 60 barrer이면서 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g일 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도 및 수분 침투량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀(100)의 내부에서 발생하는 가스를 배출하면서 외부로부터의 수분 침투를 방지하기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 리드 필름(400)의 수분 침투량은 ASTM F 1249 방식을 채택하여 측정할 수 있다. 이 때, MCOON사에서 공식인증된 장비를 사용하여 측정할 수 있다.The amount of moisture penetration into the
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)은 폴리올레핀 계열의 소재, 에폭시, 및 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나로 이루어진 접착 조성물로 이루어질 수 있다. 상기 폴리올레핀 계열의 소재는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등일 수 있다. 예컨대, 상기 리드 필름(400)은 전술한 가스 투과도 및/또는 수분 침투량 값을 만족하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the
또한, 리드 필름(400)은 상술한 소재로 이루어져, 전지셀(100)의 기밀성을 유지할 수 있고, 내부 전해액의 누액 또한 방지할 수 있다.In addition, the
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에 대해 설명한다. 다만, 본 실시예에 따른 전지셀, 앞서 상술한 전지셀(100)과 대부분 동일하게 설명될 수 있고, 리드 필름(400)에 삽입되어 있는 가스 배출 유도부(450)에 대하여 전지셀(100)과 차이점이 있는 부분을 중심으로 설명한다.Below, a battery cell according to another embodiment of the present invention will be described. However, the battery cell according to this embodiment can be described mostly in the same way as the
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에서, 도 4의 B-B' 축을 따라 자른 단면도이다.Figure 10 is a cross-sectional view taken along the B-B' axis of Figure 4 in a battery cell according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 실시예는 도 5와 달리, 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300') 상에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에는 별도의 리드 필름(400')이 위치하지 않을 수 있다. 즉, 가스 배출 유도부(450')는 리드 필름(400')의 제1 단차부(400p') 내에 삽입되어 있고, 전극 리드(300')와 인접하게 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300') 상에 부착 또는 고정한 후에 가스 배출 유도부(450')의 외면을 리드 필름(400')이 감싸는 구조일 수 있다.Referring to FIG. 10, in this embodiment, unlike FIG. 5, the gas discharge guide 450' may be located on the electrode lead 300'. More specifically, a separate lead film 400' may not be positioned between the gas discharge inducing portion 450' and the electrode lead 300'. That is, the gas discharge guide portion 450' is inserted into the
이에 따라, 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300')와 인접하게 위치함에 따라, 가스 배출 유도부(450')를 감싸는 리드 필름(400')의 두께 또한 상대적으로 줄어들 수 있어, 제조 비용이 절감되면서 제조 공정이 용이하다는 이점이 있다.Accordingly, as the gas discharge guide portion 450' is located adjacent to the electrode lead 300', the thickness of the lead film 400' surrounding the gas discharge guide portion 450' can also be relatively reduced, resulting in manufacturing costs. There is an advantage in that the manufacturing process is easy as this is reduced.
또한, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에 접착층(470')이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 접착층(470')은 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면을 따라 연장되어 있을 수 있다. 이 때, 접착층(470')은 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면 전체 혹은 일부에 형성되어 있을 수 있다.Additionally, an adhesive layer 470' may be formed between the gas discharge inducing portion 450' and the electrode lead 300'. Here, the adhesive layer 470' may extend along the interface between the gas discharge guide 450' and the electrode lead 300'. At this time, the adhesive layer 470' may be formed on all or part of the interface between the gas discharge guide 450' and the electrode lead 300'.
일 예로, 접착층(470')은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이를 서로 고정시킬 수 있는 접착 성능을 가진 물질이라면 제한되지 않고 적용될 수 있다.For example, the adhesive layer 470' may be made of adhesive tape or adhesive binder. However, it is not limited to this, and any material that has adhesive properties capable of fixing the gas discharge guide portion 450' and the electrode lead 300' to each other can be applied without limitation.
이에 따라, 가스 배출 유도부(450')는 접착층(470')에 의해 전극 리드(300')에 안정적으로 고정될 수 있다. 즉, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이는 상대적으로 높은 접착력을 가지는 접착층(470')이 형성되어 있어, 전지셀(100)의 내압 상승에 따른 박리를 방지할 수 있고, 전지셀(100)의 실링 강도또한 보다 향상될 수 있다.Accordingly, the gas discharge guide 450' can be stably fixed to the electrode lead 300' by the adhesive layer 470'. That is, an adhesive layer 470' having relatively high adhesive strength is formed between the gas discharge inducing portion 450' and the electrode lead 300', thereby preventing peeling due to an increase in the internal pressure of the
도 11은 도 10의 단면을 가지는 전지셀에서, 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다. 도 12는 도 11의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 13은 도 12의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다. 도 13에서 가스의 이동 경로는 점선 화살표로 나타내었다.FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the A-A' axis of FIG. 3 in the battery cell having the cross-section of FIG. 10. FIG. 12 is an enlarged view of the double-dash line area of FIG. 11. FIG. 13 is a diagram showing a gas discharge path formed between the lead film of FIG. 12 and the interface of the gas discharge inducing portion. In Figure 13, the gas movement path is indicated by a dotted arrow.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 실시예는 도 6 내지 도 9와 유사하게, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면에 대해서는 가스 배출 경로가 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예는 도 6 내지 도 9와 달리, 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300')에 인접하게 위치하고, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에 접착층(470')이 형성되어 있어, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면에 대해서는 가스 배출 경로가 형성되지 않을 수 있다.Referring to FIGS. 11 to 13 , similar to FIGS. 6 to 9 , in this embodiment, a gas discharge path may be formed at the interface between the gas discharge guide 450' and the lead film 400'. However, in this embodiment, unlike FIGS. 6 to 9, the gas discharge inducing portion 450' is located adjacent to the electrode lead 300', and an adhesive layer is formed between the gas discharge inducing portion 450' and the electrode lead 300'. Since (470') is formed, a gas discharge path may not be formed at the interface between the gas discharge guide portion 450' and the electrode lead 300'.
보다 구체적으로, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400')사이의 접착력은 접착층(470')과 가스 배출 유도부(450') 사이의 접착력 및/또는 접착층(470')과 전극 리드(300') 사이의 접착력보다 작을 수 있다.More specifically, in this embodiment, the adhesive force between the gas discharge inducing portion 450' and the lead film 400' is the adhesive force between the adhesive layer 470' and the gas exhaust inducing portion 450' and/or the
보다 구체적으로, 본 실시예에서 전지셀(100) 내부의 압력이 상승하는 경우, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면의 접착력은 리드 필름(400')과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 작아, 도 13과 같이 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면 중 적어도 일부는 전지셀(100) 내부 압력에 의해 서로 이격될 수 있다. More specifically, in this embodiment, when the pressure inside the
이와 더불어, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면의 접착력은 가스 배출 유도부(450') 사이의 접착력 및/또는 접착층(470')과 전극 리드(300') 사이의 접착력보다 작아, 전지셀(100) 내부 압력 증가 시 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(400') 사이의 계면이 박리되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in this embodiment, the adhesive force of the interface between the gas discharge guide portion 450' and the lead film 400' is the adhesive force between the gas discharge guide portion 450' and/or the adhesive layer 470' and the electrode lead ( 300'), it is possible to prevent the interface between the gas discharge guide 450' and the electrode lead 400' from peeling when the internal pressure of the
즉, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면에 대해서만 박리되어 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 가스 배출 경로에 의한 가스 배출 성능을 유지하면서도 전지셀(100)의 실링 강도를 높일 수 있다. 또한, 높은 실링 강도에 따라, 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 보다 높아질 수 있고, 안전성 또한 보다 향상될 수 있다.That is, in this embodiment, the gas discharge path can be formed by peeling only at the interface between the gas discharge inducing portion 450' and the lead film 400', thereby maintaining the gas discharge performance by the gas discharge path while maintaining the battery cell ( 100) can increase the sealing strength. Additionally, depending on the high sealing strength, the vent pressure when the gas generated in the
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치 및 이를 통해 제조된 전지셀을 중심으로 설명한다. 본 실시예의 경우, 도 3 내지 도 9에 따른 실시예를 기준으로 설명될 것이나, 도 10 내지 도 13에 따른 실시예의 경우에도 동일하게 설명될 수 있다.Hereinafter, a description will be given focusing on a battery cell manufacturing apparatus and a battery cell manufactured using the same according to another embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, it will be described based on the embodiment shown in FIGS. 3 to 9, but the embodiment shown in FIGS. 10 to 13 may also be described in the same way.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치 및 이를 통해 제조된 전지셀을 나타내는 도면이다.Figure 14 is a diagram showing a battery cell manufacturing apparatus and a battery cell manufactured through the same according to another embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치는 전지셀(100)을 제조하고, 실링부(250), 전극 리드(300), 및 리드 필름(400)을 함께 실링하는 실링툴(1000)을 포함한다. 여기서, 실링툴(1000)은 실링부(250), 전극 리드(300), 및 리드 필름(400)을 열 융착 또는 프레스 융착에 의해 실링할 수 있다.Referring to FIG. 14, the battery cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention manufactures the
또한, 실링툴(1000)은 실링부(250)와 대면하는 방향의 반대 방향으로 오목하게 형성된 제3 단차부(1000r)를 포함하고, 제3 단차부(1000r)는 제1 단차부(400p)의 외면을 감싸고, 제3 단차부(1000r)와 제1 단차부(400p)의 외면 사이에 제2 단차부(250p)가 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 실링툴(1000)은 도 14(a)와 같이 길게 연장되어 있는 실링부(250)에 대해, 제3 단차부(1000r)가 실링부(250)를 가압함에 따라 도 14(b)와 같이 제1 단차부(400p)와 제3 단차부(1000r) 사이에 제2 단차부(250p)를 형성할 수 있다.In addition, the
여기서, 제3 단차부(1000r)는 실링툴(1000)과 실링부(250)가 접하는 면을 기준으로, 실링부(250)와 대면하는 방향의 반대 방향으로 오목하게 형성된 부분을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 리드 필름(400)에서 제1 단차부(400p)가 형성되어 있는 위치를 기준으로, 제3 단차부(1000r)는 실링부(250)와 대면하는 방향의 반대 방향으로 오목하게 형성된 부분을 의미할 수 있다. 다르게 말하면, 실링툴(1000)에서, 제3 단차부(1000r)는 제1 단차부(400p)가 형성된 부분과 제1 단차부(400p)가 형성되어 있지 않은 부분 사이에 단차가 발생된 부분을 의미할 수 있다.Here, the
이상의 구성에 따라, 본 실시예에서, 리드 필름(400) 상에 제1 단차부(400p)가 형성되어 있음에도 불구하고, 실링툴(1000)의 제3 단차부(1000r)는 제1 단차부(400p)에 대응되는 위치에 제2 단차부(250p)를 형성시킬 수 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도가 향상시킬 수 있다. 이와 더불어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 높은 실링 강도에 따라, 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다.According to the above configuration, in this embodiment, although the
또한, 도 5 및 도 14를 참조하면, 실링툴(1000)에서, 제3 단차부(1000r)의 제3 단차(d3)는 제1 단차(d1) 및 제2 단차(d2)와 함께 각각 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 대응되는 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제3 단차(d3)는 가스 배출 유도부(450)와 동일하거나 이보다 크거나 작을 수 있다. 일 예로, 제1 단차(d1) 내지 제3 단차(d3)는 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 다른 일 예로, 제3 단차(d3)는 가스 배출 유도부(450)의 두께(D) 대비 50% 내지 150%의 크기를 가질 수 있다.Additionally, referring to FIGS. 5 and 14 , in the
이에 따라, 본 실시예에서, 실링툴(1000)의 제3 단차(1000r)는 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 대응되는 크기를 가질 수 있어, 제1 단차부(400p)와 서로 유사한 크기를 가질 수 있고, 실링부(250)의 제2 단차부(250p) 또한 제1 단차부(400p)와 서로 유사한 크기를 가질 수 있다. 즉, 실링부(250)의 제2 단차부(250p)의 두께가 제1 단차부(400p)의 외면을 따라 균일하게 형성될 수 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 실링부(250)의 실링 전후의 두께 변화율이 균일하게 유지될 수 있다. 또한, 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 높아질 수 있고, 안전성 또한 향상될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
보다 바람직하게는, 제1 단차(d1) 내지 제3 단차(d3)는 서로 동일한 크기를 가지고, 각각 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)와 동일할 수 있다.More preferably, the first step d1 to the third step d3 may have the same size and be equal to the thickness D of the gas
이에 따라, 본 실시예에서, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력 또한 보다 높아질 수 있고, 안전성 또한 보다 향상될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the sealing strength between the sealing
이와 달리, 제3 단차(d3)가 제1 단차(d1)보다 크거나 작은 크기를 가지는 경우, 실링부(250)의 제2 단차(d2)의 두께가 균일하게 형성되지 않을 수 있다. 특히, 실링부(250)를 지나치게 높은 압력으로 가하여 두께가 얇아지거나, 실링부(250)를 지나치게 낮은 압력으로 가하여 미실링된 영역이 발생될 수 있어, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력이 낮아질 수 있고, 안전성 또한 저하될 수 있다.도 15는 비교예에 따른 전지셀 제조 장치 및 이를 통해 제조된 전지셀을 나타내는 도면이다.In contrast, when the third step d3 has a size larger or smaller than the first step d1, the thickness of the second step d2 of the sealing
도 15를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀 제조 장치는, 실링툴(1001)이 제3 단차부(1000r)를 포함하지 않는 점을 제외하고, 앞서 설명한 전지셀 제조 장치(1000)와 동일하게 설명될 수 있다.Referring to FIG. 15, the battery cell manufacturing apparatus according to the comparative example is the same as the battery
도 15를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 실링툴(1001)에 제1 단차부(400p)와 대응되는 위치에 제3 단차부(1000r)가 형성되지 않은 경우에는, 도 15(b)와 같이 실링부(250)에 과실링부(250a)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 15, in the battery cell manufacturing apparatus according to the comparative example, when the
보다 구체적으로, 도 15(a)와 같이, 실링툴(1001)은 리드 필름(400)에 제1 단차부(400p)가 형성되어 있음에도 불구하고 위치별로 동일한 높이를 가지는 단차를 가진다. 이 때, 실링툴(1001)은 제1 단차부(400p)에 의해 돌출되어 있는 부분과 대면하는 실링부(250) 부분에 보다 높은 압력을 가하게 된다. 이에 따라, 실링부(250)는 도 15(b)와 같이, 제1 단차부(400p)와 대면하는 부분에 상대적으로 얇은 두께를 가지는 과실링부(250a)가 형성될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 15(a), the
이에 따라, 비교예에 따른 전지셀 제조 장치와 같이, 리드 필름(400)에 형성된 제1 단차부(400p)에 의해 돌출되어 있는 높이를 고려하지 않고, 동일한 높이의 단차를 가지는 실링툴(1001)은, 실링부(250) 상에 과실링부(250a)를 형성하여, 과실링부(250a)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도는 저하될 수 있다. 이와 더불어, 과실링부(250a)와 리드 필름(400) 사이의 약한 실링 강도로 인해, 전지셀 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트 압력이 낮아질 수 있고, 안전성 또한 저하될 수 있다.Accordingly, like the battery cell manufacturing device according to the comparative example, the
이와 달리, 본 실시예에 따른 전지셀 제조 장치의 경우, 실링툴(1000)은 리드 필름(400)에 형성된 제1 단차부(400p)에 의해 돌출되어 있는 높이를 고려한 제3 단차부(1000r)를 포함함에 따라, 도 14(b)과 같은 과실링부(250a)가 실링부(250) 상에 형성되지 않을 수 있고, 실링부(250)와 리드 필름(400) 사이의 실링 강도 및 안전성 또한 향상될 수 있다.In contrast, in the case of the battery cell manufacturing apparatus according to the present embodiment, the
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 전지셀을 포함한다. 한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수도 있다. A battery module according to another embodiment of the present invention includes the battery cell described above. Meanwhile, one or more battery modules according to this embodiment may be packaged in a pack case to form a battery pack.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다. The battery module described above and the battery pack containing it can be applied to various devices. These devices can be applied to transportation means such as electric bicycles, electric cars, and hybrid cars, but the present invention is not limited thereto and can be applied to various devices that can use battery modules and battery packs containing them, which are also applicable to the present invention. falls within the scope of invention rights.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims can also be made. It falls within the scope of invention rights.
100: 전지셀
110: 전극조립체
200: 전지케이스
210: 수납부
250: 실링부
300: 전극 리드
400: 리드 필름
450: 가스 배출 유도부
1000: 전지셀 제조 장치100: battery cell
110: Electrode assembly
200: Battery case
210: storage unit
250: Sealing part
300: electrode lead
400: lead film
450: Gas discharge induction unit
1000: Battery cell manufacturing device
Claims (21)
상기 전극조립체에 포함된 전극 탭과 전기적으로 연결되고, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및
상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고,
상기 리드 필름은 상기 전극 리드를 향하는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 제1 단차부를 포함하고,
상기 실링부는 상기 제1 단차부의 외면을 감싸는 제2 단차부를 포함하고,
상기 제1 단차부 내에 가스 배출 유도부가 삽입되어 있으며,
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성되는 전지셀.A battery case in which an electrode assembly is mounted in a storage portion and includes a sealing portion whose outer periphery is sealed;
an electrode lead electrically connected to the electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward from the battery case via the sealing portion; and
At least one of the upper and lower portions of the electrode lead includes a lead film located in a portion corresponding to the sealing portion,
The lead film includes a first step protruding in a direction opposite to the direction toward the electrode lead,
The sealing portion includes a second step portion surrounding the outer surface of the first step portion,
A gas discharge guide is inserted into the first step,
A battery cell in which a gas discharge path is formed at an interface between the gas discharge inducing portion and the lead film.
상기 제1 단차부의 제1 단차 및 상기 제2 단차부의 제2 단차는 각각 상기 가스 배출 유도부의 높이와 대응되는 크기를 가지는 전지셀.In paragraph 1:
The first step of the first step portion and the second step of the second step portion each have a size corresponding to the height of the gas discharge inducing portion.
상기 제1 단차와 상기 제2 단차는 서로 동일한 크기를 가지는 전지셀.In paragraph 2,
The first step and the second step are battery cells having the same size.
상기 가스 배출 유도부는 상기 리드 필름의 폭 방향을 기준으로 상기 전극 리드의 중심부 상에 위치하는 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell wherein the gas discharge inducing portion is located on the center of the electrode lead based on the width direction of the lead film.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드의 돌출 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 전지케이스의 외측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 리드 필름으로 감싸져 있는 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell in which the gas discharge guide portion extends along a protruding direction of the electrode lead, and an end of the gas discharge guide portion adjacent to the outside of the battery case is wrapped with the lead film.
상기 전지케이스의 내측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 전지케이스 내부에 노출되어 있는 전지셀.In paragraph 5,
A battery cell in which an end of the gas discharge inducing portion adjacent to the inside of the battery case is exposed to the inside of the battery case.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 리드 필름과 전극 리드 사이의 접착력 및 상기 리드 필름과 상기 실링부 사이의 접착력 중 적어도 하나 보다 작은 전지셀. In paragraph 1:
A battery cell in which the adhesive force between the gas discharge inducing portion and the lead film is smaller than at least one of the adhesive force between the lead film and the electrode lead and the adhesive force between the lead film and the sealing portion.
상기 가스 배출 유도부는 폴리이미드 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 적어도 하나로 이루어진 필름층인 전지셀.In paragraph 8:
A battery cell in which the gas discharge inducing part is a film layer made of at least one of polyimide and polyethylene terephthalate.
상기 가스 배출 유도부는 액상 레진으로 이루어진 코팅층인 전지셀.In paragraph 8:
The gas discharge inducing part is a battery cell that is a coating layer made of liquid resin.
상기 가스 배출 유도부는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함하는 게터(getter) 소재를 더 포함하는 전지셀.In paragraph 8:
The gas discharge inducing part is a getter material containing at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca). A battery cell further comprising:
상기 제2 단차부의 두께는 균일하게 형성되어 있는 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell in which the second step portion is formed to have a uniform thickness.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드 상에 위치하고, 상기 가스 배출 유도부와 상기 전극 리드 사이에 접착층이 형성되어 있는 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell in which the gas discharge inducing portion is located on the electrode lead, and an adhesive layer is formed between the gas discharge inducing portion and the electrode lead.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 접착층과 상기 가스 배출 유도부 사이의 접착력 및 상기 접착층과 상기 전극 리드 사이의 접착력 중 적어도 어느 하나보다 작은 전지셀. In paragraph 13:
A battery cell wherein the adhesive force between the gas discharge inducing portion and the lead film is smaller than at least one of the adhesive force between the adhesive layer and the gas exhaust inducing portion and the adhesive force between the adhesive layer and the electrode lead.
상기 접착층은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어지는 전지셀.In paragraph 14:
The adhesive layer is a battery cell made of adhesive tape or adhesive binder.
상기 리드 필름의 가스 투과도(permeability)가 60℃에서 20 내지 60 barrer인 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell in which the gas permeability of the lead film is 20 to 60 barrer at 60°C.
상기 리드 필름의 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g인 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell in which the moisture penetration amount of the lead film is 0.02 g to 0.2 g for 10 years at 25°C and 50%RH.
상기 가스 배출 유도부의 가스 투과도가 60℃에서 40 barrer 이상인 전지셀.In paragraph 1:
A battery cell having a gas permeability of the gas discharge inducing part of 40 barrer or more at 60°C.
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Legal Events
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A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
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GRNT | Written decision to grant |