KR20060000101A - Pouch type lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파우치형 이차전지가 외부에서 도전성 물질에 의하여 관통되었을 때 전극조립체내부에서 급격한 전류의 흐름을 방지하여 발화가능성을 줄일 수 있는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch-type lithium secondary battery that can reduce the possibility of ignition by preventing the rapid flow of current in the electrode assembly when the pouch-type secondary battery is penetrated by a conductive material from the outside.
파우치형 이차전지, 전극조립체, 도전판, 발화방지Pouch type secondary battery, electrode assembly, conductive plate, fire prevention
Description
도1은 종래의 파우치형 리튬 이차전지에서 파우치가 밀봉되기 전의 상태를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a state before a pouch is sealed in a conventional pouch type lithium secondary battery.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 상부와 하부에 도전판이 부착된 파우치형 리튬 이차전지의 사시도.Figure 2 is a perspective view of a pouch-type lithium secondary battery is attached to the upper and lower conductive plates according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 A-A단면도.Figure 3 is a cross-sectional view A-A of FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도.4 is a cross-sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도.5 is a cross-sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 작용을 나타내는 단면도.6 is a cross-sectional view showing the operation of the pouch-type lithium secondary battery according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 - 파우치 110 - 상부파우치막100-Pouch 110-Upper Pouch
120 - 하부파우치막 200 - 전극조립체120-Lower Pouch Membrane 200-Electrode Assembly
400, 400a, 400b - 도전판 400, 400a, 400b-conductive plate
410, 410a, 410b - 상부도전판410, 410a, 410b-upper conductive plate
420, 420a, 420b - 하부도전판420, 420a, 420b-bottom conductive plate
430 - 연결탭430-Connections tab
본 발명은 리튬 이온을 이용하는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양극과 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체가 파우치(pouch)에 수용되는 형태를 가지는 파우치형 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch type lithium secondary battery using lithium ions, and more particularly, to a pouch type lithium secondary battery having an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator housed in a pouch.
충전과 방전이 가능한 리튬 이차전지는 리튬의 가벼운 원자 특성으로 인하여 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고, 급속 충전이 가능하기 때문에 이에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.Lithium secondary batteries that can be charged and discharged have higher energy density per unit weight and can be charged faster than conventional lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries due to the light atomic characteristics of lithium. Because of this, research and development on this is actively progressing.
리튬 이차전지는 리튬과 수분의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 이 전해질은 리튬염을 함유하는 고체 폴리머이거나, 리튬염이 유기 용매에서 해리된 액상일 수 있다. 리튬 이차전지를 전해질 종류에 따라 구분해 보면, 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온전지, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와, 유기 전해액을 함유하고 있는 겔(Gel)형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.Lithium secondary batteries use nonaqueous electrolytes because of their reactivity with lithium. This electrolyte may be a solid polymer containing lithium salts, or may be a liquid phase in which lithium salts dissociate in an organic solvent. When the lithium secondary battery is classified according to the type of electrolyte, the lithium secondary battery may be classified into a lithium metal battery using a liquid electrolyte, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte. A lithium ion polymer battery is a lithium ion polymer battery using a fully solid lithium ion polymer battery containing no organic electrolyte at all according to the type of polymer solid electrolyte and a gel polymer electrolyte containing an organic electrolyte solution. Can be divided.
완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 없다. 유기 전해액을 함유하는 겔형 리튬 이온 폴리머전지의 경우에는 유기 전해액의 누출문제가 발생될 수 있으나, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 비교 할 때 전해액의 누출 문제는 보다 간이한 형태로 방지될 수 있다. 가령, 리튬 이온 폴리머 전지는 다층막 파우치를 리튬 이온 전지의 금속캔(can) 대신 사용할 수 있다. In the case of a fully solid lithium ion polymer battery, there is no problem of leakage of the organic electrolyte. In the case of a gel-type lithium ion polymer battery containing an organic electrolyte, leakage of the organic electrolyte may occur. However, the leakage of the electrolyte may be prevented in a simpler form compared to a lithium ion battery using a liquid electrolyte. . For example, a lithium ion polymer battery may use a multilayer membrane pouch in place of a metal can of a lithium ion battery.
다층막 파우치를 사용할 경우에는 금속캔을 사용할 때보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있다는 장점을 가진다. 파우치막 내층을 이루는 폴리머 막은 전해질로부터 중간층의 금속 포일을 보호함과 아울러, 양극과 음극, 그리고 전극탭들 사이의 단락을 방지한다. The use of a multilayer film pouch has the advantage of significantly reducing the weight of the battery than using a metal can. The polymer film forming the inner layer of the pouch film protects the metal foil of the intermediate layer from the electrolyte and prevents a short circuit between the positive electrode, the negative electrode, and the electrode tabs.
도 1은 종래의 파우치형 리튬 이차 전지에서 파우치가 밀봉되기 전의 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a state before a pouch is sealed in a conventional pouch type lithium secondary battery.
도 1을 참조하여 파우치형 리튬 이차 전지의 일반적 형성 방법을 살펴보면, 우선, 파우치는 직방형 파우치막의 중간을 접철하여 파우치의 상부(10) 및 하부(20)를 이루어 형성된다. 상기 파우치의 하부(20)에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극조립체(30)가 수용될 수 있는 홈(21)이 형성된다.Referring to FIG. 1, a general method of forming a pouch-type lithium secondary battery will be described. First, the pouch is formed by folding the middle of the rectangular pouch film to form an
통상의 전극조립체(30)는 양극판(31)과 음극판(35) 사이에 유기 전해액이 함침된 분리막(Separator)(33)이 게재되어 젤리 롤(Jelly Roll)(30)의 형태로 권취되어 형성된다. 상기 전극조립체(30)를 형성할 때 양극판(31)과 음극판(35)의 단락을 막기 위해 상기 전극조립체(30)의 상부와 하부에서 소정 높이로 세퍼레이터(33)가 돌출되도록 연장되어 형성된다. 형성된 상기 전극조립체(30)는 파우치(20)의 하부 홈(21)에 놓여지고 하부 홈(21) 주위의 4변 가운데 파우치(10,20)를 접철한 부분이 이루는 한 변을 제외한 3변의 가장자리부는 파우치(10,20)의 상하부가 밀착된 상태 에서 가열 가압하여 밀봉한다.The
상기 전극조립체(30)의 양극판(31)과 음극판(35)을 파우치(10,20) 외부와 전기적으로 연결하기 위해 양극판(31) 및 음극판(35)의 일 측에는 전극탭(37,38) 혹은 전극 리드가 형성된다. 이들 전극탭(37,38)은 젤리롤(30)이 권취되는 방향과 수직 방향으로 상기 전극조립체(30)에서 돌출되도록 형성되고, 파우치(10,20)의 밀봉되는 한 변(23)을 통해 파우치를 통과하여 인출된다. 전극탭(37, 38)에는 파우치 밀봉을 돕는 밀봉용 테이프(39)가 부착될 수 있다.In order to electrically connect the
상기 파우치막은 통상 금속 포일(13) 내외측에 폴리머막(11)이 라미네이팅된 형태를 가진다. 상기 금속포일은 일반적으로는 알루미늄을 사용한다. The pouch film has a form in which the
그러나, 상기 파우치(10, 20)의 밀봉과정에서 파우치의 상부 가장자리 부분과 하부 가장자리 부분이 접촉되어 융착될 때 온도와 압력이 지나치게 높거나, 융착에 많은 시간이 소요되는 등의 이유로 파우치 내측면의 폴리머층이 밀려나거나 손상되어 전극탭(37, 38)과 파우치의 금속 포일 사이의 단락이 발생될 수 있다. 전극탭(37, 38)이 알루미늄막(13) 사이의 단락이 이루어질 경우 알루미늄막(13)을 통해 단자들 사이에 방전이 이루어져 과열 및 스웰링이 발생될 가능성이 높고, 불량으로 인하여 제품 수율이 저하된다.However, when the upper edge portion and the lower edge portion of the pouch are contacted and fused in the sealing process of the
또한, 음극탭과 파우치의 알루미늄막 사이에 단락이 발생할 경우, 특히 전해질이 있는 환경에서는 베리어(barrier)로 작용하는 알루미늄막이 계속 부식된다. 따라서, 파우치의 차단 능력이 떨어지면서 젤리롤 내부의 유기 전해액이 증발되거나 외부 수분이나 산소가 유입되어 파우치에 가스 발생으로 인한 압력이 증가하는 스웰링(swelling) 등의 문제가 생길 수 있다. 따라서 파우치의 알루미늄막은 전극탭 특히 음극탭과 단락이 발생되지 않도록 유의하여야 한다.In addition, when a short circuit occurs between the negative electrode tab and the aluminum film of the pouch, the aluminum film serving as a barrier continues to corrode, especially in an environment in which an electrolyte is present. Therefore, as the blocking ability of the pouch decreases, problems such as swelling, in which the organic electrolyte inside the jelly roll is evaporated or external moisture or oxygen flows in, may increase pressure due to gas generation in the pouch. Therefore, the aluminum film of the pouch should be careful not to cause a short circuit with the electrode tab, particularly the negative electrode tab.
상기와 같이 파우치 밀봉이 이루어져 형성된 베어셀(bare cell)에는 도시되지 않은 보호 회로(PCM:protecting circuit moudule)와 PTC(positive temperature coefficient)같은 이차보호소자가 부착되어 코어 팩(core pack)이 형성된다. 그리고, 코어팩을 하드 케이스에 내장하여 결합시키면 완성된 하드 팩 전지가 형성된다. As described above, a bare cell formed by pouch sealing is attached to a secondary protection device such as a protection circuit (PCM) and a positive temperature coefficient (PTC), which are not shown, to form a core pack. Then, the core pack is built into the hard case and combined to form a completed hard pack battery.
파우치형 이차전지에 사용되는 하드케이스(도면에 표시하지 않음)는 단순한 박스타입이며, 일반적으로 폴리프로필렌수지 등 합성수지로 형성되므로 강도가 약하여 외부의 압력에 따라 변형되거나 관통될 수 있다.The hard case (not shown) used in the pouch type secondary battery is a simple box type, and is generally formed of a synthetic resin such as polypropylene resin, and thus has a low strength and may be deformed or penetrated according to external pressure.
상기 파우치형 리튬 이차전지는 얇은 파우치막에 의하여 외관을 형성하게 되므로 캔형 리튬이차전지와 달리 외부에서의 충격에 손상을 입기가 쉽게 된다. 특히 핀과 같이 날카로운 물건에 의하여 파우치막이 관통되면 파우치의 내부에 있는 젤리롤이 손상을 입게 되며, 젤리롤이 핀에 의하여 관통될 수 있다. 이러한 경우에는 핀에 의하여 젤리롤의 양극판과 음극판이 서로 단락되어 순간적으로 많은 전류가 흐르게 되며, 발화가 일어나는 문제점이 있다.Since the pouch-type lithium secondary battery is formed by a thin pouch film, unlike the can-type lithium secondary battery, it is easy to be damaged by external shocks. In particular, when the pouch membrane is penetrated by a sharp object such as a pin, the jelly roll inside the pouch is damaged, and the jelly roll may be penetrated by the pin. In this case, the positive electrode plate and the negative electrode plate of the jelly roll are shorted to each other by pins, so that a lot of current flows in an instant, and there is a problem that ignition occurs.
본 발명은 상기와 같은 종래의 파우치형 리튬 이차전지의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 파우치형 이차전지가 외부에서 도전성 물질에 의하여 관통되었을 때 전극조립체내부에서 급격한 전류의 흐름을 방지하여 발화가능성을 줄일 수 있는 파우치형 리튬 이차전지를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional pouch-type lithium secondary battery as described above, when the pouch-type secondary battery is penetrated by a conductive material from the outside to prevent the rapid flow of current in the electrode assembly ignition possibility The purpose is to provide a pouch-type lithium secondary battery that can reduce the.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 파우치형 리튬 이차전지는 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 개재되어 젤리롤 형태로 권취되며, 상기 양극판 및 음극판에는 각각 양극탭과 음극탭이 구비되는 전극조립체 및 상부파우치막과 하부파우치막을 구비하고, 상기 하부파우치막에 형성되는 홈에 전극조립체가 안착되어 밀봉되며 상기 양극탭과 음극탭이 외부로 인출되는 파우치를 구비하여 이루어지는 파우치형 리튬 이차전지에 있어서, 상기 전극조립체의 수평면적과 적어도 동일한 크기로 형성되며, 상기 전극조립체의 안착위치에 대응되는 위치의 상기 상부파우치막 상부에 안착되는 상기 전극조립체의 상부도전판과, 상기 전극조립체의 수평면적과 적어도 동일한 크기로 형성되며, 상기 상부도전판과 전기적으로 연결되어 상기 하부파우치막의 하부에 장착되는 하부도전판 및 상기 상부도전판 또는 하부도전판을 상기 음극탭과 전기적으로 연결하는 연결탭을 구비하는 도전판을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above problems is a pouch-type lithium secondary battery is wound in a jelly roll form is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate and the separator isolating the positive electrode plate and the negative electrode plate, the positive electrode tab and the negative electrode plate respectively And a pouch type including an electrode assembly and an upper pouch layer and a lower pouch layer, and having an electrode assembly seated and sealed in a groove formed in the lower pouch layer, and having the positive and negative tabs pulled out. In the lithium secondary battery, the upper conductive plate of the electrode assembly which is formed to be at least the same size as the horizontal area of the electrode assembly, and seated on the upper pouch film at a position corresponding to the mounting position of the electrode assembly, and the electrode It is formed to be at least the same size as the horizontal area of the assembly, the upper conductive plate and the front And a conductive plate having a lower conductive plate which is connected to the lower pouch layer and is mounted on the lower portion of the lower pouch layer, and a connection tab which electrically connects the upper conductive plate or the lower conductive plate to the negative electrode tab.
또한 본 발명은 상기 상부도전판과 하부도전판은 구리, 철, 니켈, 알루미늄 중의 어느 하나로 형성될 수 있다.In addition, the present invention, the upper conductive plate and the lower conductive plate may be formed of any one of copper, iron, nickel, aluminum.
또한 본 발명은 상기 상부도전판과 하부도전판은 10 내지 100 μm 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the upper conductive plate and the lower conductive plate are preferably formed in a thickness of 10 to 100 μm.
또한 본 발명은 상기 상부도전판과 하부도전판은 별도의 연결리드선에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the present invention can be electrically connected to the upper conductive plate and the lower conductive plate by a separate connection lead wire.
또한 본 발명은 상기 상부도전판과 하부도전판은 일체로 형성되어 일측에서 전체적으로 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, the present invention may be formed such that the upper conductive plate and the lower conductive plate are integrally formed to be entirely connected at one side.
또한 본 발명에서 상기 상부도전판과 하부도전판은 전면이 개방된 캡 형태로 형성되어 내부에 상기 파우치가 삽입되며 소정위치에 형성되는 상기 연결탭에 의하여 상기 음극탭과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the upper conductive plate and the lower conductive plate may be formed in the form of a cap having an open front surface so that the pouch is inserted therein and is electrically connected to the negative electrode tab by the connection tab formed at a predetermined position. have.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 상부와 하부에 도전판이 부착된 파우치형 리튬 이차전지의 사시도를 나타낸다.2 is a perspective view of a pouch-type lithium secondary battery having conductive plates attached to upper and lower portions thereof according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 A-A단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도를 나타낸다.4 is a sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도를 나타낸다.5 is a sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 작용을 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the operation of the pouch-type lithium secondary battery according to the present invention.
본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지는, 도 2와 도 3을 참조하면, 파우치(100)와 전극조립체(200) 및 도전판(400)을 포함하여 형성된다.2 and 3, the pouch-type lithium secondary battery according to the present invention includes a
상기 파우치(100)는 일반적으로 일체로 형성되는 직방형 파우치막이 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간이 접철되어 파우치의 상부파우치막(110), 하부파우치막 (120)을 이룬다. 파우치의 하부(120)에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극조립체(200)가 수용될 홈(130)이 형성된다. The
상기 파우치막은 통상적으로 알루미늄 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지가 라미네이팅되어 형성된 수지층이 덮여진 적층구조를 가지도록 형성되며, 밀봉을 위해 파우치 내면의 합성수지는 열접착성 물질로 이루어진다. 즉, 상기 파우치의 상부파우치막(110)와 하부파우치막(120)의 가장자리부분이 가열, 가압될 때 열접착성 물질이 상호 융착되어 파우치가 밀봉된다. 상기 하부파우치막(120)의 홈(130)에 전극조립체(200)가 수용된 후 파우치(100)가 밀봉되어 베어셀(bare cell)이 형성된다.The pouch film is typically formed to have a laminated structure covered with a resin layer formed by laminating synthetic resins such as nylon, polypropylene or polyethylene on the upper and lower surfaces of an aluminum thin film, and the synthetic resin on the inner surface of the pouch for sealing is a heat-adhesive material. Is made of. That is, when the edges of the
상기 전극조립체(200)는 양극판(210)과, 음극판(230) 및 세퍼레이터(220)를 포함한다. 상기 양극판(210)과 음극판(230)은 상기 양극판(210)과 음극판(230)을 절연시키는 세퍼레이터(220)가 개재하여 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취되어 형성된다.The
상기 양극판(210)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 박막으로 된 양극집전체에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 코팅하는 등의 방법으로 형성할 수 있다. 상기 음극판(230)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극집전체에 탄소를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 코팅하여 형성할 수 있다.The
상기 세퍼레이터(220)는 폴리머층으로 형성되며 상기 양극판(210)과 음극판(230) 사이에서 분리막 기능과 함께 전해질을 수용하는 기능을 한다. 이때, 전해액 은 이온전도도를 높이기 위해 유기 전해액이 함유되는 겔(Gel)형인 것이 일반적이다.The
상기 양극판(211)에는 양극탭(242)이 용접되어 있으며, 이 양극탭(242)의 단부는 상기 전극조립체(200)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 음극판(230)에도 음극탭(244)이 용접되어 있으며, 이 음극탭(244)의 단부도 상기 전극조립체(200)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 양극탭(242)과 음극탭(244)은 젤리 롤(Jelly Roll) 상태에서 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. The
상기 전극조립체(200)는 파우치(100)의 하부 홈(130)에 놓여지고 하부 홈(130) 주위의 4변 가운데 파우치막이 접철되는 부분이 이루는 한 변을 제외한 3변의 가장자리부는 파우치(100)의 상하부가 밀착된 상태에서 가열 가압하여 밀봉한다. 이때 상기 양극탭(242)과 음극탭(244)은 파우치(100)가 밀봉될 때 파우치(100)의 한 변을 통하여 외부로 인출된다. The
상기 전극탭(240)은 상기 양극탭(242)과 음극탭(244)으로 형성되며, 일반적으로 금속, 대개는 알루미늄, 구리 또는 니켈로 형성된다. 이들은 큰 저항 작용 없이 전류의 통로가 될 만큼 충분한 두께 및 치수를 가져야 한다. 파우치(100) 밀봉 과정에서 파우치(100) 내면의 폴리머막과 전극탭(240)을 이루는 금속 사이의 접착을 강화하기 위해 폴리머막 표면에 특정 성분을 함유시키거나, 파우치(100) 밀봉전 접착이 잘 이루어지는 성분을 가진 별도의 밀봉용 테이프(246)를 전극탭(240)이 파우치(100)와 닿는 부분에 부착시킬 수도 있다.The
상기 전극탭(240)에 붙이는 밀봉용 테이프(246)는 전극탭(240)과 파우치 (100) 밀봉면 사이의 접착성을 높이는 외에 전극탭(240)이 통과하는 부분에서의 파우치의 밀봉 신뢰성을 높이는 역할을 한다. 또한, 전극탭(240)에 부착된 밀봉용 테이프(246)는 전극탭(246)이 있는 곳과 그렇지 않은 곳 사이의 압력의 차이를 완충하는 역할을 하여 밀봉 상태를 양호하게 한다. 또한 밀봉용 테이프(246)는 파우치막의 알루미늄 박막과 전극탭(240) 사이의 전기적 접속을 방지하는 역할도 한다.The sealing
상기 도전판(400)은 상부도전판(410)과 하부도전판(420)과 연결탭(440)을 포함하여 형성된다.The
상기 도전판(400)은 구리, 철, 니켈, 알루미늄 등 도전성 금속이 박막으로 형성된다. 상기 도전판(400)은 바람직하게는 10 내지 100 μm 두께의 박막으로 형성된다. 즉 상기 도전판(400)이 너무 얇으면 쉽게 손상되는 문제가 있으며, 너무 두꺼우면 파우치 전지의 두께가 증가되는 문제가 있다. 한편, 상기 범위 내에서 도전판의 두께(400)가 증가되면 외부의 충격 특히 핀과 같은 날카로운 기구가 도전판(400)을 관통하는 것을 어느 정도 방지할 수 있는 부수적인 효과가 있게 된다.The
상기 상부도전판(410)은 적어도 상기 파우치(100)의 내부에 안착된 전극조립체(200)의 면적과 동일한 면적을 갖도록 형성되며, 상기 파우치(100)의 상부파우치막(110)의 상면에 접착된다.The upper
상기 하부도전판(420)은 상기 상부도전판(410)과 마찬가지로 적어도 상기 파우치(100)의 내부에 안착된 전극조립체(200)의 면적과 동일한 면적을 갖도록 형성되며, 상기 하부도전판(420)은 상기 파우치 하부파우치막(120)의 하면에 접착된다. Like the upper
상기 상부도전판(410)과 하부도전판(420)은 상기 파우치가 성형될 때 일체 로 열융착되어 접착되거나, 별도로 성형되어 상기 파우치막(110, 120)의 표면에 접착테이프에 의하여 접착된다. The upper
상기 상부도전판(410)과 하부도전판(420)은 전기적으로 연결되며, 별도의 연결리드선(430)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.The upper
상기 연결탭(440)은 상기 상부도전판(410)에 용접되어 형성되며, 상기 상부도전판(410)과 상기 전극탭 중에서 음극탭(244)을 전기적으로 연결하게 된다. 이때 상기 연결탭(440)과 음극탭(244)은 레이저 용접에 의하여 결합될 수 있다. 상기 연결탭(440)은 상기 도전판(400)과 마찬가지로 구리, 철, 니켈, 알루미늄 등 도전성 금속으로 형성된다. 또한 상기 연결탭(440)은 상기 하부도전판(420)에 연결되어 형성될 수 있음은 물론이다.The
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
상기 도전판(400a)은 상부에 설치되는 상부도전판(410a)과 하부에 설치되는 하부도전판(420a)이 일체로 형성되어 일측에서 전체적으로 연결되도록 한다. 따라서 별도의 연결리드선이 사용되지 않게 되며 도전판(400a)의 상부와 하부를 전기적으로 연결하기 위한 연결리드선 결합공정이 필요하지 않게 된다.The
도 4는 특히, 파우치의 후면에서 상기 상부도전판(410a)과 하부도전판(420a)이 전체적으로 연결되어 형성된 도전판(400a)을 나타내고 있다. 상기 도전판(400a)은 성형 전의 파우치막 상부에 도전판막이 접착되고, 파우치막과 일체로 성형되어 형성하는 것이 바람직하게 된다. 따라서 상기 도전판(400a)은 상기 파우치(100)의 상부와 하부뿐만 아니라 양측면에도 형성된다. 상기 도전판(400a)은 소정위치에 형성된 상기 연결탭(440a)에 의하여 상기 음극탭(244)에 전기적으로 연결된다.4 illustrates the
또한, 상기 파우치의 양측면 중 한 면에서 상기 상부도전판과 하부도전판이 전체적으로 연결되어 도전판이 형성될 수 있음은 물론이다. 이러한 경우에는 파우치의 형성 후 상기 도전판을 상기 파우치에 접착시키고 연결탭을 음극탭에 결합시키게 된다.In addition, of course, the conductive plate may be formed by connecting the upper conductive plate and the lower conductive plate as a whole on one side of both sides of the pouch. In this case, after the formation of the pouch, the conductive plate is adhered to the pouch and the connection tab is coupled to the negative electrode tab.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a pouch-type lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.
상기 도전판(400b)은 상부와 하부뿐만 아니라 양측면과 후면에서도 상기 파우치(100)를 감쌀 수 있도록 캡 형태의 커버로 형성된다. 즉 상기 캡 형태의 도전판(400b) 내부에 상기 파우치(100)가 삽입되도록 형성된다. 따라서 상기 파우치와 별도로 도전판(400b)이 형성되며 파우치(100)의 형성 후에 파우치의 후면에서 상기 도전판(400b)을 파우치(100)에 조립하게 된다. 이러한 경우에는 양측면 및 후면에서 핀이 관통되는 경우에도 상부 및 하부의 경우와 동일한 작용을 할 수 있게 된다.The
다음은 본 발명에 따른 파우치형 리튬 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the pouch-type lithium secondary battery according to the present invention will be described.
도 6을 참조하면, 상기 파우치(100)의 상부에서 상부도전판(110)과 상부파우치막(110)을 관통한 핀(600)은 다시 전극조립체(200)를 관통하게 된다. 상기 핀(600)은 젤리롤 내부에서는 전극조립체의 양극판(210)과 음극판(230)을 관통하면서 양극판(210)과 음극판(230)을 단락시키게 된다.Referring to FIG. 6, the
또한 상기 핀(600)은 상부도전판(410)을 관통한 상태이므로 상기 전극조립체(200)의 외곽에 권취되어 있는 양극판(210)과 상부도전판(410)을 전기적으로 연결하게 된다. 상기 상부도전판(410)은 상기 연결탭(440)에 의하여 음극탭(244)에 연결되어 있으므로 음극판으로서 작용을 하게 된다. 따라서 상기 핀(600)에 의하여 상기 양극판(210)과 음극판(230) 사이의 단락뿐만 아니라 상기 양극판(210)과 상부도전판(410) 사이도 단락되어 전류의 흐름이 발생하게 된다. 즉, 파우치형 리튬 이차전지에 핀(600)이 관통되는 경우에 양극판(210)과 음극판(230) 사이의 단락에 의한 전류는 상기 상부도전판(410)과 양극판(210) 사이로도 분산되어 흐르게 된다. 양극판(210)과 음극판(230) 사이의 전류 흐름이 핀(600)에 의하여 양극판(210)과 상부도전판(410) 사이로 분산되면 상기 양극판(210)과 음극판(230) 사이에서 직접 흐르는 전류가 감소하게 되므로 전극조립체(200) 내부에서의 전류 흐름을 감소시켜 발화 또는 폭발을 감소시키게 된다.In addition, since the
상기 작용에 대한 설명에서는 파우치의 상부도전판(410)으로 핀이 관통되는 경우에 대하여 설명하였으나, 하부도전판(420)으로 핀(600)이 관통되는 경우에도 동일한 작용이 진행됨은 물론이다. 즉 하부도전판(420)으로 핀(600)이 관통되는 경우에는 하부도전판(420)과 양극판(210) 및 핀(600)이 전기회로를 형성하여 전류가 분산되어 흐르게 된다.In the description of the above operation, the case in which the pin penetrates the upper
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실 시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따르면 파우치형 리튬이차전지에서 파우치에 도전성 핀이 관통되어 단락되는 경우에도 젤리롤 내부에서의 전류 흐름을 외부로 분산시켜 젤리롤 내부에서의 전류 폭주를 방지하여 전지의 폭발이나 발화가능성을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, even when a conductive pin penetrates through the pouch in a pouch-type lithium secondary battery, current flow in the jelly roll is dispersed to the outside to prevent current runaway in the jelly roll, thereby preventing the explosion or ignition of the battery. There is an effect that can be reduced.
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