KR20060102750A - Rechargeable battery - Google Patents

Rechargeable battery

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KR20060102750A
KR20060102750A KR1020050024667A KR20050024667A KR20060102750A KR 20060102750 A KR20060102750 A KR 20060102750A KR 1020050024667 A KR1020050024667 A KR 1020050024667A KR 20050024667 A KR20050024667 A KR 20050024667A KR 20060102750 A KR20060102750 A KR 20060102750A
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electrode assembly
tape
secondary battery
electrode
case
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KR1020050024667A
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홍의선
이진욱
임훈
김금옥
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

두 전극과 함께 이들 두 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터가 권취되어 이루어지는 젤리롤형 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 절연 케이스를 포함하여 이루어지는 이차 전지에 있어서, 전극 조립체의 외면을 감싸는 테이프가 권취된 젤리롤의 말단에 한정됨을 특징으로 하는 이차 전지가 개시된다. 이때, 젤리롤의 말단에 부착되는 테이프는 젤리롤이 공정 중 풀어지는 것을 방지하며, 테이프의 폭은 테이프의 점착성과 관련되며, 젤리롤이 풀어지지 않는 폭이면 충분하므로 젤리롤 둘레의 25%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.A secondary battery comprising a jelly roll-type electrode assembly in which a separator interposed between these two electrodes together with two electrodes and an insulating case for accommodating the electrode assembly, the secondary battery comprising: Disclosed is a secondary battery characterized by being limited to an end. At this time, the tape attached to the end of the jelly roll prevents the jelly roll from being released during the process, and the width of the tape is related to the adhesiveness of the tape. It is preferable not to overturn.

Description

이차 전지 {rechargeable battery}Secondary battery {rechargeable battery}

도1은 종래의 리튬 이온 각형 이차 전지의 일 예에서 베어 셀 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 1 is an exploded perspective view illustrating a bare cell configuration in an example of a conventional lithium ion square secondary battery.

도2는 도1의 젤리롤형 전극 조립체의 외측 구성을 나타내는 사시도이다. FIG. 2 is a perspective view illustrating an outer configuration of the jellyroll type electrode assembly of FIG. 1. FIG.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체 외관을 나타내는 사시도이며, 3 is a perspective view illustrating an external appearance of an electrode assembly of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention;

도4는 도3의 전극 조립체가 절연 케이스에 삽입된 상태를 나타내는 분해 사시도,4 is an exploded perspective view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 3 is inserted into an insulating case;

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 전극 조립체의 외관을 나타내는 사시도,5 is a perspective view showing the appearance of a secondary battery electrode assembly according to another embodiment of the present invention;

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취된 전극 조립체를 아래쪽에서 본 개략적 저면도이다.Figure 6 is a schematic bottom view of the wound electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

12: 전극 조립체 19: 젤리롤 단부12 electrode assembly 19 jellyroll end

21: 하부 마감 테이프 31,231,331: 테이프21: Lower finishing tape 31,231,331: Tape

111: 케이스(절연 케이스)111: case (insulation case)

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 조립체를 이루는 전극을 외부와 연결하는 전극 탭을 가지는 캔형 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a can type secondary battery having an electrode tab connecting the electrode constituting the electrode assembly to the outside.

이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다. Secondary batteries have been researched and developed in recent years due to the possibility of recharging and miniaturization and large capacity. Representative examples of the recent development and use include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries.

이들 이차 전지에서 베어셀(Bare Cell)의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 통상 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. In these secondary batteries, most of the bare cells contain an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, usually in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can. And by sealing. The can may be formed of iron, but if it is formed of aluminum or an aluminum alloy, the light may be lightened by the light property of aluminum, and may not be corroded even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 단위 셀은 PTC 소자(positive temperature coefficient), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지 부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다. The sealed unit cell is housed in a separate hard pack in connection with safety devices such as PTC (positive temperature coefficient), thermal fuses and protective circuit modules (PCM) and other battery components. By using a hot melt resin, the finished appearance is formed through a mold.

도1은 종래의 리튬 이온 각형 이차 전지의 일 예에서 베어 셀 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도2는 도1의 젤리롤형 전극 조립체의 외측 구성을 나타내는 사시도이다. 1 is an exploded perspective view illustrating a bare cell configuration in an example of a conventional lithium ion square secondary battery, and FIG. 2 is a perspective view illustrating an outer configuration of the jellyroll electrode assembly of FIG. 1.

도 1 및 도2를 참조하여 종래의 각형 리튬 이온 이차 전지의 베어 셀 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(100)과, 이 캔(100)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12)와, 캔(100)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. Referring to FIGS. 1 and 2, a bare cell forming method of a conventional rectangular lithium ion secondary battery is described. The rectangular lithium ion battery in a bare cell state includes a rectangular can 100 formed of a substantially rectangular parallelepiped, and the can 100. And an electrode assembly 12 accommodated in the interior of the cap assembly and a cap assembly coupled to the open top of the can 100 to seal the top of the can.

전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 두 전극판(13,15) 및 세퍼레이터(14)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. The electrode assembly 12 is formed by winding or superimposing a stack of two electrode plates 13 and 15 and a separator 14 formed in a thin plate or film form.

전극판(13,15)에는 활물질층이 형성되지 않은 전극 집전체의 영역에 전극 탭(16,17)이 전기적으로 연결되어 있다. 탭들(16,17)이 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨질 수 있다. 세퍼레이터(14)는 전극판들(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성되는 것이 극판간의 단락을 방지하기 위해 바람직하다. The electrode tabs 16 and 17 are electrically connected to the electrode plates 13 and 15 in the region of the electrode current collector in which the active material layer is not formed. Insulating tape 18 may be wound around the boundary where the tabs 16 and 17 are drawn out of the electrode assembly 12 to prevent a short between the tab and the two electrode plates 13 and 15. The separator 14 is preferably formed to be wider than the electrode plates 13 and 15 in order to prevent short circuit between the electrode plates.

캔(100)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. 캔(100)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔(100)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔(100)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 100 is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 12 is received through the open top of the can 100 so that the can 100 serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can 100 may itself serve as a terminal.

캡 조립체에는 캔(100)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자(130)가 통과할 수 있도록 단자용 통공(111)이 형성된다. 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110) 사이에는 전기적 절연을 위해 가스켓(120)이 설치된다. The cap assembly is provided with a flat cap plate 110 having a size and shape corresponding to the open top of the can 100. The through hole 111 for the terminal is formed in the center portion of the cap plate 110 so that the electrode terminal 130 can pass therethrough. A gasket 120 is installed between the electrode terminal 130 and the cap plate 110 for electrical insulation.

캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되고, 그 아래 단자 플 레이트(150)가 설치된다. 전극 단자(130)는 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다. 캡 플레이트(110) 하면에는 두 전극탭 가운데 하나의 전극탭(16)이 용접되어 있으며, 단자 플레이트나 전극 단자(130)에는 다른 전극탭(17)이 용접된다. An insulation plate 140 is disposed on the bottom surface of the cap plate 110, and a terminal plate 150 is disposed below the cap plate 110. The electrode terminal 130 is electrically connected to the terminal plate 150. One electrode tab 16 of the two electrode tabs is welded to the lower surface of the cap plate 110, and the other electrode tab 17 is welded to the terminal plate or the electrode terminal 130.

한편, 전극 조립체(12)의 상면에는 전극 조립체(12)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(12)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(190)가 설치된다. 절연 케이스(190)에는 탭(17)이 통과하는 리드 통공(191), 전해액 통과공(192) 등이 형성될 수 있다. On the other hand, an insulating case 190 is provided on the upper surface of the electrode assembly 12 to electrically cover the electrode assembly 12 and the cap assembly and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 12. In the insulating case 190, a lead through hole 191 through which the tab 17 passes, an electrolyte through hole 192, and the like may be formed.

캡 플레이트(110)에는 전해액 주입공(112)이 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(160)가 설치된다. 캡 조립체는 캡 플레이트(110) 주변부를 캔(100) 개구부 측벽에 용접하여 캔에 결합된다. An electrolyte injection hole 112 is formed in the cap plate 110, and a stopper 160 is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The cap assembly is joined to the can by welding the periphery of the cap plate 110 to the side walls of the can 100 opening.

그런데, 종래의 전극 조립체 케이스가 되는 캔은 금속으로 이루어져 전극간 단락의 매체가 될 수 있으므로 도2와 같이 젤리롤형 전극 조립체(12)의 최외곽에 전극과 캔의 접촉을 막는 테이프(31)를 부착하는 경우가 많이 있다. By the way, since the can that is a conventional electrode assembly case may be made of a metal and may be a medium for shorting between electrodes, a tape 31 which prevents contact between the electrode and the can on the outermost portion of the jelly roll type electrode assembly 12 as shown in FIG. There are many cases to attach.

또한, 전극 조립체의 하단과 캔의 저면이 닿아 단락되는 것을 방지하고자 전극 조립체의 하단에는 마감 테이프(21)가 구비된다. In addition, the lower end of the electrode assembly and the bottom of the can is in contact with the bottom of the electrode assembly to prevent the short circuit is provided with a closing tape (21).

그런데, 이들 테이프(21,31)가 전극 조립체 외곽을 감싸게 되면 전해액이 주입될 때 전해액이 젤리롤 내측의 세퍼레이터에 함침되는 시간을 지연시키는 문제가 있다. 특히 마감 테이프는 젤리롤 하단을 통해 전해액이 세퍼레이터 및 전극 사이로 침투하는 것을 방해하여 전해액 주입 시간을 지연시킨다. 또한, 이들 테이프 자체의 용적으로 인하여 그만큼 전극 활물질이 투입될 공간을 좁히는 결과를 가져온 다. 이는 근래의 이차 전지의 소형 고용량화 추세에 어긋나는 것이다. However, when these tapes 21 and 31 surround the electrode assembly, there is a problem of delaying the time that the electrolyte is impregnated into the separator inside the jelly roll when the electrolyte is injected. In particular, the finishing tape prevents the electrolyte from penetrating through the bottom of the jelly roll between the separator and the electrode, thereby delaying the electrolyte injection time. In addition, the volume of these tapes themselves results in the narrowing of the space into which the electrode active material is introduced. This is inconsistent with the recent trend of miniaturization and high capacity of secondary batteries.

또한, 마감 테이프(21)의 접착력이 우수하면 전지가 외력에 의해 종압축될 때 전지의 전극판이 자연스럽게 굽지 못하고 주름이 생기도록 하여 전극판 사이의 단락을 유발시키기 쉽다. 그리고, 전극 조립체(12) 외곽을 감싸는 외측 테이프(31)도 흑연과 같은 음극 활물질을 사용하는 전지에서는 전극판의 충방전에 따른 자연스러운 용적 변화를 억제시켜 충방전 효율을 떨어뜨릴 수도 있다. In addition, when the adhesive force of the finishing tape 21 is excellent, the electrode plate of the battery does not naturally bend and wrinkles when the battery is longitudinally compressed by an external force, thereby easily causing a short circuit between the electrode plates. In addition, in the battery using the negative electrode active material such as graphite, the outer tape 31 surrounding the outer side of the electrode assembly 12 may also suppress the natural volume change caused by the charge and discharge of the electrode plate, thereby reducing the charge and discharge efficiency.

본 발명은 상술한 종래 이차 전지 구조의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이스 내의 테이프들로 인한 활물질 함량비 감소를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the conventional secondary battery structure described above, an object of the present invention to provide a secondary battery that can reduce the reduction in the active material content ratio due to the tapes in the case.

본 발명은 또한, 전해액 주입에 있어 전해액이 전극 조립체 내부로 쉽게 유입되어 세퍼레이터가 쉽게 함침되도록 하여 전해액 주입 공정 시간을 단축시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a secondary battery capable of shortening the electrolyte injection process time by allowing the electrolyte is easily introduced into the electrode assembly in the electrolyte injection, so that the separator is easily impregnated.

본 발명은 전극 조립체에 테이프를 부착하는 데 소요되는 공정 시간 및 비용을 줄일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a secondary battery that can reduce the process time and cost required to attach the tape to the electrode assembly.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차 전지는, The secondary battery of the present invention for achieving the above object,

두 전극과 함께 이들 두 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터가 권취되어 이루 어지는 젤리롤형 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 절연 케이스를 포함하여 이루어지는 이차 전지에 있어서, 전극 조립체의 외면을 감싸는 테이프가 권취된 젤리롤의 말단에 한정됨을 특징으로 한다. A secondary battery comprising a jelly roll-type electrode assembly formed by winding a separator interposed between these two electrodes together with two electrodes, and an insulating case accommodating the electrode assembly, wherein the jelly roll having the tape surrounding the outer surface of the electrode assembly is wound. It is characterized by being limited to the end of.

본 발명에서 젤리롤의 말단에 부착되는 테이프는 젤리롤이 공정 중 풀어지는 것을 방지하며, 테이프의 폭은 테이프의 점착성과 관련되며, 젤리롤이 풀어지지 않는 폭이면 충분하므로 젤리롤 둘레의 25%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 단, 테이프 폭이 너무 좁을 경우, 테이핑 위치의 오차로 인해 테이프가 풀릴 수 있으므로 오차가 극대가 될 때에도 적어도 테이프 너비의 1/4은 젤리롤 단부 혹은 젤리롤 몸체부에 걸칠 수 있도록 테이핑 공정의 오차 폭의 두 배 이상의 너비로 형성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the tape attached to the end of the jelly roll prevents the jelly roll from being released during the process, and the width of the tape is related to the adhesiveness of the tape, and the width of the jelly roll is sufficient so that 25% of the circumference of the jelly roll is sufficient. It is preferable not to exceed. However, if the tape width is too narrow, the tape may loosen due to an error in the taping position, so even when the error is maximized, at least one quarter of the tape width may be caught in the end of the jelly roll or the jelly roll body so that the tape is in error. It is desirable to form at least twice the width.

본 발명에서 이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 용기가 대략 직육면체를 형성하는 각형 이차 전지에서 큰 효용을 가지고 적용될 수 있으나, 원통형 이차 전지도 하부 절연판 없이 전극 탭이 모두 캡 방향으로 형성될 가능성이 있으므로 원통형 이차 전지에도 적용될 수 있다. In the present invention, the secondary battery may be applied with great utility in a rectangular secondary battery in which a container accommodating an electrode assembly forms a substantially rectangular parallelepiped, but a cylindrical secondary battery may be formed in a cylindrical direction because the electrode tabs may be formed in a cap direction without a lower insulating plate. It can also be applied to secondary batteries.

본 발명에서 테이프는 전해액 주입후 이차 전지 사용중에 젤리롤에서 이탈하지 않도록 전해액에 대해 내화학성을 가지는 기재와 점착제를 사용한 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the tape uses a base material and an adhesive having chemical resistance to the electrolyte so that the tape does not leave the jelly roll during use of the secondary battery after the electrolyte is injected.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체 외관을 나타내 는 사시도이며, 도4는 도3의 전극 조립체가 절연 케이스에 삽입된 상태를 나타내는 분해 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view illustrating the external appearance of an electrode assembly of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment. FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 3 is inserted into an insulating case.

도시된 바에 따르면, 종래의 젤리롤형 전극 조립체와 같이 두 전극과 두 세페레이터가 적층된 상태에서 권취되어 두 전극이 서로 절연된 젤리롤형 전극 조립체가 형성된다. 젤리롤의 최외곽 측면에는 두 전극 가운데 하나가 드러날 수도 있으며, 세퍼레이터만, 혹은 세퍼레이터와 한 전극이 일부씩 드러날 수 있다. 전극판의 활물질 코팅부나 집전체가 케이스와 닿는 경우에도 케이스는 절연 물질로 형성되어 케이스의 다른 부분에 닿은 다른 전극과 단락될 염려가 없게 된다.As shown in the drawing, like a conventional jellyroll electrode assembly, two electrodes and two separators are wound in a stacked state to form a jellyroll electrode assembly in which the two electrodes are insulated from each other. One of the two electrodes may be exposed on the outermost side of the jelly roll, and only the separator may be exposed, or the separator and one electrode may be partially exposed. Even when the active material coating of the electrode plate or the current collector contacts the case, the case is formed of an insulating material so that there is no fear of short-circuit with other electrodes touching other parts of the case.

테이프(231)는 폴리에칠렌 등의 합성 수지 기재에 점착제가 도포되어 이루어지며, 그 폭은 가령 1cm 정도가 되도록 한다. 따라서 정위치에 부착될 경우, 권취된 젤리롤의 단부(19)에 젤리롤의 축방향을 따라 테이프(231) 폭의 절반인 0.5cm가, 젤리롤에서 단부 아래로 권취된 하층 표면에 테이프(231)의 폭의 다른 절반이 부착된다. The tape 231 is made by applying an adhesive to a synthetic resin substrate such as polyethylene, and the width thereof is, for example, about 1 cm. Thus, when attached in place, 0.5 cm, half the width of the tape 231 along the axial direction of the jelly roll, is applied to the lower surface of the lower layer wound below the end of the jelly roll, The other half of the width of 231 is attached.

한편, 권취된 전극 조립체의 하단에는 마감 테이프가 설치되지 않는다. 세퍼레이터(14)의 폭이 전극판보다 조금 크므로 두 전극판이 직접 접촉될 염려는 거의 없다. 또한, 전극 조립체가 수용된 케이스(111)도 절연체이므로 두 전극판(13,15)이 동시에 케이스(111) 저면에 닿는 경우에도 단락의 문제는 발생하지 않는다. On the other hand, the finishing tape is not installed on the lower end of the wound electrode assembly. Since the width of the separator 14 is slightly larger than that of the electrode plate, there is little fear that the two electrode plates will be in direct contact. In addition, since the case 111 in which the electrode assembly is accommodated is also an insulator, a short circuit problem does not occur even when the two electrode plates 13 and 15 simultaneously touch the bottom surface of the case 111.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 전극 조립체의 외관을 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view illustrating an appearance of a rechargeable battery electrode assembly according to another exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바에 따르면, 테이프(331)는 도3의 경우와 달리 젤리롤의 축방향과 달리 젤리롤이 권취된 횡방향으로 젤리롤의 단부(19) 위 아래 부분에 두 개로 나뉘어 부착된다. 이 경우, 테이프(331) 자체의 폭이 작아도 테이프의 길이를 젤리롤의 단부 및 그 하층 표면에 나누어 테이핑을 실시하므로 테이핑 작업이 보다 쉽게 된다. 동시에 테이프가 젤리롤의 최외각 표면을 덮는 면적을 줄일 수 있다.As shown, unlike the case of Fig. 3, the tape 331 is divided into two and attached to the upper and lower portions of the end portion 19 of the jelly roll in the transverse direction in which the jelly roll is wound, unlike the axial direction of the jelly roll. In this case, even if the width of the tape 331 itself is small, the tape length is divided into the end of the jelly roll and the lower layer surface to perform the taping, thereby making the taping operation easier. At the same time, the area over which the tape covers the outermost surface of the jellyroll can be reduced.

한편, 도3의 경우와 마찬가지로 젤리롤 하단에는 마감 테이프가 부착되지 않는다. 따라서, 전해액을 주입하는 경우에 젤리롤 하단에 와형으로 드러난 전극과 세퍼레이터 사이의 틈을 타고 전해액이 쉽게 젤리롤 내부로 침투하게 된다.On the other hand, the finishing tape is not attached to the bottom of the jelly roll as in the case of FIG. Therefore, when the electrolyte is injected, the electrolyte easily penetrates into the jelly roll by taking a gap between the electrode and the separator, which are found in the vortex at the bottom of the jelly roll.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 권취된 전극 조립체를 아래쪽에서 본 개략적 저면도이다.Figure 6 is a schematic bottom view of the wound electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

도6의 실시예에서는 전극 조립체의 측면 저단의 많은 부분에 테이프(331)가 부착되어 있다. 그러나, 테이프는 전극 조립체(12)의 하단이 노출되어 있고, 전극 조립체의 측면도 대부분 노출되어 있으므로 전해액이 전극 조립체 내부로 침투하는 데 방해가 되는 문제는 없다. 테이프(331)는 전극 조립체(12)가 절연 케이스에 삽입되는 과정에서 전극 조립체가 삽입되는 방향을 직하방으로 하지 않고, 화살표와 같이 테이프가 붙은 부분이 먼저 케이스에 닿도록 비스듬한 성분을 가지도록 할 때 전극 조립체가 케이스에 닿아 손상되는 것을 방지하는 보호 테이프의 역할도 할 수 있다. In the embodiment of Fig. 6, a tape 331 is attached to a large portion of the bottom side of the electrode assembly. However, since the lower end of the electrode assembly 12 is exposed and most of the side surfaces of the electrode assembly are exposed, the tape does not prevent the electrolyte from penetrating into the electrode assembly. The tape 331 does not have a direction in which the electrode assembly is inserted in the process of inserting the electrode assembly 12 into the insulating case, but has an oblique component so that the portion to which the tape is attached first touches the case as shown by the arrow. It may also serve as a protective tape to prevent the electrode assembly from touching the case and being damaged.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어 셀 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 절연 케이스와, 이 케이스의 내부에 수용되는 전극 조립체와, 케이스의 개방된 상단과 결합하여 케이 스 상단을 밀봉하는 합성 수지 캡을 구비하여 이루어진다. Referring to the method of forming the bare cell battery according to the exemplary embodiment of the present invention, a rectangular lithium ion battery in a bare cell state may include a rectangular insulating case formed of a substantially rectangular parallelepiped, an electrode assembly accommodated inside the case, and It is made of a synthetic resin cap which is combined with the open top to seal the top of the case.

전극 조립체는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1 전극판, 세퍼레이터, 제2 전극판의 적층체를 권취하여 형성한다. 각 전극판에는 활물질층이 코팅되지 않은 집전체의 영역에 전극 탭이 전기적으로 연결되어 있다. 탭들이 전극 조립체로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판 사이의 단락을 방지하기 위하여 탭에 절연 테이프가 각각 감겨진다. 세퍼레이터를 전극판보다 폭넓게 형성하여 극판간의 단락을 방지한다. The electrode assembly is formed by winding a laminate of a first electrode plate, a separator, and a second electrode plate formed in a thin plate or film form. In each electrode plate, electrode tabs are electrically connected to a region of the current collector not coated with the active material layer. At the boundary where the tabs are drawn out of the electrode assembly, insulating tape is wound around the tabs to prevent short circuit between the tabs and the two electrode plates. The separator is formed wider than the electrode plate to prevent short circuit between the electrode plates.

젤리롤형 전극 조립체가 풀리는 것을 방지하기 위해 전극 조립체의 말단부에는 축방향 혹은 젤리롤 권취 방향으로 전극 조립체 둘레에 비해 폭이 좁은 테이프가 부착된다. 테이프가 부착된 전극 조립체는 케이스에 삽입되고, 전해액이 케이스에 함께 주입된다.To prevent loosening of the jellyroll-type electrode assembly, a tape having a narrow width relative to the periphery of the electrode assembly in the axial direction or the jellyroll winding direction is attached to the distal end of the electrode assembly. The taped electrode assembly is inserted into the case and the electrolyte is injected together into the case.

케이스는 캡으로 마감, 밀봉된다. 캡으로 케이스를 마감하는 방법으로 합성 수지 용융에 의한 용접, 접착제를 이용한 접착 등을 들 수 있다. 캡은 케이스의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 합성 수지 플레이트를 구비하여 이루어진다. 캡 플레이트의 두 부분에는 전극 탭이 통과할 수 있도록 통공이 형성된다. The case is closed and sealed with a cap. As a method of finishing a case with a cap, welding by melting a synthetic resin, adhesion using an adhesive, and the like can be given. The cap includes a flat synthetic resin plate having a size and shape corresponding to the open top of the case. Two portions of the cap plate are formed with holes so that the electrode tabs can pass therethrough.

케이스를 캡으로 마감하면서 전극 탭이 통공을 통과하면 통공과 탭 사이의 미세한 틈새는 후속적으로 밀봉된다. 밀봉을 위해서는 에폭시, 기타 접착제가 사용되거나, 용접봉 등을 이용한 용접이 사용될 수 있다. 에폭시 등이 사용될 경우, 에폭시는 가공 효율을 높이기 위해 경화시간을 짧게 하는 것이 바람직하다.As the electrode tab passes through the hole while closing the case with a cap, the minute gap between the hole and the tab is subsequently sealed. For sealing, epoxy, other adhesives may be used, or welding using a welding rod or the like may be used. When an epoxy or the like is used, it is preferable that the epoxy has a short curing time in order to increase processing efficiency.

통공을 통과한 전극 탭은 캡 플레이트 위쪽에서 베어 셀의 전극 단자를 형성하게 된다. 후속적으로, 보호회로가 베어 셀에 결합된다. 또한, 보호회로가 결합된 상태로 베어 셀은 주형에 장착되어 핫 멜트 수지가 주입됨으로써 외관이 완성된 하드 팩 상태의 전지를 이룰 수 있다. The electrode tab passing through the through hole forms an electrode terminal of the bare cell above the cap plate. Subsequently, a protection circuit is coupled to the bare cell. In addition, the bare cell is coupled to the mold in a state in which the protection circuit is coupled to form a hard pack battery in which appearance is completed by injecting a hot melt resin.

본 발명에서 절연 케이스는 대개 합성 수지로 이루어지며, 기계적 강도에 비해 두께를 얇게 하여 전지의 소형 고용량화를 이룰 수 있도록 금속과의 용접성, 가공성이 뛰어나고, 기계적 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 근래에 개발된 엔지니어링 플라스틱은 알미늄보다 가볍고 높은 기계적 강도를 유지할 수 있는 것들이 있으며, 접착제는 전해질에 의해 분해되거나 변성되지 않도록 내화학성, 내열성을 가진 것들을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the insulating case is usually made of a synthetic resin, it is preferable to use an engineering plastic excellent in weldability, workability, and excellent mechanical properties with a metal to achieve a small high capacity of the battery by making the thickness thinner than the mechanical strength. . Engineering plastics developed in recent years include those that are lighter than aluminum and can maintain high mechanical strength, and it is preferable to use those having chemical resistance and heat resistance so that the adhesive is not decomposed or modified by the electrolyte.

물론, 이상의 예 외에도 다양한 방법으로 베어 셀이 형성되고, 여기에 보호회로가 여러 방법으로 결합되어 본 발명의 이차 전지가 형성될 수 있다. Of course, in addition to the above example, the bare cell may be formed in various ways, and the protection circuit may be coupled to the secondary battery in various ways.

본 발명에 따르면, 이차 전지를 형성함에 있어 마감 테이프를 없앨 수 있으므로 생산 공정을 간단하게 하고, 비용을 줄일 수 있다. According to the present invention, since the finishing tape can be eliminated in forming the secondary battery, the production process can be simplified and the cost can be reduced.

또한, 본 발명은 전극 조립체가 수용되는 케이스 내에서 테이프가 차지하는 용적을 줄여 결과적으로 전극 활물질이나 전해액이 수용될 공간을 늘림으로써 소형 고용량화된 이차 전지의 구현이 가능하게 한다. In addition, the present invention reduces the volume occupied by the tape in the case in which the electrode assembly is accommodated, and consequently increases the space for accommodating the electrode active material or the electrolyte, thereby enabling the implementation of a small high capacity secondary battery.

Claims (7)

서로 다른 극성의 두 전극, 상기 두 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터가 권취되어 이루어지는 젤리롤형 전극 조립체와, A jelly roll electrode assembly comprising two electrodes having different polarities and a separator interposed between the two electrodes; 상기 전극 조립체를 수용하는 절연 케이스를 포함하여 이루어지는 이차 전지에 있어서, In the secondary battery comprising an insulating case for receiving the electrode assembly, 상기 전극 조립체의 외면을 감싸는 테이프가 권취된 전극 조립체의 말단에 한정됨을 특징으로 하는 이차 전지. A secondary battery, characterized in that the tape surrounding the outer surface of the electrode assembly is limited to the end of the wound electrode assembly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테이프는 전극 조립체의 축방향으로 길게 상기 전극 조립체의 권취된 말단 전체 영역에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.And the tape is attached to the entire area of the wound end of the electrode assembly in the axial direction of the electrode assembly. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 테이프의 폭은 상기 전극 조립체 외주 크기의 25%이하인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The width of the tape is a secondary battery, characterized in that less than 25% of the outer peripheral size of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테이프는 상기 전극 조립체의 권취 방향으로 길게 상기 전극 조립체의 권취된 말단의 적어도 일부 구역에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지. And the tape is attached to at least a portion of the wound end of the electrode assembly long in the winding direction of the electrode assembly. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 테이프는 적어도 상기 전극 조립체의 측면 하단을 포함하여 일정 폭으로 부착되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The tape is a secondary battery, characterized in that attached to a certain width including at least the lower side of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 케이스는 대략 직육면체를 이루는 용기형의 각형 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The case is a secondary battery, characterized in that consisting of a container-shaped rectangular case forming a substantially rectangular parallelepiped. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 테이프는 전해액에 대해 내화학성을 가지는 기재와 점착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지. The tape is a secondary battery, characterized in that the base material and the adhesive having a chemical resistance to the electrolyte solution.
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CN114348392A (en) * 2021-12-24 2022-04-15 东莞市爱康智能技术有限公司 Battery front side label folding mechanism

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