KR20080109948A - 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20080109948A
KR20080109948A KR1020070058075A KR20070058075A KR20080109948A KR 20080109948 A KR20080109948 A KR 20080109948A KR 1020070058075 A KR1020070058075 A KR 1020070058075A KR 20070058075 A KR20070058075 A KR 20070058075A KR 20080109948 A KR20080109948 A KR 20080109948A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positive electrode
secondary battery
cathode
width
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020070058075A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101156955B1 (ko
Inventor
강상현
최대식
김성우
이한호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020070058075A priority Critical patent/KR101156955B1/ko
Publication of KR20080109948A publication Critical patent/KR20080109948A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101156955B1 publication Critical patent/KR101156955B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 상기 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 결합 부위에서 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭보다 작은 구조 또는 음극의 상단으로부터 소정의 폭으로 이격된 위치에 슬릿이 형성되어 있는 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공한다.

Description

안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 {Electrode Assembly of Improved Stability and Secondary Battery Comprising the Same}
도 1은 스택형 전극조립체를 포함하는 일반적인 파우치형 이차전지의 사시도이다;
도 2는 도 1의 이차전지에서 양극 탭들이 밀집된 형태로 결합되어 양극리드에 연결되어 있는 전지케이스 내부 상단의 부분 확대도이다;
도 3은 일반적인 파우치형 전지에 포함되는 전극조립체의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다.
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 결합 부위에서 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭보다 작은 구조 또는 음극의 상단으로부터 소정의 폭으로 이격된 위치에 슬릿이 형성되어 있는 구조로 이루어진 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 일반적으로, 리튬 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 등에 의한 충격과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발을 초래할 수 있다. 그러한 하나의 경우로서, 이차전지는 낙하 또는 외력의 작용 등과 같은 충격시, 내부 단락이 발생할 가능성이 존재한다.
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.
도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 전지의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(10)은 두 개의 전극리드(11, 12)가 서로 대향하여 전지 본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전지케이스(14)는 상하 2 단위로 이루어져 있고, 그것의 내면에 형성되어 있는 수납부에 전극조립체(도시하지 않음)를 장착한 상태로 상호 접촉 부위인 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)를 부착시킴으로써 전지셀(10)이 만들어진다. 전지케이스(14)는 수지층/금속박층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있어서, 서로 접하는 양측면(14b)과 상단부 및 하단부(14a, 14c)에 열과 압력을 가하여 수지층을 상호 융착시킴으로써 부착시킬 수 있으며, 경우에 따라서는 접착제를 사용하여 부착할 수도 있다.
도 2에는 도 1의 파우치형 전지에서 양극 탭들이 밀집된 형태로 결합되어 양극리드에 연결되어 있는 전지케이스 내부 상단의 부분 확대도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전극조립체(20)의 양극 집전체(21)로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 양극 탭들(22)은, 예를 들어, 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극리드(11)에 연결된다. 그러한 양극리드(11)는 양극 탭 용착부가 연결되어 있는 대향 단부가 노출된 상태로 전지케이스(14)에 의해 밀봉된다. 다수의 양극 탭들(22)이 일체로 결합되어 용착부를 형성함으로 인해, 전지케이스(140)의 내부 상단은 전극조립체(20)의 상단면으로부터 일정한 거리만큼 이격되어 있고, 용착부의 양극 탭들(22)은 대략 V자 형상으로 절곡되어 있다.
그러나, 전지케이스 자체의 기계적 강성이 우수하지 못하고, 또한, 전지에 포함되는 전극조립체(20)는 전지케이스(14)에 감싸여 있는 형태로 내장되지만, 그것에 의해 고정되지는 않으므로, 전지에 외력이 가해지거나, 충방전시 팽창 수축을 반복하면서 전극조립체가 변형될 때, 양극 탭(23)이 파열되면서 단락이 유발되는 경우가 발생한다. 즉, 반복적인 충방전에 의한 팽창 및 수축, 진동, 낙하 등의 외부 충격에 의해 양극 탭(23)이 파열되면서 전극조립체(30)의 양극 탭(23) 또는 양극리드(11)가 음극과 접촉되어 내부 단락을 유발할 수 있으므로, 전지의 안전성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 내장하고 있는 이차전지에 있어서, 보다 효율적인 방법으로 전지의 안전성을 담보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 이차전지에 대한 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 거듭한 끝에, 양극 집전체에서 돌출된 활물질이 도포되지 않은 양극 탭의 폭을 양극리드의 폭보다 작게 하거나, 또는 양극 탭에 슬릿을 형성할 경우, 양극 탭 파열에 의한 내부단락을 방지하여 전지의 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 상기 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 결합 부위에서 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭보다 작은 구조로 이루어져 있다.
상기 스택형 또는 스택/폴딩형 이차전지의 전극 탭들은 극판의 방향과 실질적으로 나란하게 배치되어 있으며, 이러한 탭들을 하나의 전극리드에 연결시키기 위해서는 다수의 탭들을 모아서 정렬시킨 후 융착(welding)하는 과정이 필요하다. 이렇게 복수의 탭들을 한 방향으로 집적시키면, 융착부까지의 길이와 적층되는 전극판의 수에 따라 전지의 두께에 변화가 생기고, 자연스럽게 전극 탭들의 굴곡부위가 형성된다. 이러한 굴곡부위는 각각의 전류 집전체로부터 연장된 활물질이 도포되지 않은 전류 집전체(무지부)의 일부이며, 전극조립체의 반대 전류 집전체 또는 활물질과 접촉이 생길 경우 전지의 단락이 유발되는 부분이다.
또한, 일반적으로 리튬 이차전지에서는 충방전 과정에서 전해액 중의 리튬 이온이 음극에서 리튬 금속으로 석출되는 문제점을 고려하여, 음극판의 크기를 양극판의 크기보다 크게 제조하게 된다. 따라서, 이러한 구조에서는, 낙하, 외부 충격 등의 인가시, 양극 탭이 파열되면서 전극조립체의 음극(집전체 또는 활물질)과 접촉되어 내부 단락이 발생할 가능성이 높다.
이러한 구조에서, 앞서 설명한 바와 같이, 집전체의 양극 탭의 폭을 양극리드의 폭보다 작은 구조로 형성하여, 낙하, 외력의 인가, 충방전시 팽창 수축을 반복하면서 전극조립체가 변형될 때, 양극 탭의 변형을 최소화 시킴으로써 그것의 파열을 방지하여, 궁극적으로 내부단락에 대한 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명에서, 상기 양극 탭들은 다양한 방식으로 양극리드에 연결될 수 있는 바, 바람직하게는 용접에 의해 더욱 안정적으로 연결될 수 있다. 그러한 용접은, 예를 들어, 초음파 용접, 레이저 용접, 저항 용접 등에 의해 수행될 수 있다.
상기 양극리드와 연결되는 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭을 기준으로 대략 80 내지 95%인 것이 바람직하다. 양극 탭의 폭이 너무 좁으면, 작은 외력에도 파열되기 쉽고 내부저항이 증가하여 전지의 성능 저하가 초래될 수 있으며, 반대로 그것의 폭이 너무 넓으면, 외력의 인가, 비정상적인 작동 등에 의해 양극 탭이 파열될 때 앞서 설명한 바와 같은 단락을 유발할 수 있다.
또 다른 바람직한 예에 따른 본 발명의 이차전지는, 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 상기 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 양극 탭에는 음극의 단부로부터 소정의 이격된 위치 상에 음극의 단부에 평행한 형상으로 슬릿이 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 전지의 낙하, 외부 충격이 가해지거나, 또는 충방전시 반복적인 팽창 수축에 의해 전극조립체가 변형되면서 양극 무지부가 파열될 때, 음극 상단으로부터 소정의 폭으로 이격된 위치에서 양극 무지부에 슬릿을 형성한 구조에 의해, 양극 무지부의 파열 부위를 단락이 유발되지 않는 범위, 즉, 음극의 상단으로부터 소정의 폭으로 이격된 위치로 유도하여 전지의 안전성을 확보할 수 있다.
이러한 슬릿의 폭은 양극 탭의 폭을 기준으로 대략 5 내지 30%의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 슬릿의 폭이 너무 좁으면, 슬릿 구조에 의해 단락이 유발되지 않는 범위로 유도하는 상기와 같은 효과가 감소하고, 반대로 그것의 폭이 너무 넓으면, 작은 외력 또는 전극조립체의 변형에 의해서도 쉽게 파열될 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 슬릿의 형성 위치는 파열된 양극 탭이 음극 단부와 접촉될 가능성과 양극 탭들을 전극리드에 결합시키는 부위의 크기를 고려하여, 음극의 단부를 기준으로 0.5 내지 3 mm의 길이로 이격된 위치인 것이 바람직하다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 슬릿은 양극 탭의 양측에 각각 형성되는 구조가 바람직한 바, 전극조립체에 대한 여러 방향의 외력 또는 변형에도 당해 슬릿 부위의 우선적인 파열을 유도할 수 있다.
상기 슬릿이 형성된 양극 탭들은 다양한 방식으로 양극리드에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 용접에 의해 더욱 안정적으로 연결될 수 있다. 그러한 용접은, 예를 들어, 초음파 용접, 레이저 용접, 저항 용접 등에 의해 수행될 수 있다.
상기 양극 탭의 폭은 전지의 크기, 출력 등에 따라 달라질 수 있으며, 외력 의 인가 및 비정상적인 작동에 의해서 쉽게 파열되지 않고 전극조립체의 변형의 영향을 적게 받는 범위에서 적절히 결정할 수 있다.
상기 스택형 전극조립체는 소정 크기의 단위로 양극과 음극을 절취한 후 분리막을 개재시켜 순차적으로 적층함으로써 제조될 수 있다.
상기 스택/폴딩형 전극조립체는 스택형 방식으로 작은 단위의 유닛셀로서 바이셀 또는 풀셀을 만들고 이들을 긴 분리필름(분리막 시트) 상에 다수 개 위치시킨 후 순차적으로 권취하여 제조할 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 더욱 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원들은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.
본 발명에 따른 이차전지는 특히 안전성이 문제가 되는 고출력 대용량의 중대형 전지모듈에 바람직하게 사용될 수 있다. 중대형 전지모듈은 다수의 이차전지들을 단위전지로서 포함하고 있으므로, 일부 단위전지에서의 이상 발생시 연쇄 반응에 의해 안전성이 크게 위협받을 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 상기 이차전지를 단위전지로서 포함하는 중대형 전지모듈에 관한 것이다.
상기 중대형 전지모듈은 둘 또는 그 이상의 이차전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, e-바이크(bike), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 전원에 사용되는 전지모듈일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 일반적인 파우치형 전지에 포함되는 전극조립체가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 양극(21)과 음극(31) 사이에 분리막(50)을 개재시켜 적층한 스택형 전극조립체는 양극 탭(23)과 음극 탭(33)이 서로 대향하여 전극조립체의 상단부와 하단부에 각각 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 양극 탭(23)과 음극 탭(33)은 각각 양극리드(11)와 음극리드(12)와 연결되며, 다수의 탭들을 모아서 정렬시킨 후 초음파 용접(25)에 의해서 탭들과 전극리드를 연결시킨다.
그러나, 전지의 낙하, 외력의 인가, 반복되는 충방전 등으로 전극조립체가 변형되어 양극 탭(23)의 소정의 부위(A)가 파열되는 경우, 양극 탭(23)이 분리막(50)을 넘어서 음극(31)과 접촉하여 내부단락을 유발하는 문제점을 가지고 있다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체가 모식적으로 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 이차전지의 전극조립체는, 양극(100)과 음극(200) 사이에 분리막(300)을 개재시켜 적층하고, 양극(100)과 음극(200)으로부터 돌출된 양극 탭(110)과 음극 탭(210)이 각각 양극리드(120)와 음극리드(220)와 연결되어 있는 구조로 이루어져 있다.
양극 탭(110)은 양극리드(120)에 초음파 용접에 의해 결합되어 있으며, 결합 부위(130)에서 양극 탭(110)의 폭은 양극리드(120)의 폭보다 작은 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조에 의해, 전지의 낙하, 외력의 인가, 충방전시 팽창 수축을 반복하면서 전극조립체가 비틀림, 파열 등으로 변형될 때, 전극조립체에서 돌출된 양극 탭(110)이 변형되는 현상을 최소화 함으로써, 그것의 파열을 방지할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체가 모식적으로 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 전극조립체는 양극 탭의 음극(200) 상단으로부터 소정의 폭(h)으로 이격된 위치에서 양극 탭(140)에 슬릿(142)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 따라서, 다양한 원인들로 인한 전극조립체의 변형시, 양극 탭(140)의 슬릿(142) 부위로 응력을 집중시켜 파열을 유도한다. 슬릿(142) 부위가 파열되더라도, 양극 탭(140)의 파열된 단부가 분리막(300)을 넘어 음극(200)과 접촉하지는 않는다.
슬릿(142)은 양극 탭(140)의 양측에 각각 형성되어 있으며, 이러한 구조는 전극조립체의 여러 방향으로 변형이 유발되더라도, 단락을 유발되지 않는 범위로 더욱 용이하게 파열을 유도하여, 내부단락을 방지할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는, 양극 집전체에서 돌출된 활물질이 도포되지 않은 양극 탭의 폭을 양극리드의 폭보다 작게 하거나, 또는 양극 탭에 슬릿을 형성함으로써, 양극 탭의 파열에 의한 내부단락을 방지하거나, 단락이 일어나지 않는 범위로 양극 탭의 파열을 유도하여, 전지의 안전성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 상기 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 결합 부위에서 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭들은 용접에 의해 양극리드에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭의 폭은 양극리드의 폭을 기준으로 80 내지 95%인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 양극/분리막/음극 구조의 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 포함하고 있고 상기 전극조립체에서 음극이 양극보다 큰 구조의 이차전지로서, 양극 집전체 중 일측으로 돌출된 상태로 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 다수의 무지부("양극 탭")들이 하나의 양극리드에 결합되어 있으며, 상기 양극 탭에는 음극의 단부로부터 소정의 이격된 위치 상에 음극의 단부에 평행한 형상으로 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬릿은 음극의 단부를 기준으로 0.5 내지 3 mm의 길이로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 슬릿의 폭은 양극 탭의 폭을 기준으로 대략 5 내지 30%의 길이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 슬릿은 양극 탭의 양측에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 양극 탭들은 용접에 의해 양극리드에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제 1 항 또는 제 8 항에 따른 이차전지를 단위전지로서 포함하고 있는 중대형 전지모듈.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전지모듈은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지모듈.
KR1020070058075A 2007-06-14 2007-06-14 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 KR101156955B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070058075A KR101156955B1 (ko) 2007-06-14 2007-06-14 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070058075A KR101156955B1 (ko) 2007-06-14 2007-06-14 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080109948A true KR20080109948A (ko) 2008-12-18
KR101156955B1 KR101156955B1 (ko) 2012-06-20

Family

ID=40368924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070058075A KR101156955B1 (ko) 2007-06-14 2007-06-14 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101156955B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106428B1 (ko) * 2009-12-01 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US8118624B2 (en) 2009-12-17 2012-02-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Lead plate with a joint portion having a surface area smaller than that of its mounting portion
WO2012023804A3 (ko) * 2010-08-17 2012-05-03 주식회사 엘지화학 개선된 리드 구조의 이차전지
KR20130063890A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
WO2013157827A1 (ko) * 2012-04-16 2013-10-24 주식회사 엘지화학 서로 다른 형상의 양극과 음극을 포함하는 전극조립체 및 이차전지
WO2013157823A1 (ko) * 2012-04-16 2013-10-24 주식회사 엘지화학 양극과 음극의 용접 부위 형상이 다른 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20140110132A (ko) * 2013-03-04 2014-09-17 주식회사 엘지화학 전극리드의 위치 조절이 가능한 전지셀
WO2017104956A1 (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 주식회사 엘지화학 전극판에 만입부가 형성되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
JP2020170634A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 積水化学工業株式会社 蓄電素子
JP2022075035A (ja) * 2020-11-06 2022-05-18 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101704184B1 (ko) 2015-04-14 2017-02-07 현대자동차주식회사 신뢰성이 강화된 전극조립체구조 및 이의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102820435A (zh) * 2005-11-08 2012-12-12 株式会社Lg化学 具有高安全性的二次电池
KR100871345B1 (ko) * 2006-06-19 2008-12-01 주식회사 엘지화학 안전성 및 용량을 향상시킨 이차전지

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106428B1 (ko) * 2009-12-01 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US9379371B2 (en) 2009-12-01 2016-06-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8118624B2 (en) 2009-12-17 2012-02-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Lead plate with a joint portion having a surface area smaller than that of its mounting portion
US8216005B2 (en) 2009-12-17 2012-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Lead plate with a mounting portion being heavier than its joint portion
WO2012023804A3 (ko) * 2010-08-17 2012-05-03 주식회사 엘지화학 개선된 리드 구조의 이차전지
US9520589B2 (en) 2010-08-17 2016-12-13 Lg Chem, Ltd. Secondary battery of improved lead structure
KR20130063890A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
CN104137303A (zh) * 2012-04-16 2014-11-05 株式会社Lg化学 包含具有不同焊接部形状的正极和负极的电极组件及包含所述电极组件的二次电池
WO2013157823A1 (ko) * 2012-04-16 2013-10-24 주식회사 엘지화학 양극과 음극의 용접 부위 형상이 다른 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
WO2013157827A1 (ko) * 2012-04-16 2013-10-24 주식회사 엘지화학 서로 다른 형상의 양극과 음극을 포함하는 전극조립체 및 이차전지
EP2802027B1 (en) * 2012-04-16 2018-05-30 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including differently shaped positive electrode and negative electrode, and secondary battery
US10103385B2 (en) 2012-04-16 2018-10-16 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including cathode and anode having different welding portion shapes and secondary battery including the same
KR20140110132A (ko) * 2013-03-04 2014-09-17 주식회사 엘지화학 전극리드의 위치 조절이 가능한 전지셀
WO2017104956A1 (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 주식회사 엘지화학 전극판에 만입부가 형성되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
US10811665B2 (en) 2015-12-14 2020-10-20 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly having indented portion formed on electrode plate, and secondary battery including same
JP2020170634A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 積水化学工業株式会社 蓄電素子
JP2022075035A (ja) * 2020-11-06 2022-05-18 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 二次電池の製造方法および二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR101156955B1 (ko) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101156955B1 (ko) 안전성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
JP5846932B2 (ja) 結合部で電極タブの大きさが同一の電極組立体を有する電気化学セルの製造方法
JP6730431B2 (ja) バッテリーモジュール及びそれを含むバッテリーパック、自動車
KR100866767B1 (ko) 이차전지용 안전부재
KR100813813B1 (ko) 안전성이 증가된 이차전지
JP5782642B2 (ja) タブ−リード結合部の電極間抵抗差を最小化した電極組立体及びこれを有する電気化学セル
KR100891078B1 (ko) 안전성과 용량이 증가된 리튬 이차전지
KR101252981B1 (ko) 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩
KR101269939B1 (ko) 볼록부 구조를 포함하는 이차전지
JP7038959B2 (ja) バッテリーセルフレーム及びこれを含むバッテリーモジュール
KR100858790B1 (ko) 고용량 및 우수한 안전성의 이차전지
KR101139016B1 (ko) 다방향성 리드-탭 구조를 가진 리튬 이차 전지
KR102618844B1 (ko) 배터리 단자 용 리드 탭
KR101367751B1 (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
JP2020513148A (ja) 電極タブの溶接特性を改善した電極及びこれを含む二次電池
KR20080008245A (ko) 안정적인 전극리드-전극 탭 결합부로 이루어진 전극조립체및 이를 포함하고 있는 전기화학 셀
KR20060097445A (ko) 저융점 접착성 수지에 의해 안전성이 향상된 이차전지
KR102179687B1 (ko) 배터리 팩 및 이의 제조방법
KR101261243B1 (ko) 변형된 구조의 보호테이프를 포함하는 전지셀 및 이를 포함하고 있는 전지모듈
CN111226338A (zh) 电极组件
CN113258078B (zh) 具有改进的集流结构的二次电池
KR100960619B1 (ko) 전극조립체 전극 리드 연결부를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전기화학셀
KR100877811B1 (ko) 양측 하단에 단차가 형성되어 있는 이차전지용 안전부재
KR20130138371A (ko) 신규한 구조의 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전기화학 셀
KR20170012971A (ko) 전극단자에 대해 향상된 설계 자유도를 가지는 전지셀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160601

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 8