KR20120060315A - Secondary Battery of Improved Insulating Property - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절연성이 향상된 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 라미네이트 시트의 전지케이스 내부에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지로서, 상기 전극조립체에 전기적으로 연결된 전극단자들이 전지케이스의 일측 단부 또는 양측 단부로 돌출되어 있고, 상기 전지케이스의 외주면에 위치한 열융착 부위(실링부위)의 외측 단부에서, 금속층의 외측 단부에는 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지에 의한 밀폐부가 형성되어 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery having improved insulation, and more particularly, to a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet, wherein electrode terminals electrically connected to the electrode assembly are formed at one end of the battery case, or A secondary battery which protrudes to both ends and has an outer end portion of a heat-sealing portion (sealing portion) located on the outer circumferential surface of the battery case, and has a sealing portion made of an electrically insulating resin derived from a resin layer at an outer end portion of the metal layer. will be.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Many researches have been conducted on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage among such secondary batteries. .
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.Lithium secondary batteries are largely classified into cylindrical batteries, square batteries, pouch-type batteries, and the like according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like depending on the type of electrolyte.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.Due to the recent trend toward the miniaturization of mobile devices, there is an increasing demand for thinner rectangular batteries and pouch-type batteries. In particular, for pouch-type batteries that are easy to deform, low in manufacturing cost and light in weight. Interest is high.
일반적으로, 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 말한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어져 있다.Generally, a pouch type battery refers to a battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed inside a pouch type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. The electrode assembly accommodated in the battery case has a structure of jelly-roll type (winding type), stacking type (lamination type), or composite type (stack / folding type).
도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically illustrates a structure of a pouch type secondary battery including a stacked electrode assembly.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 파우치형 전지케이스(20) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40, 41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the pouch type
전지케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로서 연결되어 있는 커버(22)로 이루어져 있다.The
전지케이스(20)는 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 최외각을 이루는 외측 수지층(20a), 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층(20b), 및 밀봉을 위한 내측 수지층(20c)으로 구성되어 있다.The
스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40, 41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착기(도시하지 않음)에 의해 열융착될 때 그러한 열융착기와 전극리드(40, 41) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지하고 전극리드(40, 41)와 전지케이스(20)와의 밀봉성을 확보하기 위하여, 전극리드(40, 41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다. In the stack
도 2에는 도 1의 라미네이트 시트의 실링부를 형성하는 과정 및 라미네이트 시트의 결합된 단면이 모식적으로 도시되어 있다.2 schematically shows the process of forming the sealing portion of the laminate sheet of FIG. 1 and the combined cross section of the laminate sheet.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 라미네이트 시트(20)의 외측 수지층(20a)은 외부로부터 전지를 보호하는 역할을 하고, 차단성 금속층(20b)은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 하며, 내측 수지층(20c)은 전극조립체를 내장한 상태에서 인가된 열과 압력에 의해 상호 열융착되어 밀봉성을 제공하는 역할을 한다. Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the
이러한 다층 라미네이트 구조의 전지케이스 시트(20)는 실링부에서 내측 수지층(20c)이 서로 대면하는 구조를 이루며, 이러한 내측 수지층(20c)은 열융착에 의해 서로 결합된다. The
그러나, 이와 같은 라미네이트 시트의 단부는 금속층(20b)이 외부로 노출되어 있으며, 상기 노출된 금속층이 전해액 또는 전극탭과 접촉하게 되면 절연 저항이 파괴된다. However, the end of the laminate sheet is exposed to the outside the
따라서, 상기와 같은 절연저항의 파괴에 따른 문제점을 해결하기 위한 목적은 아니지만, 밀봉성을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 시도되었다. Therefore, although not intended to solve the problems caused by the breakdown of the insulation resistance as described above, various techniques have been tried to improve the sealability.
일본 특허출원공개 제2004-055154호는 한 쌍의 라미네이트 필름 중 일측 필름의 주변부를 타측 필름의 주변부보다도 바깥쪽으로 연장하여 설치하고, 상기 연장부위의 선단부를 일측 필름의 주변부쪽으로 절곡하여 맞닿은 부분에 레이저 용접을 행하여, 최외층은 레이저광의 열에 의해 휘발되고, 쌍방의 금속층의 단부를 용융시켜 결합함으로써 내측 수지층의 노출로 인한 전해액의 누액 및 수분침투 방지하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 일본 특허출원공개 제2000-223090호는 금속층과 열융착층을 적층한 후에 전지케이스의 내부로 향하는 열융착부의 일부를 제거하여 금속박이 노출시키고, 실링시 내부 열융착 필름의 열융착과 상기 노출 금속층을 용접하여 이중으로 실링처리를 하는 기술을 제시하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-055154 provides a peripheral portion of a pair of laminate films that extends outward from a peripheral portion of the other film and installs the edge portion of the extended portion bent toward the periphery of one film and abuts the laser. By welding, the outermost layer is volatilized by the heat of a laser beam, and the technique which prevents leakage of an electrolyte solution and moisture penetration by exposure of an inner side resin layer by melting and bonding the edge part of both metal layers is combined. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-223090 discloses that after laminating a metal layer and a heat fusion layer, a part of the heat fusion portion directed toward the inside of the battery case is removed to expose the metal foil, and the heat fusion of the internal heat fusion film when sealing is performed. A technique of double sealing by welding an exposed metal layer is proposed.
그러나, 상기 기술들은 모두 실링부의 단부에서 금속층이 외부로 노출되므로 심각한 문제점을 가지고 있다. 그러한 문제점을 이하에서 설명하면 다음과 같다. However, all of the above techniques have serious problems since the metal layer is exposed to the outside at the end of the sealing portion. The problem is described below.
전지케이스는 전극조립체를 절연 상태로 밀봉함으로써 안전한 작동을 보장하는 역할을 하므로, 전지케이스의 라미네이트 시트 중 차단성 금속층은 전기적으로 절연상태로 유지되는 것이 필요하다. 반면에, 이차전지에서는, 전지셀의 외부 입출력 접속단자로서의 전극리드, 전지셀과 보호회로모듈(PCM) 등을 연결한 위한 전기적 접속부재 등이 사용되고 있다. Since the battery case serves to ensure safe operation by sealing the electrode assembly in an insulated state, the barrier metal layer of the laminate sheet of the battery case needs to be electrically insulated. On the other hand, in a secondary battery, an electrode lead as an external input / output connection terminal of a battery cell, an electrical connection member for connecting the battery cell with a protection circuit module (PCM), or the like is used.
그러나, 전지의 조립 과정 또는 사용 과정에서 예기치 못하게 라미네이트 시트의 차단성 금속층이 전극리드, 접속부재 등과 전기적 접속 상태에 놓이는 경우, 즉, 절연저항이 파괴되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 절연저항의 파괴는 차단성 금속층의 부식을 촉진하여 차단 성능의 저하를 초래하고, 단락을 유발할 수 있다. 따라서, 차단성 금속층의 손상이 유발되며, 그로 인해 전지의 수명이 급속히 짧아지고 전지의 안전성 역시 크게 위협을 받게 된다. However, when the blocking metal layer of the laminate sheet is in an electrical connection state with the electrode lead, the connecting member, or the like unexpectedly during the assembly or use of the battery, the insulation resistance may be destroyed. This breakdown of the insulation resistance promotes corrosion of the barrier metal layer, leading to a decrease in the breaking performance, and may cause a short circuit. Therefore, damage to the barrier metal layer is caused, thereby rapidly shortening the life of the battery and greatly threatening the safety of the battery.
특히, 전기자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차전지는 장기간의 수명이 필요하고 다수의 전지셀들이 밀집되는 특성상 안전성 확보가 매우 중요하다. In particular, a secondary battery used in a medium-large battery pack as a power source of an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc. needs a long lifespan, and it is very important to secure safety due to the fact that many battery cells are concentrated.
따라서, 전지케이스의 차단성 금속층이 접속부재 등과 전기적으로 접촉되는 경우가 발생하는 것을 미연에 방지하여, 전지의 수명 및 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can prevent the occurrence of electrical contact between the barrier metal layer of the battery case and the connection member, thereby ensuring the life and safety of the battery.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 발명의 목적은 차단성 금속층의 외부 노출에 따른 부식, 절연저항의 파괴 등의 문제점을 근본적으로 방지할 수 있는 특정한 구조의 밀폐부를 포함하는 이차전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a secondary battery including a sealed portion of a specific structure that can fundamentally prevent problems such as corrosion, destruction of insulation resistance due to external exposure of the barrier metal layer.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스 내부에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지로서, 상기 전극조립체에 전기적으로 연결된 전극단자들이 전지케이스의 일측 단부 또는 양측 단부로 돌출되어 있고, 상기 전지케이스의 외주면에 위치한 열융착 부위(실링부위)의 외측 단부에서, 금속층의 외측 단부에는 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지에 의한 밀폐부가 형성되어 있는 것으로 구성되어 있다.A secondary battery according to the present invention for achieving the above object is a secondary battery in which an electrode assembly is built in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and electrode terminals electrically connected to the electrode assembly are provided in the battery case. Protruded to one end or both ends of the outer side of the heat-sealed portion (sealing portion) located on the outer circumferential surface of the battery case, the outer end of the metal layer is formed with a sealing portion made of an electrically insulating resin derived from the resin layer It consists of.
일반적으로 라미네이트 시트에서 상호 접하는 실링부위는 내측 수지층 만의 열융착에 의한 상호 결합에 의해 형성되므로, 내측 수지층과 접하는 금속층의 단부가 외부로 노출된다.In general, since the sealing portions which are in contact with each other in the laminate sheet are formed by mutual bonding by thermal fusion of only the inner resin layer, the ends of the metal layers in contact with the inner resin layer are exposed to the outside.
이에 반해, 본 발명에 따른 이차전지는 상기 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지에 의해 금속층의 외측 단부에 밀폐부가 형성되어 있으므로, 상기 금속층이 외부로 노출되는 것을 방지하여, 앞서 설명한 바와 같은 전지의 수명 및 안전성에 크게 영향을 미칠 수 있는 절연저항의 파괴, 부식 문제 등을 근본적으로 해결할 수 있다. On the contrary, in the secondary battery according to the present invention, since the sealing part is formed at the outer end of the metal layer by the electrically insulating resin derived from the resin layer, the metal layer is prevented from being exposed to the outside and thus the life of the battery as described above. And it can fundamentally solve the problem of breakdown of insulation resistance and corrosion which can greatly affect safety.
상기 라미네이트 시트는 실란트층, 차단성 금속층 및 외층으로 구성되어 있으며, 상기 내구성 고분자 수지의 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외층의 고분자 수지로는 연신 나일론 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 바람직하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. 상기 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌(cPP)이 사용될 수 있다. The laminate sheet is composed of a sealant layer, a barrier metal layer, and an outer layer. Since the outer layer of the durable polymer resin should have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a predetermined tensile strength and weather resistance. In such aspect, a stretched nylon film or polyethylene terephthalate (PET) may be preferably used as the polymer resin of the outer layer. The barrier metal layer is preferably aluminum may be used to exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of foreign substances such as gas, moisture. The sealant layer has a heat sealability (heat adhesion), low hygroscopicity to suppress the penetration of the electrolyte solution, polyolefin resin that is not expanded or eroded by the electrolyte may be preferably used, more preferably Unstretched polypropylene (cPP) may be used.
일반적으로, 라미네이트 시트에서 실링부위의 형성을 위한 열융착 과정은 라미네이트 시트의 외주면을 가열 및 가압하는 방식으로 진행되는 바, 이러한 과정에서, 용융된 실란트층의 일부가 바깥쪽으로 밀려 나오는 현상이 발생한다.Generally, the heat fusion process for forming the sealing portion in the laminate sheet is performed by heating and pressing the outer circumferential surface of the laminate sheet, and in this process, a part of the molten sealant layer is pushed outward. .
따라서, 하나의 바람직한 예에서, 금속층의 상기 밀폐부는 실링부위의 형성을 위해 라미네이트 시트의 외주면을 가열 및 가압할 때 바깥쪽으로 일부 압출된 실란트층의 고분자 수지를 금속층 방향으로 압착하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 차단성 금속층의 밀폐부를 형성하는 전기절연성 수지가 실린트층의 고분자 수지로부터 유래되므로, 추가적인 부재를 필요로 하지 않으며, 간단한 공정에 의해 형성될 수 있다. Therefore, in one preferred example, the sealing portion of the metal layer may be formed by pressing the polymer resin of the sealant layer partially extruded outward toward the metal layer when heating and pressing the outer circumferential surface of the laminate sheet to form the sealing portion. In this case, since the electrically insulating resin forming the seal of the barrier metal layer is derived from the polymer resin of the sealant layer, no additional member is required and can be formed by a simple process.
하나의 구체적인 예에서, 상기 압출되는 고분자 수지는 실린트층의 고분자 수지의 전체 중량을 기준으로 2 내지 20%일 수 있다. 상기 압출량이 너무 적은 경우에는 금속층 단부의 완전한 밀폐가 어려울 수 있으며, 반면에 상기 압출량이 너무 많은 경우에는 실링부위의 충분한 밀봉 상태가 담보되지 못할 수 있으므로 바람직하지 않다. In one specific example, the extruded polymer resin may be 2 to 20% based on the total weight of the polymer resin of the sealant layer. If the extrusion amount is too small, it may be difficult to completely seal the end of the metal layer, whereas if the extrusion amount is too large, a sufficient sealing state of the sealing portion may not be secured, which is not preferable.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 밀폐부의 두께는 0.1 내지 500 ㎛의 범위일 수 있다. 상기 두께가 너무 얇은 경우에는 소망하는 밀폐 기능과 전지케이스 단부에 대한 충분한 결합 강도를 기대하기 어려울 수 있고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지고 크기 증가가 유발되므로 바람직하지 않다.In another specific example, the thickness of the closure may be in the range of 0.1 to 500 ㎛. If the thickness is too thin, it may be difficult to expect the desired sealing function and sufficient bonding strength to the battery case end. On the contrary, too thick is not preferable because the workability is poor and the size increase is caused.
이와 같이 압출된 고분자 수지를 압착하여 밀폐부를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 가압 또는 가열 가압의 압착에 의해 수행될 수 있다.The method of forming the sealing part by compressing the extruded polymer resin is not particularly limited, and for example, may be performed by pressing or heating pressing.
한편, 상기 밀폐부는 라미네이트 시트의 외층까지 연장되어 있을 수도 있으며, 경우에 따라서는, 상기 밀폐부의 적어도 일부가 외층의 상면까지 연장되어 있을 수 있다. 이러한 구조는, 상기 밀폐부의 연장에 의해 금속층의 외부 노출을 완전히 방지하면서, 전지케이스 단부에 대한 밀폐부의 결합력을 더욱 높을 수 있다. Meanwhile, the sealing part may extend to the outer layer of the laminate sheet, and in some cases, at least a part of the sealing part may extend to the upper surface of the outer layer. Such a structure may further increase the bonding force of the sealing portion to the end of the battery case while completely preventing external exposure of the metal layer by the extension of the sealing portion.
본 발명에 따른 이차전지는 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있으며, 특히, 리튬 함유 전해액이 겔의 형태로 전극조립체에 함침되어 있는, 이른바, 리튬이온 폴리머 전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention may preferably be a lithium secondary battery, and in particular, may be preferably applied to a so-called lithium ion polymer battery in which a lithium-containing electrolyte is impregnated into the electrode assembly in the form of a gel.
본 발명은 또한, 상기와 같은 구조를 가진 이차전지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a secondary battery having the above structure.
하나의 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은, In one specific example, the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention,
(a) 전지케이스의 수납부에 전극조립체를 탑재하는 과정;(a) mounting an electrode assembly on a storage part of the battery case;
(b) 상기 전지케이스의 외주면을 열융착 밀봉하여 실링부위를 과정; (b) heat sealing the outer circumferential surface of the battery case to seal the sealing portion;
(c) 상기 실링부위의 외측 단부에서, 라미네이트 시트의 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지를 압착하여 금속층의 외측 단부에 밀폐부를 형성하는 과정;(c) forming an airtight portion at the outer end of the metal layer by compressing the electrically insulating resin derived from the resin layer of the laminate sheet at the outer end of the sealing portion;
을 포함하는 것으로 구성되어 있다.It is configured to include.
이러한 이차전지의 제조방법은, 종래의 이차전지의 공정을 크게 변화시키지 않으면서, 앞서 설명한 바와 같은 수명 특성과 안전성 등이 향상된 이차전지의 제조를 가능하게 한다. Such a method for manufacturing a secondary battery enables the production of a secondary battery having improved life characteristics, safety, and the like as described above, without greatly changing the process of a conventional secondary battery.
본 발명은 또한, 상기와 같은 이차전지의 제조를 위한 장치를 제공한다.The present invention also provides an apparatus for manufacturing the secondary battery as described above.
하나의 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 장치는, 전극조립체가 수납부에 탑재되는 전지케이스의 외주면을 상하 방향에서 가열 가압하여 열융착에 의해 실링부위를 형성하는 히트 실링 블록, 및 상기 실링부위의 외측 단부를 측면 방향에서 압착하여 밀폐부를 형성하는 압착 블록을 포함하는 구조로 이루어져 있다.In one specific example, the apparatus according to the present invention, the heat sealing block for forming a sealing portion by heat fusion by heating and pressing the outer peripheral surface of the battery case in which the electrode assembly is mounted in the housing in the vertical direction, and the sealing portion of It consists of a structure including a crimping block for crimping the outer end in the lateral direction to form a closed portion.
본 발명에 따른 장치는 종래의 이차전지 제조 장치와 비교하여, 밀폐부의 형성을 위한 압착 블록을 포함하고 있다는 점에 특징이 있다.Compared with the conventional secondary battery manufacturing apparatus, the apparatus according to the present invention is characterized in that it comprises a crimping block for forming a seal.
또한, 본 발명은 상기 이차전지를 단위전지로서 포함하고 둘 이상 포함하는 중대형 전지팩과, 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공할 수 있다.In addition, the present invention may provide a medium-large battery pack including the secondary battery as a unit cell and including at least two, and a device including the battery pack as a power source.
본 발명에 따른 전지팩은 모바일 기기 뿐만 아니라, 우수한 수명 특성과 안전성 등을 고려할 때, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등에 바람직하게 사용될 수 있다.The battery pack according to the present invention may be preferably used in electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, power storage devices, etc. in consideration of excellent life characteristics and safety, as well as mobile devices.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 라미네이트 시트의 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지에 의한 밀폐부가 금속층의 외측 단부에 형성되어 있어서, 금속층의 외부 노출에 따른 절연저항의 파괴, 부식 문제 등을 해결하여, 궁극적으로 이차전지의 수명 특성과 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the secondary battery according to the present invention, a sealing part made of an electrically insulating resin derived from the resin layer of the laminate sheet is formed at the outer end of the metal layer. Etc., ultimately, the life characteristics and safety of the secondary battery can be improved.
도 1은 종래의 라미네이트 시트로 형성된 파우치형 전지의 분해 사시도이다;
도 2는 도 1의 라미네이트 시트의 실링부를 형성하는 과정의 단면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 전지케이스에 대한 사시도이다;
도 4는 도 3의 라미네이트 시트의 실링부를 형성하는 과정의 단면 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 밀폐부를 형성하는 과정의 단면 모식도이다;
도 6은 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 밀폐부를 형성하는 과정의 단면 모식도이다.1 is an exploded perspective view of a pouch type battery formed of a conventional laminate sheet;
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process of forming a sealing portion of the laminate sheet of FIG. 1; FIG.
3 is a perspective view of a battery case of a secondary battery according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic cross-sectional view of a process of forming a sealing portion of the laminate sheet of FIG. 3;
5 is a schematic cross-sectional view of a process of forming a sealed part of a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic cross-sectional view of a process of forming a sealed part of a secondary battery according to another embodiment.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지의 전지케이스에 대한 사시도가 도시되어 있고, 고 4에는 도 3의 라미네이트 시트의 실링부를 형성하는 과정의 단면 모식도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 밀폐부를 형성하는 과정의 단면 모식도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 라미네이트 시트와 전지케이스를 동일 부호인 120으로 나타낸다. Figure 3 is a perspective view of a battery case of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional schematic diagram of the process of forming the sealing portion of the laminate sheet of Figure 3 is shown in Figure 4, Figure 5 A schematic cross-sectional view of a process of forming a closure according to an embodiment of the present invention is shown. For convenience of explanation, hereinafter, the laminate sheet and the battery case are denoted by the
이들 도면을 참조하면, 이차전지(100)는 고분자 수지의 실란트층(120a), 내구성 고분자 수지의 외층(120c) 및 가스와 수분에 대한 차단성 금속층(120b)을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스(120) 내부에 전극조립체(130)가 내장되어 있고, 전극조립체(130)에 전기적으로 연결된 전극단자들(140, 150)이 전지케이스(120)의 일측 단부로 돌출되어 있다,Referring to these drawings, the
라미네이트 시트(120)의 외주면을 가압 가열하여 열융착 부위(160)를 형성하는 열융착 과정(도 4 참조)에서 바깥쪽으로 일부 압출된 실린트층의 고분자 수지로부터 유래된 절연성 수지(220)가 압착되어 열융착 부위(160)의 외측 단부에서 금속층(120b)의 밀폐부(200)가 형성(도 5 참조)된다.In the heat fusion process (see FIG. 4) to pressurize and heat the outer circumferential surface of the
이러한 밀폐부(200)는 금속층(120b)의 단부가 외부 환경에 노출되는 것을 근본적으로 막아, 절연저항의 파괴, 부식 문제 등을 미연에 방지한다.The sealing
밀폐부(200)의 형성을 위한 장치(300)는, 전극조립체(130)가 수납부에 탑재되는 전지케이스(120)의 외주면을 상하 방향에서 가열 가압하여 열융착에 의해 실링부위(160)를 형성하는 히트 실링 블록(310), 및 실링부위(160)의 외측 단부를 측면 방향에서 압착하여 밀폐부(200)를 형성하는 압착 블록(320)을 포함하고 있으며, 압착 블록(320)은 가열 가압에 의해 밀폐부(200)를 형성한다.The
이렇게 압출되는 고분자 수지(220)는 실린트층(120a)의 고분자 수지의 전체 중량을 기준으로 약 10%이고, 밀폐부(200)의 두께(w)는 약 200 ㎛로 형성되어 있다.The extruded
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밀폐부를 형성하는 과정의 단면 모식도가 도시되어 있다. Figure 6 is a schematic cross-sectional view of the process of forming a seal according to another embodiment of the present invention.
도 6을 도 3 내지 도 5와 함께 참조하면, 밀폐부(200')의 일부가 라미네이트 시트(120)의 외층(120c)의 상면(121)까지 연장되어 있어서, 밀착력과 밀폐력이 더욱 향상될 수 있다.Referring to FIG. 6 together with FIGS. 3 to 5, a part of the sealing
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (16)
상기 전극조립체에 전기적으로 연결된 전극단자들이 전지케이스의 일측 단부 또는 양측 단부로 돌출되어 있고,
상기 전지케이스의 외주면에 위치한 열융착 부위(실링부위)의 외측 단부에서, 금속층의 외측 단부에는 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지에 의한 밀폐부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지. A secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer,
Electrode terminals electrically connected to the electrode assembly protrude to one end or both ends of the battery case,
A secondary battery, characterized in that a sealing portion made of an electrically insulating resin derived from the resin layer is formed at the outer end of the heat-sealed portion (sealing portion) located on the outer circumferential surface of the battery case.
(a) 전지케이스의 수납부에 전극조립체를 탑재하는 과정;
(b) 상기 전지케이스의 외주면을 열융착 밀봉하여 실링부위를 과정;
(c) 상기 실링부위의 외측 단부에서, 라미네이트 시트의 수지층으로부터 유래된 전기절연성 수지를 압착하여 금속층의 외측 단부에 밀폐부를 형성하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.As a method of manufacturing a secondary battery according to claim 1,
(a) mounting an electrode assembly on a storage part of the battery case;
(b) heat sealing the outer circumferential surface of the battery case to seal the sealing portion;
(c) forming an airtight portion at the outer end of the metal layer by compressing the electrically insulating resin derived from the resin layer of the laminate sheet at the outer end of the sealing portion;
Secondary battery manufacturing method comprising a.
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