KR20120070851A - Secondary battery having electrode lead comprising conducting polymer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 향상된 전지 안전성을 제공하는 전극 리드를 사용하는 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체와 상기 전극조립체에 함침되어 있는 전해액, 상기 전극조립체와 전해액을 밀봉하고 있는 전지케이스, 및 상기 전극조립체의 양극과 음극을 외부 디바이스에 전기적 연결하기 위한 입출력 단자로서, 전지케이스를 경유하여 전지 외부로 돌출되어 있고, 전지의 온도 상승시 용융되거나 또는 저항이 상승하여 전기적 연결을 차단할 수 있는 전도성 고분자를 포함하고 있는 전극 리드를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery using an electrode lead that provides improved battery safety, and more particularly, to an electrode assembly having an anode / separation membrane / cathode structure, an electrolyte solution impregnated in the electrode assembly, the electrode assembly, and an electrolyte solution. A battery case that is sealed, and an input / output terminal for electrically connecting the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly to an external device. The battery case protrudes out of the battery via the battery case and melts or increases resistance when the temperature of the battery increases. It relates to a secondary battery comprising a configuration including an electrode lead containing a conductive polymer that can block the electrical connection.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on secondary batteries that can meet various needs have been conducted.
이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, PDA, 노트북 등의 모바일, 와이어리스 전자기기 뿐만 아니라 전기자전거(E-bike), 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.Rechargeable batteries are not only mobile phones, digital electronics such as mobile phones, digital cameras, PDAs, notebooks, etc., but also energy sources for power devices such as electric bicycles (EVs), electric vehicles (EVs), and hybrid electric vehicles (HEVs). It is attracting a lot of attention.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 전지셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용됨에 반하여, 노트북, 전기자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 전지셀들(이하에서는, 때때로 멀티-셀로 칭하기도 함)을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다.Small battery packs with one battery cell are used for small devices such as mobile phones and cameras, while two or more battery cells (hereinafter, sometimes referred to as multi-cells) are used for medium and large devices such as notebooks and electric vehicles. Medium or large battery packs in which battery packs are connected in parallel and / or in series are used.
리튬 이차전지는 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 반해 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 과충전, 과방전, 고온에의 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성 요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스가 발생하고 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 상기 분해반응을 더욱 촉진하여 급기야 발화 또는 폭발을 초래하기도 한다.Lithium secondary batteries have a problem of low safety while having excellent electrical characteristics. For example, lithium secondary batteries cause decomposition reactions of battery components, such as active materials and electrolytes, under abnormal operating conditions such as overcharge, overdischarge, exposure to high temperatures, and electrical short circuits to generate heat and gas, resulting in high temperature and high pressure. The condition of may further accelerate the decomposition reaction, resulting in an air ignition or explosion.
따라서, 리튬 이차전지에는 과충전, 과방전, 과전류시 전류를 차단하는 보호회로, 온도 상승시 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient Element), 가스 발생에 따른 압력 상승시 전류를 차단하거나 가스를 배기하는 안전벤트 등의 안전 시스템이 구비되어 있다. 예를 들어, 원통형의 소형 이차전지에서는 원통형 캔에 내장되어 있는 양극/분리막/음극의 전극조립체(발전소자) 상부에 PTC 소자 및 안전벤트가 통상 설치되어 있고, 각형 또는 파우치형의 소형 이차전지에서는 발전소자가 밀봉된 상태로 내장되어 있는 각형 캔 또는 파우치형 케이스의 상단에 보호회로 모듈, PTC 소자 등이 일반적으로 탑재되어 있다.Therefore, the lithium secondary battery includes a protection circuit that blocks current during overcharge, over discharge, and overcurrent, a PTC element (Positive Temperature Coefficient Element) that blocks current by increasing resistance when temperature rises, and a current when pressure rises due to gas generation. Safety systems are provided, such as safety vents to shut off or vent the gases. For example, in a cylindrical small secondary battery, a PTC element and a safety vent are usually installed on an electrode assembly (power generation element) of a cathode / separator / cathode embedded in a cylindrical can. Protection circuit modules and PTC elements are generally mounted on top of a rectangular can or pouch case in which the generator is sealed.
리튬 이차전지의 안전성 문제는 멀티-셀 구조의 중대형 전지팩에서 더욱 심각하다. 멀티-셀 구조의 전지팩에서는 다수의 전지셀들이 사용됨으로 인해 일부 전지셀에서의 작동 이상은 다른 전지셀들로 연쇄반응을 유발할 수 있고, 그로 인한 발화 및 폭발은 자칫 대형 사고를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서, 중대형 전지팩에는 과방전, 과충전, 과전류 등으로부터 전지셀을 보호하기 위한 퓨즈, 바이메탈, BMS (Battery Management System) 등의 안전 시스템이 구비되어 있다.The safety problem of the lithium secondary battery is more serious in the medium-large battery pack of the multi-cell structure. In the battery pack of the multi-cell structure, due to the use of a large number of battery cells, the abnormal operation in some battery cells may cause a chain reaction to other battery cells, the resulting ignition and explosion can lead to large accidents to be. Accordingly, the medium and large battery packs are provided with safety systems such as fuses, bimetals, and battery management systems (BMSs) for protecting the battery cells from overdischarge, overcharge, overcurrent, and the like.
그러나, 리튬 이차전지는 계속적인 사용, 즉, 계속적인 충방전 과정에서 발전소자, 전기적 연결부재 등이 서서히 열화되는 바, 예를 들어, 발전소자의 열화는 전극재료, 전해질 등의 분해에 의해 가스를 유발하며 그로 인해 전지셀(캔, 파우치형 케이스)은 서서히 팽창하게 된다. 또한, 일반적으로 정상적인 상태에서는 안전 시스템인 BMS가 과방전, 과충전, 과전류 등을 탐지하고 전지팩을 제어/보호하고 있으나, 비정상적인 상황에서 BMS가 미작동시에는 위험성 및 안전에 대한 전지팩 제어가 어려워진다. However, lithium secondary batteries are deteriorated gradually during continuous use, that is, during continuous charging and discharging, such as power generators, electrical connection members, and the like. This causes the battery cells (cans, pouch cases) to expand slowly. In addition, in general, BMS, a safety system, detects overdischarge, overcharge, and overcurrent, and controls / protects the battery pack. However, when the BMS is inoperative in an abnormal situation, it becomes difficult to control the battery pack for risk and safety. .
중대형 전지팩은 일반적으로 다수의 전지셀들이 일정한 케이스 내에 고정된 상태로 장착되어 있는 구조로 되어 있으므로, 각각의 팽창된 전지셀들은 한정된 케이스 내에서 더욱 가압되고, 비정상적인 작동 조건 하에서 발화 및 폭발의 위험성이 크게 높아진다.Since medium and large battery packs generally have a structure in which a plurality of battery cells are fixedly mounted in a predetermined case, each expanded battery cell is further pressurized in a limited case, and there is a risk of fire and explosion under abnormal operating conditions. This greatly increases.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a very high need for a technology that can fundamentally solve these problems.
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 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 거듭한 끝에, 소정의 전도성 고분자 물질을 포함하는 구조의 전극 리드를 개발하였고, 이러한 전극 리드를 사용한 이차전지는 온도에 직접 반응하여 전기적 연결을 차단하는 방식으로 작동함으로써, 전지팩의 비정상적인 작동이나 장기간의 충방전에 따른 열화로 인해 전지셀이 팽창할 때의 압력을 이용하여 셀 리드가 끊어지도록 하는 기존의 기술이 가진 문제점(즉, 셀이 팽창하는 단계에 접어들면 이미 전기적, 열화학적으로 위험성을 내포하게 됨)을 근본적으로 해결할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the inventors of the present application have developed an electrode lead having a structure containing a predetermined conductive polymer material, and the secondary battery using the electrode lead reacts directly with temperature to cut off the electrical connection. By operating in such a way, there is a problem with the existing technology of breaking the cell lead by using the pressure when the battery cell expands due to abnormal operation of the battery pack or deterioration due to prolonged charging and discharging. Entering the step has already been found to be able to fundamentally solve the electrical and thermochemical risks), and came to complete the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, Therefore, the secondary battery according to the present invention,
양극/분리막/음극 구조의 전극조립체와 상기 전극조립체에 함침되어 있는 전해액;An electrode assembly having an anode / separation membrane / cathode structure and an electrolyte solution impregnated in the electrode assembly;
상기 전극조립체와 전해액을 밀봉하고 있는 전지케이스; 및A battery case sealing the electrode assembly and the electrolyte solution; And
상기 전극조립체의 양극과 음극을 외부 디바이스에 전기적 연결하기 위한 입출력 단자로서, 전지케이스를 경유하여 전지 외부로 돌출되어 있고, 전지의 온도 상승시 용융되거나 또는 저항이 상승하여 전기적 연결을 차단할 수 있는 전도성 고분자를 포함하고 있는 전극 리드;An input / output terminal for electrically connecting the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly to an external device, protruding out of the battery via a battery case, and capable of blocking electrical connection by melting or increasing resistance when the temperature of the battery increases. An electrode lead containing a polymer;
를 포함하는 것으로 구성되어 있다.It is configured to include.
본 발명에 따른 이차전지는 전극 리드에 전도성 고분자가 포함되어 있어서, 정상적인 작동 조건에서는 전극 리드의 본연의 기능, 즉, 통전 기능을 방해하지 않으면서도, 비정상적인 작동 조건, 예를 들어, 과전류의 통전으로 인해 전극 리드가 고온이 될 때, 상기 전도성 고분자 물질이 용융되거나 저항이 상승하면서 전극 리드 자체가 차단되도록 하여 전기적 연결을 차단할 수 있다.In the secondary battery according to the present invention, a conductive polymer is included in the electrode lead, and under normal operating conditions, the battery may be operated under abnormal operating conditions, for example, overcurrent, without disturbing its original function, that is, conduction function. Due to the high temperature of the electrode leads, the conductive polymer material may be melted or the resistance may be increased while the resistance of the electrode leads is blocked, thereby blocking the electrical connection.
하나의 바람직한 예로서, 상기 전도성 고분자 물질은 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리티오펜, 및 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다. 이들 고분자 물질들은 온도 상승에 따라 소정의 온도에 도달하였을 때 용융되거나 저항이 상승하는 특성을 가지고 있다. 특히, 바람직하게는 폴리아닐린일 수 있다. 폴리아닐린은 금속과 대등한 전기 전도성을 가지며, 금속에 비해 용융점이 비교적 낮아, 전지의 안전성을 위협하는 고온에 도달할 때 용융되어 소망하는 단전을 이룰 수 있다.As one preferred embodiment, the conductive polymer material may be at least one compound selected from the group consisting of polyaniline, polyacetylene, polyphenylene, polythiophene, and polypyrrole. These polymer materials have a property of melting or increasing resistance when reaching a predetermined temperature with increasing temperature. In particular, it may be preferably polyaniline. Polyaniline has an electrical conductivity comparable to that of metals, and has a relatively low melting point compared to metals, so that the polyaniline may be melted when reaching a high temperature that threatens the safety of the battery, thereby achieving desired disconnection.
이러한 폴리아닐린의 분자량은 50,000 내지 1,000,000인 것이 바람직하다. 분자량이 너무 낮은 고분자는 소망하는 전기 전도도를 발휘하기 어려울 수 있고, 반대로 분자량이 너무 큰 고분자는 합성 과정에서 부반응이 일어나 고분자의 물성에 부정적인 영향을 끼칠 수 있으므로 바람직하지 않다.The molecular weight of such polyaniline is preferably 50,000 to 1,000,000. Too low a molecular weight polymer may be difficult to exhibit the desired electrical conductivity, on the contrary, too high a molecular weight is undesirable because side reactions occur in the synthesis process may adversely affect the physical properties of the polymer.
상기 전도성 고분자는 다양한 형태로 전극 리드에 포함될 수 있는 바, 하나의 예로서, 상기 전극 리드가 전도성 고분자 자체로 이루어질 수 있다. The conductive polymer may be included in the electrode lead in various forms. As an example, the electrode lead may be made of the conductive polymer itself.
또 다른 예로서, 전도성 고분자의 매트릭스에 금속 분말 및/또는 탄소 분말의 필러가 포함되어 있는 전도성 고분자 복합체로 전극 리드가 이루어질 수도 있다. 이러한 복합체 구조의 전극 리드는 금속 분말 및/또는 탄소 분말의 필러에 의해 전기 전도도를 더욱 향상시킬 수 있고, 기계적 강성을 높일 수 있는 장점이 있다.As another example, the electrode lead may be made of a conductive polymer composite in which a filler of metal powder and / or carbon powder is included in the matrix of the conductive polymer. The electrode lead of such a composite structure can further improve the electrical conductivity by the filler of the metal powder and / or carbon powder, and has the advantage of increasing the mechanical rigidity.
이 경우, 상기 금속 분말은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 은 분말, 알루미늄 분말, 구리 분말, 철 분말, 니켈 분말 등이 사용될 수 있다.In this case, the metal powder is not particularly limited, and for example, silver powder, aluminum powder, copper powder, iron powder, nickel powder, or the like may be used.
하나의 바람직한 예에서, 상기 전도성 고분자의 융점은 80℃ 내지 150℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90℃ 내지 140℃의 범위일 수 있다. 만일 융점이 너무 높게 되면, 온도 상승 과정에서 전도성 고분자가 용융되기 전에 전지케이스 밀봉부가 먼저 용융되면서 전지케이스 내부에 밀봉되어 있던 전해액 등이 누출되기 시작하는 문제점이 발생하고, 융점이 너무 낮게 되면, 정상적인 작동 조건에서도 전극 리드가 단전될 수 있으므로, 바람직하지 않다.In one preferred embodiment, the melting point of the conductive polymer is preferably 80 ℃ to 150 ℃, more preferably 90 to 140 ℃ range can be. If the melting point is too high, there is a problem that the battery case sealing portion first melts before the conductive polymer is melted in the temperature rise process, and the electrolyte, which is sealed inside the battery case, begins to leak. It is not preferable because the electrode leads may be disconnected even under operating conditions.
상기와 같은 온도 조건은 저항이 증가하는 온도 조건에도 그대로 적용될 수 있다. 즉, 상기와 같은 온도 조건에서 저항이 상승하도록 설정하여, 안전성 담보를 위한 전류 차단의 작용을 수행할 수 있다. The above temperature condition may be applied as it is to the temperature condition in which the resistance increases. That is, by setting the resistance to rise in the above temperature conditions, it is possible to perform the function of the current blocking for the security security.
상기 전극 리드는 너비가 3 내지 8 mm이고, 두께가 0.1 내지 0.5 mm인 것이 바람직하다.The electrode lead is preferably 3 to 8 mm in width and 0.1 to 0.5 mm in thickness.
본 발명에 따른 이차전지는 상기와 같은 특징을 가진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 앞서 설명한 바와 같은 리튬 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다. The secondary battery according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above characteristics, and may be preferably applied to the lithium secondary battery as described above.
본 발명의 이차전지는 특히 고온 안전성 등이 요구되는 디바이스의 전원인 전지팩의 단위전지로 사용될 수 있다.In particular, the secondary battery of the present invention may be used as a unit battery of a battery pack which is a power source of a device requiring high temperature safety and the like.
바람직하게는, 상기 디바이스는 모바일 전자기기, 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 또는 플러그-인(Plug-in) 하이브리드 전기자동차(HEV) 또는 전력저장 장치일 수 있다.Preferably, the device may be a mobile electronic device, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (HEV) or a power storage device.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이차전지는 전도성 고분자를 포함하는 전극 리드를 포함함으로써, 정상적인 작동 조건에서는 전극 리드가 본연의 통전 기능을 수행하면서, 온도가 지나치게 상승하는 비정상적인 작동 조건에서는 전극 리드가 전지의 온도 변화에 민감하게 반응하여 단점을 이룸으로써 높은 안전성을 제공할 수 있다.As described above, the secondary battery of the present invention includes an electrode lead containing a conductive polymer, and thus, the electrode lead is a battery under abnormal operating conditions in which the temperature rises excessively while the electrode lead performs an inherently energizing function under normal operating conditions. By reacting sensitively to the temperature change of, achieving the disadvantage can provide high safety.
이하에서는, 본 발명을 구체적으로 실시하기 위하여 발명의 내용을 더욱 상술하지만 이는, 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.In the following, the present invention will be described in more detail in order to practice the present invention in detail, which is intended to facilitate understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따른 이차전지는, 양극와 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. The secondary battery according to the present invention may have a structure in which a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte solution is impregnated in an electrode assembly having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode.
본 발명에 따른 이차전지의 기타 성분들에 대해서는 이하에서 상술한다.Other components of the secondary battery according to the present invention will be described below.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 탭이 형성된 부위를 제외한 나머지 부위에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 포함하고 있는 양극 합제를 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared by, for example, applying a positive electrode mixture containing a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder to the remaining portions of the positive electrode current collector except for the portion where the tab is formed. Therefore, further fillers may be added to the mixture.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the surface of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like can be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+yMn2-yO4 (여기서, y 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, y = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-yMyO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, y = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + y Mn 2-y O 4 (where y is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , Cu 2 V 2 O 7 and the like; Ni-site-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-y M y O 2 , wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, or Ga, and y = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-y M y O 2 , wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and y = 0.01 to 0.1, or Li 2 Mn 3 MO 8 , where M = Fe, Co, Lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding the active material and the conductive material to the current collector, and is generally added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluorine rubber, various copolymers, and the like.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
반면에, 음극은 음극 집전체 시트 상에 탭이 형성될 부위를 제외한 나머지 부위에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode is manufactured by applying, drying, and pressing the negative electrode active material to the remaining portions except for the portion where the tab is to be formed on the negative electrode current collector sheet, and optionally, the conductive material, binder, filler, etc. may be selectively It may be further included.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like, aluminum-cadmium alloy, and the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.
상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may be, for example, carbon such as hardly graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Li x WO 2 (0 ≦ x ≦ 1), Sn x Me 1-x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 <x ≦ 1; 1 ≦ y ≦ 3; 1 ≦ z ≦ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. As such a separator, for example, olefin polymers such as chemical resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. As the electrolyte solution, a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다. As the non-aqueous organic solvent, for example, N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butylo lactone, 1,2-dime Methoxy ethane, tetrahydroxy franc, 2-methyl tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolon, formamide, dimethylformamide, dioxoron, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, Methyl acetate, phosphate triester, trimethoxy methane, dioxorone derivative, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ether, Aprotic organic solvents such as methyl pyroionate, ethyl propionate, and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.As the inorganic solid electrolyte, for example, Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides, sulfates, and the like of Li, such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 , and the like, may be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.
본 발명의 이차전지는 상기 방법으로 제조되는 전극조립체로서, 이온 함유 전해액으로 함침된 상태에서 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 전극조립체의 양극와 음극을 외부 디바이스에 전기적 연결하기 위한 입출력 단자로서, 전지 외부로 돌출되어 있고, 전지의 온도 상승시 용융되거나 또는 저항이 상승하여 전기적 연결을 차단할 수 있도록 전도성 고분자를 포함하고 있는 전극 리드를 포함하는 구성을 제공한다. The secondary battery of the present invention is an electrode assembly manufactured by the above method, and has a structure that is embedded in a battery case impregnated with an ion-containing electrolyte solution, and an input / output terminal for electrically connecting the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly to an external device. The present invention provides a configuration including an electrode lead protruding out of a cell and including a conductive polymer so as to block electrical connection by melting or increasing resistance when the temperature of the cell rises.
상기 전극 리드는 전지의 비정상적인 작동 상태, 예를 들어, 과전류가 흐르는 외부단락(external short)시 상대적으로 큰 발열을 초래하고, 결과적으로 과전류 발생시 자동적으로 파괴되거나 저항이 상승하여 더 이상의 통전을 방지하므로 전지의 안전소자로 작동할 수 있다. The electrode lead causes a relatively large heat generation in an abnormal operating state of the battery, for example, an external short through which overcurrent flows, and as a result, when the overcurrent occurs, the electrode lead is automatically destroyed or the resistance increases to prevent further energization. Can act as a battery safety element.
이러한 원리를 상술하면 다음과 같다. This principle is described in detail as follows.
일반적으로 저항 및 전류와 발열량과의 관계는 하기 식 2로 표시된다.In general, the relationship between the resistance and the current and the calorific value is expressed by the following equation.
R=R0 (1 + aT) (1)R = R 0 (1 + aT) (1)
W = I2 x R (2)W = I 2 x R (2)
상기 식에서, T는 온도이며, a는 도체의 종류에 따라 변하는 상수이다. W는 발열량이고, I는 전류이며, R은 저항이다. In the above formula, T is a temperature and a is a constant that varies depending on the type of conductor. W is a calorific value, I is a current, and R is a resistance.
본 발명에 따른 이차전지에서, 전극 리드는 전도성 고분자를 포함함으로써, 과전류의 통전시 고온이 발생하는 경우, 상기 식 1에서와 같이 저항이 증가함에 따라, 전극 리드의 발열량은 상기 식 2에서와 같이 급격히 증가하고, 이로 인해, 고분자 물질이 융점 이상에 도달하게 되면 고분자는 녹으면서 전극 리드 자체가 파단되어 전기적 연결을 차단할 수 있게 된다.In the secondary battery according to the present invention, since the electrode lead includes a conductive polymer, when a high temperature is generated during energization of overcurrent, as the resistance increases as in Equation 1 above, the calorific value of the electrode lead is as in Equation 2 above. When the polymer material reaches a melting point or more rapidly, the polymer lead melts and the electrode lead itself breaks, thereby blocking the electrical connection.
상기 전극 리드가 파단될 정도 또는 단전을 이룰 정도의 저항 증가를 초래하는 과전류의 범위는 단위전지의 구조, 크기, 수, 작동 전압 등 단위전지와 전지팩의 구성과 관련된 다양한 요소들에 의해 결정될 수 있다. 일 예로, 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차의 동력원으로서의 중대형 전지팩에서는 정상적인 작동조건에서 통상 50 ~ 100A의 전류가 흐르고 최대 150 ~ 250 A의 전류가 흐른다. 이러한 전지팩의 단위전지에 대략 500A 이상의 전류가 흐르면 스웰링(swelling) 현상이 나타나고, 대략 1600 A 이상의 전류가 흐르면 전극 리드에 인접한 전지케이스의 밀봉부가 일부 분리되며, 대략 1800 ~ 2000 A 이상의 전류가 흐르면 밀봉부의 분리와 함께 전해액 성분 등이 분무 (smoke) 형태로 분출되어 과열된 전극 리드에 의해 발화가 유발된다. The range of overcurrent that causes an increase in resistance such that the electrode lead breaks or shorts out may be determined by various factors related to the unit cell and the battery pack configuration, such as the structure, size, number, and operating voltage of the unit cell. have. For example, in a medium-large battery pack as a power source of an electric vehicle and a hybrid electric vehicle, a current of 50 to 100 A flows and a maximum of 150 to 250 A flows under normal operating conditions. When a current of about 500 A or more flows through the unit cell of the battery pack, a swelling phenomenon occurs. When a current of about 1600 A or more flows, a part of the battery case adjacent to the electrode lead is separated, and a current of about 1800 to 2000 A or more is applied. When flowing, the electrolyte component and the like are ejected in the form of a spray along with the separation of the seal, causing ignition by the overheated electrode lead.
따라서, 본 발명에서 전극 리드의 파단 또는 저항 증가를 유발하는 과전류의 크기는 밀봉부의 분리를 유발하지 않거나 적어도 휘발성 성분의 누출을 유발하지 않을 정도의 전류 크기를 의미한다. Therefore, in the present invention, the magnitude of the overcurrent that causes breakage or increase in resistance of the electrode lead means a magnitude of current that does not cause separation of the seal or at least does not cause leakage of volatile components.
본 발명은 또한, 상기와 같은 이차전지들을 하나 또는 둘 이상 포함하는 것으로 구성된 중대형 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a medium-large battery pack consisting of one or more secondary batteries as described above.
일반적으로 중대형 전지팩은 단위전지들을 다수 개 전기적으로 연결하여 구성된다. 대용량 뿐만 아니라, 고출력을 목적으로 하는 경우에는, 적어도 일부 또는 전체 단위전지들이 직렬로 연결되므로, 이러한 직렬 연결의 단위전지들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 단위전지는 상기와 같은 이차전지로 구성되어 있다. 직렬 연결에서는 일부의 단위전지라도 단전되는 경우에는 전지팩 시스템의 작동이 중지되므로 본 발명에서 목적하는 안전성을 확보할 수 있다.In general, a medium-large battery pack is configured by electrically connecting a plurality of unit cells. In the case of high output as well as a large capacity, since at least some or all of the unit cells are connected in series, at least one or two or more of the unit cells of the series connection is configured as the secondary battery. In the series connection, even if some unit electricity is interrupted, the operation of the battery pack system is stopped, thereby ensuring the desired safety in the present invention.
구체적으로, 중대형 전지팩의 비정상적인 작동으로 인해 순간적으로 과전류가 흐를 때, 과열된 전극단자의 열이 전지케이스의 밀봉부로 전도되어 상기 밀봉부가 분리되기 전에 전극 리드가 파단되거나 저항 증가에 의해 단전되어, 전해액 등 발화성 물질의 유출을 막고 전지의 작동을 멈춤으로써, 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 이차전지는 앞서 언급한 바와 같이, 밀봉부의 분리가 일어나는 전류 크기보다 상대적으로 작은 과전류 하에서 전극 리드가 파단 또는 그것의 저항 증가에 의해 전지의 안전성을 확보하는 효과를 발휘한다.Specifically, when an overcurrent flows momentarily due to abnormal operation of the medium-large battery pack, the heat of the overheated electrode terminal is conducted to the seal of the battery case, and the electrode lead is broken or disconnected by an increase in resistance before the seal is separated. By preventing the outflow of flammable substances such as electrolyte and stopping the operation of the battery, safety can be ensured. In addition, as described above, the secondary battery has an effect of securing the safety of the battery by breaking the electrode lead or increasing its resistance under an overcurrent that is relatively smaller than the amount of current at which the seal is separated.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
Claims (15)
상기 전극조립체와 전해액을 밀봉하고 있는 전지케이스; 및
상기 전극조립체의 양극과 음극을 외부 디바이스에 전기적 연결하기 위한 입출력 단자로서, 전지케이스를 경유하여 전지 외부로 돌출되어 있고, 전지의 온도 상승시 용융되거나 또는 저항이 상승하여 전기적 연결을 차단할 수 있는 전도성 고분자를 포함하고 있는 전극 리드;
를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.An electrode assembly having an anode / separation membrane / cathode structure and an electrolyte solution impregnated in the electrode assembly;
A battery case sealing the electrode assembly and the electrolyte solution; And
An input / output terminal for electrically connecting the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly to an external device, protruding out of the battery via a battery case, and capable of blocking electrical connection by melting or increasing resistance when the temperature of the battery increases. An electrode lead containing a polymer;
Secondary battery, characterized in that consisting of a configuration comprising a.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN108198991A (en) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | Battery and its temperature-sensitive lug |
WO2020116799A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery module with improved safety, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack |
WO2020251128A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 주식회사 엘지화학 | Terminal busbar for improving safety, and battery module and battery pack comprising same |
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2010
- 2010-12-22 KR KR1020100132348A patent/KR20120070851A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108198991A (en) * | 2017-12-25 | 2018-06-22 | 惠州Tcl金能电池有限公司 | Battery and its temperature-sensitive lug |
WO2020116799A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | 주식회사 엘지화학 | Battery module with improved safety, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack |
US11658364B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-05-23 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module with improved safety, battery pack including the battery module and vehicle including the battery pack |
WO2020251128A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 주식회사 엘지화학 | Terminal busbar for improving safety, and battery module and battery pack comprising same |
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