KR20130004460A - Lithium polymer secondary battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A lithium polymer secondary battery is provided to protect an electrode assembly and an electrode terminal from mechanical impacts without a separate external pack. CONSTITUTION: A lithium polymer secondary battery(100) comprises: an electrode assembly(110) which comprises a first electrode, a separator, and a second electrode; a cover which comprises a first cover(130) sealing the upper part of the electrode assembly, and a second cover(14) sealing the lower part of the electrode assembly; an exterior surrounding a whole part of the electrode assembly and a part of sides of the first and second cover; and a terminal protection unit(150) which is located between the electrode assembly and the first cover, combined with the electrode terminal of the electrode assembly and protecting the electrode terminal.

Description

리튬 폴리머 이차 전지{Lithium Polymer Secondary Battery}Lithium Polymer Secondary Battery

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬 폴리머 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a lithium polymer secondary battery.

일반적으로 리튬 폴리머 이차전지는 양극판과 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터로 구성된 전극조립체를 전해액과 함께 파우치형 외장 케이스에 수납하게 된다. In general, a lithium polymer secondary battery accommodates an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between these two electrode plates together with an electrolyte in a pouch type outer case.

이러한 리튬 폴리머 이차전지는 전극단자를 보호하기 위한 구조가 마련되지 않아 외부의 기계적인 충격에 약한 단점이 있다.The lithium polymer secondary battery does not have a structure for protecting the electrode terminal has a weak disadvantage in the external mechanical impact.

특히 고용량 전지의 경우에는 다수의 단위 전극과 세퍼레이터로 형성된 적층형 또는 권취형 전극조립체가 사용된다. 이러한 고용량의 리튬 폴리머 이차전지는 다수의 전극탭이 인출되므로 전극탭이 유동되면 전기적인 단락이 발생될 수 있다. In particular, in the case of a high capacity battery, a stacked or wound electrode assembly formed of a plurality of unit electrodes and a separator is used. In this high capacity lithium polymer secondary battery, since a plurality of electrode tabs are drawn out, when the electrode tabs flow, an electrical short may occur.

아울러 고용량 전지는 전극조립체의 다수의 전극탭에 의해 전극단자에서 전지의 충방전시 고열이 발생된다. 따라서 열에 대한 노출로 인해 발화 및 폭발의 위험이 있다.In addition, a high capacity battery generates high heat during charging and discharging of a battery at an electrode terminal by a plurality of electrode tabs of an electrode assembly. Therefore, there is a risk of fire and explosion due to exposure to heat.

본 발명의 목적은 외부의 기계적인 충격으로부터 보호하도록 한 리튬 폴리머 전지를 제공함에 있다. It is an object of the present invention to provide a lithium polymer battery which is intended to protect against external mechanical shock.

본 발명의 다른 목적은 고용량 전지에서 다수의 전극탭을 포함하는 전극단자의 유동을 방지하여 전극탭의 유동으로 인한 전기적인 단락을 방지하도록 한 리튬 폴리머 전지를 제공함에 있다. Another object of the present invention to provide a lithium polymer battery to prevent the electrical short circuit due to the flow of the electrode tab by preventing the flow of the electrode terminal including a plurality of electrode tab in a high capacity battery.

본 발명의 또 다른 목적은 고용량 전지에서 다수의 전극탭을 포함하는 전극단자의 열 노출로 인한 전지의 발화 및 폭발의 위험을 예방하도록 한 리튬 폴리머 전지를 제공함에 있다.Another object of the present invention to provide a lithium polymer battery to prevent the risk of ignition and explosion of the battery due to the heat exposure of the electrode terminal including a plurality of electrode tabs in a high capacity battery.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1,2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체와; 상기 전극조립체의 외부를 감싸는 외장재와; 상기 외장재를 밀봉하는 커버;를 포함하고, 상기 전극조립체와 상기 커버 사이에는 상기 전극조립체의 전극단자를 보호하는 단자보호부재를 포함하는 리튬 폴리머 이차 전지가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, an electrode assembly including a first electrode and a second electrode, and a separator interposed between the first and second electrodes; An exterior material surrounding the outside of the electrode assembly; And a cover for sealing the exterior material, and a lithium polymer secondary battery including a terminal protection member protecting the electrode terminal of the electrode assembly between the electrode assembly and the cover.

상기 단자보호부재는 상기 전극조립체의 외곽과 대응되는 크기와 형태로 형성된다.The terminal protection member is formed in a size and shape corresponding to the outer periphery of the electrode assembly.

상기 단자보호부재는 외벽을 형성하는 수직부와, 상기 수직부를 연결하는 수평부를 포함한다.The terminal protection member includes a vertical portion forming an outer wall and a horizontal portion connecting the vertical portion.

상기 수평부는 상기 전극단자가 관통되는 단자홀이 형성된다.The horizontal portion is formed with a terminal hole through which the electrode terminal passes.

상기 단자보호부재는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 절연 재질로 형성된다.The terminal protection member is formed of an insulating material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE).

상기 단자보호부재는 상기 외장재의 내측면과 융착되어 고정된다.The terminal protection member is fused and fixed to the inner surface of the exterior member.

상기 단자보호부재는 상기 외장재의 내측면과 분리된다.The terminal protection member is separated from the inner surface of the exterior material.

상기 단자보호부재는 상기 전극조립체와 억지끼움 방식으로 결합된다.The terminal protection member is coupled to the electrode assembly in an interference fit manner.

상기 단자보호부재는 상기 전극조립체에 얹혀지는 상태로 설치된다.The terminal protection member is installed in a state where it is mounted on the electrode assembly.

상기 단자보호부재는 상기 커버와 융착되어 고정된다.The terminal protection member is fused and fixed to the cover.

상기 단자보호부재와 커버 사이에 2차보호소자가 설치되어 상기 전극조립체와 전기적으로 연결된다.A secondary protection device is installed between the terminal protection member and the cover to be electrically connected to the electrode assembly.

상기 2차보호소자는 써멀 퓨즈이다.The secondary protection element is a thermal fuse.

상기 단자보호부재의 상측에는 보호회로를 구비하는 회로기판이 설치된다.On the upper side of the terminal protection member is provided a circuit board having a protection circuit.

상기 회로기판은 상기 커버의 내부에 설치된다.The circuit board is installed inside the cover.

상기 외장재는 양단부인 일측변과 타측변이 융착되어 실링부가 형성된다.The exterior member is fused to one side and the other side of the both ends to form a sealing portion.

상기 외장재는 일측에 전해액을 주입하고 충방전시 발생되는 가스가 배출되는 가스방이 더 구비된다.The exterior material is further provided with a gas chamber for injecting the electrolyte on one side and the gas generated during charging and discharging is discharged.

상기 외장재는 대략 직사각형의 시트인 라미네이트 필름으로 형성된다.The facer is formed from a laminate film that is a substantially rectangular sheet.

상기 외장재는 170~300μm 의 두께로 형성된다.The exterior material is formed to a thickness of 170 ~ 300μm.

상기 외장재는 외부층과 차단층과 내부층이 적층되어 형성된다.The exterior material is formed by stacking an outer layer, a blocking layer, and an inner layer.

상기 커버는 상기 전극 조립체의 상단부를 밀봉하는 제 1 커버 및 상기 전극 조립체의 하단부를 밀봉하는 제 2 커버를 포함다.The cover includes a first cover for sealing the upper end of the electrode assembly and a second cover for sealing the lower end of the electrode assembly.

상기 커버는 내부의 전극탭 수용 공간을 갖는다.The cover has an electrode tab receiving space therein.

상기 커버는 일면이 개방되어 내부의 공간을 갖는 캡의 형태로 형성된다.The cover is formed in the form of a cap having one side opened and having a space therein.

상기 커버의 재질은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)중 선택되는 어느 하나의 재질로 형성된다.The material of the cover is formed of any one material selected from polypropylene (PP) or polyethylene (PE).

상기 커버는 상기 외장재와 융착되어 밀봉한다.The cover is fused and sealed to the exterior material.

상기 융착은 열융착이다.The fusion is thermal fusion.

본 발명은 리튬 폴리머 전지의 셀이 별도의 외부 팩을 구비하지 않고도 외부의 기계적인 충격으로부터 전극조립체와 전극단자가 보호할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect that the electrode assembly and the electrode terminal can be protected from external mechanical impact without the cell of the lithium polymer battery having a separate outer pack.

본 발명은 다수의 전극탭이 일정하게 정렬되도록 하며, 전극탭의 유동을 방지하여 전지 내부의 단락 발생을 방지함으로써 제품의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, a plurality of electrode tabs are uniformly aligned, thereby preventing the flow of electrode tabs, thereby preventing short circuits in the battery, thereby improving reliability of a product.

본 발명은 다수의 전극탭에서 발생되는 고열로 인한 전지의 발화 및 폭발로 인한 안전사고의 위험을 예방하는 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing the risk of safety accidents due to ignition and explosion of the battery due to high heat generated in the plurality of electrode tabs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지의 분해도.
도 2는 도 1의 Ⅱ부 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지의 사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지에서 가스방이 구비된 상태도.1 is an exploded view of a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of part II of FIG. 1. FIG.
Figure 3 is a perspective view of a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a sectional view of Fig. 3; Fig.
5 is a state diagram provided with a gas chamber in a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지의 분해도, 도 2는 도 1의 Ⅱ부 확대도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지의 사시도, 도 4는 도 3의 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지에서 가스방이 구비된 상태도이다.1 is an exploded view of a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of part II of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is Figure 3, Figure 5 is a state diagram provided with a gas chamber in a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차전지(100)는 서로 다른 극성을 갖고 외부로 전류를 전달하는 다수의 전극탭(114)(115)이 각각 부착된 제 1 전극(111) 및 제 2 전극(112)과, 상기 제 1,2 전극(111)(112) 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함하는 전극조립체(110)와; 상기 전극조립체(110)의 외부를 감싸는 외장재(120)와; 상기 외장재(120)의 양단부에 융착, 바람직하게는 열융착되는 제 1,2 커버(130)(140);를 포함한다. 상기 전극조립체(110)는 제 1 전극, 세퍼레이터 및 제 2 전극이 순차적으로 적층하거나, 젤리-롤 타입으로 권취하여 형성한다. 1 to 4, the lithium polymer secondary battery 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has a plurality of electrode tabs 114 and 115 attached to each other having different polarities and transferring current to the outside. An electrode assembly (110) including a first electrode (111) and a second electrode (112) and a separator (113) interposed between the first and second electrodes (111, 112); An exterior member 120 surrounding the outside of the electrode assembly 110; And first and second covers 130 and 140 that are fused and preferably thermally fused to both ends of the exterior member 120. The electrode assembly 110 is formed by sequentially stacking a first electrode, a separator, and a second electrode, or winding a jelly-roll type.

상기 전극조립체(110)와 제 1 커버(130) 사이에는 단자보호부재(150)를 설치하고, 상기 단자보호부재(150)와 제 1 커버(130) 사이에는 2차보호소자를 설치한다. 그리고 상기 단자보호부재(150)의 상부에는 회로기판(170)이 설치된다. A terminal protection member 150 is installed between the electrode assembly 110 and the first cover 130, and a secondary protection device is installed between the terminal protection member 150 and the first cover 130. A circuit board 170 is installed on the terminal protection member 150.

상기 전극조립체(110)는 상기 제 1 전극(111)을 양극판으로 형성하고 상기 제 2 전극(112)을 음극판으로 형성하는 것을 일예로 설명한다. 그러나 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 극성이 바뀌더라도 무방하다.As an example, the electrode assembly 110 forms the first electrode 111 as a positive electrode plate and the second electrode 112 as a negative electrode plate. However, the polarity of the first electrode and the second electrode may be changed.

상기 양극판(111)은, 양극집전체(미도시)와 상기 양극집전체 상에 형성된 양극활물질층(미도시)을 포함하여 이루어진다. 상기 양극집전체의 단부에는 상기 양극활물질층이 형성되지 않은 부분인 양극무지부(미도시)가 형성된다. 상기 양극무지부에는 양극집전체에 모인 전자들이 외부회로로 흘러갈 수 있도록 외부회로와 전기적으로 연결되는 제 1 전극의 전극탭인 양극탭(114)이 부착된다. 상기 양극집전체는 전기전도도가 우수한 알루미늄(Al) 등으로 형성되고, 상기 양극탭 역시 알루미늄(Al) 등으로 형성된다. 상기 양극탭(114)은 상기 양극무지부에 통상적으로 초음파용접으로 용접된다. 상기 양극활물질층은 리튬 이온이 흡장 또는 탈리할 수 있도록 코발트산리튬(LiCoO2)과 같은 리튬 금속 산화물에 도전재와 바인더를 혼합하여 형성한다. 또한, 상기 양극탭(114)이 양극무지부에 용접된 후에는 양극탭의 이탈을 막기 위해 테이프가 부착된다.The positive electrode plate 111 includes a positive electrode current collector (not shown) and a positive electrode active material layer (not shown) formed on the positive electrode current collector. A cathode non-coating portion (not shown), which is a portion where the cathode active material layer is not formed, is formed at an end of the cathode current collector. A cathode tab 114, which is an electrode tab of a first electrode electrically connected to an external circuit, is attached to the anode non-coating portion so that electrons collected in the cathode current collector may flow into an external circuit. The positive electrode current collector is made of aluminum (Al) having excellent electrical conductivity, and the positive electrode tab is also made of aluminum (Al). The positive electrode tab 114 is typically welded by ultrasonic welding to the positive electrode non-coating portion. The cathode active material layer is formed by mixing a conductive material and a binder with a lithium metal oxide such as lithium cobalt (LiCoO 2 ) so that lithium ions can be occluded or desorbed. In addition, after the positive electrode tab 114 is welded to the positive electrode non-coating portion, a tape is attached to prevent the positive electrode tab from being separated.

상기 음극판(112)은 화학반응에 의해 발생한 전자를 모으는 음극집전체(미도시)와, 상기 음극집전체의 상부에 형성된 음극활물질층(미도시)을 포함하여 형성된다. 상기 음극집전체의 단부에는 상기 음극활물질층이 형성되지 않은 음극무지부(미도시)가 형성된다. 상기 음극무지부에는 상기 음극집전체에 모인 전자들을 외부 회로로 흘러갈 수 있도록 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제 2 전극의 전극탭인 음극탭(115)이 부착된다. 상기 음극탭(115)은 음극무지부에서 이탈하지 않도록 테이프가 부착된다. 상기 음극집전체는 통상 전기전도도가 우수한 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 형성되며, 상기 음극탭은 통상 니켈(Ni)로 형성된다. 상기 음극활물질층은 리튬 이온이 흡장, 탈리할 수 있도록 탄소 재료에 도전재와 바인더를 혼합하여 형성된다.The negative electrode plate 112 includes a negative electrode current collector (not shown) that collects electrons generated by a chemical reaction, and a negative electrode active material layer (not shown) formed on the negative electrode current collector. A negative electrode non-coating portion (not shown) is formed at the end of the negative electrode current collector, in which the negative electrode active material layer is not formed. A negative electrode tab 115, which is an electrode tab of a second electrode electrically connected to an external circuit, is attached to the negative electrode non-coating portion so that electrons collected in the negative electrode current collector may flow to an external circuit. The negative electrode tab 115 is attached to the tape so as not to leave the negative electrode uncoated portion. The negative electrode current collector is usually formed of copper (Cu) or nickel (Ni) having excellent electrical conductivity, and the negative electrode tab is usually formed of nickel (Ni). The negative electrode active material layer is formed by mixing a conductive material and a binder in a carbon material so that lithium ions can be occluded and desorbed.

상기 양극판(111)에 부착된 다수의 양극탭(114)은 제 1 전극단자(116)와 용접된다. 상기 음극판(112)에 부착된 음극탭(115)은 제 2 전극단자(117)와 용접된다. The plurality of positive electrode tabs 114 attached to the positive electrode plate 111 are welded to the first electrode terminal 116. The negative electrode tab 115 attached to the negative electrode plate 112 is welded to the second electrode terminal 117.

상기 외장재(120)는 권취된 전극조립체(110)의 측면을 둘러싸게 된다. 상기 권취된 전극조립체(110)는 양쪽에서 가압되어 직육면체의 형상을 갖게 된다. 이때, 외장재(120)는 이러한 전극조립체의 대면적에 해당되는 측면을 빙둘러 감싸게 된다. 상기 외장재(120)의 내측에는 상기 전극조립체(110)와 함께 전해질(미도시)이 수용된다. 그리고 상기 외장재(120)는 양단부인 일측변과 타측변이 융착, 바람직하게는 열융착되어 실링부(124)를 형성한다. 한편, 상기 실링부(123)의 일측에는 전해액을 주입하고 충방전시 발생되는 가스가 배출되는 가스방이 형성될 수 있다. 이러한 가스방의 구조는 제조방법의 설명시 보다 구체적으로 설명한다.The exterior member 120 surrounds the side surface of the wound electrode assembly 110. The wound electrode assembly 110 is pressed on both sides to have a rectangular parallelepiped shape. At this time, the exterior member 120 is wrapped around the side corresponding to the large area of the electrode assembly. An electrolyte (not shown) is accommodated together with the electrode assembly 110 inside the exterior member 120. And the exterior member 120 is fused, preferably heat-sealed on one side and the other side of the both ends to form a sealing portion 124. Meanwhile, a gas chamber may be formed at one side of the sealing part 123 to inject the electrolyte and discharge the gas generated during charging and discharging. The structure of such a gas chamber will be described in more detail in the description of the manufacturing method.

상기 외장재(120)는 대략 직사각형의 시트인 라미네이트 필름으로 형성된다. 상기 라미네이트 필름의 두께는 170~300μm 로 형성된다. 이는 상기 라미네이트 필름은 전극조립체를 보호함과 아울러 및 전해질의 외부 누설을 방지하도록 내충격성이 큰 고강도 성질을 갖기 위함이다. 이때, 상기 라미네이트 필름의 두께가 170μm 보다 작은 경우에는 외부 충격에 대한 강성을 확보하기 어렵다. 또한, 두께가 300μm 보다 큰 경우에는 금속재질의 캔형 외장재에 비하여 전지를 고용량화하기 어렵다. The exterior member 120 is formed of a laminate film that is a substantially rectangular sheet. The thickness of the laminate film is formed to 170 ~ 300μm. The laminate film is intended to have a high strength property having a high impact resistance to protect the electrode assembly and to prevent external leakage of the electrolyte. At this time, when the thickness of the laminate film is less than 170μm it is difficult to secure the rigidity against external impact. In addition, when the thickness is larger than 300 μm, it is difficult to increase the capacity of the battery as compared with the metallic can-type exterior material.

상기 외장재(120)는 차단층(121)과, 상기 차단층(121)의 일측면에 형성된 외부층(122)과, 상기 차단층(121)의 타측면에 형성된 내부층(123)을 포함한다. The exterior material 120 includes a blocking layer 121, an outer layer 122 formed on one side of the blocking layer 121, and an inner layer 123 formed on the other side of the blocking layer 121. .

상기 차단층(121)은 금속재질로 형성된다. 이러한 금속재질은 철(Fe), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속일 수 있다. 이러한 금속은 기계적 강도 및 내식성이 강하다. 따라서 외장재의 기계적 강도가 향상되고 전해액에 대한 내식성도 높여준다. 상기 금속은 전지의 외부로부터 내부로의 수분 침투를 완벽하게 억제하는 효율도 우수하다. 한편, 이러한 금속은 연신율이 20~60% 정도 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 재질적인 특성을 갖는 상기 차단층(121)의 두께는 20~150μm인 것이 바람직하다. The blocking layer 121 is formed of a metal material. The metal material may be at least one metal selected from iron (Fe), nickel (Ni), and aluminum (Al). Such metals have strong mechanical strength and corrosion resistance. Therefore, the mechanical strength of the exterior material is improved and the corrosion resistance to the electrolyte is also increased. The metal is also excellent in the efficiency of completely inhibiting the penetration of water from the outside to the inside of the battery. On the other hand, it is preferable that such metal has an elongation of about 20 to 60%. The thickness of the blocking layer 121 having such a material property is preferably 20 ~ 150μm.

상기 외부층(122)는 외장재(120)의 외측에 해당되는 면에 형성한다. 상기 외부층(122)은 인장강도, 충격강도 및 내구성이 우수한 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)중 선택된 어느 하나일 수 있다. 이러한 외부 층(122)은 상기 차단층(121)의 외부면에 고열에 의한 라미네이트 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 외부층(122)의 두께는 대략 5~30μm 로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 알로이 필름(alloy film)일 수 있다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 성분중 접착제가 없을 수도 있다. 이러한 경우에는 상기 차단층(121)의 일면에 접착제를 미리 바른 후, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 접착한다.The outer layer 122 is formed on a surface corresponding to the outside of the exterior member 120. The outer layer 122 may be any one selected from nylon or polyethylene terephthalate (PET) having excellent tensile strength, impact strength, and durability. The outer layer 122 may be formed on the outer surface of the blocking layer 121 by a laminate method by high heat. In addition, the thickness of the outer layer 122 is preferably formed to approximately 5 ~ 30μm. The polyethylene terephthalate (PET) may be an alloy film. The adhesive of the polyethylene terephthalate (PET) may be absent. In this case, after applying an adhesive to one surface of the barrier layer 121 in advance, the polyethylene terephthalate (PET) is bonded.

상기 내부층(123)은 상기 외장재(120)의 내측에 해당되는 면의 표면에 형성된다. 상기 내부층(123)은 변성 폴리프로필렌(CPP)일 수 있다. 상기 내부층(123)은 두께가 대략 30~150μm 의 두께로 코팅될 수 있다. The inner layer 123 is formed on a surface of a surface corresponding to the inside of the exterior member 120. The inner layer 123 may be modified polypropylene (CPP). The inner layer 123 may be coated with a thickness of approximately 30 to 150 μm.

상기 제 1 커버(130)는 전극조립체(110)의 양극탭(111)에 접속된 제 1 전극단자(116)와 음극탭(112)에 접속된 제 2 전극단자(117)가 인출되는 위치에 결합된다. 상기 제 1 커버(130)는 대략 일면이 개방되어 전극조립체의 대응되는 크기를 갖는 직육면체로 형성된다. 즉, 상기 제 1 커버(130)는 일면이 개방되어 내부의 공간을 갖는 캡의 형태로 형성된다. 상기 제 1 커버(130)의 재질은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)중 선택되는 어느 하나의 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정할 필요는 없다. The first cover 130 is positioned at the position where the first electrode terminal 116 connected to the positive electrode tab 111 of the electrode assembly 110 and the second electrode terminal 117 connected to the negative electrode tab 112 are drawn out. Combined. The first cover 130 is formed of a rectangular parallelepiped having a corresponding size of an electrode assembly with one surface open. That is, the first cover 130 is formed in the form of a cap having one surface opened and having a space therein. The material of the first cover 130 is preferably formed of any one material selected from polypropylene (PP) and polyethylene (PE), but is not limited thereto.

상기 제 2 커버(140)는 전극조립체(110)에서 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)가 인출되지 않는 위치에 결합된다. 상기 제 2 커버(140)는 상기 전극조립체(110)의 크기와 대응되는 직육면체의 캡 형태로 형성될 수 있다. 또는 필요에 따라 상기 제 2 커버(140)는 판상으로 형성될 수도 있다. 상기 제 2 커버(140)의 재질도 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)중 선택되는 어느 하나의 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정할 필요는 없다. The second cover 140 is coupled to a position where the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 are not drawn out from the electrode assembly 110. The second cover 140 may be formed in a cap shape of a rectangular parallelepiped corresponding to the size of the electrode assembly 110. Alternatively, the second cover 140 may be formed in a plate shape as necessary. The material of the second cover 140 is also preferably formed of any one selected from polypropylene (PP) or polyethylene (PE), but is not limited thereto.

상기 단자보호부재(150)는 상기 전극조립체(110)에서 다수의 양극탭(114)과 음극탭(115) 및 이들과 접속되는 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)를 보호한다. The terminal protection member 150 protects the plurality of positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 115 and the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 connected thereto in the electrode assembly 110. do.

상기 단자보호부재(150)는 대략 전극조립체(110)의 횡단면과 대응되는 크기와 형상을 갖는다. 즉, 전극조립체(110)의 가장자리에 대응되는 크기에 외벽만을 갖고 형성될 수 있다.The terminal protection member 150 has a size and a shape substantially corresponding to the cross section of the electrode assembly 110. That is, it may be formed with only the outer wall in a size corresponding to the edge of the electrode assembly 110.

또는, 단자보호부재(150)는 외벽을 형성하는 수직부(151)와, 상기 수직부(151)를 연결하는 수평부(152)를 포함한다. 상기 수평부(152)에는 상기 제 1 전극단자(116)와 제 2 전극단자(117)가 관통되는 단자홀(153)들이 형성된다. Alternatively, the terminal protection member 150 includes a vertical portion 151 forming an outer wall and a horizontal portion 152 connecting the vertical portion 151. The horizontal part 152 has terminal holes 153 through which the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 pass.

상기 단자보호부재(150)는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 절연 재질로 형성된다. The terminal protection member 150 is formed of an insulating material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE).

상기 단자보호부재(150)는 상기 외장재(120)의 내측면과 융착, 바람직하게는 열융착되는 것이 바람직하다. 이때, 단자보호부재(150)의 수직부(151)가 외장재(120)의 내측면과 융착, 바람직하게는 열융착된다. 이는 전극조립체(110)와 제 1 커버(130) 사이에 단자보호부재(150)가 위치하므로 외장재(120)가 단자보호부재(150)와 고정되면 외장재(120)가 보다 안정적으로 셀에 고정된 상태를 유지하게 된다. The terminal protection member 150 is preferably fused with the inner surface of the exterior member 120, preferably heat-sealed. At this time, the vertical portion 151 of the terminal protection member 150 is fused with the inner surface of the exterior member 120, preferably heat-sealed. Since the terminal protection member 150 is positioned between the electrode assembly 110 and the first cover 130, when the exterior member 120 is fixed to the terminal protection member 150, the exterior member 120 is more stably fixed to the cell. State is maintained.

그러나 단자보호부재(150)가 외장재(120)와 융착되지 않을 수도 있다. 이처럼 단자보호부재(150)가 외장재(120)와 융착되지 않는 경우에는 상기 단자보호부재(150)는 상기 전극조립체(110)에서 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)가 인출되는 위치에 억지끼움 방식으로 결합되어 고정될 수 있다. 물론, 이처럼 단자보호부재(150)가 전극조립체(110)에 고정된 상태에서 외장재(120)와 융착, 바람직하게는 열융착될 수도 있음은 물론이다. However, the terminal protection member 150 may not be fused with the exterior member 120. As such, when the terminal protection member 150 is not fused with the exterior member 120, the terminal protection member 150 is drawn out of the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 from the electrode assembly 110. It can be fixed by being coupled to the position in the interference fit manner. Of course, the terminal protection member 150 may be fused to the exterior member 120 in a state where the terminal protection member 150 is fixed to the electrode assembly 110.

또는, 상기 단자보호부재(150)는 상기 전극조립체(110)에서 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)가 인출되는 위치인 상면에 얹혀지는 상태로 설치될 수도 있다.Alternatively, the terminal protection member 150 may be installed in a state in which the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 are placed on the upper surface of the electrode assembly 110.

한편, 상기 단자보호부재(150)는 상기 제 1 커버(130)와 상호 융착, 바람직하게는 상호 열융착에 의해 고정될 수 있다. 즉, 상기 단자보호부재(150)와 상기 제 1 커버(130)는 서로 PP 또는 PE 등의 유사 재질로 형성되므로 상호 융착, 바람직하게는 상호 열융착에 의해 고정이 용이하다. 따라서 외부의 충격에 대하여 제 1 커버(130)와 단자보호부재(150)가 전극조립체(110)의 전극탭을 포함하는 전극단자(116)(117)를 보호하기에 적합하다.On the other hand, the terminal protection member 150 may be fixed by mutual fusion, preferably mutual heat fusion with the first cover 130. That is, since the terminal protection member 150 and the first cover 130 are formed of a similar material such as PP or PE with each other, the terminal protection member 150 and the first cover 130 may be easily fixed by mutual fusion, preferably by mutual heat fusion. Therefore, the first cover 130 and the terminal protection member 150 are suitable for protecting the electrode terminals 116 and 117 including the electrode tabs of the electrode assembly 110 against external impact.

상기 2차보호소자(160)는 PTC 소자, 써멀 퓨즈 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 써멀 퓨즈를 사용하여 전극조립체(110)의 과열 발생시 전류를 차단한다. The secondary protection device 160 may use a PTC device, a thermal fuse, and the like. In one embodiment of the present invention, a thermal fuse is used to block the current when the electrode assembly 110 overheats.

상기 제 1 커버(130)의 내측에는 보호회로(미도시)를 구비하는 회로기판(170)이 설치된다. 상기 회로기판(170)의 일면에는 전극조립체(110)의 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)를 통해 전달되는 전류를 외부로 전달하기 위한 외부단자(171)가 설치된다.
A circuit board 170 having a protection circuit (not shown) is installed inside the first cover 130. One surface of the circuit board 170 is provided with an external terminal 171 for transmitting current transmitted through the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 of the electrode assembly 110 to the outside.

이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명한다.A method of manufacturing a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described.

양극판(111), 세퍼레이터(113) 및 음극판(112)을 순차적으로 적층한 후에, 권취하여 대략 젤리-롤 타입의 전극조립체(110)를 형성한다. 그리고 양극판(111)의 무지부에 양극탭(114)을 부착하고, 음극판(112)의 무지부에 음극탭(115)을 부착한다. 다수의 양극탭(114)은 제 1 전극단자(116)와 용접되고, 다수의 음극탭(115)는 제 2 전극단자(117)와 용접된다. The positive electrode plate 111, the separator 113, and the negative electrode plate 112 are sequentially stacked, and then wound up to form an approximately jelly-roll type electrode assembly 110. The positive electrode tab 114 is attached to the non-coated portion of the positive electrode plate 111, and the negative electrode tab 115 is attached to the non-coated portion of the negative electrode plate 112. The plurality of positive electrode tabs 114 are welded to the first electrode terminal 116, and the plurality of negative electrode tabs 115 are welded to the second electrode terminal 117.

그리고, 상기 전극조립체(110)에서 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)가 인출된 상단부에는 단자보호부재(150)가 결합된다. 즉, 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)가 단자보호부재(150)의 단자홀(153)들을 통과하게 된다. 이때, 단자보호부재(150)는 전극조립체(110)의 일측에 억지끼움식으로 결합되거나, 또는 단순히 얹혀지는 형태로 설치될 수 있다. The terminal protection member 150 is coupled to an upper end portion of the electrode assembly 110 from which the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 are drawn out. That is, the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 pass through the terminal holes 153 of the terminal protection member 150. In this case, the terminal protection member 150 may be coupled to one side of the electrode assembly 110 by interference fit, or may be installed in a form that is simply mounted.

상기 단자보호부재(150)는 양극탭(114) 및 음극탭(115)을 포함하는 제 1 전극단자(116)와 제 2 전극단자(117)를 외부 충격으로부터 보호한다. 아울러 제 1 전극단자(116) 및 제 2 전극단자(117)의 유동을 방지하게 된다. The terminal protection member 150 protects the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 including the positive electrode tab 114 and the negative electrode tab 115 from external impact. In addition, the flow of the first electrode terminal 116 and the second electrode terminal 117 is prevented.

상기 단자보호부재(150)를 관통하는 제 1 전극단자(116)는 회로기판(170)의 하나의 극성을 띠는 내부단자(미도시)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 단자보호부재(150)를 관통하는 제 2 전극단자(117)는 안전소자인 써멀 퓨즈(160)와 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 써멀 퓨즈(160)는 상기 회로기판(170)의 다른 극성을 갖는 내부단자와 전기적으로 연결된다.The first electrode terminal 116 penetrating the terminal protection member 150 is electrically connected to an internal terminal (not shown) having one polarity of the circuit board 170. In addition, the second electrode terminal 117 penetrating the terminal protection member 150 is electrically connected to the thermal fuse 160 as a safety device. The thermal fuse 160 is electrically connected to an internal terminal having a different polarity of the circuit board 170.

상기 회로기판(170)은 제 1 커버(130)의 내부에 설치되며, 회로기판(170) 내부단자들은 외부단자(171)와 전기적으로 연결된다. 상기 외부단자(171)는 제 1 커버(130)의 외부로 돌출되어 전지의 전류를 외부로 전달하게 된다. The circuit board 170 is installed inside the first cover 130, and internal terminals of the circuit board 170 are electrically connected to the external terminal 171. The external terminal 171 protrudes to the outside of the first cover 130 to transfer the current of the battery to the outside.

따라서 상기 제 1 커버(130)는 단자보호부재(150)와 써멀 퓨즈(160) 및 회로기판(170)이 설치된 상태로 전극조립체(110)의 상단부에 결합된다. 그리고 제 2 커버(140)는 전극조립체(110)의 하단부에 결합된다.Therefore, the first cover 130 is coupled to the upper end of the electrode assembly 110 with the terminal protection member 150, the thermal fuse 160, and the circuit board 170 installed. The second cover 140 is coupled to the lower end of the electrode assembly 110.

외장재(120)는 상기 전극조립체(110)와 제 1, 2 커버(130)(140)의 측면을 빙둘러 감싼다. 외장재(120)의 양단부는 겹쳐져 실링부(124)가 형성된다. 그리고, 외장재(120)의 상단부는 제 1 커버(130)의 하단부와 융착, 바람직하게는 열융착되고, 외장재(120)의 하단부는 제 2 커버(140)의 상단부에 융착, 바람직하게는 열융착된다. 상기 제 1, 2 커버(130)(140)는 폴리프로필렌 재질로 형성되고, 상기 외장재(120)의 내측면은 변성 폴리프로필렌(CPP) 재질이다. 따라서 상기 외장재(120)와 제 1,2 커버(130)(140)는 동일 계열의 PP재질로서 접착상태를 양호하게 유지하게 된다. The exterior member 120 surrounds the side surfaces of the electrode assembly 110 and the first and second covers 130 and 140. Both ends of the exterior member 120 are overlapped to form a sealing unit 124. In addition, the upper end of the exterior member 120 is fused, preferably thermally fused with the lower end of the first cover 130, and the lower end of the exterior member 120 is fused, preferably thermally fused to the upper end of the second cover 140. do. The first and second covers 130 and 140 are formed of a polypropylene material, and an inner surface of the exterior member 120 is a modified polypropylene (CPP) material. Therefore, the exterior member 120 and the first and second covers 130 and 140 maintain a good adhesion state as a PP material of the same series.

상기 외장재(120)가 상기 제 1,2 커버(130))(140)와 융착, 바람직하게는 열융착됨과 아울러 상기 단자보호부재(150)의 외벽에 해당되는 수직부(151)의 외표면에도 융착, 바람직하게는 열융착될 수 있다.
The exterior member 120 is fused to the first and second covers 130 and 140, and preferably thermally fused to the outer surface of the vertical portion 151 corresponding to the outer wall of the terminal protection member 150. Fusion, preferably heat fusion.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에서 상기 외장재(120)의 내부에 전해액을 주입하기 위하여 별도의 가스방을 형성할 수 있다.In such an embodiment of the present invention, a separate gas chamber may be formed to inject the electrolyte into the exterior member 120.

도 5를 참조하면, 상기 외장재(120)에서 상기 전극조립체가 수납되는 공간(180)에서 실링부(124)의 일측이 연장된 연장부(210)에 가스방(220)을 형성한다. 상기 전극조립체 수납공간(180)과 상기 가스방(220)을 연결하는 전해액 주입통로(230)를 형성한다. 따라서 상기 가스방(220)과 전해액 주입통로(230)를 통해서 전극조립체 수납공간(180)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 된다. 그리고, 충전과 방전을 실시하는 과정에서 전극조립체 수납공간(180)에서 발생되는 가스는 가스방(220)으로 배출된다. 충전과 방전이 완료되면 가스방(220)과 그 주변 영역인 연장부(210)를 제거하고, 외장재(120)의 실링부(124)를 가열가압하여 실링하면 전지의 제조가 완료된다.Referring to FIG. 5, the gas chamber 220 is formed in an extension part 210 of which one side of the sealing part 124 extends in the space 180 in which the electrode assembly is accommodated in the exterior material 120. An electrolyte injection passage 230 connecting the electrode assembly accommodating space 180 and the gas chamber 220 is formed. Therefore, the electrolyte may be injected into the electrode assembly accommodating space 180 through the gas chamber 220 and the electrolyte injection passage 230. In addition, the gas generated in the electrode assembly accommodating space 180 is discharged to the gas chamber 220 during charging and discharging. When the charging and discharging is completed, the gas chamber 220 and the extension part 210, which is a peripheral area thereof, are removed, and the sealing part 124 of the exterior material 120 is heated and pressed to seal the battery.

100 ; 리튬 폴리머 이차 전지
110 ; 전극조립체
120 ; 외장재
130 ; 제 1 커버
140 ; 제 2 커버
150 ; 단자보호부재
160 ; 2차보호소자
170 ; 회로기판
180 ; 전극조립체 수납공간
210 ; 연장부
220 ; 가스방
230 ; 전해액 주입통로100; Lithium polymer secondary battery
110; Electrode assembly
120; Exterior material
130; First cover
140; 2nd cover
150; Terminal protection member
160; Secondary protection element
170; Circuit board
180; Electrode Assembly Storage Space
210; Extension portion
220; Gas room
230; Electrolyte injection passage

Claims (16)

제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1,2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체와;
상기 전극조립체의 상단부를 밀봉하는 제 1 커버와 상기 전극조립체의 하단부를 밀봉하는 제 2 커버를 포함하는 커버와;
상기 전극조립체의 측면 전체와 상기 제 1 커버 및 상기 제 2 커버의 측면의 일부분을 감싸는 외장재와;
상기 전극조립체와 상기 제 1 커버 사이에 위치하며, 상기 전극조립체의 전극단자가 결합되며 이를 보호하는 단자보호부재를 포함하고,
상기 외장재는 직사각형의 시트인 라미네이트 필름으로 형성되며,
상기 제 1 커버와 상기 제 2 커버는 상기 외장재의 내측면과 융착되어 밀봉되고,
상기 단자보호부재는 상기 전극조립체의 외곽과 대응되는 크기와 형태로 형성되며, 상기 외장재의 내측면과 융착되어 고정되고,
상기 외장재는 양단부인 일측변과 타측변이 융착되어 실링부가 형성되고,
상기 단자보호부재는 외벽을 형성하는 수직부와, 상기 수직부를 연결하는 수평부를 포함하고, 상기 수평부는 상기 전극단자가 관통되는 단자홀이 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.An electrode assembly including a first electrode and a second electrode and a separator interposed between the first and second electrodes;
A cover including a first cover for sealing the upper end of the electrode assembly and a second cover for sealing the lower end of the electrode assembly;
An exterior member surrounding the entire side surface of the electrode assembly and a part of the side surfaces of the first cover and the second cover;
Located between the electrode assembly and the first cover, the electrode terminal of the electrode assembly is coupled and includes a terminal protection member for protecting it,
The exterior material is formed of a laminate film which is a rectangular sheet,
The first cover and the second cover is fused and sealed with the inner surface of the packaging material,
The terminal protection member is formed in a size and shape corresponding to the outer periphery of the electrode assembly, is fixed and fused with the inner surface of the exterior material,
The exterior member is fused to one side and the other side of both ends is formed a sealing portion,
The terminal protecting member includes a vertical portion forming an outer wall and a horizontal portion connecting the vertical portion, wherein the horizontal portion is formed with a terminal hole through which the electrode terminal penetrates. 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 절연 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The terminal protective member is a lithium polymer secondary battery, characterized in that formed of an insulating material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE). 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재는 상기 전극조립체와 억지끼움 방식으로 결합된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The terminal protective member is a lithium polymer secondary battery, characterized in that coupled to the electrode assembly in the interference fit method. 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재는 상기 전극조립체에 얹혀지는 상태로 설치된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The terminal protective member is a lithium polymer secondary battery, characterized in that installed in the state mounted on the electrode assembly. 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재는 상기 커버와 융착되어 고정된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The terminal protective member is fused with the cover is fixed lithium polymer secondary battery. 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재와 커버 사이에 2차보호소자가 설치되어 상기 전극조립체와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
A secondary protective element is installed between the terminal protection member and the cover, the lithium polymer secondary battery, characterized in that electrically connected with the electrode assembly. 제 6 항에 있어서,
상기 2차보호소자는 써멀 퓨즈인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method according to claim 6,
The secondary protection device is a lithium polymer secondary battery, characterized in that the thermal fuse. 제 1 항에 있어서,
상기 단자보호부재의 상측에는 보호회로를 구비하는 회로기판이 설치된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
A lithium polymer secondary battery, characterized in that a circuit board having a protective circuit is provided on the upper side of the terminal protection member. 제 8 항에 있어서,
상기 회로기판은 상기 커버의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 8,
The circuit board is a lithium polymer secondary battery, characterized in that installed inside the cover. 제 1 항에 있어서,
상기 외장재는 일측에 전해액을 주입하고 충방전시 발생되는 가스가 배출되는 가스방이 더 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The exterior material is a lithium polymer secondary battery, characterized in that the gas chamber for injecting the electrolyte on one side and the gas generated during charging and discharging is discharged. 제 1 항에 있어서,
상기 외장재는 170~300μm 의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The exterior material is a lithium polymer secondary battery, characterized in that formed in a thickness of 170 ~ 300μm. 제 1 항에 있어서,
상기 외장재는 외부층과 차단층과 내부층이 적층되어 형성된 것을 특징으로 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The exterior material is a lithium polymer secondary battery, characterized in that the outer layer, the blocking layer and the inner layer formed by stacking. 제 1 항에 있어서,
상기 커버는 내부의 전극탭 수용 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The cover has a lithium polymer secondary battery, characterized in that it has an electrode tab receiving space therein. 제 1 항에 있어서,
상기 커버는 일면이 개방되어 내부의 공간을 갖는 캡의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The cover is a lithium polymer secondary battery, characterized in that formed in the form of a cap having one side is opened to have a space therein. 제 1 항에 있어서,
상기 커버의 재질은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)중 선택되는 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지.The method of claim 1,
The material of the cover is a lithium polymer secondary battery, characterized in that formed of any one material selected from polypropylene (PP) or polyethylene (PE). 제 1 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 융착은 열융착인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차전지.The method according to any one of claims 1 to 5,
The fusion is a lithium polymer secondary battery, characterized in that the thermal fusion.
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