KR20130048419A - Secondary battery in pouch type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로 더욱 상세하게는 밀봉부를 구성하는 상부 및 하부 라미네이트보다 낮은 융점을 갖는 안전벤트를 구비하여 이차전지의 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a pouch type secondary battery, and more particularly, to a pouch type secondary battery having a safety vent having a lower melting point than the upper and lower laminates constituting the sealing portion to prevent explosion and ignition of the secondary battery. .
통상적으로, 이차 전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 전자 장비 전원으로서 많이 사용되고 있는 니켈-카드늄(Ni-Cd) 전지나, 니켈-수소(Ni-MH) 전지보다 작동전압이 세 배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 점에서 많은 연구 개발이 진행되고 있다.In general, secondary batteries are batteries that can be charged and discharged, and are widely used in the field of advanced electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders. In particular, lithium secondary batteries have three times higher operating voltage and better energy density per unit weight than nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries or nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, which are widely used as power sources for electronic equipment. Many research and development are in progress.
이러한 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류할 수 있으며, 일반적으로는 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라 부른다.The lithium secondary battery may be classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. Generally, a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. It's called
일반적인 리튬 이온 배터리 셀은, 다공성의 양극 집전체 및 음극 집전체와 세퍼레이터가 서로 번갈아 가며 겹쳐진 형태로 이루어진 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 셀 외장재로 이루어져 있다. 이러한 배터리 셀은, 셀 외장재의 형태에 따라 캔(can)형 배터리 셀 혹은 파우치(pouch)형 배터리 셀로 구분되기도 한다.A typical lithium ion battery cell includes an electrode assembly having a porous positive electrode current collector, a negative electrode current collector, and a separator alternately overlapping each other, and a cell packaging material containing the electrode assembly and the electrolyte. Such battery cells may be classified into can type battery cells or pouch type battery cells, depending on the shape of the cell exterior material.
통상적으로, 1차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 2차 전지를 들 수 있다. 이 중에서, 리튬 2차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.In general, unlike the primary battery, the rechargeable battery that is capable of charging and discharging is being actively researched due to the development of high-tech fields such as a digital camera, a cellular phone, a notebook computer, and a hybrid vehicle. Examples of secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries. Among them, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V or more and is used as a power source for portable electronic devices, or a series of several batteries are used in a high-output hybrid vehicle. In a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery The operating voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent. Thus, the use thereof is rapidly increasing.
상기 리튬 2차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 것이다.The lithium secondary battery may be manufactured in various forms, and typical shapes include cylindrical and prismatic types that are mainly used in lithium ion batteries. Lithium polymer batteries, which are in the spotlight in recent years, have been manufactured in a flexible pouched type, and their shapes are relatively free. In addition, the lithium polymer battery has excellent safety and light weight, which is advantageous for slimmer and lighter portable electronic devices.
한편, 상기 이차 전지는 과충전으로 내부의 전압이 상승하면, 가스가 발생하여 팽창, 폭발할 염려가 있게 된다. 특히 리튬 이온 전지는 과충전으로 액체 전해질이 분해되면서 이산화탄소나 일산화탄소 등의 가스를 방출하고, 이에 따라 전지의 내부 압력을 상승시키는 문제가 있다. 또한 과방전이나 단락 등에 의해 과전류가 흐르면 전지 내부의 온도가 상승하여 액체 전해질이 기체로 변하게 되고, 이에 따라 전지 내부의 압력 및 온도가 상승하게 되고, 특히 발화의 위험성이 있어 안전에 큰 문제가 있어 왔다.On the other hand, when the secondary battery is overcharged and the voltage inside thereof increases, gas may be generated to expand and explode. In particular, a lithium ion battery releases gases such as carbon dioxide and carbon monoxide as the liquid electrolyte decomposes due to overcharging, thereby increasing the internal pressure of the battery. In addition, when an overcurrent flows due to over-discharge or short circuit, the temperature inside the battery rises and the liquid electrolyte turns into a gas. Accordingly, the pressure and temperature inside the battery rise. In particular, there is a risk of ignition. come.
뿐만 아니라, 상기와 같은 이차 전지는 충전 시의 온도 조건과 사용시의 온도 조건을 지켜야 안전하게 사용할 수 있는 데, 사용 환경이 가혹한 경우, 즉 충방전 시의 온도가 지나치게 높거나, 전지가 사용되는 기기의 작동온도가 지나치게 높으면, 이러한 외부의 온도 조건이 전지의 온도를 증대시켜 폭발이나 발화를 유발할 수 있다.In addition, the secondary battery as described above can be safely used by keeping the temperature conditions at the time of charging and the temperature at the time of use. In the case of severe use environment, that is, the temperature at the time of charging / discharging is excessively high, If the operating temperature is too high, such external temperature conditions may increase the temperature of the battery, causing an explosion or fire.
따라서 이차전지에는 폭발을 방지할 수 있는 다양한 형태의 안전장치가 제안되고 있다. Therefore, various types of safety devices for preventing explosions have been proposed.
예를들어 한국공개특허 10-2004-0017094(2004년02월26일공개)에 안전변을 구비하여 전지의 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지에 대한 구성이 개시되어 있다.For example, Korean Patent Publication No. 10-2004-0017094 (published on February 26, 2004) discloses a configuration of a pouch-type secondary battery having a safety valve to prevent explosion and fire of the battery.
하지만, 공개된 한국특허 10-2004-0017094와 같이 폴리 에틸렌계 수지재로 구비된 개방편을 포함하는 안전변의 경우, 파단시점을 예측하기 어렵고, 개방편의 융점을 조절할 수 없어 원하는 온도에서 파단되지 않는다는 단점이 있다.However, in the case of a safety valve including an open piece provided with a polyethylene-based resin material, such as Korean Patent Publication No. 10-2004-0017094, it is difficult to predict the point of breakage, and it is impossible to control the melting point of the open piece so that it does not break at a desired temperature. There are disadvantages.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 과충전, 고온 사용, 내부 단락 등으로 이차 전지의 내부 온도가 기준치 이상으로 상승할 경우, 안전벤트가 개방되어 전지 내부의 가스가 배출되어 예기치 못한 폭발 및 발화를 방지할 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, when the internal temperature of the secondary battery rises above the reference value due to overcharge, high temperature use, internal short circuit, etc., the safety vent is opened to discharge the gas inside the battery unexpectedly It is an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery that can prevent unexploded explosion and fire.
전지 조립체와 상기 전지 조립체를 수납하는 파우치 케이스; 상기 파우치 케이스를 구성하는 상부 및 하부 라미네이트 시트; 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트를 열융착하여 형성된 밀봉부; 상기 밀봉부로부터 노출된 양극 및 음극 탭; 및 상기 밀봉부를 구성하는 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트 사이에 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어, 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다. A pouch case accommodating a battery assembly and the battery assembly; Upper and lower laminate sheets constituting the pouch case; A sealing part formed by heat-sealing the upper and lower laminate sheets; Positive and negative electrode tabs exposed from the seal; And a safety vent formed so that the alloy having a lower melting point than the upper and lower laminate sheets is inserted between the upper and lower laminate sheets constituting the seal, so that the alloy is melted at a predetermined temperature. Type secondary battery.
또한, 상기 상부 또는 하부의 라미네이트 시트와 상기 탭 테이프 사이에 상기 상부 또는 하부의 라미네이트 시트보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다. In addition, a safety vent formed between the upper or lower laminate sheet and the tab tape is inserted so that the alloy having a lower melting point than the upper or lower laminate sheet is melted at a predetermined temperature; It is a pouch type secondary battery.
또한, 상기 안전벤트는 아래로 갈수록 너비가 줄어드는 경사 형태인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다. In addition, the safety vent is a pouch type secondary battery, characterized in that the inclined form of the width decreases toward the bottom.
또한, 상기 안전벤트는 역삼각형, 사다리꼴, V자 형태, U자 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다.In addition, the safety vent is a pouch type secondary battery, characterized in that any one or two or more of an inverted triangle, trapezoidal, V-shaped, U-shaped.
또한, 상기 합금의 융점은 100 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다.In addition, the melting point of the alloy is a pouch type secondary battery, characterized in that 100 to 250 ℃.
또한, 상기 합금은 규소(Si),주석(Sn), 아연(Zn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 인듐(In)중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지이다.In addition, the alloy is a pouch type secondary battery comprising any one or more of silicon (Si), tin (Sn), zinc (Zn), lead (Pb), bismuth (Bi), indium (In). .
본 발명의 파우치형 이차전지는 이차전지의 내부 온도가 기준치 이상으로 상승되었을 경우에 안전벤트가 개방되어, 전지 내부의 가스가 배출되어 전지가 발화하거나 폭발하는 것이 방지되는 장점이 있다.The pouch type secondary battery of the present invention has an advantage that the safety vent is opened when the internal temperature of the secondary battery rises above the reference value, and gas is discharged inside the battery to prevent the battery from igniting or exploding.
또한 안전벤트의 융점을 조절하여 안전벤트 개방 시기를 정확하게 설계할 수 있는 장점이 있다.
In addition, by controlling the melting point of the safety vent has the advantage that can be correctly designed when the safety vent opening.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지의 단면도
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 파우치형 이차전지의 평면도
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 파우치형 이차전지의 단면도1 is a plan view of a pouch type secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a pouch type secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a pouch type secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the pouch type secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a pouch type secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a pouch type secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the technical spirit of the present invention will be described in more detail.
그러나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are merely illustrative examples of the present invention in order to more particularly describe the technical idea of the present invention, and thus the technical idea of the present invention is not limited to the drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 이차전지(1000)를 나타내는 평면도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 제1실시예의 파우치형 이차전지(1000)는 전지 조립체(130)와 상기 전지 조립체(130)를 수납하는 파우치 케이스(140); 상기 파우치 케이스(140)를 구성하는 상부 및 하부 라미네이트 시트(141, 142); 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트를 열융착하여 형성된 밀봉부(151,152,153,154); 상기 밀봉부(151,152,153,154);로부터 노출된 양극 및 음극 탭(110, 120); 및 상기 밀봉부(151,152,153,154);를 구성하는 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트(141,142) 사이에 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트(141,142)보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어, 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트(170)를 포함하여 구성된다.1 is a plan view illustrating a pouch type
도 1과 도 4를 계속 참조하면, 상기 안전벤트(170)는 밀봉부(151)를 구성하는 상부 및 하부 라미네이트 시트(141. 142) 사이에 삽입되어 형성되며, 소정의 온도에서 합금이 융해되어, 전지 내부의 가스가 배출된다. 1 and 4, the
도 1을 계속 참조하면, 상기와 같은 전지 조립체(130)는 파우치 케이스(140)에 수납된다. 상기 파우치 케이스(140)는 상기 전지 조립체(130)를 밀봉하도록 상부 라미네이트 시트(141)와 하부 라미네이트 시트(142)로 구성된다. 하부 라미네이트 시트(142)에 전지 조립체(130)를 올려 두고, 상부 라미네이트 시트(141)를 상기 전지 조립체(130) 위에 덮은 뒤, 상부 라미네이트 시트(141)와 하부 라미네이트 시트(142)를 상호 접합시켜 밀봉부(151, 152, 153, 154 )를 형성한다. 상기 밀봉부(151, 152, 153, 154 )는 도 1과 같이 네 개가 될 수 있다. 그러나, 이런 파우치 케이스(140)형상은 제1실시예로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, the
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 이차전지(1000)를 나타내는 평면도이다. 도 2와 같이, 하부 라미네이트 시트(142)에 전지 조립체(130)를 수납하는 공간부를 형성하고, 상기 하부 라미네이트 시트(142)의 상기 공간부로부터 연장되어 상부 라미네이트 시트(142)가 형성된다. 상기 공간부 주변의 상부 라미네이트 시트(141)와 하부 라미네이트 시트(142)를 상호 접합시켜 밀봉부(151, 152, 153)를 형성한다. 이때 밀봉부(151,152,153)는 도 2와 같이 세 개가 된다. 2 is a plan view illustrating a pouch type
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우치형 이차전지(1000)를 나타내는 평면도이다. 도 3과 같이, 일면이 개구된 주머니 형상의 파우치 케이스(140)에 전지 조립체(130)를 수납하고, 그 일면을 밀봉할 수 있다. 이 때 밀봉부는(151) 한 개가 형성된다. 3 is a plan view illustrating a pouch type
도 1 내지 도 3을 참조하면, 안전벤트(170)를 전극 탭(110, 120) 부분의 밀봉부(151)에 배치할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 도시되지 않았으나, 밀봉부 전체(151, 152, 153, 154)에 안전벤트(170)를 형성할 수도 있고, 밀봉부(151, 152, 153, 154 ) 중 어느 한 곳에 다수의 안전벤트(170)를 배치할 수도 있다.1 to 3, the
도 1 내지 도 3에 도시된 안전벤트(170)는 밀봉부(151) 내부에 배치되며 상부 및 하부 라미네이트 시트(141, 142)보다 융점이 낮은 합금으로 구성된다. 상기 안전벤트(170)는 과충전, 내부 단락 등으로 이차 전지(1000)의 내부 온도가 기준치 이상으로 상승할 경우, 안전벤트(170)를 구성하는 상기 합금이 용융되어, 안전벤트(170)가 개방된다. 이때 전지 내부의 가스가 배출되어 폭발 및 발화를 방지한다. 상세하게 본 발명에 따르면, 이차 전지(1000) 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승하여 안전벤트(170)의 융점에 도달하면 상기 안전벤트(170)가 녹고, 이에 따라 상기 안전벤트(170)가 있는 밀봉부(151)의 접합강도는 다른 부분에 비해 낮아진다. 따라서 안전벤트(170)가 있는 밀봉부(151)는 타 밀봉부(152, 153, 154)에 비해 압력에 취약해지며, 상기 안전벤트(170)가 있는 밀봉부(151) 부분이 파열된다. 이렇게 파열된 밀봉부(151)의 부분을 통해 전지(1000) 내부의 가스가 배출되어 전지(1000)가 발화하거나 폭발하는 것이 방지된다.The
도 1 내지 도 3의 파우치 케이스(140)를 형성하는 상부 및 하부 라미네이트 시트(141, 142)는 도 4와 같이 금속재와 수지재가 혼합된 박판으로 구성될 수 있다. 상세하게, 상기 상부 라미네이트 시트(141)는 위에서부터 아래로 최외부 피복층(141a), 외부 피복층(141b), 금속박의 베리어층(141c), 열접착층(141d) 순으로 적층되어 구성될 수 있다. 상기 하부 라미네이트 시트(142)는 아래에서부터 위로 최외부 피복층(142a), 외부 피복층(142b), 금속박의 베리어층(142c), 열접착층(142d) 순으로 적층되어 구성될 수 있다.더욱 상세하게 상기 라미네이트 시트의 제조과정을 설명하면, 최외부 피복층, 외부 피복층, 금속박의 베리어층, 열접착층을 순차적으로 적층한 후 일측 소재와 타측 소재 각각의 사이에 접착제를 개재시켜 건조한 후 가열롤을 이용하여 상기 각 소재를 상온보다 높은 온도와 압력에 의해 접착시키는 건식 라미네이션 방법을 통해 형성될 수 있다. 또는 접착제를 일측 소재와 타측 소재 사이에 각각에 개재시킨 후 프레싱롤을 이용하여 각 소재를 상온에서 일정 압력에 의해 상호 접착시키는 압출 라미네이션 방법에 의해 형성될 수 있다.The upper and lower
상부 라미네이트 시트(141)의 각 구성층과 하부 라미네이트 시트(142)의 각 구성층은 반대로 적층되므로 상부 및 하부 라미네이트 시트(141, 142)의 열접착층(141d, 142d)은 상호 마주보게 된다. 상부와 하부 라미네이트 시트(141,142)의 열접착층(141d, 142d)을 서로 맞닿도록 한 상태에서 열압착에 의해 상부와 하부 라미네이트 시트(141, 142)가 밀봉되어 밀봉부(151, 152, 153, 154 )를 형성한다.Since the respective constituent layers of the
도 4를 계속 참조하면 최외부 피복층(141a, 142a)은 PE, PP, PET(polyethylene terephthalate)등의 고분자 수지 소재로 구성될 수 있다. 외부 피복층(141b, 142b)은 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 또는 나일론(ONY)으로 구성될 수 있다. 금속박의 베리어층(141c,142c)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다. 열접착층(141d, 142d)은 CPP(Cast Polypropylene) 또는 PPA(Poly Phthal Amide)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4실시예의 파우치형 이차전지(1000)는 제1실시예 내지 제3실시예의 파우치형 이차전지(1000)에 상부 라미네이트 시트(141)또는 하부의 라미네이트 시트(142)와 상기 탭 테이프(161, 162) 사이에 상기 상부 라미네이트 시트(141) 또는 상기 하부의 라미네이트 시트(142)보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트(171);를 더 포함할 수 있다. 물론 상기 밀봉부는 도 5와 같이 네 부분(151, 152, 153, 154)으로 구성될 수도 있고, 도 2와 같이 세 부분(151, 152, 153), 도 3과 같이 한 부분(151)으로 구성될 수도 있다. Referring to FIG. 5, the pouch type
상기 상부 및 하부 라미네이트 시트(142)와 밀봉부(151,152,153,154)의 구성은 위에서 설명한 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.The configuration of the upper and lower
도 5를 계속 참조하면, 상기 탭 테이프(161, 162)는 파우치 케이스(140)와 각 전극 탭(110, 120) 간의 단락을 방지하기 위해 부착된다. 파우치형 이차전지(1000)는 내부에 비수계(非水系) 전해액을 사용하고 있어 전지소자를 외부로 연결시키는 역할을 담당하고 있는 전극 탭(110, 120)이 외장재와 접합되는 부분에서 밀폐성을 충분히 확보하여, 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지해야 한다. 파우치형 이차전지(1000)의 밀폐성을 확보하기 위하여 전극 탭(110, 120)에 탭 테이프(161, 162)를 접착시켜 밀폐성을 확보한다. 바람직하게 상기 탭 테이프(161, 162)는 접착제가 도포된 3층 구조의 접착제 부착 탭 테이프(161, 162)가 사용된다. 또한 전극 탭(110, 120)의 단락을 방지하기 위하여, 상기 탭 테이프(161, 162)는 절연성을 갖는다. 바람직하게 상기 탭 테이프(161, 162)는 3층 구조로 구성되며, 외층은 접착제가 도포된 접착면이며, 접착면 사이의 가운데 층은 절연재의 부도체로 구성된다. 상기 탭 테이프(161, 162)는 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, PTFE, 나일론, 폴리아세틸렌, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리프로필렌 중 어느 하나로 구성될 수 있다.5, the
도 5를 계속 참조하면, 안전벤트(171)는 상기 상부 라미네이트 시트(141) 또는 상기 하부의 라미네이트 시트(142)보다 융점이 낮은 합금으로 구성되며, 탭 테이프(161, 162)와 파우치 케이스(140)의 밀봉부(151) 사이에 배치된다. 상기 안전벤트(171)는 도시한 바와 같이 음극 탭(110)에 배치되거나, 양극 탭(110)에 배치될 수 있으며, 음극과 양극 탭(110, 120) 모두에 배치될 수도 있다. 더욱 상세하게, 도 6을 참조하면, 상기 안전벤트(170)는 도시한 바와 같이 상부 라미네이트 시트(141)의 열접착층(141d)과 음극탭 테이프(162) 사이에 배치될 수 있다. 또는 하부 라미네이트 시트(142)의 열접착층(142d)과 음극탭 테이프(162) 사이에 배치될 수 있다. 또는 상부 라미네이트 시트(141)의 열접착층(141d)과 양극탭 테이프(161) 사이에 배치될 수 있다. 또는 하부 라미네이트 시트(142)의 열접착층(142d)과 양극탭 테이프(161) 사이에 배치될 수 있다5, the
도 5와 도 6을 참조하면, 상기 파우치형 이차전지(1000)는 과충전, 고온 사용, 내부 단락 등으로 이차 전지(1000)의 내부 온도가 기준치 이상으로 상승할 경우 전지 내부에 가스가 발생하여 전지가 팽창하게 된다. 심한 경우, 전지 내부에서 발화나 폭발이 발생한다. 따라서, 발화 및 폭발이 일어나기 전에 전지 내부의 가스를 배출해 주어야 한다. 5 and 6, when the internal temperature of the
본 발명의 제4실시예에 따르면, 이차 전지(1000) 내부 온도가 소정 온도 이상으로 상승하여 안전벤트(170)의 융점에 도달하면 상기 안전벤트(170, 171)가 녹게 되고, 이에 따라 상기 안전벤트(170, 171)가 있는 밀봉부(151)의 접합강도는 타 밀봉부(152,153,154)에 비해 낮아진다. 안전벤트(170,171)가 있는 부분은 전지 내부의 다른 부분에 비해 압력에 취약해지게 되고, 안전벤트(170, 171)가 있는 밀봉부의 부분이 파열되게 된다. 이렇게 파열된 밀봉부의 부분을 통해 전지 내부의 가스가 배출되어 전지가 발화하거나 폭발하는 것이 방지된다. According to the fourth embodiment of the present invention, when the internal temperature of the
도 1 내지 도 3과 도 5를 참조하면 상기 안전벤트(170, 171)는 아래로 갈수록 너비가 줄어드는 경사 형태로 구성되며, 바람직하게 상기 안전벤트(170, 171)는 역삼각형, 사다리꼴, V자 형태, U자 형태, 포물선 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다. 상기와 같이 안전벤트(170, 171)가 경사진 형태로 구성되는 경우, 좁은 범위에 응력이 집중되어 밀봉부의 파열이 쉽게 일어난다.1 to 3 and 5, the safety vents 170 and 171 are configured in an inclined form in which the width decreases downwards. Preferably, the safety vents 170 and 171 have an inverted triangle, a trapezoid, and a V shape. It may be composed of any one or more of the form, U-shape, parabolic form. As described above, when the safety vents 170 and 171 are configured to be inclined, stress is concentrated in a narrow range, so that the seal is easily broken.
바람직하게 상기 안전벤트(170, 171)를 구성하는 합금은 융점이 100 내지 250℃이고, 상기 합금은 규소(Si),주석(Sn), 아연(Zn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 인듐(In)중 어느 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다. 상기와 같이 안전벤트(170, 171)를 수지재 대신 합금으로 구성하는 경우, 치수 변형률이 현저하게 줄어들고, 안전벤트(170, 171)를 가공 성형하는 데 있어, 몰드에 주입하는 공정 및 응고시켜 성형하는 후가공공정이 훨씬 수월하다.Preferably the alloy constituting the safety vent (170, 171) has a melting point of 100 to 250 ℃, the alloy is silicon (Si), tin (Sn), zinc (Zn), lead (Pb), bismuth (Bi) , Indium (In) may be formed including any one or more. As described above, when the safety vents 170 and 171 are formed of an alloy instead of a resin material, the dimensional strain is significantly reduced, and in the process of forming the safety vents 170 and 171, the process of injecting into the mold and solidifying the molding The post-processing process is much easier.
또한 상기와 같이 안전벤트(170, 171)를 수지재 대신 합금으로 구성하는 경우, 합금을 이루는 금속 물질의 종류와 비율에 따라 융점이 결정되므로, 원하는 온도에서 합금이 융해될 수 있다. 즉 원하는 소정의 온도에서 상기 안전벤트(170, 171)가 녹게 되고, 이에 따라 원하는 소정의 온도에서 안전벤트(170, 171)가 있는 밀봉부(151)의 부분이 파열되어 전지 내부의 가스가 배출되어 전지가 발화하거나 폭발하는 것이 방지된다. 따라서 안전벤트(170, 171)의 융점을 조절하여 안전벤트(170, 171) 개방 시기를 정확하게 설계할 수 있는 장점이 있다
In addition, when the safety vent (170, 171) is composed of an alloy instead of a resin material as described above, since the melting point is determined according to the type and ratio of the metal material constituting the alloy, the alloy can be melted at a desired temperature. That is, the safety vents 170 and 171 are melted at a predetermined predetermined temperature, and thus a part of the sealing
1000: 파우치형 이차전지.
110: 양극탭 120: 음극탭
130: 전지 조립체
140: 파우치 케이스
141: 상부 라미네이트 시트
141a: 최외부 피복층
141b: 외부 피복층
141c: 금속박의 베리어층
141d: 열접착층
142: 하부 라미네이트 시트
142a: 최외부 피복층
142b: 외부 피복층
142c: 금속박의 베리어층
142d: 열접착층
151, 152, 153, 154 : 밀봉부
161, 162: 탭 테이프
170: 안전벤트
171: 안전벤트1000: pouch type secondary battery.
110: positive electrode tab 120: negative electrode tab
130: battery assembly
140: pouch case
141: top laminate sheet
141a: outermost coating layer
141b: outer coating layer
141c: barrier layer of metal foil
141d: thermal adhesive layer
142: lower laminate sheet
142a: outermost coating layer
142b: outer coating layer
142c: barrier layer of metal foil
142d: thermal adhesive layer
151, 152, 153, 154: sealing portion
161, 162: tab tape
170: safety vent
171: safety vent
Claims (6)
상기 파우치 케이스를 구성하는 상부 및 하부 라미네이트 시트;
상기 상부 및 하부 라미네이트 시트를 열융착하여 형성된 밀봉부;
상기 밀봉부로부터 노출된 양극 및 음극 탭; 및
상기 밀봉부를 구성하는 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트 사이에 상기 상부 및 하부 라미네이트 시트보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어, 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
A pouch case accommodating a battery assembly and the battery assembly;
Upper and lower laminate sheets constituting the pouch case;
A sealing part formed by heat-sealing the upper and lower laminate sheets;
Positive and negative electrode tabs exposed from the seal; And
A safety vent formed so that the alloy having a lower melting point than the upper and lower laminate sheets is inserted between the upper and lower laminate sheets constituting the seal, and the alloy is melted at a predetermined temperature. Secondary battery.
상기 상부 또는 하부의 라미네이트 시트와 상기 탭 테이프 사이에 상기 상부 또는 하부의 라미네이트 시트보다 융점이 낮은 합금이 삽입되어 소정의 온도에서 상기 합금이 융해되도록 형성된 안전벤트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지. The method of claim 1,
And a safety vent formed between the upper or lower laminate sheet and the tab tape so that the alloy having a lower melting point than the upper or lower laminate sheet is inserted to melt the alloy at a predetermined temperature. Type secondary battery.
상기 안전벤트는 아래로 갈수록 너비가 줄어드는 경사 형태인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.The method according to claim 1 or 2,
The safety vent is a pouch type secondary battery, characterized in that the inclined form the width decreases toward the bottom.
상기 안전벤트는 역삼각형, 사다리꼴, V자 형태, U자 형태, 포물선 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.4. The method of claim 3,
The safety vent is a pouch type secondary battery, characterized in that any one or two or more of an inverted triangle, trapezoidal, V-shaped, U-shaped, parabolic form.
상기 합금의 융점이 100 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.The method according to claim 1 or 2,
Pouch type secondary battery, characterized in that the melting point of the alloy is 100 to 250 ℃.
상기 합금은 규소(Si),주석(Sn), 아연(Zn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 인듐(In)중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지. The method according to claim 1 or 2,
The alloy is a pouch type secondary battery comprising any one or more of silicon (Si), tin (Sn), zinc (Zn), lead (Pb), bismuth (Bi), indium (In).
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