KR20140012601A - Secondary battery and electrochemical cell having the same - Google Patents

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KR20140012601A
KR20140012601A KR1020130085519A KR20130085519A KR20140012601A KR 20140012601 A KR20140012601 A KR 20140012601A KR 1020130085519 A KR1020130085519 A KR 1020130085519A KR 20130085519 A KR20130085519 A KR 20130085519A KR 20140012601 A KR20140012601 A KR 20140012601A
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김형
최용수
남상봉
이향목
정상석
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention is to a secondary battery of an integration structure in the front surface of an electrode read bonded to a pouch case by the injection molding of an insulating film. To improve the reliability of the structure of a lead array for extending an electrode, the secondary battery includes an electrode lead tap extended from electrode assembly, a pouch case receiving the electrode assembly, and an insulating film formed on the contact surface of the pouch case and the electrode lead tap to obtain insulation between the electrode lead tap and the pouch case.

Description

이차전지 및 이를 포함하는 전기화학소자{SECONDARY BATTERY AND ELECTROCHEMICAL CELL HAVING THE SAME}Secondary battery and electrochemical device including the same {SECONDARY BATTERY AND ELECTROCHEMICAL CELL HAVING THE SAME}

본 발명은 안전성 및 신뢰성이 향상된 이차전지에 관한 것으로, 구체적으로 높은 절연성의 리드 필름을 구비한 일체형 전극리드를 포함하는 이차전지와 이를 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery having improved safety and reliability, and more particularly, to a secondary battery including an integrated electrode lead having a highly insulating lead film and an electrochemical device including the same.

전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라, 캠코더, 휴대폰, 노트북 등이 눈부신 발전을 거듭함에 따라, 이들 휴대용 전자통신 기기들을 구동할 수 있는 동력원으로서 리튬 이차전지의 수요가 나날이 증가하고 있다.With the rapid development of the electronics, telecommunications, and computer industries, the rapid development of camcorders, mobile phones, laptops, and the like, the demand for lithium secondary batteries as a power source capable of driving these portable electronic communication devices is increasing day by day.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Representatively, there is a high demand for rectangular secondary batteries and pouch secondary batteries, which can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of shape of batteries, and lithium ion batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability in terms of materials. There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion polymer batteries.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical conventional pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는, 전극조립체(300), 전극조립체(300)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(310, 320), 전극 탭들(310, 320)에 용접되어 있는 전극 리드(410, 420), 및 전극조립체(300)를 수용하는 전지케이스(200)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 100 may include an electrode assembly 300, electrode tabs 310 and 320 extending from the electrode assembly 300, and electrodes welded to the electrode tabs 310 and 320. And a battery case 200 accommodating the leads 410 and 420 and the electrode assembly 300.

이때, 상기 전극조립체(300)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. In this case, the electrode assembly 300 is a power generator in which a positive electrode and a negative electrode are sequentially stacked in a state where a separator is interposed therebetween, and has a stack type or a stack / fold type structure.

또한, 상기 전극 탭들(310, 320)은 전극조립체(300)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드(410, 420)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(310, 320)과 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(200)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 상기 다수의 양극 탭들(310)과 다수의 음극 탭들(320)은 전극 리드(410, 420)에 함께 결합될 수 있도록, 전지케이스(200) 내부 상단은 전극조립체(300)로부터 소정 간격으로 이격되어 있다.In addition, the electrode tabs 310 and 320 extend from each electrode plate of the electrode assembly 300, and the electrode leads 410 and 420 are welded with a plurality of electrode tabs 310 and 320 extending from each electrode plate. Each is electrically connected, and part of the battery case 200 is exposed to the outside. The plurality of positive electrode tabs 310 and the plurality of negative electrode tabs 320 may be coupled together to the electrode leads 410 and 420 so that an upper end of the battery case 200 is spaced apart from the electrode assembly 300 at predetermined intervals. have.

상기 케이스(200)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(300)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. The case 200 is made of an aluminum laminate sheet, provides a space for accommodating the electrode assembly 300, and has a pouch shape as a whole.

또한, 금속재인 전극 리드(410, 420)의 상하면 일부에는 전지케이스(200)와의 밀봉도를 높이는 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(430)을 부착한다. 즉, 상기 절연 필름은 전극 리드 상하면에 상부 절연필름(F1)과 하부 절연필름(F2)을 배치한 다음(a), 압착하여 구현한다(도 2 참조). In addition, an insulating film 430 is attached to a portion of the upper and lower surfaces of the electrode leads 410 and 420, which are made of metal, in order to increase the sealing degree with the battery case 200 and to secure an electrical insulating state. That is, the insulating film is formed by disposing the upper insulating film F1 and the lower insulating film F2 on the upper and lower surfaces of the electrode lead (a) and then compressing them (see FIG. 2).

하지만, 상기 필름 배치 및 압착 공정 시에 전극 리드의 상부 및 하부에서 동시에 필름재가 공급되기 때문에 필름간 어라인이 정밀하게 되지 않는(mismatch) 문제가 발생하면서, 이로 인해 압착 후 필름이 누락되는 현상이 발생한다. 더욱이 도 2(b)의 단면(X-X')를 살펴보면, 필름 사이의 압착시 금속재인 전극 리드의 경계면에서 공극(A)이 발생하여 접착효율이 떨어지거나, 핀홀(pin hole)이 형성되어 불량이 발생하는 문제 등이 발생한다(b, c).However, since the film material is simultaneously supplied from the upper and lower portions of the electrode lead during the film placement and the pressing process, a mismatch between the films occurs, which causes the film to be missing after the pressing. Occurs. Furthermore, looking at the cross-section X-X 'of FIG. 2 (b), when the films are compressed between the films, voids A are generated at the interface of the electrode lead, which is a metal material, resulting in poor adhesion efficiency or pin holes. Problems such as failures occur (b, c).

대한민국 등록특허 공보 제10-1068618호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1068618

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 리드부의 표면에 사출성형 공정을 통해 일체형 구조의 절연필름을 구현함으로써, 상하 필름재의 어라인 불량뿐만 아니라, 전극 리드의 경계면 상에서의 공극의 발생이나, 핀홀(pin hole) 불량을 제거하여 신뢰성 있는 이차전지를 구현하는데 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, an object of the present invention is to implement the insulating film of the integral structure through the injection molding process on the surface of the lead portion, as well as the alignment of the upper and lower film material, as well as the interface of the electrode lead The present invention provides a reliable secondary battery by removing voids or pinhole defects in the phase.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 전극 리드와 절연필름의 일체형 구조를 압착 방식이 아닌 사출방식으로 구현할 수 있도록 한다. As a means for solving the above-described problems, the present invention allows the integrated structure of the electrode lead and the insulating film to be implemented by an injection method rather than a compression method.

즉, 본 발명에서는 That is, in the present invention

분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 권취된 구조의 전극조립체,An electrode assembly in which a cathode and an anode are wound with a separator interposed therebetween,

상기 전극조립체로부터 연장된 전극 리드 탭, An electrode lead tab extending from the electrode assembly,

상기 전극조립체를 수납하는 파우치 외장재, 및Pouch packaging material for receiving the electrode assembly,

상기 전극 리드 탭과 파우치 외장재 사이의 절연을 위하여, 전극 리드 탭과 파우치 외장재의 접촉면에 형성된 절연필름을 포함하며,Insulation film formed on the contact surface of the electrode lead tab and the pouch case, for insulation between the electrode lead tab and the pouch case,

상기 절연필름은 사출성형을 통해 파우치 외장재와 접합되는 전극 리드 부 전면(全面)에 밀착되어 일체형으로 형성되는 이차전지를 제공한다.The insulating film provides a secondary battery that is integrally formed in close contact with the entire surface of an electrode lead part bonded to the pouch case through injection molding.

본 발명에 따르면, 사출성형 공정을 통해 표면에 절연필름을 구비한 일체형 전극 리드 구조를 구현함으로써, 상하 필름재의 어라인 불량뿐만 아니라, 전극 리드의 경계면 상에서의 공극 발생 및 핀홀 불량을 제거하여 신뢰성 있는 이차전지를 제조할 수 있다.According to the present invention, by implementing an integrated electrode lead structure having an insulating film on the surface through an injection molding process, it is possible to reliably eliminate not only the alignment defects of the upper and lower film materials, but also the occurrence of voids and pinhole defects on the interface of the electrode leads. A secondary battery can be manufactured.

도 1은 이차전지의 일반적인 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 리드 어세이 제조공정과 문제점을 도시한 공정 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 리드 어세이의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
1 is a perspective view illustrating a general structure of a secondary battery.
2 is a process conceptual diagram showing a conventional lead assay manufacturing process and problems.
3 and 4 are cross-sectional conceptual views showing the structure of the lead assay according to the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation according to the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

구체적으로, 본 발명에서는 Specifically, in the present invention,

분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 권취된 구조의 전극조립체,An electrode assembly in which a cathode and an anode are wound with a separator interposed therebetween,

상기 전극조립체로부터 연장된 전극 리드 탭, An electrode lead tab extending from the electrode assembly,

상기 전극조립체를 수납하는 파우치 외장재, 및Pouch packaging material for receiving the electrode assembly,

상기 전극 리드 탭과 파우치 외장재 사이의 절연을 위하여, 전극 리드 탭과 파우치 외장재의 접촉면에 형성된 절연필름을 포함하며,Insulation film formed on the contact surface of the electrode lead tab and the pouch case, for insulation between the electrode lead tab and the pouch case,

상기 절연필름은 사출성형을 통해 파우치 외장재와 접합되는 전극 리드 부 전면(全面)에 밀착되어 일체형으로 형성되는 이차전지를 제공한다.The insulating film provides a secondary battery that is integrally formed in close contact with the entire surface of an electrode lead part bonded to the pouch case through injection molding.

이때, 도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명에 따른 절연필름을 구비한 일체형 전극 리드 구조 (이하, '리드 어세이'라 한다.)의 제조공정을 도시한 것이다.3 (a) to 3 (c) illustrate a manufacturing process of an integrated electrode lead structure (hereinafter, referred to as a “lead assay”) having an insulating film according to the present invention.

본 발명에 따른 리드 어세이는 사출금형(G) 내에 상기 전극 리드(410)를 배치하고, 절연필름을 형성하기 위한 절연물질을 액상 형태로 상기 사출금형 내에 공급한 다음, 경화하는 공정 과정에 의해 절연필름(430)을 구비한 금속재질의 일체형 전극 리드(410) 구조를 구현할 수 있다(a). In the lead assay according to the present invention, the electrode lead 410 is disposed in the injection mold G, the insulating material for forming the insulating film is supplied into the injection mold in a liquid form, and then cured. A structure of an integrated electrode lead 410 made of metal having an insulating film 430 may be implemented (a).

이와 같은 방식으로 제조된 본 발명의 리드 어세이는 전극 리드(410)과 절연필름(430)이 일체로 이루어져, 전극 리드(410)과 절연필름(430) 사이에 공극이 발생하지 않는 구조로 구현될 수 있다.The lead assay of the present invention manufactured in this manner is composed of the electrode lead 410 and the insulating film 430 integrally, so that no gap is generated between the electrode lead 410 and the insulating film 430. Can be.

또한, 상기 리드 어세이의 형상은 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 것과 같이, 사출금형의 형상을 자유롭게 변형하여 여러 형태의 절연필름을 구현할 수 있다.In addition, as shown in (b) and (c) of FIG. 3, the shape of the lead assay may freely modify the shape of the injection mold to implement various types of insulating films.

이때, 상기 절연필름은 각각의 양극 또는 음극의 전극 리드에 독립적으로 부착되거나, 또는 하나의 단위체로서 두 전극 리드에 동시에 부착될 수도 있다. In this case, the insulating film may be independently attached to the electrode leads of each positive or negative electrode, or may be simultaneously attached to the two electrode leads as one unit.

또한, 상기 절연필름의 폭은 파우치 외장재와 접합되는 전극 리드 용접부의 폭과 동일하거나, 그보다 약간 작은 것이 바람직하다. 또한, 절연필름의 두께는 전지 성형 시 파우치 및 탭의 손상을 방지하는 면에서 약 10 내지 150㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the width of the insulating film is preferably equal to or slightly smaller than the width of the electrode lead welded portion bonded to the pouch case. In addition, the thickness of the insulating film is preferably formed to a thickness of about 10 to 150㎛ in terms of preventing damage to the pouch and tab when forming the battery.

상기 절연필름은 전기절연성 소재로서 전지의 작동에 영향을 주지 않는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 라미네이트 시트에 사용된 고분자 소재와 동일한 소재가 사용될 수 있고, 구체적으로 열경화성 수지로 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 열경화성 수지는 이차전지 제조 시에 사용되는 통상적인 수지라면 특별히 제한하지 않으며, 멜라닌 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지로 형성될 수 있다. The insulating film is not particularly limited as long as it does not affect the operation of the battery as an electrically insulating material. For example, the same material as the polymer material used in the laminate sheet may be used, and specifically, may be implemented as a thermosetting resin. . Specifically, the thermosetting resin is not particularly limited as long as it is a conventional resin used in secondary battery manufacturing, and is formed of at least one thermosetting resin selected from the group consisting of melanin resin, phenol resin, urea resin, epoxy resin, and polyurethane. Can be.

상술한 바와 같이, 도 3(b)의 단면(X-X')를 살펴보면, 본 발명에서는 전극 리드의 표면에 절연필름을 구비하는 리드 어세이의 구조를 사출성형을 통해 구현함으로써, 상하 필름재의 압착공정 시에 발생하는 전극 리드의 경계면 상의 공극 발생을 방지하고, 핀홀(pin hole) 불량을 제거하며, 상하 필름재의 어라인 불량을 제거하여 신뢰성 있는 제품을 구현할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명과 같이 절연필름이 열경화성 수지로 이루어진 경우, 전극 리드에 열이 가해지더라도 절연필름이 녹는 등의 문제가 발생되지 않기 때문에, 견고하게 지지되어 이차전지의 밀봉도를 높이는 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 있으므로, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, looking at the cross-section (X-X ') of Figure 3 (b), in the present invention by implementing the structure of the lead assay having an insulating film on the surface of the electrode lead through injection molding, It prevents the generation of voids on the interface of the electrode lead generated during the crimping process, removes pinhole defects, and eliminates the alignment defects of the upper and lower film materials to realize a reliable product. In particular, when the insulating film is made of a thermosetting resin as in the present invention, even if heat is applied to the electrode leads, no problem such as melting of the insulating film occurs, so it is firmly supported to increase the sealing degree of the secondary battery and at the same time, the electrical insulating state. Since it is possible to secure, it is possible to improve the safety of the battery.

도 4는 본 발명에 따라 형성된 리드 어세이의 다른 실시예를 도시한 것이다.4 illustrates another embodiment of a read assay formed in accordance with the present invention.

즉, 본 발명에 따른 리드 어세이는 접착 및 밀봉 효과를 높이를 위하여, 도 3에서 설명한 사출금형을 적용하는 공법을 통해, 여러 형태의 절연필름의 구조를 다층 구조로도 구현할 수 있다. That is, the lead assay according to the present invention may implement a structure of various types of insulating films in a multilayer structure through a method of applying the injection mold described in FIG. 3 in order to increase the adhesion and sealing effect.

즉, 도 4(a) 및 4(b)에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 절연필름을 상기 전극 리드의 일면(一面) 이상의 면, 예컨대 어느 한쪽면, 양쪽면, 또는 전면에 직접 접촉하여 형성되는 제1절연층(440)과 상기 제1절연층상에 직접 밀착하여 적층되는 절연물질로 구성되는 제2절연층(430)으로 구현할 수 있다. That is, as shown in Figs. 4 (a) and 4 (b), the insulating film according to the present invention is directly in contact with one or more surfaces of the electrode lead, for example, on one side, both surfaces, or the front surface. The first insulating layer 440 may be formed of a second insulating layer 430 formed of an insulating material that is directly stacked on the first insulating layer.

이때, 상기 제1절연층 또는 상기 제2절연층 중 어느 하나는 열경화성 수지로 구현되는 열경화층으로 구현할 수 있다. 이를 테면, 전극 리드와 직접 접촉하는 제1절연층(440)을 폴리프로필렌 수지 (PP) 등의 리드 필름 재질로 구현하고, 제2절연층(430)을 열경화성 수지로 구현할 수 있다.  At this time, any one of the first insulating layer or the second insulating layer may be implemented as a thermosetting layer made of a thermosetting resin. For example, the first insulating layer 440 in direct contact with the electrode lead may be implemented using a lead film material such as polypropylene resin (PP), and the second insulating layer 430 may be implemented with a thermosetting resin.

즉, 전극 리드의 절연필름으로 사용되는 일반적인 PP 등의 수지는 전지케이스의 외장재 시트 간의 접착 효과는 우수한 반면, 열에 취약한 특성이 있다. 한편, 본 발명에 따른 절연필름이 배치되는 위치는 도 1에서의 전지케이스(200)와의 상부와 하부 케이스가 열융착되어 전극조립체를 수납시키는 부위로서, 높은 열이나 압력을 가하게 된다. 따라서, 이 부위에 열이 가해지게 되면 절연필름으로 사용된 PP 필름이 녹아서 접착성이 떨어지게 되고, 이 부위로 수분이 침투되어 전지 안전성에 문제가 있다. That is, a general resin such as PP, which is used as an insulating film of an electrode lead, is excellent in the adhesive effect between the exterior sheets of the battery case, but has a property that is vulnerable to heat. On the other hand, the position in which the insulating film according to the present invention is disposed as the upper and lower cases and the battery case 200 in Figure 1 is heat-sealed to accommodate the electrode assembly, high heat or pressure is applied. Therefore, when heat is applied to this site, the PP film used as the insulating film is melted to degrade adhesiveness, and moisture penetrates into this site, thereby causing battery safety problems.

이에 따라서, 본 발명과 같이 절연필름의 적어도 일면에 열경화층을 포함할 경우, 전극 리드에 열이 가해지더라도 상기 열경화층은 주로 열경화성 고분자로부터 형성됨으로써 하부의 제2절연층으로 전달되어 절연필름이 녹는 등의 문제가 발생되지 않고, 제2절연층이 견고하게 지지되어 전기절연성을 유지할 수 있어 전지의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, when the thermosetting layer is included on at least one surface of the insulating film as in the present invention, even if heat is applied to the electrode lead, the thermosetting layer is mainly formed from the thermosetting polymer and is transferred to the lower second insulating layer to insulate the insulating film. This problem such as melting does not occur, and the second insulating layer is firmly supported to maintain electrical insulation, thereby improving battery safety.

또는 제1절연층(440)을 열경화성 수지로 구현할 수도 있으며, 이 경우에도 상술한 효과를 구현하는 것이 가능하다.Alternatively, the first insulating layer 440 may be implemented with a thermosetting resin, and in this case, the above-described effects may be realized.

상술한 열경화층을 포함하는 복층구조의 절연필름의 경우, 절연저항 파괴를 억제시키고, 수분 침투 가능성을 개선시켜 전지 안전성과 전지 수명을 향상시킬 수 있게 된다.In the case of the insulating film of the multilayer structure including the above-mentioned thermosetting layer, it is possible to suppress breakdown of the insulation resistance and to improve the possibility of water penetration, thereby improving battery safety and battery life.

상기 열경화층은 멜라닌 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지로 형성될 수 있다. 상기 열경화층은 10 내지 150㎛의 두께로 형성하는 것이 전지 성형 시 파우치 및 탭의 손상을 방지하는 면에서 바람직하다.The thermosetting layer may be formed of at least one thermosetting resin selected from the group consisting of melanin resin, phenol resin, urea resin, epoxy resin, and polyurethane. The thermosetting layer is preferably formed to a thickness of 10 to 150㎛ in terms of preventing damage to the pouch and tab when forming the battery.

본 발명에 따른 리드 어세이는 도 1에서 상술한 이차전지에 적용될 수 있으며, 도 1에서의 전극조립체의 전극탭과 초음파 용접 등을 통해 결착되며, 전지케이스인 파우치의 경계부에 절연필름을 배치시키는 구조로 리드 어세이를 활용할 수 있게 된다.The lead assay according to the present invention may be applied to the secondary battery described above with reference to FIG. 1, and is bound through electrode tabs and ultrasonic welding of the electrode assembly of FIG. 1, and insulates an insulating film at the boundary of the pouch, which is a battery case. The structure allows the use of lead assays.

이 경우, 본 발명에 따른 리드 어세이를 적용하는 이차전지는 상기 전극조립체로, 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조 중 어느 하나로 이루어지는 구조로 이차전지를 구성할 수 있다. In this case, the secondary battery to which the lead assay according to the present invention is applied may be configured as any one of the electrode assembly and the secondary battery having a structure of any one of a winding type, a stack type, and a stack / fold type structure.

또한, 상기 본 발명의 전극조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어져 있으며, 이들을 구성하는 구성요소는 통상적으로 다음과 같은 구체적인 재료 및 구성상의 특징을 가진다.In addition, the electrode assembly of the present invention is composed of a positive electrode, a negative electrode and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, the components constituting them typically have the following specific materials and structural features.

(양극구조)(Anode structure)

본 발명에서 상기 기본단위체에 형성되는 전극은 양극 또는 음극으로 구별되고, 상기 양극 및 음극을 그 사이에 분리막을 개재시킨 상태에서 상호 결합시켜 제조된다. 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진재를 더 첨가하기도 한다. 이러한 구조는 시트 형으로 구현되어 로딩 롤에 장착되는 형태로 공정에 적용될 수 있게 된다.In the present invention, the electrode formed on the base unit is divided into a positive electrode or a negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode are prepared by mutually bonding with a separator therebetween. The positive electrode is prepared by, for example, applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder onto a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture. This structure is implemented in a sheet form can be applied to the process in the form of mounting on the loading roll.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3∼500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. 상술한 본 발명에 따른 실시예에서 전극탭의 경우, 상기 양극집전체의 재질과 동일한 재질을 가지도록 형성될 수 있다.The positive electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like on the surface of may 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. In the embodiment according to the present invention described above, the electrode tab may be formed to have the same material as the material of the positive electrode current collector.

또한, 상기 양극 활물질은 리튬 이차전지인 경우 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4 (여기서, x는 0∼0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4,V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x= 0.01∼0.3임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2 (여기서, M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x=0.01∼0.1임) 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.In addition, when the positive electrode active material is a lithium secondary battery, for example, 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; Formula Li 1 + x Mn 2 - x O 4 ( where, x is from 0 to 0.33 Im), LiMnO 3, the lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 3, LiMnO 2; 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 - x M x O 2 , wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2 - x M x O 2 (wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (wherein 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 an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; and the like, but Fe 2 (MoO 4) 3, but is not limited to these.

또한, 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, 채널블랙, 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 도전성금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.In addition, 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 black 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, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey 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.

또한, 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 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.In addition, 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, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

아울러, 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.
In addition, the filler is optionally used as a component for inhibiting the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical changes in the battery, for example, olefin polymers such as polyethylene, polypropylene, etc. ; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

(음극 구조)(Cathode structure)

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다. 이러한 구조는 시트 형으로 구현되어 로딩 롤에 장착되는 형태로 공정에 적용될 수 있게 된다.The negative electrode is manufactured by coating, drying, and pressing a negative electrode active material on a negative electrode current collector, and optionally, the conductive material, binder, filler, etc. may be further included as necessary. This structure is implemented in a sheet form can be applied to the process in the form of mounting on the loading roll.

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 표면 처리한 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. 상술한 본 발명에 따른 실시예에서 전극탭의 경우, 상기 음극집전체의 재질과 동일한 재질을 가지도록 형성될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. 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, or the like, aluminum-cadmium alloy, or 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. In the exemplary embodiment according to the present invention, the electrode tab may be formed to have the same material as that of the negative electrode current collector.

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 include, for example, carbon such as non-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 alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; 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 Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

(분리막)(Membrane)

본 발명에 따른 분리막은 폴딩공정이나 롤(roll) 공정과는 무관히 단순 적층공정으로 기본 단위체를 형성하여 단순 적층을 구현하게 된다. 특히, 라미네이터에서 분리막과 양극, 음극의 접착은 라미네이터 내부에서 분리막 시트 자체가 열에 의해 용융되어 접착 고정되도록 하는 것이다. 이에 따라, 압력이 계속 유지되게 하는바 전극과 분리막 시트 사이의 안정적인 계면 접촉을 가능케 한다.The separator according to the present invention implements simple lamination by forming a basic unit by a simple lamination process regardless of a folding process or a roll process. In particular, the adhesion of the separator, the positive electrode, and the negative electrode in the laminator is such that the separator sheet itself is melted by heat and adhered to the inside of the laminator. This allows the pressure to be maintained continuously, thereby enabling stable interfacial contact between the electrode and the separator sheet.

상기 분리막 시트 또는 셀의 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막은 절연성을 나타내고 이온의 이동이 가능한 다공성 구조라면, 그것의 소재가 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 분리막과 분리막 시트는 동일한 소재일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.As long as the separator interposed between the anode and the cathode of the separator sheet or cell has an insulating property and a porous structure capable of moving ions, the material thereof is not particularly limited, and the separator and the separator sheet may or may not be the same material. It may be.

상기 분리막 또는 분리막 시트는, 예를 들어, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있고, 분리막 또는 분리막 시트의 기공 직경은 일반적으로 0.01∼10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5∼300 ㎛이다. 이러한 분리막 또는 분리막 시트로는, 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. 바람직하게는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름이나 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 필름일 수 있다.As the separator or the separator sheet, for example, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used, and the pore diameter of the separator or the separator sheet is generally 0.01-10 μm, and the thickness is generally 5∼. 300 μm. Examples of the separator or separator sheet include olefin polymers such as polypropylene, which is resistant to chemicals and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane. Preferably, a multilayer film produced by a polyethylene film, a polypropylene film, or a combination of these films, or a film made of polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, or poly A polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer or the like, or a polymer film for a gel-type polymer electrolyte.

상기 분리막은 기본 단위셀을 구성하기 위해서 열융착에 의한 접착 기능을 가지고 있는 것이 바람직하고, 상기 분리막 시트는 반드시 그러한 기능을 가질 필요는 없으나 접착 기능을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the separator has an adhesive function by heat fusion in order to form a basic unit cell, and the separator sheet does not necessarily have such a function, but it is preferable to use an adhesive function.

본 발명에 따른 상기 전극조립체는 양극과 음극의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 전기화학셀에 적용될 수 있는바, 전기화학 셀의 대표적인 예로는, 슈퍼 캐패시터(super capacitor), 울트라 캐패시터(ultra capacitor), 이차전지, 연료전지, 각종 센서, 전기분해장치, 전기화학적 반응기 등을 들 수 있고, 그 중에서 이차전지가 특히 바람직하다.The electrode assembly according to the present invention can be applied to an electrochemical cell that produces electricity by the electrochemical reaction of the positive electrode and the negative electrode, a representative example of the electrochemical cell, a super capacitor (super capacitor), an ultra capacitor (ultra capacitor) ), Secondary batteries, fuel cells, various sensors, electrolysis devices, electrochemical reactors, and the like, and secondary batteries are particularly preferred.

상기 이차전지는 충방전이 가능한 전극조립체가 이온 함유 전해액으로 함침된 상태에서 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다.The secondary battery has a structure in which the electrode assembly capable of charging and discharging is embedded in a battery case in a state impregnated with an ion-containing electrolyte solution. In one preferred embodiment, the secondary battery may be a lithium secondary battery.

최근 리튬 이차전지는 소형 모바일 기기뿐만 아니라 대형 디바이스의 전원으로 많은 관심을 모으고 있으며, 그러한 분야에의 적용 시 작은 중량을 가지는 것이 바람직하다. 이차전지의 중량을 줄이는 하나의 방안으로서, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체를 내장한 구조가 바람직할 수 있다. 이러한 리튬 이차전지에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에는 관련 설명을 생략한다.Recently, a lithium secondary battery has attracted much attention as a power source for large devices as well as small mobile devices, and it is desirable to have a small weight when applied to such a field. As one way to reduce the weight of the secondary battery, a structure in which the electrode assembly is incorporated in a pouch type case of an aluminum laminate sheet may be preferable. Since such a lithium secondary battery is known in the art, the description thereof will be omitted.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 중대형 디바이스의 전원으로 사용할 때에는, 장기간의 사용시에도 작동 성능의 저하 현상을 최대한 억제하고, 수명 특성이 우수하며, 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있는 구조의 이차전지가 바람직하다. 이러한 관점에서 본 발명의 전극조립체를 포함하는 이차전지는 이를 단위전지로 하는 중대형 전지모듈에 바람직하게 사용될 수 있다.In addition, as described above, when used as a power source for a medium-to-large device, a secondary battery having a structure capable of minimizing the deterioration of operation performance even during long-term use, having excellent life characteristics, and capable of mass production at low cost is preferable. In this regard, the secondary battery including the electrode assembly of the present invention may be preferably used in a medium-large battery module having the unit cell.

다수의 이차전지를 포함하는 전지 모듈을 포함하는 전지 팩의 경우, 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)로 이루어진 군에서 선택된 전기차; 이-바이크(E-bike); 이-스쿠터(E-scooter); 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 및 전기 상용차로 이루어진 중대형 디바이스 군에서 선택된 하나 이상의 전원으로 사용될 수 있다.In the case of a battery pack including a battery module including a plurality of secondary batteries, a power tool (power tool); Electric vehicles selected from the group consisting of electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs); E-bikes; E-scooters; Electric golf cart; Electric truck; And it can be used as one or more power source selected from the medium-large device group consisting of electric commercial vehicles.

중대형 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 방식 또는 직렬/병렬 방식으로 연결하여 고출력 대용량을 제공하도록 구성되어 있으며, 그에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에는 관련 설명을 생략한다.
The medium-large battery module is configured to provide a high output capacity by connecting a plurality of unit cells in series or in series / parallel manner, which is well known in the art, and thus, description thereof is omitted herein.

실시예Example

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.

(실시예)(Example)

상부 라미네이트 시트 및 수납부를 구비한 하부 라미네이트 시트로 이루어진 전지 케이스의 수납부에 통상적인 구조의 전극조립체를 내장하고, 전극조립체의 집전체로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 전극 탭들과 전극 리드를 초음파 용접하여 V-포밍부를 형성하였다. 이어서, 상기 전지 케이스의 상부 라미네이트 시트와 하부 라미네이트의 경계부에 배치된 전극 리드의 일부 영역에 사출성형을 통해 열경화성 수지(에폭시 수지)로 이루어진 절연필름을 일체형으로 형성한 다음(도 3(a) 참조), 상부 라미네이트 시트 및 하부 라미네이트 시트를 열융착하여 접합하였다.Ultrasonic welding of a plurality of electrode tabs and electrode leads protruding from the current collector of the electrode assembly, incorporating an electrode assembly having a conventional structure, in a battery compartment including a top laminate sheet and a bottom laminate sheet having a receiving portion. To form a V-forming part. Subsequently, an insulating film made of a thermosetting resin (epoxy resin) is integrally formed through injection molding on a portion of the electrode lead disposed at the boundary between the upper laminate sheet and the lower laminate of the battery case (see FIG. 3 (a)). ), The upper laminate sheet and the lower laminate sheet were joined by heat fusion.

이어서, 전지 케이스 내부로 전해액을 주입하고, 전지 케이스의 상부 라미네이트 시트와 하부 라미네이트가 접하는 외주 면을 열융착시켜 전지 케이스에 실링부를 형성하여 파우치형 이차전지를 제조하였다.
Subsequently, an electrolyte solution was injected into the battery case, and an outer circumferential surface of the battery case in which the upper laminate sheet and the lower laminate contacted each other was thermally fused to form a sealing portion in the battery case, thereby manufacturing a pouch type secondary battery.

(비교예)(Comparative Example)

전극조립체로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 전극 탭들과 전극 리드를 초음파 용접한 다음, 전지 케이스의 상부 라미네이트 시트와 하부 라미네이트의 경계부에 배치된 전극 리드의 일부 영역을 2장의 PP 필름재로 압착하여 제조한 리드 어세이를 적용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 같은 방법으로 파우치형 이차전지를 제조하였다.
A plurality of electrode tabs and electrode leads protruding from the electrode assembly are ultrasonically welded, and then a portion of the electrode leads disposed at the boundary between the upper laminate sheet and the lower laminate of the battery case is pressed by two PP film materials. A pouch type secondary battery was manufactured in the same manner as in the above example, except that one lead assay was applied.

(실험예 1)(Experimental Example 1)

상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 전지를 대상으로 투습성 테스트 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The moisture permeability test results for the batteries prepared in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.

본 실험에서는 각각 100 개의 전지들에 대해 반복적으로 수행하였고, 고온 고압으로 전지 케이스의 열융착 후 절연필름이 존재하는 경계부를 수분에 침지하는 과정을 100회 진행하는 과정으로 수행하였다.In this experiment, each of the 100 batteries was repeatedly performed, and the process of immersing the boundary portion of the insulating film in water after performing heat fusion of the battery case at high temperature and high pressure was performed 100 times.

절연필름 형성부의 불량으로 인한 수분 침투 개체수Moisture penetration number due to defective insulation film formation 실시예Example 00 비교예Comparative Example 1313

상기 실험에서 100개 전지 모두에서 전지케이스의 열압착이 이루어진 절연필름의 존재영역을 통한 수분침투가 유발되지 않았다. 반면에, 비교예의 전지는 다수의 전지에서 분해결과 수분침투의 흔적이 발생한 것을 확인할 수 있었다.
In the above experiments, moisture penetration through the presence region of the insulating film in which the battery cases were thermally compressed in all 100 cells was not induced. On the other hand, the battery of the comparative example was confirmed that the traces of water penetration as a result of decomposition in a number of batteries.

100: 이차전지
200: 전지케이스
300: 전극조립체
310, 320: 전극 탭
410, 420: 리드부(전극 리드)
430: 절연필름
430: 제2 절연층
430: 제1 절연층
F1: 절연필름의 상부 필름
F2: 절연필름의 하부 필름
G:사출금형
100: secondary battery
200: battery case
300: electrode assembly
310, 320: electrode tab
410 and 420: lead portion (electrode lead)
430: insulating film
430: second insulating layer
430: first insulating layer
F1: top film of insulating film
F2: bottom film of insulating film
G: Injection Mold

Claims (17)

분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 권취된 구조의 전극조립체,
상기 전극조립체로부터 연장된 전극 리드 탭,
상기 전극조립체를 수납하는 파우치 외장재, 및
상기 전극 리드 탭과 파우치 외장재 사이의 절연을 위하여, 전극 리드 탭과 파우치 외장재의 접촉면에 형성된 절연필름을 포함하며,
상기 절연필름은 사출성형을 통해 파우치 외장재와 접합되는 전극 리드 전면(全面)부에 일체형 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
An electrode assembly in which a cathode and an anode are wound with a separator interposed therebetween,
An electrode lead tab extending from the electrode assembly,
Pouch packaging material for receiving the electrode assembly,
Insulation film formed on the contact surface of the electrode lead tab and the pouch case, for insulation between the electrode lead tab and the pouch case,
The insulating film is a secondary battery, characterized in that formed in an integral structure on the electrode lead entire surface (joint surface) to be bonded to the pouch packaging material through the injection molding.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름을 구비한 일체형 전극 리드 구조는 사출금형 내에 상기 전극 리드를 배치하고, 절연필름을 형성하기 위한 절연물질을 액상 상태로 상기 사출금형 내에 공급한 다음, 경화하는 과정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The integrated electrode lead structure having the insulating film is formed by placing the electrode lead in an injection mold, supplying an insulating material for forming the insulating film into the injection mold in a liquid state, and then curing the electrode lead. Secondary battery.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름을 구비한 일체형 전극 리드 구조는 상기 전극 리드의 표면과 상기 절연필름 사이에 공극이 존재하지 않는 비공극구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The integrated electrode lead structure having the insulating film is a secondary battery, characterized in that formed in a non-porous structure in which no gap exists between the surface of the electrode lead and the insulating film.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름은 각각의 전극 리드에 독립적으로 부착되어 형성되거나, 또는 하나의 단위체로서 두 전극 리드에 동시에 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The insulating film is a secondary battery, characterized in that attached to each electrode lead is formed independently, or as a unit attached to two electrode leads at the same time formed.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름의 폭은 파우치 외장재와 접합되는 전극 리드 용접부의 폭과 동일하거나, 또는 작은 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The width of the insulating film is a secondary battery, characterized in that the same as, or smaller than the width of the electrode lead welding portion bonded to the pouch packaging material.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름의 전체 두께는 10 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The total thickness of the insulating film is a secondary battery, characterized in that 10 to 150㎛.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름은 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The insulating film is a secondary battery comprising a thermosetting resin.
청구항 7에 있어서,
상기 열경화성 수지는 멜라닌 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 7,
The thermosetting resin is a secondary battery, characterized in that at least one thermosetting resin selected from the group consisting of melanin resin, phenol resin, urea resin, epoxy resin, and polyurethane.
청구항 1에 있어서,
상기 절연필름은 상기 전극 리드의 일면(一面) 이상의 면에 직접 접촉하여 형성되는 제1절연층과 상기 제1절연층상에 직접 밀착하여 적층되는 제2절연층을 포함하는 다층 절연필름인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The insulating film is a multi-layered insulating film including a first insulating layer formed by being in direct contact with at least one surface of the electrode lead and a second insulating layer which is directly stacked on the first insulating layer. Secondary battery.
청구항 9에 있어서,
상기 제1절연층 또는 상기 제2절연층 중 적어도 어느 하나는 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 9,
At least one of the first insulating layer and the second insulating layer comprises a thermosetting resin.
청구항 10에 있어서,
상기 제1절연층은 폴리프로필렌 수지를 포함하고,
상기 제2절연층은 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 10,
The first insulating layer comprises a polypropylene resin,
The second insulating layer is a secondary battery comprising a thermosetting resin.
청구항 11에 있어서,
상기 열경화층 수지는 멜라닌 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 11,
The thermosetting layer resin is a secondary battery comprising at least one thermosetting resin selected from the group consisting of melanin resin, phenol resin, urea resin, epoxy resin, and polyurethane.
청구항 9에 있어서,
상기 다층 절연필름의 전체 두께는 10 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 9,
The total thickness of the multilayer insulating film is a secondary battery, characterized in that 10 to 150㎛.
청구항 1에 있어서,
상기 파우치 외장재는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The pouch packaging material is a secondary battery, characterized in that consisting of a laminate sheet comprising a resin layer and a metal layer.
청구항 1에 있어서,
상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 1,
The electrode assembly is a secondary battery, characterized in that made of any one of a wound type, stack type or stack / folding type structure.
청구항 15에 있어서,
상기 이차전지는 파우치형 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
16. The method of claim 15,
The secondary battery is a secondary battery, characterized in that the pouch type secondary battery.
청구항 1 기재의 이차전지를 포함하는 전지모듈 및 다수의 전지의 모듈을 포함하는 전지팩으로 이루어진 군에서 선택된 전기화학소자.An electrochemical device selected from the group consisting of a battery module comprising a secondary battery of claim 1 and a module of a plurality of batteries.
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