KR20140049737A - 이차전지용 외장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지용 외장재에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 이차전지용 외장재 일면에 가스 배출관을 포함하고, 상기 가스 배출관의 내주면에 역류 방지 부재를 포함하는 이차전지용 외장재에 관한 것이다.

Description

이차전지용 외장재{Wrapping material for secondary battery}
본 발명은 이차전지용 외장재에 관한 것이다.
이차전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-금속 하이드라이드(Ni-MH) 전지, 리튬(Li) 이차전지 등으로 분류할 수 있다. 이중에서 리튬 이차전지는 다른 이차전지에 비해 작동 전압과 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 많은 이점이 있다.
일반적으로 이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 전극조립체에 전해질이 함침된 상태로 케이스에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전극조립체는 긴 시트형의 집전체 호일(foil) 양면에 전극 활물질을 도포한 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태로 둥글게 권취한 젤리-롤형과 일정한 단위 크기의 집전체 호일 양면에 전극 활물질을 도포한 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 형태로 순차적으로 적층한 스택형으로 구분된다.
이러한 전극조립체를 전지케이스에 내장한 형태에 따라 이차전지를 분류하기도 하는데, 원통형의 금속캔에 내장한 원통형 전지, 각형의 금속 캔에 내장한 각형 전지 및 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장한 파우치형 전지가 있다.
그러나 이와 같은 리튬 이차전지는 사용 중 내부의 전기화학적 반응에 따라 전극조립체의 팽창과 수축, 발생가스의 압력에 의해 스웰링되는 문제가 발생하며, 발생된 가스에 의해 전지가 팽창, 폭발할 염려가 있게 된다. 특히, 파우치형 이차전지의 경우 그 외장재의 강도가 약하여 내부 가스의 압력을 충분히 견딜 수 없기 때문에 전지가 부풀어 오르는 것을 억제하기 어렵다. 또한 과방전이나 단락 등에 의해 과전류가 흐르면 전지 내부의 온도가 상승하여 액체 전해질이 기체로 변하게 되고 이에 따라 전지 내부의 압력이 상승하게 되어 발화의 위험성도 증가하게 된다.
본 발명은 이차전지를 사용함에 따라 발생하는 가스를 외부로 배출할 수 있는 가스 배출관을 포함하는 이차전지용 외장재를 제공한다.
본 발명은 이차전지용 외장재 일면에 가스 배출관을 포함하고, 상기 가스 배출관의 내주면에 역류 방지 부재를 포함하는 이차전지용 외장재를 제공한다.
또한, 상기 가스 배출관의 말단에 가스 배출을 단속할 수 있는 가스 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 배출관과 가스 배출구 사이에는 길이조절이 가능한 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 길이조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이차전지용 외장재는 전극 조립체가 수용되는 수용부 및 열융착하여 전지를 밀봉하는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 배출관은 적어도 이차전지용 외장재의 수용부까지 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 배출관은 이차전지용 외장재와 동일한 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역류 방지 부재는 일측방향으로 교차 형성된 필름 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이차전지용 외장재는 파우치형인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이차전지용 외장재의 일면에 가스 배출관을 포함하여 이차전지의 내부에서 발생하는 가스를 효과적으로 외부로 배출할 수 있고, 상기 가스 배출관의 내주면에 역류 방지 부재를 포함하여 이차전지의 내부에서 발생한 가스를 외부로 쉽게 배출할 수 있으나, 외부에서 내부로 가스가 유입될 수 없는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 가스 배출관 말단에 가스 배출을 단속할 수 있는 가스 배출구를 포함하고, 상기 가스 배출관과 가스 배출구 사이에 연결부를 더 포함하여 이차전지 내부에 발생된 가스의 양을 측정할 수 있고, 이차전지의 안전성을 위해 늘어난 길이를 분석하여 가스 배출구를 통해 외부로 가스를 배출시킬 수 있다. 따라서, 이차전지 사용에 따라 발생하는 가스를 효과적으로 외부로 방출하면서 이차전지의 스웰링 현상을 감소시켜 수명을 연장시킬 뿐 아니라 이차전지의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재에서 가스 배출관을 상세히 나타낸 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 이차전지용 외장재 일면에 가스 배출관을 포함하고, 상기 가스 배출관의 내주면에 역류 방지 부재를 포함하는 이차전지용 외장재를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)를 나타낸 모식도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)는 외장의 종류, 구조 등에 따라 파우치형, 캔형, 각형 등으로 분류될 수 있으며, 파우치형을 사용할 수 있다. 또한, 전극조립체의 구조적 특성에 따라 젤리-롤형(권취형), 스택형, 스택/폴딩형 등으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)는 전극조립체(130)를 포함할 수 있으며, 상기 전극조립체(130)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 분리막 또는 세퍼레이터 등으로 구성된다(미도시). 상기 전극조립체(130)는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극탭(140)과 음극판에서 연장되어 형성되는 음극탭(150)이 구비되며, 상기 양극탭(140) 및 음극탭(150) 각각은 도전성 재질로 이루어지는 양극리드(160) 및 음극리드(170)와 초음파 웰딩 등의 방법으로 접합된다. 이와 같이 접합되어 연장되는 상기 전극리드(160, 170)는 이차전지용 외장재(100) 외부로 뻗어 나와 전지의 충전 또는 방전이 가능하도록 한다.
상기 전극조립체(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 이차전지용 외장재(100)의 수용부(내부 공간)에 탑재된 후, 전해액이 주입되고 밀봉 공정, 에이징 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 하나의 완성된 이차전지가 된다.
본 발명의 일실시에에 따른 이차전지용 외장재(100)는 상기 전극조립체(130)가 수용되는 수용부를 포함할 수 있다. 상기 이차전지용 외장재(100)는 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)로 상대적으로 구분하여 상기 전극조립체(130)가 구비되는 수용부를 실시형태에 따라 한쪽 케이스에만 수납공간이 형성될 수 있고, 양 케이스에 모두 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)는 전극조립체(130)가 수용부(내부 공간)에 탑재되어 이차전지의 외형이 갖추어지면, 상기 이차전지용 외장재(100)의 외주면을 대상으로 열융착 공정을 수행하여 밀봉할 수 있는 실링부(180)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)에서 가스 배출관(210)은 이차전지용 외장재(100)의 연장선상으로, 이차전지용 외장재(100)의 형상을 재단할 때 가스 배출관(210)을 포함하여 형성될 수 있으며, 이후, 이차전지용 외장재(100)의 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)를 열융착하여 제조할 수 있다. 또는 상기 가스 배출관(210)은 별도로 제조되어 외장재(100)와 결합될 수도 있다. 상기 가스 배출관(210)은 전극 리드(160, 170)가 돌출된 변의 일측 또는 양측 변에 전극 리드(160, 170)가 형성된 부분과 가까운 쪽에 형성되도록 할 수 있고, 전극 리드(160, 170)가 형성된 변을 평행하게 연장하여 형성되도록 할 수 있다. 이는 이차전지 내부에서 전극탭들(140, 150)이 형성되는 부분이 상대적으로 압력이 약하고 전극조립체(210)와 전극 리드(160, 170) 사이에 일정 부분 공간이 형성되게 되어 내부에서 발생된 가스가 가장 많이 고일 수 있는 부분인바, 이 부분과 가스 배출관(210)이 연결되도록 형성함으로써 내부의 발생 가스가 보다 효과적으로 외부로 방출될 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 상기 가스 배출관(210)은 적어도 이차전지용 외장재(100)의 수용부까지 구비될 수 있으며, 이차전지용 외장재(100)와 동일한 재질로 만들어질 수 있다.
또한, 가스 배출관(210)을 상기와 같이 전극 리드(160, 170)가 형성되는 변에 연장하여 위치하도록 함으로써 폴딩시 이차전지용 외장재(100) 내부의 전극조립체(130)가 위치하지 않는 빈 공간과 동일선상에 있으므로, 가스 배출관(210)을 형성하더라도 이후 이차전지의 두께가 두꺼워지는 현상으로 인한 문제가 발생할 염려가 없다. 상기 가스 배출관(210)은 전극조립체(130)가 위치하고 있는 이차전지용 외장재(100) 내부의 공간과 단절되지 않고 연결될 수 있도록 가스 배출관(210)과 외장재(100) 내부의 공간 사이가 실링되지 않고 가스의 이동통로가 될 수 있도록 형성되도록 한다.
상기 가스 배출관(210)의 폭은 특별히 한정되지 않으며, 가스가 충분히 배출될 수 있는 정도의 통로가 형성되면 충분하다. 상기 가스 배출관(210)의 길이 또한 이에 특별히 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)에서 가스 배출관(210)을 상세히 나타낸 확대도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 외장재(100)에서, 상기 가스 배출관(210)은 가스 배출관(210)의 내주면에 역류 방지 부재(212)를 포함하여 내부에서는 이차전지용 외장재(100)의 외부로 가스가 쉽게 배출되도록 할 수 있으나, 외부에서 내부로 가스가 쉽게 침투할 수 없도록 할 수 있다. 상기 역류 방지 부재(212)는 곁가지 형태의 필름일 수 있으나, 가스 역류를 방지할 수 있는 형태의 물질이면 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가스 배출관(210)은 가스 배출관(210) 말단에 가스 배출을 단속할 수 있는 가스 배출구(212)를 더 포함할 수 있고, 상기 가스 배출관(210)과 가스 배출구(212) 사이에 연결부(213)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부(213)는 길이조절이 가능하도록 늘어날 수 있으며, 이를 통해 이차전지 내부에서 발생된 가스의 양을 측정할 수 있고, 이차전지의 안전성을 위해 늘어난 길이를 분석하여 가스 배출구(212)를 통해 외부로 가스를 배출시킬 수 있다. 따라서, 이차전지 사용에 따라 발생하는 가스를 효과적으로 외부로 방출하면서 이차전지의 스웰링 현상을 감소시켜 수명을 연장시킬 뿐 아니라, 이차전지의 수명을 연장시킬 수 있다. 상기 연결부(213)는 길이조절이 가능하기 위해 플라스틱 재질을 사용할 수 있으나, 신축성이 있는 물질이면 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 이차전지용 외장재의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지된 이차전지용 외장재의 제조방법을 이용할 수 있다. 즉, 가스 배출관을 포함하는 않는 이차전지용 외장재를 제조한 다음, 별도의 과정으로 형성된 가스 배출관을 연결하는 제조방법으로 이차전지용 외장재를 제조하는 것도 가능하다. 다만, 이때 가스 배출관이 부착되는 부분이 밀봉되지 않도록 개방하여 두고 이후 부착되는 가스 배출관과 연결되도록 한다. 가스 배출관과 이차전지용 외장재의 연결 방법은 특별히 한정되지 않으며, 접착제 또는 접착을 위한 마진부분을 마련하여 열압착 방식으로 연결되도록 할 수 있다.
또한, 이차전지용 외장재의 연장선상으로, 이차전지용 외장재의 형상을 재단할 때 가스 배출관을 포함하여 형성될 수 있으며, 이후, 이차전지용 외장재의 상부 케이스 및 하부 케이스를 열융착하여 제조할 수 있다.
100: 이차전지용 외장재 110: 상부 케이스
120: 하부 케이스 130: 전극조립체
140: 양극탭 150: 음극탭
160: 양극 리드 170: 음극 리드
180: 실링부 210: 가스 배출관
212: 가스 배출구 213: 연결부

Claims (10)

  1. 이차전지용 외장재 일면에 가스 배출관을 포함하고,
    상기 가스 배출관의 내주면에 역류 방지 부재를 포함하는 이차전지용 외장재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 배출관의 말단에 가스 배출을 단속할 수 있는 가스 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스 배출관과 가스 배출구 사이에는 길이조절이 가능한 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결부는 길이조절이 가능한 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결부는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이차전지용 외장재는 전극 조립체가 수용되는 수용부 및 열융착하여 전지를 밀봉하는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 배출관은 적어도 이차전지용 외장재의 수용부까지 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 배출관은 이차전지용 외장재와 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 역류 방지 부재는 일측방향으로 교차 형성된 필름 형태인 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이차전지용 외장재는 파우치형인 것을 특징으로 하는 이차전지용 외장재.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002992A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지
JP2020053387A (ja) * 2019-06-12 2020-04-02 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用弁装置及び蓄電デバイス
WO2020246072A1 (ja) * 2019-06-04 2020-12-10 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス、蓄電デバイス集合体、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5097167B2 (ja) 2009-06-05 2012-12-12 パナソニック株式会社 組電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002992A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지
WO2020246072A1 (ja) * 2019-06-04 2020-12-10 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス、蓄電デバイス集合体、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法
JP2020053387A (ja) * 2019-06-12 2020-04-02 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用弁装置及び蓄電デバイス

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