KR20150028138A - Battery Cell of Increased Capacity and Device Comprising the Same - Google Patents

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KR20150028138A KR20130106842A KR20130106842A KR20150028138A KR 20150028138 A KR20150028138 A KR 20150028138A KR 20130106842 A KR20130106842 A KR 20130106842A KR 20130106842 A KR20130106842 A KR 20130106842A KR 20150028138 A KR20150028138 A KR 20150028138A
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Abstract

The present invention relates to a battery cell of increased capacity and a device comprising the same. More particularly, the present invention relates to a battery cell and a device comprising the same. The battery includes an electrode assembly and a rectangular battery case formed in the electrode assembly. The battery case of the battery cell includes a pair of long sides which face each other on a horizontal cross section and a pair of short sides which face each other. An indent part which is thinner than the average thickness (t1) of the long side is formed on at least one of the long sides.

Description

용량이 증가된 전지셀 및 이를 포함하는 장치 {Battery Cell of Increased Capacity and Device Comprising the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell having increased capacity,

본 발명은 용량이 증가된 전지셀 및 이를 포함하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체 및 상기 전극조립체가 내장되어 있는 각형의 전지케이스를 포함하고 있고, 상기 전지셀의 전지케이스는 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부들을 포함하고 있으며, 상기 장변부들 중의 적어도 하나에는 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery cell having increased capacity and an apparatus including the same, and more particularly, to a battery cell including an electrode assembly and a prismatic battery case having the electrode assembly therein, And a pair of long side portions facing each other on the cross section and a pair of short side portions facing each other, wherein at least one of the long side portions is provided with a recess portion thinner than the average thickness t 1 of the long side portion To a battery cell and an apparatus including the same.

이차전지는 양극/분리막/음극의 전극조립체를 내장하는 케이스의 형상에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되는데, 디바이스의 소형 경박화의 경향에 따라 그에 적합한 각형 전지와 파우치형 전지의 수요가 크게 증가하고 있다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery, a prismatic battery and a pouch-shaped battery according to the shape of the case in which the electrode assembly of the anode / separator / cathode is built. Demand is growing significantly.

일반적으로, 각형 전지는 젤리-롤형 또는 스택형의 양극/분리막/음극 전극조립체를 각형의 전지케이스에 넣고 개방 상단을 탑 캡으로 덮으며 탑 캡 상의 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입한 뒤 밀봉하는 과정으로 제작된다.Generally, a prismatic battery includes a jelly-roll type or a stacked type anode / separator / cathode electrode assembly in a square-shaped battery case, an open top is covered with a top cap, an electrolyte is injected through an electrolyte injection port on the top cap, .

도 1에는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view of a prismatic battery incorporating a conventional jelly-roll type electrode assembly.

도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤(10)이 각형의 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(예를 들어, 음극단자: 32)가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1, the prismatic battery 50 includes a jelly-roll 10 housed in a rectangular metal case 20, and a protruding electrode terminal (for example, a negative terminal: 32 are formed on the top surface of the top cap 30.

젤리-롤(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 젤리-롤(10)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄 및 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다.The negative electrode of the jelly-roll 10 is electrically connected to the lower end of the negative electrode terminal 32 on the top cap 30 via the negative electrode tab 12, And is insulated from the cap 30. On the other hand, another electrode (for example, an anode) of the jelly-roll 10 is electrically connected to the top cap 30 whose anode tab 14 is made of a conductive material such as aluminum and stainless steel Itself forms a bipolar terminal.

또한, 전극 탭들(12, 14)을 제외하고 젤리-롤(10)과 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 젤리-롤(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 장착하고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라서 용접으로 이들을 결합한다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 금속 볼(도시하지 않음)을 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 완성된다.In order to ensure electrical insulation between the jelly-roll 10 and the top cap 30 except for the electrode taps 12 and 14, a sheet-like insulating member 20 is interposed between the rectangular case 20 and the jelly- The top cap 30 is mounted and welded along the contact surfaces of the top cap 30 and the case 20. [ Then, an electrolyte is injected through the electrolyte injection port 43, a metal ball (not shown) is welded and sealed, and a welded portion is coated with epoxy or the like to complete the battery.

한편, 전지의 소형화, 박형화의 추세에 따라 전지 용량을 극대화하면서도 전지 크기를 최소화하기 위한 설계가 요구되고 있고, 그 일환으로서 전지케이스의 두께를 가능한 얇게 구성하려는 시도가 행해지고 있다. 그러나, 이러한 얇은 두께의 전지케이스를 사용하는 경우, 전지의 제조 과정에서, 전지케이스를 이루는 금속 판재가 내측으로 만입되면서 두께가 얇아져 기계적 강도가 저하될 뿐만 아니라, 전지의 내압에 의해 쉽게 변형됨으로써 밀봉성이 저하되는 문제가 있다.On the other hand, in order to maximize the capacity of the battery and to minimize the size of the battery in accordance with the trend of downsizing and thinning of the battery, it is required to design a battery case as thin as possible. However, in the case of using such a thin-walled battery case, in the process of manufacturing the battery, not only the thickness of the metal plate forming the battery case is reduced to the inside, but also the mechanical strength is lowered and the wall is easily deformed by the internal pressure of the battery, There is a problem that the property is deteriorated.

이와 관련하여, 일부 선행기술은 전지케이스의 측벽을 얇게 하여, 전지의 용량을 증대 시키는 기술을 제시하고 있다. 예를 들어, 한국 공개특허 제2011-0019580호는 한 쌍의 장측벽과 상기 장측벽의 단부에 형성된 한 쌍의 단측벽을 구비하고, 상기 단측벽은 하부 영역의 두께보다 상부 영역의 두께가 더 얇게 형성된 전지케이스를 개시하고 있다.In this connection, some prior arts have proposed a technique of increasing the capacity of the battery by thinning the side wall of the battery case. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0019580 has a pair of long side walls and a pair of short side walls formed at ends of the long side walls, wherein the short side walls have a thickness Discloses a thinly formed battery case.

그러나, 전지케이스의 단측벽은 측벽 말단부에 해당하므로, 전지가 낙하하거나 이동될 경우, 외부의 충격이 집중되기 쉬워 상대적으로 높은 기계적 강성이 요구된다. 따라서, 상기 선행기술은 전지케이스의 전지용량을 어느 정도 향상시킬 수는 있으나, 전지의 안정성에 문제를 가지고 있다. 또한, 단측벽의 원호 형태의 일정하지 않은 형상을 가지고 있는 바, 두께를 얇게 하는 공정에 어려움이 있고, 두께의 감소에 따른 효과적인 전지 용량의 증대를 기대하기 어려워, 소망하는 전지의 용량 증가율을 갖지 못하는 한계가 있다.However, since the single side wall of the battery case corresponds to the end portion of the side wall, when the battery is dropped or moved, external impact is likely to be concentrated, and relatively high mechanical rigidity is required. Therefore, although the prior art can improve the battery capacity of the battery case to some extent, there is a problem in the stability of the battery. In addition, since it has a non-uniform shape in the shape of an arc on the short side wall, it is difficult to reduce the thickness, and it is difficult to expect an increase in the effective cell capacity due to the decrease in thickness. There is a limit that can not be done.

따라서, 전지의 크기를 최소화하면서 용량을 극대화하려는 추세에 맞추어 전지케이스의 내부공간을 보다 효과적으로 활용하여 안전성을 유지하면서도 전지의 용량을 증대시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a technique that can increase the capacity of the battery while maintaining safety by more effectively utilizing the internal space of the battery case in accordance with the trend of maximizing the capacity while minimizing the size of the battery.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 전지케이스의 적어도 하나의 장변부의 특정 부위를 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇게 할 경우, 전지케이스의 내부 용적이 늘어나고, 전지의 포함되는 양극 활물질, 음극활물질 및 전해액의 양을 상대적으로 증가시켜 전지의 용량이 극대화되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when the specific area of at least one long side of the battery case is made thinner than the average thickness t 1 of the long side part, the internal volume of the battery case is increased, The amount of the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the electrolytic solution to be contained is relatively increased, thereby maximizing the capacity of the battery. Thus, the present invention has been accomplished.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은 전극조립체 및 상기 전극조립체가 내장되어 있는 각형의 전지케이스를 포함하고 있고, 상기 전지케이스는 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부들을 포함하고 있으며, 상기 장변부들 중의 적어도 하나에는 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Therefore, the battery cell according to the present invention includes an electrode assembly and a prismatic battery case in which the electrode assembly is embedded. The battery case has a pair of long side portions facing each other on a horizontal cross section, Wherein at least one of the long side portions is formed with a recessed portion that is thinner than an average thickness t 1 of the long side portion.

본 발명에 따른 전지셀은, 상대적으로 기계적 충격에 취약하지 않은 장변부들 중의 적어도 하나에는 전극조립체의 전극 탭의 위치 및 두께를 고려하여 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부를 형성시킨 전지케이스를 이용하여, 외관 부피 및 형상을 동일하게 유지하면서, 전지의 안정성 및 제조 용이성을 확보함과 동시에 전지케이스의 내부 공간을 증가시킬 수 있는 바, 전지의 용량을 극대화 할 수 있다.The battery cell according to the present invention is characterized in that at least one of the long side portions which are not susceptible to mechanical impact is formed with a recessed portion which is thinner than the average thickness t 1 of the long side portion in consideration of the position and thickness of the electrode tab of the electrode assembly. The stability and manufacturability of the battery can be ensured while the external volume and the shape are kept the same, and the internal space of the battery case can be increased, so that the capacity of the battery can be maximized.

본 발명자들이 확인한 바로는, 본 발명에 따른 전지셀은, 예를 들어, 전지케이스의 규격이 두께 52 mm x 폭 51.8 mm x 높이 55.7 mm이고, 상기 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부가 형성된 경우, 장변부가 일정한 두께(ta)를 가진 전지셀에 비해 용량이 4.5 % 이상 증가되는 것으로 확인하였다.The present inventors have found that the battery cell according to the present invention can be applied to a case where the size of the battery case is 52 mm in width x 51.8 mm in width x 55.7 mm in height and the thickness of the recessed portion which is thinner than the average thickness t 1 It was confirmed that the capacity was increased by 4.5% or more as compared with the battery cell having the constant thickness t a at the long side.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스의 단변부 형상은 각형이거나 원호 형상일 수 있으며, 상세하게는, 전지케이스의 단변부가 원호 형상일 경우, 상기 원호의 중심이 전지케이스의 중심축 방향으로 위치하는 구조일 수 있다.In one specific example, the shape of the short side of the battery case may be a square shape or an arc shape. Specifically, when the short side of the battery case is an arc shape, the center of the arc is located in the direction of the center axis of the battery case Structure.

상기 전지케이스는 외부의 기계적 충격으로부터 효과적으로 보호하고, 내부로 유입될 수 있는 공기 및 이물질을 차단하기 위해 금속 소재로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금일 수 있다.The battery case may be made of a metal material, for example, stainless steel, aluminum, or an aluminum alloy to effectively protect the battery case from external mechanical impacts and to block air and foreign substances that may enter the battery case.

하나의 구체적인 예에서, 상기 만입부는 바람직하게는 전극조립체의 외면에 위치한 전극 탭에 대응하는 위치에서 장변부 상에 형성되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the indentation may preferably be formed on the long side at a position corresponding to the electrode tab located on the outer surface of the electrode assembly.

상기 전지케이스의 측벽의 두께는 소망하는 기계적 강도 및 전지 용량을 고려하여 적절히 조절될 수 있고, 하나의 구체적인 예에서, 상기 만입부의 두께(td)는, 예를 들어, 장변부의 평균 두께(t1)의 30 내지 80% 크기일 수 있다. 이 때, 장변부의 평균 두께(t1)가 30% 보다 작은 경우, 소망하는 기계적 강도를 달성할 수 없고, 전지의 낙하 등에 의한 외부 충격이 인가되었을 때, 쉽게 변형될 수 있으며, 전지의 안전성이 저하될 수 있다. 반면에, 장변부의 평균 두께가 80% 보다 큰 경우에는 소망하는 전지 용량 증대 효과를 발휘하기 어렵다.The thickness of the sidewall of the battery case may be suitably adjusted in consideration of the desired mechanical strength and the battery capacity. In one specific example, the thickness t d of the indent is, for example, the average thickness t 1 ). ≪ / RTI > At this time, when the average thickness t 1 of the long side portion is smaller than 30%, the desired mechanical strength can not be attained and it can be easily deformed when an external impact is applied due to falling of the battery or the like, Can be degraded. On the other hand, when the average thickness of the long side portion is larger than 80%, it is difficult to exhibit the desired battery capacity increasing effect.

상기 만입부의 폭(wd)은 전극 탭의 위치를 고려하여 적절한 너비 크기로 형성될 수 있는 바, 예를 들어, 장변부의 폭(w1)의 10 내지 90% 크기일 수 있다.The width w d of the indent may be formed to have an appropriate width considering the position of the electrode tab. For example, the width w d may be 10 to 90% of the width w 1 of the long side.

한편, 전지셀의 제조공정 시, 전극조립체를 안전하게 전지케이스에 삽입하기 위해서는 전극조립체의 크기가 전지케이스의 내부 크기보다 일정비율 작아 전지케이스 및 전극조립체가 소정의 거리로 이격된 채 삽입되어야 한다. 이 때, 상기 소정의 거리를 삽입 공차라 한다.Meanwhile, in order to safely insert the electrode assembly into the battery case during the manufacturing process of the battery cell, the size of the electrode assembly is smaller than the internal size of the battery case so that the battery case and the electrode assembly are inserted with a predetermined distance. At this time, the predetermined distance is referred to as an insertion tolerance.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체의 외면과 장변부의 내면 사이의 거리인 삽입 공차는 전지셀의 제조의 불량률을 줄이고 보다 전극조립체의 삽입을 용이할 수 있도록 0.100 mm 이상일 수 있다.In one specific example, the insertion tolerance, which is the distance between the outer surface of the electrode assembly and the inner surface of the long side, may be 0.100 mm or more to reduce the defect rate in the manufacture of the battery cell and facilitate insertion of the electrode assembly.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는, 하나의 양극 시트 및 하나의 음극 시트가 분리막이 개재된 상태에서 권취되어 있고, 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 집전체의 무지부에 전극 탭이 부착되어 있는 구조로 이루어질 수 있으며, 상세하게는 상기 전극조립체는, 양극 탭 또는 음극 탭이 권취 개시점에서 전극 집전체의 무지부에 부착되어, 전극조립체의 권취 중심부에 위치하고, 상기 권취 중심부의 전극 탭과 반대 극성의 탭이 권취 종료점에서 전극 집전체의 무지부에 부착되어 있어 전극조립체의 외면에 위치할 수 있다.In one specific example, the electrode assembly has a structure in which one positive electrode sheet and one negative electrode sheet are wound with a separator interposed therebetween, and an electrode tab is attached to the non-coated portion of the current collector to which the electrode active material is not applied The positive electrode tab or the negative electrode tab is attached to the uncoated portion of the electrode current collector at the winding start point and is located at the winding center portion of the electrode assembly and is opposite to the electrode tab at the winding center portion The tab of the polarity is attached to the solid portion of the electrode current collector at the winding end point and can be located on the outer surface of the electrode assembly.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like 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.

상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM’yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M’ = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; And the formula Li 1 + x M 1-y M 'y PO 4-z X z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 20 wt% based on the total weight of the mixture including the cathode 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.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 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.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the collector, and is usually added in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode 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.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들을 더 포함할 수 있다.The negative electrode is fabricated by applying an anode active material on an anode current collector and drying the anode active material, and may further include the above-described components as needed.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 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.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an 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.

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 &lt; x &lt; 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.

분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separator is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant 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.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있으나 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다.In one specific example, the battery cell may be a lithium secondary battery, but the kind thereof is not particularly limited.

상기 리튬 이차전지는 상기 전극조립체와 선택적으로 리튬염 함유 비수계 전해질을 포함할 수 있다.The lithium secondary battery may include the electrode assembly and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.

리튬함유 비수계 전해질은 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있다. 비수 전해질로는 비수 전해액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium-containing non-aqueous electrolyte is composed of a nonaqueous electrolyte and lithium. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸 포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, But are not limited to, lactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, Nitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives , Tetrahydrofuran derivatives, ether, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수계 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N, N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., non-aqueous electrolytes may be used in the form of, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하는 디바이스일 수 있으며, 예를 들어, 휴대폰, 노트북, MP3 플레이어, PMP, DVR, 스마트 패드, GPS 시스템, 태블릿 컴퓨터 및 랩-탑 컴퓨터 등을 들 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention can also be a device including the battery cell as a power source, for example, a mobile phone, a notebook, an MP3 player, a PMP, a DVR, a smart pad, a GPS system, a tablet computer, However, the present invention is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부들을 포함하고 있고, 전극조립체의 장변부에 전극 탭의 위치 및 두께를 고려하여 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부가 형성되어 있는 전지케이스를 이용할 경우, 전지케이스의 용적을 증대 시키고, 그에 따라, 양극 활물질, 음극 활물질 및 전해액의 양을 증가시켜 전지 용량을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery cell according to the present invention includes a pair of long side portions facing each other on a horizontal cross section and a pair of short side portions facing each other, and the position of the electrode tab and the thickness consider the case of using a battery case is formed additional thin recessed than the long portion average thickness (t 1), increases the volume of the battery case and, accordingly, increases the amount of positive electrode active material, negative electrode active material and the electrolytic solution to the cell capacity a There is an effect that can be increased.

도 1은 종래의 젤리-롤형 각형 전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다;
도 2는 제 1 비교예에 따른 전지셀의 전지케이스에 전극조립체가 삽입된 구조에 대한 사시도이다;
도 3은 젤리-롤형 전극조립체의 권취 전의 구조에 대한 모식도이다;
도 4은 제 1 비교예에 따른 전지케이스의 정면 모식도이다;
도 5는 제 2 비교예에 따른 전지케이스의 정면 모식도이다;
도 6는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전지케이스의 정면 모식도이다.
1 is an exploded perspective view of a general structure of a conventional jelly-roll type prismatic battery;
2 is a perspective view illustrating a structure in which an electrode assembly is inserted into a battery case of a battery cell according to a first comparative example;
3 is a schematic view of the structure of the jelly-roll type electrode assembly before winding;
4 is a front schematic view of a battery case according to a first comparative example;
5 is a front schematic view of a battery case according to a second comparative example;
6 is a front schematic view of a battery case according to a first embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2에는 종래기술에 기반한 제 1 비교예에 따른 전지셀의 전지케이스에 전극조립체가 삽입된 구조에 대한 사시도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a perspective view of a structure in which an electrode assembly is inserted into a battery case of a battery cell according to a first comparative example based on the prior art.

도 2를 참조하면, 전지셀(200)은 젤리-롤형 전극조립체(300) 및 전극조립체(300)가 내장되어 있는 각형의 전지케이스(220)를 포함하는 것으로 구성되어 있고, 전지케이스(220)는 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들(221, 222)과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부들(223, 224)로 구성되어 있다.2, the battery cell 200 includes a jelly-roll type electrode assembly 300 and a prismatic battery case 220 in which the electrode assembly 300 is embedded. A pair of long side portions 221 and 222 facing each other on a horizontal section and a pair of short side portions 223 and 224 facing each other.

도 2에서는 설명의 편의를 위해, 전지케이스(220) 외면의 장변부들(221, 222)과 단변부들(223, 224)의 범위를 점선으로 표시하였다.2, the range of the long side portions 221 and 222 and the short side portions 223 and 224 of the outer surface of the battery case 220 is indicated by a dotted line for convenience of explanation.

한 쌍의 단변부들(223, 224)은 원호 형상으로 이루어져 있고, 상기 원호의 중심이 전지케이스(220)의 중심축 방향으로 위치하고 있다.The pair of short side portions 223 and 224 are formed in an arc shape and the center of the arc is located in the direction of the central axis of the battery case 220.

도 3에는 젤리-롤형 전극조립체의 권취 전의 구조에 대한 모식도가 도시되어 있다.Fig. 3 shows a schematic view of the structure of the jelly-roll type electrode assembly before winding.

도 3를 참조하면, 젤리-롤형의 전극조립체(300)는 양극(350)으로서 양극 집전체(352)의 양면에 양극 활물질(353)을 도포한 양극 시트와 음극(360)으로서 음극 집전체(364)의 양면에 음극 활물질(365)을 도포한 음극 시트를 분리막(340)이 개재된 상태에서 화살표 방향으로 권취하여 제조된다. 양극 집전체(352)의 일측 단부에는 양극 활물질(353)이 도포되어 있지 않은 무지부(370)가 형성되어 있고, 음극 집전체(360)의 일측 단부에는 음극 활물질(365)이 도포되어 있지 않은 무지부(380)가 형성되어 있다. 양극 탭(312)은 양극 집전체(352)의 무지부(370)의 상부로 일부 돌출되도록 형성되어 있고, 음극 탭(314)은 음극 집전체(364)의 무지부(380)의 상부로 일부 돌출되도록 형성되어 있다.3, the jelly-roll type electrode assembly 300 includes a positive electrode sheet 350 in which a positive electrode active material 353 is applied on both surfaces of a positive electrode collector 352 and a negative electrode collector 360 364 are coated with a negative electrode active material 365 and wound in the direction of the arrow with the separator 340 therebetween. The uncoated portion 370 in which the positive electrode active material 353 is not applied is formed on one end of the positive electrode collector 352 and the negative electrode active material 365 is not coated on one end of the negative electrode collector 360 An uncoated portion 380 is formed. The positive electrode tab 312 is formed so as to protrude partially from the upper portion of the non-coated portion 370 of the positive electrode collector 352. The negative electrode tab 314 is formed on the upper portion of the non-coated portion 380 of the negative electrode collector 364, Respectively.

따라서, 전극조립체(300)의 음극 탭(314)은 권취 개시점에서 음극 집전체(364)의 무지부(380)에 부착되어 있어 전극조립체(300)의 권취 중심부에 위치하고, 양극 탭(312)은 권취 종료점에서 양극 집전체(352)의 무지부(370)에 부착되어 있어 전극조립체(300)의 외면에 위치한다.The negative electrode tab 314 of the electrode assembly 300 is attached to the uncoated portion 380 of the negative electrode current collector 364 at the winding starting point and is positioned at the winding center portion of the electrode assembly 300, Is attached to the non-coated portion (370) of the positive electrode collector (352) at the winding end point and is located on the outer surface of the electrode assembly (300).

도 4에는 제 1 비교예에 따른 전지케이스의 정면도, 도 5에는 제 2 비교예에 따른 전지케이스의 정면도, 및 도 6에는 제 1 실시예에 따른 전지케이스의 정면도가 각각 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 4 is a front view of the battery case according to the first comparative example, Fig. 5 is a front view of the battery case according to the second comparative example, and Fig. 6 is a schematic front view of the battery case according to the first embodiment. .

먼저, 도 4 및 도 5을 참조하면, 전지케이스(220, 420)는 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들(221, 421)과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부(223, 423)로 구성되어 있고, 도 5의 전지케이스(420)는 도 4의 전지케이스(220)의 측벽의 두께(ta) 보다 얇은 두께(tc)로 구성되어 있으며, 도 4 및 도 5의 전지케이스(220, 420)는 장변부의 두께(ta, tc)와 상관없이, 삽입공차(P1, P2)를 0.100 mm로 둔 상태로 전극조립체(300, 430)가 전지케이스(220, 420)에 삽입되어 있다.4 and 5, the battery cases 220 and 420 include a pair of long side portions 221 and 421 facing each other on a horizontal cross section and a pair of short side portions 223 and 423 facing each other The battery case 420 shown in FIG. 5 has a thickness t c that is smaller than the thickness t a of the side wall of the battery case 220 shown in FIG. 4, The electrode assemblies 300 and 430 are inserted into the battery cases 220 and 420 while the insertion tolerances P 1 and P 2 are set to 0.100 mm irrespective of the thicknesses t a and t c of the long side portions 220 and 420, Respectively.

반면에, 도 6에서 전지셀(100)의 전지케이스(120)는 장변부들(121, 122)의 평균 두께(t1) 보다 얇은 만입부들(125, 126)이 각각 형성되어 있고, 하나의 만입부(126)는 전극조립체(130)의 외면에 위치한 양극 탭(114)에 대응하는 위치에서 장변부(122)상에 형성되어 있으며, 삽입공차(P3)가 0.100 mm 이상이 되도록 전극조립체(130)가 전지케이스(122)에 삽입되어 있다.6, the battery case 120 of the battery cell 100 is formed with the indentations 125 and 126 which are thinner than the average thickness t 1 of the long side portions 121 and 122, respectively, The electrode assembly 130 is formed on the long side portion 122 at a position corresponding to the positive electrode tab 114 located on the outer surface of the electrode assembly 130 and has an insertion tolerance P 3 of 0.100 mm or more 130 are inserted into the battery case 122.

여기서 만입부들(125, 126)의 두께(td)는 각각의 장변부들(121, 122)의 평균 두께(t1)의 30 내지 80% 크기로 구성되어 있고, 만입부들(125, 126)의 폭(wd)은 장변부들(121, 122)의 폭(w1)의 10 내지 90% 크기로 구성되어 있다.The thickness t d of the indentations 125 and 126 is 30 to 80% of the average thickness t 1 of the long side portions 121 and 122 and the thickness t d of the indentations 125 and 126 The width w d is comprised of 10 to 90% of the width w 1 of the long side portions 121 and 122.

따라서, 만입부(126)는 전극조립체(130)의 외면에 돌출되어 형성된 양극 탭(114)에 대응하는 위치에서 장변부(122)상에 형성되어 있기 때문에 도 5의 측벽의 전체 두께를 감소시킨 경우 보다 적절한 삽입공차를 충족시키면서, 더욱 효과적으로 전지케이스의 용량을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
Therefore, since the indentation 126 is formed on the long side portion 122 at a position corresponding to the positive electrode tab 114 protruding from the outer surface of the electrode assembly 130, the entire thickness of the side wall of FIG. 5 is reduced There is an advantage that the capacity of the battery case can be increased more effectively while satisfying the insertion tolerance more appropriate than the case of the case.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

전지케이스의 제조Manufacture of battery case

Ni을 도금한 SPCE(냉간압연강판)을 사용하여 딥 드로잉 및 프레싱 공정을 이용하여, 만입부의 두께(td)가 0.20 mm이고, 단변부의 평균 두께가 0.27mm인 측벽으로 구성된 전지케이스를 525256 규격(폭 5.2 mm, 너비 51.88 mm, 높이 55.7 mm)에 맞춰 제조하였다.
A battery case made up of sidewalls having an indentation thickness t d of 0.20 mm and an average short side thickness of 0.27 mm was subjected to deep drawing and pressing using an Ni-plated SPCE (cold rolled steel sheet) (Width 5.2 mm, width 51.88 mm, height 55.7 mm).

이차전지의 제조Manufacture of Secondary Battery

양극 및 음극 집전체에 각각 활물질을 도포하고, 롤링 압축 공정 실시하여 양극 시트 및 음극 시트를 제조하며, 양극 탭 및 음극 탭을 양극 집전체 및 음극 집전체의 무지부에 용접한 후, 양극 시트 및 음극 시트를 분리막이 개재된 상태에서 권취하여 젤리-롤형 전극조립체를 제조하였다. 이렇게 제조된 젤리-롤형 전극조립체를 전지케이스 내부에 삽입하고, 각형 케이스와 젤리-롤 사이에 시트형 절연부재를 삽입한 뒤, 탑 캡을 장착하며, 탑 캡과 케이스의 접촉면을 따라서 용접하여 이들을 결합하였다. 그런 다음, 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입한 후 금속 볼 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 이차전지를 제작하였다.
The positive electrode sheet and the negative electrode sheet were produced by applying the active material to the positive and negative current collectors respectively and then subjected to the rolling compression process. The positive electrode tab and the negative electrode tab were welded to the uncoated portions of the positive electrode collector and the negative electrode collector, The negative electrode sheet was wound up with a separator interposed therebetween to manufacture a jelly-roll type electrode assembly. The jelly-roll type electrode assembly manufactured as described above is inserted into the battery case, a sheet-shaped insulating member is inserted between the rectangular case and the jelly-roll, and then the top cap is mounted, welded along the contact surface between the top cap and the case, Respectively. Then, the electrolyte was injected through the electrolyte injection hole, and the metal ball was welded and sealed, and the welded portion was coated with epoxy or the like to manufacture a secondary battery.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

전지케이스의 장변부의 두께를 일정하게 0.27 mm로 가공하고, 만입부가 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이차전지를 제작하였다.
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the long side portion of the battery case was constantly adjusted to 0.27 mm and no indented portion was formed.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

전지케이스의 장변부의 두께를 일정하게 0.24 mm로 가공하고, 만입부가 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이차전지를 제작하였다.
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the long side portion of the battery case was constantly adjusted to 0.24 mm, and no indented portion was formed.

상기 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2에서 제조된 이차전지들의 사양(specification)을 하기 표 1에 나타내었다.The specifications of the secondary batteries manufactured in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are shown in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

<실험예 1><Experimental Example 1>

실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 제조방법에 따라 각각 30개의 이차전지를 제조하였으며, 각각 제조된 이차전지의 용량을 측정하고, 그 평균값을 계산하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Thirty secondary batteries were manufactured according to the manufacturing method of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and the capacity of each secondary battery was measured and the average value thereof was calculated. The results are shown in Table 2 below .

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 비교예 1의 평균 전지 용량을 기준하여, 전지케이스의 장변부의 두께를 감소시킨 경우인 비교예 2의 전지보다 만입부의 두께만을 감소시킨 실시예 1의 이차전지가 더 높은 용량 증가율을 보였다. 상세하게는 실시예 1의 전지 용량이 비교예 1에 비해 약 4.9% 더 증가된 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, the secondary battery of Example 1 having a reduced thickness of the indentation portion compared to the battery of Comparative Example 2, in which the thickness of the long side portion of the battery case was reduced based on the average battery capacity of Comparative Example 1, Showed a high capacity increase rate. In detail, it can be seen that the battery capacity of Example 1 was increased by about 4.9% as compared with Comparative Example 1.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는 장변부의 일부분을 얇게 가공 함으로써 전지의 제조공정을 용이하게 하기 위한 삽입공차를 확보하면서도 측벽의 두께를 일정하게 얇게 가공하는 경우 보다 전지의 용량을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
Therefore, the secondary battery according to the present invention can effectively increase the capacity of the battery as compared with a case where the thickness of the side wall is uniformly thinned while ensuring the insertion tolerance for facilitating the manufacturing process of the battery by making a part of the long side portion thinner .

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (12)

전극조립체 및 상기 전극조립체가 내장되어 있는 각형의 전지케이스를 포함하고 있고, 상기 전지케이스는 수평 단면 상에서 서로 대면하는 한 쌍의 장변부들과 서로 대면하는 한 쌍의 단변부들을 포함하고 있으며, 상기 장변부들 중의 적어도 하나에는 장변부의 평균 두께(t1)보다 얇은 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.Wherein the battery case includes a pair of long side portions facing each other on a horizontal cross section and a pair of short side portions facing each other on the horizontal cross section, in at least one battery cell, it characterized in that the recess portion is formed thinner than the long portion average thickness (t 1) of the portions. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는, 하나의 양극 시트 및 하나의 음극 시트가 분리막이 개재된 상태에서 권취되어 있고, 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 집전체의 무지부에 전극 탭이 부착되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode assembly has one electrode sheet and one negative electrode sheet wound with the separator interposed therebetween, and the electrode tab is attached to the non-coated portion of the current collector to which the electrode active material is not applied Wherein the battery cell is made of a metal. 제 2 항에 있어서, 상기 전극조립체는, 양극 탭 또는 음극 탭이 권취개시점에서 전극 집전체의 무지부에 부착되어 전극조립체의 권취 중심부에 위치하고, 상기 권취 중심부의 전극 탭과 반대 극성의 탭이 권취 종료점에서 전극 집전체의 무지부에 부착되어 전극조립체의 외면에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery pack according to claim 2, wherein the electrode assembly has a positive electrode tap or a negative electrode tab attached to the non-solid portion of the electrode current collector at the winding start point and located at the winding center portion of the electrode assembly, And is attached to an uncoated portion of the electrode current collector at an end of winding and is located on the outer surface of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case is made of a metal material. 제 1 항에 있어서, 상기 단변부는 각형 또는 원호 형상으로 이루어져 있고, 상기 원호의 중심이 전지케이스의 중심축 방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the short sides are angular or arc-shaped, and the center of the arc is located in the center axis direction of the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 만입부는 전극조립체의 외면에 위치한 전극 탭에 대응하는 위치에서 장변부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the indent is formed on a long side portion at a position corresponding to an electrode tab located on an outer surface of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 만입부의 두께(td)는 장변부의 평균 두께(t1)의 30 내지 80% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the thickness t d of the indent is 30 to 80% of an average thickness t 1 of the long side portion. 제 1 항에 있어서, 상기 만입부의 폭(wd)은 장변부의 폭(w1)의 10 내지 90% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the width w d of the indent is 10 to 90% of the width w 1 of the long side portion. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 외면과 장변부의 내면 사이의 거리인 삽입 공차는 0.100 mm 이상인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein an insertion tolerance, which is a distance between an outer surface of the electrode assembly and an inner surface of the long side portion, is 0.100 mm or more. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery cell according to any one of claims 1 to 10 as a power source. 제 11 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 스마트 패드, 태블릿 컴퓨터 및 랩-탑 컴퓨터로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.12. The device of claim 11, wherein the device is selected from the group consisting of a cell phone, a smart pad, a tablet computer, and a lab-top computer.
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