KR20160015846A - Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety - Google Patents
Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160015846A KR20160015846A KR1020140098715A KR20140098715A KR20160015846A KR 20160015846 A KR20160015846 A KR 20160015846A KR 1020140098715 A KR1020140098715 A KR 1020140098715A KR 20140098715 A KR20140098715 A KR 20140098715A KR 20160015846 A KR20160015846 A KR 20160015846A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- electrode assembly
- unit cell
- unit
- battery
- Prior art date
Links
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910021432 inorganic complex Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 안전성 향상을 위한 구조의 도전부재를 포함하고 있는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a conductive member having a structure for improving safety.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.
또한, 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.In addition, 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 that can meet various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지셀과 파우치형 전지셀에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic battery cell and a pouch-shaped battery cell that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.
전지셀은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 사용되기도 한다.The battery cell is classified according to the structure of the electrode assembly having the anode, the cathode, and the separator interposed between the anode and the cathode. Typically, the separator includes a long sheet- A stacked (laminated) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and the like, The electrode assembly of the present invention has a structure in which a positive electrode and a negative electrode of a predetermined unit are stacked on a separation film with a separator interposed therebetween, A stacked / folded type electrode assembly having a structure in which the electrode assembly is wound with the electrode assembly may be used.
그런데, 앞서 설명한 파우치형 이차전지는 기계적 강성이 작은 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있으므로, 외부충격, 낙하 등에 의하여 쉽게 변형되고, 그러한 변형시 내부단락이 유발될 가능성이 매우 높다는 문제점이 있으므로, 이를 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다.However, since the above-described pouch-type secondary battery has a built-in electrode assembly in a battery case having a small mechanical rigidity, there is a problem that it is easily deformed due to an external shock or falling, and an internal short- There is a need for a solution to the problem.
또한, 전지의 낙하, 진동 등과 더불어, 빈번하게 발생하는 침상체 관통시의 내부 단락에 의한 전류의 급격한 흐름 및 전지의 발화 또는 폭발을 방지하고, 보다 효율적인 방법으로 전지의 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Further, in addition to dropping and vibration of the battery, a technology capable of preventing a sudden current flow due to an internal short-circuit during frequent occurrence of penetration of a needle-like body and ignition or explosion of the battery and securing the safety of the battery in a more efficient manner Is a necessity.
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-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 단위셀의 전극단자에 각각 연결된 전도성 플레이트(A)와 전도성 플레이트들(A, B) 및 이들 사이에 개재되는 절연 플레이트를 포함하는 특정한 도전부재가 전극조립체의 내부에 하나 이상 포함될 경우, 전지셀의 안전성을 높이며, 효율적인 전지셀 제조 공정을 이룰 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments, and have found that, as will be described later, the conductive plates A and B and the conductive plates A and B respectively connected to the electrode terminals of the unit cells, It has been found that when one or more specific conductive members including an insulating plate are included in the electrode assembly, the safety of the battery cell can be enhanced and an efficient battery cell manufacturing process can be achieved, and the present invention has been accomplished.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:
집전체의 일면 또는 양면에 활물질이 각각 도포되어 있는 양극과 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 단위셀들, 및 상기 단위셀들을 포함하는 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 장착되어 있으며;Unit cells each comprising an anode and a cathode coated with an active material on one surface or both surfaces of a current collector, and a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrode assembly including the unit cells are mounted on a receiving portion of the battery case ;
상기 단위셀의 양극단자에 전기적으로 연결되는 전도성 플레이트(A)와 단위셀의 음극단자에 전기적으로 연결되는 전도성 플레이트(B), 및 상기 전도성 플레이트들(A, B) 사이에 개재되는 절연 플레이트를 포함하는 도전부재가, 상기 전극조립체의 내부에 하나 이상 포함되어 있는 구조로 이루어져 있다. A conductive plate A electrically connected to the positive terminal of the unit cell and a conductive plate B electrically connected to the negative terminal of the unit cell and an insulating plate interposed between the conductive plates A and B, The electrode assembly includes at least one conductive member including at least one conductive member.
즉, 본 발명의 따른 전지셀은, 하나 이상의 특정한 도전부재를 전극조립체의 내부에 포함함으로써, 외부충격, 낙하, 및 침상 도체의 관통에 의한 단락을 효율적으로 도전부재로 유도하여, 전지셀의 발화와 폭발을 방지함으로써 전지셀의 안전성을 높일 수 있으며, 또한 효율적인 전지셀 제조 공정을 이룰 수 있다. That is, the battery cell according to the present invention includes at least one specific conductive member inside the electrode assembly, thereby efficiently introducing a short circuit caused by external impact, falling, and penetration of the needle-like conductor into the conductive member, It is possible to increase the safety of the battery cell and prevent the explosion, thereby achieving an efficient battery cell manufacturing process.
이하에서는, 본 발명에 따른 전지셀의 구성에 대해 더욱 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration of the battery cell according to the present invention will be described in more detail.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전도성 플레이트(A)는 활물질이 도포되어 있지 않은 알루미늄 호일이고, 상기 전도성 플레이트(B)는 활물질이 도포되어 있지 않은 구리일 수 있다.In one specific example, the conductive plate (A) is an aluminum foil to which no active material is applied, and the conductive plate (B) may be copper in which no active material is coated.
상기 단위셀의 분리막은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있고, 특히 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자 및 바인더 고분자로 이루어진 활성층이 도포되어 있을 수 있다. The separation membrane of the unit cell may be an organic / inorganic complex porous SRS (Safety-Reinforcing Separators) separation membrane. In particular, the SRS separation membrane may be coated with an active layer composed of inorganic particles and a binder polymer on a polyolefin-based membrane.
상기 도전부재는, 그것의 형상이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 평면 형상이 단위셀과 동일한 것일 수 있다.Although the shape of the conductive member is not particularly limited, for example, the conductive member may have the same planar shape as the unit cell.
또한, 상기 절연 플레이트는 전극조립체의 분리막보다 작은 열수축성을 가진 비다공성 소재로 이루어질 수 있다. 절연 플레이트와 대면하고 있는 전도성 플레이트들(A, B)에 전극 활물질이 도포되어 있지 않기 때문에 다공성 구조를 가질 필요는 없지만, 경우에 따라서는 다공성 구조이어도 무방하다. 또한, 소재의 열수축성이 작음으로써, 고온 조건에서 전도성 플레이트들(A, B)의 접촉에 의한 단락을 방지하는 것이 좋다.In addition, the insulating plate may be made of a non-porous material having heat shrinkability smaller than that of the separator of the electrode assembly. It is not necessary to have a porous structure because the electrode active material is not coated on the conductive plates A and B facing the insulating plate, but the porous plate may have a porous structure in some cases. In addition, it is preferable to prevent a short circuit due to the contact of the conductive plates A and B at a high temperature condition by the heat shrinkability of the material being small.
본 발명에서, 상기 전도성 플레이트(A, B)는 단위셀의 집전체의 두께 대비 110% 내지 200%의 두께로 이루어질 수 있다. 이는, 침상 도체의 관통시, 전도성 플레이트(A, B)와 침상 도체의 접촉 부위가 단위셀의 집전체와 침상 도체의 접촉 부위보다 넓을 경우, 단락에 의한 전류의 흐름을 전도성 플레이트 쪽으로 유도하여 전지의 발화 또는 폭발을 방지할 수 있기 때문이다.In the present invention, the conductive plates A and B may have a thickness ranging from 110% to 200% of the thickness of the collector of the unit cell. This is because, when the contact area between the conductive plate (A, B) and the needle-shaped conductor is wider than the contact area between the current collector of the unit cell and the needle-shaped conductor at the time of penetrating the needle-shaped conductor, It is possible to prevent ignition or explosion of the battery.
앞서 정의한 바와 같이, 본 발명의 전지셀에서 전극조립체는 단위셀들이 순차적으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다.As described above, in the battery cell of the present invention, the electrode assembly has a structure in which unit cells are sequentially stacked.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 3 이상의 홀수인 n개의 단위셀들이 순차적으로 적층되어 있고, 도전부재가 제 1 단위셀과 제 n 단위셀 사이의 임의의 위치에 포함되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the electrode assembly may have a structure in which n unit cells of three or more odd numbers are sequentially stacked, and a conductive member is included at an arbitrary position between the first unit cell and the nth unit cell .
경우에 따라서는, 상기 전극조립체는 단위셀들이 긴 시트형의 분리 필름상에 위치한 상태에서 순차적으로 권취되어 있는 구조일 수도 있다.In some cases, the electrode assembly may be a structure in which the unit cells are sequentially wound while being positioned on a long sheet-like separation film.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 3 이상의 홀수인 n개의 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 분리필름 상에 위치시킨 상태에서, 제 1 단위셀이 단위셀들의 적층 방향을 기준으로 전극조립체의 중심부에 위치하고 제 n-1 단위셀 및 제 n 단위셀이 전극조립체의 최외각에 각각 위치하도록, 제 1 단위셀부터 제 n 단위셀로 순차적으로 권취한 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the electrode assembly has n number of odd number of unit cells arranged on a long length separating film, and the first unit cell is divided into a center portion of the electrode assembly And the n-th unit cell and the n-th unit cell are respectively positioned at the outermost edges of the electrode assembly, the first unit cell to the n-th unit cell may be sequentially wound.
이 경우, 상기 제 1 단위셀과 제 2 단위셀 사이에는 권취 전 분리필름 상에서 단위셀의 크기에 상응하는 이격 부위가 형성되어 있으며, 상기 도전부재는 2개 이상의 개수로 포함되어 있고 제 1 단위셀과 제 n-1 단위셀 사이의 임의의 위치할 수 있다. 도전부재들이 2개 이상의 개수로 포함됨으로써 1개의 도전부재가 포함될 때보다 본 발명에서 의도한 효과를 극대화할 수 있다.In this case, a spacing corresponding to the size of the unit cell is formed on the pre-winding separation film between the first unit cell and the second unit cell, and the conductive member includes two or more numbers, And the (n-1) th unit cell. By including the conductive members in the number of two or more, the intended effect of the present invention can be maximized as compared with when one conductive member is included.
이러한 2개 이상의 도전부재들은 다양한 위치에 포함될 수 있는 바, 하나 바람직한 예에서, 2개 이상의 도전부재들 중의 적어도 하나는 제 1 단위셀과 제 2 단위셀 사이에 위치할 수 있다. These two or more conductive members can be included in various positions, and in one preferred embodiment, at least one of the two or more conductive members can be located between the first unit cell and the second unit cell.
바람직하게는, 상기 2개 이상의 도전부재들은 상호 인접하여 위치함으로써, 침상 도체의 관통시 더욱 효과적으로 안전성을 향상시키는 것으로 확인되었다.Preferably, the two or more conductive members are positioned adjacent to each other, thereby confirming that the penetration of the needle-shaped conductor more effectively improves safety.
또 다른 예로서, 상기 전극조립체는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤 구조일수 있으며, 상기 젤리-롤의 권취 구조 내부에 도전부재가 위치되어 있는 구조일 수 있다.As another example, the electrode assembly may be a jelly-roll structure having a structure in which a long sheet-like anode and a cathode are wound with a separator interposed therebetween, and a structure in which a conductive member is disposed inside the winding structure of the jelly- Lt; / RTI >
이러한 구조는 젤리-롤의 권취 개시 부위에 도전부재를 위치시킴으로써, 용이하게 제작될 수 있다.Such a structure can be easily manufactured by placing the conductive member at the winding start portion of the jelly-roll.
상기 전지케이스는 원통형 또는 각형 캔, 및 상기 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡을 포함하는 구조로 이루어질 수 있으며, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 구조일 수 있다. The battery case may have a structure including a cylindrical or square can, and a cap mounted on an open upper end of the can, and may be a pouch-shaped case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는, 예를 들어, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있지만, 이들 만으로 한정되지 않음은 물론이다.The present invention also provides a device comprising one or more of the battery cells, the device including at least one of a cell phone, a tablet computer, a notebook computer, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle, - in-hybrid electric vehicle, and a power storage device. However, the present invention is not limited thereto.
상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Such devices or devices are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 따른 전지셀은 하나 이상의 특정한 도전부재를 전극조립체의 내부에 포함함으로써, 전지셀의 안전성을 높이며, 효율적인 전지셀 제조 공정을 이룰 수 있는 효과가 있다. As described above, the battery cell according to the present invention includes one or more specific conductive members inside the electrode assembly, thereby enhancing safety of the battery cell and achieving an efficient battery cell manufacturing process.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도전부재의 수직 단면 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체에 침상 도체가 관통된 형태를 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 5는 도 4의 전극조립체를 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립를 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다. 1 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a conductive member according to one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic view illustrating a needle-shaped conductor passing through an electrode assembly according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a schematic diagram of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram of an electrode assembly according to another embodiment of the present invention;
5 is a schematic view showing a method of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4;
6 is a schematic view illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도전부재(100)의 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a
도 1을 참조하면, 도전부재(100)은 단위셀의 양극단자에 전기적으로 연결(도시하지 않음)되는 전도성 플레이트(A)와 단위셀의 음극단자에 전기적으로 연결(도시하지 않음)되는 전도성 플레이트(B)를 포함하고 있고, 이들 사이에 절연 플레이트(101)이 개재되어 있다. 전도성 플레이트(A)는 활물질이 도포되어 있지 않은 알루미늄 호일이고, 전도성 플레이트(B)는 활물질이 도포되어 있지 않은 구리 호일로 이루어져 있다.1, the
도 2는 도전부재(100)을 포함하는 전극조립체(200)에 침상 도체가 관통한 형태를 나타내는 모식도이다.2 is a schematic view showing a state in which needle-shaped conductors pass through an
도 2을 참조하면, 단위셀(210)은 집전체의 일면 또는 양면에 활물질이 각각 도포되어 있는 양극(211)과 음극(212), 및 양극(211)과 음극(212)사이에 개재되는 분리막(213)으로 구성되어 있다.2, the
도전부재(100)은 평면 형상이 단위셀(210)과 동일하며, 절연 플레이트(101)는 전극조립체의 분리막(213)보다 작은 열수축성을 가진 비다공성 소재로 이루어져 있다.The
전도성 플레이트(A, B)는 단위셀 집전체의 두께 대비 110% 내지 200%의 두께로 이루어져 있다. The conductive plates A and B have a thickness of 110% to 200% of the thickness of the unit cell current collector.
이러한 전극조립체(200)를 침상 도체(50)가 관통하는 경우, 전도성 플레이트(A, B)와 침상 도체(50)의 접촉 부위(a, b)가 단위셀(210)의 집전체와 침상 도체의 접촉 부위(c, d)보다 넓어서, 단락을 전도성 플레이트(A, B)쪽으로 더욱 효율적으로 유도하고, 발생한 열을 더욱 많이 분산시킬 수 있다.When the needle-
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다.3 is a schematic diagram of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 전극조립체(300)는 5개의 단위셀들(310, 320, 330, 340, 350)이 순차적으로 적층되어 있고, 2개의 도전부재들(100, 100-1)이 단위셀(310)과 단위셀(320), 단위셀 (340)과 단위셀( 350)사이에 각각 위치해 있다. 3, the
도 4와 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전극조립체와 이 제조 방법을 나타낸 모식도이다.4 and 5 are schematic views showing an electrode assembly and a manufacturing method thereof according to still another embodiment of the present invention.
전극조립체(400)는 단위셀들(410, 430, 440, 460, 470)이 긴 시트형의 분리 필름(480)상에 위치한 상태에서 순차적으로 권취되어 있다.The
전극조립체(400)는 5개의 단위셀들(410, 430, 440, 460, 470)을 폭 대비 긴 길이의 분리필름(480)상에 위치시킨 상태에서, 단위셀(410)이 단위셀들(410, 430, 440, 460, 470)의 적층 방향을 기준으로 전극조립체(400)의 중심부에 위치하고 단위셀(460) 및 단위셀(470)이 전극조립체의 최외각에 각각 위치하도록, 단위셀(410)부터 단위셀(470)로 순차적으로 권취한 구조로 이루어져 있다. The
이때, 단위셀(410)과 도전부재(100) 사이에는 권취 전 분리필름(480) 상에서 단위셀(410)의 크기에 상응하는 이격 부위(481)가 형성되어 있고, 2개의 도전부재(100, 100-1)가 포함되어 있으며, 단위셀(410)과 단위셀(430), 단위셀(440)과 단위셀(460) 사이에 각각 위치하고 있다.At this time, a
끝으로, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체를 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다. Finally, FIG. 6 is a schematic view showing a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 전극조립체(500)는 긴 시트형의 양극(511)과 음극(512)을 분리막(513)이 개재된 상태에서 권취하고, 이렇게 권취하여 제작된 젤리-롤의 권취 구조 내부에 도전부재(100)가 위치한다.6, the
이때, 젤리-롤의 권취 개시 부위(E)에 도전부재(100)가 위치한다. At this time, the
이러한 구조에 의해, 하나 이상의 도전부재(100, 100-1)가 전극조립체(200, 300, 400, 500)의 내부에 포함될 수 있다.
With this structure, one or more
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (22)
상기 단위셀의 양극단자에 전기적으로 연결되는 전도성 플레이트(A)와 단위셀의 음극단자에 전기적으로 연결되는 전도성 플레이트(B), 및 상기 전도성 플레이트들(A, B) 사이에 개재되는 절연 플레이트를 포함하는 도전부재가, 상기 전극조립체의 내부에 하나 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. Unit cells each comprising an anode and a cathode coated with an active material on one surface or both surfaces of a current collector, and a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrode assembly including the unit cells are mounted on a receiving portion of the battery case ;
A conductive plate A electrically connected to the positive terminal of the unit cell and a conductive plate B electrically connected to the negative terminal of the unit cell and an insulating plate interposed between the conductive plates A and B, Wherein at least one conductive member is included in the electrode assembly.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140098715A KR101763626B1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140098715A KR101763626B1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160015846A true KR20160015846A (en) | 2016-02-15 |
KR101763626B1 KR101763626B1 (en) | 2017-08-01 |
Family
ID=55356703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140098715A KR101763626B1 (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101763626B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11018395B2 (en) | 2019-05-14 | 2021-05-25 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100919691B1 (en) * | 2009-06-24 | 2009-10-06 | 에너테크인터내셔널 주식회사 | Unit cell for secondary battery having conductive sheet layer and lithium ion secondary battery having the same |
-
2014
- 2014-08-01 KR KR1020140098715A patent/KR101763626B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11018395B2 (en) | 2019-05-14 | 2021-05-25 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101763626B1 (en) | 2017-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108808059B (en) | Laminated secondary battery based on cross stacking and preparation method thereof | |
RU2342743C1 (en) | Bank of accumulator cells with alternating orientation configuration | |
KR101792572B1 (en) | Battery Cell Having Electrode Coated with Insulating Material | |
KR20130118716A (en) | Electrode assembly, battery cell and device comprising the same | |
TW201345018A (en) | Battery cell of stair-like structure | |
KR20130051890A (en) | Battery cell of novel structure | |
EP2608293B1 (en) | Rechargeable battery | |
JP2012054197A (en) | Laminate battery and method for manufacturing the same | |
EP3168918B1 (en) | Electrode assembly wound in both directions, and lithium secondary battery comprising same | |
JP6698869B2 (en) | Battery pack with electrode terminal connection plate | |
EP3051611B1 (en) | Battery cell comprising means for protecting short circuit | |
KR20180058370A (en) | Electrode Assembly Comprising Separator Having Insulation-enhancing Part Formed on Edge Portion of Electrode | |
KR20150134660A (en) | Electrode Assembly and Composite Electrode Assembly of Stair-like Structure | |
KR20140032601A (en) | Electrode assembly with high capacity and lithium secondary battery comprising the same | |
TW201143190A (en) | Lithium ion battery assembly | |
KR20160074224A (en) | Battery Pack Comprising Cap Plate Having Inducing Portion of Electrolyte On Inner Surface Thereof | |
KR20180093330A (en) | Battery Pack Comprising Electrode Terminal Connecting Plate | |
KR101763626B1 (en) | Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety | |
KR101577494B1 (en) | Secondary battery comprising multiple electrode assembly | |
KR20130019492A (en) | Parallel connecting structure of parallel connecting for secondary battery cell | |
KR20120130557A (en) | Electrode Assembly of Improved Safety And Secondary Battery with the Same | |
KR101889593B1 (en) | Electrode Assembly Including Safety Member and Lithium Secondary Battery Comprising the Same | |
KR20170014476A (en) | Cylindrical Secondary Battery Having Circular Electrode | |
KR101876614B1 (en) | Electrode Assembly of Combination Structure | |
KR20180080495A (en) | Electrode Assembly Comprising One-sided Coating Electrode of Improved Mechanical Strength |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |