KR20160077871A - Pouch type secondary battery for improving energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지의 에너지 밀도가 보다 향상된 파우치형 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch type secondary battery, and more particularly, to a pouch type secondary battery having an improved energy density of the secondary battery.
모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.As technology development and demand for mobile devices, electric vehicles, hybrid vehicles, power storage devices, and uninterruptible power supplies are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, Much research is underway.
이차전지는 외장재의 종류에 따라 파우치형, 원통형, 각형 등으로 분류되는데, 이 중 파우치형 이차전지는 제조가 용이하고 제조 원가가 낮으며 복수의 단위 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 대용량의 전지 팩을 구성하기 쉽다는 장점이 있다.The secondary battery is classified into a pouch type, a cylindrical type, and a prism type according to the type of the casing. Among them, the pouch type secondary battery is easy to manufacture and has a low manufacturing cost, and a plurality of unit cells are connected in series and / It is advantageous in that it is easy to configure the battery pack.
상기 파우치(파우치 케이스)는 후속 공정에 의하여 내부로 유입된 전해액과 셀 어셈블리 등을 보호하고, 전지 셀의 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성되며, 상기 전지 셀과 외부와의 절연성 내지 단절성을 확보하게 위하여 상기 알루미늄 박막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET)수지 또는 나일론(nylon)수지 등의 절연물질로 코팅된 절연층이 외부에 형성될 수 있다.The pouch (pouch case) has an aluminum thin film interposed therebetween in order to protect the electrolytic solution and the cell assembly that have flowed into the pouch by a subsequent process, to complement the electrochemical properties of the battery cell, and to improve heat dissipation, An insulating layer coated with an insulating material such as polyethylene terephthalate (PET) resin or nylon resin may be formed on the outer surface of the aluminum foil so as to ensure insulation or disconnection between the battery cell and the outside .
기기들의 경량화 및 소형화되는 경향에 따라 그에 사용되는 이차전지 역시 더욱 가볍고 얇은 구조가 요구되고 있다. 다만 종래의 파우치형 외장재는 이차전지의 충전 및 방전 사이클 중에 스웰링 현상이나 가스 발생으로 인한 이차전지의 안전성을 높이기 위해, 상대적으로 실링부의 폭을 넓게 하였다. 다만, 이와 같이 실링부의 폭을 넓게 할 경우, 이차전지를 수용하는 배터리 모듈 및 팩이 대형화되고, 이에 따라 상기 배터리 모듈 및 팩을 수용하는 기기들 역시 대형화되는 문제점이 있었다.As the weight and size of the devices are becoming smaller, secondary batteries used therefor are required to have a lighter and thinner structure. However, in the conventional pouch-type sheathing material, in order to increase the safety of the secondary battery due to the swelling phenomenon and gas generation during the charging and discharging cycles of the secondary battery, the width of the sealing portion is relatively increased. However, when the width of the sealing portion is widened as described above, the size of the battery module and the pack accommodating the secondary battery is increased, and accordingly, the devices accommodating the battery module and the pack are also increased in size.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 파우치의 셀 공간을 최적화하여, 이차전지의 단위 부피당 출력을 향상시켜 에너지가 증대된 파우치형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a pouch type secondary battery in which energy is increased by optimizing a cell space of a pouch and improving output per unit volume of the secondary battery.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 파우치 및 상기 파우치 외부에 형성된 전극 단자를 포함하며, 상기 파우치의 주변부가 접합된 실링부를 가지며, 상기 실링부의 폭은 4 mm 이상이고, 상기 실링부의 침투면적은 160 mm2 이하인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pouch type secondary battery including an electrode assembly, a pouch for accommodating the electrode assembly, and an electrode terminal formed outside the pouch, The width of the sealing portion is 4 mm or more, and the penetration area of the sealing portion is 160 mm 2 or less.
바람직하게는, 상기 실링부의 폭은 4 내지 11 mm 이며, 상기 실링부의 침투면적은 90 내지 160 mm2 일 수 있다.Preferably, the width of the sealing portion is 4 to 11 mm, and the penetration area of the sealing portion is 90 to 160 mm 2 .
바람직하게는, 상기 전극 단자가 형성되지 않은 면의 실링부가 하면 또는 상면방향으로 180도 폴딩될 수 있고, 상기 폴딩된 실링부가 폴딩된 방향으로 90도 더 폴딩될 수 있다.Preferably, the sealing portion of the surface on which the electrode terminal is not formed can be folded 180 degrees in the lower or upper surface direction, and the folded sealing portion can be further folded in the folded direction by 90 degrees.
바람직하게는, 상기 폴딩된 실링부가 파우치의 일면에 접착될 수 있다.Preferably, the folded sealing portion may be bonded to one side of the pouch.
상기 폴딩된 실링부는 열융착 또는 절연 테이프에 의해 파우치형 외장재의 일면에 고정될 수 있다.The folded sealing portion may be fixed to one surface of the pouch-type sheathing material by a heat fusion or an insulating tape.
상기 절연 테이프는 최외각이 폴리올레핀계 고분자, 폴리에스터계 고분자 및 나일론 중에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.The outermost insulating tape may be made of a material selected from a polyolefin-based polymer, a polyester-based polymer, and nylon.
바람직하게는 상기 파우치는 상면부와 하면부로 이루어지며, 상기 상면부와 하면부의 어느 한 변이 연결되어 있고 연결되지 않은 나머지 세변이 실링부를 형성할 수 있다.Preferably, the pouch is composed of an upper surface portion and a lower surface portion, and one of the upper surface portion and the lower surface portion is connected, and the remaining unconnected pouch can form a sealing portion.
본 발명에 따르면, 이차전지의 단위 부피당 출력을 높여 이차전지의 에너지를 증대시킬 수 있다.According to the present invention, the energy per unit volume of the secondary battery can be increased to increase the energy of the secondary battery.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 3a 및 3b은 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 사시도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 실링부의 단면도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 실링부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 파우치의 실링부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is an exploded perspective view of a general pouch type secondary battery.
2 is a plan view of a pouch type secondary battery according to the present invention.
Figures 3a and 3b are perspective views of a pouch according to one aspect of the present invention.
4A and 4B are cross-sectional views of a sealing portion of a pouch according to an aspect of the present invention.
5A and 5B are cross-sectional views of a sealing portion of a pouch according to an aspect of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a sealing portion of the pouch of the present invention.
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 아니되며, 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 명세서에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타내는 것을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible. It is also to be understood that, in the specification, like reference numerals denote like elements.
도 1은 일반적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지는 전극조립체(10), 상기 전극조립체를 수용하는 파우치(20) 및 상기 파우치의 외면에 형성되는 전극 단자(30)를 포함할 수 있다. 파우치(20)는 상면부(21)와 하면부(22)로 구분될 수 있으며, 상기 상면부 또는 하면부는 상기 전극조립체를 수용하는 수용공간을 가질 수 있다. 상기 파우치는 금속층, 절연층 및 접착층으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속층은 알루미늄이다. 또한, 상기 접착층 및 절연층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조 또는 2개 이상 물질층으로 이루어진 복합막 구조를 가질 수 있다.1 is an exploded perspective view of a general pouch type secondary battery. Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery may include an
상기 전극조립체(10)는 양극, 분리막, 음극의 순서로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형, 젤리-롤형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진다. 전극조립체의 양극, 분리막 및 음극의 재질은 특별히 한정되지 않는 것으로서, 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 본 발명에서도 특별한 제한없이 사용될 수 있다.The
예를 들면, 이에 한정하는 것은 아니지만, 상기 음극은 구리, 니켈, 구리 합금 또는 이들의 조합에 의해 제조된 음극 전류 집전체의 양면에 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유 코크, 활성화 카본, 그래파이트 등과 같은 음극 활물질을 코팅하여 형성된 것을 사용할 수 있다. 또한, 양극은 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의해 제조된 양극 전류 집전체의 양면에 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물 등과 같은 양극 활물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다.For example, although not limited thereto, the negative electrode may be made of lithium metal, lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, graphite and the like on both surfaces of a negative electrode current collector produced by copper, nickel, copper alloy, The anode active material coated with the same negative electrode active material may be used. The positive electrode may be formed by coating a positive electrode active material such as lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, or the like on both surfaces of a positive electrode current collector made of aluminum, nickel or a combination thereof.
한편, 상기 분리막은, 예를 들어, 미세 다공 구조를 가지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합에 의해 제조되는 다층 막이나, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 공중합체와 같은 고체 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 막을 사용할 수 있다.On the other hand, the separation membrane may be formed of, for example, a multilayer film produced by polyethylene, polypropylene or a combination thereof having a microporous structure, or a multilayer film prepared by combining polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride A polymer electrolyte membrane for a solid polymer electrolyte or a gel polymer electrolyte such as a hexafluoropropylene copolymer can be used.
본 발명의 이차전지는 상기 전극조립체를 파우치 내부에 내장하고, 전해액을 주입함으로써 얻어질 수 있다. 상기 전극조립체를 파우치 내에 내장하여 이차전지를 제조하는 구체적인 방법은 특별히 한정하지 않으며, 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 본 발명에서도 적합하게 적용할 수 있다.
The secondary battery of the present invention can be obtained by inserting the electrode assembly into a pouch and injecting an electrolyte solution. A specific method for manufacturing the secondary battery by incorporating the electrode assembly in the pouch is not particularly limited, and a method commonly used in this technical field can be suitably applied to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 파우치의 실링부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 2 is a plan view of a pouch type secondary battery according to the present invention, and FIG. 6 is a sectional view schematically showing a sealing portion of a pouch according to the present invention.
전극조립체(10)를 파우치(20)에 수납한 후 파우치의 상면부와 하면부가 열융착되어, 파우치(20)의 주변부가 실링부를 형성한다. 각각의 실링부는 폭(W)을 가지며, 실링 방향을 따라 일정한 길이(L1, L2)를 갖는다. 일례로, 우측 실링부는 길이(L1)을 갖고 상부 실링부는 길이(L2)를 갖는다. 또한, 실링부는 기재로서 작용하는 상면부(21)와 하면부(22)의 금속층 사이에 형성된 열융착층의 두께(T)를 갖는다. After the
상기 실링부의 폭(W)은 4 mm이상이고, 상기 실링부의 침투면적은 160 mm2 이하일 수 있다. 상기 실링부의 폭이 너무 작은 경우, 외부의 수분 침투에 취약할 수 있다. 침투된 수분은 전해액에 포함된 LiPF6의 음이온과 반응하여 HF를 생성하게 되고, 결과적으로 음극 활물질의 퇴화를 가져온다. 음극 활물질의 퇴화는 이차 전지의 내부 저항을 증가시키게 되며, 내부 저항이 지나치게 상승하면 이차 전지의 성능이 저하되어 더 이상 사용할 수 없는 상태에 이르게 된다. 따라서, 10년 동안 30℃ 및 90%의 상대 습도 조건에서 실링부를 통해 침투한 수분의 양이 500 ppm이하를 만족하여야 한다. 실링부의 폭이 4 mm 인 경우, 침투량은 452 ppm으로, 이러한 정도의 수분 침투량은 이차 전지의 수명에 특별한 영향을 주지 않는다. 하지만 실링부의 폭이 필요 이상으로 커지는 경우, 파우치의 전체 면적 대비 실링부가 차지하는 면적이 증가하여 이차 전지의 용량이 감소하거나 실링 단면 두께 또는 이차 전지의 크기가 필요 이상으로 작아진다. 따라서, 전지의 용량과 직접 관계없는 실링부 자체의 면적을 줄여 파우치 내부에 보다 큰 용량의 전극 조립체를 수용할 수 있고, 장기 사용에 대한 수분 침투 신뢰성을 확보할 수 있도록, 상기 실링부의 폭은 4 내지 11 mm 인 것이 바람직하다.The width W of the sealing portion may be 4 mm or more, and the penetration area of the sealing portion may be 160 mm 2 or less. If the width of the sealing portion is too small, it may be vulnerable to external moisture penetration. The permeated water reacts with the anion of LiPF 6 contained in the electrolytic solution to generate HF, which results in degradation of the negative electrode active material. Degradation of the negative electrode active material increases the internal resistance of the secondary battery. If the internal resistance is excessively increased, the performance of the secondary battery deteriorates and the battery can no longer be used. Therefore, the amount of moisture penetrated through the sealing portion at 30 ° C and 90% relative humidity for 10 years should satisfy 500 ppm or less. When the width of the sealing portion is 4 mm, the penetration amount is 452 ppm, and such a degree of moisture penetration does not particularly affect the life of the secondary battery. However, when the width of the sealing portion is increased more than necessary, the area occupied by the sealing portion with respect to the total area of the pouch increases, thereby reducing the capacity of the secondary battery or reducing the size of the sealing section or the size of the secondary battery. Therefore, in order to reduce the area of the sealing part itself which is not directly related to the capacity of the battery, a larger capacity of the electrode assembly can be accommodated in the pouch, and the sealing part has a width of 4 To 11 mm.
상기 실링부의 침투면적은 각각의 실링부의 길이(Ln)와 실링부의 열융착층의 두께(T)를 곱한 값이다. 침투면적의 계산 시에는 실링 단면을 구성하는 열융착층 이외의 다른 구성요소는 배제한다. 따라서 전극 단자가 구비된 측의 실링부에 대한 침투면적을 산출할 때에는 전극 단자에 의한 실링 단면의 두께 증가는 고려하지 않고 순수하게 열융착층만을 고려하여 침투면적을 산출한다. 따라서 전극 단자가 있는 부위에서 전극 단자의 단면적은 열융착층의 두께에서 제외시킨다. 실링부의 침투면적은 10년 동안 30℃ 및 90%의 상대 습도 조건에서 실링부를 통해 침투한 수분의 량이 500 ppm이하를 만족하는 실링부의 폭을 얻어지는 값으로, 바람직하게는 90 내지 160 mm2 이다.The penetration area of the sealing part is a value obtained by multiplying the length (L n ) of each sealing part by the thickness (T) of the heat-sealable layer of the sealing part. In calculating the penetration area, other components other than the heat-sealable layer constituting the sealing section are excluded. Therefore, when calculating the penetration area for the sealing portion on the side where the electrode terminal is provided, the penetration area is calculated in consideration of only the heat-sealing layer without considering the increase in the thickness of the sealing section by the electrode terminal. Therefore, the cross-sectional area of the electrode terminal in the region where the electrode terminal is present is excluded from the thickness of the heat-sealable layer. The penetration area of the sealing portion is a value at which the width of the sealing portion satisfying the amount of water penetrated through the sealing portion at 30 ° C and 90% relative humidity for 10 years satisfies 500 ppm or less, preferably 90 to 160 mm 2 .
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 사시도이다. 파우치(20)는 상면부(21)와 하면부(22)의 어느 한 변이 연결되어 있고, 연결되지 않은 나머지 세변이 실링부를 형성하는 형태일 수 있다. 또한, 전극조립체를 수용하는 수용공간이 하면부(22)에 형성될 수 있고, 상면부(21)와 하면부(22)에 형성될 수 있다. 파우치(20)에 있어서, 세부분만 실링부가 형성됨으로써, 실링부의 폭(W)만큼 전지의 용량을 증가시킬 수 있다.3A and 3B are perspective views of a pouch according to an aspect of the present invention. The
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 실링부의 단면도이다. 실링부는 상면 또는 하면방향으로 180도 폴딩될 수 있고, 폴링된 방향으로 90도 더 폴딩될 수 있다. 실링부가 폴딩됨으로써, 줄어든 길이만큼 전극의 크기가 커질 수 있다.4A and 4B are cross-sectional views of a sealing portion of a pouch according to an aspect of the present invention. The sealing portion can be folded 180 degrees in the top or bottom direction and further folded 90 degrees in the polled direction. By folding the sealing part, the size of the electrode can be increased by the reduced length.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 양태에 따른 파우치의 실링부의 단면도이다. 폴딩된 실링부는 파우치의 일면에 접착될 수 있다. 상기 폴딩된 실링부는 열융착 또는 절연 테이프에 의해 파우치의 일면에 고정될 수 있다. 상기 절연 테이프는 상기 폴딩된 실링부와 파우치의 일면 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 절연 테이프는 상기 폴딩된 실링부의 외면을 감싸는 형태일 수 있다. 상기 절연 테이프는 최외각이 폴리올레핀계 고분자, 폴리에스터계 고분자 및 나일론 중에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 폴딩된 실링부는 에폭시계 또는 아크릴계 접착제로 고정될 수 있다.
5A and 5B are cross-sectional views of a sealing portion of a pouch according to an aspect of the present invention. The folded sealing portion can be adhered to one side of the pouch. The folded sealing portion may be fixed to one side of the pouch by a heat seal or an insulating tape. The insulating tape may be positioned between the folded sealing portion and one surface of the pouch. Further, the insulating tape may be configured to surround the outer surface of the folded sealing portion. The outermost insulating tape may be made of a material selected from a polyolefin-based polymer, a polyester-based polymer, and nylon. The folded sealing portion may be fixed with an epoxy or acrylic adhesive.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 다수의 파우치형 이차전지를 포함하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다. 배터리 팩은 배터리 팩 및 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.The pouch type secondary battery according to the present invention may be a component of a battery pack including a plurality of pouch type secondary batteries. The battery pack may be a component of a battery powered system including a battery pack and a load powered by the battery pack.
상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 배터리 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
Examples of the battery driving system include an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), an electric bicycle (E-Bike), a power tool, an energy storage system, an uninterruptible power supply (UPS) A battery pack, a portable computer, a portable telephone, a portable audio device, a portable video device, and the like. An example of the load is a power supplied from a motor or a battery pack, And may be a power conversion circuit for converting the power into a required power.
이하에서는 본 발명을 실험예에 의하여 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실험예는 본 발명의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples. However, the following experimental examples are merely examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1 내지 4Examples 1 to 4
방전용량과 침투면적에 따라, 4개의 모사 셀을 제작하였다. 사용되는 파우치 필름은 기재층 및 열접착층이 각각 알루미늄 및 변성 폴리프로필렌인 것을 사용하였으며, 실링부의 폭은 4 mm이다. 각각의 모사 셀의 방전용량과 침투면적은 하기 표 1에 나타내었다.Four simulated cells were fabricated according to discharge capacity and penetration area. In the pouch film used, the base layer and the heat bonding layer were aluminum and modified polypropylene, respectively, and the width of the sealing portion was 4 mm. The discharge capacity and penetration area of each simulated cell are shown in Table 1 below.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1 내지 4의 모사 셀로 수분 침투 실험을 수행하였다. 수분 침투 실험은 25℃, 30℃ 및 35℃의 3가지 온도 조건에서 상대 습도를 90%로 유지하고 있는 대기압 하의 챔버 내에 이차 전지를 하루 동안 방치하고, 하루 동안의 수분 침투량을 근거로 10년 동안의 총 수분 침투량을 비례적으로 추정한 결과를 측정하였다. 수분 침투량은 전해액 내의 HF 및 수분량을 측정하는 방식으로 실시하였다. 셀 내부로 침투한 1 몰(mole)의 H2O는 2몰의 HF를 생성하므로, 전해액내의 잔존 수분량과 HF량의 1/2이 외부에서 침투한 수분량에 해당한다. 상기 실시예 1 내지 4의 10년 동안의 총 수분 침투량을 하기 표 2에 나타내었다.Water penetration experiments were carried out on the simulated cells of Examples 1 to 4 above. Moisture penetration experiments were conducted in a chamber under an atmospheric pressure maintaining a relative humidity of 90% at three temperature conditions of 25 ° C, 30 ° C and 35 ° C, and the secondary battery was allowed to stand for one day. And the total moisture penetration was estimated. The amount of moisture penetration was measured by measuring HF and water content in the electrolytic solution. Since 1 mole of H 2 O penetrating into the cell generates 2 moles of HF, one-half of the amount of water remaining in the electrolyte and the amount of HF corresponds to the amount of water penetrated from the outside. Table 2 shows the total moisture permeability for the 10 years of Examples 1 to 4 above.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 10년 동안 25℃, 30℃ 및 35℃와 90%의 상대 습도 조건에서 실링부를 통해 침투한 수분의 량이 500 ppm 이하를 만족하는 것을 알 수 있다. 즉, 실링부의 폭이 4 mm이며, 침투면적이 90 내지 160 mm2을 갖는 실시예 1 내지 4에서 모두 500 ppm 보다 낮은 수분 침투량을 나타내었다. 따라서, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 장기 사용에 대한 수분 침투 신뢰성이 확보되며, 종래의 파우치형 이차전지와 비교하여 단위 부피당 출력을 향상시킬 수 있다.As shown in Table 2, in Examples 1 to 4, it was found that the amount of water penetrated through the sealing portion at 25 ° C, 30 ° C and 35 ° C and 90% relative humidity for 10 years satisfied 500 ppm or less have. That is, in each of Examples 1 to 4, in which the width of the sealing portion was 4 mm and the penetration area was 90 to 160 mm 2 , the water permeation amount was lower than 500 ppm. Therefore, the pouch type secondary battery according to the present invention secures water permeation reliability for long-term use and can improve the output per unit volume as compared with the conventional pouch type secondary battery.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
10 : 전극조립체
20 : 파우치
21 : 파우치 상면부
22 : 파우치 하면부
30 : 전극 단자
W : 실링부의 폭
L1, L2 : 실링부의 길이
T : 실링부의 열융착층의 두께10: electrode assembly
20: Pouch
21: upper surface of the pouch
22: Pouch lower part
30: Electrode terminal
W: Width of the sealing part
L 1 , L 2 : Length of sealing part
T: thickness of the heat-sealable layer of the sealing part
Claims (8)
상기 파우치의 주변부가 접합된 실링부를 가지며, 상기 실링부의 폭은 4 mm이상이고, 상기 실링부의 침투면적은 160 mm2 이하인 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지. A pouch type secondary battery comprising an electrode assembly, a pouch for accommodating the electrode assembly, and an electrode terminal formed outside the pouch,
Wherein the pouch has a sealing portion to which a peripheral portion of the pouch is bonded, the width of the sealing portion is 4 mm or more, and the penetration area of the sealing portion is 160 mm 2 or less.
상기 실링부의 폭은 4 내지 11 mm 이며, 상기 실링부의 침투면적은 90 내지 160 mm2 인 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein a width of the sealing portion is 4 to 11 mm, and an area of penetration of the sealing portion is 90 to 160 mm 2 .
상기 전극 단자가 형성되지 않은 면의 실링부가 하면 또는 상면방향으로 180도 폴딩된 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the sealing portion of the surface on which the electrode terminal is not formed is folded 180 degrees in the direction of the lower surface or the upper surface of the pouch type secondary battery.
상기 폴딩된 실링부가 폴딩된 방향으로 90도 더 폴딩된 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method of claim 3,
Wherein the folded sealing portion is further folded 90 degrees in the folded direction.
상기 폴딩된 실링부가 파우치의 일면에 접착된 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method of claim 3,
Wherein the folded sealing portion is bonded to one surface of the pouch.
상기 폴딩된 실링부는 열융착 또는 절연 테이프에 의해 파우치형 외장재의 일면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method of claim 3,
Wherein the folded sealing portion is fixed to one surface of the pouch-type sheathing material by means of heat-sealing or insulating tape.
상기 절연 테이프는 최외각이 폴리올레핀계 고분자, 폴리에스터계 고분자 및 나일론 중에서 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method according to claim 6,
Wherein the insulating tape is made of a material selected from a polyolefin-based polymer, a polyester-based polymer, and nylon at an outermost periphery.
상기 파우치는 상면부와 하면부로 이루어지며, 상기 상면부와 하면부의 어느 한 변이 연결되어 있고 연결되지 않은 나머지 세변이 실링부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the pouch is composed of an upper surface portion and a lower surface portion, and one side of the upper surface portion and the lower surface portion is connected to each other, and the remaining three sides that are not connected form a sealing portion.
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