KR20160080559A - A pouch type secondary battery with an enhanced sealing part and a method for manufacturing the secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치형 이차 전지 및 이의 제조 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 실링부가 보강되어 파우치 외장 부재의 밀봉력이 향상되고 내구성과 전지의 안전성이 개선된 파우치형 이차 전지 및 이를 제조하는 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a pouch type secondary battery and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a pouch-type secondary battery having enhanced sealing performance of a pouch exterior member and improved durability and safety of a battery, and a method of manufacturing the same.
최근 사용량이 급증하고 있는 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.[0002] A secondary battery, which has recently been rapidly used, has an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, which is stacked or wrapped in a battery case of a metal can or a laminate sheet. .
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. For example, a secondary battery can have a high temperature and / or high temperature inside the battery that can be caused by an abnormal operating condition of the battery, such as an internal short circuit, an overcharged condition exceeding an allowable current and voltage, exposure to a high temperature, The explosion of the battery may be caused by high pressure.
특히, 파우치형 이차전지에서는 전지케이스의 밀봉력이 저하되어 전해액이 누출되는 문제점도 빈번하게 발생한다. 파우치형 이차전지는 외곽 포장재로 연재질의 다층 필름을 사용하는 제품으로 금속 케이스를 사용한 원통 형 이차전지 또는 각형 이차전지가 가지지 못하는 여러 장점을 가지고 있다.Particularly, in the pouch type secondary battery, the sealing force of the battery case is lowered, and the problem of leakage of the electrolyte frequently occurs. The pouch-type secondary battery is a product using a multi-layered film as an outer packaging material and has various advantages that a cylindrical secondary battery or a prismatic secondary battery using a metal case can not have.
이러한 장점의 대표적인 예로는, 저렴한 제조비용, 가벼운 중량, 및 과도한 내압 축적 이전에 개봉됨으로써 안 정성을 확보하고 우수한 방열성능을 가지는 점 등을 들 수 있다.
Representative examples of these advantages include low cost of manufacture, light weight, and the ability to ensure stability by opening prior to excessive pressure buildup and excellent heat dissipation performance.
이와 관련하여, 도 1에는 종래의 파우치형 이차전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. In this regard, FIG. 1 is an exploded perspective view of a conventional structure of a conventional pouch-type secondary battery.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(1)는, 전극조립체(20) 및 상기 전극조립체(20)를 수납하는 파우치 외장 부재(10)를 포함한다. 이러한 파우치 외장 부재(10) 전극 조립체를 수납하기 위해 외주면에 소정의 폭을 갖는 실링부(S)를 두고 이를 제외한 내측면을 함몰시켜 전극 조립체 수납부(50)를 형성한다. 이때 상기 전극 조립체 수납부(50)는 저면부(51);와 일정한 각도를 갖고 저면부로부터 연장된 측면부(52);로 구성되며 상기 실링부(S)는 측면부(52)로부터 연장되어 있는 형태이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이다. 도 2를 참조하면 전극 조립체 수납부(50)가 형성된 파우치 외장 부재는 저면부와 측면부의 경계(b1) 및 측면부와 실링부의 경계(b2)에 절곡부가 형성된다. 이때 측면부와 실링부의 경계(b1)에 형성된 절곡부는 파우치 전극 조립체 수납부의 외측을 향하여 절곡되기 때문에 이 부분에 위치한 내부 실란트층에 인장력이 가하여져 두께가 얇아지거나 외부 충격에 의해 미세한 크랙들이 발생할 수 있다. 도 3은 미세 크랙들에 의해 파우치 외장 부재의 내부 실란트층(13)의 절연파괴 및 이로 인한 금속박 배리어층(12)과 전해액(15)의 전기적 간섭 현상이 발생되는 것을 도식화하여 나타낸 것이다. 이러한 결함은 전지의 절연저항을 파괴시킬 뿐만 아니라 전지 내부에 수분 침투 통로가 될 수 있으며 실링 강도를 저하시키는 원인이 된다. 이러한 결함은 전해액 주액과 디개싱/재실링 공정을 수행하는 동안 더 심각한 문제를 야기할 수 있다. 통상적으로 파우치형 전지는 제조과정에서 전극 조립체를 수납하고 전해액을 주입한 후 가장자리를 실링한다. 그런 다음, 소정 횟수의 충방전을 수행하여 전지를 활성화시킨다. 이 과정에서 가스가 발생되는데 이를 디개싱(degasing)하기 위해 파우치의 실링부를 일부 개봉한 다음 재실링하는 과정을 거친다. 이러한 디개싱/재실링 과정에서 지속적으로 가하여지는 충격에 의해 내부 실란트층의 균열이 더욱 악화될 수 있으며, 이 부분에서 전해액과의 교착 실링으로 인한 내구성 저하가 더욱 심각해 질 수 있다. 따라서 전해액의 파우치 실링부의 결함 발생을 방지하기 위한 기술 개발이 여전히 필요한 실정이다.
Referring to FIG. 1, a pouch type secondary battery 1 includes an
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 본 발명의 목적은 이차 전지의 결함을 발생시키는 것을 방지하기 위한 파우치형 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다. 특히 본 발명은 상부 및 하부 파우치의 실링부의 접착 계면을 보강하여 밀봉력을 높이고 외측으로 절곡된 실링부-전극 조립체 수납부의 경계부 근처에서 내부 실란트층에 균열이 발생하지 않도록 하는 파우치형 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a pouch type secondary battery for preventing defects of a secondary battery from occurring. In particular, the present invention relates to a pouch-type secondary battery in which sealing strength of a sealing part of upper and lower pouches is reinforced so as to increase the sealing force and to prevent cracks from occurring in the inner sealant layer near the boundary of the outwardly bent sealing part- And a method for producing the same. Further, it is to be understood that other objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and their combinations.
본 발명은 상기 기술과제를 해결하기 위한 파우치형 이차 전지에 대한 것이다. The present invention relates to a pouch type secondary battery for solving the above problems.
상기 파우치형 이차 전지는 파우치 외장 부재를 포함하며, 상기 파우치 외장 부재는 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하며, 상기 상부 파우치 및 하부 파우치는 각각 외부 절연층, 금속박 배리어층 및내부 실란트층이 순착적으로 적층되어 형성된 라미네이트 시트이며, 여기에서 상기 상부 파우치와 하부 파우치는 각 파우치의 내측면이 만입되어 전극 조립체를 수납할 수 있는 내부 공간인 전극 조립체 수납부 및 외주면에 상기 전극 조립체 수납부에서 연장되고 일정한 폭을 갖는 실링부가 형성되며, 상기 상부 파우치 및/또는 상기 하부 파우치의 실링부의 내부 실란트층에 보강 실란트 부재가 부가되어 실링부가 열융착되어 밀봉될 수 있다. The pouch type secondary battery includes a pouch exterior member, wherein the pouch exterior member includes an upper pouch and a lower pouch, wherein the upper pouch and the lower pouch are formed of an outer insulating layer, a metal foil barrier layer, and an inner sealant layer, Wherein the upper pouch and the lower pouch are formed by stacking an electrode assembly accommodating portion which is an internal space capable of accommodating the electrode assembly by recessing the inner surface of each pouch and an electrode assembly accommodating portion extending from the electrode assembly accommodating portion on the outer circumferential surface, And a reinforcing sealant member is added to the inner sealant layer of the upper pouch and / or the sealing portion of the lower pouch so that the sealing portion is thermally fused and sealed.
여기에서, 상기 보강 실란트 부재는 전해액 주액구가 마련되는 외주면측의 실링부; 및/또는 디개싱을 위한 개봉부 및/또는 재실링부가 마련되는 외주면측의 실링부;에 부가될 수 있다. Here, the reinforcing sealant member may include a sealing portion on the outer circumferential surface side where the electrolyte main liquid port is provided; And / or a sealing portion on the outer circumferential surface side where a degassing opening portion and / or a resealing portion are provided.
또한, 상기 보강 실란트 부재는 실링부를 따라 전극 조립체 수납부에 접하도록 부가될 수 있다. The reinforcing sealant member may be attached to the electrode assembly receiving portion along the sealing portion.
본 발명에 있어서, 상기 보강 실란트 부재는 폴리올레핀계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, CPP 변성 프로필렌계, 폴리부틸렌계, 폴리틸렌코폴리머, 프로필렌코폴리머, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계, 폴리카보네이트계, 불소계, 실리콘계, 변성 실리콘계, 아크릴계, 에폭시계, 폴리설파이드계, 폴리우레탄계, 에틸렌-프로필렌-다이엔-모노머 러버(EPDM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. In the present invention, the reinforcing sealant member may be a polyolefin, a polyethylene, a polypropylene, a CPP modified propylene, a polybutylene, a polyethylene, a propylene copolymer, a polyester, a polyamide, a polycarbonate, And may be at least one selected from the group consisting of fluorine, silicone, modified silicone, acrylic, epoxy, polysulfide, polyurethane, ethylene-propylene-diene-monomer rubber (EPDM), and mixtures thereof.
여기에서, 상기 보강 실란트 부재의 폭은 실링부 폴 이하일 수 있다. Here, the width of the reinforcing sealant member may be less than or equal to the sealing bottom pole.
또한, 상부 및 하부 파우치의 실링부에 가하여지는 가열 및 가압에 의해 상기 보강 실란트 부재가 적어도 부분적으로 용융되어 상부 및 하부 실링부 사이의 틈에서 전지 내부 방향으로 돌출되어 상부 및 하부 실링부의 접합 경계가 전해액에 노출되지 않는 것일 수 있다. Further, by heating and pressing applied to the sealing portions of the upper and lower pouches, the reinforcing sealant member is at least partially melted and protrudes toward the inside of the cell in the gap between the upper and lower sealing portions so that the joint boundary of the upper and lower sealing portions It may not be exposed to the electrolytic solution.
또한 본 발명은 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층되어 있는 전극 조립체; 상기 전극 조립체로부터 연장되는 전극 탭; 및 상부 파우치 및 하부 파우치를 포함하고 상기 파우치 및 하부 파우치 사이에 상기 전극 조립체를 수납하는 파우치 외장 부재를 포함하는 이차 전지에 대한 것으로서, 여기에서 파우치 외장 부재는 전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 파우치 외장 부재이며, 상기 전극 조립체 수납부 방향으로 유출되어 형성된 보강 실란트 부재의 내측 보호부에 의해 전지 내측 실링부 단부가 피복되어 전해액에 노출되지 않는 것이다. The present invention also relates to an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are stacked with a separator interposed therebetween; An electrode tab extending from the electrode assembly; And a pouch skin member that includes the upper pouch and the lower pouch and accommodates the electrode assembly between the pouch and the lower pouch, wherein the pouch skin member includes the pouch according to the present invention having the above- And the end portion of the inner sealing portion of the battery is covered with the inner protective portion of the reinforcing sealant member formed to flow out toward the electrode assembly receiving portion and is not exposed to the electrolyte solution.
또한, 상기 상부 파우치와 하부 파우치의 접합 경계는 디개싱을 위한 개봉부 및/또는 재실링부가 마련되는 외주면측의 접합 경계일 수 있다. The junction boundary between the upper pouch and the lower pouch may be a junction boundary on the outer circumferential surface side where the opening portion for degassing and / or the resealing portion is provided.
여기에서, 상기 상부 파우치와 하부 파우치의 접합 경계는 상부 및/또는 하부 파우치에서 전지의 외측 방향으로 절곡된 부분을 따라 형성될 수 있다. Here, the junction boundary between the upper pouch and the lower pouch may be formed along a portion of the upper and / or lower pouch bent in the outward direction of the battery.
또한, 본 발명은 파우치형 이차 전지를 제조하는 방법에 대한 것으로서, 상기 제조 방법은 (S1) 시트(sheet) 형상의 상하부 파우치용 필름에 전극 조립체 수납부를 형성하여 파우치 외장 부재를 준비하는 단계; (S2) 상기 파우치 외장 부재에 전극 조립체를 수납하는 단계; (S3) 상기 파우치 외장 부재에 전해액 주액구를 마련하고 상기 주액구를 제외한 실링부를 열융착하는 단계; (S4) 상기 파우치 외장 부재에 전해액을 주액하는 단계; (S5) 상기 파우치 외장 부재를 열융착하여 1차 밀봉하는 단계; (S6) 초회 충방전을 수행하는 단계; (S7) 상기 1차 밀봉된 실링부의 적어도 일부를 개봉하여 디개싱하는 단계; 및 (S8) 상기 파우치 외장 부재를 2차 밀봉하는 단계를 포함하며, 상기 (S1), (S2), (S3), (S4), (S5) 및 (S8) 중 어느 하나의 단계를 수행하기 전 상부 파우치와 하부 파우치의 실링부 사이에 보강 실란트 부재를 부가할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a pouch type secondary battery, comprising the steps of: (S1) preparing an electrode assembly housing part in a sheet-shaped upper and lower pouch film to prepare a pouch exterior member; (S2) storing the electrode assembly in the pouch exterior member; (S3) providing an electrolyte main liquid port in the pouch exterior member and thermally fusing the sealing portion except for the main liquid port; (S4) injecting an electrolyte solution into the pouch exterior member; (S5) thermally fusing the pouch exterior member to perform primary sealing; (S6) performing a first charge / discharge cycle; (S7) opening and degassing at least a part of the primary sealed unit; And (S8) secondary sealing the pouch exterior member, wherein performing the steps of any one of (S1), (S2), (S3), (S4), (S5), and A reinforcing sealant member can be added between the front upper pouch and the sealing portion of the lower pouch.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지용 파우치 외장 부재는 실링부에 보강 실란트 부재가 추가적으로 구비되어 상부 및 하부 파우치의 내부 실란트층의 균열 발생이 방지되고 절연성이 향상된다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the pouch sheathing member for a secondary battery according to the present invention is further provided with a reinforcing sealant member at the sealing portion, thereby preventing cracking of the inner sealant layer of the upper and lower pouches and improving the insulation.
또한, 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지는 상기 보강 실란트 부재가 구비된를 파우치 외장 부재를 사용하므로 금속박 배리어층과 전해액의 접촉에 의한 전기적 간섭 현상과 배리어 층의 부식 발생이 방지되어 이차 전지의 안전성을 높이는 효과가 있다.
The pouch type secondary battery according to the present invention uses the pouch exterior member provided with the reinforcing sealant member to prevent the occurrence of electrical interference due to contact between the metal foil barrier layer and the electrolyte and corrosion of the barrier layer, Height is effective.
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 아니된다.
도 1은 파우치형 종래 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도 및 이의 결합도이다.
도 2는 파우치 외장 부재의 절곡부를 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 파우치 외장 부재의 절곡부에서 내부 실란트층에 발생된 미세 크랙과 이에 따른 절연 파괴 현상을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도 및 이의 결합도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 선의 단면을 도시한 것이다.
도 6은 보강 실란트 부재가 구비된 파우치 외장 부재를 예시하여 나타낸 것이다.
도 7a 및 7b는 실링툴을 이용하여 실링부를 열융착하는 공정을 도식화 하여 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시양태에 따른 이차 전지를 제조하는 방법의 공정 순서도이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 파우치 이차 전지의 제조 방법을 공정 순서대로 개략적으로 도시한 것이다. 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 showing the configuration of a pouch type conventional secondary battery and its combined view.
2 is an enlarged view of the bent portion of the pouch exterior member.
FIG. 3 schematically illustrates micro cracks in the inner sealant layer at the bending portion of the pouch exterior member and thus the insulation breakdown phenomenon.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a secondary battery according to the present invention and its combined view. FIG.
5 shows a cross section taken along the line AA 'in Fig.
Figure 6 illustrates a pouch exterior member with a reinforcing sealant member.
7A and 7B are diagrams illustrating a process of thermally fusing a sealing portion using a sealing tool.
8 is a process flow diagram of a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9E schematically show the manufacturing method of the pouch secondary battery according to the present invention in the order of steps.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
The terms or words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary terms and the inventor shall properly define the concept of the term in order to best explain its invention The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. 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.
도 4는 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 파우치형 외장 부재 및 이를 포함하는 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는 음극과 양극이 분리막을 개재하여 적층되고 상기 음극과 양극에서 연장된 전극 탭들(210, 220)을 포함하는 전극 조립체(200) 및 상기 전극 조립체(200)를 수납하는 파우치 외장 부재(300)를 포함한다.
4 is an exploded perspective view of a pouch-type sheathing member and a secondary battery including the same according to a specific embodiment of the present invention. 4, the pouch type
상기 파우치 외장 부재(300)는 상부 파우치(310)와 하부 파우치(320)로 구성될 수 있으며, 상기 상부 파우치(310)와 하부 파우치(320)는 각각 외부 절연층(311, 321), 금속박 배리어층(312, 322) 및 내부 실란트층(313, 323)이 순차적으로 적층된 라미네이트 시트(sheet)이다. The
이러한 상부 파우치(310)와 하부 파우치(320)의 내측면이 함몰되어 형성된 전극 조립체 수납부(500)에 전극 조립체(200) 및 전해액이 수용된다. 그리고, 상부 파우치(310)와 하부 파우치(320)는, 파우치 외장 부재를 밀봉하기 위해 상기 상하부 파우치 외주면에 상기 전극 조립체 수납부(500)에서 연장되어 일정 폭을 갖는 실링부(S)를 구비하고 형성되고, 상기 상하부 파우치의 실링부(S)를 실링툴(700)로 압착하여 융점이 낮은 내부 실란트층을 상호 접착시켜 파우치 외장 부재를 밀봉한다.The
본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면 상기 파우치 외장 부재(300)에있어서, 상기 상부 파우치와 하부 파우치의 실링부 사이에는 보강 실란트 부재(400)가 더 개재될 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, in the
앞서 도 2에 대해 설명한 바와 같이 파우치 외장 부재에 형성되는 절곡부 중 전극 조립체 수납부와 실링부의 경계(b1)는 전지 외측을 향해 구부러지므로 내부 실란트층에 인장 응력이 발생하게 되어 외부 충격에 의한 미세 크랙 발생 경향이 증가하게 된다. 특히 이 부분에 전해액 주액구가 마련되는 경우에는 전해액 주액시 실링부에 전해액이 묻거나 전해액 주액구의 실링 전 진공 공정에서 기화된 전해액이 주액구 주변의 실링부로 확산되는 경우 이 부분의 실링부에서 전해액과의 교착 결합에 의한 결함 발생의 가능성이 더욱 증가하게 된다. As described above with reference to FIG. 2, since the boundary b1 between the electrode assembly receiving portion and the sealing portion of the bent portion formed in the pouch exterior member is bent toward the outside of the battery, tensile stress is generated in the internal sealant layer, The tendency of occurrence of cracks is increased. Particularly when the electrolyte main liquid is provided in this part, when the electrolytic solution is present in the sealing part when the electrolyte solution is poured or when the electrolytic solution vaporized in the pre-sealing vacuum process of the electrolyte main liquid is diffused to the sealing part around the main liquid part, The possibility of occurrence of defects due to the deadlock with the electrolytic solution is further increased.
파우치 외장 부재의 실링부에서 발생할 수 있는 상기 문제점을 방지하기 위해 내부 실란트층의 두께를 두껍게 형성하는 경우 소요되는 실란트의 양이 증가된다. 또한, 파우치 외장 부재의 두께의 증가로 인해 박형 전지의 제조가 어려우며 특히, 다수의 단위 전지를 포함하는 전지 모듈이나 배터리팩의 경우 부피가 증가하게 되므로 바람직하지 않다. The amount of the sealant required to form the inner sealant layer is increased in order to prevent the above-described problems that may occur in the sealing portion of the pouch exterior member. In addition, it is difficult to manufacture a thin-type battery due to an increase in the thickness of the pouch exterior member, and in particular, a battery module or a battery pack including a plurality of unit cells increases the volume thereof.
본 발명에 있어서, 상기 보강 실란트 부재(400)는 파우치 외장 부재(300)의 외주면측에 형성된 실링부(S)에 부가될 수 있다. In the present invention, the reinforcing
도 5a 내지 도 5c는 파우치 외장 부재에 있어서 보강 실란트 부재가 부가되는 다양한 형태를 예시하고 있는 것이다. 바람직한 일 실시양태에 따르면 본 발명의 파우치 외장 부재는 상기 보강 실란트 부재가 전해액 주액구가 마련되는 외주면측 실링부에 부가되는 것이다(도 5a). 전해액 주액구가 마련되는 외주면측은 디개싱을 위해 개봉되고 다시 재실링이 수행되는 부분으로 이 부분에 위치하는 실링부는 개봉시 변형에 의한 충격이 가해질 수 있고 전해액에 의한 교착 실링 가능성이 높아 내부 실란트층에 쉽게 결합이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 파우치 외장 부재는 상기 보강 실란트 부재가 전해액 주액구가 마련되는 외주면측 및/또는 디개싱을 위한 개봉 및 재실링이 수행되는 외주면측의 실링부에 부가되는 것이다. Figs. 5A to 5C illustrate various forms in which a reinforcing sealant member is added to the pouch sheathing member. Fig. According to a preferred embodiment of the present invention, the reinforcing sealant member of the pouch sheathing member of the present invention is added to the outer circumferential surface sealing portion where the electrolyte liquid is provided (Fig. 5A). The outer circumferential surface side where the electrolyte main liquid port is provided is a part which is opened for degassing and re-sealing is performed, and a sealing part located at this part can be subjected to impact due to deformation upon opening, Bonding can occur easily. Accordingly, the pouch sheathing member according to a specific embodiment of the present invention is added to the outer circumferential surface side where the electrolyte main liquid port is provided and / or to the sealing portion on the outer circumferential surface side where opening and reshaling are performed for digging .
상기 도 5a를 참조하여 상기 보강 실란트 부재를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 보강 실란트 부재는 고분자 필름으로 구체적으로는 소정의 폭을 갖는 고분자 테이프 형상으로 준비될 수 있다. 또한, 상기 고분자 필름은 파우치 외장 부재의 실링 공정 전에 내측 실란트층 위에서 위치를 고정하기 위한 목적으로 보강 실란트 부재의 일측면에 점착층을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5A, the reinforcing sealant member may be a polymer film, specifically, a polymer tape having a predetermined width. In addition, the polymer film may further include an adhesive layer on one side of the reinforcing sealant member for the purpose of fixing the position above the inner sealant layer before the sealing process of the pouch exterior member.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 보강 실란트 부재는 실링부와 전극 조립체 수납부의 경계를 따라 선형으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 보강 실란트 부재는 이의 일측 길이 단부가 실링부와 전극 조립체 수납부의 경계에 접하거나 상기 보강 실란트 부재에 의해 상기 경계가 오버랩되는 방식으로 배치된다. Also, in the present invention, the reinforcing sealant member may be linearly disposed along the boundary between the sealing portion and the electrode assembly receiving portion. The reinforcing sealant member is disposed in such a manner that one longitudinal end of the reinforcing sealant member contacts the boundary between the sealing portion and the electrode assembly receiving portion or the boundary overlaps with the reinforcing sealant member.
상기 보강 실란트 부재의 폭은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의구체적인 일 실시양태에 따르면 상기 보강 실란트 부재의 폭(Wa)은 실링부(S)의 폭(Wa)과 동일하거나 그 이하인 것이 바람직하며, 최소 폭은 실링부(S)폭의 1/4 이상 또는 1/3 이상 또는 1/2 이상인 것이다. It is the width of the reinforcing sealant member is not particularly limited, but it is present according to the specific exemplary embodiment of the invention the width of the reinforcing sealant members (W a) is equal to or less than the width (W a) of the sealing part (S) And the minimum width is 1/4 or more, or 1/3 or more, or 1/2 or more of the width of the sealing portion (S).
본 발명에 있어서, 보강 실란트 부재(400)는 상부 파우치 및/또는 하부 파우치의 실링부의 내부 실란트층의 표면에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 보강 실란트 부재가 주로 하부 파우치에 배치되는 실시형태를 예시하여 설명하였으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니며 상기 상부 파우치에 배치될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 상하, 좌우, 앞뒤, 정면/배면, 내외 등과 같이 위치 또는 방향을 나타내는 용어는 절대적인 것이 아니라 발명의 구성하는 각 구성요소에 대하여 상대적인 위치를 나타낸다. In the present invention, the reinforcing
또한, 상기 보강 실란트 부재는 파우치 외장 부재의 양 측면에 부가되거나(도 5b), 또는 4면의 전체 외주면에 부가될 수 있다(도 5c).
Further, the reinforcing sealant member may be added to both sides of the pouch exterior member (Fig. 5B), or may be added to the entire peripheral surface of the four sides (Fig. 5C).
본 발명에 있어서, 상기 보강 실란트 부재는 바람직하게는 열융착성 실란트이다. 상기 열융착성 실란트는 가열에 의해 봉합이 가능한 고분자 수지로서 이의 비제한적인 예로는 폴리올레핀계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, CPP 변성 프로필렌계, 폴리부틸렌계, 폴리틸렌코폴리머, 프로필렌코폴리머, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계, 폴리카보네이트계, 불소계, 실리콘계, 변성 실리콘계, 아크릴계, 에폭시계, 폴리설파이드계, 폴리우레탄계, 에틸렌-프로필렌-다이엔-모노머 러버(EPDM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 고분자 수지 등이 있으나 특별히 여기에 한정되는 것은 아니다.
In the present invention, the reinforcing sealant member is preferably a heat sealable sealant. The heat sealable sealant is a polymer resin that can be sealed by heating, and examples thereof include polyolefin, polyethylene, polypropylene, CPP modified propylene, polybutylene, polypropylene copolymer, (EPDM), and a mixture thereof. The present invention relates to a resin composition comprising an ethylene-propylene-diene monomer rubber, an ethylene-propylene-diene monomer rubber, an ethylene-propylene-diene monomer rubber, And the like, but are not limited thereto.
또한, 본 발명은 전술한 특징을 갖는 파우치 외장 부재를 포함하는 이차 전지에 대한 것이다. The present invention also relates to a secondary battery including the pouch skin member having the above-described characteristics.
본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면 본 이차 전지는 파우치 전지 내부의 내측 실링부 단부(Si)가 상기 보강 실란트 부재의 용융물에 의해 피복된 내측 피복부(410)를 갖는다. 상기 내측 피복부(410)는 실링부의 가열 압착에 의해 용융된 보강 실란트 부재(400’)가 내측 실링부 단부로 용출되어 형성되는 것이다. 본 발명에 있어서, 상기 내측 실링부 단부(Si)는 상하부 파우치의 내부 실란트층(313, 323)이 서로 맞닿아 열융착된 실링부의 양측 말단부 중 전지 내측에 위치하는 것이며, 상기 내측 실링부 단부는 실링부와 전극 조립체 수납부의 경계선상에 위치할 수 있다. According to a specific embodiment of the present invention, the secondary battery has an inner covering portion 410 in which the inner sealing portion end portion Si of the inside of the pouch battery is covered with the melt of the reinforcing sealant member. The inner covering 410 is formed by dissolving the reinforcing sealant member 400 ', which is melted by heat pressing of the sealing part, to the inner sealing part. In the present invention, the inner sealing portion end Si is located on the inner side of the cell among the opposite end portions of the sealing portions which are in thermal contact with the inner sealant layers 313 and 323 of the upper and lower pouches, And may be located on the boundary line between the sealing portion and the electrode assembly receiving portion.
도 6a 및 도 6b는 상하부 파우치의 실링부가 실링툴(700)에 의해 융착되는 과정을 예시적으로 나타낸 것이다. 상기 실링툴(700)은 실링부의 상면을 하향 가압하는 상부 실링툴(710)과 실링부의 하면을 지지하는 하부 실링툴(720)을 포함한다. 6A and 6B illustrate a process in which the sealing portions of the upper and lower pouches are fused together by the
외장 파우치 부재의 밀봉은 상기 하부 실링툴(720)이 실링부의 하면을 지지한 상태에서 상부 실링툴(710)이 상면을 하향 가압하여 실링부의 열융착 과정 을 통해 이루어지는데 이 때 상하부 파우치의 실링부 사이에 배치된 보강 실란트 부재가 적어도 부분적으로 용융되어 이 중 일부가 전극 수납부 쪽으로 배출되고 배출된 형상대로 고화되어 내측 피복부(410)가 형성된다. 본 발명의 일 측면에 있어서, 실질적으로는 상기 내측 피복부는 보강 실란트 부재의 용융물 뿐만 아니라 실질적으로 상하부 파우치의 내부 실란트층의 용융물이 혼합되어 있을 수 있다. The sealing of the outer pouch member is performed through a thermal fusion process of the sealing portion by pressing the
도 6a를 참조하면, 상하부 파우치의 실링부 중간에 보강 실란트 부재가 개재되어 있어 가압 전에는 상하부 파우치 실링부가 상기 실란트 부재의 두께만큼 이격되어 있다가 실링툴에 의한 가열 가압에 의해 이격된 틈이 점차 협소해지고 최종적으로는 상하부 파우치의 내부 실란트층 맞닿으면서 융착된다. 이때 가열 가압에 의해 용융된 보강 실란트 부재(400')는 도 6b에 예시된 바와 같이 실링부의 외측 단부 방향 및 내측 단부 방향으로 확산되며 이의 일부가 내측 실링부 단부 외부로 배출되어 상하부 파우치의 내부 융착 단면을 피복하는 내측 피복부를 형성한다.
6A, a reinforcing sealant member is interposed in the middle of a sealing portion of the upper and lower pouches, so that the upper and lower pouch sealing portions are spaced apart from each other by the thickness of the sealant member before pressurization, And finally, the inner sealant layers of the upper and lower pouches come into contact with each other. At this time, the reinforced sealant member 400 'melted by heating and pressing diffuses in the direction of the outer end portion and the inner end portion of the sealing portion as illustrated in FIG. 6B, and a part thereof is discharged to the outside of the end portion of the inner sealing portion, An inner covering portion covering the end face is formed.
도 7은 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지의 내부 단면을 개략적으로 도식화한 것으로서, 상기 전지 내부의 내측 실링 단부가 보강 실란트 부재의 용융물에 의해 피복되어 있는 것을 나타내었다.
FIG. 7 is a schematic illustration of an internal cross-section of a pouch-type secondary battery according to the present invention, wherein the inner sealing end portion of the battery is covered with a melt of the reinforcing sealant member.
도 8은 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 파우치형 이차 전지를 제조하는 순서도이고, 도 9는 파우치형 이차 전지의 제조 공정을 도식화하여 나타낸 것이다. 다음으로 이를 참조하여 본 발명의 파우치형 이차 전지를 제조하는 방법을 상세하게 설명한다.
FIG. 8 is a flow chart for manufacturing a pouch type secondary battery according to a specific embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the pouch type secondary battery. Next, a method of manufacturing the pouch type secondary battery of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
우선, 시트(sheet) 형상의 상부 파우치용 필름 및 하부 파우치용 필름을 준비하고 상기 상하부 파우치용 필름의 내측면을 함몰시켜 전극 조립체 수납부가 형성된 상하부 파우치를 준비한다. 상기와 같이 준비된 상하부 파우치를 파우치 외장 부재로 사용하고 상기 파우치 외장 부재에 전극 조립체를 수납한다. First, a sheet-shaped upper pouch film and a lower pouch film are prepared and the inner side surfaces of the upper and lower pouch films are depressed to prepare upper and lower pouches having an electrode assembly housing part. The upper and lower pouches prepared as described above are used as a pouch exterior member, and the electrode assembly is housed in the pouch exterior member.
본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면 상기 단계에서 파우치 외장 부재는 외주면의 적어도 일측면에 전극 조립체 수납부로부터 전극 조립체의 폭(Wb)의 반폭 내지 한폭 정도의 폭(Wb)을 갖는 영역인 가실링부를 포함하여 준비되며, 상기 가실링부는 디개싱 및 2차 밀봉 이후 절단되어 제거되는 것이다. 다음으로 상기 파우치 외장 부재의 일측 외주면에 형성된 실링부에 전해액 주액구를 마련하고 상기 전해액 주액구가 마련된 외주면측을 제외한 실링부를 열융착하여 실링한다. 상기 전해액 주액구는 전극 탭이 인출되지 않는 외주면측에 형성되며 바람직하게는 상기 가실링부는 이 부분에 위치하는 것이다. According to a specific exemplary embodiment of the invention the pouch exterior member from the step-in area having a width (W b) of approximately half width to hanpok the width (W b) of the electrode assembly from at least one side can assembly electrode housing to the outer peripheral surface Wherein the sealing ring portion is cut and removed after degassing and secondary sealing. Next, an electrolyte main liquid port is provided in a sealing part formed on one outer circumferential surface of the pouch exterior member, and a sealing part except for an outer circumferential surface side provided with the electrolyte main liquid port is thermally fused and sealed. The electrolyte main liquid port is formed on the side of the outer circumferential surface where the electrode tab is not drawn out, and preferably, the gas tight ring portion is located at this portion.
다음으로 전해액 주액구를 통해 파우치 외장 부재에 전해액을 주액하고 주액이 종료되면 주액구가 마련된 외주면측의 가실링부를 열융착하여 상기 파우치 외장 부재를 1차 밀봉한다. Next, the electrolytic solution is injected into the pouch exterior member through the electrolytic solution main liquid port, and the sealing ring part at the outer peripheral face side provided with the main liquid port is thermally fused by sealing the pouch exterior member.
이렇게 1차 밀봉된 이차 전지는 소정 횟수로 충방전이 수행되어 활성화된다. 이후 상기 가실링부의 적어도 일부를 개봉하여 디개싱한 후, 개봉된 외주면측에서 전극 조립체의 수납부와 근접하여 마련된 실링부를 실링하고 최종적으로 크기에 맞게 절단한다. The primary-sealed secondary battery is activated by being charged / discharged a predetermined number of times. Thereafter, at least a part of the sealing ring portion is opened and degassed, and then a sealing portion provided close to the receiving portion of the electrode assembly is sealed at the opened outer peripheral surface side and finally cut to size.
이때 보강 실란트 부재는 상기 상하부 파우치 필름에 전극 조립체 수납부를 형성하기 전이나, 파우치 외장 부재에 전지를 수납하기 전, 주액구가 마련된 외주면측을 제외한 실링부를 열융착 하기 전, 전해액을 주액하기 전, 파우치 외장 부재의 1차 밀봉 전 및 파우치 외장 부재의 2차 밀봉 전에 외주면측의 소정 실링부에 부가될 있다. 상기 보강 실란트 부재의 부가 위치는 전술한 내용을 참조한다. At this time, the reinforcing sealant member may be formed before the electrolyte assembly is injected, before the electrode assembly receiving portion is formed in the upper and lower pouch films, before the battery is housed in the pouch external member, before the sealing portion except for the outer peripheral surface, Before the primary sealing of the pouch sheathing member and before the secondary sealing of the pouch sheathing member. The additional positions of the reinforcing sealant member refer to the above description.
바람직하게는 상기 보강 실란트 부재는 상기 상하부 파우치에 전극 조립체 수납부를 형성하기 전에 전극 조립체 수납부 및 보강 실란트 부재 부착 위치를 설정하여 소정의 위치에 보강 실란트 부재를 부착하고 전극 조립체 수납부를 형성하는 것이다. Preferably, the reinforcing sealant member defines a position where the electrode assembly receiving portion and the reinforcing sealant are attached to each other before the electrode assembly receiving portion is formed in the upper and lower pouches, and the reinforcing sealant member is attached at a predetermined position to form the electrode assembly receiving portion.
상기 파우치 외장 부재에 부가된 보강 실란트 부재는 실링툴에 의해 실링부가 가열 및 가압될 때 내부 실란트층과 함께 용융되어 상하부 파우치의 사이의 틈에서 전극 조립체 수납부 방향으로 배출되어 내측 실링 단부를 보호하는 내측 피복부를 형성한다.
The reinforcing sealant member added to the pouch sheathing member is melted together with the inner sealant layer when the sealing portion is heated and pressed by the sealing tool and discharged toward the electrode assembly receiving portion in the gap between the upper and lower pouches to protect the inner sealing end portion Thereby forming an inner covering portion.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 상하부 파우치의 외부 절연층(311, 321)은, 이차 전지와 외부와의 절연성을 확보하기 위한 것으로서, 절연 특성을 갖는 동시에 전해액에 대한 비반응성 소재이면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 특성을 만족하는 소재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET), 나일론, 염화 비닐, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 또는 나일론 또는 이 둘의 혼합물을 포함하는 것이다. Meanwhile, in the present invention, the outer insulating
또한, 상기 금속박 배리어층(312, 322)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 이 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함할 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 금속층은 상기 금속 중 바람직하게는 알루미늄인 것이다. The metal foil barrier layers 312 and 322 may be formed of at least one selected from the group consisting of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), iron (Fe), carbon (C), chromium (Cr), manganese Or more, but is not particularly limited thereto. The metal layer is preferably aluminum among the metals.
그리고, 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 있어서, 상기 내부 실란트층(313, 323)은 상부 파우치(310)와 하부 파우치(320)의 실링 시, 상호간 접착되어 파우치 외장 부재의 밀봉을 확보한다. 상기 내부 실란트층은 열융착에 의한 상호간 결착을 달성할 수 있는 열융착성 고분자 수지를 포함한다. 상기 열융착성 고분자 수지는 폴리에틸렌(poly ethylene, PE) 수지, 폴리프로필렌(poly propylene, PP) 수지, 이들의 랜덤 공중합체, 프로필렌, 부틸렌 및 에틸렌의 삼원 공중합체 등의 폴리올레핀 수지를 1종 이상 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 내부 실란트층은 폴리프로필렌계 단독 중합체, 폴리프로필렌계 공중합체 및 연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, cPP)과 같은 폴리프로필렌계 수지를 1종 이상 포함한다. 그러나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
In an embodiment of the present invention, the inner sealant layers 313 and 323 are bonded to each other when the
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전극 조립체(200)는, 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성된다. 이때, 전극 조립체(200)는 하나의 양극판 및 하나의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 권취된 구조를 갖거나, 다수의 양극판 및 다수의 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 이러한 양극판과 음극판은 각각 전극 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성될 수 있는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다.
Further, in the present invention, the
한편, 전극 조립체(200)에는, 전극판에 슬러리가 도포되지 않은 무지부가 존재할 수 있으며, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 탭이 구비될 수 있다. 즉, 전극 조립체(200)의 양극판에는 양극 탭(210)이 부착되고, 전극 조립체(200)의 음극판에는 음극 탭(220)이 부착될 수 있다. 그리고, 이러한 양극 탭(210)과 음극 탭(220)은, 파우치 외장 부재(300)의 외부로 돌출되어 양극 단자 및 음극 단자를 형성할 수 있다. 다만, 이러한 양극 탭(210) 및 음극 탭(220)은 파우치 외장 부재(300)의 외부로 직접 노출되지 않고, 양극 리드(미도시) 및 음극 리드(미도시)와 같은 다른 구성요소에 연결되어, 이러한 양극 리드 및 음극 리드가 파우치 외장 부재(300)의 외부로 인출되도록 할 수도 있다.
Meanwhile, the
본 발명에 따른 이차 전지는 바람직하게는 리튬 이차 전지일 수 있다. 또한 본 발명은 상기 이차 전지를 단위 전지로서 포함하고 있는 배터리 팩 또는 중대형 전지 모듈을 제공한다. The secondary battery according to the present invention is preferably a lithium secondary battery. The present invention also provides a battery pack or a middle- or large-sized battery module including the secondary battery as a unit battery.
본 발명에 따른 이차 전지는 특히, 장시간의 수명과 우수한 내구성이 요구되는 고출력의 대용량의 전지, 또는 이러한 전지를 단위전지로서 다수 개 포함하는 중대형 전지 모듈에 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 전지 모듈은 예를 들어 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 플러그-인 하이브리드 전기 자동차, 전기 오토바이, 전기 자전거 등의 동력원으로 사용될 수 있다. The secondary battery according to the present invention can be preferably used for a large-capacity high-output battery which requires a long service life and excellent durability, or a middle- or large-sized battery module including a plurality of such cells as a unit battery. The middle- or large-sized battery module may be used as a power source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, electric motorcycles, electric bicycles, and the like.
그리고, 본 발명에 따른 배터리 팩은 이차 전지 이외에도, BMS(Battery Management System)와 같은 이차 전지의 충방전을 제어하기 위한 여러 보호 장치들을 더 포함할 수 있다.In addition to the secondary battery, the battery pack according to the present invention may further include various protection devices for controlling charge and discharge of the secondary battery such as a BMS (Battery Management System).
이상과 같이, 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 limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
15, 150 : 전해액 100: 이차 전지
300: 파우치 외장 부재 310: 상부 파우치
320: 하부 파우치 200: 전극 조립체
210: 양극 탭 220: 음극 탭
300: 금속 보강 테이프 부재 311, 321: 외부 절연층
전극 조립체 수납부(500) 312, 322: 금속박 배리어층
313, 323: 내부 실란트층 400: 보강 실란트 부재
410: 내측 피복부 500: 전극 조립체 수납부
400': 용융 실란트 부재 S: 실링부
700: 실링툴15, 150: electrolyte 100: secondary battery
300: pouch exterior member 310: upper pouch
320: lower pouch 200: electrode assembly
210: positive electrode tab 220: negative electrode tab
300: metal reinforcing
Electrode assembly housing part (500) 312, 322: Metal foil barrier layer
313, 323: inner sealant layer 400: reinforcing sealant member
410: inner covering part 500: electrode assembly receiving part
400 ': molten sealant member S: sealing member
700: Sealing tool
Claims (16)
상기 상부 파우치 및 하부 파우치는 각각 외부 절연층, 금속박 배리어층 및내부 실란트층이 순착적으로 적층되어 형성된 라미네이트 시트이며,
여기에서 상기 상부 파우치와 하부 파우치는 각 파우치의 내측면이 만입되어 전극 조립체를 수납할 수 있는 내부 공간인 전극 조립체 수납부 및 외주면에 상기 전극 조립체 수납부에서 연장되고 일정한 폭을 갖는 실링부가 형성되며,
상기 상부 파우치 및/또는 상기 하부 파우치의 실링부의 내부 실란트층에 보강 실란트 부재가 부가되어 실링부가 열융착되어 밀봉되는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
An upper pouch and a lower pouch,
The upper pouch and the lower pouch are laminate sheets formed by sequentially laminating an outer insulating layer, a metal foil barrier layer, and an inner sealant layer,
Here, the upper and lower pouches may have an electrode assembly receiving part, which is an internal space in which the inner side of each pouch is recessed to accommodate the electrode assembly, and a sealing part which is extended from the electrode assembly receiving part and has a constant width, ,
Wherein a reinforcing sealant member is added to the inner sealant layer of the sealing portion of the upper pouch and / or the lower pouch so that the sealing portion is thermally fused to seal the pouch exterior member.
상기 보강 실란트 부재는 전해액 주액구가 마련되는 외주면측의 실링부; 및/또는 디개싱을 위한 개봉부 및/또는 재실링부가 마련되는 외주면측의 실링부;에 부가되는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing sealant member comprises: a sealing portion on an outer circumferential surface side where the electrolyte main liquid port is provided; And / or a sealing portion on the outer circumferential surface side where the opening portion for degassing and / or the resealing portion is provided.
상기 보강 실란트 부재는 실링부를 따라 전극 조립체 수납부에 접하도록 부가되는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing sealant member is added to contact the electrode assembly receiving portion along the sealing portion.
상기 외부 절연층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET), 나일론, 염화 비닐, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the outer insulating layer comprises at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyester, polyethylene terephthalate (PET), nylon, vinyl chloride, polyimide and polyphenylene sulfide. Battery pouch exterior member.
상기 금속박 배리어층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 이 중 둘 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal foil barrier layer is made of an alloy including at least two of Cu, Al, Ni, Fe, C, Cr, Mn, Wherein the pouch external member comprises at least one member selected from the group consisting of the pouch, the pouch, and the pouch.
상기 내부 실란트층은 폴리에틸렌(poly ethylene, PE) 수지, 폴리프로필렌(poly propylene, PP) 수지, 이들의 랜덤 공중합체, 프로필렌, 부틸렌 및 에틸렌의 삼원 공중합체, 폴리프로필렌계 단독 중합체, 폴리프로필렌계 공중합체 및 연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, cPP)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
The inner sealant layer may be made of a material selected from the group consisting of poly ethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, random copolymer thereof, ternary copolymer of propylene, butylene and ethylene, polypropylene homopolymer, And at least one member selected from the group consisting of a copolymer and a cast polypropylene (cPP).
상기 보강 실란트 부재는 폴리올레핀계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, CPP 변성 프로필렌계, 폴리부틸렌계, 폴리틸렌코폴리머, 프로필렌코폴리머, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계, 폴리카보네이트계, 불소계, 실리콘계, 변성 실리콘계, 아크릴계, 에폭시계, 폴리설파이드계, 폴리우레탄계, 에틸렌-프로필렌-다이엔-모노머 러버(EPDM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing sealant member is at least one member selected from the group consisting of a polyolefin, a polyethylene, a polypropylene, a CPP modified propylene, a polybutylene, a polyethylenecopolymer, a propylene copolymer, a polyester, a polyamide, a polycarbonate, Wherein the at least one member is at least one member selected from the group consisting of silicone, acrylic, epoxy, polysulfide, polyurethane, ethylene-propylene-diene-monomer rubber (EPDM), and mixtures thereof.
상기 보강 실란트 부재의 폭은 실링부 폭 대비 1/2 이하인 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
Wherein the width of the reinforcing sealant member is 1/2 or less of the width of the sealing portion.
상부 및 하부 파우치의 실링부에 가하여지는 가열 및 가압에 의해 상기 보강 실란트 부재가 적어도 부분적으로 용융되어 상부 및 하부 실링부 사이의 틈에서 전지 내부 방향으로 돌출되어 상부 및 하부 실링부의 접합 경계가 전해액에 노출되지 않는 것인, 이차 전지용 파우치 외장 부재.
The method according to claim 1,
The reinforcing sealant member is at least partially melted by heating and pressing applied to the sealing portions of the upper and lower pouches so as to protrude toward the inside of the cell in the gap between the upper and lower sealing portions so that the bonding boundary of the upper and lower sealing portions Wherein the pouch exterior member is not exposed.
상기 전극 조립체로부터 연장되는 전극 탭; 및
상부 파우치 및 하부 파우치를 포함하고 상기 파우치 및 하부 파우치 사이에 상기 전극 조립체를 수납하는 파우치 외장 부재를 포함하는 이차 전지이며,
여기에서 파우치 외장 부재는 제1항에 따른 파우치 외장 부재이며,
상기 전극 조립체 수납부 방향으로 유출되어 형성된 보강 실란트 부재의 내측 보호부에 의해 전지 내측 실링부 단부가 피복되어 전해액에 노출되지 않는 것인, 파우치형 이차 전지.
An electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated with a separator interposed therebetween;
An electrode tab extending from the electrode assembly; And
A secondary battery comprising a pouch exterior member including an upper pouch and a lower pouch and housing the electrode assembly between the pouch and the lower pouch,
Wherein the pouch exterior member is the pouch exterior member according to claim 1,
Wherein an end portion of the inner sealing portion of the battery is covered with the inner protective portion of the reinforcing sealant member formed to flow out toward the electrode assembly receiving portion and is not exposed to the electrolyte solution.
상기 상부 파우치와 하부 파우치의 접합 경계는 디개싱을 위한 개봉부 및/또는 재실링부가 마련되는 외주면측의 접합 경계인 것인, 파우치형 이차 전지.
11. The method of claim 10,
Wherein a junction boundary between the upper pouch and the lower pouch is a junction boundary on an outer circumferential surface side where a degassing opening portion and / or a resealing portion are provided.
상기 상부 파우치와 하부 파우치의 접합 경계는 상부 및/또는 하부 파우치에서 전지의 외측 방향으로 절곡된 부분을 따라 형성되는 것인, 파우치형 이차 전지.
11. The method of claim 10,
Wherein a junction boundary between the upper pouch and the lower pouch is formed along a portion bent outwardly of the battery in the upper and / or lower pouches.
(S2) 상기 파우치 외장 부재에 전극 조립체를 수납하는 단계;
(S3) 상기 파우치 외장 부재에 전해액 주액구를 마련하고 상기 주액구를 제외한 실링부를 열융착하는 단계;
(S4) 상기 파우치 외장 부재에 전해액을 주액하는 단계;
(S5) 상기 파우치 외장 부재를 열융착하여 1차 밀봉하는 단계;
(S6) 초회 충방전을 수행하는 단계;
(S7) 상기 1차 밀봉된 실링부의 적어도 일부를 개봉하여 디개싱하는 단계; 및
(S8) 상기 파우치 외장 부재를 2차 밀봉하는 단계;
상기 (S1), (S2), (S3), (S4), (S5) 및 (S8) 중 어느 하나의 단계를 수행하기 전 상부 파우치와 하부 파우치의 실링부 사이에 보강 실란트 부재를 부가하는 것인, 파우치형 이차 전지 제조 방법.
(S1) preparing an electrode assembly housing part in a sheet-shaped upper and lower pouch film to prepare a pouch exterior member;
(S2) storing the electrode assembly in the pouch exterior member;
(S3) providing an electrolyte main liquid port in the pouch exterior member and thermally fusing the sealing portion except for the main liquid port;
(S4) injecting an electrolyte solution into the pouch exterior member;
(S5) thermally fusing the pouch exterior member to perform primary sealing;
(S6) performing a first charge / discharge cycle;
(S7) opening and degassing at least a part of the primary sealed unit; And
(S8) secondary sealing the pouch exterior member;
Adding a reinforcing sealant member between the sealing portions of the upper pouch and the lower pouch before performing any one of steps S1, S2, S3, S4, S5, and S8 Wherein the pouch type secondary battery is manufactured by a method comprising the steps of:
상기 보강 실란트 부재는 전해액 주액구가 마련된 외주면측에 형성되는 것인, 파우치형 이차 전지 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the reinforcing sealant member is formed on the outer peripheral surface side where the electrolyte main liquid port is provided.
상기 보강 실란트 부재는 (S1), (S2) 또는 (S3) 단계를 수행하기 전에 수행되며, 파우치 외장 부재의 외주면측 전부에 형성되는 것인, 파우치형 이차 전지 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the reinforcing sealant member is performed before performing the step (S1), (S2), or (S3), and is formed on the entire outer circumferential surface side of the pouch sheathing member.
상기 (S8) 단계는 파우치 외장 부재의 외주면측에 형성된 실링부를 실링툴에 의해 가열 및 가압하여 상부 파우치 및/또는 하부 파우치에 부가된 보강 실란트 부재를 적어도 일부 용융시켜 상부 파우치와 하부 파우치의 사이의 틈에서 전극 조립체 수납부 방향으로 유출되어 보강 실란트 부재에 의한 돌출부가 형성되는 것인, 파우치형 이차 전지 제조 방법. 14. The method of claim 13,
In the step (S8), the sealing part formed on the outer peripheral surface side of the pouch exterior member is heated and pressed by the sealing tool to melt at least part of the reinforcing sealant member added to the upper pouch and / or the lower pouch, And a protrusion formed by the reinforcing sealant member is formed in the gap to flow out toward the electrode assembly receiving portion, thereby forming a pouch type secondary battery.
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