KR20160139192A - Battery Cell Including Separator Being Thermal Shrunk - Google Patents

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KR20160139192A KR1020150073647A KR20150073647A KR20160139192A KR 20160139192 A KR20160139192 A KR 20160139192A KR 1020150073647 A KR1020150073647 A KR 1020150073647A KR 20150073647 A KR20150073647 A KR 20150073647A KR 20160139192 A KR20160139192 A KR 20160139192A
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Abstract

The present invention relates to a battery cell comprising an electrode assembly inside a battery case, wherein the electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separation membrane. The separation membrane of the electrode assembly includes a separation membrane surplus part which outwardly protrudes from an outer peripheral end of an electrode. Among outer peripheral surfaces of the electrode assembly, the separation surplus part is attached to an outer peripheral end of an electrode by thermal contraction on at least one outer peripheral surface among the remaining outer peripheral surfaces excluding the outer peripheral surface to which electrode terminals are located.

Description

열수축된 분리막을 포함하는 전지셀 {Battery Cell Including Separator Being Thermal Shrunk}[0001] The present invention relates to a battery cell including a heat-shrinkable separator,

본 발명은 열수축된 분리막을 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a heat-shrinkable separator.

IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다. As information technology (IT) technology has developed remarkably, various portable information and communication devices have been spreading, so that the 21st century is being developed into a ubiquitous society capable of providing high-quality information services regardless of time and place.

이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다. As a development base for such a ubiquitous society, a lithium secondary battery occupies an important position. Specifically, the rechargeable lithium secondary battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and is proposed as a solution for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels And also as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like.

상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다. As described above, as the devices to which the lithium secondary battery is applied are diversified, the lithium secondary battery has been diversified so as to provide a suitable output and capacity for the applied device. In addition, miniaturization is strongly demanded.

상기한 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.The lithium secondary battery may be classified into a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, and a pouch-shaped battery cell depending on its shape. Among them, a pouch-type battery cell which can be stacked with a high degree of integration, has a high energy density per unit weight, and is inexpensive and easy to deform is attracting much attention.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is a schematic vertical cross-sectional view of a typical conventional pouch-type secondary battery.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 양극(11), 음극(12) 및 양극과 음극 사이에 분리막(13)을 개재하여 적층한 구조의 전극조립체(14)를 전지케이스(15)의 수납부(16)에 내장하고, 전지케이스(15)를 밀봉하는 구조로 이루어져 있다.1, a pouch type secondary battery 10 includes an electrode assembly 14 having a structure in which an anode 11, a cathode 12, and a separator 13 are interposed between the anode and the cathode, 15 in the housing portion 16 and sealing the battery case 15. [

분리막(13)은 전극들(11, 12) 사이의 절연을 위해, 전극들(11, 12) 보다 상대적으로 큰 크기로 이루어져 있다. 이로 인해, 전극조립체(14)가 수납부(16)에 내장된 상태에서, 수납부(16)의 일측 내벽(17)과 음극(12)의 우측 단부 사이에는 이격 공간이 형성된다.The separation membrane 13 is of a relatively larger size than the electrodes 11 and 12 for insulation between the electrodes 11 and 12. A space is formed between the inner wall 17 on one side of the accommodating portion 16 and the right end of the negative electrode 12 in a state in which the electrode assembly 14 is housed in the accommodating portion 16. [

이 같은 공간은, 전해액 주입 후 전지의 충방전 과정에서 발생하는 전지케이스 내의 가스를 제거하는 공정에서 상기 공간이 오목하게 파임으로써 전지케이스의 외관이 손상되는 문제를 발생시킨다.Such a space may cause a problem that the space of the battery case is damaged due to the space being dented in the process of removing the gas in the battery case, which occurs during charging / discharging of the battery after injecting the electrolyte solution.

또한, 수납부의 내벽과 음극 사이에 이격 공간이 크면 클수록, 전지케이스에 내장할 수 있는 전극조립체의 용량이 줄어드는 문제가 있다.In addition, the larger the spacing between the inner wall of the accommodating portion and the cathode, the smaller the capacity of the electrode assembly that can be housed in the battery case.

따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지케이스 실링 장치가 매우 필요한 실정이다.Therefore, a battery case sealing device capable of solving the above problems is very necessary.

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.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 파우치형 전지셀의 전지케이스와 이에 내장되는 전극조립체 간의 이격 공간을 줄임으로써, 전지케이스 내의 가스를 제거하는 공정에서 전지케이스의 일측이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 내장되는 전극조립체의 용량을 증가시킬 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.More specifically, it is an object of the present invention to reduce the space between the battery case of the pouch-shaped battery cell and the electrode assembly incorporated therein, thereby preventing damage to one side of the battery case in the process of removing gas in the battery case And to provide a battery cell capable of increasing the capacity of the built-in electrode assembly.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전지셀은, According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀에 있어서,A battery cell in which an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is embedded in a battery case,

상기 전극조립체에서 분리막은 전극의 외주 단부로부터 외향 돌출된 분리막 잉여부를 포함하고 있을 수 있고,The separator in the electrode assembly may include a separator surplus portion protruding outwardly from the outer peripheral end of the electrode,

상기 전극조립체의 외주면들 중, 전극단자들이 위치하는 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중의 적어도 하나의 외주면에서, 분리막 잉여부는 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다.The separation membrane surplus portion may be formed in a structure in which the separation membrane surplus portion is in close contact with the outer peripheral end portion of the electrode due to heat shrinkage on at least one outer peripheral surface of the outer peripheral surfaces of the electrode assembly other than the outer peripheral surface on which the electrode terminals are located.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 적어도 하나의 외주면에서 분리막 잉여부가 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있음으로써, 전지케이스와 전지케이스에 내장되는 전극조립체 간의 이격 공간을 줄일 수 있고, 그에 따라 전지케이스 내의 가스를 제거하는 공정에서 전지케이스의 일측이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 내장되는 전극조립체의 용량을 증가시킬 수 있다.Therefore, in the battery cell according to the present invention, the separation membrane surplus portion on at least one outer peripheral surface of the electrode assembly is in close contact with the outer peripheral end portion of the electrode due to heat shrinkage, thereby reducing the space between the battery case and the electrode assembly In this way, it is possible to prevent one side of the battery case from being damaged in the process of removing the gas in the battery case, and the capacity of the built-in electrode assembly can be increased.

상기 전지케이스는, 외층, 물질 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있을 수 있다.The battery case may comprise a laminate sheet including an outer layer, a material barrier metal layer, and a heat-meltable resin sealant layer.

상기 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장 강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외층은 나일론 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 있을 수 있다.Since the outer layer must have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a tensile strength and weatherability higher than a predetermined level. In that respect, the outer layer may comprise nylon and / or polyethylene terephthalate (PET).

상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 알루미늄이 사용될 수 있다.The barrier metal layer may be made of aluminum so as to exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to a function of preventing the inflow or outflow of foreign substances such as gas, moisture and the like.

상기 수지 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 있을 수 있다.The resin sealant layer may include polypropylene (PP) which has a low thermal conductivity (thermal adhesiveness), low hygroscopicity to inhibit penetration of an electrolyte solution, and is not swollen or eroded by an electrolyte solution.

상기 전지케이스는, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 라미네이트 시트의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 일측으로부터 절곡된 상태로 연장되어 전극조립체 수납부를 덮는 커버로 이루어져 있을 수 있다.The battery case may include a case body of a laminate sheet having an electrode assembly housing part and a cover extending from one side of the case body in a bent state to cover the electrode assembly housing part.

또한, 상기 전지케이스는, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 라미네이트 시트의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체와 분리되어 있는 상태로 전극조립체 수납부를 덮는 커버로 이루어져 있을 수 있다.The battery case may include a case body of a laminate sheet in which the electrode assembly housing part is formed, and a cover covering the electrode assembly housing part in a state separated from the case body.

상기 전극조립체에서 음극은 양극보다 상대적으로 크고, 분리막은 음극의 외주 단부로부터 외향 연장되어 있을 수 있다. In the electrode assembly, the negative electrode is relatively larger than the positive electrode, and the separator may extend outward from the outer peripheral end of the negative electrode.

상기 분리막 잉여부는 1.6 mm 내지 4 mm의 길이를 가지고 있을 수 있고, 열수축에 의해 30% 내지 80%의 길이로 줄어드는 구조로 이루어져 있을 수 있다.The separation membrane surplus portion may have a length of 1.6 mm to 4 mm and may have a structure which is reduced by 30 to 80% by heat shrinkage.

상기 분리막 잉여부의 길이가 1.6 mm 미만일 경우에는, 분리막에 의해 양극 및 음극의 절연을 충분히 달성할 수 없고, 분리막 잉여부의 길이가 4 mm를 초과하는 경우에는, 분리막이 차지하는 공간이 불필요하게 확대되어 전극이 내장될 수 있는 공간이 줄어들 수 있다.When the length of the separation membrane surplus portion is less than 1.6 mm, insulation between the anode and the cathode can not be sufficiently achieved by the separation membrane, and when the separation membrane surplus portion is longer than 4 mm, the space occupied by the separation membrane is unnecessarily enlarged, The space in which it can be embedded can be reduced.

상기 분리막 잉여부는 열수축에 의해 30% 내지 80%의 길이로 줄어들 수 있으며, 구체적으로, 상기 열수축된 분리막 잉여부는 0.6 mm 내지 1.3 mm의 길이를 가질 수 있다.The separation membrane surplus portion may be reduced to a length of 30% to 80% by heat shrinkage. Specifically, the heat shrinkage separation membrane surplus portion may have a length of 0.6 mm to 1.3 mm.

상기 분리막 잉여부의 길이가 0.6 mm 미만일 경우에는, 분리막에 의해 양극 및 음극의 절연을 충분히 달성할 수 없고, 분리막 잉여부의 길이가 1.3 mm를 초과하는 경우에는, 전극이 내장될 수 있는 공간이 줄어들 수 있다.When the length of the separator surplus portion is less than 0.6 mm, insulation between the positive electrode and the negative electrode can not be sufficiently achieved by the separation membrane. If the length of the separation membrane surplus portion exceeds 1.3 mm, have.

상기 열수축은 상기 분리막 잉여부의 열수축 과정에서 분리막이 손상되지 않도록 분리막의 유리전이온도와 융점 사이의 온도 범위에서 수행될 수 있다. The heat shrinkage may be performed in a temperature range between the glass transition temperature and the melting point of the separation membrane so that the separation membrane is not damaged during the heat shrinking process of the separation membrane surplus portion.

본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전극조립체의 전극단자들은 제 1 외주면에 형성되어 있을 수 있고, 상기 제 1 외주면에 대향하는 제 2 외주면에는 분리막 잉여부가 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode terminals of the electrode assembly may be formed on the first outer circumferential surface, and the second outer circumferential surface opposed to the first outer circumferential surface is in contact with the outer circumferential end of the electrode by thermal shrinkage Can be.

상기 열수축된 분리막 잉여부는 대면하는 전지케이스의 내면에 밀착되어 있을 수 있다. The heat shrinking separation membrane surplus portion may be in close contact with the inner surface of the battery case facing the battery case.

구체적으로, 상기 전지케이스는 케이스 본체와 커버를 포함하고 있을 수 있고, 상기 열수축된 분리막 잉여부는 전지케이스의 커버 절곡 부위에 대응하는 케이스 본체의 일측 내측면에 밀착되어 있을 수 있다.Specifically, the battery case may include a case body and a cover, and the heat-shrinking separation membrane surplus portion may be in close contact with an inner side surface of one side of the case body corresponding to a cover bending portion of the battery case.

본 발명은 또한 상기 전지셀을 제조하는 방법으로서, The present invention also provides a method of manufacturing the battery cell,

(a) 양극과 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체를 준비하는 과정;(a) preparing an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator;

(b) 전극조립체의 외주면들 중, 전극단자들이 위치하는 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중의 적어도 하나의 외주면에서, 분리막 잉여부를 가열하여 열수축시키는 과정;(b) heating and thermally shrinking the separation membrane surplus portion on at least one outer peripheral surface of the outer peripheral surfaces of the electrode assembly excluding the outer peripheral surface where the electrode terminals are located;

(c) 전극조립체를 전지케이스에 장착하고 전해액을 주입하는 과정;(c) placing the electrode assembly in the battery case and injecting the electrolyte solution;

(d) 충방전에 의해 전지셀을 활성화시킨 후 가스를 배출하는 과정; 및(d) activating the battery cell by charge / discharge and discharging the gas; And

(e) 전지케이스를 밀봉하는 과정;(e) sealing the battery case;

을 포함하는 전지셀 제조 방법을 제공한다.And a method for manufacturing a battery cell.

하나의 실시예에서, 상기 과정(b)는 분리막 가열 장치에 의해 분리막 잉여부를 열수축시키는 과정일 수 있다.In one embodiment, the process (b) may be a process of heat shrinking the separator surplus by the separator heating apparatus.

구체적으로, 상기 분리막 가열 장치는, 판상형으로 이루어져 있고 분리막 잉여부에 수직으로 접촉하는 가열부와, 상기 가열부의 분리막 잉여부에 대향하는 타면에 연결되어 있는 이동부를 포함하는 구조일 수 있다.Specifically, the separation membrane heating apparatus may have a structure including a heating unit which is in the form of a plate and which is in contact with the separation membrane, and a moving unit which is connected to the other surface of the separation unit opposite to the separation membrane.

상기 이동부는, 분리막 잉여부가 가열부에 의해 수축되는 길이에 비례하여, 가열부를 분리막 잉여부 방향으로 이동시켜 가열부와 분리막 잉여부 사이의 이격 거리 또는 밀착 상태를 유지시키는 구조로 이루어져 있을 수 있다.The moving unit may have a structure that moves the heating unit in the separation membrane loading direction in proportion to the length of the separation membrane surplus portion contracted by the heating unit to maintain the separation distance or the close contact state between the heating unit and the separation membrane.

상기 과정(b)에서 분리막 잉여부의 길이는 30% 내지 80%의 크기로 줄어들 수 있다. 상기 분리막 잉여부의 길이가 30% 미만으로 줄어드는 경우에는, 전극조립체와 전지케이스 내면 사이의 공간을 충분히 확보하지 못하여, 소망하는 정도의 전극조립체의 용량 증가를 기대할 수 없고, 분리막 잉여부의 길이가 80%를 초과하여 줄어드는 경우에는, 분리막에 의해 양극 및 음극의 절연을 충분히 달성할 수 없다.In the process (b), the length of the separation membrane surplus portion may be reduced to a size of 30% to 80%. If the length of the separator surplus portion is reduced to less than 30%, the space between the electrode assembly and the inner surface of the battery case can not be sufficiently secured, and the capacity of the electrode assembly can not be increased to a desired extent. , Insulation between the positive electrode and the negative electrode can not be sufficiently achieved by the separator.

상기 과정(b)에서 분리막 잉여부는 섭씨 100도 내지 125도로 가열되어 수축될 수 있다. 이는 상기 분리막 잉여부의 열수축 과정에서 분리막이 손상되지 않도록 분리막의 유리전이온도와 융점 사이의 온도 범위에서 열수축이 수행되는 것이다.In the above process (b), the separation membrane surplus may be shrunk by heating at 100 to 125 degrees Celsius. This is because heat shrinkage is performed in a temperature range between the glass transition temperature and the melting point of the separation membrane so that the separation membrane is not damaged during the heat shrinking process of the separation membrane surplus portion.

본 발명은 또한 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including at least one battery cell.

본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery pack as a power source.

상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것일 수 있다.The device may be selected from a cell phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a netbook, a wearable electronic device, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- have.

상기한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and the manufacturing method of the device are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 적어도 하나의 외주면에서 분리막 잉여부가 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있음으로써, 전지케이스와 전지케이스에 내장되는 전극조립체 간의 이격 공간을 줄일 수 있고, 그에 따라 전지케이스 내의 가스를 제거하는 공정에서 전지케이스의 일측이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 내장되는 전극조립체의 용량을 증가시킬 수 있다.As described above, in the battery cell according to the present invention, the separation membrane surplus portion on at least one outer peripheral surface of the electrode assembly is in close contact with the outer peripheral end portion of the electrode due to heat shrinkage so that the gap between the battery case and the electrode assembly It is possible to reduce the space, thereby preventing damage to one side of the battery case in the process of removing gas in the battery case, and increase the capacity of the built-in electrode assembly.

도 1은 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도이다;
도 3은 도 2의 전지셀의 제조 과정에 대한 모식도이다.1 is a vertical sectional view of a typical conventional pouch type secondary battery;
2 is a vertical cross-sectional view of a battery cell according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the battery cell of FIG. 2. FIG.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도가 도시되어 있다.2 is a vertical sectional view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전지셀(100)은 양극(111), 음극(112) 및 양극과 음극 사이에 분리막(113)이 개재되는 구조의 전극조립체(110)가 전지케이스(120)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.2, the battery cell 100 includes an electrode assembly 110 having an anode 111, a cathode 112, and a separator 113 interposed between the anode and the cathode. The electrode assembly 110 is embedded in the battery case 120 .

음극(112)은 양극(111)보다 상대적으로 크고, 분리막(113)은 제 2 외주면(117)에 음극(112)의 외주단부로부터 외향 연장되어 분리막 잉여부(118)를 형성한다.The cathode 112 is relatively larger than the anode 111 and the separator 113 extends outward from the outer peripheral end of the cathode 112 to the second peripheral surface 117 to form a separation membrane ingot 118.

분리막 잉여부(118)는 전극(111, 112)의 우측 외주 단부에 인접하여 밀착되어 있다.The separator pad 118 is in close contact with the right outer peripheral edge of the electrodes 111 and 112.

전극조립체(110)의 전극단자들(114, 115)은 제 1 외주면(116)에 형성되어 있다.The electrode terminals 114 and 115 of the electrode assembly 110 are formed on the first outer circumferential surface 116.

전지케이스(120)는 수납부(122)가 형성되어 있는 라미네이트 시트의 케이스 본체(121)와, 케이스 본체(121)의 일측으로부터 절곡된 상태로 연장되어 전극조립체 수납부(122)를 덮는 커버(123)로 이루어져 있다.The battery case 120 includes a case body 121 of a laminate sheet on which the housing part 122 is formed and a cover 130 which extends in a bent state from one side of the case body 121 and covers the electrode assembly housing part 122 123).

분리막 잉여부(118)는 열수축되어 1mm 의 길이(L)로 이루어져 있다. 이는 종래의 분리막 잉여부가 통상적으로 2mm 의 길이로 이루어져 있는 것에서, 열수축에 의해 50%의 길이로 줄어든 것이다.The separation membrane insert 118 is heat shrunk and has a length L of 1 mm. This is because the conventional separator surplus portion, which is usually 2 mm in length, is reduced to 50% in length by heat shrinkage.

전극조립체(110)가 전지케이스(120)의 수납부(122)에 내장된 상태에서, 분리막 잉여부(118)는 전지케이스(120)의 수납부(122)의 내측면에 밀착되어 있다.The separator film residue 118 is in close contact with the inner surface of the storage portion 122 of the battery case 120 while the electrode assembly 110 is housed in the storage portion 122 of the battery case 120. [

따라서, 전극조립체의 분리막 잉여부가 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있고, 전지케이스에 내장된 상태에서 수납부의 내측면에 밀착되어 있음으로써, 전지케이스와 전극조립체 간의 이격 공간을 줄일 수 있고, 그에 따라 전지케이스 내의 가스를 제거하는 공정에서 전지케이스의 일측이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 내장되는 전극조립체의 용량을 증가시킬 수 있다.Therefore, the separation membrane surplus portion of the electrode assembly is closely attached to the outer peripheral end portion of the electrode due to heat shrinkage, and is in close contact with the inner surface of the storage portion in a state of being embedded in the battery case, thereby reducing the space between the battery case and the electrode assembly , Thereby preventing one side of the battery case from being damaged in the process of removing the gas in the battery case and increasing the capacity of the built-in electrode assembly.

도 3에는 도 2의 전지셀의 제조 과정에 대한 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the battery cell of FIG.

도 3을 참조하면, 과정 (a)에서는 양극(111)과 음극(112) 및 분리막(113)을 포함하는 전극조립체(110)를 준비한다.Referring to FIG. 3, in step (a), an electrode assembly 110 including an anode 111, a cathode 112, and a separation membrane 113 is prepared.

과정 (b)에서는 전극조립체(110)의 외주면 중 전극단자들(114, 115)이 위치하는 제 1 외주면(116)을 제외하고 제 1 외주면(116)에 대향하는 제 2 외주면(117)에서 분리막 잉여부(118)를 가열하여 열수축시킨다.In the process (b), the second outer circumferential surface 117, which is opposite to the first outer circumferential surface 116 except for the first outer circumferential surface 116 where the electrode terminals 114 and 115 are located, And heat the indium (118) to shrink.

분리막 잉여부(118)는 분리막 가열 장치(200)에 의해 열수축 된다.The separation membrane heater 118 is heat shrunk by the membrane heating apparatus 200.

분리막 가열 장치(200)는 판상형으로 이루어져 있고 분리막 잉여부(118)에 수직으로 접촉하는 가열부(210)와, 가열부(210)의 분리막 잉여부(118)에 대향하는 타면에 연결되어 있는 이동부(220)로 이루어져 있다.The membrane heating apparatus 200 includes a heating unit 210 which is in the form of a plate and which is in contact with the separating film deposition unit 118 in a vertical direction and a heating unit 210 which is connected to the opposite surface of the heating unit 210, (220).

이동부(220)는 분리막 잉여부(118)가 가열부(210)에 의해 수축되는 길이에 비례하여, 가열부(210)를 분리막 잉여부(118) 방향으로 이동시켜 가열부(210)와 분리막 잉여부(118)를 밀착 상태로 유지시킨다.The moving unit 220 moves the heating unit 210 in the direction of the separation membrane feed unit 118 in proportion to the length of the separation membrane feed unit 118 contracted by the heating unit 210, Thereby holding the residue 118 in a close contact state.

과정 (b)에서 분리막 잉여부(118)는 섭씨 125도로 가열되어 길이가 50%의 크기로 수축된다.In step (b), the separation membrane 118 is heated to 125 degrees Celsius and contracted to a length of 50%.

과정 (c)에서 전극조립체(110)를 전지케이스(120)에 내장하고 전해액을 주입하며, 과정 (d)에서는 충방전에 의해 전지셀을 활성화 시킨 후 가스를 배출하며, 과정 (e)에서는 전지케이스(120)를 밀봉하여 전지셀(100)을 제조한다.
In step (c), the electrode assembly 110 is embedded in the battery case 120, and the electrolyte is injected. In step (d), the battery cell is activated by charging and discharging, And the case 120 is sealed to manufacture the battery cell 100. [

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (18)

양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀에 있어서,
상기 전극조립체에서 분리막은 전극의 외주 단부로부터 외향 돌출된 분리막 잉여부를 포함하고 있고,
상기 전극조립체의 외주면들 중, 전극단자들이 위치하는 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중의 적어도 하나의 외주면에서, 분리막 잉여부는 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.A battery cell in which an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is embedded in a battery case,
The separator in the electrode assembly includes a separator surplus portion protruding outwardly from the outer peripheral end of the electrode,
Wherein the separation membrane surplus portion is in close contact with the outer peripheral end portion of the electrode due to heat shrinkage on at least one outer peripheral surface of the outer peripheral surfaces except the outer peripheral surface where the electrode terminals are located among the outer peripheral surfaces of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는, 외층, 물질 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case comprises a laminate sheet including an outer layer, a metal layer having a material barrier property, and a heat-sealable resin sealant layer. 제 2 항에 있어서, 상기 전지케이스는, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 라미네이트 시트의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 일측으로부터 절곡된 상태로 연장되어 전극조립체 수납부를 덮는 커버로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery case according to claim 2, wherein the battery case comprises a case body of a laminate sheet having an electrode assembly housing part and a cover extending from one side of the case body in a bent state to cover the electrode assembly housing part Battery cell. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체에서 음극은 양극보다 상대적으로 크고, 분리막은 음극의 외주 단부로부터 외향 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the negative electrode of the electrode assembly is relatively larger than the positive electrode, and the separator extends outward from the outer peripheral end of the negative electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 잉여부는 1.6 mm 내지 4 mm의 길이를 가지고 있고, 열수축에 의해 30% 내지 80%의 길이로 줄어드는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the separator surplus portion has a length of 1.6 mm to 4 mm and is shrunk by 30 to 80% by heat shrinkage. 제 1 항에 있어서, 상기 열수축된 분리막 잉여부는 0.6 mm 내지 1.3 mm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the heat shrinkable separator surplus portion has a length of 0.6 mm to 1.3 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 열수축은 분리막의 유리전이온도와 융점 사이의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the heat shrinkage is performed in a temperature range between a glass transition temperature and a melting point of the separator. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 전극단자들은 제 1 외주면에 형성되어 있고, 상기 제 1 외주면에 대향하는 제 2 외주면의 분리막 잉여부가 열수축에 의해 전극의 외주 단부에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode terminals of the electrode assembly are formed on the first outer circumferential surface, and the separation membrane surplus portion of the second outer circumferential surface opposed to the first outer circumferential surface is in close contact with the outer circumferential end portion of the electrode by heat shrinkage Battery cell. 제 1 항에 있어서, 상기 열수축된 분리막 잉여부는 대면하는 전지케이스의 내면에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the heat-shrinking separation membrane surplus portion is in close contact with the inner surface of the facing battery case. 제 9 항에 있어서, 상기 전지케이스는 케이스 본체와 커버를 포함하고 있고, 상기 열수축된 분리막 잉여부는 전지케이스의 커버 절곡 부위에 대응하는 케이스 본체의 일측 내측면에 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 9, wherein the battery case includes a case body and a cover, and the heat-shrinking separation membrane surplus portion is in close contact with an inner side surface of one side of the case body corresponding to a bent portion of the battery case. . 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 양극과 음극 및 분리막을 포함하는 전극조립체를 준비하는 과정;
(b) 전극조립체의 외주면들 중, 전극단자들이 위치하는 외주면을 제외한 나머지 외주면들 중의 적어도 하나의 외주면에서, 분리막 잉여부를 가열하여 열수축시키는 과정;
(c) 전극조립체를 전지케이스에 장착하고 전해액을 주입하는 과정;
(d) 충방전에 의해 전지셀을 활성화시킨 후 가스를 배출하는 과정; 및
(e) 전지케이스를 밀봉하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.11. A method of manufacturing a battery cell according to any one of claims 1 to 10,
(a) preparing an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator;
(b) heating and thermally shrinking the separation membrane surplus portion on at least one outer peripheral surface of the outer peripheral surfaces of the electrode assembly excluding the outer peripheral surface where the electrode terminals are located;
(c) placing the electrode assembly in the battery case and injecting the electrolyte solution;
(d) activating the battery cell by charge / discharge and discharging the gas; And
(e) sealing the battery case;
And forming a battery cell. 제 11 항에 있어서, 상기 과정(b)에서 분리막 가열 장치에 의해 분리막 잉여부를 열수축시키는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.12. The method according to claim 11, wherein the separation membrane is heated by the separation membrane heating device in the step (b). 제 12 항에 있어서, 상기 분리막 가열 장치는, 판상형으로 이루어져 있고 분리막 잉여부에 수직으로 접촉하는 가열부와, 상기 가열부의 분리막 잉여부에 대향하는 타면에 연결되어 있는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.13. The separation membrane heating apparatus according to claim 12, wherein the separation membrane heating apparatus comprises a heating unit which is in the form of a plate and which is in contact with the separation membrane in vertical contact with the separation membrane, and a moving unit connected to the other face of the separation unit, A method of manufacturing a battery cell. 제 13 항에 있어서, 상기 이동부는, 분리막 잉여부가 가열부에 의해 수축되는 길이에 비례하여, 가열부를 분리막 잉여부 방향으로 이동시켜 가열부와 분리막 잉여부 사이의 이격 거리 또는 밀착 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.14. The apparatus according to claim 13, wherein the moving unit moves the heating unit in the separating film loading direction in proportion to the length of the separating film surplus portion contracted by the heating unit to maintain the separation distance or the close contact state between the heating unit and the separating film Wherein the battery cell is a battery cell. 제 11 항에 있어서, 상기 과정(b)에서 분리막 잉여부의 길이는 30% 내지 80%의 크기로 줄어드는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the length of the separation membrane surplus portion in the process (b) is reduced to 30% to 80%. 제 11 항에 있어서, 상기 과정(b)에서 분리막 잉여부는 섭씨 100도 내지 125도로 가열되어 수축되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the separation membrane surplus in step (b) is shrunk by heating at 100 to 125 degrees Celsius. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising at least one battery cell according to any one of claims 1 to 10. 제 17 항에 따른 전지팩을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 17.
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