KR20160139808A

KR20160139808A - Secondary battery

Info

Publication number: KR20160139808A
Application number: KR1020150075363A
Authority: KR
Inventors: 윤지원
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-07

Abstract

According to the present invention, disclosed is a secondary battery. The secondary battery comprises: an electrode assembly; and an exterior material for sealing the electrode assembly wherein the exterior material includes a mesh structure and a base material layer for burring the mesh structure as metal layers. According to the present invention, provided is the secondary battery with an improved structure of the exterior material for sealing the electrode assembly.

Description

Secondary battery

본 발명은 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery.

이차전지는 그 장점으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터와 같은 모바일 전자 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기 자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다. Secondary batteries have been widely applied to various technical fields throughout the industry due to their advantages, and they are widely used as energy sources for mobile electronic devices such as digital cameras, cellular phones, and notebook computers, It is also attracting attention as an energy source for hybrid electric vehicles, which is proposed as a solution for air pollution of gasoline and diesel internal combustion engines.

본 발명의 일 실시형태는 전극 조립체를 밀봉하는 외장재의 구조가 개선된 이차전지를 포함한다. One embodiment of the present invention includes a secondary battery having an improved structure of a casing for sealing an electrode assembly.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 이차전지는, In order to solve the above problems and other problems, the secondary battery of the present invention comprises:

전극 조립체; 및An electrode assembly; And

상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 외장재로서, 망 구조와 상기 망 구조를 매립하는 기재층을 포함하고, 상기 망 구조와 기재층을 금속층으로 갖는 외장재를 포함한다. And a sheathing material for covering the electrode assembly, the sheathing material including a mesh structure and a base layer for embedding the mesh structure, the mesh structure including a base layer as a metal layer.

예를 들어, 상기 기재층은 상기 망 구조를 사이에 개재하고 서로 마주하게 압착된 제1, 제2 기재층을 포함한다.For example, the base layer includes first and second base layers sandwiched between the mesh structures and opposed to each other.

예를 들어, 상기 기재층은 알루미늄 박층으로 마련되고, For example, the substrate layer is provided with an aluminum foil layer,

상기 망 구조는 알루미늄보다 높은 강도의 금속 소재로 형성된다. The net structure is formed of a metal material having a higher strength than aluminum.

예를 들어, 상기 망 구조는 구리, 철, 니켈, 주석 또는 이들의 합금으로 형성된다.For example, the network structure is formed of copper, iron, nickel, tin or an alloy thereof.

예를 들어, 상기 망 구조는 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 연장되는 스트라이프 패턴을 포함한다.For example, the network structure includes a stripe pattern extending in at least two or more different directions.

예를 들어, 상기 망 구조는 서로 다른 두 방향으로 연장되는 매트릭스 패턴을 포함한다.For example, the network structure includes a matrix pattern extending in two different directions.

예를 들어, 상기 망 구조는 곡선적으로 연장되며 규칙적인 패턴을 포함한다.For example, the network structure may include a pattern that extends curvilinear and has a regular pattern.

예를 들어, 상기 망 구조는 곡선적으로 연장되며 불규칙적인 랜덤 패턴을 포함한다.For example, the network structure may include a randomly extended random pattern.

예를 들어, 상기 망 구조는 평편한 단면의 금속 테이프를 포함한다.For example, the network structure includes a metal tape having a flat cross section.

예를 들어, 상기 망 구조는 원형 단면의 금속 와이어를 포함한다.For example, the network structure includes metal wires of circular cross section.

예를 들어, 상기 외장재는, For example,

상기 금속층의 제1 면 상에 형성된 실링층 및 상기 금속층의 제2 면 상에 형성된 절연층을 더 포함한다.A sealing layer formed on the first surface of the metal layer, and an insulating layer formed on the second surface of the metal layer.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 전극 조립체를 밀봉하는 외장재의 구조를 개선함으로써, 전극 조립체의 스웰링을 억제하여 전극 조립체의 부피 팽창에 따른 충, 방전 특성의 열화를 방지할 수 있고 외장재의 기계적인 강성을 보강하여 가스 축적에 따른 폭발 등의 사고를 억제할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, by improving the structure of the casing member that seals the electrode assembly, swelling of the electrode assembly can be suppressed, deterioration of charging and discharging characteristics due to volume expansion of the electrode assembly can be prevented, So that it is possible to suppress an accident such as an explosion due to gas accumulation.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지의 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 3에는 외장재의 단면 구조가 도시되어 있다.
도 4a 및 도 4b에는 금속층의 형성 및 단면 구조가 도시되어 있다.
도 5a 및 도 5b에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 금속층의 형성 및 단면 구조가 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시형태에 적용 가능한 망 구조가 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면들이 도시되어 있다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 10에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 11 및 도 12에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 망 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 13에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 망 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.1 and 2 are exploded perspective views of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 shows the cross-sectional structure of the casing.
4A and 4B show the formation of the metal layer and the cross-sectional structure thereof.
5A and 5B show the formation and cross-sectional structure of a metal layer applicable to another embodiment of the present invention.
6 shows a network structure applicable to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7 and 8 are views showing network structures applicable to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing a network structure applicable to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a network structure applicable to another embodiment of the present invention.
11 and 12 are views for explaining a network structure according to an embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a network structure according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 이차전지에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지의 분해 사시도가 도시되어 있다.1 and 2 are exploded perspective views of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 이차전지는, 전극 조립체(180), 전극 조립체(180)로부터 연장되는 전극탭(170)들과, 상기 전극탭(170)들과 전기적으로 연결되어 있는 리드부재(190) 및 상기 전극 조립체(180)를 수용하는 외장재(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the secondary battery includes an electrode assembly 180, electrode tabs 170 extending from the electrode assembly 180, and lead members 190 electrically connected to the electrode tabs 170 And an outer casing 100 for receiving the electrode assembly 180.

도 2를 참조하면, 상기 전극 조립체(180)는 세퍼레이터(160)가 개재된 상태에서, 양극판(151)과 음극판(152)이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 소정크기 단위로 절취한 양극판(151), 세퍼레이터(160), 및 음극판(152)이 차례대로 적층된 스택형 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 스택형 전극 조립체(180)에서는 양극판(151), 음극판(152) 등 전극판(150)의 적층 수를 늘리는 것에 의해 용이하게 전지 용량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체(180)는 방전용량을 증대시키기 위하여, 여러 장의 양극판(151) 및 여러 장의 음극판(152)을 이용하여 적층하거나 양극판(151) 및 음극판(152)의 면적을 확대시킬 수 있다. 이하, 양극판(151) 및 음극판(152)을 포괄하여 전극판(150)으로 총칭하기로 한다.Referring to FIG. 2, the electrode assembly 180 includes a positive electrode plate 151 and a negative electrode plate 152 sequentially stacked with a separator 160 interposed therebetween. The positive electrode plate 151 and the negative electrode plate 152 are sequentially stacked. 151, a separator 160, and a negative electrode plate 152 are stacked in this order. In the stacked electrode assembly 180, the battery capacity can be easily increased by increasing the number of stacked electrode plates 150 such as the positive electrode plate 151 and the negative electrode plate 152. For example, in order to increase the discharge capacity, the electrode assembly 180 may be formed by stacking a plurality of positive electrode plates 151 and a plurality of negative electrode plates 152 or enlarging the areas of the positive electrode plates 151 and the negative electrode plates 152 . Hereinafter, the positive electrode plate 151 and the negative electrode plate 152 are collectively referred to as an electrode plate 150.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 전극 조립체(180)는 양극판(151) 및 음극판(152) 사이에 세퍼레이터(160)를 적층한 적층체를 젤리-롤 타입으로 권취시킨 롤 타입으로 마련될 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the electrode assembly 180 includes a positive electrode plate 151 and a negative electrode plate 152, and a separator 160 is laminated between the positive electrode plate 151 and the negative electrode plate 152 to form a jelly- It is possible.

상기 전극판(150)은 전극 집전체(150a)의 표면에 활물질을 도포하여 형성될 수 있으며, 전극 집전체(150a)와, 상기 전극 집전체(150a)의 적어도 일면에 형성된 활물질층(150c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양극판(151)은 양극 집전체와, 양극 집전체의 적어도 일면에 형성된 양극 활물질층을 포함하고, 상기 음극판(152)은 음극 집전체와, 음극 집전체의 적어도 일면에 형성된 음극 활물질층을 포함한다.The electrode plate 150 may be formed by applying an active material to the surface of the electrode current collector 150a and includes an electrode current collector 150a and an active material layer 150c formed on at least one surface of the electrode current collector 150a. . &Lt; / RTI > For example, the positive electrode plate 151 includes a positive electrode collector and a positive electrode active material layer formed on at least one surface of the positive electrode collector. The negative electrode plate 152 includes a negative electrode collector, a negative electrode formed on at least one surface of the negative electrode collector, And an active material layer.

상기 전극판(150)의 가장자리에는 활물질층이 형성되지 않은 무지부(150b)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 양극판(151)의 서로 반대되는 양편 가장자리에는 양극 무지부가 형성될 수 있고, 음극판(152)의 서로 반대되는 양편 가장자리에는 음극 무지부가 형성될 수 있다. 상기 무지부(150b)에는 전극탭(170)이 전기적으로 연결될 수 있으며, 무지부(150b)를 통하여 양극판(151) 및 음극판(152)에는 각각 양극탭(171) 및 음극탭(172)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극탭(170)은 양극탭(171) 및 음극탭을 포괄하여 총칭하는 개념이다. 예를 들어, 무지부(150b)에 대한 전극탭(170)의 결합은 저항용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등에 의해 이루어질 수 있다.An uncoated portion 150b having no active material layer may be formed at the edge of the electrode plate 150. [ For example, a positive electrode uncoated portion may be formed on the opposite sides of the positive electrode plate 151 opposite to each other, and a negative electrode uncoated portion may be formed on opposite sides of the negative electrode plate 152 opposite to each other. The positive electrode tabs 171 and the negative electrode tabs 172 are electrically connected to the positive electrode plate 151 and the negative electrode plate 152 through the non-conductive portions 150b, respectively, . The electrode tabs 170 are collectively referred to as a cathode tab 171 and a cathode tab. For example, the connection of the electrode tabs 170 to the non-coated portion 150b may be achieved by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, or the like.

상기 전극탭(170)은 전도성이 우수한 금속소재로 형성될 수 있고, 예를 들어, 양극탭(171)은 알루미늄이나 니켈 등의 금속소재로 형성되며, 음극탭(172)은 구리나 니켈 등의 금속소재로 형성될 수 있다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 서로에 대해 적층된 각 전극판(150)들로부터 인출되는 전극탭(170)들은 서로 중첩되고, 밀집된 전극탭(170)들은 리드부재(190)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 전극탭(170)과 리드부재(190)는 초음파 융착 등의 방법으로 결속될 수 있다. 즉, 전극판(150)으로부터 연장되는 다수의 전극탭(170)들은 밀집된 형태로 결속되고, 예를 들어, 용접에 의해 일체적으로 결합된 융착부의 형태로 리드부재(190)에 연결된다. For example, the positive electrode tab 171 may be formed of a metal material such as aluminum or nickel, and the negative electrode tab 172 may be formed of a metal such as copper or nickel. And may be formed of a metal material. As shown in FIG. 1, the electrode tabs 170 drawn out from the respective electrode plates 150 stacked on each other overlap each other, and the densely packed electrode tabs 170 are electrically connected to the lead member 190. For example, the electrode tab 170 and the lead member 190 may be bound together by a method such as ultrasonic welding. That is, the plurality of electrode tabs 170 extending from the electrode plate 150 are tightly coupled and connected to the lead member 190 in the form of a fused portion integrally joined by, for example, welding.

상기 외장재(100)는 전극 조립체(180)를 수용하는 수용공간(G)을 제공하며, 전극 조립체(180)를 외부환경으로부터 절연시키고 보호하는 기능을 한다. 상기 외장재(100)는 전극 조립체(180)를 수용하도록 접철선을 중심으로 접힐 수 있고, 전극 조립체(180) 일 편의 제1 부분(100a)과, 전극 조립체(180) 타 편의 제2 부분(100b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 외장재(100)는, 전극 조립체(180)를 수용하는 수용공간(G)을 형성하는 제1, 제2 부분(100a,100b)을 포함할 수 있으며, 전극 조립체(180)를 개재하여 상기 제1, 제2 부분(100a,100b)을 서로 마주하게 접합시킴으로써 전극 조립체(180)가 밀봉될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1, 제2 부분(100a,100b)의 서로 마주하는 결합 면(100c)의 열 융착을 통하여 내부의 전극 조립체(180)가 밀봉될 수 있다. The casing member 100 provides an accommodation space G for accommodating the electrode assembly 180 and functions to insulate and protect the electrode assembly 180 from the external environment. The outer casing 100 may be folded around a connecting wire to receive the electrode assembly 180 and may include a first portion 100a of the electrode assembly 180 and a second portion 100b of the electrode assembly 180 ). For example, the enclosure 100 may include first and second portions 100a, 100b forming an accommodation space G for receiving the electrode assembly 180, The electrode assembly 180 can be sealed by joining the first and second parts 100a and 100b to each other. More specifically, the inner electrode assembly 180 can be sealed through thermal fusion of the mating surfaces 100c facing each other of the first and second parts 100a and 100b.

외장재(100)의 밀봉시에는 리드부재(190)의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 하며, 예를 들어, 상기 리드부재(190)는 제1, 제2 부분(100a,100b)의 결합 면(100c)들 사이를 통하여 외부로 노출될 수 있다. 이때, 상기 리드부재(190)는 외장재(100)와 절연성 접촉을 이룰 수 있고, 리드부재(190)의 외장재(100)와의 접촉부에는 절연상태를 확보하고 외장재(100)와의 밀봉도를 높이기 위한 절연필름(191)이 부착될 수 있다. At least a part of the lead member 190 is exposed to the outside during the sealing of the casing member 100. For example, the lead member 190 may be formed on the coupling surface 100c of the first and second parts 100a and 100b To be exposed to the outside. At this time, the lead member 190 can make an insulative contact with the casing member 100, and the lead member 190 can be electrically connected to the casing member 100 at a contact portion of the lead member 190 in order to secure an insulation state and to increase the degree of sealing with the casing member 100 The film 191 may be attached.

예를 들어, 상기 외장재(100)는 유연성을 가질 수 있고, 상기 이차전지는 유연성의 외장재(100)를 포함하는 파우치형 이차전지로 마련될 수 있다. For example, the outer casing 100 may have flexibility and the secondary battery may be a pouch-type secondary battery including a flexible casing 100.

도 3에는 외장재(100)의 단면 구조가 도시되어 있다. 3 shows a cross-sectional structure of the casing member 100. As shown in Fig.

도면을 참조하면, 상기 외장재(100)는 서로 다른 소재의 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 외장재(100)는 금속층(110)과, 상기 금속층(110)의 제1 면 상에 형성된 실링층(120)과, 상기 금속층(110)의 제2 면 상에 형성된 절연층(130)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면은 금속층(110)의 전극 조립체(180)를 바라보는 내측 면을 의미할 수 있고, 상기 제2 면은 금속층(110)의 전극 조립체(180)와 반대되는 외측 면을 의미할 수 있다.Referring to the drawings, the exterior material 100 may have a multi-layer structure of different materials. For example, the facer material 100 includes a metal layer 110, a sealing layer 120 formed on the first surface of the metal layer 110, and an insulating layer (not shown) formed on the second surface of the metal layer 110 130). For example, the first surface may refer to an inner surface of the metal layer 110 facing the electrode assembly 180, and the second surface may have an outer surface opposite to the electrode assembly 180 of the metal layer 110 . &Lt; / RTI >

상기 절연층(130)은 상기 금속층(110)을 외부로부터 절연시키며, 외장재(110)의 강성을 보충해줄 수 있다. 상기 실링층(120)은 외장재(100)의 밀봉을 위한 것으로, 예를 들어, 상기 실링층(120)은 전극 조립체(180)를 개재하고 접철선을 중심으로 서로에 대해 접히는 외장재(100)의 제1, 제2 부분(100a,100b)이 열 융착을 통하여 서로에 대해 접착될 수 있도록 한다. 상기 실링층(120)은 전극 조립체(180)와 상기 금속층(110) 사이에 개재되어 전극 조립체(180)를 절연시시키는 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 실링층(120)은 casting polypropylene 층으로 형성될 수 있고, 상기 절연층(130)은 oriented nylon 층으로 형성될 수 있다. 상기 금속층(110)과 실링층(120) 사이와, 상기 금속층(110)과 절연층(130) 사이에는 접착층(140)이 개재될 수 있다. The insulating layer 130 insulates the metal layer 110 from the outside and may supplement the rigidity of the casing 110. The sealing layer 120 is for sealing the covering material 100. For example, the sealing layer 120 may be formed of a covering material 100 that is folded with respect to each other around the connecting wire via the electrode assembly 180 So that the first and second portions 100a and 100b can be bonded to each other through thermal fusion. The sealing layer 120 may be interposed between the electrode assembly 180 and the metal layer 110 to insulate the electrode assembly 180. For example, the sealing layer 120 may be formed of a cast polypropylene layer, and the insulating layer 130 may be formed of an oriented nylon layer. An adhesive layer 140 may be interposed between the metal layer 110 and the sealing layer 120 and between the metal layer 110 and the insulating layer 130.

상기 금속층(110)은 기재층(101,102)과 상기 기재층(101,102) 내에 매립되어 있는 망 구조(105)를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 기재층(101,102)은 서로에 대해 압착되어 있는 제1, 제2 기재층(101,102)을 포함할 수 있다. 상기 망 구조(105)는 상기 제1, 제2 기재층(101,102) 사이에 개재되어 있다. The metal layer 110 includes base layers 101 and 102 and a network structure 105 embedded within the base layers 101 and 102. More specifically, the substrate layers 101 and 102 may include first and second substrate layers 101 and 102 that are pressed against each other. The net structure 105 is sandwiched between the first and second base layers 101 and 102.

상기 기재층(101,102)은 알루미늄 박층으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 기재층(101,102)은 동일한 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 상기 금속층(110)의 형성에 대해, 상기 망 구조(105)를 사이에 개재하고, 제1, 제2 기재층(101,102)으로서 알루미늄 박층을 상하 양편으로 배치하고, 제1, 제2 기재층(101,102)을 서로 마주하는 방향으로 압착시킴으로써, 망 구조(105)가 매립된 형태의 기재층(101,102)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 기재층(101,102)은, 망 구조(105)를 사이에 개재하고 서로에 대해 압착된 한 쌍의 알루미늄 박층을 포함할 수 있다. The base layers 101 and 102 may be formed of an aluminum foil layer. For example, the first and second base layers 101 and 102 may be formed of the same aluminum material. As for the formation of the metal layer 110, an aluminum foil layer is disposed on both sides of the net structure 105 as the first and second base layers 101 and 102, and the first and second base layers 101 and 102 in the direction opposite to each other, base layers 101 and 102 in the form of a buried network structure 105 can be formed. That is, the base layers 101 and 102 may include a pair of aluminum foil layers sandwiching the net structure 105 and pressed against each other.

도 4a 및 도 4b에는 금속층(110)의 형성 및 단면 구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 금속층(110)은 망 구조(105)를 개재하고, 망 구조(105)의 양편으로 제1, 제2 기재층(101,102)의 압착에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 기재층(101,102)의 압착은 망 구조(105)를 사이에 개재하고 소정의 열과 압력을 가하는 열간 압연을 통하여 구현될 수 있다. 열과 압력의 적용은 동시에 또는 서로 다른 공정으로 적용될 수 있다. 압력의 적용에 따라 제1, 제2 기재층(101,102) 사이에 망 구조(105)가 견고하게 압착될 수 있고, 열의 적용에 따라 제1, 제2 기재층(101,102)의 어닐링이 이루어질 수 있고 가압에 따라 변형된 내부 조직의 손상이 제거되면서 기계적인 특성이 향상될 수 있다.FIGS. 4A and 4B show the formation and cross-sectional structure of the metal layer 110. FIG. The metal layer 110 may be formed by pressing the first and second base layers 101 and 102 on both sides of the net structure 105 with the net structure 105 interposed therebetween. At this time, the pressing of the first and second base layers 101 and 102 can be realized by hot rolling through a net structure 105 and applying predetermined heat and pressure. The application of heat and pressure can be applied simultaneously or in different processes. Depending on the application of pressure, the network structure 105 can be firmly pressed between the first and second base layers 101 and 102 and the first and second base layers 101 and 102 can be annealed according to the application of heat The mechanical properties can be improved by removing the damage of the internal structure deformed by pressing.

상기 기재층(101,102)과 망 구조(105) 간의 결합에 대해, 상기 기재층(101,102)과 망 구조(105)는 서로 마주하는 방향으로 가압된 제1, 제2 기재층(101,102) 사이에 망 구조(105)가 압착된 형태를 갖는다. 이러한 구조의 결합은, 예를 들어, 이종금속 간의 클래드 결합이나 용접과는 다른 것이다. 예를 들어, 상기 기재층(101,102)과 망 구조(105) 간의 결합에서는 소정의 열이 적용될 수 있으나, 이는 기재층(101,102)과 망 구조(105) 간의 압착에 따른 어닐링을 위한 것이며, 예를 들어, 소재의 용융점에 이르지 않는 상대적으로 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층(101,102)과 망 구조(105) 간의 계면에서는 용융 및 합금에 의한 이종금속 간의 화합물이 형성되지 않는다. The base layer 101 and the network structure 105 and the net structure 105 are bonded to each other between the first and second base layers 101 and 102 pressed against each other in the direction in which the base layers 101 and 102 and the net structure 105 are bonded to each other. The structure 105 has a compressed form. This combination of structures is, for example, different from cladding or welding between dissimilar metals. For example, a predetermined heat may be applied to the coupling between the substrate layers 101 and 102 and the network structure 105, but this is for annealing in accordance with the pressing between the substrate layers 101 and 102 and the network structure 105, For example, at a relatively low temperature that does not reach the melting point of the material. For example, at the interface between the base layer (101, 102) and the net structure (105), no intermolecular compound due to melting and alloying is formed.

상기 기재층(101,102)을 알루미늄 소재로 형성함으로써, 인위적인 부식 처리를 생략할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층(101,102)으로서의 알루미늄 박층은 별도의 인위적인 부식 처리를 하지 않더라도 자연스럽게 산화막이 형성되어 부식이 방지될 수 있다. 이에 반하여, SUS 소재는 크로메이트 처리와 같은 인위적인 부식 처리를 거쳐야 한다. 또한, 상기 기재층(101,102)으로서의 알루미늄 박층은 SUS 소재와 비교할 때 상대적으로 가벼운 금속이므로, 전체 이차전지의 중량을 줄일 수 있다.By forming the base layers 101 and 102 from an aluminum material, an artificial corrosion treatment can be omitted. For example, the aluminum foil layer as the substrate layers 101 and 102 can naturally form an oxide film and prevent corrosion even if no artificial corrosion treatment is performed. On the other hand, SUS materials must undergo an artificial corrosion treatment such as a chromate treatment. In addition, since the aluminum thin layer as the base layers 101 and 102 is a relatively light metal as compared with the SUS material, the weight of the entire secondary battery can be reduced.

상기 망 구조(105)는 기재층(101,102) 보다는 고강도의 금속 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 망 구조(105)는 구리, 철, 니켈, 주석 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 상기 망 구조(105)는 기재층(101,102)의 기계적인 강성을 보충하기 위한 것이므로, 적어도 기재층(101,102) 보다는 높은 강도를 갖는 금속 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 고 강도의 외장재(100)는 이차전지의 팽창을 억제함으로써 이차전지의 두께 불량을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 외장재(100) 내부에는 전극 조립체(180) 및 전해질이 실링되어 있는데, 충, 방전 동작에 따른 전극 조립체(180)의 스웰링이나 내부의 가스 축적에 따라 외장재(100)에 팽창 압력이 작용하게 된다. 본 발명에서는 강성이 보강된 외장재(100)를 적용함으로써 팽창 압력에도 불구하고 부피 팽창이 억제되어 두께 불량을 억제할 수 있고, 전극 조립체(180)의 변형을 억제함으로써 전기적 특성의 변화에 따른 충, 방전 효율의 하락을 방지할 수 있다. The mesh structure 105 may be formed of a metal material having a higher strength than the base layers 101 and 102. For example, the mesh structure 105 may be formed of copper, iron, nickel, tin or an alloy thereof. It is preferable that the mesh structure 105 is formed of a metal material having a higher strength than at least the base layers 101 and 102 since it is to supplement the mechanical rigidity of the base layers 101 and 102. As described later, the high strength casing member 100 can improve the thickness defect of the secondary battery by suppressing expansion of the secondary battery. For example, the electrode assembly 180 and the electrolyte are sealed in the outer casing 100, and the outer casing 100 may be swollen due to swelling of the electrode assembly 180 due to charging and discharging operations, Pressure is applied. In the present invention, it is possible to suppress the thickness defect due to the volume expansion being suppressed in spite of the expansion pressure, and to prevent the deformation of the electrode assembly 180 by applying the rigid reinforced outer member 100, The drop in discharge efficiency can be prevented.

도 5a 및 도 5b에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 적용 가능한 금속층(110`)의 형성 및 단면 구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 금속층(110`)은 서로 다른 제1 내지 제3 기재층(101`,102`,103`)을 포함하고, 각각 서로 이웃한 기재층(101,102`,103) 사이에 개재된 망 구조(105`)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 금속층(110`)은 서로 다른 3개의 기재층(101`,102`,103`)을 포함하고, 서로 이웃한 한 쌍의 기재층(101`,102`,103`) 사이마다 망 구조(105`)가 개재된다. 전체적으로, 상기 금속층(110`)은 3개의 기재층(101`,102`,103`)과 2개의 망 구조(105`)로 된 층을 포함할 수 있다. 이렇게 본 실시형태의 금속층(110`)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시형태와 비교할 때, 기재층(101`,102`,103`) 및 망 구조(105`)의 개수가 증가하게 됨으로써 금속층(110`)의 강도가 한층 더 보강될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 예시된 바에 한정되지 않으며, 요구되는 강도를 얻기 위해, 금속층(110`)에 구비되는 기재층(101`,102`,103`) 및 망 구조(105`)로 형성된 층의 개수는 더욱 확장될 수도 있다. 5A and 5B show the formation and cross-sectional structure of a metal layer 110 'applicable to another embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the metal layer 110 'includes first through third base layers 101', 102 ', and 103', and is interposed between adjacent base layers 101, Network structure 105 '. In the present embodiment, the metal layer 110 'includes three different base layers 101', 102 'and 103', and a pair of adjacent base layers 101 ', 102' and 103 ' The intervening network structure 105 'is interposed. Generally, the metal layer 110 'may include a layer of three base layers 101', 102 ', 103' and two network structures 105 '. The metal layer 110 'of the present embodiment has a larger number of base layers 101', 102 ', 103' and network structures 105 'than the embodiments shown in FIGS. 4A and 4B The strength of the metal layer 110 'can be further strengthened. However, the technical scope of the present invention is not limited to the illustrated examples. In order to obtain the required strength, the base layer 101 ', 102', 103 'and the net structure 105' provided in the metal layer 110 ' The number of formed layers may be further extended.

도 6에는 본 발명의 일 실시형태에 적용 가능한 망 구조가 도시되어 있다. 6 shows a network structure applicable to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 망 구조(105)는 일 방향으로 연장되는 스트라이프 패턴을 포함할 수 있다. 즉, 상기 금속층(110)은 제1, 제2 기재층(101,102)과 상기 기재층(101,102) 사이에서 어느 일 방향으로 연장되는 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다. 한편, 도 6에서 도면번호 R은 서로 마주하는 제1, 제2 기재층(101,102)의 압연을 실시하는 압연 롤을 나타낸다. Referring to the drawings, the network structure 105 may include a stripe pattern extending in one direction. That is, the metal layer 110 may be formed in a stripe pattern extending in either direction between the first and second base layers 101 and 102 and the base layers 101 and 102. On the other hand, in Fig. 6, reference numeral R denotes a rolling roll for rolling the first and second base layers 101 and 102 facing each other.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면들이 도시되어 있다. FIGS. 7 and 8 are views showing network structures applicable to another embodiment of the present invention.

도면들을 참조하면, 상기 금속층(210)은 제1, 제2 기재층(101,102)과 상기 제1, 제2 기재층(101,102) 사이에 개재된 망 구조(205)를 포함할 수 있다. 상기 망 구조(205)는 적어도 둘 이상 서로 다른 방향으로 연장되는 스트라이프 패턴을 포함할 수 있다. 즉, 상기 망 구조(105)는 서로 다른 방향, 예를 들어, 서로 수직한 방향으로 연장되는 2개 스트라이프 패턴을 포함할 수 있다. 상기 망 구조(105)는 서로 다른 방향으로 연장되는 2개의 스트라이프 패턴을 포함하지만, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 망 구조(105)는 서로 다른 방향으로 연장되는 적어도 3개 이상의 스트라이프 패턴을 포함할 수도 있다.Referring to the drawings, the metal layer 210 may include first and second base layers 101 and 102 and a network structure 205 interposed between the first and second base layers 101 and 102. The net structure 205 may include at least two stripe patterns extending in different directions. That is, the network structure 105 may include two stripe patterns extending in different directions, for example, directions perpendicular to each other. The network structure 105 includes two stripe patterns extending in different directions, but the technical scope of the present invention is not limited thereto. For example, the network structure 105 may include at least three stripe patterns extending in different directions.

다시 말하면, 상기 망 구조(105)는 매트릭스 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 망 구조(105)는 서로 다른 방향으로 연장되는 매트릭스 패턴으로 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 상기 망 구조(105)는 서로 수직한 두 방향으로 연장되는 매트릭스 패턴을 포함할 수 있다.In other words, the network structure 105 may be formed in a matrix pattern. For example, the network structure 105 may be formed in a matrix pattern extending in different directions. In the illustrated embodiment, the network structure 105 may include a matrix pattern extending in two directions perpendicular to each other.

상기 망 구조(105)는 고강도 금속 라인을 서로 다른 방향을 따라 배열시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 고강도 금속 라인은 그 배열 방향을 따라 높은 강성을 발휘하게 되므로, 적어도 둘 이상 서로 다른 방향으로 고강도 금속 라인을 배열함으로써 전체 외장재(100)에 가해지는 내부 압력을 서로 다른 두 방향에서 견고하게 지탱할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 금속 라인은 평편한 단면의 금속 테이프나 원형 단면의 금속 와이어로 마련될 수 있다. The mesh structure 105 may be formed by arranging high-strength metal lines along different directions. Since the high-strength metal lines exhibit high rigidity along the arrangement direction, the high-strength metal lines are arranged in at least two directions different from each other to firmly support the internal pressure applied to the entire exterior material 100 in two different directions have. As described later, the metal line may be formed of a metal tape having a flat cross section or a metal wire having a circular cross section.

도 9에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 9 is a view showing a network structure applicable to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 망 구조(305)는 직선적인 형태를 갖지 않고 곡선으로 휘어진 패턴으로 형성될 수도 있다. 상기 망 구조(305)는 곡선적으로 휘어진 형태의 금속 라인을 포함할 수 있다. 상기 망 구조(305)는 하나의 가닥으로 길게 연장되며 규칙적인 곡선 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 망 구조(305)는 하나의 가닥뿐만 아니라, 다수의 가닥을 포함할 수도 있다. 상기 망 구조(305)는 곡선 패턴의 금속 라인을 포함함으로써 다수의 방향으로 강성을 보강해줄 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 금속 라인은 평편한 금속 테이프나 원형 단면의 금속 와이어로 마련될 수 있다.Referring to the drawing, the network structure 305 may have a curved shape without having a linear shape. The network structure 305 may include a curved bent metal line. The net structure 305 may extend in one strand and be formed in a regular curved pattern. The network structure 305 may include not only one strand but also a plurality of strands. The net structure 305 may include a metal line of a curved pattern to reinforce the stiffness in a plurality of directions. As will be described later, the metal line may be provided with a flat metal tape or a metal wire having a circular section.

도 10에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 망 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. FIG. 10 is a view showing a network structure applicable to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 망 구조(405)는 직선적인 형태를 갖지 않고 곡선으로 휘어진 랜덤 패턴으로 형성될 수도 있다. 상기 망 구조(405)는 곡선적으로 휘어진 형태의 금속 라인을 포함할 수 있다. 상기 망 구조(405)는 하나의 가닥이 아니라, 다수의 가닥의 뭉치를 포함할 수 있고, 불규칙적인 랜덤 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 망 구조(405)는 랜덤 패턴의 금속 라인을 포함함으로써 다수의 방향으로 강성을 보강해줄 수 있다. 제조 공정에 따라 얇은 두께의 금속 라인은 자연스럽게 랜덤 패턴을 가질 수 있고, 이러한 금속 라인을 그대로 적용함으로써 금속 라인의 인위적인 패턴 형성이 불필요하게 될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 금속 라인은 평편한 금속 테이프나 원형 단면의 금속 와이어로 마련될 수 있다. Referring to the drawing, the network structure 405 may be formed in a random pattern that does not have a linear shape but is curved in a curved line. The network structure 405 may include a curved line of metal lines. The network structure 405 may include a bundle of a plurality of strands, not a single strand, and may be formed in an irregular random pattern. The network structure 405 may include a random pattern of metal lines to reinforce the stiffness in a plurality of directions. Depending on the manufacturing process, thin metal lines may naturally have a random pattern, and by applying such metal lines directly, artificial pattern formation of metal lines may become unnecessary. As will be described later, the metal line may be provided with a flat metal tape or a metal wire having a circular section.

도 11 및 도 12에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 망 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 11 and 12 are views for explaining a network structure according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 망 구조(105)는 원형 단면의 금속 와이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 망 구조(105)로서 원형 단면의 금속 와이어를 적용함으로써, 망 구조(105)를 매립하는 기재층(101,102)에 작용하는 국부적인 응력 집중을 막을 수 있다. 즉, 도 12에서 볼 수 있듯이, 망 구조(105)를 매립하는 기재층(101,102)에는 망 구조(105)와 맞닿는 경계 부분(E)이 형성된다. 이때, 상기 망 구조(105)가 원형 단면으로 형성됨으로써 망 구조(105)와 맞닿는 기재층(101,102)의 경계 부분(E)도 라운드진 형태로 형성되며, 예리한 에지가 형성되지 않는다. 이에 따라, 상기 경계 부분(E)에서 기재층(101,102)의 응력 집중을 막을 수 있고, 기재층(101,102)의 강도 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 기재층(101,102)과 망 구조(105)가 서로 맞닿는 경계 부분(E)이 예리한 에지 형태를 갖는다면, 이러한 에지 부분으로부터 크랙이 형성되어 기재층(101,102)의 파괴를 야기할 수도 있다. 본 발명에서는 기재층(101,102)과 망 구조(105)의 경계 부분(E)에서 예리한 에지가 형성되지 않도록 망 구조(105)를 원형 단면 형상으로 형성함으로써, 크랙의 형성을 막을 수 있다.Referring to the drawings, the network structure 105 may include a metal wire having a circular cross section. For example, by applying a metal wire having a circular cross section as the net structure 105, it is possible to prevent local stress concentration acting on the base layers 101 and 102 buried in the net structure 105. That is, as shown in FIG. 12, a boundary portion E abutting the mesh structure 105 is formed on the base layers 101 and 102 for embedding the mesh structure 105 therein. At this time, since the net structure 105 is formed in a circular cross section, the boundary portion E of the base layers 101 and 102 abutting the net structure 105 is also formed in a rounded shape, and no sharp edge is formed. Accordingly, the stress concentration of the base layers 101 and 102 at the boundary portion E can be prevented, and the strength characteristics of the base layers 101 and 102 can be improved. For example, if the boundary portion E where the substrate layers 101 and 102 and the network structure 105 abut each other has a sharp edge shape, cracks may be formed from such edge portions to cause destruction of the substrate layers 101 and 102 It is possible. In the present invention, it is possible to prevent the formation of cracks by forming the mesh structure 105 into a circular cross-sectional shape so that sharp edges are not formed at the boundary portion E between the base layers 101 and 102 and the mesh structure 105. [

도 13에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 망 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.13 is a view for explaining a network structure according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 망 구조(505)는 평편한 형태의 금속 테이프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 망 구조(505)로서 평편한 형태의 금속 테이프를 적용함으로써 망 구조를 개재하고 제1, 제2 기재층(101,102)을 마주하는 방향으로 압착시키는 과정에서, 제1, 제2 기재층(101,102)에 가해지는 국부적인 응력 집중을 막을 수 있고, 제1, 제2 기재층(101,102)의 강도 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 망 구조(505)는 구리 테이프를 포함할 수 있다.Referring to the drawing, the net structure 505 may include a flat metal tape. For example, in the process of pressing the first and second base layers 101 and 102 in a direction in which the first and second base layers 101 and 102 are opposed to each other through the net structure by applying a flat metal tape as the net structure 505, Local stress concentration applied to the layers 101 and 102 can be prevented and the strength characteristics of the first and second base layers 101 and 102 can be improved. For example, the network structure 505 may include a copper tape.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 외장재 100a: 외장재의 제1 부분
100b: 외장재의 제2 부분 100c: 외장재의 결합 면
150: 전극판 151: 양극판
152: 음극판 160: 세퍼레이터
170: 전극탭 171: 양극탭
172: 음극탭 180: 전극 조립체
190: 리드부재 191: 절연필름
G: 수용공간 110: 금속층
101,102,101`,102`,103`: 기재층
105,205,305,405,505: 망 구조100: Outer material 100a: First part of the outer material
100b: second portion of the casing member 100c: coupling surface of the casing member
150: electrode plate 151: positive electrode plate
152: cathode plate 160: separator
170: electrode tab 171: positive electrode tab
172: negative electrode tab 180: electrode assembly
190: lead member 191: insulating film
G: accommodation space 110: metal layer
101, 102, 101`, 102`, 103`:
105, 205, 305, 405, 505:

Claims

An electrode assembly; And
And a sheathing material for covering the electrode assembly, the sheathing material including a mesh structure and a base layer for embedding the mesh structure, wherein the mesh structure and the base layer are formed as a metal layer.

The method according to claim 1,
Wherein the base layer includes first and second base layers pressed against each other with the net structure interposed therebetween.

The method according to claim 1,
The base layer is provided with an aluminum foil layer,
Wherein the net structure is formed of a metal material having a higher strength than aluminum.

The method according to claim 1,
Wherein the net structure is formed of copper, iron, nickel, tin or an alloy thereof.

The method according to claim 1,
Wherein the net structure comprises a stripe pattern extending in at least two or more different directions.

The method according to claim 1,
Wherein the network structure comprises a matrix pattern extending in two different directions.

The method according to claim 1,
Wherein the network structure is curved and comprises a regular pattern.

The method according to claim 1,
Wherein the network structure comprises a random pattern extending in a curved line and having an irregular random pattern.

The method according to claim 1,
Wherein the net structure comprises a metal tape having a flat cross section.

The method according to claim 1,
Wherein the net structure comprises a metal wire having a circular cross section.

The method according to claim 1,
The exterior material comprises:
A sealing layer formed on the first surface of the metal layer and an insulating layer formed on the second surface of the metal layer.