KR20180082748A - Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature - Google Patents

Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature Download PDF

Info

Publication number
KR20180082748A
KR20180082748A KR1020170003999A KR20170003999A KR20180082748A KR 20180082748 A KR20180082748 A KR 20180082748A KR 1020170003999 A KR1020170003999 A KR 1020170003999A KR 20170003999 A KR20170003999 A KR 20170003999A KR 20180082748 A KR20180082748 A KR 20180082748A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermal fuse
electrode lead
battery cell
battery
battery case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020170003999A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권재국
장재영
손영수
이영규
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170003999A priority Critical patent/KR20180082748A/en
Publication of KR20180082748A publication Critical patent/KR20180082748A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H01M2/348—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M2/0287—
    • H01M2/0292—
    • H01M2/30—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조의 전극조립체와, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하고 있고; 상기 전극조립체는, 복수의 극판들로부터 외향 돌출된 음극 탭들 및 양극 탭들과, 상기 음극 탭들 및 양극 탭들에 각각 전기적으로 연결된 음극리드 및 양극리드를 포함하고 있으며; 상기 음극리드 및 양극리드 중의 적어도 하나에는, 전극리드의 길이 방향으로, 온도 상승시 전류를 차단하는 온도 퓨즈(thermal fuse)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention includes an electrode assembly having a cathode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode, and a battery case having an electrode assembly accommodating portion formed therein; The electrode assembly includes negative electrode tabs and positive electrode tabs protruding outward from a plurality of electrode plates, and a negative electrode lead and a positive electrode lead electrically connected to the negative electrode taps and positive electrode taps, respectively; Wherein at least one of the negative electrode lead and the positive electrode lead is equipped with a thermal fuse which cuts off current when the temperature rises in the longitudinal direction of the electrode lead.

Description

고온에서 단전을 유도하는 온도 퓨즈가 장착된 전극리드를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell including an electrode lead having a temperature fuse for inducing a short circuit at a high temperature,

본 발명은 고온에서 단전을 유도하는 온도 퓨즈가 장착된 전극리드를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode lead equipped with a thermal fuse for inducing a short circuit at a high temperature.

휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 충방전 특성과 수명특성을 나타내고 친환경적인 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.2. Description of the Related Art As technology development and demand for portable devices such as portable computers, portable telephones, and cameras have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has increased sharply. Among such secondary batteries, they exhibit high charge- A large amount of research has been conducted on secondary batteries, and they have been commercialized and widely used.

리튬 이차전지는 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 반해 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 과충전, 과방전, 고온에의 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성요소들인 활물질, 전해질 등의 분해반응이 유발되어 열과 가스가 발생하고, 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 상기 분해반응을 더욱 촉진하여 급기야 발화 또는 폭발을 초래하기도 한다.Lithium secondary batteries have excellent electrical properties, but have low safety. For example, in a lithium secondary battery, heat and gas are generated due to decomposition reaction of an active material, an electrolyte, etc., which are battery components, in an abnormal operation state such as overcharge, over discharge, exposure to a high temperature, electric short, The high pressure condition further accelerates the decomposition reaction, thereby causing ignition or explosion.

이러한 이차전지의 안전성을 확보하기 위한 노력의 일환으로서, 셀 바깥쪽에 소자를 장착하여 사용하는 방법이 사용되고 있으며, 온도의 변화를 이용하는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, CID 소자, 전압 및 전류를 제어하는 보호회로, 전지 내압의 변화를 이용하는 안전벤트(Safety Vent) 등이 이에 해당한다.In order to secure the safety of such a secondary battery, a method of using a device mounted on the outside of the cell is used, and a PTC (Positive Temperature Coefficient) device using a change in temperature, a CID device, A protection circuit, and a safety vent using a change in the internal pressure of the battery.

그 중, PTC 소자는, 전지셀의 전극조립체와 외부 입출력 단자의 사이에서 전기적으로 연결되어 있으면서, 정상적인 작동 상태의 온도에서는 낮은 저항을 유지하여 전류를 흘러 보내고, 과전류 또는 고온 등의 비정상적인 상태에서는 온도 상승에 따라 저항이 급격히 높아져 단전 또는 미량의 전류만을 흘려 보냄으로써, 과열 발생으로 인한 전지 내압의 상승을 억제하는 역할을 한다.Among them, the PTC element is electrically connected between the electrode assembly of the battery cell and the external input / output terminal, while maintaining a low resistance at a normal operating temperature and flowing a current. In an abnormal state such as an overcurrent or a high temperature, The resistance rapidly increases according to the rise, so that only the short-circuit or a small amount of current is caused to flow, thereby suppressing an increase in the cell internal pressure due to the overheating.

한편, 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 보호회로 모듈이 용접의 용이함과 신뢰성을 위해 도전성 니켈 플레이트를 매개로 하여 전지셀의 전극단자에 용접 방식으로 접속되며, 일반적으로 보호회로 모듈은 전지케이스의 밀봉 잉여부에 위치하게 된다.On the other hand, a protection circuit module capable of effectively controlling abnormal states such as overcharging and overcurrent is connected to the electrode terminals of the battery cell via a conductive nickel plate in a welding manner for ease of welding and reliability, And the module is positioned in the sealed state of the battery case.

그러나, PTC 소자 및 PCB를 전지셀의 전극조립체와 전기적으로 연결하기 위해서는 수 차례의 용접 작업이 요구되며, PTC 소자를 장착하기 위해 전체적인 전지팩의 부피 및 크기가 증가하며, 전지팩의 형상 변경에도 제약이 따르는 문제점이 있다.However, in order to electrically connect the PTC device and the PCB to the electrode assembly of the battery cell, several times of welding work is required. In order to mount the PTC device, the overall volume and size of the battery pack are increased. There is a problem that constraint is followed.

따라서, 전지셀의 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있으면서도, 전지팩의 부피를 감소시키고 전지팩 형상을 다양하게 구성할 수 있는 보호장치에 관한 기술 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for development of a protection device capable of effectively controlling an abnormal state such as overcharging and overcurrent of a battery cell while reducing the volume of the battery pack and configuring various shapes of the battery pack.

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 온도 상승시 전류를 차단하는 온도 퓨즈(thermal fuse)가 장착된 전극리드를 포함하여, 일정 온도 이상에서 전지셀과 외부와의 전류가 차단됨으로써 우수한 안전성을 담보할 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.More specifically, an object of the present invention is to provide a fuel cell including an electrode lead having a thermal fuse that cuts off a current when a temperature rises, And a battery cell.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, Therefore, in the battery cell according to the present invention,

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조의 전극조립체와, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하고 있고;An electrode assembly having an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode; and a battery case having an electrode assembly accommodating portion formed therein;

상기 전극조립체는, 복수의 극판들로부터 외향 돌출된 음극 탭들 및 양극 탭들과, 상기 음극 탭들 및 양극 탭들에 각각 전기적으로 연결된 음극리드 및 양극리드를 포함하고 있으며;The electrode assembly includes negative electrode tabs and positive electrode tabs protruding outward from a plurality of electrode plates, and a negative electrode lead and a positive electrode lead electrically connected to the negative electrode taps and positive electrode taps, respectively;

상기 음극리드 및 양극리드 중의 적어도 하나에는, 전극리드의 길이 방향으로, 온도 상승시 전류를 차단하는 온도 퓨즈(thermal fuse)가 장착되어 있다.At least one of the negative electrode lead and the positive electrode lead is equipped with a thermal fuse which cuts off current when the temperature rises in the longitudinal direction of the electrode lead.

온도 퓨즈는 일반적으로 일정한 온도 범위 이상에서 전류가 자동적으로 차단되는 퓨즈의 하나로서, 이에 관하여는 특정한 온도 이상에서 전류를 차단할 수 있는 구성이면 그 형상이나, 소재에 관하여는 특별히 제한되지 않는다.A thermal fuse is a type of fuse in which a current is automatically cut off over a certain temperature range. The configuration of the fuse is not particularly limited as long as it is capable of shutting off the current at a specific temperature or higher.

상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스일 수 있다.The battery case may be a pouch type case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.

구체적으로, 파우치형 전지케이스는 수납부와 덮개부로 구성되어 있고, 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 수납된 상태로 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트를 열융착에 의해 밀봉되며, 이에 따라, 전지케이스의 외주변에 실링부가 형성된다.Specifically, the pouch-shaped battery case is composed of a housing part and a lid part, and the laminate sheet including the resin layer and the metal layer is sealed by heat fusion with the electrode assembly housed in the housing part of the battery case, A sealing portion is formed around the outer periphery of the battery case.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극리드의 온도 퓨즈는 전극조립체 수납부와 전지케이스의 실링부 사이의 공간에 위치할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 전극리드의 온도 퓨즈는 전지케이스의 실링부에 개재되어 있는 구조일 수 있다. 경우에 따라서는, 실링부에 개재된 전극리드가 전극 탭과 연결된 단부의 대향 단부에 온도 퓨즈가 연결되어 실링부로부터 노출되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the thermal fuse of the electrode lead may be located in a space between the electrode assembly receiving portion and the sealing portion of the battery case. In another example, the thermal fuse of the electrode lead may be a structure interposed in the sealing portion of the battery case. In some cases, the electrode lead interposed in the sealing portion may have a structure in which a thermal fuse is connected to the opposite end of the end portion connected to the electrode tab, and is exposed from the sealing portion.

한편, 본 발명에 따른 전지셀에서 온도 퓨즈는 양극리드 및/또는 음극리드에 장착된 것일 수 있다. 바람직하게는, 음극리드에 온도 퓨즈가 장착되어 있을 수 있다.Meanwhile, in the battery cell according to the present invention, the thermal fuse may be mounted on the cathode lead and / or the cathode lead. Preferably, the cathode lead may be equipped with a thermal fuse.

하나의 구체적인 예에서, 상기 음극리드는 일측 단부가 음극 탭들에 결합되는 제 1 접속부, 상기 제 1 접속부의 타측 단부에 전기적으로 연결되어 있는 온도 퓨즈 및 상기 온도 퓨즈에 전기적으로 연결되어 있고 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 제 2 접속부를 포함하고 있는 구조일 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 제 1 접속부, 온도 퓨즈 및 제 2 접속부는 직사각형 플레이트의 음극리드로 구성될 수 있다. 이와 같이, 음극리드의 일부를 온도 퓨즈로 구성하는 경우에는, 음극리드와 별도로 온도 퓨즈를 구비하여 일측 단부에 연결한 구성에 비해, 전지셀의 부피를 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다. In one specific example, the negative electrode lead has a first connection portion having one end coupled to the negative electrode tabs, a thermal fuse electrically connected to the other end portion of the first connection portion, and a thermal fuse electrically connected to the thermal fuse, And a second connecting portion protruding outwardly. In this structure, the first connection portion, the thermal fuse, and the second connection portion may be composed of the negative electrode lead of the rectangular plate. In this way, when a part of the negative electrode lead is constituted by a thermal fuse, the volume of the battery cell can be effectively reduced as compared with a configuration in which a thermal fuse is provided separately from the negative electrode lead and connected to one end.

또한, 이와 같이 구성된 음극리드로 전지셀을 제조하는 경우에는, 별도로 음극리드의 단부에 온도 퓨즈를 연결하고, 외부와 전기적으로 연결시키기 위한 별도의 공정이 필요없이, 상기 음극리드를 포함하여 전지셀을 제조함으로써 전지셀의 고온에서의 안정성을 높이고, 전지셀의 부피를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Further, in the case of manufacturing the battery cell with the negative electrode lead constructed as described above, there is no need to separately connect a thermal fuse to the end of the negative electrode lead and electrically connect it to the outside, The stability of the battery cell at high temperature can be improved and the volume of the battery cell can be effectively reduced.

더욱 구체적으로는, 상기 음극리드는 제 1 접속부, 온도 퓨즈 및 제 2 접속부가 동일한 두께 및 폭을 가지도록 구성되어, 일반적으로 사용되는 일 단위의 음극리드와 동일한 형상으로 제조될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 전지셀의 고온에서의 안정성을 확보하면서도 별도의 부품을 장착하지 않아도 되므로, 전지셀의 부피를 현저히 감소시키고 전지셀 제조공정을 간소화시킬 수 있다.More specifically, the negative electrode lead may be made to have the same shape as the negative electrode lead, which is commonly used, so that the first connecting portion, the thermal fuse and the second connecting portion have the same thickness and width. As described above, it is possible to secure the stability of the battery cell at a high temperature and to avoid the necessity of mounting a separate component, thereby significantly reducing the volume of the battery cell and simplifying the battery cell manufacturing process.

다만, 필요에 따라 리드의 규격은 다양하게 제작하는 것이 가능하며, 마찬가지로 별도의 안전소자의 장착이 없이 전극리드를 구비하는 것으로 고온 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.However, it is possible to manufacture various sizes of leads according to need, and it is also advantageous in that high-temperature safety can be ensured by providing electrode leads without mounting a separate safety element.

하나의 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 전지셀에 포함된 온도 퓨즈는 섭씨 60도 이상의 온도에서 전류를 차단하도록 구성될 수 있다. 고온에서의 안전성은 전지셀이 내장되는 전자기기의 작동온도가 증가함에 따라 더욱 중요해지고 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전지셀은 전지셀이 정상 작동하는 온도 범위를 넘어서서 과열되는 경우에 전류를 즉시 차단함으로써, 전지셀의 오작동을 방지하고, 나아가 열화에 의한 전지셀의 폭발을 방지할 수 있다.In one specific example, a thermal fuse included in a battery cell according to the present invention may be configured to block current at a temperature of greater than 60 degrees Celsius. Safety at high temperatures is becoming more important as the operating temperature of electronic devices in which battery cells are embedded increases. Accordingly, when the battery cell according to the present invention overheats the battery cell beyond the normal operating temperature range, the current is instantly cut off, thereby preventing malfunction of the battery cell and further preventing deterioration of the battery cell due to deterioration have.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 전지셀 및 보호회로가 형성되어 있는 PCB(Printed Circuit Board)와 상기 PCB의 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부입출력단자를 포함하고 있고, 상기 전지셀의 양극리드 및 음극리드에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 모듈(PCM)을 포함하고 있는 전지팩을 제공한다.The present invention further includes a PCB (Printed Circuit Board) on which the battery cell and the protection circuit are formed according to the present invention and an external input / output terminal electrically connected to the protection circuit of the PCB, And a protective circuit module (PCM) electrically connected to the negative electrode lead.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀의 전지케이스의 상단 외주변에는 열융착에 의해 형성된 실링부인 테라스(terrace)가 형성되어 있고, 상기 테라스에 PCB가 장착되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, a terrace, which is a sealing part formed by thermal fusion, is formed on the outer periphery of the upper end of the battery case of the battery cell, and a PCB is mounted on the terrace.

일반적인 전지팩에서는 고온에서 전지셀의 안전성을 확보하기 위한 별도의 부품을 포함하고 있어, 전지케이스의 실링부인 테라스 부위에 상기 부품을 장착하게 된다. 이 경우, 전지팩의 전체 부피가 증가하게 되어 에너지 밀도가 감소하며, 상기 전지팩이 내장되는 전자기기의 전체 크기도 증가하게 되는 문제가 있다.A general battery pack includes a separate component for ensuring the safety of the battery cell at a high temperature, and the component is mounted on the terrace portion, which is a sealing portion of the battery case. In this case, the total volume of the battery pack increases, the energy density decreases, and the overall size of the electronic device in which the battery pack is embedded also increases.

반면에, 본 발명에 따른 전지팩은 전지셀의 전극리드에 온도 퓨즈를 구비함으로써 전지케이스의 테라스 부위에 별도의 안전부품을 구비하지 않고도 고온에서의 안전성을 확보할 수 있어 전지팩과 상기 전지팩이 내장되는 전자기기의 소형화가 가능하다.On the other hand, since the battery pack according to the present invention is provided with a thermal fuse in the electrode lead of the battery cell, it is possible to secure safety at high temperature without providing a separate safety part on the terrace portion of the battery case, It is possible to reduce the size of the electronic device in which the electronic device is embedded.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 온도 상승시 전류를 차단하는 온도 퓨즈가 장착된 전극리드를 포함함으로써, 별도의 안전장치를 구비하지 않고도 일정 온도 이상에서 전지셀과 외부와의 전류가 차단되도록 할 수 있다.As described above, since the battery cell according to the present invention includes the electrode lead having the thermal fuse for interrupting the current when the temperature rises, the current of the battery cell and the outside Can be blocked.

또한, 온도 퓨즈가 장착된 전지셀을 제조하는 경우, 간단한 제조공정에 의해서도 전지셀의 고온에서의 안전성을 확보할 수 있고, 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩의 부피를 감소시켜 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the case of manufacturing a battery cell equipped with a thermal fuse, the safety of the battery cell at a high temperature can be ensured by a simple manufacturing process, and the volume of the battery cell and the battery pack including the battery cell can be reduced to improve the energy density .

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 온도 퓨즈가 장착된 전지셀의 수직 단면 모식도이다;
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 온도 퓨즈가 포함된 전극리드를 포함하는 전지셀의 수직 단면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온도 퓨즈가 장착된 전지셀의 수직 단면 모식도이다;
도 4는 본 발명에 따른 온도 퓨즈가 포함된 음극리드의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a battery cell equipped with a thermal fuse according to one embodiment of the present invention;
2 is a schematic vertical cross-sectional view of a battery cell including an electrode lead including a thermal fuse according to an embodiment of the present invention;
3 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a battery cell with a thermal fuse according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic view schematically showing the structure of a negative electrode lead including a thermal fuse according to the present invention.

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 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 온도 퓨즈가 장착된 전지셀의 수직 단면 모식도이다.1 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a battery cell equipped with a thermal fuse according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전지셀의 내부에 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조의 전극조립체(100)가 수납되어 있고, 복수의 극판들로부터 외향 돌출된 전극 탭들(300)에 온도 퓨즈(410)가 구비된 전극리드(400)가 전기적으로 연결되어 있다. 전극조립체(100)가 수납되는 전지케이스(200)의 외주변에는 열융착에 의한 실링부(500)가 형성되어 있으며, 전극리드(200)와 전지케이스(200)의 사이에 절연테이프가 부착되어 있다.1, an electrode assembly 100 including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive and negative electrodes is accommodated in a battery cell, and electrode tabs 100 protruding outward from a plurality of electrode plates And an electrode lead 400 having a thermal fuse 410 is electrically connected to the electrode fingers 300. A sealing part 500 is formed by thermal fusion at the outer periphery of the battery case 200 in which the electrode assembly 100 is housed and an insulating tape is attached between the electrode lead 200 and the battery case 200 have.

전지셀에서 비정상적으로 발생된 열이 전지셀 내부에 위치한 전극리드(400)의 단부로부터 온도 퓨즈(410)에 전달되고, 온도 퓨즈(410)가 특정 온도에 도달하게 되면, 온도 퓨즈(410)가 전지셀을 단전시킨다.The heat generated abnormally in the battery cell is transferred from the end of the electrode lead 400 located inside the battery cell to the thermal fuse 410. When the thermal fuse 410 reaches a certain temperature, The battery cell is cut off.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 퓨즈(410)가 포함된 전극리드(400)를 포함하는 전지셀의 수직 단면 모식도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온도 퓨즈(410)가 포함된 전극리드(400)를 포함하는 전지셀의 수직 단면 모식도이다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a battery cell including an electrode lead 400 including a thermal fuse 410 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a thermal fuse 410 according to another embodiment of the present invention And an electrode lead 400 including the electrode lead 400. FIG.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 전극리드(400)는 전극 탭들에 전기적으로 연결되며 전지케이스(200)의 내부에 위치하는 제 1 접속부(401), 제 1 접속부(401)와 전기적으로 연결된 온도 퓨즈(410) 및 온도 퓨즈(410)에 전기적으로 연결되어 있고 전지케이스(200)의 외부로 돌출되어 있는 제 2 접속부(402)로 구성된다. 2 and 3, the electrode lead 400 is electrically connected to the electrode tabs and electrically connected to the first connection part 401 and the first connection part 401 located inside the battery case 200 And a second connection part 402 electrically connected to the thermal fuse 410 and the thermal fuse 410 and protruding to the outside of the battery case 200.

전극리드(400)는 외관상 일반적인 전극리드와 동일한 형상을 갖도록 동일한 폭과 너비를 갖는 것일 수 있고, 도 2에서와 같이, 온도 퓨즈(410)가 전극조립체(100)의 수납부와 전지케이스(200)의 실링부(500) 사이에 위치하거나, 도 3에서와 같이, 전극리드(400)의 온도 퓨즈(410)가 전지케이스(200)의 실링부(500)에 개재되어 있는 구조일 수 있다.2, a thermal fuse 410 may be disposed between the receiving portion of the electrode assembly 100 and the battery case 200 (see FIG. 2) The thermal fuse 410 of the electrode lead 400 may be interposed between the sealing part 500 of the battery case 200 and the thermal fuse 410 of the electrode lead 400 may be interposed between the sealing part 500 of the battery case 200 as shown in FIG.

이와 같이, 온도 퓨즈(410)가 전지케이스(200)의 전극조립체(100)의 수납부와 전지케이스(200)의 실링부(500) 사이에 위치하거나 실링부(500)에 개재되어 있는 경우에는 전기화학적 작용에 의한 전지셀의 과열 현상을 빠르게 감지하여 전류를 차단시킬 수 있다.In the case where the thermal fuse 410 is positioned between the housing part of the electrode assembly 100 of the battery case 200 and the sealing part 500 of the battery case 200 or is interposed in the sealing part 500 It is possible to quickly detect the overheating phenomenon of the battery cell due to the electrochemical action and to interrupt the current.

도 4는 본 발명에 따른 온도 퓨즈(410)가 포함된 음극리드의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.4 is a schematic view schematically showing the structure of a negative electrode lead including the thermal fuse 410 according to the present invention.

도 4를 참조하면, 제 1 접속부(401)와 제 2 접속부(402)는 전기 전도성의 금속재질로 구성되므로, 고온에서 효과적으로 전지셀의 단전을 유도하기 위해서는 제 1 접속부(401)와 제 2 접속부(402)는 반드시 온도 퓨즈(410)를 통해서만 상호 연결되도록 구성되고, 특정 온도에서 온도 퓨즈(410)가 끊어진 이후에는 전극조립체(100)와 외부와의 전기적 연결이 불가하도록 구성되어야 한다.Referring to FIG. 4, since the first connection part 401 and the second connection part 402 are made of an electrically conductive metal material, in order to effectively induce a disconnection of the battery cell at a high temperature, the first connection part 401 and the second connection part 402, The electrode assembly 402 is configured to be interconnected only through the thermal fuse 410 and the electrode assembly 100 and the outside should not be electrically connected after the thermal fuse 410 is disconnected at a certain temperature.

이상 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, 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 (11)

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조의 전극조립체와, 전극조립체 수납부가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하고 있고;
상기 전극조립체는, 복수의 극판들로부터 외향 돌출된 음극 탭들 및 양극 탭들과, 상기 음극 탭들 및 양극 탭들에 각각 전기적으로 연결된 음극리드 및 양극리드를 포함하고 있으며;
상기 음극리드 및 양극리드 중의 적어도 하나에는, 전극리드의 길이 방향으로, 온도 상승시 전류를 차단하는 온도 퓨즈(thermal fuse)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.An electrode assembly having an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode; and a battery case having an electrode assembly accommodating portion formed therein;
The electrode assembly includes negative electrode tabs and positive electrode tabs protruding outward from a plurality of electrode plates, and a negative electrode lead and a positive electrode lead electrically connected to the negative electrode taps and positive electrode taps, respectively;
Wherein at least one of the negative electrode lead and the positive electrode lead is equipped with a thermal fuse which cuts off current when the temperature rises in the longitudinal direction of the electrode lead. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case comprises a pouch-shaped case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 퓨즈는 음극리드에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the thermal fuse is mounted on a negative electrode lead. 제 3 항에 있어서, 상기 음극리드는,
일측 단부가 음극 탭들에 결합되는 제 1 접속부;
상기 제 1 접속부의 타측 단부에 전기적으로 연결되어 있는 온도 퓨즈; 및
상기 온도 퓨즈에 전기적으로 연결되어 있고 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 제 2 접속부;
를 포함하고 있으며,
상기 제 1 접속부, 온도 퓨즈 및 제 2 접속부는 직사각형 플레이트의 음극리드를 구성하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The lithium secondary battery according to claim 3,
A first connection portion having one end coupled to the negative electrode tabs;
A thermal fuse electrically connected to the other end of the first connection part; And
A second connection part electrically connected to the thermal fuse and protruding to the outside of the battery case;
, ≪ / RTI >
Wherein the first connecting portion, the thermal fuse, and the second connecting portion constitute a negative electrode lead of the rectangular plate. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 접속부, 온도 퓨즈 및 제 2 접속부는 각각 동일한 두께 및 폭을 가진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 4, wherein the first connecting portion, the thermal fuse, and the second connecting portion have the same thickness and width, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 외주변에는 열융착에 의한 실링부가 형성되어 있으며, 전극리드의 온도 퓨즈는 전극조립체 수납부와 전지케이스의 실링부 사이의 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery case according to claim 1, wherein a sealing portion formed by thermal fusion is formed on the outer periphery of the battery case, and the thermal fuse of the electrode lead is located in a space between the electrode assembly receiving portion and the sealing portion of the battery case. Cell. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 외주변에는 열융착에 의한 실링부가 형성되어 있으며, 전극리드의 온도 퓨즈는 전지케이스의 실링부에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein a sealing portion formed by thermal fusion is formed on an outer periphery of the battery case, and a thermal fuse of the electrode lead is interposed in a sealing portion of the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 외주변에는 열융착에 의한 실링부가 형성되어 있으며, 전극리드의 온도 퓨즈는 전지케이스의 실링부로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein a sealing portion formed by thermal fusion is formed on an outer periphery of the battery case, and a thermal fuse of the electrode lead is exposed from a sealing portion of the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 퓨즈는 60도 이상의 온도에서 전류를 차단하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the thermal fuse is configured to shut off the current at a temperature of 60 degrees or higher. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 전지셀; 및
보호회로가 형성되어 있는 PCB(Printed Circuit Board)와 상기 PCB의 보호회로에 전기적으로 연결되어 있는 외부입출력단자를 포함하고 있고, 상기 전지셀의 양극리드 및 음극리드에 전기적으로 연결되어 있는 보호회로 모듈(PCM);
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.10. A battery cell comprising: a battery cell according to any one of claims 1 to 9; And
And a protection circuit module including a PCB (Printed Circuit Board) on which a protection circuit is formed and an external input / output terminal electrically connected to the protection circuit of the PCB, the protection circuit module being electrically connected to the positive and negative leads of the battery cell, (PCM);
And the battery pack (10). 제 10 항에 있어서, 상기 전지셀에서 전지케이스의 상단 외주변에는 열융착에 의해 형성된 실링부인 테라스(terrace)가 형성되어 있고, 상기 테라스에 PCB가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.11. The battery pack according to claim 10, wherein a terrace, which is a sealing part formed by heat fusion, is formed on the outer periphery of the upper end of the battery case in the battery cell, and a PCB is mounted on the terrace.
KR1020170003999A 2017-01-11 2017-01-11 Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature Ceased KR20180082748A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003999A KR20180082748A (en) 2017-01-11 2017-01-11 Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170003999A KR20180082748A (en) 2017-01-11 2017-01-11 Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180082748A true KR20180082748A (en) 2018-07-19

Family

ID=63058402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170003999A Ceased KR20180082748A (en) 2017-01-11 2017-01-11 Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180082748A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075733A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-22 주식회사 엘지화학 Battery cell, battery module comprising same battery cell, and battery pack comprising same battery module
WO2022108163A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery cell and battery module including same
WO2022225317A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 삼성전자 주식회사 Battery including short circuit structure according to temperature change and electronic device comprising same
KR20230081108A (en) 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-Type Battery Cell With Improved Thermal safety

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075733A1 (en) * 2019-10-14 2021-04-22 주식회사 엘지화학 Battery cell, battery module comprising same battery cell, and battery pack comprising same battery module
US20220344754A1 (en) * 2019-10-14 2022-10-27 Lg Energy Solution, Ltd. Battery Cell, Battery Module Comprising Same Battery Cell, And Battery Pack Comprising Same Battery Module
WO2022108163A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery cell and battery module including same
EP4131634A4 (en) * 2020-11-23 2024-06-19 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY CELL AND BATTERY MODULE
WO2022225317A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 삼성전자 주식회사 Battery including short circuit structure according to temperature change and electronic device comprising same
KR20230081108A (en) 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-Type Battery Cell With Improved Thermal safety
WO2023101211A1 (en) 2021-11-30 2023-06-08 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-type battery cell with improved thermal stability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100760784B1 (en) Secondary battery protection circuit module and battery pack using same
JP6153182B2 (en) Circuit board for secondary battery and battery pack including the same
EP2339672B1 (en) Battery module and battery pack using same
CN102113150B (en) Middle or large-sized battery pack with improved safety
KR100929036B1 (en) Protection circuit of battery pack, battery pack having same and operation method thereof
KR101383167B1 (en) Battery Pack of Improved Safety
JP5504193B2 (en) Secondary battery pack and protection circuit module for secondary battery pack
EP2323200B1 (en) Secondary battery and method of manufacturing the same
CN104969383B (en) Secondary battery with not prominent connector
KR20180064221A (en) Cylindrical secondary battery module
KR101715695B1 (en) Battery pack and inter-busbar applied for the same
KR20140135054A (en) Overcurrent shut-off device and Secondary battery comprising the same
KR20130018476A (en) Secondary battery pack of compact structure
KR20180082748A (en) Battery Cell Comprising Electrode Lead Employed with Thermal Fuse of Interrupting Electricity at High Temperature
KR101474393B1 (en) Battery pack
JP5055824B2 (en) battery
KR20000038817A (en) Secondary lithium battery
KR20110008480A (en) Overcharge prevention device for secondary battery
KR20150062694A (en) Element for secondary battery and Secondary battery comprising the same
US20100233536A1 (en) Safety apparatus using high power battery
KR100354254B1 (en) Lithium secondary battery
KR101539690B1 (en) Circuit board for secondary battery and battery pack including the same
KR100502354B1 (en) Pouched-type lithium secondary battery
KR20090030711A (en) Bare cell and secondary battery including same
KR20040059302A (en) Secondary battery module

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20170111

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20190910

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20170111

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201209

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20210528

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20201209

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20210528

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20210208

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0601 Decision of rejection after re-examination

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06014S01D

Patent event date: 20210722

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20210623

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06011S01I

Patent event date: 20210528

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20210208

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20201209

X601 Decision of rejection after re-examination