KR20180119041A - Pouch Type Lithium Secondary Battery comprising Switch Type CID - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a secondary battery including a switch type current interrupt device (CID) having a vibration resistant property which maintains battery stability according to volume expansion such as swelling due to a gas generated in an abnormal state of a pouch type battery cell or overcharging and distributes an external force when vibration is generated in a device including the battery cell. Also, the present invention can block current generated in the abnormal state as well as overcharging from flowing into the pouch type secondary battery. The pouch type secondary battery is stored in a pouch case which includes an electrode assembly on which an anode and a cathode are laminated in a state where a separation film is interposed, an electrode tab, an electrode lead and an insulating layer.

Description

스위치형 CID를 포함하는 이차전지 {Pouch Type Lithium Secondary Battery comprising Switch Type CID} [0001] The present invention relates to a secondary battery including a switch type CID,

본 발명은 스위치형 CID를 포함하는 이차전지에 관한 것으로 보다 상세하게는, 본 발명은 파우치형 전지셀의 비정상 상태에서 발생한 가스로 인한 스웰링 등의 부피 팽창 또는 과충전에 따른 전지 안전성을 유지하며 상기 전지셀을 포함하는 디바이스에 진동이 발생될 때 외력을 분산하는 내진동 특성을 갖는 스위치형 CID를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery including a switch type CID, and more particularly, to a secondary battery including a switch type CID, The present invention relates to a secondary battery including a switch type CID having resistance against vibration that disperses an external force when vibration occurs in a device including a battery cell.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐 만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.In general, the secondary battery includes a nickel cadmium battery, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. Such a secondary battery is not only a compact product such as a digital camera, a P-DVD, an MP3P, a mobile phone, a PDA, a portable game device, a power tool and an e-bike, but also a large product requiring high output such as an electric car or a hybrid car, Power storage devices for storing power generation and renewable energy, and backup power storage devices.

상기 리튬이차전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)으로 이루어지는데, 이들의 재료는 전지수명, 충방전용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다.. 일반적으로 리튬 이차 전지는 양극/분리막/음극의 3층 구조를 가지거나, 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극의 5층 구조로 설계되어 왔다. 상기의 단위셀들이 모여서 하나의 전극 조립체 또는 이차전지가 된다. The lithium secondary battery generally comprises a cathode, a separator, and an anode. These materials are selected in consideration of battery life, charge / discharge capacity, temperature characteristics, stability, etc. In general, The lithium secondary battery has a three-layered structure of a cathode / separator / cathode or a five-layer structure of anode / separator / cathode / separator / anode or cathode / separator / anode / separator / cathode. The unit cells are assembled into one electrode assembly or a secondary battery.

리튬 이차전지는 양극의 리튬 금속 산화물로부터 리튬 이온이 음극의 흑연 전극으로 삽입(intercalation)되고 탈리(deintercalation)되는 과정을 반복하면서 충방전이 진행된다. The lithium secondary battery is charged and discharged while repeating a process in which lithium ions are intercalated and deintercalated from the lithium metal oxide in the positive electrode to the graphite electrode in the negative electrode.

이러한 이차전지는 외부 충격에 의한 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열과 이로 인한 전해질 분해, 열폭주 현상 등 이차전지의 안전성을 위협하는 여러 가지 문제가 있다. 특히, 이차전지의 폭발은 여러 가지 원인에서 비롯되지만 전해질 분해에 따라 이차전지 내부의 기체 압력 증가도 하나의 원인이 된다. 구체적으로, 이차전지를 반복적으로 충·방전하면 전해질과 전극활물질에 의한 전기화학적 반응으로 기체가 발생하게 된다. 이때, 발생한 기체는 이차전지의 내부 압력을 상승시켜 부품간의 체결약화, 이차전지의 외부 케이스 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 폭발 등의 문제를 일으킨다.These secondary batteries have various problems that threaten the safety of the secondary battery such as internal short circuit due to external shock, overheating due to overcharge, overheating, electrolyte decomposition due to this, and thermal runaway phenomenon. Particularly, the explosion of the secondary battery is caused by various reasons, but the increase of the gas pressure inside the secondary battery due to the decomposition of the electrolyte is also one cause. Specifically, when the secondary battery is repeatedly charged and discharged, gas is generated due to an electrochemical reaction between the electrolyte and the electrode active material. At this time, the generated gas raises the internal pressure of the secondary battery, causing problems such as weakening of the fastening between the parts, breakage of the outer case of the secondary battery, early operation of the protection circuit, deformation of the electrode, internal short circuit, explosion and the like.

이러한 배터리의 경우 과충전 상황시 배터리의 안전성을 위해 전자부품의 제어를 통해 과전류를 차단하여 과충전 상황을 억제한다. 이러한 방식이 배터리에 적용된 방식으로서 PCM(Protection Circuit Module) 등과 같은 보호회로 등을 예로 들수 있다. 하지만, PCM과 같은 과충전 보호회로가 적용되었다 하더라도 안전성이 충분히 담보되기 힘들고, 특히 파우치 타입 배터리에서는 파우치 셀의 스웰링을 보다 정확하게 파악하기 위해 보다 강화된 보호회로구조가 적용될 필요가 있다는 단점이 있었다.In the case of such a battery, overcharge is prevented by overcurrent shutdown through control of electronic components for battery safety in case of overcharging. A protection circuit such as a PCM (Protection Circuit Module) is exemplified as a method in which such a method is applied to a battery. However, even if an overcharge protection circuit such as a PCM is applied, safety is not ensured sufficiently, and in particular, in a pouch type battery, a stronger protection circuit structure needs to be applied in order to more accurately grasp the swelling of the pouch cell.

또한, 전자부품의 오작동 상황을 고려하여 과충전시 배터리가 열팽창하며 발생하는 압력을 이용해 배터리의 직렬연결을 물리적으로 차단하는 기구적 전류 차단 장치(CID, Current Interrupt Device)를 적용하고 있다. 일반적으로 배터리팩의 전류 차단 장치는 과충전 상황에서 발생하는 배터리의 팽창 압력만을 이용하여 배터리팩 기구물을 통해 배터리팩의 직렬 연결을 물리적으로 끊어 전류를 차단하는 방법이 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 파우치형 전지의 부피 팽창을 매개로 전류를 끊을 수 있는 CID는 제시된 바 없다.In addition, a mechanical interrupter (CID) that physically disconnects the series connection of the battery is applied by using the pressure generated by thermal expansion of the battery during overcharging in consideration of the malfunction of the electronic component. Generally, a current interrupting device of a battery pack is widely used as a method of disconnecting a current by physically disconnecting a series connection of a battery pack through a battery pack mechanism using only the inflation pressure of a battery generated in an overcharged state. However, a CID capable of breaking the current through the volume expansion of the pouch-shaped battery has not been proposed.

한국 등록특허공보 제1601135호에서는 파우치형 이차전지의 두 리드 플레이트 간의 결합에 있어 리드-리드 사이에 고분자물질을 삽입하는 구성, 이차전지 내부에 발생되는 가스로 인한 내부 압력이 일정 수준 이상이 되면 가스를 외부로 신속히 배출할 수 있는 벤팅 노치의 구성, 리드 플레이트 사이에 삽입되는 제1, 2 실란트는 전기가 통하지 않는 절연성 및 열 융착성의 특징을 갖는 구성 및 리드 플레이트 사이에 삽입되는 제1, 2 실란트는 전기가 통하지 않는 절연성 및 열 융착성의 특징을 갖는 구성이 개시되어 있다. 다만, 전도성 폴리머를 전극 리드-리드 혹은 리드-탭 사이에 삽입 구성 및 전극 리드-리드 혹은 리드-탭의 결합을 감싸고 있는 필름에 노치부가 형성 구성을 확인할 수 없다.Korean Patent Publication No. 1601135 discloses a configuration in which a polymer material is inserted between lead-leads in the coupling between two lead plates of a pouch-type secondary battery. When the internal pressure of the secondary battery is higher than a certain level, The first and second sealants inserted between the lead plates are configured to have a feature of insulating and heat-sealing property that does not allow electricity to flow, and a structure in which the first and second sealants Discloses a structure in which electrical insulation and heat-sealability are not provided. However, the configuration in which the conductive polymer is inserted between the electrode lead-lead or the lead-tab and the notch portion in the film surrounding the electrode lead-lead or the lead-tab are not confirmed.

한국 공개특허공보 제2016-0125920호에서는 양 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수납하고, 제1 파우치부 및 제2 파우치부로 구성되어 상기 제1 파우치부와 상기 제2 파우치부가 각각의 실링부에 의해 서로 접착되는 파우치 외장재;를 포함하는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 전극 조립체로부터 연장되며, 상기 제1 파우치부와 부착되어 형성되는 제1 전극리드; 상기 제2 파우치부와 부착되며, 상기 파우치 외장재의 외부로 돌출되어 형성되는 제2 전극리드; 상기 제1 전극리드와 상기 제2 전극리드가 서로 접촉되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 전극리드와 상기 제2 전극리드 사이에 개재되어 형성된 제1 실링 부재; 및 상기 제1 전극리드와 상기 제2 전극리드를 전기적으로 연결시키는 필름형 연결부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지가 개시되어 있다. 다만, 실링 부재는 전도성을 지니지 않는다는 구성이 본원 발명과 차이가 있다.In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0125920, both electrode assemblies; And a pouch type outer shell which is made up of a first pouch portion and a second pouch portion, and in which the first pouch portion and the second pouch portion are bonded to each other by sealing portions of the pouch type secondary battery, A first electrode lead extending from the electrode assembly and attached to the first pouch portion; A second electrode lead attached to the second pouch portion and protruding to the outside of the pouch outer case; A first sealing member interposed between the first electrode lead and the second electrode lead to prevent the first electrode lead and the second electrode lead from contacting each other; And a film type connection member electrically connecting the first electrode lead and the second electrode lead to each other. However, the configuration in which the sealing member has no conductivity is different from the present invention.

한국 등록특허공보 제1192077호에서는 1 전극과 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 수용되는 케이스와, 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되는 전극 단자 및 상기 케이스 내에서 상기 케이스의 외부로 연장되며, 상기 전극 단자를 통하여 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되는 리드 탭을 포함하며, 상기 리드 탭은 상기 리드 탭이 케이스에 접촉되어 있는 상태에서 상기 케이스가 변형되는 경우에 상기 제1전극으로부터 전기적 연결이 차단되도록 상기 전극 단자의 적어도 일부와 분리되도록 형성되며, 상기 리드 탭을 상기 전극 단자에 접착시키는 접착 부재를 더 포함하고, 상기 접착 부재는 관통홀을 구비하며, 상기 리드 탭은 상기 관통홀을 통하여 상기 전극 단자와 전기적으로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지를 개시하고 있다. 다만, 절연성 폴리머가 전극 리드-리드 혹은 리드-탭 사이에 삽입되는 구성에 차이가 있다.Korean Patent Registration No. 1192077 discloses an electrode assembly including a first electrode and a second electrode, and a separator positioned between the first electrode and the second electrode, a case in which the electrode assembly is accommodated, And a lead tab extending from the case to the outside of the case and electrically connected to the first electrode through the electrode terminal, wherein the lead tab is in contact with the case Further comprising an adhesive member formed to be separated from at least a part of the electrode terminal so as to be electrically disconnected from the first electrode when the case is deformed in a state that the lead tab is deformed, Wherein the adhesive member has a through hole, and the lead tab is electrically connected to the electrode terminal through the through hole, Being formed so as to be connected to, it discloses a secondary battery according to claim. However, there is a difference in the configuration in which the insulating polymer is inserted between the electrode lead-lid or the lead-tab.

한국 등록특허공보 제1447064호에서는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 전지셀로서, 전극조립체를 구성하는 각각의 전극판에는 활물질이 도포되어 있지 않은 탭(전극 탭)이 돌출되어 있고, 상기 전극 탭들이 적층되어 있는 일측 단부에는 전극 탭들을 전기적으로 연결하기 위한 전극리드가 위치되어 있으며, 전극 탭들과 전극리드의 전기적 연결 부위에서, 전극리드가 형상 변형에 의해 전극 탭들 내로 도입된 물리적 결합을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀이 개시되어 있다. 다만, 전도성 폴리머를 전극 리드-리드 혹은 리드-탭 사이에 삽입 구성 및 전극 리드-리드 혹은 리드-탭의 결합을 감싸고 있는 필름에 노치부가 형성 구성을 확인할 수 없다.Korean Patent Registration No. 1447064 discloses a battery cell in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is embedded in a housing portion of a battery case. In each of the electrode plates constituting the electrode assembly, And an electrode lead for electrically connecting the electrode tabs is disposed at one end of the electrode tabs where the electrode tabs are stacked. In the electrical connection between the electrode tabs and the electrode leads, the electrode leads are deformed Wherein the battery cell has a physical connection introduced into the electrode tabs. However, the configuration in which the conductive polymer is inserted between the electrode lead-lead or the lead-tab and the notch portion in the film surrounding the electrode lead-lead or the lead-tab are not confirmed.

따라서 과충전 및 이상으로 인한 가스 발생 등의 비정상 상태와 같이 가스 발생에 따른 파우치형 전지의 내부 압력 증가 및 부피팽창을 매개로 이차전지를 단락시키는 것을 특징으로 하는 스위치를 포함하는 이차전지 기술은 제시된 바가 없다.Therefore, the secondary battery technology including the switch, which is characterized in that the secondary battery is short-circuited through the internal pressure increase and the volume expansion of the pouch-shaped battery due to the generation of the gas as in the abnormal state such as overcharge and abnormal gas generation, none.

한국 등록특허공보 제1601135호Korean Patent Registration No. 1601135 한국 공개특허공보 제2016-0125920호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0125920 한국 등록특허공보 제1192077호Korean Patent Registration No. 1192077 한국 등록특허공보 제1447064호Korean Patent Registration No. 1447064

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 파우치형 전지셀의 비정상 상태에서 발생한 가스로 인한 스웰링 등의 부피 팽창 또는 과충전에 따른 전지 안전성을 유지하기 위하여 전극탭 및/또는 전극리드를 전기적으로 연결하여 통전시키는 스위치로 과충전시 안전성 확보를 위한 스위치를 포함하는 파우치형 이차전지를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is a primary object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a pouch type battery cell in which, in order to maintain battery safety due to volume expansion or overcharge of swelling due to gas generated in an abnormal state, And / or a switch for electrically connecting the electrode leads to energize the battery, and a switch for ensuring safety in overcharging.

또한, 전지셀의 부피팽창 등 비정상상태에서 전류를 끊을 수 있는 복잡한 추가적인 장치가 아닌 전지셀의 에너지밀도를 유지할 수 있는 간단한 스위치를 포함하는 파우치형 이차전지를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a pouch-type secondary battery including a simple switch capable of maintaining the energy density of a battery cell, rather than a complicated additional device capable of breaking current in an abnormal state such as a volume expansion of the battery cell.

또한, 상기 전지셀이 적용된 디바이스에 진동이 발생될 때 전극탭 및/또는 전극리드에 가해지는 외력을 분산시켜 내진동특성을 향상시킨 스위치를 포함한 파우치형 이차전지를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.It is a further object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery including a switch for improving vibration damping characteristics by dispersing an external force applied to an electrode tab and / or an electrode lead when vibration occurs in a device to which the battery cell is applied.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분리막이 개재된 상태로 양극과 음극이 적층되어 있는 전극조립체, 전극탭, 전극리드 및 절연층을 포함하는 파우치케이스에 수용된 파우치형 이차전지에 있어서, 일면은 상기 절연층에 접하고 타면은 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 접하는 스위치를 포함하는 파우치형 이차전지를 제공할 수 있다.The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a pouch type battery which is housed in a pouch case including an electrode assembly, an electrode tab, an electrode lead and an insulating layer in which an anode and a cathode are stacked with a separator interposed therebetween In the secondary battery, the pouch type secondary battery may include a switch having one surface contacting the insulating layer and the other surface contacting the electrode tab and / or the electrode lead.

또한, 상기 스위치는 상기 전극탭 및/또는 전극리드 보다 상기 절연층에 강하게 결합할 수 있다.In addition, the switch can be more firmly coupled to the insulating layer than the electrode tab and / or the electrode lead.

또한, 상기 절연층은 상기 파우치, 상기 스위치, 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 열융착될 수 있다. The insulating layer may be thermally fused to the pouch, the switch, the electrode tab, and / or the electrode lead.

또한, 상기 스위치의 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 접하는 면은 요철이 형성될 수 있다.The surface of the switch which is in contact with the electrode tab and / or the electrode lead may have irregularities.

또한, 상기 요철은 그 단면이 삼각형, 사각형, 다각형 및 무정형 형태 중 어느 하나 또는 2 이상의 형상을 갖을 수 있다.In addition, the concavities and convexities may have any one or two or more shapes of a cross section of a triangle, a rectangle, a polygon, and an amorphous shape.

상기 고정체의 폭(L)는 Ds ≤ L ≤ Dtf 의 범위일 수 있다.The width (L) of the fixture is D s ≤ L ≤ D tf Lt; / RTI >

또한, 상기 스위치 및 상기 절연층이 겹치는 부분의 상기 파우치케이스의 외면에 접하는 고정체가 하나 이상 형성될 수 있다.Further, at least one fixture in contact with the outer surface of the pouch case at a portion where the switch and the insulating layer overlap may be formed.

또한, 상기 스위치의 두께는 5 내지 5000 μm일 수 있다.Further, the thickness of the switch may be 5 to 5000 mu m.

또한, 상기 고정체 및 상기 스위치 두께의 합은 상기 전극조립체의 두께보다 작을 수 있다.In addition, the sum of the thickness of the fixture and the switch may be smaller than the thickness of the electrode assembly.

또한, 상기 스위치는 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드와 그에 인접하는 상부 파우치에 접하는 상기 절연층 사이에 존재하며, 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드의 통전(通電) 및 진동을 차단하는 제1스위치; 및 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드와 그에 인접하는 하부 파우치에 접하는 상기 절연층 사이에 존재하며, 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드의 통전(通電) 및 진동을 차단하는 제2스위치;을 포함할 수 있다.The switch may be disposed between the electrode tab and / or the electrode pads and the insulating layer adjacent to the electrode pads and / or the upper pouch adjacent to the electrode pads. The switch may be configured to prevent conduction and vibration of the electrode tab and / 1 switch; And a second switch which is between the electrode tab and / or the insulating layer adjacent to the electrode pod and the lower pouch adjacent thereto and blocks the energization and vibration of the electrode tab and / or the electrode lead, .

또한, 파우치형 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 일 수 있다.Further, it may be a device including a pouch type secondary battery.

또한, 상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the device may be selected from the group consisting of an electronic device, an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a power storage device.

본 발명에 따른 전도성 폴리머를 이용한 전극리드를 포함하는 이차전지에 의하면, 과충전뿐만 아니라 비정상 상태에서 발생하여 더 이상 파우치형 이차전지에 전류가 흐르는 것을 막을 수 있는 효과가 있다. The secondary battery including the electrode lead using the conductive polymer according to the present invention has an effect of preventing the current from flowing to the pouch type secondary battery due to the abnormal state as well as overcharging.

또한, 본 발명은 파우치형 이차전지에 추가로 복잡한 장치를 진행할 경우, 에너지 밀도가 낮아지는 것을 배제할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of eliminating the lowering of the energy density when a complicated apparatus is carried out in addition to the pouch type secondary battery.

또한, 본 발명은 파우치형 이차전지의 가스팽창을 매개로 전극탭 및/또는 전극리드를 단락할 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of shorting the electrode tab and / or the electrode lead through gas expansion of the pouch type secondary battery.

또한, 본 발명은 상기 이차전지가 적용된 디바이스의 진동시 외력을 분산시켜 내진동 특성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the vibration resistance characteristics by dispersing the external force during vibration of the device to which the secondary battery is applied.

도 1은 예시적인 기존 파우치형 전지셀을 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 파우치형 전지셀이 가스발생으로 부피팽창을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치가 전극탭 및 전극리드 연결부에 형성된 파우치형 이차전지 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부팽창에 따른 스위치에 의한 전극탭 및 전극리드 연결부의단락을 나타낸 단면 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스위치가 전극리드 연결부에 형성된 파우치형 이차전지 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내부팽창에 따른 스위치에 의한 전극리드 연결부의 단락을 나타낸 단면 도면이다.
1 is a view showing an exemplary conventional pouch-shaped battery cell.
Fig. 2 is a diagram showing an example of pouch-shaped battery cell showing gas evolution due to volume expansion. Fig.
3 is a view illustrating a pouch type secondary battery in which a switch according to an embodiment of the present invention is formed on an electrode tab and an electrode lead connecting portion.
4 is a cross-sectional view illustrating a short circuit between an electrode tab and an electrode lead connection portion by a switch according to an internal expansion according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a pouch type secondary battery in which a switch according to an embodiment of the present invention is formed in an electrode lead connecting portion.
6 is a cross-sectional view illustrating a short circuit of an electrode lead connection portion by a switch according to an internal expansion according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 예시적인 기존 파우치형 전지셀을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an exemplary conventional pouch-shaped battery cell.

일반적으로 리튬 이차 전지를 제조함에 있어서, 먼저 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양측에 적층함으로써 소정 형상의 전지셀을 형성한 다음에, 이 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 전해액 주입 후 밀봉함으로써 전지 팩을 완성하는 과정을 취한다.Generally, in manufacturing a lithium secondary battery, a positive electrode current collector and a negative electrode current collector are first coated with a mixture of an active material, a binder and a plasticizer to prepare a positive electrode plate and a negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are laminated on both sides of the separator, The battery cell is inserted into the battery case, and the electrolyte solution is injected and sealed to complete the battery pack.

통상적인 전극조립체(electrode assembly)에 연결되어 있는 전극리드(electrode lead)의 구조는 일단이 전극조립체에 연결되어 있고 타단이 전지케이스(battery case)의 외부로 노출되어 있고, 상기 전극조립체의 주변에 존재하여 감싸고 있는 전지케이스가 전극리드가 상기 전지케이스의 외부로 연장되어 있는 부위에서 실란트에 의한 접착층에 의해 밀봉되는 전극리드의 구조를 갖는다. The structure of an electrode lead connected to a conventional electrode assembly is such that one end is connected to the electrode assembly and the other end is exposed to the outside of the battery case, And the battery case which is present and encapsulates has an electrode lead structure in which the electrode lead is sealed by an adhesive layer by a sealant at a portion extending to the outside of the battery case.

또한, 전극조립체에는 전극탭이 구비된다. 전극조립체의 집전판은 전극활물질이 도포된 부분과 전극활물질이 도포되지 않은 말단 부분(이하, "무지부"라 약칭)으로 구성되고, 전극탭은 무지부를 재단하여 형성한 것이거나 무지부에 초음파 용접 등에 의해 연결시킨 별도의 도전부재일 수 있다. 전극탭은 도시한 바와 같이 서로 마주보도록 전극조립체에 나란히 형성되도록 단방향으로 돌출될 수도 있고, 쌍방향으로 돌출될 수도 있다.Further, the electrode assembly is provided with an electrode tab. The current collecting plate of the electrode assembly is composed of a portion coated with an electrode active material and a terminal portion (hereinafter referred to as "plain portion ") to which no electrode active material is applied, and the electrode tab is formed by cutting a non- Or may be a separate conductive member connected by welding or the like. The electrode tabs may be unidirectionally protruded so as to be aligned with the electrode assembly so as to face each other as shown in the drawing, or they may protrude in both directions.

전극탭은 전지 내부와 외부의 전자 이동경로 역할을 수행하는 것으로서, 상기 전극리드는 이 전극탭과 스폿 용접 등에 의해 연결된다. 전극리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드 및 음극 리드는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드는 양극 판과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드는 음극 판과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 최종적으로 전극리드는 단자부를 통하여 외부단자와 전기적으로 연결된다.The electrode tab serves as an electron transfer path inside and outside the battery, and the electrode lead is connected to the electrode tab by spot welding or the like. The electrode leads may extend in the same direction or in opposite directions depending on the formation positions of the positive electrode tab and the negative electrode tab. The positive electrode lead and the negative electrode lead may have different materials from each other. That is, the positive electrode lead may be made of the same aluminum (Al) material as the positive electrode plate, and the negative electrode lead may be made of the same copper material as the negative electrode plate or a copper material coated with nickel (Ni). Finally, the electrode lead is electrically connected to the external terminal through the terminal portion.

파우치 외장재는 전극리드의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극조립체를 수용하여 밀봉한다. 전극리드와 파우치 외장재 사이에는 앞서 설명한 실런트 등이 접착층이 개재된다. 파우치 외장재는 테두리에 실링 영역을 구비하고, 전극리드의 수평슬릿은 실링 영역으로부터 접합부 쪽으로 이격되어 있다. 즉, 전극리드가 반전된 T자 형상일 때에, T자의 다리 부분이 파우치 외장재 외측으로 돌출되고 T자의 머리 부분 일부가 실링 영역 내에 형성된다. The pouch exterior member accommodates and seals the electrode assembly so that a part of the electrode leads, that is, the terminal portions, is exposed. Between the electrode lead and the pouch exterior member, an adhesive layer such as the sealant described above is interposed. The pouch outer sheath has a sealing area at the rim and the horizontal slit of the electrode lead is spaced from the sealing area toward the junction. That is, when the electrode lead is inverted T-shaped, the leg portion of the T-shaped protrusion protrudes to the outside of the pouch exterior member, and a part of the T-shaped head is formed in the sealing region.

보통 양극 집전판으로는 알루미늄 재질을, 음극 집전판으로는 구리 재질을 사용하는데, 스웰링 현상 발생시 알루미늄 호일보다는 구리 호일이 더 쉽게 파열되는 경향이 있으므로, 양극 리드보다는 음극 리드의 파열 가능성이 더 높을 수 있다. 그러한 경우에는 음극 리드를 이러한 파단 가능한 전극리드로 형성하는 것이 바람직할 수 있다Usually, the anode lead plate is made of aluminum material and the anode current collector plate is made of copper material. When the swelling phenomenon occurs, the copper foil tends to rupture rather than the aluminum foil. Therefore, the cathode lead is more likely to break than the cathode lead. . In such a case, it may be desirable to form the negative electrode lead with such a breakable electrode lead

이차전지의 정상 상태에서는 상기 접착층에 의해 전극조립체가 외부와 차단되어 있으며, 과충전, 고온 등과 같은 원인에 의해 전지 내부의 압력 상승시에는 전지케이스의 팽창이 유발될 것이지만 단지 전지케이스의 약한 부위 또는 다른 구성요소의 약한 접합 부위가 파열되어 전지 내부의 기체가 배기될 것이다.In the normal state of the secondary battery, the electrode assembly is shielded from the outside by the adhesive layer, and when the internal pressure of the battery rises due to overcharging, high temperature, or the like, expansion of the battery case may be caused. However, The weak junction of the element will rupture and the gas inside the cell will be exhausted.

그러나, 전지로부터의 전류는 전극조립체와 전극리드가 전기적으로 연결되어 있는 한, 전류는 계속적으로 흐를 것이므로 여전히 전지의 안정성을 확보하기란 매우 어렵다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 이차전지에 주입되는 전해질의 양을 조정하거나 또는 전류차단부재(CID)의 단락 압력을 조정하는 방법이 사용되고 있으나, 이는 과충전시 전지의 안전성이 저하시키는 문제점이 있다. 즉, 과충전시 전지의 안전성과 고온 환경에서 전지를 사용함에 따른 사용 안정성을 동시에 해결하기는 용이치 않다.However, since the current from the battery will continue to flow as long as the electrode assembly and the electrode lead are electrically connected, it is very difficult to secure the stability of the battery. In order to solve such a problem, a method of adjusting the amount of electrolyte injected into the secondary battery or adjusting the short circuit pressure of the current blocking member (CID) is used. However, there is a problem that the safety of the battery is deteriorated when the battery is overcharged. In other words, it is not practical to simultaneously solve the safety of the battery during overcharging and the stability of use due to the use of the battery in a high temperature environment.

(비교예)(Comparative Example)

도 2는 예시적인 파우치형 전지셀이 가스발생으로 부피팽창을 나타낸 도면이다.Fig. 2 is a diagram showing an example of pouch-shaped battery cell showing gas evolution due to volume expansion. Fig.

파우치는 가스 배리어층(gas barrier layer)과 실란트층(sealant layer)을 포함한다. 그리고 가스 배리어층 상에 형성된 최외층으로서 표면 보호층을 더 포함하기도 한다. 상기 가스 배리어층은 가스 출입을 차단하기 위한 것으로서, 이는 주로 알루미늄 박막(Al foil)이 사용된다. 상기 실란트층은 최내층에 위치하여 내용물, 즉 셀과 접촉된다. 그리고 상기 표면 보호층은 내마모성 및 내열성 등을 고려하여 주로 나일론(Nylon) 수지가 사용된다. 상기 파우치는 위와 같은 적층 구조의 필름이 주머니 형태로 가공되어 제조되며 양극, 음극 및 세퍼레이터(separator) 등의 셀 구성 요소가 전해액에 함침된 다음 내장된다. 이와 같이 셀 구성 요소가 내장된 다음, 파우치의 입구에서 실란트층끼리 열접착되어 실링된다. 이때, 실란트층은 셀 구성 요소와 접촉되므로 절연성과 함께 내전해액성 등을 가져야 하며, 또한 외부와의 밀폐를 위해 높은 실링성을 가져야 한다. 즉, 실란트층끼리 열접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 일반적으로, 실란트층은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지가 사용된다. 특히, 폴리프로필렌(PP)은 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내전해액성 등이 뛰어나 파우치의 실란트층으로 주로 사용되고 있다.The pouch includes a gas barrier layer and a sealant layer. The gas barrier layer may further include a surface protective layer as an outermost layer formed on the gas barrier layer. The gas barrier layer is for blocking gas entry, and it is mainly made of an aluminum foil. The sealant layer is located in the innermost layer and contacts the contents, i. E. The cell. The surface protective layer is mainly made of nylon resin in consideration of abrasion resistance and heat resistance. The pouch is fabricated by processing the film of the laminated structure as a bag, and the cell component such as an anode, a cathode, and a separator is impregnated with the electrolytic solution and then embedded. After the cell components are built in, the sealant layers are thermally adhered to each other at the inlet of the pouch and sealed. At this time, since the sealant layer is in contact with the cell component, it must have insulation property and electrolytic solution resistance and should have high sealing property for sealing with the outside. In other words, the sealant areas where the sealant layers are thermally adhered to each other must have excellent heat bonding strength. Generally, a polyolefin resin such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE) is used as the sealant layer. Particularly, polypropylene (PP) is excellent in mechanical properties such as tensile strength, rigidity, surface hardness and impact strength, and electrolyte resistance and is mainly used as a sealant layer of a pouch.

그러나 종래 기술에 따른 파우치형 이차전지는 폭발 위험성에 대한 안정성이 없는 문제점이 있다. 일반적으로, 셀에서는 전기를 생성/방출(충전/방전)하는 과정(산화환원 반응 등)에서 열과 압력을 발생하는데, 이때 셀 내부의 이상 반응에 의한 과충전이나 쇼트 등의 이유로 높은 열과 압력을 발생할 수 있다. 이러한 높은 열과 압력으로 폭발할 수 있는데, 종래의 파우치형 이차전지는 위와 같은 폭발 위험성을 방지할 수 있는 기술적 수단을 강구하지 못하여 폭발 위험성에 노출되어 있는 문제점이 있다.However, the pouch type secondary battery according to the related art has a problem in that there is no stability against explosion risk. Generally, in a cell, heat and pressure are generated in the process of generating / releasing (charging / discharging) electricity (redox reaction, etc.). In this case, high heat and pressure may occur due to overcharging or short- have. The conventional pouch-type secondary battery can not exploit the technical means to prevent the explosion, and thus it is exposed to the risk of explosion.

(실시예)(Example)

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치가 전극탭 및 전극리드 연결부에 형성된 파우치형 이차전지 도면이다. 3 is a view illustrating a pouch type secondary battery in which a switch according to an embodiment of the present invention is formed on an electrode tab and an electrode lead connecting portion.

도 3의 스위치는 상기 전극탭과 상기 전극리드를 연결하도록 형성된다. 상기 스위치는 일면은 상기 전극탭과 상기 전극리드의 일단에 접하고 타면은 절연층에 접한다. 상기 스위치는 상기 절연층에 강하게 결합되고 상기 전극탭과 상기 전극리드에는 약하게 결합된다. 상기 스위치와 상기 절연층은 열융착될 수 있다.The switch of FIG. 3 is formed to connect the electrode tab and the electrode lead. One surface of the switch contacts the electrode tab and one end of the electrode lead, and the other surface contacts the insulating layer. The switch is tightly coupled to the insulating layer and weakly coupled to the electrode tab and the electrode lead. The switch and the insulating layer may be thermally fused.

상기 절연층은 일면은 상기 스위치에 접하고 타면은 파우치와 접한다. 상기 절연층은 상기 스위치 및 상기 파우치에 강하게 결합된다. 상기 절연층과 상기 스위치 및 상기 파우치는 열융착될 수 있다. One side of the insulating layer contacts the switch, and the other side contacts the pouch. The insulating layer is strongly bonded to the switch and the pouch. The insulating layer, the switch, and the pouch may be thermally fused.

상기 절연층은 전극탭, 전극리드 및 스위치 중 어느 하나 이상을 감싸면서 형성될 수 있다.The insulating layer may be formed to surround at least one of the electrode tab, the electrode lead, and the switch.

상기 절연층의 두께는 10 내지 500μm 일 수 있으며, 바람직하게는 15 내지 300 μm 일 수 있다. 상기 두께 범위를 벗어나면 정상적인 절연성능을 유지할 수 없다.The thickness of the insulating layer may be 10 to 500 mu m, preferably 15 to 300 mu m. Normal insulation performance can not be maintained beyond the above-mentioned thickness range.

또한, 상기 스위치의 두께는 5 내지 5000 μm 일 수 있다.Further, the thickness of the switch may be 5 to 5000 mu m.

상기 스위치의 두께는 100 내지 4000 μm 일 수 있으며, 바람직하게는 150 내지 3000 μm 일 수 있다. 상기 두께 범위를 벗어나면 정상적인 전도성능, 방열성능 및 에너지 밀도에 악영향을 줄 수 있다. The thickness of the switch may be 100 to 4000 mu m, preferably 150 to 3000 mu m. Exceeding the thickness range may adversely affect normal conduction performance, heat dissipation performance, and energy density.

상기 스위치는 상기 파우치의 내압이 1.5 내지 3 기압에서 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드를 단락시키도록 작동된다.The switch is operated such that the internal pressure of the pouch shorts the electrode tab and / or the electrode lead at a pressure of 1.5 to 3 atm.

상기 고정체는 상기 스위치의 작동을 위한 내압조건을 유지하는 역할을 하며, 상기 작동 필요 압력 조건은 상기 파우치형 이차전지의 작동 조건에 따라 변경 가능함을 자명하다.It is obvious that the fixture serves to maintain the internal pressure condition for operation of the switch, and the operation required pressure condition can be changed according to the operating condition of the pouch type secondary battery.

또한, 상기 스위치는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 은(Ag), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 스테인리스스틸(STS), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 카본(C), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), ITO(In doped SnO2), FTO(F doped SnO2), 및 이들의 합금과, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 스테인리스스틸의 표면에 카본(C), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 또는 은(Ag)을 표면 처리할 수 있다.The switch may be formed of one selected from the group consisting of Pt, Au, Pd, Ir, Ag, Ru, Ni, STS, (SnO2), tungsten (W), ITO (In doped SnO2), FTO (F doped SnO2, SnO2), copper (Cu), molybdenum (Mo), chromium (Cr) (C), nickel (Ni), titanium (Ti), or silver (Ag) can be surface-treated on the surface of aluminum (Al), copper (Cu), or stainless steel.

상기 스위치는 일면에 금속층이 형성된 기판일 수 있다.The switch may be a substrate having a metal layer formed on one surface thereof.

상기 스위치의 일면에는 코팅층이 형성될 수 있다.A coating layer may be formed on one surface of the switch.

상기 코팅층은 전기 절연성을 지니는 열가소성, 열경화성, 광경화형 수지 중 어느 하나 또는 2 이상의 수지로 이루어질 수 있다.The coating layer may be made of any one of thermoplastic, thermosetting and photocurable resins having electrically insulating properties or two or more resins.

추가적으로 상기 이차전지를 포함하는 디바이스의 진동환경에서 내진동 특성을 갖기 위하여 상기 파우치의 외부에 고정체가 형성될 수 있다. In addition, a fixture may be formed outside the pouch to have a vibration resistance characteristic in a vibration environment of the device including the secondary battery.

상기 고정체는 절연체 일 수 있다. 상기 절연체는 외부가 절연성 폴리머로 코팅된 금속 또는 비금속체일 수 있다. The fixture may be an insulator. The insulator may be a metal or a non-metal body whose outer surface is coated with an insulating polymer.

상기 고정체는 상기 스위치 및 상기 절연층이 겹치는 부분의 상기 파우치케이스의 외면에 접하는 부분에 형성될 수 있다. The fixing body may be formed at a portion of the portion where the switch and the insulating layer overlap with the outer surface of the pouch case.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부팽창에 따른 스위치에 의한 전극탭 및 전극리드 연결부의단락을 나타낸 단면 도면이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a short circuit between an electrode tab and an electrode lead connection portion by a switch according to an internal expansion according to an embodiment of the present invention.

이차전지의 비정상 상태인 내부 가스 발생, 온도 상승, 압력 증가로 인한 파우치의 팽창에 따라 상기 이차전지의 단락이 진행된다. The secondary battery is short-circuited in accordance with the expansion of the pouch due to the generation of the internal gas, the temperature rise, and the pressure increase, which are abnormal states of the secondary battery.

상기 이차전지의 단락을 시계열적으로 살펴보면, 먼저 이차전지의 비정상상태에 기인한 가스 발생 및 내부 압력 증가로 파우치가 팽창하게 되고, 상기 파우치에 강하게 결합되어 있는 절연층이 파우치의 팽창에 따라 변형되며, 이 때 상대적으로 결합이 향한 스위치부터 떨어지면서 상기 전극탭 및 상기 전극리드의 연결부도 물리적으로 단락이 진행되게 된다. When a short circuit of the secondary battery is examined in a time-wise manner, the pouch expands due to gas generation due to an abnormal state of the secondary battery and internal pressure increase, and the insulating layer strongly coupled to the pouch is deformed according to the expansion of the pouch At this time, the connection between the electrode tab and the electrode lead is physically short-circuited while the switch is relatively away from the switch.

추가적으로 상기 이차전지를 포함하는 디바이스가 진동환경(예: 하이브리드 자동차, 전기차 등)에 형성될 경우, 진동에 의한 이차전지의 비정상상태를 배제하기 위하여 고정체가 추가로 설치될 수 있다. 상기 고정체는 진동환경에서의 내진동특성을 이차전지에 부여하며, 상기 이차전지의 비정상상태에서 기인한 파우치내 가스발생, 내압증가, 온도상승에 따른 폭발등을 방지하기 위한 상기 스위치의 단락 진행 조건을 조절할 수 있다.In addition, when the device including the secondary battery is formed in a vibration environment (e.g., a hybrid car, an electric car, etc.), a fixed body may be additionally provided to exclude an abnormal state of the secondary battery due to vibration. Wherein the fixture imparts an earthquake-resistant dynamic characteristic in a vibration environment to a secondary battery, and further includes a short-circuit progress condition of the switch for preventing generation of gas in the pouch caused by an abnormal state of the secondary battery, Can be adjusted.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스위치가 전극리드 연결부에 형성된 파우치형 이차전지 도면이다.5 is a view showing a pouch type secondary battery in which a switch according to an embodiment of the present invention is formed in an electrode lead connecting portion.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 내부팽창에 따른 스위치에 의한 전극리드 연결부의 단락을 나타낸 단면 도면이다.6 is a cross-sectional view illustrating a short circuit of an electrode lead connection portion by a switch according to an internal expansion according to an embodiment of the present invention.

상기 파우치형 이차전지는 절연층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 절연층은 전극탭이 파우치와 접촉하는 소정위치에 부착되어 파우치와 전극탭 사이를 절연시키면서 실링하게 된다. 상기 파우치는 실링 과정에서 전극탭과 접촉되는 부분에서 상대적으로 압력이 높게 되므로 파우치막의 캐스티드 폴리프로필렌(Casted Polypropylene ; CPP)층의 손상가능성이 증대된다. 따라서, 상기 파우치가 가열 가압 상태에서 융착되어 밀봉될 때, 절연층의 내층은 기계적 강도와 내열성을 부여하여 절연층의 형상이 유지하여 파우치와 전극탭과의 전기적 절연성이 유지되도록 한다. 특히, 상기 절열테이브의 내층은 파우치의 알루미늄 박막이 밀봉과정에서 일부 노출되더라도 전극탭과 전기적으로 접촉되는 것을 방지하여 절연성을 유지하게 된다. 상기 절연테이브의 외층은 가열 가압 상태에서 일부 형태가 변형되더라도 파우치와 전극탭 사이에서 접착력을 부여하여 실링을 유지할 수 있도록 해준다. 따라서, 상기 파우치의 실링 과정에서 가열 가압에 의하여 파우치의 캐스티드 폴리프로필렌(Casted Polypropylene; CPP)층이 변형되어 알루미늄 박막이 부분적으로 노출되더라도 실링을 유지할 수 있게 된다.The pouch type secondary battery may further include an insulating layer. The insulating layer is attached to a predetermined position where the electrode tab is in contact with the pouch, thereby sealing the pouch and the electrode tab while insulating the electrode tab. Since the pressure of the pouch is relatively high at a portion contacting the electrode tab during the sealing process, the possibility of damaging the casted polypropylene (CPP) layer of the pouch film is increased. Therefore, when the pouch is fused and sealed under heat and pressure, the inner layer of the insulating layer imparts mechanical strength and heat resistance to maintain the shape of the insulating layer so that electrical insulation between the pouch and the electrode tab is maintained. In particular, the inner layer of the heat dissipation tube prevents the aluminum thin film of the pouch from being electrically contacted with the electrode tab even if the aluminum thin film is partially exposed during the sealing process, thereby maintaining the insulation property. The outer layer of the insulation tape provides an adhesive force between the pouch and the electrode tab to maintain the sealing even if some form of the insulation layer is deformed under heating. Therefore, in the sealing process of the pouch, the casted polypropylene (CPP) layer of the pouch is deformed by heating and pressing, so that the sealing can be maintained even if the aluminum foil is partially exposed.

또한, 상기 절연층은 전기 절연성을 지니는 열가소성, 열경화성, 광경화형 수지 중 어느 하나 또는 2 이상의 수지로 이루어질 수 있다.In addition, the insulating layer may be made of any one of thermoplastic, thermosetting and photo-curing resins having electrical insulation or two or more resins.

또한, 상기 절연층은 PP(polypropylene), PE(polyethylene), PI(polyimide), 폴리아미드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The insulating layer may include at least one of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyimide (PI), and polyamide.

상기 고분자 수지는 전기 절연성을 지니는 열가소성, 열경화성, 광경화형 수지를 사용하고, 그 예로서는 스티렌·부타디엔 수지, 스티렌 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴계 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지, 아크릴레이트계 수지, 및 그 변성 수지들 중 선택하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기의 고분자 수지 중 열가소성 수지는 필름 형성을 지지해주는 매트릭스 역할의 엘라스토머이고, 연화점이 약 100 ~ 180 ℃ 인 것이 바람직하며, 고분자 수지의 전체 부분 중 20 ~ 80 부피 %로 사용할 수 있다. Examples of the polymer resin include thermoplastic, thermosetting and photocurable resins having electrical insulation, and examples thereof include styrene-butadiene resin, styrene resin, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, phenol resin, amide resin, And modified resins thereof, and they may be used in combination of two or more as necessary. The thermoplastic resin in the polymer resin is an elastomer serving as a matrix for supporting film formation, and preferably has a softening point of about 100 to 180 ° C, and may be used in an amount of 20 to 80% by volume of the entire part of the polymer resin.

상기 고분자 수지는 열경화성 고분자 수지로 아크릴 수지, 에폭시 수지, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 수지, CPE(Chlorinated Polyethylene) 수지, 실리콘, 폴리우레탄, 우레아 수지, 멜라민 수지, 페놀수지 및 불포화에스테르 수지 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.Wherein the polymer resin is at least one of an acrylic resin, an epoxy resin, an EPDM resin, a CPE (chlorinated polyethylene) resin, a silicone, a polyurethane, a urea resin, a melamine resin, a phenol resin and an unsaturated ester resin as a thermosetting polymer resin One or more.

가장 바람직한 것은 열경화성 고분자 수지로 아크릴 수지를 사용한다.Most preferably, an acrylic resin is used as the thermosetting polymer resin.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 코발트-니켈 산화물, 리튬 코발트-망간 산화물, 리튬 망간-니켈 산화물, 리튬 코발트-니켈-망간 산화물, 올리빈 구조의 리튬철인산 산화물, 스피넬 구조의 리튬 망간 산화물, 및 이들에 타원소(들)가 치환 또는 도핑된 산화물로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 리튬함유 금속 산화물을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 타원소는 Al, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, V 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 원소일 수 있다.Wherein the cathode active material is at least one selected from the group consisting of lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium cobalt-nickel oxide, lithium cobalt-manganese oxide, lithium manganese-nickel oxide, lithium cobalt- , A lithium manganese oxide having a spinel structure, and oxides in which the ternary element (s) are substituted or doped with one or more lithium-containing metal oxides. The other element may be any one or two or more elements selected from the group consisting of Al, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, V and Fe.

상기 음극 활물질은 리튬 금속, 리튬 합금(예컨대, 리튬과 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐 등과 같은 금속과의 합금), 비정질탄소, 결정질탄소, 탄소복합체, SnO2 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The negative electrode active material may be lithium metal, a lithium alloy (for example, an alloy of lithium and aluminum, zinc, bismuth, cadmium, antimony, silicon, lead, tin, gallium or indium), amorphous carbon, crystalline carbon, SnO 2, or the like may be used, but the present invention is not limited thereto.

또한, 파우치형 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 일 수 있다.Further, it may be a device including a pouch type secondary battery.

또한, 상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the device may be selected from the group consisting of an electronic device, an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a power storage device.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에 서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. It is to be understood that such modified embodiments are also within the scope of protection of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 전지셀
110 : 상부파우치
120 : 전극조립체
121 : 양극탭
122 : 음극탭
123 : 절연층
124 : 양극리드
125 : 음극리드
126 : 스위치
127 : 고정체
128 : 요철
130 : 하부파우치
100: Battery cell
110: upper pouch
120: electrode assembly
121: positive electrode tab
122: cathode tab
123: insulating layer
124: positive lead
125: cathode lead
126: Switch
127:
128: unevenness
130: Lower pouch

Claims (12)

분리막이 개재된 상태로 양극과 음극이 적층되어 있는 전극조립체, 전극탭, 전극리드 및 절연층을 포함하는 파우치케이스에 수용된 파우치형 이차전지에 있어서,
일면은 상기 절연층에 접하고 타면은 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 접하는 스위치를 포함하는 파우치형 이차전지.
1. A pouch type secondary battery housed in a pouch case including an electrode assembly, an electrode tab, an electrode lead, and an insulating layer in which an anode and a cathode are stacked with a separator interposed therebetween,
And a switch which is in contact with the electrode tab and / or the electrode lead, the other surface being in contact with the insulating layer and the other surface being in contact with the electrode tab and / or the electrode lead.
제1항에 있어서,
상기 스위치는 상기 전극탭 및/또는 전극리드 보다 상기 절연층에 강하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the switch is firmly coupled to the insulating layer rather than the electrode tab and / or the electrode lead.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 상기 파우치, 상기 스위치, 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 열융착된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating layer is thermally fused to the pouch, the switch, the electrode tab, and / or the electrode lead.
제1항에 있어서,
상기 스위치의 상기 전극탭 및/또는 전극리드에 접하는 면은 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein a surface of the switch which is in contact with the electrode tab and / or the electrode lead is formed with irregularities.
제4항에 있어서,
상기 요철은 그 단면이 삼각형, 사각형, 다각형 및 무정형 형태 중 어느 하나 또는 2 이상의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
5. The method of claim 4,
Wherein the concavities and convexities have one or more shapes of a triangular, quadrangular, polygonal, and amorphous shape in cross section.
제1항에 있어서,
상기 스위치 및 상기 절연층이 겹치는 부분의 상기 파우치케이스의 외면에 접하는 고정체가 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of a fixing body in contact with an outer surface of the pouch case at a portion where the switch and the insulating layer overlap each other is formed.
청구항 6에 있어서,

상기 고정체의 폭(L)는 Ds ≤ L ≤ Dtf 의 범위인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 6,

The width (L) of the fixture is D s ≤ L ≤ D tf Of the pouch type secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 스위치의 두께는 5 내지 5000 μm인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the switch is 5 to 5000 m.
제6항에 있어서,
상기 고정체 및 상기 스위치 두께의 합은 상기 전극조립체의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 6,
Wherein the sum of the thickness of the fixed body and the thickness of the switch is smaller than the thickness of the electrode assembly.
제1항에 있어서,
상기 스위치는 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드와 그에 인접하는 상부 파우치에 접하는 상기 절연층 사이에 존재하며, 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드의 통전(通電) 및 진동을 차단하는 제1스위치; 및
상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드와 그에 인접하는 하부 파우치에 접하는 상기 절연층 사이에 존재하며, 상기 전극탭 및/또는 상기 전극리드의 통전(通電) 및 진동을 차단하는 제2스위치;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method according to claim 1,
Wherein the switch is located between the electrode tab and / or the electrode lead and the insulating layer in contact with the upper pouch adjacent to the electrode tab and / or the electrode lead and / or the first switch for blocking energization and vibration of the electrode tab and / ; And
And a second switch between the electrode tab and / or the electrode lead and the insulating layer in contact with the lower pouch adjacent thereto to block energization and vibration of the electrode tab and / or the electrode lead Wherein the pouch type secondary battery is a pouch type secondary battery.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른,
상기 파우치형 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
A method according to any one of claims 1 to 10,
And the pouch type secondary battery.
제11항에 있어서,
상기 디바이스는 전자기기, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 및 전력 저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
12. The method of claim 11,
Wherein the device is selected from the group consisting of an electronic device, an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a power storage device.
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