KR20190048607A - Cylindrical Battery Cell Having Low Resistance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 낮은 저항의 원통형 전지셀에 대한 것으로서, 구체적으로, 전지 캔의 바닥을 향하도록 2개의 음극 탭이 부착된 젤리-롤형 전극조립체를 수납하는 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 원통형 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a low-resistance cylindrical battery cell, and more particularly, to a cylindrical battery cell having a low-resistance portion on the bottom surface of a battery can containing a jelly-roll type electrode assembly having two negative electrode tabs facing the bottom of the battery can. Cell.
충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 디바이스의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.The rechargeable secondary battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices and is widely used as an energy source for electric vehicles, such as gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels, And is also attracting attention as an energy source for hybrid electric vehicles and the like. Therefore, the types of devices using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.
일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of a battery case, and a pouch type battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch- . Among them, the cylindrical battery has a relatively large capacity and is structurally stable.
전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.An electrode assembly embedded in a battery case includes a positive electrode, a negative electrode, and a separation membrane structure sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and is a power generation element capable of charging and discharging. The electrode assembly includes a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, A jelly-roll type, and a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in a separator. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has an advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight.
최근에는 다기능 복합 디바이스의 등장으로 인해 고용량의 이차전지에 대한 수요가 증가하고, 전지의 수명 향상이 주요 관심의 대상이 되고 있다.In recent years, with the advent of a multifunctional hybrid device, a demand for a high capacity secondary battery has increased, and the life of the battery has become a major concern.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 세퍼레이터를 사이에 두고 양극판과 음극판을 포함하는 극판을 권취해서 이루어진 전극군에 결합되는 음극 집전판을 포함하고, 상기 음극 집전판이 부분적으로 코팅된 제 1 접착부를 통해 상기 전극군에 고정되고, 코팅되지 않은 제 2 접착부를 통해 상기 캔에 고정되는 구조의 이차전지를 개시하고 있다.In this connection, Patent Document 1 includes a negative electrode current collector coupled to an electrode group formed by winding an electrode plate including a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween, and the negative current collector plate And fixed to the can via a second bonding portion that is fixed to the electrode group and is not coated.
그러나, 상기 특허문헌 1은 전극군과 전지 캔을 결합하기 위하여 별도의 음극 집전판을 추가로 포함하고, 구리 재질로 이루어진 상기 음극 집전판의 무지부와 음극 집전판 사이 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 니켈 코팅층을 형성하고 있다.However, the above-mentioned Patent Document 1 further includes a separate negative electrode collector plate for combining the electrode group and the battery can, and the positive electrode collector plate made of copper material can be easily welded between the uncoated portion of the negative electrode collector plate and the negative electrode collector plate Thereby forming a nickel coating layer.
특허문헌 2는 전극조립체의 음극 탭이 접합, 고정된 상태에서 원통형 캔의 하면판에 접촉된 회전 부재를 포함하는 이차전지를 개시하고, 상기 회전 부재에 의해 전극조립체의 회전에 의해 발생할 수 있는 음극 탭의 변형 및 음극 전극판과 양극 전극판의 쇼트 문제를 방지할 수 있음을 나타내고 있다.Patent Document 2 discloses a secondary battery including a rotating member in which a negative electrode tab of an electrode assembly is in contact with and fixed to a bottom surface of a cylindrical can, It is possible to prevent the deformation of the tab and the short-circuit problem between the cathode electrode plate and the anode electrode plate.
그러나, 특허문헌 2는 전지의 단락을 방지하기 위한 구조로서 회전 부재를 포함하고 있을 뿐, 전지의 발열 현상을 낮춤으로써 전지의 수명을 향상시키기 위한 기술을 개시하지 못하고 있다.However, Patent Document 2 does not disclose a technique for improving the lifetime of a battery by reducing the heat generation phenomenon of the battery, only a rotating member is included as a structure for preventing a short circuit of the battery.
따라서, 전지의 발열 현상에 따른 활물질의 열화 현상을 방지하여 궁극적으로 전지의 수명을 향상시킬 수 있으며, 방열성을 높임으로써 발열 현상을 완화시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of preventing the deterioration of the active material due to the exothermic phenomenon of the battery, ultimately improving the lifetime of the battery and mitigating the exothermic phenomenon by increasing the heat dissipation.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위하여, 낮은 저항을 갖는 소재로 이루어진 전지셀의 경우 전지셀의 수명이 낮아지는 것을 방지할 수 있음을 발견하고, 전지셀의 비정상적인 사용시 열화 현상이 집중되는 전극 탭 용접 부분에 저저항 소재를 사용함으로서, 전지셀의 열화 현상을 억제할 수 있다.Disclosure of the Invention In order to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past, it has been found out that the life of a battery cell in a battery cell made of a material having a low resistance can be prevented from being lowered, By using a low resistance material in an electrode tab welded portion where deterioration phenomenon is concentrated during abnormal use of the cell, deterioration phenomenon of the battery cell can be suppressed.
또한, 전지 캔의 하면에 위치하는 저저항부에 열전도성이 좋은 소재를 사용함으로써, 방열성을 향상시킬 수 있다.Further, by using a material having good thermal conductivity in the low-resistance portion located on the lower surface of the battery can, the heat radiation performance can be improved.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical battery cell,
긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취된 형태의 젤리-롤형 전극조립체;A jelly-roll type electrode assembly in which a separation membrane is interposed between a positive electrode and a negative electrode of a long sheet type;
상기 젤리-롤형 전극조립체를 수납하는 금속 소재의 전지 캔; 및A battery can of a metal material for housing the jelly-roll type electrode assembly; And
상기 전지 캔의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리;A cap assembly mounted on an open upper end of the battery can;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 젤리-롤형 전극조립체는 전지 캔의 바닥을 향하도록 2개의 음극 탭이 부착되어 있고,The jelly-roll type electrode assembly has two negative electrode tabs attached to the bottom of the battery can,
상기 음극 탭이 결합하는 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 구조로 이루어진다.And the low-resistance portion is located on the lower surface of the battery can to which the negative electrode tab is coupled.
즉, 본 발명에 따른 원통형 전지셀은 젤리-롤형 전극조립체를 수납하는 금속 전지 캔 및 상기 전지 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착된 구조로 이루어지고, 상기 젤리-롤형 전극조립체는 전지 캔의 바닥을 향하도록 2개의 음극 탭이 부착되어 있으며, 상기 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 구조로 이루어진다.That is, the cylindrical battery cell according to the present invention comprises a metal battery can containing a jelly-roll type electrode assembly and a cap assembly mounted on an open top of the battery can, wherein the jelly- Two negative electrode tabs are attached so as to face the battery can, and a low resistance portion is positioned on the lower surface of the battery can.
일반적으로, 저항이 높은 소재로 이루어진 전지셀은 수명이 저하되는 문제가 발생한다.In general, the life of a battery cell made of a material having a high resistance is lowered.
구체적으로, 전지셀의 정상적인 사용 환경에서도, 저항이 높은 전지셀은 발열 현상이 심화될 수 있는 바, 전극에 코팅된 전극 활물질은 열화에 따른 손상으로 설계된 용량보다 낮은 용량을 갖는 전지가 될 수 있으며, 결과적으로 전지의 사이클 특성이 떨어지면서 수명특성도 저하될 수 있다.Specifically, even in a normal use environment of a battery cell, a battery cell having a high resistance may exothermally develop heat. As a result, an electrode active material coated on the electrode may be a battery having a capacity lower than a capacity designed for damage due to deterioration As a result, the cycle characteristics of the battery may be deteriorated and the life characteristics may be deteriorated.
또한, 전지의 비정상적인 사용의 경우, 전류가 흐르는 전극 탭 및 상기 전극 탭과 결합하는 용접부에 열화 현상이 집중될 수 있는 바, 상기 전극 탭 및 전극 탭과 결합하는 용접부는 낮은 저항을 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of abnormal use of the battery, deterioration can be concentrated on the electrode tab through which the current flows and the welded portion joined with the electrode tab, and the welded portion combined with the electrode tab and the electrode tab is made of a material having low resistance .
따라서, 본 발명과 같이 음극 탭이 결합하는 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 경우에는, 종래의 원통형 전지셀에 비하여 음극 탭과의 결합 부분에 열화 현상이 집중되는 것을 완화시킬 수 있다.Therefore, when the low-resistance portion is located on the lower surface of the battery can to which the negative electrode tab is coupled as in the present invention, it is possible to mitigate the concentration of the deterioration phenomenon at the portion where the negative electrode tab is joined to the conventional battery.
일반적으로 젤리-롤형 전극조립체에서 음극 시트에 부착되는 음극 탭으로서 니켈 소재의 음극 탭을 사용하나, 구리의 저항률(= 1.7241 μΩㅇm)을 1이라고 할 때, 니켈의 저항률(= 7.24 μΩㅇm)은 약 4.2가 된다. 즉, 구리가 니켈에 비하여 매우 낮은 저항값을 갖는 것을 알 수 있다.Generally, when a negative electrode tab of a nickel material is used as a negative electrode tab attached to a negative electrode sheet in a jelly-roll type electrode assembly, the resistivity (= 7.24 mu OMEGA m ) Is about 4.2. That is, it can be seen that copper has a very low resistance value as compared with nickel.
따라서, 본 발명과 같이 상기 음극 탭이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 경우, 종래에 니켈 소재의 음극 탭을 사용하는 경우와 비교할 때, 전지셀의 발열 온도를 현저히 낮출 수 있고, 열에너지로 소모되는 전기에너지의 양을 줄임으로써, 고효율의 전지셀을 제공할 수 있다.Therefore, when the negative electrode tab is made of copper or a copper alloy as in the present invention, the heat generation temperature of the battery cell can be significantly lowered as compared with the case of using a nickel negative electrode tab, It is possible to provide a highly efficient battery cell.
상기 음극 탭의 개수 내지 부착 위치는 전지셀의 C-rate 및 전극 탭들 간의 간섭 내지 자기장을 고려하여 적절한 위치를 선택할 수 있는 바, 예를 들어, 상기 음극 탭은 젤리-롤형 전극조립체의 권취 시작부의 무지부에 부착된 제 1 음극 탭 및 권취 종료부의 무지부에 부착된 제 2 음극 탭으로 이루어질 수 있다.The number and location of the negative electrode tabs can be selected in consideration of the C-rate of the battery cell and the interference or magnetic field between the electrode tabs. For example, the negative electrode tab may be formed at the beginning of the winding start portion of the jelly- A first negative electrode tab attached to the non-coated portion, and a second negative electrode tab attached to the non-coated portion of the wound end portion.
따라서, 상기 제 1 음극 탭은 권취된 상태에서 젤리-롤형 전극조립체의 중심부에서 전지 캔의 바닥을 향하도록 연장되고, 상기 제 2 음극 탭은 젤리-롤형 전극조립체의 외면부에서 전지 캔의 바닥을 향하도록 연장될 수 있다.Thus, the first negative electrode tab extends from the center of the jelly-roll type electrode assembly toward the bottom of the battery can in the wound state, and the second negative electrode tab extends from the outer surface of the jelly- Lt; / RTI >
즉, 음극 탭들이 전지 캔의 하면에 위치하는 저저항부와 결합하는 점을 고려할 때, 젤리-롤형 전극조립체의 중심부에서 하향 연장된 상기 제 1 음극 탭은 직선형으로 이루어지고, 젤리-롤형 전극조립체의 외면부에서 하향 연장된 제 2 음극 탭은 수직으로 절곡된 형상으로 이루어지는 바, 전지케이스와 인접하도록 부착된 상기 제 2 음극 탭이 전지 캔의 중심부에 있는 제 1 음극 탭 방향으로 절곡된다.That is, considering that the negative electrode tabs are coupled with the low-resistance portion located on the lower surface of the battery can, the first negative electrode tab extending downward from the center portion of the jelly-roll type electrode assembly is linear, and the jelly- And the second negative electrode tab attached adjacent to the battery case is bent in the direction of the first negative electrode tab at the center of the battery can.
구체적으로, 상기 제 1 음극 탭 방향으로 절곡된 제 2 음극 탭은 제 1 음극 탭까지 연장되는 바, 상기 제 1 음극 탭과 제 2 음극 탭이 결합된 상태에서 상기 저저항부에 용접으로 부착될 수 있다.Specifically, the second negative electrode tab bent in the first negative electrode tab direction extends to the first negative electrode tab, and is welded to the low resistance portion in a state where the first negative electrode tab and the second negative electrode tab are coupled .
상기 용접은 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 마찰 용접으로 이루어질 수 있으며, 하기에서 설명하는 바와 같이, 상기 저저항부가 구리 또는 구리 합금 소재로 이루어지거나, 구리 도금이 이루어진 구조인 경우, 구리 소재의 음극 탭을 상기 저저항부에 저항 용접으로 부착하는 경우, 용접 강도가 낮아지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 용접은 초음파 용접, 레이저 용접 또는 마찰 용접으로 이루어질 수 있다.The welding may be performed by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, or friction welding. When the low resistance portion is made of copper or a copper alloy material or is made of copper plating as described below, When the negative electrode tab is attached to the low resistance portion by resistance welding, the welding strength may be lowered. Therefore, the welding may be performed by ultrasonic welding, laser welding, or friction welding.
하나의 구체적인 예에서, 상기 저저항부는, 전지 캔의 하면이 구리 또는 구리 합금 소재로 이루어진 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the low-resistance portion may have a structure in which the lower surface of the battery can is made of copper or a copper alloy material.
즉, 상기 저저항부는 전지 캔의 하면이 전지 캔의 측면과는 상이한 소재로 이루어진 구조일 수 있고, 서로 다른 소재로 이루어진 전지 캔의 하면과 전지 캔의 측면이 결합되는 구조일 수 있다.That is, the low-resistance portion may have a structure in which the lower surface of the battery can is made of a material different from the side surface of the battery can, or the lower surface of the battery can made of different materials may be combined with the side surface of the battery can.
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 저저항부는 전지 캔의 하면 전체 또는 중심부에 구리 도금이 이루어진 구조일 수 있다.In another specific example, the low-resistance portion may be a structure in which copper plating is performed on the entire bottom surface or the central portion of the battery can.
즉, 상기 저저항부는 일단의 부재로 이루어진 전지 캔에서, 전지 캔의 하면 내측 전체 또는 하면의 중심부에만 구리 도금이 이루어진 구조일 수 있는 바, 원통형 전지 캔을 성형한 후, 상기 전지 캔의 하면 내측에 구리 도금 처리를 하여 제조할 수 있다.That is, the low-resistance portion may have a structure in which the battery can is formed by plating the battery can only on the entire inner bottom or the bottom of the battery can in a battery can comprising a single member. After forming the cylindrical battery can, Copper plating treatment can be performed.
상기 구리 도금을 전지 캔의 하면 내측 전체에 하는 경우에는, 열전도도가 높은 구리의 특성 상, 전지 캔 내부에서 발생하는 열을 전지 캔 외측으로 빠르게 방출할 수 있으므로, 고온화에 따른 발화 현상을 방지할 수 있다.When the copper plating is applied to the entire inside of the lower surface of the battery can, heat generated inside the battery can can be quickly released to the outside of the battery can due to the characteristics of copper having high thermal conductivity. .
또 다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 저저항부는 전지 캔의 하면 중심부에 구리 소재의 기둥 구조가 위치하는 구조로 이루어질 수 있다.In another specific example, the low-resistance portion may have a structure in which a columnar structure of copper is located at the center of the lower surface of the battery can.
즉, 전지 캔의 하면 중심부에는 상향 돌출된 원기둥 형상의 저저항부가 형성되어 있는 바, 젤리-롤형 전극조립체에서 하향 연장된 음극 탭들은 상기 돌출된 원기둥 형상의 저저항부의 상면에 결합하여 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.That is, a cylindrical low-resistance portion protruding upward is formed at the center of the lower surface of the battery can, and the negative electrode taps extending downward from the jelly-roll type electrode assembly are coupled to the upper surface of the protruding cylindrical low- Can be achieved.
이와 같이, 열전도도가 높은 구리 소재로 이루어진 기둥 구조가 전지 캔의 하면 중심부에 위치하는 경우에는, 전지셀 내부의 열을 배출하는 기능이 더욱 향상될 수 있다.In this way, when the column structure made of a copper material having a high thermal conductivity is located at the center of the lower surface of the battery can, the function of discharging the heat inside the battery cell can be further improved.
한편, 상기 음극 탭이 결합하는 상기 저저항부의 음극 탭 용접 부위는 용접성 향상을 위한 요철 구조가 형성된 구조일 수 있다.Meanwhile, the negative electrode tab welded portion of the low resistance portion to which the negative electrode tab is coupled may have a concavo-convex structure for improving weldability.
본 발명은 또한, 상기 원통형 전지셀을 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery module including the cylindrical battery cell, and a battery pack including the battery module.
상기 원통형 전지셀은 소형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.The cylindrical battery cell can be used not only as a power source for a small device but also as a unit cell in a middle- or large-sized battery module including a plurality of battery cells used as a power source for a medium-sized device.
상기 디바이스의 구체적인 예로는. 모바일 전자기기(mobile device), 웨어러블 전자기기(wearable device), 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the device include: A mobile electronic device, a wearable device, a power tool powered by an electric motor, An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; And an energy storage system, but the present invention is not limited thereto.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 전지셀은, 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취된 형태의 젤리-롤형 전극조립체로서, 2개의 음극 탭이 전지 캔의 바닥을 향하도록 부착되어 있고, 상기 음극 탭이 결합하는 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 구조로 이루어지는 바, 상기 음극 탭 및 전지 캔의 하면에 낮은 저항의 소재를 적용함으로써, 전지의 발열 현상을 억제하여 활물질이 손상되는 것을 방지하고, 전지셀의 수명을 향상시킬 수 있다.As described above, the cylindrical battery cell according to the present invention is a jelly-roll type electrode assembly in which a separation membrane is interposed between a positive electrode and a negative electrode of a long sheet type, and two negative electrode tabs are wound on the bottom of the battery can And a low resistance portion is disposed on the lower surface of the battery can to which the negative electrode tab is coupled. By applying a low resistance material to the lower surface of the negative electrode tab and the battery can, The active material is prevented from being damaged, and the life of the battery cell can be improved.
또한, 저항이 낮을 뿐 아니라 열전도성이 우수한 소재를 전지 캔의 하면에 적용함으로써, 전지셀 내부의 열을 빠르게 배출하여 온도가 증가하는 것을 완화할 수 있는 바, 전지셀의 열화에 따른 폭발 내지 발화를 방지할 수 있다.Further, by applying a material having a low resistance and an excellent thermal conductivity to the bottom surface of the battery can, the heat inside the battery cell can be quickly discharged to alleviate the increase in temperature. As a result, the explosion or ignition Can be prevented.
도 1은 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체의 제조를 위해 권취 하기 전의 전극조립체의 평면도이다.
도 2는 하나의 실시예에 따른 원통형 전지 캔의 투시 사시도이다.
도 3은 다른 하나의 실시예에 따른 원통형 전지 캔의 투시 사시도이다.
도 4는 또 다른 하나의 실시예에 따른 원통형 전지 캔의 투시 사시도이다.1 is a plan view of an electrode assembly before winding to manufacture a jelly-roll type electrode assembly according to one embodiment.
2 is a perspective view of a cylindrical battery can according to one embodiment.
3 is a perspective view of a cylindrical battery can according to another embodiment.
4 is a perspective view of a cylindrical battery can according to another embodiment.
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 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체를 권취하기 전의 양극 시트, 분리막 및 음극 시트가 적층된 상태의 전극조립체의 평면도를 모식적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a plan view of an electrode assembly in which a positive electrode sheet, a separator, and a negative electrode sheet are stacked before winding a jelly-roll type electrode assembly according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는 양극(110), 분리막(190) 및 음극(160)이 순차적으로 적층되어 있고, 분리막(190)은 양극(110) 및 음극(160) 보다 상대적으로 더 큰 면적으로 이루어진다.1, the
양극(110)은 양극 시트(111) 상에 양극 합제층(112)이 코팅되어 있고, 양극 시트(111)의 일측으로부터 3분의 1 지점과 3분의 2 지점 각각에 제 1 미코팅부(121) 및 제 2 미코팅부(122)가 형성되어 있다. 제 1 미코팅부(121)에는 제 1 양극 탭(131)이 부착되어 있고, 제 2 미코팅부(122)에는 제 2 양극 탭(132)이 부착되어 있다. 제 1 양극 탭(131) 및 제 2 양극 탭(132)은 평면상 직사각형 형태로 이루어져 있다.The
도 1은 2개의 양극 탭이 부착된 구조를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 양극 탭의 개수는 1개 또는 3개 이상 부착될 수 있으며, 양극 탭의 부착을 위한 미코팅부는 상기 양극 탭의 개수와 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 또한, 양극 탭이 부착되는 위치는 도 1과 같이 한정되지 않으며, 음극 탭의 개수 및 음극 탭과의 이격 거리 등을 고려하여, 설정될 수 있음은 물론이다.1 illustrates a structure in which two positive electrode tabs are attached. However, the present invention is not limited thereto, and the number of positive electrode tabs may be one or three or more, May be formed in a number corresponding to the number. Also, it is needless to say that the positions where the positive electrode tabs are attached are not limited to those shown in FIG. 1, but may be set in consideration of the number of negative electrode tabs and the distance from the negative electrode tabs.
음극(160)은 음극 시트(161) 상에 음극 합제층(162)이 코팅되어 있고, 음극 시트(161)의 권취 시작부에는 제 1 미코팅부(171)가 형성되어 있으며, 음극 시트(161)의 권취 종료부에는 제 2 미코팅부(172)가 형성되어 있다.The
제 1 미코팅부(171)에는 제 1 음극 탭(181)이 부착되어 있고, 및 제 2 미코팅부(172)에는 제 2 음극 탭(182)이 부착되어 있다.A first
제 1 음극 탭(181)은 평면상 직사각형 형태로 이루어지고, 제 2 음극 탭(182)은 직각으로 절곡된 형태로 이루어진다.The first
전극조립체(100)는 화살표 방향으로 권취된 후, 제 2 음극 탭의 끝단(183)은 제 1 음극 탭(181)과 결합한 상태로 전지 캔의 하면 저저항부에 용접된다.After the
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 원통형 전지 캔의 사시도를 투시도로 도시하였다.2 to 4 are perspective views of a cylindrical battery can according to the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 원통형 캔(200)은 니켈 도금 강(Nickel plated steel, NPS) 소재로 이루어진 원통형 전지케이스로서, 원기둥으로 이루어진 측면(210)과 하면(220)으로 이루어진다. 측면(210)은 NPS 소재로 이루어져 있으나, 하면(220)은 구리 또는 구리 합금 소재로 이루어져 있다.2 to 4, the cylindrical can 200 is a cylindrical battery case made of nickel plated steel (NPS), and includes a
원통형 캔(200)은 원기둥 형태의 측면(210)과 원형의 하면(220)을 각각 준비한 후, 이들을 결합하는 방법에 의해 제조될 수 있다.The cylindrical can 200 can be manufactured by preparing a
원통형 캔(310)은 NPS 소재의 측면(311)과 하면(312)으로 이루어진 전지케이스로 이루어지고, 전지 캔의 하면 내측의 전체에 구리 도금(313)이 이루어져 있으며, 원통형 캔(320)은 NPS 소재의 측면(321)과 하면(322)으로 이루어진 전지케이스로 이루어지고, 전지 캔의 하면 내측의 중심부에 구리 도금(323)이 이루어져 있다.The cylindrical can 310 is made of a battery case made up of a
원통형 캔(310, 320)은 NPS 소재의 판재에 딥드로잉 방법에 의해 젤리-롤형 전극조립체 수납부를 형성하여 전지케이스를 제조하고, 상기 전지케이스의 하면 전체 또는 중심부에 구리 도금을 실시하는 방법에 의해 제조될 수 있다.The cylindrical can 310 and 320 are formed by forming a jelly-roll type electrode assembly holding portion on a plate material of NPS material by a deep drawing method to fabricate a battery case, and by plating copper on the entire lower surface or the central portion of the battery case .
상기 구리 도금의 두께는 수십 마이크로미터의 범위로 이루어진다.The thickness of the copper plating is in the range of several tens of micrometers.
원통형 캔(400)은 NPS 소재의 측면(411)과 하면(412)으로 이루어진 전지케이스로 이루어지고, 전지 캔의 하면 내측의 중심부에는 구리 소재의 기둥(413)이 형성되어 있다.The cylindrical can 400 is made of a battery case made up of a
상기 젤리-롤형 전극조립체(100)의 음극 탭들(181, 182)은 서로 결합한 상태에서 원통형 캔(200)의 하면(220), 원통형 캔(310)의 구리 도금(313), 원통형 캔(320)의 구리 도금(323) 또는 원통형 캔(400)의 구리 기둥(413)에 결합한다.The
이와 같이, 본 발명에 따른 원통형 전지셀은 과전류가 흘러 발열이 생기기 쉬운 음극 탭 및 전지 캔 하면에 낮은 전기저항을 갖는 구리 또는 구리 합금을 적용하고 있는 바, 전지셀의 열화 현상이 일어나는 것을 억제할 수 있으므로, 수명 특성 및 안전성이 향상된 전지셀을 제공할 수 있다.As described above, the cylindrical battery cell according to the present invention employs a negative electrode tab which is likely to generate heat due to an overcurrent flow and a copper or copper alloy having a low electrical resistance on the bottom surface of the battery can. It is possible to provide a battery cell having improved lifetime characteristics and safety.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 전극조립체
110 : 양극
111 : 양극 시트
112 : 양극 합제층
121, 122 : 양극 미코팅부
131, 132 : 양극 탭
160 : 음극
161 : 음극 시트
162 : 음극 합제층
171, 172 : 음극 미코팅부
181, 182 : 음극 탭
190 : 분리막
200, 310, 320, 400 : 원통형 캔
210, 311, 321, 411 : 원통형 캔의 측면
220, 312, 322, 412 : 원통형 캔의 하면
313, 323 : 구리 도금
413 : 구리 기둥100: electrode assembly
110: anode
111: anode sheet
112: positive electrode material mixture layer
121, 122: Anode uncoated portion
131, 132: positive electrode tab
160: cathode
161: cathode sheet
162: anode mixture layer
171, 172: negative electrode uncoated portion
181, 182: negative electrode tab
190: Membrane
200, 310, 320, 400: cylindrical can
210, 311, 321, 411: side of the cylindrical can
220, 312, 322, 412: the lower surface of the cylindrical can
313, 323: Copper plating
413: copper pole
Claims (11)
상기 젤리-롤형 전극조립체를 수납하는 금속 소재의 전지 캔; 및
상기 전지 캔의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리;
를 포함하고,
상기 젤리-롤형 전극조립체는 전지 캔의 바닥을 향하도록 2개의 음극 탭이 부착되어 있고,
상기 음극 탭이 결합하는 전지 캔의 하면에 저저항부가 위치하는 원통형 전지셀.A jelly-roll type electrode assembly in which a separation membrane is interposed between a positive electrode and a negative electrode of a long sheet type;
A battery can of a metal material for housing the jelly-roll type electrode assembly; And
A cap assembly mounted on an open upper end of the battery can;
Lt; / RTI >
The jelly-roll type electrode assembly has two negative electrode tabs attached to the bottom of the battery can,
And a low-resistance portion is located on a lower surface of the battery can to which the negative electrode tab is coupled.
A battery pack comprising a cylindrical battery cell according to any one of claims 1 to 10.
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- 2017-10-31 KR KR1020170143704A patent/KR102468048B1/en active IP Right Grant
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| KR102468048B1 (en) | 2022-11-17 |
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