KR20190072203A - Cylindrical Battery Having Carbon Material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소 물질을 포함하는 원통형 전지에 대한 것으로서, 구체적으로, 전지케이스 내부에 탄소 물질을 포함하는 가스제거층이 형성되어 있는 원통형 전지에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical battery including a carbon material, and more particularly, to a cylindrical battery in which a gas removing layer containing a carbon material is formed inside a battery case.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, rechargeable secondary batteries are widely used as energy sources for various mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels.
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.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- .
상기 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형 및 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있기 때문에 고용량의 이차전지의 적용이 필요한 분야에서 널리 사용되고 있다.The electrode assembly embedded in the battery case includes a positive electrode, a negative electrode, and a separation membrane structure interposed between the positive electrode and the negative electrode. The power generation device includes a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, A jelly-roll type, and a plurality of positive electrodes and a negative electrode of a predetermined size, which are stacked in a stacked state with a separator interposed therebetween. Among them, the jelly-roll type electrode assembly is widely used in applications requiring a high-capacity secondary battery because it is easy to manufacture and has a high energy density per weight.
상기 원통형 전지는 과충전 또는 단락 등 비정상적인 상황에 의해 전지 내부에서 발열 현상이 발생하여 안전하지 않은 온도 영역에 이르는 경우, 전지 내부의 열이 배출되지 못하게 되면서 전지 내부 소자의 자가 발열로 인하여 전지의 발화 내지 폭발을 야기하게 된다.In the case where the cylindrical battery is exposed to an unhealthy temperature range due to an abnormal condition such as overcharging or short circuit, heat inside the battery can not be discharged, Causing an explosion.
전지의 내부 소재인 전해액 등의 반응에 의해 발생하는 수소 기체가 발열 상태인 전지 내부 소재의 고온화 현상을 촉진시키고, 상기 전지의 발화 내지 폭발력을 강화시키기 때문이다.This is because the hydrogen gas generated by the reaction of the electrolyte or the like, which is the internal material of the battery, accelerates the high temperature phenomenon of the internal material of the battery, which generates heat, and strengthens the ignition or explosive force of the battery.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특허문헌 1은 전지케이스 내부에 수소 흡장 합금을 포함한 흡장 부재를 구비하는 밀폐형 전지를 개시하고 있으나, 상기 수소 합장 합금은 전지 내부의 전위 차이 변화에 따라 부반응을 일으켜서 전지의 성능이 저하될 수 있는 문제가 있다.In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a closed type battery having a storage member containing a hydrogen storage alloy inside a battery case, but the hydrogen storage alloy causes a side reaction in accordance with a change in potential difference inside the battery, There is a problem in that the performance of the display device may be deteriorated.
또한, 특허문헌 2는 외장재가 필름으로 구성된 래미네이트 전지로서 전극군 수납부의 내면 중 밀봉한 부분 이외에 가스 흡착층이 형성된 구조를 개시하고 있다. 그러나, 상기의 가스 흡착층은 실리카 겔 또는 전이금속 산화물 등을 포함하기 때문에 단위 부피 당 질량이 증가하는 문제가 있다.Patent Document 2 discloses a structure in which a gas adsorption layer is formed in addition to a sealed portion on the inner surface of an electrode group housing portion as a laminate cell having a casing made of a film. However, since the gas adsorbing layer contains silica gel or transition metal oxide, there is a problem that the mass per unit volume increases.
따라서, 전해액과의 부반응이 일어나지 않을 뿐 아니라, 전지 자체의 질량 증가를 최소화하면서, 전지 내부의 반응에 의해 생성되는 수소 기체 등의 발생을 완화할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of mitigating the generation of hydrogen gas or the like generated by the reaction in the battery while minimizing the mass increase of the battery itself as well as not causing side reactions with the electrolyte solution.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원통형 전지 내부에서 발생하는 수소 가스 등을 흡수 및 제거하여 전지의 발화 내지 폭발을 방지할 수 있는 안전성이 향상된 원통형 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a cylindrical battery with improved safety that can prevent ignition or explosion of a battery by absorbing and removing hydrogen gas generated in a cylindrical battery.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 전지는,According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical battery comprising:
전극조립체가 전해액과 함께 수납되어 있는 원통형 전지로서,A cylindrical battery in which an electrode assembly is housed together with an electrolyte,
상기 전극조립체를 수납하며 금속 소재로 이루어진 전지케이스;A battery case accommodating the electrode assembly and made of a metal material;
상기 전지케이스의 개방 상단에 위치하는 캡 어셈블리;A cap assembly positioned at an open upper end of the battery case;
상기 전극조립체의 절연성을 확보하기 위하여 전극조립체의 상부 및/또는 하부에 위치하는 절연부재; 및An insulation member positioned at an upper portion and / or a lower portion of the electrode assembly to ensure insulation of the electrode assembly; And
상기 전지케이스 내부의 적어도 일부에 형성되고 탄소 물질을 포함하는 가스제거층을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.And a gas removing layer formed on at least a part of the inside of the battery case and including a carbon material.
이와 같이, 본 발명은 전극조립체를 수납하는 전지케이스의 내부 및 상기 원통형 전지 내부에 수납된 절연부재 등의 적어도 일부에 탄소 물질을 포함하는 가스제거층을 포함하는 바, 상기 가스제거층에 의해 전지 내부에서 발생하는 수소 가스 등의 가스의 흡착 내지 제거가 가능하다. 또한, 상기 가스제거층은 가스 제거 능력이 우수한 탄소 물질을 포함하고 있는 바, 다른 가스제거 물질을 사용하는 경우와 비교할 때, 신속한 가스제거가 가능할 수 있다.As described above, the present invention includes a gas removing layer including a carbon material in at least part of the inside of a battery case for housing an electrode assembly and an insulating member housed inside the cylindrical battery, It is possible to adsorb or remove a gas such as hydrogen gas generated inside. In addition, since the gas removing layer includes a carbon material having excellent gas removing ability, it is possible to remove gas quickly as compared with the case of using other gas removing materials.
즉, 전지의 정상적인 사용 과정 또는 과충전, 외부 충격 내지 단락 등에 의한 비정상적인 사용 과정에서 발생하는 가스의 제거가 빠르게 이루어질 수 있는 바, 상기 가스에 의해 전지의 열화 현상이 야기되는 것을 방지할 수 있고, 나아가, 전지의 발화 내지 폭발이 일어나는 위험을 제거할 수 있다.That is, it is possible to rapidly remove the gas generated during the abnormal use process due to normal use process of the battery, overcharge, external impact or short circuit, etc., and it is possible to prevent the deterioration of the battery due to the gas, , The risk of ignition or explosion of the battery can be eliminated.
하나의 구체적인 예에서, 상기 가스제거층은 필름 형태, 접착제를 이용한 테이프 형태로 구성될 수 있고, 또는 스프레이 분사로 형성될 수 있다.In one specific example, the degassing layer may be in the form of a film, in the form of a tape using an adhesive, or may be formed by spraying.
구체적으로, 상기 전지케이스의 내측면에 탄소 물질을 포함하는 필름 형태의 가스제거층이 위치할 수 있고, 또는, 일면에 접착층이 형성된 시트가 테이프 형태로 전지케이스의 내부 및/또는 전지의 내부 구성 요소에 부가될 수 있다. 또는, 상기 탄소 물질을 포함하는 파우더 입자를 스프레이에 의한 분사 방법에 의해 전지케이스의 내부에 부가할 수 있다.Specifically, a film-type gas removing layer containing a carbon material may be disposed on the inner surface of the battery case, or a sheet having an adhesive layer formed on one surface thereof may be disposed in the form of a tape inside the battery case and / Element. Alternatively, the powder particles containing the carbon material may be added to the inside of the battery case by a spraying method by spraying.
예를 들어, 상기 가스제거층은 상기 전지케이스의 내부 측벽, 상기 전극조립체에 부착된 전극 탭, 상기 캡 어셈블리의 하면 및 상기 절연부재의 표면으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 부분에 형성될 수 있으며, 전지 내부의 가스를 빠르게 제거하기 위해서는, 상기 부분들 가운데 2 이상의 부분에 동시에 형성되는 것이 바람직하다.For example, the gas removing layer may be formed on any one portion selected from the group consisting of the inner side wall of the battery case, the electrode tab attached to the electrode assembly, the lower surface of the cap assembly, and the surface of the insulating member In order to quickly remove the gas inside the battery, it is preferable to form at least two portions of the portions at the same time.
상기 가스제거층은 가스 흡착력이 우수한 탄소 물질을 포함하는 바, 구조적으로 다량의 가스 흡수가 가능한 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube, SWNT) 또는 3차원 망상 구조의 탄소재로 이루어질 수 있다.The gas-removing layer may include a carbon material having excellent gas adsorption capability, and may be composed of a single-walled carbon nanotube (SWNT) or a carbon material having a three-dimensional network structure capable of absorbing a large amount of gas .
상기 단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 6개의 탄소로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 원통(튜브) 형태의 구조로 이루어지며, 상기 튜브의 직경은 나노미터 수준의 크기로 이루어지고, 높은 열전도율을 갖고 철강보다 100배 뛰어난 강도를 갖고 있다. The single-walled carbon nanotubes (SWNTs) have a structure of a tube-like structure in which six hexagonal carbon shapes are connected to each other to form a tubular shape. The diameter of the single-walled carbon nanotubes is nanometer- It has high thermal conductivity and 100 times better strength than steel.
상기 3차원 망상 구조의 탄소재는 특정한 다각형이 이어진 2차원 망상 구조 또는 특정한 다면체의 정점, 모서리 면 등을 공유하는 3차원 망상 구조로 이루어질 수 있다.The carbon material of the three-dimensional network structure may be a two-dimensional network structure having a specific polygon or a three-dimensional network structure sharing a vertex or a corner face of a specific polyhedron.
따라서, 상기 단일벽 탄소나노튜브 구조의 경우에 상기 육각형 모양의 탄소 고리 및 상기 관 모양의 튜브 형태의 내부, 및 상기 3차원 망상 구조에 생기는 공간적인 빈틈 내부에 다량의 가스 포집이 가능하다.Accordingly, in the case of the single-walled carbon nanotube structure, a large amount of gas can be trapped in the hexagonal carbon rings, the tubular tube-shaped interior, and the spatial gaps formed in the three-dimensional network structure.
한편, 상기 단일벽 탄소나노튜브는 티타늄(Titanium,Ti) 또는 다른 전이금속이 코팅된 구조로 이루어질 수 있는 바, 특히 티타늄이 코팅됨으로써 가스 흡착 능력도 더욱 향상된다.On the other hand, the single-walled carbon nanotube may have a structure coated with titanium (Ti) or another transition metal. In particular, the gas adsorption capability is further improved by coating with titanium.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 전극조립체의 음극 탭과 결합되어 전기적으로 음극을 형성하는 구조일 수 있다.In one specific example, the battery case may be a structure that is combined with the negative electrode tab of the electrode assembly to electrically form the negative electrode.
즉, 전기적으로 음극을 형성하는 전지케이스는 낮은 전위를 갖는 바, 탄소 물질을 포함하는 가스제거층이 전지케이스 내부에 형성되는 경우, 일반적으로 탄소 물질이 음극재로 사용되는 점을 고려할 때, 본 발명과 달리, 금속의 합금 소재로 이루어지는 가스제거층을 사용함에 따라 전위에 따른 부반응을 일으켜 전지의 성능을 열화시키는 문제를 방지할 수 있다. In other words, when considering that a carbonaceous material is generally used as a negative electrode material when a gas removing layer containing a carbon material is formed in a battery case, Unlike the present invention, the use of a gas-removing layer made of an alloy material of a metal can prevent the problem of deteriorating the performance of the battery due to side reactions caused by dislocations.
하나의 구체적인 예에서, 전지의 열화 현상을 억제하기 위하여 가스제거층이 넓게 형성되는 것이 바람직한 바, 예를 들어, 상기 가스제거층은 상기 전극조립체의 외면 일부를 감싸는 구조를 더 포함할 수 있다.In one specific example, it is preferable that the gas removing layer is formed to be wide in order to suppress deterioration of the battery. For example, the gas removing layer may further include a structure for covering a part of the outer surface of the electrode assembly.
이와 같이 전극조립체의 외면 일부에 가스제거층이 더 포함되는 경우로서, 상기 전극조립체가 권취형의 구조인 경우에는 상기 전극조립체의 풀림을 방지하기 위한 고정 부재에 가스제거층이 형성되는 구조일 수 있고, 또는, 상기 전극조립체의 외면 전체를 감싸도록 가스 제거층이 형성되는 구조일 수 있다.In the case where the gas-removing layer is further included in the outer surface of the electrode assembly as described above, the gas-removing layer may be formed on the fixing member for preventing the electrode assembly from being unwound when the electrode assembly is of the winding type. Or a structure in which a gas removing layer is formed to surround the entire outer surface of the electrode assembly.
종래에 금속의 합금으로 구성되는 수소저장 합금을 가스제거 목적으로 전지 내부에 적용하는 경우, 전해액 등과의 전지 내부 물질과 화학 반응이 일어나는 결과 전지의 성능을 열화시키는 부반응의 산물이 형성되는 문제가 있었는 바, 상기 가스제거층은 전해액과 화학 반응이 발생하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.Conventionally, when a hydrogen storage alloy composed of a metal alloy is applied to the inside of a battery for the purpose of degassing, there is a problem that a side reaction product that deteriorates the performance of a battery as a result of a chemical reaction with an internal substance of the battery with an electrolyte or the like is formed It is preferable that the gas-removing layer is made of a material which does not generate a chemical reaction with the electrolytic solution.
본원 발명에 따른 원통형 전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체에 리튬염 함유 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어진 리튬 이차전지일 수 있다.The cylindrical battery according to the present invention may be a lithium secondary battery having a structure in which a nonaqueous electrolyte solution containing a lithium salt is impregnated in an electrode assembly having a separator interposed between an anode and a cathode.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하고 있는 양극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 양극 합제에는, 필요에 따라, 바인더, 도전재, 충진재 등이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The positive electrode is prepared, for example, by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material on a positive electrode collector and then drying the positive electrode mixture. Optionally, a binder, a conductive material, a filler, .
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체는, 상기 음극 집전체에서와 마찬가지로, 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The positive electrode current collector may have fine unevenness formed on the surface thereof to increase the adhesive force of the positive electrode active material as in the case of the negative electrode current collector. Alternatively, the positive electrode current collector may have various properties such as a film, sheet, foil, net, porous body, Form is possible.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; And the formula Li 1 + x M 1-y M 'y PO 4-z X z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(㎝C), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (cmC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, Polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing any chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin-based polymerizers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다.The negative electrode is prepared, for example, by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material on a negative electrode collector and then drying the same. The negative electrode mixture may contain a conductive material, a binder, a filler, May be included.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. Examples of the negative electrode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.
상기 음극 활물질은, 예를 들어, 앞서 설명한 규소계 화합물을 포함하여, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material includes, for example, carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon including the above-described silicon-based compound; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x < Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.
상기 바인더와 도전재 및 필요에 따라 첨가되는 성분들은 음극에서의 설명과 동일하다.The binder, the conductive material, and the components added as necessary are the same as those in the negative electrode.
경우에 따라서는, 음극의 팽창을 억제하는 성분으로서 충진제가 선택적으로 첨가될 수 있다. 이러한 충진제는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.In some cases, a filler may be optionally added as a component to suppress the expansion of the negative electrode. Such a filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
또한, 점도 조절제, 접착 촉진제 등의 기타의 성분들이 선택적으로 또는 둘 이상의 조합으로서 더 포함될 수 있다.In addition, other components such as a viscosity adjusting agent, an adhesion promoter and the like may be further included as a selective or a combination of two or more.
상기 점도 조절제는 전극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 음극 합제 전체 중량을 기준으로 30 중량%까지 첨가될 수 있다. 이러한 점도 조절제의 예로는, 카르복시메틸셀룰로우즈, 폴리비닐리덴 플로라이드 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 앞서 설명한 용매가 점도 조절제로서의 역할을 병행할 수 있다.The viscosity modifier may be added up to 30% by weight based on the total weight of the negative electrode mixture as a component for adjusting the viscosity of the electrode mixture so that the mixing process of the electrode mixture and the coating process on the current collector may be easy. Examples of such viscosity modifiers include carboxymethylcellulose, polyvinylidene fluoride and the like, but are not limited thereto. In some cases, the above-described solvent may play a role as a viscosity adjusting agent.
상기 접착 촉진제는 집전체에 대한 활물질의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 보조성분으로서, 바인더 대비 10 중량% 이하로 첨가될 수 있으며, 예를 들어 옥살산 (oxalic acid), 아디프산(adipic acid), 포름산(formic acid), 아크릴산(acrylic acid) 유도체, 이타콘산(itaconic acid) 유도체 등을 들 수 있다.The adhesion promoter may be added in an amount of 10% by weight or less based on the binder, for example, oxalic acid, adipic acid, Formic acid, acrylic acid derivatives, itaconic acid derivatives, and the like.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. As the electrolyte solution, a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.
하나의 바람직한 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In a preferred embodiment, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.
본 발명은 또한, 상기 원통형 전지를 포함하는 전지팩을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a battery pack including the cylindrical battery.
구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 상세한 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.Specifically, the battery pack may be used as a power source for devices requiring high-temperature safety, long cycle characteristics, and high rate characteristics. Examples of such devices include a mobile 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.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 전지는 내부의 적어도 일부에 탄소 물질을 포함하는 가스제거층이 형성된 전지케이스를 포함하는 바, 전지의 사용 과정에서 발생하는 가스를 제거하여 전지의 열화 현상 및 폭발 등을 야기하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the cylindrical battery according to the present invention includes a battery case having a gas removing layer formed on at least a part of the inside thereof, the gas removing layer including a carbon material, Explosion and the like can be prevented.
또한, 상기 가스제거층의 소재로서 가볍고 전지 내부 물질과 반응하지 않는 물질을 사용하는 경우에는, 가스를 저장할 수 있는 공간이 많기 때문에 단위 질량 당 전하저장 능력이 뛰어나고, 단위 부피 당 질량이 작은 전지를 제공할 수 있다.In addition, when the gas-removing layer is made of a material which is light and does not react with the internal materials of the battery, the space for storing the gas is large, so that the charge storage capacity per unit mass is excellent and the cell having a small mass per unit volume .
도 1은 하나의 실시예에 따른 전지케이스의 수직 단면도이다.
도 2는 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체의 권취 전 분해 평면도이다.
도 3은 도 2의 젤리-롤형 전극조립체가 권취된 상태의 정면도이다.
도 4는 하나의 실시예에 따른 원통형 전지의 수직 단면도이다.1 is a vertical sectional view of a battery case according to an embodiment.
2 is an exploded top plan view of a jelly-roll type electrode assembly according to one embodiment before winding.
3 is a front view of the jelly-roll type electrode assembly of FIG. 2 in a wound state.
4 is a vertical sectional view of a cylindrical battery according to one 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 전지케이스의 수직 단면도를 모식적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a vertical sectional view of a battery case according to one embodiment.
도 1을 참조하면, 전지케이스(100)는 내측면(101)에 가스제거층(110)이 부가되어 있는 구조로 이루어진다. 가스제거층(110)은 전지케이스의 내측면(101) 전체에 형성된 상태로 도시되어 있는 바, 전지케이스(100)의 원통형 측면부에만 형성될 수도 있고, 또는 전지케이스(100)의 원형의 하면부에만 형성될 수도 있으며, 상기 원통형 측면부에 형성되는 가스제거층의 두께는 상기 원형의 하면부에 형성되는 가스제거층의 두께와 동일할 수 있고, 또는 상이한 두께로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 1, the
도 2는 하나의 실시예에 따른 젤리-롤형 전극조립체의 권취 전 상태의 분해 평면도를 모식적으로 도시하고 있고, 도 3은 도 2의 젤리-롤형 전극조립체를 권취 한 상태의 정면도를 모식적으로 도시하고 있다.FIG. 2 schematically shows a disassembled plan view of a jelly-roll type electrode assembly according to one embodiment before rolling. FIG. 3 schematically shows a front view of a jelly- Respectively.
도 2 및 도 3을 참조하면, 젤리-롤형 전극조립체(200)는 양극(210) 및 음극(230)이 분리막(220)을 사이에 개재한 상태로 적층된 후 일측 방향으로 권취되어 제조된다. 양극(210)은 양극 집전체(211)의 일면 또는 양면에 양극 합제층(212)이 코팅되어 있고, 양극 합제층(212)이 형성되지 않은 미코팅부에는 양극 탭(213)이 부착되어 있다.2 and 3, the jelly-roll
음극(230)은 음극 집전체(231)의 일면 또는 양면에 음극 합제층(232)이 코팅되어 있고, 음극 합제층(232)이 형성되지 않은 미코팅부에는 음극 탭(233)이 부착되어 있다.The
전극조립체(200)가 권취된 상태에서 전극조립체의 외부로 노출되는 양극 탭(213) 및 음극 탭(233)의 외면에는 가스제거층(251)이 형성되어 있고, 권취된 상태의 전극조립체(200)의 외면에도 전극조립체를 감싸는 구조로 이루어진 가스제거층(251)이 부가되어 있다. 다만, 도 3에 도시된 바와 달리, 전극 탭들에만 가스제거층이 형성될 수도 있고, 또는, 전극조립체의 외면에만 가스제거층이 부가되는 구조일 수도 있다.A
가스제거층(251)은 젤리-롤형 전극조립체(200)의 외면을 360도로 둘러싸는 구조로 도시되어 있으나, 전극조립체의 풀림을 방지하기 위하여 젤리-롤형 전극조립체의 권취 말단부에 부착되는 테이프에만 부가될 수도 있다.The gas-removing
또한, 젤리-롤형 전극조립체(200)의 권취 축 방향 길이와 평행한 가스제거층(251)의 상하 방향 길이는 상기 젤리롤형 전극조립체의 권취 축 방향 길이보다 짧은 형태로 도시되어 있으나, 동일한 길이의 가스제거층이 부가될 수 있고, 또는 젤리-롤형 전극조립체의 권취 축 방향 길이보다 긴 길이를 갖는 가스제거층이 부가될 수도 있다.The length of the
도 4는 하나의 실시예에 따른 원통형 전지의 수직 단면도를 모식적으로 도시하고 있다.Fig. 4 schematically shows a vertical sectional view of a cylindrical battery according to one embodiment.
도 4를 참조하면, 원통형 전지(300)는 전극조립체(310)를 수납하는 전지케이스(301), 전지케이스(301)의 개방 상단에 위치하는 캡 어셈블리(302), 전극조립체(310)의 상면에 위치하는 상부 절연부재(303), 전극조립체(310)의 하면에 위치하는 하부 절연부재(304)를 포함하고, 상부 절연부재(303)의 하면에 가스제거층(321)이 형성되어 있으며, 하부 절연부재(304)의 상면에 가스제거층(322)이 형성되어 있다.4, the
또한, 도 4에는 도시하지 않았으나, 원통형 전지(300)의 캡 어셈블리(302)의 하면(305)의 적어도 일부에도 가스제거층이 형성될 수 있고, 전극조립체(310)의 외면에도 도 3과 같은 가스제거층이 형성된 구조일 수 있다.4, a gas removing layer may be formed on at least a part of the
이와 같이, 본 발명은 전지케이스의 내면, 및/또는 전지 내부에 수납된 내부 부재들의 외면에 가스제거층이 형성된 원통형 전지에 대한 것으로서, 상기와 같은 가스제거층이 탄소 물질을 포함하는 단일벽 탄소나노튜브 또는 3차원 망상 구조로 이루어지는 경우, 전지셀의 전체적인 질량 증가가 크지 않으면서, 전해액과 반응하지 않는 가스제거층을 포함하는 원통형 전지를 제공할 수 있다.As described above, the present invention relates to a cylindrical battery in which a gas removing layer is formed on the inner surface of a battery case and / or on the outer surfaces of inner members housed in a battery, wherein the gas removing layer comprises a single wall carbon The present invention can provide a cylindrical battery including a gas-removing layer that does not react with an electrolyte solution without increasing the overall mass of the battery cell when the cell is formed of a nanotube or a three-dimensional network structure.
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, 301 : 전지케이스
101 : 전지케이스의 내측면
110, 251, 321, 322 : 가스제거층
200, 310 : 젤리-롤형 전극조립체
210 : 양극
211 : 양극 집전체
212 : 양극 합제층
213 : 양극 탭
220 : 분리막
230 : 음극
231 : 음극 집전체
232 : 음극 합제층
233 : 음극 탭
300 : 원통형 전지
302 : 캡 어셈블리
303 : 상부 절연부재
304 : 하부 절연부재
305 : 캡 어셈블리의 하면100, 301: Battery case
101: Inside surface of battery case
110, 251, 321, 322: gas removal layer
200, 310: jelly-roll type electrode assembly
210: anode
211: positive current collector
212: anode mixture layer
213:
220: Membrane
230: cathode
231: cathode collector
232: anode mixture layer
233: negative electrode tab
300: Cylindrical battery
302: cap assembly
303: upper insulating member
304: Lower insulating member
305: the lower surface of the cap assembly
Claims (9)
상기 전극조립체를 수납하며 금속 소재로 이루어진 전지케이스;
상기 전지케이스의 개방 상단에 위치하는 캡 어셈블리;
상기 전극조립체의 절연성을 확보하기 위하여 전극조립체의 상부 및/또는 하부에 위치하는 절연부재; 및
상기 전지케이스 내부의 적어도 일부에 형성되고 탄소 물질을 포함하는 가스제거층;
을 포함하는 원통형 전지.A cylindrical battery in which an electrode assembly is housed together with an electrolyte,
A battery case accommodating the electrode assembly and made of a metal material;
A cap assembly positioned at an open upper end of the battery case;
An insulation member positioned at an upper portion and / or a lower portion of the electrode assembly to ensure insulation of the electrode assembly; And
A gas removing layer formed on at least a part of the inside of the battery case and including a carbon material;
.
A battery pack comprising the cylindrical battery according to any one of claims 1 to 8.
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WO2023128579A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Anode slurry for lithium ion secondary battery and manufacturing method therefor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012059489A (en) | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Panasonic Corp | Laminated battery |
JP2016095928A (en) | 2014-11-12 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | battery |
-
2017
- 2017-12-15 KR KR1020170173370A patent/KR20190072203A/en unknown
Patent Citations (2)
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JP2012059489A (en) | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Panasonic Corp | Laminated battery |
JP2016095928A (en) | 2014-11-12 | 2016-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | battery |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023128579A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Anode slurry for lithium ion secondary battery and manufacturing method therefor |
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