KR20200043809A - Secondary battery - Google Patents

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KR20200043809A
KR20200043809A KR1020180124642A KR20180124642A KR20200043809A KR 20200043809 A KR20200043809 A KR 20200043809A KR 1020180124642 A KR1020180124642 A KR 1020180124642A KR 20180124642 A KR20180124642 A KR 20180124642A KR 20200043809 A KR20200043809 A KR 20200043809A
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Abstract

The present invention relates to a secondary battery in which a pouch incorporates an electrode assembly having an anode tab where anodes are interconnected and a cathode tab where cathodes are interconnected. The secondary battery includes: an electrode assembly which is in a quadrangular shape formed by four sides, and has a space portion, which is an empty space, formed between two sides facing each other, wherein anode and cathode tabs are positioned in the space portion; an anode lead having one end connected to the anode tab; a cathode lead having one end connected to the cathode tab; and a pouch incorporating the electrode assembly. The other ends of the anode and cathode leads protrude outward through the pouch and protrude from one surface among the largest surfaces formed on the pouch. In the present invention configured as described above, the anode and cathode leads protrude outward through the pouch and protrude from one surface among the largest surfaces formed on the pouch, wherein the largest surfaces are upper and lower surfaces. Accordingly, the number and size of sealing portions of the pouch can be minimized and the current density deviation in the electrode assembly can be reduced.

Description

이차전지{Secondary battery}Secondary battery {Secondary battery}

본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 양극리드와 음극리드가 파우치의 상면 또는 하면의 중간 부분에 위치되어 씰링이 이루어지는 부분을 최소화함으로써 부피 대비 용량을 증대시킬 수 있고 전극조립체 내부의 전류밀도편차를 감소시킬 수 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch type secondary battery, and more specifically, the positive electrode lead and the negative electrode lead are located in the middle portion of the upper or lower surface of the pouch, thereby minimizing the sealing portion, thereby increasing the volume-to-volume capacity and in the electrode assembly. It relates to a secondary battery that can reduce the current density deviation of.

휴대 기기 및 전기 자동차 분야 등에서 고효율 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러한 이차전지 중에서도 에너지 밀도가 높고 상대적으로 고전압을 유지할 수 있으며 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있고 성능향상을 위한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.Demand for high-efficiency secondary batteries is rapidly increasing in the field of portable devices and electric vehicles. Among such secondary batteries, a lithium secondary battery having a high energy density and maintaining a relatively high voltage and having a low self-discharge rate is commercially used and widely used, and research and development for improving performance is actively being performed.

이차전지는 캔, 파우치 등과 같은 케이스 내에 전극조립체와 전해질(전해액)이 내장되는 구조를 갖는다. 상기 전극조립체는 양극, 분리막, 음극이 반복 적층된 구조를 갖되, 일반적으로 양극, 분리막, 음극이 적층된 상태에서 둘둘 말아져 케이스 내에 내장되는 권취형, 일정한 크기로 양극, 분리막, 음극이 절단된 상태에서 적층이 이루어지는 스택형(적층형)으로 구분될 수 있다.The secondary battery has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte (electrolyte) are embedded in a case such as a can or pouch. The electrode assembly has a structure in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are repeatedly stacked, and in general, the positive electrode, a separator, and a negative electrode are wound in a stacked state to be wound in a stacked type, and the positive electrode, the separator, and the negative electrode are cut to a certain size. It can be divided into a stacked (stacked) type in which lamination is performed in a state.

이중 스택형 전극조립체(2)는 도 1 에 도시된 바와 같이 사각형 상하면을 갖는 육면체 모양으로 제조되며, 상부(1a)와 하부(1b)가 분리되는 파우치 내에 내장된다. 상기 파우치 내에 전극조립체(2)가 내장되면 상기 파우치의 상부(1a)와 하부(1b)는 테두리부분(파우치 상부에서 점선으로 표시된 부분 바깥쪽)에서 열과 압력이 가해져 씰링이 이루어진다.The double stacked electrode assembly 2 is manufactured in a hexahedral shape having a rectangular upper and lower surfaces as shown in FIG. 1, and is embedded in a pouch in which the upper 1a and the lower 1b are separated. When the electrode assembly 2 is embedded in the pouch, heat and pressure are applied to the upper portion 1a and the lower portion 1b of the pouch at the edge portion (outside of the portion indicated by the dotted line at the top of the pouch) to be sealed.

하지만, 이와 같이 씰링이 이루어진 씰링부는 파우치의 각 테두리부분에 형성되어 불필요한 공간을 차지하는 문제가 있었다. 특히, 복수개의 이차전지가 탑재되는 전지모듈, 전지팩 등에서 상기 씰링부는 전지모듈, 전지팩의 크기를 증가시키는 원인이 되었다.However, the sealing part in which the sealing is made as described above is formed on each rim portion of the pouch, thereby taking up unnecessary space. In particular, in a battery module, a battery pack, etc., in which a plurality of secondary batteries are mounted, the sealing portion has been a cause of increasing the size of the battery module and the battery pack.

아울러, 도 1 에 도시된 바와 같이 전류가 이동하는 양극단자(3b)와 음극단자(4b)는 실링부의 일측변에 위치한다. 그러나, 이와같이 양극탭(3a)과 연결된 양극단자(3b)와 음극탭(4a)과 연결된 음극단자(4b)가 어느 한쪽에 치우쳐 배치되는 구조는 전극조립체(2) 내부에서 전류밀도편차를 증가시켜 발열발생 및 전극퇴화의 원인으로 작용할 수 있었다.In addition, as shown in FIG. 1, the positive electrode terminal 3b and the negative electrode terminal 4b through which the current moves are located at one side of the sealing portion. However, the structure in which the positive electrode terminal 3b connected to the positive electrode tab 3a and the negative electrode terminal 4b connected to the negative electrode tab 4a are disposed on either side increases the current density deviation inside the electrode assembly 2. It could act as a cause of heat generation and electrode degeneration.

따라서, 본 발명은 씰링부의 갯수와 면적을 최소화하여 부피 대비 용량을 증대시킬 수 있고, 양극단자와 음극단자가 중앙에 위치시켜 전극조립체 내부의 전류밀도편차(양극단자와 음극단자 근방에서의 전류 밀도와 양극단자와 음극단자에서 멀리 떨어진 곳에서의 전류 밀도 차이)를 감소시킬 수 있는 이차전지를 제공하는 것에 주목적이 있다.Therefore, the present invention can increase the volume-to-volume capacity by minimizing the number and area of the sealing parts, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are positioned in the center, thereby distributing the current density within the electrode assembly (current density near the positive electrode terminal and the negative electrode terminal). And the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극끼리 연결된 양극탭과 음극끼리 연결된 음극탭을 갖는 전극조립체가 파우치에 내장되는 이차전지에 있어서, 네 개의 변들이 형성된 사각 모양을 갖되, 서로 대향하는 두 개의 변들 사이에 빈 공간인 공간부가 형성되고 상기 공간부 내에서 양극탭과 음극탭이 위치하는 전극조립체; 일단이 양극탭과 연결되는 양극리드; 일단이 음극탭과 연결되는 음극리드; 및 상기 전극조립체가 내장되는 파우치;를 포함하고, 상기 양극리드의 타단과 음극리드의 타단은 상기 파우치를 관통하여 외부로 돌출되되 상기 파우치에 형성된 가장 큰 면 중 하나의 표면에서 돌출된다.The present invention for achieving the object as described above, in the secondary battery in which the electrode assembly having a positive electrode tab connected to the positive electrode and a negative electrode tab connected to the negative electrode in a pouch, four sides have a square shape formed, opposite to each other An electrode assembly in which an empty space is formed between two sides, and an anode tab and a cathode tab are located within the space; An anode lead having one end connected to the anode tab; A negative electrode lead having one end connected to the negative electrode tab; And a pouch in which the electrode assembly is embedded. The other end of the positive electrode lead and the other end of the negative electrode lead protrude outwardly through the pouch, but protrude from one of the largest surfaces formed in the pouch.

상기 전극조립체는 서로 대향하는 가로측 두 개의 변들 사이와 서로 대향하는 세로측 두 개의 변들 사이에서 두께방향을 따라 양면을 관통하는 홀이 형성되어 공간부를 형성한다.The electrode assembly is formed between two horizontal sides opposite to each other and two vertical sides opposite to each other, with holes penetrating both surfaces along the thickness direction to form a space.

상기 공간부 내에 위치하는 양극탭과 음극탭은 미리 정해진 길이만큼 이격배치된다. 상기 공간부를 형성하는 홀은 사각모양으로 형성된다.The positive electrode tab and the negative electrode tab positioned in the space portion are spaced apart by a predetermined length. The hole forming the space portion is formed in a square shape.

상기 파우치는 네 개의 변을 갖는 사각 모양을 갖되, 세 개의 변은 폐쇄된 상태에서 한 개의 변만 개구되어 전극조립체가 삽입되고, 상기 전극조립체가 삽입되면 개구된 변 및 양극리드와 음극리드가 돌출된 부분의 밀봉이 이루어진다.The pouch has a quadrangular shape having four sides, and three sides are closed, and only one side is opened to insert the electrode assembly, and when the electrode assembly is inserted, the opened side and the positive and negative leads protrude. The sealing of the part is made.

아울러, 본 발명에서는 두 개의 서브전극조립체가 제공되는 구성을 추가적으로 제공한다. 즉, 상기 전극조립체는 양극탭과 음극탭이 동일한 변에 돌출된 서브전극조립체 두 개가 연결되어 구성되되, 상기 서브전극조립체들은 각각의 양극탭과 음극탭이 서로 마주하도록 배치된 상태에서 서로의 양극탭들과 서로의 음극탭들끼리 연결되며, 상기 서브전극조립체들은 서로 이격되어 그 사이에서 공간부가 형성된다. In addition, the present invention additionally provides a configuration in which two sub-electrode assemblies are provided. That is, the electrode assembly is composed of two sub-electrode assemblies in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude on the same side, and the sub-electrode assemblies are arranged to face each other with the positive electrode tab and the negative electrode tab. The tabs and the cathode tabs of each other are connected, and the sub-electrode assemblies are spaced apart from each other to form a space therebetween.

이때, 양극탭들끼리의 접합과 음극탭들끼리의 접합은 어느 하나가 아래에 놓이면 다른 하나가 그 위에 안착되어 면접촉한 상태에서 초음파를 통한 열융착이 발생하여 이루어진다.At this time, the bonding between the positive electrode tabs and the bonding between the negative electrode tabs is achieved when one is placed on the other, and the other is seated thereon and heat-sealed through ultrasonic waves in a surface contact state.

이때, 상기 양극리드는 양극탭들끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 양극탭 위에 놓인 상태에서 상기 양극탭들과 함께 접합되고, 상기 음극리드는 음극탭들끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 음극탭 위에 놓인 상태에서 상기 음극탭들과 함께 접합된다. At this time, the positive electrode leads are bonded together with the positive electrode tabs while being placed on any one positive electrode tab placed on the upper side when the positive electrode tabs are bonded to each other, and the negative electrode leads are placed on the upper side when the negative electrode tabs are bonded to each other. It is bonded together with the negative electrode tab in a state placed on the negative electrode tab.

상기 파우치는 서브전극조립체들이 삽입되는 서브파우치 두 개가 연결되어 구성되며, 상기 서브파우치 각각은 사각 모양을 갖되 양극탭과 음극탭이 노출되는 한 개의 변만 개구되고 세 개의 변은 폐쇄된 상태에서 상기 서브전극조립체들의 양극탭과 음극탭끼리 연결되는 지점에서 서로의 개구된 변들끼리 마주하게 되고, 내부를 밀폐하도록 상기 개구된 변들끼리 서로 접합된다.The pouch is configured by connecting two sub-pouches into which sub-electrode assemblies are inserted, and each of the sub-pouches has a square shape, but only one side of which the positive electrode tab and the negative electrode tab are exposed is opened, and the three sides are closed. At the point where the positive electrode tab and the negative electrode tab of the electrode assemblies are connected, the opened sides of each other face each other, and the opened sides are joined to each other so as to seal the inside.

이와 같은 구성을 갖는 이차전지는 복수 개가 결합되어 전지모듈 및/또는 전지팩 등과 같은 대용량 전기저장장치를 추가적으로 제공할 수 있다.A plurality of secondary batteries having such a configuration may be combined to additionally provide a large-capacity electric storage device such as a battery module and / or a battery pack.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 양극리드와 음극리드가 파우치를 관통하여 외부로 돌출되되 상기 파우치에 형성된 가장 큰 면(즉, 상면 또는 하면) 중 하나의 표면에서 돌출되는 구조를 가지므로, 상기 파우치에 형성되는 씰링부의 갯수 및 그 크기를 최소화할 수 있고, 전극조립체 내부의 전류밀도편차를 감소시킬 수 있다.The present invention having the above configuration has a structure in which the positive electrode lead and the negative electrode lead protrude through the pouch and protrude to the outside, but protrude from the surface of one of the largest surfaces (ie, top or bottom) formed in the pouch. The number of sealing parts formed in the pouch and its size can be minimized, and the current density deviation inside the electrode assembly can be reduced.

아울러, 본 발명에서는 두 개의 서브전극조립체 및 두 개의 서브파우치들이 연결되어 구성되어 파우치 테두리 부분에서 씰링부를 삭제할 수 있다.In addition, in the present invention, two sub-electrode assemblies and two sub-pouches are connected to each other, so that the sealing portion can be removed from the edge of the pouch.

도 1 은 종래의 파우치형 이차전지에서 파우치의 밀봉이 이루어지기 전의 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지 내부를 투시하여 도시한 사시도.
도 3 은 도 2 의 이차전지에서 파우치 내부에 전극조립체가 내장되기 전의 모습을 도시한 사시도.
도 4 는 제1실시예에 따른 전극조립체를 구성하는 양극, 분리막, 음극이 분해된 모습이 도시된 사시도.
도 5 는 제 1 실시예에 따른 이차전지에서 씰링부(S)가 형성되는 부분을 표시한 사시도.
도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차전지 내부를 투시하여 도시한 사시도.
도 7 은 제2실시예에 따른 이차전지에서 서브전극조립체들 및 서브파우치들이 분해된 모습이 도시된 사시도.
도 8 은 상기 서브전극조립체들끼리 결합된 모습을 도시한 평면도.
도 9 는 상기 서브전극조립체들끼리 결합된 모습을 도시한 측면도.
도 10 은 제 2 실시예에 따른 이차전지에서 씰링부(S)가 형성되는 부분을 표시한 사시도. 1 is a perspective view showing a state before the pouch is sealed in a conventional pouch type secondary battery.
Figure 2 is a perspective view showing the interior of the secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a state before the electrode assembly is built in the pouch inside the secondary battery of FIG. 2.
4 is a perspective view showing a state in which an anode, a separator, and a cathode constituting the electrode assembly according to the first embodiment are disassembled.
Figure 5 is a perspective view showing a portion in which the sealing portion (S) is formed in the secondary battery according to the first embodiment.
6 is a perspective view showing a perspective view of a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a state in which the sub-electrode assemblies and the sub-pouches are disassembled in the secondary battery according to the second embodiment.
8 is a plan view showing a state in which the sub-electrode assemblies are combined with each other.
9 is a side view showing a state in which the sub-electrode assemblies are combined with each other.
10 is a perspective view showing a portion in which the sealing portion S is formed in the secondary battery according to the second embodiment.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to describe his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 양극(23)끼리 연결된 양극탭(20b)과 음극(25)끼리 연결된 음극탭(22b)을 갖는 전극조립체(20)가 파우치(10)에 내장되는 이차전지에 관한 것으로써, 상기 양극탭(20a)과 연결되는 양극리드(20b)와 상기 음극탭(22a)과 연결되는 음극리드(22b)가 파우치(10)의 중앙에 위치하여 전류밀도편차를 감소시킬 수 있는 이차전지에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.The present invention relates to a secondary battery in which the electrode assembly 20 having the positive electrode tab 20b connected to the positive electrode 23 and the negative electrode tab 22b connected to the negative electrode 25 is embedded in the pouch 10, the positive electrode A positive electrode lead (20b) connected to the tab (20a) and a negative electrode lead (22b) connected to the negative electrode tab (22a) is located in the center of the pouch (10) relates to a secondary battery capable of reducing the current density deviation . Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1실시예Embodiment 1

도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지 내부를 투시하여 도시한 사시도이고, 도 3 은 파우치 내부에 전극조립체가 내장되기 전의 모습을 도시한 사시도이다. 도면을 참조하면, 이 실시예에서 상기 전극조립체(20)는 도 4 에 도시된 바와 같이 양극(23), 분리막(24), 음극(25)이 반복적으로 적층되어 구성되되, 네 개의 변들(즉, 측면)이 형성된 사각 모양을 갖는다. 상기 전극조립체(20)는 서로 대향하는 상대적으로 더 짧은 변들(가로측 변들) 사이에서 그리고 서로 대향하는 상대적으로 긴 변들(세로측 변들) 사이에서(즉, 가운데 지점에서) 빈 공간인 공간부(21)가 형성된다FIG. 2 is a perspective view showing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing a state before the electrode assembly is built in the pouch. Referring to the drawing, in this embodiment, the electrode assembly 20 is configured by repeatedly stacking an anode 23, a separator 24, and a cathode 25 as shown in FIG. 4, four sides (ie , Side) has a square shape formed. The electrode assembly 20 is a space portion 21 that is an empty space between relatively shorter sides (horizontal sides) facing each other and between relatively long sides (vertical sides) facing each other (ie, at a central point). ) Is formed

상기 공간부(21) 내에는 양극(23)에서 돌출된 양극탭(20a)과 음극(25)에서 돌출된 음극탭(22a)이 배치된다. 즉, 양극(23)과 음극(25) 및 분리막(24)은 도 4 에 도시된 바와 같이 동일한 위치에서 사각형 홀들이 타공된 구조를 가지며, 적층됐을 때 상기 사각형 홀들이 공간부(21)를 형성하도록 구성된다. 따라서, 상기 공간부(21)는 사각형 홀들의 적층에 의해 두께방향을 따라 양면을 관통하도록 구성된다.An anode tab 20a protruding from the anode 23 and a cathode tab 22a protruding from the cathode 25 are disposed in the space portion 21. That is, the anode 23, the cathode 25, and the separator 24 have a structure in which square holes are perforated at the same position as shown in FIG. 4, and when stacked, the square holes form a space 21 It is configured to. Therefore, the space portion 21 is configured to penetrate both sides along the thickness direction by lamination of square holes.

한편, 각각의 음극탭(22a)과 양극탭(20a)은 도 3 에 도시된 바와 같이 윗쪽으로 절곡되어 모아지고, 음극리드(22b)와 양극리드(20b) 각각과 접합이 이루어진다. 즉, 양극리드(20b)의 일단과 음극리드(22b)의 일단은 각각 양극탭(20a)과 음극탭(22a)과 접합되며, 상기 공간부(21) 내에 위치하는 양극탭(20a)과 음극탭(22a)은 미리 정해진 길이만큼 전극조립체(20)의 폭방향을 따라 이격배치된다. On the other hand, each of the negative electrode tab (22a) and the positive electrode tab (20a) is collected by bending upwards as shown in Figure 3, the negative electrode lead (22b) and the positive electrode lead (20b) is bonded to each. That is, one end of the positive electrode lead 20b and one end of the negative electrode lead 22b are bonded to the positive electrode tab 20a and the negative electrode tab 22a, respectively, and the positive electrode tab 20a and the negative electrode located in the space 21 The tabs 22a are spaced apart along the width direction of the electrode assembly 20 by a predetermined length.

아울러, 상기 파우치(10)는 종래의 파우치와는 달리 상부와 하부가 분리되는 구성이 아니라, 도 3 에 도시된 바와 같이 상면과 하면 사이에 세 개의 측면을 갖되 한 곳은 측면이 삭제되어 개구된 육면체 모양을 갖는다. 그리고, 상기 파우치(10)의 상면에는(또는 하면에는) 상기 양극리드와 음극리드가 파우치 외부로 돌출될 수 있게 소정의 길이로 절개부(12)가 형성된다. In addition, unlike the conventional pouch, the pouch 10 is not configured such that the upper and lower portions are separated, but has three side surfaces between the upper and lower surfaces as shown in FIG. 3, but one side is opened by removing the side surface. It has a hexahedral shape. In addition, an incision 12 is formed on a top surface (or bottom surface) of the pouch 10 to a predetermined length so that the anode lead and the cathode lead protrude outside the pouch.

상기 절개부(12)는 전극조립체(20)가 파우치(10)에 삽입됐을 때 전극조립체(20)의 공간부(21) 내에 놓이는 위치에 형성되며, 양극리드(20b)와 음극리드(22b)가 돌출될 수 있을 정도의 크기와 길이를 갖는다.The incision 12 is formed at a position placed in the space 21 of the electrode assembly 20 when the electrode assembly 20 is inserted into the pouch 10, and the anode lead 20b and the cathode lead 22b It has a size and length that can protrude.

그리고, 상기 양극리드(20b)와 음극리드(22b)가 절개부(12)를 통해 파우치(10) 외부로 돌출되게 전극조립체(20)가 상기 파우치(10) 내부로 삽입되면, 상기 파우치(10)에서 전극조립체(20)가 진입했던 개구된 부분과 절개부(12)는 (열과 압력이 가해져) 밀봉이 이루어지는 씰링부(S)가 형성된다. Then, when the electrode assembly 20 is inserted into the pouch 10 so that the positive electrode lead 20b and the negative electrode lead 22b protrude out of the pouch 10 through the incision 12, the pouch 10 In the), the opened portion and the incision 12 where the electrode assembly 20 has entered (heat and pressure are applied) are formed with a sealing portion S that is sealed.

이때, 전극조립체(20)가 진입한 개구된 부분은 위아래에서 압력이 가해지면 상측과 하측의 내부면들끼리 접해진 상태에서 밀봉이 이루어질 수 있다. 반면에 절개부(12)의 밀봉은 상기 절개부(12)의 테두리부분을 겹쳐지게 끌어모은 상태에서 열과 압력을 가해 이루어지거나, 또는 파우치(10)와 동일한 재질의 덮개(미도시)로 절개부(12)를 덮은 상태에서 열과 압력을 가해 이루어질 수 있다. 또는, 적절한 절연성 및 밀폐성이 보장되는 접착물질을 도포함으로써 밀봉이 이루어질 수도 있을 것이다.At this time, when the pressure is applied from the top and the bottom of the opened portion where the electrode assembly 20 has entered, sealing may be performed while the inner surfaces of the upper side and the lower side are in contact with each other. On the other hand, the sealing of the incision 12 is made by applying heat and pressure in a state where the edges of the incision 12 are overlapped, or the incision is made with a cover (not shown) of the same material as the pouch 10 (12) It can be made by applying heat and pressure while covered. Alternatively, sealing may be achieved by applying an adhesive material that ensures proper insulation and sealing properties.

이 실시예에서 상기 파우치(10)는 상면 및 하면에서 네 개의 변을 갖는 사각 육면체 모양을 갖되, 세 개의 측면이 폐쇄된 상태에서 한 개의 측면만 개구되어 전극조립체(20)가 삽입되고, 상기 전극조립체(20)가 삽입되면 개구된 측면 및 양극리드와 음극리드가 돌출된 부분의 밀봉이 이루어지므로 네 곳에서 씰링부가 형성되는 종래의 구조 대비 씰링부의 갯수를 감소시켜 전체 부피 대비 전극조립체의 부피를 증대시킴으로써 용량을 증대시킬 수 있다. In this embodiment, the pouch 10 has a quadrangular hexahedral shape having four sides on the upper and lower surfaces, but only one side is opened with three sides closed so that the electrode assembly 20 is inserted, and the electrode When the assembly 20 is inserted, sealing of the opened side and the positive and negative leads are projected, so the number of sealing parts is reduced by reducing the number of sealing parts compared to the conventional structure in which the sealing parts are formed in four places. By increasing, the capacity can be increased.

또한, 이 실시예에서 상기 양극리드(20b)와 음극리드(22b)는 절개부(12)를 통해 외부로 노출되되, 상기 절개부(12)는 파우치(10)의 상면 또는 하면에서 중앙에 위치하도록 배치되므로, 전극조립체 내부에서 양극단자와 음극단자 근방에서의 전류 밀도와 양극단자와 음극단자에서 멀리 떨어진 곳에서의 전류 밀도 간의 차이(전류밀도편차)를 최소화하여 충방전효율을 증대시키고 전극의 퇴화를 늦출 수 있다. In addition, in this embodiment, the positive electrode lead 20b and the negative electrode lead 22b are exposed to the outside through the incision 12, and the incision 12 is positioned centrally on the upper or lower surface of the pouch 10. Since it is arranged to minimize the difference (current density deviation) between the current density in the vicinity of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in the electrode assembly and the distance away from the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, increase the charge and discharge efficiency and increase Degeneration can be slowed down.

따라서, 이 실시예에서 제공되는 이차전지는 부피대비용량이 증대되고 전류밀도편차가 감소된 이차전지를 제공하려는 본 발명의 목적에 부합하는 구성 및 효과를 갖는다.Therefore, the secondary battery provided in this embodiment has a configuration and effects that are consistent with the object of the present invention to provide a secondary battery with increased volume-to-cost and reduced current density deviation.

제2실시예Example 2

이 실시예에서는 두 개의 서브전극조립체들(40, 50)이 연결되어 전극조립체를 구성하고, 두 개의 서브파우치들(30, 60)이 연결되어 파우치를 구성하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, two sub-electrode assemblies 40 and 50 are connected to form an electrode assembly, and two sub-pouches 30 and 60 are connected to form a pouch.

도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차전지 내부를 투시하여 도시한 사시도이고, 도 7 은 서브전극조립체들 및 서브파우치들이 분해된 모습이 도시된 사시도이다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 상기 서브전극조립체들(40, 50) 각각은 양극, 음극, 분리막이 순차적으로 적층되며 양극들에서 돌출되어 모아진 양극탭(41, 51)과 음극들에서 돌출되어 모아진 음극탭(42, 52)이 동일한 변에 돌출된다. FIG. 6 is a perspective view showing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view showing a disassembled sub-electrode assembly and sub-pouches. As illustrated, in this embodiment, each of the sub-electrode assemblies 40 and 50 is sequentially stacked with a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and protrudes from the positive electrode tabs 41 and 51 and the negative electrodes collected by protruding from the positive electrodes. Cathode tabs 42 and 52 collected and projected on the same side.

상기 서브전극조립체들(40, 50)은 각각의 양극탭(41, 51)과 음극탭(42, 52)이 서로 마주하도록 배치된 상태에서 서로의 양극탭들(41, 51)과 서로의 음극탭들(42, 52)끼리 도 8 에 도시된 바와 같이 연결된다. 이때, 상기 서브전극조립체들(40, 50)은 서로 이격되어 그 사이에서 공간부(80)가 형성되되, 파우치 내에서 공간을 적게 차지할 수 있도록 상기 공간부(80)는 최소한의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The sub-electrode assembly (40, 50), each of the positive electrode tabs (41, 51) and the negative electrode tabs (42, 52) are arranged to face each other, the positive electrode tabs (41, 51) of each other and the negative electrode of each other The tabs 42 and 52 are connected as shown in FIG. 8. At this time, the sub-electrode assemblies 40 and 50 are spaced apart from each other to form a space portion 80 therebetween, so that the space portion 80 is formed to a minimum size so as to occupy less space in the pouch. It is preferred.

도 9 에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 양극탭들(41, 51)끼리의 접합과 음극탭들(42, 52)끼리의 접합은 어느 하나가 아래에 놓이면 다른 하나가 그 위에 안착되어 면접촉한 상태에서 초음파를 통한 열융착이 발생하여 이루어진다. 9, the bonding between the positive electrode tabs 41 and 51 and the bonding between the negative electrode tabs 42 and 52 are placed on one side and the other is seated thereon to make a surface contact. It is made by heat fusion through ultrasound in the state.

이때, 상기 양극리드(70a)는 양극탭들(41, 51)끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 양극탭 위에 놓인 상태에서 상기 양극탭들(41, 51)과 함께 접합되고, 상기 음극리드(70b)는 양극탭의 접합구조와 마찬가지로 음극탭들(42, 52)끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 음극탭 위에 놓인 상태에서 상기 음극탭들(42, 52)과 함께 접합된다.At this time, the positive electrode lead (70a) is bonded together with the positive electrode tabs (41, 51) in a state placed on any one of the positive electrode tabs placed on top when the positive electrode tabs (41, 51) are bonded, the negative electrode lead Like the bonding structure of the positive electrode tab (70b), when the negative electrode tabs 42 and 52 are joined together, the negative electrode tabs 42 and 52 are bonded together while placed on any one negative electrode tab placed on the upper side.

상기 파우치는 각각의 서브전극조립체들(40, 50)이 삽입되는 서브파우치(30, 60) 두 개가 연결되어 구성된다. 상기 서브파우치(30, 60) 각각은 사각형의 육면체 모양을 갖되 양극탭(41, 51)과 음극탭(42, 52)이 노출되는 한 개의 변(측면)만 개구되고 세 개의 변(측면)은 폐쇄된 상태에서 상기 서브전극조립체들(40, 50)의 양극탭(41, 51)과 음극탭(42, 52)끼리 연결되는 지점에서 서로의 개구된 변(측면)들끼리 마주하게 되고, 내부를 밀폐하도록 상기 개구된 변들(측면)끼리 서로 접합된다. The pouch is configured by connecting two sub-pouches 30 and 60 into which the sub-electrode assemblies 40 and 50 are inserted. Each of the sub-pouches 30 and 60 has a rectangular hexahedron shape, but only one side (side) of which the anode tabs 41 and 51 and the cathode tabs 42 and 52 are exposed is opened, and the three sides (side) are In the closed state, at the point where the positive electrode tabs 41, 51 and the negative electrode tabs 42, 52 of the sub-electrode assemblies 40, 50 are connected to each other, the opened sides (sides) of each other face each other, and the inside The open sides (side) are joined to each other to seal.

이때의 접합은 제1실시예에서 설명했던 것과 마찬가지로 테두리부분을 겹쳐지게 끌어모은 상태에서 열과 압력을 가해 이루어지거나, 또는 파우치와 동일한 재질의 덮개(미도시)로 접합될 부분을 덮은 상태에서 열과 압력을 가해 이루어질 수 있다. 또는, 절연성 및 밀폐성능이 보장되는 접착물질을 도포하여 밀봉이 이루어질 수도 있다.At this time, the bonding is performed by applying heat and pressure in a state where the rims are overlapped, as described in the first embodiment, or heat and pressure in a state where the parts to be joined are covered with a cover (not shown) of the same material as the pouch. It can be done by adding Alternatively, sealing may be performed by applying an adhesive material that ensures insulation and sealing performance.

이 실시예에 따른 이차전지도 상기 양극리드(70a)과 음극리드(70b)가 파우치의 중앙에 위치하며, 파우치의 둘레를 따라 형성되던 씰링부가 삭제되므로, 종래의 이차전지와 비교하여 부피대비용량을 증대시킬 수 있고 전류밀도편차를 감소시킬 수 있다. 즉, 이 실시예에서 제공되는 이차전지 또한 본 발명의 목적에 부합하는 구성 및 효과를 갖는다.In the secondary battery according to this embodiment, since the positive electrode lead 70a and the negative electrode lead 70b are located at the center of the pouch, and the sealing portion formed along the periphery of the pouch is eliminated, the volume compared to the conventional secondary battery And increase the current density deviation. That is, the secondary battery provided in this embodiment also has a configuration and effects that meet the objectives of the present invention.

위에 설명된 제1실시예와 제2실시예에 따른 이차전지들은 양극리드와 음극리드가 파우치의 가장 큰 면(즉, 상면 또는 하면) 중앙에 위치되므로 부피 대비 용량을 증대할 수 있으며, 복수 개가 전기적으로 결합되어 전지모듈 및/또는 전지팩 등을 구성할 때 크기를 줄이고 음극리드 및 양극리드들의 연결구조를 단순화시킬 수 있는 효과를 갖는다.In the secondary batteries according to the first and second embodiments described above, since the positive electrode lead and the negative electrode lead are located at the center of the largest surface (ie, the upper surface or the lower surface) of the pouch, the volume-to-volume capacity can be increased. When electrically coupled to form a battery module and / or battery pack, it has the effect of reducing the size and simplifying the connection structure of the cathode and anode leads.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 양극리드와 음극리드가 파우치를 관통하여 외부로 돌출되되 상기 파우치에 형성된 가장 큰 면 중 하나의 표면에서 돌출되는 구조를 가지므로, 상기 파우치에 형성되는 씰링부의 갯수 및 그 크기를 최소화할 수 있고, 전극조립체 내부의 전류밀도편차를 감소시킬 수 있다.The present invention having the configuration as described above is a positive electrode lead and a negative electrode lead through the pouch to protrude to the outside but has a structure protruding from the surface of one of the largest surface formed in the pouch, the number of sealing parts formed in the pouch And the size can be minimized, and the current density deviation inside the electrode assembly can be reduced.

아울러, 본 발명에서는 두 개의 서브전극조립체 및 두 개의 서브파우치들이 연결되어 구성되어 파우치 테두리 부분에서 씰링부를 삭제할 수 있다.In addition, in the present invention, two sub-electrode assemblies and two sub-pouches are connected to each other, so that the sealing portion can be removed from the edge of the pouch.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited by this, and is described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains, and the technical idea of the present invention. Various implementations are possible within the equal scope of the claims to be made.

10 : 파우치
20 : 전극조립체
30, 60 : 서브파우치
40, 50 : 서브전극조립체10: pouch
20: electrode assembly
30, 60: sub pouch
40, 50: sub-electrode assembly

Claims (11)

양극끼리 연결된 양극탭과 음극끼리 연결된 음극탭을 갖는 전극조립체가 파우치에 내장되는 이차전지에 있어서,
네 개의 변들이 형성된 사각 모양을 갖되, 서로 대향하는 두 개의 변들 사이에 빈 공간인 공간부가 형성되고 상기 공간부 내에서 양극탭과 음극탭이 위치하는 전극조립체;
일단이 양극탭과 연결되는 양극리드;
일단이 음극탭과 연결되는 음극리드; 및
상기 전극조립체가 내장되는 파우치;를 포함하고,
상기 양극리드의 타단과 음극리드의 타단은 상기 파우치를 관통하여 외부로 돌출되되 상기 파우치에 형성된 가장 큰 면 중 하나의 표면에서 돌출된 이차전지.
In the secondary battery in which the electrode assembly having a positive electrode tab connected to the positive electrode and a negative electrode tab connected to the negative electrode are embedded in the pouch,
An electrode assembly having a quadrangular shape in which four sides are formed, and an empty space is formed between two sides facing each other, and an anode tab and a cathode tab are located in the space;
An anode lead having one end connected to the anode tab;
A negative electrode lead having one end connected to the negative electrode tab; And
Includes; a pouch in which the electrode assembly is embedded,
The other end of the positive electrode lead and the other end of the negative electrode lead through the pouch and protrude to the outside, but the secondary battery protrudes from one of the largest surfaces formed in the pouch.
제 1 항에 있어서,
상기 전극조립체는 서로 대향하는 가로측 두 개의 변들 사이와 서로 대향하는 세로측 두 개의 변들 사이에서 두께방향을 따라 양면을 관통하는 홀이 형성되어 공간부를 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The electrode assembly is a secondary battery, characterized in that a hole is formed through two sides along the thickness direction between two horizontal sides opposite to each other and two vertical sides opposite to each other to form a space.
제 2 항에 있어서,
상기 공간부 내에 위치하는 양극탭과 음극탭은 미리 정해진 길이만큼 이격배치된 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 2,
A secondary battery, characterized in that the positive electrode tab and the negative electrode tab located in the space are spaced apart by a predetermined length.
제 2 항에 있어서,
상기 공간부를 형성하는 홀은 사각모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 2,
The secondary battery is characterized in that the hole forming the space is formed in a square shape.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파우치는 네 개의 변을 갖는 사각 모양을 갖되, 세 개의 변은 폐쇄된 상태에서 한 개의 변만 개구되어 전극조립체가 삽입되고, 상기 전극조립체가 삽입되면 개구된 변 및 양극리드와 음극리드가 돌출된 부분의 밀봉이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to any one of claims 2 to 4,
The pouch has a quadrangular shape having four sides, and three sides are closed, and only one side is opened to insert the electrode assembly, and when the electrode assembly is inserted, the opened side and the positive and negative leads protrude. Secondary battery characterized in that the sealing part.
제 1 항에 있어서,
상기 전극조립체는 양극탭과 음극탭이 동일한 변에 돌출된 서브전극조립체 두 개가 연결되어 구성되되, 상기 서브전극조립체들은 각각의 양극탭과 음극탭이 서로 마주하도록 배치된 상태에서 서로의 양극탭들과 서로의 음극탭들끼리 연결되며, 상기 서브전극조립체들은 서로 이격되어 그 사이에서 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
According to claim 1,
The electrode assembly is composed of two sub-electrode assemblies in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude on the same side, and the sub-electrode assemblies are disposed in such a manner that each of the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are arranged to face each other. And the negative electrode tabs of each other, and the sub-electrode assemblies are spaced apart from each other to form a space between them.
제 6 항에 있어서,
양극탭들끼리의 접합과 음극탭들끼리의 접합은 어느 하나가 아래에 놓이면 다른 하나가 그 위에 안착되어 면접촉한 상태에서 초음파를 통한 열융착이 발생하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 6,
The secondary battery is characterized in that the bonding between the positive electrode tabs and the negative electrode tabs is achieved by thermal welding through ultrasonic waves in a state in which the other is seated thereon and the other is seated thereon.
제 7 항에 있어서,
상기 양극리드는 양극탭들끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 양극탭 위에 놓인 상태에서 상기 양극탭들과 함께 접합되고, 상기 음극리드는 음극탭들끼리 접합될 때 윗쪽에 놓이는 어느 하나의 음극탭 위에 놓인 상태에서 상기 음극탭들과 함께 접합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 7,
The positive electrode leads are bonded together with the positive electrode tabs while being placed on any one positive electrode tab placed on the upper side when the positive electrode tabs are joined to each other, and the negative electrode leads are any negative electrode placed on the upper side when the negative electrode tabs are joined. Secondary battery characterized in that the bonding with the negative electrode tab in the state placed on the tab.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파우치는 서브전극조립체들이 삽입되는 서브파우치 두 개가 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to any one of claims 6 to 8,
The pouch is a secondary battery comprising two sub-pouches into which sub-electrode assemblies are inserted.
제 9 항에 있어서,
상기 서브파우치 각각은 사각 모양을 갖되 양극탭과 음극탭이 노출되는 한 개의 변만 개구되고 세 개의 변은 폐쇄된 상태에서 상기 서브전극조립체들의 양극탭과 음극탭끼리 연결되는 지점에서 서로의 개구된 변들끼리 마주하게 되고, 내부를 밀폐하도록 상기 개구된 변들끼리 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 9,
Each of the sub-pouches has a square shape, but only one side to which the positive electrode tab and the negative electrode tab are exposed is opened, and the three sides are closed to each other at the point where the positive electrode tab and the negative electrode tab of the sub-electrode assemblies are connected. Secondary batteries, which are faced to each other and are joined to each other by the opened sides so as to seal the inside.
제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 이차전지가 적어도 두 개 이상 장착된 전지모듈.A battery module in which at least two secondary batteries of any one of claims 1 to 4 and 6 to 8 are mounted.
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