KR20200049240A - Secondary battery and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 조립체를 포함하는 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a secondary battery including an electrode assembly and a method for manufacturing the same.
이차 전지는 충전 및 방전이 반복 가능한 전지로서, 정보 통신 및 디스플레이 산업의 발전에 따라 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등과 같은 휴대용 전자통신 기기에 널리 적용되어 왔다. 이차 전지로서 예를 들면, 리튬 이차 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등을 들 수 있으며, 이들 중 리튬 이차 전지가 작동 전압 및 단위 중량당 에너지 밀도가 높으며, 충전 속도 및 경량화에 유리하다는 점에서 활발히 개발 및 적용되어 왔다.The secondary battery is a battery that can be repeatedly charged and discharged, and has been widely applied to portable electronic communication devices such as camcorders, mobile phones, notebook PCs, etc. in accordance with the development of the information communication and display industries. Examples of the secondary battery include lithium secondary batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries, among which lithium secondary batteries have high operating voltage and energy density per unit weight, and are advantageous for charging speed and weight reduction. In this regard, it has been actively developed and applied.
이차 전지는 양극, 음극 및 분리막(세퍼레이터)를 포함하는 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체를 함침시키는 전해액을 포함할 수 있다. 상기 이차 전지는 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 예를 들면, 파우치 형태의 케이스를 더 포함할 수 있다.The secondary battery may include an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator (separator), and an electrolyte solution impregnating the electrode assembly. The secondary battery may further include, for example, a pouch-shaped case accommodating the electrode assembly and the electrolyte.
최근, 이차 전지의 적용 범위가 소형 전자 기기에서 하이브리드 차량과 같은 대형 기기로 확장되면서 기존 이차 전지를 통해서는 충분한 용량 및 출력 특성이 구현되지 않을 수 있다. Recently, as the scope of application of the secondary battery is expanded from a small electronic device to a large device such as a hybrid vehicle, sufficient capacity and output characteristics may not be realized through the existing secondary battery.
예를 들면, 자동차용 이차 전지의 경우 출력 향상을 위해 복수의 전지 셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 모듈화되어 제조될 수 있다. 이 경우, 이차 전지의 크기가 증가하면서 일부 전지 셀의 불량에 의해 출력 특성이 크게 변동될 수 있으며, 외부 물체에 의한 관통 발화 가능성도 증가될 수 있다.For example, in the case of a secondary battery for an automobile, a plurality of battery cells may be connected in series or in parallel to improve power output and be manufactured in a modular manner. In this case, as the size of the secondary battery increases, output characteristics may be greatly changed due to defects of some battery cells, and the likelihood of penetrating ignition by an external object may increase.
따라서, 제한된 공간 안에서 보다 출력 특성을 향상시키면서 신뢰성을 확보할 수 있는 이차 전지의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need to develop a secondary battery capable of securing reliability while improving output characteristics in a limited space.
예를 들면, 한국공개특허 제2017-0099748호의 경우 리튬 이차 전지용 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지를 개시하고 있다.For example, Korean Patent Publication No. 2017-0099748 discloses a lithium secondary battery electrode assembly and a lithium secondary battery comprising the same.
본 발명의 일 과제는 향상된 출력 및 활용성을 갖는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having improved output and utilization.
본 발명의 일 과제는 향상된 출력 및 활용성을 갖는 리튬 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lithium secondary battery having improved output and utilization.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드가 전극 탭의 상면 및 하면 상에 각각 접합된다. 전극 탭으로부터 전극 리드로 향하는 전자 이동 경로가 추가적으로 확보될 수 있다. 따라서, 전지의 저항이 감소하고, 출력이 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments of the present invention, the first electrode lead and the second electrode lead are respectively bonded on the upper and lower surfaces of the electrode tab. An electron movement path from the electrode tab to the electrode lead can be additionally secured. Therefore, the resistance of the battery is reduced, and the output can be improved.
일부 실시예들에 따르면, 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드의 외부 리드 부분들이 서로 이격될 수 있다. 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드의 외부 리드 각각이 외부 전기 회로에 연결될 수 있다. 따라서, 이차 전지의 활용성이 증가할 수 있다.According to some embodiments, external lead portions of the first electrode lead and the second electrode lead may be spaced apart from each other. Each of the external leads of the first electrode lead and the second electrode lead may be connected to an external electrical circuit. Therefore, the utility of the secondary battery can be increased.
일부 실시예들에 따르면, 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드의 내측 리드 부분들이 서로 융착될 수 있다. 따라서, 전극 탭과 전극 리드 사이의 결합력이 향상될 수 있다.According to some embodiments, inner lead portions of the first electrode lead and the second electrode lead may be fused to each other. Therefore, the bonding force between the electrode tab and the electrode lead can be improved.
일부 실시예들에 따르면, 리드 필름은 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드 사이에 개재된 스페이서부를 포함할 수 있다. 전극 리드와 융착 시 전극 탭의 두께가 두꺼운 경우에도 전극 탭의 손상을 방지할 수 있다.According to some embodiments, the lead film may include a spacer portion interposed between the first electrode lead and the second electrode lead. Even when the electrode tab is thick when fused with the electrode lead, damage to the electrode tab can be prevented.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드가 리드 필름에 의해 결합된 전극 리드 구조물을 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드가 마주보도록 폴딩하고 제1 전극 리드의 말단부 및 제2 전극 리드의 말단부 사이에 전극 탭을 융착할 수 있다. 따라서, 전극 탭에서 전극 리드로 향하는 전자 이동 경로가 추가적으로 형성된 이차 전지를 용이하게 형성할 수 있다.According to exemplary embodiments of the present invention, the electrode lead structure in which the first electrode lead and the second electrode lead are joined by the lead film is folded so that the first electrode lead and the second electrode lead face each other, and the first electrode lead An electrode tab may be fused between the distal end and the distal end of the second electrode lead. Therefore, a secondary battery in which an electron movement path from the electrode tab to the electrode lead is additionally formed can be easily formed.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 리드 필름의 단면을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 전극 리드 구조물을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4 내지 6은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하는 개략적인 도면이다.
도 7는 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 8 내지 10은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하는 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a secondary battery according to example embodiments.
Fig. 2 is a schematic diagram showing a cross section of a lead film according to example embodiments.
3 is a schematic plan view showing an electrode lead structure according to example embodiments.
4 to 6 are schematic diagrams illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to example embodiments.
7 is a schematic diagram illustrating a secondary battery according to example embodiments.
8 to 10 are schematic diagrams illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to example embodiments.
본 발명의 예시적인 실시예들은 복수의 전극들을 포함하는 전극 조립체, 전극 조립체로부터 연장된 전극 탭, 전극 탭의 상면 및 하면 상에 각각 접합되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드를 포함하는 전극 리드, 제1 전극 리드 및 상기 제2 전극 리드를 함께 결합하는 리드 필름, 및 전극 조립체를 수용하며 리드 필름을 통해 전극 리드와 접합되는 케이스를 포함하는 이차 전지를 제공한다. 전지의 저항이 감소하고 출력이 증가할 수 있다. 또한, 이차 전지를 제조하는 방법을 제공한다.Exemplary embodiments of the present invention include an electrode assembly comprising a plurality of electrodes, an electrode tab extending from the electrode assembly, a first electrode lead and a second electrode lead respectively bonded on the upper and lower surfaces of the electrode tab. It provides a secondary battery including a case for receiving a first electrode lead and a lead film for bonding the second electrode lead together, and an electrode lead receiving the electrode assembly and the lead film. The resistance of the battery may decrease and the output may increase. In addition, a method of manufacturing a secondary battery is provided.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is merely exemplary, and the present invention is not limited to the specific exemplary embodiments.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지를 나타내는 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a secondary battery according to example embodiments.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지는 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 포함하는 전극 리드, 상기 전극 리드를 함께 결합하는 리드 필름(130), 전극 조립체(200), 전극 탭(210) 및 케이스(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a secondary battery according to exemplary embodiments includes an electrode lead including a
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 조립체(200)는 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 상기 전극은 양극 및 음극을 포함할 수 있다.In example embodiments, the
일부 실시예들에 있어서, 상기 전극은 전극 기재 및 상기 전극 기재의 일면 또는 양면에 접촉하여 배치된 전극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 전극 기재는 전도성이 뛰어난 물질들로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 이의 합금들로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the electrode may include an electrode substrate and an electrode active material layer disposed in contact with one or both surfaces of the electrode substrate. The electrode substrate may be formed of materials having excellent conductivity, for example, aluminum (Al), copper (Cu) or alloys thereof, but is not limited thereto.
상기 전극 활물질층은 전극 활물질, 바인더, 도전재 등을 포함할 수 있다. 상기 전극 활물질로서, 양극의 경우 리튬 금속 산화물이 사용될 수 있으며, 음극의 경우 탄소계 물질이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVDF), 스티렌-부타디엔 러버(SBR), 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC) 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도전재는 상기 활물질 입자 사이의 전자 이동을 촉진할 수 있다. 상기 도전재로서 비제한적으로, 탄소 계열 도전재 또는 금속 계열 도전재가 사용될 수 있다.The electrode active material layer may include an electrode active material, a binder, and a conductive material. As the electrode active material, lithium metal oxide may be used for the positive electrode, and a carbon-based material may be used for the negative electrode, but is not limited thereto. The binder may be polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), and the like, but is not limited thereto. The conductive material may promote electron movement between the active material particles. As the conductive material, a carbon-based conductive material or a metal-based conductive material may be used without limitation.
예를 들면, 전극 활물질을 용매 내에서 바인더, 도전재 등과 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조할 수 있다. 상기 슬러리를 상기 전극 기재 상에 코팅한 후, 압축 및 건조하여 상기 전극 활물질층을 형성할 수 있다.For example, the slurry may be prepared by mixing and stirring the electrode active material in a solvent with a binder, a conductive material, and the like. After coating the slurry on the electrode substrate, it can be compressed and dried to form the electrode active material layer.
일부 실시예들에 있어서, 전극 조립체(200)는 분리막을 포함할 수 있다. 상기 분리막은 양극 및 음극을 물리적으로 분리하면서 이온의 이동만을 가능하게 하는 것으로서, 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 부직포를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments,
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 조립체(200)는 상기 양극, 음극 및 분리막이 교대로 반복적으로 적층되어 준비될 수 있다. 상기 분리막은 상기 양극 및 음극 사이에 개재될 수 있다.In example embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 조립체(200)는 스택형, 폴딩형, 스택-폴딩형, 젤리롤(jelly-roll)형을 포함할 수 있다.In example embodiments, the
일부 실시예들에 있어서, 전극 탭(210)은 전극 조립체(200)로부터 연장될 수 있다. 예를 들면, 전극 조립체(200)에 포함된 상기 전극들이 각각 분기되어 개별 전극 탭들을 형성할 수 있다. 상기 개별 전극 탭들은 상기 전극들의 상기 전극 기재가 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 개별 전극 탭들은 전극 조립체(200)의 일측면으로 연장되어 집합될 수 있다.In some embodiments,
일부 실시예들에 있어서, 집합된 상기 개별 전극 탭들을 접합하여 전극 탭(210)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전극 조립체(200)의 양극들로부터 분기된 양극 개별 전극 탭들을 접합하여 양극 탭을 형성하고, 전극 조립체(200)의 음극들로부터 분기된 음극 개별 전극 탭들을 접합하여 음극 탭을 형성할 수 있다.In some embodiments, the
예시적인 실시예들에 따르면, 전극 탭(210)은 양극 탭 및 음극 탭을 포함할 수 있다. 상기 양극 탭은 전극 조립체(200)의 양극들로부터 분기된 양극 개별 전극 탭들이 집합되어 형성될 수 있다. 상기 음극 탭은 전극 조립체(200)의 음극들로부터 분기된 음극 개별 전극 탭들이 집합되어 형성될 수 있다. 상기 양극 탭 및 음극 탭은 전극 조립체(200)의 일 측면에 형성될 수 있으며, 전극 조립체(200)를 중간에 두고 양 측면에 형성될 수도 있다.According to example embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 리드는 양극 리드 및 음극 리드를 포함할 수 있다. 상기 양극 리드는 상기 양극 탭과 융착될 수 있으며, 상기 음극 리드는 상기 음극 탭과 융착될 수 있다.In example embodiments, the electrode lead may include a positive electrode lead and a negative electrode lead. The positive electrode lead may be fused to the positive electrode tab, and the negative electrode lead may be fused to the negative electrode tab.
일부 실시예들에 있어서, 전극 리드는 알루미늄, 구리, 니켈 등의 전기전도성을 가지는 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전극 리드는 얇은 판상으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 전극 리드는 전극 탭(210)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 전극 탭(210)와 전극 리드의 연결부의 저항이 감소할 수 있다.In some embodiments, the electrode lead may include a metal material having electrical conductivity such as aluminum, copper, nickel, and the like. For example, the electrode lead may be formed in a thin plate shape. In example embodiments, the electrode lead may be formed of the same material as the
일부 실시예들에 있어서, 전극 리드의 폭은 전극 탭(210)의 폭보다 클 수 있다. 따라서, 전극 탭(210)과 전극 리드의 접촉 면적이 증가할 수 있다.In some embodiments, the width of the electrode lead may be greater than the width of the
일부 실시예들에 있어서, 전극 탭(210)의 상면 및 하면 상에 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 각각 접합될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 상하로 배치될 수 있다. 상하로 배치된 제1 전극 리드(102)의 말단부 및 제2 전극 리드(104)의 말단부 사이에 전극 탭(210)이 개재될 수 있다. 제1 전극 리드(102)의 말단, 제2 전극 리드(104)의 말단 및 전극 탭(210)은 서로 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전극 리드는 리드 필름(130)을 기준으로 하여, 케이스(220) 내부에 수용되는 내측 리드(110) 및 케이스(220) 외부로 돌출된 외부 리드(120)로 구분될 수 있다.In example embodiments, the electrode lead is based on the
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 탭(210)은 내측 리드(110)에 포함된 제1 전극 리드(102)의 말단부 및 제2 전극 리드(104)의 말단부 사이에 삽입될 수 있다.In example embodiments, the
전극 탭(210)의 상면 및 하면 상에 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 접합됨에 따라, 전극 리드를 통해 연결되는 외부 회로와 전극 탭(210) 간의 전자 및 정공의 이동 경로가 추가로 형성될 수 있다. 따라서, 전지의 저항이 감소하고 출력이 향상될 수 있다.As the
예를 들면, 제1 전극 리드(102)의 말단, 제2 전극 리드(104)의 말단 및 전극 탭(210)은 융착될 수 있으며, 상기 융착은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 금속과 금속의 접합 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 융착은 초음파 융착에 의해 수행될 수 있다.For example, the end of the
외부 리드(120)는 케이스(220) 외부로 돌출될 수 있다. 외부 리드(120)는 예를 들면, 이차 전지를 외부 전기 회로에 연결하는 배선으로 제공될 수 있다.The
일부 실시예들에 있어서, 외부 리드(120)에 포함된 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 서로 이격될 수 있다. 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 각각 상이한 외부 전기 회로들에 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 간단한 구조로 하나의 배터리에서 복수 개의 전기 회로에 전력을 공급할 수 있다.In some embodiments, the
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 리드 필름의 단면을 나타내는 개략적인 도면이다.Fig. 2 is a schematic diagram showing a cross section of a lead film according to example embodiments.
도 2를 참조하면, 리드 필름(130)은 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 함께 결합할 수 있다. 또한, 벤딩 부(134)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
제1 전극 리드(102), 제2 전극 리드(104) 및 리드 필름(130)을 포함하는 리드 필름 구조물을 폴딩(folding)하여 도 2에 도시된 구조의 리드 필름(130)을 형성할 수 있다. 상기 폴딩 시 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 마주보도록 접힐 수 있으며, 벤딩 부(134)가 형성될 수 있다.The
일부 실시예들에 있어서, 리드 필름(130)에 커버된 부분의 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 직접 접촉할 수 있다. 직접 접촉된 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 융착되어 일체화될 수 있다. 또한, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104) 사이에 스페이서가 개재될 수도 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 전극 리드(102)와 제2 전극 리드(104) 사이에 리드 필름(130)이 개재될 수도 있다.In some embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 리드 필름(130)은 절연체를 포함할 수 있다. 따라서, 전극 리드(100)와 케이스(220) 사이에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다. 예를 들면, 리드 필름(130)은 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 단일막 또는 적층막을 포함할 수 있다.In example embodiments, the
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 전극 리드 구조물을 나타내는 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view showing an electrode lead structure according to example embodiments.
도 3을 참조하면, 전극 리드 구조물(100)은 제1 전극 리드(102), 제2 전극 리드(104) 및 리드 필름(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)은 동일 평면 상에서 제2 방향으로 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 배치될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 제1 방향은 전극 리드의 연장 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 제3 방향은 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 배치된 상하 방향 또는 전극 조립체(200)의 두께 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 제2 방향은 상기 제1 방향 및 제3 방향에 각각 수직인 방향을 의미할 수 있다.The
예시적인 실시예들에 있어서, 리드 필름(130)은 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104) 각각을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 예를 들면, 리드 필름(130)은 제1 전극 리드(102)의 중앙부 및 제2 전극 리드(104)의 중앙부 각각의 상면 또는 하면을 감쌀 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 리드 필름(130)에 함께 접합될 수 있다.In example embodiments, the
제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 리드 필름(130)에 의해 결합된 전극 리드 구조물(100)을 폴딩함으로써, 전극 탭(210)의 상하면에 전극 리드를 용이하게 접합시킬 수 있다.By folding the
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 리드 구조물(100)의 리드 필름(130) 중심을 지나는 벤딩 라인(BL)이 설정될 수 있다. 벤딩 라인(BL)은 예를 들면, 상기 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)와 평행하고, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)와 동일한 거리로 이격될 수 있다. 벤딩 라인(BL)을 따라 전극 리드 구조물(100)을 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)이 서로 가까워지도록 벤딩함으로써, 도 2에 도시된 리드 필름(130) 구조를 형성할 수 있다.In example embodiments, a bending line BL passing through the center of the
일부 실시예들에 있어서, 내측 리드(110)에 포함된 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104) 부분들은 서로 융착될 수 있다. 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)는 강하게 접합되어 전극 탭(210)과 상기 전극 리드 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.In some embodiments, portions of the
도 4 내지 6은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하는 개략적인 도면이다.4 to 6 are schematic diagrams illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to example embodiments.
도 4는 전극 리드 구조물(100)의 측면도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 전극 리드 구조물(100)은 리드 필름(130)이 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(미도시)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 예를 들면, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(미도시)의 하면은 리드 필름(130)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 4 shows a side view of the
도 5는 전극 리드 구조물(100)이 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드가 마주보도록 접힌 상태를 도시하는 도면이다.5 is a view showing a state in which the
도 5를 참조하면, 제1 전극 리드(102)의 외부 리드(120)에 포함되는 부분은 제1 외부 리드(122)를 정의하고, 내측 리드(110)에 포함되는 부분은 제1 내측 리드(112)를 정의할 수 있다. 제2 전극 리드(104)의 외부 리드(120)에 포함되는 부분은 제2 외부 리드(124)를 정의하고, 내측 리드(110)에 포함되는 부분은 제2 내측 리드(114)를 정의할 수 있다.Referring to FIG. 5, a portion included in the
일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극 리드(102) 하면 및 제2 전극 리드(104)의 하면은 리드 필름(130)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있으며, 상기 노출된 하면들이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.In some embodiments, the lower surface of the
도 6은 전극 리드 구조물(100)과 전극 탭(210)이 접합된 상태를 도시하는 도면이다.6 is a view showing a state in which the
도 6을 참조하면, 제1 내측 리드(112) 및 제2 내측 리드(114) 사이에 전극 탭(210)을 배치한 뒤 제1 전극 리드(102)와 제2 전극 리드(104)를 근접시킬 수 있다. 따라서, 제1 내측 리드(112) 및 제2 내측 리드(114)가 전극 탭(210)의 상하면에 각각 접합될 수 있다.Referring to FIG. 6, after the
일부 실시예들에 있어서, 제1 외부 리드(122) 및 제2 외부 리드(124)를 이격시킨 상태로 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 접촉시킬 수 있다. 따라서, 제1 내측 리드(112) 및 제2 내측 리드(114)가 접촉되고, 리드 필름(130)에 의해 덮이지 않은 제1 전극 리드(102)의 하면 및 제2 전극 리드(104)의 하면이 접촉될 수 있다. 또한, 리드 필름(130) 중 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)의 측면을 덮은 부분도 서로 접촉될 수 있다.In some embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 접촉된 리드 및 리드 필름의 부분들을 접합 또는 융착시킬 수 있다.In example embodiments, portions of the contacted lead and lead film may be bonded or fused.
도 7는 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 1 내지 6을 참조로 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 설명은 생략될 수 있다.7 is a schematic diagram illustrating a secondary battery according to example embodiments. Descriptions of the same components as those described with reference to FIGS. 1 to 6 may be omitted.
도 7을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지는 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)로부터 연장된 전극 탭(210), 전극 탭(210)의 상면 및 하면에 각각 접합된 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104), 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 함께 결합하는 리드 필름(130) 및 케이스(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, a secondary battery according to example embodiments includes an
예시적인 실시예들에 따르면, 리드 필름(130)은 스페이서부(132)를 포함할 수 있다. 스페이서부(132)는 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 소정의 간격만큼 이격시킬 수 있다.According to example embodiments, the
예를 들면, 전지의 출력 향상을 위해서 전극 조립체(200)를 형성하는 전극의 수를 증가시킬 경우, 전극 탭(210)의 두께가 증가할 수 있다. 전극 탭(210)의 두께가 소정의 범위를 초과할 경우, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)의 내측 리드(110) 부분이 불완전하게 접합(융착)될 수 있다. 또한, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)의 내측 리드(110) 부분을 서로 접합시키더라도 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)가 접합된 부분과, 제1 전극 리드(102), 전극 탭(210) 및 제2 전극 리드(104)가 접합된 부분 사이에 단차가 증가할 수 있다. 상기 단차를 제거하기 위하여 접합 시 압력을 증가시킬 경우, 전극 탭(210)의 손상(예를 들면, 파단)이 발생하여 전지의 출력이 감소할 수 있다.For example, when increasing the number of electrodes forming the
일부 실시예들에 있어서, 스페이서부(132)는 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104) 사이에 개재될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극 리드(102)와 제2 전극 리드(104)의 리드 필름(130)에 의해 감싸진 부분이 서로 마주보고 접촉함으로써 스페이서부(130)를 형성할 수 있다.In some embodiments, the
일부 실시예들에 따르면, 리드 필름(130)이 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)의 중앙부 둘레를 감싸고 형성될 수 있다. 예를 들면, 리드 필름(130)이 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)의 중앙부의 상면, 하면 및 양측면을 감싸고 형성될 수 있다.According to some embodiments, the
도 8 내지 10은 예시적인 실시예들에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하는 개략적인 도면이다.8 to 10 are schematic diagrams illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to example embodiments.
도 8은 일부 실시예들에 따른 전극 리드 구조물(100)을 나타내는 개략적인 측면도이다.8 is a schematic side view illustrating an
도 8을 참조하면, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(미도시)는 하나의 리드 필름(130)에 의해 함께 결합될 수 있다. 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드의 중앙부는 리드 필름(130)에 의해 감싸질 수 있다. 예를 들면, 상기 중앙부의 상면, 하면 및 양측면이 리드 필름(130)에 의해 감싸질 수 있다.Referring to FIG. 8, the
예를 들면, 리드 필름(130) 중 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드의 중앙부 하면을 감싸는 부분이 스페이서부(132)로 제공될 수 있다.For example, a portion of the
도 9는 예시적인 실시예들에 따라 제1 전극 리드(102)의 하면과 제2 전극 리드(104)의 하면이 서로 마주보도록 폴딩된 모습을 나타내는 도면이다.9 is a view showing a state in which the lower surface of the
도 9를 참조하면, 제1 전극 리드(102)의 하면에 배치된 스페이서부(132)와 제2 전극 리드(104)의 하면에 배치된 스페이서부(132)가 서로 마주보도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 9, the
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 전극 탭(210)과 전극 리드 구조물(100)이 연결된 모습을 나타내는 개략적인 도면이다.10 is a schematic diagram illustrating a state in which the
도 10을 참조하면, 제1 내측 리드(112) 및 제2 내측 리드(114) 사이에 전극 탭(210)을 배치할 수 있다. 전극 리드 구조물(100)을 제1 전극 리드(102)와 제2 내측 리드(116)가 가까워지도록 폴딩히여 전극 탭(210)의 상하면에 각각 제1 내측 리드(112) 및 제2 내측 리드(114)를 접합(융착)시킬 수 있다.Referring to FIG. 10, an
이 때, 제1 전극 리드(102)의 하면 및 제2 전극 리드(104)의 하면에 각각 마련된 스페이서부(132)도 서로 접합될 수 있다. 따라서, 스페이서부(132)의 제3 방향 두께만큼 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 이격시킬 수 있다.At this time, the
따라서, 전기적 용량이 커지면서 두께가 두꺼워진 전극 탭(210)의 상하면에 전극 리드를 안정적으로 접합하여, 전자 및 정공의 이동 경로를 추가로 확보할 수 있다. 또한, 제1 전극 리드(102)의 하면 및 제2 전극 리드(104)의 하면에 각각 마련된 스페이서부(132)를 접합시켜, 제1 전극 리드(102)와 제2 전극 리드(104)간의 결합력, 나아가서는 제1 전극 리드(102), 전극 탭(210) 및 제2 전극 리드(104)간의 결합력을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the electrode leads can be stably bonded to the upper and lower surfaces of the
일부 실시예들에 있어서, 스페이서부(132)의 두께는 전극 탭(210)의 두께와 동일하거나, 전극 탭(210)의 두께보다 얇을 수 있다. 상기 동일은 ±5%의 오차를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스페이서부(132)의 두께는 전극 탭(210)의 두께에 대하여 70 내지 105%일 수 있다.In some embodiments, the thickness of the
상기 두께 범위에서 두꺼운 전극 탭(210)의 손상을 방지하면서도, 전극 탭(210)과 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104)를 안정적으로 접합 또는 융착시킬 수 있다.While preventing damage to the
예시적인 실시예들에 있어서, 전극 리드는 양극 리드 및 음극 리드를 포함할 수 있다. 상기 양극 리드는 제1 양극 리드 및 제2 양극 리드를 포함하고, 상기 음극 리드는 제1 음극 리드 및 제2 음극 리드를 포함할 수 있다.In example embodiments, the electrode lead may include a positive electrode lead and a negative electrode lead. The positive electrode lead may include a first positive electrode lead and a second positive electrode lead, and the negative electrode lead may include a first negative electrode lead and a second negative electrode lead.
일부 실시예들에 있어서, 리드 필름(130)은 양극 리드 필름과 음극 리드 필름을 포함할 수 있다. 상기 양극 리드 필름은 상기 제1 양극 리드 및 제2 양극 리드를 함께 결합시킬 수 있으며, 상기 음극 리드 필름은 상기 제1 음극 리드 및 제2 음극 리드를 함께 결합시킬 수 있다.In some embodiments, the
일부 실시예들에 있어서, 상하로 접합된 리드 필름(130)에 케이스(230)를 접합시킬 수 있다. 케이스(230)는 전극 조립체(200), 전극 탭(210) 및 내측 리드(110)를 수용하여 외부 환경으로부터 보호할 수 있다,In some embodiments, the case 230 may be bonded to the
일부 실시예들에 있어서, 리드 필름(130)을 통해 케이스(220)가 접합될 수 있다. 예를 들면, 케이스(220)는 알루미늄 또는 이의 합금 등의 금속 막을 포함할 수 있다. 따라서, 리드 필름(130)이 케이스(220)와 전극 리드를 전기적으로 분리함으로써 전지의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전극 리드에 케이스(220)를 접합할 때, 케이스(220)의 밀봉력을 향상시키고 전극 리드의 손상을 방지할 수 있다. In some embodiments, the
예시적인 실시예들에 있어서, 케이스(220)는 전극 조립체(200)을 수용할 수 있다. 케이스(220)는 전극 조립체(200) 등의 전지 내부 부재를 실링하여 외부와 차단함으로써 물리, 화학적으로 안정화시킬 수 있다.In example embodiments, the
일부 실시예들에 있어서, 케이스(220)는 전극 탭(210) 및 내측 리드(110)를 수용할 수 있다.In some embodiments,
예를 들면, 케이스(220)는 전극 조립체(200)를 수용하는 오목한 부분을 포함하는 상부 케이스 및 하부 케이스가 실링되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 케이스 및 하부 케이스는 일체로 제공될 수 있다.For example, the
일부 실시예들에 따르면, 케이스(220)는 리드 필름(130)을 통해 전극 리드와 접합될 수 있다. 케이스(220)와 전극 리드의 금속판 몸체부(예를 들면, 제1 전극 리드(102) 및 제2 전극 리드(104))가 직접 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 케이스(220)에 포함되는 도전성 층과 전극 리드가 전기적으로 단절될 수 있다. 또한, 리드 필름(130)은 케이스(220)의 실링 시 압력에 의해 변형될 수 있어 케이스(220)가 변형된 리드 필름(130)에 의해 효과적으로 실링될 수 있다.According to some embodiments, the
예를 들면, 케이스(220)는 절연층, 접착층 및 금속 박막이 적층되어 형성될 수 있다. 상기 절연층은 기재 또는 보호층으로 제공될 수 있다. 상기 금속 박막은 알루미늄 등을 포함할 수 있으며, 전지의 기계적 강도를 확보하면서도, 수분 및 산소를 차단할 수 있다. 상기 접착층은 예를 들면 열에 의해 융착되어 실링될 수 있다.For example, the
케이스(220)는 예를 들면, 파우치(pouch), 캔 등을 포함할 수 있다.The
일부 실시예들에 있어서, 상기 전해액은 상기 케이스 내부로 주입될 수 있다. 따라서, 케이스(220) 내부에 전해액이 포함될 수 있다. 상기 전해액은 전극 조립체(200)를 함침할 수 있다. 상기 전해액은 전극 조립체(200)의 양극과 음극 사이에 이온을 이동시키는 매질로 제공될 수 있다.In some embodiments, the electrolyte may be injected into the case. Therefore, an electrolyte may be included in the
일부 실시예들에 있어서, 상기 전해액은 리튬염과 유기 용매를 포함할 수 있다. 상기 리튬염은 예를 들면 Li+X-로 표현되는 화합물을 의미할 수 있다.In some embodiments, the electrolyte may include a lithium salt and an organic solvent. The lithium salt is, for example, Li + X - can mean the compounds represented by.
상기 유기 용매는 예를 들면, 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로퓨란 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.The organic solvent is, for example, propylene carbonate (propylene carbonate, PC), ethylene carbonate (ethylene carbonate, EC), diethyl carbonate (diethyl carbonate, DEC), dimethyl carbonate (dimethyl carbonate, DMC), ethyl methyl carbonate (EMC ), Methylpropyl carbonate, dipropyl carbonate, dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, vinylene carbonate, sulfolane, gamma-butyrolactone, propylene sulfite and tetrahydrofuran can be used. . These may be used alone or in combination of two or more.
100: 전극 리드 구조물
102: 제1 전극 리드
104: 제2 전극 리드
110: 내측 리드
120: 외부 리드
130: 리드 필름
132: 스페이서부
134: 벤딩 부
BL: 벤딩 라인
200: 전극 조립체
210: 전극 탭
220: 케이스100: electrode lead structure 102: first electrode lead
104: second electrode lead 110: inner lead
120: outer lead 130: lead film
132: spacer section 134: bending section
BL: Bending line 200: Electrode assembly
210: electrode tab 220: case
Claims (13)
상기 전극 조립체로부터 연장된 전극 탭;
상기 전극 탭의 상면 및 하면 상에 각각 접합되는 제1 전극 리드 및 제2 전극 리드를 포함하는 전극 리드;
상기 제1 전극 리드 및 상기 제2 전극 리드를 함께 결합하는 리드 필름; 및
상기 전극 조립체를 수용하며 상기 리드 필름을 통해 상기 전극 리드와 접합되는 케이스를 포함하는, 이차 전지.
An electrode assembly including a plurality of electrodes;
An electrode tab extending from the electrode assembly;
An electrode lead including a first electrode lead and a second electrode lead that are respectively bonded on the upper and lower surfaces of the electrode tab;
A lead film combining the first electrode lead and the second electrode lead together; And
And a case accommodating the electrode assembly and joined to the electrode lead through the lead film.
The secondary battery of claim 1, wherein the lead film at least partially wraps the central portions of the first electrode lead and the second electrode lead.
상기 리드 필름은 상기 벤딩 부에 의해 상기 제1 전극 리드 및 상기 제2 전극 리드가 서로 마주보도록 접힌, 이차 전지.
The method according to claim 2, The lead film includes a bending portion,
The lead film is folded so that the first electrode lead and the second electrode lead face each other by the bending part.
The method according to claim 3, The electrode lead is divided into an outer lead protruding to the outside of the case based on the lead film and an inner lead accommodated in the case, the secondary battery.
The secondary battery according to claim 4, wherein the electrode tab is inserted between end portions of the first electrode lead and the second electrode lead included in the inner lead.
The secondary battery of claim 4, wherein the first electrode lead and the second electrode lead portions included in the external lead are spaced apart from each other.
The secondary battery of claim 4, wherein the first electrode lead and the second electrode lead portions included in the inner lead are fused to each other.
The secondary battery of claim 3, wherein the lead film includes a spacer portion interposed between portions of the first electrode lead and the second electrode lead facing each other.
The method according to claim 1, The electrode tab is a secondary battery formed by collecting individual electrode tabs branched from each of the electrodes included in the electrode assembly.
상기 양극 탭은 상기 양극 리드와 융착되고, 상기 음극 탭은 상기 음극 리드와 융착된, 이차 전지.
The method according to claim 1, The electrode lead includes a positive electrode lead and a negative electrode lead, the electrode tab includes a positive electrode tab and a negative electrode tab,
The positive electrode tab is fused to the positive electrode lead, and the negative electrode tab is fused to the negative electrode lead.
상기 리드 필름은 상기 제1 양극 리드 및 상기 제2 양극 리드를 서로 결합시키는 양극 리드 필름 및 상기 제1 음극 리드 및 상기 제2 음극 리드를 서로 결합시키는 음극 리드 필름을 포함하는, 이차 전지.
The method according to claim 10, The positive electrode lead includes a first positive electrode lead and a second positive electrode lead, the negative electrode lead comprises a first negative electrode lead and a second negative electrode lead,
The lead film includes a positive electrode lead film for bonding the first positive electrode lead and the second positive electrode lead to each other, and a negative electrode lead film for bonding the first negative electrode lead and the second negative electrode lead to each other.
The secondary battery of claim 1, further comprising an electrolyte impregnating the electrode assembly inside the case.
복수의 전극들 및 분리막이 교대로 반복적으로 적층된 전극 조립체를 준비하는 단계;
상기 전극 조립체의 상기 전극들로부터 전극 탭을 형성하는 단계;
상기 전극 리드 구조물의 상기 제1 전극 리드 및 상기 제2 전극 리드가 서로 마주보도록 상기 리드 필름을 폴딩하는 단계;
마주보는 상기 제1 및 제2 전극 리드들의 말단부들 사이로 상기 전극 탭을 삽입하는 단계;
상기 상기 제1 및 제2 전극 리드들의 말단부 및 상기 전극 탭을 서로 융착하는 단계;
상기 전극 조립체를 케이스에 수용하는 단계; 및
상기 케이스를 상기 리드 필름을 통해 상기 전극 리드 구조물과 접합하는 단계를 포함하는, 이차 전지의 제조 방법.Preparing an electrode lead structure including a first electrode lead, a second electrode lead, and a lead film at least partially surrounding a central portion of the first electrode lead and the second electrode lead so that the first and second electrode leads are arranged side by side. To do;
Preparing an electrode assembly in which a plurality of electrodes and a separator are alternately stacked alternately;
Forming an electrode tab from the electrodes of the electrode assembly;
Folding the lead film so that the first electrode lead and the second electrode lead of the electrode lead structure face each other;
Inserting the electrode tab between the distal ends of the opposing first and second electrode leads;
Fusing the end portions of the first and second electrode leads and the electrode tab to each other;
Receiving the electrode assembly in a case; And
And bonding the case to the electrode lead structure through the lead film.
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- 2018-10-31 KR KR1020180132243A patent/KR102650540B1/en active IP Right Grant
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