KR20210029121A - Energy Storage Module - Google Patents

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KR20210029121A
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storage module
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KR1020200113360A
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김진택
곽은옥
김장훈
윤진범
우종열
이광득
최우성
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an energy storage module capable of reducing a fire risk of battery cells and improving safety by minimizing a fire spreading between adjacent battery cells when a fire occurs. As an example, disclosed is an energy storage module which includes: a plurality of battery cells arranged in a longitudinal direction so that long side surfaces thereof face each other; a plurality of insulating spacers interposed between the long side surfaces of the plurality of battery cells; a cover plate having an accommodating space therein and accommodating the plurality of battery cells and the plurality of insulating spacers; a top plate having a duct coupled to an upper portion of the cover plate and formed at positions corresponding to vents of the plurality of battery cells, and having a chemical hole formed at positions corresponding to the insulating spacers; a top cover coupled to an upper portion of the top plate and having a discharge hole at a position corresponding to the duct; and an extinguisher sheet located between the top cover and the top plate and configured to emit a fire extinguishing agent at a preset temperature or above, wherein the insulating spacers include: a first sheet having flame retardancy or nonflammability; and second sheets having heat insulating properties which are attached to both surfaces of the first sheet through an adhesive member, respectively.

Description

에너지 저장 모듈{Energy Storage Module}Energy Storage Module

본 발명은 안정성을 향상시킬 수 있는 에너지 저장 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage module capable of improving stability.

에너지 저장 모듈은 태양 전지와 같은 신재생 에너지 및 전력 계통과 연계되며 부하(load)의 전력 수요가 적을 때 전력을 저장해 두었다가 부하의 전력 수요가 클 때 저장된 전력을 사용하게 하도록 구성되는 것으로, 이차 전지로 구성된 다수의 배터리 셀이 대량으로 포함된 장치를 의미한다.The energy storage module is connected to renewable energy and power systems such as solar cells, and is configured to store power when the power demand of the load is low, and then use the stored power when the power demand of the load is large. It refers to a device including a large number of battery cells composed of.

통상적으로 다수의 배터리 셀은 다수의 트레이에 수납되며, 다수의 트레이는 랙에 수납되고, 다수의 랙이 컨테이너 박스에 수납되는 구성을 갖는다.Typically, a plurality of battery cells are accommodated in a plurality of trays, a plurality of trays are stored in a rack, and a plurality of racks are stored in a container box.

한편, 최근 들어 에너지 저장 모듈에서 화재가 발생하는 사례가 발생하고 있으며, 에너지 저장 모듈의 특성상 화재가 발생하면 진화가 쉽지 않은 문제가 있다. 에너지 저장 모듈은 다수의 배터리 셀로 구성되어 있기 때문에, 고용량 고출력을 가짐이 일반적이며 따라서 안전성을 높이기 위한 기술이 연구되고 있다.Meanwhile, a fire has recently occurred in an energy storage module, and due to the nature of the energy storage module, when a fire occurs, there is a problem that it is not easy to extinguish. Since the energy storage module is composed of a plurality of battery cells, it is common to have a high capacity and high output, and accordingly, a technology for enhancing safety is being studied.

본 발명은 배터리 셀의 화재 위험성을 감소시키고, 화재 발생 시 배터리 셀간 전이를 최소화하여 안정성을 향상 수 있는 에너지 저장 모듈을 제공한다.The present invention provides an energy storage module capable of improving stability by reducing the risk of fire of a battery cell and minimizing the transition between battery cells in the event of a fire.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 에너지 저장 모듈은 장측면이 서로 대향하도록 길이 방향을 따라 배열된 다수의 배터리 셀과, 상기 다수의 배터리 셀의 장측면 사이에 개재된 다수의 절연 스페이서와, 내부에 수용 공간을 구비하며, 상기 다수의 배터리 셀과 상기 다수의 절연 스페이서를 수용하는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 상부에 결합되고, 상기 다수의 배터리 셀들의 벤트에 대응되는 위치에 형성된 덕트와, 상기 절연 스페이서와 대응되는 위치에 약액홀이 형성된 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 상부에 결합되고, 상기 덕트에 대응되는 위치에 배출홀을 포함하는 상부 커버 및, 상기 상부 커버와 상부 플레이트의 사이에 위치하고, 기설정된 온도 이상에서 소화 약제를 분사하는 소화 시트를 포함하고, 상기 절연 스페이서는 난연성 또는 불연성을 갖는 제1시트와, 상기 제1시트의 양면에 단열성을 갖는 제2시트가 각각 접착 부재를 통해 부착될 수 있다. The energy storage module according to various embodiments of the present invention includes a plurality of battery cells arranged along a length direction so that their long sides face each other, a plurality of insulating spacers interposed between the long sides of the plurality of battery cells, and A cover plate having an accommodation space and accommodating the plurality of battery cells and the plurality of insulating spacers, a duct coupled to an upper portion of the cover plate and formed at a position corresponding to a vent of the plurality of battery cells, the An upper plate having a chemical solution hole formed at a position corresponding to the insulating spacer, an upper cover coupled to an upper portion of the upper plate and including a discharge hole at a position corresponding to the duct, and located between the upper cover and the upper plate, It includes a fire extinguishing sheet for spraying a fire extinguishing agent at a predetermined temperature or higher, wherein the insulating spacer includes a first sheet having flame retardancy or non-flammability, and a second sheet having heat insulating properties on both sides of the first sheet through an adhesive member. Can be.

상기 제1시트는 세라믹 페이퍼이고, 상기 제2시트는 MICA일 수 있다. The first sheet may be ceramic paper, and the second sheet may be MICA.

상기 제1시트는 알카리토 금속을 함유한 세라믹 파이버일 수 있다. The first sheet may be a ceramic fiber containing an alkaline earth metal.

상기 다수의 배터리 셀들은 대향하는 장측면 사이가 제1이격거리만큼 서로 이격되고, 상기 절연 스페이서의 두께는 상기 제1이격거리의 50% 보다 더 작을 수 있다. The plurality of battery cells may be spaced apart from each other by a first separation distance between opposite long side surfaces, and a thickness of the insulating spacer may be less than 50% of the first separation distance.

상기 소화 시트에서 분사된 상기 소화 약재가, 상기 약액홀을 통해 상기 절연 스페이서와 상기 배터리 셀의 이격된 공간으로 인가되어, 상기 배터리 셀의 장측면과 접촉할 수 있다. The fire extinguishing agent sprayed from the fire extinguishing sheet may be applied to a space spaced apart from the insulating spacer and the battery cell through the chemical solution hole, so that it may contact the long side surface of the battery cell.

상기 절연 스페이서는 폭방향 크기가 높이 방향 크기의 2배 보다 작으며, 상기 제1시트와 상기 제2시트는 양측 끝단부가 접착 부재에 의해서 접착된 시트부를 포함할 수 있다.The insulating spacer has a size in the width direction smaller than twice the size in the height direction, and the first sheet and the second sheet may include a sheet portion having both ends of the first sheet and the second sheet adhered by an adhesive member.

상기 절연 스페이서는 상기 시트부의 가장자리를 따라 감싸도록 인서트 사출에 의해 형성된 플라스틱 소재의 테두리부를 더 포함할 수 있다.The insulating spacer may further include an edge portion of a plastic material formed by insert injection so as to surround the edge of the sheet portion.

상기 테두리부의 폭은 3mm 내지 6mm 중 어느 하나일 수 있다. The width of the edge portion may be any one of 3mm to 6mm.

상기 절연 스페이서는 일면이 하나의 배터리 셀의 장측면과 대향하고, 타면이 또 다른 하나의 배터리 셀의 장측면과 대향할 수 있다. One side of the insulating spacer may face a long side of one battery cell, and the other side may face a long side of another battery cell.

상기 제1시트와 상기 제2시트는 중앙부가 서로 이격되어, 공기 이동이 가능한 공기 유로가 구비될 수 있다. The first sheet and the second sheet may have a central portion spaced apart from each other, and an air flow path capable of air movement may be provided.

상기 절연 스페이서는 폭방향 크기가 높이 방향 크기의 2배 보다 더 크며,The insulating spacer has a size in the width direction greater than twice the size in the height direction,

상기 제1시트와 상기 제2시트는 상하부 끝단으로부터 일정 영역이 접착 부재에 의해서 접착될 수 있다. A predetermined region of the first sheet and the second sheet may be adhered from upper and lower ends by an adhesive member.

상기 절연 스페이서는 일면이 두개의 배터리 셀의 장측면과 대향하고, 타면이 또 다른 두개의 배터리 셀의 장측면과 대향할 수 있다. The insulating spacer may have one side facing the long side surfaces of the two battery cells and the other side facing the long side surfaces of the other two battery cells.

상기 배터리 셀은 음극 집전체, 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질층, 및 상기 음극 활물질층 상에 위치하는 음극 기능층을 포함하는 음극; 및 양극 집전체, 상기 양극 집전체 상에 위치하는 양극 활물질층을 포함하는 양극을 포함하고, 상기 음극 기능층은 판상형 폴리에틸렌 입자를 포함하며, 상기 양극 활물질층은, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 1종을 포함하는 제1 양극 활물질, 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 양극 활물질을 포함할 수 있다. The battery cell may include a negative electrode including a negative current collector, a negative active material layer disposed on the negative current collector, and a negative functional layer disposed on the negative active material layer; And a positive electrode including a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer positioned on the positive electrode current collector, wherein the negative electrode functional layer includes plate-shaped polyethylene particles, and the positive electrode active material layer includes cobalt, manganese, nickel, and these A first positive electrode active material including at least one of a composite oxide of a metal and lithium selected from a combination of, and a second positive electrode active material including a compound represented by the following Formula 1 may be included.

[화학식 1][Formula 1]

LiaFe1-xMxPO4 Li a Fe 1 - x M x PO 4

상기 화학식 1에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ x ≤ 0.7, M은 Mg, Co, Ni 또는 In Formula 1, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ x ≤ 0.7, M is Mg, Co, Ni or

이들의 조합일 수 있다. It may be a combination of these.

상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 평균 입자 크기(D50)는 1 ㎛ 내지 8㎛일 수 있다. The average particle size (D50) of the plate-shaped polyethylene particles may be 1 μm to 8 μm.

상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 평균 입자 크기(D50)는 1 ㎛ 내지 8㎛일 수 있다. The average particle size (D50) of the plate-shaped polyethylene particles may be 1 μm to 8 μm.

상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 두께는 0.2 ㎛ 내지 4 ㎛ 일 수 있다. The plate-shaped polyethylene particles may have a thickness of 0.2 µm to 4 µm.

상기 제1 양극 활물질 및 상기 제2 양극 활물질은 97 : 3 내지 80 : 20의 중량비로 포함될 수 있다. The first positive electrode active material and the second positive electrode active material may be included in a weight ratio of 97:3 to 80:20.

본 발명에 의한 에너지 저장 모듈은 음극 및 양극 활물질의 소재를 통해, 배터리 셀의 내부에서 셧-다운이 기능하도록 하여 발화를 일차적으로 억제하고, 배터리 셀에서 벤트가 동작하거나 발화가 생긴 경우, 소화 및 냉각을 신속하게 수행하여 인접한 배터리 셀로 열이 전파되지 않도록 할 수 있다.The energy storage module according to the present invention primarily suppresses ignition by allowing a shutdown function inside the battery cell through the material of the negative electrode and the positive electrode active material, and when a vent operates or ignition occurs in the battery cell, extinguishing and Cooling can be performed quickly to prevent heat from spreading to adjacent battery cells.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 탑 커버에 소화 시트가 결합되는 위치를 저면에서 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 하부 플레이트에 배터리 셀과 절연 스페이서가 배치되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈이 랙에 결합된 상태를 부분적으로 도시한 것이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 덕트를 통한 배터리 셀의 내부 가스 이동 경로를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 상부 플레이트에 소화 시트가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 B 부분 확대도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 소화 시트가 동작하는 상태를 도시한 개념도이다.
도 10은 도 1의 10-10선을 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서를 도시한 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서의 시트부의 예시적인 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 13은 도 12a의 시트부가 결합된 후, 13-13선을 절단한 단면도이다.
도 14는 도 10의 C 부분 확대도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 저면 사시도이다.
도 17은 도 15의 17-17선을 절단한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 커버 플레이트에 배터리 셀과 절연 스페이서가 배치되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서의 구성을 도시한 사시도와 분해사시도이다.
도 20은 도 15의 20-20선을 절단한 단면 사시도이다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에 사용되는 배터리 셀의 사시도 및 단면도이다.
도 22는 수분산액 상태의 폴리에틸렌 구형 입자의 SEM 사진이다.
도 23은 일 실시예에 따른 폴리에틸렌 입자의 SEM 사진이다.
도 24는 일 실시예에 따른 전극 조성물의 SEM 사진이다.
도 25는 실시예 1 내지 3에 따른 전극 조성물에 포함된 판상형 폴리에틸렌 입자의 입도 분포를 분석한 그래프이다.
도 26은 온도에 따른 극판의 저항 상승율을 평가한 그래프이다.
도 27은 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 150 사이클 동안의 용량 유지율을 평가한 그래프이다.
도 28은 극판 저항 상승률을 평가하기 위하여 제작된 코인 대칭 전지의 모식도이다.
도 29는 일 실시예에 따른 양극을 포함하지 않는 리튬 이차 전지의 셧-다운시의 음극 표면의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 30은 일 실시예에 따라 음극 기능층을 포함하는 음극 및 양극을 동시에 포함하는 리튬 이차 전지의 셧-다운 시의 음극 표면의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
1 is a perspective view of an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG. 1.
3 is an exploded perspective view of an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view illustrating a position at which a fire extinguishing sheet is coupled to a top cover of an energy storage module according to an embodiment of the present invention from a bottom surface.
5 is a perspective view illustrating a state in which a battery cell and an insulating spacer are disposed on a lower plate in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
6A is a partial diagram illustrating a state in which an energy storage module according to an embodiment of the present invention is coupled to a rack.
6B and 6C are diagrams illustrating an internal gas movement path of a battery cell through a duct of an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a state in which the fire extinguishing sheet is coupled to the upper plate of the energy storage module according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of part B of FIG. 7.
9A and 9B are conceptual diagrams illustrating a state in which a fire extinguishing sheet operates in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG. 1.
11 is a perspective view illustrating an insulating spacer in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
12A and 12B are exploded perspective views illustrating an exemplary configuration of a sheet portion of an insulating spacer in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view taken along line 13-13 after the sheet portion of FIG. 12A is coupled.
14 is an enlarged view of part C of FIG. 10.
15 is a perspective view of an energy storage module according to another embodiment of the present invention.
16 is a bottom perspective view of an energy storage module according to another embodiment of the present invention.
17 is a cross-sectional view taken along line 17-17 of FIG. 15.
18 is a perspective view illustrating a state in which a battery cell and an insulating spacer are disposed on a cover plate in an energy storage module according to another embodiment of the present invention.
19A and 19B are perspective and exploded perspective views showing the configuration of an insulating spacer in an energy storage module according to another embodiment of the present invention.
20 is a cross-sectional perspective view taken along line 20-20 of FIG. 15.
21A and 21B are perspective and cross-sectional views of a battery cell used in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.
22 is an SEM photograph of spherical polyethylene particles in an aqueous dispersion state.
23 is a SEM photograph of polyethylene particles according to an embodiment.
24 is a SEM photograph of an electrode composition according to an embodiment.
25 is a graph analyzing the particle size distribution of plate-shaped polyethylene particles included in the electrode compositions according to Examples 1 to 3.
26 is a graph evaluating the rate of increase in resistance of an electrode plate according to temperature.
27 is a graph evaluating capacity retention for 150 cycles of a rechargeable lithium battery according to an embodiment.
28 is a schematic diagram of a coin symmetric battery manufactured to evaluate the increase rate of the resistance of the electrode plate.
29 is an SEM photograph showing a cross section of a surface of a negative electrode during shutdown of a lithium secondary battery not including a positive electrode according to an exemplary embodiment.
30 is a SEM photograph showing a cross-section of a surface of a negative electrode during shutdown of a lithium secondary battery including a negative electrode including a negative electrode functional layer and a positive electrode at the same time, according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the corresponding listed items. In addition, in the present specification, "connected" means not only the case where the A member and the B member are directly connected, but also the case where the member A and the member B are indirectly connected by interposing the member C between the member A and the member B. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates another case. Also, as used herein, “comprise” and/or “comprising” specify the presence of the mentioned shapes, numbers, steps, actions, members, elements and/or groups thereof. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, members, elements and/or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is self-evident that it should not be. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or part to be described below may refer to the second member, part, region, layer or part without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다. Terms relating to space such as “beneath”, “below”, “lower”, “above”, and “upper” are used in conjunction with an element or feature shown in the drawing. It is used for easy understanding of other elements or features. Terms related to these spaces are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is flipped over, an element described as “lower” or “below” becomes “top” or “above”. Thus, "below" is a concept encompassing "top" or "bottom".

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A 부분 확대도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 탑 커버에 소화 시트가 결합되는 위치를 저면에서 도시한 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 하부 플레이트에 배터리 셀과 절연 스페이서가 배치되는 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view of an energy storage module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG. 1. 3 is an exploded perspective view of an energy storage module according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view illustrating a position at which a fire extinguishing sheet is coupled to a top cover of an energy storage module according to an embodiment of the present invention from a bottom surface. 5 is a perspective view illustrating a state in which a battery cell and an insulating spacer are disposed on a lower plate in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(100)은 커버 부재(110), 배터리 셀(120), 절연 스페이서(130), 상부 플레이트(140), 소화 시트(150) 및 상부 커버(160)의 구성을 포함할 수 있다. First, referring to FIGS. 1 to 5, the energy storage module 100 according to an embodiment of the present invention includes a cover member 110, a battery cell 120, an insulating spacer 130, an upper plate 140, It may include a configuration of the fire extinguishing sheet 150 and the upper cover 160.

먼저, 커버 부재(110)는 내부의 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(130)를 수용할 공간을 제공한다. 커버 부재(110)는 하부 플레이트(111), 엔드 플레이트(112), 측부 플레이트(113)를 포함하며, 이를 통해 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(130)가 배치될 공간을 구비할 수 있다. 또한, 커버 부재(110)는 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(130)의 위치를 고정시키고, 외부의 충격 등으로부터 배터리 셀(120)을 보호할 수 있다.First, the cover member 110 provides a space for accommodating the battery cell 120 and the insulating spacer 130 therein. The cover member 110 includes a lower plate 111, an end plate 112, and a side plate 113, and may have a space in which the battery cell 120 and the insulating spacer 130 are disposed. In addition, the cover member 110 may fix the positions of the battery cells 120 and the insulating spacers 130 and protect the battery cells 120 from external impacts.

상기 배터리 셀(120)은 커버 부재(110)의 하부 플레이트(111)의 상면에는 절연 스페이서(130)와 함께 교번하면서 배치될 수 있다. 구체적으로 하부 플레이트(111)의 상면을 따라 배터리 셀(120)들이 장측면끼리 서로 마주보도록 다수개가 2열로 배열되어 있고, 배터리 셀(120)들의 장측면 사이에는 절연 스페이서(130)가 각각 위치할 수 있다. The battery cells 120 may be disposed alternately with the insulating spacer 130 on the upper surface of the lower plate 111 of the cover member 110. Specifically, a plurality of battery cells 120 are arranged in two rows along the upper surface of the lower plate 111 so that their long sides face each other, and an insulating spacer 130 may be positioned between the long sides of the battery cells 120. I can.

배터리 셀(120)은 케이스(121)의 내부에 전극 조립체가 수용될 수 있고, 전극 조립체는 일 영역, 예를 들어 코팅부에 활물질이 도포된 양극판과 음극판의 사이에 세퍼레이터를 위치시킨 상태에서, 권취, 스택 또는 라미네이트하는 방식으로 구성될 수 있다. 또한 케이스(121)의 상부를 캡 플레이트(124)가 밀봉할 수 있다. 또한, 캡 플레이트(124)의 대략 중앙에는 타 영역에 비해 얇은 두께로 형성된 벤트(124a)가 구성될 수 있다. 또한, 배터리 셀(120)은 활물질이 도포되지 않은 양극판과 음극판의 영역, 예를 들어 무지부에 전기적으로 연결된 전극 단자(122, 123)가 캡 플레이트(124)의 상부로 노출될 수 있다. 여기서, 전극 단자(122, 123)는 제 1 전극 단자(122)와 제 2 전극 단자(123)로 각각 명칭될 수 있고, 각각 음극과 양극 단자일 수 있다. 물론 반대로 제 1 전극 단자(122)와 제 2 전극 단자(123)가 각각 양극과 음극 단자일 수도 있다. 한편, 배터리 셀(120)의 활물질의 조성을 통해, 발화를 줄여 안정성을 높일 수 있으며, 이러한 활물질의 조성에 대해서는 후술하기로 한다.In the battery cell 120, the electrode assembly may be accommodated in the case 121, and the electrode assembly is in a state in which a separator is positioned between a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with an active material on a coating portion, for example, It can be constructed in a way that is wound, stacked or laminated. In addition, the cap plate 124 may seal the upper portion of the case 121. In addition, a vent 124a formed to have a thinner thickness compared to other regions may be formed at approximately the center of the cap plate 124. In addition, in the battery cell 120, regions of the positive plate and the negative plate to which the active material is not applied, for example, electrode terminals 122 and 123 electrically connected to the uncoated portion may be exposed above the cap plate 124. Here, the electrode terminals 122 and 123 may be referred to as a first electrode terminal 122 and a second electrode terminal 123, respectively, and may be a negative electrode and a positive electrode terminal, respectively. Of course, on the contrary, the first electrode terminal 122 and the second electrode terminal 123 may be positive and negative terminals, respectively. Meanwhile, through the composition of the active material of the battery cell 120, ignition can be reduced to increase stability, and the composition of such an active material will be described later.

절연 스페이서(130)는 배터리 셀(120)들의 사이에 개재되어, 배터리 셀(120)들이 서로 접촉하는 것을 방지하여, 전기적인 독립을 유지시킬 수 있다. 또한, 절연 스페이서(130)와 배터리 셀(120)사이는 일정 간격을 유지하여, 외부 공기의 통로 또는 소화 약액 이동 경로를 제공하여 배터리 셀(120)이 냉각되도록 할 수 있다. 이와 같은 절연 스페이서(130)는 배터리 셀(120)에서 화재가 발생했을 경우, 화염이 전파되지 않도록 하는 난연성 또는 불연성 시트와, 열을 전파하지 않도록 하는 단열성 시트를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 절연 스페이서(130)의 구성은 후술하기로 한다.The insulating spacer 130 is interposed between the battery cells 120 to prevent the battery cells 120 from contacting each other, thereby maintaining electrical independence. In addition, by maintaining a predetermined distance between the insulating spacer 130 and the battery cell 120, a passage for external air or a passage for moving the extinguishing chemical solution may be provided so that the battery cell 120 is cooled. Such an insulating spacer 130 may be used by mixing a flame-retardant or non-flammable sheet to prevent flame from spreading and an insulating sheet to prevent heat from spreading when a fire occurs in the battery cell 120, such an insulating spacer The configuration of (130) will be described later.

상부 플레이트(140)는 커버 부재(110)의 상부에 결합될 수 있다. 상부 플레이트(140)는 배터리 셀(120)의 상부를 덮으면서 커버 부재(110)와 결합될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(140)의 상부로 배터리 셀(120)의 제 1 전극 단자(122)와 제 2 전극 단자(123)가 각각 노출되며, 각 단자에 버스바(145)가 결합되어, 배터리 셀(120)들을 직렬, 병렬 또는 직병렬 형태로 연결할 수 있다.The upper plate 140 may be coupled to the upper portion of the cover member 110. The upper plate 140 may be coupled to the cover member 110 while covering the upper portion of the battery cell 120. In addition, the first electrode terminal 122 and the second electrode terminal 123 of the battery cell 120 are exposed above the upper plate 140, and the bus bar 145 is coupled to each terminal, so that the battery cell 120 can be connected in series, parallel, or serial-parallel form.

한편, 상부 플레이트(140)는 복수의 배터리 셀(120)의 상면에 형성된 벤트(124a)에 대응되는 덕트(141)를 포함한다. 이와 같은 덕트(141)는 일 방향, 예를 들어 길이 방향을 따라 다수개가 배열될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(120)의 벤트(124a)가 동작되어 배출되는 가스는 상부 플레이트(140)의 덕트(141)를 따라 상방으로 이동할 수 있다. 이러한 덕트(141)의 구체적인 구조 및 동작은 후술하도록 한다.Meanwhile, the upper plate 140 includes a duct 141 corresponding to the vents 124a formed on the upper surfaces of the plurality of battery cells 120. A plurality of ducts 141 may be arranged in one direction, for example, along a length direction. Accordingly, the gas discharged by operating the vent 124a of the battery cell 120 may move upward along the duct 141 of the upper plate 140. The specific structure and operation of the duct 141 will be described later.

소화 시트(150)는 상부 플레이트(140)와 상부 커버(160)의 사이에 위치된다. 소화 시트(150)는 상부 플레이트(140)의 일 방향, 예를 들어 길이 방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 부재로서 형성될 수 있다. 또한, 소화 시트(150)는 상부 플레이트(140)의 덕트(141)에 대응되는 위치에 상면과 하면 사이를 관통하는 개방홀(151)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 소화 시트(150)는 개방홀(151)이 상부 플레이트(140)의 덕트(141)에 매칭되도록 위치할 수 있다. 또한, 소화 시트(150)는 상부 커버(160)의 하면(160b)에 결합될 수 있다. 소화 시트(150)가 상부 커버(160)의 하부에 결합됨에 따라, 소화 시트(150)는 상부 플레이트(140)의 상측에 위치될 수 있다. 이러한 소화 시트(150)의 구성 및 동작은 후술하도록 한다.The fire extinguishing sheet 150 is located between the upper plate 140 and the upper cover 160. The fire extinguishing sheet 150 may be formed as at least one member extending along one direction of the upper plate 140, for example, a length direction. In addition, the fire extinguishing sheet 150 may be provided with an open hole 151 penetrating between the upper surface and the lower surface at a position corresponding to the duct 141 of the upper plate 140. Accordingly, the fire extinguishing sheet 150 may be positioned so that the open hole 151 matches the duct 141 of the upper plate 140. In addition, the fire extinguishing sheet 150 may be coupled to the lower surface 160b of the upper cover 160. As the fire extinguishing sheet 150 is coupled to the lower portion of the upper cover 160, the fire extinguishing sheet 150 may be located above the upper plate 140. The configuration and operation of the fire extinguishing sheet 150 will be described later.

상부 커버(160)는 상부 플레이트(140)의 상부에 결합된다. 상부 커버(160)는 상부 플레이트(140)와, 버스바(145)를 커버할 수 있다. 또한, 상부 커버(160)는 그 하면(160b)에 결합된 소화 시트(150)도 커버하여, 상부 커버(160)의 상면(160a)에서 인가되는 충격으로부터 이들을 보호할 수 있다. 또한, 상부 커버(160)는 배출홀(161)을 포함할 수 있다. 또한 상부 커버(160)는 배출홀(161)의 외주연으로부터 일정간격 이격되고, 하부 방향으로 돌출된 돌기부(162)를 더 구비할 수 있다. 이와같은 돌기부(162)의 외측에 소화 시트(150)의 개방홀(151)이 결합될 수 있으며, 돌기부(162)의 내측에 덕트(141)가 결합될 수 있다. 배출홀(161)은 상부 커버(160)의 일 방향, 예를 들어 길이 방향을 따라 다수개가 배열되어 형성될 수 있다. 또한, 배출홀(161)은 상부 플레이트(140)의 덕트(141)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한 배출홀(161) 역시, 덕트(141)와 같이 서로 이격되도록 복수개가 상면과 하면 사이를 관통하는 홀 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(120)의 벤트(124a)가 동작되어 배출된 가스는 상부 플레이트(140)의 덕트(141)와, 상부 커버(160)의 배출홀(161)을 따라 외부로 배출될 수 있다. 또한 상부 커버(160)는 상부 커버(160)의 내부 구조와, 사용자가 접촉하는 것을 방지하여 안전을 도모할 수 있다. The upper cover 160 is coupled to the upper portion of the upper plate 140. The upper cover 160 may cover the upper plate 140 and the bus bar 145. In addition, the upper cover 160 may also cover the fire extinguishing sheet 150 coupled to the lower surface 160b, thereby protecting them from an impact applied from the upper surface 160a of the upper cover 160. In addition, the upper cover 160 may include a discharge hole 161. In addition, the upper cover 160 may further include a protrusion 162 spaced apart from the outer periphery of the discharge hole 161 and protruding downward. The open hole 151 of the fire extinguishing sheet 150 may be coupled to the outside of the protrusion 162, and the duct 141 may be coupled to the inner side of the protrusion 162. The discharge hole 161 may be formed by arranging a plurality of discharge holes 161 along one direction, for example, a length direction of the upper cover 160. In addition, the discharge hole 161 may be formed at a position corresponding to the duct 141 of the upper plate 140. In addition, the discharge hole 161 may also be provided in the form of a hole penetrating between the upper surface and the lower surface so as to be spaced apart from each other like the duct 141. Accordingly, the gas discharged by operating the vent 124a of the battery cell 120 may be discharged to the outside along the duct 141 of the upper plate 140 and the discharge hole 161 of the upper cover 160. have. In addition, the upper cover 160 may prevent a user from contacting with the internal structure of the upper cover 160 to promote safety.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 상부 플레이트(140)의 덕트(141)를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the duct 141 of the upper plate 140 in the energy storage module according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈이 랙에 결합된 상태를 부분적으로 도시한 것이다. 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 덕트를 통한 배터리 셀의 내부 가스 이동 경로를 도시한 것이다. 여기서 도 6b는 도 2의 A-A선을 절단한 단면도를 확대한 것이고, 도 6c는 도 2의 B-B선을 절단한 단면도를 확대한 것이다.6A is a partial diagram illustrating a state in which an energy storage module according to an embodiment of the present invention is coupled to a rack. 6B and 6C are diagrams illustrating an internal gas movement path of a battery cell through a duct of an energy storage module according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2, and FIG. 6C is an enlarged cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 2.

먼저, 도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(100)은 복수개가 렉(10)의 다수의 선반(12)에 각각 수납될 수 있다. 에너지 저장 모듈(100)은 요구되는 용량에 따라 개수를 달리하여 구비될 수 있고, 랙(10)에 실장되어 고정될 수 있다. 여기서, 랙(10)은 전체 외형을 형성하는 프레임(11)과 프레임(11) 내에서 층을 달리하여 다수의 에너지 저장 모듈(100)의 하부를 받치는 선반(12)을 포함할 수 있다. 이때, 하나의 에너지 저장 모듈(100)의 하면은 선반(12)의 상면에 접촉될 수 있으며, 상부에는 일정간격 이격된 상태로 다른 선반(12)의 하면이 위치될 수 있다. 도 6a에서는 프레임(11) 내에 2개의 선반(12)이 구비되어, 2개의 에너지 저장 모듈(100)이 각 선반(12)에 안착된 것으로 도시되어 있으나, 개수로 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. First, referring to FIG. 6A, a plurality of energy storage modules 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may be accommodated in a plurality of shelves 12 of the rack 10, respectively. The energy storage modules 100 may be provided in different numbers according to the required capacity, and may be mounted and fixed on the rack 10. Here, the rack 10 may include a frame 11 forming an overall appearance and a shelf 12 supporting the lower portions of the plurality of energy storage modules 100 by different layers within the frame 11. At this time, the lower surface of one energy storage module 100 may contact the upper surface of the shelf 12, and the lower surface of the other shelf 12 may be positioned at a predetermined interval on the upper surface. In Figure 6a, two shelves 12 are provided in the frame 11, and two energy storage modules 100 are shown to be seated on each shelf 12, but limiting the contents of the present invention by the number no.

또한, 상술한 바와 같이, 상부 플레이트(140)에 형성된 덕트(141)는 배터리 셀(120)의 벤트(124a)에 대응되어 있고, 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 벤트(124a)가 동작되어 배출된 가스는 화살표로 표시된 것과 같이 덕트(141)를 따라 상방으로 이동하게 된다. 또한, 상부 플레이트(140)는 배터리 셀(120)의 벤트(124a)가 동작하게 되면, 덕트(141)의 상방에 위치한 상부 커버(160)의 배출홀(161)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이 때, 상부 커버(160)의 상면(160a)의 상부에 또 다른 에너지 저장 모듈(100)을 수용하는 랙(10)의 선반(12)에 의해, 가스는 상부 커버(160)의 상면(160a)과 선반의 사이에 위치하게 된다. 이 때, 상부 커버(160)의 상면(160a)은 선반(12)의 하면과 제1간격으로 이격될 수 있다. 여기서 제1간격은 3mm 내지 7mm 중 어느 하나일 수 있다. 제1간격이 3mm 이상인 경우, 에너지 저장 모듈(100)에서 생성된 열을 외부로 배출하기 용이하다. 또한, 제1간격이 7mm 이하인 경우, 이하와 같이 고온의 불활성 가스의 분위기를 형성하기 용이하다.In addition, as described above, the duct 141 formed on the upper plate 140 corresponds to the vent 124a of the battery cell 120, and referring to FIGS. 6B and 6C, the vent 124a is operated. The discharged gas moves upward along the duct 141 as indicated by an arrow. In addition, the upper plate 140 may be discharged to the outside through the discharge hole 161 of the upper cover 160 located above the duct 141 when the vent 124a of the battery cell 120 operates. . At this time, by the shelf 12 of the rack 10 accommodating another energy storage module 100 on the top of the upper surface 160a of the upper cover 160, gas is the upper surface 160a of the upper cover 160 ) And the shelf. In this case, the upper surface 160a of the upper cover 160 may be spaced apart from the lower surface of the shelf 12 by a first distance. Here, the first interval may be any one of 3mm to 7mm. When the first interval is 3mm or more, it is easy to discharge heat generated by the energy storage module 100 to the outside. In addition, when the first interval is 7 mm or less, it is easy to form a high-temperature inert gas atmosphere as follows.

한편, 배터리 셀(120)에서 벤트(124a)를 통해 배출되는 가스는 초기에는 상대적으로 낮은 약 170℃ 의 온도를 갖는 전해액 수증기 성분의 가스가 주로 발생하고, 점차 상대적으로 높은 약 400℃전후의 온도를 갖는 불활성 가스가 발생하게 된다. 그리고 상대적으로 낮은 온도의 가스에 대해서, 내열 플라스틱으로 이루어진 상부 플레이트(140)와, 상부 커버(160)가 녹지 않고 유지될 수 있다. 한편, 배터리 셀(120)은 내부의 온도가 높아짐에 따라 세퍼레이터가 녹게 되면, 고온의 불활성 가스가 화염과 함께 생성될 수 있다. 이 때의 불활성 가스는 상술한 것과 같이, 상부 커버(160)의 상면(160a)과 선반(12)의 사이의 공간을 채워 분위기를 형성하여, 산소의 유입을 방지할 수 있다. 또한 불활성 가스는 덕트(141)의 내부 공간에도 채워진 상태를 유지할 수 있다. On the other hand, the gas discharged from the battery cell 120 through the vent 124a mainly generates an electrolyte vapor component gas having a relatively low temperature of about 170°C, and gradually, a relatively high temperature around 400°C. An inert gas having a is generated. In addition, for a gas having a relatively low temperature, the upper plate 140 made of heat-resistant plastic and the upper cover 160 may be maintained without melting. Meanwhile, when the separator melts as the internal temperature of the battery cell 120 increases, a high-temperature inert gas may be generated together with a flame. As described above, the inert gas at this time fills the space between the upper surface 160a of the upper cover 160 and the shelf 12 to form an atmosphere, thereby preventing the introduction of oxygen. In addition, the inert gas may remain filled in the inner space of the duct 141.

이와같은 불활성 가스는 배터리 셀(120)에서 발생되는 화염이 이웃하는 배터리 셀(120)로 전달되거나, 다른 에너지 저장 모듈(100)으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상부 커버(160)의 하부에 위치한 소화 시트(150)의 경우, 고온의 불활성 가스에 의해 동작되어, 후술할 바와 같이 소화 약제를 분사하는 역할을 수행할 수 있다.Such an inert gas may serve to block the flame generated from the battery cell 120 from being transmitted to the neighboring battery cell 120 or transmitted to the other energy storage module 100. In addition, in the case of the fire extinguishing sheet 150 located under the upper cover 160, it is operated by a high-temperature inert gas, and may serve to inject a fire extinguishing agent as will be described later.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(100)에서 소화 시트(150)의 구성 및 동작을 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the fire extinguishing sheet 150 in the energy storage module 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 상부 플레이트에 소화 시트가 결합된 상태를 도시한 사시도이다. 도 8은 도 7의 B 부분 확대도이다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 소화 시트가 동작하는 상태를 도시한 개념도이다. 7 is a perspective view showing a state in which the fire extinguishing sheet is coupled to the upper plate of the energy storage module according to an embodiment of the present invention. 8 is an enlarged view of part B of FIG. 7. 9A and 9B are conceptual diagrams illustrating a state in which a fire extinguishing sheet operates in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 소화 시트(150)는 상술한 바와 같이, 상부 플레이트(140)와 상부 커버(160)의 사이에 위치할 수 있다. 소화 시트(150)는 도 7에 도시된 것과 같이, 개방홀(151)이 상부 플레이트(140)의 덕트(141)에 결합될 수 있다. 또한, 이에 따라 소화 시트(150)는 덕트(141)를 통한 가스의 이동에 영향을 주지 않게 된다. First, referring to FIGS. 7 and 8, the fire extinguishing sheet 150 may be positioned between the upper plate 140 and the upper cover 160, as described above. As shown in FIG. 7, the fire extinguishing sheet 150 may have an open hole 151 coupled to the duct 141 of the upper plate 140. In addition, accordingly, the fire extinguishing sheet 150 does not affect the movement of gas through the duct 141.

또한, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 소화 시트(150)는 가스, 구체적으로 상대적으로 고온의, 예를 들어 약 400℃ 전후의 불활성 가스가 생성된 경우, 열에 반응하여 동작할 수 있다. 이 때, 고온의 가스에 의해 소화 시트(150)를 구성하고 있는 소화 약제가 소화 시트(150)로부터 분사된다. 또한, 소화 시트(150)의 상부는 상부 커버(160)에 의해 막혀 있기 때문에, 소화 약제는 상부 커버(160)의 하면을 향해 방향성을 갖고 분사될 수 있다. 또한, 소화 약제는 상부 플레이트(140)의 덕트(141)의 전후단에 형성된 개방홀(143)을 통해 그 하부의 절연 스페이서(130)에 도달할 수 있다. 또한, 덕트(141)에는 개방홀(143)의 주변에 대해 약액 유도 돌기(142)가 더 형성되어, 소화 약제의 이동을 추가적으로 가이드할 수 있다. 한편, 후술할 바와 같이 절연 스페이서(130)에 도달한 소화 약제는 절연 스페이서(130)의 표면을 따라 이동할 수 있고, 이에 따라 발화가 이루어진 배터리 셀(120)에 대한 소화는 물론 배터리 셀(120)의 냉각을 수행할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 8A and 8B, the fire extinguishing sheet 150 may operate in response to heat when a gas, specifically, a relatively high temperature, for example, an inert gas of about 400° C. is generated. At this time, the fire extinguishing agent constituting the fire extinguishing sheet 150 is injected from the fire extinguishing sheet 150 by the hot gas. In addition, since the upper part of the fire extinguishing sheet 150 is blocked by the upper cover 160, the fire extinguishing agent may be sprayed with a directionality toward the lower surface of the upper cover 160. In addition, the fire extinguishing agent may reach the insulating spacer 130 under the upper plate 140 through an open hole 143 formed at the front and rear ends of the duct 141 of the upper plate 140. In addition, the duct 141 is further formed with a chemical solution guide protrusion 142 about the periphery of the open hole 143, so that the movement of the fire extinguishing agent may be additionally guided. On the other hand, as will be described later, the extinguishing agent reaching the insulating spacer 130 may move along the surface of the insulating spacer 130, and accordingly, the extinguishing of the battery cell 120 having ignition is as well as the battery cell 120. Cooling of can be performed.

또한 소화 시트(150)는 캡슐 형태의 소화약재가 외장재의 내부에 수용된 시트 형태를 가질 수 있다. 여기서 소화 시트(150)는 상술한 바와 같이, 상부 플레이트(140)의 덕트(141)를 통과하는 가스의 온도가 상대적으로 고온인 약 400℃전후에 도달할 때, 캡슐과 외장재가 개방되어 내부의 소화 약제를 분사할 수 있다. In addition, the fire extinguishing sheet 150 may have a sheet form in which a capsule-type fire extinguishing agent is accommodated in the exterior material. Here, the fire extinguishing sheet 150 is, as described above, when the temperature of the gas passing through the duct 141 of the upper plate 140 reaches a relatively high temperature of about 400°C, the capsule and the exterior material are opened to Fire extinguishing agents can be sprayed.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(130)의 구조 및 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure and operation of the battery cell 120 and the insulating spacer 130 in the energy storage module according to an embodiment of the present invention will be described.

도 10은 도 1의 C-C선을 절단한 단면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서를 도시한 사시도이다. 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서의 시트부의 예시적인 구성을 도시한 분해 사시도이다. 도 13은 도 12a의 시트부가 결합된 후, D-D선을 절단한 단면도이다. 도 14는 도 10의 C 부분 확대도이다.10 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG. 1. 11 is a perspective view illustrating an insulating spacer in an energy storage module according to an embodiment of the present invention. 12A and 12B are exploded perspective views illustrating an exemplary configuration of a sheet portion of an insulating spacer in an energy storage module according to an embodiment of the present invention. 13 is a cross-sectional view taken along line D-D after the sheet portion of FIG. 12A is coupled. 14 is an enlarged view of part C of FIG. 10.

배터리 셀(120)들은 커버 부재(110)의 하부 플레이트(111)의 상면에 절연 스페이서(130)와 함께 교번하면서 배치될 수 있다. 이때 배터리 셀(120)의 장측면이 인접하는 배터리 셀(120)의 장측면과 일정거리 이격된 상태로, 서로 대향할 수 있으며, 그 사이에 절연 스페이서(130)가 개재될 수 있다. 여기서, 두 개의 배터리 셀(120)의 장측면 사이의 이격 거리인 제1이격거리는 4mm 내지 6mm 중 어느 하나일 수 있다. 여기서 제1이격거리가 4mm 보다 작을 경우, 절연 스페이서(130)와 배터리 셀(120)사이에 공기층 형성이 용이하지 않아, 냉각 성능이 저하될 수 있다. 또한 제1이격거리가 6mm를 초과할 경우 불필요하게 에너지 저장 모듈(100)의 크기 증가를 초래할 수 있다. The battery cells 120 may be disposed alternately with the insulating spacer 130 on the upper surface of the lower plate 111 of the cover member 110. In this case, the long side surface of the battery cell 120 may face each other while being spaced apart from the long side surface of the adjacent battery cell 120 by a predetermined distance, and an insulating spacer 130 may be interposed therebetween. Here, the first separation distance, which is the separation distance between the long side surfaces of the two battery cells 120, may be any one of 4mm to 6mm. Here, when the first separation distance is less than 4 mm, it is not easy to form an air layer between the insulating spacer 130 and the battery cell 120, and cooling performance may be deteriorated. In addition, when the first separation distance exceeds 6 mm, it may unnecessarily increase the size of the energy storage module 100.

절연 스페이서(130)는 배터리 셀(120)의 사이에서 배터리 셀(120)들이 서로 접촉하는 것을 방지하여, 전기적인 독립을 유지시킬 수 있다. 이와같은 절연 스페이서(130)는 하나의 배터리 셀(120)의 장측면의 평면 크기와 대응되는 평면 크기를 가질 수 있다. 즉, 절연 스페이서(130)는 일면이 하나의 배터리 셀(120)의 장측면과 대향하고, 타면이 또 다른 하나의 배터리 셀(120)의 장측면과 대향할 수 있다. The insulating spacer 130 prevents the battery cells 120 from contacting each other between the battery cells 120, thereby maintaining electrical independence. Such an insulating spacer 130 may have a planar size corresponding to a planar size of a long side of one battery cell 120. That is, the insulating spacer 130 may have one side facing the long side of one battery cell 120 and the other side facing the long side of another battery cell 120.

또한, 절연 스페이서(130)와 배터리 셀(120)의 장측면 사이는 일정 거리인 제2이격거리 만큼 이격되어, 외부 공기 통로를 형성할 수 있다. 여기서 외부 공기 통로에 의해, 배터리 셀(120)은 외부 공기에 의해서 냉각되도록 할 수 있다. In addition, the insulating spacer 130 and the long side surface of the battery cell 120 may be spaced apart by a second separation distance, which is a predetermined distance, to form an external air passage. Here, by the external air passage, the battery cell 120 may be cooled by external air.

이러한 절연 스페이서(130)는 시트부(131)와 테두리부(132)를 포함하여 구성될 수 있다. 시트부(131)는 배터리 셀(120)에서 화재가 발생했을 경우, 화재가 전파되지 않도록 하는 난연성 또는 불연성을 갖는 시트와, 열이 전파하지 않도록 하는 단열성 시트를 혼합하여 사용할 수 있다. 좀 더 자세하게는 상기 시트부(131)는 단열성을 갖는 제1시트(131a)와, 제1시트(131a)의 양면에 각각 접착부재(131c)를 통해서 부착된 난연 또는 불연성을 갖는 두 개의 제2시트(131b)를 포함할 수 있다. 이와 같이 시트부(131)는 제1시트(131a)와 제2시트(131b)를 다층 적층하여, 난연성과 불연성 뿐만 아니라, 단열 효과까지 증대시킬 수 있다. 즉, 절연 스페이서(130)는 복수의 시트를 적층한 시트부(131)를 통해 배터리 셀(120)의 온도가 증가되고 화염이 발생했을 경우, 인접하는 다른 배터리 셀(120)로 열이나 화염이 전달되는 것을 방지할 수 있다. The insulating spacer 130 may include a sheet portion 131 and an edge portion 132. When a fire occurs in the battery cell 120, the sheet portion 131 may be used by mixing a sheet having flame retardancy or non-flammability to prevent the fire from spreading and an insulating sheet to prevent heat from spreading. In more detail, the sheet portion 131 includes a first sheet 131a having heat insulating properties, and two second sheets having flame retardancy or non-flammability attached to both sides of the first sheet 131a through an adhesive member 131c, respectively. It may include a sheet (131b). In this way, the sheet portion 131 may increase not only flame retardancy and non-flammability, but also heat insulation effect by stacking the first sheet 131a and the second sheet 131b in multiple layers. That is, when the temperature of the battery cell 120 is increased and a flame is generated through the sheet portion 131 in which a plurality of sheets are stacked, the insulating spacer 130 transmits heat or flame to the adjacent battery cell 120. It can be prevented from being transmitted.

이와같은 절연 스페이서(130)는 배터리 셀(120)에서 화재가 발생했을 경우, 화염이 전파되지 않도록 하는 난연성 또는 불연성 시트와, 열을 전파하지 않도록 하는 단열성 시트를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 절연 스페이서(130)의 구성은 후술하기로 한다.Such an insulating spacer 130 may be used by mixing a flame-retardant or non-flammable sheet to prevent flame from spreading and an insulating sheet to prevent heat from spreading when a fire occurs in the battery cell 120, such an insulating spacer The configuration of (130) will be described later.

여기서, 제1시트(131a)와 제2시트(131b)는 동일한 크기로 이루어질 수 있다. 상기 절연 스페이서(130)의 두께는 제1이격거리의 50%가 넘지 않는 것이, 후술할 소화 약재의 이동이 용이할 수 있다. 예를 들어 절연 스페이서(130)의 두께는 제1이격거리가 6mm일 경우, 3mm가 넘지 않는 것이 바람직하며, 제1이격거리가 4mm일 경우, 2mm를 넘지 않는 것이 바람직하다. 일예로 제1시트(131a)는 1mm 내지 1.4mm 중 어느 하나일 수 있다. 또한 제2시트(131b)는 0.1mm 내지 0.2mm 중 어느 하나일 수 있다. 또한 접착부재(131c)는 0.1mm일 수 있다. Here, the first sheet 131a and the second sheet 131b may have the same size. If the thickness of the insulating spacer 130 does not exceed 50% of the first separation distance, it may be easier to move the extinguishing agent to be described later. For example, when the first separation distance is 6mm, the thickness of the insulating spacer 130 is preferably not more than 3mm, and when the first separation distance is 4mm, it is preferable not to exceed 2mm. For example, the first sheet 131a may be any one of 1mm to 1.4mm. In addition, the second sheet 131b may be any one of 0.1mm to 0.2mm. In addition, the adhesive member 131c may be 0.1mm.

예를 들어, 제1시트(131a)는 세라믹 페이퍼가 사용될 수 있고, 제2시트(131b)는 마이카(mica)이 사용될 수 있다. 또한 제1시트(131a)는 에어로겔을 더 포함할 수 있으며, 에어로겔을 포함할 경우 공기층이 많이 확보되어 단열성능을 향상시킬 수 있다. 또한 제1시트(131a)는 파이버(fiber)를 포함한 내화 단열재의 세라믹 페이퍼일 수 있다. 또한 제1시트(131a)는 알카리토 금속을 함유한 세라믹 파이버 세라믹 페이퍼(Bio-soluble Fiber ceramic Paper)로, 인체에 무해한 친환경 고온내화 단열재일 수 있다. For example, ceramic paper may be used for the first sheet 131a, and mica may be used for the second sheet 131b. In addition, the first sheet 131a may further include an airgel, and when the airgel is included, a large air layer may be secured, thereby improving thermal insulation performance. In addition, the first sheet 131a may be a ceramic paper of a refractory insulating material including fibers. In addition, the first sheet (131a) is a ceramic fiber ceramic paper containing an alkaline earth metal (Bio-soluble fiber ceramic paper), it may be an environmentally friendly high-temperature fire-resistant insulating material harmless to the human body.

또한 시트부(131)는 도 12a 또는 도 12b에 도시된 구성을 포함할 수 있다. In addition, the seat portion 131 may include the configuration shown in FIG. 12A or 12B.

접착부재(131c)는 도 12a 및 도 13에 도시된 바와 같이 제1시트(131a)의 양측끝단으로부터 일정폭을 갖도록 제2시트(131b)사이에 개재되어, 제1시트(131a)와 제2시트(131b)사이를 부착할 수 있다. 또한 접착부재(131c)는 제1시트(131a)와 제2시트(131b)의 길이방향과 동일한 길이를 가질 수 있다. 즉, 제1시트(131a)의 양측 끝단부(x1)는 접착부재(131c)에 의해서 제2시트(131b)의 양측 끝단부(x1)와 접착될 수 있다. The adhesive member 131c is interposed between the second sheet 131b so as to have a predetermined width from both ends of the first sheet 131a, as shown in FIGS. 12A and 13. It is possible to attach between the sheets (131b). In addition, the adhesive member 131c may have the same length as the length direction of the first sheet 131a and the second sheet 131b. That is, both end portions x1 of the first sheet 131a may be adhered to both end portions x1 of the second sheet 131b by the adhesive member 131c.

상기 접착부재(131c)는 폭이 10mm 내지 20mmm 중 어느 하나의 폭을 가질 수 있다. 여기서 접착부재(131c)의 폭이 10mm보다 작을 경우, 제1시트(131a)와 제2시트(131b)사이의 접착이 용이하지 않을 수 있으며, 20mm를 초과할 경우 접착 부재에 의한 발화 확률이 증가될 수 있다. The adhesive member 131c may have a width of 10 mm to 20 mmm. Here, if the width of the adhesive member 131c is less than 10mm, adhesion between the first sheet 131a and the second sheet 131b may not be easy, and if it exceeds 20mm, the probability of ignition by the adhesive member increases. Can be.

또한 접착부재(131c)는 일반적인 양면테이프, 접착제등 다양한 접착성분을 갖는 접착제 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 본 발명에서 상기 접착 부재(131c) 성분을 한정하는 것은 아니다. In addition, the adhesive member 131c may use any one of an adhesive having various adhesive components such as a general double-sided tape and an adhesive, and the component of the adhesive member 131c is not limited in the present invention.

상기 접착부재(131c)가 시트부(131)의 양측 끝단부(x1)만 부착함으로써, 제1시트(131a)와 제2시트(131b) 사이의 중앙부(x2)는 서로 이격될 수 있다. 이로 인해, 제1시트(131a)와 제2시트(131b)사이에는 공기 유로(131d)가 형성될 수 있다. 또한 시트부(131)는 배터리 셀(120)이 스웰링에 의해서, 부풀어 오를 경우 중앙부(x2)의 공기 유로(131d)로 인해 압축률을 저감시킬 수 있다. Since the adhesive member 131c attaches only both end portions x1 of the sheet portion 131, the central portion x2 between the first sheet 131a and the second sheet 131b may be spaced apart from each other. Accordingly, an air passage 131d may be formed between the first sheet 131a and the second sheet 131b. In addition, when the battery cell 120 swells due to swelling, the seat portion 131 may reduce the compression rate due to the air flow path 131d of the central portion x2.

또한 시트부(131)는 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1시트(131a)의 상하부 끝단으로부터 일정 영역에 접착부재(131c)가 형성되어, 제1시트(131a)와 제2시트(131b)사이를 부착할 수 있다. 또한 접착부재(131c)는 제1시트(131a)와 제2시트(131b)의 폭 방향과 동일한 폭을 가질 수 있다. 즉, 제1시트(131a)의 상하부 끝단부는 접착부재(131c)에 의해서 제2시트(131b)의 상하부 끝단부와 접착될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 12B, the sheet portion 131 has an adhesive member 131c formed in a predetermined area from the upper and lower ends of the first sheet 131a, so that the first sheet 131a and the second sheet 131b Can be attached between. In addition, the adhesive member 131c may have the same width as the width direction of the first sheet 131a and the second sheet 131b. That is, the upper and lower ends of the first sheet 131a may be adhered to the upper and lower ends of the second sheet 131b by the adhesive member 131c.

시트부(131)는 폭방향 크기가 높이 방향 크기에 비해서 2배 미만일 경우에는 도 12a에 도시된 바와 같이 양측끝단부에 접착부재(131c)를 부착하여도 무방하지만, 폭방향 크기가 높이 방향 크기에 비해서 2배 이상 클 경우 양측끝단부에 접착부재(131c)를 부착할 경우, 접착면적이 시트부의 면적에 비해서 감소되므로 접착 성능이 저하될 수 있다. If the size of the sheet part 131 in the width direction is less than twice the size in the height direction, as shown in FIG. 12A, adhesive members 131c may be attached to both ends, but the size in the width direction is the size in the height direction. When the adhesive member (131c) is attached to both ends when it is twice as large as compared to, since the adhesive area is reduced compared to the area of the sheet portion, the adhesive performance may be deteriorated.

따라서, 시트부(131)는 폭방향 크기가 높이 방향 크기에 비해서 2배 이상 클 경우 상하부 끝단부에 접착부재(131c)로 부착하여, 접착 면적을 증대시킴으로써 접착 성능을 향상시킬 수 있다. 이와같은 시트부(131)의 구성은 접착부재(131c)의 부착 위치를 제외하고는 도 12a 및 도 13에 도시된 시트부(131)와 동일 할 수 있다. Accordingly, when the size of the sheet portion 131 is twice or more than the size in the height direction, the sheet portion 131 may be attached to the upper and lower ends with the adhesive member 131c to increase the bonding area, thereby improving adhesion performance. The configuration of the sheet portion 131 may be the same as the sheet portion 131 shown in FIGS. 12A and 13 except for the attachment position of the adhesive member 131c.

다만, 시트부(131)의 상하부 끝단을 접착 부재(131c)에 의해 부착할 경우, 접착 성능이 향상되므로, 별도의 테두리부(132)를 형성하지 않아도 무방하다. However, when the upper and lower ends of the sheet part 131 are attached by the adhesive member 131c, the adhesion performance is improved, so it is not necessary to form a separate edge part 132.

또한, 테두리부(132)의 경우, 시트부(131)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 테두리부(132)는 플라스틱 소재로서 형성될 수 있고, 이중 사출을 통해 시트부(131)의 테두리에 결합되어, 시트부(131)의 형상을 고정할 수 있다. 예를 들어, 테두리부(132)는 통상의 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌으로 구성될 수 있다. 바람직하게 상기 테두리부(132)의 폭은 3mm 내지 6mm중 어느 하나의 폭을 가질 수 있다. 여기서 테두리부(132)의 폭이 3mm보다 작을 경우, 시트부(131)의 고정이 용이하지 않을 수 있으며 6mm를 초과할 경우 플라스틱으로 이루어진 테두리부(132)의 연소확률이 증가될 수 있다. In addition, in the case of the edge portion 132, it may be formed along the edge of the sheet portion 131. The rim portion 132 may be formed of a plastic material, and is coupled to the rim of the sheet portion 131 through double injection, thereby fixing the shape of the sheet portion 131. For example, the rim portion 132 may be made of conventional polyethylene or polypropylene. Preferably, the width of the edge portion 132 may have a width of 3mm to 6mm. Here, when the width of the edge portion 132 is less than 3mm, it may not be easy to fix the seat portion 131, and when it exceeds 6mm, the combustion probability of the edge portion 132 made of plastic may increase.

한편, 앞서 언급한 것과 같이, 절연 스페이서(130)의 상부로부터 소화 약액이 인가되면 시트부(131)의 표면을 따라 하부로 이동할 수 있다. 따라서 소화 약액은 배터리 셀(120)의 케이스(121)와 접촉하게 되어, 배터리 셀(120)의 소화는 물론 냉각 기능을 수행할 수 있다. 이하에서는 소화 약액의 이동을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Meanwhile, as mentioned above, when the extinguishing chemical is applied from the upper portion of the insulating spacer 130, it may move downward along the surface of the sheet portion 131. Therefore, the extinguishing chemical liquid comes into contact with the case 121 of the battery cell 120, and thus, the extinguishing of the battery cell 120 as well as the cooling function can be performed. Hereinafter, the movement of the digestive liquid will be described in more detail.

도 14에 도시된 것과 같이, 상부 플레이트(140)에는 절연 스페이서(130)에 대응되는 위치에 각각 개방홀(143)이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 소화 시트(150)에서 생성된 소화 약액은 상부 플레이트(140)의 개방홀(143)을 통해 상부 플레이트(140)를 통과하게 되고, 절연 스페이서(130)에 도달할 수 있다. 또한, 소화 약액은 절연 스페이서(130)의 표면을 따라 이동하고, 이에 따라 배터리 셀(120)의 케이스(121)와 대면하게 되어, 배터리 셀(120)의 소화와 냉각 역할을 할 수 있다. 이 때, 소화 약액은 배터리 셀(120) 중에서 온도가 기준 이상인 것에 대응되는 소화 시트(150)에서 분사되기 때문에, 온도가 높아진 배터리 셀(120)의 상부에서 분사될 수 있다. 또한, 소화 약액은 해당 배터리 셀(120)의 전후에 위치한 절연 스페이서(130)의 표면을 따라 위치하게 되므로, 해당 배터리 셀(120)에 대한 소화 및 냉각을 함께 수행할 수 있다.As shown in FIG. 14, open holes 143 may be further formed in the upper plate 140 at positions corresponding to the insulating spacers 130. Accordingly, the extinguishing chemical liquid generated in the extinguishing sheet 150 may pass through the upper plate 140 through the open hole 143 of the upper plate 140 and reach the insulating spacer 130. In addition, the extinguishing chemical liquid moves along the surface of the insulating spacer 130, and thus faces the case 121 of the battery cell 120, thereby extinguishing and cooling the battery cell 120. In this case, since the extinguishing chemical liquid is sprayed from the extinguishing sheet 150 corresponding to the temperature of the battery cells 120 or higher than the standard, the extinguishing chemical liquid may be sprayed from the top of the battery cell 120 whose temperature is increased. In addition, since the extinguishing chemical liquid is located along the surface of the insulating spacer 130 located before and after the corresponding battery cell 120, the extinguishing and cooling of the corresponding battery cell 120 can be performed together.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈의 구성을 설명하도록 한다.Hereinafter, a configuration of an energy storage module according to another embodiment of the present invention will be described.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 사시도이다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 모듈의 저면 사시도이다. 도 17은 도 15의 E-E선을 절단한 단면도이다. 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 커버 부재에 배터리 셀과 절연 스페이서가 배치되는 상태를 도시한 사시도이다.15 is a perspective view of an energy storage module according to another embodiment of the present invention. 16 is a bottom perspective view of an energy storage module according to another embodiment of the present invention. 17 is a cross-sectional view taken along line E-E in FIG. 15. 18 is a perspective view illustrating a state in which a battery cell and an insulating spacer are disposed on a cover member in an energy storage module according to another embodiment of the present invention.

도 15 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(200)은 커버 부재(210), 배터리 셀(120), 절연 스페이서(230), 상부 플레이트(240), 소화 시트(250) 및 상부 커버(260)의 구성을 포함할 수 있다. 15 to 18, the energy storage module 200 according to another embodiment of the present invention includes a cover member 210, a battery cell 120, an insulating spacer 230, an upper plate 240, and a fire extinguishing sheet. A configuration of 250 and an upper cover 260 may be included.

여기서, 커버 부재(210), 상부 플레이트(240), 소화 시트(250) 및 상부 커버(260)의 구성은 상술한 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(100)과 유사하게 형성될 수 있다. 또한 배터리 셀(120)의 구성은 상술한 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(100)과 동일할 수 있다. 이하에서는 에너지 저장 모듈(200)중, 에너지 저장 모듈(100)과 상이한 구성을 위주로 설명하고자 한다.Here, the configuration of the cover member 210, the upper plate 240, the fire extinguishing sheet 250, and the upper cover 260 may be formed similar to the energy storage module 100 according to the above-described embodiment. In addition, the configuration of the battery cell 120 may be the same as the energy storage module 100 according to the above-described embodiment. Hereinafter, among the energy storage modules 200, a configuration different from that of the energy storage module 100 will be mainly described.

먼저, 커버 부재(210)는 하부 플레이트(211), 엔드 플레이트(212), 측부 플레이트(213)를 포함하며, 이를 통해 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(230)가 서로 교번하여 배치될 공간을 구비할 수 있다. 또한, 커버 부재(210)는 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(230)의 위치를 고정시키고, 외부의 충격 등으로부터 배터리 셀(120)을 보호할 수 있다. 또한 하부 플레이트(211)에는 소화 시트(250)의 소화 약액이 배출되고, 절연 스페이서(230)의 외면을 따라 이동한 공기의 배출을 위한 관통홀(211a)을 더 구비될 수 있다. 상기 관통홀(211a)은 절연 스페이서(230)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다. First, the cover member 210 includes a lower plate 211, an end plate 212, and a side plate 213, through which a space in which the battery cells 120 and the insulating spacers 230 are alternately disposed is provided. Can be equipped. In addition, the cover member 210 may fix the positions of the battery cells 120 and the insulating spacers 230 and protect the battery cells 120 from external impacts. In addition, the lower plate 211 may be further provided with a through hole 211a for discharging the extinguishing chemical solution of the extinguishing sheet 250 and discharging the air that has moved along the outer surface of the insulating spacer 230. The through hole 211a may be located at a position corresponding to the insulating spacer 230.

절연 스페이서(230)는 배터리 셀(120)들의 사이에 개재되어, 배터리 셀(120)들이 서로 접촉하는 것을 방지하여, 전기적인 독립을 유지시킬 수 있다. 이와같은 절연 스페이서(230)는 단측면이 서로 대향하는 두 개의 배터리 셀(120)의 장측면을 모두 덮는 평면 크기를 가질 수 있다. 즉, 하나의 절연 스페이서(230)는 장측면이 서로 대향하도록 배치된 4개의 배터리 셀(120) 사이에 개재될 수 있다. 또한, 절연 스페이서(230)와 배터리 셀(120) 사이에는 일정 간격을 유지하여, 외부 공기의 통로 또는 소화 약액 이동 경로를 제공하여 배터리 셀(120)이 냉각되도록 할 수 있다. 이와같은 절연 스페이서(230)는 배터리 셀(120)에서 화재가 발생했을 경우, 화염이 전파되지 않도록 하는 난연성 또는 불연성 시트와, 열을 전파하지 않도록 하는 단열성 시트를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 절연 스페이서(230)의 구성은 후술하기로 한다.The insulating spacer 230 is interposed between the battery cells 120 to prevent the battery cells 120 from contacting each other, thereby maintaining electrical independence. The insulating spacer 230 may have a planar size that covers both long side surfaces of the two battery cells 120 whose short sides face each other. That is, one insulating spacer 230 may be interposed between four battery cells 120 disposed so that their long sides face each other. In addition, a predetermined gap is maintained between the insulating spacer 230 and the battery cell 120 to provide a passage for external air or a passage for moving the extinguishing chemical solution so that the battery cell 120 is cooled. Such an insulating spacer 230 may be used by mixing a flame-retardant or non-flammable sheet to prevent flame from spreading and an insulating sheet to prevent heat from spreading when a fire occurs in the battery cell 120, such an insulating spacer The configuration of 230 will be described later.

상부 플레이트(240)는 커버 부재(210)의 상부에 결합될 수 있다. 상부 플레이트(240)는 배터리 셀(120)의 상부를 덮으면서 커버 부재(210)와 결합될 수 있다. The upper plate 240 may be coupled to the upper portion of the cover member 210. The upper plate 240 may be coupled to the cover member 210 while covering the upper portion of the battery cell 120.

한편, 상부 플레이트(240)는 복수의 배터리 셀(120)의 상면에 형성된 벤트(124a)에 대응되는 덕트(241)를 포함한다. 이와같은 덕트(241)는 일 방향, 예를 들어 길이 방향을 따라 다수개가 배열될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(120)의 벤트(124a)가 동작되어 배출되는 가스는 상부 플레이트(240)의 덕트(241)를 따라 상방으로 이동할 수 있다. 이러한 덕트(241)의 구체적인 구조 및 동작은 후술하도록 한다.Meanwhile, the upper plate 240 includes a duct 241 corresponding to the vents 124a formed on the upper surfaces of the plurality of battery cells 120. A plurality of such ducts 241 may be arranged along one direction, for example, a length direction. Accordingly, the gas discharged by operating the vent 124a of the battery cell 120 may move upward along the duct 241 of the upper plate 240. The specific structure and operation of the duct 241 will be described later.

소화 시트(250)는 상부 플레이트(240)와 상부 커버(260)의 사이에 위치된다. 소화 시트(250)는 상부 플레이트(240)의 덕트(241)의 양측에, 길이방향을 따라 연장된 평면 시트 형상으로 상기 상부 커버(260)의 하면(260b)에 장착될 수 있다. 여기서 길이 방향은 상부 플레이트(240)의 다수의 덕트(241)가 연장된 방향일 수 있다. The fire extinguishing sheet 250 is located between the upper plate 240 and the upper cover 260. The fire extinguishing sheet 250 may be mounted on both sides of the duct 241 of the upper plate 240 in the shape of a flat sheet extending along the longitudinal direction and on the lower surface 260b of the upper cover 260. Here, the longitudinal direction may be a direction in which the plurality of ducts 241 of the upper plate 240 extend.

상부 커버(260)는 상부 플레이트(240)의 상부에 결합된다. 상부 커버(260)는 상부 플레이트(240)와, 소화 시트(250)를 커버하여, 상부 커버(260)의 상면(260a)에서 인가되는 충격으로부터 이들을 보호할 수 있다. 또한, 상부 커버(260)는 배출홀(261)을 포함할 수 있다. 또한 상부 커버(260)는 배출홀(261)의 외주연으로부터 일정간격 이격되고, 하부 방향으로 돌출된 돌기부(262)를 더 구비할 수 있다. 이와같은 돌기부(262)의 돌기부(262)의 내측에 덕트(241)가 결합될 수 있다. 배출홀(261)은 상부 커버(260)의 일 방향, 예를 들어 길이 방향을 따라 다수개가 배열되어 형성될 수 있다. 또한, 배출홀(261)은 상부 플레이트(240)의 덕트(241)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 또한 배출홀(261) 역시, 덕트(241)와 같이 서로 이격되도록 복수개가 상면과 하면 사이를 관통하는 홀 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀(120)의 벤트(124a)가 동작되어 배출된 가스는 상부 플레이트(240)의 덕트(241)와, 상부 커버(260)의 배출홀(261)을 따라 외부로 배출될 수 있다.The upper cover 260 is coupled to the upper portion of the upper plate 240. The upper cover 260 may cover the upper plate 240 and the fire extinguishing sheet 250 to protect them from an impact applied from the upper surface 260a of the upper cover 260. In addition, the upper cover 260 may include a discharge hole 261. In addition, the upper cover 260 may further include a protrusion 262 spaced apart from the outer periphery of the discharge hole 261 and protruding downward. The duct 241 may be coupled to the inside of the protrusion 262 of the protrusion 262. The discharge holes 261 may be formed by arranging a plurality of discharge holes 261 along one direction, for example, a length direction of the upper cover 260. In addition, the discharge hole 261 may be formed at a position corresponding to the duct 241 of the upper plate 240. In addition, the discharge hole 261 may also be provided in the form of a hole penetrating between the upper surface and the lower surface so as to be spaced apart from each other like the duct 241. Accordingly, the gas discharged by operating the vent 124a of the battery cell 120 may be discharged to the outside along the duct 241 of the upper plate 240 and the discharge hole 261 of the upper cover 260. have.

또한 상부 커버(160)에는 소화 시트(250)의 소화 약액이 배출되고, 절연 스페이서(230)의 외면을 따라 이동한 공기의 배출을 위한 관통홀(263)을 더 구비될 수 있다. 상기 관통홀(263)은 절연 스페이서(230)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다. In addition, the upper cover 160 may be further provided with a through hole 263 for discharging the extinguishing chemical solution of the extinguishing sheet 250 and discharging the air that has moved along the outer surface of the insulating spacer 230. The through hole 263 may be located at a position corresponding to the insulating spacer 230.

또한 상부 커버(260)에서 배출홀(261)이 형성된 길이방향으로 해당 영역은 타 영역에 비해 낮은 높이를 갖는 오목부(265)가 구비될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 덕트(241)와 배출홀(261)을 통해 배출된 가스가 오목부(265)내에 모이게 될 수 있다. 한편, 별도의 팬이나 흡입 구조를 통해, 모여진 가스가 외부로 배출되도록 함으로써, 배터리 셀에서 생성된 가스를 조기에 배출하는 것이 가능하다.In addition, in the longitudinal direction in which the discharge hole 261 is formed in the upper cover 260, the corresponding region may have a recess 265 having a lower height than other regions. Through this configuration, the gas discharged through the duct 241 and the discharge hole 261 may be collected in the concave portion 265. On the other hand, it is possible to discharge the gas generated in the battery cell early by allowing the collected gas to be discharged to the outside through a separate fan or suction structure.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 배터리 셀(120)과 절연 스페이서(130)의 구조와 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure and operation of the battery cell 120 and the insulating spacer 130 in the energy storage module according to another embodiment of the present invention will be described.

도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에서 절연 스페이서의 구성을 도시한 사시도와 분해사시도이다. 도 20은 도 15의 F-F선을 절단한 단면 사시도이다.19A and 19B are perspective and exploded perspective views showing the configuration of an insulating spacer in an energy storage module according to another embodiment of the present invention. 20 is a cross-sectional perspective view taken along line F-F of FIG. 15.

배터리 셀(120)들은 커버 부재(210)의 하부 플레이트(211)의 상면에 절연 스페이서(230)와 함께 교번하면서 배치될 수 있다. 이때 절연 스페이서(230)는 단측면이 서로 대향하는 두 개의 배터리 셀(120)의 장측면을 모두 덮는 평면 크기를 가질 수 있다. 여기서 하나의 절연 스페이서(230)는 일면이 두 개의 배터리 셀(120)의 장측면을 모두 덮을 수 있으며, 타면 역시 두 개의 배터리 셀(120)의 장측면을 모두 덮을 수 있다. 즉, 절연 스페이서(230)는 장측면이 서로 대향하도록 배치된 4개의 배터리 셀(120) 사이에 개재될 수 있다. The battery cells 120 may be disposed alternately with the insulating spacer 230 on the upper surface of the lower plate 211 of the cover member 210. In this case, the insulating spacer 230 may have a planar size that covers both long side surfaces of the two battery cells 120 whose short sides are opposite to each other. Here, one insulating spacer 230 may cover both long side surfaces of the two battery cells 120, and the other side may also cover both long side surfaces of the two battery cells 120. That is, the insulating spacer 230 may be interposed between four battery cells 120 disposed so that their long sides face each other.

또한 배터리 셀(120)의 장측면이 서로 대향하는 배터리 셀(120)의 장측면과 일정거리 이격된 상태일 수 있으며, 그 사이에 절연 스페이서(230)가 개재될 수 있다. In addition, the long side surfaces of the battery cells 120 may be spaced apart from the long side surfaces of the battery cells 120 facing each other by a predetermined distance, and an insulating spacer 230 may be interposed therebetween.

여기서, 서로 대향한 배터리 셀(120)들의 장측면 사이의 이격 거리인 제1이격거리는 3.5mm 내지 4.5mm 중 어느 하나일 수 있다. 여기서 제1이격거리가 3.5mmm 보다 작을 경우, 절연 스페이서(230)와 배터리 셀(120)사이에 공기층 형성이 용이하지 않아, 냉각 성능이 저하될 수 있다. 또한 제1이격거리가 4.5mm를 초과할 경우 불필요하게 에너지 저장 모듈(200)의 크기 증가를 초래할 수 있다. Here, the first separation distance, which is the separation distance between the long side surfaces of the battery cells 120 facing each other, may be any one of 3.5mm to 4.5mm. Here, when the first separation distance is less than 3.5 mmm, it is not easy to form an air layer between the insulating spacer 230 and the battery cell 120, and cooling performance may be deteriorated. In addition, when the first separation distance exceeds 4.5mm, it may unnecessarily increase the size of the energy storage module 200.

절연 스페이서(230)는 배터리 셀(120)의 사이에서 배터리 셀(120)들이 서로 접촉하는 것을 방지하여, 전기적인 독립을 유지시킬 수 있다. 또한, 절연 스페이서(230)와 배터리 셀(120)의 장측면 사이는 일정 거리 이격되어, 외부 공기 통로를 형성할 수 있다. 여기서 배터리 셀(120)은 외부 공기 통로를 이동가능한 외부 공기에 의해서 냉각되도록 할 수 있다. The insulating spacer 230 prevents the battery cells 120 from contacting each other between the battery cells 120, thereby maintaining electrical independence. In addition, the insulating spacer 230 and the long side surface of the battery cell 120 may be spaced apart by a predetermined distance to form an external air passage. Here, the battery cell 120 may allow the external air passage to be cooled by movable external air.

이러한 절연 스페이서(230)는 별도의 테두리부 구성없이 시트로만 이루어질 수 있다. 상기 절연 스페이서(230)는 배터리 셀(120)에서 화재가 발생했을 경우, 화재가 전파되지 않도록 하는 난연성 또는 불연성을 갖는 시트와, 열이 전파하지 않도록 하는 단열성 시트를 혼합하여 사용할 수 있다. 좀 더 자세하게는 상기 시트부(231)는 단열성을 갖는 제1시트(231a)와, 제1시트(231a)의 양면에 각각 접착 부재(231c)를 통해서 부착된 난연 또는 불연성을 갖는 두 개의 제2시트(231b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1시트(231a)와 제2시트(231b)는 동일한 크기로 이루어질 수 있다. 상기 절연 스페이서(230)의 두께는 제1이격거리의 50%가 넘지 않는 것이, 후술할 소화 약재의 이동이 용이할 수 있다. The insulating spacer 230 may be formed only as a sheet without a separate edge portion configuration. When a fire occurs in the battery cell 120, the insulating spacer 230 may be used by mixing a sheet having flame retardancy or non-combustibility to prevent the fire from spreading and an insulating sheet to prevent heat from spreading. In more detail, the sheet portion 231 includes a first sheet 231a having heat insulating properties and two second sheets having flame retardancy or non-flammability attached to both sides of the first sheet 231a through an adhesive member 231c, respectively. It may include a sheet (231b). Here, the first sheet 231a and the second sheet 231b may have the same size. If the thickness of the insulating spacer 230 does not exceed 50% of the first separation distance, it may be easy to move the extinguishing agent to be described later.

제1시트(231a)의 상하부 끝단으로부터 일정 길이를 갖도록 제2시트(231b)사이에 개재되어, 제1시트(231a)와 제2시트(231b)사이를 부착할 수 있다. 또한 접착 부재(231c)는 제1시트(231a)와 제2시트(231b)의 폭 방향과 동일한 폭을 가질 수 있다. 즉, 제1시트(231a)의 상하부 끝단부는 접착 부재(231c)에 의해서 제2시트(231b)의 상하부 끝단부와 접착될 수 있다. The first sheet 231a is interposed between the second sheets 231b so as to have a predetermined length from the upper and lower ends of the first sheet 231a, so that between the first sheet 231a and the second sheet 231b may be attached. In addition, the adhesive member 231c may have the same width as the width direction of the first sheet 231a and the second sheet 231b. That is, the upper and lower ends of the first sheet 231a may be adhered to the upper and lower ends of the second sheet 231b by the adhesive member 231c.

여기서, 시트부(231)는 폭방향 크기가 높이 방향 크기에 비해서 2배 이상 클 경우 상하부 끝단부에 접착 부재(231c)로 부착하여 접착 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 시트부(231)는 폭방향 크기가 높이 방향 크기에 비해서 2배 이상 클 경우에 도 12a에 도시된 바와 같이 시트부(131)의 양측 끝단부에 접착부재(131c)로 접착할 경우 접착 성능이 저하될 수 있다. 이와같은 절연 스페이서(230)의 구성은 도 12b에 도시된 시트부(231)와 동일 할 수 있다. Here, when the size of the sheet part 231 is two or more times larger than the size in the height direction, the sheet part 231 may be attached to the upper and lower ends with an adhesive member 231c to improve adhesion performance. That is, when the size of the sheet part 231 is twice or more than the size in the height direction, as shown in FIG. 12A, the sheet part 231 is adhered to both ends of the sheet part 131 with adhesive members 131c. Performance may be degraded. The configuration of the insulating spacer 230 may be the same as that of the sheet portion 231 shown in FIG. 12B.

한편, 앞서 언급한 것과 같이, 절연 스페이서(230)의 상부로부터 소화 약액이 인가되면 시트부(231)의 표면을 따라 하부로 이동할 수 있다. 따라서 소화 약액은 배터리 셀(120)의 케이스(121)와 접촉하게 되어, 배터리 셀(120)의 소화는 물론 냉각 기능을 수행할 수 있다. 이하에서는 소화 약액의 이동과 공기를 통한 냉각을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Meanwhile, as mentioned above, when the extinguishing chemical liquid is applied from the upper portion of the insulating spacer 230, it may move downward along the surface of the sheet portion 231. Therefore, the extinguishing chemical liquid comes into contact with the case 121 of the battery cell 120, and thus, the extinguishing of the battery cell 120 as well as the cooling function can be performed. Hereinafter, the movement of the extinguishing chemical and cooling through air will be described in more detail.

도 20에 도시된 것과 같이, 상부 플레이트(240)에는 절연 스페이서(230)에 대응되는 위치에 각각 개방홀(243)이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 소화 시트(250)에서 생성된 소화 약액은 상부 플레이트(240)의 개방홀(243)을 통해 상부 플레이트(240)를 통과하게 되고, 절연 스페이서(230)에 도달할 수 있다. 또한, 소화 약액은 절연 스페이서(230)의 표면을 따라 이동하고, 이에 따라 배터리 셀(120)의 케이스(121)와 대면하게 되어, 배터리 셀(120)의 소화와 냉각 역할을 할 수 있다. 이 때, 소화 약액은 배터리 셀(120) 중에서 온도가 기준 이상인 것에 대응되는 소화 시트(250)에서 분사되기 때문에, 온도가 높아진 배터리 셀(120)의 상부에서 분사될 수 있다. 또한, 소화 약액은 해당 배터리 셀(120)의 전후에 위치한 절연 스페이서(230)의 표면을 따라 위치하게 되므로, 해당 배터리 셀(120)에 대한 소화 및 냉각을 함께 수행할 수 있다.As shown in FIG. 20, open holes 243 may be further formed in the upper plate 240 at positions corresponding to the insulating spacers 230. Accordingly, the extinguishing chemical liquid generated in the extinguishing sheet 250 may pass through the upper plate 240 through the open hole 243 of the upper plate 240 and reach the insulating spacer 230. In addition, the extinguishing chemical liquid moves along the surface of the insulating spacer 230 and thus faces the case 121 of the battery cell 120, thereby extinguishing and cooling the battery cell 120. In this case, since the extinguishing chemical liquid is sprayed from the extinguishing sheet 250 corresponding to the temperature of the battery cells 120 or higher than the reference, the extinguishing chemical may be sprayed from the top of the battery cell 120 whose temperature is increased. In addition, since the extinguishing chemical liquid is located along the surface of the insulating spacer 230 located before and after the corresponding battery cell 120, the extinguishing and cooling of the corresponding battery cell 120 can be performed together.

또한 상부 커버(260)에는 상부 플레이트(240)의 개방홀(243)과 대응되는 위치에 상면과 하면 사이를 관통하는 관통홀(263)이 더 구비될 수 있다. 즉 관통홀(263)은 절연 스페이서(230)와 대응되는 위치에 구비될 수 있다. In addition, the upper cover 260 may further include a through hole 263 penetrating between the upper surface and the lower surface at a position corresponding to the open hole 243 of the upper plate 240. That is, the through hole 263 may be provided at a position corresponding to the insulating spacer 230.

또한 커버 부재(210)의 하부 플레이트(211)에도 상기 절연 스페이서(230)와 대응되는 위치에 관통홀(211a)이 더 구비될 수 있다. 즉, 상부 커버(260)의 관통홀(263)과, 상부 플레이트(240)의 개방홀(243)을 통해 유입된 공기가 절연 스페이서(230)와 배터리 셀(120)사이의 이격 공간을 따라 이동하여, 하부 플레이트(211)의 관통홀(211a)을 통해 배출될 수 있다. 물론 공기는 그 반대로 이동도 가능할 수 있다. 이와 같이 관통홀(211a, 263)과 개방홀(243)을 통해 공기의 유로가 형성되어, 냉각 효율을 향상 시킬 수 있다. In addition, a through hole 211a may be further provided in the lower plate 211 of the cover member 210 at a position corresponding to the insulating spacer 230. That is, the air introduced through the through hole 263 of the upper cover 260 and the open hole 243 of the upper plate 240 moves along the spaced space between the insulating spacer 230 and the battery cell 120 Thus, it may be discharged through the through hole 211a of the lower plate 211. Of course, air can move vice versa. As described above, a flow path for air is formed through the through holes 211a and 263 and the open holes 243, so that cooling efficiency may be improved.

이하에서는 본 발명의 일 실시예의 에너지 저장 모듈(100)과 다른 실시예에 따른 에너지 저장 모듈(200)에 사용되는 배터리 셀(120)의 활물질 조성을 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the composition of the active material of the battery cell 120 used in the energy storage module 100 according to an embodiment of the present invention and the energy storage module 200 according to another embodiment will be described in more detail.

도 21a 및 도 21b는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 모듈에 사용되는 배터리 셀의 사시도 및 단면도이다.21A and 21B are perspective and cross-sectional views of a battery cell used in an energy storage module according to an embodiment of the present invention.

도 21a 및 도 21b를 참조하면, 배터리 셀(120)은 케이스(121)에 전극 조립체(125)가 수용되어 있고, 케이스(121)의 상부를 캡 플레이트(124)가 커버하는 형상을 갖는다. 또한, 캡 플레이트(124)의 대략 중앙에는 타 영역에 비해 얇은 두께로 형성된 벤트(124a)가 구성될 수 있다. 벤트(124a)의 상부에 대응하여 상부 플레이트(140)의 덕트(141)가 배치되어 있음은 상술한 바 있다.21A and 21B, the battery cell 120 has a shape in which the electrode assembly 125 is accommodated in the case 121 and the cap plate 124 covers the upper portion of the case 121. In addition, a vent 124a formed to have a thinner thickness compared to other regions may be formed at approximately the center of the cap plate 124. It has been described above that the duct 141 of the upper plate 140 is disposed corresponding to the upper portion of the vent 124a.

또한, 전극 조립체(125)는 한쌍의 집전체(126)를 통해 캡 플레이트(124) 상부의 제 1 전극 단자(122) 및 제 2 전극 단자(123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서는 편의상, 제 1 전극 단자(122)는 음극 단자, 제 2 전극 단자(123)는 양극 단자로 설명하나, 극성이 반대로 변경되는 것도 가능하다. In addition, the electrode assembly 125 may be electrically connected to the first electrode terminal 122 and the second electrode terminal 123 on the cap plate 124 through a pair of current collectors 126. Hereinafter, for convenience, the first electrode terminal 122 is described as a negative terminal and the second electrode terminal 123 is described as a positive terminal, but the polarity may be reversed.

전극 조립체(125)는 음극(125a), 음극(125a)과 대향하여 위치하는 양극(125b), 음극(125a)과 양극(125b) 사이에 배치되어 있는 세퍼레이터(125c)를 포함할 수 있고, 전해액(미도시)과 함께 케이스(121) 내에 수용될 수 있다.The electrode assembly 125 may include a cathode 125a, an anode 125b disposed opposite to the cathode 125a, and a separator 125c disposed between the cathode 125a and the anode 125b, and an electrolyte solution It may be accommodated in the case 121 together with (not shown).

여기서, 음극(125a)의 경우, 음극 집전체, 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질층, 및 음극 활물질층 상에 위치하는 음극 기능층을 포함할 수 있다. Here, the negative electrode 125a may include a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode current collector, and a negative functional layer disposed on the negative electrode active material layer.

판상형 폴리에틸렌 입자를 포함하는 음극 기능층을 구비하는 경우 구형 폴리에틸렌 입자를 포함하는 경우 대비, 동일 반응 조건 하에서 온도에 따른 반응 속도가 빨라져 리튬 이차 전지의 안정성 개선 효과가 더욱 향상될 수 있다.When the negative electrode functional layer including the plate-shaped polyethylene particles is provided, the reaction rate according to the temperature is increased under the same reaction conditions as compared to the case where the spherical polyethylene particles are included, so that the stability improvement effect of the lithium secondary battery may be further improved.

용융 전 판상형 폴리에틸렌 입자의 경우 포어를 덮는 면적이 용융 전 구형 폴리에틸렌 입자보다 얇고 넓은 형태로 위치한다. 일정 온도 이상에서 폴리에틸렌 입자가 용융하여 이온 통로를 폐쇄하게 되면, 구형 폴리에틸렌 입자가 용융되어 폐쇄하는 극판 면적보다 판상형 폴리에틸렌 입자의 경우가 더욱 크기 때문에 반응속도가 빠른 장점이 있다.In the case of plate-shaped polyethylene particles before melting, the area covering the pores is located in a thinner and wider shape than the spherical polyethylene particles before melting. When the polyethylene particles melt at a certain temperature or higher to close the ion passage, since the plate-shaped polyethylene particles are larger than the electrode plate area where the spherical polyethylene particles are melted and closed, there is an advantage in that the reaction speed is fast.

즉, 전지의 열 폭주 시 음극 기능층에 포함되는 폴리에틸렌 입자가 용융되어 이온 통로를 폐쇄하게 되고 이에 따라 이온의 이동을 제한하여 셧-다운 기능이 발현됨에 따라 부가적인 전기 화학 반응을 막을 수 있다.That is, when the battery is thermally runaway, the polyethylene particles included in the negative electrode functional layer are melted to close the ion passage, thereby limiting the movement of ions to express a shutdown function, thereby preventing an additional electrochemical reaction.

예컨대, 도 24에서 확인되는 바와 같이 일 실시예에 따른 판상형 폴리에틸렌 입자는 음극 기능층 조성물 내에서 기공 위에 얇고 넓은 형태로 위치하므로, 열적/물리적 충격에 의한 열 폭주 시에 보다 빠르게 용융되어 이온의 통로를 억제하는 효과가 우수하다.For example, as shown in FIG. 24, since the plate-shaped polyethylene particles according to an embodiment are located in a thin and wide shape above the pores in the negative electrode functional layer composition, they melt more rapidly during thermal runaway due to thermal/physical shock, thereby allowing the passage of ions. It is excellent in the effect of suppressing.

일반적으로 폴리에틸렌은 밀도에 따라 HDPE (High density polyethylene, 밀도: 0.94 g/cc 내지 0.965 g/cc), MDPE (Medium density polyethylene, 밀도: 0.925 g/cc 내지 0.94 g/cc), LDPE (Low density polyethylene, 밀도: 0.91 g/cc 내지 0.925 g/cc), VLDPE (Very low density polyethylene, 밀도: 0.85 g/cc 내지 0.91 g/cc) 등으로 분류할 수 있다.In general, polyethylene is HDPE (High density polyethylene, density: 0.94 g/cc to 0.965 g/cc), MDPE (Medium density polyethylene, density: 0.925 g/cc to 0.94 g/cc), LDPE (Low density polyethylene), depending on the density. , Density: 0.91 g/cc to 0.925 g/cc), VLDPE (Very low density polyethylene, density: 0.85 g/cc to 0.91 g/cc), etc.

판상형 폴리에틸렌 입자는 예컨대 HDPE, MDPE, LDPE와 같은 폴리에틸렌 고분자를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The plate-shaped polyethylene particles may be used alone or in combination of two or more polyethylene polymers such as HDPE, MDPE, and LDPE.

음극 활물질층 상에 위치하는 음극 기능층에 포함되는 상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 평균 입자 크기(D50)는 1 ㎛ 내지 8㎛일 수 있고, 구체적으로 2㎛ 내지 6㎛일 수 있다.The average particle size (D50) of the plate-shaped polyethylene particles included in the negative functional layer positioned on the negative active material layer may be 1 µm to 8 µm, and specifically 2 µm to 6 µm.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, 평균 입자 크기(D50)는 당업자에게 널리 공지된 방법으로 측정될 수 있으며, 예를 들어, 입도 분석기(Particle size analyzer)로 측정하거나, 또는 TEM 사진 또는 SEM 사진으로부터 측정할 수도 있다. 다른 방법으로는, 동적광산란법(dynamic Light-scattering)을 이용한 측정장치를 이용하여 측정하고, 데이터 분석을 실시하여 각각의 입자 사이즈 범위에 대하여 입자수를 카운팅한 후, 이로부터 계산을 통하여 D50 값을 쉽게 얻을 수 있다.Unless otherwise defined herein, the average particle size (D50) can be measured by a method well known to those skilled in the art, for example, measured with a particle size analyzer, or a TEM photograph or a SEM photograph. It can also be measured from Another method is to measure using a measuring device using dynamic light-scattering, perform data analysis, count the number of particles for each particle size range, and calculate the D50 value from this. Can be easily obtained.

한편, 상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 단축 길이에 대한 장축 길이의 비는 1 내지 5일 수 있고, 구체적으로 1.1 내지 4.5일 수 있으며, 예컨대 1.2 내지 3.5일 수 있다.Meanwhile, the ratio of the long axis length to the short axis length of the plate-shaped polyethylene particles may be 1 to 5, specifically 1.1 to 4.5, and, for example, 1.2 to 3.5.

또한, 상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 두께는 0.2um 내지 4um 일 수 있고, 구체적으로, 0.3um 내지 2.5um일 수 있으며, 예컨대 0.3um 내지 1.5um 일 수 있다.In addition, the thickness of the plate-shaped polyethylene particles may be 0.2um to 4um, specifically, 0.3um to 2.5um, for example, 0.3um to 1.5um.

본 발명에 따른 폴리에틸렌 입자는 도 23에서 확인되는 바와 같이 판상형으로서, 일반적인 폴리에틸렌 입자인 도 22에 나타낸 수분산액 상태의 구형의 폴리에틸렌 입자와는 구체적인 형상이 상이하고, 판상형 폴리에틸렌의 평균 입자크기는 (D50)로서 정의될 수 있다.The polyethylene particles according to the present invention are plate-shaped, as shown in FIG. 23, and have a specific shape different from the spherical polyethylene particles in the aqueous dispersion state shown in FIG. 22, which are general polyethylene particles, and the average particle size of the plate-shaped polyethylene is (D50 ) Can be defined.

상기 음극 기능층은 무기 입자 및 바인더를 더 포함할 수 있다.The negative electrode functional layer may further include inorganic particles and a binder.

상기 판상형 폴리에틸렌 입자 및 상기 무기 입자 : 상기 바인더는 80:20 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있고, 구체적으로 85:15 내지 97:3의 중량비로 포함될 수 있다.The plate-shaped polyethylene particles and the inorganic particles: the binder may be included in a weight ratio of 80:20 to 99:1, and specifically, may be included in a weight ratio of 85:15 to 97:3.

상기 판상형 폴리에틸렌 입자 및 상기 무기 입자 : 상기 바인더는 80:20 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있고, 구체적으로 85:15 내지 97:3의 중량비로 포함될 수 있다.The plate-shaped polyethylene particles and the inorganic particles: the binder may be included in a weight ratio of 80:20 to 99:1, and specifically, may be included in a weight ratio of 85:15 to 97:3.

판상형 폴리에틸렌 입자 및 무기 입자의 함량이 상기 범위 내인 경우, 전지의 수명 특성 및 출력 특성을 확보할 수 있다.When the content of the plate-shaped polyethylene particles and the inorganic particles is within the above range, life characteristics and output characteristics of the battery can be secured.

상기 무기 입자는 예를 들어, Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, GaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, SrTiO3, BaTiO3, Mg(OH)2, 베마이트 (boehmite) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 무기 입자 이외에도 아크릴 화합물, 이미드 화합물, 아미드 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 입자를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The inorganic particles are, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, GaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , SrTiO 3 , BaTiO 3 , Mg (OH) 2 , boehmite, or a combination thereof may be included, but is not limited thereto. In addition, in addition to the inorganic particles, organic particles including an acrylic compound, an imide compound, an amide compound, or a combination thereof may be further included, but the present invention is not limited thereto.

상기 무기 입자는 구형, 판상, 큐빅(cubic)형, 또는 무정형일 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 입경은 약 1 nm 내지 2500 nm 일 수 있고, 상기 범위 내에서 100 nm 내지 2000 nm, 또는 200 nm 내지 1000 nm일 수 있으며, 예를 들어 약 300 nm 내지 800 nm 일 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 입경은 누적 분포 곡선(cumulative size-distribution curve)에서 부피비로 50%에서의 입자 크기(D50)일 수 있다.The inorganic particles may be spherical, plate, cubic, or amorphous. The average particle diameter of the inorganic particles may be about 1 nm to 2500 nm, within the above range, 100 nm to 2000 nm, or 200 nm to 1000 nm, for example, about 300 nm to 800 nm. The average particle diameter of the inorganic particles may be a particle size (D50) at 50% by volume in a cumulative size-distribution curve.

상기 음극 기능층의 두께는 1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있고, 구체적으로 3 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다.The thickness of the negative electrode functional layer may be 1 µm to 10 µm, and specifically 3 µm to 10 µm.

상기 음극 활물질층 두께 대 상기 음극 기능층 두께의 비는 50 : 1 내지 10 : 1, 구체적으로 30 : 1 내지 10 : 1 일 수 있다.The ratio of the negative active material layer thickness to the negative functional layer thickness may be 50:1 to 10:1, specifically 30:1 to 10:1.

음극 기능층의 두께가 상기 범위 내인 경우, 우수한 수명특성을 유지하면서도 열적 안정성이 현저히 향상될 수 있다.When the thickness of the negative electrode functional layer is within the above range, thermal stability may be remarkably improved while maintaining excellent lifespan characteristics.

특히, 음극 기능층 두께의 비가 상기 범위에 포함되는 경우에는 에너지밀도 저하를 최소화 하면서 열적안전성을 향상시킬 수 있다.In particular, when the ratio of the thickness of the negative electrode functional layer is within the above range, it is possible to improve thermal safety while minimizing the decrease in energy density.

상기 음극 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The negative electrode current collector may be selected from the group consisting of a copper foil, a nickel foil, a stainless steel foil, a titanium foil, a nickel foam, a copper foam, a polymer substrate coated with a conductive metal, and a combination thereof. .

상기 음극 활물질로는 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 사용할 수 있다.As the negative active material, a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, a lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and undoping lithium, or a transition metal oxide may be used.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는, 그 예로 탄소 물질, 즉 리튬 이차 전지에서 일반적으로 사용되는 탄소계 음극 활물질을 들 수 있다. 탄소계 음극 활물질의 대표적인 예로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상, 편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본(soft carbon) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.As a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, for example, a carbon material, that is, a carbon-based negative active material generally used in lithium secondary batteries may be mentioned. As a representative example of the carbon-based negative active material, crystalline carbon, amorphous carbon, or these may be used together. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-shaped, flake, spherical or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon. carbon), mesophase pitch carbide, and fired coke.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.The lithium metal alloy is a group consisting of lithium and Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al and Sn An alloy of a metal selected from may be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 실리콘계 물질, 예를들면, Si, SiOx(0<x<2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Si은 아님), Si-탄소 복합체, Sn, SnO2, Sn-R(상기 R은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소이며, Sn은 아님), Sn-탄소 복합체 등을 들 수 있고, 또한 이들 중 적어도 하나와 SiO2를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 원소 Q 및 R로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The lithium-doped and undoped materials include silicon-based materials such as Si, SiOx (0<x<2), and Si-Q alloys (where Q is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element) , Group 15 element, Group 16 element, transition metal, rare earth element, and an element selected from the group consisting of a combination thereof, and not Si), Si-carbon composite, Sn, SnO2, Sn-R (where R is an alkali metal , Alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, group 15 element, group 16 element, transition metal, rare earth element and combinations thereof, and not Sn), Sn-carbon complex, etc. Alternatively, at least one of these and SiO2 may be mixed and used. The elements Q and R include Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, What is selected from the group consisting of Se, Te, Po, and combinations thereof may be used.

상기 전이 금속 산화물로는 리튬 티타늄 산화물을 사용할 수 있다.Lithium titanium oxide may be used as the transition metal oxide.

상기 음극 활물질층에서 음극 활물질의 함량은 음극 활물질층 전체 중량에 대하여 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다.The content of the negative active material in the negative active material layer may be 95% to 99% by weight based on the total weight of the negative active material layer.

상기 음극 활물질층은 선택적으로 음극 도전재 및 음극 바인더를 더욱 포함할 수도 있다.The negative active material layer may optionally further include a negative conductive material and a negative binder.

상기 음극 도전재 및 음극 바인더의 함량은 음극 활물질층 전체 중량에 대하여 각각 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The contents of the negative electrode conductive material and the negative electrode binder may be 1% to 5% by weight, respectively, based on the total weight of the negative electrode active material layer.

상기 음극 도전재는 음극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용가능하며, 그 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 재료를 사용할 수 있다.The negative electrode conductive material is used to impart conductivity to the negative electrode, and in the configured battery, any material may be used as long as it does not cause chemical change and is an electronic conductive material, such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Carbon-based materials such as ketjen black and carbon fiber; Metal-based materials such as metal powders such as copper, nickel, aluminum, and silver, or metal fibers; Conductive polymers such as polyphenylene derivatives; Alternatively, a conductive material containing a mixture thereof may be used.

상기 음극 바인더는 음극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 음극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 상기 음극 바인더로는 비수용성 바인더, 수용성 바인더, 양쪽성 바인더 (수용성/비수용성 바인더) 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The negative electrode binder serves to attach the negative active material particles well to each other and also to the negative active material to the current collector. As the negative electrode binder, a water-insoluble binder, a water-soluble binder, an amphoteric binder (aqueous/water-insoluble binder), or a combination thereof may be used.

상기 비수용성 바인더로는 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 또는 이들의 조합을 들 수 있다.As the water-insoluble binder, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymer containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride , Polyethylene, polypropylene, polyamideimide, polyimide, or combinations thereof.

상기 수용성 바인더로는 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 나트륨, 프로필렌과 탄소수가 2 내지 8의 올레핀 공중합체, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산알킬에스테르의 공중 합체 또는 이들의 조합을 들 수 있다.Examples of the water-soluble binder include styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate, propylene and C2-C8 olefin copolymer, (meth)acrylic acid and (meth)acrylate alkyl ester. Copolymers or combinations thereof.

상기 양쪽성 바인더로는 아크릴레이티드 스티렌계 러버 등을 들 수 있다.Examples of the amphoteric binder include acrylated styrene rubber.

상기 음극 바인더로 수용성 바인더를 사용하는 경우, 점성을 부여할 수 있는 셀룰로즈 계열 화합물을 증점제로 더욱 포함할 수 있다. 이 셀룰로즈 계열 화합물로는 카르복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 또는 이들의 알칼리 금속염 등을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 알칼리 금속으로는 Na, K 또는 Li를 사용할 수 있다. 이러한 증점제 사용 함량은 음극 활물질 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 3 중량부일 수 있다.When a water-soluble binder is used as the negative electrode binder, a cellulose-based compound capable of imparting viscosity may be further included as a thickener. As the cellulose-based compound, one or more types of carboxymethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl cellulose, or alkali metal salts thereof may be mixed and used. Na, K or Li may be used as the alkali metal. The content of the thickener may be 0.1 parts by weight to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the negative active material.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 양극은 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 1종을 포함하는 제1 양극 활물질, 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층을 구비할 수 있다.The positive electrode of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a first positive electrode active material including at least one of a composite oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof, and the following Formula 1 A positive electrode active material layer including a second positive electrode active material containing the compound represented by may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 음극 상에 위치하는 음극 기능층과 함께 상기 제1 양극 활물질 및 제2 양극 활물질을 포함하는 양극 활물질층을 동시에 구비함으로써, 열적/물리적 충격에 의한 열 상승의 속도를 낮춰주며, 판상형 폴리에틸렌 입자가 용융되어 이온의 통로를 완벽하게 폐쇄할 수 있게 도와주는 효과가 있다. 일 실시예에 따른 양극이 조합되지 않은 이차 전지의 경우 열적/물리적 충격에 의한 열 상승 시 상대적으로 이온 통로를 완벽하게 폐쇄할 수 없으나 (도 29), 일 실시예에 따라 음극 기능층을 포함하는 음극 및 양극을 동시에 포함하는 이차 전지의 경우 열적/물리적 충격에 의한 열 상승 시 상대적으로 이온 통로를 완벽하게 폐쇄할 수 있어, 안전성 확보를 극대화 할 수 있다 (도 30).A lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention simultaneously includes a negative electrode functional layer disposed on a negative electrode and a positive electrode active material layer including the first positive electrode active material and the second positive electrode active material. It has the effect of lowering the rate of ascent and helping to completely close the passage of ions by melting the plate-shaped polyethylene particles. In the case of a secondary battery in which the positive electrode is not combined according to an embodiment, the ion passage cannot be completely closed when heat rises due to thermal/physical shock (FIG. 29), but according to an embodiment, a negative electrode functional layer is included. In the case of a secondary battery including a negative electrode and a positive electrode at the same time, when heat increases due to thermal/physical shock, the ion passage can be relatively completely closed, thereby maximizing safety (FIG. 30).

한편, 양극(125b)의 경우, 양극 집전체, 양극 집전체 상에 위치하는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. Meanwhile, the positive electrode 125b may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer positioned on the positive electrode current collector.

양극 활물질층은, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 1종을 포함하는 제1 양극 활물질, 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 양극 활물질을 포함할 수 있다.The positive electrode active material layer includes a first positive electrode active material containing at least one of a complex oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof, and a second positive electrode active material containing a compound represented by the following formula (1). It may include a positive electrode active material.

또한, 상기 양극 활물질층은 상기 양극 활물질층 상에 위치하는 양극 기능층을 더 포함할 수 있다.In addition, the positive electrode active material layer may further include a positive electrode functional layer positioned on the positive electrode active material layer.

상기 제1 양극 활물질은 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 1종일 수 있다.The first positive electrode active material may be at least one of a composite oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof.

상기 제1 양극 활물질의 구체적인 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 들 수 있다.A specific example of the first positive electrode active material may be a compound represented by any one of the following formulas.

LiaA1-bXbD2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5); LiaA1-bXbO2-cDc(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE1-bXbO2-cDc(0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaE2-bXbO4-cDc(0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05); LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 < α≤ 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNi1-b-cMnbXcDα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2); LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2);LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2( 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2); LiaNibEcGdO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1); LiaNibCocMndGeO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); LiaNiGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaCoGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-bGbO2(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn2GbO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1); LiaMn1-gGgPO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ g ≤ 0.5); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiZO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiaFePO4(0.90 ≤ a ≤ 1.8)Li a A 1-b X b D 2 (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.5); Li a A 1-b X b O 2-c D c (0.90 <a <1.8, 0 <b <0.5, 0 <c <0.05); Li a E 1-b X b O 2-c D c (0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); Li a E 2-b X b O 4-c D c (0≦b≦0.5, 0≦c≦0.05); Li a Ni 1-bc Co b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Co b X c O 2-α T 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c D α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α ≤ 2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2-α T α (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni 1-bc Mn b X c O 2 -α T 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 <α <2); Li a Ni b E c G d O 2 (0.90≦a≦1.8, 0≦b≦0.9, 0≦c≦0.5, 0.001≦d≦0.1); Li a Ni b Co c Mn d G e O 2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤ 0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1); Li a NiG b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a CoG b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 1-b G b O 2 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 2 G b O 4 (0.90≦a≦1.8, 0.001≦b≦0.1); Li a Mn 1-g G g PO 4 (0.90≦a≦1.8, 0≦g≦0.5); QO 2 ; QS 2 ; LiQS 2 ; V 2 O 5 ; LiV 2 O 5 ; LiZO 2 ; LiNiVO 4 ; Li (3-f) J 2 (PO 4 ) 3 (0≦f≦2); Li (3-f) Fe 2 (PO 4 ) 3 (0≦f≦2); Li a FePO 4 (0.90 ≤ a ≤ 1.8)

상기 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; X는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; D는 O, F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; E는 Co, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; T는 F, S, P, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Q는 Ti, Mo, Mn, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고; Z는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.In the above formula, A is selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, and combinations thereof; X is selected from the group consisting of Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, rare earth elements, and combinations thereof; D is selected from the group consisting of O, F, S, P, and combinations thereof; E is selected from the group consisting of Co, Mn, and combinations thereof; T is selected from the group consisting of F, S, P, and combinations thereof; G is selected from the group consisting of Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, and combinations thereof; Q is selected from the group consisting of Ti, Mo, Mn, and combinations thereof; Z is selected from the group consisting of Cr, V, Fe, Sc, Y, and combinations thereof; J is selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, and combinations thereof.

물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 코팅 원소의 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트 및 코팅 원소의 하이드록시카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이코팅, 침지법 등)으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Of course, one having a coating layer on the surface of the compound may be used, or a mixture of the compound and a compound having a coating layer may be used. The coating layer contains at least one coating element compound selected from the group consisting of oxides of coating elements, hydroxides of coating elements, oxyhydroxides of coating elements, oxycarbonates of coating elements, and hydroxycarbonates of coating elements. I can. The compound constituting these coating layers may be amorphous or crystalline. As a coating element included in the coating layer, Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr, or a mixture thereof may be used. The coating layer formation process may be any coating method as long as the compound can be coated by a method that does not adversely affect the physical properties of the positive electrode active material by using these elements (e.g., spray coating, dipping method, etc.). Since the content can be well understood by those engaged in the relevant field, detailed description will be omitted.

일 실시예에서, 상기 제1 양극 활물질 및 상기 제2 양극 활물질은 97 : 3 내지 80 :20의 중량비로 포함될 수 있고, 예컨대 95 : 5 내지 85 :15의 중량비로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first positive electrode active material and the second positive electrode active material may be included in a weight ratio of 97:3 to 80:20, for example, in a weight ratio of 95:5 to 85:15.

상기 제1 양극 활물질의 함량은 양극 활물질층 총량에 대하여 70 중량% 내지 99 중량%, 보다 구체적으로, 85 중량% 내지 99 중량%, 87 중량% 내지 95 중량% 또는 90 중량% 내지 98 중량%일 수 있다. 제1 양극 활물질의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 용량이 저하하지 않으면서도 안전성을 개선할 수 있다.The content of the first positive electrode active material is 70% to 99% by weight, more specifically, 85% to 99% by weight, 87% to 95% by weight, or 90% to 98% by weight based on the total amount of the positive electrode active material layer. I can. When the content of the first positive active material satisfies the above range, it is possible to improve safety without reducing the capacity.

상기 제2 양극 활물질은 예컨대 LiFePO4를 포함하는 것일 수 있다. The second positive electrode active material may include, for example, LiFePO 4.

상기 제2 양극 활물질의 함량은, 양극 활물질층 총량에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%, 보다 구체적으로, 2 중량% 내지 15 중량%, 2 중량% 내지 12 중량% 또는 2 중량% 내지 10 중량%일 수 있다. 제2 양극 활물질의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 용량 감소 없이 안전성이 향상될 수 있다.The content of the second positive electrode active material is 1% to 15% by weight, more specifically, 2% to 15% by weight, 2% to 12% by weight, or 2% to 10% by weight based on the total amount of the positive electrode active material layer. Can be When the content of the second positive electrode active material satisfies the above range, safety may be improved without reducing the capacity.

상기 양극 집전체로는 알루미늄, 니켈 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Aluminum, nickel, or the like may be used as the positive electrode current collector, but is not limited thereto.

상기 양극 활물질층은 선택적으로 양극 도전재 및 양극 바인더를 더욱 포함할 수도 있다.The positive electrode active material layer may optionally further include a positive electrode conductive material and a positive electrode binder.

상기 양극 도전재 및 양극 바인더의 함량은 양극 활물질층 전체 중량에 대하여 각각 1 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The contents of the positive electrode conductive material and the positive electrode binder may be 1% to 5% by weight, respectively, based on the total weight of the positive electrode active material layer.

상기 양극 도전재는 양극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 양극 도전재의 종류는 전술한 음극 도전재의 종류와 동일하다.The positive electrode conductive material is used to impart conductivity to the positive electrode, and the type of the positive electrode conductive material is the same as that of the aforementioned negative electrode conductive material.

상기 양극 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 하며, 그 대표적인 예로는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로즈, 디아세틸셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 카르복실화된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루 오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 에폭시 수지, 나일론 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The positive electrode binder attaches the positive electrode active material particles well to each other and also serves to attach the positive electrode active material well to the current collector, and representative examples thereof include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, and poly(polyvinylcellulose). Vinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymer containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene -Butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, nylon, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto.

전해액은 비수성 유기 용매와 리튬염을 포함한다.The electrolyte solution contains a non-aqueous organic solvent and a lithium salt.

비수성 유기 용매는 전지의 전기화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 한다. 비수성 유기 용매로는 카보네이트계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 알코올계, 또는 비양성자성 용매를 사용할 수 있다. 상기 카보네이트계 용매로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르계 용매로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 디메틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, γ-부티로락톤, 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤, 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), 등이 사용될 수 있다. 상기 에테르계 용매로는 디부틸 에테르, 테트라글라임, 디글라임, 디메톡시에탄, 2-메틸테트라히드로퓨란, 테트라히드로퓨란 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤계 용매로는 시클로헥사논 등이 사용될 수 있다. 또한 상기 알코올계 용매로는 에틸알코올, 이소프로필 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 비양성자성 용매로는 R-CN(R은 탄소수 2 내지 20의 직쇄상, 분지상, 또는 환 구조의 탄화수소기이며, 이중결합 방향 환 또는 에테르 결합을 포함할 수 있다) 등의 니트릴류, 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 1,3-디옥솔란 등의 디옥솔란류, 설포란(sulfolane)류 등이 사용될 수 있다.The non-aqueous organic solvent serves as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the battery can move. As the non-aqueous organic solvent, a carbonate-based, ester-based, ether-based, ketone-based, alcohol-based, or aprotic solvent may be used. As the carbonate-based solvent, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methyl ethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate ( EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like may be used, and as the ester solvent, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, dimethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate , γ-butyrolactone, decanolide, valerolactone, mevalonolactone, caprolactone, and the like may be used. Dibutyl ether, tetraglyme, diglyme, dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, etc. may be used as the ether solvent, and cyclohexanone may be used as the ketone solvent. have. In addition, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. may be used as the alcohol-based solvent, and R-CN (R is a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms) as the aprotic solvent. , A double bonded aromatic ring or an ether bond), such as nitriles, amides such as dimethylformamide, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, sulfolanes, and the like may be used. .

비수성 유기 용매는 단독으로 또는 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 하나 이상 혼합하여 사용하는 경우의 혼합 비율은 목적하는 전지 성능에 따라 적절하게 조절할 수 있고, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다.The non-aqueous organic solvent can be used alone or in combination of one or more, and the mixing ratio in the case of using one or more mixtures can be appropriately adjusted according to the desired battery performance, which will be widely understood by those in the field. I can.

또한, 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다.In addition, in the case of a carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of 1:1 to 1:9, the electrolyte may exhibit excellent performance.

또한, 카보네이트계 용매의 경우 환형(cyclic) 카보네이트와 사슬형(chain) 카보네이트를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이 경우 환형 카보네이트와 사슬형 카보네이트는 1:1 내지 1:9의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 전해액의 성능이 우수하게 나타날 수 있다.In addition, in the case of a carbonate-based solvent, it is preferable to use a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate. In this case, when the cyclic carbonate and the chain carbonate are mixed in a volume ratio of 1:1 to 1:9, the electrolyte may exhibit excellent performance.

방향족 탄화수소계 유기용매로는 하기 화학식 2의 방향족 탄화수소 계 화합물이 사용될 수 있다.As the aromatic hydrocarbon-based organic solvent, an aromatic hydrocarbon-based compound represented by the following formula (2) may be used.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00001
Figure pat00001

화학식 2에서, R1 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하며 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로알킬기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.In Formula 2, R 1 to R 6 are the same as or different from each other and are selected from the group consisting of hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a haloalkyl group, and combinations thereof.

방향족 탄화수소계 유기용매의 구체적인 예로는 벤젠, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠, 1,2-디아이오도벤젠, 1,3-디아이오도벤젠, 1,4-디아이오도벤젠, 1,2,3-트리아이오도벤젠, 1,2,4-트리아이오도벤젠, 톨루엔, 플루오로톨루엔, 2,3-디플루오로톨루엔, 2,4-디플루오로톨루엔, 2,5-디플루오로톨루엔, 2,3,4-트리플루오로톨루엔, 2,3,5-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 2,3-디클로로톨루엔, 2,4-디클로로톨루엔, 2,5-디클로로톨루엔, 2,3,4-트리클로로톨루엔, 2,3,5-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 2,3-디아이오도톨루엔, 2,4-디아이오도톨루엔, 2,5-디아이오도톨루엔, 2,3,4-트리아이오도톨루엔, 2,3,5-트리아이오도톨루엔, 자일렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.Specific examples of the aromatic hydrocarbon-based organic solvent include benzene, fluorobenzene, 1,2-difluorobenzene, 1,3-difluorobenzene, 1,4-difluorobenzene, 1,2,3-trifluoro Lobenzene, 1,2,4-trifluorobenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2,3-trichlorobenzene, 1, 2,4-trichlorobenzene, iodobenzene, 1,2-diiodobenzene, 1,3-diaiodobenzene, 1,4-diaiodobenzene, 1,2,3-triiodobenzene, 1,2 ,4-triiodobenzene, toluene, fluorotoluene, 2,3-difluorotoluene, 2,4-difluorotoluene, 2,5-difluorotoluene, 2,3,4-trifluoro Toluene, 2,3,5-trifluorotoluene, chlorotoluene, 2,3-dichlorotoluene, 2,4-dichlorotoluene, 2,5-dichlorotoluene, 2,3,4-trichlorotoluene, 2,3 ,5-trichlorotoluene, iodotoluene, 2,3-diaiodotoluene, 2,4-diaiodotoluene, 2,5-diaiodotoluene, 2,3,4-triiodotoluene, 2,3, It is selected from the group consisting of 5-triiodotoluene, xylene, and combinations thereof.

비수성 전해질은 전지 수명을 향상시키기 위하여 비닐렌 카보네이트 또는 하기 화학식 3의 에틸렌 카보네이트계 화합물을 더욱 포함할 수도 있다.The non-aqueous electrolyte may further include vinylene carbonate or an ethylene carbonate-based compound represented by the following Formula 3 in order to improve battery life.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00002
Figure pat00002

화학식 3에서, R7 및 R8는 서로 동일하거나 상이하며, 수소, 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 R7 및 R8중 적어도 하나는 할로겐기, 시아노기(CN), 니트로기(NO2) 및 불소화된 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되나, 단 R7과 R8이 모두 수소는 아니다.In Formula 3, R 7 and R 8 are the same as or different from each other, and are selected from the group consisting of hydrogen, a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ), and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, wherein At least one of R 7 and R 8 is selected from the group consisting of a halogen group, a cyano group (CN), a nitro group (NO 2 ) and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, provided that both R 7 and R 8 are hydrogen no.

에틸렌 카보네이트계 화합물의 대표적인 예로는 디플루오로 에틸렌 카보네이트, 클로로에틸렌 카보네이트, 디클로로에틸렌 카보네이트, 브로모에틸렌카보네이트, 디브로모에틸렌 카보네이트, 니트로에틸렌 카보네이트, 시아노에틸렌카보네이트 또는 플루오로에틸렌 카보네이트 등을 들 수 있다. 이러한 수명 향상 첨가제를 더욱 사용하는 경우 그 사용량은 적절하게 조절할 수 있다.Representative examples of ethylene carbonate-based compounds include difluoro ethylene carbonate, chloroethylene carbonate, dichloroethylene carbonate, bromoethylene carbonate, dibromoethylene carbonate, nitroethylene carbonate, cyanoethylene carbonate or fluoroethylene carbonate. have. In the case of further use of such a life-improving additive, the amount of the additive may be appropriately adjusted.

리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 이차 전지의 작동을 가능하게 하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진하는 역할을 하는 물질이다. 이러한 리튬염의 대표적인 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임), LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2(리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함한다. 리튬염의 농도는 0.1 내지 2.0M 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 리튬염의 농도가 상기 범위에 포함되면, 전해질이 적절한 전도도 및 점도를 가지므로 우수한 전해질 성능을 나타낼 수 있고, 리튬 이온이 효과적으로 이동할 수 있다.Lithium salt is a material that is dissolved in an organic solvent and acts as a source of lithium ions in the battery, enabling basic lithium secondary battery operation, and promoting the movement of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. Representative examples of such lithium salts are LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN(SO 2 C 2 F 5 ) 2 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, LiN(SO 3 C 2 F 5 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiAlO 2 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x+1 SO 2 )(C y F 2y+1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers), LiCl, LiI and LiB(C 2 O 4 ) 2 (lithium bis(oxalato) borate; LiBOB) contains one or more selected from the group consisting of as a supporting electrolytic salt. Concentration of lithium salt It is recommended to use within the range of 0.1 to 2.0 M. When the concentration of the lithium salt is included in the above range, the electrolyte has an appropriate conductivity and viscosity, so that excellent electrolyte performance can be exhibited, and lithium ions can move effectively.

한편, 전술한 것과 같이, 상기 양극(125a)과 상기 음극(125b) 사이에는 세퍼레이터(125c)가 배치될 수 있다. 상기 세퍼레이터(125c)는 예를 들면, 유리 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 이들의 조합물 중에서 선택된 것일 수 있으며, 부직포 또는 직포 형태일 수 있다.Meanwhile, as described above, a separator 125c may be disposed between the anode 125a and the cathode 125b. The separator 125c may be selected from, for example, glass fiber, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, or a combination thereof, and may be in the form of a nonwoven fabric or a woven fabric.

예를 들어, 리튬 이차 전지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자 세퍼레이터가 주로 사용될 수 있고, 내열성 또는 기계적 강도 확보를 위해 세라믹 성분 또는 고분자 물질이 포함된 조성물로 코팅된 세퍼레이터가 사용될 수도 있으며, 선택적으로 단층 또는 다층 구조로 사용될 수 있다.For example, a polyolefin-based polymer separator such as polyethylene, polypropylene, etc. may be mainly used for a lithium secondary battery, and a separator coated with a composition containing a ceramic component or a polymer material may be used to secure heat resistance or mechanical strength. It can be used in a single-layer or multi-layer structure.

이하, 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 측면들을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, aspects of the present invention described above through examples will be described in more detail. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention.

(리튬 이차 전지의 제작)(Manufacture of lithium secondary battery)

실시예 1: 판상형의 2㎛ PE 입자 포함하는 전지 LCO/LFP가 9:1의 중량비로 혼합된 양극 활물질 95중량%, 폴리비닐리덴 플루오라이드 바인더 3중량% 및 케첸 블랙 도전재 2중량%를 N-메틸피롤리돈 용매 중에서 혼합하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 활물질 슬러리를 알루미늄 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여, 양극 활물질층이 형성된 양극을 제조하였다.Example 1: A battery LCO/LFP containing plate-shaped 2 μm PE particles was mixed in a weight ratio of 9:1 to 95% by weight of a positive electrode active material, 3% by weight of a polyvinylidene fluoride binder, and 2% by weight of a Ketjen Black conductive material. -Methylpyrrolidone was mixed in a solvent to prepare a positive electrode active material slurry. The positive electrode active material slurry was coated on both surfaces of an aluminum current collector, dried, and rolled to prepare a positive electrode having a positive electrode active material layer formed thereon.

흑연 98 중량%, 카르복시메틸 셀룰로즈 0.8 중량% 및 스티렌-부타디엔 러버 1.2 중량%를 순수 중에서 혼합하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 활물질 슬러리를 구리 집전체의 양면에 도포, 건조 및 압연하여 음극 활물질층이 형성된 음극을 제조하였다.98% by weight of graphite, 0.8% by weight of carboxymethyl cellulose, and 1.2% by weight of styrene-butadiene rubber were mixed in pure water to prepare a negative active material slurry. The negative active material slurry was coated on both sides of a copper current collector, dried, and rolled to prepare a negative electrode having a negative active material layer formed thereon.

판상형의 2㎛ PE 입자 (장축 길이/단축 길이= 약 2, 두께= 약 0.6㎛) 48 중량%, 알루미나 (평균입경(D50)=0.7㎛) 47 중량% 및 아크릴레이티드 스티렌계 러버 바인더 5중량%를 알코올 계열 용매에 혼합하여 PE/알루미나 슬러리를 제조하였다.Plate-shaped 2㎛ PE particles (long axis length / short axis length = about 2, thickness = about 0.6㎛) 48% by weight, alumina (average particle diameter (D50) = 0.7㎛) 47% by weight and acrylated styrene rubber binder 5% by weight % Was mixed with an alcohol-based solvent to prepare a PE/alumina slurry.

상기 음극 표면에 상기 PE/ 알루미나 슬러리를 양면 도포, 건조 및 압연하여 판상형 PE 입자를 포함하는 코팅층이 형성된 음극을 제조하였다.The PE/alumina slurry was coated on both sides, dried, and rolled on the surface of the negative electrode to prepare a negative electrode having a coating layer including plate-shaped PE particles.

상기 양극, PE/PP 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, 상기 판상형 PE 입자를 포함하는 코팅층이 형성된 음극을 순서대로 적층하여 도 21b와 같은 구조의 전극 조립체를 제조한 후 전해액을 주입하여 이차 전지를 제작하였다.The positive electrode, the separator composed of the PE/PP multilayer substrate, and the negative electrode having a coating layer including the plate-shaped PE particles were sequentially stacked to prepare an electrode assembly having the structure as shown in FIG.

실시예 2: 판상형의 4㎛ PE 입자 포함하는 전지Example 2: A battery containing plate-shaped 4 μm PE particles

4㎛의 판상형 PE 입자(장축 길이/단축 길이= 약 2.4, 두께= 약 0.6㎛)를 사용하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이차 전지를 제작하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a negative electrode was prepared using 4 μm plate-shaped PE particles (long axis length/short axis length= about 2.4, thickness= about 0.6 μm).

실시예 3: 판상형의 6㎛ PE 입자 포함하는 전지Example 3: A battery containing plate-shaped 6 μm PE particles

6㎛의 판상형 PE 입자(장축 길이/단축 길이= 약 2.4, 두께= 약 0.6㎛)를 사용하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이차 전지를 제작하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a negative electrode was manufactured using 6 μm plate-shaped PE particles (long axis length/short axis length= about 2.4, thickness= about 0.6 μm).

비교예: 구형의 PE 입자 포함하는 전지Comparative Example: Battery Containing Spherical PE Particles

판상형의 2㎛의 PE 입자 대신, 4㎛의 구형 PE 입자를 알코올 계열 용매에 분산시킨 분산액을 사용하여 음극을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이차 전지를 제작하였다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a negative electrode was prepared using a dispersion obtained by dispersing 4 μm spherical PE particles in an alcohol-based solvent instead of plate-shaped 2 μm PE particles.

(평가예)(Evaluation example)

1. 극판 저항 상승률 평가1. Evaluation of the increase rate of the resistance of the electrode plate

실시예 1에 따른 판상형 PE 입자를 포함하는 코팅층이 형성된 음극, PE/PP 다층 기재로 구성된 세퍼레이터, 및 실시예 1에 따른 판상형 PE 입자를 포함하는 코팅층이 형성된 음극을 순서대로 적층하고, 1M LiBF4가 프로필렌 카보네이트에 용해된 전해액을 주입하여 도 28과 같은 코인 대칭 전지를 제작하였다.A negative electrode having a coating layer including the plate-shaped PE particles according to Example 1, a separator composed of a PE/PP multilayer substrate, and a negative electrode having a coating layer including the plate-shaped PE particles according to Example 1 are sequentially stacked, and 1M LiBF 4 A coin symmetric battery as shown in FIG. 28 was manufactured by injecting an electrolyte solution dissolved in propylene carbonate.

도 28은 극판 저항 상승률을 평가하기 위하여 제작된 코인 대칭 전지의 모식도이다.28 is a schematic diagram of a coin symmetric battery manufactured to evaluate the increase rate of the resistance of the electrode plate.

상기 제작한 코인 대칭 전지를 온도 센서와 저항 측정기를 장착 후 온도 가변 챔버에 넣어 평가를 시작한다. 10 ℃/분 속도로 승온하면서 코인 대칭 전지의 온도와 저항 변화를 측정하여 온도에 따른 극판의 저항 상승율을 평가한 결과를 도 26에 나타내었다.After mounting the prepared coin symmetric battery with a temperature sensor and a resistance meter, the evaluation is started by putting it in a temperature variable chamber. 26 shows the results of evaluating the rate of increase in resistance of the electrode plate according to the temperature by measuring the temperature and resistance change of the coin-symmetric battery while increasing the temperature at a rate of 10°C/min.

도 26은 온도에 따른 극판의 저항 상승율을 평가한 그래프이다.26 is a graph evaluating the rate of increase in resistance of an electrode plate according to temperature.

도 26을 참고하면, 120 ℃ 이상의 고온에서 비교예 대비 실시예들의 극판 저항 상승율이 현저히 증가됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 26, it can be seen that at a high temperature of 120° C. or higher, the increase rate of the electrode plate resistance of the examples compared to the comparative example is significantly increased.

이로부터 일 실시예에 따른 전극 조성물을 포함하는 전지의 경우, 열적/물리적 충격에 의한 열 폭주 시에 이온의 통로를 효과적으로 억제함으로써 셧-다운 기능이 조기에 발현될 것임을 예상할 수 있다.From this, in the case of the battery including the electrode composition according to an embodiment, it can be expected that the shut-down function will be expressed early by effectively suppressing the passage of ions during thermal runaway due to thermal/physical shock.

2. 사이클 수명 특성 평가2. Evaluation of cycle life characteristics

상기 실시예 1 내지 3에서 제작한 리튬 이차전지에 대해 0.5C/0.5C rate로 4.4V 충전 후 3.0V에 이를 때까지 방전하면서 150 cycle 완료후 cell 용량 감소율을 측정하여 그 결과를 도 23에 나타내었다. 51 cycle, 101 cycle에서는 0.2C/0.2C rate로 4.4V 충전 후 3.0V 방전하여 회복용량을 평가하였다.The lithium secondary battery prepared in Examples 1 to 3 was charged at a rate of 4.4V at 0.5C/0.5C and then discharged until it reached 3.0V, and the cell capacity reduction rate was measured after completion of 150 cycles, and the results are shown in FIG. I got it. In the 51 cycle and 101 cycle, the recovery capacity was evaluated by charging 4.4V at a rate of 0.2C/0.2C and discharging 3.0V.

도 27은 실시예 1 내지 3에 따른 리튬 이차 전지의 150 사이클 동안의 용량 유지율을 평가한 그래프이다.27 is a graph evaluating capacity retention rates for 150 cycles of lithium secondary batteries according to Examples 1 to 3;

도 27을 참고하면, 150 사이클 이후에도 우수한 용량 유지율을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 27, it can be seen that even after 150 cycles, the capacity retention rate is excellent.

결과적으로, 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 우수한 전지 특성 을 유지하면서도 셧-다운 기능을 효과적으로 발현할 수 있다.As a result, the rechargeable lithium battery according to an exemplary embodiment can effectively express a shutdown function while maintaining excellent battery characteristics.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the secondary battery according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and departs from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Without it, anyone of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be implemented.

100, 200; 에너지 저장 모듈 110, 210; 커버 플레이트
120; 배터리 셀 230; 절연 스페이서
131; 시트부 132; 테두리부
140, 240; 상부 플레이트 141, 241; 덕트
143, 243; 약액홀 150, 250; 소화 시트
160, 260; 상부 커버
100, 200; Energy storage modules 110 and 210; Cover plate
120; Battery cell 230; Insulation spacer
131; Seat portion 132; Border
140, 240; Top plates 141, 241; duct
143, 243; Chemical hole 150, 250; Fire extinguishing sheet
160, 260; Top cover

Claims (17)

장측면이 서로 대향하도록 길이 방향을 따라 배열된 다수의 배터리 셀;
상기 다수의 배터리 셀의 장측면 사이에 개재된 다수의 절연 스페이서;
내부에 수용 공간을 구비하며, 상기 다수의 배터리 셀과 상기 다수의 절연 스페이서를 수용하는 커버 플레이트;
상기 커버 플레이트의 상부에 결합되고, 상기 다수의 배터리 셀들의 벤트에 대응되는 위치에 형성된 덕트와, 상기 절연 스페이서와 대응되는 위치에 약액홀이 형성된 상부 플레이트;
상기 상부 플레이트의 상부에 결합되고, 상기 덕트에 대응되는 위치에 배출홀을 포함하는 상부 커버; 및
상기 상부 커버와 상부 플레이트의 사이에 위치하고, 기설정된 온도 이상에서 소화 약제를 분사하는 소화 시트를 포함하고,
상기 절연 스페이서는 난연성 또는 불연성을 갖는 제1시트와, 상기 제1시트의 양면에 단열성을 갖는 제2시트가 각각 접착 부재를 통해 부착되며 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
A plurality of battery cells arranged along the length direction such that the long sides face each other;
A plurality of insulating spacers interposed between long side surfaces of the plurality of battery cells;
A cover plate having an accommodation space therein and accommodating the plurality of battery cells and the plurality of insulating spacers;
A duct coupled to an upper portion of the cover plate and formed at positions corresponding to vents of the plurality of battery cells, and an upper plate having a chemical solution hole formed at a position corresponding to the insulating spacer;
An upper cover coupled to an upper portion of the upper plate and including a discharge hole at a position corresponding to the duct; And
It is located between the upper cover and the upper plate, and comprises a fire extinguishing sheet for spraying a fire extinguishing agent at a predetermined temperature or higher,
The insulating spacer is an energy storage module, characterized in that a first sheet having flame retardancy or non-flammability and a second sheet having heat insulating properties are attached to both surfaces of the first sheet through an adhesive member, respectively.
제 1 항에 있어서,
상기 제1시트는 세라믹 페이퍼이고, 상기 제2시트는 MICA인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 1,
The first sheet is a ceramic paper, and the second sheet is an energy storage module, characterized in that the MICA.
제 2 항에 있어서,
상기 제1시트는 알카리토 금속을 함유한 세라믹 파이버인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 2,
The first sheet is an energy storage module, characterized in that the ceramic fiber containing an alkaline earth metal.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 배터리 셀들은 대향하는 장측면 사이가 제1이격거리만큼 서로 이격되고,
상기 절연 스페이서의 두께는 상기 제1이격거리의 50% 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 1,
The plurality of battery cells are spaced apart from each other by a first separation distance between opposite long sides,
The energy storage module, characterized in that the thickness of the insulating spacer is less than 50% of the first separation distance.
제 1 항에 있어서,
상기 소화 시트에서 분사된 상기 소화 약재가, 상기 약액홀을 통해 상기 절연 스페이서와 상기 배터리 셀의 이격된 공간으로 인가되어, 상기 배터리 셀의 장측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 1,
The energy storage module, wherein the extinguishing agent sprayed from the extinguishing sheet is applied to a space spaced apart from the insulating spacer and the battery cell through the chemical solution hole, and contacts the long side surface of the battery cell.
제 1 항에 있어서,
상기 절연 스페이서는 폭방향 크기가 높이 방향 크기의 2배 보다 작으며,
상기 제1시트와 상기 제2시트는 양측 끝단부가 접착 부재에 의해서 접착된 시트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 1,
The insulating spacer has a size in the width direction smaller than twice the size in the height direction,
The energy storage module, wherein the first sheet and the second sheet include a sheet portion having both end portions bonded to each other by an adhesive member.
제 6 항에 있어서,
상기 절연 스페이서는 상기 시트부의 가장자리를 따라 감싸도록 인서트 사출에 의해 형성된 플라스틱 소재의 테두리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 6,
The insulating spacer further comprises an edge portion of a plastic material formed by insert injection so as to surround the edge of the seat portion.
제 7 항에 있어서,
상기 테두리부의 폭은 3mm 내지 6mm 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 7,
The width of the edge portion is an energy storage module, characterized in that any one of 3mm to 6mm.
제 6 항에 있어서,
상기 절연 스페이서는 일면이 하나의 배터리 셀의 장측면과 대향하고, 타면이 또 다른 하나의 배터리 셀의 장측면과 대향하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 6,
The insulating spacer is an energy storage module, wherein one side faces a long side surface of one battery cell, and the other side faces a long side surface of another battery cell.
제 6 항에 있어서,
상기 제1시트와 상기 제2시트는 중앙부가 서로 이격되어, 공기 이동이 가능한 공기 유로가 구비된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 6,
The first sheet and the second sheet are spaced apart from each other at a central portion, the energy storage module, characterized in that provided with an air passage through which air can be moved.
제 1 항에 있어서,
상기 절연 스페이서는 폭방향 크기가 높이 방향 크기의 2배 보다 더 크며,
상기 제1시트와 상기 제2시트는 상하부 끝단으로부터 일정 영역이 접착 부재에 의해서 접착된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 1,
The insulating spacer has a size in the width direction greater than twice the size in the height direction,
An energy storage module, wherein a predetermined region of the first sheet and the second sheet is adhered from upper and lower ends by an adhesive member.
제 10 항에 있어서,
상기 절연 스페이서는 일면이 두개의 배터리 셀의 장측면과 대향하고, 타면이 또 다른 두개의 배터리 셀의 장측면과 대향하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 모듈.
The method of claim 10,
The insulating spacer is an energy storage module, characterized in that one side faces the long side faces of the two battery cells, and the other face faces the long side faces of the other two battery cells.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 셀은
음극 집전체, 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질층, 및 상기 음극활물질층 상에 위치하는 음극 기능층을 포함하는 음극; 및
양극 집전체, 상기 양극 집전체 상에 위치하는 양극 활물질층을 포함하는 양극을 포함하고,
상기 음극 기능층은 판상형 폴리에틸렌 입자를 포함하며,
상기 양극 활물질층은, 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 적어도 1종을 포함하는 제1 양극 활물질, 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 제2 양극 활물질을 포함하는 에너지 저장 모듈.
[화학식 1]
LiaFe1-xMxPO4
상기 화학식 1에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ x ≤ 0.7, M은 Mg, Co, Ni 또는
이들의 조합.
The method of claim 1,
The battery cell is
A negative electrode including a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer disposed on the negative electrode current collector, and a negative functional layer disposed on the negative electrode active material layer; And
A positive electrode current collector, and a positive electrode including a positive electrode active material layer positioned on the positive electrode current collector,
The negative electrode functional layer includes plate-shaped polyethylene particles,
The positive electrode active material layer includes a first positive electrode active material containing at least one of a composite oxide of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof, and a first positive electrode active material containing a compound represented by the following formula (1). 2 Energy storage module including a positive electrode active material.
[Formula 1]
Li a Fe 1 - x M x PO 4
In Formula 1, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ x ≤ 0.7, M is Mg, Co, Ni or
A combination of these.
제 11 항에 있어서,
상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 평균 입자 크기(D50)는 1 ㎛ 내지 8㎛인 에너지 저장 모듈.
The method of claim 11,
The energy storage module having an average particle size (D50) of 1 μm to 8 μm of the plate-shaped polyethylene particles.
제 13 항에 있어서,
상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 평균 입자 크기(D50)는 1 ㎛ 내지 8㎛인 에너지 저장 모듈.
The method of claim 13,
The energy storage module having an average particle size (D50) of 1 μm to 8 μm of the plate-shaped polyethylene particles.
제 13 항에 있어서,
상기 판상형 폴리에틸렌 입자의 두께는 0.2 ㎛ 내지 4 ㎛ 인 에너지 저장 모듈.
The method of claim 13,
The thickness of the plate-shaped polyethylene particles is 0.2 ㎛ to 4 ㎛ energy storage module.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 양극 활물질 및 상기 제2 양극 활물질은 97 : 3 내지 80 : 20의 중량비로 포함되는 것인 에너지 저장 모듈.
The method of claim 13,
The energy storage module wherein the first positive electrode active material and the second positive electrode active material are included in a weight ratio of 97:3 to 80:20.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20230067506A (en) 2021-11-09 2023-05-16 에스케이온 주식회사 Battery cell stack and its manufacturing method
WO2023195591A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 삼성에스디아이(주) Battery module
CN117525743A (en) * 2024-01-08 2024-02-06 深圳海辰储能科技有限公司 End cover assembly, energy storage device and electric equipment

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4178012A1 (en) 2021-11-09 2023-05-10 SK On Co., Ltd. Battery cell stack and manufacturing method thereof
KR20230067506A (en) 2021-11-09 2023-05-16 에스케이온 주식회사 Battery cell stack and its manufacturing method
WO2023195591A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 삼성에스디아이(주) Battery module
CN117525743A (en) * 2024-01-08 2024-02-06 深圳海辰储能科技有限公司 End cover assembly, energy storage device and electric equipment
CN117525743B (en) * 2024-01-08 2024-03-12 深圳海辰储能科技有限公司 End cover assembly, energy storage device and electric equipment

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