KR20210078742A - 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 분리막을 사이에 두고 양극과 음극의 일 측에 자성을 띄는 도체를 배치하고 상기 도체가 맞닿은 면에는 절연 코팅재를 형성한 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
Description
본원 발명은 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 보다 상세하게는 분리막을 사이에 두고 양극과 음극의 일 측에 자성을 띄는 도체를 배치하고 상기 도체가 맞닿은 면에는 절연 코팅재를 형성한 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기나 가전제품 외에도 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV)의 개발로 리튬 이차전지에 대한 수요는 계속 늘어날 전망이다. 안정성이 및 에너지 밀도가 높고 수명 또한 긴 전고체전지는 리튬 이차전지에 있어서 새로운 시장을 가능케하는 기술이다.
리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 이러한 이차전지는 대체로 전극 조립체가 외장재에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 외장재가 실링되는 과정을 통해 제조된다.
파우치형 이차 전지는, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 이격 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체로부터 연장 배치되는 전극 리드와, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 파우치 외장재를 포함한다.
기존에 이차전지는 내부 단락을 유도하기 위하여 다양한 방식을 적용하였다.
발열체를 이차전지 내부에 집어넣고 그 발열체에 전류를 외부에서 인가해서 내부 발열을 시키는 방식이 있다. 그러나 외부 발열을 위한 에너지 원과 이차전지 내부의 발열체가 도선으로 연결되어야 하는 등 실제 사용하는 제품과 형태가 달라져야 하는 단점이 있다.
이차전지 내부의 분리막을 미리 뚫어 놓고 그 부분에 화학 약품을 처리하여 일정한 온도에서 녹게하는 방식이 있다. 그러나 실제 사용하는 분리막에 변형을 줘야 하는 점, 분리막의 뚫은 부분에 화학 처리를 함으로써 제품의 특성이 달라질 수 있는 점, 특정 온도에서 화학 처리 부분이 녹아야 하는데 이차전지 내부의 화학작용에 의해 부반응으로 인해 미리 녹거나 안 녹을 수 있는 단점이 있다.
이차전지에 일정한 형태의 금속물질을 집어넣어 외부에서 외력을 가해서 분리막을 찢어 단락시키는 기술이 있다. 그러나 원하는 내부 단락(Internal Short)의 면적을 제어하기 어려운 단점이 있다.
일본공개특허 제2007-053055호에서는 양극판, 음극판, 세퍼레이터가 적층된 전극체로 구성된 전지에 관한 것으로, 전극체의 일단변에 단락 유도를 위한 양극 활물질 부존재부, 음극 활물질 부존재부가 위치시키는 기술을 개시하고 있다.
한국공개특허 제2019-0049191호에서는 양극판과 음극판을 상기 양극 활물질 부존재부와 상기 음극 활물질 부존재부 사이에 개재하는 단락 예정부를 포함하는 세퍼레이터를 통해 적층해서 이루어지는 전극체를 구비하는 전지 기술을 개시하고 있다.
일본공개특허 제2005-100899호에서는 세퍼레이터가 전지 본체가 변형되었을 때 양극 집전체 및 음극 집전체의 노출부를 단락시키기 위한 복수 개구를 집전체 노출부 사이에 구비하는 기술이 개시되어 있다.
한국공개특허 제2017-0139305호에서는 전극조립체가 설정온도 이상 발열하면 상기 제1 전극리드와 상기 제2 전극리드를 연결하여 쇼트를 발생시키는 쇼트발생장치 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 문헌 어디에도 자성체를 이용한 내부단락 유도장치에 대해서는 개시된 바 없다.
이러한 자성체를 이용한 내부단락 유도장치는 자성도체와 코팅재가 양극판과 음극판에 형성되어 절연성을 유지하고 있다가 이차전지의 위험상황(Safety issue)에 의해서 온도가 상승하면 코팅재가 녹으면서 두 자성도체가 붙어 내부단락을 형성시키는 기술이다.
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 분리막을 사이에 두고 양극과 음극의 일 측에 자성을 띄는 도체를 배치하고 상기 도체가 맞닿은 면에는 절연 코팅재를 형성한 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양극판과 양극활물질을 포함하는 양극, 음극판과 음극활물질을 포함하는 음극, 및 분리막을 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 양극판 및 상기 음극판의 일측에 도체가 형성된 이차전지를 제공할 수 있다.
또한, 상기 도체는 자성을 갖을 수 있다.
또한, 상기 양극판의 양극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 음극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극판의 일면에 형성된 양극활물질이 형성되지 않은 양극활물질 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일면에 형성된 음극활물질이 형성되지 않는 음극활물질 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 분리막이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극활물질의 일면에 형성된 양극판이 형성되지 않은 양극판 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극활물질의 일면에 형성된 음극판이 형성되지 않은 음극판 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 양극활물질 또는 음극활물질이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극판의 일단에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일단에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 양극자성도체 및 상기 음극자성도체가 접하는 양극활물질 또는 음극활물질 및 분리막 사이에는 접착층이 추가로 형성될 수 있다.
또한, 상기 이차전지를 에너지원으로 사용하는 디바이스일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지는 추가로 외부에서 에너지를 인가하거나 기존에 있던 이차전지의 형상을 변형할 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 특정한 온도 조건에 의해서만 내부 단락을 일으키는 효과가 있다.
또한, 내부 단락 면적 및 위치를 원하는 만큼 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 예시적인 기존 파우치형 전지셀을 나타낸 도면이다.
도 2는 예시적인 파우치형 전지셀이 가스발생으로 부피팽창을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 면에형성된 자성도체 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 활물질 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 활물질에 극판이 형성되지 않은 극판 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연코팅층이 녹으면서 자성도체에 의해서 내부단락이 발생하는 단계도이다.
도 2는 예시적인 파우치형 전지셀이 가스발생으로 부피팽창을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 면에형성된 자성도체 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 활물질 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 활물질에 극판이 형성되지 않은 극판 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연코팅층이 녹으면서 자성도체에 의해서 내부단락이 발생하는 단계도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본원발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 1은 예시적인 기존 파우치형 전지셀을 나타낸 도면이다.
일반적으로 리튬 이차 전지를 제조함에 있어서, 먼저 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 물질을 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극판과 음극판을 제조하고, 이를 세퍼레이터의 양측에 적층함으로써 소정 형상의 전지셀을 형성한 다음에, 이 전지셀을 전지 케이스에 삽입하고 전해액 주입 후 밀봉함으로써 전지 팩을 완성하는 과정을 취한다.
통상적인 전극조립체(electrode assembly)에 연결되어 있는 전극리드(electrode lead)의 구조는 일단이 전극조립체에 연결되어 있고 타단이 전지케이스(battery case)의 외부로 노출되어 있고, 상기 전극조립체의 주변에 존재하여 감싸고 있는 전지케이스가 전극리드가 상기 전지케이스의 외부로 연장되어 있는 부위에서 실란트에 의한 접착층에 의해 밀봉되는 전극리드의 구조를 갖는다.
또한, 전극조립체에는 전극탭이 구비된다. 전극조립체의 집전판은 전극활물질이 도포된 부분과 전극활물질이 도포되지 않은 말단 부분(이하, "무지부"라 약칭)으로 구성되고, 전극탭은 무지부를 재단하여 형성한 것이거나 무지부에 초음파 용접 등에 의해 연결시킨 별도의 도전부재일 수 있다. 전극탭은 도시한 바와 같이 서로 마주보도록 전극조립체에 나란히 형성되도록 단방향으로 돌출될 수도 있고, 쌍방향으로 돌출될 수도 있다.
전극탭은 전지 내부와 외부의 전자 이동경로 역할을 수행하는 것으로서, 상기 전극리드는 이 전극탭과 스폿 용접 등에 의해 연결된다. 전극리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드 및 음극 리드는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드는 양극 판과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드는 음극 판과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 최종적으로 전극리드는 단자부를 통하여 외부단자와 전기적으로 연결된다.
파우치 외장재는 전극리드의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극조립체를 수용하여 밀봉한다. 전극리드와 파우치 외장재 사이에는 앞서 설명한 실런트 등이 접착층이 개재된다. 파우치 외장재는 테두리에 실링 영역을 구비하고, 전극리드의 수평슬릿은 실링 영역으로부터 접합부 쪽으로 이격되어 있다. 즉, 전극리드가 반전된 T자 형상일 때에, T자의 다리 부분이 파우치 외장재 외측으로 돌출되고 T자의 머리 부분 일부가 실링 영역 내에 형성된다.
보통 양극 집전판으로는 알루미늄 재질을, 음극 집전판으로는 구리 재질을 사용하는데, 스웰링 현상 발생시 알루미늄 호일보다는 구리 호일이 더 쉽게 파열되는 경향이 있으므로, 양극 리드보다는 음극 리드의 파열 가능성이 더 높을 수 있다. 그러한 경우에는 음극 리드를 이러한 파단 가능한 전극리드로 형성하는 것이 바람직할 수 있다
이차전지의 정상 상태에서는 상기 접착층에 의해 전극조립체가 외부와 차단되어 있으며, 과충전, 고온 등과 같은 원인에 의해 전지 내부의 압력 상승시에는 전지케이스의 팽창이 유발될 것이지만 단지 전지케이스의 약한 부위 또는 다른 구성요소의 약한 접합 부위가 파열되어 전지 내부의 기체가 배기될 것이다.
그러나, 전지로부터의 전류는 전극조립체와 전극리드가 전기적으로 연결되어 있는 한, 전류는 계속적으로 흐를 것이므로 여전히 전지의 안정성을 확보하기란 매우 어렵다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 이차전지에 주입되는 전해질의 양을 조정하거나 또는 전류차단부재(CID)의 단락 압력을 조정하는 방법이 사용되고 있으나, 이는 과충전시 전지의 안전성이 저하시키는 문제점이 있다. 즉, 과충전시 전지의 안전성과 고온 환경에서 전지를 사용함에 따른 사용 안정성을 동시에 해결하기는 용이치 않다.
(비교예)
도 2는 예시적인 파우치형 전지셀이 가스발생으로 부피팽창을 나타낸 도면이다.
파우치는 가스 배리어층(gas barrier layer)과 실란트층(sealant layer)을 포함한다. 그리고 가스 배리어층 상에 형성된 최외층으로서 표면 보호층을 더 포함하기도 한다. 상기 가스 배리어층은 가스 출입을 차단하기 위한 것으로서, 이는 주로 알루미늄 박막(Al foil)이 사용된다. 상기 실란트층은 최내층에 위치하여 내용물, 즉 셀과 접촉된다. 그리고 상기 표면 보호층은 내마모성 및 내열성 등을 고려하여 주로 나일론(Nylon) 수지가 사용된다. 상기 파우치는 위와 같은 적층 구조의 필름이 주머니 형태로 가공되어 제조되며 양극, 음극 및 세퍼레이터(separator) 등의 셀 구성 요소가 전해액에 함침된 다음 내장된다. 이와 같이 셀 구성 요소가 내장된 다음, 파우치의 입구에서 실란트층끼리 열접착되어 실링된다. 이때, 실란트층은 셀 구성 요소와 접촉되므로 절연성과 함께 내전해액성 등을 가져야 하며, 또한 외부와의 밀폐를 위해 높은 실링성을 가져야 한다. 즉, 실란트층끼리 열접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다. 일반적으로, 실란트층은 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지가 사용된다. 특히, 폴리프로필렌(PP)은 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내전해액성 등이 뛰어나 파우치의 실란트층으로 주로 사용되고 있다.
그러나 종래 기술에 따른 파우치형 이차전지는 폭발 위험성에 대한 안정성이 없는 문제점이 있다. 일반적으로, 셀에서는 전기를 생성/방출(충전/방전)하는 과정(산화환원 반응 등)에서 열과 압력을 발생하는데, 이때 셀 내부의 이상 반응에 의한 과충전이나 쇼트 등의 이유로 높은 열과 압력을 발생할 수 있다. 이러한 높은 열과 압력으로 폭발할 수 있는데, 종래의 파우치형 이차전지는 위와 같은 폭발 위험성을 방지할 수 있는 기술적 수단을 강구하지 못하여 폭발 위험성에 노출되어 있는 문제점이 있다.
(실시예)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 면에형성된 자성도체 단면도이다.
양극판과 양극활물질을 포함하는 양극, 음극판과 음극활물질을 포함하는 음극, 및 분리막을 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 양극판 및 상기 음극판의 일측에 도체가 형성된 이차전지를 제공할 수 있다.
또한, 상기 도체는 자성을 갖을 수 있다.
상기 자성도체는 매우 높은 보자력을 갖는 자성재료로서 희토류 원소와 코발트의 합금일 수 있으며 이와 같은 희토류 원소를 함유한 영구자석에 적합한 경자성 재료로서 만들어진 희토류 자석일 수 있다. 상기 희토류 자석은 사마륨ㆍ코발트 자석, 네오디뮴ㆍ철ㆍ붕소의 희토류 소결자석 등이 있다.상기 자성도체는 희토류 자석을 포함하는 도체 일 수 있다.
또한 상기 자성도체는 Al, Ni, Co를 주성분으로 하고 Cu, Ti 등을 첨가한 철합금의 알니코(alnico) 자석 및 BaOㆍ6Fe2O3 또는 SrOㆍ6Fe2O3를 주성분으로 한 소결 페라이트 자석 및 상기 자석을 포함하는 도체 일 수 있다.
또한, 상기 양극판의 양극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 음극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
상기 자성도체는 전체 극판의 면적대비 50%이하가 겹쳐지도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 40% 내지 30% 일 수 있으면, 더욱 바람직하게는 20% 내지 5% 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 상기 자성도체가 적절하게 극판에 결합될 수 없다.
또한, 상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성될 수 있다.
상기 절연 코팅층은 파라핀으로 형성될 수 있다.
상기 포일(Foil)을 포함하는 양극판의 두께는 80 내지 200μm일 수 있다.
상기 포일을 포함하지 않는 양극활물질의 두께는 60 내지 180 μm일 수 있다.
상기 양극 자성도체의 두께는 80 내지 200μm일 수 있다.
상기 분리막의 두께는 5 내지 30μm일 수 있다.
상기 포일을 포함하는 음극판의 두께는 80 내지 250μm일 수 있다.
상기 포일을 포함하지 않는 음극활물질의 두께는 70 내지 240 μm일 수 있다.
상기 수치범위를 벗어나면 적절한 전극조립체를 구성할 수 없다.
상기 절연코팅층은 상기 양극판, 상기 음극활물질, 상기 분리막 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극판에 활물질이 형성되지 않은 활물질 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
또한, 상기 양극판의 일면에 형성된 양극활물질이 형성되지 않은 양극활물질 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일면에 형성된 음극활물질이 형성되지 않는 음극활물질 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
상기 극판에 형성되는 부존재부의 면적은 상기 극판의 면적 대비 50%이하로 형성될 수 있다. 바람직하게는 40% 내지 30% 일 수 있으면, 더욱 바람직하게는 20% 내지 5% 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 상기 자성도체가 적절하게 극판에 결합될 수 없다.
또한, 상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 분리막이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 활물질에 극판이 형성되지 않은 극판 부존재부에 형성된 자성도체 단면도이다.
또한, 상기 양극활물질의 일면에 형성된 양극판이 형성되지 않은 양극판 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극활물질의 일면에 형성된 음극판이 형성되지 않은 음극판 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
상기 자성도체는 전체 활물질의 면적대비 50%이하가 겹쳐지도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 40% 내지 30% 일 수 있으면, 더욱 바람직하게는 20% 내지 5% 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 상기 자성도체가 적절하게 극판에 결합될 수 없다.
또한, 상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 양극활물질 또는 음극활물질이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판의 일단에 형성된 자성도체 평면도이다.
또한, 상기 양극판의 일단에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일단에 형성된 음극자성도체를 포함할 수 있다.
상기 자성도체는 상기 극판의 끝단에 형성될 수 있다. 상기 형성은 상기 자성도체와 상기 극판이 물리적으로 접촉하는 것으로 의미한다.
또한, 상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성될 수 있다.
상기 자성도체가 형성되는 부분은 상기 전극탭이 형성되는 영역일 수 있다. 단방향 전극탭일 경우, 단방향 전극탭이 형성되는 부분에 형성되는 것이 적절하면 양방향 전극탭일 경우, 전극탭이 형성된 부분이면 어느 방향에 형성되어도 위험상황에서 자성도체의 접촉을 통한 내부단락이 일어날 수 있다면 그 위치는 제한되지 않는다.
또한, 상기 양극자성도체 및 상기 음극자성도체가 접하는 양극활물질 또는 음극활물질 및 분리막 사이에는 접착층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 접착층은 아크릴 개질된 말레산 그라프트 폴리올레핀(acrylic modified maleic grafted polyolefin) 또는 무수말레산 개질된 폴리올레핀(maleicanhydride modified polyolefin )에서 선택되는 어느 하나 이상의 것인 개질 폴리올레핀; 수소첨가 석유수지, 지방족 석유수지 및 방향족 석유수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 석유수지; 및 용매를 포함하는 접착조성물이 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연코팅층이 녹으면서 자성도체에 의해서 내부단락이 발생하는 단계도이다.
이차전지의 정상상태에서는 상기 자성도체는 상기 절연층에 의하여 절연이 유지되면서 정상 동작하게 된다. 위험상황이 발생하면 이차전지의 내부온도가 상승하게 되고 상기 자성도체 사이에 형성된 절연코팅층이 녹아내리기된다. 상기 절연코팅층이 녹아내리고 나면 상기 자성도체는 자력에 의하여 서로 접촉하게 되고 내부단락이 발생하게된다.
또한, 상기 이차전지를 에너지원으로 사용하는 디바이스일 수 있다.
상기 이차전지를 2 이상 포함하는 전지팩일 수 있다.
또한, 상기 이차전지를 에너지원으로 사용하는 디바이스일 수 있다.
상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장장치일 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 이차전지
110 : 상부파우치
120 : 전극조립체
121 : 양극탭
122 : 음극탭
123 : 절연테이프
124 : 양극리드
124a : 제1양극리드
124b : 제2양극리드
125 : 음극리드
200: 양극판
210: 양극활물질
300: 음극판
310: 음극활물질
400: 분리막
510: 양극자성도체
520: 음극자성도체
600: 코팅재
110 : 상부파우치
120 : 전극조립체
121 : 양극탭
122 : 음극탭
123 : 절연테이프
124 : 양극리드
124a : 제1양극리드
124b : 제2양극리드
125 : 음극리드
200: 양극판
210: 양극활물질
300: 음극판
310: 음극활물질
400: 분리막
510: 양극자성도체
520: 음극자성도체
600: 코팅재
Claims (12)
- 양극판과 양극활물질을 포함하는 양극,
음극판과 음극활물질을 포함하는 음극, 및
분리막을 포함하는 이차전지에 있어서,
상기 양극판 및 상기 음극판의 일측에 도체가 형성된 이차전지.
- 청구항1에 있어서
상기 도체는 자성을 갖는 이차전지.
- 청구항2에 있어서
상기 양극판의 양극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 음극활물질이 형성되지 않은 면에 형성된 음극자성도체를 포함하는 이차전지.
- 청구항3에 있어서
상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성된 이차전지.
- 청구항2에 있어서
상기 양극판의 일면에 형성된 양극활물질이 형성되지 않은 양극활물질 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일면에 형성된 음극활물질이 형성되지 않는 음극활물질 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함하는 이차전지.
- 제5항에 있어서,
상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 분리막이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성된 이차전지.
- 제2항에 있어서,
상기 양극활물질의 일면에 형성된 양극판이 형성되지 않은 양극판 부존재부에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극활물질의 일면에 형성된 음극판이 형성되지 않은 음극판 부존재부에 형성된 음극자성도체를 포함하는 이차전지.
- 제7항에 있어서,
상기 양극자성도체 및 음극자성도체가 마주 보는 면에서 양극활물질 또는 음극활물질이 형성되지 않은 부분에 절연코팅층이 형성된 이차전지.
- 제2항에 있어서,
상기 양극판의 일단에 형성된 양극자성도체 및 상기 음극판의 일단에 형성된 음극자성도체를 포함하는 이차전지.
- 제9항에 있어서,
상기 양극자성도체와 상기 음극자성도체가 마주 보는 면에는 절연 코팅층이 형성된 이차전지.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양극자성도체 및 상기 음극자성도체가 접하는 양극활물질 또는 음극활물질 및 분리막 사이에는 접착층이 추가로 형성된 이차전지.
- 제11항에 있어서,
상기 이차전지를 에너지원으로 사용하는 디바이스.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190170495A KR20210078742A (ko) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190170495A KR20210078742A (ko) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20210078742A true KR20210078742A (ko) | 2021-06-29 |
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ID=76626505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020190170495A KR20210078742A (ko) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 자성체를 이용한 내부단락 유도장치를 포함하는 이차전지 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210078742A (ko) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005100899A (ja) | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
JP2007053055A (ja) | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Toyota Motor Corp | 電池 |
KR20170139305A (ko) | 2016-06-09 | 2017-12-19 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 및 전지팩 |
KR20190049191A (ko) | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 주식회사 엘지화학 | 전극 조립체 및 이차 전지 안정화 방법 |
-
2019
- 2019-12-19 KR KR1020190170495A patent/KR20210078742A/ko unknown
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