KR20210101520A - 접착부 및 스팟 용접으로 결합된 전극리드 결합부를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 파우치형 전지셀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 전극들이 분리막을 개재한 상태로 적층되어 있고, 상기 전극들에서 돌출된 전극 탭들은 전극 탭 다발을 형성한 상태에서 전극리드와 결합하며, 상기 전극리드는 상기 전극 탭과 결합한 제1전극리드, 및 상기 제1전극리드와 결합하는 제2전극리드를 포함하고, 상기 제1전극리드와 상기 제2전극리드가 결합하는 전극리드 결합부는 접착부 및 스팟 용접부를 포함하는 전극조립체에 대한 것이다.

Description

접착부 및 스팟 용접으로 결합된 전극리드 결합부를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 파우치형 전지셀 {Electrode Assembly Comprising Electrode Lead Coupled Part Bonded by Adhesive Portion and Spot Welding, and Pouch-Type Battery Cell Comprising the Same}
본원 발명은 접착부 및 스팟 용접으로 결합된 전극 탭-리드-결합부를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 파우치형 전지셀에 대한 것으로서, 구체적으로, 파우치형 전지셀의 내압 증가로 인해 충방전시 흐르는 전류가 차단되더라도 약하게 흐르는 전류로 전압측정을 함으로써 파우치형 전지셀의 전압 측정이 가능한 전극조립체 및 이를 포함하는 파우치형 전지셀에 대한 것이다.
리튬 이차전지는 양극, 분리막 및 음극이 적층되어 형성되며, 전지의 수명, 충방전 용량, 및 안전성 등을 고려하여 상기 양극, 분리막 및 음극의 소재를 선택한다. 상기 리튬 이차전지는 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극의 흑연 전극 등으로 삽입 및 탈리되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차전지의 충방전이 진행된다.
상기 리튬 이차전지는 외부 충격에 의한 내부 단락, 과충전 및 과방전 등에 의한 발열과 이로 인한 전해질 분해 및 열폭주 현상 등의 안전성 문제에 취약한 단점이 있다. 구체적으로, 리튬 이차전지는 충방전 과정에서 전해액과 전극 활물질 간에 전기화학 반응이 일어나며, 이 과정에서 기체가 발생한다. 상기 기체는 리튬 이차전지의 내부 압력을 상승시키게 되며, 이는, 부품 간의 결합력 약화, 전지케이스의 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 및 폭발 등의 문제를 야기한다.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여 CID(Current Interrupt Device)를 리튬 이차전지에 내장하여 과충전 상황에서 내압이 상승하면 상기 CID가 작동함으로써 전류공급을 차단시키는 기술이 제안되었다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 일단이 전극조립체와 연결되고, 타단이 파우치 케이스의 접합부까지 연장된 제1전극리드, 상기 제1전극리드와 탈착 가능하게 연결되어 있으며, 상기 파우치 케이스의 외부까지 연장되어 노출되는 제2전극리드, 상기 제1전극리드와 상기 제2전극리드 사이를 결합하는 연결층, 및 상기 전극리드와 상기 파우치 케이스를 결합하는 밀봉층을 포함하고, 상기 연결층은 상기 밀봉층보다 약하게 결합되어 있으며, 상기 밀봉층은 일단에 노치가 형성되어 있는 파우치형 이차전지에 대한 것으로서, 상기 밀봉층에 형성된 노치가 파우치형 이차전지 팽창시 파단되면서 전극리드의 전기적인 연결이 완전히 차단되는 구조이다.
특허문헌 2는 탭연결부와 리드 각각은 파우치 실링부의 상면 또는 하면 중 어느 한 곳에서 각각 고정되며, 상기 파우치 내부 압력이 상승하여 실링부의 상면과 하면이 벌어지면 탭연결부와 리드의 용접은 파단되되, 상기 탭연결부와 리드의 용접부위는 일측과 타측의 박리강도(peel strength)가 다르게 형성되며 상대적으로 박리강도가 약한 쪽부터 파단이 시작되는 이차전지에 대한 것으로서, 상기 탭연결부와 리드의용접 부분은 파우치 내부 압력 상승시 파단되어 전기적인 연결이 차단되는 구조이다.
특허문헌 3은 일단이 상기 전극 탭과 연결되는 제1 전극리드, 일단이 상기 제1 전극리드의 타단과 연결되고 타단이 상기 전지 케이스의 외부로 돌출되는 제2 전극리드, 및 상기 제1 전극리드 및 상기 제2 전극리드를 서로 접착시켜 연결하는 연결부를 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극리드 중 적어도 하나에는 상기 연결부를 통해 서로에게 접착되는 접착면에 적어도 하나의 노치가 형성된 파우치형 이차전지에 대한 것으로서, 상기 케이스 내부에서 기체가 발생하여 압력이 증가하면, 복수의 전극리드가 단계적으로 탈착되어, 전기적인 연결이 완전히 차단되기 전에 미리 사용자가 교체 시기를 알 수 있다.
상기 특허문헌 3은 전극리드의 저항을 탈착 단계마다 측정함으로써, 전지의 교체가 필요한 시기를 사용자에게 알려줄 수 있습니다.
이와 같이, 종래 기술들은 전극리드가 끊어지면서 전기적인 연결을 완전히 차단하는 방법들을 개시하고 있을 뿐, 전기적인 연결이 끊어진 후에도 전지셀의 상태를 확인할 수 있는 기술은 전혀 인식하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제2018-0119106호 (2018.11.01) 한국 공개특허공보 제2019-0083413호 (2019.07.12) 한국 공개특허공보 제2019.0027615호 (2019.03.15)
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전류의 흐름을 완전히 차단하지 않는 형태의 CID 구조를 포함함으로써, 상기 CID가 작동된 상태에서도 전지셀의 상태를 파악할 수 있도록 접착부 및 스팟 용접으로 결합된 전극리드 결합부를 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 파우치형 전지셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 전극조립체는, 복수의 전극들이 분리막을 개재한 상태로 적층되어 있고, 상기 전극들에서 돌출된 전극 탭들은 전극 탭 다발을 형성한 상태에서 전극리드와 결합하며, 상기 전극리드는 상기 전극 탭과 결합한 제1전극리드, 및 상기 제1전극 리 드와 결합하는 제2전극리드를 포함하고, 상기 제1전극리드와 상기 제2전극리드가 결합하는 전극리드 결합부는 접착부 및 스팟 용접부를 포함하는 구조일 수 있다.
상기 스팟 용접은 상기 접착부 내에 형성될 수 있다.
상기 스팟 용접은 상기 접착부와 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
상기 전극리드 결합부의 상면 및 하면에는 절연성 필름이 부착될 수 있다.
상기 접착부는 도전성 물질이 혼합된 접착성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 물질은 은, 구리, 니켈 및 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착성 물질은 에폭시 계통 또는 이미드 계열의 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 접착부로 결합된 부분의 접착력은 스팟 용접으로 결합된 부분보다 약하다.
상기 전극은 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극조립체를 포함하는 파우치형 전지셀을 제공하는 바, 상기 파우치형 전지셀의 내압 증가로 전지케이스 팽창시, 상기 전극리드 결합부의 접착부는 제1전극리드와 제2전극리드가 분리되고, 스팟 용접부는 부분은 제1전극리드와 제2전극리드의 결합이 유지되는 구조일 수 있다.
상기 파우치형 전지셀은, 상기 전지케이스의 팽창시 상기 절연성 필름에 의해 파우치형 전지셀의 밀봉 상태가 유지될 수 있다.
또한, 상기 전지케이스의 팽창시, 스팟 용접으로 결합이 유지되는 부분을 통해 전압 측정이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 전극조립체는 전지케이스의 팽창에 의해 전극리드 결합부의 전기적인 연결이 부분적으로 끊어지더라도, 결합력이 강한 스팟 용접 부분은 결합 상태가 유지될 수 있다.
상기 스팟 용접으로 결합된 부분을 통해 미세한 전류가 흐를 수 있는 바, 전지셀의 전압 측정이 가능하다.
이와 같이, 전지셀의 전압을 측정함으로써 전지셀의 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있는 바, 과충전으로 인한 고전압 상태인지 여부, 및 폐기를 위한 이동이 가능한 저전압 상태인지 여부를 판단할 수 있으므로, 전지셀을 안전하게 폐기할 수 있을 뿐 아니라, 안정화까지 기다리는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 전극리드 결합부의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 절연성 필름이 생략된 전극리드 결합부의 평면도이다.
도 3은 제2실시예에 따른 전극리드 결합부의 평면도이다.
도 4는 제3실시예에 따른 전극리드 결합부의 평면도이다.
도 5는 도 4의 전극리드 결합부의 변형 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 수직 단면도이다.
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.
구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
본 발명에 따른 전극조립체는 복수의 전극들이 분리막을 개재한 상태로 적층되어 있고, 상기 전극들에게 돌출된 전극 탭들은 전그그 탭 다발을 형성한 상태에서 전극리드와 결합한다.
상기 전극은 양극, 음극 또는, 양극 및 음극일 수 있으며, 일반적으로 양극/분리막/음극이 순차적으로 적층된 상태를 구성한다.
구체적으로, 상기 전극조립체는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell), 풀셀(Full cell)들을 분리막 시트로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 또는 상기 바이셀, 풀셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 접합된 구조의 라미네이션/스택형 전극조립체로 분류될 수 있다.
상기 스택형 전극조립체, 스택/폴딩형 전극조립체, 및 라미네이션/스택형 전극조립체는 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들로 구성되며, 상기 양극과 음극을 포함하는 전극조립체의 전극들은 일측 방향으로 돌출된 전극 탭을 포함한다. 상기 전극 탭은 지면에 대해 수직인 방향으로 적층되어 전극 탭 다발을 형성하며, 상기 전극 탭 다발은 전지케이스의 외부로 연장되어 전극단자 역할을 하는 전극리드와 결합하여 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
이와 관련하여, 도 1은 제1실시예에 따른 전극리드 결합부의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에서 절연성 필름이 생략된 전극리드 결합부의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체는 2개의 단위로 구성되는 전극리드를 포함하는 바, 복수의 전극 탭들은 지면에 대해 수직인 방향으로 적층되어 전극 탭 다발(110)을 구성하고, 제1전극리드(111)의 전극조립체 방향 끝단에는 전극 탭 다발(110)을 구성하는 최상단의 전극 탭이 결합하고, 제1전극리드(111)의 반대 방향 끝단에는 제2전극리드(112)가 결합한다.
제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)가 결합된 전극리드 결합부(120)는 접착부(121)와 스팟 용접부(122)가 형성되어 있으며, 접착부(121)는 제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)의 간의 전기적인 연결이 이루어질 수 있도록 도전성 물질이 혼합된 접착성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 물질은 은, 구리, 니켈 및 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 은 입자/와이어, Cu/Ni 코어-쉘(core-shell) 입자, 구리 입자/와이어 또는 탄소나노튜브(CNT) 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 도전성 물질은 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화카본, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 구리 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 1종 또는 그 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 접착성 물질은 열경화성 고분자 수지로 아크릴 수지, 에폭시 수지, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 수지, CPE(Chlorinated Polyethylene) 수지, 실리콘, 폴리우레탄, 우레아 수지, 멜라민 수지, 페놀수지, 불포화에스테르 수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리아미드 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 에폭시 수지 또는 이미드 계열의 폴리머를 포함할 수 있다..
일반적으로 접착성 물질에 의한 결합력은 스팟 용접에 의한 결합력보다 약하며, 본 발명에서도 접착부의 결합력이 스팟 용접부의 결합력보다 약한 결합력으로 구성된다.
전극 탭 다발과 제1전극리드 간 결합시 이들의 상하 방향 위치, 및 제1전극리드와 제2전극리드 간 결합시 이들의 상하 방향 위치는 도 1에 도시된 것으로 한정되지 않는다.
즉, 전극 탭들이 두개의 그룹으로 나뉘어져서 제1전극리드의 상면 및 하면 각각에 부착될 수 있으며, 제2전극리드가 제1전극리드의 상면에 부착될 수 있음은 물론이다.
또한, 제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)의 y방향 폭은 서로 다른 크기로 이루어질 수 있고, 또는 동일한 크기의 폭을 갖도록 구성될 수 있다.
접착부(121)는 제1전극리드(111)와 제2전극리드(122)가 중첩되는 부분에 형성되고, 양면테이프를 부착하거나 접착성 물질을 도포하는 형태로 구성될 수 있다.
스팟 용접은 2개의 금속을 겹쳐 전극 사이에 고정한 상태에서, 전류를 집중시키면 상기 전극과 접촉된 금속들 부분이 국부적으로 가열되는데, 이와 동시에 전극으로 압력을 가하면 상기 2개의 금속이 접합되는 일종의 저항 용접에 해당한다.
상기 스팟 용접은 유지 비용이 저렴하고, 빠르고 간단하게 용접을 수행할 수 있으며, 제1전극리드와 제2전극리드는 두께가 얇기 때문에, 본 발명에서 제1전극리드와 제2전극리드를 결합하기 위한 용도로 적절하게 사용될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 스팟 용접부(122)는 접착부(121) 내에 형성되며, 접착부에서 제1전극리드 및 제2전극리드의 결합이 떨어지더라도, 스팟 용접부에서는 제1전극리드 및 제2전극리드의 결합이 유지되어야 하는 점을 고려할 때, 상기 스팟 용접부는 접착부 내에서 일측에 치우친 위치에 형성되는 것이 바람직한 바, 스팟 용접부(122)는 접착부(121)의 외주변 엣지 부분에 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 전극리드 결합부(120)의 상면 및 하면에는 절연성 필름(130)이 부가되는 바, 절연성 필름(130)이 부가된 제1전극리드(111) 및 제2전극리드(112)가 전지케이스의 실링부 상에 배치된 후 열융착 실링될 때 전지케이스와 제1 및 제2전극리드 간의 절연성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 절연성 필름에 의해 전극리드 결합부에서 제1전극리드와 제2전극리드가 분리되더라도 전지케이스의 밀봉성을 1차적으로 확보할 수 있다. 그러나, 제1전극리드와 제2전극리드의 분리 후, 전지케이스의 내압이 지속적으로 증가하는 경우에는 상기 절연성 필름에 의한 밀봉이 해제되고 벤팅(venting)이 일어날 수 있다.
도 3은 제2실시예에 따른 전극리드 결합부의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 전극 탭 다발(110), 제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)는 도 2에 도시된 구성과 동일한 소재 및 크기를 갖는 것들이 사용될 수 있으며, 접착성 물질이 적용된 접착부(121)와 스팟 용접부(122)가 제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)가 중첩된 부분에 형성되는 점에서 동일하다.
그러나, 도 3의 전극리드 결합부(120) 내에서, 접착부(121)와 스팟 용접부(122)는 서로 중복되는 위치에 형성되지 않는 점에 도 2와 차이가 있다.
이와 같은 경우에는, 접착부(121)에서 제1전극리드(111)와 제2전극리드(112)는 완전히 분리되고, 스팟 용접부(122)에서만 결합이 유지될 수 있으므로, 도 2에 도시된 전극리드 결합부보다 제1전극리드와 제2전극리드의 결합이 유지되는 부분을 더 좁게 확보할 수 있다.
도 4는 제3실시예에 따른 전극리드 결합부의 평면도이고, 도 5는 도 4의 전극리드 결합부의 변형 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전극 탭 다발(210)의 끝단에는 제1전극리드(211)가 부착되고, 전극 탭 다발(210)이 부착된 제1전극리드(211)의 반대쪽에는 제2전극리드(212)가 부착된 상태이다.
제1전극리드(211)와 제2전극리드(212)가 중첩된 부분에는 전극리드 결합부(220)가 형성되며, 접착제를 부가한 접착부(221)가 스팟 용접부(222)와 중첩되지 않도록 각각 위치한다.
접착제를 부가한 접착부(221)와 스팟 용접부(222)의 위치가 서로 중첩되지 않도록 형성되는 것을 제외하고는, 상기 접착부 및 스팟 용접부에 대한 설명은 상기 도 1 및 도 2의 설명에 기재된 바와 동일하게 적용될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 구조의 전극리드 결합부를 형성하는 경우에는, 정상 상태에서는 접착부(221) 및 스팟 용접부(222)를 통해 제1전극리드(211) 및 제2전극리드(212) 간의 전기적인 연결이 안정적으로 이루어질 수 있고, 전지셀 내압 증가로 전지케이스가 팽창하여 접착부(221)에서 제1전극리드(211)와 제2전극리드(212)의 결합이 해제되더라도, 접착부(221)와 중첩되지 않도록 형성된 스팟 용접부(222)의 결합이 더욱 확실하게 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 파우치형 전지셀의 수직 단면도로서, 파우치형 전지셀의 내압 증가로 인해 전지케이스가 팽창하기 전과 팽창한 후의 수직 단면도를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 파우치형 전지셀(300)은 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스(301)에 전극조립체가 수납되어 있고, 일측으로 돌출된 전극 탭들이 전극 탭 다발(310)을 형성하고 있으며, 전극 탭 다발(310)에 제1전극리드(311)가 결합하고, 제1전극리드(311)에는 제2전극리드(312)가 결합하고 있다.
제1전극리드(311)와 제2전극리드(312)가 결합된 전극리드 결합부의 상면 및 하면에는 절연성 필름(330)이 부착되어 있다. 절연성 필름(330)이 부착된 제1전극리드(311)와 제2전극리드(312)가 전지케이스(301)의 실링부에 배치된 상태에서 상기 실링부를 가열 및 가압하여 전지케이스의 밀봉이 이루어질 수 있다.
파우치형 전지셀(300)은 충방전이 반복됨에 따라 전해액의 전기화학 반응에 따른 부반응으로 가스가 발생하는 데, 상기 가스로 인해 파우치형 전지셀의 내압이 증가하고 전지케이스(301)가 팽창하게 된다. 이와 같이 증가하는 전지케이스의 내압이 전지케이스의 밀봉력보다 큰 경우에는 전지케이스가 터지며 폭발할 수 있다. 이에, 사전에 전지셀의 충전을 종료시킴으로써 파우치형 전지셀의 폭발을 방지할 수 있다.
제1전극리드(311)는 절연성 필름(330)에 의해 상부 전지케이스에 부착되어 있고, 제2전극리드(312)는 절연성 필름(330)에 의해 하부 전지케이스에 부착되어 있는 바, 전지케이스(301)가 팽창하면 제1전극리드(311)는 상부 전지케이스의 팽창 방향으로 이동하고 제2전극리드(312)는 하부 전지케이스의 팽창 방향으로 이동하면서 접착부(321)에서 제1전극리드(311)와 제2전극리드(312)가 분리된다. 따라서, 이와 같은 제1전극리드 및 제2전극리드의 분리에 의해 전류의 흐름이 갑자기 줄어들면 파우치형 전지셀(300)의 충전이 종료되고, 더 이상 전지케이스(301)가 팽창하지 않는다.
스팟 용접부(322)의 결합력은 접착부(321)의 결합력보다 강하기 때문에, 전지케이스가 더 이상 팽창하지 않으면 스팟 용접부(322)에서의 제1전극리드(311)와 제2전극리드(312)의 결합은 유지된다.
스팟 용접부(322)를 통해서는 미세한 전류만 흐르기 때문에 파우치형 전지셀의 전압 측정이 가능하다. 따라서, 제1전극리드와 제2전극리드의 결합이 접착부에서 해제된 상태에서도 전지셀의 상태를 확인할 수 있다.
이와 같이 측정된 전압의 크기는 전지셀의 상태를 알려주는 지표가 될 수 있다. 종래에 과충전되는 경우에는, 전극리드가 분리되어 충전이 종료되면 더 이상 전지셀의 상태를 확인할 수 없었으나, 본 발명은 충전 전류가 흐를 수 없도록 전극리드가 분리된 상태에서도 스팟 용접부를 통해 미세 전류가 흐르기 때문에, 전지셀의 전압을 측정할 수 있다. 이와 같이, 측정된 전압의 크기를 통해 전지셀의 상태를 파악할 수 있는 바, 발화 등의 사고가 발생하는 것을 미리 대비하기 위하여 운송 과정에서 매우 높은 주의를 기울일 수 있고, 안전성을 확보한 상태에서 전지셀의 폐기를 진행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 비정상적인 환경에서 전극리드가 작동하여 전류의 흐름이 끊어져도 전압을 측정할 수 있기 때문에, 전지셀 내부에서 전압이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 전지셀 내부에서 서로 다른 전극 간의 접촉과 같은 내부 단락이 일어나는 것을 알 수 있으므로, 안전사고 등으로부터 미리 위험 상태를 경고함으로써 대피에 필요한 시간을 확보할 수 있다.
또한, 전압 측정이 어려웠던 종래에는 안정화에 필요할 것으로 예상되는 임의의 시간 동안 전지셀을 방치할 수밖에 없었으나, 본 발명은 전지셀의 폐기가 가능한 상태에 이르렀는지 여부도 전압의 측정으로 확인할 수 있는 바, 방치 시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라, 안정성이 확보된 상태에서는 안정화 설비 등의 구비가 불필요하기 때문에 폐기 비용도 절감할 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
110, 210, 310: 전극 탭 다발
111, 211, 311: 제1전극리드
112, 212, 312: 제2전극리드
120, 220: 전극리드 결합부
121, 221, 321: 접착부
122, 222, 322: 스팟 용접부
130, 330: 절연성 필름
300: 파우치형 전지셀
301: 전지케이스

Claims (12)

  1. 복수의 전극들이 분리막을 개재한 상태로 적층되어 있고,
    상기 전극들에서 돌출된 전극 탭들은 전극 탭 다발을 형성한 상태에서 전극리드와 결합하며,
    상기 전극리드는 상기 전극 탭과 결합한 제1전극리드, 및 상기 제1전극리드와 결합하는 제2전극리드를 포함하고,
    상기 제1전극리드와 상기 제2전극리드가 결합하는 전극리드 결합부는 접착부 및 스팟 용접부를 포함하는 전극조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스팟 용접부는 상기 접착부 내에 형성되는 전극조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스팟 용접부는 상기 접착부와 중첩되지 않도록 형성되는 전극조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드 결합부의 상면 및 하면에는 절연성 필름이 부착되는 전극조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접착부는 도전성 물질이 혼합된 접착성 물질로 이루어진 전극조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 도전성 물질은 은, 구리, 니켈 및 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 전극조립체.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 접착성 물질은 에폭시 계통 또는 이미드 계열의 폴리머를 포함하는 전극조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접착부로 결합된 부분의 접착력은 스팟 용접으로 결합된 부분보다 약한 전극조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나인 전극조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전극조립체를 포함하는 파우치형 전지셀에 있어서,
    상기 파우치형 전지셀의 내압 증가로 전지케이스 팽창시, 상기 전극리드 결합부의 접착부는 제1전극리드와 제2전극리드가 분리되고, 스팟 용접부는 부분은 제1전극리드와 제2전극리드의 결합이 유지되는 파우치형 전지셀.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전지케이스의 팽창시 상기 절연성 필름에 의해 파우치형 전지셀의 밀봉 상태가 유지되는 파우치형 전지셀.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전지케이스의 팽창시, 스팟 용접으로 결합이 유지되는 부분을 통해 전압 측정이 가능한 파우치형 전지셀.
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